JP2018063788A - 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の形状を特殊な形状にする必要がない程度に各発光点から出射される光の出射パターンを同じにできる光束制御部材を提供すること。【解決手段】光束制御部材は、第１、第２入射面と、第１、第２全反射面と、第１、第２導光部と、第１、第２出射面と、複数の嵌合部を含む。第１全反射面は、第１入射面での入射光を第１導光部に向けて反射させる。第２全反射面は、第２入射面で入射し、第１全反射面で反射せずに進行した光を第１出射面側に反射させる。第１、第２出射面は、到達した光を外部に出射させる。嵌合部は、第１導光部の第１出射面側において、第２全反射面で反射した光が実質的に到達しない領域に配置され、第１出射面および導光板を位置決めする。【選択図】図６

Description

本発明は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材、当該光束制御部材を有する発光装置、面光源装置および表示装置に関する。

エッジライト方式の面光源装置の光源として、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう）を使用するものが知られている。このような面光源装置では、ＬＥＤから出射された光の配光を制御するために、ＬＥＤと棒状の光束制御部材とを組み合わせた線状光源体を使用することがある（例えば、特許文献１参照）。

図１は、特許文献１に記載の面光源素子（面光源装置）１０の構成を示す部分拡大平面図である。図１に示されるように、特許文献１に記載の面光源素子１０は、線状光源体２０と、板状の導光体（導光板）３０とを有する。線状光源体２０は、導光体３０の側面に対向するように配置される。線状光源体２０は、複数の発光素子２２と、複数の発光素子２２から出射された光を制御する透光性樹脂基板（光束制御部材）２４とを含む。透光性樹脂基板２４の導光体３０と対向する面には、複数の発光素子２２の光軸上にそれぞれ配置された複数の第１切り欠き部２６と、隣接する発光素子２２の光軸の間にそれぞれ配置された複数の第２切り欠き部２８とがそれぞれ形成されている。導光体３０は、線状光源体２０から出射された光を導光する。導光体３０の線状光源体２０側の側面は、線状光源体２０側に凸の曲面と、線状光源体２０に対して凹の曲面とが連続して交互に形成されており、全体として波形に形成されている。

特許文献１に記載の面光源素子１０の線状光源体２０では、第１切り欠き部２６および第２切り欠き部２８から光が出射される。すなわち、透光性樹脂基板２４は、複数の発光点を有する。このとき、発光素子２２から出射された光は、第１切り欠き部２６を透過して出射される直接光群Ｌａと、第２切り欠き部２８を透過して出射される間接光群Ｌｂとに分かれる。図１に示されるように、特許文献１に記載の面光源素子１０では、直接光群Ｌａと間接光群Ｌｂとの出射パターンが異なる。このため、特許文献１に記載の面光源素子１０では、導光体３０の側面の形状を波形に形成することで、導光体３０に入射する光の分布を均一にしている。そして、導光体３０に入射した光は、導光体３０の天面全体から均一に出射される。

特開２００９−２９５３３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の面光源素子１０では、前述したように、直接光群Ｌａと間接光群Ｌｂとの出射パターンが異なることから、導光体３０に対して均一に光を入射させるためには、導光体３０の側面の形状を特殊な形状にしなければならなかった。また、線状光源体２０の厚さと比較して、導光体３０の厚さが同じ場合、線状光源体２０または導光体３０の厚さ方向の位置がずれてしまうと、光の利用効率が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明の目的は、複数の発光点を有する光束制御部材であって、導光板の形状を特殊な形状にする必要がない程度に各発光点から出射される光の出射パターンを同じにできるとともに、光束制御部材に対する導光板の位置ずれを防止しつつ、発光素子から出射された光の利用効率を向上させることができる光束制御部材を提供することである。また、本発明の目的は、この光束制御部材を有する発光装置、面光源装置および表示装置を提供することでもある。

