JP2003121656A

JP2003121656A - 導光板および平面照明装置

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Publication number: JP2003121656A
Application number: JP2001320793A
Authority: JP
Inventors: Kariru Karantaru; カリルカランタル
Original assignee: Nippon Leiz Corp
Current assignee: Nippon Leiz Corp
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: JP3778839B2

Abstract

(57)【要約】【課題】単一の点光源を使用しても高輝度の光を光出
射面部全域から均一に出射させることができるコンパク
トな平面照明装置がない。【解決手段】本発明による平面照明装置は、光を出射
するための光出射面部１６と、この光出射面部１６の反
対側に位置する裏面部と、光出射面部１６に対して直交
する側面部１３ａ〜１３ｄと、側面部１３ａ，１３ｂに
形成されて光源１５からの光が導入される入射端部１４
と、裏面部に突設されて稜線２０が入射端部１４から放
射状に延在すると共にこれら稜線２０の裏面部からの高
さが入射端部１４側ほど漸減し、当該稜線２０に対して
垂直な断面形状がそれぞれ三角形となる複数の光偏向要
素１９とを有する導光板１２と、導光板１２の入射端部
１４および光出射面部１６以外の部分を覆う光反射シー
ト１７とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入射端部から導入
した光をこの入射端部と交差する光出射面部から出射さ
せるための導光板およびこの導光板を用いた平面照明装
置に関し、特に光源として少なくとも１個の発光ダイオ
ードを用いた小面積照明用に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】透過型液晶ディスプレイのバックライト
光源などに用いられる平面照明装置は、冷陰極管（ＦＣ
Ｌ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイなどの線状光源
からの照明光を透明な導光板の側端面である入射端面部
に導き、導光板内での光の全反射などを利用して導光板
の表面となる光出射面部全域からほぼ均一に出射させる
ようにしたものである。

【０００３】このような従来の導光板および平面照明装
置は、光出射面部からの出射光の光量を均一にするた
め、液晶表示装置の大きさなどに関係なく、光出射面部
やその反対側の裏面部にランダムに設けられる微小な凹
部や凸部などの光制御要素の分布状態を光入射端面部か
ら遠ざかるに従って増大させるようにしている。また、
これら光制御要素の大きさを部分的に変えて出射光の輝
度分布を平面照明装置としての要求に応じて調整しよう
としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の導光板および平
面照明装置は、液晶表示装置の大きさに関係なく、光出
射面部やその反対側の裏面部にランダムに設けられる微
小な凹部や凸部などの光制御要素の分布状態を光入射端
面部から遠ざかるに従って増大させ、光出射面部からの
出射光の光量を均一にしているだけのため、平面照明装
置としての要求に応じて出射光の強度や指向特性、例え
ば特定方向における出射光の輝度分布を任意に調整する
ことが困難である。

【０００５】光制御要素の大きさを部分的に変えて出射
光の輝度分布を調整する方法では、光制御要素の寸法形
状などが無段階ではなく、段階的に変えられているため
に輝度の変化も段階的となり、輝度むらなどが生じて最
終的な見栄えの低下につながる欠点があった。また、こ
の方法においても光出射面部からの出射光の指向特性、
つまり光の拡散状態を自由に調整することが困難であ
る。

【０００６】特に、携帯電話機などで用いられる小型の
液晶表示装置においては、照明用光源の消費電力をでき
る限り抑える必要があり、このため冷陰極管（ＦＣＬ）
よりもＬＥＤアレイの方が光源として好ましいと言え
る。しかしながら、小面積とは言え１個のＬＥＤのみを
用いて高輝度の照明光を均一に出射させることができる
平面照明装置は知られていない。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、光出射面部の任意の位
置から出射する出射光の強度および指向特性を容易に制
御し得る導光板およびこの導光板を用いた平面照明装置
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
光を出射するための光出射面部と、この光出射面部の反
対側に位置する裏面部と、前記光出射面部に対して直交
する側面部と、この側面部の一部に形成されて光源から
の光が導入される入射端部と、前記裏面部に突設されて
稜線が前記入射端部から放射状に延在すると共にこれら
稜線の前記裏面部からの高さが前記入射端部側ほど漸減
し、当該稜線に対して垂直な断面形状がそれぞれ三角形
となる複数の光偏向要素とを具えたことを特徴とする導
光板にある。

