JP2015038811A - Surface light source device, display device, and illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、面光源装置、表示装置および照明装置に関する。 The present invention relates to a surface light source device, a display device, and an illumination device.
表示装置の一例として、面光源装置から射出される光を利用して表示を行う透過型液晶表示装置が知られている。この種の液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に配置された面光源装置と、を有している。従来の面光源装置は、発光ダイオード（Light Emitting Diode, 以下、ＬＥＤと略記する）等の光源と、導光板と、を備えている。この面光源装置では、光源から射出された光を導光板の内部で伝播させ、導光板の全面から射出させる。以下、本明細書では、表示パネルの背面側に設けられる面光源装置のことをバックライトと記す場合もある。 As an example of a display device, a transmissive liquid crystal display device that performs display using light emitted from a surface light source device is known. This type of liquid crystal display device has a liquid crystal panel and a surface light source device disposed on the back side of the liquid crystal panel. A conventional surface light source device includes a light source such as a light emitting diode (hereinafter abbreviated as LED) and a light guide plate. In this surface light source device, the light emitted from the light source is propagated inside the light guide plate and emitted from the entire surface of the light guide plate. Hereinafter, in this specification, the surface light source device provided on the back side of the display panel may be referred to as a backlight.
指向性が異なる射出光を得るための面光源装置が提案されている（下記の特許文献１〜３参照）。
特許文献１には、射出光の指向性が互いに異なる第１照明装置と第２照明装置とを導光板の厚さ方向に積層した照明装置が開示されている。
特許文献２には、同心円状に配置された複数のプリズムを備えた導光板と、導光板の前記同心円の中心に配置された第１光源と、導光板の前記同心円の中心から外れた位置に配置された第２光源と、を備えた照明装置が開示されている。
特許文献３には、導光板と、導光板の第１の端面に光を入射させる第１の光源と、導光板の前記第１の端面と隣り合う第２の端面に光を入射させる第２の光源と、を備え、前記導光板に、射出光の指向性を調整する特性調整部が各光源に対応して設けられた照明装置が開示されている。
A surface light source device for obtaining emitted light having different directivities has been proposed (see Patent Documents 1 to 3 below).
Patent Document 1 discloses an illumination device in which a first illumination device and a second illumination device having different directivities of emitted light are stacked in the thickness direction of a light guide plate.
In Patent Document 2, a light guide plate including a plurality of prisms arranged concentrically, a first light source arranged at the center of the concentric circle of the light guide plate, and a position off the center of the concentric circle of the light guide plate. An illumination device including a second light source arranged is disclosed.
In Patent Document 3, a light guide plate, a first light source that makes light incident on the first end surface of the light guide plate, and a second light that makes light incident on a second end surface adjacent to the first end surface of the light guide plate are disclosed. There is disclosed an illuminating device in which a characteristic adjusting unit for adjusting directivity of emitted light is provided on the light guide plate corresponding to each light source.
特許文献１の照明装置は、２組の照明装置が積層された構成を有しているため、部品点数が多い、製造コストが高騰する、照明装置全体の厚さが厚くなる、などの問題がある。
特許文献２の照明装置では、所定の面積の導光板に対して複数のプリズムと２種類の光源の位置関係が決まるため、導光板を大型化するのが難しい、という問題がある。また、いずれの光源を点灯させるかにより導光板内での光の進行方向が変わるため、光源の切り替え前後で輝度を均一に保つのが難しい、という問題がある。また、光の指向性を大きく変えることが難しい、という問題がある。
特許文献３の照明装置では、特許文献２の照明装置と同様、いずれの光源を点灯させるかにより導光板内での光の進行方向が変わるため、光源の切り替え前後で輝度を均一に保つのが難しい、という問題がある。
Since the lighting device of Patent Document 1 has a configuration in which two sets of lighting devices are stacked, there are problems such as a large number of parts, a high manufacturing cost, and a large thickness of the entire lighting device. is there.
The illumination device of Patent Document 2 has a problem that it is difficult to increase the size of the light guide plate because the positional relationship between the plurality of prisms and the two types of light sources is determined with respect to the light guide plate having a predetermined area. Further, since the traveling direction of light in the light guide plate changes depending on which light source is turned on, there is a problem that it is difficult to keep the luminance uniform before and after switching the light source. Another problem is that it is difficult to change the directivity of light.
In the illuminating device of Patent Document 3, as in the illuminating device of Patent Document 2, since the traveling direction of light in the light guide plate changes depending on which light source is turned on, the luminance is kept uniform before and after switching of the light source. There is a problem that it is difficult.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、指向性の切り替えが可能であり、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、装置全体の厚さが厚くなることのない面光源装置を提供することを目的とする。また、本発明は、指向性の切り替えが可能であり、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置を提供することを目的とする。また、本発明は、この種の面光源装置を備えた表示装置および照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can switch the directivity, and the thickness of the entire apparatus can be increased without increasing the number of parts and manufacturing costs. An object of the present invention is to provide a non-surface light source device. It is another object of the present invention to provide a surface light source device that can switch directivity and can maintain a uniform luminance before and after switching directivity. Another object of the present invention is to provide a display device and an illumination device provided with this type of surface light source device.
上記の目的を達成するために、本発明の面光源装置は、第１の発光素子を有し、前記第１の発光素子からの光を射出する第１の光源部と、第２の発光素子を有し、前記第２の発光素子からの光を、前記第１の光源部から射出される光の角度分布よりも広い角度分布を有する光として射出する第２の光源部と、前記第１の光源部から射出された光および前記第２の光源部から射出された光を端面から入射させ、主面から射出させる導光体と、を備え、前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、前記導光体の複数の端面のうちの一つの端面に設けられ、点灯／消灯を各々独立して制御可能とされたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a surface light source device of the present invention has a first light emitting element, a first light source unit that emits light from the first light emitting element, and a second light emitting element. A second light source unit that emits light from the second light emitting element as light having an angular distribution wider than the angular distribution of light emitted from the first light source unit, and the first A light guide that causes light emitted from the light source unit and light emitted from the second light source unit to be incident from an end surface and emitted from a main surface, and includes the first light source unit and the second light source unit. The light source unit is provided on one end surface of the plurality of end surfaces of the light guide, and can be controlled to turn on / off independently.
本発明の面光源装置は、前記第１の光源部および前記第２の光源部のいずれか一方は、前記第１の光源部から射出される光の角度分布と前記第２の光源部から射出される光の角度分布とを異ならせるための角度分布変換部材を備えたことを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, one of the first light source unit and the second light source unit is emitted from the angular distribution of light emitted from the first light source unit and from the second light source unit. An angle distribution conversion member is provided for making the angle distribution of the emitted light different.
本発明の面光源装置は、前記第１の光源部が、前記角度分布変換部材として、前記第１の発光素子から射出された光を反射する凹面ミラーを備え、前記凹面ミラーは、前記導光体の主面に平行な平面で切断したときの断面形状が、焦点を有する曲線形状を少なくとも一部に有し、前記第１の発光素子は、当該第１の発光素子の発光面上に前記焦点が位置するように配置され、前記第１の発光素子からの光が、前記凹面ミラーで反射して前記導光体に入射することを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the first light source unit includes a concave mirror that reflects light emitted from the first light emitting element as the angle distribution conversion member, and the concave mirror includes the light guide. The cross-sectional shape when cut by a plane parallel to the main surface of the body has at least a part of a curved shape having a focal point, and the first light-emitting element It is arranged so that the focal point is located, and the light from the first light emitting element is reflected by the concave mirror and incident on the light guide.
本発明の面光源装置は、前記第２の発光素子が、前記第１の光源部から射出される光の角度分布よりも広い角度分布を有する光を射出し、前記第２の発光素子から射出された光が、前記凹面ミラーを介することなく前記導光体に入射することを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the second light emitting element emits light having an angular distribution wider than the angle distribution of light emitted from the first light source unit, and is emitted from the second light emitting element. The incident light is incident on the light guide without passing through the concave mirror.
本発明の面光源装置は、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とが、互いの発光面と反対側の面同士が対向するように配置されたことを特徴とする。 The surface light source device of the present invention is characterized in that the first light emitting element and the second light emitting element are arranged so that surfaces opposite to each other light emitting surface face each other.
本発明の面光源装置は、前記第１の光源部が、前記導光体の一つの端面に沿って配列された複数の前記発光素子および複数の前記凹面ミラーを備え、前記第２の発光素子は、隣り合う凹面ミラー同士の境界に沿って配置されたことを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the first light source unit includes the plurality of light emitting elements and the plurality of concave mirrors arranged along one end surface of the light guide, and the second light emitting element. Is arranged along the boundary between adjacent concave mirrors.
本発明の面光源装置は、前記凹面ミラーが、前記導光体の主面に垂直な平面で切断したときの断面形状が直線形状であって、前記導光体の主面に垂直な方向には曲率を持たず、前記第１の発光素子が、前記導光体の主面に垂直な方向に沿って配置され、前記第２の発光素子が、前記導光体の主面に平行な方向に沿って配置されることを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the concave mirror has a linear cross-section when cut along a plane perpendicular to the main surface of the light guide, and is in a direction perpendicular to the main surface of the light guide. Has no curvature, the first light emitting element is disposed along a direction perpendicular to the main surface of the light guide, and the second light emitting element is parallel to the main surface of the light guide. It is characterized by being arranged along.
本発明の面光源装置は、前記第１の光源部が、前記凹面ミラーの窪みに配置された凸レンズを備え、前記凸レンズの焦点の位置が前記凹面ミラーの焦点の位置と略一致していることを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the first light source unit includes a convex lens disposed in a recess of the concave mirror, and the focal position of the convex lens substantially coincides with the focal position of the concave mirror. It is characterized by.
本発明の面光源装置は、前記凹面ミラーが、前記凸レンズの凸面に形成された金属膜もしくは誘電体多層膜で構成されていることを特徴とする。 The surface light source device of the present invention is characterized in that the concave mirror is composed of a metal film or a dielectric multilayer film formed on the convex surface of the convex lens.
本発明の面光源装置は、前記第１の光源部が、前記角度分布変換部材として、前記第１の発光素子から射出された光を反射する反射面を有する反射素子を備え、前記反射素子が、前記導光体の前記一つの端面に対して一定の角度で傾斜した前記反射面と、前記導光体の前記一つの端面に対向する光射出面と、を有し、前記第１の発光素子が、前記反射素子の一つの端面に配置され、前記第１の発光素子からの光が、前記反射面で反射して前記導光体に入射することを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the first light source unit includes a reflection element having a reflection surface that reflects light emitted from the first light emitting element as the angle distribution conversion member, and the reflection element includes: The first light emission comprising: the reflection surface inclined at a certain angle with respect to the one end surface of the light guide; and a light emission surface opposed to the one end surface of the light guide. An element is disposed on one end face of the reflective element, and light from the first light emitting element is reflected by the reflective surface and is incident on the light guide.
本発明の面光源装置は、前記第２の発光素子が、前記第１の光源部から射出される光の角度分布よりも広い角度分布を有する光を射出し、前記第２の発光素子から射出された光が、前記反射素子を介することなく前記導光体に入射することを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the second light emitting element emits light having an angular distribution wider than the angle distribution of light emitted from the first light source unit, and is emitted from the second light emitting element. The emitted light is incident on the light guide without passing through the reflective element.
本発明の面光源装置は、前記反射素子が、前記導光体の前記一つの端面に対して複数個設けられたことを特徴とする。 The surface light source device of the present invention is characterized in that a plurality of the reflective elements are provided for the one end surface of the light guide.
本発明の面光源装置は、前記反射素子が、前記第１の発光素子が配置された端面に近い側から遠い側に向けて厚みが薄くなる楔形状を有し、前記光射出面と対向する端面全体が前記反射面であることを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the reflective element has a wedge shape whose thickness decreases from a side closer to the end face on which the first light emitting element is disposed to a side far from the end face, and faces the light emitting surface. The entire end surface is the reflecting surface.
本発明の面光源装置は、前記反射素子が、前記光射出面と対向する面に複数のプリズム構造体を有し、前記プリズム構造体の一つの傾斜面が前記反射面であることを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the reflecting element has a plurality of prism structures on a surface facing the light emitting surface, and one inclined surface of the prism structure is the reflecting surface. To do.
本発明の面光源装置は、前記第２の光源部が、前記角度分布変換部材として、前記第２の発光素子から射出された光を散乱させる光散乱部材を備え、前記第２の発光素子から射出された光が、前記光散乱部材を介して前記導光体に入射することを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the second light source unit includes a light scattering member that scatters light emitted from the second light emitting element as the angle distribution conversion member, The emitted light is incident on the light guide through the light scattering member.
本発明の面光源装置は、前記第１の光源部が、前記角度分布変換部材として、前記第１の発光素子から射出された光を略平行化するレンズを備え、前記第１の発光素子から射出された光が、前記レンズを介して前記導光体に入射することを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the first light source unit includes a lens that substantially collimates the light emitted from the first light emitting element as the angle distribution conversion member. The emitted light is incident on the light guide through the lens.
本発明の面光源装置は、前記導光体が、光の伝播方向において前記主面に対して所定の傾斜角をなす反射面を有することを特徴とする。 The surface light source device of the present invention is characterized in that the light guide has a reflection surface that forms a predetermined inclination angle with respect to the main surface in the light propagation direction.
本発明の面光源装置は、前記導光体が、前記一つの端面に近い側から遠い側に向けて厚みが薄くなる楔形状を有し、前記主面と対向する面全体が前記反射面であることを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the light guide has a wedge shape whose thickness decreases toward a side far from the one end surface, and the entire surface facing the main surface is the reflective surface. It is characterized by being.
本発明の面光源装置は、前記導光体が、前記主面と対向する面に複数のプリズム構造体を有し、前記プリズム構造体の一つの傾斜面が前記反射面であることを特徴とする。 In the surface light source device of the present invention, the light guide has a plurality of prism structures on a surface facing the main surface, and one inclined surface of the prism structure is the reflection surface. To do.
本発明の面光源装置は、前記導光体の主面から射出された光の進行方向を、前記主面の法線により近い方向に変更するための方向変更用部材が備えられたことを特徴とする。 The surface light source device of the present invention is provided with a direction changing member for changing the traveling direction of light emitted from the main surface of the light guide to a direction closer to the normal line of the main surface. And
本発明の表示装置は、前記本発明の面光源装置と、前記面光源装置から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えたことを特徴とする。 The display device of the present invention includes the surface light source device of the present invention and a display element that performs display using light emitted from the surface light source device.
本発明の照明装置は、前記本発明の面光源装置を備えたことを特徴とする。 The illumination device of the present invention includes the surface light source device of the present invention.
本発明の照明装置は、前記本発明の面光源装置の前記第１の光源部および前記第２の光源部を備えたことを特徴とする。 The illumination device of the present invention includes the first light source unit and the second light source unit of the surface light source device of the present invention.
本発明によれば、指向性の切り替えが可能であり、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、装置全体の厚さが厚くなることのない面光源装置が実現できる。本発明によれば、指向性の切り替えが可能であり、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置が実現できる。本発明によれば、上記の効果を有する面光源装置を備えた表示装置および照明装置が実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a surface light source device that can switch the directivity, does not increase the number of parts and the manufacturing cost, and does not increase the thickness of the entire device. According to the present invention, it is possible to realize a surface light source device that can switch directivity and can maintain a uniform luminance before and after switching directivity. According to the present invention, it is possible to realize a display device and an illumination device including the surface light source device having the above-described effects.
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図７を用いて説明する。
本実施形態では、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いて好適な面光源装置の一例を示す。
図１は、本実施形態の面光源装置を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図３は、本実施形態の面光源装置における一つの光源を示す斜視図である。図４（Ａ）は図３のＢ−Ｂ’線に沿う断面図、図４（Ｂ）は図３のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, an example of a surface light source device suitable for use as, for example, a backlight of a liquid crystal display device is shown.
FIG. 1 is a perspective view showing the surface light source device of this embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing one light source in the surface light source device of the present embodiment. 4A is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG.
In the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of the size may be varied depending on the component.
本実施形態の面光源装置１は、図１および図２に示すように、光源部２と、導光体３と、プリズムシート４（方向変更用部材）と、から構成されている。導光体３は、光源部２から射出された光を端面から入射させ、内部で伝播させる間に主面から射出させる機能を有する。プリズムシート４は、導光体３の主面から射出された光の進行方向を、主面の法線により近い方向に変更する機能を有する。なお、光源部２の詳細な構成は後述する。 The surface light source device 1 of this embodiment is comprised from the light source part 2, the light guide 3, and the prism sheet 4 (member for direction change) as shown in FIG. 1 and FIG. The light guide 3 has a function of causing light emitted from the light source unit 2 to enter from the end face and to be emitted from the main surface while propagating inside. The prism sheet 4 has a function of changing the traveling direction of the light emitted from the main surface of the light guide 3 to a direction closer to the normal line of the main surface. The detailed configuration of the light source unit 2 will be described later.
導光体３は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる板体である。導光体３は、光源部２が設けられた端面３ａに近い側から遠い側に向けて厚みが徐々に薄くなる楔形の形状を有している。すなわち、図２に示すように、後述する第１主面３ｂに垂直な面（ｙｚ平面）で切断したときの導光体３の断面形状は直角三角形である。導光板３の端面３ａは、光源部２から射出された光を入射させる光入射面である。導光板３の第１主面３ｂ（図２における上側の面）は、内部に入射した光を射出させる光射出面である。 The light guide 3 is a plate made of a resin having optical transparency such as acrylic resin. The light guide 3 has a wedge shape in which the thickness gradually decreases from the side closer to the end surface 3 a where the light source unit 2 is provided to the side farther from the side. That is, as shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of the light guide 3 when cut along a plane (yz plane) perpendicular to the first main surface 3b described later is a right triangle. The end surface 3 a of the light guide plate 3 is a light incident surface on which light emitted from the light source unit 2 is incident. The first main surface 3b (upper surface in FIG. 2) of the light guide plate 3 is a light emitting surface for emitting light incident on the inside.