本発明に係る光束制御部材は、発光素子から出射された光の配光を制御して、導光板に導くための光束制御部材であって、前記発光素子から出射される光の光軸に沿う第１軸と交わり、前記発光素子に対向して配置される凹部の内天面である第１入射面と、前記第１軸と直交する第２軸と交わり、前記第１軸を挟んで相対する位置に対向して配置された前記凹部の一部の内側面である一対の第２入射面とを含み、前記発光素子から出射された光を内部に入射させる入射面と、前記入射面を挟んで前記発光素子と反対側に配置され、前記第１入射面で入射した光の一部を前記第２軸の延在方向に反射させる一対の第１全反射面と、前記入射面および前記第１全反射面を挟んで前記第２軸に沿って相対する位置にそれぞれ配置され、主として前記第１全反射面で反射した光および前記第２入射面で入射した光を前記第２軸の延在方向に進行させる一対の第１導光部と、前記第１導光部の前記第１軸の延在方向における前記発光素子側に、前記第２軸の延在方向において前記第２入射面よりも前記第１軸から更に離れた位置にそれぞれ配置され、内部入射した光を前記第１軸に対する角度が小さくなるように反射させる少なくとも一対の第２全反射面と、前記第１導光部において前記第２全反射面の反対側にそれぞれ配置され、前記第２全反射面で反射した光を外部に出射させる一対の第１出射面と、前記一対の第１全反射面の境界に配置され、前記第１入射面で入射し、前記第１軸に対する角度が小さい光を、前記第１軸の延在方向に進行させる第２導光部と、前記第２導光部の頂部に配置され、前記第２導光部を進行した光を外部に出射させる第２出射面と、前記第１導光部の前記第１出射面側において、前記第２全反射面で反射した光が実質的に到達しない領域に配置され、前記第１出射面および前記導光板を位置決めするための少なくとも一対の嵌合部と、を有する。

また、本発明に係る発光装置は、発光素子と、前記第１入射面が前記発光素子と対向するように配置された本発明に係る光束制御部材と、を有する。

また、本発明に係る面光源装置は、本発明に係る発光装置と、前記発光装置からの光を導光させつつ出射させる導光板と、を有し、前記導光板は、前記光束制御部材の前記嵌合部に嵌合されている。

また、本発明に係る表示装置は、本発明に係る面光源装置と、前記面光源装置から出射された光を照射される表示部材と、を有する。

本発明によれば、複数の発光点を有する光束制御部材であって、導光板の形状を特殊な形状にする必要がない程度に各発光点から出射される光の出射パターンを同じにできるとともに、光束制御部材に対する導光板の位置ずれを防止しつつ、発光素子から出射された光の利用効率を向上させることができる光束制御部材を提供できる。したがって、本発明によれば、単純な形状の導光板と組み合わせて光の利用効率が高い面光源装置および表示装置を提供できる。

図１は、特許文献１に記載の面光源素子の構成を示す部分拡大平面図である。 図２Ａ、Ｂは、面光源装置および表示装置の構成を示す図である。 図３は、図２Ｂに示されるＡ−Ａ線の断面図である。 図４は、光束制御部材の斜視図である。 図５Ａ〜Ｄは、光束制御部材の構成を示す図である。 図６Ａ、Ｂは、光束制御部材における光路図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の面光源装置の代表例として、液晶表示装置のバックライトなどに適する面光源装置について説明する。

（面光源装置の構成）
図２Ａ、Ｂおよび図３は、本発明の一実施の形態に係る面光源装置１００の構成を示す図である。図２Ａは、面光源装置１００の平面図であり、図２Ｂは、面光源装置１００の正面図である。図３は、図２Ｂに示されるＡ−Ａ線の断面図である。

図２Ａ、Ｂおよび図３に示されるように、面光源装置１００は、筐体１０１、基板１０２、発光装置１０３、導光板１０４、反射板１０５および光拡散部材１０６を有する。本発明の面光源装置１００は、液晶表示装置のバックライトなどに適用できる。また、図２Ｂに示されるように、面光源装置１００は、液晶パネルなどの表示部材（被照射部材）１０７と組み合わせることで、表示装置１００’としても使用できる。

筐体１０１は、その内部に基板１０２、発光装置１０３、導光板１０４および反射板１０５を収容するための、１つの面の少なくとも一部が開放した直方体状の箱である。筐体１０１は、天板と、天板に対向する底板と、天板および底板を繋ぐ４つの側板とから構成される。天板には、発光領域となる長方形状の開口部が形成されている。この開口部は、光拡散部材１０６により塞がれる。開口部の大きさは、光拡散部材１０６に形成される発光領域（発光面）の大きさに相当し、例えば４００ｍｍ×７００ｍｍ（３２インチ）である。底板と、光拡散部材１０６とは、平行に配置されている。底板の表面から光拡散部材１０６までの高さ（空間厚さ）は、特に限定されないが、１０〜２５ｍｍ程度である。筐体１０１は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂や、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属などから構成される。

