JP2003114337A

JP2003114337A - 照明装置

Info

Publication number: JP2003114337A
Application number: JP2001306723A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamazaki; 健山崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】観察者側に直接透過する不要光が減少されたフ
ロントライト照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、光を射出するための光源１１
と、光源１１からの光を被照明物体に照射するための導
光板１２とを有している。導光板１２は、光源１１の近
くに位置する近位端面１７と、その反対側に位置する遠
位端面１８と、被照明物体に向き合って配置される底面
１６と、その反対側に位置する上面１９とを有してい
る。導光板１２は、上面１９に設けられた、複数の凹部
１３と凸部１４を有している。光源１１に近い凹部１３
の近位斜面は、臨界角よりも大きい入射角で入射する光
線を被照明物体に向けて偏向するための反射面として機
能する。また、凸部１４は、凹部１３の近位斜面に臨界
角未満の入射角で入射しこれを透過した光線を少なくと
も屈折作用により導光板１２へ戻す働きをする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置に用いられる照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に液晶表示装置は、周囲が暗くとも
使用することができるように照明装置が備えられてい
る。大別すると、透過型液晶表示装置の裏側から照明す
るバックライト型照明装置と、反射型液晶表示装置の表
側から照明するフロントライト型照明装置がある。小型
携帯機器には、小型軽量化や低消費電力が求められてい
るため、表示には反射型液晶表示装置が多く利用され、
必要なときに照明することができるフロントライト型照
明装置が搭載されている。

【０００３】フロントライト型照明装置を実現するため
の導光板が特許第３０１２４６２号に提案されている。
この導光板の断面が図１４に示される。図１４におい
て、導光板８１の左側には光源が配置されており、光源
から射出された光は端面８５から入射して導光板８１の
中を全反射しながら伝搬する。

【０００４】導光板８１は、平面から成る底面８６と、
底面８６と向かい合う上面とを有し、上面は複数の緩い
斜面部８７とそれらの間に位置する複数の急な斜面部８
８とを有している。緩い斜面部８７と急な斜面部８８は
共に矩形であり、従って、緩い斜面部８７と急な斜面部
８８の境界は、直線的に延びる頂線８２と谷線８３を規
定している。被照明物体は導光板８１の底面８６の下側
に設置され、観察者は導光板８１の上面の上側から導光
板８１を通して被照明物体の像を観察する。

【０００５】導光板８１の端面８５から入射した光線８
４ｂは、急な斜面部８８で全反射され、底面８６を透過
して被照明物体を照明する。照明光となる光線８４ｂは
急な斜面部８８で全反射されることにより偏向されるた
め、急な斜面８８が底面８６となす角度の設定が光効率
や反射後の光線の角度に影響を与える。この導光板８１
では、谷線８３を結んだ仮想面Ｐに対する急な斜面部８
８の角度がほぼ導光板媒質の臨界角に設定されており、
これにより、被照明物体にほぼ垂直な方向を光分布の中
心に持つ照明光を実現している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この導光板８
１は、仮想面Ｐに対する急な斜面部８８の傾きがほぼ導
光板媒質の臨界角に設定されているため、導光板８１を
伝搬する光のうち、底面８６への入射角が比較的小さい
光線８４ａは、斜面部８８で全反射されることなく観察
者側へ透過してしまう。この光は被照明物体を照らすこ
となく観察者側に射出する不要光であり、被照明物体か
ら反射してくる観察像のコントラストを低減させるとと
もに、観察者にとって被照明物体像の観察の妨げとなる
不所望な光として観察者に観察される。

【０００７】本発明の目的は、観察者側に直接透過する
不要光が減少されたフロントライト照明装置を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、光
を射出するための光源と、前記光源からの光を内部に取
り込みこれを被照明物体に照射するための導光板とを備
えており、前記導光板は、前記光源からの光線を被照明
物体に向けて偏向するための複数の反射面と、前記反射
面に臨界角より小さい入射角で入射し前記反射面を透過
した光線を少なくとも屈折作用により導光板へ戻す凸部
とを有している。