なお、本実施形態において、導光体３の第１主面３ｂの面内における光の伝播方向をｙ軸方向、光の伝播方向と直交する方向をｘ軸方向、第１主面と直交する方向（導光体３の厚み方向）をｚ軸方向、と定義する。すなわち、本明細書における「光の伝播方向」とは、図２に示す導光体３のｙｚ断面内で光（１点鎖線の矢印Ｌで示す）が反射しつつ伝播する方向を意味するのではなく、導光体３の第１主面３ｂの法線方向から見て光が伝播する方向（実線の矢印Ｙで示す）を意味する。 In the present embodiment, the light propagation direction in the first main surface 3b of the light guide 3 is the y-axis direction, the direction orthogonal to the light propagation direction is the x-axis direction, and the first main surface is orthogonal. The direction (thickness direction of the light guide 3) is defined as the z-axis direction. In other words, the “light propagation direction” in this specification means a direction in which light (indicated by a one-dot chain line arrow L) propagates while reflecting in the yz section of the light guide 3 shown in FIG. Instead, it means the direction (indicated by solid arrow Y) in which light propagates when viewed from the normal direction of the first main surface 3b of the light guide 3.
導光体３の第１主面３ｂに対向する第２主面３ｃ（図２における下側の面）は、光の伝播方向において第１主面３ｂに対して一定の傾斜角をもって傾斜した傾斜面である。第１主面３ｂに対する第２主面３ｃの傾斜角θ１（第１主面３ｂと第２主面３ｃとのなす角度、導光体３の先端角と呼ぶ場合もある）は、例えば２°程度に設定される。第２主面３ｃには、例えばアルミニウム等の光反射率の高い金属膜からなる反射ミラー５が設けられている。反射ミラー５が設けられたことで、第２主面３ｃは、導光体３の内部を伝播する光を反射させる反射面として機能する。なお、反射ミラー５は、導光体３の第２主面３ｃに直接形成された金属膜であっても良いし、導光体３とは別体に作製した反射板を貼り合わせた構成であっても良い。 The second main surface 3c (the lower surface in FIG. 2) facing the first main surface 3b of the light guide 3 is inclined with a certain inclination angle with respect to the first main surface 3b in the light propagation direction. Surface. The inclination angle θ1 of the second main surface 3c with respect to the first main surface 3b (the angle between the first main surface 3b and the second main surface 3c, sometimes referred to as the tip angle of the light guide 3) is, for example, 2 °. Set to degree. The second main surface 3c is provided with a reflection mirror 5 made of a metal film having a high light reflectance such as aluminum. By providing the reflection mirror 5, the second main surface 3 c functions as a reflection surface that reflects light propagating through the light guide 3. The reflection mirror 5 may be a metal film directly formed on the second main surface 3 c of the light guide 3, or has a configuration in which a reflection plate manufactured separately from the light guide 3 is bonded. There may be.
光源部２は、図１に示すように、複数の光源６が、光の伝播方向Ｙと直交する方向（ｘ軸方向）に１列に配列された構成を有している。光源６は、図３に示すように、高指向性用光源部１３と、広角用光源部１４と、から構成されている。高指向性用光源部１３は、射出光の角度分布が相対的に狭く、高い指向性を有する光を射出する。広角用光源部１４は、射出光の角度分布が相対的に広く、低い指向性を有する光を射出する。
本実施形態における「高指向性用光源部」は、特許請求の範囲における「第１の光源部」に相当する。本実施形態における「広角用光源部」は、特許請求の範囲における「第２の光源部」に相当する。
As shown in FIG. 1, the light source unit 2 has a configuration in which a plurality of light sources 6 are arranged in a line in a direction (x-axis direction) orthogonal to the light propagation direction Y. As illustrated in FIG. 3, the light source 6 includes a high directivity light source unit 13 and a wide-angle light source unit 14. The high directivity light source unit 13 emits light having a relatively narrow angle distribution and high directivity. The wide-angle light source unit 14 emits light having a relatively wide angular distribution and low directivity.
The “light source part for high directivity” in the present embodiment corresponds to a “first light source part” in the claims. The “wide-angle light source unit” in the present embodiment corresponds to a “second light source unit” in the claims.
高指向性用光源部１３は、図３および図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１のＬＥＤ７（第１の発光素子）と、シリンドリカルレンズ８（凸レンズ）と、凹面ミラー９と、を備えている。シリンドリカルレンズ８は、例えばアクリル樹脂、フェニール系もしくはジメチル系のシリコン樹脂等で構成されている。シリンドリカルレンズ８は、一方が凸面、他方が平坦面となったレンズ、いわゆる平凸レンズである。光は平坦面８ａから射出されるため、以降、この平坦面８ａを光射出面と称する。一方、凸面は、なだらかに湾曲した湾曲面となっている。 As shown in FIG. 3 and FIGS. 4A and 4B, the high directivity light source unit 13 includes a first LED 7 (first light-emitting element), a cylindrical lens 8 (convex lens), and a concave mirror 9. And. The cylindrical lens 8 is made of, for example, an acrylic resin, a phenyl-based or dimethyl-based silicon resin, or the like. The cylindrical lens 8 is a so-called plano-convex lens in which one is a convex surface and the other is a flat surface. Since light is emitted from the flat surface 8a, the flat surface 8a is hereinafter referred to as a light emission surface. On the other hand, the convex surface is a curved surface that is gently curved.
シリンドリカルレンズ８をｘｙ平面で切断した断面形状を見ると、図４（Ａ）に示すように、凸面は焦点Ｐを有する曲線形状を有している。本実施形態の場合、具体的には、凸面８ｂの断面形状はパラボラ形状である。一方、シリンドリカルレンズ８をｙｚ平面で切断した断面形状を見ると、図４（Ｂ）に示すように、湾曲面８ｂは直線形状である。すなわち、シリンドリカルレンズ８の凸面８ｂは、ｘｙ平面内において曲率を持ち、ｙｚ平面内においては曲率を持たないパラボラ面である。 Looking at the cross-sectional shape of the cylindrical lens 8 cut along the xy plane, the convex surface has a curved shape having a focal point P as shown in FIG. In the case of this embodiment, specifically, the cross-sectional shape of the convex surface 8b is a parabolic shape. On the other hand, when the cross-sectional shape obtained by cutting the cylindrical lens 8 along the yz plane is viewed, the curved surface 8b is linear as shown in FIG. 4B. That is, the convex surface 8b of the cylindrical lens 8 is a parabolic surface that has a curvature in the xy plane and does not have a curvature in the yz plane.
シリンドリカルレンズ８の凸面８ｂに沿って凹面ミラー９が設けられている。凹面ミラー９は、シリンドリカルレンズ８の凸面８ｂに直接形成されたアルミニウム等の光反射率の高い金属膜で構成されている。もしくは、凹面ミラー９は、ＥＳＲ等の誘電体多層膜で構成されていてもよい。シリンドリカルレンズ８の凸面８ｂと凹面ミラー９とが密着しているため、凹面ミラー９の形状は凸面８ｂの形状が反映されたパラボラ面となる。したがって、凹面ミラー９の焦点の位置はシリンドリカルレンズ８の焦点の位置と一致する。焦点を図４（Ａ）に点Ｐで示す。なお、シリンドリカルレンズ８の凸面８ｂに凹面ミラー９を直接形成する構成に代えて、シリンドリカルレンズ８とは別体に作製した凹面ミラーを貼り合わせた構成としても良い。
本実施形態における「凹面ミラー」は、特許請求の範囲における「角度分布変換部材」に相当する。
A concave mirror 9 is provided along the convex surface 8 b of the cylindrical lens 8. The concave mirror 9 is made of a metal film having a high light reflectance such as aluminum directly formed on the convex surface 8 b of the cylindrical lens 8. Alternatively, the concave mirror 9 may be composed of a dielectric multilayer film such as ESR. Since the convex surface 8b of the cylindrical lens 8 and the concave mirror 9 are in close contact, the shape of the concave mirror 9 is a parabolic surface reflecting the shape of the convex surface 8b. Therefore, the focal position of the concave mirror 9 coincides with the focal position of the cylindrical lens 8. The focal point is indicated by a point P in FIG. Instead of directly forming the concave mirror 9 on the convex surface 8b of the cylindrical lens 8, a configuration may be adopted in which a concave mirror manufactured separately from the cylindrical lens 8 is bonded.
The “concave mirror” in the present embodiment corresponds to an “angle distribution conversion member” in the claims.
図４（Ａ）に示すように、シリンドリカルレンズ８の光射出面８ａには、第１のＬＥＤ７を内部に挿入できるだけの深さを有する溝１０が設けられている。シリンドリカルレンズ８をｘｙ平面で切断したときの溝１０の底部の断面形状は円弧状に丸められている。溝１０の内部には、第１のＬＥＤ７が配置されている。第１のＬＥＤ７は、発光面７ａを凹面ミラー９に向けた姿勢で配置されている。また、第１のＬＥＤ７と凹面ミラー９およびシリンドリカルレンズ８とは、凹面ミラー９およびシリンドリカルレンズ８の焦点Ｐが発光面７ａ上に位置するように、互いの位置関係や寸法、形状等が設定されている。
本実施形態における「第１のＬＥＤ」は、特許請求の範囲における「第１の発光素子」に相当する。
As shown in FIG. 4A, the light exit surface 8a of the cylindrical lens 8 is provided with a groove 10 having a depth sufficient to allow the first LED 7 to be inserted therein. The cross-sectional shape of the bottom of the groove 10 when the cylindrical lens 8 is cut along the xy plane is rounded into an arc. A first LED 7 is disposed in the groove 10. The first LED 7 is arranged in a posture in which the light emitting surface 7 a faces the concave mirror 9. The first LED 7 and the concave mirror 9 and the cylindrical lens 8 are set such that their positional relationship, size, shape, and the like are set so that the focal point P of the concave mirror 9 and the cylindrical lens 8 is located on the light emitting surface 7a. ing.
The “first LED” in the present embodiment corresponds to the “first light emitting element” in the claims.
第１のＬＥＤ７の発光面７ａが凹面ミラー９を向いていることにより、第１のＬＥＤ７の発光面７ａから射出された光の略全てが凹面ミラー９に向かい、凹面ミラー９で反射した後、シリンドリカルレンズ８の光射出面８ａから射出される。したがって、第１のＬＥＤ７の発光面７ａから射出された光のうち、凹面ミラー９で反射することなく、直接射出される光はほとんど存在しない。第１のＬＥＤ７は、特に指向性を有するものではなく、所定の拡散角で光を射出する一般的なＬＥＤを用いることができる。 Since the light emitting surface 7a of the first LED 7 faces the concave mirror 9, almost all of the light emitted from the light emitting surface 7a of the first LED 7 is directed to the concave mirror 9 and reflected by the concave mirror 9, The light exits from the light exit surface 8 a of the cylindrical lens 8. Therefore, among the light emitted from the light emitting surface 7 a of the first LED 7, there is almost no light emitted directly without being reflected by the concave mirror 9. The first LED 7 is not particularly directional, and a general LED that emits light at a predetermined diffusion angle can be used.
本実施形態においては、図４（Ｂ）に示すように、各シリンドリカルレンズ８の上面から下面までを貫通するように溝１０が設けられている。第１のＬＥＤ７は、シリンドリカルレンズ８の上端から下端まで達するように、溝１０の全体にわたって設けられている。第１のＬＥＤ７に電流を供給するための正極側、負極側の２本の配線（図示略）は、シリンドリカルレンズ８の上端もしくは下端から引き出されている。２本の配線は、シリンドリカルレンズ８の上端もしくは下端のいずれか一方に揃えて引き出されていることが望ましい。第１のＬＥＤ７と溝１０との間には僅かな間隙１１が設けられている。この間隙１１には、光学接着剤等が充填されても良いし、何も充填されずに空気が存在していても良い。なお、本実施形態では、複数の別体のシリンドリカルレンズ８を連結した構成としたが、これら複数のシリンドリカルレンズを一体にした構成のレンチキュラーレンズを用いても良い。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the groove 10 is provided so as to penetrate from the upper surface to the lower surface of each cylindrical lens 8. The first LED 7 is provided over the entire groove 10 so as to reach from the upper end to the lower end of the cylindrical lens 8. Two wires (not shown) on the positive electrode side and the negative electrode side for supplying a current to the first LED 7 are drawn from the upper end or the lower end of the cylindrical lens 8. It is desirable that the two wires are drawn out in alignment with either the upper end or the lower end of the cylindrical lens 8. A slight gap 11 is provided between the first LED 7 and the groove 10. The gap 11 may be filled with an optical adhesive or the like, or air may be present without filling anything. In the present embodiment, a plurality of separate cylindrical lenses 8 are connected, but a lenticular lens having a configuration in which these plurality of cylindrical lenses are integrated may be used.
広角用光源部１４は、図３および図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第２のＬＥＤ１５を備えている。第２のＬＥＤ１５は、発光面１５ａを導光体３の端面３ａに向けた姿勢で配置されている。したがって、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とは、互いの発光面７ａ，１５ａと反対側の面同士が対向して接するように配置されている。言い換えると、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とは、背中合わせに配置されている。そのため、第２のＬＥＤ１５からの光は、シリンドリカルレンズ８や凹面ミラー９を通ることなく、導光体３に入射する。 The wide-angle light source unit 14 includes a second LED 15 as shown in FIGS. 3 and 4A and 4B. The second LED 15 is arranged in a posture in which the light emitting surface 15 a faces the end surface 3 a of the light guide 3. Therefore, the first LED 7 and the second LED 15 are arranged such that the surfaces opposite to the light emitting surfaces 7a and 15a face each other. In other words, the first LED 7 and the second LED 15 are arranged back to back. Therefore, the light from the second LED 15 enters the light guide 3 without passing through the cylindrical lens 8 or the concave mirror 9.
第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５の高さ（ｚ軸方向の寸法）は、本実施形態のように異なっていてもよいし、同じであってもよい。第２のＬＥＤ１５に電流を供給するための配線（図示略）は、シリンドリカルレンズ８と導光体３との間隙から引き出されている。第２のＬＥＤ１５に電流を供給するための正極側、負極側の２本の配線（図示略）は、シリンドリカルレンズ８の上端もしくは下端から引き出されている。第１のＬＥＤ７と同様、２本の配線は、シリンドリカルレンズ８の上端もしくは下端のいずれか一方に揃えて引き出されていることが望ましい。第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とは、点灯／消灯を各々独立して制御できるようになっている。 The height (dimension in the z-axis direction) of the first LED 7 and the second LED 15 may be different as in the present embodiment, or may be the same. A wiring (not shown) for supplying a current to the second LED 15 is drawn out from the gap between the cylindrical lens 8 and the light guide 3. Two wires (not shown) on the positive electrode side and the negative electrode side for supplying a current to the second LED 15 are drawn from the upper end or the lower end of the cylindrical lens 8. Similar to the first LED 7, it is desirable that the two wires are led out to be aligned with either the upper end or the lower end of the cylindrical lens 8. The first LED 7 and the second LED 15 can be controlled to turn on / off independently.
第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａが導光体３の端面３ａを向いていることにより、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａから射出された光の略全てが導光体３に入射する。本実施形態の場合、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａは導光体３の端面３ａに当接しているが、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａは導光体３の端面３ａに必ずしも当接していなくてもよい。第２のＬＥＤ１５としては、所定の拡散角で光を射出する一般的なＬＥＤを用いることができる。
本実施形態における「第２のＬＥＤ」は、特許請求の範囲における「第２の発光素子」に相当する。
Since the light emitting surface 15 a of the second LED 15 faces the end surface 3 a of the light guide 3, substantially all of the light emitted from the light emitting surface 15 a of the second LED 15 enters the light guide 3. In the present embodiment, the light emitting surface 15 a of the second LED 15 is in contact with the end surface 3 a of the light guide 3, but the light emitting surface 15 a of the second LED 15 is not necessarily in contact with the end surface 3 a of the light guide 3. It does not have to be. As the second LED 15, a general LED that emits light at a predetermined diffusion angle can be used.
The “second LED” in the present embodiment corresponds to a “second light emitting element” in the claims.
図１および図２に示すように、プリズムシート４は、導光体３の光射出面３ｂに対向する位置（図２における導光体３の上方）に設けられている。プリズムシート４は、光の伝播方向Ｙと直交する方向に延在する複数のプリズム構造体１１が一面に設けられたものである。プリズムシート４は、複数のプリズム構造体１１が設けられた面が導光体３の光射出面３ｂに対向するように配置されている。ｙｚ平面で切断した断面における一つのプリズム構造体１１の断面形状は直角三角形状である。プリズム構造体１１は、導光体３の光射出面３ｂに対して直交する第１面１１ａと、第１面１１ａに対して所定の先端角θ２をなす第２面１１ｂと、を有している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the prism sheet 4 is provided at a position facing the light exit surface 3 b of the light guide 3 (above the light guide 3 in FIG. 2). The prism sheet 4 is provided with a plurality of prism structures 11 extending in a direction orthogonal to the light propagation direction Y on one surface. The prism sheet 4 is disposed such that the surface on which the plurality of prism structures 11 are provided faces the light exit surface 3 b of the light guide 3. The cross-sectional shape of one prism structure 11 in the cross section cut along the yz plane is a right triangle. The prism structure 11 includes a first surface 11a that is orthogonal to the light exit surface 3b of the light guide 3 and a second surface 11b that forms a predetermined tip angle θ2 with respect to the first surface 11a. Yes.
以下、上記構成の面光源装置１の作用について説明する。
第１のＬＥＤ７の発光面７ａは所定の面積を有しているため、発光面７ａ上の全ての点が凹面ミラー９およびシリンドリカルレンズ８の焦点Ｐの位置に必ずしも一致するわけではない。ただし、以下では説明を簡単にするため、発光面７ａの面積が十分に小さく、発光面７ａが焦点Ｐと一致しているものとして説明する。
Hereinafter, the operation of the surface light source device 1 configured as described above will be described.