【０００９】本発明においては、入射端部から導光板内
に入射した光源からの光は、全反射を繰り返しながら導
光板の全域に亙って進行する。その一部は、裏面部に放
射状に突設された光偏向要素によりこれらの配列方向に
沿った拡散が抑制され、他の一部は全反射条件が破られ
て光出射面部から導光板の外に出射する。この場合、入
射端部側に近い光出射面部ほど拡散角が広く指向性の弱
い光が出射し、逆に入射端部から離れた光出射面部側ほ
ど拡散角が狭く指向性の強い光が出射する。光量自体
は、入射端部側ほど強くなる傾向を持つ。

【００１０】本発明の第２の形態は、本発明の第１の形
態による導光板と、この導光板の前記入射端部に向けて
照明光を投射する光源と、前記導光板の前記入射端部お
よび前記光出射面部以外の部分を覆う光反射シートとを
具えたことを特徴とする平面照明装置にある。

【００１１】本発明においては、光源から出射される照
明光は、導光板の入射端部から導光板内に入り、全反射
を繰り返しながら導光板の全域に亙って進行する。その
一部は、裏面部に突設された光偏向要素によりこれらの
配列方向に沿った拡散が抑制され、他の一部は全反射条
件が破られて裏面部および光出射面部から導光板の外に
それぞれ出射する。裏面部や側面部から導光板の外に出
射した光は、光反射シートにより再び導光板内に入射す
るが、光偏向要素によってこれらの配列方向に沿った拡
散が抑制された状態となり、最終的にすべての光が光出
射面部から出射する。この場合、入射端部側に近い光出
射面部ほど拡散角が広く指向性の弱い光が出射し、逆に
入射端部から離れた光出射面部側ほど拡散角が狭く指向
性の強い光が出射する。光量自体は、入射端部側ほど強
くなる傾向を持つ。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１の形態による導光板
において、稜線の長さが最大となる光偏向要素は、その
稜線に対して垂直な断面形状が二等辺三角形であってよ
い。この場合、稜線の長さが最大となる光偏向要素から
等しい数だけ逆方向に離れた２つの光偏向要素は、これ
らの稜線に対してそれぞれ垂直な断面形状を稜線の長さ
が最大となる光偏向要素に対して対称に形成することが
できる。また、稜線の長さが最大となる光偏向要素から
離れた光偏向要素ほど、当該光偏向要素を構成する一対
の斜面の少なくとも一方の傾斜角を漸減または漸増させ
ることができる。

【００１３】相互に交差状態で隣接する２つの側面部を
具え、これら２つの側面部の交差領域に入射端部を形成
することができる。

【００１４】入射端部は、光出射面部に対して直交する
平面か、あるいは軸線が光出射面部に対して垂直な凹円
柱面を有するものであってよい。

【００１５】裏面部は、隣合う光偏向要素の間に形成さ
れて光出射面部と平行な楔状の平面部を有するものであ
ってよい。あるいは、隣合う光偏向要素を構成する斜面
が連続しているものであってよい。

【００１６】光出射面部に配されて当該光出射面部から
の光の出射状態を制御するための多数の光制御要素をさ
らに具えることができる。この場合、光制御要素は、光
出射面部に対して所定の分布を有することが好ましい。

【００１７】本発明の第２の形態による平面照明装置に
おいて、光源は、少なくとも１個の発光ダイオードを有
するものであってよい。この場合、導光板が矩形の板状
をなし、発光ダイオードの光軸が導光板の対角線上にあ
ることが好ましい。

【００１８】導光板の上に重ねて配置され、出射面部か
ら出射する光の方向性を調整する光拡散シートをさらに
具えることができる。

【００１９】

【実施例】本発明による平面照明装置の実施例につい
て、図１〜図８を参照しながら詳細に説明するが、本発
明はこれらの実施例のみに限らず、これらをさらに組み
合わせたり、特許請求の範囲に記載された本発明の概念
に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って
本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用すること
ができる。

【００２０】本発明の一実施例による平面照明装置の分
解状態の外観を図１に示し、その経面形状を図２に一部
破断状態で示し、そのIII−III矢視断面構造を図３に示
し、本実施例における１つの光偏向要素の概略形状を図
４に抽出拡大して示す。すなわち、本実施例における平
面照明装置１１は、矩形の板状をなす透明な導光板１２
と、この導光板１２の隣接する２つの側面部１３ａ，１
３ｂの交差領域、つまり入射端部１４に配置される光源
１５と、導光板１２の入射端部１４および光出射面部１
６以外の部分を覆う光反射シート１７と、導光板１２の
光出射面部１６に重ねられてこの光出射面部１６から出
射する光の方向性を調整するための光拡散シート１８と
を有し、この光拡散シート１８として例えば乳白色板あ
るいはプリズムシートなどを採用することができる。