【０００９】また、本発明の別の照明装置は、光を射出
するための光源と、光源からの光を内部に取り込みこれ
を被照明物体に照射するための導光板とを備えており、
前記導光板は互いに離れて存在する複数の凹凸部を有し
ており、前記凹凸部は、回転対称な形状の凹部と、これ
に取り囲まれている回転対称な形状の凸部とを含んでお
り、前記凹部の外側斜面は光源からの光線を被照明物体
に向けて偏向するための反射面として機能し、前記凸部
は、前記凹部の外側斜面を透過した光線を少なくとも屈
折作用により導光板に戻す働きをする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【００１１】第一実施形態本発明の第一実施形態の照明装置について図１〜図４を
参照して説明する。

【００１２】図１〜図２に示されるように、本実施形態
の照明装置は、光を射出するための光源１１と、光源１
１からの光を内部に取り込みこれを被照明物体に照射す
るための導光板１２とを有している。導光板１２は例え
ばアクリル等の樹脂で作製されている。

【００１３】導光板１２は、光源１１の近くに位置する
近位端面１７と、その反対側に位置する遠位端面１８
と、被照明物体に向き合って配置される底面１６と、底
面１６の反対側に位置する上面１９とを有している。導
光板１２は、上面１９に対して設けられた、複数の凹部
１３と凸部１４の組を有しており、凹部１３と凸部１４
は互いに平行に直線的に延びている。各組の凹部１３と
凸部１４は隣接しており、凹部１３は凸部１４よりも光
源の近くに位置している。

【００１４】図４に詳しく示されるように、凹部１３と
凸部１４は共に三角形の断面形状を有している。すなわ
ち、凹部１３と凸部１４はいずれも二つの平面によって
規定されている。さらに、光源に近い側の凹部１３の平
面と光源から遠い側の凸部１４の平面は共通の平面を構
成している。

【００１５】後述するように、光源１１に近い側の凹部
１３の斜面すなわち凹部１３の近位斜面は、臨界角より
も大きい入射角で入射する光線を被照明物体に向けて偏
向するための反射面として機能する。また、凸部１４
は、凹部１３の近位斜面に臨界角未満の入射角で入射し
ためにこれを透過した光線を少なくとも屈折作用により
導光板１２へ戻す働きをする。

【００１６】別の言い方をすれば、導光板１２は、光源
１１からの光線を被照明物体に向けて偏向するための複
数の反射面と、光源１１から遠い側の反射面の遠位端を
一つの頂点とするほぼ三角形形状の複数の凸部１４とを
有している。

【００１７】本実施形態の照明装置によって照明される
被照明物体２１は、例えばＬＣＤ等の画像表示装置であ
り、これは、図３に示されるように、導光板１２の底面
１６に向き合って配置される。

【００１８】光源１１から射出された光は、端面１７を
通って導光板１２に入り、導光板１２の内部を全反射し
ながら伝搬する。それらの光の内、光源１１から近い側
の凹部１３の斜面すなわち凹部１３の近位斜面に臨界角
よりも大きい入射角で入射する光線は、そこで全反射さ
れた後、底面１６を透過して被照明物体２１を照明す
る。

【００１９】一方、凹部１３の近位斜面に、臨界角より
も小さい入射角で入射する光線は、そこを透過していっ
たん導光板１２の外へ出た後、凸部１４によって、再び
導光板１２に戻される。導光板１２に戻った光線は、そ
の後、底面１６を透過して被照明物体２１を照明する。

【００２０】次に、凹部１３と凸部１４における光線の
振る舞いについて図１５を参照して詳しく説明する。図
１５において、光線１５ａは臨界角よりも大きい入射角
で入射する光線であり、光線１５ｂは臨界角よりは小さ
いが比較的大きい入射角で入射する光線であり、光線１
５ｃは臨界角に比べて相当に小さい入射角で入射する光
線である。

