JP2022082136A - 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】発光素子の発光面が小さい場合であっても輝度ムラを抑制できる光束制御部材を提供する。【解決手段】発光装置１２０において、光束制御部材は、第１光学面１６１と、第２光学面１６２と、第３光学面１６３と、第４光学面１６４とを有する。発光素子１５０から出射され、第１光学面１６１で入射した光のうち一部の光は、第２光学面１６２、第３光学面１６３および第４光学面１６４で順に内部反射された後、第２光学面１６２から光束制御部材の外部に出射される。発光素子１５０から出射され、第１光学面１６１に入射する光のうち一部の光は、フレネル反射し、基板１４０の表面で第１光学面１６１に向けて反射され、第１光学面１６１で光束制御部材の内部に入射した後、第２光学面１６２から光束制御部材の外部に出射される。【選択図】図５

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、当該発光装置を有する面光源装置、および当該面光源装置を有する表示装置に関する。

液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されている。また、直下型の面光源装置では、広い範囲に光を照射するために多くの発光素子が配置されることがある。

特許文献１には、基板に配置され、所定の大きさの発光面を有する発光素子と、光束制御部材と、拡散部材と、を有する面光源装置が記載されている。光束制御部材は、発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、入射面で入射した光のうち、一部の光を基板に沿った方向に反射させ、他の光を透過させる反射面と、反射面で反射された光を出射させる出射面とを有する。反射面は、発光面の中心近傍から出射され、入射面で入射した光を基板に沿った方向に反射させる。一方、発光面の中心から離れた領域から出射され、入射面で入射した光の一部は、反射面で反射されず、反射面から光束制御部材の外部に出射される。

特許文献１の面光源装置では、発光素子から出射された光は、光束制御部材により拡散部材の広範囲を照らすように拡げられる。光束制御部材から出射された光は、さらに拡散板により拡散される。その結果、特許文献１の面光源装置は、面状の表示部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。

米国特許出願公開第２０１４／１６７５９４号明細書

近年、従来の発光素子の発光面よりも、小さな発光面を有する発光素子が開発されている。特許文献１に記載の面光源装置に、発光面の小さな発光素子を適用した場合、発光素子から出射された光の大部分が反射面で反射され、反射面を透過する光が少なくなるため、光束制御部材の直上部が暗部となり、表示部材を均一に照らすことができなくなるおそれがある。

本発明の目的は、発光素子の発光面が小さい場合であっても輝度ムラを抑制できる光束制御部材を提供することである。また、本発明の別の目的は、当該光束制御部材を有する発光装置、当該発光装置を有する面光源装置および当該面光源装置を有する表示装置を提供することである。

本発明の光束制御部材は、基板上に配置された発光素子から出射された光の配光を制御するための光束制御部材であって、前記発光素子と対向して配置され、前記発光素子から出射された光を入射させるための第１光学面と、前記第１光学面を挟んで前記発光素子と反対側に配置され、前記第１光学面で入射した光のうち一部の光を前記発光素子の光軸から離れるように側方方向に反射させる第２光学面と、前記第２光学面で反射した光のうち一部の光が到達する第３光学面と、前記第１光学面を取り囲むように前記第１光学面から離れる方向に延在し、前記第３光学面で反射した光のうち一部の光が到達する第４光学面と、を有し、前記発光素子から出射され、前記第１光学面で入射した光のうち一部の光は、前記第２光学面、前記第３光学面および前記第４光学面で順に内部反射された後、前記第２光学面から前記光束制御部材の外部に出射され、前記発光素子から出射され、前記第１光学面に入射する光のうち一部の光は、フレネル反射し、前記基板の表面で前記第１光学面に向けて反射され、前記第１光学面で前記光束制御部材の内部に入射した後、前記第２光学面から前記光束制御部材の外部に出射される。

本発明の発光装置は、基板上に配置された発光素子と、前記発光素子の上に配置された、本発明の光束制御部材と、を有する。

本発明の発光装置は、基板上に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子の上に配置された、本発明の光束制御部材と、を有する。

