JP2010198992A - 面発光装置及び自動車用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 面発光をより均一に改善することが可能であると共に配光が容易に制御できる面発光装置及びそれを用いた自動車用照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 面発光装置１は、入射面Ｓ１に入射された光Ｌ１を外部に出射する出射面Ｓ３と出射面Ｓ３に対向する反射面Ｓ４とを有し、反射面Ｓ４上に複数の直線状の溝１９が等しい間隔に設けられた導光板１３と、導光板１３の出射面Ｓ３側に設けられており、出射面Ｓ３から出射された光を平行光に変換し、その平行光Ｌ２を出射するリニアフレネルレンズアレイ１５と、リニアフレネルレンズアレイ１５の導光板に対して反対側に設けられており、リニアフレネルレンズアレイ１５からの平行光Ｌ２を入射して拡散させ、該拡散された光Ｌ３を出射するマイクロレンチキュラーレンズアレイ１７と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明手段に用いられる面発光装置及び自動車用照明装置に関する。

光源から出射された光を導光板等を用いて調整する技術を開示するものとしては、特許文献１がある。特許文献１には、底面に多数の四角錘の溝が形成された導光板と、導光板の各溝とそれぞれ１対１に対応するレンズ部分を有し、各レンズ部分の焦点位置が溝の斜面に位置するレンズアレイとを備えるバックライトシステムが開示されている。

この特許文献１のバックライトシステムにおいては、導光板から出射された光がレンズアレイによって平行光となり不必要な方向への光のロスが少ない。そのため、このバックライトシステムは、主に正面方向の明るさが必要とされる液晶ディスプレイ等には有効である。

特開平１０−１２５１２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバックライトシステムにおいては、主に正面方向のみが明るく、故に広がり角度が狭い。その結果、均一な面発光が得られず、また特定された方向へ光を配光することも困難である。

本発明は、上記のような問題を鑑みてなされたものであり、面発光をより均一に改善することが可能であると共に配光が容易に制御できる面発光装置及びそれを用いた自動車用照明装置を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するため、本発明の一態様の面発光装置は、光源からの光が入射される入射面と入射面に入射された光を外部に出射する出射面と出射面に対向する反射面とを有し、反射面上に複数の直線状の溝が等しい間隔に設けられた導光板と、導光板の出射面側に設けられており、出射面から出射された光を平行光に変換し、該平行化光を出射するリニアフレネルレンズアレイと、リニアフレネルレンズアレイの導光板に対して反対側に設けられており、リニアフレネルレンズアレイからの平行光を拡散させ、該拡散された光を出射するレンチキュラーレンズアレイと、を備え、リニアフレネルレンズアレイは、導光板の厚みと等しい焦点距離を有する複数のリニアフレネルレンズを有し、複数のリニアフレネルレンズが複数の溝と一対一に対応するように配置されていると共に、それぞれの焦点位置が対応する溝上に位置する。

さらに、本発明の別の態様の自動車用照明装置は、上述する面発光装置を２以上備え、各面発光装置のレンチキュラーレンズアレイは、それぞれのレンチキュラーレンズアレイを構成する各レンチキュラーレンズからの拡散された光の配光方向が互いに異なる。

本発明の一態様である面発光装置およびその他の態様である自動車用照明装置によれば、面発光の均一性を改善できると共に配光を容易に制御できる。

第１実施形態の面発光装置の構成を模式的に示す断面図である 第２実施形態の面発光装置に係る溝の断面を説明するための図である。 本発明の自動車用照明装置の一実施形態を示す概略図である。 本実施形態に係る面発光装置の効果を説明するための図である。 本実施形態に係る面発光装置の効果を説明するための図である。 本実施形態に係る面発光装置の効果を説明するための図である。

本発明の実施形態による面発光装置は、光源と共に使用する装置であり、主たる構成として、少なくとも導光板と、リニアフレネルレンズアレイと、レンチキュラーレンズアレイとを備える。ここで、導光板は、光源からの光が入射される入射面と入射面に入射された光を外部に出射する出射面と出射面に対向する反射面とを有し、反射面上に複数の直線状の溝が等しい間隔に設けられている。リニアフレネルレンズアレイは、導光板の出射面側に設けられており、出射面から出射された光をほぼ平行光に変換し、出射する。レンチキュラーレンズは、リニアフレネルレンズアレイの導光板に対して反対側に設けられており、リニアフレネルレンズアレイからの平行光を拡散し、拡散光として出射する。さらに、リニアフレネルレンズアレイは、導光板の厚みとほぼ等しい焦点距離を有する複数のリニアフレネルレンズを有し、各リニアフレネルレンズが導光板の持つ複数の溝のそれぞれと一対一に対応するように配置されていると共に、それぞれの焦点位置が対応する溝上に位置する。

