JP6660690B2 - 光束制御部材、発光装置および面光源装置 - Google Patents

光束制御部材、発光装置および面光源装置 Download PDF

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Description

本発明は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材に関する。また、本発明は、前記光束制御部材を有する発光装置、前記発光装置を有する、および面光源装置に関する。
液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。
たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数の発光素子、複数の光束制御部材（レンズ）および光拡散部材を有する。発光素子は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。複数の発光素子は、基板上にマトリックス状に配置されている。各発光素子の上には、各発光素子から出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。
図１は、従来の光束制御部材の構成を示す図である。図１Ａは、裏側から見た斜視図であり、図１Ｂは、裏側から見た断面斜視図であり、図１Ｃは、断面図である。なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、裏側に設けられた脚部を省略している。これらの図に示されるように、従来の光束制御部材２０は、発光素子から出射された光を入射する入射面２２と、入射面２２で入射した光を外部に出射する出射面２４とを有する。入射面２２は、発光素子に対して凹形状の面であり、発光素子の発光面と対向するように形成されている。
図２は、光束制御部材２０の光路図である。図２Ａは、出射角３０°で発光素子１０の発光中心から出射された光線の光路図であり、図２Ｂは、出射角４０°で発光素子１０の発光中心から出射された光線の光路図である。ここで「出射角」とは、発光素子１０の光軸ＬＡに対する、出射された光線の角度（図２Ａのθ）を意味する。なお、図２でも、裏側に設けられた脚部を省略している。
図２に示されるように、発光素子１０から出射された光は、入射面２２で光束制御部材２０内に入射する。光束制御部材２０内に入射した光は、出射面２４に到達し、出射面２４から外部に出射される（実線の矢印）。このとき、出射面２４の形状により光が屈折するため、光の進行方向が制御される。その一方で、出射面２４に到達した光の一部は、出射面２４で反射し（フレネル反射）、発光素子１０が実装されている基板と対向する裏面２６に到達する（破線の矢印）。裏面２６に到達した光が裏面２６で反射した場合、光束制御部材２０の直上に向かう光が過剰になってしまうため、発光装置から照射される光の輝度に不均一な分布（輝度ムラ）が生じてしまう。また、裏面２６に到達した光が裏面２６から出射された場合、光が基板に吸収されてしまうため、光の損失が大きい。そこで、特許文献１では、このような問題を解決できる光束制御部材が提案されている。
図３は、特許文献１に記載の光束制御部材の構成を示す図である。図３Ａは、裏側から見た斜視図であり、図３Ｂは、裏側から見た断面斜視図であり、図３Ｃは、断面図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、裏側に設けられた脚部を省略している。これらの図に示されるように、特許文献１に記載の光束制御部材３０では、傾斜面３２を外側に有し、中心軸ＣＡに対して略平行な面３４を内側に有する凹部が裏面２６に形成されている。傾斜面３２は、光束制御部材３０の中心軸ＣＡに対して回転対称（円対称）であり、かつ中心軸ＣＡに直交する仮想直線に対して所定の角度（例えば４５°）で傾斜している。
図４は、光束制御部材３０の光路図である。図４Ａは、出射角３０°で発光素子１０の発光中心から出射された光線の光路図であり、図４Ｂは、出射角４０°で発光素子１０の発光中心から出射された光線の光路図である。なお、これらの図でも、裏側に設けられた脚部を省略している。これらの図に示されるように、出射面２４でフレネル反射した光は、裏面２６上の所定の領域に到達する。上記所定の領域に傾斜面３２を形成することで、傾斜面３２に到達した光の少なくとも一部を反射させて、側方方向へ向かう光にすることができる（図４Ａ、Ｂ参照）。
