JP2008027665A - Light guide plate and flat lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導光板の表面部や裏面部に投射した形状が鼓形形状をして、この鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状の凹状素子を設け、さらに表面部や裏面部の入射端面部以外の端辺部の付近に入射端面部方向に反射する凹状の反射素子を設けることにより、導光板内に入射した光源からの光が凹状素子の傾斜曲面に遭遇し、傾斜曲面によって光が広がりを持って反射や屈折をし、指向性の光でも光を広げて均一な出射光を得ることができ、さらに、入射端面部方向からの光を凹状素子の傾斜曲面で透過屈折して来た光を反射素子で反射して再度凹状素子の傾斜曲面に向け、再度凹状素子の傾斜曲面で反射素子からの反射光を、広がりを持って反射や屈折をすることができ、無駄なく光を最大限に利用することができるために明るい出射光を得ることができる導光板とこの導光板を用いた平面照明装置に関するものである。 According to the present invention, the shape projected onto the front and back portions of the light guide plate has a drum shape, and the concave portion of the drum shape is cut off at an arbitrary curvature radius and has an inclined curved surface. A concave element with an arch shape in which the linear portions at both ends of each are connected with a spherical curved surface is provided, and further reflected in the direction of the incident end face near the edge portion other than the incident end face portion of the front surface portion and the rear surface portion. By providing a concave reflective element, the light from the light source incident on the light guide plate encounters the inclined curved surface of the concave element, and the inclined curved surface reflects and refracts light with a spread, even with directional light Uniform outgoing light can be obtained by spreading the light. Further, the light that has been transmitted and refracted by the inclined curved surface of the concave element is reflected by the reflective element, and the inclined curved surface of the concave element is again reflected. The reflected light from the reflective element again on the inclined curved surface of the concave element , A light guide plate capable of reflecting and refracting with a wide spread and maximizing the use of light without waste, and a bright illumination light and a flat illumination device using the light guide plate It is.
従来の平面照明装置としては、導光板の表面部や裏面部に反射部材を設け、どちらか一方に帯状のスリットである欠切部を設け、欠切部が光源に近いほど小さく、光源が点状の場合には点光源の発光部を中心とする円弧状スリットを設け、光源からの距離が大きくなるにつれスリット間が狭くなるようにしたものが知られている。 As a conventional flat illumination device, a reflective member is provided on the front surface portion or the back surface portion of the light guide plate, and a cutout portion that is a band-like slit is provided on either side, and the smaller the cutout portion is closer to the light source, the smaller the light source is. In the case of the shape, an arc-shaped slit centering on the light emitting part of the point light source is provided, and the distance between the slits is narrowed as the distance from the light source increases.
また、従来の平面照明装置として、導光板の表面側に拡散部材を設けるとともに裏面側に反射部材を設け、導光板の反射面(裏面)に所定の長さを有する断面V字状のV字溝が光源と平行に各々が所定の間隔をもって離隔して一列にて配置され各列の隣接列が交互に千鳥状に配置し、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるように配列するものが知られている。 Moreover, as a conventional flat illumination device, a V-shaped cross-section having a predetermined length on the reflection surface (back surface) of the light guide plate is provided with a diffusion member on the front surface side of the light guide plate and a reflection member on the back surface side. The grooves are arranged in a row parallel to the light source and spaced apart from each other by a predetermined interval, and adjacent rows of each row are alternately arranged in a staggered manner, and the intervals are gradually reduced as the distance from the light source increases. Are known.
さらに、従来の導光板としては、表面や裏面全体に反射屈折させるV溝の窪みを入射方向に平行に多数断続的に千鳥状や円弧状に設け、光の進行方向に沿って窪み同士の間に隙間を設け、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにしたものが知られている。
上述した従来の平面照明装置は、導光板の表面部や裏面部に反射部材を設け、どちらか一方に帯状のスリットである欠切部を設け、欠切部が光源に近いほど小さくすることで、光源に近いほどスリットから漏れる光の量をコントロールし、全体を均一に出射するようにしているが、出射光がスリット状になってしまうため、見栄えが悪い。また、特に光源に近い所では、スリットが小さいために、輝線として現れる。しかも、光源に近い光のため、光のエネルギが大きく、より強い輝線となってしまう課題がある。
また、光源が点状の場合には、点光源の発光部を中心とする円弧状スリットを設け、光源からの距離が大となるにつれスリット間が狭くなるようにする場合も上記と同様な理由で円弧状の輝線が現れてしまう課題がある。
The above-described conventional flat illumination device is provided with a reflective member on the front surface portion and the back surface portion of the light guide plate, and provided with a cutout portion that is a band-like slit on one of them, and the cutout portion is made smaller as it is closer to the light source. The closer to the light source, the amount of light leaking from the slit is controlled so that the entire light is emitted uniformly. However, since the emitted light becomes a slit shape, the appearance is poor. Also, particularly near the light source, it appears as a bright line because the slit is small. Moreover, since the light is close to the light source, there is a problem that the energy of the light is large and the emission line becomes stronger.
In addition, when the light source is point-like, an arc-shaped slit centering on the light emitting part of the point light source is provided so that the gap between the slits becomes narrower as the distance from the light source becomes larger. There is a problem that arc-like bright lines appear.
さらに、従来の平面照明装置として、導光板の表面側に拡散部材を設けるとともに裏面側に反射部材を設け、導光板の反射面(裏面)に所定の長さを有する断面V字状のV字溝が光源と平行に各々が所定の間隔をもって離隔して一列にて配置され各列の隣接列が交互に千鳥状に配置し、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるように配列するものでは、導光板内に入射された光が進行方向に対するV字溝の傾斜面によって反射され表面側に偏向させるので、特に強い出射光は光源に対して常に平行な出射光であるために、例えば光源の両端部等では出射光の輝度が低くなってしまう課題がある。
特に光源が点光源の場合には、光源からの位置によって輝度分布が均一でない場合が多いために隅等で著しく輝度低下になってしまう課題がある。
Further, as a conventional flat illumination device, a V-shaped cross-section having a predetermined length on the reflective surface (back surface) of the light guide plate is provided with a diffusion member on the front surface side of the light guide plate and a reflective member on the back surface side. The grooves are arranged in a row in parallel with the light source and spaced apart from each other by a predetermined interval, adjacent rows of each row are alternately arranged in a staggered pattern, and the intervals are gradually reduced as they move away from the light source. Since the light incident on the light guide plate is reflected by the inclined surface of the V-shaped groove with respect to the traveling direction and deflected to the surface side, particularly strong outgoing light is always parallel to the light source. There is a problem that the brightness of the emitted light is lowered at both ends of the light.
In particular, when the light source is a point light source, the luminance distribution is often not uniform depending on the position from the light source.
また、従来の導光板として、表面や裏面全体に反射屈折させるV溝の窪みを入射方向に平行に多数断続的に千鳥状や円弧状に設け、光の進行方向に沿って窪み同士の間に隙間を設け、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにしたものでは、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにしても大きな導光板では窪みに遮られてしまう課題がある。 In addition, as a conventional light guide plate, a large number of V-groove recesses that are reflected and refracted on the entire front and back surfaces are provided in a staggered or arcuate manner in parallel with the incident direction, and between the recesses along the light traveling direction. In the case where a gap is provided so that the interval gradually decreases as the distance from the light source increases, there is a problem that even if the interval gradually decreases as the distance from the light source decreases, the large light guide plate is blocked by the depression.