Since the light emitting surface 7a of the first LED 7 has a predetermined area, not all points on the light emitting surface 7a necessarily coincide with the positions of the concave mirror 9 and the focal point P of the cylindrical lens 8. However, for the sake of simplicity, the following description will be made assuming that the area of the light emitting surface 7a is sufficiently small and the light emitting surface 7a coincides with the focal point P.
第１のＬＥＤ７の発光面７ａから発せられた光Ｌ１は、所定の拡散角をもって凹面ミラー９に向かい、凹面ミラー９で反射する。ここで、導光体３の光射出面３ｂに平行な平面（ｘｙ平面）内での光の振る舞いを考える。図４（Ａ）に示すように、発光面７ａの位置が焦点Ｐと一致しているため、第１のＬＥＤ７から発せられた光Ｌは、凹面ミラー９に対してどのような角度で入射したとしても、凹面ミラー９で反射した後は凹面ミラー９の光軸に平行な方向に進行する。したがって、第１のＬＥＤ７の発光面７ａから発せられた直後の拡散光は、凹面ミラー９で反射して平行化された光、すなわち高い指向性を持つ光に変換される。この光Ｌ１がシリンドリカルレンズ８の光射出面８ａから射出し、導光体３に入射する。 The light L1 emitted from the light emitting surface 7a of the first LED 7 is directed to the concave mirror 9 with a predetermined diffusion angle and reflected by the concave mirror 9. Here, the behavior of light in a plane (xy plane) parallel to the light exit surface 3b of the light guide 3 is considered. As shown in FIG. 4A, since the position of the light emitting surface 7a coincides with the focal point P, the light L emitted from the first LED 7 is incident on the concave mirror 9 at any angle. However, after being reflected by the concave mirror 9, it proceeds in a direction parallel to the optical axis of the concave mirror 9. Therefore, the diffused light immediately after being emitted from the light emitting surface 7a of the first LED 7 is converted into light that is reflected and collimated by the concave mirror 9, that is, light having high directivity. The light L1 exits from the light exit surface 8a of the cylindrical lens 8 and enters the light guide 3.
一方、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａから発せられた光Ｌ２は、所定の拡散角をもって導光体３に入射する。したがって、広角用光源部１４から射出された光Ｌ２の角度分布は、高指向性用光源部１３から射出された光Ｌ１の角度分布よりも広くなる。 On the other hand, the light L2 emitted from the light emitting surface 15a of the second LED 15 enters the light guide 3 with a predetermined diffusion angle. Therefore, the angular distribution of the light L2 emitted from the wide-angle light source unit 14 is wider than the angular distribution of the light L1 emitted from the high-directivity light source unit 13.
次に、光の伝播方向Ｙに平行、かつ導光体３の光射出面３ｂに垂直な平面（ｙｚ平面）内での光の振る舞いを考える。図４（Ｂ）に示すように、ｙｚ平面内で見る限り、凹面ミラー９は曲率を有していないので、凹面ミラー９は平面ミラーのように機能する。すなわち、第１のＬＥＤ７から射出された光Ｌ１は、凹面ミラー９において入射角に等しい反射角で反射する。よって、光Ｌ１は、第１のＬＥＤ７の発光面７ａから発せられた直後の拡散角を維持したまま、シリンドリカルレンズ８から射出され、導光体３に入射する。 Next, the behavior of light in a plane (yz plane) parallel to the light propagation direction Y and perpendicular to the light exit surface 3b of the light guide 3 will be considered. As shown in FIG. 4B, since the concave mirror 9 does not have a curvature as long as viewed in the yz plane, the concave mirror 9 functions like a plane mirror. That is, the light L1 emitted from the first LED 7 is reflected by the concave mirror 9 at a reflection angle equal to the incident angle. Therefore, the light L 1 is emitted from the cylindrical lens 8 and is incident on the light guide 3 while maintaining the diffusion angle immediately after being emitted from the light emitting surface 7 a of the first LED 7.
第２のＬＥＤ１５から射出された光Ｌ２は、発光面１５ａから発せられた直後の拡散角を維持したまま、導光体３の内部を伝播する。 The light L2 emitted from the second LED 15 propagates inside the light guide 3 while maintaining the diffusion angle immediately after being emitted from the light emitting surface 15a.
以上をまとめると、高指向性用光源部１３については、シリンドリカルレンズ８の光射出面８ａから射出された時点において、光Ｌ１は、導光体３の光射出面３ｂに平行な平面（ｘｙ平面）内でのみ高い指向性を持ち、光の伝播方向Ｙに平行、かつ導光体３の光射出面３ｂに垂直な平面（ｙｚ平面）内では指向性を持たない。このような光Ｌ１が、光入射面（端面）３ａから導光体３に入射され、導光体３の内部を伝播する。 In summary, with respect to the high directivity light source unit 13, the light L <b> 1 is a plane (xy plane) parallel to the light exit surface 3 b of the light guide 3 when it is emitted from the light exit surface 8 a of the cylindrical lens 8. ), And has no directivity in a plane (yz plane) parallel to the light propagation direction Y and perpendicular to the light exit surface 3 b of the light guide 3. Such light L <b> 1 enters the light guide 3 from the light incident surface (end surface) 3 a and propagates inside the light guide 3.
一方、広角用光源部１４については、光Ｌ２は、導光体３の光射出面３ｂに平行な平面（ｘｙ平面）内、および光の伝播方向Ｙに平行、かつ導光体３の光射出面３ｂに垂直な平面（ｙｚ平面）内の双方で指向性を持たない。このような光Ｌ２が、導光体３の内部を伝播する。 On the other hand, for the wide-angle light source unit 14, the light L <b> 2 is emitted in a plane (xy plane) parallel to the light emission surface 3 b of the light guide 3 and parallel to the light propagation direction Y and emitted from the light guide 3. There is no directivity in both of the planes (yz plane) perpendicular to the surface 3b. Such light L2 propagates through the light guide 3.
次に、導光体３の内部を伝播する光Ｌは、図２に示すように、第１主面３ｂ（光射出面）と第２主面３ｃ（反射面）との間で反射を繰り返しつつ、導光体３の内部を光の伝播方向Ｙ（図２の右側）に向けて進行する。仮に第１主面と第２主面とが平行であったとすると、光が反射を繰り返しても、第１主面および第２主面への光の入射角は変化しない。ところが、本実施形態の場合、導光体３は光入射面３ａ側から離れるにつれて厚みが徐々に薄くなる楔形であり、第１主面３ｂに対して第２主面３ｃが所定の傾斜角を有している。そのため、光Ｌは、第１主面３ｂおよび第２主面３ｃで反射する毎に第１主面３ｂおよび第２主面３ｃへの入射角が小さくなる。 Next, the light L propagating through the light guide 3 is repeatedly reflected between the first main surface 3b (light emission surface) and the second main surface 3c (reflection surface), as shown in FIG. Meanwhile, the light guide 3 travels in the light propagation direction Y (right side in FIG. 2). Assuming that the first main surface and the second main surface are parallel, the incident angle of the light to the first main surface and the second main surface does not change even if light is repeatedly reflected. However, in the case of the present embodiment, the light guide 3 has a wedge shape in which the thickness gradually decreases with increasing distance from the light incident surface 3a side, and the second main surface 3c has a predetermined inclination angle with respect to the first main surface 3b. Have. Therefore, each time the light L is reflected by the first main surface 3b and the second main surface 3c, the incident angle on the first main surface 3b and the second main surface 3c becomes small.
ここで、例えば導光体３を構成するアクリル樹脂の屈折率が１．５、空気の屈折率を１．０とすると、導光体３の第１主面３ｂ（光射出面）における臨界角、すなわち導光体３を構成するアクリル樹脂と空気との界面における臨界角は、Snellの法則から４２°程度となる。導光体３に入射した直後の光が第１主面３ｂに入射した際、第１主面３ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも大きい間は全反射条件を満たすため、光Ｌは第１主面３ｂで全反射する。その後、光Ｌが第１主面３ｂと第２主面３ｃとの間で反射を繰り返し、第１主面３ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも小さくなった時点で全反射条件を満たさなくなり、光Ｌは外部空間に射出される。 Here, for example, when the refractive index of the acrylic resin constituting the light guide 3 is 1.5 and the refractive index of air is 1.0, the critical angle on the first main surface 3b (light emission surface) of the light guide 3 is shown. That is, the critical angle at the interface between the acrylic resin constituting the light guide 3 and the air is about 42 ° from Snell's law. When the light immediately after entering the light guide 3 is incident on the first main surface 3b, the total reflection condition is satisfied as long as the incident angle of the light L on the first main surface 3b is larger than 42 ° which is a critical angle. Therefore, the light L is totally reflected by the first main surface 3b. Thereafter, when the light L is repeatedly reflected between the first main surface 3b and the second main surface 3c, the incident angle of the light L on the first main surface 3b becomes smaller than 42 ° which is a critical angle. The light L is emitted to the external space because the total reflection condition is not satisfied.
すなわち、光Ｌは、第１主面３ｂへの入射角が臨界角よりも大きい間は導光体３の内部に閉じ込められ、第１主面３ｂへの入射角が臨界角よりも小さくなった時点で第１主面３ｂから順次射出される。光Ｌは第１主面３ｂから射出される際に屈折するので、第１主面３ｂへの入射角が４２°程度の光は、射出角が７０°程度の光となって射出される。このように、光の伝播方向Ｙに平行、かつ導光体３の光射出面３ｂに垂直な平面（ｙｚ平面）内で見たとき、光Ｌは導光体３に入射した時点では指向性を持たないが、導光体３から射出する時点では高い指向性を有する。 That is, the light L is confined inside the light guide 3 while the incident angle on the first main surface 3b is larger than the critical angle, and the incident angle on the first main surface 3b becomes smaller than the critical angle. At the time, it is sequentially emitted from the first main surface 3b. Since the light L is refracted when emitted from the first main surface 3b, light having an incident angle of about 42 ° to the first main surface 3b is emitted as light having an emission angle of about 70 °. Thus, when viewed in a plane (yz plane) parallel to the light propagation direction Y and perpendicular to the light exit surface 3 b of the light guide 3, the light L is directional at the point of incidence on the light guide 3. However, it has high directivity at the time of emission from the light guide 3.
導光体３から射出するときの光Ｌの射出角は７０°程度であり、光Ｌはかなり水平に近い方向に射出される。したがって、プリズムシート４を用いて、導光体３から射出された光Ｌを導光体３の第１主面３ｂの法線方向に近い方向に立ち上げる。具体的には、先端角θ２が３８．５°程度のプリズム構造体１１を有するプリズムシート４を用い、光Ｌを、プリズム構造体１１の第１面１１ａから入射させ、第２面１１ｂで反射させることで、導光体３の第１主面３ｂに対して略法線方向に立ち上げることができる。 The emission angle of the light L when emitted from the light guide 3 is about 70 °, and the light L is emitted in a direction that is substantially horizontal. Therefore, using the prism sheet 4, the light L emitted from the light guide 3 is raised in a direction close to the normal direction of the first main surface 3 b of the light guide 3. Specifically, the prism sheet 4 having the prism structure 11 having a tip angle θ2 of about 38.5 ° is used, and the light L is incident from the first surface 11a of the prism structure 11 and reflected by the second surface 11b. By doing so, the light guide 3 can be raised in a substantially normal direction with respect to the first main surface 3b.
本実施形態の面光源装置１を、広い角度分布を有する拡散光を射出するモード、いわゆる広角モードで用いる場合、図５（Ａ）に示すように、第２のＬＥＤ１５を点灯させ、広角用光源部１４から光を射出させればよい。この場合、ｘｙ平面において広い角度分布を有する拡散光Ｌ２が射出される。そして、拡散光Ｌ２の光路が導光体３とプリズムシート４の作用によりｚ軸方向に立ち上げられたとき、ｘｚ平面において広い角度分布を有する拡散光Ｌ２が射出される。 When the surface light source device 1 of the present embodiment is used in a mode that emits diffused light having a wide angular distribution, that is, a so-called wide angle mode, the second LED 15 is turned on as shown in FIG. Light may be emitted from the unit 14. In this case, diffused light L2 having a wide angular distribution in the xy plane is emitted. When the optical path of the diffused light L2 is raised in the z-axis direction by the action of the light guide 3 and the prism sheet 4, the diffused light L2 having a wide angular distribution in the xz plane is emitted.
これに対して、本実施形態の面光源装置１を、狭い角度分布を有する平行光に近い光を射出するモード、いわゆる高指向性モードで用いる場合、図５（Ｃ）に示すように、第１のＬＥＤ７を点灯させ、高指向性用光源部１３から光を射出させればよい。この場合、ｘｙ平面において狭い角度分布を有する平行光に近い光Ｌ１が射出される。そして、光Ｌ１の光路が導光体３とプリズムシート４の作用によりｚ軸方向に立ち上げられたとき、ｘｚ平面において狭い角度分布を有する拡散光Ｌ１が射出される。 On the other hand, when the surface light source device 1 of the present embodiment is used in a mode in which light close to parallel light having a narrow angular distribution is emitted, so-called high directivity mode, as shown in FIG. 1 LED 7 may be turned on and light may be emitted from the light source unit 13 for high directivity. In this case, light L1 close to parallel light having a narrow angular distribution in the xy plane is emitted. When the optical path of the light L1 is raised in the z-axis direction by the action of the light guide 3 and the prism sheet 4, diffused light L1 having a narrow angular distribution in the xz plane is emitted.
また、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とは点灯、消灯が独立に制御できるため、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とを同時に点灯させることも可能である。その場合、図５（Ｂ）に示すように、広い角度分布を有する拡散光Ｌ２と狭い角度分布を有する平行光に近い光Ｌ１とが混在して導光体３から射出される。このとき、導光体３の第１主面３ｂの法線方向に多くの光が射出されつつ、全体として見れば、広い角度分布を有する射出光が得られる。したがって、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とを同時に点灯させた場合には広角モードとなる。 In addition, since the first LED 7 and the second LED 15 can be controlled to be turned on and off independently, the first LED 7 and the second LED 15 can be turned on simultaneously. In that case, as shown in FIG. 5B, diffused light L2 having a wide angular distribution and light L1 close to parallel light having a narrow angular distribution are mixed and emitted from the light guide 3. At this time, a large amount of light is emitted in the normal direction of the first main surface 3 b of the light guide 3, and emission light having a wide angular distribution is obtained as a whole. Therefore, when the first LED 7 and the second LED 15 are turned on simultaneously, the wide-angle mode is set.
広角モード、高指向性モードのいずれの場合であっても、図示しないｙｚ平面内の角度分布については、楔状の導光体３を用いた効果により、ある程度狭い角度分布を有する光が射出される。 Regardless of the wide angle mode or the high directivity mode, with respect to the angular distribution in the yz plane (not shown), light having a somewhat narrow angular distribution is emitted due to the effect of using the wedge-shaped light guide 3. .
本発明者らは、本実施形態の面光源装置から射出される光の角度分布についてシミュレーションを行った。
シミュレーションには、照明設計解析ソフトウェア：Light Tools(ver7.2)を用いた。シミュレーションの条件は、導光体３の平面寸法を１３０ｍｍ（ｘ軸方向）×１３０ｍｍ（ｙ軸方向）、シリンドリカルレンズ８の幅（ｘ軸方向）を２６ｍｍ、シリンドリカルレンズ８の光軸上の奥行き（ｙ軸方向）を７．５ｍｍ、シリンドリカルレンズ８の高さ（ｚ軸方向）を４ｍｍ、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５との光射出面の幅（ｘ軸方向）を１ｍｍ、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５との光射出面の高さ（ｚ軸方向）を４ｍｍ、とした。光線の本数を１０００００本、ディテクターのメッシュを１°間隔に設定した。
The present inventors performed a simulation on the angular distribution of light emitted from the surface light source device of this embodiment.
For the simulation, lighting design analysis software: Light Tools (ver. 7.2) was used. The simulation conditions are as follows: the planar dimension of the light guide 3 is 130 mm (x-axis direction) × 130 mm (y-axis direction), the width of the cylindrical lens 8 (x-axis direction) is 26 mm, and the depth on the optical axis of the cylindrical lens 8 ( (y-axis direction) is 7.5 mm, the height of the cylindrical lens 8 (z-axis direction) is 4 mm, the width of the light emission surface of the first LED 7 and the second LED 15 (x-axis direction) is 1 mm, and the first The height (z-axis direction) of the light emission surface of the LED 7 and the second LED 15 was 4 mm. The number of rays was set to 100,000, and the detector mesh was set at 1 ° intervals.
図６は、ｘ軸方向における角度分布を広角モードと高指向性モードとで比較した図である。図６の横軸は導光体３の第１主面３ｂの法線方向を基準（０°）とした極角（°）を示し、図６の縦軸は最大輝度値を１として規格化した輝度を示す。図６の実線は広角モードでの角度分布を示し、図６の破線は高指向性モードでの角度分布を示す。 FIG. 6 is a diagram comparing the angle distribution in the x-axis direction between the wide-angle mode and the high directivity mode. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the polar angle (°) with the normal direction of the first main surface 3b of the light guide 3 as the reference (0 °), and the vertical axis in FIG. Brightness. The solid line in FIG. 6 shows the angular distribution in the wide angle mode, and the broken line in FIG. 6 shows the angular distribution in the high directivity mode.
図６に示すように、本実施形態の面光源装置１は、広角モードにおいて、−６０°から＋６０°程度の範囲の極角にわたって０．２以上の輝度となる広い角度分布を示す。これに対して、本実施形態の面光源装置１は、高指向性モードにおいては、−３°から＋３°程度の範囲の極角にわたる狭い角度分布を示す。このようにして、本実施形態の面光源装置１は、広角モードと高指向性モードとで射出光の指向性を切り替えることができる。 As shown in FIG. 6, the surface light source device 1 of the present embodiment exhibits a wide angular distribution with a luminance of 0.2 or more over a polar angle in the range of −60 ° to + 60 ° in the wide angle mode. On the other hand, the surface light source device 1 of the present embodiment exhibits a narrow angular distribution over a polar angle in the range of about −3 ° to + 3 ° in the high directivity mode. In this manner, the surface light source device 1 of the present embodiment can switch the directivity of the emitted light between the wide angle mode and the high directivity mode.