本発明の面光源装置は、複数の、本発明の発光装置と、前記複数の発光装置から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、を有する。

本発明の表示装置は、本発明の面光源装置と、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。

本発明によれば、発光素子の発光面の大きさが小さい場合でも輝度ムラを抑制できる光束制御部材を提供できる。また、本発明によれば、上記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できる。

図１Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す図である。 図２Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す他の図である。 図３は、図２Ｂの部分拡大図である。 図４Ａ～Ｄは、実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図５Ａ～Ｃは、実施の形態１に係る発光装置における光路図である。 図６Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る面光源装置の構成を示す図である。 図７Ａ～Ｃは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図８Ａ～Ｄは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図９Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る発光装置における光路図である。

以下、本発明の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、本発明に係る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。これらの面光源装置は、面光源装置からの光を照射される表示部材１０２（例えば液晶パネル）と組み合わせることで、表示装置１００’として使用されうる（図１Ｂ参照）。

［実施の形態１］
（面光源装置および発光装置の構成）
図１Ａ、Ｂ、図２Ａ、Ｂおよび図３は、本発明の実施の形態１に係る面光源装置１００の構成を示す図である。図１Ａは、実施の形態１に係る面光源装置１００の平面図であり、図１Ｂは、正面図である。図２Ａは、図１Ｂに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図２Ｂは、図１Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。図３は、図２Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。図３では、光束制御部材１６０を基板１４０に固定するための脚部を省略している。

図１Ａ、Ｂ、図２Ａ、Ｂおよび図３に示されるように、実施の形態に係る面光源装置１００は、筐体１１０と、複数の発光装置１２０と、光拡散板１３０とを有する。複数の発光装置１２０は、筐体１１０の底板１１２上にマトリックス状に配置されている。底板１１２の内面は、拡散反射面として機能する。また、筐体１１０の天板１１４には、開口部が設けられている。光拡散板１３０は、この開口部を塞ぐように配置されており、発光面として機能する。発光面の大きさは、特に限定されないが、例えば約４００ｍｍ×約７００ｍｍである。基板１４０と、光拡散板１３０との間隔は特に限定されない。なお、基板１４０と、光拡散板１３０との間隔が小さい薄型の面光源装置１００の方が本発明の効果が得られやすい。一の発光素子１５０上に位置する第２光学面１６２と対向する光拡散板１３０の領域に、隣接する他の発光素子１５０からの光が届きにくくなるような薄型の面光源装置１００の方が、発光素子１００上が暗部として認識されやすい。しかし、本発明の光学制御部材１６０を用いることで、そのような問題を解決できる。このため、基板１４０と、光拡散板１３０との間隔は、２～３０ｍｍの範囲内が好ましく、２～５ｍｍがより好ましい。

図３に示されるように、発光装置１２０は、基板１４０上に固定されている。基板１４０は、筐体１１０の底板１１２上の所定の位置に固定されている。発光装置１２０は、発光素子１５０および光束制御部材１６０を有している。

発光素子１５０は、面光源装置１００の光源であり、基板１４０上に実装されている。発光素子１５０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。また、発光素子１５０の種類は、特に制限されない。発光素子１５０は、天面および側面から光を出射する発光素子１５０（例えば、ＣＯＢ型発光ダイオード）が好ましい。本実施の形態では、従来の発光素子の発光面よりも小さい発光面を有する発光素子１５０を使用している。発光面の一辺の長さは、例えば０．１～１．０ｍｍの範囲内である。

光束制御部材１６０は、発光素子１５０から出射された光の配光を制御する光学部材である。光束制御部材１６０は、基板１４０上に固定されている。光束制御部材１６０は、その第１軸Ａ１が発光素子１５０の光軸ＬＡに一致するように、発光素子１５０の上に配置されている。なお、本実施の形態では、光束制御部材１６０は、第１軸Ａ１を回転軸とした回転対称である。発光素子１５０の光軸ＬＡと、第１光学面１６１の第１軸Ａ１、第２光学面１６２の第２軸Ａ２、第３光学面１６３の第３軸Ａ３および第４光学面１６４の第４軸Ａ４とは、一致している。また、「発光素子１５０の光軸ＬＡ」とは、発光素子１５０からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。発光素子１５０が実装された基板１４０と光束制御部材１６０の裏面との間には、発光素子１５０から発せられる熱を外部に逃がすための隙間が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。