本実施の形態の面発光装置では、光源からの光を平行光に変換し、その平行光を出射するリニアフレネルレンズアレイの導光板に対して反対側に、該平行光を拡散させ、該拡散された光を出射するレンチキュラーレンズアレイが設けられている。そのため、本面発光装置によれば、面発光装置の正面方向だけではなく斜め方向へも光が拡散されて出力できる。その結果、より均一な面発光を得られやすくなる。また、レンチキュラーレンズによって拡散された光を所定の方向へ配光させることができる。

また、溝は、断面形状がＶ字状、Ｕ字状であってよい。例えば、溝底点（溝の頂点）における反射面に対する法線（以下、“溝底点での法線”という）に対してほぼ対称な形状の断面を有してもよく、あるいは非対称な形状の断面でもよい。また、溝底点での法線の両側もしくは片側の溝の形状が曲線状、あるいは円弧状であってもよい。特に円弧状となっている場合は、レンチキュラーレンズアレイにおける光拡散性が向上され、より均一な面発光が実現されると共に、出光効率が向上される。また、少なくとも片側の形状は、溝底点と円弧の中心点とを結ぶ線と、この中心点における反射面に対する法線とがなす角度、ずなわち方位角θ_１が４０°以下であることが好適である。

また、レンチキュラーレンズアレイを構成する各レンチキュラーレンズからの出射光（ビーム）の開きをθ_１/２とし、溝の間隔をｐとし、導光板の厚みをｔとすると、θ_１/２≧１６°及びｐ／ｔ≦１．０の要件を満たすことが好適である。本面発光装置がこのような要件を満たすことにより、レンチキュラーレンズアレイから出射される拡散光において、配光性を高くしつつ反射面上に設けられた複数の溝によって生じるムラを低減することができる。ここで、ビームの開きとは、平行光を入射させた際の配光曲線において最大光度の１/２に等しい値になる２方向をビームの境とした、この２方向のなす角度をいう。

また、上述した記載の面発光装置は、種々の用途で使用可能であるが、面発光照明装置として、室内、自動車内、あるいは電車、船舶、航空機等の客室内等の種々の照明装置として使用できる。例えば、自動車用照明装置としては、１つ以上、好ましくは２つ以上備え、それぞれの面発光装置のそれぞれのレンチキュラーレンズアレイは、それぞれのレンチキュラーレンズアレイを構成する各レンチキュラーレンズからの拡散された光の配光方向が互いに異なる。この自動車用照明装置では、均一な面発光及び所定の方向への配光制御が可能な２つ以上の面発光装置を備えている場合は、２つ以上の面発光装置の全部又は一部を選択的にオンオフすることで車室全体又は所定の領域だけを均一に照明することができる。また、本自動車用照明装置は、薄型に構成することができるので、空間を大きく犠牲にすることなく十分な照度を確保することが可能となる。

以下、具体的な本発明の実施の形態について説明する。

（第１実施形態）
以下、図１を参照しつつ本発明の第１実施形態に係る面発光装置について説明する。図１は、第１実施形態の面発光装置１の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、面発光装置１は、光源１１、導光板１３、リニアフレネルレンズアレイ１５と及びマイクロレンチキュラーレンズアレイ１７とを備える。