基板１０２は、発光装置１０３を筐体１０１内に所定の間隔で配置するための矩形状の平板である。基板１０２は、筐体１０１の側板上に配置されている。基板１０２上に配置される発光装置１０３の数は、特に限定されない。基板１０２は、複数の発光装置１０３を固定してもよいし、１つの発光装置１０３を固定してもよい。本実施の形態では、基板１０２は、１０個の発光装置１０３を固定している。また、基板１０２の数も特に限定されない。基板１０２は、短辺または長辺のそれぞれ一対の側板のうち一方の側板に１つ配置されていてもよいし、対向する一対の側板にそれぞれ配置されていてもよいし、すべての側板にそれぞれ配置されていてもよい。本実施の形態では、基板１０２は、１つの側板に配置されている。

発光装置１０３は、発光素子１０８と、光束制御部材１１０とを有する。発光装置１０３は、発光素子１０８から出射される光の光軸ＯＡが基板１０２の表面に対する法線と平行になるように基板１０２上に配置されている。

発光素子１０８は、面光源装置１００（および発光装置１０３）の光源である。発光素子１０８は、基板１０２上に配置されている。発光素子１０８は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

光束制御部材１１０は、発光素子１０８から出射された光の配光を制御する。より具体的には、光束制御部材１１０は、１つの発光素子１０８から出射された光を多点化するように光の配光を制御する。光束制御部材１１０の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１１０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、シリコーン樹脂などの光透過性樹脂、またはガラスである。本発明の特徴の一つは、光束制御部材１１０の形状であるため、光束制御部材１１０の詳細は後述する。

導光板１０４は、光束制御部材１１０から出射された光を導光しつつ、表面および／または裏面から出射する。導光板１０４の平面視形状は、光拡散部材１０６とほぼ同じである。また、光束制御部材１１０から出射された光の利用効率を高める観点から、導光板１０４の厚みは、後述する第２軸方向における第１出射面１１５の厚みとほぼ同じである。また、詳細は後述するが、導光板１０４は、光束制御部材１１０の嵌合部１２０に嵌合されている。導光板１０４の表面から出射された光は、光拡散部材１０６に向かって進行する。一方、導光板１０４の裏面から出射した光は、反射板１０５に到達する。導光板１０４の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、シリコーン樹脂などの光透過性樹脂、またはガラスである。導光板１０４の材料は、光束制御部材１１０と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

反射板１０５は、筐体１０１の底板上に配置されている。反射板１０５は、導光板１０４の裏面から出射した光を反射させて、導光板１０４を介して光拡散部材１０６に向かわせる。

光拡散部材１０６は、筐体１０１の開口部を塞ぐように配置されている。光拡散部材１０６は、光拡散性を有する板状の部材であり、導光板１０４からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散部材１０６は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散部材１０６は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散部材１０６には、光拡散性を付与するため、光拡散部材１０６の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散部材１０６の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。

本実施の形態に係る面光源装置１００では、１つの発光素子１０８から出射された光は、対応する光束制御部材１１０によって複数に分割される。その結果、１つの光束制御部材１１０の複数（５つ）の発光点から、光が出射される。発光装置１０３の各発光点から出射された光は、導光板１０４の側面（入射面）で導光板１０４内に入射する。このとき、発光装置１０３の各発光点はほぼ等間隔であり、かつ各発光点から出射された光の光量および出射パターンも類似している。したがって、導光板１０４の入射面の形状が平面であっても、導光板１０４内にはほぼ均一に光が入射する。導光板１０４に入射した光は、導光板１０４内を進行しながら、表面および／または裏面から徐々に出射される。導光板１０４の裏面から出射した光は、反射板１０５によって導光板１０４の裏面に向かって反射され、導光板１０４を透過して光拡散部材１０６に向かう。導光板１０４の表面から出射された光も、光拡散部材１０６に向かう。光拡散部材１０６に到達した光は、光拡散部材１０６で拡散されつつ光拡散部材１０６を透過する。

（光束制御部材の構成）
図４および図５Ａ〜Ｄは、光束制御部材１１０の構成を示す図である。図４は、光束制御部材１１０の斜視図である。図５Ａは、光束制御部材１１０の平面図であり、図５Ｂは、底面図であり、図５Ｃは、正面図であり、図５Ｄは、左側面図である。

