JP2003203515A - Luminaire, its designing method, its manufacturing method, display device, and light guiding body - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminaire capable of emitting uniform illuminating light. <P>SOLUTION: This luminaire has a light source and a light guiding body. The light guiding body has a first side face to receive light from the light source, a second side face facing the first side face, a light emitting face almost perpendicular to the first side face, and a confronting face facing the light emitting face. The confronting face of the light guiding body is provided along a first direction perpendicular to the first side face in a prescribed period, and has a plurality of grooves extending in a second direction crossing the first direction. Each groove is composed of a plurality of faces, and the face closest to the first side face is an inclined face inclined relative to the first direction. An angle α made by the inclined face to the first direction, the refractive index n of the light guiding body, the thickness T of the light guiding body along the direction of the normal line of the light emitting face, the length L of the light guiding body along the first direction, the depth h of a plurality of grooves and the period p of a plurality of grooves satisfy n sinä90-α-tan<SP>-1</SP>(2 T/L)}≥1 and 2T/L≤h/p≤tan α. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置、照明装
置の設計方法、照明装置の製造方法、表示装置、および
導光体に関する。特に、液晶表示装置のバックライトま
たはフロントライトに好適に用いられる照明装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting device, a lighting device designing method, a lighting device manufacturing method, a display device, and a light guide. In particular, the present invention relates to a lighting device that is preferably used as a backlight or a front light of a liquid crystal display device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄ
ｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉ
ｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）あるいはＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの自発光型のディ
スプレイとは異なり、外部から照射された光の反射光量
または透過光量を制御することによって文字や画像を表
示するので、反射型と透過型とに大別される。2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is a CRT (Cathod).
e Ray Tube), PDP (Plasma Di)
spray Panel) or EL (Electr)
Unlike self-luminous displays such as o Luminescence, characters and images are displayed by controlling the amount of reflected or transmitted light emitted from the outside, so it is roughly classified into a reflective type and a transmissive type. .

【０００３】透過型液晶表示素子は、例えば、光の入射
側と出射側とに配置された偏光板を備えており、入射側
の偏光板を介して入射した光の偏光状態を液晶層で変調
し、出射側の偏光板を透過する光量を制御することによ
って画像を表示する。一般的には、透過型液晶表示素子
を後方（背面側）から照明するバックライトと呼ばれる
照明装置が入射側に配置される。The transmissive liquid crystal display device is provided with, for example, polarizing plates arranged on the light incident side and the light emitting side, and the polarization state of light incident through the incident side polarizing plate is modulated by the liquid crystal layer. Then, an image is displayed by controlling the amount of light transmitted through the polarizing plate on the emission side. In general, an illumination device called a backlight that illuminates a transmissive liquid crystal display element from the rear side (back side) is arranged on the incident side.

【０００４】一方、反射型液晶表示素子は、例えば、一
枚の偏光板と反射板とを備え、偏光板を介して入射した
光が反射板で反射されて再び偏光板に到達する過程で、
光の偏光状態を液晶層で変調し、出射側の偏光板を透過
する光量を制御することによって画像を表示する。従っ
て、周囲光を利用した表示が可能であるものの、表示輝
度が周囲環境に依存する度合いが非常に高く、特に夜間
などの暗闇では表示が全く認識できないこともある。そ
のため、十分な周囲光が得られない場合に備えて反射型
液晶表示素子を前方（観察者側）から照明するフロント
ライトと呼ばれる照明装置が必要となる。On the other hand, the reflection type liquid crystal display device is provided with, for example, one polarizing plate and a reflecting plate, and light incident through the polarizing plate is reflected by the reflecting plate and reaches the polarizing plate again.
An image is displayed by modulating the polarization state of light with a liquid crystal layer and controlling the amount of light transmitted through a polarizing plate on the exit side. Therefore, although the display using ambient light is possible, the display brightness is highly dependent on the surrounding environment, and the display may not be recognized at all in the darkness such as at night. Therefore, an illuminating device called a front light that illuminates the reflective liquid crystal display element from the front side (observer side) is required in case that sufficient ambient light cannot be obtained.

【０００５】上述したバックライトやフロントライトと
呼ばれる照明装置は、従来から提案されており、例え
ば、特開平１０−２０８５２９号公報には、図１１
（ａ）および（ｂ）に示すような照明装置（面状光源装
置）７００が開示されている。図１１（ａ）は、照明装
置７００を模式的に示す側面図であり、図１１（ｂ）
は、照明装置７００が有する樹脂基板７２０を模式的に
拡大して示す側面図である。Illumination devices called back lights and front lights described above have been proposed in the past, and, for example, in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-208529, FIG.
An illumination device (planar light source device) 700 as shown in (a) and (b) is disclosed. 11A is a side view schematically showing the lighting device 700, and FIG.
FIG. 6 is a side view schematically showing a resin substrate 720 of the lighting device 700 in an enlarged manner.

【０００６】照明装置７００は、図１１（ａ）に示すよ
うに、線状光源７１０と、導光体としての樹脂基板７２
０とを有している。樹脂基板７２０は、線状光源７１０
からの光が入射する入射面７２１と、これに略直交し、
光が出射する出射面７２３と、出射面７２３に対向する
対向面７２４とを有している。As shown in FIG. 11A, the lighting device 700 includes a linear light source 710 and a resin substrate 72 as a light guide.
It has 0 and. The resin substrate 720 is a linear light source 710.
An incident surface 721 on which light from is incident, and substantially orthogonal to this,
It has an emission surface 723 through which light is emitted and a facing surface 724 that faces the emission surface 723.

【０００７】樹脂基板７２０の対向面７２４は、図１１
（ｂ）に示すように、平坦部７２４ｂと、複数の溝７２
４ａとを有している。各溝７２４ａは、入射面７２１に
面し、平坦部７２４ｂに対して傾斜した傾斜面７２４ａ
１と、入射面７２１に面しておらず、平坦部７２４ｂに
対して傾斜した傾斜面７２４ａ２とを有している。溝７
２４ａの傾斜面７２４ａ１が平坦部７２４ｂに対してな
す角度αは、４０°〜５５°であり、傾斜面７２４ａ２
が平坦部７２４ｂに対してなす角度α’は、６０°〜９
０°である。The facing surface 724 of the resin substrate 720 is shown in FIG.
As shown in (b), the flat portion 724b and the plurality of grooves 72 are formed.
4a and 4a. Each groove 724a faces the incident surface 721 and is inclined with respect to the flat portion 724b.
1 and an inclined surface 724a2 that does not face the incident surface 721 and is inclined with respect to the flat portion 724b. Groove 7
The angle α formed by the inclined surface 724a1 of 24a with respect to the flat portion 724b is 40 ° to 55 °, and the inclined surface 724a2
The angle α ′ formed by the flat portion 724b is 60 ° to 9 °.
It is 0 °.

【０００８】上述の構成を有する照明装置７００におい
ては、線状光源７１０から入射面７２１を介して樹脂基
板７２０の内部に入射した光は、出射面７２３と対向面
７２４とで全反射を繰り返しながら樹脂基板７２０の内
部を伝搬する。樹脂基板７２０の内部を伝搬する光の一
部は、対向面７２４の傾斜面７２４ａ１で反射され、出
射面７２３から出射される。In the illuminating device 700 having the above-described structure, the light incident from the linear light source 710 into the inside of the resin substrate 720 via the incident surface 721 is repeatedly totally reflected by the emitting surface 723 and the facing surface 724. It propagates inside the resin substrate 720. A part of the light propagating inside the resin substrate 720 is reflected by the inclined surface 724a1 of the facing surface 724 and emitted from the emission surface 723.

【０００９】線状光源７１０から遠ざかるほど溝７２４
ａの周期ｐを小さくするか、線状光源７１０から遠ざか
るほど溝７２４の深さｈを深くするか、あるいは、これ
らの構成を組み合わせることによって、出射面７２３の
全面から一様に照明光を出射させることができる。The groove 724 is located farther from the linear light source 710.
By reducing the period p of a, increasing the depth h of the groove 724 as the distance from the linear light source 710 increases, or combining these configurations, the illumination light is uniformly emitted from the entire emission surface 723. Can be made.

【００１０】また、特開２００１−１４９２１号公報に
は、図１２、図１３（ａ）および（ｂ）に示すような照
明装置８００が開示されている。図１２は、照明装置８
００を模式的に示す斜視図であり、図１３（ａ）は、照
明装置８００が有する点状光源８１０および第１導光体
８２０を模式的に示す上面図であり、図１３（ｂ）は、
第１導光体８２０を模式的に拡大して示す上面図であ
る。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-14921 discloses an illuminating device 800 as shown in FIGS. 12, 13A and 13B. FIG. 12 shows a lighting device 8.
00 is a perspective view schematically showing 00, FIG. 13 (a) is a top view schematically showing the point light source 810 and the first light guide 820 included in the lighting device 800, and FIG. 13 (b) is ,
It is a top view which expands and shows the 1st light guide 820 typically.

【００１１】照明装置８００は、図１２に示すように、
点状光源８１０と、第１導光体８２０と、第２導光体８
３０とを有している。Illumination device 800, as shown in FIG.
Point light source 810, first light guide 820, and second light guide 8
30 and 30.

【００１２】第１導光体８２０は、図１３（ａ）に示す
ように、点状光源８１０からの光が入射する入射面８２
１と、これに略直交し、光が出射する出射面８２３と、
出射面８２３に対向する対向面８２４とを有している。As shown in FIG. 13A, the first light guide 820 has an incident surface 82 on which light from the point light source 810 is incident.
1 and an emission surface 823 that is substantially orthogonal to this and emits light,
It has a facing surface 824 facing the emitting surface 823.

【００１３】第１導光体８２０の対向面は、図１３
（ｂ）に示すように、平坦部８２４ｂと、複数の溝８２
４ａとを有している。各溝８２４ａは、入射面８２１に
面し、平坦部８２４ｂに対して傾斜した傾斜面８２４ａ
１と、入射面８２１に面しておらず、平坦部８２４ｂに
対して傾斜した傾斜面８２４ａ２とを有している。The facing surface of the first light guide 820 is shown in FIG.
As shown in (b), the flat portion 824b and the plurality of grooves 82 are formed.
4a and 4a. Each groove 824a faces the incident surface 821 and is inclined with respect to the flat portion 824b.
1 and an inclined surface 824a2 that does not face the incident surface 821 and is inclined with respect to the flat portion 824b.

【００１４】第２導光体８３０としては、上記特開平１
０−２０８５２９号公報に開示されているような樹脂基
板を用いることができる。As the second light guide 830, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No.
A resin substrate such as that disclosed in JP-A-0-208529 can be used.

【００１５】上述の構成を有する照明装置８００におい
ては、点状光源８１０から入射面８２１を介して第１導
光体８２０の内部に入射した光は、出射面８２３と対向
面８２４とで全反射を繰り返しながら第１導光体８２０
の内部を伝搬する。第１導光体８２０の内部を伝搬する
光の一部は、対向面８２４の傾斜面８２４ａ１で反射さ
れ、出射面８２３から出射されて第２導光体８３０に入
射する。In the illumination device 800 having the above-mentioned structure, the light incident from the point light source 810 into the inside of the first light guide 820 through the incident surface 821 is totally reflected by the emitting surface 823 and the facing surface 824. Repeating the above, the first light guide 820
Propagate inside. A part of the light propagating inside the first light guide 820 is reflected by the inclined surface 824a1 of the facing surface 824, is emitted from the emission surface 823, and is incident on the second light guide 830.

