KR101048201B1 - 광원 장치 및 광편향 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제 1 광입사 단면 및 제 2 광입사 단면 및 광출사 단면을 갖는 도광체와, 제 1 광입사 단면 및 제 2 광입사 단면에 인접하여 배치된 제 1 일차 광원 및 제 2 일차 광원과, 광출사면에 대향하여 배치되는 입광면 및 출광면을 갖는 광편향 소자를 구비하고, 도광체의 광출사면 또는 이면 중 적어도 한쪽면에 평균 경사각이 0.5~15°인 지향성 광출사 기능부가 형성되고, 광편향 소자의 입광면에 제 1 광입사 단면 및 제 2 광입사 단면과 평행한 방향으로 연장된 서로 평행한 복수의 프리즘 열이 형성되고, 프리즘 열은 제 1 일차 광원에 가까운 측의 제 1 프리즘 면과 제 2 일차 광원에 가까운 측의 제 2 프리즘 면을 갖고, 제 1 프리즘 면은 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 1 영역과 제 2 영역을 갖고, 프리즘 열의 꼭지각은 80∼120°이며, 제 1 영역과 제 2 영역의 경사 각도의 차는 5∼20°이며, 제 2 영역은 제 1 영역보다 경사 각도가 작은 광원 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치 등의 표시 장치를 구성하는 에지 라이트(edge light) 방식의 광원 장치 및 이것에 사용되는 광편향 소자에 관한 것으로, 특히 서로 다른 2개 이상의 방향으로 지향성을 갖고 광을 출사시킴으로써, 이러한 2개 이상의 방향으로부터의 표시 화상의 관찰에 특히 적절하도록 구성한 광원 장치 및 이것에 사용되는 광편향 소자에 관한 것이다.
최근, 칼라 액정 표시 장치는 휴대용 노트북이나 퍼스널 컴퓨터 등의 모니터로서, 또는 액정 텔레비젼이나 비디오 일체형 액정 텔레비젼, 휴대 전화, 휴대 정보 단말 등의 표시부로서 각종 분야에서 널리 사용되어 오고 있다. 또한, 정보 처리량의 증대화, 수요의 다양화, 멀티미디어 대응 등에 따라, 액정 표시 장치의 대화면화, 고선명화가 열심히 진행되고 있다.
액정 표시 장치는 기본적으로 백 라이트부와 액정 표시 소자부로 구성되어 있다. 백 라이트부로는 액정 표시 장치의 소형화의 관점에서 도광체의 측단면에 대향하도록 일차 광원을 배치한 에지 라이트 방식의 것이 사용되고 있다.
그런데, 최근 액정 표시 장치 등에서는 소비 전력의 저감의 관점에서 에지 라이트 방식의 백 라이트부로서 휴대용 노트북, 휴대 전화기, 휴대 정보 단말기 등에 있어서는, 일차 광원으로부터 발생하는 광량을 유효하게 이용하기 위해서, 광의 이용 효율을 높게 한 휘도가 높은 광원 장치가 이용되어 오고 있다.
예컨대, 일본 특허 공개 제 1990-17 호 공보(특허 문헌 1)나 일본 특허 공개 제 1990-84618 호 공보(특허 문헌 2)에는 도광체의 광출사면 및 그 이면의 적어도 한쪽면에 다수의 렌즈 단위를 형성한 렌즈 면이나 배지면으로 하는 동시에, 광출사면 상에 프리즘 시트를 탑재한 광원 장치가 제안되어 있다. 그러나, 이러한 광원 장치로는 비교적 높은 휘도를 얻을 수 있지만, 광출사면에 있어서의 휘도의 균일성의 관점에서는 아직 만족할 수 있는 것이 아니었다. 따라서, 광출사면에 있어서의 휘도의 균일성을 도모할 목적으로, 일본 특허 공개 제 1995-288552 호 공보(특허 문헌 3) 등에 도광체에 형성하는 렌즈 면이나 배지면의 평균 경사각을 0.5∼7.5°로 한 광원 장치가 제안되고 있다. 그러나, 이러한 광원 장치에 있어서는 휘도의 균일성이 개선되어, 상기 특허 문헌 1 및 2에 기재된 바와 같이 비교적 높은 휘도를 얻을 수 있지만, 고휘도화라는 관점에서는 충분히 만족할 수 있는 것은 아니었다.
또한, 도광체로부터 출사된 광을 프리즘 시트를 이용하여 편향시킬 때에, 광의 집광성이나 지향성을 높이고, 비교적 좁은 범위에 집중하여 광을 출사시키는 것 등을 목적으로 하여, 프리즘 시트를 구성하는 프리즘 열의 프리즘 면을 볼록 곡면 형상으로 하는 것이 일본 특허 공표 제 1997-507584 호 공보(특허 문헌 4), 일본 특허 공개 제 1997-105804 호 공보(특허 문헌 5), 일본 특허 공개 제 1999-38209 호 공보(특허 문헌 6), 일본 특허 공개 제 2000-35763 호 공보(특허 문헌 7)에 제안되어 있다. 그러나, 이러한 프리즘 시트는 출사하는 광을 1개의 방향(대략 법선 방향)으로 가능한 한 집중하여 출사시키는 것이고, 서로 다른 2개 이상의 방향으로 지향성을 갖고 광출사시키는 것은 아니다.
또한, 상기 특허 문헌 4∼7과 동일한 목적으로 프리즘 시트를 구성하는 프리즘 열의 프리즘 면을 복수의 평면으로 구성하는 것이, 일본 특허 공개 제 1988-298902 호 공보(특허 문헌 8)나 일본 특허 공개 제 2002-197908 호(특허 문헌 9)에 제안되어 있다. 그러나, 이러한 프리즘 시트에 있어서도, 출사하는 광을 1개의 방향(대략 법선 방향)으로 가능한 한 집중하여 출사시키는 것이고, 서로 다른 2개 이상의 방향으로 지향성을 갖고 광출사키는 것은 아니다.
최근, 액정 표시 장치로서, 저소비 전력화를 추진하면서 적어도 2개의 서로 다른 방향, 특히 적어도 서로 다른 3개의 방향으로 지향성을 갖고 광출사시키는 것이 요망되고 있다. 이러한 액정 표시 장치로서 카 네비게이션 시스템의 차량 탑재 표시 장치가 예시된다. 이 차량 탑재 표시 장치는 카 네비게이션용의 화상 표시뿐만 아니라 텔레비젼용 화상 표시 등에도 사용된다. 따라서, 운전자 및 조수석 탑승자가 표시 화상을 보는 것에 부가하여, 후부 좌석 탑승자가 표시 화상을 보는 경우도 있기 때문에, 차량 탑재 배터리에 의한 한정된 전원 공급을 기초로 운전자, 조수석 탑승자 및 후부 좌석 탑승자의 모두에 대하여 소요의 명도로의 표시가 이루 어지지 않으면 안 된다. 이 차량 탑재 표시 장치는, 일반적으로는 운전석과 조수석의 중간에서 표시 화면이 자동차의 진행 방향에 대하여 직교하도록 배치된다. 이 때문에, 운전자 및 조수석 탑승자에 대하여는 표시 화면 법선의 방향에 대하여 서로 반대측에 25∼35°정도의 각도를 이루는 방향의 2개의 지향성이 요구되고, 후부 좌석 탑승자에 대해서는 거의 표시 화면 법선 방향의 지향성이 요구된다.
그러나, 특허 문헌 4∼9에 기재되어 있는 광원 장치에서는, 출사광은 특정한 일방향(예컨대, 표시 화면의 대략 법선 방향)에만 높은 지향성을 갖고 출사되기 때문에, 그 이외의 방향에서는 극단적으로 휘도가 저하되고, 차량 탑재 표시 장치의 광원 장치로서 적절하지 못한 것이었다.
이러한 2개 이상의 지향성이 요구되는 표시 장치로는, 또한 표시 화면에 대하여 미리 결정된 적어도 2개의 위치에 있어서 적어도 2명의 유희자 또는 관찰자에 의해 유희되고 또는 관찰되는 게임기 등의 표시 장치 등의 표시 장치가 예시된다.