光源１１は、特に限定しないが、例えば複数のＬＥＤ等の点光源をＹ軸方向に沿って直線状に並べたものを使用できる。なお、ＬＥＤ以外にも冷陰極管等の線状光源を使用することも可能である。導光板１３は、例えば、透明なガラスやポリカーボネート樹脂、あるいはアクリル樹脂等の材料によって薄板状に形成されている。この導光板１３は、その近傍に光源１１が取り付けられており、光源１１からの光Ｌ１が入射される入射面Ｓ１と、入射面Ｓ１に対向する面Ｓ２と、入射面Ｓ１に入射された光Ｌ１を外部に出射する出射面Ｓ３と出射面Ｓ３に対向する反射面Ｓ４とを有する。出射面Ｓ３及び反射面Ｓ４は、入射面Ｓ１及び面Ｓ２に直交する。導光板１３は、これらの面Ｓ１〜Ｓ４とつながっている互いに対向する一対の側面（図示せず）を更に有する。導光板１３の反射面Ｓ４上には、反射面Ｓ４に対する法線Ｎ方向（Ｚ軸方向）に対して対称な断面形状を有する複数の直線状の溝１９が光Ｌ１の入射方向に沿って、すなわちＸ軸方向に沿って等間隔に設けられている。具体的には、例えば溝１９は、頂点が尖っており、そして傾斜した斜面を有するもので、ＸＺ平面における断面がＶ字状である。

リニアフレネルレンズアレイ１５は、Ｘ軸方向に沿って平行に並べた複数のリニアフレネルレンズ１５ａを有し、各リニアフレネルレンズ１５ａの凸面が導光板１３に対して反対側を向く導光板１３の出射面Ｓ３上に設けられている。各リニアフレネルレンズ１５ａは、導光板１３の厚みとほぼ等しい焦点距離を有し、導光板１３の反射面Ｓ４上に設けられた各溝１９と一対一に対応していると共に、それぞれの焦点位置が対応する溝１９のほぼ頂点部分に位置する。このリニアフレネルレンズアレイ１５は、導光板１３の出射面Ｓ３から出射された光を入射して平行光に変換し、該平行光Ｌ２をマイクロレンチキュラーレンズアレイ１７に向けてＺ軸方向に出射する。

マイクロレンチキュラーレンズアレイ１７は、複数のマイクロレンチキュラーレンズ１７ａをＸ軸方向に沿って平行に多数並べたもので、各マイクロレンチキュラーレンズ１７ａの凸面がリニアフレネルレンズ１５ａの凸面に対して反対側を向くようにリニアフレネルレンズアレイ１５上に設けられている。マイクロレンチキュラーレンズアレイ１７は、リニアフレネルレンズアレイ１５からの平行光Ｌ２を拡散させ、その拡散された光Ｌ３を外部に出射する。

なお、リニアフレネルレンズアレイやマイクロレンチキュラーレンズ等の光学部材は、透明であって成型加工が可能な樹脂フィルムで形成することができる。具体的には、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等の硬質な樹脂のみならず、ポリウレタン樹脂等の柔軟性及び耐候性を備えた樹脂材料を使用することができる。

以下、面発光装置１の動作を説明する。光源１１から入射される光Ｌ１は導光板１３の入射面Ｓ１に入射して導光板１３と空気との界面で全反射を繰り返しながら導光板１３の内部を伝播する。伝播される光Ｌ１は反射面Ｓ４上に設けられた複数の溝１９によって反射されて、出射面Ｓ３から出射される。導光板１３の出射面Ｓ３から出射された光Ｌ１は、リニアフレネルレンズアレイ１５に入射される。リニアフレネルレンズアレイ１５の各リニアフレネルレンズ１５ａの焦点位置は対応する溝１９のほぼ頂点部分に位置するので、出射面Ｓ３から出射された光Ｌ１は、各リニアフレネルレンズ１５ａによってほぼ平行光に変換される。変換された平行光Ｌ２は、リニアフレネルレンズアレイ１５から出射され、マイクロレンチキュラーレンズアレイ１７に入射される。この入射された光Ｌ２は、マイクロレンチキュラーレンズアレイ１７の複数のマイクロレンチキュラーレンズ１７ａにより拡散され、その拡散された光Ｌ３は、マイクロレンチキュラーレンズアレイ１７から外部に出射される。

以上説明した面発光装置１では、光源１１からの光Ｌ１を平行光に変換し、その平行光Ｌ２を出射するリニアフレネルレンズアレイ１５の上に、該平行光Ｌ２を拡散させ、該拡散された光Ｌ３を出射するマイクロレンチキュラーレンズアレイ１７が設けられている。そのため、本面発光装置１によれば、面発光装置１の正面方向だけではなく斜め方向へも光が拡散されて出力される。その結果、ほぼ均一な面発光が実現できる。また、マイクロレンチキュラーレンズ１７ａの凸面を適切に設計することによって拡散された光を所定の方向へ配光させることができる。また、溝１９が、反射面Ｓ４に対する法線Ｎ方向に対して対称なＶ字状の断面構造になっているので、マイクロレンチキュラーレンズアレイ１７における光拡散性が向上され、より均一な面発光が実現されると共に、光源１１からの光Ｌ１に対する拡散光Ｌ３の出光効率が向上される。