【００１６】対向面８２４の溝８２４ａの深さｈを一定
とし、点状光源８１０から遠ざかるほど溝８２４ａの周
期ｐを小さくすると、出射面８２３の全面から一様に照
明光を出射させることができる。溝８２４ａの周期ｐの
最小値は、溝８２４ａの加工精度を考慮すると０．０１
ｍｍであり、一方、周期ｐの最大値は、目視により明暗
が観察されない（溝８２４ａが分離して目視されない）
ためには０．２ｍｍである。また、上記公報に例示され
ている第１導光体８２０は、溝８２４ａの深さｈが０．
０１ｍｍであり、溝８２４ａの傾斜面８２４ａ１および
８２４ａ２が対向面８２４の平坦部８２４ｂに対してな
す角αが５４°である。When the depth h of the groove 824a of the facing surface 824 is constant and the period p of the groove 824a is made smaller as it goes away from the point light source 810, the illumination light can be uniformly emitted from the entire emission surface 823. . The minimum value of the period p of the groove 824a is 0.01 considering the processing accuracy of the groove 824a.
mm, on the other hand, the maximum value of the cycle p is not visually observed bright and dark (the groove 824a is not visually observed due to separation)
For this, it is 0.2 mm. In the first light guide 820 exemplified in the above publication, the depth h of the groove 824a is 0.
It is 01 mm, and the angle α formed by the inclined surfaces 824a1 and 824a2 of the groove 824a with respect to the flat portion 824b of the facing surface 824 is 54 °.

【００１７】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−２０８５２９号公報や特開２００１−１４９
２１号公報に開示されている照明装置には、以下のよう
な問題があることを本願発明者は見出した。However, the above-mentioned JP-A-10-208529 and JP-A-2001-149.
The inventor of the present application has found that the illumination device disclosed in Japanese Patent Publication No. 21 has the following problems.

【００１８】特開平１０−２０８５２９号公報に開示さ
れている照明装置７００においては、導光体としての樹
脂基板７２０の対向面７２４が有する溝７２４ａが平坦
部７２４ｂとなす角αの最適値は、樹脂基板７２０の大
きさによって変化するので、４０°から５５°の範囲内
でαの最適値を見出す必要がある。In the illumination device 700 disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-208529, the optimum value of the angle α formed by the groove 724a formed in the facing surface 724 of the resin substrate 720 as a light guide and the flat portion 724b is: Since it varies depending on the size of the resin substrate 720, it is necessary to find the optimum value of α within the range of 40 ° to 55 °.

【００１９】また、樹脂基板７２０の出射面７２３の全
面から均一な照明光を出射させるためには、線状光源７
１０から遠ざかるほど溝７２４ａの周期ｐを小さくする
か、線状光源７１０から遠ざかるほど溝７２４ａの深さ
ｈを深くするか、あるいは、これらの構成を組み合わせ
る必要があるので、対向面７２４の面内での溝７２４ａ
の深さｈと周期ｐの値の組み合わせを種々検討する必要
がある。さらに、検討した設計値に基づいて樹脂基板７
２０を加工する際にも、対向面７２４の面内において溝
７２４ａの深さｈと周期ｐとが変化するので、複雑な加
工を要する。In order to emit uniform illumination light from the entire emission surface 723 of the resin substrate 720, the linear light source 7
It is necessary to reduce the period p of the groove 724a as it is farther away from 10, or to make the depth h of the groove 724a deeper as it is farther from the linear light source 710, or to combine these configurations. Groove 724a at
It is necessary to consider various combinations of the depth h and the value of the period p. Furthermore, based on the studied design values, the resin substrate 7
When processing 20 as well, since the depth h of the groove 724a and the period p change within the surface of the facing surface 724, complicated processing is required.

【００２０】また、特開２００１−１４９２１号公報に
開示されている照明装置８００においても、第１導光体
８２０の対向面８２４が有する溝８２４ａが平坦部８２
４ｂとなす角αの最適値は、第１導光体８２０の大きさ
によって変化するので、αの最適値を見出す必要があ
る。さらに、点状光源８１０から遠ざかるほど溝８２４
ａの周期ｐを小さくするためには、第１導光体８２０の
大きさや溝の深さｈに応じて最適な周期ｐを検討する必
要があり、煩雑な設計と加工を必要とする。Also, in the illumination device 800 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-14921, the groove 824a of the facing surface 824 of the first light guide 820 has the flat portion 82.
Since the optimum value of the angle α formed with 4b changes depending on the size of the first light guide 820, it is necessary to find the optimum value of α. Further, the groove 824 becomes farther away from the point light source 810.
In order to reduce the cycle p of a, it is necessary to study the optimum cycle p according to the size of the first light guide 820 and the depth h of the groove, which requires complicated design and processing.

【００２１】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、照明装置の簡便な設計方法およ
び製造方法を提供することと、均一な照明光を出射する
ことができる導光体および照明装置ならびにそれを備え
た表示装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a simple designing method and manufacturing method of an illuminating device, and to provide a uniform illuminating light. An object of the present invention is to provide a light body, a lighting device, and a display device including the same.

【００２２】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明による照明装置
は、光源と、前記光源からの光を受ける第１側面と、前
記第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と前記
第２側面との間に位置し、前記第１側面に略直交する出
射面と、前記出射面に前記第１および第２側面を介して
対向する対向面とを有する導光体と、を備える照明装置
であって、前記導光体の前記対向面は、前記第１側面に
直交する第１方向に沿って所定の周期で設けられた複数
の溝であって、前記第１方向に交差する第２方向に延び
る複数の溝を有し、前記複数の溝のそれぞれは、複数の
面から構成されており、前記複数の溝のそれぞれを構成
する前記複数の面のうち、前記第１側面にもっとも近い
面は、前記第１方向に対して傾斜した傾斜面であり、前
記傾斜面が前記第１方向となす角度α、前記導光体の屈
折率ｎ、前記出射面の法線方向に沿った前記導光体の厚
さＴ、前記第１方向に沿った前記導光体の長さＬ、前記
複数の溝の深さｈおよび前記複数の溝の周期ｐが、ｎ・
ｓｉｎ｛９０−α−ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）｝≧１および
２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎαの関係を満足する構成を有
しており、そのことによって上記目的が達成される。An illumination device according to the present invention includes a light source, a first side surface for receiving light from the light source, a second side surface facing the first side surface, the first side surface and the first side surface. Illumination including a light guide body that is located between two side surfaces and that is substantially orthogonal to the first side surface, and has a facing surface that faces the exit surface via the first and second side surfaces. In the device, the facing surface of the light guide body is a plurality of grooves provided at a predetermined cycle along a first direction orthogonal to the first side surface, and the groove intersects the first direction. It has a plurality of grooves extending in two directions, each of the plurality of grooves is composed of a plurality of surfaces, and among the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves, the first side surface is the most The near surface is an inclined surface inclined with respect to the first direction, and the inclined surface is the first surface. An angle α with the direction, a refractive index n of the light guide, a thickness T of the light guide along the normal direction of the exit surface, a length L of the light guide along the first direction, The depth h of the plurality of grooves and the period p of the plurality of grooves are n ·
It has a configuration satisfying the relationships of sin {90-α-tan ⁻¹ (2T / L)} ≧ 1 and 2T / L ≦ h / p ≦ tan α, and thereby the above object is achieved.

【００２３】前記傾斜面が前記第１方向となす角度α、
前記複数の溝の深さｈおよび前記複数の溝の周期ｐが、
前記対向面の面内で一定であることが好ましい。An angle α formed by the inclined surface and the first direction,
The depth h of the plurality of grooves and the period p of the plurality of grooves are
It is preferable that it is constant within the surface of the facing surface.

【００２４】前記導光体の前記第２側面側に設けられた
さらなる光源を有し、前記複数の溝のそれぞれを構成す
る前記複数の面のうち、前記第２側面にもっとも近い面
は、前記第１側面にもっとも近い前記傾斜面と同じ角度
で前記第１方向に対して傾斜している構成としてもよ
く、このような構成を有する場合には、前記傾斜面が前
記第１方向となす角度α、前記複数の溝の深さｈ、前記
複数の溝の周期ｐ、前記出射面の法線方向に沿った前記
導光体の厚さＴおよび前記第１方向に沿った前記導光体
の長さＬが、２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎα／２の関係を
満足することが好ましい。Of the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves, the surface closest to the second side surface has the further light source provided on the second side surface side of the light guide body, and The tilted surface may be inclined with respect to the first direction at the same angle as the tilted surface closest to the first side surface. In the case of having such a structure, the tilted surface forms an angle with the first direction. α, the depths h of the plurality of grooves, the period p of the plurality of grooves, the thickness T of the light guide along the normal direction of the emission surface, and the light guide of the light guide along the first direction. It is preferable that the length L satisfies the relationship of 2T / L ≦ h / p ≦ tan α / 2.

【００２５】本発明による表示装置は、上記の構成を有
する照明装置と、前記照明装置に対して観察者とは反対
側に設けられた反射型表示パネルとを備えており、その
ことによって上記目的が達成される。The display device according to the present invention comprises the illuminating device having the above-mentioned structure and the reflection type display panel provided on the opposite side of the illuminating device from the observer. Is achieved.

【００２６】あるいは、本発明による表示装置は、上記
の構成を有する照明装置と、前記照明装置に対して観察
者側に設けられた透過型表示パネルとを備えており、そ
のことによって上記目的が達成される。Alternatively, the display device according to the present invention comprises the illuminating device having the above-mentioned structure and the transmissive display panel provided on the observer side with respect to the illuminating device. To be achieved.

【００２７】本発明による導光体は、光源からの光を受
ける第１側面と、前記第１側面に対向する第２側面と、
前記第１側面と前記第２側面との間に位置し、前記第１
側面に略直交する出射面と、前記出射面に前記第１およ
び第２側面を介して対向する対向面とを有する導光体で
あって、前記対向面は、前記第１側面に直交する第１方
向に沿って所定の周期で設けられた複数の溝であって、
前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の溝を有
し、前記複数の溝のそれぞれは、複数の面から構成され
ており、前記複数の溝のそれぞれを構成する前記複数の
面のうち、もっとも前記第１側面に近い面は、前記第１
方向に対して傾斜した傾斜面であり、前記傾斜面が前記
第１方向となす角度α、屈折率ｎ、前記出射面の法線方
向に沿った厚さＴ、前記第１方向に沿った長さＬ、前記
複数の溝の深さｈおよび前記複数の溝の周期ｐが、ｎ・
ｓｉｎ｛９０−α−ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）｝≧１および
２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎαの関係を満足する構成を有
しており、そのことによって上記目的が達成される。The light guide according to the present invention has a first side surface for receiving light from a light source, and a second side surface facing the first side surface.
Located between the first side surface and the second side surface, and
A light guide body having an emission surface that is substantially orthogonal to a side surface, and an opposed surface that opposes the emission surface via the first and second side surfaces, wherein the opposed surface is a first surface that is orthogonal to the first side surface. A plurality of grooves provided in a predetermined cycle along one direction,
A plurality of grooves extending in a second direction intersecting the first direction, each of the plurality of grooves is formed of a plurality of surfaces, and a plurality of surfaces of the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves are formed. Of these, the surface closest to the first side surface is the first
An inclined surface inclined with respect to the direction, an angle α formed by the inclined surface with the first direction, a refractive index n, a thickness T along the normal line direction of the emission surface, and a length along the first direction. Is L, the depth h of the plurality of grooves and the period p of the plurality of grooves are n ·
It has a configuration satisfying the relationships of sin {90-α-tan ⁻¹ (2T / L)} ≧ 1 and 2T / L ≦ h / p ≦ tan α, and thereby the above object is achieved.