このように、特許文献１に記載の光束制御部材３０では、出射面２４で反射した光が、光束制御部材３０の直上に向かう光になったり、基板に吸収されたりしにくい。したがって、特許文献１に記載の光束制御部材３０を有する発光装置は、従来の光束制御部材２０を有する発光装置に比べて、均一にかつ効率よく光を照射することができる。
特開２０１１−２３２０４号公報
しかしながら、特許文献１の光束制御部材の入射面に入射した光は、光束制御部材の内部を伝播し、その一部が凹部を形成する内側の面３４に到達する。内側の面３４に到達した光の多くは、前記内側の面３４を透過し、傾斜面３２で屈折する（図１１参照）。このように、内側の面３４を透過した光が傾斜面３２で屈折することにより、特定の方向に向かう光が過剰となる。その結果、光束制御部材から出射する光に円環状に輝度の高い領域が形成され、輝度ムラを生じてしまう。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、出射面で反射した光をさらに反射させる傾斜面を有する光束制御部材であって、前記傾斜面において屈折した光に起因する輝度ムラを抑制できる光束制御部材を提供することを目的とする。
また、本発明は、この光束制御部材を有する発光装置、この発光装置を有する面光源装置、およびこの面光源装置を有する表示装置を提供することも目的とする。
本発明に係る光束制御部材は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、その中心軸と交わるように裏側に形成された凹部の内面であって、発光素子から出射された光を入射する入射面と、前記中心軸と交わるように表側に形成された、前記入射面で入射した光を外部に出射する出射面と、前記入射面よりも外側で前記中心軸を取り囲むように裏側に形成された、環状の溝部と、を有し、前記環状の溝部は、前記中心軸から離れるほど裏側に向かう方向に傾斜する外側傾斜面と、前記中心軸に対して前記外側傾斜面よりも内側に配置された内側面とを有し、前記外側傾斜面は、前記入射面で前記光束制御部材に入射して前記出射面でフレネル反射した光の少なくとも一部を前記中心軸から離れる方向に反射させる角度で傾斜しており、前記内側面は、前記入射面から入射した光を少なくとも２回反射させて前記入射面に向かう方向に再帰反射させる複数の再帰反射部を有する、構成を採る。
本発明に係る発光装置は、発光素子と、本発明に係る光束制御部材とを有し、前記光束制御部材の中心軸と前記発光素子の光軸とが一致している、構成を採る。
本発明に係る面発光装置は、本発明に係る発光装置と、前記発光装置からの光を拡散させつつ、透過させる光拡散部材とを有する、構成を採る。
本発明に係る光束制御部材は、出射する光に輝度ムラを生じさせにくい。また、本発明に係る発光装置、面光源装置および表示装置は、上記輝度ムラを生じさせにくい光束制御部材を含むため、出射する光に輝度ムラを生じさせにくい。
図１Ａ〜Ｃは、従来の光束制御部材の構成を示す図である。 図２Ａ、Ｂは、図１に示される光束制御部材の光路図である。 図３Ａ〜Ｃは、特許文献１に記載の光束制御部材の構成を示す図である。 図４Ａ、Ｂは、図３に示される光束制御部材の光路図である。 図５Ａ、Ｂは、本発明に係る面光源装置の構成を示す図である。 図６Ａ、Ｂは、本発明に係る面光源装置の構成を示す断面図である。 図７は、図６Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。 図８は、本発明に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図９Ａ〜Ｄは、本発明に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図１０Ａ、Ｂは、図８に示される光束制御部材の光路図である。 図１１は、比較用の光束制御部材の別の光路図である。 図１２は、図１０及び１１に示される光束制御部材上に拡散板を配置したときの、拡散板における輝度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図１３は、本発明に係る光束制御部材の別の構成を示す図である。