【００２１】図１５に示されるように、光源１１に近い
側の凹部１３の斜面すなわち凹部１３の近位斜面に臨界
角よりも大きい入射角で入射する光線１５ａは、そこで
全反射される。つまり、凹部１３の近位斜面は、臨界角
よりも大きい入射角で入射する光線を被照明物体に向け
て偏向するための反射面として機能する。

【００２２】臨界角よりは小さいが比較的大きい入射角
で入射する光線１５ｂは、凹部１３の近位斜面を透過す
る。光線１５ｂは、その後、光源１１に近い側の凸部１
４の斜面すなわち近位斜面に入射し、そこで屈折され、
続いて、光源１１に遠い側の凸部１４の斜面すなわち遠
位斜面で反射される。

【００２３】臨界角に比べて相当に小さい入射角で入射
する光線１５ｃは、凹部１３の近位斜面を透過する。光
線１５ｃは、その後、凸部１４の近位斜面に入射しそこ
で屈折され、続いて凸部１４の遠位斜面に入射し、そこ
で屈折され、凸部１４を出る。その後、光線１５ｃは、
凸部１４の後方の平面部に入射し、再び導光板１２に戻
る。

【００２４】つまり、凸部１４は、凹部１３の近位斜面
に臨界角未満の入射角で入射しためにこれを透過した光
線を、屈折作用により或いは屈折作用と反射作用によ
り、再び導光板へ戻す働きをする。

【００２５】凹部１３の近位斜面（反射面）で全反射さ
れた光線１５ａと、そこを透過した後に凸部１４によっ
て再び導光板１２に戻された光線１５ｂと光線１５ｃ
は、いずれも、その後、底面１６を透過して被照明物体
２１を照明する。

【００２６】凹部１３の近位斜面（反射面）を透過した
光線１５ｂと光線１５ｃは、凸部１４を持たない従来の
導光板においては、そのまま外に放射されてしまう。し
かし、凸部１４を備えている本実施形態の導光板１２に
おいては、このような光線１５ｂと光線１５ｃは、再び
導光板１２に戻されて、被照明物体２１の照明に利用さ
れる。

【００２７】凹部１３の近位斜面の傾斜角αは例えば４
５°程度、凸部１４の近位斜面の傾斜角βは例えば７５
度程度、凸部１４の遠位斜面の傾斜角εは例えば４５°
程度に設定される。傾斜角αの最適値は、光源１１の光
量分布、導光板１２の長さや屈折率などの条件に依存し
て変わる。一般には、傾斜角αは、被照明物体への照射
光がなるべく垂直に入射するように最適化される。ま
た、凸部１４の遠位斜面の傾斜角εは、凹部１３の近位
斜面を透過した光線のうちより多くの光線が全反射され
るように設定される。

【００２８】凸部１４の近位斜面が凹部１３に近いほ
ど、言い換えれば傾斜角βが大きいほど、凹部１３の近
位斜面すなわち反射面を透過した光は凸部１４に入射し
易く、不要光低減の効果が上がる。また、傾斜角βを大
きくする代わりに、凸部１４を高くしても、不要光が凸
部１４に入射し易くなり、不要光低減の効果が上がる。
どちらの手法を採用するかは、導光板の作製方法などに
応じて作製上有利な方を選択すればよい。

【００２９】このように本実施形態の照明装置では、凹
部１３の近位斜面を透過した光が、凸部１４によって再
び導光板１２に戻され、被照明物体を照明するので、観
察者２２は、導光板１２を通して、被照明物体２１の明
るい画像を見ることができる。

【００３０】第二実施形態本発明の第二実施形態の照明装置について図５を参照し
て説明する。本実施形態の照明装置は、第一実施形態の
照明装置と比較して、光源のみが異なっており、それ以
外の構成は同じである。