【００２８】前記傾斜面が前記第１方向となす角度α、
前記複数の溝の深さｈおよび前記複数の溝の周期ｐが、
前記対向面の面内で一定であることが好ましい。An angle α formed by the inclined surface and the first direction,
The depth h of the plurality of grooves and the period p of the plurality of grooves are
It is preferable that it is constant within the surface of the facing surface.

【００２９】前記複数の溝のそれぞれを構成する前記複
数の面のうち、前記第２側面にもっとも近い面は、前記
第１側面にもっとも近い前記傾斜面と同じ角度で前記第
１方向に対して傾斜している構成としてもよく、このよ
うな構成を有する場合には、前記傾斜面が前記第１方向
となす角度α、前記複数の溝の深さｈ、前記複数の溝の
周期ｐ、前記出射面の法線方向に沿った厚さＴおよび前
記第１方向に沿った長さＬが、２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａ
ｎα／２の関係を満足することが好ましい。Of the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves, the surface closest to the second side surface is at the same angle as the inclined surface closest to the first side surface with respect to the first direction. The structure may be inclined, and in the case of having such a structure, the angle α formed by the inclined surface with the first direction, the depth h of the plurality of grooves, the cycle p of the plurality of grooves, The thickness T along the normal line direction of the emission surface and the length L along the first direction are 2T / L ≦ h / p ≦ ta.
It is preferable to satisfy the relationship of nα / 2.

【００３０】本発明による照明装置の設計方法は、光源
と、前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側
面に対向する第２側面と、前記第１側面と前記第２側面
との間に位置し、前記第１側面に略直交する出射面と、
前記出射面に前記第１および第２側面を介して対向する
対向面とを有する導光体と、を備え、前記導光体の前記
対向面は、前記第１側面に直交する第１方向に沿って所
定の周期で設けられた複数の溝であって、前記第１方向
に交差する第２方向に延びる複数の溝を有し、前記複数
の溝のそれぞれは、複数の面から構成されており、前記
複数の溝のそれぞれを構成する前記複数の面のうち、も
っとも前記第１側面に近い面は、前記第１方向に対して
傾斜した傾斜面である照明装置の設計方法であって、前
記傾斜面が前記第１方向となす角度α、前記導光体の屈
折率ｎ、前記出射面の法線方向に沿った前記導光体の厚
さＴ、前記第１方向に沿った前記導光体の長さＬおよび
前記出射面から光がもっとも多く出射する出射角度θの
うち、少なくとも１つを所望の数値に決定するステップ
と、前記決定した少なくとも１つ以外の数値を、２α＋
ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）＋ｓｉｎ^-1（ｓｉｎθ／ｎ）＝９
０の関係を満足するように決定するステップと、を包含
し、そのことによって上記目的が達成される。A method of designing an illuminating device according to the present invention includes a light source, a first side surface for receiving light from the light source, a second side surface facing the first side surface, the first side surface and the second side surface. An emission surface located between the first side surface and substantially orthogonal to the first side surface,
A light guide body having a facing surface facing the emitting surface via the first and second side surfaces, wherein the facing surface of the light guide body is in a first direction orthogonal to the first side surface. A plurality of grooves provided along a predetermined cycle, the plurality of grooves extending in a second direction intersecting the first direction, and each of the plurality of grooves includes a plurality of surfaces. Of the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves, a surface closest to the first side surface is a method for designing an illumination device, which is an inclined surface inclined with respect to the first direction, The angle α formed by the inclined surface with the first direction, the refractive index n of the light guide, the thickness T of the light guide along the normal direction of the emission surface, and the guide along the first direction. At least 1 of the length L of the light body and the emission angle θ at which the most light is emitted from the emission surface. And a numerical value other than at least one of the above-mentioned decided at least 2α +
tan ⁻¹ (2T / L) + sin ⁻¹ (sin θ / n) = 9
Determining to satisfy the relationship of 0, thereby achieving the above object.

【００３１】前記決定した少なくとも１つ以外の数値を
決定するステップにおいて、前記決定した少なくとも１
つ以外の数値を、ｎ・ｓｉｎ｛９０−α−ｔａｎ^-1（２
Ｔ／Ｌ）｝≧１の関係も満足するように決定することが
好ましい。In the step of determining a numerical value other than the determined at least one, the determined at least one
Numerical values other than two are n · sin {90-α-tan ^-1 (2
It is preferable to determine such that the relationship of (T / L)} ≧ 1 is also satisfied.

【００３２】前記決定した少なくとも１つ以外の数値を
決定するステップにおいて、前記決定した少なくとも１
つ以外の数値と、前記複数の溝の深さｈおよび前記複数
の溝の周期ｐの数値とを、２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎα
の関係を満足するように決定することが好ましい。In the step of determining a numerical value other than the determined at least one, the determined at least one
2T / L ≦ h / p ≦ tanα, where the numerical values other than two and the numerical values of the depth h of the plurality of grooves and the period p of the plurality of grooves are
It is preferable to determine so as to satisfy the relationship of.

【００３３】本発明による照明装置の製造方法は、上記
の照明装置の設計方法を用いて、照明装置を設計する工
程と、前記照明装置を設計する工程において決定された
各数値に基づいて、前記導光体を作成する工程と、を包
含し、そのことによって上記目的が達成される。A method of manufacturing an illumination device according to the present invention uses the above-described illumination device design method to design the illumination device, and based on each numerical value determined in the process of designing the illumination device, Producing a light guide, whereby the above object is achieved.

【００３４】[0034]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施
形態に限定されるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments below.

【００３５】まず、図１（ａ）および（ｂ）を参照しな
がら、本発明による照明装置の設計方法を説明する。図
１（ａ）は、対向面２４に溝２４ａを有する導光体２０
を備えた照明装置１００を模式的に示す側面図であり、
図１（ｂ）は、照明装置１００が有する導光体２０を模
式的に拡大して示す側面図である。First, a method of designing an illumination device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b). FIG. 1A shows a light guide 20 having a groove 24 a in the facing surface 24.
It is a side view which shows typically the illuminating device 100 provided with.
FIG. 1B is a side view schematically showing the light guide 20 included in the lighting device 100 in an enlarged manner.

【００３６】照明装置１００は、図１（ａ）に示すよう
に、光源１０と、導光体２０とを備えている。As shown in FIG. 1A, the lighting device 100 includes a light source 10 and a light guide 20.

【００３７】導光体２０は、光源１０からの光を受ける
第１側面（入射側面）２１と、第１側面２１に対向する
第２側面２２と、第１側面２１と第２側面２２との間に
位置し、第１側面２１に略直交する出射面２３と、出射
面２３に第１側面２１および第２側面２２を介して対向
する対向面２４とを有する。The light guide body 20 includes a first side surface (incident side surface) 21 for receiving light from the light source 10, a second side surface 22 facing the first side surface 21, a first side surface 21 and a second side surface 22. It has an emission surface 23 that is located in between and is substantially orthogonal to the first side surface 21, and an opposing surface 24 that faces the emission surface 23 via the first side surface 21 and the second side surface 22.

【００３８】導光体２０の対向面２４は、図１（ｂ）に
示すように、第１側面２１に直交する方向に沿って所定
の周期で設けられた複数の溝２４ａを有する。複数の溝
２４ａは、第１側面２１に直交する方向に交差する方向
に延びている。また、対向面２４は、溝２４ａ間に位置
し、第１側面２１に直交する方向に略平行な（すなわ
ち、出射面２３に略平行な）平坦部２４ｂを有してい
る。As shown in FIG. 1B, the facing surface 24 of the light guide 20 has a plurality of grooves 24a provided in a predetermined cycle along a direction orthogonal to the first side surface 21. The plurality of grooves 24a extend in a direction intersecting the direction orthogonal to the first side surface 21. The facing surface 24 has a flat portion 24b located between the grooves 24a and substantially parallel to the direction orthogonal to the first side surface 21 (that is, substantially parallel to the emission surface 23).

【００３９】複数の溝２４ａのそれぞれは、複数の面２
４ａ１および２４ａ２から構成されている。複数の溝２
４ａのそれぞれを構成する複数の面２４ａ１および２４
ａ２のうち、もっとも第１側面２１に近い面２４ａ１
は、第１側面２１に直交する方向に対して傾斜した（す
なわち、対向面２４の平坦部２４ｂに対して傾斜した）
傾斜面２４ａ１である。Each of the plurality of grooves 24a has a plurality of surfaces 2
4a1 and 24a2. Multiple grooves 2
A plurality of surfaces 24a1 and 24 constituting each of 4a
Of a2, the surface 24a1 closest to the first side surface 21
Is inclined with respect to the direction orthogonal to the first side surface 21 (that is, inclined with respect to the flat portion 24b of the facing surface 24).
It is the inclined surface 24a1.

【００４０】光源１０から第１側面２１を介して導光体
２０に入射する光のうち、対向面２４の全面に一様に到
達する光が主光線であるとすると、図１（ａ）および
（ｂ）に示したように、主光線ＰＲは、光源１０および
導光体２０の光軸Ａ１−Ａ２（図中に破線で示す）から
角度β（°）だけ傾いた光線である。ここで、出射面２
３の法線方向に沿った導光体２０の厚さをＴ、第１側面
２１に直交する方向に沿った導光体２０の長さをＬとす
ると、光軸Ａ１−Ａ２に対する主光線ＰＲの傾斜角度β
は、下式（１）で表される。Of the light that enters the light guide 20 from the light source 10 through the first side surface 21, if the light that uniformly reaches the entire facing surface 24 is the principal ray, then FIG. As shown in (b), the principal ray PR is a ray inclined by an angle β (°) from the optical axes A1-A2 (shown by broken lines in the figure) of the light source 10 and the light guide 20. Here, the exit surface 2
3, where T is the thickness of the light guide body 20 along the normal direction and L is the length of the light guide body 20 along the direction orthogonal to the first side face 21, the chief ray PR with respect to the optical axis A1-A2 is shown. Inclination angle β of
Is represented by the following formula (1).

【００４１】 β＝ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ） （１） また、対向面２４の全面に到達する主光線ＰＲは、溝２
４ａの傾斜面２４ａ１に入射して反射されるが、その際
の入反射角度γ（°）は、下式（２）で表される。な
お、式（２）中のα（°）は、溝２４ａの傾斜面２４ａ
１が、第１側面２１に直交する方向に対してなす傾斜角
度（ここでは平坦部２４ｂに対してなす傾斜角度）であ
る。Β = tan ⁻¹ (2T / L) (1) In addition, the principal ray PR reaching the entire surface of the facing surface 24 is the groove 2
The light enters and is reflected by the inclined surface 24a1 of 4a, and the incident / reflection angle γ (°) at that time is expressed by the following equation (2). Note that α (°) in the equation (2) is the inclined surface 24a of the groove 24a.
1 is an inclination angle formed with respect to the direction orthogonal to the first side surface 21 (here, an inclination angle formed with respect to the flat portion 24b).