図４および図５Ａ〜Ｄに示されるように、光束制御部材１１０は、入射面１１１と、一対の第１全反射面１１２と、一対の第１導光部１１３と、二対の第２全反射面１１４（１１４ａ、１１４ｂ）と、一対の第１出射面１１５と、第２導光部１１６と、第２出射面１１７と、一対の第３全反射面１１８と、一対の第４全反射面１１９と、少なくとも二対の嵌合部１２０とを有する。なお、光束制御部材１１０は、光束制御部材１１０を基板１０２に固定するための脚部（図示省略）を有していてもよい。

また、以下の説明では、図４に示されるように、発光素子１０８の光軸ＯＡに沿う軸を第１軸（Ｚ軸）とし、第１軸に直交する軸を第２軸（Ｘ軸）とし、第１軸および第２軸に直交する軸を第３軸（Ｙ軸）として説明する。第２軸（Ｘ軸）は、複数の発光素子１０８の配列方向と一致する。第３軸（Ｙ軸）は、筐体１０１の深さ方向と一致する。また、第１軸、第２軸および第３軸の交点は、凹部１３１の内部に位置している。さらに、発光素子１０８の発光面の中心は、当該交点と同じ位置であってもよいし、当該交点より基板１０２側に位置していてもよい。また、発光中心（光軸ＯＡ）と第１軸（中心軸ＣＡ）とは、一致する。なお、本実施の形態では、当該交点は、発光素子１０８の発光面の中心と一致する。

入射面１１１は、発光素子１０８から出射された光を光束制御部材１１０の内部に入射させる。入射面１１１は、発光素子１０８側に開口した凹部１３１の内面である。凹部１３１は、第１軸（発光素子１０８の光軸ＯＡ）と交わり、発光素子１０８に対向して配置される。本実施の形態では、凹部１３１の形状は、底面が開口した略直方体である。入射面１１１は、第１入射面１３２と、第２入射面１３３と、第３入射面１３４と、を含む。

第１入射面１３２は、第１軸と交わる凹部１３１の内天面である。第１入射面１３２は、発光素子１０８から出射された光のうち、発光素子１０８の光軸ＯＡ（第１軸、Ｚ軸）に対する出射角度が小さい光を入射させる。第１入射面１３２の形状は、発光素子１０８の発光面の大きさや配光特性および導光板１０４に求められる発光面の品位などに応じて設計される。第１入射面１３２の形状は、例えば、平面であってもよいし、曲面であってもよいし、稜線が第２軸（Ｘ軸）の延在方向に沿った凸条であってもよいし、谷線が第２軸の延在方向に沿った凹条であってもよい。本実施の形態では、谷線が第２軸の延在方向に沿った凹条である。第１入射面１３２で入射した光は、ＹＺ平面において、第１軸に向かって集光するように進行する。

第２入射面１３３は、第１軸と直交する第２軸（Ｘ軸）と交わり、第１軸を挟んで相対する位置に対向して配置された凹部１３１の一対の内側面である。第２入射面１３３は、発光素子１０８から出射された光のうち、第２軸に対する出射角度が小さい光をそれぞれ入射させる。第２入射面１３３の形状は、発光素子１０８の発光面の大きさや配光特性および導光板１０４に求められる発光面の品位などに応じて設計される。第２入射面１３３の形状は、例えば、それぞれ平面であってもよいし、稜線が第１軸方向（Ｚ軸）に延在した凸条であってもよいし、谷線が第１軸方向に延在した凹条であってもよい。本実施の形態では、第２入射面１３３の形状は、平面である。

第３入射面１３４は、第１軸および第２軸に直交する第３軸（Ｙ軸）と交わり、第１軸を挟んで相対する位置に対向して配置された凹部１３１の一対の内側面である。第３入射面１３４は、発光素子１０８から出射された光のうち、第３軸に対する出射角度が小さい光を入射させる。第３入射面１３４の形状は、発光素子１０８の発光面の大きさや配光特性および導光板１０４に求められる発光面の品位などに応じて設計される。第３入射面１３４の形状は、例えば、平面であってもよいし、稜線が第１軸方向（Ｚ軸）に延在した凸条であってもよいし、谷線が第１軸方向に延在した凹条であってもよい。本実施の形態では、第３入射面１３４の形状は、平面である。