光束制御部材１６０は、一体成形により形成されている。光束制御部材１６０の材料は、所望の波長の光を通過させ得る材料であれば特に限定されない。例えば、光束制御部材１６０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）などの光透過性樹脂、またはガラスである。

本実施の形態に係る面光源装置１００は、光束制御部材１６０の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材１６０については、別途詳細に説明する。

光拡散板１３０は、光拡散性を有する板状の部材であり、発光装置１２０からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散板１３０は、液晶パネルなどの表示部材とほぼ同じ大きさである。例えば、光拡散板１３０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。光拡散性を付与するため、光拡散板１３０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散板１３０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、各発光素子１５０から出射された光は、光束制御部材１６０により光拡散板１３０の広範囲を照らすように拡げられる。各光束制御部材１６０から出射された光は、さらに光拡散板１３０により拡散される。その結果、本実施の形態に係る面光源装置１００は、面状の表示部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。

（光束制御部材の構成）
ここで、光束制御部材１６０の構成について説明する。図４Ａは、光束制御部材１６０の平面図であり、図４Ｂは、底面図であり、図４Ｃは、正面図であり、図４Ｄは、図４Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

図４Ａ～Ｄに示されるように、本実施の形態に係る光束制御部材１６０は、第１光学面１６１と、第２光学面１６２と、第３光学面１６３と、第４光学面１６４とを有する。

第１光学面１６１は、発光素子１５０と対向して裏側に配置されている。第１光学面１６１は、発光素子１５０から出射された光を、光束制御部材１６０の内部に入射させるか、または他の到達した光を透過させるか、または他の到達した光を反射させる。第１光学面１６１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１光学面１６１の形状は、光束制御部材１６０の裏側に形成された凹部の内面である。第１光学面１６１の形状は、発光素子１５０の光軸ＬＡと交わり、第１光学面１６１の第１軸Ａ１に対して回転対称（円対称）の形状である。より具体的には、本実施の形態では、第１光学面１６１の形状は、発光素子１５０の光軸ＬＡから離れるにつれて基板１４０からの距離が徐々に短くなるように形成された形状である。より具体的には、第１光学面１６１の形状は、光軸ＬＡから離れるにつれて光軸に対する接線の角度が徐々に大きくなる形状である。第１光学面１６１は、発光素子１５０の発光面の中心から出射された光の第１光学面１６１における入射角度が６０°以上である領域を含んでいてもよい。当該角度が６０°以上であると、発光素子１５０から出射された光のうち一部の光が第１光学面１６１で反射してしまうが、本実施の形態に係る光束制御部材１６０はそのような場合であっても適切に配光を制御できる。

第２光学面１６２は、第１光学面１６１を挟んで発光素子１５０と対向する位置（表側）に配置されている。第２光学面１６２は、第１光学面１６１で入射した光を基板１４０の表面に沿う方向に内部反射させるか、または他の到達した光の一部を透過させる。第２光学面１６２は、上記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光学面１６２の形状は、発光素子１５０の光軸ＬＡと交わり、第２光学面１６２の第２軸Ａ２に対して回転対称（円対称）の形状である。より具体的には、第２光学面１６２の形状は、発光素子１５０の光軸ＬＡから離れるにつれて基板１４０から離れるように構成された形状である。このような形状にすることで、第２光学面１６２は、発光素子１５０から出射され第１光学面１６１で入射した光が直接上方に抜けるのを抑制して発光素子１５０の直上に明部が発生するのを防ぐとともに、発光素子１５０間に光を導いて発光素子１５０間に暗部が発生するのも防ぐ。

この回転対称の中心部分から外周部分にかけての母線は、第２光学面１６２の第２軸Ａ２に対して傾斜した曲線または直線である。第２光学面１６２は、第２軸Ａ２を回転軸として、この母線を３６０°回転させた状態の凹面である。