以下、本発明に係る光速制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明に係る面光源装置の代表例として、液晶表示装置のバックライトなどに適する面光源装置について説明する。これらの面光源装置は、面光源装置からの光を照射される被照射部材（例えば液晶パネル）と組み合わせることで、表示装置として使用されうる。
［面光源装置および発光装置の構成］
図５〜図７は、本発明に係る面光源装置の構成を示す図である。図５Ａは、平面図であり、図５Ｂは、正面図である。図６Ａは、図５Ｂに示される６Ａ−６Ａ線の断面図であり、図６Ｂは、図５Ａに示される６Ｂ−６Ｂ線の断面図である。図７は、図６Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。
図５、図６に示されるように、本発明に係る面光源装置１００は、筐体１１０、複数の発光装置２００および光拡散部材１２０を有する。複数の発光装置２００は、筐体１１０の底板１１２上にマトリックス状に配置されている。底板１１２の内面は、拡散反射面として機能する。また、筐体１１０の天板１１４には、開口部が設けられている。光拡散部材１２０は、この開口部を塞ぐように配置されており、発光面として機能する。発光面の大きさは、例えば約４００ｍｍ×約７００ｍｍとすることができる。
図７に示されるように、複数の発光装置２００は、それぞれ基板２１０上に固定されている。複数の基板２１０は、それぞれ筐体１１０の底板１１２上の所定の位置に固定されている。図７に示されるように、複数の発光装置２００は、それぞれ発光素子２２０および光束制御部材３００を有している。
発光素子２２０は、面光源装置１００の光源であり、基板２１０上に実装されている。発光素子２２０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。実装が容易であり、かつ、発光効率が高くしうる点から、発光素子２２０はチップ・オン・ボード（ＣＯＢ）型のＬＥＤであってもよい。
ＣＯＢ型のＬＥＤは、従来のＬＥＤよりも多くの光を側方方向に出射することが知られている。発光素子２２０が、ＣＯＢ型のＬＥＤ等の、側方方向に多くの光を出射する素子であるとき、ＬＥＤの側面方向に出射する光をより多く光束制御部材に入射させる観点から、発光素子の上面は、光束制御部材が有する凹部３１０（後述）の下端よりも鉛直方向上方にあることが好ましい。なお、図７における発光素子２２０は、通常のＬＥＤ（パッケージ型ＬＥＤ）である。
光束制御部材３００は、レンズであり、基板２１０上に固定されている。光束制御部材３００は、発光素子２２０から出射された光の配光を制御し、上記光の進行方向を基板の面方向に拡げる。光束制御部材３００は、その中心軸ＣＡが発光素子２２０の光軸ＬＡに一致するように、発光素子２２０の上に配置されている（図７参照）。なお、後述する光束制御部材３００の入射面３２０および出射面３３０はいずれも回転対称（円対称）であり、かつこれらの回転軸は一致する。この入射面３２０および出射面３３０の回転軸を「光束制御部材の中心軸ＣＡ」という。また、「発光素子の光軸ＬＡ」とは、発光素子２２０からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。
光束制御部材３００は、一体成形により形成することができる。光束制御部材３００の材料は、所望の波長の光を通過させ得る材料であればよい。たとえば、光束制御部材３００の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、シリコーン樹脂などの光透過性樹脂、またはガラスである。
本発明に係る面光源装置１００は、光束制御部材３００の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材３００については、別途詳細に説明する。
光拡散部材１２０は、光拡散性を有する板状の部材（拡散板）であり、発光装置２００からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散部材１２０は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散部材１２０は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散性を付与するため、光拡散部材１２０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散部材１２０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。
