JP5401331B2 - 光学素子および発光装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光学素子である導光体1の構成を示す斜視図である。
図4は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置21の簡略図であり、図1に示した導光体1とLED22との位置関係を示す図である。光源としてのLED22は、白色光を発する直径2.4mmのチップ型のものであり、その光束は、9lmである。LED22は、各第1のプリズム部7に対向する位置に配置されている。本実施の形態では、たとえば、25mm間隔で配置され、各第1のプリズム部7に向けて発光される。
図7は、本発明の第2の実施の形態に係る光学素子である導光体31の構成を示す斜視図である。導光体31と導光体1との差異は、出射する光を導光体31の長尺方向に屈折させ、出射方向を出射面と直交する方向に近づける第2のプリズム部32が、出射面6の全面に設けられている点である。その点を除いては、導光体31と導光体1とでは構成上の差異がない。また導光体31を用いた後述する発光装置41と、発光装置21とでもその点を除き、構成上の差異がない。よって、導光体1と導光体31の共通する部材または要素、発光装置21と発光装置41の共通する部材または要素については、同一の符号を付して以下説明し、それらの共通部分の詳細な説明は省略する。
導光体1,31およびそれを用いた発光装置21,41は、導光体1,31の入射面4には入射する光を長尺方向に発散する(広げる)ことができる複数の第1の三角プリズム7Aからなる第1のプリズム部7が設けられている。そのため、導光体1,31およびそれを用いた発光装置21,41は、光源としてLED22等の光源を複数用いた場合にも、照明光の照度をより均一にし、グレアを低減することができる。
の範囲内となるように設定している。本実施の形態では、P2=2×H2/tanθ2とされ、凹部側において斜面42が交差するように構成されている。具体的には、たとえば、H2=0.3mmとし、P2が0.2mmとされている。角度θ2を50度以上としているのは、出射光を出射面6に対して直交する方向に向けて屈折させ易くし、出射面6の輝度をより均一にするためである。なお、角度θ2を90度未満としている理由、および(2×H/tanθ2)≦P2としている理由は、物理的制約によるものである。また、P2<(20×H2/tanθ2)の範囲であれば、隣接する第2の三角プリズム32間の間隔が開き、隣接する第2の三角プリズム32との間に平面部が形成されても、出射面6から出射する光の出射方向を長尺方向に広がることを抑制でき、発光装置41の光の出射方向を出射面6と直交する方向に近づけることができる。
導光体1,31は、平面状の左端面2から右端面3に向かう方向に長尺な三角柱の側面を有し、その3つの側面がそれぞれ、光が入射する入射面4、入射した光を全反射する全反射面5、全反射した光を外部へ出射する出射面6であり、入射面4には入射する光を長尺方向に広げる複数の第1の三角プリズム7Aからなる第1のプリズム部7が設けられ、第1の三角プリズム7AはV字状に隣接する複数の斜面11が交差して形成されるジクザグ状の凹凸部(鋸歯状のプリズム部)により形成され、凸部の頂点を含む稜線を稜部12とし、凹部側において斜面11が交差する部分を含む面を第1のプリズム7の底面13としたとき、斜面11と底面13とのなす角度θ1が20度以上70度以下であり、かつ隣り合う稜部12間の間隔P1が、底面13から稜部12までの高さをH1とした場合、(2×H1/tanθ1)≦P1<(10×H1/tanθ1)である。
2 左端面
3 右端面
4 入射面
5 全反射面
6 出射面
7 プリズム部
7A 第1の三角プリズム
8 プリズム部未形成部(プリズム部が設けられない部分)
11 斜面
12 稜部
13 底面
21,41 発光装置
22 LED(光源)
32 第2のプリズム部
32A 第2の三角プリズム
42 第2の斜面
43 第2の稜部
44 第2の底面
τ 濁度
θ1 第1の三角プリズムの底角
θ2 第2の三角プリズムの底角
P1 隣り合う稜部間の間隔(第1の三角プリズムの隣り合う稜部間の間隔)
