JP2006318886A - 照明装置およびこれに使用する光制御部材並びにこれらを用いた表示装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の課題は、大型照明装置や液晶テレビなどのディスプレイ用途に用いることができる、高品位で光利用効率のよい光源直下方式の照明装置、およびこれを用いた画像表示装置を提供することである。
【解決手段】
上記課題は、矩形状の出射面を持ち、反射板と、複数の光源と、板状の光制御部材とを備え、該光制御部材の出射面は表面に凸部を周期的に複数形成しており、該光制御部材が反射部配置面を備え、該反射部配置面が反射部と開口部とからなり、該開口部の面積割合が反射部配置面の20%〜80%であって、反射部配置面に位置する反射部の全光線反射率が80%以上であることを特徴とする照明装置により解決される。
【選択図】 図2
Description
前記反射板は前記X軸およびY軸に平行なXY平面と平行に配置しており、
前記XY平面に垂直なZ軸の出射側を正面方向としたとき、
前記光源は前記反射板の正面方向側の前記XY平面に平行な1つの仮想平面内に配置しており、
前記光制御部材は前記配列した光源の正面方向側に配置し、
かつ、該光制御部材の主面は光源が配列している前記仮想平面と平行であり、
該光制御部材の主面は、光源に対向し該光源からの光を受光する入射面と前記入射面に受光した光を出射する出射面とからなり、前記入射面に一致するまたは光制御部材内部に該入射面と平行に位置する反射部配置面を備え、
前記出射面は表面に凸部を周期的に複数形成している照明装置であって、
前記反射部配置面が反射部と開口部とからなり、該開口部の面積割合が反射部配置面の20%〜80%であり、
該開口部は該凸部と対向しており、
反射部配置面に位置する反射部の全光線反射率が80%以上であることを特徴とする照明装置である。
前記反射板は前記X軸およびY軸に平行なXY平面と平行に配置しており、
前記XY平面に垂直なZ軸の出射側を正面方向としたとき、
前記光源は線状光源であり、該線状光源は前記反射板の正面方向側の前記XY平面に平行な1つの仮想平面内に配置しており、
かつ、該線状光源は長手方向がY軸に平行に配置しており、
かつ、X軸に沿って等間隔に配列しており、
前記光制御部材は前記配列した線状光源の正面方向側に配置し、
かつ、該光制御部材の主面は線状光源が配列している前記仮想平面と平行であり、
該光制御部材の主面は、線状光源に対向し該線状光源からの光を受光する入射面と前記入射面に受光した光を出射する出射面とからなり、前記入射面に一致するまたは光制御部材内部に該入射面と平行に位置する反射部配置面を備え、
前記出射面は表面に畝状の凸部を複数形成しており、
該凸部は頂部にあたる畝状の稜線がY軸に平行に形成されており、かつ、X軸に沿って配列している照明装置であって、
前記反射部配置面が反射部と開口部とからなり、該開口部の面積割合が反射部配置面の20%〜80%であり、
該開口部は該凸部と対向しており、
反射部配置面に位置する反射部の全光線反射率が80%以上であることを特徴とする照明装置である。
g(X)=f(X−D)+f(X)+f(X+D) (1)
としたとき、
−D/2≦X≦D/2の範囲で、
g(X)の最小値であるg(X)minと最大値であるg(X)maxの比g(X)min/g(X)maxが0.6以上であり、
Xの最小値Xminが−3.0D≦Xmin≦−0.5Dの範囲であり、最大値Xmaxが0.5D≦Xmax≦3.0Dの範囲であり(XminおよびXmaxは、f(X)の値がX=0である線状光源付近を中心に減衰していき、実質0になるときの両端の座標)、
X軸とZ軸とに平行なXZ平面と平行に切った任意の凸部の断面形状が、下記の式で表される(2N+1)個の傾きの異なる領域−N〜Nからなることを特徴とする照明装置である。
Xi=i×δ (3)
αi=Tan-1(Xi/H) (4)
βi=Sin−1((1/n)sinαi) (5)
γi=Sin−1((1/n2)sinαi) (6)