발명의 요약
따라서, 본 발명의 목적은 서로 다른 2개 이상의 방향으로 지향성을 갖고 광을 출사시킴으로써, 저소비 전력으로 2개 이상의 방향으로부터의 양호한 표시 화상의 관찰에 특히 적절하도록 구성한 광원 장치 및 그것에 적절한 광편향 소자를 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광원 장치의 하나의 실시 형태를 도시한 모식적 사시 도,
도 2는 도광체의 변형예를 도시한 모식도,
도 3은 광편향 소자의 프리즘 열의 형상의 설명도,
도 4는 출광면으로부터 출사하는 광의 XZ면 내에서의 광도 분포를 도시한 도면,
도 5는 광편향 소자의 프리즘 열 형상의 설명도,
도 6은 출광면으로부터 출사하는 광의 XZ면 내에서의 광도 분포를 도시한 도면,
도 7은 광편향 소자의 프리즘 열 형상의 설명도,
도 8은 출광면으로부터 출사하는 광의 XZ면 내에서의 광도 분포를 도시한 도면,
도 9는 실시예에서 사용한 프리즘 열의 단면의 형상 및 치수를 도시한 도면,
도 10은 실시예에서 얻어진 광원 장치의 출사광 광도 분포도,
도 11은 실시예에서 이용한 프리즘 열의 단면의 형상 및 치수를 도시한 도면,
도 12는 실시예에서 얻어진 광원 장치의 출사광 광도 분포도,
도 13은 실시예에서 이용한 프리즘 열 단면의 형상 및 치수를 도시한 도면,
도 14는 실시예에서 얻어진 광원 장치의 출사광 광도 분포도,
도 15는 실시예에서 이용한 프리즘 열의 단면의 형상 및 치수를 도시한 도면,
도 16은 실시예에서 얻어진 광원 장치의 출사광 광도 분포도,
도 17은 실시예에서 이용한 프리즘 열의 단면의 형상 및 치수를 도시한 도면,
도 18은 실시예에서 얻어진 광원 장치의 출사광 광도 분포도.
본 발명의 광원 장치는 서로 거의 평행한 방향으로 연장되어 서로 반대측에 위치하는 제 1 광입사 단면 및 제 2 광입사 단면 및 광출사면을 갖는 도광체와, 상기 제 1 광입사 단면 및 상기 제 2 광입사 단면에 각각 인접하여 배치된 제 1 일차광원 및 제 2 일차 광원과, 상기 광출사면에 대향하여 배치되는 입광면 및 그 반대측에 위치하는 출광면을 갖는 광편향 소자를 구비한 광원 장치에 있어서, 상기 도광체의 광출사면 또는 그 반대측에 위치하는 이면의 적어도 한쪽면에 평균 경사각이 0.5∼15°인 지향성 광출사 기능부가 형성되어 있고, 상기 광편향 소자의 입광면에 상기 제 1 광입사 단면 및 상기 제 2 광입사 단면과 거의 평행한 방향으로 연장된 서로 평행한 복수의 프리즘 열이 형성되어 있고, 상기 프리즘 열의 각각은 상기 제 1 일차 광원에 가까운 측의 제 1 프리즘 면과 상기 제 2 일차 광원에 가까운 측의 제 2 프리즘 면을 갖고 있고, 상기 제 1 프리즘 면은 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 1 영역과, 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 2 영역을 갖고 있고, 상기 프리즘 열의 꼭지각은 80∼120°이고, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 경사 각도의 차는 5∼20°이며, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에서 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 경사 각도가 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 광원 장치는 서로 거의 평행한 방향으로 연장되고 서로 반대측에 위치하는 2개의 단면의 한쪽인 광입사 단면과 광출사면을 갖는 도광체와, 상기 광입사 단면에 인접하여 배치된 일차 광원과, 상기 광출사면에 대향하여 배치되는 입광면 및 그 반대측에 위치하는 출광면을 갖는 광편향 소자를 구비한 광원 장치에 있어서, 상기 도광체의 광출사면 또는 그 반대측에 위치하는 이면의 적어도 한쪽면에 평균 경사각이 0.5∼15°인 지향성 광출사 기능부가 형성되어 있고, 상기 광편향 소자의 입광면에는 상기 광입사 단면과 거의 평행한 방향으로 연장된 서로 평행한 복수의 프리즘 열이 형성되어 있으며, 상기 프리즘 열의 각각은 상기 일차 광원에 가까운 측의 제 1 프리즘 면과 상기 일차 광원으로부터 먼 측의 제 2 프리즘 면을 갖고 있으며, 상기 제 1 프리즘 면은 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 1 영역과, 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 2 영역을 갖고 있으며, 상기 프리즘 열의 꼭지각은 50∼90°이며, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 경사 각도의 차는 10∼25°이며, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 경사 각도가 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 광편향 소자는 상기 광원 장치에 사용되는 광편향 소자이고, 구체적으로는 입광면에 상기 제 1 광입사 단면 및 상기 제 2 광입사 단면과 거의 평행한 방향으로 연장된 서로 평행한 복수의 프리즘 열이 형성되어 있으며, 상기 프리즘 열의 각각은 제 1 프리즘 면과 제 2 프리즘 면을 갖고 있고, 상기 제 1 프리즘 면은 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 1 영역과, 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 2 영역을 갖고 있고, 상기 프리즘 열의 꼭지각은 80∼120°이며, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영의 경사 각도의 차는 5∼20°이며, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에서 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 경사 각도가 작은 것을 특징으로 하는 것, 또는 입광면에 상기 제 1 광입사 단면과 거의 평행한 방향으로 연장된 서로 평행한 복수의 프리즘 열이 형성되어 있고, 상기 프리즘 열의 각각은 제 1 프리즘 면과 제 2 프리즘 면을 갖고 있으며, 상기 제 1 프리즘 면은 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 1 영역과, 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 2 영역을 갖고 있고, 상기 프리즘 열의 꼭지각은 50∼90°이며, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 경사 각도의 차는 10∼25°이며, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에서 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 경사 각도가 작은 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광원 장치의 하나의 실시 형태를 도시하는 모식적 사시도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 광원 장치는 서로 평행하게 Y 방향으로 연장되고 서로 반대측에 위치하는 2개의 측단면을 광입사 단면(31)으로 하며, 이것과 대략 직교하는 하나의 표면(주면)을 광출사면(33)으로 하는 도광체(3)와, 이 도광체(3)의 2개의 광입사 단면(31)에 각각 인접하여 배치되고 각각 광원 리플렉터(reflector)(2)로 덮힌 2개의 일차 광원(1)과, 도광체(3)의 광출사면 상에 인접하여 배치된 광편향 소자(4)와, 도광체(3)의 광출사면(33)과 반대측에 있는 이면(34)에 인접하여 배치된 광반사 소자(5)와, 광편향 소자(4) 상에 배치된 광확산 소자(6)로 구성된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 광편향 소자(4) 상에 광확산 소자(6)를 배치했지만, 광확산 소자(6)는 필요에 따라 배치할 수 있고, 광확산 소자(6)를 배치하지 않는 구성으로 할 수도 있다.
도광체(3)는 XY면과 평행하게 배치되어 있고, 전체적으로 직사각형판 형상을 하고 있다. 도광체(3)는 4개의 측단면을 갖고 있고, 그 중에 YZ면과 평행한 1쌍의 측단면을 광입사 단면(31)으로 한다. 도 1에 있어서 우측에 위치하는 측단면(31)이 제 1 광입사 단면이고, 도 1에 있어서 좌측에 위치하는 측단면(31)이 제 2 광입사 단면이다. 각 광입사 단면(31)은 각각 일차 광원(1)이 배치되어 있고, 일차 광원(1)으로부터 발생된 광은 각 광입사 단면(31)에 입사하여 도광체(3) 내에 도입된다. 도 1에 있어서 우측에 위치하는 일차 광원(1)이 제 1 일차 광원이고, 도 1에 있어서 좌측에 위치하는 일차 광원(1)이 제 2 일차 광원이다.
도광체(3)의 광입사 단면(31)에 대략 직교한 2개의 주면은 각각 XY면과 대략 평행하게 위치하고 있고, 어느 한쪽면(도면에서는 상면)이 광출사면(33)으로 된다. 이 광출사면(33) 또는 그 이면(34) 중 적어도 한쪽면에 조면(粗面)이나 프리즘 열, 렌티큘러(lenticular) 렌즈 열, V자 형상 홈 등의 다수의 렌즈 열을 광입사 단면(31)과 대략 평행하게 형성한 렌즈 면으로 이루어지는 지향성 광출사 기능부를 부여함으로써, 광입사 단면(31)으로부터 입사한 광을 도광체(3) 내를 도광시키면서 광출사면(33)으로부터 광입사 단면(31) 및 광출사면(33)에 직교하는 면(XZ면) 내의 출사광 광도 분포에 있어서 지향성이 있는 광을 출사시킨다.