上述したように、本実施の形態では、従来の発光素子１５０の発光面よりも小さい発光面を有する発光素子１５０を使用している。本実施の形態では、第２光学面１６２に対して発光素子１５０の発光面の大きさは非常に小さい。具体的には、平面視したときの第２光学面１６２の面積と、発光素子１５０の発光面の面積との比は、８０：１～５：１の範囲内であることが好ましい。当該比率が上記範囲外の場合、光束制御部材１６０の直上部に進行する光が多くなり、光束制御部材１６０の直上部に明部が生じてしまうおそれがある。

第３光学面１６３は、第２光学面１６２および第４光学面１６４に接続されている。第３光学面１６３は、第２光学面１６２で反射した光を基板１４０（第４光学面１６４）に向けて内部反射させるか、または他の到達した光を透過させる。本実施の形態では、第３光学面１６３は、光束制御部材１６０の側面であり、第２光学面１６２よりも外側に配置されている。第３光学面１６３は、上記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３光学面１６３の形状は、第３光学面１６３の第３軸Ａ３に対して回転対称（円対称）の形状である。より具体的には、本実施の形態では、第３光学面１６３の形状は、第３軸Ａ３と略平行である。

第４光学面１６４は、光束制御部材１６０の裏面であって、第１光学面１６１を取り囲むように、第４光学面１６４の第４軸Ａ４から離れる方向に延在している。第４光学面１６４は、第３光学面１６３で反射した光のうち一部の光を第２光学面１６２に向けて反射させる。本実施の形態では、第４光学面１６４は、第１光学面１６１の外縁部に接続されており、発光素子１５０の発光面と略平行となるように配置されている。本実施の形態では、第４光学面１６４の外縁部には、第３光学面１６３が接続されている。

（配光特性）
図５Ａ～Ｃは、発光装置１２０の光路図である。図５Ａは、発光素子１５０の発光面の中心から出射された光の光路を示しており、図５Ｂは、発光素子１５０の発光面の中心から出射された光のうち、一部の光の光路を示しており、図５Ｃは、発光素子１５０の発光面の中心から出射された光のうち、他の一部の光の光路を示している。図５Ａ～Ｃでは、発光素子１５０から出射された光の光路を矢印で示すため、ハッチングを省略している。

図５Ａに示されるように、発光素子１５０の発光面の中心から出射された光は、主として第１光学面１６１で光束制御部材１６０の内部に入射する。第１光学面１６１で入射した光は、第２光学面１６２で基板１４０に沿った方向に内部反射する。第２光学面１６２で内部反射した光は、第３光学面１６３から光束制御部材１６０の外部に向けて出射される。なお、第３光学面１６３で出射される光は、後述の第２光学面１６２から出射される光よりも多い。

図５Ｂに示されるように、発光素子１５０の発光面の中心から出射された一部の光は、第１光学面１６１から光束制御部材１６０の内部に入射する。第１光学面１６１で入射した光のうち一部の光は、第２光学面１６２で第３光学面１６３に向けて内部反射する。第３光学面１６３に到達した光は、第３光学面１６３で第４光学面１６４に向けてさらに内部反射する。第４光学面１６４に到達した光は、第２光学面１６２に向けて内部反射する。第２光学面１６２に到達した光は、第２光学面１６２から光束制御部材１６０の外部に向かって出射される。このように、発光素子１５０の発光面の中心から出射された光のうち、出射角度の大きな一部の光は、第２光学面１６２、第３光学面１６３および第４光学面１６４で順に内部反射された後、第２光学面１６２から光束制御部材１６０の外部に出射される。このとき、第２光学面１６２から出射された光は、発光素子１５０の光軸ＬＡに近づくように進行する。なお、特に図示しないが、発光素子１５０の発光面の中心以外から出射された光であっても、同様に進行し、第２光学面１６２から出射される場合がある。