図７は、高指向性モードにおける角度分布を、ｘ軸方向とｙ軸方向とで比較した図である。図７の横軸は導光体３の第１主面３ｂの法線方向を基準（０°）とした極角（°）を示し、図７の縦軸は最大輝度値を１として規格化した輝度を示す。図７の破線はｘ軸方向での輝度分布を示し、図７の実線はｙ軸方向での輝度分布を示す。 FIG. 7 is a diagram comparing the angle distribution in the high directivity mode in the x-axis direction and the y-axis direction. The horizontal axis of FIG. 7 indicates the polar angle (°) with the normal direction of the first main surface 3b of the light guide 3 as a reference (0 °), and the vertical axis of FIG. Brightness. 7 indicates the luminance distribution in the x-axis direction, and the solid line in FIG. 7 indicates the luminance distribution in the y-axis direction.
図７に示すように、ｘ軸方向の角度分布は図６に示す角度分布と同じものである。すなわち、本実施形態の面光源装置１は、−３°から＋３°程度の範囲の極角にわたる狭い角度分布を示す。これに対して、本実施形態の面光源装置１は、ｙ軸方向の角度分布については、ｘ軸方向の角度分布に比べると広がるものの、−１０°から＋２０°程度の範囲の極角にわたる狭い角度分布を示す。なお、ｙ軸方向の角度分布が非対称となるのは、射出光の光路をプリズムシート４で垂直方向に立ち上げたとしても、まだ立ち上げきれず、導光体３の端面３ａと反対側（極角が正となる側）に向けて射出する光の割合が多いからと思われる。 As shown in FIG. 7, the angular distribution in the x-axis direction is the same as the angular distribution shown in FIG. That is, the surface light source device 1 of the present embodiment shows a narrow angular distribution over a polar angle in the range of about −3 ° to + 3 °. On the other hand, in the surface light source device 1 of the present embodiment, the angular distribution in the y-axis direction is wider than the angular distribution in the x-axis direction, but is narrow over a polar angle in the range of about −10 ° to + 20 °. An angular distribution is shown. Note that the angular distribution in the y-axis direction is asymmetric because even if the optical path of the emitted light is raised in the vertical direction by the prism sheet 4, it cannot be raised yet and is opposite to the end face 3 a of the light guide 3 ( This is probably because the proportion of light emitted toward the side where the polar angle is positive) is large.
本実施形態の面光源装置１においては、２種類の指向性を切り替えるにあたって２組の導光体を用意し、これら２つの導光体を積層する必要がない。したがって、部品点数が多い、製造コストが高騰する、照明装置全体の厚さが厚くなる、などの従来の問題点を解決することができる。また、指向性の切り替え前後で光の伝播方向が変わらないため、導光体３から射出される光の輝度を均一にするための設計が、どちらのＬＥＤ７，１５からの光に対しても有効に働く。したがって、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保ちやすくなる。 In the surface light source device 1 of the present embodiment, it is not necessary to prepare two sets of light guides and switch the two light guides when switching between the two types of directivities. Therefore, it is possible to solve the conventional problems such as a large number of parts, a high manufacturing cost, and a large thickness of the entire lighting device. In addition, since the light propagation direction does not change before and after switching the directivity, the design for making the luminance of the light emitted from the light guide 3 uniform is effective for the light from either LED 7 or 15. To work. Therefore, it becomes easy to keep the luminance uniform before and after switching the directivity.
本実施形態の場合、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とが背中合わせに配置されているため、凹面ミラー９の側から見ると、第２のＬＥＤ１５は第１のＬＥＤ７の裏側に隠れた状態となる。そのため、第１のＬＥＤ７を点灯させた際に、第１のＬＥＤ７の裏側の領域はもともと影となる領域であるから、第２のＬＥＤ１５による影がそれ以上に増えることがない。 In the case of this embodiment, since the first LED 7 and the second LED 15 are arranged back to back, the second LED 15 is hidden behind the first LED 7 when viewed from the concave mirror 9 side. Become. For this reason, when the first LED 7 is turned on, the area behind the first LED 7 is originally a shadow area, so that the shadow of the second LED 15 does not increase any more.
［第１変形例］
上記実施形態では、楔状の導光体を用いたが、この構成に代えて、図８に示す導光体を用いてもよい。
本変形例の面光源装置１７の導光体１８は、図８に示すように、第１主面１８ｂ（光射出面）と対向する第２主面１８ｃ側に複数のプリズム構造体１９を備えている。各プリズム構造体１９は、光の伝播方向Ｙと直交する方向に延在している。ｙｚ平面で切断した断面におけるプリズム構造体１９の断面形状は直角三角形状である。プリズム構造体１９は、導光体１８の第１主面１８ｂに対して直交する第１面１９ａと、第１面１９ａに対して所定の先端角θ２をなす第２面１９ｂと、を有している。第２面１９ｂは、導光体１８の内部を伝播する光を反射させる反射面として機能する。
[First Modification]
In the above embodiment, a wedge-shaped light guide is used, but instead of this configuration, a light guide shown in FIG. 8 may be used.
As shown in FIG. 8, the light guide 18 of the surface light source device 17 of this modification includes a plurality of prism structures 19 on the second main surface 18 c side facing the first main surface 18 b (light emission surface). ing. Each prism structure 19 extends in a direction orthogonal to the light propagation direction Y. The cross-sectional shape of the prism structure 19 in the cross section cut along the yz plane is a right triangle. The prism structure 19 includes a first surface 19a orthogonal to the first main surface 18b of the light guide 18, and a second surface 19b that forms a predetermined tip angle θ2 with respect to the first surface 19a. ing. The second surface 19b functions as a reflecting surface that reflects light propagating through the light guide 18.
すなわち、楔状の導光体が連続した一つの反射面を有するのに対し、本変形例の導光体１８は分割された複数の反射面を有する。したがって、本変形例の導光体１８も、楔状の導光体と同様の作用により、射出光に高い指向性を与えることができる。 That is, while the wedge-shaped light guide has one continuous reflection surface, the light guide 18 of the present modification has a plurality of divided reflection surfaces. Therefore, the light guide 18 of this modification can also give high directivity to the emitted light by the same action as the wedge-shaped light guide.
［第２変形例］
上記実施形態では、楔状の導光体を用いたが、この構成に代えて、図９に示す導光体を用いてもよい。
本変形例の面光源装置２１は、図９に示すように、第１主面２２ｂ（光射出面）と第２主面２２ｃとが平行な平行平板からなる導光体２２を備えている。導光体２２の第２主面２２ｃには、プリズム状の断面形状を有する複数の溝や印刷物（図示略）が設けられている。複数の溝や印刷物は、光源部２が設けられた端面２２ａに近い程密度が低く、端面２２ａから遠い程密度が高くなるように配置されている。導光体２２を伝播する光は、複数の溝や印刷物によって反射角度を変更され、導光体２２から射出される。
[Second Modification]
In the above embodiment, the wedge-shaped light guide is used, but instead of this configuration, the light guide shown in FIG. 9 may be used.
As shown in FIG. 9, the surface light source device 21 of the present modification includes a light guide 22 formed of a parallel plate in which a first main surface 22 b (light emission surface) and a second main surface 22 c are parallel. The second main surface 22c of the light guide 22 is provided with a plurality of grooves and printed matter (not shown) having a prismatic cross-sectional shape. The plurality of grooves and printed matter are arranged so that the density is lower as the distance from the end surface 22a provided with the light source unit 2 is lower, and the density is higher as the distance from the end surface 22a is increased. The light propagating through the light guide 22 is changed in reflection angle by a plurality of grooves and printed matter and emitted from the light guide 22.
本変形例の面光源装置２１の場合も、指向性の切り替え前後で光の伝播方向Ｙが変わらないため、射出光の輝度を均一にするための複数の溝や印刷物の配置がどちらのＬＥＤ７，１５からの光に対しても有効に働く。したがって、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保ちやすくなる。 Also in the case of the surface light source device 21 of this modification, the light propagation direction Y does not change before and after switching the directivity, and therefore, the arrangement of the plurality of grooves and printed matter for making the luminance of the emitted light uniform is which LED 7, It works effectively even for light from 15. Therefore, it becomes easy to keep the luminance uniform before and after switching the directivity.
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１０を用いて説明する。
本実施形態の面光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光源部の構成が第１実施形態と異なるのみである。
図１０は、本実施形態の面光源装置における光源部を示す斜視図である。図１１は、本実施形態の面光源装置を示す平面図である。
図１０、図１１において第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the surface light source device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the light source unit is different from that of the first embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing a light source unit in the surface light source device of this embodiment. FIG. 11 is a plan view showing the surface light source device of this embodiment.
In FIG. 10 and FIG. 11, the same components as those used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第１実施形態では、第２のＬＥＤが第１のＬＥＤと背中合わせに配置されていた。これに対して、本実施形態の面光源装置２４では、図１０、図１１に示すように、第２のＬＥＤ１５は、隣り合う２つの凹面ミラー９の境界に沿って配置されている。ただし、第２のＬＥＤ１５は、隣り合う２つの凹面ミラー９の全ての境界に配置されておらず、一つおきの境界に配置されている。本実施形態では、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５を同じ大きさとしたが、第１実施形態のように異なっていてもよい。 In the first embodiment, the second LED is disposed back to back with the first LED. On the other hand, in the surface light source device 24 of the present embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, the second LED 15 is arranged along the boundary between two adjacent concave mirrors 9. However, the second LED 15 is not arranged at every boundary between the two adjacent concave mirrors 9 but is arranged at every other boundary. In the present embodiment, the first LED 7 and the second LED 15 have the same size, but may be different as in the first embodiment.
第２のＬＥＤ１５は、第１実施形態と同様、発光面１５ａが導光体３の端面３ａを向く姿勢で配置されている。ただし、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａがシリンドリカルレンズ８の光射出面８ａに対して充分な大きさを占める場合には、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａがシリンドリカルレンズ８を向いていてもよい。その場合、第２のＬＥＤ１５からの光Ｌ２は、シリンドリカルレンズ８に入射し、凹面ミラー９で反射した後に導光体３に入射する。ところが、第２のＬＥＤ１５の設置位置が凹面ミラー９の焦点から大きくずれているため、第２のＬＥＤ１５から射出されて凹面ミラー９で反射した光は平行化されることがない。その結果、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａをシリンドリカルレンズ８側に向けた場合も、第２のＬＥＤ１５からは拡散光が得られることになる。 Similar to the first embodiment, the second LED 15 is arranged in a posture in which the light emitting surface 15 a faces the end surface 3 a of the light guide 3. However, when the light emitting surface 15a of the second LED 15 occupies a sufficient size with respect to the light emitting surface 8a of the cylindrical lens 8, the light emitting surface 15a of the second LED 15 may face the cylindrical lens 8. . In that case, the light L <b> 2 from the second LED 15 enters the cylindrical lens 8, is reflected by the concave mirror 9, and then enters the light guide 3. However, since the installation position of the second LED 15 is greatly deviated from the focal point of the concave mirror 9, the light emitted from the second LED 15 and reflected by the concave mirror 9 is not collimated. As a result, even when the light emitting surface 15a of the second LED 15 is directed toward the cylindrical lens 8, the diffused light can be obtained from the second LED 15.
本実施形態においても、第１実施形態と同様、第１のＬＥＤ７を点灯させることにより高指向性モードの照明が実現でき、第２のＬＥＤ１５を点灯させることにより広角モードの照明が実現できる。また、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とを同時に点灯させた場合、広角モードの照明が実現できる点も第１実施形態と同様である。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, lighting in the high directivity mode can be realized by turning on the first LED 7, and lighting in the wide angle mode can be realized by turning on the second LED 15. Moreover, when the 1st LED7 and the 2nd LED15 are lighted simultaneously, the point which can implement | achieve illumination of a wide angle mode is the same as that of 1st Embodiment.
本実施形態においても、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置が実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained that a surface light source device that can keep the luminance uniform before and after switching the directivity without increasing the number of parts and the manufacturing cost can be realized. It is done.
その他、本実施形態特有の効果として、以下の点が挙げられる。
シリンドリカルレンズ８から射出される光の輝度分布は、シリンドリカルレンズ８の中央部から射出される光の輝度が大きく、シリンドリカルレンズ８の端部から射出される光の輝度が小さくなる傾向を持っている。ここで、本実施形態の面光源装置２４の場合、第２のＬＥＤ１５が隣り合う２つの凹面ミラー９の境界に沿って配置されている。したがって、広角モードにおいて第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とを同時に点灯させたとすると、第１のＬＥＤ７による光の輝度が小さい領域に第２のＬＥＤ１５からの光が照射される。その結果、輝度ムラを低減することができる。
In addition, the following points can be cited as effects unique to the present embodiment.
The luminance distribution of the light emitted from the cylindrical lens 8 has a tendency that the luminance of the light emitted from the central portion of the cylindrical lens 8 is large and the luminance of the light emitted from the end portion of the cylindrical lens 8 is small. . Here, in the case of the surface light source device 24 of the present embodiment, the second LED 15 is disposed along the boundary between two adjacent concave mirrors 9. Therefore, if the first LED 7 and the second LED 15 are turned on simultaneously in the wide-angle mode, the light from the second LED 15 is applied to the region where the light intensity of the first LED 7 is low. As a result, luminance unevenness can be reduced.
［第１変形例］
上記実施形態では、第２のＬＥＤ１５は、隣り合う２つの凹面ミラー９の境界のうち、一つおきの境界に配置されていた。この構成に代えて、第２のＬＥＤ１５を図１２に示す配置としてもよい。
本変形例の面光源装置２６は、図１２に示すように、第２のＬＥＤ１５が、隣り合う２つの凹面ミラー９の境界の全てに配置されている。したがって、一つの面光源装置２６において、第１のＬＥＤ７の数と第２のＬＥＤ１５の数は同じでもよいし、異なっていてもよい。
[First Modification]
In the said embodiment, 2nd LED15 was arrange | positioned at every other boundary among the boundaries of the adjacent two concave mirrors 9. FIG. Instead of this configuration, the second LED 15 may be arranged as shown in FIG.
As shown in FIG. 12, the surface light source device 26 of the present modification has the second LEDs 15 arranged at all the boundaries between two adjacent concave mirrors 9. Therefore, in one surface light source device 26, the number of the first LEDs 7 and the number of the second LEDs 15 may be the same or different.
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１３、図１４（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
本実施形態の面光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光源部の構成が第１実施形態と異なるのみである。
図１３は、本実施形態の面光源装置における光源部を示す斜視図である。図１４（Ａ）は、本実施形態の面光源装置を示す側面図である。図１４（Ｂ）は、本実施形態の面光源装置を示す平面図である。
図１３、図１４（Ａ）、（Ｂ）において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13, 14A, and 14B.
The basic configuration of the surface light source device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the light source unit is different from that of the first embodiment.
FIG. 13 is a perspective view showing a light source unit in the surface light source device of this embodiment. FIG. 14A is a side view showing the surface light source device of this embodiment. FIG. 14B is a plan view showing the surface light source device of this embodiment.
In FIG. 13, FIG. 14 (A), (B), the same code | symbol is attached | subjected to the same component as drawing used in 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
第１実施形態では、第２のＬＥＤが第１のＬＥＤと背中合わせに配置されていた。これに対して、本実施形態の面光源装置２８では、図１３、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第２のＬＥＤ１５は、シリンドリカルレンズ８の上面および下面と平行な方向に沿って配置されている。したがって、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とは、互いの長手方向が直交するように配置される。 In the first embodiment, the second LED is disposed back to back with the first LED. In contrast, in the surface light source device 28 of the present embodiment, the second LED 15 is arranged in a direction parallel to the upper surface and the lower surface of the cylindrical lens 8 as shown in FIGS. Are arranged along. Therefore, 1st LED7 and 2nd LED15 are arrange | positioned so that a mutual longitudinal direction may orthogonally cross.
凹面ミラー９は、図１４（Ａ）に示すように、ｙｚ平面で切断したときの断面形状が直線形状であって、導光体３の第１主面３ａに垂直な方向には曲率を持っていない。これにより、ｘｙ平面においては、凹面ミラー９は、ｚ軸方向に沿って連続して存在する焦点を有するが、ｙｚ平面においては、凹面ミラー９は、ｘ軸方向に沿って連続して存在する焦点を有していない。したがって、第１のＬＥＤ７がｚ軸方向に沿って配置されている場合、第１のＬＥＤ７の発光面７ａは凹面ミラー９の焦点と一致する。一方、第２のＬＥＤ１５がｘ軸方向に沿って配置されている場合、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａは凹面ミラー９の焦点からずれた位置となる。 As shown in FIG. 14A, the concave mirror 9 has a linear cross-section when cut along the yz plane, and has a curvature in a direction perpendicular to the first main surface 3a of the light guide 3. Not. Accordingly, in the xy plane, the concave mirror 9 has a focal point that continuously exists along the z-axis direction, but in the yz plane, the concave mirror 9 exists continuously along the x-axis direction. Has no focus. Therefore, when the first LED 7 is arranged along the z-axis direction, the light emitting surface 7 a of the first LED 7 coincides with the focal point of the concave mirror 9. On the other hand, when the second LED 15 is arranged along the x-axis direction, the light emitting surface 15 a of the second LED 15 is shifted from the focal point of the concave mirror 9.