도광체(3)의 표면에 지향성 광출사 기구부로서 형성하는 조면이나 렌즈 열은, ISO4287/1-1984에 의한 평균 경사각(θa)이 0.5~15°의 범위의 것으로 하는 것이, 상기와 같은 지향성을 갖는 광을 출사시킬 수 있는 동시에, 광출사면(33) 내에서의 휘도의 균제도를 높이는 점으로부터 바람직하다. 평균 경사각(θa)은 더욱 바람직하게는 1∼12°의 범위이고, 보다 바람직하게는 1.5∼11°의 범위이다. 이 평균 경사각(θa)은 도광체(3)의 두께(t)와 입사광이 전파하는 방향의 길이(L)의 비(L/t)에 따라 최적 범위가 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 도광체(3)로서 L/t가 20∼200 정도인 것을 사용하는 경우는 평균 경사각(θa)을 0.5∼10°로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1∼9°의 범위이다. 또한, 도광체(3)로서 L/t가 20 이하 정도인 것을 사용하는 경우는 평균 경사각(θa)을 7∼12°로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8∼11°의 범위이다.
이와 같이 도광체(3)의 광출사면(33) 또는 그 이면(34)에 평균 경사각(θa)이 0.5∼15°인 지향성 출사 기능부를 형성함으로써, 광출사면으로부터 출사하는 광의 출사광 광도 분포(XZ면 내)에 있어서의 피크 광의 각도(피크 각도)가 광출사면의 법선에 대하여 좌우로(즉, 서로 반대측에) 각각 각도(a)가 10∼40°의 범위에 있고, 출사광 광도 분포(XZ면 내)의 반값 전폭이 10∼50°인 지향성이 높은 출사 특성의 광을 도광체(3)로부터 광출사면 법선에 대하여 대칭인 좌우 2방향으로 출사시킬 수 있고, 그 출사 방향을 후술하는 바와 같은 구성의 광편향 소자(4)로 효율적으로 2개 이상의 소정의 방향으로 편향시키며, 이들 방향으로 지향성을 갖는 높은 휘도를 갖는 광원 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 각도(a)는 XZ면 내에 있어서의 출사광 광도 분포의 피크 방향이 광출사면(33)과 이루는 각도이다. 이 각도(a)는 10∼40°로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15∼16°이며, 더욱 바람직하게는 20∼30°의 범위이다. 또한, 출사광 광도 분포의 반값 전폭은 10∼50°로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15∼47°이며, 더욱 바람직하게는 20∼45°의 범위이다.
도광체(3)에 형성되는 조면의 평균 경사각(θa)은 ISO4287/1-1984를 따라, 촉침식 표면 조도계를 이용하여 조면 형상을 측정하고, 측정 방향의 좌표를 x로 하여, 얻어진 경사 함수 f(x)로부터 다음 (1)식 및 (2)식을 이용하여 구할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, L은 측정 길이이고, △a는 평균 경사각(θa)의 탄젠트이다.
또한, 도광체(3)로는 그 광출사율이 0.5∼5%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼3%의 범위이다. 이것은 광출사율이 0.5%보다 작아지면 도광체(3)로부터 출사하는 광량이 적어져 충분한 휘도를 얻을 수 없게 되는 경향이 있고, 광출사율이 5%보다 커지면 일차 광원(1) 근방에서 다량의 광이 출사하여, 광출사면(33) 내에서의 X 방향에 있어서의 광의 감쇠가 현저해지며, 광출사면(33)에서의 휘도의 균제도가 저하하는 경향이 있기 때문이다.
본 발명에 있어서, 도광체(3)로부터의 광출사율은 다음과 같이 정의된다. 한쪽의 일차 광원(1)만을 점등한 경우의 광출사면(33)의 광입사 단면(31) 측의 단 가장자리에서의 출사광의 광 강도(I0)와 광입사 단면(31) 측의 단 가장자리로부터 거리(L)의 위치에서의 출사광 강도(I)의 관계는 도광체(3)의 두께(Z 방향 치수)를 t로 하면, 다음 (3)식과 같은 관계를 만족한다.
[수학식 2]
여기서, 정수(α)가 광출사율이고, 광출사면(33)에 있어서의 광입사 단면(31)과 직교하는 X 방향에서의 단위 길이[도광체 두께(t)에 해당하는 길이]당 도광체(3)로부터 광이 출사하는 비율(%)이다. 이 광출사율(α)은 종축에 광출사면(33)으로부터의 출사광의 광 강도의 함수를 잡고, 횡축에 (L/t)를 잡고, 이들 관계를 플롯(plot)함으로써, 그 기울기로부터 구할 수 있다.
또한, 지향성 광출사 기능부가 부여되지 않은 다른 주면에는 도광체(3)로부터의 출사광의 광입사 단면(31)과 평행한 면(YZ면)에서의 지향성을 제어하기 위해서, 광입사 단면(31)에 대하여 대략 수직 방향(X 방향)으로 연장되는 다수의 렌즈 열을 배열한 렌즈 면을 형성하는 것이 바람직하다. 도 1에 도시한 실시 형태에 있어서는, 광출사면(33)에 조면을 형성하고, 이면(34)에 광입사 단면(31)에 대하여 대략 수직 방향(X 방향)으로 연장되는 다수의 렌즈 열의 배열로 이루어지는 렌즈 면을 형성하고 있다. 본 발명에 있어서는, 도 1에 도시한 형태와는 역으로, 광출사면(33)에 렌즈 면을 형성하고, 이면(34)을 조면으로 하는 것이어도 무방하다.
도 1에 도시한 바와 같이, 도광체(3)의 이면(34) 또는 광출사면(33)에 광입사 단면(31)에 대하여 대략 수직 방향(대략 X 방향)으로 연장되는 렌즈 열을 형성하는 경우, 그 렌즈 열로는 프리즘 열, 렌티큘러 렌즈 열, V자 형상 홈 등을 들 수 있지만, YZ 단면의 형상이 대략 삼각 형상인 프리즘 열로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 도광체(3)에 형성되는 대략 X 방향으로 연장되는 렌즈 열로서 프리즘 열을 형성하는 경우에는, 그 꼭지각을 70∼150°의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이것은 꼭지각을 이 범위로 함으로써 도광체(3)로부터의 출사광을 집광시킬 수 있고, 광원 장치로서의 휘도의 향상을 도모할 수 있기 때문이다. 즉, 프리즘 꼭지각을 이 범위 내로 함으로써, 출사광 광도 분포(XZ면 내)에 있어서의 피크 광을 포함하여 XZ면에 수직한 면(YZ면)에 있어서 출사광 광도 분포의 반값 전폭이 35∼65°인 집광된 출사광을 출사시킬 수 있으며, 광원 장치로서의 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, 프리즘 열을 광출사면(33)에 형성하는 경우에는, 꼭지각은 80∼100°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 프리즘 열을 이면(34)에 형성하는 경우에는, 꼭지각은 70∼80°또는 100∼150°의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 도광체 내부에 광확산성 미립자를 혼입 분산해도 무방하다. 또한, 도광체(3)로서는 도 1에 도시한 형상의 것에 한정되는 것이 아니고, 선형 형상 등의 각종 단면 형상의 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시되는 바와 같이, XZ 단면 형상에 있어서, 이면(34)이 만곡하고, 광입사 단면(31)으로부터 중앙부로 점차 두께가 작아지는 것을 들 수 있다. 이와 같이 함으로써, 광출사면(33)으로부터 출사하는 광의 출사율을 크게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태인 광편향 소자(4)의 프리즘 열 형상의 설명도이다. 광편향 소자(4)는 주 표면의 한쪽을 입광면(41)으로 하고 다른 쪽을 출광면(42)으로 한다. 입광면(41)에는 다수의 프리즘 열이 대략 병렬로 배열되고, 프리즘 열이 연장되는 방향이 도광체(3)의 광입사 단면(31)과 대략 평행하게 되도록 도광체(3)의 광출사면(33) 상에 배치되어 있다. 각 프리즘 열은 제 1 일차 광원에 가까운 측에 위치하는 제 1 프리즘 면(411)과 제 2 일차 광원에 가까운 측에 위치하는 제 2 프리즘 면(412)의 2개의 프리즘 면을 갖는다. 제 1 프리즘 면(411)은 Y 방향으로 연장되고 또한 각각이 단일 평면으로 이루어지며 또한 서로 경사 각도가 다른 제 1 영역(4111) 및 제 2 영역(4112)으로 구성되어 있다. 제 1 영역(4111)은 프리즘 열의 꼭지부에 가까운 영역이고, 제 2 영역(4112)은 제 1 영역(4111)에 연결되어 있으며, 제 1 영역(4111)보다 프리즘 열의 꼭지부로부터 멀리 위치하는 영역이다. 또한, 본 발명에 있어서 평면 등의 면의 경사 각도란, 프리즘 열의 바닥면에 대응하는 프리즘 열 형성 평면(43)에 대한 각 평면 등의 면의 경사 각도를 말한다.