なお、入射面１３３に対する発光素子１０８の位置を変化させることにより、第１入射面１３２、第２入射面１３３および第３入射面１３４で入射する光の光量を制御できる。具体的には、例えば第１入射面１３２と発光素子１０８との間隔を狭くすることによって、発光素子１０８から出射された光のうち、第１入射面１３２で入射する光の光量を増加させることができる。また、例えば第１入射面１３２と発光素子１０８との間隔を広くすることによって、発光素子１０８から出射された光のうち、第２入射面１３３および第３入射面１３４で入射する光の割合を増加させることができる。しかしながら、発光素子１０８の発光面を凹部１３１の外に配置すると光束制御部材１１０への入射効率が低下するため、導光板１０４上の明るさも低下する。したがって、発光素子１０８から放出される熱や光束制御部材１１０の基板１０２への固定などの観点から、発光素子１０８の発光面を凹部１３１の外に配置せざるを得ない場合には、必要以上に入射効率を低下させないように考慮する。その他、第１入射面１３２のＸ軸方向またはＹ軸方向に沿う辺の長さを調整することによって、第１入射面１３２、第２入射面１３３および第３入射面１３４に入射する光の光量を制御できる。

一対の第１全反射面１１２は、入射面１１１を挟んで発光素子１０８と反対側（導光板１０４側）にそれぞれ配置されている。第１全反射面１１２は、第１入射面１３２で入射した光の少なくとも一部を第２軸（Ｘ軸）の延在方向に反射させる。すなわち、第１全反射面１１２は、到達した光を一対の第１導光部１１３に向けて反射させる。第１全反射面１１２は、ＸＺ平面で切断した断面において、第１軸を境界として、中心から両端部に向かうにつれて、基板１０２からの高さが高くなるように形成されている。より具体的には、第１全反射面１１２は、ＸＺ平面で切断した断面において、中心から端部に向かうにつれて、接線の傾きが徐々に小さくなるようにそれぞれ形成されている。

一対の第１導光部１１３は、入射面１１１および第１全反射面１１２を挟んで第２軸に沿って相対する位置にそれぞれ配置されている。第１導光部１１３は、入射面１３３で入射した光（第１全反射面１１２で反射した光および第２入射面１３３で入射した光）の一部を、第２軸の延在方向に進行させる。第１導光部１１３の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１導光部１１３の形状は、略板状である。第１導光部１１３の導光板１０４側の面は、この後説明する第２全反射面１１４で反射した光を外部に出射する第１出射面１１５として機能する。なお、第１出射面１１５に光拡散処理（例えば、粗面化処理）が施されていてもよい。また、第１導光部１１３の発光素子１０８側（基板１０２側）の外面の一部は、第２全反射面１１４および第３全反射面１１８として機能する。第１導光部１１３は、第１軸（Ｚ軸）から第２軸（Ｘ軸）の延在方向に離れるにつれて第３軸（Ｙ軸）の方向における厚さが徐々に薄くなる肉厚部１１３ａと、当該肉厚部１１３ａに連なり、第１軸から第２軸の延在方向に離れる方向に延在する第３軸（Ｙ軸）の方向における厚さが薄い薄肉部１１３ｂとを含む。本実施の形態では、肉厚部１１３ａおよび薄肉部１１３ｂにそれぞれ一対ずつ嵌合部１２０が配置されている。

第２全反射面１１４は、第１導光部１１３の第１軸の延在方向における発光素子１０８側に、第２軸の延在方向において第２入射面１３３よりも第１軸から更に離れた位置にそれぞれ配置されている。第２全反射面１１４の数は、偶数個（複数対）であれば特に限定されない。本実施の形態では、第２全反射面１１４の数は二対（４つ）である。本実施の形態では、第２全反射面１１４は、一対の内側第２全反射面１１４ａと、一対の外側第２全反射面１１４ｂとを含む。内側第２全反射面１１４ａは、第２軸の延在方向において、第２入射面１３３よりも第１軸（Ｚ軸）から更に離れた位置にそれぞれ配置され、主として第２入射面１３３で入射し、第１全反射面１１２で反射せずに第１導光部１１３を進行した光の一部を、第１軸（光軸ＯＡ）に対する角度が小さくなるように第１出射面１１５に向けて反射させる。また、外側第２全反射面１１４ｂは、第２軸（Ｘ軸）の延在方向において、内側第２全反射面１１４ａよりも第１軸から更に離れた位置にそれぞれ配置され、主として少なくとも第１全反射面１１２で反射し、第１導光部１１３を進行した光の一部を、第１軸（光軸ＯＡ）に対する角度が小さくなるように第１出射面１１５に向けて反射させる。内側第２全反射面１１４ａおよび外側第２全反射面１１４ｂは、ＸＺ平面で切断した断面において、中心から端部に向かうにつれて、基板１０２からの高さが高くなるようにそれぞれ形成されている。より具体的には、内側第２全反射面１１４ａおよび外側第２全反射面１１４ｂは、ＸＺ平面で切断した断面において、中心から端部に向かうにつれて、接線の傾きが徐々に大きくなるようにそれぞれ形成されている。

