JP6478050B2 - 面光源照明装置 - Google Patents
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Description
より薄型を目指すためにLED光源を液晶モニターやディスプレイの真下に配置する直下方式に対して、薄いアクリルやポリカーボネート板の裏面に微小なパターンが刻まれた導光板を用いて、その導光板の端面から入光させることで導光板の正面を面発光させるエッジライト方式が現在主流となっている。
(実施の形態1)
図1(a)(b)(c)は本発明の面光源照明装置を示す。
このルーバー部7は、導光板1の長手方向(Y方向)に間隔を空けて導光板1の正面と背面に直交する方向に配置された隔壁12、隔壁12の正面側の端面の相互間を閉塞する表反射面13と、隔壁12の背面側の端面の相互間を閉塞する裏反射面14を有している。2枚の隔壁12,12と、表反射面13および裏反射面14によって囲まれたエリア内部が空気層または樹脂層になっている。空気層の場合は、表反射面13と裏反射面14は鏡面で反射させる構造となっており、樹脂層で充填されている場合は樹脂の界面で反射する。
第2導光パターン4Bにおいても、主として反射を行わせる面をプリズム主反射面19としており、この面の角度θB1が方向制御に大きく寄与する。プリズム主反射面の傾斜角θB1は、最初に光が当ったときにこの面で下方向へ反転させる効果が与えられている。
この図では、正面方向を中心とした半球方向への光の光度の分布を示したものである。円の上側が真上、円の下側が真下となっており、右と左も同様である。ここで白くなっている個所は光が強く出ている部分を示し、黒い部分は光が出ていないことを示している。輝度が中央よりも下に制御していることと、光をこの部分に集めることで十分な光量を確保していることが確認できる。車載用のスピードメーターなどのインパネのバックライトに好適である。
実施の形態1の結果である図8(a)を見ると、斜め左上と斜め右上が若干白くなっており、光モレが発生していることが確認できる。その方向では視野には入ってこないが、迷光としてノイズ成分になる可能性がある。実施の形態2ではこれを改善する実施形態について説明する。
面光源照明装置を設置する条件によっては、実施の形態2の結果である図8(b)の場合よりも更に中央部に光を集めたい場合がある。実施の形態2ではθA1=40°、θA2=72°、θB1=40°、θB2=72°に設定したが、この実施の形態3では、θA1=44°、θA2=72°、θB1=44°、θB2=72°に設定した。その他の構成は実施の形態2と同じである。
実施の形態1,2では導光板1の正面の上方向に光を出すことなく、導光板1の正面から下方向に出射光の方向制御する事例について述べたが、車載用のナビゲーション装置などのセンターパネルの場合では、導光板1の正面の上方に位置するフロントウィンドウ側に光が出ない点では同じだが、ドライバー席側と助手席側に光が強く出ることが求められ、導光板1の正面方向への輝度はあまり必要がない。実施の形態4ではこの仕様を満足できる形態について説明する。
実施の形態4ではセンターパネルの場合として、導光板1の左右側のドライバー席側と助手席側に光が強く出ることが求められる事例について述べたが、後方確認用のディスプレイルームミラーでは、求められる方向は同じだが光源の位置が設置の制約上必然的に導光板1の上の辺の側となる。実施の形態5ではこの仕様を満足できる形態について説明する。
第1,第2導光パターン4A,4Bは、φ1=28°、φ2=180°−28°=152°が望ましく、前記導光板を構成する材料と空気との屈折率の差が0.45以上の時に、第1導光パターン4Aの第1プリズム主反射面17の底角θA1が45°〜65°以下、第1プリズム副反射面18の底角θA2が70°〜90°以下、第2導光パターン4Bの第2プリズム主反射面19の底角θB1が45°〜65°以下、第2プリズム副反射面20の底角θB2が70°〜90°以下に形成した。より具体的には、導光パターンの反射面の底角θA1は54°、θA2は76°、θB1は54°、θB2は76°が好適であった。