pi∝f(Xi+T・tanγi)・cosΦi・cosβi/cosαi/cos(Φi−βi) (7)
Φi=Tan−1((n・sinβi)/(n・cosβi−1)) (8)
N:自然数
i:−NからNの整数
n:光制御部材の凸部の屈折率
n2:光制御部材の基材の屈折率
pi:領域iのX軸方向の幅
Φi:領域iの出射面に対する斜面の傾き
T:光制御部材の入射面から凸部の底部までの厚み
ここで、α、β、γ、Φなどの角度はいずれも絶対値が90°未満で、基準線に対して右回りに成す角度を正、左回りに成す角度を負とする。
Xmin、Xmaxは、f(X)の値がX=0である線状光源付近を中心に減衰していき、実質0になるときの両端の座標である。Xmin〜Xmaxの間を等分に(2N+1)分割すると、分割した各要素の幅δは式(2)で示される。このとき任意の要素の中心座標Xiは、式(3)で示される。X=0の位置にある線状光源3から座標Xiの光制御部材4の入射面10への入射角度は法線方向に対して式(4)で示される角度αiとなる。
そのうち、式(8)で示される出射面に対する傾きΦiの斜面に到達した光のみ正面方向に向かう。
ri=qi・cos(Φi−βi) (9)
となる。
qi=pi/cosΦi (10)
である。
式(9)、式(10)から
ri=pi/cosΦi・cos(Φi−βi) (11)
となる。
また、図20に示すように、座標Xiの点における線状光源3の長手方向と垂直な断面の直径を見込む角度Δαiはcosαiに比例する。従って、座標Xiに入射する単位面積単位角度あたりの光の強度は、cos2αi/Δαiに比例し、このことからcos2αi/cosαi、つまりcosαiに比例する。つまり線状光源3からの光がX=0の点で単位凸部6に入射する光の単位角度あたりの強度に対し、座標X=Xiの点で単位凸部6に入射する光の単位角度あたりの強度の割合はcosαiである。従って、正面に出光する光はcosαi・ri/(P・cosβi)であり、式(11)よりpi/cosΦi・cos(Φi−βi)・cosαi/(P・cosβi)である。
さらに、正面方向への出光強度は、線状光源の発光強度と正面方向への出射割合とに比例するため、
f(Xi+T・tanγi)∝pi/cosΦi・cos(Φi−βi)・cosαi/(P・cosβi) (12)
に従って、
pi∝P・f(Xi+T・tanγi)・cosΦi・cosβi/cosαi/cos(Φi−βi) (13)
となる。ここで、凸部6の幅をPとすると、piの総和は凸部の幅Pとなるので、
Pは凸部幅であり定数となるため、
pi∝f(Xi+T・tanγi)・cosΦi・cosβi/cosαi/cos(Φi−βi) (7)
凸部は(式7)の関係を満足するような幅piの領域iからなる形状である。周知の通り比例縮小光学系は、ほぼ同一の指向特性を示すので自由に凸部のピッチを選定することができる。
線状光源から光制御部材への入射角αを中心に、微小角度Δαを考慮すると、Δαが十分小さい場合には次の式(15)、式(16)および式(17)が成り立つ。
H’=H/cosα (16)
V=U/cosα (17)
従って
V=H・Δα/cos2α (18)
図19に本発明の照明装置で光を正面に向ける原理を示す。
線状光源3から、屈折率nの光制御部材4にαの角度で入光する入射光12は該光制御部材の入射面10で屈折し、光制御部材内部を通過し、さらにこの光は出射面側の凸部6で屈折し観察面側に出射するが、このとき出射光13が正面方向に出光するのは凸部6において、傾きが望ましい角度Φである場合である。本発明では配置に基づくαの分布と入射光12の強度を考慮し、正面方向への出光強度が一定となるよう角度Φの割合を調節することで正面方向への出光強度を調節できる。
β=Sin-1(1/n・sinα) (5)’
Φ=β−ε (19)
−n・sinε=−sinω=sinΦ (ω=−Φ) (20)
式(19)および式(20)より、
−n・sin(β−Φ)=sinΦ (21)
−n・{sinΦ・cosβ−cosΦ・sinβ}=sinΦ (21)’