第２のＬＥＤ１５は、第１実施形態と同様、発光面１５ａが導光体３の端面３ａを向く姿勢で配置されている。ただし、第２のＬＥＤ１５は、発光面１５ａがシリンドリカルレンズ８を向く姿勢で配置されていてもよい。その場合、第２のＬＥＤ１５からの光は、シリンドリカルレンズ８に入射し、凹面ミラー９で反射した後に導光体３に入射する。ところが、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａが凹面ミラー９の焦点からずれているため、第２のＬＥＤ１５から射出されて凹面ミラー９で反射した光は平行化されることがない。その結果、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａをシリンドリカルレンズ８側に向けた場合も、第２のＬＥＤ１５からは拡散光が得られることになる。 Similar to the first embodiment, the second LED 15 is arranged in a posture in which the light emitting surface 15 a faces the end surface 3 a of the light guide 3. However, the second LED 15 may be arranged in a posture in which the light emitting surface 15 a faces the cylindrical lens 8. In that case, the light from the second LED 15 enters the cylindrical lens 8, is reflected by the concave mirror 9, and then enters the light guide 3. However, since the light emitting surface 15a of the second LED 15 is deviated from the focal point of the concave mirror 9, the light emitted from the second LED 15 and reflected by the concave mirror 9 is not collimated. As a result, even when the light emitting surface 15a of the second LED 15 is directed toward the cylindrical lens 8, the diffused light can be obtained from the second LED 15.
本実施形態においても、第１実施形態と同様、第１のＬＥＤ７を点灯させることにより高指向性モードの照明が実現でき、第２のＬＥＤ１５を点灯させることにより広角モードの照明が実現できる。また、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とを同時に点灯させた場合、広角モードの照明が実現できる点も第１実施形態と同様である。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, lighting in the high directivity mode can be realized by turning on the first LED 7, and lighting in the wide angle mode can be realized by turning on the second LED 15. Moreover, when the 1st LED7 and the 2nd LED15 are lighted simultaneously, the point which can implement | achieve illumination of a wide angle mode is the same as that of 1st Embodiment.
本実施形態においても、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置が実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained that a surface light source device that can keep the luminance uniform before and after switching the directivity without increasing the number of parts and the manufacturing cost can be realized. It is done.
［第１変形例］
上記実施形態では、一つの第２のＬＥＤがｘ軸方向に沿って配置されていた。この構成に代えて、第２のＬＥＤを図１５に示す構成としてもよい。
本変形例の光源３０は、図１５に示すように、複数個の第２のＬＥＤ１５がｘ軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。このように、複数個の第２のＬＥＤ１５を、点光源のように、シリンドリカルレンズ８の上面および下面と平行な方向に沿って配置してもよい。
[First Modification]
In the said embodiment, one 2nd LED was arrange | positioned along the x-axis direction. Instead of this configuration, the second LED may be configured as shown in FIG.
As shown in FIG. 15, the light source 30 of the present modification has a plurality of second LEDs 15 arranged at predetermined intervals along the x-axis direction. Thus, you may arrange | position several 2nd LED15 along the direction parallel to the upper surface and lower surface of the cylindrical lens 8 like a point light source.
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１６、図１７を用いて説明する。
本実施形態の面光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光源部の構成が第１実施形態と異なるのみである。
図１６は、本実施形態の面光源装置における光源部を示す斜視図である。図１７は、本実施形態の面光源装置を示す平面図である。
図１６、図１７において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
The basic configuration of the surface light source device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and only the configuration of the light source unit is different from that of the first embodiment.
FIG. 16 is a perspective view showing a light source unit in the surface light source device of this embodiment. FIG. 17 is a plan view showing the surface light source device of this embodiment.
In FIG. 16 and FIG. 17, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as drawing used in 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
本実施形態の面光源装置３２の光源部３３において、図１６、図１７に示すように、第２のＬＥＤ１５は、複数のシリンドリカルレンズ８に跨って、各シリンドリカルレンズ８の上面および下面と平行な方向に長く延在して配置されている。 In the light source unit 33 of the surface light source device 32 of the present embodiment, as shown in FIGS. 16 and 17, the second LED 15 extends across the plurality of cylindrical lenses 8 and is parallel to the upper and lower surfaces of each cylindrical lens 8. It is arranged to extend long in the direction.
第２のＬＥＤ１５は、第１実施形態と同様、発光面１５ａが導光体３の端面３ａを向く姿勢で配置されている。ただし、第２のＬＥＤ１５は、発光面１５ａがシリンドリカルレンズ８を向く姿勢で配置されていてもよい。上述したように、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａをシリンドリカルレンズ８側に向けた場合も、第２のＬＥＤ１５からは拡散光が得られる。 Similar to the first embodiment, the second LED 15 is arranged in a posture in which the light emitting surface 15 a faces the end surface 3 a of the light guide 3. However, the second LED 15 may be arranged in a posture in which the light emitting surface 15 a faces the cylindrical lens 8. As described above, also when the light emitting surface 15a of the second LED 15 is directed to the cylindrical lens 8 side, diffused light is obtained from the second LED 15.
第１のＬＥＤ７は、隣り合うシリンドリカルレンズ８において、シリンドリカルレンズ８の上部もしくは下部に交互に配置されている。第１のＬＥＤ７は、凹面ミラー９の焦点に位置していればよいため、必ずしもシリンドリカルレンズ８の上面および下面と垂直な方向（ｚ軸方向）に長く延在している必要はなく、このように点光源として設置されていてもよい。 The first LEDs 7 are alternately arranged in the upper part or the lower part of the cylindrical lens 8 in the adjacent cylindrical lenses 8. Since the first LED 7 only needs to be positioned at the focal point of the concave mirror 9, it does not necessarily have to extend long in the direction (z-axis direction) perpendicular to the upper surface and the lower surface of the cylindrical lens 8. It may be installed as a point light source.
本実施形態においても、第１実施形態と同様、第１のＬＥＤ７を点灯させることにより高指向性モードの照明が実現でき、第２のＬＥＤ１５を点灯させることにより広角モードの照明が実現できる。また、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とを同時に点灯させた場合、広角モードの照明が実現できる点も第１実施形態と同様である。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, lighting in the high directivity mode can be realized by turning on the first LED 7, and lighting in the wide angle mode can be realized by turning on the second LED 15. Moreover, when the 1st LED7 and the 2nd LED15 are lighted simultaneously, the point which can implement | achieve illumination of a wide angle mode is the same as that of 1st Embodiment.
本実施形態においても、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置が実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained that a surface light source device that can keep the luminance uniform before and after switching the directivity without increasing the number of parts and the manufacturing cost can be realized. It is done.
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図１８〜図２１を用いて説明する。
本実施形態の面光源装置の導光体の構成は第１実施形態と同様であり、光源部の構成が第１実施形態と異なる。
図１８は、本実施形態の面光源装置における光源部を示す斜視図である。図１９（Ａ）は光源部の平面図であり、図１９（Ｂ）は光源部の側面図である。図２０は、高指向性用光源部における光の作用を説明するための図である。図２１は、本実施形態の効果を説明するための図である。
図１８〜図２１において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The configuration of the light guide of the surface light source device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the light source unit is different from that of the first embodiment.
FIG. 18 is a perspective view showing a light source unit in the surface light source device of this embodiment. FIG. 19A is a plan view of the light source unit, and FIG. 19B is a side view of the light source unit. FIG. 20 is a diagram for explaining the action of light in the light source unit for high directivity. FIG. 21 is a diagram for explaining the effect of the present embodiment.
18 to 21, the same components as those used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施形態の面光源装置３５において、光源部３６は、図１８、図１９（Ｂ）に示すように、導光体３の厚さ方向（ｚ軸方向）に積層された高指向性用光源部３７（第１の光源部）と広角用光源部３８（第２の光源部）とから構成されている。本実施形態では、上段に高指向性用光源部３７が配置され、下段に広角用光源部３８が配置されている。ただし、これとは逆に、上段に広角用光源部３８が配置され、下段に高指向性用光源部３７が配置されていてもよい。 In the surface light source device 35 of the present embodiment, the light source unit 36 is a light source for high directivity stacked in the thickness direction (z-axis direction) of the light guide 3 as shown in FIGS. 18 and 19B. The unit 37 (first light source unit) and a wide-angle light source unit 38 (second light source unit) are included. In the present embodiment, the high directivity light source unit 37 is disposed on the upper stage, and the wide-angle light source unit 38 is disposed on the lower stage. However, conversely, the wide-angle light source unit 38 may be disposed in the upper stage, and the high directivity light source unit 37 may be disposed in the lower stage.
高指向性用光源部３７は、図１８、図１９（Ａ）に示すように、第１のＬＥＤ７（第１の発光素子）と、楔形導光棒３９（反射素子）と、入射角調整用プリズム４０と、を備えている。第１のＬＥＤ７は、楔形導光棒３９の長手方向の端面３９ａに設けられている。第１のＬＥＤ７は楔形導光棒３９と当接し、発光面７ａが楔形導光棒３９の端面３９ａを向く姿勢で固定されている。入射角調整用プリズム４０は、楔形導光棒３９と導光体３との間に配置されている。第１のＬＥＤ７には、拡散光を射出する一般のＬＥＤを用いることができる。
本実施形態の「楔形導光棒」は、特許請求の範囲における「角度分布変換部材」および「反射素子」に相当する。
As shown in FIGS. 18 and 19A, the high directivity light source unit 37 includes a first LED 7 (first light-emitting element), a wedge-shaped light guide rod 39 (reflective element), and an incident angle adjustment. And a prism 40. The first LED 7 is provided on the end surface 39 a in the longitudinal direction of the wedge-shaped light guide rod 39. The first LED 7 is in contact with the wedge-shaped light guide rod 39 and is fixed so that the light emitting surface 7 a faces the end surface 39 a of the wedge-shaped light guide rod 39. The incident angle adjusting prism 40 is disposed between the wedge-shaped light guide rod 39 and the light guide 3. As the first LED 7, a general LED that emits diffused light can be used.
The “wedge-shaped light guide rod” of the present embodiment corresponds to an “angle distribution conversion member” and a “reflective element” in the claims.
楔形導光棒３９は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる棒体である。楔形導光棒３９の構成材料は、導光体３と同様のものを用いることができる。楔形導光棒３９は、第１のＬＥＤ７が設けられた端面３９ａに近い側から遠い側に向けて幅（ｙ軸方向の寸法）が徐々に狭くなる楔形の形状を有している。すなわち、図１９（Ａ）に示すように、導光体３の第１主面３ａの法線方向から見たときの楔形導光棒３９の平面形状は直角三角形である。楔形導光棒３９の端面３９ａは、第１のＬＥＤ７から射出された光を入射させる光入射面である。楔形導光棒３９の第１側面３９ｂ（図１９（Ａ）における端面３９ａに垂直な面）は、内部に入射した光を射出させる光射出面である。 The wedge-shaped light guide rod 39 is a rod body made of a resin having optical transparency such as acrylic resin. As the constituent material of the wedge-shaped light guide rod 39, the same material as that of the light guide 3 can be used. The wedge-shaped light guide bar 39 has a wedge shape in which the width (dimension in the y-axis direction) gradually decreases from the side closer to the end surface 39a where the first LED 7 is provided to the side farther from the side. That is, as shown in FIG. 19A, the planar shape of the wedge-shaped light guide rod 39 when viewed from the normal direction of the first main surface 3a of the light guide 3 is a right triangle. The end surface 39a of the wedge-shaped light guide rod 39 is a light incident surface on which light emitted from the first LED 7 is incident. The first side surface 39b of the wedge-shaped light guide rod 39 (a surface perpendicular to the end surface 39a in FIG. 19A) is a light emitting surface for emitting light incident on the inside.
楔形導光棒３９の第１側面３９ｂに対向する第２側面３９ｃ（図１９（Ａ）における斜面）は、光の伝播方向Ｘにおいて第１側面３９ｂに対して一定の傾斜角をもって傾斜した傾斜面である。第２側面３９ｃには、例えばアルミニウム等の光反射率の高い金属膜からなる反射ミラーが設けられていてもよい。その場合、反射ミラーは、楔形導光棒３９の第２側面３９ｃに直接形成された金属膜であっても良いし、楔形導光棒３９とは別体に作製した反射板を貼り合わせた構成であっても良い。 The second side surface 39c (the inclined surface in FIG. 19A) facing the first side surface 39b of the wedge-shaped light guide rod 39 is an inclined surface inclined with a certain inclination angle with respect to the first side surface 39b in the light propagation direction X. It is. The second side surface 39c may be provided with a reflection mirror made of a metal film having a high light reflectance such as aluminum. In that case, the reflection mirror may be a metal film directly formed on the second side surface 39c of the wedge-shaped light guide rod 39, or a configuration in which a reflector manufactured separately from the wedge-shaped light guide rod 39 is bonded. It may be.
入射角調整用プリズム４０は、複数のプリズム構造体４１が一面に設けられたものである。入射角調整用プリズム４０は、複数のプリズム構造体４１が設けられた面が楔形導光棒３９の光射出面３９ｂに対向するように配置されている。ｘｙ平面で切断した断面におけるプリズム構造体４１の断面形状は直角三角形状である。プリズム構造体４１は、楔形導光棒３９の光射出面３９ｂに対して直交する第１面４１ａと、第１面４１ａに対して所定の先端角θ３をなす第２面４１ｂと、を有している。 The incident angle adjusting prism 40 has a plurality of prism structures 41 provided on one surface. The incident angle adjusting prism 40 is disposed such that the surface on which the plurality of prism structures 41 are provided faces the light exit surface 39 b of the wedge-shaped light guide rod 39. The cross-sectional shape of the prism structure 41 in the cross section cut along the xy plane is a right triangle. The prism structure 41 includes a first surface 41a that is orthogonal to the light exit surface 39b of the wedge-shaped light guide rod 39, and a second surface 41b that forms a predetermined tip angle θ3 with respect to the first surface 41a. ing.
広角用光源部３８は、図１８、図１９（Ａ）に示すように、３個の第２のＬＥＤ１５を備えている。本実施形態では、第２のＬＥＤ１５として３個のＬＥＤを用いるが、ＬＥＤの個数は特に限定されない。第２のＬＥＤ１５は、発光面１５ａを導光体３の端面３ａに向けた姿勢で配置されている。したがって、第２のＬＥＤ１５から射出された光は、楔形導光棒３９や入射角調整用プリズム４０を通ることなく、導光体３に入射する。第２のＬＥＤ１５には、拡散光を射出する一般のＬＥＤを用いることができる。 The wide-angle light source unit 38 includes three second LEDs 15 as shown in FIGS. 18 and 19A. In the present embodiment, three LEDs are used as the second LED 15, but the number of LEDs is not particularly limited. The second LED 15 is arranged in a posture in which the light emitting surface 15 a faces the end surface 3 a of the light guide 3. Therefore, the light emitted from the second LED 15 enters the light guide 3 without passing through the wedge-shaped light guide rod 39 or the incident angle adjusting prism 40. As the second LED 15, a general LED that emits diffused light can be used.
以下、上記構成の面光源装置３５の作用について説明する。
最初に、高指向性用光源部３７について、図２０を用いて説明する。
第１のＬＥＤ７から射出された光Ｌ１は、楔形導光棒３９に入射し、楔形導光棒３９の内部をｘ軸方向に伝播する。楔形導光棒３９の内部を伝播する光Ｌ１は、図２０に示すように、第１側面３９ｂ（光射出面）と第２側面３９ｃ（反射面）との間で反射を繰り返しつつ、楔形導光棒３９の内部を光の伝播方向Ｘ（図２０の上側）に向けて進行する。仮に第１側面と第２側面とが平行であったとすると、光が反射を繰り返しても、第１側面および第２側面への光の入射角は変化しない。ところが、楔形導光棒３９は端面３９ａ側から離れるにつれて幅が徐々に狭くなっている。すなわち、第１側面３９ｂに対して第２側面３９ｃが所定の傾斜角を有している。そのため、光Ｌ１は、第１側面３９ｂおよび第２側面３９ｃで反射する毎に第１側面３９ｂおよび第２側面３９ｃへの入射角が小さくなる。
Hereinafter, the operation of the surface light source device 35 having the above configuration will be described.
First, the light source unit 37 for high directivity will be described with reference to FIG.
The light L1 emitted from the first LED 7 enters the wedge-shaped light guide rod 39 and propagates in the wedge-shaped light guide rod 39 in the x-axis direction. As shown in FIG. 20, the light L1 propagating through the wedge-shaped light guide rod 39 is repeatedly reflected between the first side surface 39b (light emitting surface) and the second side surface 39c (reflecting surface), and is guided in a wedge shape. The light rod 39 travels in the light propagation direction X (upper side in FIG. 20). If the first side surface and the second side surface are parallel to each other, the incident angle of the light to the first side surface and the second side surface does not change even if light is repeatedly reflected. However, the width of the wedge-shaped light guide bar 39 gradually decreases as the distance from the end face 39a side increases. That is, the second side surface 39c has a predetermined inclination angle with respect to the first side surface 39b. Therefore, each time the light L1 is reflected by the first side surface 39b and the second side surface 39c, the incident angle on the first side surface 39b and the second side surface 39c becomes small.
ここで、例えば楔形導光棒３９を構成するアクリル樹脂の屈折率が１．５、空気の屈折率を１．０とすると、楔形導光棒３９の第１側面３９ｂ（光射出面）における臨界角、すなわち楔形導光棒３９を構成するアクリル樹脂と空気との界面における臨界角は、Snellの法則から４２°程度となる。楔形導光棒３９に入射した直後の光が第１側面３９ｂに入射した際、第１側面３９ｂへの光Ｌ１の入射角が臨界角である４２°よりも大きい間は全反射条件を満たすため、光Ｌ１は第１側面３９ｂで全反射する。その後、光Ｌ１が第１側面３９ｂと第２側面３９ｃとの間で反射を繰り返し、第１側面３９ｂへの光Ｌ１の入射角が臨界角である４２°よりも小さくなった時点で全反射条件を満たさなくなり、光Ｌ１は第１側面３９ｂから外部空間に射出される。 Here, for example, when the refractive index of the acrylic resin constituting the wedge-shaped light guide rod 39 is 1.5 and the refractive index of air is 1.0, the criticality of the first side surface 39b (light emission surface) of the wedge-shaped light guide rod 39 is critical. The critical angle at the interface between the acrylic resin and the air constituting the wedge-shaped light guide rod 39 is about 42 ° from Snell's law. Since the light immediately after entering the wedge-shaped light guide rod 39 enters the first side surface 39b, the total reflection condition is satisfied as long as the incident angle of the light L1 to the first side surface 39b is larger than 42 ° which is a critical angle. The light L1 is totally reflected by the first side surface 39b. After that, the light L1 is repeatedly reflected between the first side surface 39b and the second side surface 39c, and the total reflection condition is reached when the incident angle of the light L1 to the first side surface 39b becomes smaller than 42 ° which is a critical angle. The light L1 is emitted from the first side surface 39b to the external space.