さらに、表面や裏面全体にV溝の窪みを入射方向に対して円弧状に多数断続的に設けて、陰極線管での中央部が強く、周辺部で弱くなっている場合にも一様な分布を期待しているが、陰極線管の中央部分からの光を反射させるために円弧状にするために、陰極線管からの平行光は利用できないので、陰極線管の中央部分からの光は斜方向からの光しか利用できず、陰極線管からの平行光よりもエネルギが低く、反射された光の出射位置(形状)が異なり、全体として一様な出射光でなく、表面からの出射された輝度分布に課題がある。 In addition, a large number of V-groove dents are provided intermittently in an arc shape with respect to the incident direction on the entire front and back surfaces, and the distribution is uniform even when the central portion of the cathode ray tube is strong and weak at the peripheral portion. However, in order to reflect the light from the central part of the cathode ray tube, the parallel light from the cathode ray tube cannot be used because it is arcuate to reflect the light from the central part of the cathode ray tube. , The energy is lower than the parallel light from the cathode ray tube, the reflected light emission position (shape) is different, and the brightness distribution emitted from the surface is not uniform light as a whole There is a problem.
また、従来の導光板は、表面部や裏面部に設けた種々の反射や屈折をさせる手段に於いて、単に表面部や裏面部に設けて表面部と裏面部との関連性がないものであった為に、十分な光の利用に課題があった。
そのため、このような導光板を用いた従来の平面照明装置は、光の輝度に対して不満足なものであった。
In addition, the conventional light guide plate is simply provided on the front surface portion or the back surface portion and has no relation between the front surface portion and the back surface portion in various reflection and refraction means provided on the front surface portion and the back surface portion. As a result, there was a problem in using sufficient light.
For this reason, the conventional flat illumination device using such a light guide plate is unsatisfactory with respect to the luminance of light.
(発明の目的)
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、導光板の出射面部や反出射面部に投射した形状が鼓形形状を有して鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するととに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を用いて、凹状素子の何れか1つの傾斜曲面を入射端面部方向に向けて設けるとともに凹状の反射素子を入射端面部以外の端辺部の付近や入射端面部方向に存在する凹状素子の入射端面部方向の反対側の傾斜曲面に対応した位置に設けて入射端面部から導かれる光を凹状素子の傾斜曲面で反射や屈折をし、さらにこの凹状素子を透過した光を凹状の反射素子によって略出射面部方向に全反射させたり、戻ってきた光を再度凹状素子の傾斜曲面で反射や屈折を行い斑の無い明るい出射光を得ることのできる導光板と、この導光板を用いた平面照明装置を提供することを目的としている。
(Object of invention)
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The shape projected on the exit surface portion and the opposite exit surface portion of the light guide plate has an hourglass shape, and the concave portion of the hourglass shape has an arbitrary curvature. Using an arch-shaped concave element that has an inclined curved surface when cut by a radius, and linear portions at both ends of the hourglass shape are connected to each other by a spherical curved surface, the inclined curved surface of any one of the concave elements In the direction of the incident end face, and the concave reflecting element is located near the edge side other than the incident end face or at a position corresponding to the inclined curved surface on the opposite side of the incident end face in the direction of the incident end face. The light guided from the incident end surface is reflected or refracted by the inclined curved surface of the concave element, and the light transmitted through the concave element is totally reflected by the concave reflective element in the direction of the emission surface or returned. The light is reflected again by the inclined curved surface of the concave element. And its object is to provide a light guide plate capable of obtaining a bright output light without unevenness performed folded, the planar lighting device using the light guide plate.
本発明の請求項1に係る導光板は、投射した形状が鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を出射面部または/および反出射面部に設けたことを特徴とする。
In the light guide plate according to
請求項1に係る導光板は、投射した形状が鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を出射面部または/および反出射面部に設けたので、傾斜曲面に進んだ光が広がりを持って反射や屈折をする。
In the light guide plate according to
また、請求項2に係る導光板は、凹状素子が何れか1つの傾斜曲面を入射端面部方向に向けて配置することを特徴とする。
Further, the light guide plate according to
請求項2に係る導光板は、凹状素子が何れか1つの傾斜曲面を入射端面部方向に向けて配置するので、傾斜曲面の全てが導光板内に入射した光と遭遇することができる。 In the light guide plate according to the second aspect, the concave element arranges any one of the inclined curved surfaces in the direction of the incident end face, so that all of the inclined curved surfaces can encounter light incident on the light guide plate.
さらに、請求項3に係る導光板は、出射面部または/および反出射面部の入射端面部以外の端辺部の付近に入射端面部方向に反射する凹状の反射素子をさらに具備したことを特徴とする。
Furthermore, the light guide plate according to
請求項3に係る導光板は、出射面部または/および反出射面部の入射端面部以外の端辺部の付近に入射端面部方向に反射する凹状の反射素子をさらに具備したので、入射端面部以外の端辺部の付近に来た光を入射端面部方向に反射することができる。
The light guide plate according to
また、請求項4に係る導光板は、反射素子を入射端面部方向に存在する凹状素子の入射端面部方向の反対側の傾斜曲面に対応した位置に設けることを特徴とする。 The light guide plate according to claim 4 is characterized in that the reflecting element is provided at a position corresponding to the inclined curved surface on the opposite side of the incident end surface portion direction of the concave element existing in the incident end surface portion direction.
請求項4に係る導光板は、反射素子を入射端面部方向に存在する凹状素子の入射端面部方向の反対側の傾斜曲面に対応した位置に設けるので、入射端面部方向からの光を凹状素子の傾斜曲面で透過屈折して来た光を全反射して出射面部や反出射面部に向けることができる。 The light guide plate according to claim 4 provides the reflecting element at a position corresponding to the inclined curved surface on the opposite side of the incident end surface portion direction of the concave element existing in the incident end surface portion direction, so that the light from the incident end surface portion direction can receive light from the concave element. The light that has been transmitted and refracted by the inclined curved surface can be totally reflected and directed to the exit surface portion and the counter-exit surface portion.
さらに、請求項5に係る導光板は、反射素子が少なくとも1つの反射面を有し、三角柱凹形状、台形柱凹形状、三角錐凹形状、四角錐凹形状、円錐凹形状の何れかからなることを特徴とする。
Further, in the light guide plate according to
請求項5に係る導光板は、反射素子が少なくとも1つの反射面を有し、三角柱凹形状、台形柱凹形状、三角錐凹形状、四角錐凹形状、円錐凹形状の何れかからなるので、少なくとも1つの反射面で入射端面部からの光やアーチ状形状からの光を全反射することができるとともに他方からの光も他の反射面で全反射することができる。
In the light guide plate according to
また、請求項6に係る平面照明装置は、光源と、
該光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部からの入射光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部と、これら出射面部と反出射面部とに交わる側面部とを有し、投射した形状が鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を出射面部または/および反出射面部に設けた導光板とを少なくとも具備したことを特徴とする。
Moreover, the flat illumination device according to
Intersects an incident end face part that guides light from the light source, an exit face part that emits incident light from the incident end face part, a counter-exit face part located on the opposite side of the exit face part, and the exit face part and the counter exit face part And the projected shape has an hourglass shape, the concave portion of the hourglass shape is notched with an arbitrary radius of curvature and has an inclined curved surface, and the linear portions at both ends of the hourglass shape are mutually connected. It is characterized by comprising at least a light guide plate provided with arch-shaped concave elements connected by spherical curved surfaces on the exit surface portion and / or the opposite exit surface portion.
請求項6に係る平面照明装置は、光源と、
該光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部からの入射光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部と、これら出射面部と反出射面部とに交わる側面部とを有し、投射した形状が鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を出射面部または/および反出射面部に設けた導光板とを少なくとも具備したので、導光板内に入射した光源からの光が凹状素子の傾斜曲面に遭遇し、傾斜曲面によって光が広がりを持って反射や屈折をする。
The flat illumination device according to
Intersects an incident end face part that guides light from the light source, an exit face part that emits incident light from the incident end face part, a counter-exit face part located on the opposite side of the exit face part, and the exit face part and the counter exit face part And the projected shape has an hourglass shape, the concave portion of the hourglass shape is notched with an arbitrary radius of curvature and has an inclined curved surface, and the linear portions at both ends of the hourglass shape are mutually connected. Since it has at least a light guide plate provided with an arcuate concave element connected by a spherical curved surface on the exit surface part and / or the opposite exit surface part, the light from the light source incident on the light guide plate is inclined by the concave element. A curved surface is encountered, and light is reflected and refracted by the inclined curved surface.