第１出射面１１５は、第１導光部１１３において第２全反射面１１４の反対側にそれぞれ配置されている。第１出射面１１５は、第２全反射面１１４で反射した光を外部に出射させる。第１出射面１１５は、第１導光部１１３における導光板１０４側の外面である。第１出射面１１５の形状は、特に限定されない。第１出射面１１５の形状は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第１出射面１１５は、平面である。

第２導光部１１６は、一対の第１全反射面１１２の境界に配置されている。具体的には、第２導光部１１６は、第２軸（Ｘ軸）および第３軸（Ｙ軸）の延在方向において、一対の第１全反射面１１２の中央部分に配置されている。このため、第２導光部１１６が配置された領域に第１全反射面１１２は、存在しない。第２導光部１１６は、第１入射面１３２で入射した第１軸に対する角度が小さい光を、第１軸（Ｚ軸）の延在方向に進行させる。第２導光部１１６の形状は、前述の機能を発揮できれば、特に限定されない。本実施の形態では、第２導光部１１６の形状は、略円柱状である。第２導光部１１６の頂部は、第２出射面１１７として機能する。

第２出射面１１７は、第２導光部１１６の頂面である。第２出射面１１７は、第２導光部１１６を進行してきた光を外部に出射する。第２出射面１１７の形状は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。第２出射面１１７の形状は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第２出射面１１７の形状は、平面である。また、本実施の形態では、第１軸（Ｚ軸）方向における第２出射面１１７の位置は、第１出射面１１５と同じ位置である。これにより、導光板１０４を光束制御部材１１０に嵌合させたときに、第１出射面１１５および第２出射面１１７が導光板１０４の側面に接する。よって、第１出射面１１５および第２出射面１１７から出射した光をその利用効率を低下させることなく導光板１０４に導くことができる。

第３全反射面１１８は、第３軸（Ｙ軸）と交わるように、第３入射面１３４よりも第１軸（Ｚ軸）から更に離れた位置にそれぞれ配置されている。第３全反射面１１８は、第３入射面１３４で入射した光の一部を、第１軸に対する角度が小さくなるように反射させる。第３全反射面１１８は、ＹＺ平面で切断した断面において、中心から端部に向かうにつれて、基板１０２からの高さが高くなるようにそれぞれ形成されている。より具体的には、第３全反射面１１８は、ＹＺ平面で切断した断面において、中心から端部に向かうにつれて、接線の傾きが徐々に大きくなるようにそれぞれ形成されている。

第４全反射面１１９は、第３軸の延在方向において一対の第１全反射面をそれぞれ挟んで配置されている。第４全反射面１１９は、第３全反射面１１８で反射した光を第２軸の延在方向（第１導光部１１３）に向けて反射させる。第２全反射面１１９の形状は、前述の機能を発揮できれば特に限定されない。本実施の形態では、第４全反射面１１９は、第３軸（Ｙ軸）方向についてみたときに、第１軸（光軸ＯＡ）から離れるにつれて、接線の傾きが徐々に大きくなるように形成されており、第２軸（Ｘ軸）方向についてみたときに、第１軸（光軸ＯＡ）から離れるにつれて、接線の傾きが徐々に小さくなるように形成されている。

嵌合部１２０は、第１導光部の第１出射面１１５側において、第２全反射面１１４で反射した光が実質的に到達しない領域に配置されている。ここで「第２全反射面１１４で反射した光が実質的に到達しない領域」とは、第２全反射面１１４で反射した光がまったく到達しない領域を意味するものではなく、発光点とならない領域を意味する。より具体的には、「第２全反射面１１４で反射した光が実質的に到達しない領域」とは、第２全反射面１１４で反射した光のうちの２％以上の光が到達しない領域を意味する。嵌合部１２０は、第１出射面１１５に対して導光板１０４を位置決めするために機能する。嵌合部１２０の数は、特に限定されない。本実施の形態では、嵌合部１２０の数は、四対（８個）である。また、本実施の形態では、嵌合部１２０は、第１導光部１１３の肉厚部１１３ａと、薄肉部１１３ｂとの両方にそれぞれ配置されている。嵌合部１２０で導光板１０４を、対向する両側面側から把持することで、光束制御部材１１０に対して導光板１０４を位置決めする。

