JP2009295598A - 導光板、それを用いた照明装置および表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によれば、入射した光を導光し、導光された光を平面状の光射出面26から射出する導光板10において、稜線を直線とする回折格子から構成してなり、格子ベクトル方向vを互いに同一とし、光が導光される平均的な方向である平均導光方向Fと格子ベクトル方向vとを同一とする複数の回折格子領域30(#1〜#n)を、光射出面26または光射出面26に対向する対向面28に配置する。
【選択図】図1
Description
本発明の第1の実施の形態を図1から図14を用いて説明する。
図1は、第1の実施の形態に係る導光板の構成例を示す斜視図である。
図2は、図1の導光板における導光状態を示した断面図である。
d=λ/(sinθi−sinθR)…(1)
ただし、λは光の波長、θiは正反射角度(回折格子が反射時に作用する場合)である。本実施の形態では、格子ベクトル方向vと平均導光方向Fがほぼ同一であるため、格子ピッチdを適切に設定することにより、全反射しながら平均導光方向Fに進む光が回折格子によってθRの角度で回折し、全反射条件を外れて導光板10の光射出面26から射出して行く。特にθR〜0°とすると、導光板表面に対して垂直でない光が得られる。
本発明の第2の実施の形態を図15から図16を用いて説明する。
第2の実施の形態に係る導光板は、第1の実施の形態に係る導光板の構成を一部変形したのみであるので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる点のみについて述べる。
図15は、第2の実施の形態に係る導光板の回折格子領域の断面形状の一例を示す断面図である。
図16は、本実施の形態に係る導光板における導光状態を示した断面図である。
本発明の第3の実施の形態を図17から図18を用いて説明する。
第3の実施の形態に係る導光板は、第1の実施の形態に係る導光板の構成を一部変形したのみであるので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは、異なる点のみについて述べる。
図17は、第3の実施の形態に係る導光板の回折格子領域の断面形状の一例を示す断面図および対応する平面図である。
すなわち、本実施の形態に係る導光板では、図17(a)、図17(b)、および図17(c)に示すような断面形状の回折格子領域30(#1〜#n)を構成している回折格子の稜線Rが、図17(d)の平面図に示すように曲線になるようにしている。
本発明の第4の実施の形態を図19から図23を用いて説明する。
図19から図23は、第4の実施の形態に係る導光板の構成例を示す斜視図である。
本発明の第5の実施の形態を図24を用いて説明する。
本実施の形態は、第1乃至4の実施の形態に係る導光板の変形例であるので、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
本発明の第6の実施の形態を図25を用いて説明する。
本実施の形態では、第1乃至5の実施の形態に係る導光板を適用した照明装置について説明する。この照明装置は、図25の断面図に示すように、第1乃至5の実施の形態に係る導光板の対向面28を覆うように、光を反射する機能を有する反射体32を配置してなるものである。この反射体32としては、Al(アルミニウム)またはAg(銀)が好適である。
本発明の第7の実施の形態を図26を用いて説明する。
本実施の形態では、第6の実施の形態に係る照明装置を適用した表示装置について説明する。この表示装置24は、図26の構成概念図に示すように、第6の実施の形態に係る照明装置の光射出面26を覆うように配置され、光射出面26から射出された光を透過させることによって、予め定められた画像を表示するLCDパネルなどの透過型表示素子22を備えた構成としている。
Claims (18)
- 入射した光を導光し、前記導光された光を光射出面から射出する導光板において、
稜線を直線とする回折格子から構成してなり、格子ベクトル方向を互いに同一とし、前記光が導光される平均的な方向である平均導光方向と前記格子ベクトル方向とを同一とする複数の回折格子領域を、前記光射出面または前記光射出面に対向する面に配置し、前記複数の回折格子領域の形状、大きさ、および配置場所は、所望される光射出特性に応じて任意に決定され、前記各回折格子領域の平面形状を長方形とした導光板。 - 入射した光を導光し、前記導光された光を光射出面から射出する導光板において、