さらに、請求項7に係る平面照明装置は、導光板に出射面部または/および反出射面部の入射端面部以外の端辺部の付近に入射端面部方向に反射する凹状の反射素子を設けたことを特徴とする。
Further, in the planar illumination device according to
請求項7に係る平面照明装置は、導光板に出射面部または/および反出射面部の入射端面部以外の端辺部の付近に入射端面部方向に反射する凹状の反射素子を設けたので、入射端面部以外の端辺部の付近に来た光を入射端面部方向に反射することができる。 In the planar illumination device according to the seventh aspect, since the light guide plate is provided with the concave reflecting element that reflects in the direction of the incident end face near the end face other than the incident end face of the exit face or / and the opposite exit face. Light that has come to the vicinity of the end side other than the end face can be reflected in the direction of the incident end face.
また、請求項8に係る平面照明装置は、導光板に入射端面部方向に存在する凹状素子の入射端面部方向の反対側の傾斜曲面に対応した位置に反射素子を設けることを特徴とする。
The planar illumination device according to
請求項8に係る平面照明装置は、導光板に入射端面部方向に存在する凹状素子の入射端面部方向の反対側の傾斜曲面に対応した位置に反射素子を設けるので、入射端面部方向からの光を凹状素子の傾斜曲面で透過屈折して来た光を反射して、再度凹状素子の傾斜曲面に向けることができる。 In the planar illumination device according to the eighth aspect, the reflective element is provided at a position corresponding to the inclined curved surface on the opposite side of the incident end surface portion direction of the concave element existing in the incident end surface portion direction on the light guide plate. Light that has been transmitted and refracted by the inclined curved surface of the concave element can be reflected and directed again to the inclined curved surface of the concave element.
さらに、請求項9に係る平面照明装置は、導光板に設けた凹状素子の何れか1つの傾斜曲面を光源方向に向けて配置することを特徴とする。 Furthermore, the planar illumination device according to claim 9 is characterized in that any one inclined curved surface of the concave elements provided on the light guide plate is arranged toward the light source direction.
請求項9に係る平面照明装置は、導光板に設けた凹状素子の何れか1つの傾斜曲面を光源方向に向けて配置するので、光源からの光を確実に凹状素子の何れか1つの傾斜曲面で受け、全反射や屈折をすることができる。 In the flat illumination device according to the ninth aspect, since any one inclined curved surface of the concave elements provided on the light guide plate is arranged in the light source direction, the light from the light source is reliably transmitted to any one inclined curved surface of the concave elements. Can be totally reflected and refracted.
以上のように、請求項1に係る導光板は、投射した形状が鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を出射面部または/および反出射面部に設けたので、傾斜曲面に進んだ光が広がりを持って反射や屈折をする。
そのために、指向性の光でも光を広げて均一な出射光を得ることができる。
As described above, in the light guide plate according to
Therefore, it is possible to obtain uniform outgoing light by spreading the light even with directional light.
請求項2に係る導光板は、凹状素子が何れか1つの傾斜曲面を入射端面部方向に向けて配置するので、傾斜曲面の全てが導光板内に入射した光と遭遇することができる。
そのために、傾斜曲面で広がりを持って反射や屈折を行い指向性の光でも光を広げて均一な出射光を得ることができる。
In the light guide plate according to the second aspect, the concave element arranges any one of the inclined curved surfaces in the direction of the incident end face, so that all of the inclined curved surfaces can encounter light incident on the light guide plate.
Therefore, it is possible to obtain uniform emission light by spreading and spreading light with directivity by performing reflection and refraction with a spread on an inclined curved surface.
請求項3に係る導光板は、出射面部または/および反出射面部の入射端面部以外の端辺部の付近に入射端面部方向に反射する凹状の反射素子をさらに具備したので、入射端面部以外の端辺部の付近に来た光を入射端面部方向に反射することができる。
そのために、入射端面部方向と反射素子とを結ぶ線上に反射光を存在させることができ再度光を利用する可能性を得ることができる。
The light guide plate according to
Therefore, the reflected light can be present on the line connecting the incident end face direction and the reflecting element, and the possibility of using the light again can be obtained.
請求項4に係る導光板は、反射素子を入射端面部方向に存在する凹状素子の入射端面部方向の反対側の傾斜曲面に対応した位置に設けるので、入射端面部方向からの光を凹状素子の傾斜曲面で透過屈折して来た光を全反射して出射面部や反出射面部に向けることができる。
そのために、凹状素子の傾斜曲面で透過屈折された光を反射素子で広がりを持って反射をすることができ、無駄なく光を最大限に利用することができる。
The light guide plate according to claim 4 provides the reflecting element at a position corresponding to the inclined curved surface on the opposite side of the incident end surface portion direction of the concave element existing in the incident end surface portion direction, so that the light from the incident end surface portion direction can receive light from the concave element. The light that has been transmitted and refracted by the inclined curved surface can be totally reflected and directed to the exit surface portion and the counter-exit surface portion.
Therefore, the light transmissively refracted by the inclined curved surface of the concave element can be reflected by the reflecting element with a spread, and the light can be utilized to the maximum without waste.
請求項5に係る導光板は、反射素子が少なくとも1つの反射面を有し、三角柱凹形状、台形柱凹形状、三角錐凹形状、四角錐凹形状、円錐凹形状の何れかからなるので、少なくとも1つの反射面で入射端面部からの光やアーチ状形状からの光を全反射することができるとともに他方からの光も他の反射面で全反射することができる。
そのために、無駄なく入射端面部からの光を利用することができる。
In the light guide plate according to
Therefore, light from the incident end face can be used without waste.
請求項6に係る平面照明装置は、光源と、
該光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部からの入射光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部と、これら出射面部と反出射面部とに交わる側面部とを有し、投射した形状が鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を出射面部または/および反出射面部に設けた導光板とを少なくとも具備したので、導光板内に入射した光源からの光が凹状素子の傾斜曲面に遭遇し、傾斜曲面によって光が広がりを持って反射や屈折をする。
そのために、指向性の光でも光を広げて均一な出射光を得ることができる。
The flat illumination device according to
Intersects an incident end face part that guides light from the light source, an exit face part that emits incident light from the incident end face part, a counter-exit face part located on the opposite side of the exit face part, and the exit face part and the counter exit face part And the projected shape has an hourglass shape, the concave portion of the hourglass shape is notched with an arbitrary radius of curvature and has an inclined curved surface, and the linear portions at both ends of the hourglass shape are mutually connected. Since it has at least a light guide plate provided with an arcuate concave element connected by a spherical curved surface on the exit surface part and / or the opposite exit surface part, the light from the light source incident on the light guide plate is inclined by the concave element. A curved surface is encountered, and light is reflected and refracted by the inclined curved surface.
Therefore, it is possible to obtain uniform outgoing light by spreading the light even with directional light.
請求項7に係る平面照明装置は、導光板に出射面部または/および反出射面部の入射端面部以外の端辺部の付近に入射端面部方向に反射する凹状の反射素子を設けたので、入射端面部以外の端辺部の付近に来た光を入射端面部方向に反射することができる。
そのために、入射端面部と反射素子とを結ぶ線上に反射光を存在させることができ再度光を利用する可能性を得ることができるために明るい出射光を得ることができる。
In the planar illumination device according to the seventh aspect, since the light guide plate is provided with the concave reflecting element that reflects in the direction of the incident end face near the end face other than the incident end face of the exit face or / and the opposite exit face. Light that has come to the vicinity of the end side other than the end face can be reflected in the direction of the incident end face.