次に、図６を参照して、発光素子１０８から出射された光の光束制御部材１１０における光路について説明する。図６Ａは、図５Ａに示されるＡ−Ａ線の断面図における発光素子１０８から出射された光の光束制御部材１１０における光路図であり、図６Ｂは、図５Ｃに示されるＢ−Ｂ線の断面図における発光素子１０８から出射された光の光束制御部材１１０における光路図である。なお、図６Ａ、Ｂでは、光束制御部材１１０における光路を示すために、光束制御部材１１０のハッチングを省略している。

図６Ａに示されるように、発光素子１０８から出射され、第１入射面１３２で入射した光のうち、一部の光は、第１全反射面１１２で反射して、第１導光部１１３を第２軸の延在方向に向かって進行する。第１全反射面１１２で反射した光のうち、一部の光は、外側第２全反射面１１４ｂに到達する。外側第２全反射面１１４ｂに到達した光は、外側第２全反射面１１４ｂで内部反射して、第１出射面１１５に向かって第１導光部１１３を進行する。外側第２全反射面１１４ｂで反射した光は、第１出射面１１５から外部に出射される。このとき、第１出射面１１５において光が出射された位置は、発光点のようになる。

また、発光素子１０８から出射され、第２入射面１３３で入射した光のうち、他の一部の光は、内側第２全反射面１１４ａに到達する。内側第２全反射面１１４ａに到達した光は、内側第２全反射面１１４ａで内部反射して、第１出射面１１５に向かって第１導光部１１３を進行する。内側第２全反射面１１４ａで反射した光は、第１出射面１１５から外部に出射される。このとき、第１出射面１１５において光が出射された位置は、発光点のようになる。

さらに、発光素子１０８から出射され、第１入射面１３２で入射した光のうち、第１軸（光軸ＯＡ）に対する角度が小さい光は、第２導光部１１６を進行して第２出射面１１７から外部に出射される。このとき、第２出射面１１７において光が出射された位置は、発光点のようになる。

また、図６Ｂに示されるように、第３入射面１３４で入射した光のうち、一部の光は、第３全反射面１１８に到達する。第３全反射面１１８に到達した光は、第４全反射面１１９で内部反射して、第１導光部１１６に向かって進行する。第１導光部１１６を進行した光は、第２全反射面１１４で反射した後、第１出射面１１５から外部に出射される。このとき、前述したように、第１出射面１１５において光が出射された位置は、発光点のようになる。

このとき、内側第２全反射面１１４ａ、外側第２全反射面１１４ｂ、第２導光部１１６の位置や大きさを変更することで、発光点における光の光量を調整できる。また、図６Ａに示されるように、各発光点から出射される光の光量および出射パターンをほぼ同じにすることができる。

（効果）
以上のように、本実施の形態に係る光束制御部材１１０では、１つの発光素子１０８から出射された光を複数の光に***させて複数の発光点から出射させるとともに、導光板１０４の形状を特殊な形状にする必要がない程度に各発光点から出射される光の光量および出射パターンを同じにすることができる。また、本実施の形態に係る光束制御部材１１０は、発光素子１０８から第３軸方向に出射される光も導光板１０４に入射させるように制御するため、発光素子１０８から出射された光の利用効率を向上させることができる。さらに、光束制御部材１１０に対する導光板１０４の位置ズレや脱落を防止できる。これにより、光束制御部材１１０に対して導光板１０４が位置ズレすることによる、光束制御部材１１０から導光板１０４へ光の入射効率の変化を防止できる。