【００３１】図５に示されるように、本実施形態の照明
装置では、光源３１は直線的に並んだ複数のＬＥＤを備
えている。発光素子にＬＥＤを用いることによって、第
一実施形態の利点に加えて、小型化され、耐振性が向上
し、落下耐性が向上し、光源駆動回路が簡素化される。

【００３２】光源３１は点光源群であり、このために照
度ムラなどの問題が発生する場合には、導光板１２の近
位端面に拡散板などが配置されるとよい。

【００３３】第三実施形態本発明の第三実施形態の照明装置について図６を参照し
て説明する。本実施形態の照明装置は、凹部１３の深さ
と凸部１４の高さに特徴があり、その基本的な構成は第
一実施形態の照明装置と同じである。

【００３４】図６に示されるように、導光板１２はその
上面に複数組の凹部１３と凸部１４を備えている。任意
の二組の凹部１３と凸部１４において、光源に近い方の
組の凹部１３の深さをｈ１、凸部１４の高さをｄ１と
し、一方、光源から遠い方の組の凹部１３の深さをｈ
２、凸部１４の高さをｄ２としたとき、任意の二組の凹
部１３と凸部１４は常にｄ１／ｈ１＜ｄ２／ｈ２・・・
（１）を満足している。

【００３５】別の言い方をすれば、凹部１３の深さ（反
射面の深さ）をｈ、凸部１４の高さをｄとしたとき、ｈ
／ｄが光源１１から離れるに従って小さくなっていく。

【００３６】第一実施形態で説明したように、光源１１
から導光板１２に入射した光は導光板の中を全反射しな
がら伝搬する。従って、底面に対する角度が大きい光
線、言い換えれば底面に対する入射角が小さい光線は、
数多く全反射を繰り返して伝搬する。一方、底面に対す
る角度が小さい光線、言い換えれば底面に対する入射角
が大きい光線は、あまり全反射を繰り返すことなく伝搬
する。

【００３７】底面に対する角度が大きい光線は、全反射
を数多く繰り返すため、導光板１２の凹部１３の近位斜
面に入射する確率が高く、導光板１２の光源１１から近
い部位において凹部１３や凸部１４によって偏向される
確率が高い。一方、底面に対する角度が小さい光線は、
上面と底面に当たる回数が少ないので、凹部１３の近位
斜面に入射する確率が少なく、導光板１２の中を遠くま
で伝搬していく確率が高い。

【００３８】このため、一般的には、導光板１２の底面
となす角が大きい光線すなわち図４に示される光線１５
ｃは、光源１１から離れるに従って少なくなる。従っ
て、光源１１から遠い位置にある凸部１４は、その高さ
が、光源１１から近い位置にある凸部１４よりも低くて
よい。

【００３９】また、導光板１２を伝搬する光の絶対量は
光源１１から離れるに従って減少するので、被照明物体
への照度をなるべく一定にするためには、光源１１から
遠い部位では、光線を反射するための反射面すなわち凹
部１３の近位斜面が大きいとよい。言い換えれば、光源
１１から遠い位置にある凹部１３は、その深さが光源１
１から近い位置にある凹部１３よりも大きいとよい。

【００４０】凹部１３の近位斜面の傾斜角αと凸部１４
の近位斜面の傾斜角βを一定に保ったままで凹部１３を
深くすると、図４から容易に想像できるように、凹部１
３の近位端部と凸部１４との距離が離れる。このため、
凹部１３の近位斜面を透過した不要光の多くが凸部１４
に入射するためには、凹部１３の深さの増加に応じて、
凸部１４の高さも増加させた方がよいと考えられる。

【００４１】しかし、上述のように導光板１２の光量分
布から考えると、凸部１４の高さは、凹部１３の深さの
増加に従って単純増加させる必要はなく、凹部１３の深
さの増加に比べて少ない高さ増加であっても不要光を低
減し得る。