【００２１】単一のＬＥＤまたは半導体レーザーにて構
成される光源１５は、反射面が凹曲面となった図示しな
いリフレクタで囲まれており、光源１５からの光は、リ
フレクタからの反射光と共に導光板１２の入射端部１４
から導光板１２内にそれぞれ入射するようになってい
る。このリフレクタは、白色の絶縁性材料やアルミニウ
ムなどの金属を蒸着したシート状のものからなり、導光
板１２の入射端部１４と光源１５とをそれぞれ包囲し、
導光板１２の入射端部１４以外から光が漏洩しないよう
に配慮している。

【００２２】光反射シート１７は、導光板１２の周囲の
４つの側面部１３ａ〜１３ｄと裏面部とを覆い、これら
から導光板１２の外側に出射する光を再び導光板１２内
に反射させて最終的にすべての光を導光板１２の光出射
面部１６から出射させるためのものであり、非導電性の
フィルムなどにアルミニウムなどの金属蒸着したものや
金属フィルムを貼付したもの、あるいはチタン酸バリウ
ムなどを混入またはコートした樹脂などを使用すること
ができ、さらにこれらフィルムや樹脂の表面に微細な凸
凹加工を施すことが好ましい。

【００２３】本実施例における導光板１２は、屈折率ｎ
が１.４９の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）にて形成
され、光源１５からの光を導入するための入射端部１４
と、４つの側面部１３ａ〜１３ｄ（以下、これらを一括
して１３と略記する場合がある）と、これら入射端部１
４および側面部１３で囲まれて入射端部１４から入射し
た光を出射させるための光出射面部１６およびその反対
側の裏面部とを有する。この裏面部には、入射端部１４
を中心として放射状に延在する複数の光偏向要素１９が
突設されている。個々の光偏向要素１９は、その延在方
向に対して直交する断面形状が二等辺三角形をなし、個
々の稜線２０が入射端部１４を中心として放射状に延在
すると共にこれら稜線２０の裏面部からの高さが当該稜
線２０に沿って漸増する一対の斜面２１と、導光板１２
の側面部１３ｃ〜１３ｄと同一平面上にある二等辺三角
形状の端面２２とを持つ三角錐状をなしている。これら
光偏向要素１９は、入射端部１４から遠ざかるに従って
稜線２０の高さが直線状に漸減し、隣接する光偏向要素
１９の斜面２１が連続的に形成された状態となってい
る。

【００２４】１つの光偏向要素１９を模式的に図４に示
す。図中の斜線は、裏面部に対して一体的に接合される
部分であり、主として斜線領域から光偏向要素１９ａ内
に入射する光は、導光板１２の対角線に対して０°〜４
２°の範囲の任意の方向の屈折角を有し、斜面２１に対
して全反射を繰り返しながらその端面２２側へと伝搬し
て行く。この場合、光偏向要素１９を構成する一対の斜
面２１が相互に傾斜していると共に裏面部（光出射面部
１６）に対しても傾斜しているため、全反射条件が崩れ
てこれら光線の一部が斜面２１から導光板１２の外に出
射する。これら斜面２１からの出射光量を少なくするた
めには、導光板１２の対角線に対して垂直な断面におけ
る光偏向要素１９の一対の斜面２１の頂角αを以下のよ
うに設定することが望ましい。

【００２５】すなわち、本実施例における光偏向要素１
９を模式的に図５に示し、これは点Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ,Ｆ
を結ぶ線分で表される。一対の斜面２１は、点Ａ,Ｂ,
Ｄ,Ｅを結ぶ線分および点Ａ,Ｃ,Ｄ,Ｆを結ぶ線分で表さ
れる。この光偏向要素１９の点Ａに対する入射光の入射
領域をＡ,Ｅ,Ｆで結ばれた面で表し、線分ＥＦの中点を
Ｇとした場合、∠ＤＡＧで表される入射角γの最大値、
つまり全反射臨界角は上述したＰＭＭＡの場合、およそ
４２°である。∠ＥＡＦで表される入射角範囲βと、∠
ＢＡＣで表される光偏向要素１９の頂角αとの関係は、 tan(β/２)＝(α/２)／(線分ＡＧ) ・・・（１）である。ここで、線分ＤＧの高さをｈで表記すると、線
分ＡＧ＝ｈ／sinγなる関係があるので、これを(１)式
に代入することにより、(１)式を以下のように変形する
ことができる。 β＝２tan^-1(αsinγ/２ｈ）＝２tan^-1{tan(α/２)・sinγ} ・・・（２）