すなわち、光Ｌ１は、第１側面３９ｂへの入射角が臨界角よりも大きい間は楔形導光棒３９の内部に閉じ込められ、第１側面３９ｂへの入射角が臨界角よりも小さくなった時点で第１側面３９ｂから順次射出される。光Ｌ１は第１側面３９ｂから射出される際に屈折するので、第１側面３９ｂへの入射角が４２°程度の光は、射出角が７０°程度の光となって射出される。このようにして、光の伝播方向Ｘに平行、かつ楔形導光棒３９の光射出面３９ｂに垂直な平面（ｘｙ平面）内で見たとき、光Ｌは楔形導光棒３９に入射した時点では指向性を持たないが、楔形導光棒３９から射出する時点では高い指向性を有することになる。 That is, the light L1 is confined inside the wedge-shaped light guide rod 39 while the incident angle on the first side surface 39b is larger than the critical angle, and the incident angle on the first side surface 39b becomes smaller than the critical angle. Are sequentially ejected from the first side surface 39b. Since the light L1 is refracted when emitted from the first side surface 39b, the light having an incident angle of about 42 ° to the first side surface 39b is emitted as light having an emission angle of about 70 °. In this way, when the light L enters the wedge-shaped light guide rod 39 when viewed in a plane (xy plane) parallel to the light propagation direction X and perpendicular to the light exit surface 39b of the wedge-shaped light guide rod 39. Then, it has no directivity, but when it exits from the wedge-shaped light guide bar 39, it has high directivity.
楔形導光棒３９から射出するときの光Ｌ１の射出角は７０°程度であり、光Ｌ１は楔形導光棒３９の先端側に向けて射出される。したがって、入射角調整用プリズム４０を用いて、楔形導光棒３９から射出された光Ｌ１を導光体３の端面３ａ（光入射端面）の法線方向に近い方向に立ち上げる。具体的には、先端角θ２が３８．５°程度のプリズム構造体４１を有する入射角調整用プリズム４０を用い、光Ｌ１を、プリズム構造体４１の第１面４１ａから入射させ、第２面４１ｂで反射させることで、導光体３の端面３ａに対して略法線方向に立ち上げることができる。このようにして、入射角調整用プリズム４０は、高い指向性を保ったまま、導光体３の端面３ａに入射する光の入射角を調整することができる。 The emission angle of the light L1 when emitted from the wedge-shaped light guide rod 39 is about 70 °, and the light L1 is emitted toward the distal end side of the wedge-shaped light guide rod 39. Therefore, the incident angle adjusting prism 40 is used to raise the light L1 emitted from the wedge-shaped light guide rod 39 in a direction close to the normal direction of the end face 3a (light incident end face) of the light guide 3. Specifically, using the incident angle adjusting prism 40 having the prism structure 41 with the tip angle θ2 of about 38.5 °, the light L1 is incident from the first surface 41a of the prism structure 41, and the second surface. By reflecting at 41b, the light guide 3 can be raised in a substantially normal direction with respect to the end surface 3a. In this manner, the incident angle adjusting prism 40 can adjust the incident angle of light incident on the end surface 3a of the light guide 3 while maintaining high directivity.
一方、広角用光源部３８については、図１８に示すように、第２のＬＥＤ１５の発光面１５ａから発せられた光Ｌ２は、所定の拡散角をもって導光体３に入射する。したがって、広角用光源部３８から射出された光Ｌ２の角度分布は、高指向性用光源部３７から射出された光Ｌ１の角度分布よりも広くなる。 On the other hand, as for the wide-angle light source unit 38, as shown in FIG. 18, the light L2 emitted from the light emitting surface 15a of the second LED 15 enters the light guide 3 with a predetermined diffusion angle. Accordingly, the angular distribution of the light L2 emitted from the wide-angle light source unit 38 is wider than the angular distribution of the light L1 emitted from the high-directivity light source unit 37.
以上をまとめると、高指向性用光源部３７については、入射角調整用プリズム４０から射出された時点において、光Ｌ１は、導光体３の光射出面３ｂに平行な平面（ｘｙ平面）内でのみ高い指向性を持ち、導光体内部での光の伝播方向に平行、かつ導光体３の光射出面３ｂに垂直な平面（ｙｚ平面）内では指向性を持たない。このような光Ｌが、光入射面（端面）３ａから導光体３に入射され、導光体３の内部を伝播する。 In summary, with respect to the high directivity light source unit 37, the light L <b> 1 is in a plane (xy plane) parallel to the light exit surface 3 b of the light guide 3 when it is emitted from the incident angle adjusting prism 40. Only in the plane (yz plane) parallel to the light propagation direction inside the light guide and perpendicular to the light exit surface 3b of the light guide 3. Such light L is incident on the light guide 3 from the light incident surface (end surface) 3 a and propagates inside the light guide 3.
一方、広角用光源部３８については、光Ｌは、導光体３の光射出面３ｂに平行な平面（ｘｙ平面）内、導光体３の内部での光の伝播方向に平行、かつ導光体３の光射出面３ｂに垂直な平面（ｙｚ平面）内の双方で指向性を持たない。このような光Ｌが、導光体３の内部を伝播する。 On the other hand, for the wide-angle light source unit 38, the light L is parallel to the light propagation direction in the plane (xy plane) parallel to the light exit surface 3b of the light guide 3 and inside the light guide 3. There is no directivity in both the plane (yz plane) perpendicular to the light exit surface 3b of the light body 3. Such light L propagates inside the light guide 3.
以下、各光源部３７，３８からの光Ｌ１，Ｌ２が導光体３およびプリズムシート４０から外部空間に射出されるまでの振る舞いは、第１実施形態と同様である。本実施形態においても、第１実施形態と同様、高指向性用光源部３７の第１のＬＥＤ５を点灯させることにより高指向性モードの照明が実現でき、広角用光源部３８の第２のＬＥＤ１５を点灯させることにより広角モードの照明が実現できる。また、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とを同時に点灯させた場合、広角モードの照明が実現できる点も第１実施形態と同様である。 Hereinafter, the behavior until the lights L1 and L2 from the light source units 37 and 38 are emitted from the light guide 3 and the prism sheet 40 to the external space is the same as in the first embodiment. Also in this embodiment, as in the first embodiment, lighting in the high directivity mode can be realized by turning on the first LED 5 of the light source unit 37 for high directivity, and the second LED 15 of the light source unit for wide angle 38 is realized. By turning on, wide-angle mode illumination can be realized. Moreover, when the 1st LED7 and the 2nd LED15 are lighted simultaneously, the point which can implement | achieve illumination of a wide angle mode is the same as that of 1st Embodiment.
本実施形態においても、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置が実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained that a surface light source device that can keep the luminance uniform before and after switching the directivity without increasing the number of parts and the manufacturing cost can be realized. It is done.
その他、本実施形態特有の効果として、以下の点が挙げられる。
第１のＬＥＤ７からの射出光に指向性を与える手段として、第１〜第４実施形態のような凹面ミラー９およびシリンドリカルレンズ８を用いた場合、図２１の右側に示すように、凹面ミラー９およびシリンドリカルレンズ８の曲面形状に起因して、導光体内部の光の伝播方向（ｙ軸方向）の光源６の寸法はある程度大きくなる。これに対して、本実施形態のような楔形導光棒３９を用いた場合、図２１の左側に示すように、ｘ軸方向の寸法を同じにしたとしても、導光体内部の光の伝播方向（ｙ軸方向）の寸法を凹面ミラー９の場合に比べて小さくすることができる。その結果、本実施形態によれば、面光源装置の小型化を図ることができる。
In addition, the following points can be cited as effects unique to the present embodiment.
When the concave mirror 9 and the cylindrical lens 8 as in the first to fourth embodiments are used as means for giving directivity to the light emitted from the first LED 7, as shown on the right side of FIG. Due to the curved surface shape of the cylindrical lens 8, the dimension of the light source 6 in the light propagation direction (y-axis direction) inside the light guide is increased to some extent. On the other hand, when the wedge-shaped light guide rod 39 as in the present embodiment is used, even if the dimensions in the x-axis direction are the same as shown in the left side of FIG. The dimension in the direction (y-axis direction) can be made smaller than that of the concave mirror 9. As a result, according to this embodiment, it is possible to reduce the size of the surface light source device.
［第１変形例］
上記実施形態の面光源装置は、高指向性用光源部として、第１のＬＥＤと楔形導光棒からなるユニットを１組備えていた。この構成に代えて、高指向性用光源部を図２２に示す構成としてもよい。
本変形例の面光源装置４３は、図２２に示すように、高指向性用光源部３７として、第１のＬＥＤ７と楔形導光棒３９とからなるユニットを複数組備えている。本変形例では、３組のユニットを備えているが、ユニットの数は特に限定されない。
[First Modification]
The surface light source device of the said embodiment was provided with 1 set of units which consist of 1st LED and a wedge-shaped light guide rod as a high directivity light source part. Instead of this configuration, the light source unit for high directivity may be configured as shown in FIG.
As shown in FIG. 22, the surface light source device 43 of the present modification includes a plurality of units each including a first LED 7 and a wedge-shaped light guide rod 39 as the high directivity light source unit 37. In this modification, three sets of units are provided, but the number of units is not particularly limited.
本変形例の面光源装置４３によれば、第１のＬＥＤ７の数が上記実施形態の面光源装置に比べて多くなるため、高指向性用光源部３７から射出される光の量を増やすことができる。 According to the surface light source device 43 of the present modification, the number of the first LEDs 7 is larger than that of the surface light source device of the above embodiment, and therefore the amount of light emitted from the light source unit 37 for high directivity is increased. Can do.
［第２変形例］
上記実施形態では、第１のＬＥＤからの射出光に指向性を与える手段として、楔状導光棒３９を用いたが、これに代えて、図２３に示す導光棒を用いてもよい。
本変形例の高指向性用光源部４５は、図２３に示すように、導光棒４６と、導光棒４６の長手方向の端面に設けられた第１のＬＥＤ７と、を備えている。導光棒４６は、第１側面４６ｂ（光射出面）と対向する第２側面４６ｃ側に複数のプリズム構造体４７が設けられている。プリズム構造体４７の平面形状は直角三角形状である。プリズム構造体４７は、第１面４７ａと、第１面４７ａに対して所定の先端角をなす第２面４７ｂと、を有している。第２面４７ｂは、導光棒４６の内部を伝播する光を反射させる反射面として機能する。
[Second Modification]
In the above embodiment, the wedge-shaped light guide rod 39 is used as means for giving directivity to the light emitted from the first LED. However, instead of this, the light guide rod shown in FIG. 23 may be used.
As shown in FIG. 23, the light source unit 45 for high directivity of the present modification includes a light guide bar 46 and a first LED 7 provided on an end surface in the longitudinal direction of the light guide bar 46. The light guide rod 46 is provided with a plurality of prism structures 47 on the second side face 46c facing the first side face 46b (light emission face). The planar shape of the prism structure 47 is a right triangle. The prism structure 47 has a first surface 47a and a second surface 47b that forms a predetermined tip angle with respect to the first surface 47a. The second surface 47 b functions as a reflecting surface that reflects light propagating through the light guide rod 46.
すなわち、楔状導光棒３９が連続した一つの反射面を有するのに対し、本変形例の導光棒４６は分割された複数の反射面を有する。したがって、本変形例の導光棒４６も、楔状導光棒３９と同様の作用により、射出光に高い指向性を与えることができる。 That is, the wedge-shaped light guide bar 39 has one continuous reflecting surface, whereas the light guide bar 46 of this modification has a plurality of divided reflecting surfaces. Therefore, the light guide rod 46 of this modification can also give high directivity to the emitted light by the same action as the wedge-shaped light guide rod 39.
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図２４、図２５を用いて説明する。
本実施形態の面光源装置の導光体の構成は第１実施形態と同様であり、光源部の構成が第１実施形態と異なる。
図２４は、本実施形態の面光源装置における光源部を示す分解斜視図である。図２５（Ａ）は光源部の平面図であり、図２５（Ｂ）は光源部の側面図である。
図２４、図２５（Ａ）、（Ｂ）において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The configuration of the light guide of the surface light source device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the light source unit is different from that of the first embodiment.
FIG. 24 is an exploded perspective view showing a light source unit in the surface light source device of this embodiment. FIG. 25A is a plan view of the light source unit, and FIG. 25B is a side view of the light source unit.
In FIG. 24, FIG. 25 (A), (B), the same code | symbol is attached | subjected to the same component as drawing used in 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
本実施形態の面光源装置４９において、光源部５０は、図２４、図２５（Ｂ）に示すように、導光体３の厚さ方向（ｚ軸方向）に積層された高指向性用光源部５１（第１の光源部）と広角用光源部５２（第２の光源部）とから構成されている。本実施形態では、下段に高指向性用光源部５１が配置され、上段に広角用光源部５２が配置されている。ただし、これとは逆に、下段に広角用光源部５２が配置され、上段に高指向性用光源部５１が配置されていてもよい。 In the surface light source device 49 of the present embodiment, the light source unit 50 is a light source for high directivity stacked in the thickness direction (z-axis direction) of the light guide 3 as shown in FIGS. 24 and 25B. The unit 51 (first light source unit) and the wide-angle light source unit 52 (second light source unit) are included. In the present embodiment, the high directivity light source unit 51 is arranged in the lower stage, and the wide-angle light source unit 52 is arranged in the upper stage. However, conversely, the wide-angle light source unit 52 may be disposed in the lower stage, and the high directivity light source unit 51 may be disposed in the upper stage.
高指向性用光源部５１は、図２４、図２５（Ａ）に示すように、第１のＬＥＤ７（第１の発光素子）と、楔形導光棒３９（反射素子）と、入射角調整用プリズム４０と、を備えている。すなわち、高指向性用光源部５１の構成は第５実施形態と同一である。 As shown in FIGS. 24 and 25A, the high directivity light source unit 51 includes a first LED 7 (first light emitting element), a wedge-shaped light guide bar 39 (reflective element), and an incident angle adjustment. And a prism 40. That is, the configuration of the light source unit 51 for high directivity is the same as that of the fifth embodiment.
広角用光源部５２は、第２のＬＥＤ１５（第２の発光素子）と、楔形導光棒３９（反射素子）と、光散乱部材５３と、を備えている。第２のＬＥＤ１５と楔形導光棒３９とを備えただけの構成では、光の射出方向こそ異なるものの、高指向性用光源部５１と同様に高い指向性の光が得られることになる。そこで、広角用光源部５２においては、楔形導光棒３９の光射出側に光散乱部材５３が配置されている。光散乱部材５３は、表面に光を散乱させるための加工が施された光透過性の部材である。光を散乱させるための加工は、具体的には印刷、研磨、凹凸形状の付与等の手法により行われている。なお、光散乱部材５３の散乱特性は、前方散乱する光の割合をできるだけ多くし、後方散乱する光の割合をできるだけ少なくするように調整されることが望ましい。 The wide-angle light source unit 52 includes a second LED 15 (second light emitting element), a wedge-shaped light guide rod 39 (reflective element), and a light scattering member 53. With the configuration in which only the second LED 15 and the wedge-shaped light guide bar 39 are provided, light having a high directivity can be obtained in the same manner as the light source unit 51 for high directivity although the light emission direction is different. Accordingly, in the wide-angle light source unit 52, the light scattering member 53 is disposed on the light emission side of the wedge-shaped light guide rod 39. The light scattering member 53 is a light transmissive member that has been processed to scatter light on its surface. Specifically, the processing for scattering the light is performed by a technique such as printing, polishing, or providing an uneven shape. It is desirable that the scattering characteristics of the light scattering member 53 be adjusted so that the proportion of light that is scattered forward is as large as possible and the proportion of light that is scattered backward is as small as possible.
高指向性用光源部５１と広角用光源部５２とは、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とが反対側に位置するように配置されている。したがって、高指向性用光源部５１、広角用光源部５２の各々の楔形導光棒３９も逆向きに配置されている。この構成であれば、第１のＬＥＤ７に電流を供給する配線（図示略）と第２のＬＥＤ１５に電流を供給する配線（図示略）が干渉しないため、好ましい。ただし、第１のＬＥＤ７と第２のＬＥＤ１５とが同じ側に位置してもよい。 The high directivity light source 51 and the wide-angle light source 52 are arranged so that the first LED 7 and the second LED 15 are located on the opposite sides. Accordingly, the wedge-shaped light guide rods 39 of the high directivity light source 51 and the wide-angle light source 52 are also arranged in opposite directions. This configuration is preferable because wiring (not shown) for supplying current to the first LED 7 and wiring (not shown) for supplying current to the second LED 15 do not interfere with each other. However, the first LED 7 and the second LED 15 may be located on the same side.