【００４２】 γ＝９０−α−β＝９０−α−ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ） （２） 溝２４ａの傾斜面２４ａ１において入反射角度γで反射
した光は出射面２３に向けて進行するが、この光の出射
面２３への入射角度θ’と、出射面２３からの出射角度
θは、導光体２０の屈折率をｎとすると、下式（３）お
よび（４）の関係を満たしている。Γ = 90−α−β = 90−α−tan ⁻¹ (2T / L) (2) The light reflected at the incident / reflection angle γ at the inclined surface 24 a 1 of the groove 24 a travels toward the emission surface 23. However, the incident angle θ ′ of this light on the emission surface 23 and the emission angle θ from the emission surface 23 are expressed by the following equations (3) and (4), where n is the refractive index of the light guide 20. Meet

【００４３】 β＋２γ−θ’＝９０ （３） ｎ・ｓｉｎθ’＝ｓｉｎθ （４） 上述した式（１）、（２）、（３）および（４）から、
対向面２４の傾斜面２４ａ１が第１側面２１に直交する
方向となす角度α、導光体２０の屈折率ｎ、出射面２３
の法線方向に沿った導光体２０の厚さＴ、第１側面２１
に直交する方向に沿った導光体２０の長さＬおよび出射
面２３から光がもっとも多く出射する出射角度θは、下
式（５）の関係を満たすことがわかる。Β + 2γ−θ ′ = 90 (3) n · sin θ ′ = sin θ (4) From the above equations (1), (2), (3) and (4),
The angle α formed between the inclined surface 24a1 of the facing surface 24 and the direction orthogonal to the first side surface 21, the refractive index n of the light guide 20, the exit surface 23
The thickness T of the light guide 20 along the normal direction of the first side surface 21
It can be seen that the length L of the light guide 20 along the direction orthogonal to and the emission angle θ at which most light is emitted from the emission surface 23 satisfy the relationship of the following expression (5).

【００４４】 ２α＋ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）＋ｓｉｎ^-1（ｓｉｎθ／ｎ）＝９０ （５） 従って、上述した傾斜面２４ａ１の傾斜角度α、導光体
２０の屈折率ｎ、導光体２０の厚さＴ、導光体２０の長
さＬおよび出射面２３からの光の出射角度θのうち、少
なくとも１つを所望の数値に決定した後に、式（５）の
関係を満足するように残りの数値を決定すれば、照明装
置１００の設計を簡便に行うことができる。2α + tan ⁻¹ (2T / L) + sin ⁻¹ (sin θ / n) = 90 (5) Therefore, the inclination angle α of the inclined surface 24 a 1, the refractive index n of the light guide body 20, and the light guide body 20 After determining at least one of the thickness T, the length L of the light guide body 20, and the emission angle θ of the light from the emission surface 23 to a desired numerical value, the remaining values satisfy the relationship of the expression (5). By determining the numerical value of, the lighting device 100 can be easily designed.

【００４５】すなわち、本発明による照明装置の設計方
法は、傾斜面２４ａ１の傾斜角度α、導光体２０の屈折
率ｎ、導光体２０の厚さＴ、導光体２０の長さＬおよび
出射面２３からの光の出射角度θのうち、少なくとも１
つを所望の数値に決定するステップと、決定した少なく
とも１つ以外の数値を式（５）の関係を満足するように
決定するステップとを包含しており、そのことによっ
て、照明装置の設計を簡便に行うことが可能となる。That is, in the method of designing the lighting device according to the present invention, the inclination angle α of the inclined surface 24a1, the refractive index n of the light guide 20, the thickness T of the light guide 20, the length L of the light guide 20, and At least one of the outgoing angles θ of the light from the outgoing surface 23
To determine a desired numerical value and to determine a numerical value other than at least one of the determined numerical values so as to satisfy the relationship of the equation (5), thereby designing the lighting device. It can be performed easily.

【００４６】例えば、導光体２０の厚さＴ、長さＬおよ
び屈折率ｎと、出射面２３からの光の出射角度θとを所
望の数値に決定すれば、傾斜面２４ａ１の傾斜角度αを
式（５）に基づいて一義的に決定することが可能とな
り、煩雑な設計・加工を繰り返して最適な数値を検討す
る必要がない。For example, if the thickness T, the length L and the refractive index n of the light guide body 20 and the emission angle θ of the light from the emission surface 23 are set to desired values, the inclination angle α of the inclined surface 24a1 is determined. Can be uniquely determined based on the equation (5), and it is not necessary to repeat the complicated design and processing to study the optimum numerical value.

【００４７】また、傾斜面２４ａ１の傾斜角度α、導光
体２０の厚さＴ、長さＬおよび屈折率ｎが、下式（６）
を満たしていると、傾斜面２４ａ１に到達した主光線Ｐ
Ｒを全反射させることができる。Further, the inclination angle α of the inclined surface 24a1, the thickness T, the length L and the refractive index n of the light guide 20 are expressed by the following equation (6).
Is satisfied, the chief ray P reaching the inclined surface 24a1
R can be totally reflected.

【００４８】 ｎ・ｓｉｎγ＝ｎ・ｓｉｎ｛９０−α−ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）｝≧１ （６） すなわち、所望の数値に決定したもの以外の数値を式
（５）を満たすように決定するステップにおいて、式
（６）の関係も満足するように決定することによって、
主光線ＰＲを溝２４ａの傾斜面２４ａ１で全反射させる
ことができる。N · sin γ = n · sin {90−α−tan ⁻¹ (2T / L)} ≧ 1 (6) That is, a numerical value other than the one determined to have a desired numerical value should satisfy Expression (5). In the deciding step, by deciding so that the relation of equation (6) is also satisfied,
The principal ray PR can be totally reflected by the inclined surface 24a1 of the groove 24a.

【００４９】また、溝２４ａの深さｈおよび周期ｐが、
下式（７）を満たしていると、すべての主光線ＰＲを溝
２４ａの傾斜面２４ａ１に到達させることが可能にな
る。Further, the depth h and the period p of the groove 24a are
When the following expression (7) is satisfied, it becomes possible for all the principal rays PR to reach the inclined surface 24a1 of the groove 24a.

【００５０】 ｔａｎβ＝２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ （７） ここで、溝２４ａの深さｈと周期ｐとの比ｈ／ｐは、ｔ
ａｎα以上にはなり得ないので、式（７）から下式
（８）が導かれる。Tan β = 2T / L ≦ h / p (7) Here, the ratio h / p between the depth h of the groove 24 a and the period p is t
Since it cannot be more than an α, the following equation (8) is derived from the equation (7).

【００５１】 ２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎα （８） 従って、溝２４ａの深さｈ、溝２４ａの周期ｐ、導光体
２０の厚さＴおよび導光体２０の長さＬが、式（８）を
満たしていると、すべての主光線ＰＲが溝２４ａの傾斜
面２４ａ１に到達する。2T / L ≦ h / p ≦ tan α (8) Therefore, the depth h of the groove 24a, the period p of the groove 24a, the thickness T of the light guide 20 and the length L of the light guide 20 are expressed by the following equations. When (8) is satisfied, all the principal rays PR reach the inclined surface 24a1 of the groove 24a.

【００５２】すなわち、所望の数値に決定したもの以外
の数値を式（５）を満たすように決定するステップにお
いて、溝２４ａの深さｈおよび周期ｐを、式（８）の関
係を満足するように決定することによって、すべての主
光線ＰＲを溝２４ａの傾斜面２４ａ１に到達させること
ができる。That is, in the step of determining a numerical value other than the desired numerical value so as to satisfy the expression (5), the depth h and the period p of the groove 24a are set so as to satisfy the relationship of the expression (8). Therefore, all the principal rays PR can reach the inclined surface 24a1 of the groove 24a.

【００５３】上述したように、本発明による照明装置の
設計方法は、傾斜面２４ａ１の傾斜角度α、導光体２０
の屈折率ｎ、導光体２０の厚さＴ、導光体２０の長さＬ
および出射面２３からの光の出射角度θのうち、少なく
とも１つを所望の数値に決定した後に、決定した少なく
とも１つ以外の数値を式（５）の関係を満足するように
決定するので、照明装置の設計を簡便に行うことが可能
となる。As described above, according to the method of designing an illumination device of the present invention, the inclination angle α of the inclined surface 24a1 and the light guide 20 are used.
, The thickness T of the light guide 20, the length L of the light guide 20
Since at least one of the output angles θ of the light from the output surface 23 is determined to be a desired numerical value, numerical values other than the determined at least one are determined so as to satisfy the relationship of the expression (5). It is possible to easily design the lighting device.

【００５４】また、式（６）の関係を満足するように照
明装置を設計すると、主光線ＰＲを溝２４ａの傾斜面２
４ａ１で全反射させることができるし、式（８）の関係
を満足するように設計すると、すべての主光線ＰＲを溝
２４ａの傾斜面２４ａ１に到達させることができる。When the illuminating device is designed so as to satisfy the relation of the equation (6), the principal ray PR is directed to the inclined surface 2 of the groove 24a.
4a1 can be used for total reflection, and by designing to satisfy the relationship of the expression (8), all principal rays PR can reach the inclined surface 24a1 of the groove 24a.

【００５５】式（６）および式（８）の両方を満たすよ
うに設計すると、すべての主光線ＰＲが溝２４ａの傾斜
面２４ａ１に一様に到達して傾斜面２４ａ１で全反射さ
れ、出射面２３から一定の出射角度θで出射されるの
で、均一な照明光が得られる。また、対向面２４の面内
で溝２４の深さｈおよび周期ｐを一定としても、均一な
照明光を得ることができるので、面内で深さｈおよび周
期ｐを一定とすることによって、面内で深さｈおよび周
期ｐが変化する場合に比べて、照明装置の設計および導
光体の加工を簡便に行うことができる。By designing to satisfy both the equations (6) and (8), all the principal rays PR reach the inclined surface 24a1 of the groove 24a uniformly and are totally reflected by the inclined surface 24a1. Since the light is emitted from 23 at a constant emission angle θ, uniform illumination light can be obtained. Further, even if the depth h and the period p of the groove 24 are constant in the plane of the facing surface 24, uniform illumination light can be obtained. Therefore, by making the depth h and the period p constant in the plane, Compared to the case where the depth h and the period p change in the plane, the design of the illumination device and the processing of the light guide can be performed easily.

【００５６】なお、上述の説明においては、導光体２０
の第１側面２１側のみに光源１０を備えている場合につ
いて説明したが、本発明による照明装置の設計方法はこ
れに限定されず、図２（ａ）および（ｂ）に示す照明装
置２００のように、導光体２０の第２側面２２側に設け
られたさらなる光源１０’を有する場合にも用いること
ができる。In the above description, the light guide 20
Although the case where the light source 10 is provided only on the first side surface 21 side of the above is described, the method of designing the lighting device according to the present invention is not limited to this, and the lighting device 200 shown in FIGS. As described above, the light guide body 20 can be used even when the light source 10 ′ is provided on the second side surface 22 side.

【００５７】照明装置２００は、図２（ａ）に示すよう
に、光源１０および１０’と、導光体２０とを備えてい
る。As shown in FIG. 2A, the illumination device 200 includes light sources 10 and 10 'and a light guide 20.

【００５８】導光体２０は、光源１０からの光を受ける
第１側面（入射側面）２１と、第１側面２１に対向し、
光源１０’からの光を受ける第２側面（入射側面）２２
と、第１側面２１と第２側面２２との間に位置し、第１
側面２１および第２側面２２に略直交する出射面２３
と、出射面２３に第１側面２１および第２側面２２を介
して対向する対向面２４とを有する。The light guide body 20 faces the first side surface (incident side surface) 21 for receiving light from the light source 10 and the first side surface 21,
Second side surface (incident side surface) 22 that receives light from the light source 10 '
Is located between the first side surface 21 and the second side surface 22,
Emission surface 23 substantially orthogonal to the side surface 21 and the second side surface 22
And a facing surface 24 facing the emitting surface 23 via the first side surface 21 and the second side surface 22.