P2 第2の頂点間ピッチ(第2の三角プリズムの隣り合う稜部間の間隔)
H1 底面から稜部までの高さ(第2の三角プリズムの底面から第2の三角プリズムの稜部までの高さ)
H2 第2の底面から第2の稜部までの高さ(第2の三角プリズムの底面から第2の三角プリズムの稜部までの高さ)
Claims (6)
- 三角柱を呈する導光部を有し、
上記導光部の3つの側面のうち、1つの側面を光が入射する入射面とし、他の1つの側面を上記入射した光を全反射する平面である全反射面とし、残りの1つの側面を上記全反射した光を外部へ出射する出射面とし、
上記入射面には、上記全反射面を含む平面と上記出射面を含む平面とに交差する方向に稜線方向を向けた稜部を有する複数の第1の三角プリズムからなる第1のプリズム部が設けられ、
前記第1の三角プリズムの底角θ1が20度以上70度以下であり、かつ、前記複数の第1の三角プリズムの隣り合う稜部間の間隔P1が、前記第1の三角プリズムの底面から前記稜部までの高さをH1とした場合、
(2×H1/tanθ1)≦P1<(10×H1/tanθ1)
であり、
前記出射面には前記複数の第1の三角プリズムの配置方向に沿って配置される複数の第2の三角プリズムからなる第2のプリズム部が設けられ、
前記第2の三角プリズム部の底角θ2が50度以上90度未満であり、かつ、上記複数の第2の三角プリズムの隣り合う稜部間の間隔P2が、上記第2の三角プリズムの底面から上記第2の三角プリズムの稜部までの高さをH2とした場合、
(2×H2/tanθ2)≦P2<(20×H2/tanθ2)
であることを特徴とする光学素子。 - 請求項1記載の光学素子において、
入射した光を多重散乱させる光散乱粒子を含有し、
上記光散乱粒子は、粒径が2μm〜9μmの透光性のシリコーン粒子であり、
上記光散乱粒子による散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτとした場合、τ>0.01であることを特徴とする光学素子。 - 三角柱を呈する導光部を有し、
上記導光部の3つの側面のうち、1つの側面を光が入射する入射面とし、他の1つの側面を上記入射した光を全反射する平面である全反射面とし、残りの1つの側面を上記全反射した光を外部へ出射する出射面とし、
上記入射面には、上記全反射面を含む平面と上記出射面を含む平面とに交差する方向に稜線方向を向けた稜部を有する複数の第1の三角プリズムからなる第1のプリズム部が設けられる光学素子を備え、
上記入射面に光を入射させる複数の光源が、上記複数の第1の三角プリズムの配置方向に配置され、
前記第1の三角プリズムの底角θ1が20度以上70度以下であり、かつ、前記複数の第1の三角プリズムの隣り合う稜部間の間隔P1が、前記第1の三角プリズムの底面から前記稜部までの高さをH1とした場合、
(2×H1/tanθ1)≦P1<(10×H1/tanθ1)
であり、
前記出射面には前記複数の第1の三角プリズムの配置方向に沿って配置される複数の第2の三角プリズムからなる第2のプリズム部が設けられ、
前記第2の三角プリズム部の底角θ2が50度以上90度未満であり、かつ、上記複数の第2の三角プリズムの隣り合う稜部間の間隔P2が、上記第2の三角プリズムの底面から上記第2の三角プリズムの稜部までの高さをH2とした場合、
(2×H2/tanθ2)≦P2<(20×H2/tanθ2)
であることを特徴とする発光装置。 - 請求項3記載の発光装置において、
前記入射面の前記光源と対向しない部分には、前記第1のプリズム部が設けられない部分が存在することを特徴とする発光装置。 - 請求項3または4記載の発光装置において、
前記複数の光源の発光色が異なることを特徴とする発光装置。 - 請求項3から5のいずれか1項に記載の発光装置において、
上記光学素子は、入射した光を多重散乱させる光散乱粒子を含有し、
上記光散乱粒子は、粒径が2μm〜9μmの透光性のシリコーン粒子であり、
上記光散乱粒子による散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度をτとした場合、τ>0.01であることを特徴とする発光装置。
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