この構成によれば、広角用光源部５２において、楔形導光棒３９の第１側面３９ｂから射出された光は、光散乱部材５３を透過するときに散乱されて射出される。よって、最終的に広角用光源部５２から射出される光の角度分布は、高指向性用光源部５１から射出される光の角度分布に比べて広くなる。
本実施形態の「光散乱部材」は、特許請求の範囲の「角度分布変換部材」に相当する。ただし、第１〜第５実施形態で用いられた各種の角度分布変換部材は指向性が低い光を入射させ、その光の指向性を高くする方向に機能する。これに対して、本実施形態の光散乱部材５３は、指向性が高い光を入射させ、その光の指向性を低下させる方向に機能する。
According to this configuration, in the wide-angle light source unit 52, the light emitted from the first side surface 39 b of the wedge-shaped light guide rod 39 is scattered and emitted when passing through the light scattering member 53. Therefore, the angular distribution of the light finally emitted from the wide-angle light source unit 52 is wider than the angular distribution of the light emitted from the high-directivity light source unit 51.
The “light scattering member” in the present embodiment corresponds to an “angle distribution conversion member” in the claims. However, the various angle distribution conversion members used in the first to fifth embodiments function in a direction in which light having low directivity is incident and the directivity of the light is increased. On the other hand, the light scattering member 53 of the present embodiment functions in a direction in which light having high directivity is incident and the directivity of the light is reduced.
本実施形態においても、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置が実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained that a surface light source device that can keep the luminance uniform before and after switching the directivity without increasing the number of parts and the manufacturing cost can be realized. It is done.
［第１変形例］
上記実施形態の面光源装置は、高指向性用光源部として、第１のＬＥＤと楔形導光棒とからなるユニットを１組備え、広角用光源部として、第１のＬＥＤと楔形導光棒と光散乱部材とからなるユニットを１組備えていた。この構成に代えて、光源部を図２６に示す構成としてもよい。
本変形例の面光源装置５５は、図２６に示すように、高指向性用光源部５１として、第１のＬＥＤ７と楔形導光棒３９とからなるユニットを複数組備えている。また、広角用光源部５２として、第２のＬＥＤ１５と楔形導光棒３９と光散乱部材５３とからなるユニットを複数組備えている。本変形例では、各光源部５１，５２とも３組のユニットを備えているが、ユニットの数は特に限定されない。
[First Modification]
The surface light source device of the above-described embodiment includes a set of units each including a first LED and a wedge-shaped light guide bar as a high directivity light source unit, and the first LED and a wedge-shaped light guide bar as a wide-angle light source unit. And a unit consisting of a light scattering member. Instead of this configuration, the light source unit may be configured as shown in FIG.
As shown in FIG. 26, the surface light source device 55 of the present modification includes a plurality of units each composed of the first LED 7 and the wedge-shaped light guide rod 39 as the light source unit 51 for high directivity. The wide-angle light source unit 52 includes a plurality of units each including the second LED 15, the wedge-shaped light guide rod 39, and the light scattering member 53. In this modification, each of the light source units 51 and 52 includes three sets of units, but the number of units is not particularly limited.
本変形例の面光源装置５５によれば、ＬＥＤの数が上記実施形態の面光源装置に比べて多くなるため、各光源部から射出される光の量を増やすことができる。 According to the surface light source device 55 of the present modification, the number of LEDs is increased as compared with the surface light source device of the above-described embodiment, so that the amount of light emitted from each light source unit can be increased.
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図２７を用いて説明する。
本実施形態の面光源装置の導光体の構成は第１実施形態と同様であり、光源部の構成が第１実施形態と異なる。
図２７（Ａ）は、本実施形態の面光源装置における光源部を示す平面図であり、図２７（Ｂ）は光源部の側面図である。
図２７（Ａ）、（Ｂ）において、上記実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Seventh Embodiment]
The seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The configuration of the light guide of the surface light source device of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the light source unit is different from that of the first embodiment.
FIG. 27A is a plan view showing a light source unit in the surface light source device of this embodiment, and FIG. 27B is a side view of the light source unit.
27A and 27B, the same components as those used in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施形態の面光源装置５７において、光源部５８は、図２７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の高指向性用光源部５９（第１の光源部）と複数の広角用光源部６０（第２の光源部）とを備えている。複数の高指向性用光源部５９および複数の広角用光源部６０は、導光体３の内部の光の伝播方向Ｙに垂直な方向（ｘ軸方向）に沿って交互に配置されている。 In the surface light source device 57 of the present embodiment, the light source unit 58 includes a plurality of high directivity light source units 59 (first light source units) and a plurality of wide-angle light sources, as shown in FIGS. And a light source unit 60 (second light source unit). The plurality of light sources for high directivity 59 and the plurality of light sources for wide angle 60 are alternately arranged along a direction (x-axis direction) perpendicular to the light propagation direction Y inside the light guide 3.
図２７（Ａ）に示すように、高指向性用光源部５９は、第１のＬＥＤ７（第１の発光素子）と、平行化レンズ６１と、を備えている。第１のＬＥＤ７には、拡散光を射出する一般のＬＥＤを用いることができる。平行化レンズ６１は、第１のＬＥＤ７から射出された光を略平行化する機能を有する。平行化レンズ６１は、導光体３の端面３ａに接するように配置されている。第１のＬＥＤ７は、平行化レンズ６１の焦点距離分だけ平行化レンズ６１から離れた位置に配置されている。
本実施形態における「平行化レンズ」は、特許請求の範囲における「角度分布変換部材」に相当する。
As shown in FIG. 27A, the high directivity light source unit 59 includes a first LED 7 (first light emitting element) and a collimating lens 61. As the first LED 7, a general LED that emits diffused light can be used. The collimating lens 61 has a function of substantially collimating the light emitted from the first LED 7. The collimating lens 61 is disposed so as to contact the end surface 3 a of the light guide 3. The first LED 7 is arranged at a position separated from the collimating lens 61 by the focal length of the collimating lens 61.
The “parallelizing lens” in the present embodiment corresponds to an “angle distribution conversion member” in the claims.
広角用光源部６０は、第２のＬＥＤ１５（第２の発光素子）を備えている。第２のＬＥＤ１５には、拡散光を射出する一般のＬＥＤを用いることができる。第２のＬＥＤ１５は、発光面が導光体３の端面３ａに接するように配置されている。 The wide-angle light source unit 60 includes a second LED 15 (second light emitting element). As the second LED 15, a general LED that emits diffused light can be used. The second LED 15 is disposed such that the light emitting surface is in contact with the end surface 3 a of the light guide 3.
高指向性モードにおいては、第１のＬＥＤ７を点灯させると、第１のＬＥＤ７から射出された光Ｌ１が平行化レンズ６１によって略平行化され、導光体３に入射される。広角モードにおいては、第２のＬＥＤ１５を点灯させると、第２のＬＥＤ１５から射出された拡散光Ｌ２が導光体３に入射される。広角モードにおいては、第１のＬＥＤ７、第２のＬＥＤ１５の双方を点灯させてもよい。 In the high directivity mode, when the first LED 7 is turned on, the light L1 emitted from the first LED 7 is substantially collimated by the collimating lens 61 and is incident on the light guide 3. In the wide-angle mode, when the second LED 15 is turned on, the diffused light L2 emitted from the second LED 15 is incident on the light guide 3. In the wide angle mode, both the first LED 7 and the second LED 15 may be lit.
本実施形態においても、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置が実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained that a surface light source device that can keep the luminance uniform before and after switching the directivity without increasing the number of parts and the manufacturing cost can be realized. It is done.
［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態について、図２８〜図３０を用いて説明する。
本実施形態の面光源装置の構成は第１実施形態の第２変形例の図９に示す面光源装置と略同様である。
図２８（Ａ）は、本実施形態の面光源装置を示す平面図であり、図２８（Ｂ）は、図２８（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図２９（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態の面光源装置における照度分布のシミュレーション結果を示す図である。図３０（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例の面光源装置における照度分布のシミュレーション結果を示す図である。
図２８（Ａ）、（Ｂ）において、図９と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Eighth Embodiment]
The eighth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The configuration of the surface light source device of the present embodiment is substantially the same as the surface light source device shown in FIG. 9 of the second modification of the first embodiment.
FIG. 28A is a plan view showing the surface light source device of this embodiment, and FIG. 28B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 29A to 29C are diagrams showing simulation results of the illuminance distribution in the surface light source device of the present embodiment. 30A to 30C are diagrams illustrating simulation results of illuminance distribution in the surface light source device of the comparative example.
28A and 28B, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 9, and the description thereof is omitted.
本実施形態の面光源装置８１は、図２８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１主面８２ｂ（光射出面）と第２主面８２ｃとが平行な平行平板からなる導光体８２を備えている。導光体８２の第１主面８２ｂには、光の伝播方向Ｙと垂直な方向（ｘ軸方向）に延在する複数の光取り出し用プリズム８３が所定の間隔をおいて設けられている。光取り出し用プリズム８３は、導光体８２と同じ屈折率を有する材料で構成されることが望ましい。光取り出し用プリズム８３の断面形状は、導光体８２の第１主面８２ｂに接する側の幅が狭く、第１主面８２ｂと反対側の幅が広い形状、いわゆる逆テーパ形状である。 As shown in FIGS. 28A and 28B, the surface light source device 81 of the present embodiment is a light guide composed of parallel flat plates in which a first main surface 82b (light emission surface) and a second main surface 82c are parallel. A body 82 is provided. A plurality of light extraction prisms 83 extending in a direction (x-axis direction) perpendicular to the light propagation direction Y are provided on the first main surface 82b of the light guide 82 at a predetermined interval. The light extraction prism 83 is preferably made of a material having the same refractive index as that of the light guide 82. The cross-sectional shape of the light extraction prism 83 is a so-called reverse tapered shape in which the width on the side in contact with the first main surface 82b of the light guide 82 is narrow and the width on the side opposite to the first main surface 82b is wide.
複数の光取り出し用プリズム８３は、等間隔に配置されていない。すなわち、複数の光取り出し用プリズム８３は、光源部２が設けられた導光体８２の端面８２ａに近いほど密度が低く、端面８２ａから遠いほど密度が高くなるように設けられている。光源部２から射出された光Ｌは、導光体８２の内部を伝播する間に、複数の光取り出し用プリズム８３のうちのいずれかに入射する。光取り出し用プリズム８３に入射した光Ｌは、反射面８３ａで反射した後、角度を変え、導光体８２の外部に取り出される。 The plurality of light extraction prisms 83 are not arranged at equal intervals. That is, the plurality of light extraction prisms 83 are provided such that the density decreases as the distance from the end surface 82a of the light guide 82 provided with the light source unit 2 decreases, and the density increases as the distance from the end surface 82a increases. The light L emitted from the light source unit 2 enters one of the plurality of light extraction prisms 83 while propagating through the light guide 82. The light L incident on the light extraction prism 83 is reflected by the reflection surface 83 a and then extracted from the light guide 82 by changing the angle.
本実施形態の面光源装置８１においても、部品点数や製造コストの増大を招くことなく、指向性の切り替え前後で輝度を均一に保つことができる面光源装置が実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。 Also in the surface light source device 81 of the present embodiment, the surface light source device that can maintain the luminance uniform before and after the switching of directivity without increasing the number of parts and the manufacturing cost can be realized. Similar effects can be obtained.
特に本実施形態の場合、高指向性用光源部１３と広角用光源部１４とが導光体８２の一つの端面８２ａに配置されているため、以下の効果を得ることができる。
一般に、導光体の端面に光源を配置した場合、光の取り出し量は、導光体の光射出面のうち、光源に近い側で多く、光源に遠い側では少ない傾向を示す。したがって、導光体の光射出面での照度分布が不均一になる。そこで、本実施形態のように、複数の光取り出し用プリズム８３を、導光体８２の端面８２ａに近いほど密度が低く、端面８２ａから遠いほど密度が高くなるように配置することで、照度分布をより均一にすることができる。
In particular, in the case of the present embodiment, the high directivity light source unit 13 and the wide-angle light source unit 14 are arranged on one end surface 82a of the light guide 82, and therefore the following effects can be obtained.
In general, when a light source is arranged on the end face of the light guide, the amount of light extraction tends to be large on the light exit surface of the light guide near the light source and small on the side far from the light source. Therefore, the illuminance distribution on the light exit surface of the light guide becomes non-uniform. Therefore, as in the present embodiment, the plurality of light extraction prisms 83 are arranged so that the density is lower as the distance from the end surface 82a of the light guide 82 is lower, and the density is higher as the distance from the end surface 82a is higher. Can be made more uniform.
ここで、例えば特許文献３に記載の照明装置のように、導光体の異なる端面に２つの光源部が配置されていたとすると、照度分布を均一にするための複数の光取り出し用プリズム８３の配置がいずれか一方の光源部に対してしか働かない。これに対し、本実施形態の面光源装置８１では、高指向性用光源部１３と広角用光源部１４とが導光体８２の一つの端面８２ａに配置され、指向性の切り替え前後で光の伝播方向Ｙが変わらない。そのため、照度分布を均一にするための複数の光取り出し用プリズム８３の配置がどちらの光源部１３，１４に対しても有効に働く。したがって、指向性の切り替え前後で照度分布を均一に保ちやすくなる。 Here, for example, as in the illumination device described in Patent Document 3, if two light source units are arranged on different end surfaces of the light guide, a plurality of light extraction prisms 83 for making the illuminance distribution uniform are provided. The arrangement only works for one of the light source sections. On the other hand, in the surface light source device 81 of the present embodiment, the light source unit 13 for high directivity and the light source unit 14 for wide angle are arranged on one end surface 82a of the light guide 82, and light is transmitted before and after switching the directivity. The propagation direction Y does not change. Therefore, the arrangement of the plurality of light extraction prisms 83 for making the illuminance distribution uniform works effectively for both light source units 13 and 14. Therefore, it is easy to keep the illuminance distribution uniform before and after switching the directivity.
本発明者らは、本実施形態の面光源装置と比較例の面光源装置に対して、光射出面での照度分布についてシミュレーションを行った。
シミュレーションには、照明設計解析ソフトウェア：Light Tools(ver7.2)を用いた。シミュレーションの条件は第１実施形態と同様に設定した。
The inventors performed a simulation on the illuminance distribution on the light exit surface of the surface light source device of this embodiment and the surface light source device of the comparative example.
For the simulation, lighting design analysis software: Light Tools (ver. 7.2) was used. The simulation conditions were set in the same manner as in the first embodiment.
図２９（Ａ）は、本実施形態の面光源装置を示しており、高指向性用光源部１３と広角用光源部１４とからの光を、導光体８２の一つの端面８２ａから入射させている。図２９（Ｂ）は、高指向性用光源部１３からの光による照度分布を示し、図２９（Ｃ）は、広角用光源部１４からの光による照度分布を示している。 FIG. 29A shows the surface light source device of the present embodiment, in which light from the high directivity light source unit 13 and the wide-angle light source unit 14 is incident from one end surface 82 a of the light guide 82. ing. FIG. 29B shows the illuminance distribution by the light from the light source unit 13 for high directivity, and FIG. 29C shows the illuminance distribution by the light from the light source unit 14 for wide angle.
図２９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、今回のシミュレーションでは、複数の光取り出し用プリズム８３の配置が充分に最適化されておらず、照度分布が充分に均一化できなかった。しかしながら、本実施形態の面光源装置では、指向性の切り替え前後で照度分布がほとんど変化しないことが確認された。したがって、複数の光取り出し用プリズム８３の配置が充分に最適化されれば、高指向性モードにおいても広角モードにおいても、照度分布が充分に均一化できる感触を得た。 As shown in FIGS. 29A and 29B, in this simulation, the arrangement of the plurality of light extraction prisms 83 is not sufficiently optimized, and the illuminance distribution cannot be sufficiently uniformed. However, in the surface light source device of this embodiment, it has been confirmed that the illuminance distribution hardly changes before and after switching the directivity. Therefore, when the arrangement of the plurality of light extraction prisms 83 is sufficiently optimized, the illuminance distribution can be sufficiently uniformed in both the high directivity mode and the wide angle mode.
これに対して、図３０（Ａ）は、比較例の面光源装置を示しており、高指向性用光源部からの光を導光体８２の端面８２ａから入射させ、広角用光源部からの光を導光体８２の端面８２ｄから入射させている。図３０（Ｂ）は、広角用光源部からの光による照度分布を示している。 On the other hand, FIG. 30A shows a surface light source device of a comparative example, in which light from a high directivity light source unit is incident from the end surface 82a of the light guide 82, and the light from the wide-angle light source unit. Light is incident from the end face 82 d of the light guide 82. FIG. 30B shows an illuminance distribution by light from the wide-angle light source unit.
比較例の面光源装置では、端面８２ａに配置された高指向性用光源部からの光に対して、光取り出し用プリズム８３の配置が最適化されている。したがって、広角用光源部からの光に対しては、図３０（Ｂ）に示すように、高指向性用光源部に近い側で光の取り出し量が多く、光源に遠い側では光の取り出し量が少なくなった。このように、比較例の面光源装置では、指向性の切り替え前後で照度分布が大きく変化し、いずれか一方のモードで照度分布が不均一になることが判った。 In the surface light source device of the comparative example, the arrangement of the light extraction prism 83 is optimized with respect to the light from the high directivity light source unit arranged on the end surface 82a. Therefore, as shown in FIG. 30B, with respect to the light from the wide-angle light source unit, the light extraction amount is large on the side close to the high directivity light source unit, and the light extraction amount is on the side far from the light source. Has decreased. Thus, in the surface light source device of the comparative example, it was found that the illuminance distribution changed greatly before and after the switching of directivity, and the illuminance distribution became non-uniform in either one of the modes.
［第９実施形態］
以下、本発明の第９実施形態について、図３１、図３２を用いて説明する。
第９実施形態では、上記実施形態の面光源装置を備えた表示装置の一例を示す。本実施形態は、第１実施形態の面光源装置をバックライトとして備えた液晶表示装置の一例である。
[Ninth Embodiment]
The ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In the ninth embodiment, an example of a display device including the surface light source device of the above embodiment is shown. The present embodiment is an example of a liquid crystal display device that includes the surface light source device of the first embodiment as a backlight.