【００５９】導光体２０の対向面２４は、図２（ｂ）に
示すように、第１側面２１（第２側面２２）に直交する
方向に沿って所定の周期で設けられた複数の溝２４ａを
有する。複数の溝２４ａは、第１側面２１（第２側面２
２）に直交する方向に交差する方向に延びている。ま
た、対向面２４は、溝２４ａ間に位置し、第１側面２１
（第２側面２２）に直交する方向に略平行な（すなわ
ち、出射面２３に略平行な）平坦部２４ｂを有してい
る。As shown in FIG. 2B, the facing surface 24 of the light guide body 20 has a plurality of grooves provided in a predetermined cycle along a direction orthogonal to the first side surface 21 (second side surface 22). 24a. The plurality of grooves 24a are formed on the first side surface 21 (second side surface 2).
It extends in a direction intersecting the direction orthogonal to 2). Further, the facing surface 24 is located between the grooves 24 a, and the first side surface 21
It has a flat portion 24b that is substantially parallel to the direction orthogonal to the (second side surface 22) (that is, substantially parallel to the emission surface 23).

【００６０】複数の溝２４ａのそれぞれは、複数の面２
４ａ１および２４ａ２から構成されている。複数の溝２
４ａのそれぞれを構成する複数の面２４ａ１および２４
ａ２は、第１側面２１に直交する方向に対して（すなわ
ち、対向面２４の平坦部２４ｂに対して）傾斜してい
る。第１側面２１に近い傾斜面２４ａ１および第２側面
２２に近い面２４ａ２は、いずれも同じ傾斜角度αで傾
斜している。Each of the plurality of grooves 24a has a plurality of surfaces 2
4a1 and 24a2. Multiple grooves 2
A plurality of surfaces 24a1 and 24 constituting each of 4a
a2 is inclined with respect to the direction orthogonal to the first side surface 21 (that is, with respect to the flat portion 24b of the facing surface 24). The inclined surface 24a1 close to the first side surface 21 and the surface 24a2 close to the second side surface 22 are both inclined at the same inclination angle α.

【００６１】図２（ａ）および（ｂ）に示した照明装置
２００を設計する場合にも、傾斜面２４ａ１および２４
ａ２の傾斜角度α、導光体２０の屈折率ｎ、導光体２０
の厚さＴ、導光体２０の長さＬおよび出射面２３からの
光の出射角度θのうち、少なくとも１つを所望の数値に
決定した後、決定したもの以外の数値を式（５）の関係
を満足するように決定することによって、照明装置の設
計を簡便に行うことが可能となる。Also when designing the illumination device 200 shown in FIGS. 2A and 2B, the inclined surfaces 24a1 and 24a are provided.
a2, inclination angle α, refractive index n of light guide 20, light guide 20
Of the thickness T, the length L of the light guide 20 and the emission angle θ of the light from the emission surface 23, at least one of them is determined to a desired value, and the other values than the determined values are given by the formula (5). By deciding so as to satisfy the relationship, it becomes possible to easily design the lighting device.

【００６２】また、式（６）の関係を満たすように設計
すると、主光線ＰＲを溝２４ａの傾斜面２４ａ１で全反
射させることができる。When the design is made so as to satisfy the relation of the expression (6), the principal ray PR can be totally reflected by the inclined surface 24a1 of the groove 24a.

【００６３】照明装置２００においては、第２側面２２
に近い傾斜面２４ａ２が、第１側面２１に近い傾斜面２
４ａ１と同じ傾斜角度αで傾斜しているので、溝２４ａ
の深さｈと周期ｐとの比ｈ／ｐが、ｔａｎα／２以上に
はなり得ない。そのため、照明装置を下式（８’）の関
係を満たすように設計すると、すべての主光線ＰＲを溝
２４ａの傾斜面２４ａ１に到達させることが可能にな
る。In the illumination device 200, the second side surface 22
The inclined surface 24a2 close to the inclined surface 2a close to the first side surface 21
Since it is inclined at the same inclination angle α as 4a1, the groove 24a
The ratio h / p between the depth h and the period p cannot exceed tan α / 2. Therefore, if the illumination device is designed to satisfy the relationship of the following expression (8 ′), it becomes possible to cause all the principal rays PR to reach the inclined surface 24a1 of the groove 24a.

【００６４】 ２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎα／２ （８’） 式（６）および式（８’）の両方の関係を満たすように
設計を行うと、すべての主光線ＰＲが溝２４ａの傾斜面
２４ａ１および２４ａ２に一様に到達して傾斜面２４ａ
１および２４ａ２で全反射され、出射面２３から一定の
出射角度θで出射されるので、均一な照明光が得られ
る。また、対向面２４の面内で溝２４の深さｈおよび周
期ｐを一定としても、均一な照明光を得ることができる
ので、面内で深さｈおよび周期ｐを一定とすることによ
って、面内で深さｈおよび周期ｐが変化する場合に比べ
て、照明装置の設計および導光体の加工を簡便に行うこ
とができる。2T / L ≦ h / p ≦ tan α / 2 (8 ′) When the design is performed so as to satisfy the relationships of both Expression (6) and Expression (8 ′), all the principal rays PR of the groove 24a. The inclined surfaces 24a1 and 24a2 are uniformly reached to reach the inclined surface 24a.
Since the light is totally reflected at 1 and 24a2 and is emitted from the emission surface 23 at a constant emission angle θ, uniform illumination light can be obtained. Further, even if the depth h and the period p of the groove 24 are constant in the plane of the facing surface 24, uniform illumination light can be obtained. Therefore, by making the depth h and the period p constant in the plane, Compared to the case where the depth h and the period p change in the plane, the design of the illumination device and the processing of the light guide can be performed easily.

【００６５】本発明による照明装置の製造方法は、上述
した照明装置の設計方法を用いて照明装置を設計する工
程を包含している。The method for manufacturing a lighting device according to the present invention includes the step of designing a lighting device using the above-described designing method for a lighting device.

【００６６】さらに詳しくは、本発明による照明装置の
製造方法は、上述した照明装置の設計方法を用いて照明
装置を設計する工程と、照明装置を設計する工程におい
て決定された各数値に基づいて、導光体２０を作成する
工程とを包含する。導光体２０を作成する工程は、公知
の方法を用いて実行される。従って、本発明による照明
装置の製造方法によると、照明装置を簡便に効率よく製
造することができる。More specifically, the method for manufacturing a lighting device according to the present invention is based on the step of designing a lighting device using the above-described designing method for a lighting device and the numerical values determined in the step of designing the lighting device. And the step of producing the light guide body 20. The process of making the light guide 20 is performed using a known method. Therefore, according to the method for manufacturing a lighting device of the present invention, the lighting device can be simply and efficiently manufactured.

【００６７】続いて、本発明による実施形態の照明装置
を説明する。Next, an illuminating device according to an embodiment of the present invention will be described.

【００６８】（実施形態１）本発明による実施形態１の
照明装置３００を図３、図４（ａ）および（ｂ）に示
す。図３は、実施形態１の照明装置３００を模式的に示
す斜視図であり、図４（ａ）は、照明装置３００を模式
的に示す側面図であり、図４（ｂ）は、照明装置３００
が有する導光体２０を模式的に拡大して示す側面図であ
る。(Embodiment 1) An illumination device 300 according to Embodiment 1 of the present invention is shown in FIGS. 3, 4 (a) and 4 (b). FIG. 3 is a perspective view schematically showing the lighting device 300 according to the first embodiment, FIG. 4A is a side view schematically showing the lighting device 300, and FIG. 4B is a lighting device. 300
It is a side view which expands and shows the light guide 20 which this has typically.

【００６９】照明装置３００は、図３および図４（ａ）
に示すように、光源１０および１０’と、導光体２０と
を備えている。本実施形態では、光源１０および１０’
として、点状光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）を用
いる。The illumination device 300 is shown in FIGS. 3 and 4 (a).
As shown in, the light sources 10 and 10 ′ and the light guide 20 are provided. In the present embodiment, the light sources 10 and 10 '.
As the light source, an LED (light emitting diode) which is a point light source is used.

【００７０】導光体２０は、光源１０からの光を受ける
第１側面（入射側面）２１と、第１側面２１に対向し、
光源１０’からの光を受ける第２側面（入射側面）２２
と、第１側面２１と第２側面２２との間に位置し、第１
側面２１および第２側面２２に略直交する出射面２３
と、出射面２３に第１側面２１および第２側面２２を介
して対向する対向面２４とを有する。本実施形態では、
導光体２０は、第１側面２１と第２側面２２との間に位
置し互いに対向する第３側面２５および第４側面２６を
有しており、第１側面２１、第２側面２２、第３側面２
５および第４側面２６を介して、出射面２３と対向面２
４とが互いに対向している。The light guide body 20 faces the first side surface (incident side surface) 21 for receiving light from the light source 10 and the first side surface 21,
Second side surface (incident side surface) 22 that receives light from the light source 10 '
Is located between the first side surface 21 and the second side surface 22,
Emission surface 23 substantially orthogonal to the side surface 21 and the second side surface 22
And a facing surface 24 facing the emitting surface 23 via the first side surface 21 and the second side surface 22. In this embodiment,
The light guide body 20 has a third side surface 25 and a fourth side surface 26 which are located between the first side surface 21 and the second side surface 22 and face each other, and the first side surface 21, the second side surface 22, and the second side surface 22. 3 side 2
5 and the fourth side surface 26, and the exit surface 23 and the facing surface 2
4 and 4 face each other.

【００７１】導光体２０の対向面２４は、図４（ｂ）に
示すように、第１側面２１（第２側面２２）に直交する
方向に沿って所定の周期で設けられた複数の溝２４ａを
有する。複数の溝２４ａは、第１側面２１（第２側面２
２）に直交する方向に交差する方向に延びている。ま
た、対向面２４は、溝２４ａ間に位置し、第１側面２１
（第２側面２２）に直交する方向に略平行な（すなわ
ち、出射面２３に略平行な）平坦部２４ｂを有してい
る。As shown in FIG. 4B, the facing surface 24 of the light guide body 20 has a plurality of grooves provided at a predetermined cycle along a direction orthogonal to the first side surface 21 (second side surface 22). 24a. The plurality of grooves 24a are formed on the first side surface 21 (second side surface 2).
It extends in a direction intersecting the direction orthogonal to 2). Further, the facing surface 24 is located between the grooves 24 a, and the first side surface 21
It has a flat portion 24b that is substantially parallel to the direction orthogonal to the (second side surface 22) (that is, substantially parallel to the emission surface 23).

【００７２】複数の溝２４ａのそれぞれは、複数の面２
４ａ１および２４ａ２から構成されている。複数の溝２
４ａのそれぞれを構成する複数の面２４ａ１および２４
ａ２は、第１側面２１に直交する方向に対して（すなわ
ち、対向面２４の平坦部２４ｂに対して）傾斜してい
る。第１側面２１に近い傾斜面２４ａ１および第２側面
２２に近い面２４ａ２は、いずれも同じ傾斜角度αで傾
斜している。Each of the plurality of grooves 24a has a plurality of surfaces 2
4a1 and 24a2. Multiple grooves 2
A plurality of surfaces 24a1 and 24 constituting each of 4a
a2 is inclined with respect to the direction orthogonal to the first side surface 21 (that is, with respect to the flat portion 24b of the facing surface 24). The inclined surface 24a1 close to the first side surface 21 and the surface 24a2 close to the second side surface 22 are both inclined at the same inclination angle α.