【００４２】これらを考慮して得られた条件が前述の
（１）式であり、任意の二組の凹部１３と凸部１４は常
にｄ１／ｈ１＜ｄ２／ｈ２の関係を満たしている。

【００４３】本実施形態によれば、（１）式の条件を満
たすように導光板１２を構成することにより、第一実施
形態の利点に加えて、凸部１４の高さが不要に高くなる
ことを抑制でき、凹部１３と凸部１４の段差を小さくで
きる。このような段差の少ない導光板１２は加工性の面
で好適である。

【００４４】第四実施形態本発明の第四実施形態の照明装置について図７を参照し
て説明する。本実施形態の照明装置は、導光板１２の上
面の凹部１３と凸部１４の間の平面部に特徴があり、そ
の基本的な構成は第一実施形態の照明装置と同じであ
る。

【００４５】図７に示されるように、導光板１２の上面
は、凹部１３と凸部１４の間に平面部５１を有してい
る。より詳しくは、導光板１２の端面１７とそこから最
も近い凹部１３との間、導光板１２の遠位端面１８とそ
こから最も近い凸部１４との間、それぞれ隣りの組に含
まれる凹部１３と凸部１４との間に、複数の平面部５１
を有している。平面部５１は底面１６に対して傾きγを
有しており、平面部５１は、光源１１から離れるに従っ
て導光板１２の厚さを増加させるように傾いている。平
面部５１の傾きは一定となっている。

【００４６】別の言い方をすれば、複数の反射面（凹部
１３の近位斜面）の近位端の高さと、複数の凸部１４の
遠位斜面の遠位端の高さとが異なっており、従って、そ
れらの間に位置する平面部５１は底面１６に対して傾き
γを有している。より詳しくは、複数の反射面（凹部１
３の近位斜面）の近位端の高さは複数の凸部１４の遠位
斜面の遠位端の高さよりも大きく、従って、平面部５１
は、光源１１から離れるに従って導光板１２の厚さを増
加させるように傾いている。

【００４７】導光板内を伝搬する光線は、底面１６に対
して傾いた平面部５１で反射されながら伝搬していくの
で、底面１６に対する光線の傾きは、光源１１から離れ
るに従って次第に減少していく。図４を参照した先の説
明から分かるように、底面１６に対する傾きが小さい光
線１５ａは照明光として好適である。従って、このよう
な導光板１２においては、光源１１から離れた位置にお
いても、照明に有効な光線を多く得られる。

【００４８】本実施形態によれば、第一実施形態の利点
に加えて、導光板１２の光源１１から遠い位置において
も、照明に有効な多くの光線を得ることができるため、
光源から離れた位置での照度を確保し易い。また、導光
板１２は、平面部５１の傾きが一定なので、比較的容易
に作製され得る。

【００４９】第五実施形態本発明の第四実施形態の照明装置について図８を参照し
て説明する。本実施形態の照明装置は、導光板１２の上
面の凹部１３と凸部１４の間の平面部に特徴があり、そ
の基本的な構成は第一実施形態の照明装置と同じであ
る。

【００５０】図８に示されるように、導光板１２の上面
は、凹部１３と凸部１４の間に平面部６１を有してい
る。より詳しくは、導光板１２の端面１７とそこから最
も近い凹部１３との間、導光板１２の遠位端面１８とそ
こから最も近い凸部１４との間、それぞれ隣りの組に含
まれる凹部１３と凸部１４との間に、複数の平面部６１
を有している。

【００５１】平面部６１は、底面１６に対して、導光板
の部位により異なる傾きを有している。平面部６１は、
光源１１から比較的近い部位においては、光源１１から
離れるに従って導光板１２の厚さが増加するような傾き
φ1を有しており、また、光源１１から比較的遠い部位
においては、光源１１から離れるに従って導光板１２の
厚さが減少するような傾きφ2を有している。