本実施形態の液晶表示装置６５は、図３１に示すように、バックライト６６（面光源装置）と、第１偏光板６７と、液晶パネル６８と、第２偏光板６９と、から構成されている。なお、図３１では、液晶パネル６８を模式的に１枚の板状に図示している。観察者は、第２偏光板６９が配置された図３１における液晶表示装置６５の上側から表示を見ることになる。よって、以下の説明では、第２偏光板６９が配置された側を視認側と称し、バックライト６６が配置された側を背面側と称する。 As shown in FIG. 31, the liquid crystal display device 65 of this embodiment includes a backlight 66 (surface light source device), a first polarizing plate 67, a liquid crystal panel 68, and a second polarizing plate 69. Yes. In FIG. 31, the liquid crystal panel 68 is schematically illustrated as a single plate. The observer views the display from the upper side of the liquid crystal display device 65 in FIG. 31 where the second polarizing plate 69 is disposed. Therefore, in the following description, the side on which the second polarizing plate 69 is disposed is referred to as a viewing side, and the side on which the backlight 66 is disposed is referred to as a back side.
本実施形態の液晶表示装置６５においては、バックライト６６から射出された光を液晶パネル６８で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。
液晶パネル６８としては、例えばアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを用いることができる。ただし、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限らず、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネル、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。液晶パネル６８には周知の一般的な液晶パネルを用いることができるため、詳細な構成の説明は省略する。
In the liquid crystal display device 65 of the present embodiment, the light emitted from the backlight 66 is modulated by the liquid crystal panel 68, and a predetermined image, character, or the like is displayed by the modulated light.
As the liquid crystal panel 68, for example, an active matrix transmissive liquid crystal panel can be used. However, the liquid crystal panel is not limited to the active matrix transmissive liquid crystal panel. For example, a transflective (transmissive / reflective) liquid crystal panel does not include a switching thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT). A simple matrix type liquid crystal panel may be used. Since a well-known general liquid crystal panel can be used as the liquid crystal panel 68, a detailed description of the configuration is omitted.
本構成例の液晶テレビジョン７０は、図３２に示すように、表示画面として本実施形態の液晶表示装置６５を備えている。観察者側（図３２の手前側）には液晶パネル６８が配置され、観察者と反対側（図３２の奥側）にはバックライト６６（面光源装置）が配置されている。 As shown in FIG. 32, the liquid crystal television 70 of this configuration example includes the liquid crystal display device 65 of this embodiment as a display screen. A liquid crystal panel 68 is disposed on the viewer side (front side in FIG. 32), and a backlight 66 (surface light source device) is disposed on the side opposite to the viewer (back side in FIG. 32).
本実施形態の液晶表示装置６５では、指向性の切り替えが可能な第１実施形態の面光源装置１からなるバックライト６６を用いているため、バックライト６６を高指向性モードとすることにより、例えば一人の観察者が画面の正面から液晶テレビジョンを見る際に好適なものとなる。また、バックライト６６を広角モードとすることにより、例えば多くの観察者が画面の様々な方向から液晶テレビジョンを見る際に好適なものとなる。 In the liquid crystal display device 65 of the present embodiment, the backlight 66 including the surface light source device 1 of the first embodiment capable of switching the directivity is used. Therefore, by setting the backlight 66 to the high directivity mode, For example, this is suitable when one observer views a liquid crystal television from the front of the screen. Further, by setting the backlight 66 to the wide-angle mode, for example, many observers are suitable when viewing the liquid crystal television from various directions on the screen.
［第９実施形態］
以下、本発明の第９実施形態について、図３３、図３４を用いて説明する。
第９実施形態では、上記実施形態の面光源装置を備えた照明装置の一例を示す。
[Ninth Embodiment]
The ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In the ninth embodiment, an example of an illumination device including the surface light source device of the above embodiment is shown.
図３３（Ａ）は、上記実施形態の光源部を備えた電気スタンド７５を示している。図３３（Ｂ）は、電気スタンド７５の光源部２を示しており、高指向性光源部１３と広角用光源部１４とを備えている。この電気スタンド７５では、光源部２を高指向性モードとすることにより、図３３（Ａ）に実線の矢印で示すように、狭い範囲を照明することができる。光源部２を広角モードとすることにより、図３３（Ａ）に破線の矢印で示すように、広い範囲を照明することができる。 FIG. 33A shows a desk lamp 75 including the light source unit of the above embodiment. FIG. 33B shows the light source unit 2 of the desk lamp 75, which includes a highly directional light source unit 13 and a wide-angle light source unit 14. In this desk lamp 75, by setting the light source unit 2 in the high directivity mode, it is possible to illuminate a narrow range as shown by a solid arrow in FIG. By setting the light source unit 2 to the wide-angle mode, a wide range can be illuminated as shown by a broken arrow in FIG.
図３４（Ａ）は、照射面が円形の光源部２ａを備えた電気スタンド７６を示している。図３４（Ｂ）は、電気スタンド７６の光源部２ａを示しており、円形の凹面ミラーを有する高指向性光源部１３ａと広角用光源部１４ａとを備えている。この電気スタンド７６では、光源部２ａを高指向性モードとすることにより、図３４（Ａ）に１点鎖線の矢印で示すように、狭い範囲を照明することができる。光源部２ａを広角モードとすることにより、図３４（Ａ）に破線の矢印で示すように、広い範囲を照明することができる。 FIG. 34A shows a table lamp 76 provided with a light source unit 2a having a circular irradiation surface. FIG. 34B shows the light source unit 2a of the desk lamp 76, which includes a highly directional light source unit 13a having a circular concave mirror and a wide-angle light source unit 14a. In this desk lamp 76, by setting the light source unit 2a to the high directivity mode, it is possible to illuminate a narrow range as shown by the dashed-dotted arrow in FIG. By setting the light source unit 2a to the wide-angle mode, a wide range can be illuminated as shown by a dashed arrow in FIG.
図３５（Ａ）、（Ｂ）は、上記実施形態の面光源装置を備えたシーリングライト７７を示している。このシーリングライト７７では、面光源装置を高指向性モードとすることにより、図３５（Ａ）に示すように、狭い範囲を照明することができる。面光源装置を広角モードとすることにより、図３５（Ｂ）に示すように、広い範囲を照明することができる。 FIGS. 35A and 35B show a ceiling light 77 provided with the surface light source device of the above embodiment. With this ceiling light 77, a narrow range can be illuminated as shown in FIG. 35A by setting the surface light source device to the high directivity mode. By setting the surface light source device to the wide angle mode, a wide range can be illuminated as shown in FIG.
以上のように、上記の光源部だけで照明装置を構成してもよいし、面光源装置で照明装置を構成してもよい。上記の光源部や面光源装置を照明装置として用いる場合、表示装置として用いる場合に比べて高い指向性は要求されない。したがって、光の出力を高めるために、大きめの光源を用いることができる。 As described above, the illuminating device may be configured with only the light source unit described above, or the illuminating device may be configured with a surface light source device. When the light source unit or the surface light source device is used as a lighting device, high directivity is not required as compared with the case of using it as a display device. Therefore, a larger light source can be used to increase the light output.
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記第１〜第４実施形態においては、凹面ミラーの形状はパラボラ面であると述べた。これに対し、上記の実施形態で用いることが可能な凹面ミラーの形状は、必ずしもパラボラ面に限ることなく、放物面を含む概念として円錐曲面であれば良い。円錐曲面の頂点を通る断面の形状を示す曲線は二次曲線と呼ばれる。二次曲線は、円錐を任意の平面で切り取った断面から得られる曲線である。凹面ミラーの径方向の座標をρ、凹面ミラーの中心軸方向の座標をｚ、コーニック係数をｋとすると、二次曲線を下記の（１）式、（２）式で表すことができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the first to fourth embodiments, it has been described that the shape of the concave mirror is a parabolic surface. On the other hand, the shape of the concave mirror that can be used in the above embodiment is not necessarily limited to the parabolic surface, but may be a conical curved surface as a concept including a paraboloid. A curve indicating the shape of a cross section passing through the apex of the conical curved surface is called a quadratic curve. A quadratic curve is a curve obtained from a cross section obtained by cutting a cone at an arbitrary plane. When the coordinate in the radial direction of the concave mirror is ρ, the coordinate in the central axis direction of the concave mirror is z, and the conic coefficient is k, the quadratic curve can be expressed by the following equations (1) and (2).
（１）式、（２）式におけるコーニック係数ｋの値によって二次曲線の形状は変化する。二次曲線は、例えばｋ＝０のときに円となり、ｋ＝−０．２５のときに楕円曲線となり、ｋ＝−１のときに放物線となり、ｋ＝−２のときに双曲線となる。上記の実施形態では、これらの二次曲線をｘｙ平面における断面形状とする凹面ミラーを用いることができる。なお、第１実施形態でも述べたように、ＬＥＤからの光が到達する領域が少なくとも円錐曲面であれば良いので、ＬＥＤからの光が到達しない領域は例えば平坦な面であっても良い。 The shape of the quadratic curve changes depending on the value of the conic coefficient k in the equations (1) and (2). The quadratic curve is, for example, a circle when k = 0, an elliptic curve when k = −0.25, a parabola when k = −1, and a hyperbola when k = −2. In the above embodiment, it is possible to use a concave mirror having these quadratic curves as cross-sectional shapes in the xy plane. As described in the first embodiment, the region where the light from the LED reaches may be at least a conical curved surface, and the region where the light from the LED does not reach may be, for example, a flat surface.
また、凹面ミラーの内部に配置されたシリンドリカルレンズはなくてもよい。シリンドリカルレンズが配置されていた部分が中空であってもよい。その他、上記実施形態で例示した面光源装置の各構成要素の形状、数、配置、材質等に関しては、適宜変更が可能である。例えば、導光体、凹面ミラー、楔形導光棒等の部材には種々の材料を用いることができるが、これらの光源と接する部材には、耐熱性の高い材料を用いることが望ましい。 Further, there may be no cylindrical lens disposed inside the concave mirror. The portion where the cylindrical lens is disposed may be hollow. In addition, the shape, number, arrangement, material, and the like of each component of the surface light source device exemplified in the above embodiment can be appropriately changed. For example, various materials can be used for members such as a light guide, a concave mirror, and a wedge-shaped light guide rod, but it is desirable to use a material having high heat resistance for the members in contact with these light sources.
本発明は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイなどの各種表示装置、もしくはこれらの表示装置に用いられる面光源装置、もしくは各種照明装置に利用可能である。 The present invention can be used for various display devices such as liquid crystal display devices, organic electroluminescence display devices, plasma displays, surface light source devices used in these display devices, and various illumination devices.
１，１７，２１，２４，２６，２８，３２，３５，４３，４９，５５，５７，８１…面光源装置、２，２ａ，３３，３６，５０，５８…光源部、３，１８，２２，８２…導光体、４…プリズムシート（方向変更用部材）、７…第１のＬＥＤ（第１の発光素子）、８…シリンドリカルレンズ（凸レンズ）、９…凹面ミラー（角度分布変換部材）、１３，１３ａ，３７，４５，５１，５９…高指向性用光源部（第１の光源部）、１４，１４ａ，３８，５２，６０…広角用光源部（第２の光源部）、１５…第２のＬＥＤ（第２の発光素子）、１９…プリズム構造体、３９…楔形導光棒（角度分布変換部材）、４６…導光棒（角度分布変換部材）、５３…光散乱部材（角度分布変換部材）、６１…平行化レンズ（角度分布変換部材）、６５…液晶表示装置（表示装置）、６６…バックライト（面光源装置）、６８…液晶パネル、７５，７６…電気スタンド（照明装置）、７７…シーリングライト（照明装置）。 1, 17, 21, 24, 26, 28, 32, 35, 43, 49, 55, 57, 81 ... surface light source device, 2, 2a, 33, 36, 50, 58 ... light source section, 3, 18, 22 , 82 ... Light guide, 4 ... Prism sheet (direction changing member), 7 ... First LED (first light emitting element), 8 ... Cylindrical lens (convex lens), 9 ... Concave mirror (angle distribution conversion member) , 13, 13a, 37, 45, 51, 59... High directivity light source (first light source), 14, 14a, 38, 52, 60... Wide angle light source (second light source), 15 2nd LED (2nd light emitting element), 19 ... Prism structure, 39 ... Wedge-shaped light guide rod (angle distribution conversion member), 46 ... Light guide rod (angle distribution conversion member), 53 ... Light scattering member ( Angle distribution conversion member), 61 ... Parallelizing lens (angle distribution conversion member), 65 ... Liquid crystal display Location (display device), 66 ... backlight (surface light source device), 68 ... liquid crystal panel, 75, 76 ... table lamp (illumination device), 77 ... ceiling light (illumination device).
Claims (23)
第２の発光素子を有し、前記第２の発光素子からの光を、前記第１の光源部から射出される光の角度分布よりも広い角度分布を有する光として射出する第２の光源部と、
前記第１の光源部から射出された光および前記第２の光源部から射出された光を端面から入射させ、主面から射出させる導光体と、を備え、
前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、前記導光体の複数の端面のうちの一つの端面に設けられ、点灯／消灯を各々独立して制御可能とされたことを特徴とする面光源装置。 A first light source unit having a first light emitting element and emitting light from the first light emitting element;
A second light source unit having a second light emitting element and emitting light from the second light emitting element as light having an angular distribution wider than the angular distribution of light emitted from the first light source unit When,
A light guide that makes the light emitted from the first light source unit and the light emitted from the second light source unit incident from an end surface, and emits the light from the main surface,
The first light source unit and the second light source unit are provided on one end surface of the plurality of end surfaces of the light guide body, and can be controlled to turn on / off independently. A surface light source device.
前記凹面ミラーは、前記導光体の主面に平行な平面で切断したときの断面形状が、焦点を有する曲線形状を少なくとも一部に有し、
前記第１の発光素子は、当該第１の発光素子の発光面上に前記焦点が位置するように配置され、
前記第１の発光素子からの光が、前記凹面ミラーで反射して前記導光体に入射することを特徴とする請求項２に記載の面光源装置。 The first light source unit includes a concave mirror that reflects light emitted from the first light emitting element as the angle distribution conversion member,
The concave mirror has, at least in part, a curved shape in which a cross-sectional shape when cut along a plane parallel to the main surface of the light guide has a focal point,
The first light emitting element is disposed so that the focal point is located on a light emitting surface of the first light emitting element,
The surface light source device according to claim 2, wherein light from the first light emitting element is reflected by the concave mirror and enters the light guide.
前記第２の発光素子から射出された光が、前記凹面ミラーを介することなく前記導光体に入射することを特徴とする請求項３に記載の面光源装置。 The second light emitting element emits light having an angular distribution wider than the angular distribution of light emitted from the first light source unit,
The surface light source device according to claim 3, wherein light emitted from the second light emitting element enters the light guide without passing through the concave mirror.
前記第２の発光素子は、隣り合う凹面ミラー同士の境界に沿って配置されたことを特徴とする請求項４に記載の面光源装置。 The first light source unit includes a plurality of the light emitting elements and a plurality of concave mirrors arranged along one end surface of the light guide,
The surface light source device according to claim 4, wherein the second light emitting element is disposed along a boundary between adjacent concave mirrors.
前記第１の発光素子は、前記導光体の主面に垂直な方向に沿って配置され、
前記第２の発光素子は、前記導光体の主面に平行な方向に沿って配置されることを特徴とする請求項４に記載の面光源装置。 The concave mirror has a linear shape when cut in a plane perpendicular to the main surface of the light guide, and has no curvature in the direction perpendicular to the main surface of the light guide.
The first light emitting element is disposed along a direction perpendicular to a main surface of the light guide,
The surface light source device according to claim 4, wherein the second light emitting element is disposed along a direction parallel to a main surface of the light guide.
前記凸レンズの焦点の位置が前記凹面ミラーの焦点の位置と略一致していることを特徴とする請求項３ないし７のいずれか一項に記載の面光源装置。 The first light source unit includes a convex lens disposed in a recess of the concave mirror;
The surface light source device according to claim 3, wherein a position of a focal point of the convex lens substantially coincides with a position of a focal point of the concave mirror.
前記反射素子は、前記導光体の前記一つの端面に対して一定の角度で傾斜した前記反射面と、前記導光体の前記一つの端面に対向する光射出面と、を有し、
前記第１の発光素子は、前記反射素子の一つの端面に配置されるとともに、前記第１の発光素子からの光が、前記反射面で反射して前記導光体に入射することを特徴とする請求項２に記載の面光源装置。 The first light source unit includes a reflection element having a reflection surface that reflects light emitted from the first light emitting element as the angle distribution conversion member,
The reflective element includes the reflective surface inclined at a constant angle with respect to the one end surface of the light guide, and a light exit surface facing the one end surface of the light guide.
The first light emitting element is disposed on one end face of the reflecting element, and light from the first light emitting element is reflected by the reflecting surface and enters the light guide. The surface light source device according to claim 2.
前記第２の発光素子から射出された光が、前記反射素子を介することなく前記導光体に入射することを特徴とする請求項１０に記載の面光源装置。 The second light emitting element emits light having an angular distribution wider than the angular distribution of light emitted from the first light source unit,
The surface light source device according to claim 10, wherein the light emitted from the second light emitting element is incident on the light guide without passing through the reflecting element.
前記第２の発光素子から射出された光が、前記光散乱部材を介して前記導光体に入射することを特徴とする請求項２に記載の面光源装置。 The second light source unit includes a light scattering member that scatters light emitted from the second light emitting element as the angle distribution conversion member,
The surface light source device according to claim 2, wherein the light emitted from the second light emitting element is incident on the light guide through the light scattering member.
前記第１の発光素子から射出された光が、前記レンズを介して前記導光体に入射することを特徴とする請求項２に記載の面光源装置。 The first light source unit includes a lens that substantially parallelizes the light emitted from the first light emitting element as the angle distribution conversion member,
The surface light source device according to claim 2, wherein the light emitted from the first light emitting element is incident on the light guide through the lens.
前記面光源装置から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。 A surface light source device according to any one of claims 1 to 20,
And a display element that performs display using light emitted from the surface light source device.
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