図５Ｃに示されるように、発光素子１５０の発光面の中心から出射された他の一部の光は、第１光学面１６１で基板１４０に向けてフレネル反射（外部反射）する。第１光学面１６１で外部反射した光は、基板１４０の表面で、第１光学面１６１に向かって反射する。基板１４０の表面で反射し、第１光学面１６１に到達した光は、第１光学面１６１で光束制御部材１６０の内部に入射する。光束制御部材１６０の内部に入射した光は、第２光学面１６２から光束制御部材１６０の外部に向けて出射される。このとき、第２光学面１６２から出射された光は、発光素子１５０の光軸ＬＡに沿うように進行する。なお、特に図示しないが、発光素子１５０の発光面の中心以外から出射された光であっても、同様に進行し、第２光学面１６２から出射される場合がある。

（効果）
以上のように、本発明によれば、発光素子１５０の発光面の中心から出射された光は主として第３光学面１６３から出射され、発光素子１５０の発光面の中心から出射された光のうち、他の一部の光は第２光学面１６２から光束制御部材１６０の上部に向けて出射されるため、発光素子１５０の発光面が小さい場合であっても、光束制御部材１６０の上部に暗部が生じることなく適切に光を拡げることができる。したがって、本発明は、ローカルディミングに有効である。

［実施の形態２］
次に、実施の形態２に係る面光源装置２００について説明する。本実施の形態に係る面光源装置２００は、光束制御部材２６０の構成と、発光素子１５０および光束制御部材２６０の対応関係のみとが実施の形態１に係る面光源装置１００と異なる。そこで、本実施の形態では、主として、光束制御部材２６０の構成と、発光素子１５０および光束制御部材２６０の対応関係とについて説明し、実施の形態１における面光源装置１００と同様の構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。

（面光源装置および発光装置の構成）
図６Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る面光源装置２００の構成を示す図である。図６Ａは、光拡散板を外した面光源装置２００の平面図であり、図６Ｂは、発光素子１５０と光束制御部材２６０との位置関係を示す部分拡大平面図である。

図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、本実施の形態に係る面光源装置２００では、複数（４個）の発光素子１５０から出射された光の配光を１個の光束制御部材２６０で制御する。本実施の形態では、複数の発光素子１５０および複数の発光装置２２０は、いずれも格子状にかつ互いに離間して配置されている。隣り合う発光装置２２０の間隔Ｌ１は、複数の発光素子１５０の中心間距離Ｌ２の半分よりも小さくしてもよい。ここで「複数の発光素子１５０の中心間距離Ｌ２」とは、異なる発光装置２２０に属する２つの発光素子１５０の中心間距離を意味する。このようにすることで光束制御部材２６０によって光がより広く導光され、発光装置２２０の間が暗くなることを抑制できる。

（光束制御部材の構成）
図７Ａ～Ｃおよび図８Ａ～Ｄは、光束制御部材２６０の構成を示す図である。図７Ａは、実施の形態２に係る光束制御部材２６０の平面図であり、図７Ｂは、底面図であり、図７Ｃは、斜視図である。図８Ａは、図７Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図８Ｂは、図７Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図８Ｃは、図７Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図であり、図８Ｄは、図８Ａの部分拡大図である。図７Ａ～Ｃおよび図８Ａ～Ｄでは、光束制御部材２６０を基板１４０に固定するための脚部を省略している。

図７Ａ～Ｃおよび図８Ａ～Ｄに示されるように、本実施の形態に係る光束制御部材２６０は、複数の入射ユニット２６０ａと、出射ユニット２６０ｂとを有する。複数の入射ユニット２６０ａは、発光素子１５０の配列に対応して格子状に配置されている。出射ユニット２６０ｂは、基板１４０に沿う方向において複数の入射ユニット２６０ａの間に配置されている。光束制御部材２６０は、複数の入射ユニット２６０ａを有し、光束制御部材２６０は、第１光学面１６１の第１軸Ａ１（第２光学面１６２の第２軸Ａ２）が各発光素子１５０の光軸ＬＡに一致するように、複数の発光素子１５０の上に配置されている。本実施の形態では、４つの入射ユニット２６０ａが仮想四角形の各角に配置されており、４つの出射ユニット２６０ｂが仮想四角形の４つの辺に対応する位置に配置されており、１つの出射ユニット２６０ｂが仮想四角形に取り囲まれる位置に配置されている。