【００５２】第四実施形態において説明したように、導
光板１２の平面部６１が光源１１から離れるに従って導
光板１２の厚さが増加するような傾きφ1を有している
と、導光板１２の光源１１から遠い部位において、底面
１６に対する角度が小さい光線を多く得られる。その反
面、特に導光板１２が非常に長い場合等には、その作用
が効き過ぎて、光源１１から遠い部位では、底面１６に
ほぼ平行な光線が多くなり過ぎて、凹部１３に光線が入
射し難くなる。

【００５３】本実施形態では、導光板１２の平面部６１
は、光源１１から比較的遠い部位においては、光源１１
から離れるに従って導光板１２の厚さが減少するような
傾きφ2を有している。このような平面部６１の傾きφ2
は、傾きφ1とは逆に、底面１６に対する角度が大きい
光線を作り出す。従って、特に非常に長い導光板１２に
おいて光源１１から遠い部位で起こりがちな凹部１３の
近位斜面に入射する光線の不足が補われる。

【００５４】本実施形態によれば、導光板１２の上面の
平面部６１の傾きをその位置に依存して変えて、導光板
１２を伝搬する光線の平面部６１に対する角度を制御す
ることにより、照明光が好適な分布で被照明物体に照射
される照明装置が得られる。

【００５５】第六実施形態本発明の第六実施形態の照明装置について図９を参照し
て説明する。図９に示されるように、本実施形態の照明
装置は、光を射出するための一対の光源１１ａ，１１ｂ
と、光源１１ａ，１１ｂからの光を内部に取り込みこれ
を被照明物体に照射するための導光板７１とを有してい
る。

【００５６】導光板７１は、一対の向かい合った端面７
５，７６を有しており、これらの端面７５，７６の近く
に光源１１ａ，１１ｂがそれぞれ配置される。導光板７
１は、さらに、被照明物体に向き合って配置される底面
７７と、底面７７の反対側に位置する上面とを有してい
る。導光板７１は、複数の凹部７２と凸部７３と凹部７
４の組を有しており、凹部７２と凸部７３と凹部７４は
互いに平行に直線的に延びている。各組の凹部７２と凸
部７３と凹部７４は隣接しており、凹部７２と凹部７４
は凸部７３の両側に位置している。

【００５７】凹部７２と凸部７３と凹部７４は共に三角
形の断面形状を有している。すなわち、凹部７２と凸部
７３と凹部７４はいずれも二つの平面によって規定され
ている。さらに、凸部７３を規定する二つの平面はそれ
ぞれ、凹部７２と凹部７４を規定する一方の平面と共通
の平面を構成している。

【００５８】凹部７２の光源１１ａに近い側の斜面は、
光源１１ａからの光のうち、臨界角よりも大きい入射角
で入射する光線を被照明物体に向けて偏向するための反
射面とし、同様に、凹部７４の光源１１ｂに近い側の斜
面は、光源１１ｂからの光のうち、臨界角よりも大きい
入射角で入射する光線を被照明物体に向けて偏向するた
めの反射面として機能する。

【００５９】従って、別の言い方をすれば、導光板７１
には、三角形の断面形状の複数の凸部７３と、その各々
に対して、凸部７３を挟んで相対して二つの反射面（凹
部７２の光源１１ａに近い側の斜面と凹部７４の光源１
１ｂに近い側の斜面）が形成されている。

【００６０】光源１１ａから射出され導光板７１に入っ
た光線は、凹部７２の光源１１ａ側の斜面で全反射さ
れ、底面７７から射出され、被照明物体に照射される。
一方、光源１１ｂから射出され導光板７１に入った光線
は、凹部７４の光源１１ｂ側の斜面で全反射され、底面
７７から射出され、被照明物体に照射される。また、反
射面として機能する凹部７２または凹部７４の斜面を透
過し凸部７３に入射した光線は、屈折作用によって或い
は屈折作用と反射作用によって、再び導光板７１に戻さ
れる。