本発明の光束制御部材、発光装置および面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用できる。

１０ 面光源素子
２０ 線状光源体
２２ 発光素子
２４ 透光性樹脂基板
２６ 第１切り欠き部
２８ 第２切り欠き部
３０ 導光体
Ｌａ 直接光群
Ｌｂ 間接光群
１００ 面光源装置
１００’ 表示装置
１０１ 筐体
１０２ 基板
１０３ 発光装置
１０４ 導光板
１０５ 反射板
１０６ 光拡散部材
１０７ 表示部材
１０８ 発光素子
１１０ 光束制御部材
１１１ 入射面
１１２ 第１全反射面
１１３ 第１導光部
１１４ 第２全反射面
１１４ａ 内側第２全反射面
１１４ｂ 外側第２全反射面
１１５ 第１出射面
１１６ 第２導光部
１１７ 第２出射面
１１８ 第３全反射面
１１９ 第４全反射面
１２０ 嵌合部
１３１ 凹部
１３２ 第１入射面
１３３ 第２入射面
１３４ 第３入射面
ＯＡ 光軸

Claims (6)

1. 発光素子から出射された光の配光を制御して、導光板に導くための光束制御部材であって、
   前記発光素子から出射される光の光軸に沿う第１軸と交わり、前記発光素子に対向して配置される凹部の内天面である第１入射面と、前記第１軸と直交する第２軸と交わり、前記第１軸を挟んで相対する位置に対向して配置された前記凹部の一部の内側面である一対の第２入射面とを含み、前記発光素子から出射された光を内部に入射させる入射面と、
   前記入射面を挟んで前記発光素子と反対側に配置され、前記第１入射面で入射した光の一部を前記第２軸の延在方向に反射させる一対の第１全反射面と、
   前記入射面および前記第１全反射面を挟んで前記第２軸に沿って相対する位置にそれぞれ配置され、主として前記第１全反射面で反射した光および前記第２入射面で入射した光を前記第２軸の延在方向に進行させる一対の第１導光部と、
   前記第１導光部の前記第１軸の延在方向における前記発光素子側に、前記第２軸の延在方向において前記第２入射面よりも前記第１軸から更に離れた位置にそれぞれ配置され、内部入射した光を前記第１軸に対する角度が小さくなるように反射させる少なくとも一対の第２全反射面と、
   前記第１導光部において前記第２全反射面の反対側にそれぞれ配置され、前記第２全反射面で反射した光を外部に出射させる一対の第１出射面と、
   前記一対の第１全反射面の境界に配置され、前記第１入射面で入射し、前記第１軸に対する角度が小さい光を、前記第１軸の延在方向に進行させる第２導光部と、
   前記第２導光部の頂部に配置され、前記第２導光部を進行した光を外部に出射させる第２出射面と、
   前記第１導光部の前記第１出射面側において、前記第２全反射面で反射した光が実質的に到達しない領域に配置され、前記第１出射面および前記導光板を位置決めするための少なくとも一対の嵌合部と、
   を有する、光束制御部材。
2. 前記少なくとも一対の第２全反射面は、
   前記第２軸の延在方向において、前記第２入射面よりも前記第１軸から更に離れた位置にそれぞれ配置され、主として前記第２入射面で入射し、前記第１全反射面で反射せずに前記第１導光部を進行した光の一部を、前記第１軸に対する角度が小さくなるように反射させる少なくとも一対の内側第２全反射面と、
   前記第２軸の延在方向において、前記内側第２全反射面よりも前記第１軸から更に離れた位置にそれぞれ配置され、主として少なくとも前記第１全反射面で反射し、前記第１導光部を進行した光の一部を、前記第１軸に対する角度が小さくなるように反射させる一対の外側第２全反射面と、を有する、
   請求項１に記載の光束制御部材。
3. 前記第１軸および前記第２軸に直交する第３軸と交わり、前記第１軸を挟んで相対する位置に対向してそれぞれ配置された前記凹部の一部の内側面である一対の第３入射面と、
   前記第３軸と交わるように配置され、前記第３入射面で入射した光の一部を、前記第１軸に対する角度が小さくなるように反射させる第３全反射面と、
   第３軸の延在方向において前記一対の第１全反射面をそれぞれ挟んで配置され、前記第３全反射面で反射した光を前記第２軸の延在方向に反射させる二対の第４反射面と、
   をさらに有する、
   請求項１または請求項２に記載の光束制御部材。
4. 発光素子と、
   前記第１入射面が前記発光素子と対向するように配置された請求項１〜３のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
   を有する、発光装置。
5. 請求項４に記載の発光装置と、
   前記発光装置からの光を導光させつつ出射させる導光板と、
   を有し、
   前記導光板は、前記光束制御部材の前記嵌合部に嵌合されている、
   面光源装置。
6. 請求項５に記載の面光源装置と、
   前記面光源装置から出射された光を照射される表示部材と、
   を有する、表示装置。

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