本発明に係る面光源装置１００では、各発光素子２２０から出射された光は、光束制御部材３００により光拡散部材１２０の広範囲を照らすように拡げられる。各光束制御部材３００から出射された光は、さらに光拡散部材１２０により拡散される。その結果、本発明に係る面光源装置１００は、面状の被照射部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。
［光束制御部材の構成］
図８および図９は、本発明に係る光束制御部材３００の構成を示す図である。図８は、裏側（基板２１０側）から見た斜視図であって、ゲート部および脚部を省略して示す図である。図９Ａは、平面図であり、図９Ｂは、正面図であり、図９Ｃは、底面図であり、図９Ｄは、図９Ａに示される９Ｄ−９Ｄ線の断面図である。
図８に示されるように、光束制御部材３００は、入射面３２０を形成する凹部３１０、出射面３３０、環状の溝部３４０、および鍔部３５０を有する。図８では、光束制御部材３００の裏面に設けられた脚部は省略している。
凹部３１０は、光束制御部材３００の裏側（発光素子２２０側）の中央部に形成されている。凹部３１０の内面は、入射面３２０として機能する。入射面３２０は、発光素子２２０から出射された光の大部分またはすべてを、その進行方向を制御しつつ光束制御部材３００の内部に入射させる。入射面３２０は、光束制御部材３００の中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを軸として回転対称（円対称）である。
出射面３３０は、光束制御部材３００の表側（光拡散部材１２０側）に、鍔部３５０から突出するように形成されている。出射面３３０は、光束制御部材３００内に入射した光を、進行方向を制御しつつ外部に出射させる。出射面３３０は、中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを軸として回転対称（円対称）である。
出射面３３０は、中心軸ＣＡを中心とする所定範囲に位置する第１出射面３３０ａと、第１出射面３３０ａの周囲に連続して形成される第２出射面３３０ｂと、第２出射面３３０ｂと鍔部３５０とを接続する第３出射面３３０ｃとを有する（図９Ｄ参照）。第１出射面３３０ａは、裏側に凸の曲面である。第２出射面３３０ｂは、第１出射面３３０ａの周囲に位置する、表側に凸の滑らかな曲面である。第２出射面３３０ｂの形状は、円環状の凸形状である。第３出射面３３０ｃは、第２出射面３３０ｂの周囲に位置する曲面である。図９Ｄに示される断面において、第３出射面３３０ｃの断面は、直線状であってもよいし、曲線状であってもよい。
環状の溝部３４０は、光束制御部材３００の裏側（基板２１０側）の、凹部３１０の開口縁部から径方向に延在する裏面３６０に形成されている（図８および図９Ｃ参照）。具体的には、環状の溝部３４０は、光束制御部材３００の裏側の、凹部３１０の外側（中心軸ＣＡからより遠い領域）に、中心軸ＣＡを取り囲むように形成されている。環状の溝部３４０は、外側傾斜面３４２と、中心軸ＣＡに対して外側傾斜面３４２よりも内側に配置された内側面３４４とを有する。なお、傾斜面とは、中心軸ＣＡに直交する仮想直線に対して傾斜する（所定の角度で交わる）面を意味する。
外側傾斜面３４２は、中心軸ＣＡから離れるほど裏側に向かう方向に傾斜している。中心軸ＣＡに直交する仮想直線に対する、外側傾斜面３４２の傾斜角は、入射面３２０から光束制御部材３００に入射して出射面３３０でフレネル反射した光の少なくとも一部を中心軸ＣＡから離れる方向に反射させる角度に設定されており、例えば４５°以下の角度でありうる。
中心軸ＣＡに直交する仮想直線に対する、外側傾斜面３４２の傾斜角（以下、単に「傾斜角」ともいう）とは、中心軸ＣＡを含む断面におけるその傾斜面が直線状であるときは、その直線と中心軸ＣＡに直交する仮想直線とがなす角度を意味し、中心軸ＣＡを含む断面におけるその傾斜面が曲線状であるときは、中心軸ＣＡを含む断面におけるその傾斜面に含まれる、出射面３３０に最も近い点と出射面３３０から最も遠い点とを結ぶ直線と、中心軸ＣＡに直行する仮想直線と、がなす角度を意味する。