面発光装置１は、面発光の照明装置として室内の天井灯として使用することができる。また、配光制御ができるため、特定箇所を照明する局部照明装置としても使用することができる。面発光装置１によれば、ＬＥＤ等による点発光を面発光に変換できるため、装置を直接見ても眩しすぎることがない。また、光源としてＬＥＤ等の点光源を用いられることができ、また導光板を薄板状に形成することができるため、装置全体を薄く設計することも可能である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る面発光装置について説明する。第２実施形態に係る面発光装置１は、導光板１３の反射面Ｓ４上の溝１９の断面がＶ字状ではなく対称な２つの円弧２１ａ，２１ｂの形状の組み合わせとなっている点において第１実施形態の面発光装置１と相違する。なお、その他の構成は、第１実施形態の面発光装置１の構成と同等であるため、同一の符号を付して重複説明を省略する。

図２は、本実施形態の面発光装置１に係る溝１９の断面を説明するための図である。図２に示すように、円弧２１ａ，２１ｂは、反射面Ｓ４に対する法線方向Ｎに対してほぼ左右対称となっている。円弧２１ａ及び２１ｂがほぼ対称な形状であるので円弧２１ｂの説明を省略して円弧２１ａのみ説明する。円弧２１ａは、円弧２１ａの中心点Ｃから半径ｒの円周上に位置し、円弧２１ａの一方の端部２１ａ_１は、溝１９の底点（頂点）あたる。一方の端部（底点）２１ａ_１と他方の端部２１ａ_２は、中心点Ｃからの方位角θ_１及びθ_２がそれぞれ４０°及び６０°となっている。なお、上記方位角は、中心点Ｃでの法線Ｎ方向を基準にした時計回りの角度をいう。

第２実施形態に係る面発光装置１では、導光板１３の溝１９の断面が反射面Ｓ４に対する法線Ｎ方向に対して左右対称な２つ円弧２１ａ，２１ｂとなっているため、第１実施形態に係る面発光装置１による効果に加えて、より優れた出光効率及び均一な面発光を得ることができる。

図３（ａ）は本発明の応用例である自動車用照明装置の一実施形態を示す概略図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線に沿った断面図である。自動車用照明装置３は、例えば所謂ルームランプとして車室天井の中央付近に設けられている。図３（ａ）〜図３（ｂ）に示されているように自動車用照明装置３は４つの面発光装置３Ａ〜３Ｄを備えており、互いに直交する２つの線５，７上に配置されている。線５上に配置された面発光装置３Ａ，３Ｃは、それぞれの光源１１が互いに内側に向かって対向するように配置されている。線７上に配置された面発光装置３Ｂ，３Ｄは、それぞれの光源１１が互いに内側に向かって対向するように配置されている。面発光装置３Ａ〜３Ｄの各マイクロレンチキュラーレンズアレイ１７は、そのマイクロレンチキュラーレンズアレイ１７を構成する各マイクロレンチキュラーレンズ１７ａから拡散される光の配光方向が線５及び７に垂直な中心軸Ｉ_Ｃ１に対して離れる方向になるように配置されている。

自動車用照明装置３では、拡散される光の配光方向が互いに異なると共に均一な面発光が可能な４つの面発光装置３Ａ〜３Ｄを備えているので、面発光装置３Ａ〜３Ｄを選択的にオンオフすることによって、車室全体又は所定の領域だけ、例えば運転手席のみ又は後部座席のみを均一に照明することができる。また、自動車用照明装置３では、複数の点光源を直線状に並べた光源１１が用いられているので、薄型に構成することができる。それ故、車内空間を大きく犠牲にすることなく十分な照度を確保することが可能となる。

