JP5342941B2 - 照明用レンズ、発光装置、面光源および液晶ディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態1に係る照明用レンズついて、図面を参照しつつ説明する。図1は、実施の形態1に係る照明用レンズ1の構成図である。照明用レンズ1は、指向性を有する光源20と被照射面3との間に配置され、光源20からの光を拡張して被照射面3に照射するものである。すなわち、照明用レンズ1によって光源の指向性が広くされる。被照射面3の照度分布は、照明用レンズ1の設計上の中心線である光軸A上が最大で周囲に行くほど略単調に減少する。なお、光源20と照明用レンズ1とは、互いの光軸が合致するように配置される。
図9は、本発明の実施の形態2に係る発光装置7の構成図である。この発光装置7は、光を放射する発光ダイオード2と、発光ダイオード2からの光を拡張して被照射面3に照射する、実施の形態1で説明した照明用レンズ1とを備えている。
図15は、本発明の実施の形態2の実施例1に係る発光装置に用いられる照明用レンズの構成図である。本実施例1は、0.5mm角の発光ダイオードを光源とし、指向性を広げることを目的とした設計例である。
図17は、本発明の実施の形態3に係る面光源9の構成図である。この面光源9は、平面的に配置された、実施の形態2で説明した複数の発光装置7と、これらの発光装置7を覆うように配置された拡散板4とを備えている。なお、発光装置7は、図17に示すようにマトリクス状に配置されていてもよいし、千鳥状に配置されていてもよい。なお、図17では、図面の簡略化のために、照明用レンズ1のリング部1Bの作図を省略している。
図19は、本発明の実施の形態4に係る液晶ディスプレイ装置の構成図である。この液晶ディスプレイ装置は、液晶パネル5と、液晶パネル5の裏側に配置された、実施の形態3で説明した面光源9とを備えている。
1A 本体部
1B リング部
11 入射面
12 出射面
121 第1出射面
122 第2出射面
123 透過領域
124 全反射領域
16 背面
161 第1領域
162 第2領域
17 端面
18 前面
2 発光ダイオード
20 光源
3 被照射面
4 拡散板
5 液晶パネル
6 反射板
7 発光装置
8 基板
9 面光源
A 光軸
Q 基点
Claims (11)
- 光源からの光を拡張して被照射面に照射する照明用レンズであって、
前記光源と重なるように配置される本体部と、前記光源の周囲に位置するように前記本体部の周縁部に連設されたリング部と、を備え、
前記本体部は、光源からの光が入射する入射面と、入射した光を出射させる、光軸に対して軸対称な出射面と、を有し、
前記出射面は、前記光軸上の点に向かって窪む第1出射面と、この第1出射面の周縁部から外側に広がりながら凸面を形成する第2出射面と、を有し、
前記第1出射面は、前記光軸上の前記光源の位置を基点としたときに、前記基点から放射されて当該第1出射面に到達する放射光のうち前記光軸からの角度が所定角度未満の放射光を透過させる透過領域と、前記基点から放射されて当該第1出射面に到達する放射光のうち前記光軸からの角度が前記所定角度以上の放射光を全反射する全反射領域と、を含み、
前記第2出射面は、前記基点から放射されて当該第2出射面に到達する放射光の略全量を透過させるとともに、前記全反射領域で全反射されて当該第2出射面に到達する放射光の略全量を全反射する形状を有しており、
前記リング部は、前記出射面の周縁から外側に広がる前面と、前記入射面の周縁から外側に広がる背面と、前記前面の外周縁と前記背面の外周縁とをつなぐ端面と、を有し、
前記背面は、前記光源からの光のうち前記出射面で全反射を繰り返して前記リング部に入射する光を全反射により前記端面に導く形状を有しており、
前記端面は、前記背面で全反射されて当該端面に到達する光を屈折させて前記被照射面に到達させる形状を有し、
前記背面は、前記入射面の周縁から外側に広がりながら凸面を形成する第1領域と、前記第1領域と連続するフラットな第2領域とからなる、
照明用レンズ。 - 前記光軸を中心とする径方向における前記第2領域の幅は、前記径方向における前記第1領域の幅よりも大きい、請求項1に記載の照明用レンズ。
- 前記光軸が延びる光軸方向における前記入射面から前記第2領域までの距離は、前記光軸方向における前記入射面から前記出射面までの最大距離よりも大きい、請求項1または2に記載の照明用レンズ。
- 前記光軸を含む断面で見たときに、前記第2出射面の最外周の接線方向は、前記第1領域の最内周の接線方向と略平行である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
- 前記光軸を含む断面で見たときに、前記第1領域の最内周の接線方向は、前記光軸と平行である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
- 前記第2出射面は、前記基点から放射される放射光を全面に亘って透過させるものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
- 前記第2出射面は、前記基点から放射される放射光の一部を全反射し、残りを透過させるものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
- 光を放射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードからの光を拡張して被照射面に照射する照明用レンズと、を備える発光装置であって、
前記照明用レンズは、請求項1〜7のいずれか一項に記載の照明用レンズである、発光装置。 - 平面的に配置された複数の発光装置と、前記複数の発光装置を覆うように配置され、前記複数の発光装置から一方面に照射された光を他方面から拡散した状態で放射する拡散板と、を備える面光源であって、
前記複数の発光装置のそれぞれは、請求項8に記載の発光装置である、面光源。 - 前記複数の発光装置を挟んで前記拡散板と対向する基板であって前記複数の発光装置のそれぞれの前記発光ダイオードが実装された基板と、前記発光ダイオードを避けながら前記基板を覆うように前記基板上に配置された反射板と、をさらに備える、請求項9に記載の面光源。
- 液晶パネルと、前記液晶パネルの裏側に配置された請求項9または10に記載の面光源と、を備える液晶ディスプレイ装置。
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