このような構成とすることで、上記フレネル反射して外側傾斜面３４２に到達した光の少なくとも一部は、外側傾斜面３４２で反射して、側方方向へ向かう光となる。そのため、出射面３３０でフレネル反射した光が、基板２１０でさらに反射することによる輝度ムラの発生や、基板２１０に吸収されることによる光の損失を抑制することができる（図４参照）。
外側傾斜面３４２は、入射面３２０で光束制御部材３００に入射した光が出射面３３０でフレネル反射して到達する領域に設けられる。入射面３２０で光束制御部材３００に入射した光が出射面３３０でフレネル反射して到達する領域は、たとえば、外側傾斜面３４２の傾斜角を複数の異なる角度に設定して光路のシミュレーションを行い、そのうち大部分の光路が到達した領域を含むように、設定することができる。
内側面３４４は、複数の再帰反射部３４４ｅを有する。再帰反射部３４４ｅは、入射面３２０から入射して内側面３４４に到達した光を、入射面３２０に向かう方向に再帰反射させる機能を有する。本発明における「再帰反射」とは、入射面３２０から内側面３４４に直接入射する光（特に中心軸ＣＡに対して略直交する方向に進行する光）を少なくとも２回反射させることで、入射面３２０に向かう方向に進行させることをいう。「入射面３２０に向かう方向」とは、具体的には中心軸ＣＡに近づく方向をいう。
本実施の形態では、環状の溝部３４０内の内側に、中心軸ＣＡに対して回転対称となるように複数の第１凸部３４４ｄが設けられている（図８および図９Ｃ参照）。第１凸部３４４ｄは、内側面３４４を構成する第１傾斜面３４４ａと、内側面３４４を構成する第２傾斜面３４４ｂと、第１傾斜面３４４ａと第２傾斜面３４４ｂとの交線である稜線３４４ｃとを有する（図８参照）。そして、再帰反射部３４４ｅは、第１傾斜面３４４ａと、第２傾斜面３４４ｂとで構成される。
第１傾斜面３４４ａと第２傾斜面３４４ｂは、いずれも平面状である。第１傾斜面３４４ａと第２傾斜面３４４ｂとがなす角度は、入射面３２０から直接入射した光（特に中心軸ＣＡに対して略直交する方向に進行する光）を、入射面３２０に向かう方向に再帰反射させうる範囲であればよく、好ましくは９０°である。
稜線３４４ｃは、中心軸ＣＡと平行であるか、中心軸ＣＡから離れるほど表側に向かう方向に傾斜している。稜線３４４ｃが中心軸ＣＡから離れるほど表側に向かう方向に傾斜している場合、中心軸ＣＡを含む断面における、稜線３４４ｃが中心軸ＣＡに対してなす角度（稜線３４４ｃの傾斜角）は、光束制御部材３００の成形時の抜きテーパーとして十分な角度を考慮し、５°より小さい角度であることが好ましい。なかでも、内側面３４４に入射する光を入射面３２０に向かう方向に再帰反射させやすくする観点では、稜線３４４ｃは、中心軸ＣＡと平行であることが好ましい。
再帰反射部３４４ｅを構成する第１傾斜面３４４ａと第２傾斜面３４４ｂは、１つの凸部を構成する第１傾斜面３４４ａと第２傾斜面３４４ｂである。
鍔部３５０は、出射面３３０の外周部と光束制御部材３００の裏側の外周部との間に位置し、中心軸ＣＡに対して外側に突出している。鍔部３５０の形状は、略円環状である。鍔部３５０は、必須の構成要素ではないが、鍔部３５０を設けることで、光束制御部材３００の取り扱いおよび位置合わせが容易になる。鍔部３５０の厚みは、出射面３３０の必要面積や鍔部３５０の成形性などを考慮して決定されうる。
任意に形成される複数の脚部３７０は、光束制御部材３００の裏側から突出している略円柱状の部材である。複数の脚部３７０は、発光素子２２０に対して適切な位置に光束制御部材３００を支持する（図９Ｂおよび図９Ｃ参照）。
本実施の形態に係る光束制御部材の作用について、図１０と図１１を対比しながら説明する。図１０Ａは、図８に示される光束制御部材の光路図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの底面からみた光路図である。図１１は、比較用の光束制御部材の光路図である。
従来の光束制御部材では、環状の溝部の内側の面は中心軸ＣＡに対して略平行な曲面であり、複数の再帰反射部３４４ｅは設けられていない（たとえば、図１１の面３４参照）。そのため、上記中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光の多くは、上記内側の面を透過し、外側の傾斜面により屈折されて特定の方向に進行していた（たとえば、図１１の光路図を参照）。このような光により、面光源装置から照射される光には輝度ムラが発生していた。