【００７３】本実施形態の照明装置３００において、例
えば、導光体２０として、第１側面２１に直交する方向
に沿った長さＬが６５ｍｍ、出射面１２３および第１側
面２１に平行な方向に沿った長さＬ’が８５ｍｍ、出射
面２３の法線方向に沿った厚さＴが１ｍｍの導光体２０
を用い、照明光の主な出射方向を出射面２３の法線方向
とする（すなわち照明光の出射角度θを０°とする）場
合、上述した式（５）、（６）および（８’）を満たす
ためには、溝２４ａを構成する傾斜面２４ａ１および２
４ａ２の傾斜角度α、溝２４ａの深さｈ、溝２４ａの周
期ｐおよび導光体２０の屈折率ｎは、以下の式（９）を
満たせばよい。なお、ここでは、溝２４ａの周期ｐを、
溝２４ａが分離して目視されない上限の０．２ｍｍとし
ている。In the illumination device 300 of this embodiment, for example, as the light guide 20, the length L along the direction orthogonal to the first side face 21 is 65 mm, and the length L is parallel to the emission face 123 and the first side face 21. A light guide body 20 having a length L ′ of 85 mm and a thickness T of 1 mm along the normal line direction of the emission surface 23.
And the main emission direction of the illumination light is the normal direction of the emission surface 23 (that is, the emission angle θ of the illumination light is 0 °), the above equations (5), (6) and (8 ′) are used. ), The inclined surfaces 24a1 and 2a forming the groove 24a
The inclination angle α of 4a2, the depth h of the groove 24a, the period p of the groove 24a, and the refractive index n of the light guide 20 may satisfy the following expression (9). In addition, here, the period p of the groove 24a is
The upper limit of 0.2 mm is set so that the groove 24a is not separated and is not visible.

【００７４】 α＝４４．１（°） ｎ≧１．４４ ０．００６２（ｍｍ）≦ｈ≦０．０９７（ｍｍ） ｐ＝０．２（ｍｍ） （９） 上記式（９）を満たすために、ここでは、導光体２０
を、屈折率が１．４９のアクリル樹脂を用いて形成し、
溝２４ａの深さｈを、加工精度を考慮して０．０３ｍｍ
とする。つまり、導光体２０の設計値を以下の式
（９’）の通りとする。Α = 44.1 (°) n ≧ 1.44 0.0062 (mm) ≦ h ≦ 0.097 (mm) p = 0.2 (mm) (9) To satisfy the above formula (9) In this example, the light guide 20
Is formed using an acrylic resin having a refractive index of 1.49,
The depth h of the groove 24a is 0.03 mm in consideration of processing accuracy.
And That is, the design value of the light guide 20 is set as in the following expression (9 ′).

【００７５】 α＝４４．１（°） ｎ＝１．４９ ｈ＝０．０３（ｍｍ） ｐ＝０．２（ｍｍ） （９’） 上記式（９’）の値に基づいて作成した照明装置３００
の照明光の出射角特性を、図４（ａ）中の、、点
において測定した結果を図５に示す。図５は、照明装置
３００の出射面２３から出射する照明光の出射角度
（°）と相対輝度（ａ．ｕ．）との関係を示すグラフで
ある。Α = 44.1 (°) n = 1.49 h = 0.03 (mm) p = 0.2 (mm) (9 ′) Illumination created based on the value of the above formula (9 ′) Device 300
FIG. 5 shows the result of measurement of the emission angle characteristic of the illumination light at the point of, in FIG. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the emission angle (°) of the illumination light emitted from the emission surface 23 of the illumination device 300 and the relative luminance (au).

【００７６】図５から、本実施形態の照明装置３００で
は、導光体２０の出射面２３内において、出射角度が０
°の方向にほぼ均一に照明光が出射することがわかる。From FIG. 5, in the illumination device 300 of this embodiment, the emission angle is 0 within the emission surface 23 of the light guide 20.
It can be seen that the illumination light is emitted almost uniformly in the direction of °.

【００７７】上述したように、本発明による実施形態１
の照明装置３００は、均一な照明光を出射することがで
きる。また、照明装置３００が有する導光体２０は、溝
２４ａの深さｈおよび周期ｐが対向面２４の面内で一定
であるので形成が容易であり、そのため、照明装置３０
０は、簡便なプロセスで容易に製造することができる。As described above, the first embodiment according to the present invention
The illumination device 300 can output uniform illumination light. Further, the light guide 20 included in the lighting device 300 is easy to form because the depth h and the period p of the groove 24a are constant within the plane of the facing surface 24, and therefore the lighting device 30 is provided.
0 can be easily manufactured by a simple process.

【００７８】（実施形態２）本発明による実施形態２の
照明装置４００を図６、図７（ａ）および（ｂ）に示
す。図６は、実施形態２の照明装置４００を模式的に示
す斜視図であり、図７（ａ）は、照明装置４００を模式
的に示す側面図であり、図７（ｂ）は、照明装置４００
が有する導光体２０を模式的に拡大して示す側面図であ
る。(Embodiment 2) An illumination device 400 according to Embodiment 2 of the present invention is shown in FIGS. 6, 7 (a) and 7 (b). FIG. 6 is a perspective view schematically showing the lighting device 400 of the second embodiment, FIG. 7A is a side view schematically showing the lighting device 400, and FIG. 7B is a lighting device. 400
It is a side view which expands and shows the light guide 20 which this has typically.

【００７９】照明装置４００は、図６に示すように、光
源１０および１０’と、導光体（第１導光体）２０と、
さらなる導光体（第２導光体）３０とを備えている。本
実施形態では、光源１０および１０’として、点状光源
であるＬＥＤ（発光ダイオード）を用いる。As shown in FIG. 6, the illumination device 400 includes light sources 10 and 10 ', a light guide (first light guide) 20, and
And a further light guide body (second light guide body) 30. In this embodiment, LEDs (light emitting diodes) that are point light sources are used as the light sources 10 and 10 ′.

【００８０】導光体（第１導光体）２０は、図７（ａ）
に示すように、光源１０からの光を受ける第１側面（入
射側面）２１と、第１側面２１に対向し、光源１０’か
らの光を受ける第２側面（入射側面）２２と、第１側面
２１と第２側面２２との間に位置し、第１側面２１およ
び第２側面２２に略直交する出射面２３と、出射面２３
に第１側面２１および第２側面２２を介して対向する対
向面２４とを有する。The light guide (first light guide) 20 is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a first side surface (incident side surface) 21 that receives light from the light source 10, a second side surface (incident side surface) 22 that faces the first side surface 21 and receives light from the light source 10 ′, and a first side surface (incident side surface) 22. An emission surface 23 located between the side surface 21 and the second side surface 22 and substantially orthogonal to the first side surface 21 and the second side surface 22, and an emission surface 23.
And a facing surface 24 facing each other through the first side surface 21 and the second side surface 22.

【００８１】導光体２０の対向面２４は、図７（ｂ）に
示すように、第１側面２１（第２側面２２）に直交する
方向に沿って所定の周期で設けられた複数の溝２４ａを
有する。複数の溝２４ａは、第１側面２１（第２側面２
２）に直交する方向に交差する方向に延びている。ま
た、対向面２４は、溝２４ａ間に位置し、第１側面２１
（第２側面２２）に直交する方向に略平行な（すなわ
ち、出射面２３に略平行な）平坦部２４ｂを有してい
る。As shown in FIG. 7B, the facing surface 24 of the light guide body 20 has a plurality of grooves provided in a predetermined cycle along a direction orthogonal to the first side surface 21 (second side surface 22). 24a. The plurality of grooves 24a are formed on the first side surface 21 (second side surface 2).
It extends in a direction intersecting the direction orthogonal to 2). Further, the facing surface 24 is located between the grooves 24 a, and the first side surface 21
It has a flat portion 24b that is substantially parallel to the direction orthogonal to the (second side surface 22) (that is, substantially parallel to the emission surface 23).

【００８２】複数の溝２４ａのそれぞれは、複数の面２
４ａ１および２４ａ２から構成されている。複数の溝２
４ａのそれぞれを構成する複数の面２４ａ１および２４
ａ２は、第１側面２１に直交する方向に対して（すなわ
ち、対向面２４の平坦部２４ｂに対して）傾斜してい
る。第１側面２１に近い傾斜面２４ａ１および第２側面
２２に近い面２４ａ２は、いずれも同じ傾斜角度αで傾
斜している。Each of the plurality of grooves 24a has a plurality of surfaces 2
4a1 and 24a2. Multiple grooves 2
A plurality of surfaces 24a1 and 24 constituting each of 4a
a2 is inclined with respect to the direction orthogonal to the first side surface 21 (that is, with respect to the flat portion 24b of the facing surface 24). The inclined surface 24a1 close to the first side surface 21 and the surface 24a2 close to the second side surface 22 are both inclined at the same inclination angle α.

【００８３】導光体（第１導光体）２０の出射面２３側
に設けられた第２導光体３０としては、公知の様々な導
光体を用いることができる。本実施形態では、第２導光
体３０として、導光体２０の第１側面２１に直交する方
向の長さＬ１が３５ｍｍ、導光体２０の出射面２３の法
線方向に沿った長さＬ１’が５０ｍｍの導光体を用い
る。Various known light guides can be used as the second light guide 30 provided on the exit surface 23 side of the light guide (first light guide) 20. In the present embodiment, as the second light guide body 30, the length L1 in the direction orthogonal to the first side surface 21 of the light guide body 20 is 35 mm, and the length along the normal direction of the emission surface 23 of the light guide body 20. A light guide body having L1 ′ of 50 mm is used.

【００８４】上述の構成を有する照明装置４００では、
点状の光源１０および１０’からの光は、第１側面２１
を介して導光体（第１導光体）２０の内部に入射し、対
向面２４の傾斜面２４ａ１および２４ａ２で反射して、
出射面２３から出射する。第２導光体３０は、導光体
（第１導光体）２０の出射面２３から出射された光を受
けて、照明光を出射する。In the lighting device 400 having the above structure,
Light from the point-shaped light sources 10 and 10 ′ is emitted from the first side surface 21.
Is incident on the inside of the light guide body (first light guide body) 20 via and is reflected by the inclined surfaces 24a1 and 24a2 of the facing surface 24,
The light is emitted from the emission surface 23. The second light guide body 30 receives the light emitted from the emission surface 23 of the light guide body (first light guide body) 20, and emits illumination light.