Therefore, the reflected light can exist on the line connecting the incident end face portion and the reflecting element, and the possibility of using the light again can be obtained, so that the bright emitted light can be obtained.
請求項8に係る平面照明装置は、導光板に入射端面部方向に存在する凹状素子の入射端面部方向の反対側の傾斜曲面に対応した位置に反射素子を設けるので、入射端面部方向からの光を凹状素子の傾斜曲面で透過屈折して来た光を反射して、再度凹状素子の傾斜曲面に向けることができる。
そのために、再度凹状素子の傾斜曲面で反射素子からの反射光を、広がりを持って反射や屈折をすることができ、無駄なく光を最大限に利用することができるために明るい出射光を得ることができる。
In the planar illumination device according to the eighth aspect, the reflective element is provided at a position corresponding to the inclined curved surface on the opposite side of the incident end surface portion direction of the concave element existing in the incident end surface portion direction on the light guide plate. Light that has been transmitted and refracted by the inclined curved surface of the concave element can be reflected and directed again to the inclined curved surface of the concave element.
For this reason, the reflected light from the reflecting element can be reflected and refracted with a wide slope again by the inclined curved surface of the concave element, and the light can be used to the maximum without waste, so that bright outgoing light is obtained. be able to.
請求項9に係る平面照明装置は、導光板に設けた凹状素子の何れか1つの傾斜曲面を光源方向に向けて配置するので、光源からの光を確実に凹状素子の何れか1つの傾斜曲面で受け、全反射や屈折をすることができる。
そのために、全ての光源からの光を広げて均一な出射光を得ることができる。
In the flat illumination device according to the ninth aspect, since any one inclined curved surface of the concave elements provided on the light guide plate is arranged in the light source direction, the light from the light source is reliably transmitted to any one inclined curved surface of the concave elements. Can be totally reflected and refracted.
Therefore, it is possible to spread light from all light sources and obtain uniform emitted light.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、投射した形状が鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するととに傾斜曲面を有し、鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子の何れか1つの傾斜曲面を入射端面部方向に向けて配置するとともに入射端面部方向に反射する凹状の反射素子を凹状素子の入射端面部方向の反対側の傾斜曲面に対応した位置や入射端面部以外の端辺部の付近位置になるように反出射面部に設けた導光板と、この導光板を用いた平面照明装置を提供するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In the present invention, the projected shape has an hourglass shape, the concave portion of the hourglass shape is cut off at an arbitrary curvature radius, and has an inclined curved surface. Any one of the arch-shaped concave elements connected by a spherical curved surface is disposed in the direction of the incident end face, and a concave reflecting element that reflects in the direction of the incident end face is provided on the incident end face of the concave element. Provided with a light guide plate provided on the non-emission surface portion so as to be in a position corresponding to the inclined curved surface on the opposite side of the direction or in the vicinity of the end side portion other than the incident end surface portion, and a flat illumination device using this light guide plate It is.
図1は本発明に係る平面照明装置の略斜視図、図2(a),(b)は本発明に係る導光板上に設けた形状の略斜視図、図3(a),(b)は本発明に係る導光板上に設けた形状の投射図および側面図、図4(a),(b)は本発明に係る導光板上に設けた凹状素子の略分布図、図5(a),(b)および図6(a),(b)は本発明に係る導光板上に設けた凹状素子および反射素子の略分布図、図7および図8は本発明に係る凹状素子の光の軌跡図、図9(a)〜(e)は本発明に係る導光板上に設けた反射素子の略図、図10は本発明に係る凹状素子と反射素子との光の軌跡図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view of a flat illumination device according to the present invention, FIGS. 2A and 2B are schematic perspective views of shapes provided on a light guide plate according to the present invention, and FIGS. Is a projection view and a side view of the shape provided on the light guide plate according to the present invention, FIGS. 4A and 4B are schematic distribution diagrams of the concave elements provided on the light guide plate according to the present invention, and FIG. ), (B) and FIGS. 6 (a) and 6 (b) are schematic diagrams of the concave elements and the reflective elements provided on the light guide plate according to the present invention, and FIGS. 7 and 8 show the light of the concave elements according to the present invention. 9 (a) to 9 (e) are schematic views of the reflecting element provided on the light guide plate according to the present invention, and FIG. 10 is a locus diagram of light between the concave element and the reflecting element according to the present invention.
図1の平面照明装置1は、導光板2と、光源11と、反射体またはケース12からなる構成である。
The
導光板2は、屈折率nが1.4〜1.7程度の透明なアクリル樹脂(PMMA)やポリカーボネート(PC)等で形成される。導光板2は、光源11からの光を導く入射端面部3と、入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4と、入射端面部3からの光を出射する出射面部6と、この出射面部6の反対側に位置する反出射面部5と、これら出射面部6と反出射面部5とに交わる側面部7とから成り、反出射面部5には凹状素子8および反射素子9を設け、出射面部6には出光素子10を設ける。
The
導光板2の入射端面部3から入射した光は、屈折角γが0≦|γ|≦Sin-1(1/n)の式を満たす範囲で導光板2内に進む。例えば一般の導光板2に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率nはn=1.49程度であるので、最大が入射角90°となり、入射端面部3で屈折する屈折角γはγ=0〜±42°程度の範囲内となり、入射端面部3から導光板2内を伝播する。
The light incident from the incident
さらに、屈折角γ=0〜±42°の範囲内で導光板2内に入射した光は、導光板2と空気層(屈折率n=1)との境界面において、Sinα=(1/n)の式により臨界角を表わすことができる。例えば一般の導光板2に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はn=1.49程度であるので、臨界角αはα=42°程度になる。そして、導光板2内の光は、導光板2の出射面部6や反出射面部5に光線を偏向する溝等の凸や凹等が無かったり、臨界角αを越えなければ、出射面部6や反出射面部5で全て全反射しながら入射端面部3の反対方向へ進むことになる。