式(21)’の両辺をcosΦで除すると(sinΦ/cosΦ=tanΦなので)
−n{tanΦ・cosβ−sinβ}=tanΦ (21)”
これよりΦは次のように表すことができる。
Φ=Tan-1(n・sinβ)/(n・cosβ−1)) (21)'''
式(5)’、式(21)'''より
Φ=Tan-1(sinα/(n・cos(Sin−1((1/n)sinα))−1))(21)''''
前記入射面上の任意の点に前記XZ平面に平行かつ該入射面の法線方向に対してψ=Tan−1{(D/2)/H}の角度で入射した光の全光線透過率が、前記入射面上の点に法線から光が入射した場合の光の全光線透過率の、0.9倍〜3倍であることを特徴とする照明装置である。
光制御部材4の屈折率をnとしたときに、開口部8は以下の条件を満たすことが望ましい。ここで、光制御部材4が異なる屈折率を持つ複数の材料から成る場合、nは通常、光制御部材の主たる材料の屈折率で近似できる。
出射面が平坦な場合、エネルギー損失を考慮しなければ開口部8の割合によらず正面方向への出光強度はほぼ一定である。しかし、開口部8の中心に対向する位置に頂部を持つ凸部6が存在する場合にはそうはならない。該凸部は、レンズ形状であるとき集光性の制御がしやすく、また、効率良く光を望ましい方向に制御することができることから、該凸部6はレンズ形状であるのが望ましい。出射面に配置した凸部6がレンズ形状の場合、直線ACと直線A’C’の交点、すなわち点Oはレンズの焦点となる。したがって、点Oを通過し、線分CC’間を通過した光は、必ず正面方向に出射し、また、これらの光のみが正面方向に出射する。つまり、線分CC’間にのみ開口部8を配置することで、正面方向への出光強度割合を高めることができる。言い換えれば、線分CC’以外に開口部8が存在する場合、正面方向への出光強度割合は低下する。
ここで線分CC’の中央部付近に開口部8が存在するとは、線分CC’の中点を中心とする長さfの範囲内の開口部8の割合をyとしたとき、線分CC’間の開口部8の割合を(f/c)との比y/(f/c)が1より大きい範囲であるように開口部8が存在することをいう。
(tan2μ−tanμ)/tanμ=(1+tan2μ)/(1−tan2μ)
tan2μ>0なので、(tan2μ−tanμ)/tanμ>1
以上のことから、適度な開口部8を線分CC’の中心付近にとり、比f/cを適当な範囲にすることで、正面の輝度角度分布の割合が高まり、例えばパソコンモニターなどの高い正面輝度が要求される照明装置に用いたときに、望ましい輝度角度分布を得ることができる。前記反射部7等の反射率が高い場合は望ましい比f/cの値は小さくなり、逆に反射率が低い場合は大きくなる。つまり、反射率が高い場合は、エネルギー損失が小さいため、開口部8を小さくした方がより正面方向に向かう光が多くなる。逆に、反射率が低い場合は、開口部8を大きくとり線分CC’間を広く開口部8にした場合に、正面に向かう光が多くなる。反射部7の反射率が0%であると想定すると、線分CC’間すべてが開口部8であるとき、すなわちf/c=1であるとき、正面輝度が最も高くなる。
隣接する前記線状光源3の中心間の距離をD、任意の前記線状光源3の中心と前記光制御部材4との距離をHとする。該線状光源3から光制御部材4に入光した光の、X軸方向の位置座標X(光源位置をX=0とする)における出射面の法線方向への出光強度を表した関数をf(X)とし、
g(X)=f(X−D)+f(X)+f(X+D) (1)
としたとき、
−D/2≦X≦D/2の範囲で、
g(X)の最小値であるg(X)minと最大値であるg(X)maxの比g(X)min/g(X)maxが0.6以上である。また、Xの最小値Xminが−3.0D≦Xmin≦−0.5Dの範囲であり、最大値Xmaxが0.5D≦Xmax≦3.0Dの範囲であり(XminおよびXmaxは、f(X)の値がX=0である線状光源3付近を中心に減衰していき、実質0になるときの両端の座標)、X軸とZ軸とに平行なXZ平面と平行に切った任意の凸部の断面形状が、下記の式で表される(2N+1)個の傾きの異なる領域−N〜Nからなる。