프리즘 열 형성 평면(43)과 직교하는 방향(이하 「프리즘 열 형성 평면 법선 방향」이라 함)에 대하여, 제 1 영역(4111)의 경사 각도(α)를 이루고, 제 2 영역(4112)의 경사 각도(α')를 이루며, 제 2 프리즘 면(412)의 경사 각도(β)를 이루고 있다. 프리즘 열의 꼭지각(α+β, 프리즘 꼭지각)은 80∼120°가 바람직하고, 80∼110°가 보다 바람직하다. 프리즘 꼭지각이 80°미만인 경우에는 프리즘 열 형성 평면의 법선 방향으로부터 소요의 각도만큼 다른 방향의 광출사 지향성을 얻는 것이 어려워지는 경향이 있고, 프리즘 꼭지각이 120°를 넘을 경우에는 충분한 휘도를 얻는 것이 어려워지는 경향이 있다. 프리즘 꼭지각의 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 좌우의 분할각(α, β)은 40∼60°, 바람직하게는 40∼55°로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 영역(4111)과 제 2 영역(4112)의 경사 각도의 차(α-α')는 5∼20°가 바람직하고, 7∼17 °가 보다 바람직하고, 10∼15°가 더욱 바람직하다. 이 경사 각도의 차(α-α')가 5°미만 또는 20°를 초과하는 경우에는 프리즘 열 형성 평면의 법선 방향으로부터 소요의 각도만큼 다른 방향으로 지향성을 갖는 광을 출사시키는 것이 어려워지는 경향이 있다.
도 3에 도시한 실시 형태에 있어서는, 제 1 일차 광원으로부터 발생되고 제 1 광입사 단면에 입사하여 도광체(3) 내에 도입된 광은 광출사면(33)으로부터 도 3 중에서 좌측 상향으로 경사져 출사하고, 입광면(41)의 제 1 프리즘 면(411)으로부터 광편향 소자(4) 내에 도입되며, 제 2 프리즘 면(412)에 의해 내면 전반사되고, 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 좌측 경사 방향(제 2 각도를 이루는 방향)으로 출사한다. 이러한 경로의 광을 참조부호(L2)로 나타낸다. 한편, 제 2 일차 광원으로부터 발생되고 제 2 광입사 단면에 입사하여 도광체(3) 내에 도입된 광은, 광출사면(33)으로부터 도 3 중에서 우측 상향으로 경사져 출사하고, 입광면(41)의 제 2 프리즘 면(412)으로부터 광편향 소자(4) 내로 도입된다. 그 일부가 제 1 프리즘 면(411)의 제 1 영역(4111)에 의해 내면 전반사되어 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 우측 경사 방향(제 1 각도를 이루는 방향)으로 출사한다. 이러한 경로의 광을 참조부호(L11)로 도시한다. 또한, 다른 일부가 제 1 프리즘 면(411)의 제 2 영역(4112)에 의해 내면 전반사되어 프리즘 열 형성 평면 법선 방향으로 출사한다. 이러한 경로의 광을 참조부호(L12)로 도시한다.
도 4에 출광면(42)으로부터 출사하는 광의 XZ면 내에서의 광도 분포를 도시한다. 주로 광(L12)에 의해 프리즘 열 형성 평면 법선 방향(각도 0°)으로 피크 값을 갖는 지향성의 출사광을 얻을 수 있고, 주로 광(L11)에 의해 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 1 각도(θ1)의 방향으로 피크를 갖는 지향성의 출사광을 얻을 수 있으며, 주로 광(L2)에 의해 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 2 각도(θ2)의 방향으로 피크를 갖는 지향성의 출사광을 얻을 수 있으며, 합계 3개의 방향으로 지향성을 갖는 출사광을 얻을 수 있다. 각도(θ1, θ2)는, 예컨대 20∼40°로 되도록 설정되는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 25∼35°의 범위이다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 프리즘 열의 피치(pitch) 즉 프리즘 열의 폭(X 방향 치수)은 P이고, 제 1 프리즘 면의 폭은 W1이고, 제 2 프리즘 면의 폭은 W2이며, 제 1 프리즘 면의 제 1 영역(4111) 및 제 2 영역(4112)의 폭은 각각 W11, W12이다. 피치(P)는, 예컨대 10∼100㎛이고, 폭(W1, W2, W11, W12)은 소망하는 방향으로의 지향성 출사광의 강도비에 따라 적절히 설정된다. 예컨대, 폭(W11, W12)의 비율을 변화시킴으로써, 광(L11)과 광(L12)의 피크 광 강도비를 변화시킬 수 있다. 프리즘 열 형성면의 법선 방향으로의 지향성 출사에 주로 기여하는 제 2 영역의 폭(W12)은 피치(P)의 10∼40%로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 12∼35%의 범위, 더욱 바람직하게는 15∼30%의 범위이다.
본 발명에 있어서, 다른 2개의 방향의 지향성(지향성의 분리)의 판단 기준으로서, 이러한 방향의 출사광 강도 중 작은 쪽(M)과 그것들의 방향 사이의 방향에 있어서의 출사광 강도 중 최소값(N)에 관하여, {(M-N)/(M+N)} ≥0.15가 성립하는 경우를, 이러한 2개 방향으로 별개인 지향성이 있는 것으로 한다. {(M-N)/(M+N)}은 바람직하게는 0.2 이상, 더욱 바람직하게는 0.3 이상의 범위이다.
본 실시 형태의 광편향 소자(4)는 제 1 프리즘 면(411)에 서로 5∼20°만큼 경사 각도가 다른 제 1 영역(4111) 및 제 2 영역(4112)을 설치함으로써, 이러한 2개 영역과 제 2 프리즘 면(412)에서 서로 다른 3개 방향의 지향성을 갖고 광을 출사시킬 수 있다. 이 때문에, 일차 광원의 소비 전력을 저감하면서, 소요의 3개의 방향으로 양호한 휘도를 갖고 광출사할 수 있다.
도 5는 광편향 소자(4)의 프리즘 열 형상의 다른 별도의 실시 형태의 설명도이다. 또한, 도 6은 출광면(42)으로부터 출사하는 광의 XZ면 내에서의 광도 분포를 도시하는 도면이다. 이러한 도면에 있어서, 도 1 내지 도 4에 있어서와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 참조부호가 첨부되어 있다.
본 실시 형태에서는, 제 1 프리즘 면(411)에 부가하여, 제 2 프리즘 면(412)도 Y 방향으로 연장되고, 또한 각각 단일 평면으로 이루어지며 또한 서로 경사 각도가 다른 제 3 영역(4121) 및 제 4 영역(4122)의 2개의 평면으로 구성되어 있다. 제 3 영역(4121)은 프리즘 열의 꼭지부에 가까운 영역이고, 제 4 영역(4122)은 제 3 영역(4121)에 연결되어 있으며, 제 3 영역(4121)보다 프리즘 열의 꼭지부로부터 멀리 위치하는 영역이다. 제 3 영역(4121) 및 제 4 영역(4122)의 폭은 각각 W21, W22이다. 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여, 제 3 영역(4121)은 경사 각도(β)를 이루고, 제 4 영역(4122)은 경사 각도(β')를 이루고 있다. 제 3 영역(4121)과 제 4 영역(4122)의 경사 각도의 차(β∼β')는 5∼20°가 바람직하고, 7∼17°가 보다 바람직하며, 10∼15 °가 한층 바람직하다.
제 4 영역(4122)은 제 2 영역(4112)과 함께 주로 프리즘 열 형성 평면 법선 방향의 지향성 광출사에 기여한다. 이 때문에, 각도(α)와 각도(β)를 서로 동일하게 하고, 각도(α')와 각도(β')를 거의 동일하게 하고 있다. 본 실시 형태에서는 프리즘 열 형성 평면 법선 방향으로의 지향성 광출사에 주로 기여하는 제 2 영역 및 제 4 영역의 폭의 합계(W12+W22)는 피치(P)의 10∼40%로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 12∼35%의 범위, 더욱 바람직하게는 15∼30%의 범위이다.