但し、入射端面部3から反入射端面部4方向に進むに従い導光板2の厚さが徐々に薄くなるような楔形状の導光板2の場合には、導光板2の楔形状の傾斜により臨界角αを破って出射(テーパーリーク)する。
Further, the light incident on the
However, in the case of the wedge-shaped
導光板2は、投射した形状が図3(a)のような鼓形形状を有して、この鼓形形状の2つの凹部分8eが任意の曲率半径rで欠切するとともに傾斜曲面8aおよび傾斜曲面8bを有し、鼓形形状の両端の直線部分8dが互いに図3(b)の側面図に示すような球曲面8cで接続されているアーチ状形状をした凹状素子8を複数設ける。
In the
また、凹状素子8は、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bの何れか1つを入射端面部3方向に向けて配置する。
In addition, the
ここで、図7に凹状素子8における光の軌跡を説明する。
入射端面部3から入射して凹状素子8の傾斜曲面8a方向に進んだ光の内、屈折角γが微小(略平行)の光線Ls0は、傾斜曲面8aに達して傾斜曲面8aで屈折し、光線Lstとして一度出射面部6方向の外部(空気層)に出射する。この出射光Lstは、再度凹状素子8の傾斜曲面8bで再度微小な屈折をし、屈折光Lstiとして導光板2の内部を進む。
同様に、屈折角γが小さい光線Lは、傾斜曲面8aで屈折し、光線Ltとして一度外部(空気層)に出射する。そして、凹状素子8の傾斜曲面8b方向に進んだ光線Ltは、傾斜曲面8bで再度屈折し、屈折光Ltiとして導光板2内を進む。
Here, the locus of light in the
Of the light incident from the incident
Similarly, the light beam L having a small refraction angle γ is refracted by the inclined
また、屈折角γが大きな光線L0は、傾斜曲面8aで屈折し、出射光L0tとして導光板2の反出射面部5の外部(空気層)に出射する。
同様に、屈折角γが大きな光線L01は、傾斜曲面8aで屈折し、出射光L01tとして導光板2の反出射面部5の外部(空気層)に出射する。
In addition, the light beam L0 having a large refraction angle γ is refracted by the inclined
Similarly, the light beam L01 having a large refraction angle γ is refracted by the inclined
さらに、屈折角γが大きな光線の内、凹状素子8に直接達せずに一度反出射面部5方向に進んだ光線Lrは、反出射面部5で一度全反射し、反射光Lrrとして凹状素子8方向に進む。この反射光Lrrは、傾斜曲面8aに対しての入射角が大きいために傾斜曲面8aで全反射し、反射光Lrr0として出射面部6方向に向かう。
同様に、反出射面部5方向に進んだ光線Lr0は、反出射面部5で一度全反射し、反射光Lr0rとして凹状素子8方向に進む。この反射光Lr0rは、傾斜曲面8aに対しての入射角が大きいために傾斜曲面8aで全反射し、反射光Lr0r0として出射面部6方向に向かう。
Further, among the light beams having a large refraction angle γ, the light beam Lr that has once traveled in the direction of the
Similarly, the light beam Lr0 that has traveled in the direction of the
尚、ここでは反出射面部5に凹状素子8を設けたが、出射面部6に凹状素子8を設けても凹状素子8に対する作用は同じであって、例えば出射面部6のみに凹状素子8を設けることによって、図7に於ける出射光L0tやL01tのように傾斜曲面8aを屈折透過した光は導光板2の出射面部6に対して大きな出射角(導光板2の出射面部6に沿ったように)で出射し、反射光Lr0r0や反射光Lrr0のように傾斜曲面8aで全反射した光は反出射面部5方向に向かい一度反出射面部5から出射し、この導光板2の反出射面部5の下部に反射性を有した反射体またはケース12によって反射され、再度導光板2(反出射面部5)に導かれて出射面部6から出射することができる。
さらに、出射面部6と反出射面部5とに凹状素子8を設けた場合には、反出射面部5のみに凹状素子8を設けた時と出射面部6のみに凹状素子8を設けた時との相互効果を得ることができる。
Here, although the
Further, when the
尚、凹状素子8の傾斜曲面8aや傾斜曲面8bは、凹状素子8の球曲面8cが成す大きさや任意の曲率半径rで欠切する大きさで変化し、また球曲面8cの成す深さ(高さ)によっても異なり、さらに任意の曲率半径rで欠切する中心位置等によっても異なり、これらの異なる凹状素子8の空間に対する全反射する方位角や極角および屈折する方位角や極角も変化することができ、出射方向の方位角や極角も導光板2上で目的に合わせてコントロールすることができる。
Note that the inclined
また、図8は凹状素子8の投射した方向からの鼓形形状での光の軌跡を示す。
上記図7で示した光線LやLs0の光線は、傾斜曲面8aへの入射角が小さい為に、傾斜曲面8aで外部(空気層)に屈折し、再度傾斜曲面8bで屈折して導光板2内に入射するが、これら屈折する時に出射面部6や反出射面部5から観測した場合には、導光板2内からの光は円弧状の曲面をした傾斜曲面8aによって鼓形形状の両端の直線部分8d方向に屈折される。
FIG. 8 shows the locus of light in a drum shape from the direction projected by the
The light rays L and Ls0 shown in FIG. 7 are refracted to the outside (air layer) by the inclined
導光板52内からの光線L0は、凹状素子8での鼓形形状の中心に進む。この光線L0は屈折せずに直進し、空気層を通過し再度傾斜曲面8bにおいても屈折せずに傾斜曲面8bから直進し導光板2の内部に進む。
但し、図7で説明したように、出射面部6と反出射面部5との導光板2の厚さ方向には屈折している。
The light beam L0 from the inside of the light guide plate 52 proceeds to the center of the hourglass shape in the
However, as described with reference to FIG. 7, the light exiting
さらに、導光板2内からの光線L00は、凹状素子8での鼓形形状の両端に進む。この光線L00は傾斜曲面8aで外側方向に屈折し、一度外部(空気層)に出た屈折光線L0iが鼓形形状の両端の直線部分8d方向に進み、両端の直線部分8dでさらに屈折して導光板2の内部に光線Lttが進む。
Further, the light beam L00 from the inside of the
また、凹状素子8に対して直角方向からでない光線L01は、傾斜曲面8aでやや外側方向に屈折し、一度外部(空気層)に出た屈折光線L0tが傾斜曲面8b方向に進み、さらに傾斜曲面8bでは傾斜曲面8aとは逆の曲面のためにやや集光するように屈折して屈折光Lt1が導光板2の内部に進む。
The light beam L01 that is not from the direction perpendicular to the
尚、ここでは図示しないが、傾斜曲面8aへの入射角が小さい光に対し上記で説明した図7に凹状素子8における傾斜曲面8aに対しての入射角が大きい反射光LrrやLr0rは傾斜曲面8aで全反射し、出射面部6方向に向かうが、これら全反射する時に出射面部6や反出射面部5から観測した場合には、導光板2内からの光は円弧状の曲面をした傾斜曲面8aによって広がりを持って(鼓形形状の両端の直線部分8d方向に)全反射される。
Although not shown here, reflected light Lrr and Lr0r having a large incident angle with respect to the inclined
さらに、図4に示すように、導光板2の出射面部6や反出射面部5に設ける凹状素子8は、凹状素子8の傾斜曲面8aや傾斜曲面8bの何れか1つの傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bを入射端面部3方向に向けて配置する。
Further, as shown in FIG. 4, the
図4(a)は、導光板2の入射端面部3の中央に光源11を備え、凹状素子8の凹部分8e(傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8b)を入射端面部3方向に向けて設ける。
光源11の出光面に対して入射端面部3の大きさが大きい為に、光源11から入射端面部3に光が進入する時に、光源11からの光が放射状(円弧状)に進む。
そのために、光の進む状態に対応して凹状素子8を略放射状(円弧状)に設けて、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bが光源11に向かうように凹部分8eを分布させる。
4A, the
Because the size of the incident
Therefore, the
また、図4(b)は、入射端面部3を導光板2の隅に設け、この入射端面部3の近傍に光源11を備え、凹状素子8の凹部分8e(傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8b)を入射端面部3方向に向けて設ける。
導光板の大きさに対して入射端面部3の大きさが小さく、入射端面部3が導光板2の隅に設けた為に、光源11から入射端面部3に光が進入する時に、光源11からの光が入射端面部3から導光板2内に広がって進む。
そのために、光の進む状態に対応して凹状素子8を入射端面部3方向に向けて、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bが光源11に向かうように凹部分8eを分布させる。
尚、図示しないが、図4(b)の場合においても、導光板2の大きさ等が大きな時に図4(a)のように凹状素子8を入射端面部3方向に向けて略放射状(円弧状)に設けても良い。
4B, the incident
Since the incident
For this purpose, the
Although not shown, also in the case of FIG. 4B, when the size of the
このように、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bの全てが導光板2内に入射した光と遭遇することができ、傾斜曲面8aや傾斜曲面8bで広がりを持って反射や屈折を行い指向性の光でも光を広げて均一な出射光を得ることができる。
In this way, all of the inclined