複数の入射ユニット２６０ａは、発光素子１５０から出射された光をそれぞれ入射させ、一部の光を出射させる。複数の入射ユニット２６０ａは、第１光学面１６１と、第２光学面１６２と、第３光学面２６３と、第４光学面１６４とをそれぞれ有する。第１光学面１６１と、第２光学面１６２と、第３光学面２６３と、第４光学面１６４との機能は、実施の形態１と同様であるため、その機能の説明を省略する。なお、本実施の形態では、第３光学面１６３は、発光素子１５０の光軸ＬＡを取り囲むように配置されていない。第３光学面１６３は、光束制御部材２６０の外縁部分にのみ配置されている。

複数の出射ユニット２６０ｂは、複数の入射ユニット２６０ａで入射した光のうち、一部の光を導光しながら出射させる。各出射ユニット２６０ｂは、基板１４０と対向するように配置されている。複数の出射ユニット２６０ｂは、反射面２６６と、出射面２６５とを有している。出射ユニット２６０ｂは、反射面２６６と出射面２６５との間隔が、入射ユニット２６０ａから離れるほど小さくなる部分を有する。これにより、入射ユニット２６０ａから導かれた光は入射ユニット２６０ａから離れるほど出射面２６５から出射されやすくなる。

反射面２６６は、第２光学面１６２で内部反射した光を反射させる。反射面２６６は、第４光学面１６４に接続されており、かつ、第４光学面１６４と同一平面となるように形成されている。

出射面２６５は、入射ユニット２６０ａからの光の一部を反射させ、他の一部を出射させる出射面２６５を有する。出射面２６５は、反射面２６６と対向して配置されている。出射面２６５の形状は、反射面２６６と出射面２６５との間隔が入射ユニット２６０ａから離れるほど小さくなる部分があるような形状であれば特に制限されない。出射面２６５の形状は、例えば、入射ユニット２６０ａから離れるほど、反射面２６６との間隔が小さくなる曲面または傾斜面であることが好ましい。本実施の形態では、前記仮想四角形の４つの辺に対応する位置に配置されている４つの出射面２６５は、前記仮想四角形の辺に沿う方向では曲率を有し、この辺に垂直な方向では曲率を有しない凹面である（図８Ａ～Ｃ参照）。一方、前記仮想四角形に取り囲まれるように配置されている出射面２６５は、上下逆に配置された円錐台の上底および側面の一部により構成される凹面である（図８Ｂ、図８Ｃ参照）。

（配光特性）
図９Ａは、発光装置２２０の光路図である。図９Ａ、Ｂでは、発光素子１５０から出射された光の光路を矢印で示すため、ハッチングを省略している。

図９Ａに示されるように、発光素子１５０から出射された光は、第１光学面１６１で光束制御部材２６０に入射する。第１光学面１６１で入射した光の一部は、直接出射ユニット２６０ｂに向かい、他の一部は反射面２６６で反射されて出射ユニット２６０ｂに向かう。出射ユニット２６０ｂに到達した光は、反射面２６６と出射面２６５との間で繰り返し反射されて出射ユニット２６０ｂ内を導光される。このとき、出射面２６５に到達した光の一部は、反射されずに出射面２６５から出射される。

このように、出射ユニット２６０ｂに到達した光は、出射ユニット２６０ｂの反射面２６６と出射面２６５との間を進みつつ、徐々に出射面２６５から出射される。ここで反射面２６６と出射面２６５との間隔は入射ユニット２６０ａから離れるほど小さい。これにより、入射ユニット２６０ａから離れるほど、反射面２６６と出射面２６５との間を進む光が出射面２６５から出射されやすくなる。