본 실시 형태에서는, 제 1 일차 광원으로부터 발생되고 제 1 광입사 단면에 입사하여 도광체(3) 내에 도입된 광은 광출사면(33)으로부터 도 5 중에서 좌측 상향으로 경사져 출사하고, 입광면(41)의 제 1 프리즘 면(411)으로부터 광편향 소자(4) 내에 도입된다. 그 일부가 제 2 프리즘 면(412)의 제 3 영역(4121)에 의해 내면 전반사되어 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 좌측 경사진 방향(제 2 각도를 이루는 방향)으로 출사한다. 이러한 경로의 광을 참조부호(L21)로 도시한다. 또한, 다른 일부가 제 2 프리즘 면(412)의 제 4 영역(4122)에 의해 내면 전반사되고 프리즘 열 형성 평면 법선 방향으로 출사한다. 이러한 경로의 광을 참조부호(L22)로 도시한다.
본 실시 형태에서는, 도 4의 경우와 비교하여 프리즘 열 형성 평면 법선 방향의 출사광 강도가 높게 되어 있고, 그것과 제 2 각도(θ2)를 이루는 방향의 출사광 강도가 낮게 되어 있다.
도 7은 광편향 소자(4)의 프리즘 열 형상의 또 다른 실시 형태의 설명도이다. 또한, 도 8은 출광면(42)으로부터 출사하는 광의 XZ면 내에서의 광도 분포를 도시하는 도면이다. 이러한 도면에 있어서, 도 1 내지 도 6에 있어서와 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다.
본 실시 형태는 제 2 영역(4112) 및 제 4 영역(4122)이 볼록 곡면으로 구성되어 있는 것이 도 5 및 도 6의 실시 형태와 상이하다. 이 볼록 곡면은 XZ 단면의 형상이 원호 형상(원주면의 일부분의 형상)일 수도 있고, XZ 단면의 형상이 비원호 형상(예컨대, 타원 또는 포물선의 일부분의 형상)의 볼록 곡면이어도 무방하다. 이러한 제 2 영역(4112) 및 제 4 영역(4122)의 볼록 곡면의 형상을 적절히 설정함으로써, 프리즘 열 형성 평면 법선 방향의 지향성의 정도 즉 출사광의 광도 분포를 소망하는 것으로 할 수 있다. 예컨대, 곡률 반경을 적절히 설정함으로써, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 프리즘 열 형성 평면 법선 방향의 지향성의 정도를 높여서 출사광의 피크 값을 높일 수 있고, 역으로 이 방향의 지향성의 정도를 저하시켜서 출사광의 분포 범위를 확대하며, 시야 범위를 확장시키는 것도 가능하다.
본 실시 형태에서는, 제 2 영역(4112) 및 제 4 영역(4122)을 볼록 곡면으로 구성했지만, 제 2 영역(4112) 및 제 4 영역(4122)을 오목 곡면으로 이루어지는 것으로 하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 프리즘 열 형성 평면 법선 방향의 지향성의 정도가 저하하여 출사광의 분포 범위를 확대하고, 시야 범위를 확대시킬 수 있다. 그 정도는 곡률 반경의 설정에 의해 소망하는 것으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서는 제 1 영역(4111), 제 2 영역(4112), 제 3 영역(4121), 제 4 영역(4122) 중 적어도 하나의 영역을 볼록 또는 오목형의 곡면으로 구성하고, 다른 영역을 평면으로 구성함으로써, 특정 방향으로 출사하는 출사광의 지향성의 정도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 볼록 곡면 등의 곡면의 경사 각도는 1개 볼록 곡면 등의 면의 모든 위치에 있어서의 경사 각도를 평균한 것을 말하지만, 근사적으로는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, XZ 단면에 있어서 곡선부의 양단을 연결하는 선분의 경사를 가지고 대표시킬 수 있다.
이상의 실시 형태에 있어서는, 프리즘 열 형성 평면 법선 방향과, 이 방향에 대하여 좌우 방향에 있는 각각 1개 방향이라는 3개의 방향으로 지향성을 갖는 출사광을 출사시키는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명에 있어서는 지향성의 방향은 3개에 한정되는 것이 아니고, 2개의 방향이어도 4개 이상의 방향이어도 무방하다.
2개의 방향으로 지향성을 갖는 출사광을 출사시키는 경우에는, 예컨대 도 3에 도시한 예에 있어서, 제 2 프리즘 면(412)에 의해 내면 전반사된 광의 출사 방향이 프리즘 열 형성 평면 법선 방향으로 되도록 제 2 프리즘 면(412)의 경사 각도(β)를 설정하면 무방하다. 또한, 4개 이상의 방향으로 지향성을 갖는 출사광을 출사시키는 경우에는, 예컨대 도 3에 도시한 예에 있어서, 제 1 프리즘 면(411)에 제 1 영역(4111) 및 제 2 영역(4112)이란 경사 각도가 상이한 다른 영역을 형성할 수도 있으며, 도 5에 도시한 예에 있어서, 제 2 프리즘 면(412)에 제 3 영역(4121) 및 제 4 영역(4122)과는 경사 각도가 상이한 다른 영역을 형성할 수도 있고, 도 5에 도시한 예에 있어서, 제 4 영역(4122)의 경사 각도를 변경하여 제 1 영역 내지 제 3 영역에 의한 내면 반사광의 방향과는 다른 방향으로 내면 반사시키도록 할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 제 2 영역(4112)을 제 1 영역(4111)보다 프리즘 열의 꼭지부에서 먼 측에 위치하도록 했지만, 역으로 경사 각도(α)의 제 1 영역(4111)을 경사 각도(α')의 제 2 영역(4112)보다 프리즘 열의 꼭지부에서 먼 측에 위치하도록 할 수도 있다. 마찬가지로, 경사 각도(β)의 제 3 영역(4121)을 경사 각도(β')의 제 4 영역(4122)보다 프리즘 열의 꼭지부에서 먼 측에 위치하도록 할 수도 있다. 그러나, 광편향 소자(4)의 생산성이나 내구성 등의 관점에서, 상기 실시 형태와 같이 경사 각도가 작은 제 2 영역(4112)을 제 1 영역(4111)보다 프리즘 열의 꼭지부에서 먼 측에 위치하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 제 1 프리즘 면에 제 1 영역 및 제 2 영역을 형성하고, 제 2 프리즘 면에 제 3 영역 및 제 4 영역을 형성하는 경우(4개의 영역을 형성한 경우)에 대하여 설명했지만, 본 발명에 있어서는 어느 한쪽의 프리즘 면 또는 양쪽 프리즘 면에 다른 영역을 형성할 수도 있다. 이 경우, 다른 영역은 제 1 영역과 제 2 영역의 사이 또는 제 3 영역과 제 4 영역의 사이에 형성하고, 그 경사각은 제 1 영역 또는 제 3 영역의 경사각보다 작고, 제 2 영역 또는 제 4 영역의 경사각보다 크게 한다.
일차 광원(1)은 Y 방향으로 연장되는 선 형상의 광원이고, 예컨대 형광 램프나 냉음극관을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 일차 광원(1)으로는 선 형상 광원에 한정되는 것이 아니고, LED 광원, 할로겐 램프, 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등과 같은 점 광원을 사용할 수도 있다. 또한, 광원 리플렉터(2)는 일차 광원(1)의 광을 손실이 적게 도광체(3)로 유도하는 것이다. 재질로는, 예컨대 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 필름을 이용할 수 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 광원 리플렉터(2)는 광 반사 소자(5)의 단부 가장자리 외면으로부터 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 광편향 소자(4)의 출광면 단 가장자리로 감는 것도 가능하다. 그 밖에, 광원 리플렉터(2)는 광편향 소자(4)를 피하여, 광반사 소자(5)의 단부 가장자리 외면으로부터 일차 광원(1)의 외면을 거쳐서 도광체(3)의 광출사면 단부 가장자리에 감는 것도 가능하다.
이러한 광원 리플렉터(2)와 같은 반사 부재를 도광체(3)의 광입사 단면(31) 이외의 측단면에 부착하는 것도 가능하다. 광 반사 소자(5)로는, 예컨대 표면에 금속 증착 반사층을 갖는 플라스틱 시트를 이용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 광 반사 소자(5)로서 반사 시트 대신에, 도광체(3)의 이면(34)에 금속 증착 등에 의해 형성된 광 반사층 등을 이용하는 것도 가능하다.