【００８５】本実施形態の照明装置４００において、例
えば、導光体２０として、第１側面２１に直交する方向
に沿った長さＬが３８ｍｍ、出射面１２３および第１側
面２１に平行な方向に沿った長さＬ’が１ｍｍ、出射面
２３の法線方向に沿った厚さＴが３ｍｍの導光体２０を
用い、照明光の主な出射方向を出射面２３の法線方向と
する（すなわち照明光の出射角度θを０°とする）場
合、上述した式（５）、（６）および（８’）を満たす
ためには、溝２４ａを構成する傾斜面２４ａ１および２
４ａ２の傾斜角度α、溝２４ａの深さｈ、溝２４ａの周
期ｐおよび導光体２０の屈折率ｎは、以下の式（１０）
を満たせばよい。なお、ここでは、溝２４ａの周期ｐ
を、溝２４ａが分離して目視されない上限の０．２ｍｍ
としている。In the illuminating device 400 of this embodiment, for example, as the light guide 20, the length L along the direction orthogonal to the first side surface 21 is 38 mm, and the length L is parallel to the emission surface 123 and the first side surface 21. A light guide 20 having a length L ′ of 1 mm and a thickness T of 3 mm along the normal direction of the emission surface 23 is used, and the main emission direction of the illumination light is the normal direction of the emission surface 23 ( That is, in the case where the emission angle θ of the illumination light is 0 °), in order to satisfy the above formulas (5), (6) and (8 ′), the inclined surfaces 24a1 and 2a forming the groove 24a are formed.
The inclination angle α of 4a2, the depth h of the groove 24a, the period p of the groove 24a, and the refractive index n of the light guide 20 are expressed by the following formula (10).
Should be satisfied. In addition, here, the period p of the groove 24a is p.
Is the upper limit of 0.2 mm at which the groove 24a is separated and not visually observed.
I am trying.

【００８６】 α＝４０．５（°） ｎ≧１．５４ ０．０３２（ｍｍ）≦ｈ≦０．１７１（ｍｍ） ｐ＝０．２（ｍｍ） （１０） 上記式（１０）を満たすために、ここでは、導光体２０
を、屈折率が１．５９のポリカーボネイト樹脂を用いて
形成し、溝２４ａの深さｈを、加工精度を考慮して０．
０５ｍｍとする。つまり、導光体２０の設計値を以下の
式（１０’）の通りとする。Α = 40.5 (°) n ≧ 1.54 0.032 (mm) ≦ h ≦ 0.171 (mm) p = 0.2 (mm) (10) To satisfy the above formula (10) In this example, the light guide 20
Is formed using a polycarbonate resin having a refractive index of 1.59, and the depth h of the groove 24a is set to 0.
It is set to 05 mm. That is, the design value of the light guide 20 is set as in the following formula (10 ′).

【００８７】 α＝４０．５（°） ｎ＝１．５９ ｈ＝０．０５（ｍｍ） ｐ＝０．２（ｍｍ） （１０’） 上記式（１０’）の値に基づいて作成した照明装置４０
０の照明光の出射角特性を、図７（ａ）中の、、
点において測定した結果を図８に示す。図８は、照明装
置４００の導光体２０の出射面２３から出射する照明光
の出射角度（°）と相対輝度（ａ．ｕ．）との関係を示
すグラフである。Α = 40.5 (°) n = 1.59 h = 0.05 (mm) p = 0.2 (mm) (10 ′) Illumination created based on the value of the above formula (10 ′). Device 40
The emission angle characteristic of the illumination light of 0 is shown in FIG.
The results measured at the points are shown in FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the emission angle (°) of the illumination light emitted from the emission surface 23 of the light guide 20 of the illumination device 400 and the relative luminance (au).

【００８８】図８から、本実施形態の照明装置４００で
は、導光体２０の出射面２３内において、出射角度が０
°の方向にほぼ均一に照明光が出射することがわかる。From FIG. 8, in the illumination device 400 of this embodiment, the emission angle is 0 within the emission surface 23 of the light guide 20.
It can be seen that the illumination light is emitted almost uniformly in the direction of °.

【００８９】上述したように、本発明による実施形態２
の照明装置４００は、均一な照明光を出射することがで
きる。また、照明装置４００が有する導光体２０は、溝
２４ａの深さｈおよび周期ｐが対向面２４の面内で一定
であるので形成が容易であり、そのため、照明装置４０
０は、簡便なプロセスで容易に製造することができる。As described above, the second embodiment according to the present invention
The illuminating device 400 can emit uniform illumination light. Further, the light guide 20 included in the lighting device 400 is easy to form because the depth h and the period p of the groove 24a are constant within the surface of the facing surface 24, and therefore the lighting device 40 is provided.
0 can be easily manufactured by a simple process.

【００９０】上述した本発明による照明装置は、表示装
置が備えるフロントライトやバックライトとして好適に
用いることができる。図９および図１０に、本発明によ
る実施形態の表示装置である液晶表示装置５００および
６００を示す。The illumination device according to the present invention described above can be suitably used as a front light or a back light included in a display device. 9 and 10 show liquid crystal display devices 500 and 600, which are display devices according to embodiments of the present invention.

【００９１】図９に示した液晶表示装置５００は、実施
形態１の照明装置３００と、照明装置３００に対して観
察者側（紙面上方）とは反対側に設けられた反射型液晶
表示パネル４０とを備えた反射型の液晶表示装置であ
る。The liquid crystal display device 500 shown in FIG. 9 is the illuminating device 300 of the first embodiment, and the reflection type liquid crystal display panel 40 provided on the opposite side of the illuminating device 300 from the observer side (above the paper surface). It is a reflection type liquid crystal display device including.

【００９２】また、図１０に示した液晶表示装置６００
は、実施形態１の照明装置３００と、照明装置３００に
対して観察者側（紙面上方）に設けられた透過型液晶表
示パネル５０とを備えた透過型の液晶表示装置である。The liquid crystal display device 600 shown in FIG.
Is a transmissive liquid crystal display device including the illuminating device 300 of the first embodiment and a transmissive liquid crystal display panel 50 provided on the observer side (upper surface of the drawing) with respect to the illuminating device 300.

【００９３】[0093]

【発明の効果】本発明によると、照明装置の簡便な設計
方法および製造方法が提供される。また、本発明による
と、均一な照明光を出射することができる導光体および
照明装置ならびにそれを備えた表示装置が提供される。According to the present invention, a simple designing method and manufacturing method of a lighting device are provided. Further, according to the present invention, there are provided a light guide and an illuminating device capable of emitting uniform illumination light, and a display device including the same.

【００９４】本発明による照明装置は、均一な照明光を
出射するので、液晶表示装置のフロントライトおよびバ
ックライトとして好適に用いられる。Since the illuminating device according to the present invention emits uniform illumination light, it is preferably used as a front light and a back light of a liquid crystal display device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】（ａ）は、対向面２４に溝２４ａを有する導光
体２０を備えた照明装置１００を模式的に示す側面図で
あり、（ｂ）は、照明装置１００が有する導光体２０を
模式的に拡大して示す側面図である。FIG. 1A is a side view schematically showing a lighting device 100 including a light guide body 20 having a groove 24a in a facing surface 24, and FIG. 1B is a light guide body included in the lighting device 100. It is a side view which expands and shows 20 typically.

【図２】（ａ）は、導光体２０の第２側面２２側に設け
られたさらなる光源１０’を有する照明装置２００を模
式的に示す側面図であり、（ｂ）は、照明装置２００が
有する導光体２０を模式的に拡大して示す側面図であ
る。2A is a side view schematically showing a lighting device 200 having a further light source 10 ′ provided on the second side surface 22 side of the light guide 20, and FIG. 2B is a lighting device 200. It is a side view which expands and shows the light guide 20 which this has typically.

【図３】本発明による実施形態１の照明装置３００を模
式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing the lighting device 300 according to the first embodiment of the present invention.

【図４】（ａ）は、本発明による実施形態１の照明装置
３００を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、照明装
置３００が有する導光体２０を模式的に拡大して示す側
面図である。FIG. 4A is a side view schematically showing the lighting device 300 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a schematic enlarged view of the light guide 20 included in the lighting device 300. It is a side view shown.

【図５】照明装置３００の出射面２３から出射する照明
光の出射角度（°）と相対輝度（ａ．ｕ．）との関係を
示すグラフである。5 is a graph showing the relationship between the emission angle (°) of illumination light emitted from the emission surface 23 of the illumination device 300 and the relative luminance (au).

【図６】図６は、本発明による実施形態２の照明装置４
００を模式的に示す斜視図である。FIG. 6 is a lighting device 4 according to a second embodiment of the present invention.
It is a perspective view which shows 00 normally.

【図７】（ａ）は、本発明による実施形態２の照明装置
４００を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、照明装
置４００が有する導光体２０を模式的に拡大して示す側
面図である。7A is a side view schematically showing an illuminating device 400 of a second embodiment according to the present invention, and FIG. 7B is a schematic enlarged view of a light guide 20 included in the illuminating device 400. It is a side view shown.

【図８】照明装置４００の導光体２０の出射面２３から
出射する照明光の出射角度（°）と相対輝度（ａ．
ｕ．）との関係を示すグラフである。FIG. 8 shows an emission angle (°) of illumination light emitted from an emission surface 23 of a light guide 20 of a lighting device 400 and a relative luminance (a.
u. ) Is a graph showing the relationship with.

【図９】本発明による実施形態の表示装置である液晶表
示装置５００を模式的に示す側面図である。FIG. 9 is a side view schematically showing a liquid crystal display device 500 which is a display device according to an embodiment of the present invention.

【図１０】本発明による実施形態の表示装置である液晶
表示装置６００を模式的に示す側面図である。FIG. 10 is a side view schematically showing a liquid crystal display device 600 which is a display device according to an embodiment of the present invention.

【図１１】（ａ）は、従来の照明装置７００を模式的に
示す側面図であり、（ｂ）は、照明装置７００が有する
樹脂基板７２０を模式的に拡大して示す側面図である。11A is a side view schematically showing a conventional lighting device 700, and FIG. 11B is a side view schematically showing a resin substrate 720 of the lighting device 700 in an enlarged manner.

【図１２】従来の照明装置８００を模式的に示す斜視図
である。FIG. 12 is a perspective view schematically showing a conventional lighting device 800.

【図１３】（ａ）は、照明装置８００が有する点状光源
８１０および第１導光体８２０を模式的に示す上面図で
あり、（ｂ）は、第１導光体８２０を模式的に拡大して
示す上面図である。13A is a top view schematically showing a point light source 810 and a first light guide 820 included in the lighting device 800, and FIG. 13B is a schematic view of the first light guide 820. It is an enlarged top view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０、１０’ 光源 ２０ 導光体、第１導光体 ２１ 第１側面（入射側面） ２２ 第２側面 ２３ 出射面 ２４ 対向面 ２４ａ 溝 ２４ａ１ 傾斜面 ２４ｂ 平坦部 ３０ さらなる導光体（第２導光体） ４０ 反射型液晶表示パネル ５０ 透過型液晶表示パネル １００、２００ 照明装置 ３００、４００ 照明装置 ５００、６００ 液晶表示装置 10, 10 'light source 20 Light guide, first light guide 21 First side (incident side) 22 Second side 23 exit surface 24 Opposing surface 24a groove 24a1 inclined surface 24b flat part 30 Further light guide (second light guide) 40 reflective liquid crystal display panel 50 transmissive liquid crystal display panel 100,200 Lighting device 300,400 Lighting device 500,600 Liquid crystal display device

───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) // F21Y 101: 02 F21Y 101: 02