Xi=i×δ (3)
αi=Tan-1(Xi/H) (4)
βi=Sin−1((1/n)sinαi) (5)
γi=Sin−1((1/n2)sinαi) (6)
pi∝f(Xi+T・tanγi)・cosΦi・cosβi/cosαi/cos(Φi−βi) (7)
Φi=Tan−1((n・sinβi)/(n・cosβi−1)) (8)
N:自然数
i:−NからNの整数
n:光制御部材4の凸部6の屈折率
n2:光制御部材4の基材の屈折率
pi:領域iのX軸方向の幅
Φi:領域iの出射面に対する斜面の傾き
T:光制御部材4の入射面から凸部6の底部までの厚み
複数の線状光源を用いる光源直下方式の照明装置では、出射する光のエネルギーは、各線状光源直上では大きく、線状光源間では小さい。そこで、線状光源直上から出光する光を、光制御部材4での適度な反射によって弱めると共に、反射光を反射板5で拡散光として、再び光制御部材4に戻して出射させる。
また凸部頂部は出射面に対する傾きの絶対値θ2がSin−1(1/n)未満である領域を持っていることが望ましい。領域の傾きθ2は複数の値を取る事ができる。曲線部であることで連続的にθ2が変化することで、分散方向を連続的に変化させることができ、より高い輝度均一性が得られる。また望ましくは凸部頂部の任意の点の傾きは凸部裾部の出射面に対する傾きの絶対値以下である。これは成形の容易性、光の方向制御の容易性から望ましい。
点状光源2を狭い間隔で直線状に配置し、擬似線状光源とすると配線上有利である。この場合、該擬似線状光源の長手方向がY軸に平行になるように配置し、X軸に沿って複数配列すれば、前記線状光源3を用いた照明装置と同様の光制御部材4を同様に配置することが好ましい。すなわち、凸部6の形状、開口部8の位置、形状、割合、および凸部6、開口部8、擬似線状光源の構成などについて同様に選択できる。
また、光線方向変換材の粒子径は、その平均粒子径が1〜50μmの範囲であり、好ましくは、2〜30μmの範囲である。光線方向変換材の平均粒子径が1μmより小さい場合には、これを基材部に分散させて得られる光制御部材4は、短波長の光を選択的に散乱するため、透過光が黄色を帯びやすく好ましくない。一方、光線方向変換材の平均粒子径が50μmを超えると、基材部に分散させて得られる光制御部材4は、光拡散性(輝度ムラの解消効果が十分でない点を記載したく)が低下したり、光が樹脂を透過したときに光拡散剤が異物として目視されやすくなったりする場合があり好ましくない。光線方向変換材の形状としては、楕円球状ないし球状にわたる形態であることが好ましく、球状であることがより好ましい。
本実施例の照明装置の構成は図2の略図で示される。
まず、X方向の長さ458mm、Y方向の長さ730mm、X方向とY方向に垂直な厚さ方向の長さ35mmで、出射側にX方向の長さ698mm、Y方向の長さ416mmの矩形の開口部を持つ直方体状の白色のABS樹脂製のハウジングを用意する。
次に前記ハウジングの出射側の開口部に対向する位置にある底部を覆うように、発泡ペット樹脂からなる反射率95%の反射板5を配置する。
次に光制御部材4を前記線状光源3の出射側に14mmの間隔をおいて、該反射板5と主面が平行になるよう配置する。該光制御部材4のサイズはY方向の長さ707mm、X方向の長さ436mmで、X方向とY方向に垂直な厚さ方向の凸部6の高さを含まない厚み、すなわち該光制御部材4の入射面から出射面に形成した凸部6の底部までの厚みTは2mmである。
線状光源3の中心から光制御部材4までのHは15.5mm、隣接する線状光源3の中心同士の距離Dは25.0mmである。
厚さuの透明な屈折率1.6のPETフィルム(商品名 0300E(ダイヤホイルヘキスト(株))の片面に屈折率1.55の紫外線硬化樹脂組成物(B−5H(日本化薬製))を塗布し、ピッチaで配列した略楕円弧状の溝が形成してある金型ロールの型面に塗布面を押し付け、その状態でPETフィルム側から紫外線を照射して硬化を行わせ、凸状曲面層をPETフィルムの片側に有する凸状曲面シートを得る。