なお、自動車用照明装置として４つの面発光装置を使用する例について述べたが、面発光装置の数には制限がなく、単一でも複数でもかまわない。また、各面発光装置の発光領域の平面形状は、図３（ａ）に示す形状には限らず、種々の変形が可能である。また、複数の面発光装置を組み合わせる場合において、各面発光装置は同一形状、同一面積である必要はなく、用途に応じた変形が可能である。

以下、実施例１及び２、及び比較例１を挙げて、レンチキュラーレンズアレイの有無とビームの開きとの関係を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
長さが５００ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚みが５ｍｍの、透明ＰＭＭＡの導光板を準備し、反射面上に、反射面の法線方向に深さ＝０．１ｍｍのＶ字型の溝を１０ｍｍ間隔で形成した。次に、１２個の砲弾型ＬＥＤ（ＮＳＰＷ３００ＣＳ；日亜化学工業製）を直線状に並べたＬＥＤ光源を、導光板の片側端面に配置した。次に、長さが５０ｍｍで、幅が１０ｍｍの単位レンズがアレイ状に並べられた構成を持ち、厚みが２ｍｍで、焦点距離が５ｍｍであるリニアフレネルレンズを、その凸面が導光板に対向しないように導光板の表面上に配置した。

具体的に説明すると、導光板の光源が配置された側の端部から２００ｍｍから３００ｍｍの位置の出射面の表面に、それぞれ焦点がＶ字型の溝の中央部分にあたるように、１０個の上記のリニアフレネルレンズを並べて配置した。次に長さが１００ｍｍで、幅が５０ｍｍで、厚みが０．５ｍｍで、レンズアレイの間隔が０．０５ｍｍであり、下記計算式（１）で示される曲線形状を持つマイクロレンチキュラーレンズアレイが形成された透明フィルムを用意した。その後、用意した透明フィルムをその凸面がリニアフレネルレンズの凸面と対向しないようにリニアフレネルレンズ上に配置した。

なお、リニアフレネルレンズおよびマイクロレンチキュラーレンズは、以下の手順で作製する。まずレンズアレイ形状に対応する所定の突起列パターンを形成したＳＵＳ製のシリンダを準備し、その上にポリプロピレン材料（例えば、日本ポリプロ社製、商品名「ノバテックＰＰ ＭＡ３ Ｕ５７２６４」）を溶融押出ししてラミネート成形することで、ＳＵＳ製のシリンダの突起列パターンが転写されたポリプロピレンバッキングフィルムを得た。さらにこのバッキングフィルム上にポリウレタン混合溶液（ポリカプロラクトンポリオール（例えば、ダイセル化学工業製、商品名「プラクセル２０５Ｈ」）、ポリカーボネートジオール（例えば、日本ポリウレタン(株)製、商品名「ニッポラン９８３」）、イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート体（例えば、三井武田ケミカル社製、商品名「Ｄ−１７０Ｎ」）を含む）をバーコートし、次いで加熱硬化させた。その後バッキングフィルムを剥離し、レンズアレイパターンが転写されたリニアフレネルレンズあるいはマイクロレンチキュラーレンズを得た。以下、実施例、参考例では同様の製造方法にて、各光学フィルムを形成した。

その後、導光板の光源が配置された側の端部から０ｍｍから２００ｍｍの位置、および
３００ｍｍから５００ｍｍの位置の表面、すなわちリニアフレネルレンズ及びリニアマイクロレンチキュラーレンズが配置されていない導光板の表面は、光不透過性のフィルムでカバーした。これにより、実施例１の面発光装置を得た。

（実施例２）
マイクロレンチキュラーレンズアレイが上記の計算式（１）の代わりに下記の計算式（２）で示される曲線の右半分の形状を持つようになっている点以外は実施例１と同様にして、実施例２の面発光装置を得た。

（比較例１）
リニアフレネルレンズ上にマイクロレンチキュラーレンズアレイが配置されていない点以外は実施例１と同様にして、比較例１の面発光装置を得た。すなわち、比較例１の面発光装置は、導光板、ＬＥＤ光源及びリニアフレネルレンズのみからなり、それぞれは実施例１に用いられた導光板、ＬＥＤ光源及びリニアフレネルレンズと同一構成である。また、実施例１と同様に光源が配置された側の端部から０ｍｍから２００ｍｍの位置、および、３００ｍｍから５００ｍｍの位置の導光板の表面は、実施例１に用いられた光不透過性のフィルムでカバーした。