これに対し、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、環状の溝部３４０の内側面３４４に、複数の再帰反射部３４４ｅが設けられている。それにより、入射面３２０から中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光を第１傾斜面３４４ａで反射させた後、第２傾斜面３４４ｂでさらに反射させることで、入射面３２０側に再帰反射させることができる（図１０Ａおよび１０Ｂの光路図を参照）。それにより、図１１に示されるような、外側の傾斜面により屈折されて特定の方向に進行する光の量が過剰となるのを抑制できる。また、再帰反射部３４４ｅにより再帰反射された光は、光束制御部材の側方方向に進行する（図１０Ａの光路図を参照）。これらの理由により、環状の溝部３４０の内側面３４４に設けられた複数の再帰反射部３４４ｅは、光束制御部材３００から特定の方向へ進む光の量が過剰となるのを抑制し、上記輝度ムラを発生しにくくすることができる。
［輝度分布のシミュレーション結果］
以下、光束制御部材３００の上に拡散板を配置したときの、拡散板における輝度分布をシミュレーションした結果を示す。また、比較のため、複数の再帰反射部３４４ｅを有しない以外は同様に構成された比較用の光束制御部材の上に拡散板を配置したときの、拡散板における輝度分布をシミュレーションした結果も示す。
図７に示されるように、基板２１０の上にＬＥＤである発光素子２２０、および光束制御部材３００または上記比較用の光束制御部材を配置した場合の、光束制御部材３００または上記比較用の光束制御部材の上に位置する拡散板における輝度分布を調べた。なお、発光素子２２０は、その上面が、光束制御部材３００または上記比較用の光束制御部材が有する凹部３１０の下端よりも鉛直方向下方になるように設置した。シミュレーションに用いた２つの光束制御部材３００および比較用の光束制御部材は、複数の再帰反射部３４４ｅを有するかどうかのみで相違する。再帰反射部３４４ｅにおける第１傾斜面３４４ａと第２傾斜面３４４ｂとのなす角度は９０°とした。光束制御部材３００および比較用の光束制御部材のパラメーターを以下のように設定した。
（共通のパラメーター）
・光束制御部材の外径：１９．０ｍｍ
・出射面の外径：１８．６ｍｍ
・凹部の開口径：２．２５ｍｍ
・基板表面から入射面縁部までの高さ：０．７ｍｍ
・外側傾斜面の内径：１２．０ｍｍ
・外側傾斜面の外径：１９．０ｍｍ
・外側傾斜面の内径部の高さ：０．７ｍｍ
・発光素子の高さ：０．３５ｍｍ
・発光素子の大きさ：１．０ｍｍ×１．０ｍｍ
・基板表面から拡散板までの距離：１９ｍｍ
図１２は、図１１に示す比較用の光束制御部材および図８に示す光束制御部材３００の上に拡散板をそれぞれ配置したときの、拡散板における輝度分布のシミュレーション結果である。図１２において、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、横軸は光束制御部材の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を示している。破線は、上記比較用の光束制御部材のシミュレーション結果を、太線は光束制御部材３００のシミュレーション結果を、それぞれ示す。
図１２から明らかなように、上記比較用の光束制御部材では、発光装置の中心軸ＣＡから水平方向に２５ｍｍの付近に、周囲よりも輝度が高くなった部分（図中２つの矢印で示す）が生じている。これに対して、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、上記輝度が高くなった部分は生じなかった。
なお、本実施の形態では、第１凸部３４４ｄが、稜線３４４ｃに対して直交する方向の断面が略三角形である柱状に設けられる態様を示したが、これに限定されない。たとえば、第１凸部３４４ｄは、格子状に設けられてもよい。格子状の凸部は、例えば三角錐状や四角錐状であってもよい。
また、本実施の形態では、環状の溝部３４０内の内側に、複数の第１凸部３４４ｄが設けられる例を示したが、これに限定されない。図１３は、本発明に係る光束制御部材の別の構成を示す図である。図１３に示されるように、環状の溝部３４０内の外側には、中心軸ＣＡに対して回転対称となるように複数の第２凸部３４２ｄがさらに設けられてもよい。