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光源と、 前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側面に
対向する第２側面と、前記第１側面と前記第２側面との
間に位置し、前記第１側面に略直交する出射面と、前記
出射面に前記第１および第２側面を介して対向する対向
面とを有する導光体と、 を備える照明装置であって、 前記導光体の前記対向面は、前記第１側面に直交する第
１方向に沿って所定の周期で設けられた複数の溝であっ
て、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の溝
を有し、 前記複数の溝のそれぞれは、複数の面から構成されてお
り、 前記複数の溝のそれぞれを構成する前記複数の面のう
ち、前記第１側面にもっとも近い面は、前記第１方向に
対して傾斜した傾斜面であり、 前記傾斜面が前記第１方向となす角度α、前記導光体の
屈折率ｎ、前記出射面の法線方向に沿った前記導光体の
厚さＴ、前記第１方向に沿った前記導光体の長さＬ、前
記複数の溝の深さｈおよび前記複数の溝の周期ｐが、 ｎ・ｓｉｎ｛９０−α−ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）｝≧１ および２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎαの関係を満足する照
明装置。1. A light source, a first side surface that receives light from the light source, a second side surface facing the first side surface, a first side surface and a second side surface, and the first side surface and the second side surface. A light guide having an emission surface that is substantially orthogonal to one side surface, and an opposing surface that faces the emission surface via the first and second side surfaces, the illumination device comprising: The facing surface is a plurality of grooves provided at a predetermined cycle along a first direction orthogonal to the first side surface, and has a plurality of grooves extending in a second direction intersecting the first direction, Each of the plurality of grooves is composed of a plurality of surfaces, and among the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves, a surface closest to the first side surface is with respect to the first direction. An inclined surface that is inclined, an angle α formed by the inclined surface with the first direction, and a refractive index of the light guide. A thickness T of the light guide along the normal direction of the emission surface, a length L of the light guide along the first direction, a depth h of the plurality of grooves, and a depth of the plurality of grooves. A lighting device in which a period p satisfies the relations of n · sin {90-α-tan ⁻¹ (2T / L)} ≧ 1 and 2T / L ≦ h / p ≦ tanα. 【請求項２】 前記傾斜面が前記第１方向となす角度
α、前記複数の溝の深さｈおよび前記複数の溝の周期ｐ
が、前記対向面の面内で一定である請求項１に記載の照
明装置。2. The angle α formed by the inclined surface with the first direction, the depth h of the plurality of grooves, and the period p of the plurality of grooves.
Is constant within the surface of the said opposing surface, The illuminating device of Claim 1. 【請求項３】 前記導光体の前記第２側面側に設けられ
たさらなる光源を有し、 前記複数の溝のそれぞれを構成する前記複数の面のう
ち、前記第２側面にもっとも近い面は、前記第１側面に
もっとも近い前記傾斜面と同じ角度で前記第１方向に対
して傾斜している、請求項１または２に記載の照明装
置。3. The light source further includes a light source provided on the second side surface side, and of the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves, a surface closest to the second side surface is The lighting device according to claim 1 or 2, wherein the lighting device is inclined with respect to the first direction at the same angle as the inclined surface closest to the first side surface. 【請求項４】 前記傾斜面が前記第１方向となす角度
α、前記複数の溝の深さｈ、前記複数の溝の周期ｐ、前
記出射面の法線方向に沿った前記導光体の厚さＴおよび
前記第１方向に沿った前記導光体の長さＬが、２Ｔ／Ｌ
≦ｈ／ｐ≦ｔａｎα／２の関係を満足する、請求項３に
記載の照明装置。4. The angle α formed by the inclined surface with respect to the first direction, the depths h of the plurality of grooves, the period p of the plurality of grooves, and the light guide along the normal direction of the emission surface. The thickness T and the length L of the light guide along the first direction are 2T / L.
The lighting device according to claim 3, which satisfies a relationship of ≦ h / p ≦ tan α / 2. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の照明
装置と、前記照明装置に対して観察者とは反対側に設け
られた反射型表示パネルとを備える表示装置。5. A display device comprising: the illuminating device according to claim 1; and a reflective display panel provided on a side of the illuminating device opposite to an observer. 【請求項６】 請求項１から４のいずれかに記載の照明
装置と、前記照明装置に対して観察者側に設けられた透
過型表示パネルとを備える表示装置。6. A display device comprising: the illuminating device according to claim 1; and a transmissive display panel provided on an observer side of the illuminating device. 【請求項７】 光源からの光を受ける第１側面と、前記
第１側面に対向する第２側面と、前記第１側面と前記第
２側面との間に位置し、前記第１側面に略直交する出射
面と、前記出射面に前記第１および第２側面を介して対
向する対向面とを有する導光体であって、 前記対向面は、前記第１側面に直交する第１方向に沿っ
て所定の周期で設けられた複数の溝であって、前記第１
方向に交差する第２方向に延びる複数の溝を有し、 前記複数の溝のそれぞれは、複数の面から構成されてお
り、 前記複数の溝のそれぞれを構成する前記複数の面のう
ち、もっとも前記第１側面に近い面は、前記第１方向に
対して傾斜した傾斜面であり、 前記傾斜面が前記第１方向となす角度α、屈折率ｎ、前
記出射面の法線方向に沿った厚さＴ、前記第１方向に沿
った長さＬ、前記複数の溝の深さｈおよび前記複数の溝
の周期ｐが、 ｎ・ｓｉｎ｛９０−α−ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）｝≧１ および２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎαの関係を満足する導
光体。7. A first side surface that receives light from a light source, a second side surface that faces the first side surface, a first side surface, and a second side surface that is located between the first side surface and the second side surface. It is a light guide which has an exit surface which intersects perpendicularly, and the facing surface which opposes the exit surface via the 1st and 2nd side faces, The above-mentioned facing face is the 1st direction orthogonal to the 1st side face. A plurality of grooves provided at a predetermined cycle along the first groove.
Having a plurality of grooves extending in a second direction intersecting the direction, each of the plurality of grooves is composed of a plurality of surfaces, among the plurality of surfaces constituting each of the plurality of grooves, The surface close to the first side surface is an inclined surface inclined with respect to the first direction, and an angle α formed by the inclined surface with the first direction, a refractive index n, and a direction normal to the emission surface are set. The thickness T, the length L along the first direction, the depth h of the plurality of grooves and the period p of the plurality of grooves are n · sin {90-α-tan ^-1 (2T / L)}. A light guide satisfying the relations of ≧ 1 and 2T / L ≦ h / p ≦ tan α. 【請求項８】 前記傾斜面が前記第１方向となす角度
α、前記複数の溝の深さｈおよび前記複数の溝の周期ｐ
が、前記対向面の面内で一定である請求項７に記載の導
光体。8. The angle α formed by the inclined surface with the first direction, the depth h of the plurality of grooves, and the period p of the plurality of grooves.
Is constant within the surface of the said opposing surface, The light guide of Claim 7. 【請求項９】 前記複数の溝のそれぞれを構成する前記
複数の面のうち、前記第２側面にもっとも近い面は、前
記第１側面にもっとも近い前記傾斜面と同じ角度で前記
第１方向に対して傾斜している、請求項７または８に記
載の導光体。9. Of the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves, a surface closest to the second side surface is in the first direction at the same angle as the inclined surface closest to the first side surface. The light guide according to claim 7, which is inclined with respect to the light guide. 【請求項１０】 前記傾斜面が前記第１方向となす角度
α、前記複数の溝の深さｈ、前記複数の溝の周期ｐ、前
記出射面の法線方向に沿った厚さＴおよび前記第１方向
に沿った長さＬが、 ２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎα／２の関係を満足する、請
求項９に記載の導光体。10. The angle α formed by the inclined surface with the first direction, the depth h of the plurality of grooves, the period p of the plurality of grooves, the thickness T of the emitting surface along the normal direction, and the The light guide according to claim 9, wherein the length L along the first direction satisfies the relationship of 2T / L ≦ h / p ≦ tan α / 2. 【請求項１１】 光源と、 前記光源からの光を受ける第１側面と、前記第１側面に
対向する第２側面と、前記第１側面と前記第２側面との
間に位置し、前記第１側面に略直交する出射面と、前記
出射面に前記第１および第２側面を介して対向する対向
面とを有する導光体と、 を備え、 前記導光体の前記対向面は、前記第１側面に直交する第
１方向に沿って所定の周期で設けられた複数の溝であっ
て、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の溝
を有し、 前記複数の溝のそれぞれは、複数の面から構成されてお
り、 前記複数の溝のそれぞれを構成する前記複数の面のう
ち、もっとも前記第１側面に近い面は、前記第１方向に
対して傾斜した傾斜面である照明装置の設計方法であっ
て、 前記傾斜面が前記第１方向となす角度α、前記導光体の
屈折率ｎ、前記出射面の法線方向に沿った前記導光体の
厚さＴ、前記第１方向に沿った前記導光体の長さＬおよ
び前記出射面から光がもっとも多く出射する出射角度θ
のうち、少なくとも１つを所望の数値に決定するステッ
プと、 前記決定した少なくとも１つ以外の数値を、 ２α＋ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）＋ｓｉｎ^-1（ｓｉｎθ／
ｎ）＝９０ の関係を満足するように決定するステップと、を包含す
る照明装置の設計方法。11. A light source, a first side surface that receives light from the light source, a second side surface facing the first side surface, a first side surface and a second side surface, and the first side surface and the second side surface. A light guide body having an emission surface substantially orthogonal to one side surface and an opposed surface opposed to the emission surface via the first and second side surfaces; and the opposed surface of the light guide body, A plurality of grooves provided in a predetermined cycle along a first direction orthogonal to the first side surface, the plurality of grooves extending in a second direction intersecting the first direction, Each is composed of a plurality of surfaces, and among the plurality of surfaces forming each of the plurality of grooves, a surface closest to the first side surface is an inclined surface inclined with respect to the first direction. A method for designing an illumination device, comprising: an angle α formed by the inclined surface with the first direction; The refractive index n, the thickness T of the light guide along the normal to the exit surface, the length L of the light guide along the first direction, and the most exit of light from the exit surface. Output angle θ
Of at least one of the determined numerical values and the determined numerical values other than at least one of 2α + tan ⁻¹ (2T / L) + sin ⁻¹ (sin θ /
n) = 90 3 is determined so as to satisfy the relationship. 【請求項１２】 前記決定した少なくとも１つ以外の数
値を決定するステップにおいて、前記決定した少なくと
も１つ以外の数値を、 ｎ・ｓｉｎ｛９０−α−ｔａｎ^-1（２Ｔ／Ｌ）｝≧１ の関係も満足するように決定する、請求項１１に記載の
照明装置の設計方法。12. In the step of determining the numerical value other than the determined at least one, the numerical value other than the determined at least one is expressed by n.sin {90-α-tan ⁻¹ (2T / L)} ≧ 1. 12. The method for designing a lighting device according to claim 11, wherein the determination is made so as to satisfy the relationship. 【請求項１３】 前記決定した少なくとも１つ以外の数
値を決定するステップにおいて、前記決定した少なくと
も１つ以外の数値と、前記複数の溝の深さｈおよび前記
複数の溝の周期ｐの数値とを、 ２Ｔ／Ｌ≦ｈ／ｐ≦ｔａｎα の関係を満足するように決定する請求項１１または１２
に記載の照明装置の設計方法。13. In the step of determining the determined numerical value other than at least one, the determined numerical value other than at least one, and the numerical values of the depths h of the plurality of grooves and the periods p of the plurality of grooves. Is determined so as to satisfy the relationship of 2T / L ≦ h / p ≦ tan α.
A method for designing a lighting device according to. 【請求項１４】 請求項１１から１３のいずれかに記載
の照明装置の設計方法を用いて、照明装置を設計する工
程と、 前記照明装置を設計する工程において決定された各数値
に基づいて、前記導光体を作成する工程と、を包含する
照明装置の製造方法。14. A method of designing a lighting device using the method for designing a lighting device according to claim 11, based on each numerical value determined in the step of designing the lighting device, The manufacturing method of the illuminating device including the process of producing the said light guide.