【００２６】一方、β／２の値は、全反射臨界角である
４２°よりも小さいので、計算を容易にするため、β≒
９０と見なしてこれをγ＝４２と共に上記(２)式に代入
することにより、光偏向要素１９の頂角αがおよそ１１
２°になることが理解されよう。つまり、光偏向要素１
９の頂角αを１１２°以上に設定することにより、斜面
２１から導光板１２の外側に出射する光を可能な限り少
なくすることができる。

【００２７】何れにしろ、光偏向要素１９の端面２２側
ほど光の漏洩が少なく、これと反対の入射端部１４側ほ
ど光の漏洩が多くなる。この結果、光偏向要素１９の端
面２２側の直上に位置する光出射面部１６から出射する
光ほど指向性が強く、つまり光の拡散角が狭く、小光量
となる傾向を持つのに対し、入射端部１４側の直上に位
置する光出射面部１６から出射する光ほど指向性が弱
く、つまり光の拡散角が広く、大光量となる傾向を持
つ。この場合、光偏向要素１９を構成する一対の斜面２
１による光の集光効果により、光偏向要素１９の配列方
向に沿った出射光の拡散が同時に抑制され、その拡散角
が狭められる傾向を持つ。

【００２８】上述した実施例では、光偏向要素１９の稜
線２０の裏面部からの高さを直線状に変化させるように
したが、必要に応じて曲線状に変化させるようにしても
よく、この場合には裏面部に対して凸状および凹状の何
れであってもよい。凸状に変化させた場合、出射光の指
向特性を入射端部１４側で急変させることができ、逆に
凹状に変化させた場合には光偏向要素１９の端面２２側
で急変させることができる。このように、裏面部からの
光偏向要素２９の稜線２０の高さの変化を調整すること
により、導光板１２の寸法や使用目的などに応じて光出
射面部１６から出射する光の拡散角の調整範囲をある程
度拡げることができる。また、本実施例では導光板１２
としてアクリル樹脂を採用したが、光学的に透明な他の
材料、例えば屈折率が１.５０のポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）などを採用することも当然可能である。

【００２９】上述した実施例では、稜線２０に対して垂
直な光偏向要素１９の断面形状をそれぞれ二等辺三角形
となるように設定したが、導光板１２の対角線上にある
稜線２０の長さが最大の光偏向要素１９か、あるいは導
光板１２の対角線を挟んで隣接する稜線２０の長さが最
大の２つの光偏向要素１９のみ、その稜線２０に対して
垂直な断面形状を二等辺三角形とし、これら稜線２０の
長さが最大となる光偏向要素１９から等しい数だけ逆方
向、すなわち２つの側面部１３ａ，１３ｂ側に離れた２
つの光偏向要素１９を、これらの稜線２０に対してそれ
ぞれ垂直な断面形状が稜線２０の長さが最大となる光偏
向要素１９に対して対称に形成することも有効である。

【００３０】例えば、光源１５から等距離にある光偏向
要素１９の各稜線２０に対して垂直な断面形状を模式的
に表す図６に示すように、導光板１２の対角線上にある
稜線２０の長さが最大の光偏向要素１９_Cのみ、その稜
線２０に対して垂直な断面形状を二等辺三角形とし、こ
れら稜線２０の長さが最大となる光偏向要素１９_Cから
等しい数だけ逆方向、すなわち２つの側面部１３ａ，１
３ｂ側に離れた２つの光偏向要素１９は、これらの稜線
２０に対してそれぞれ垂直な断面形状を稜線２０の長さ
が最大となる光偏向要素１９_Cに対して対称に形成して
いる。本実施例では、稜線２０の長さが最大となる光偏
向要素１９_Cから離れた、つまり側面部１３ａ，１３ｂ
側に近い光偏向要素１９ほど、当該光偏向要素１９を構
成する一対の斜面の稜線２０の長さが最大となる光偏向
要素１９_C側を向く斜面２１_iの傾斜角θ_iを漸増させる
と共に側面部１３ａ，１３ｂ側を向く斜面２１_oの傾斜
角θ _oを漸減させている。