본 발명에 있어서는, 다른 실시 형태로서 도광체의 1개 단면을 광입사 단면으로 하고, 이 광입사 단면에 인접하여 일차 광원을 배치한 광원 장치로 할 수도 있다. 이 경우, 도광체의 광출사면 상에 배치되는 광편향 소자로는, 도광체의 광출사면에 대향하여 배치되는 입광면에 광입사 단면과는 거의 평행한 방향으로 연장된 서로 평행한 복수의 프리즘 열이 형성되고, 프리즘 열의 각각은 일차 광원에 가까운 측의 제 1 프리즘 면과 일차 광원으로부터 먼 측의 제 2 프리즘 면으로 형성되며, 제 1 프리즘 면에 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 1 영역과, 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 2 영역을 갖고, 프리즘 열의 꼭지각을 50∼90°로 하고, 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 경사 각도의 차를 10∼25°로 하며, 제 2 영역의 경사 각도를 제 1 영역의 경사 각도보다 작게 한다. 즉, 도 3에 도시한 실시 형태에 있어서, 프리즘 꼭지각(α+β)을 50∼90°의 범위로 하고, 제 1 프리즘 면(411)을 구성하는 제 1 영역(4111)과 제 2 영역(4112)의 경사 각도의 차(α-α')를 10∼25°의 범위로 한 것이다.
이 프리즘 꼭지각 (α+β)이 50°미만인 경우에는 프리즘 열 형성 평면의 법선 방향으로부터 소요의 각도만큼 다른 방향의 광출사 지향성을 얻는 것이 어려워지는 경향이 있고, 프리즘 꼭지각이 90°를 넘는 경우에는 충분한 휘도를 얻는 것이 어려워지는 경향이 있다. 프리즘 꼭지각의 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 좌우 분할각(α, β)은 α가 5∼50°의 범위, β가 40∼60°의 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 α가 10∼40°의 범위, β가 40∼55°의 범위이다. 또한, 제 1 영역(4111)과 제 2 영역(4112)의 경사 각도의 차(α-α')는 10∼25°가 바람직하고, 15∼25°가 보다 바람직하며, 17∼23°가 보다 바람직하다. 이 경사 각도의 차(α-α')가 10°미만 또는 25°를 넘는 경우에는, 프리즘 열 형성 평면의 법선 방향으로부터 소요의 각도만큼 다른 방향의 광출사 지향성을 얻는 것이 어려워지는 경향이 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 일차 광원으로부터 발생되고 광입사 단면에 입사하여 도광체(3) 내에 도입된 광은, 광출사면(33)으로부터 도 3 중에서 우측 상향으로 경사져 출사하고, 입광면(41)의 제 2 프리즘 면(412)으로부터 광편향 소자(4) 내에 도입된다. 그 일부가 제 1 프리즘 면(411)의 제 1 영역(4111)에 의해 내면 전반사되고 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 우측 경사진 방향(제 1 각도를 이루는 방향)으로 출사한다. 이 경로의 광은 부호(L11)로 도시한 광으로 된다. 또한, 다른 일부가 제 1 프리즘 면(411)의 제 2 영역(4112)에 의해 내면 전반사되고 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 좌측 경사 방향(제 2 각도를 이루는 방향, L2로 도시하는 경로의 방향)으로 출사한다. 이로써, 주로 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 1 각도(θ1) 방향으로 피크 값을 갖는 지향성의 출사광과, 주로 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 2 각도(θ2)의 방향에 피크 값을 갖는 지향성의 출사광을 얻을 수 있으며, 2개의 방향으로 지향성을 갖는 출사광을 얻을 수 있다. 각도(θ1, θ2)는, 예컨대 20∼40°로 되도록 설정되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25∼35°의 범위이다.
본 실시 형태의 광편향 소자(4)는 제 1 프리즘 면(411)에 서로 10∼25°만큼 경사 각도가 상이한 제 1 영역(411) 및 제 2 영역(4112)을 설치함으로써, 이러한 2개의 영역에 의해 서로 다른 2개 방향의 지향성을 갖고 광을 출사시킬 수 있다. 이 때문에, 일차 광원의 소비 전력을 저감하면서, 소요의 2개의 방향으로 양호한 휘도를 갖고 광출사할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서는, 제 1 영역(411)과 제 2 영역(4112)의 사이에 제 1 영역(4111)보다 경사 각도가 작고, 제 2 영역(4112)보다 경사 각도가 큰 제 5 영역(4113)을 형성함으로써, 상기 제 1 각도(θ1)를 갖는 방향과 제 2 각도(θ2)를 갖는 방향과 프리즘 열 형성 평면 법선 방향 또는 그 근방의 제 3 방향의 피크 값을 갖는 지향성의 출사광을 얻을 수 있고, 이러한 3개 영역에 의해 서로 다른 3개 방향의 지향성을 갖고 광을 출사시킬 수 있다. 이 경우, 프리즘 열 형성면의 법선 방향으로의 지향성 출사에 주로 기여하는 제 5 영역(4113)의 폭은 피치(P)의 10∼40%로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 12∼35%의 범위, 더욱 바람직하게는 15∼30%의 범위이다.
본 발명의 도광체(3) 및 광편향 소자(4)는 광투과율이 높은 합성 수지로 구성할 수 있다. 이러한 합성 수지로는 메타크릴(methacrylic) 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 염화비닐계 수지를 예시할 수 있다. 특히, 메타크릴 수지가 광투과율의 높이, 내열성, 역학적 특성, 성형 가공성이 우수하고 적절하다. 이러한 메타크릴 수지로는 메타크릴산 메틸 단위를 주성분으로 하는 수지이고, 메타크릴산 메틸 단위가 80중량% 이상인 것이 바람직하다. 도광체(3) 및 광편향 소자(4)의 조면의 표면 구조나 프리즘 열 등의 표면 구조를 형성함에 있어서는, 투명 합성 수지판을 소망하는 표면 구조를 갖는 금형 부재를 이용하여 열 프레스함으로써 형성할 수도 있고, 스크린 인쇄, 압출 성형이나 사출 성형 등에 의해 성형과 동시에 형상 부여할 수도 있다. 또한, 열 또는 광경화성 수지 등을 이용하여 구조면을 형성할 수도 있다. 또한, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 염화비닐계 수지, 폴리메타크릴 이미드(imide)계 수지 등으로 이루어지는 투명 필름 또는 시트 등의 투명 기재상에 활성 에너지 선경화형 수지로 이루어지는 조면 구조 또한 렌즈 열 배열 구조를 표면에 형성할 수도 있고, 이러한 시트를 접착, 융착 등의 방법에 의해 별개의 투명 기재상에 접합 일체화시킬 수도 있다. 활성 에너지 선경화형 수지로는 다관능(메타)아크릴 화합물, 비닐 화합물, (메타)아크릴산 에스테르류, 아릴(allyl) 화합물, (메타)아크릴산의 금속염 등을 사용할 수 있다.
광확산 소자(6)는 화상 표시의 품위 저하의 원인으로 되는 반짝임이나 휘도 불균일 등을 억제하는 등의 목적으로, 필요에 따라 사용된다. 광확산 소자(6)로는 지향 특성, 휘도 특성, 시인성 및 품위 등의 균형을 고려하여 광편향 소자(4)로부터의 출사광을 적절히 확산시키는 광확산 특성을 갖는 광확산 소자(6)를 사용하는 것이 바람직하지만, 광확산 소자(6)의 사용에 의해 지향성의 정도가 저하되는 경향이 있기 때문에, 비교적 광확산성이 약한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
광확산 소자(6)는 광확산 소자(6)를 별체로 하여 광편향 소자(4)의 출광면 측에 탑재할 수도 있고, 광편향 소자(4)의 출광면 측에 광편향 소자(4)와 일체화시킬 수도 있지만, 별체로서 광확산 소자(6)를 배치하는 쪽이 바람직하다. 별체로서 광확산 소자(6)를 탑재하는 경우에는, 광확산 소자(6)의 광편향 소자(4)에 인접하는 측면에는 광편향 소자(4)와의 스티킹(sticking)을 방지하기 위해서, 요철 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 광확산 소자(6)의 출사면에 있어서도, 그 위에 배치되는 액정 표시 소자와의 사이에서의 스티킹을 고려할 필요가 있고, 광확산 소자(6)의 출사면에도 요철 구조를 부여하는 것이 바람직하다. 이 요철 구조는 스티킹 방지의 목적에만 부여하는 경우에는, 평균 경사각이 0.7°이상이 되는 구조로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1°이상이며, 보다 바람직하게는 1.5°이상이다.