なお、導光板1は、図12(a)に示すように長方形断面形状としてもよいし、図12(b)に示すように楔形断面形状にしてもよい。
1L 端面
1R 端面
2a,2b 光源部
3a,3b 入光部
X 導光板1の横方向
Y 導光板1の縦方向
Z 導光板1の背面から正面に向かう方向
4A 第1導光パターン
4B 第2導光パターン
5 裏面シート
6 入光レンズ
7 ルーバー部
8 LED
9 LED実装基板
10 LED側の曲面
11 導光板側の曲面
12 隔壁
13 表反射面
14 裏反射面
15 ルーバー奥行
16 ルーバー幅
17,19 プリズム主反射面
18,20 プリズム副反射面
φ1 第1導光パターンの導光パターン角度
θA1 第1導光パターンのプリズム主反射面17の底角
θA2 第1導光パターンのプリズム副反射面18の底角
φ2 第2導光パターンの導光パターン角度
θB1 第2導光パターンのプリズム主反射面19の底角
θB2 第2導光パターンのプリズム副反射面20の底角
Claims (6)
- 導光板の端面に光源部からの光を入射させ、前記導光板の内部を伝搬して前記導光板の正面と背面のうちの正面から光を出射する面光源照明装置において、
前記導光板の前記端面の長手方向に間隔を空けて配置された複数個の光源を有する光源部と、
前記光源部から光が入射する前記導光板の背面に、前記光源部からの入光方向に対して第1の斜め方向に直線の溝群を有する第1導光パターンを設け、
前記導光板の前記背面に、第1導光パターンとは異なる第2の斜め方向に直線の溝群を有する第2導光パターンを設け、
第1導光パターンによって反射した光を第2導光パターンによって反射させて前記導光板の正面から光を出射し、
前記光源部から入射したライン状の光を略平行光にする入光レンズと、前記入光レンズを通過した光のうちで平行光から外れた光を吸収して通過させるルーバー部を有する入光部と、をさらに有し、前記入光部を介した光を前記導光板の端面に入射させ、
前記入光レンズは、
前記光源部の側の面と前記ルーバー部の側の面に曲面を保有しており、前記入光レンズの光軸方向における前記入光レンズの長さが前記光源部の光源のピッチの距離より小さい、
面光源照明装置。 - 前記ルーバー部は、
前記導光板の前記端面の長手方向に間隔を空けて配置され入射した光を遮る隔壁と、
前記隔壁の相互間から前記導光板の正面側または前記背面側へ向かって拡がった光を反射する反射面と、
前記隔壁と前記反射面で囲まれたエリアに形成された気体層または樹脂層を設けた、
請求項1に記載の面光源照明装置。 - 前記隔壁の間隔が、前記隔壁の奥行きに対して0.1倍以上から0.6倍以下である、
請求項2に記載の面光源照明装置。 - 第1導光パターンは、第1プリズム主反射面と、底角が前記第1プリズム主反射面の底角よりも傾きの大きい第1プリズム副反射面とから構成され、
第2導光パターンは、第2プリズム主反射面と、底角が前記第2プリズム主反射面の底角よりも傾きの大きい第2プリズム副反射面とから構成され、
第1プリズム副反射面によって反射した光が第2プリズム主反射面によって更に反射して、前記導光板の正面から光を出射する、
請求項1に記載の面光源照明装置。 - 前記導光板を構成する材料と空気との屈折率の差が0.45以上の時に、
第1導光パターンの前記第1プリズム主反射面の底角が30°〜50°以下、前記第1プリズム副反射面の底角が70°〜90°以下、
第2導光パターンの前記第2プリズム主反射面の底角が30°〜50°以下、前記第2プリズム副反射面の底角が70°〜90°以下である、
請求項4に記載の面光源照明装置。 - 前記導光板を構成する材料と空気との屈折率の差が0.45以上の時に、 第1導光パターンの前記第1プリズム主反射面の底角が45°〜65°以下、前記第1プリズム副反射面の底角が70°〜90°以下、
第2導光パターンの前記第2プリズム主反射面の底角が45°〜65°以下、前記第2プリズム副反射面の底角が70°〜90°以下である、
請求項4に記載の面光源照明装置。
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