【００３１】これによって、裏面部側から導光板１２内
に入射する光は、光偏向要素１９の疑似フレネルレンズ
効果により、光出射面部１６から収束またはコリメート
状態で出射する傾向を持つため、指向性が比較的高い高
輝度の光を得ることができる。これは、光源１５が単一
の点光源を採用しているにも拘らず、昼間の明るい屋外
であっても、携帯電話機の液晶ディスプレィの視認性を
充分確保し得ることを意味する。

【００３２】逆に、稜線２０の長さが最大となる光偏向
要素１９_Cから離れた光偏向要素１９ほど、当該光偏向
要素１９を構成する一対の斜面の稜線２０の長さが最大
となる光偏向要素１９_C側を向く斜面２１_iの傾斜角θ_i
を漸減させると共に側面部１３ａ，１３ｂ側を向く斜面
２１_oの傾斜角θ_oを漸増させた場合、指向性の低い拡散
光を光出射面部１６から出射させることができることは
容易に理解し得よう。

【００３３】上述した実施例では、隣接する光偏向要素
１９の斜面２１が連続するように形成したが、これらの
間に光出射面部１６と平行な楔状の平面部が形成される
ようにしてもよい。

【００３４】このような本発明による導光板の他の実施
例の外観を図７に示し、その矢視VIII部に対応する端面
形状を図８に示すが、先の実施例と同一機能の要素には
これと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略する
ものとする。すなわち、本実施例において隣接する光偏
向要素１９の間には、入射端部１４を中心として放射状
に延在する楔状の平面部２３が光出射面部１６と平行に
形成されており、光偏向要素１９と平面部２３とが扇状
に交互に配列した状態となっている。このように、光出
射面部１６と平行な平面部２３を裏面部に形成すること
により、導光板１２内を全反射状態で伝搬する光の割合
が増大して裏面部から導光板１２の外に出射する光の割
合を少なくすることができるため、入射端部１４から導
光板１２内に入射した光をこの入射端部１４から離れた
位置にある光出射面部１６まで確実に伝搬させることが
可能である。この結果、より均一な明るさの光を光出射
面部１６の全域から出射させることが可能となる。

【００３５】また、本実施例における光出射面部１６に
は、入射端部１４を中心としてここから離れるほど分布
が密となる光制御要素２４がランダムに配されており、
個々の光制御要素２４は、曲率半径が５０μmの半球状
をなす凸面にて形成され、光出射面部１６からの突出高
さが例えば１μmに設定されている。光出射面部１６に
おける個々の光制御要素２４の面積は、７×１０^-8cm²
以上であることが必要であり、これよりも光制御要素２
４の面積が小さくなると、光出射面部１６が梨地加工の
ような状態となって光制御要素２４による乱反射が大き
くなり、光出射面部１６から指向性の強い高輝度の光を
出射させることが困難となる。

【００３６】なお、光制御要素２４の曲率半径を例えば
２５μmに設定した場合、その面積を７×１０^-8cm²以上
とするためには光出射面部１６からの突出高さをおよそ
２μmにする必要がある。しかしながら、光出射面部１
６に対する光制御要素２４の突出高さが２μmを超える
と、光出射面部１６に対する光制御部２１の傾斜が大き
くなってしまい、ここから出射する光の拡散角が小さく
なる傾向を持つので、光出射面部１６からの光制御要素
２４の突出高さは２μm以下であることが好ましい。

【００３７】上述したように、これら光制御要素２４を
入射端部１４から遠ざかるほど高密度に配することによ
り、出射光量が相対的に少なくなる傾向にあるこれらの
領域における出射光量を増大させ、光出射面部１６の全
域に亙って均一な光量の出射光を出射させることができ
る。

【００３８】上述した実施例では光制御要素２４を導光
板１２の光出射面部１６から突出させるようにしたが、
半球状の凹面あるいは柱状または錐状をなし、円形，楕
円形または多角形状を有して光出射面部１６に形成する
ことも可能であり、さらに、光偏向要素１９が形成され
ていない裏面部１９の平面部２３に光制御要素２４を形
成するようにしてもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明の導光板によると、稜線が入射端
部から放射状に延在すると共にこれら稜線の裏面部から
の高さが入射端部側ほど漸減し、当該稜線に対して垂直
な断面形状がそれぞれ三角形となる複数の光偏向要素を
裏面部に突設したので、光出射面部から出射する光の拡
散角を光偏向要素の配列方向に沿って狭めると同時に、
光偏向要素の稜線の延在方向に沿って出射光の強度およ
び指向特性を連続的に変化させることができ、光源がＬ
ＥＤの如き点光源であっても均一な明るさの光を光出射
面部の全域から出射させることができる。