광확산 특성은 광확산 소자(6) 중에 광확산제를 혼입하거나, 광확산 소자(6)의 적어도 한쪽 표면에 요철 구조를 부여함으로써 부여할 수 있다. 표면에 형성하는 요철 구조는, 광확산 소자(6)의 한쪽 표면에 형성하는 경우와 양쪽 표면에 형성하는 경우에서는 그 정도가 다르다. 광확산 소자(6)의 한쪽 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 그 평균 경사각을 0.8∼12°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3.5∼7°이며, 보다 바람직하게는 4∼6.5°이다. 광확산 소자(6)의 양쪽 표면에 요철 구조를 형성하는 경우에는, 한쪽 표면에 형성하는 요철 구조의 평균 경사각을 0.8∼6°의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼4°이며, 보다 바람직하게는 2.5∼4°이다. 이 경우, 광확산 소자(6)의 전광선 투과율의 저하를 억제하기 위해서는 광확산 소자(6)의 입사면 측의 평균 경사각을 출사면 측의 평균 경사각보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 또한, 광확산 소자(6)의 흐림도(haze) 값으로는 8∼82%의 범위로 하는 것이 시인성 개량의 관점에서 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30∼70%의 범위이며, 보다 바람직하게는 40∼65%의 범위이다.
이상과 같은 일차 광원(1), 광원 리플렉터(2), 도광체(3), 광편향 소자(4), 광반사 소자(5) 및 광확산 소자(6)로 이루어지는 광원 장치의 발광면[광확산 소자(6)의 표면] 상에 액정 표시 소자를 배치함으로써 액정 표시 장치가 구성된다. 액정 표시 장치는 도 1에 있어서의 상방으로부터 3 방향으로(즉, 프리즘 열 형성 평면 법선 방향, 및 XZ면 내에서 프리즘 열 형성 평면 법선 방향과 각각 각도 θ1 및 각도 θ2를 이루는 방향으로) 액정 표시 소자를 통과시켜서 관찰자에 의해 관찰된다. 소망하는 방향으로 집중된 광조사를 얻을 수 있기 때문에, 이러한 3개 방향의 조명에 대한 일차 광원의 발광 광량의 이용 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 있어서는, 광원 장치로서의 시야각을 조정하고 품위를 향상시킬 목적으로, 광편향 소자(4)나 광확산 소자(6)에 광확산재를 함유시킬 수도 있다. 이러한 광확산재로는 광편향 소자(4)나 광확산 소자(6)를 구성하는 재료와 굴절률이 다른 투명한 미립자를 사용할 수 있고, 예컨대 실리콘 비드(bead), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 불소화 메타크릴레이트 등의 단독 중합체 또는 공중합체 등으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 광확산재로는 광편향 소자(4)에 의한 지향 특성이나 광확산 소자(6)에 의한 적절한 확산 효과를 손상하지 않도록, 함유량, 입자의 지름, 굴절률 등을 적절히 선정할 필요가 있다. 예컨대, 광확산재의 굴절률은 광편향 소자(4)나 광확산 소자(6)를 구성하는 재료와의 굴절률차가 지나치게 작으면 확산 효과가 작고, 지나치게 크면 지나친 산란 굴절 작용이 생기기 때문에, 굴절률차가 0.01∼0.1의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.03∼0.08, 보다 바람직하게는 0.03∼0.05의 범위이다. 또한, 확산재의 입자 직경은 지나치게 크면 산란이 강해져서, 반짝임이나 휘도의 저하를 일으키고, 지나치게 작으면 착색이 발생하기 때문에, 평균 입자 직경을 0.5∼20㎛의 범위로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2∼15㎛, 보다 바람직하게는 2∼10㎛의 범위이다.
이하, 실시예처럼 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서의 각 특성값의 측정은 하기와 같이 하여 실행했다.
광도 분포의 측정
일차 광원으로서 냉음극관을 이용하고, 그 구동 회로의 인버터(해리슨 사 제품 HIU-742A)에 DC 12V를 인가하여 고주파 점등시켰다. 도광체 또는 광원 장치의 광편향 소자의 표면에 4㎜Φ의 핀홀(pinhole)을 갖는 흑색의 종이를 핀홀이 도광체 또는 광원 장치의 광편향 소자의 표면의 중앙에 위치하도록 고정하고, 휘도계의 측정원이 8∼9㎜로 되도록 거리를 조정하고, 냉음극관의 길이 방향축과 평행 방향의 주위에서 핀홀을 중심으로 고니오(gonio) 회전축이 회전하도록 조절하며, 회전축을 +90°∼-90°까지 0.5°간격으로 회전시키면서, 휘도계로 출사광의 광도 분포(XZ면 내)를 측정했다. 또한, 피크 각도는 법선 방향에 대하여 일방측으로 경사져 있는 경우를 음의 값으로 하고, 타방측으로 경사져 있는 경우를 양의 값으로 했다.
평균 경사각(θa)의 측정
ISO4287/1-1987에 따라서, 촉침으로서 010-2528(1㎛R, 55°원추, 다이아몬드)을 이용한 촉침식 표면 조도계[동경정기(주) 제품 서프콤 570A]로 조면의 표면 거칠기를 구동 속도 0.03㎜/초로 측정했다. 이 측정에 의해 얻은 그래프로부터 그 평균선을 빼서 경사를 보정하고, 상기 수학식의 (1)식 및 (2)식에 의해 계산하여 구했다.
[실시예 1]
아크릴 수지[미쓰비시레이온(주) 제품 아크리펫 VH5#000]를 이용하여 사출 성형함으로써 한쪽면이 평균 경사각 8°인 매트이고, 다른 쪽면에 길이 300㎜인 변(긴 변)에 직교하는 방향으로 연장되는 프리즘 꼭지각 100°, 피치 50㎛인 프리즘 열이 병렬로 연결 설치되어 배열된 210㎜×300㎜, 두께 6㎜인 14인치의 도광체를 제작했다. 도광체의 길이 300㎜인 변(긴 변)에 대응하는 양쪽 측단면을 따라 냉음극관을 광원 리플렉터(여광사 제품 은반사 필름)로 덮어 배치했다. 또한, 그 밖의 측단면에 광확산 반사 필름(도오레사 제품 E60)을 부착하고, 프리즘 열 배열면(이면)에 반사 시트를 배치했다. 이상의 구성을 프레임체에 내장했다. 이 도광체는 광입사 단면 및 광출사면의 쌍방에 수직한 면 내에서의 출사광 광도 분포(XZ면 내)에 있어서, 피크 각도가 광출사면에 대하여 서로 반대측에 27°의 2개의 방향에 있고, 반값 전폭이 각각 44°인 광도 분포를 갖고 있었다.
한편, 굴절률 1.5064인 아크릴계 자외선 경화성 수지를 이용하여, 도 9에 도시한 바와 같은 단면의 형상(각도) 및 치수(단위 ㎛)의 프리즘 열이 대략 병렬로 연결 설치된 프리즘 열 형성면을 두께 125㎛인 폴리에스테르 필름의 한쪽 표면에 형성한 프리즘 시트를 제작했다.
얻어진 프리즘 시트를 상기 도광체의 광출사면(매트면) 상에 프리즘 열 형성면이 도광체 측으로 되고, 도광체의 광입사 단면에 프리즘 능선이 평행하게 되도록 탑재하여, 광원 장치를 얻었다. 이 광원 장치의 광입사 단면 및 광출사면의 쌍방에 수직한 면 내에서의 출사광 광도 분포(XZ면 내)를 구한 바, 도 10과 같이 3 방향의 지향성을 갖는 것이었다.
[실시예 2]
프리즘 시트의 프리즘 열로서 도 11에 도시한 바와 같은 단면의 형상(각도) 및 치수(단위 ㎛)의 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 광원 장치를 얻었다. 이 광원 장치의 광입사 단면 및 광출사면의 쌍방에 수직한 면 내에서의 출사광 광도 분포(XZ면 내)를 구한 바, 도 12와 같이 3방향의 지향성을 갖는 것이었다.
[실시예 3]
프리즘 시트의 프리즘 열로서 도 13에 도시한 바와 같은 단면의 형상(각도) 및 치수(단위 ㎛)의 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 광원 장치를 얻었다. 이 광원 장치의 광입사 단면 및 광출사면의 쌍방에 수직한 면 내에서의 출사광 광도 분포(XZ면 내)를 구한 바, 도 14와 같이 3 방향의 지향성을 갖는 것이었다.