また、入射ユニット２６０ａから出射される光の配光特性は、実施の形態１の光束制御部材１６０における配光特性と同じであるためその説明を省略する。

図９Ｂは発光装置２２０の端部における配光を示す。図９Ｂに示されるように、光束制御部材２６０の端部の断面形状は、矩形状でもよいし、Ｒ面でもよい。光束制御部材２６０の端部の断面形状がＲ面である場合、図９Ｂに示されるように、光はより横方向に拡がり、隙間が存在する発光装置２２０の間が暗くなることを防止できる。

（効果）
本実施の形態の光束制御部材２６０は、実施の形態１に係る光束制御部材１６０と同様の効果に加え、複数の発光素子１５０からの光を１つの光束制御部材２６０で制御できるため、光束制御部材２６０を容易に実装できる。

１００、２００ 面光源装置
１００’ 表示装置
１０２ 表示部材
１１０ 筐体
１１２ 底板
１１４ 天板
１２０、２２０ 発光装置
１３０ 光拡散板
１４０ 基板
１５０ 発光素子
１６０、２６０ 光束制御部材
１６１ 第１光学面
１６２ 第２光学面
１６３、２６３ 第３光学面
１６４ 第４光学面
２６０ａ 入射ユニット
２６０ｂ 出射ユニット
２６５ 出射面
２６６ 反射面
Ａ 軸
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ａ４ 第４軸
Ｌ１ 間隔
Ｌ２ 中心間距離
ＬＡ 光軸

Claims (10)

1. 基板上に配置された発光素子から出射された光の配光を制御するための光束制御部材であって、
   前記発光素子と対向して配置され、前記発光素子から出射された光を入射させるための第１光学面と、
   前記第１光学面を挟んで前記発光素子と反対側に配置され、前記第１光学面で入射した光のうち一部の光を前記発光素子の光軸から離れるように側方方向に反射させる第２光学面と、
   前記第２光学面で反射した光のうち一部の光が到達する第３光学面と、
   前記第１光学面を取り囲むように前記第１光学面から離れる方向に延在し、前記第３光学面で反射した光のうち一部の光が到達する第４光学面と、
   を有し、
   前記発光素子から出射され、前記第１光学面で入射した光のうち一部の光は、前記第２光学面、前記第３光学面および前記第４光学面で順に内部反射された後、前記第２光学面から前記光束制御部材の外部に出射され、
   前記発光素子から出射され、前記第１光学面に入射する光のうち一部の光は、フレネル反射し、前記基板の表面で前記第１光学面に向けて反射され、前記第１光学面で前記光束制御部材の内部に入射した後、前記第２光学面から前記光束制御部材の外部に出射される、
   光束制御部材。
2. 複数の前記発光素子から出射された光をそれぞれ入射させるための複数の入射ユニットと、
   前記複数の入射ユニットの間に配置され、前記複数の入射ユニットで入射した光を導光しながら出射させるための出射ユニットと、
   を有し、
   前記複数の入射ユニットは、前記第１光学面と、前記第２光学面と、前記第３光学面と、前記第４光学面と、をそれぞれ有する、
   請求項１に記載の光束制御部材。
3. 前記第２光学面は、前記発光素子の光軸に対して回転対称であり、かつ、前記発光素子の光軸から離れるにつれて前記基板から離れるように構成されている、請求項１または請求項２に記載の光束制御部材。
4. 前記第１光学面は、前記発光素子の発光面の中心から出射された光の前記第１光学面における入射角度が６０°以上である領域を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の光束制御部材。
5. 基板上に配置された発光素子と、
   前記発光素子の上に配置された、請求項１に記載の光束制御部材と、
   を有する、発光装置。
6. 基板上に配置された複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子の上に配置された、請求項２に記載の光束制御部材と、
   を有する、発光装置。
7. 平面視したときの前記第２光学面の面積と、前記発光素子の発光面の面積との比は、８０：１～５：１の範囲内である、請求項５または請求項６に記載の発光装置。
8. 複数の、請求項５～７のいずれか一項に記載の発光装置と、
   前記複数の発光装置から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、
   を有する、面光源装置。
9. 前記基板と、前記光拡散板との間隔は、２～３０ｍｍの範囲内である、請求項８に記載の面光源装置。
10. 請求項８または請求項９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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