【００４０】稜線の長さが最大となる光偏向要素から等
しい数だけ逆方向に離れた２つの光偏向要素の稜線に対
してそれぞれ垂直な断面形状を稜線の長さが最大となる
光偏向要素に対して対称に形成した場合、特に稜線の長
さが最大となる光偏向要素から離れた光偏向要素ほど、
当該光偏向要素を構成する一対の斜面の少なくとも一方
の傾斜角を漸減または漸増させた場合には、光出射面部
から出射する光の指向性や輝度分布をより広範囲に制御
することができる。

【００４１】２つの側面部を相互に交差状態で隣接さ
せ、これら２つの側面部の交差領域に入射端部を形成し
た場合には、導光板が矩形であっても単一の光源にて光
出射面部から均一な分布の光を出射させることができ
る。

【００４２】入射端部が光出射面部に対して直交する平
面か、あるいは軸線が光出射面部に対して垂直な凹円柱
面を有する場合には、入射端部から導光板に入射する光
源からの光を効率よく導光板内を伝搬させることができ
る。特に入射端面部が凹円柱面の場合には、その凹レン
ズ効果によって光源からの光が導光板内で拡散され、よ
り均一な明るさの光を光出射面部の全域から出射させる
ことが可能となる。

【００４３】隣合う光偏向要素の間に光出射面部と平行
な楔状の平面部を形成した場合には、裏面部から導光板
の外に出射する光の割合を少なくすることができ、入射
端部から導光板内に入射した光をこの入射端部から離れ
た光出射端面部まで確実に伝搬させることが可能であ
る。この結果、より均一な明るさの光を光出射面部の全
域から出射させることができる。

【００４４】隣合う光偏向要素の間に光出射面部と平行
な楔状の平面部を形成した場合には、裏面部から導光板
の外に出射する光の割合を少なくすることができ、入射
端部から導光板内に入射した光をこの入射端部から離れ
た光出射端面部まで確実に伝搬させることが可能であ
る。この結果、より均一な明るさの光を光出射面部の全
域から出射させることができる。

【００４５】隣合う光偏向要素を構成する斜面を連続的
に形成した場合には、導光板から入射した光を速やかに
裏面部側に出射させ、この漏洩した光を裏面部から再び
導光板内に入射させてその光出射面部から出射させる際
の光の方向性をより容易に制御することが可能となる。

【００４６】本発明の平面照明装置によると、稜線が入
射端部から放射状に延在すると共にこれら稜線の裏面部
からの高さが入射端部側ほど漸減し、当該稜線に対して
垂直な断面形状がそれぞれ三角形となる複数の光偏向要
素を導光板の裏面部に突設したので、光出射面部から出
射する光の拡散角を光偏向要素の配列方向に沿って狭め
ると同時に、光偏向要素の稜線の延在方向に沿って出射
光の強度および指向特性を連続的に変化させることがで
き、光源がＬＥＤの如き点光源であっても均一な明るさ
の光を光出射面部の全域から出射させることができ、平
面照明装置の消費電力を抑えると同時にコンパクト化を
図ることができる。

【００４７】光源が少なくとも１個の発光ダイオードを
有する場合には、消費電力を抑えたコンパクトな平面照
明装置を実現し得る。

【００４８】導光板が矩形の板状をなし、発光ダイオー
ドの光軸が導光板の対角線上にある場合には、入射端部
から最も遠い位置にある光出射面部からも確実に高輝度
の光を出射させることができ、光出射面部から出射する
光の輝度むらを少なくすることができる。

【００４９】出射面部から出射する光の方向性を調整す
る光拡散シートを導光板の上に重ねて配置した場合に
は、輝度分布のばらつきをさらに解消して広い視野角を
持った均一な明るさの平面照明装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による平面照明装置の一実施例の分解斜
視図である。