よって、投射した形状が図8のような鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分8eが任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面8aおよび傾斜曲面8bを有し、鼓形形状の両端の直線部分8dが互いに球曲面で接続されているアーチ状形状8cをした凹状素子8を出射面部6や反出射面部5に設けたので、傾斜曲面8aに進んだ光が広がりを持って全反射や屈折をし、指向性の光でも光を広げて均一な出射光を得ることができる。
Therefore, the projected shape has the hourglass shape as shown in FIG. 8, the
さらに、図10は入射端面部3方向から来る光に対して凹状素子8の入射端面部3方向に向いた傾斜曲面8aの反対側の傾斜曲面8bに対向するように反射素子9を反出射面部6に設ける。
Further, FIG. 10 shows that the reflection element 9 is opposite to the inclined
尚、反射素子9は、図9に示すように、三角柱凹形状19a、台形柱凹形状19b、三角錐凹形状19c、四角錐凹形状19d、円錐凹形状19e等から成り、空間19は少なくとも1つの反射面9aまたは反射面9bを有して、少なくとも1つの反射面9aまたは反射面9bを凹状素子8の傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向に設け、反射面9aで反射面9aに向かってくる光を出射面部6方向に全反射することができる。
As shown in FIG. 9, the reflecting element 9 is composed of a triangular prism
また、反射素子9の三角柱凹形状19aは、傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向からの光を全反射する反射面9aと、この反射面9aの反対側に反射面9bを有して他方からの光も出射面部6方向に全反射することができる。
尚、反射面9bが傾斜角を持たない(反出射面部5方向や出射面部6方向に対して垂直方向)時には、傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向からの光のみを全反射する。
Further, the triangular prism
When the reflecting
同様に台形柱凹形状17bは、傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向からの光を全反射する反射面9aと、この反射面9aの反対側に反射面9bを有するとともにこれら反射面9aと反射面9bとに接続した平面部9dを有して、反射面9bによって他方からの光も出射面部6方向に全反射することができ、平面部9dによって反射面9aや反射面9bに達しなかった光を再度全反射して伝播してきた反対方向に伝播させる。
Similarly, the trapezoidal columnar concave shape 17b includes a
さらに、三角錐凹形状17cは、傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向からの光を全反射する反射面9aと、反射面9aに接続する2つの反射面9bを有して他方からの光も出射面部6方向に全反射することができる。
尚、2つの反射面9bを反出射面部5方向や出射面部6方向に対して垂直方向の(反射面9bが傾斜角を持たない)時には、傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向からの光のみを全反射する。
また、隣り合う反射面9aや反射面9bの接続部(稜)を入射端面部3方向に向けた場合には、傾斜曲面8b方向および入射端面部3の反対方向の出射面部6方向に極角や方位角が異なって全反射することができる。
Furthermore, the triangular pyramid concave shape 17c has a reflecting
When the two reflecting
Further, when the connecting portions (ridges) of the adjacent reflecting
同様に、四角錐凹形状17dは、傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向からの光を全反射する反射面9aと、反射面9aと同様な3つの反射面9bを有して互いに接続し頂点で交わり、他の3つの反射面9bによって他方全てからの光も出射面部6方向に全反射することができる。
尚、隣り合う反射面9aやや反射面9bの接続部(稜)を傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向に向けた場合には、傾斜曲面8b方向および入射端面部3の反対方向の出射面部6方向に極角や方位角が異なって全反射することができる。
Similarly, the quadrangular pyramidal concave shape 17d has a
When the connecting portions (ridges) of the adjacent reflecting
さらに、円錐凹形状17eは、傾斜曲面8b方向および入射端面部3方向からの光のみならず、あらゆる方向からの光を全反射する反射面9aを有し、あらゆる方向に全反射することができる。
Furthermore, the conical concave shape 17e has a reflecting
図10は、図7でも説明したように、傾斜曲面8aで屈折し一度、外部(空気層)に出射し、また凹状素子8の傾斜曲面8b方向に進み傾斜曲面8bで再度屈折して導光板2内を進む光線を積極的に再度利用するものである。図10において、入射端面部3方向から来る光線L1は、傾斜曲面8aで屈折し、光線L1tとして一度外部(空気層)に出射する。凹状素子8の傾斜曲面8b方向に進んだ光線L1tは、傾斜曲面8bで再度屈折し、屈折光L1trとして反射素子9の傾斜面部9a(傾斜曲面8bに対向する)に進む。この屈折光L1trは、傾斜曲面9aで全反射し、全反射光線L1t0として略直角に出射面部6方向に進み出射面部6から出射する。
FIG. 10 is refracted by the inclined
同様に、入射端面部3方向から来る光線L2は、傾斜曲面8aで屈折し、光線L2tとして一度外部(空気層)に出射する。凹状素子8の傾斜曲面8b方向に進んだ光線L2tは、傾斜曲面8bで再度屈折し、屈折光L2trとして反射素子9の傾斜面部9a(傾斜曲面8bに対向する)に進む。この屈折光L2trは、傾斜曲面9aで全反射し、全反射光線L2t0として略直角に出射面部6方向に進み出射面部6から出射する。
Similarly, the light beam L2 coming from the direction of the incident
さらに同様に、光線L3は、傾斜曲面8aで屈折し、光線L3tとして一度外部(空気層)に出射する。凹状素子8の傾斜曲面8b方向に進んだ光線L3tは、傾斜曲面8bで再度屈折し、屈折光L3trとして反射素子9の傾斜面部9a(傾斜曲面8bに対向する)に進む。この屈折光L3trは、傾斜曲面9aで全反射し、全反射光線L3t0として略直角に出射面部6方向に進み出射面部6から出射する。
Similarly, the light beam L3 is refracted by the inclined
また、ここでは図示しないが、入射端面部3方向へ凹状素子8の傾斜曲面8aを向けて、入射端面部3から入射した光が凹状素子8の傾斜曲面8a方向に進み傾斜曲面8aによって全反射や屈折により光を出射面部6方向等に偏向させたが、これら凹状素子8の傾斜曲面8aに達し得なかった光は入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4に達し、この反入射端面部4によって、反射され入射端面部3方向に反射された反射光が再度凹状素子8の傾斜曲面8bに達することで、上記で説明したのと同様に傾斜曲面8bによって出射面部6方向等に偏向される。
よって、入射端面部3と反入射端面部4との間を行き来する間に傾斜曲面8aと傾斜曲面8bを利用し凹状素子8を最大限に活用することができるためより多くの光を出射することができる。
Although not shown here, the inclined
Therefore, since the
このように、投射した形状が図8のような鼓形形状を有し、鼓形形状の凹部分8aや8bが任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面8aおよび傾斜曲面8bを有し、鼓形形状の両端の直線部分8dが互いに球曲面で接続されているアーチ状形状8cをした凹状の凹状素子8と、この凹状素子8の入射端面部3方向に向いた傾斜曲面8aの反対側の傾斜曲面8bに対向するように反射素子9とを出射面部6や反出射面部5に設けたので、傾斜曲面8aに進んだ光が広がりを持って全反射し、指向性の光でも光を広げて均一な出射光を得ることができ、凹状素子8の傾斜曲面8bによって透過屈折をして来た光を全反射して出射面部6や反出射面部5に向けることができ、反射素子9から広がりを持って全反射をすることができ、無駄なく光を最大限に利用することができる。
Thus, the projected shape has a drum shape as shown in FIG. 8, and the
また、図5に示すように、導光板2の出射面部6や反出射面部5に設ける凹状素子8は、凹状素子8の傾斜曲面8aや傾斜曲面8bの何れか1つの傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bを入射端面部3方向に向けて配置するとともに凹状の反射素子9を入射端面部3以外の端辺部の付近に入射端面部3方向に反射するように入射端面部3方向に向けて配置する。
As shown in FIG. 5, the
図5(a)は、導光板2の入射端面部3の中央に光源11を備え、凹状素子8の凹部分8e(傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8b)を入射端面部3方向に放射状(円弧状)に向けて設けるとともに凹状の反射素子9を入射端面部3以外の端辺部の付近に入射端面部3方向に反射するように入射端面部3方向に向けて設ける。
図4(a)と同様に光源11の出光面に対して入射端面部3の大きさが大きい為に、光源11から入射端面部3に光が進入する時に、光源11からの光が放射状(円弧状)に進む。
そのために、光の進む状態に対応して凹状素子8を略放射状(円弧状)に設けて、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bが光源11に向かうように凹部分8eを分布させ、入射端面部3以外の反入射端面部4や側面部7等の端辺部の付近に反射素子9を設けて入射端面部3以外の端辺部の付近に進行した光を入射端面部3方向に反射して戻し、反射した反射光が凹状素子8の傾斜曲面8bに遭遇することができ光を有効に利用する。
5A includes a
As in FIG. 4A, the size of the
Therefore, the
また、図5(b)は、入射端面部3を導光板2の隅に設け、この入射端面部3の近傍に光源11を備え、凹状素子8の凹部分8e(傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8b)を入射端面部3方向に向けて設けるとともに凹状の反射素子9を入射端面部3以外の端辺部の付近に入射端面部3方向に反射するように入射端面部3方向に向けて設ける。