形状の異なる2種類のロール金型を用いて押し出し成形を行い、両面に賦形された板状成形物を成形する。該ロール金型は断面がピッチaの略楕円弧形状配列の溝がロールの長手方向と垂直に複数配列する形状をもつものと、断面が略長方形状の溝が一定間隔でロールの長手方向と垂直に複数配列する形状をもつものであり、それぞれ切削加工により作製する。該板状成形物の材料(基材樹脂)としてはメタアクリル−スチレン共重合体を用いる。押し出し成形に際しては該板状成形物の両表面形状の位置関係を合わせるためロール金型の位置合わせを行い、ロール間隔は所望の板厚uに調整する。該板状成形物の両表面の形状と位置関係は、断面が楕円弧形状の平行な畝が複数配列する凸状曲面配列側と、断面が長方形状の凸部と凹部が平行なストライプ状に複数配列した平坦ストライプ配列側が表裏をなしており、板面を挟んで前記凸状曲面と前記凹部が1対1で対応して板状成形物の厚み方向と平行な位置関係で対向している。
このうち実施例1、7、8、10〜13、比較例1〜3は同一の断面形状である。
また、実施例2〜5は同一の断面形状である。
以下に、実施例および比較例の構成と、その評価結果を示す。
輝度ムラについては、1)出射面上各点の出射光の正面方向の均一性、2)出射エネルギーの均一性、3)微細ムラの有無から下記に従って判断している。
1):正面輝度の均一性は正面輝度の最小値と最大値との比率で判断する。この比が95%以上の均一性が非常に高いものを3点、また90%〜95%の高いものを2点、それ以外を0点とする。
2):出射エネルギーの均一性は隣接する光源の中間点に対応する位置の出射面上の照度と、光源に対応する位置の出射面上の照度との比で判断する。該照度比が99%以上101%以下のものを2点、98以上99%未満または101%以上102%未満のものを1点、それ以外を0点とする。
3):微細ムラとは輝度の差が比較的少なく光源の配列とは相関しない細かいムラの有無を観察して判断する。微細ムラの無いものを1点、有るものを0点とする。
6 凸部、7 反射部、8 開口部、9 反射部配置面、10 入射面、11 支持板
12 入射光、13 出射光、14 反射光
15 曲面部、16 集光手段、17 突起
Claims (16)
- X軸と、X軸に垂直なY軸とに平行な辺からなる矩形状の出射面を持ち、反射板と、複数の光源と、板状の光制御部材とを備え、
前記反射板は前記X軸およびY軸に平行なXY平面と平行に配置しており、
前記XY平面に垂直なZ軸の出射側を正面方向としたとき、
前記光源は前記反射板の正面方向側の前記XY平面に平行な1つの仮想平面内に配置しており、
前記光制御部材は前記配列した光源の正面方向側に配置し、
かつ、該光制御部材の主面は光源が配列している前記仮想平面と平行であり、
該光制御部材の主面は、光源に対向し該光源からの光を受光する入射面と前記入射面に受光した光を出射する出射面とからなり、前記入射面に一致するまたは光制御部材内部に該入射面と平行に位置する反射部配置面を備え、
前記出射面は表面に凸部を周期的に複数形成している照明装置であって、
前記反射部配置面が反射部と開口部とからなり、該開口部の面積割合が反射部配置面の20%〜80%であり、
該開口部は該凸部と対向しており、
反射部配置面に位置する反射部の全光線反射率が80%以上であることを特徴とする照明装置。 - X軸と、X軸に垂直なY軸とに平行な辺からなる矩形状の出射面を持ち、反射板と、複数の光源と、板状の光制御部材とを備え、
前記反射板は前記X軸およびY軸に平行なXY平面と平行に配置しており、
前記XY平面に垂直なZ軸の出射側を正面方向としたとき、
前記光源は線状光源であり、該線状光源は前記反射板の正面方向側の前記XY平面に平行な1つの仮想平面内に配置しており、
かつ、該線状光源は長手方向がY軸に平行に配置しており、
かつ、X軸に沿って等間隔に配列しており、
前記光制御部材は前記配列した線状光源の正面方向側に配置し、
かつ、該光制御部材の主面は線状光源が配列している前記仮想平面と平行であり、