第２凸部３４２ｄは、外側傾斜面３４２を構成する第３傾斜面３４２ａと、外側傾斜面３４２を構成する第４傾斜面３４２ｂと、第３傾斜面３４２ａと第４傾斜面３４２ｂとの交線である稜線３４２ｃとを有する。第３傾斜面３４２ａと第４傾斜面３４２ｂは、いずれも平面状である。このような複数の第２凸部３４２ｄは、入射面３２０から光束制御部材３００に入射した後、出射面３３０でフレネル反射した光を中心軸ＣＡから離れる方向により反射させやすくする。それにより、輝度ムラの発生を高度に抑制できる。また、面光源装置１００の系内に存在する迷光が、光束制御部材３００の出射面３３０から入射し、外側傾斜面３４２に到達して複数の第２凸部３４２ｄによって反射され、光束制御部材３００直下の基板に到達するのを抑制する効果も期待できる。これにより、光の利用効率の低下を抑制できる可能性もある。
本発明に係る光束制御部材、発光装置および面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用することができる。
１０ 発光素子
２０、３０ 光束制御部材
２２ 入射面
２４ 出射面
２６ 裏面
３２ 傾斜面
３４ 中心軸に対して略平行な面
１００ 面光源装置
１１０ 筐体
１１２ 底板
１１４ 天板
１２０ 光拡散部材
２００ 発光装置
２１０ 基板
２２０ 発光素子
３００ 光束制御部材
３１０ 凹部
３２０ 入射面
３３０ 出射面
３３０ａ 第１出射面
３３０ｂ 第２出射面
３３０ｃ 第３出射面
３４０ 環状の溝部
３４２ 外側傾斜面
３４２ａ 第３傾斜面
３４２ｂ 第４傾斜面
３４２ｃ 稜線
３４２ｄ 第２凸部
３４４ 内側面
３４４ａ 第１傾斜面
３４４ｂ 第２傾斜面
３４４ｃ 稜線
３４４ｄ 第１凸部
３４４ｅ 再帰反射部
３５０ 鍔部
３６０ 裏面
３７０ 脚部
ＣＡ 光束制御部材の中心軸
ＬＡ 発光素子の光軸

Claims (5)

  1. 発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、
    その中心軸と交わるように裏側に形成された凹部の内面であって、発光素子から出射された光を入射する入射面と、
    前記中心軸と交わるように表側に形成された、前記入射面で入射した光を外部に出射する出射面と、
    前記入射面よりも外側で前記中心軸を取り囲むように裏側に形成された、環状の溝部と、
    を有し、
    前記環状の溝部は、前記中心軸から離れるほど裏側に向かう方向に傾斜する外側傾斜面と、前記中心軸に対して前記外側傾斜面よりも内側に配置された内側面とを有し、
    前記外側傾斜面は、前記入射面で前記光束制御部材に入射して前記出射面でフレネル反射した光の少なくとも一部を前記中心軸から離れる方向に反射させる角度で傾斜しており、
    前記内側面は、前記入射面から入射した光を反射させて、前記入射面を通過させるように前記入射面に向かう方向に再帰反射させる複数の再帰反射部を有する、
    光束制御部材。
  2. 前記環状の溝部内の内側に、複数の第１凸部が設けられており、
    前記第１凸部は、前記内側面を構成する第１傾斜面と、前記内側面を構成する第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との交線である稜線とを有し、
    前記稜線は、前記中心軸と平行であるか、前記中心軸から離れるほど表側に向かう方向に傾斜しており、
    前記再帰反射部は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とから構成される、
    請求項１に記載の光束制御部材。
  3. 前記環状の溝部内の外側に、複数の第２凸部が設けられており、
    前記第２凸部は、前記外側傾斜面を構成する第３傾斜面と、前記外側傾斜面を構成する第４傾斜面と、前記第３傾斜面と前記第４傾斜面との交線である稜線とを有し、
    前記稜線は、前記中心軸から離れるほど裏側に向かう方向に傾斜している、
    請求項１または２に記載の光束制御部材。
  4. 発光素子と、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の光束制御部材とを有し、
    前記光束制御部材の中心軸と前記発光素子の光軸とが一致している、
    発光装置。
  5. 請求項４に記載の発光装置と、
    前記発光装置からの光を拡散させつつ、透過させる光拡散部材とを有する、
    面光源装置。
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