【図２】図１に示した実施例の一部破断平面図である。

【図３】図２中のIII−III矢視断面図である。

【図４】図１に示した実施例における光偏向要素の外観
を表す抽出斜視図である。

【図５】図４に示した光偏向要素に対する光の伝播状態
を幾何的に表す模式図である。

【図６】本発明による導光板の他の実施例における光偏
向要素の配列方向に沿った形状を模式的に表す断面図で
ある。

【図７】本発明による導光板の別な実施例の外観を表す
斜視図である。

【図８】図７中の矢視VIIIに対応する端面図である。

【符号の説明】

１１平面照明装置１２導光板１３ａ〜１３ｄ側面部１４入射端部１５光源１６光出射面部１７光反射シート１８光拡散シート１９光偏向要素１９_C 稜線が最長の光偏向要素２０稜線２１斜面２１_i稜線が最長の光偏向要素側を向く斜面２１_o側面部側を向く斜面２２端面２３平面部２４光制御要素 α 光偏向要素を構成する一対の斜面の頂角 β 入射角の範囲 γ 光の入射角ｈ裏面部からの稜線の高さ θ_i 稜線の長さが最大となる光偏向要素側を向く斜面の
傾斜角 θ_o 側面部側を向く斜面の傾斜角

───────────────────────────────────────────────────── 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 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を出射するための光出射面部と、この光出射面部の反対側に位置する裏面部と、前記光出射面部に対して直交する側面部と、この側面部の一部に形成されて光源からの光が導入され
る入射端部と、前記裏面部に突設されて稜線が前記入射端部から放射状
に延在すると共にこれら稜線の前記裏面部からの高さが
前記入射端部側ほど漸減し、当該稜線に対して垂直な断
面形状がそれぞれ三角形となる複数の光偏向要素とを具
えたことを特徴とする導光板。
【請求項２】前記稜線の長さが最大となる前記光偏向
要素は、その稜線に対して垂直な断面形状が二等辺三角
形であることを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】前記稜線の長さが最大となる光偏向要素
から等しい数だけ逆方向に離れた２つの前記光偏向要素
は、これらの稜線に対してそれぞれ垂直な断面形状が前
記稜線の長さが最大となる光偏向要素に対して対称に形
成されていることを特徴とする請求項２に記載の導光
板。
【請求項４】前記稜線の長さが最大となる光偏向要素
から離れた前記光偏向要素ほど、当該光偏向要素を構成
する一対の斜面の少なくとも一方の傾斜角が漸減または
漸増していることを特徴とする請求項２または請求項３
に記載の導光板。
【請求項５】相互に交差状態で隣接する２つの前記側
面部を具え、前記入射端部はこれら２つの前記側面部の
交差領域に形成されていることを特徴とする請求項１か
ら請求項４の何れかに記載の導光板。
【請求項６】前記入射端部は、前記光出射面部に対し
て直交する平面か、あるいは軸線が前記光出射面部に対
して垂直な凹円柱面を有することを特徴とする請求項１
から請求項５の何れかに記載の導光板。
【請求項７】前記裏面部は、隣合う前記光偏向要素の
間に形成されて前記前記光出射面部と平行な楔状の平面
部を有することを特徴とする請求項１から請求項６の何
れかに記載の導光板。
【請求項８】隣合う前記光偏向要素を構成する斜面が
連続していることを特徴とする請求項１から請求項６の
何れかに記載の導光板。
【請求項９】前記光出射面部に配されて当該光出射面
部からの光の出射状態を制御するための多数の光制御要
素をさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項
８の何れかに記載の導光板。
【請求項１０】前記光制御要素は、前記光出射面部に
対して所定の分布を有することを特徴とする請求項９に
記載の導光板。
【請求項１１】請求項１から請求項１０の何れかに記
載の導光板と、この導光板の前記入射端部に向けて照明光を投射する光
源と、前記導光板の前記入射端部および前記光出射面部以外の
部分を覆う光反射シートとを具えたことを特徴とする平
面照明装置。
【請求項１２】前記光源は、少なくとも１個の発光ダ
イオードを有することを特徴とする請求項１１に記載の
平面照明装置。
【請求項１３】前記導光板は矩形の板状をなし、前記
発光ダイオードの光軸が前記導光板の対角線上にあるこ
とを特徴とする請求項１２に記載の平面照明装置。
【請求項１４】前記導光板の上に重ねて配置され、前
記出射面部から出射する光の方向性を調整する光拡散シ
ートをさらに具えたことを特徴とする請求項１１から請
求項１３の何れかに記載の平面照明装置。