図4(b)と同様に導光板の大きさに対して入射端面部3の大きさが小さく、入射端面部3が導光板2の隅に設けた為に、光源11から入射端面部3に光が進入する時に、光源11からの光が入射端面部3から導光板2内に広がって進む。
そのために、光の進む状態に対応して凹状素子8を入射端面部3方向に向けて、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bが光源11に向かうように凹部分8eを分布させ、入射端面部3以外の3つの側面部7の端辺部の付近に反射素子9を設けて入射端面部3以外の端辺部の付近に進行した光を入射端面部3方向に反射して戻し、反射した反射光が凹状素子8の傾斜曲面8bに遭遇することができ光を有効に利用する。
5B, the incident
Similar to FIG. 4B, the incident
Therefore, the
このように、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bの全てが導光板2内に入射した光と遭遇することができ、傾斜曲面8aや傾斜曲面8bで広がりを持って反射や屈折を行い指向性の光でも光を広げて均一な出射光を得ることができる。
In this way, all of the inclined
さらに、図6に示すように、導光板2の出射面部6や反出射面部5に設ける凹状素子8は、凹状素子8の傾斜曲面8aや傾斜曲面8bの何れか1つの傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bを入射端面部3方向に向けて配置し、この配置した凹状素子8と一対になるように凹状素子8とペアーに反射素子9を設け、凹状素子8の入射端面部3方向に向いた傾斜曲面8aの反対側の傾斜曲面8bに対向するように反射素子9の反射面9aを向けて反出射面部6に設ける。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the
図6(a)は、導光板2の入射端面部3の中央に光源11を備え、凹状素子8の凹部分8e(傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8b)を入射端面部3方向に略放射状(円弧状)に向けて設けるとともに凹状素子8と一対になるように反射素子9を凹状素子8の傾斜曲面8bに対向するように反射素子9の反射面9aを向けて設ける。
図4(a)および図5(a)と同様に光源11の出光面に対して入射端面部3の大きさが大きい為に、光源11から入射端面部3に光が進入する時に、光源11からの光が放射状(円弧状)に進む。
そのために、光の進む状態に対応して凹状素子8と反射素子9とを略放射状(円弧状)に設けて、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bと反射素子9の反射面9aまたは反射面9bとのペアーが光源11に向かうように一対の凹部分8eおよび反射素子9を分布させ、凹状素子8の傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bによって出射面部6方向に全反射させ、凹状素子8の傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bによって屈折し透過した光を反射素子9の反射面9aまたは反射面9bで全反射し、出射面部6方向に出射する。
6A includes a
Similar to FIGS. 4A and 5A, since the size of the incident
Therefore, the
また、図6(b)は、入射端面部3を導光板2の隅に設け、この入射端面部3の近傍に光源11を備え、凹状素子8の凹部分8e(傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8b)を入射端面部3方向に向けて設けるとともに凹状素子8と一対になるように反射素子9を凹状素子8の傾斜曲面8bに対向するように反射素子9の反射面9aを向けて設ける。
図4(b)および図5(b)と同様に導光板の大きさに対して入射端面部3の大きさが小さく、入射端面部3が導光板2の隅に設けた為に、光源11から入射端面部3に光が進入する時に、光源11からの光が入射端面部3から導光板2内に広がって進む。
そのために、光の進む状態に対応して凹状素子8と反射素子9とを入射端面部3方向に向けて、傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bと反射素子9の反射面9aまたは反射面9bとのペアーが光源11に向かうように凹部分8eおよび反射素子9を分布させ、凹状素子8の傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bによって出射面部6方向に全反射させ、凹状素子8の傾斜曲面8aまたは傾斜曲面8bによって屈折し透過した光を一対の反射素子9の反射面9aまたは反射面9bで全反射し、出射面部6方向に出射する。
6B, the incident
Similar to FIGS. 4B and 5B, the size of the incident
For this purpose, the
このように、導光板2は、反射素子9を入射端面部3方向に存在する凹状素子8の入射端面部3方向の反対側の傾斜曲面8bに対応した位置に設けるので、入射端面部3方向からの光を凹状素子8の傾斜曲面8bで透過屈折して来た光を全反射して出射面部6や反出射面部5に向けることができ、一度凹状素子8の傾斜曲面8aによって出射面部6方向に全反射させ、凹状素子8の傾斜曲面8bで透過屈折された光を再度反射素子9によって広がりを持って全反射をすることができ、無駄なく光を最大限に利用することができる。
Thus, the
尚、ここでは凹状素子8と一対になるように凹状素子8とペアーに反射素子9を設けたが、2つの凹状素子8をペアーとして設け、図6と同様に入射端面部3側の第1の凹状素子8の傾斜曲面8aによって出射面部6方向に全反射させ、凹状素子8によって屈折し傾斜曲面8bから透過した光を再び第2の凹状素子8の傾斜曲面8aによって出射面部6方向に全反射し、出射面部6方向に出射する。
Here, the reflective element 9 is provided in a pair with the
出光素子10は、図示しないが、微細な凸形状や微細な凹形状の円弧状、楕円状、三角錐、四角錐、円錐、三角柱および四角柱等のドット形状からなる。出光素子10は、図1に示すように、反出射面部5に設けた凹状素子8や反射素子9によって出射面部6方向に全反射させた光を屈折して出射光を偏向させたり、臨界角αに達していない光を臨界角αを破って出射させる。
Although not shown, the
光源11は、一体化された赤色発光(R)、緑色発光(G)、青色発光(B)から成る半導体発光素子や、これら半導体発光素子の単色発光半導体発光素子、単色発光半導体発光素子をアレー状にしたもの、R,G,Bの三原色をアレー状にしたものや青色発光半導体発光素子と蛍光材とを用いた擬似白色半導体発光素子、CCFL(冷陰極蛍光放電管)やHCFL(熱陰極蛍光放電管)からなる。
The
尚、ここでは図示しないが、導光板2の入射端面部3方向のみを開放し、光源11を包囲し、光源11から入射端面部3方向以外に出射した光を反射し、再度入射端面部3方向に光を進行させるリフレクタを設けても良い。このリフレクタは、熱可塑性樹脂に多沿えば酸化チタンのような白色材料を混入したシートや熱可塑性樹脂のシートにアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金属箔を積層した物やシート状金属からなり、導光板2の入射端面部3の近傍に設けた光源11を包囲する。
Although not shown here, only the direction of the
また、リフレクタの反射面を凹凸形状またはプリズム形状を成し、リフレクタでの反射光を散乱光にして、例えばCCFLやHCFL等の光源11の電極付近での輝度低下部分を補正するようにして均一な反射光にする。
Further, the reflecting surface of the reflector is formed into an uneven shape or a prism shape, and the reflected light from the reflector is made to be scattered light, so that, for example, a luminance reduction portion near the electrode of the
反射体またはケース12は、熱可塑性樹脂に例えば酸化チタンのような白色材料を混入した物や熱可塑性樹脂にアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金属箔を積層した物からなる。
光源11や入射端面部3および出射面部6以外を覆い、光源11や出射面部6に出射した以外の漏れ光等の光を反射などし、再び導光板2に入射させる。
The reflector or
The light other than the
このように、導光板2の出射面部6や反出射面部5に投射した形状が鼓形形状を有して鼓形形状の凹部分8eが任意の曲率半径rで欠切するとともに傾斜曲面8aや傾斜曲面8bを有し、鼓形形状の両端の直線部分8dが互いに球曲面8cで接続されているアーチ状形状をした凹状素子8を用いて、凹状素子8の傾斜曲面8aや傾斜曲面8bの何れか1つを入射端面部3方向に向けて設けたり、さらに凹状の反射素子9を入射端面部3以外の端辺部の付近や入射端面部3方向に存在する凹状素子8の入射端面部3方向の反対側の傾斜曲面8bに対応した位置に設けて入射端面部3から導かれる光を凹状素子8の傾斜曲面8aで全反射や傾斜曲面8bで屈折をし、さらにこの凹状素子8を透過した光を凹状の反射素子9によって出射面部6方向に偏向することによって無駄なく光を最大限に利用し指向性の光でも光を広げて均一で斑の無い明るい出射光を得ることのできる導光板2と、この導光板2を用いた平面照明装置1を提供することができる。
In this way, the shape projected on the
小型なモバイル製品のバックライトから大型のバックライトまであらゆる大きさに適し、平面照明装置からの最終出射光の光が広がりを持っているために広い視野角を得ることができるので、野外やカーナビ等のモバイル液晶装置から大型の液晶テレビ等に利用することができる導光板および平面照明装置ならびに液晶表示装置を提供することができる。 Suitable for all sizes from small mobile product backlights to large backlights, and because the light of the final emitted light from the flat lighting device has a wide spread, it can obtain a wide viewing angle, so it can be used outdoors or in car navigation systems. It is possible to provide a light guide plate, a flat illumination device, and a liquid crystal display device that can be used from a mobile liquid crystal device such as a large liquid crystal television.