[실시예 4]
프리즘 시트의 프리즘 열로서 도 15에 도시한 바와 같은 단면의 형상(각도) 및 치수(단위 ㎛)의 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 광원 장치를 얻었다. 이 광원 장치의 광입사 단면 및 광출사면의 쌍방에 수직한 면 내에서의 출사광 광도 분포(XZ면 내)를 구한 바, 도 16과 같이 3 방향의 지향성을 갖는 것이었다.
[실시예 5]
프리즘 시트의 프리즘 열로서 도 17에 도시한 바와 같은 단면의 형상(각도) 및 치수(단위 ㎛)의 것을 사용하고, 도광체의 길이 300㎜인 변(긴 변)에 대응하는 한쪽 측단면을 따라 냉음극관을 배치한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 광원 장치를 얻었다. 이 광원 장치의 광입사 단면 및 광출사면의 쌍방에 수직한 면 내 에서의 출사광 광도 분포(XZ면 내)를 구한 바, 도 18과 같이 3 방향의 지향성을 갖는 것이었다.
본 발명은 액정 표시 장치 등의 표시 장치를 구성하는 에지 라이트 방식의 광원 장치 및 이것에 사용되는 광편향 소자에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 도광체의 광출사면 또는 그 반대측에 위치하는 이면의 적어도 한쪽면에 평균 경사각이 0.5∼15°인 지향성 광출사 기능부를 형성하는 동시에, 광편향 소자의 프리즘 열의 제 1 프리즘 면을 제 1 영역과 제 2 영역으로 구성하고, 프리즘 열의 꼭지각을 80∼120°으로 하고, 제 1 영역과 제 2 영역의 경사 각도의 차를 5∼20°로 하며, 제 2 영역의 경사 각도를 제 1 영역보다 작게 함으로써, 서로 다른 2개 이상의 방향으로 지향성을 갖고 광을 출사시킬 수 있으며, 저소비 전력으로 2개 이상의 방향으로부터 양호한 표시 화상의 관찰을 실행하는 것이 가능해진다.
Claims (28)
- 서로 평행한 방향으로 연장되고 서로 반대측에 위치하는 제 1 광입사 단면 및 제 2 광입사 단면 및 광출사면을 갖는 도광체와, 상기 제 1 광입사 단면 및 상기 제 2 광입사 단면에 각각 인접하여 배치된 제 1 일차 광원 및 제 2 일차 광원과, 상기 광출사면에 대향하여 배치되는 입광면 및 그 반대측에 위치하는 출광면을 갖는 광편향 소자를 구비한 광원 장치에 있어서,상기 도광체의 광출사면 및 그 반대측에 위치하는 이면 중 한 면 또는 두 면 모두에 평균 경사각이 0.5∼15°인 지향성 광출사 기능부가 형성되어 있고,상기 광편향 소자의 입광면에 상기 제 1 광입사 단면 및 상기 제 2 광입사 단면과 평행한 방향으로 연장된 서로 평행한 복수의 프리즘 열이 형성되어 있으며, 상기 프리즘 열의 각각은 상기 제 1 일차 광원에 가까운 측의 제 1 프리즘 면과 상기 제 2 일차 광원에 가까운 측의 제 2 프리즘 면을 갖고 있으며,상기 제 1 프리즘 면은 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 1 영역과, 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 2 영역을 갖고 있으며,상기 프리즘 열의 꼭지각은 80∼120°이고, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 경사 각도의 차는 5∼20°이며, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 경사 각도가 작은 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 상기 프리즘 열의 꼭지부로부터 멀리 위치하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 프리즘 열의 연장 방향과 직교하는 단면에 있어서의 상기 프리즘 열의 폭에 대한 상기 제 2 영역의 폭의 비율은 10∼40%인 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 2 프리즘 면 중 적어도 하나는 단일 평면 또는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 1 각도를 이루는 방향으로 편향하는 것이고, 상기 제 2 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향 또는 그 근방의 방향으로 편향하는 것이며, 상기 제 2 프리즘 면은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 1 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 2 각도를 이루는 방향으로 편향하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 2 각도는 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 상기 제 1 각도와 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 2 각도를 이루는 방향은 상기 법선 방향 또는 그 근방의 방향인 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 프리즘 면은 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 3 영역과, 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 4 영역을 갖고 있고, 상기 제 3 영역과 상기 제 4 영역의 경사 각도의 차는 5∼20°이며, 상기 제 4 영역은 상기 제 3 영역보다 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 경사 각도가 작은 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 4 영역은 상기 제 3 영역보다 상기 프리즘 열의 꼭지부로부터 멀리 위치하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 프리즘 열의 연장 방향과 직교하는 단면에 있어서의 상기 프리즘 열의 폭에 대한 상기 제 2 영역의 폭과 상기 제 4 영역의 폭의 합계의 비율은 10∼40%인 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역, 상기 제 3 영역 및 상기 제 4 영역 중 적어도 하나는 단일 평면 또는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 제 1 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 1 각도를 이루는 방향으로 편향하는 것이고, 상기 제 2 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향 또는 그 근방의 방향으로 편향하는 것이며, 상기 제 2 프리즘 면은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 1 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 2 각도를 이루는 방향으로 편향하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 2 각도는 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 상기 제 1 각도와 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 2 각도를 이루는 방향은 상기 법선 방향 또는 그 근방의 방향인 것 을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 3 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 1 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 2 각도를 이루는 방향으로 편향하는 것이며, 상기 제 4 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 1 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향 또는 그 근방의 방향으로 편향하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 2 각도는 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 상기 제 1 각도와 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 2 각도를 이루는 방향은 상기 법선 방향 또는 그 근방의 방향인 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 도광체는 광출사면으로부터의 출사광 광도 분포에 있어서 피크 광이 광출사면의 법선에 대하여 서로 반대측에 50∼80°의 방향에서 반값폭이 모두 10∼50°인 적어도 두 방향의 출사광을 출사시키는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 서로 평행한 방향으로 연장되고 서로 반대측에 위치하는 2개의 단면 중 한쪽인 광입사 단면과 광출사면을 갖는 도광체와, 상기 광입사 단면에 인접하여 배치된 일차 광원과, 상기 광출사면에 대향하여 배치되는 입광면 및 그 반대측에 위치하는 출광면을 갖는 광편향 소자를 구비한 광원 장치에 있어서,상기 도광체의 광출사면 및 그 반대측에 위치하는 이면 중 한 면 또는 두 면 모두에 평균 경사각이 0.5∼15°인 지향성 광출사 기능부가 형성되어 있고,상기 광편향 소자의 입광면에는 상기 광입사 단면과 평행한 방향으로 연장된 서로 평행한 복수의 프리즘 열이 형성되어 있고, 상기 프리즘 열의 각각은 상기 일차 광원에 가까운 측의 제 1 프리즘 면과 상기 일차 광원으로부터 먼 측의 제 2 프리즘 면을 갖고 있으며,상기 제 1 프리즘 면은 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 1 영역과, 상기 프리즘 열의 연장 방향으로 연장되는 제 2 영역을 갖고 있고,상기 프리즘 열의 꼭지각은 50∼90°이며, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 경사 각도의 차는 10∼25°이며, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대한 경사 각도가 작은 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 상기 프리즘 열의 꼭지부로부터 멀리 위치하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 2 프리즘 면 중 적어도 하나는 단일 평면 또는 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 1 각도를 이루는 방향으로 편향하는 것이고, 상기 제 2 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향 또는 그 근방의 방향으로 편향하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 22 항에 있어서,상기 제 2 각도는 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 상기 제 1 각도와 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 1 영역과 제 2 영역의 사이에 제 5 영역을 갖는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 24 항에 있어서,상기 제 5 영역의 경사 각도가 제 1 영역의 경사 각도보다 작고, 제 2 영역의 경사 각도보다 큰 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 25 항에 있어서,상기 프리즘 열의 연장 방향과 직교하는 단면에 있어서의 상기 프리즘 열의 폭에 대한 상기 제 5 영역의 폭의 비율은 10∼40%인 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 25 항에 있어서,상기 제 1 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향에 대하여 제 1 각도를 이루는 방향으로 편향하는 것이고, 상기 제 2 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향 또는 그 근방의 방향으로 편향하는 것이며, 상기 제 5 영역은 상기 광출사면으로부터 출사하여 상기 제 2 프리즘 면으로부터 상기 프리즘 열 내에 도입된 광을 내면 반사에 의해 상기 프리즘 열 형성 평면 법선 방향 또는 그 근방으로 편향하는 것을 특징으로 하는광원 장치.
- 제 1 항 내지 제 17 항 또는 제 19 항 내지 27 항 중 어느 한 항에 기재된광편향 소자.
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