該光制御部材の主面は、線状光源に対向し該線状光源からの光を受光する入射面と前記入射面に受光した光を出射する出射面とからなり、前記入射面に一致するまたは光制御部材内部に該入射面と平行に位置する反射部配置面を備え、
前記出射面は表面に畝状の凸部を複数形成しており、
該凸部は頂部にあたる畝状の稜線がY軸に平行に形成されており、かつ、X軸に沿って配列している照明装置であって、
前記反射部配置面が反射部と開口部とからなり、該開口部の面積割合が反射部配置面の20%〜80%であり、
該開口部は該凸部と対向しており、
反射部配置面に位置する反射部の全光線反射率が80%以上であることを特徴とする照明装置。 - 請求項2に記載の照明装置であって、前記光制御部材の屈折率をnとし、X軸とZ軸とに平行なXZ平面に切った切り口である断面内における、前記凸部の輪郭線の変曲点である両端をそれぞれA,A’とし、∠ABB’および∠AB’Bがπ/2+Sin−1(1/n)の角度を成す前記反射部配置面上の点をそれぞれ点B,B’としたとき、線分ABと線分A’B’とが交点を持たず、線分BB’の長さをb、線分BB’間を開口部が占める長さの総計をeとすると、比e/bが0.8≦e/b≦1であることを特徴とする照明装置。
- 請求項2または3に記載の照明装置であって、前記XZ平面と平行な断面内で、前記点A,点A’を接点とする凸部輪郭線の接線と反射部配置面とがなす鋭角をそれぞれσ、σ’、該断面内の反射部配置面と∠ACC’=(π/2+σ−Sin−1((1/n)×sinσ))、A’C’C=(π/2+σ’−Sin−1((1/n)×sinσ))の角度を成す反射部配置面上の点をそれぞれ点C,点C’としたとき、直線ACと直線A’C’との交点Oが反射部配置面の光源側に位置し、該断面の凸部頂部をE、線分OEと前記反射部配置面との交点を点Fとしたとき、線分OFの長さtと線分OEの長さTの比t/Tが0<t/T<0.65であることを特徴とする照明装置。
- 請求項2〜4のいずれかに記載の照明装置であって、前記光制御部材の屈折率をnとし、Y軸とZ軸とに平行なXZ平面と平行に切った切り口である断面内における、前記凸部の輪郭線の変曲点である両端をそれぞれA,A’とし、∠ABB’および∠AB’Bがπ/2+Sin−1(1/n)の角度を成す前記反射部配置面上の点をそれぞれ点B,B’としたとき、線分ABと線分A’B’とが交点を持たず、該断面内の開口部の長さの総計をd、線分BB’間を開口部が占める長さの総計をeとすると、比e/dが0.5以上であることを特徴とする照明装置。
- 請求項2〜5のいずれかに記載の照明装置であって、前記XZ平面と平行な断面内で、前記点A,点A’を接点とする凸部輪郭線の接線と反射部配置面とがなす鋭角をそれぞれσ、σ’、該断面内の反射部配置面と∠ACC’=(π/2+σ−Sin−1((1/n)×sinσ))、∠A’C’C=(π/2+σ’−Sin−1((1/n)×sinσ))の角度を成す反射部配置面上の点をそれぞれ点C,点C’とし、直線ACと直線A’C’との交点Oが反射部配置面の光源側に位置するとき、線分CC’の長さをc、線分CC’間を開口部が占める長さの総計をfとすると、比f/cが0.3≦f/c≦0.9の範囲であり、開口部が線分CC’の中央部付近に位置することを特徴とする照明装置。
- 請求項2〜6のいずれかに記載の照明装置であって、前記点A,点A’を接点とする凸部輪郭線の接線と反射部配置面とがなす鋭角をそれぞれσ、σ’、該断面内の反射部配置面と∠ACC’=(π/2+σ−Sin−1((1/n)×sinσ))、∠A’C’C=(π/2+σ’−Sin−1((1/n)×sinσ))の角度を成す反射部配置面上の点をそれぞれ点C,点C’とし、直線ACと直線A’C’との交点Oが反射部配置面の光源側に位置するとき、線分CC’間の長さcと線分AA’間の長さaの比c/aが、0.6以下であることを特徴とする照明装置。
- 請求項2〜7のいずれかに記載の照明装置であって、隣接する前記線状光源の中心間の距離をD、任意の前記線状光源の中心と前記光制御部材との距離をH、該線状光源から光制御部材に入光した光の、X軸方向の位置座標X(光源位置をX=0とする)における出射面の法線方向への出光強度を表した関数をf(X)とし、