稜線を直線とする回折格子から構成してなり、格子ベクトル方向を互いに同一とし、前記光が導光される平均的な方向である平均導光方向と前記格子ベクトル方向とを同一とする複数の回折格子領域を、前記光射出面または前記光射出面に対向する面に配置し、前記複数の回折格子領域の形状、大きさ、および配置場所は、所望される光射出特性に応じて任意に決定され、前記各回折格子領域の平面形状を円形もしくは楕円形とした導光板。 - 入射した光を導光し、前記導光された光を光射出面から射出する導光板において、
稜線を直線とする回折格子から構成してなり、格子ベクトル方向を互いに同一とし、前記光が導光される平均的な方向である平均導光方向と前記格子ベクトル方向とを同一とする複数の回折格子領域を、前記光射出面または前記光射出面に対向する面に配置し、前記複数の回折格子領域の形状、大きさ、および配置場所は、所望される光射出特性に応じて任意に決定され、前記複数の回折格子領域は、少なくとも、平面形状が楕円形である回折格子領域と、平面形状が長方形である回折格子領域とを含む導光板。 - 入射した光を導光し、前記導光された光を光射出面から射出する導光板において、
稜線を曲線とする回折格子から構成してなり、格子ベクトル方向を平均してなる平均格子ベクトル方向を互いに同一とし、前記光が導光される平均的な方向である平均導光方向と、前記平均格子ベクトルとを同一とする複数の回折格子領域を、前記光射出面または前記光射出面に対向する面に配置し、前記複数の回折格子領域の形状、大きさ、および配置場所は、所望される光射出特性に応じて任意に決定され、前記各回折格子領域の平面形状を長方形とした導光板。 - 入射した光を導光し、前記導光された光を光射出面から射出する導光板において、
稜線を曲線とする回折格子から構成してなり、格子ベクトル方向を平均してなる平均格子ベクトル方向を互いに同一とし、前記光が導光される平均的な方向である平均導光方向と、前記平均格子ベクトルとを同一とする複数の回折格子領域を、前記光射出面または前記光射出面に対向する面に配置し、前記複数の回折格子領域の形状、大きさ、および配置場所は、所望される光射出特性に応じて任意に決定され、前記各回折格子領域の平面形状を円形もしくは楕円形とした導光板。 - 請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の導光板において、
前記各回折格子領域を、前記平均導光方向に沿ってほぼ一定密度になるように配置し、前記各回折格子領域の回折効率を、前記平均導光方向に沿って進むにつれて高くなるようにした導光板。 - 請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の導光板において、
前記回折格子を、複数の凹形状と凸形状とを前記格子ベクトル方向に沿って繰り返し配置することによって構成してなる表面レリーフ型の回折格子とした導光板。 - 請求項7に記載の導光板において、
前記複数の凹形状と凸形状とを、前記格子ベクトル方向に沿って進むにつれて大きくするようにした導光板。 - 請求項7に記載の導光板において、
前記回折格子を構成してなる凹形状と凸形状との大きさを全ての回折格子領域について同一とし、前記各回折格子領域が配置された配置密度を前記平均導光方向に沿って進むにつれて高めるようにした導光板。 - 前記表面レリーフ型の回折格子を、ブレーズド回折格子とした請求項7乃至9のうち何れか1項に記載の導光板。
- 前記表面レリーフ型の回折格子を、断面形状が正弦波からなる回折格子または矩形波からなる回折格子とした請求項7乃至9のうち何れか1項に記載の導光板。
- 前記各回折格子領域において、前記表面レリーフ型の回折格子の格子ピッチを一定とした請求項7乃至11のうち何れか1項に記載の導光板。
- 前記光射出面に、前記光射出面から射出された光を拡散するための凹凸形状を形成した請求項1乃至12のうち何れか1項に記載の導光板。
- 前記各回折格子領域の前記格子ベクトル方向に沿った長さを、前記回折格子の格子ピッチの3倍以上300μm以下とした請求項1乃至13のうち何れか1項に記載の導光板。
- 請求項1乃至14のうち何れか1項に記載の導光板と、
前記導光板によって導光される光を前記導光板に供給する点状の、または前記平均導光方向と直交する平行な方向に長い線状の光源と
を備えた照明装置。 - 請求項15に記載の照明装置において、
前記光源を複数備えた照明装置。 - 請求項15または請求項16に記載の照明装置において、
前記光射出面に対向する面を覆うように、光を反射する機能を有する反射体を配置した照明装置。 - 請求項15乃至17のうち何れか1項に記載の照明装置と、
前記照明装置に備えられた導光板の光射出面を覆うように配置され、前記光射出面から射出された光を透過させることによって画像を表示する透過型表示素子と
を備えた表示装置。
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