（結果評価）
実施例１〜２及び比較例１それぞれにおける一つのマイクロレンチキュラーレンズに対して拡散光の配光特性を測定した。すなわち、図４のように、一つのマイクロレンチキュラーレンズを選び、そのレンズの中心を通る軸Ｉ_Ｃ２を基準（０°）としてθ及び−θ方向への拡散光の照度を測定した。なお、照度の測定の際、マイクロレンチキュラーレンズの表面から測定位置までの距離は一定に維持された。その測定結果が表１に示されている。

図５は表１の測定結果をグラフ化したものである。図５において、横軸及び縦軸はそれぞれ、角度θ（°）及び照度（ルクス）を示す。実施例１及び実施例２それぞれにおけるマイクロレンチキュラーレンズによるビームの開きθ_１/２は８０°及び約４０°であった。図５に示されているように、マイクロレンチキュラーレンズアレイを用いることによって、配光曲線をブロードにすることができ、面発光の均一性を改善できることが確認された。また、マイクロレンチキュラーレンズアレイのマイクロレンチキュラーレンズの曲線形状を変えることで出射される光の配光方向を制御することができることが分かった。

以下、実施例３〜８、比較例２及び参考例１〜１８に基づいて、発光の均一性とビームの開きθ_１/２及び溝の間隔ｐに対する導光板の厚みｔの比ｐ/ｔとの関係を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（共通条件）
上記実施例１及び２と同様の構成にして、溝の間隔ｐ及びビームの開きθ_１/２を変化させた。表２は、実施例３〜８、比較例２及び参考例１〜１８それぞれにおいて用いられた間隔ｐ及びビームの開きθ_１/２それぞれの値を纏めたものである。なお、実施例３〜８、比較例２及び参考例１〜１８のすべてにおいて導光板の厚みｔは５ｍｍであった。

（実施例３〜８）
実施例３〜８においては、溝の間隔ｐを４ｍｍ、すなわち比ｐ/ｔを０．８に維持しながら、ビームの開きθ_１/２をそれぞれ１６°，２０°，４０°，４０°，８０°及び１２０°に変化させた。

（参考例１〜６）
参考例１〜６においては、溝の間隔ｐを６ｍｍ、すなわち比ｐ/ｔを１．２に維持しながら、ビームの開きθ_１/２をそれぞれ１６°，２０°，４０°，４０°，８０°及び１２０°に変化させた。

（参考例７〜１２）
参考例７〜１２においては、溝の間隔ｐを８ｍｍ、すなわち比ｐ/ｔを１．６に維持しながら、ビームの開きθ_１/２をそれぞれ１６°，２０°，４０°，４０°，８０°及び１２０°に変化させた。

（参考例１３〜１８）
参考例１３〜１８においては、溝の間隔ｐを１０ｍｍ、すなわち比ｐ/ｔを２．０に維持しながら、ビームの開きθ_１/２をそれぞれ１６°，２０°，４０°，４０°，８０°及び１２０°に変化させた。

（比較例２）
比較例２においては、実施例３〜８と同様に溝の間隔ｐが４ｍｍ、すなわち比ｐ/ｔが０．８で、ビームの開きθ_１/２が１０°であった。なお、本比較例においては、レンチキュクラーレンズに替えて拡散フィルム（米国 Physical Optics Company社製；LSD10PC10）が用いられた。

（結果評価）
実施例３〜８、比較例２及び参考例１〜１８それぞれに対して発光の均一性の評価を行った。均一性の評価は、配光方向に１ｍ離れた場所から、目視で観測した。観測の際、発光部分に導光板の溝の存在が認識できる明暗差が存在する場合を“×”と評価した。また、発光部分に導光板の溝による間隔がない場合又は間隔があっても１ｍｍ以下である場合を“○”と評価した。その評価結果は、表２において実施例３〜８、比較例２及び参考例１〜１８それぞれの条件と共に纏められている。また、図６は、表２の発光の均一性の評価結果を、横軸を比ｐ/ｔとし、縦軸を２ｔａｎ（θ_１/２/２）として表したグラフである。