1 平面照明装置
2 導光板
3 入射端面部
4 反入射端面部
5 反出射面部
6 出射面部
7 側面部
8 凹状素子
8a,8b 傾斜曲面
8c 球曲面
8d 両端直線部分
8e 凹部分
9 反射素子
9a,9b 反射面
9d 平面部
10 出光素子
11 光源
12 反射体またはケース
19 空間
19a 三角柱凹形状
19b 台形柱凹形状
19c 三角錐凹形状
19d 四角錐凹形状
19e 円錐凹形状
r 曲率半径
γ 屈折角
n 屈折率
α 臨界角
L,L0,L01,Lr 光線
Lr0,Ls0,Lrr 光線
Lr0r,Lr0r0 光線
Lrr0,L0t,L01t 光線
L2t0,L3t0 光線
Lst,Lt,Lti 光線
Lsti,Lt1 光線
Ltt,L0i 光線
L00,L01,L1 光線
L2,L3,L1t 光線
L2t,L3t 光線
L1tr,L2tr 光線
L3tr,L1t0 光線
L2t0,L3t0 光線
DESCRIPTION OF
Claims (9)
投射した形状が鼓形形状を有し、前記鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、前記鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を前記出射面部または/および前記反出射面部に設けたことを特徴とする導光板。 An incident end face part that guides light, an exit face part that emits incident light from the incident end face part, a counter-exit face part located on the opposite side of the exit face part, and a side surface that intersects the exit face part and the counter exit face part In a light guide plate having a portion,
The projected shape has an hourglass shape, the concave portion of the hourglass shape is cut off at an arbitrary radius of curvature and has an inclined curved surface, and the linear portions at both ends of the hourglass shape are connected to each other by a spherical curved surface. An arch-shaped concave element is provided on the exit surface portion and / or the opposite exit surface portion.
該光源からの光を導く入射端面部と、前記入射端面部からの入射光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部と、これら前記出射面部と前記反出射面部とに交わる側面部とを有し、投射した形状が鼓形形状を有し、前記鼓形形状の凹部分が任意の曲率半径で欠切するとともに傾斜曲面を有し、前記鼓形形状の両端の直線部分が互いに球曲面で接続されているアーチ状形状をした凹状素子を前記出射面部または/および前記反出射面部に設けた導光板とを少なくとも具備したことを特徴とする平面照明装置。 A light source;
An incident end face part that guides light from the light source, an exit face part that emits incident light from the incident end face part, a counter-exit face part located on the opposite side of the exit face part, the exit face part, and the counter-exit face part And the projected shape has an hourglass shape, the concave portion of the hourglass shape is notched at an arbitrary radius of curvature and has an inclined curved surface, and both ends of the hourglass shape A flat illuminating device comprising at least a light guide plate provided with an arch-shaped concave element in which the straight portions are connected to each other by a spherical curved surface on the emission surface portion and / or the non-light emission surface portion.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009013930A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Omron Corporation | Optical display device and surface light source device |
JP2009231045A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Stanley Electric Co Ltd | Light guide plate |
WO2010024610A2 (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | 주식회사 엘엠에스 | Light guide plate and backlight unit based on same |
JP2011047992A (en) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Sony Corp | Stereoscopic image displaying device and a method of manufacturing the same |
JP2011232717A (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Fujikura Ltd | Display device |
JP2012532339A (en) * | 2009-06-29 | 2012-12-13 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Light guide and light source incorporating the light guide |
JP2014056848A (en) * | 2013-12-25 | 2014-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Lighting device and image sensor using the same |
WO2017017869A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Line illumination display device and light-guiding body |
WO2018168087A1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-09-20 | オムロン株式会社 | Optical device and display apparatus |
JP7165875B2 (en) | 2018-05-25 | 2022-11-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Illumination light guide plate and illumination device |
-
2006
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Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009013930A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Omron Corporation | Optical display device and surface light source device |
JP2009231045A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Stanley Electric Co Ltd | Light guide plate |
WO2010024610A2 (en) * | 2008-08-28 | 2010-03-04 | 주식회사 엘엠에스 | Light guide plate and backlight unit based on same |
WO2010024610A3 (en) * | 2008-08-28 | 2010-06-10 | 주식회사 엘엠에스 | Light guide plate and backlight unit based on same |
KR100983332B1 (en) | 2008-08-28 | 2010-09-20 | 주식회사 엘엠에스 | Light guide panel and backlight unit using the same |
US9989691B2 (en) | 2009-06-29 | 2018-06-05 | 3M Innovative Properties Company | Lightguide and light source incorporating same |
JP2012532339A (en) * | 2009-06-29 | 2012-12-13 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Light guide and light source incorporating the light guide |
JP2011047992A (en) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Sony Corp | Stereoscopic image displaying device and a method of manufacturing the same |
JP2011232717A (en) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Fujikura Ltd | Display device |
JP2014056848A (en) * | 2013-12-25 | 2014-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Lighting device and image sensor using the same |
JP2017033634A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Line illumination display and light guide body |
WO2017017869A1 (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Line illumination display device and light-guiding body |
WO2018168087A1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-09-20 | オムロン株式会社 | Optical device and display apparatus |
JP2018151556A (en) * | 2017-03-14 | 2018-09-27 | オムロン株式会社 | Optical device and display |
CN109844613A (en) * | 2017-03-14 | 2019-06-04 | 欧姆龙株式会社 | Optical device and display device |
CN109844613B (en) * | 2017-03-14 | 2021-05-28 | 欧姆龙株式会社 | Optical device and display device |
US11340472B2 (en) | 2017-03-14 | 2022-05-24 | Omron Corporation | Optical device and display apparatus |
JP7165875B2 (en) | 2018-05-25 | 2022-11-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Illumination light guide plate and illumination device |
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