【００６１】本実施形態によれば、第一実施形態の利点
に加えて、光を射出する二つの光源１１ａ，１１ｂが導
光板７１の向かい合った二つの端面７５ａ，７６の近く
に配置されているので、更に照度の高い照明装置が得ら
れる。

【００６２】本実施形態では、導光板７１の一対の向か
い合った端面７５，７６の近くに一対の光源１１ａ，１
１ｂが配置されているが、その一変形例として、その一
方の光源（例えば光源１１ｂ）を省くと共に、その近く
の端面（例えば端面７６）に反射膜を設けてもよい。こ
の場合、残っている光源（例えば光源１１ａ）から射出
され導光板７１を伝搬してきた光線は、反射膜で反射さ
れて再び導光板内に伝搬するので、上述した本実施形態
とほぼ同様の利点が得られる。

【００６３】第七実施形態本発明の第六実施形態の照明装置について図１０〜図１
３を参照して説明する。図１０に示されるように、本実
施形態の照明装置は、光を射出するための四つの光源９
１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄと、これらの光源からの
光を内部に取り込みこれを被照明物体に照射するための
導光板９２とを有している。

【００６４】導光板９２は、一対の向かい合った端面９
９ａ，９９ｃと、別の一対の向かい合った端面９９ｂ，
９９ｄとを有しており、これらの端面９９ａ，９９ｂ，
９９ｃ，９９ｄの近くに光源９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，
９１ｄがそれぞれ配置されている。導光板９２は、さら
に、被照明物体に向き合って配置される底面９７と、底
面９７の反対側に位置する上面とを有している。導光板
９２は、その上面に互いに離れて存在する複数の凹凸部
９３を有している。

【００６５】凹凸部９３は、図１１と図１２に詳しく示
されるように、円形の平面部９６と、これを取り囲んで
いる輪帯状の凸部９５と、さらに凸部９５を取り囲んで
いる輪帯状の凹部９４とを有している。凹凸部９３は、
図１１に示される断面を軸Ａを中心に回転して得られる
回転対称な形状を有している。すなわち、凹部９４と凸
部９５はいずれも、円錐の側面の一部から成る二つの曲
面によって規定されている。さらに、凹部９４を規定す
る内側の曲面と凸部９５を規定する外側の曲面とは共通
の一つの曲面を構成している。

【００６６】つまり、凹凸部９３は、回転対称な形状の
凹部９４と、これに取り囲まれている回転対称な形状の
凸部９５とを含んでおり、後述するように、凹部９４の
外側斜面は光源からの光線を被照明物体に向けて偏向す
るための反射面として機能し、凸部９５は、凹部９４の
外側斜面を透過した光線を少なくとも屈折作用により導
光板に戻す働きをする。

【００６７】図１３に示されるように、例えば光源９１
ａから射出され導光板９２を伝搬する光線９８ａは、輪
帯状の凹部９４の外側斜面で全反射され、底面９７から
射出され、被照明物体を照明する。輪帯状の凹部９４の
外側斜面は、また、光源９１ｃから射出された光線９８
ｂを全反射して、底面９７から射出させ、被照明物体に
照射させる。また、輪帯状の凹部９４の外側斜面を透過
し凸部９５に入射した光線９８ｃは、屈折作用によって
或いは屈折作用と反射作用によって、再び導光板９２に
戻される。

【００６８】凹部９４と凸部９５は回転対称形状を有し
ているので、上述した凹部９４と凸部９５の働きは光線
の伝搬方向に依存しない。すなわち、任意の方向に伝搬
する光線に対して凹部９４と凸部９５は同様の働きをす
る。つまり、導光板９２の四方に配置された光源９１
ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄからの光線を同様に効率良
く底面から射出させる。