図６においては、発光の均一性の評価が“○”であった条件には◇を、発光の均一性の評価が“×”であった条件には□を付している。表２及び図６に示されているように、ビームの開きθ_１/２、溝の間隔ｐ、及び導光板の厚みｔが、θ_１/２≧１６°及びｐ／ｔ≦１．０の両方の要件を満たした実施例３〜８においては、発光の均一性がすべて“○”に評価された。一方、θ_１/２≧１６°の要件を満たしてもｐ／ｔ＞１であった参考例１〜１８においては以下のような結果が確認された。すなわち、ｐ／ｔが１．２であった参考例１〜６においてはビームの開きθ_１/２が８０°及び１２０°の参考例５及び６の場合だけが発光の均一性が“○”と評価された。また、ｐ／ｔが１．６であった参考例７〜１２においてはビームの開きθ_１/２が１２０°の参考例１２の場合だけが発光の均一性が“○”と評価された。更に、ｐ／ｔが２．０であった参考例１３〜１８においてはすべての場合において発光の均一性が“×”と評価された。また、ｐ／ｔ≦１．０の要件が満たされてもθ_１/２＜１６であった比較例２の場合も発光の均一性が“×”と評価された。なお、比較例２においては、上述したように、レンチキュクラーレンズではなく拡散フィルムが用いられている。

以上の結果により、θ_１/２≧１６°及びｐ／ｔ≦１．０の要件を満たされる場合には発光の均一性が実現されることが確認された。しかし、θ_１/２≧１６°の要件だけが満たされている場合、具体的には参考例６，７及び１３においても発光の均一性が“○”と評価されているが、これは主にビームの広がりθ_１/２の値が大きいことによるものであるので、配光角の自由度が少なくなり、十分な配光制御が困難となる恐れがあり望ましくない。

図６においては、更に、均一性が“○”と評価された条件と、均一性が“×”と評価された条件との境界に位置する条件について多項式で近似した結果が実線のグラフで表されている。図６のように、ｐ/ｔをＸとして、２ｔａｎ（θ_１/２/２）をＹとした場合に、下記式（３）：

を満たす場合には均一性が“○”と評価されることが分かった。

１…面発光装置、１１…光源、１３…導光板、１５…リニアフレネルレンズアレイ、１５ａ…リニアフレネルレンズ、１７…マイクロレンチキュラーレンズアレイ、１７ａ…マイクロレンチキュラーレンズ、１９…溝、Ｓ１…入射面、Ｓ３…出射面、Ｓ４…反射面。

Claims (4)

1. 光源からの光が入射される入射面と前記入射面に入射された前記光を外部に出射する出射面と前記出射面に対向する反射面とを有し、前記反射面上に複数の直線状の溝が等しい間隔に設けられた導光板と、
   前記導光板の前記出射面側に設けられており、前記出射面から出射された前記光を平行光に変換し、該平行光を出射するリニアフレネルレンズアレイと、
   前記リニアフレネルレンズアレイの前記導光板に対して反対側に設けられており、前記リニアフレネルレンズアレイからの前記平行光を拡散させ、該拡散された光を出射するレンチキュラーレンズアレイと、
   を備え、
   前記リニアフレネルレンズアレイは、前記導光板の厚みと等しい焦点距離を有する複数のリニアフレネルレンズを有し、前記複数のリニアフレネルレンズが前記複数の溝と一対一に対応するように配置されていると共に、それぞれの焦点位置が対応する前記溝上に位置する面発光装置。
2. 前記溝は、溝底点における前記反射面に対する法線に対して両側もしくは片側の形状が前記溝底点を一方の端部とする円弧であり、
   前記円弧は、前記溝底点と前記円弧の中心点とを結ぶ線と、前記中心点における前記反射面に対する法線とがなす角度が４０°以下である請求項１に記載の面発光装置。
3. 前記レンチキュラーレンズアレイを構成する各レンチキュラーレンズのビームの開きをθ_１/２とし、前記溝の前記間隔をｐとし、前記導光板の厚みをｔとすると、θ_１/２≧１６°及びｐ／ｔ≦１．０の要件を満たす請求項１または２に記載の面発光装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の面発光装置を２つ以上備え、２つ以上の前記面発光装置のそれぞれの前記レンチキュラーレンズアレイは、それぞれの前記レンチキュラーレンズアレイを構成する各レンチキュラーレンズからの前記拡散された光の配光方向が互いに異なる自動車用照明装置。

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