g(X)=f(X−D)+f(X)+f(X+D) (1)
としたとき、
−D/2≦X≦D/2の範囲で、
g(X)の最小値であるg(X)minと最大値であるg(X)maxの比g(X)min/g(X)maxが0.6以上であり、
Xの最小値Xminが−3.0D≦Xmin≦−0.5Dの範囲であり、最大値Xmaxが0.5D≦Xmax≦3.0Dの範囲であり(XminおよびXmaxは、f(X)の値がX=0である線状光源付近を中心に減衰していき、実質0になるときの両端の座標)、
X軸とZ軸とに平行なXZ平面と平行に切った任意の凸部の断面形状が、下記の式で表される(2N+1)個の傾きの異なる領域−N〜Nからなることを特徴とする照明装置。
δ=(Xmax−Xmin)/(2N+1) (2)
Xi=i×δ (3)
αi=Tan-1(Xi/H) (4)
βi=Sin−1((1/n)sinαi) (5)
γi=Sin−1((1/n2)sinαi) (6)
pi∝f(Xi+T・tanγi)・cosΦi・cosβi/cosαi/cos(Φi−βi) (7)
Φi=Tan−1((n・sinβi)/(n・cosβi−1)) (8)
N:自然数
i:−NからNの整数
n:光制御部材の凸部の屈折率
n2:光制御部材の基材の屈折率
pi:領域iのX軸方向の幅
Φi:領域iの出射面に対する斜面の傾き
T:光制御部材の入射面から凸部の底部までの厚み - 請求項2〜8のいずれかに記載の照明装置であって、隣接する前記線状光源の中心間の距離をD、任意の前記線状光源の中心と前記光制御部材との距離をHとしたとき、
前記入射面上の任意の点に前記XZ平面に平行かつ該入射面の法線方向に対してψ=Tan−1{(D/2)/H}の角度で入射した光の全光線透過率が、前記入射面上の点に法線から光が入射した場合の光の全光線透過率の、0.9倍〜3倍であることを特徴とする照明装置。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の照明装置であって、前記光制御部材は前記光源からの光の方向を変換するための光線方向変換部を備え、該光線方向変換部は入射面に法線方向から入射した光の80%乃至10%の光の方向を変換させるとともに、前記光源から前記開口部に入射した光の80%以上が前記光線方向変換部を通過して、前記出射面に形成した凸部に到達することを特徴とする照明装置。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の照明装置であって、前記光制御部材の凸部が屈折率が1.58以上の材料からなることを特徴とする照明装置。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の照明装置であって、受光した光を屈折させて光のY軸方向の分散を集光して出射面に透過させる、光線方向制御手段を備えることを特徴とする照明装置。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の照明装置であって、前記反射板には前記光制御部材と接して光制御部材を保持する突起が配置されており、前記突起が光透過性材料からなり、突起の水平断面が円形形状であって、光制御部材と接する突起先端部の直径が1mm以下であることを特徴とする照明装置。
- 請求項1〜13のいずれかに記載の照明装置であって、反射部配置面に位置する反射部の全光線反射率が90%以上であることを特徴とする照明装置。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の照明装置が備える光制御部材。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の照明装置上に透過型表示素子を設けた表示装置。
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