【００６９】本実施形態によれば、第一実施形態の利点
に加えて、光を射出するための四つの光源９１ａ，９１
ｂ，９１ｃ，９１ｄが導光板９２の四方の端面９９ａ，
９９ｂ，９９ｃ，９９ｄの近くに配置されているので、
照度の高い照明装置が得られる。

【００７０】本実施形態において、導光板の四つの端面
の各々に対して一つずつ光源が配置されているが、光源
の数は装置全体の制約により増減されてもよい。さら
に、その近くに光源が配置されない端面には反射膜が設
けられるとよい。端面に入射した光線は、そこに反射膜
が設けられていなければ照明に寄与することなく外に放
射されてしまうが、そこに設けられている反射膜で反射
されて、再び導光板内に戻されるので、光源からの射出
光が効率良く照明光に使用される。

【００７１】これまで、いくつかの実施の形態について
図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上
述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、導光板が反射面を透過
した光線を導光板へ戻すための凸部を有していることに
より、観察者側に直接透過する不要光が減少されたフロ
ントライト照明装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態の照明装置の側断面図で
ある。

【図２】図１に示される照明装置の斜視図である。

【図３】導光板の凹部で反射される光の経路を示してい
る。

【図４】図３に示される凹部と凸部を拡大して示してい
る。

【図５】本発明の第二実施形態の照明装置の斜視図であ
る。

【図６】本発明の第三実施形態の照明装置の側断面図で
ある。

【図７】本発明の第四実施形態の照明装置の側断面図で
ある。

【図８】本発明の第五実施形態の照明装置の側断面図で
ある。

【図９】本発明の第六実施形態の照明装置の側断面図で
ある。

【図１０】本発明の第七実施形態の照明装置の斜視図で
ある。

【図１１】図１０に示される凹凸部の拡大断面図であ
る。

【図１２】図１０に示される凹凸部の拡大斜視図であ
る。

【図１３】図１０の照明装置のXIII−XIII線に沿った断
面図である。

【図１４】特許第３０１２４６２号に開示されている導
光板の断面図である。

【符号の説明】

１１光源１２導光板１３凹部１４凸部１６底面１７近位端面１８遠位端面１９上面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を射出するための光源と、前記光源か
らの光を内部に取り込みこれを被照明物体に照射するた
めの導光板とを備えており、前記導光板は、前記光源か
らの光線を被照明物体に向けて偏向するための複数の反
射面と、前記反射面に臨界角より小さい入射角で入射し
前記反射面を透過した光線を少なくとも屈折作用により
導光板へ戻す凸部とを有している、照明装置。
【請求項２】請求項１において、前記凸部は、光源か
ら遠い側の反射面の遠位端を一つの頂点とするほぼ三角
形の断面形状を有している。
【請求項３】請求項１において、前記反射面の近位端
の高さと、前記凸部の遠位斜面の遠位端の高さとが異な
っており、従って、それらの間に位置する平面部が導光
板の底面に対して傾きを有している、照明装置。
【請求項４】請求項１において、前記反射面の深さを
ｈ、前記凸部の高さをｄとしたとき、ｈ／ｄが光源から
離れるに従って小さくなっていく、照明装置。
【請求項５】請求項１において、前記反射面は前記凸
部を挟んで相対して形成されている、照明装置。
【請求項６】光を射出するための光源と、光源からの
光を内部に取り込みこれを被照明物体に照射するための
導光板とを備えており、前記導光板は互いに離れて存在
する複数の凹凸部を有しており、前記凹凸部は、回転対
称な形状の凹部と、これに取り囲まれている回転対称な
形状の凸部とを含んでおり、前記凹部の外側斜面は光源
からの光線を被照明物体に向けて偏向するための反射面
として機能し、前記凸部は、前記凹部の外側斜面を透過
した光線を少なくとも屈折作用により導光板に戻す、照
明装置。