JP2022111718A - 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】発光素子から出射された光をより均一に照射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、入射面および反射面をそれぞれ含む複数の入射ユニットと、複数の出射ユニットと、段差面とを有する。光束制御部材を平面視したときに、光束制御部材の側面の一部を含む入射ユニットにおいて、反射面の中心と段差面における表側の縁の任意の第１点との間隔は、反射面の中心に対して第１点の反対側に位置する光束制御部材の側面における表側の縁の第２点と反射面の中心との間隔よりも長い。【選択図】図８

Description

本発明は、光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置に関する。

液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、面光源装置として直下型の面光源装置を使用することがある。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るようになってきている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、導光板と、導光板の一方の面上にマトリックス状に配置された複数の発光素子と、導光板の他方の面に配置された遮光散乱層とを有する光モジュールが記載されている。導光板は、発光面となる第１主面と、入射面となる第２主面と、を有する。第１主面は、傾斜面および平坦部を含む凹部を有する。また、凹部を覆うように遮光散乱層が配置されている。

発光素子から出射された光は、第２主面で導光板に入射し、第１主面で外部に出射されつつ側方に向けて反射される。第１主面から出射された光は、遮光散乱層によって拡散される。

米国特許出願公開第２０２０／０１７６６５０号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の光モジュールでは、発光素子から出射された光を均一に出射することについて検討の余地がある。

そこで、本発明の目的は、発光素子から出射された光をより均一に照射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、面光源装置および表示装置を提供することである。

本発明の一実施の形態に係る光束制御部材は、基板上に配置された複数の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、前記複数の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、前記基板の表面に沿う側方方向において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複数の出射ユニットと、前記入射ユニットの表側の面が前記出射ユニットの表側の面よりも高くなるように、前記光束制御部材の表側において前記入射ユニットと前記出射ユニットの間に配置された段差面と、を有し、前記入射ユニットは、前記光束制御部材の裏側に配置され、対応する前記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、前記入射面を挟んで前記光束制御部材の表側に配置され、前記入射面で入射した光を側方方向に反射させるための反射面と、を有し、前記光束制御部材を平面視したときに、前記光束制御部材の側面の一部を含む前記入射ユニットにおいて、前記反射面の中心と前記段差面における表側の縁の任意の第１点との間隔は、前記反射面の中心に対して前記第１点の反対側に位置する前記光束制御部材の側面における表側の縁の第２点と前記反射面の中心との間隔よりも長い。

本発明の一実施の形態に係る発光装置は、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。

本発明の一実施の形態に係る面光源装置は、本発明の複数の発光装置と、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。

本発明の一実施の形態に係る表示装置は、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、発光素子から出射された光をより均一に照射できる。

図１Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す図である。 図２Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す他の図である。 図３は、面光源装置の部分拡大断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す斜視図である。 図５Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図６Ａ、Ｂは、本発明の実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図７Ａ、Ｂは、発光素子の光軸および第２段差面の距離と、輝度分布との関係を説明するための図である。 図８は、反射面の中心と段差面における表側の縁の任意の第１点との間隔と、光束制御部材の側面における表側の縁の第２点と前記反射面の中心との関係を説明するための図である。 図９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１０Ａ～Ｆは、本発明の実施の形態１に係る発光装置の光路図である。 図１１Ａ～Ｃは、実施の形態２に係る発光装置の光路図である。 図１２は、実施の形態２に係る発光装置の輝度分布である。

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、本発明の実施の形態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２Ａの部分拡大図である。図３は、図１Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図における部分拡大図である。

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。

図３に示されるように、発光装置１２０は、基板１４０、複数の発光素子１５０および光束制御部材１６０を有している。光束制御部材１６０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。

図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、本実施の形態において、複数の発光素子１５０および複数の光束制御部材１６０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。そして隣り合う光束制御部材１６０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１２０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１６０によって光がより広く導光され、発光装置１２０の間が暗くなることを抑制できる。

また、隣り合う光束制御部材１６０間には隙間が存在し、光束制御部材１６０同士は接しないように配置されていることも重要である。隙間を空けて配置しないと、端部から出射した光が隣接する光束制御部材１６０の端部に入射したり、端部で反射したりして、光拡散板１３０上の発光品位に悪影響を及ぼしてしまう。

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。この後説明するように、光束制御部材１６０は、複数の入射ユニット１６１を有し、光束制御部材１６０は、各入射ユニット１６１および各出射ユニット１６２の軸が各発光素子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。なお、本実施の形態に係る光束制御部材１６０において、光束制御部材１６０の入射ユニット１６１（第１入射面１７１および第１反射面１７２）は、回転対称（円対称）である。入射ユニット１６１の回転軸を「第１入射面１７１の第１軸Ａ１または第１反射面１７２の第２軸Ａ２」という。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る。

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。たとえば、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。

光拡散板１３０は、光拡散性を有する板状の部材であり、複数の発光装置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。たとえば、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）
図４、図５Ａ、Ｂおよび図６Ａ、Ｂは、光束制御部材１６０の構成を示す図である。図４は、実施の形態１に係る光束制御部材１６０の斜視図である。図５Ａは、実施の形態１に係る光束制御部材１６０の平面図であり、図５Ｂは、底面図である。図６Ａは、実施の形態１に係る光束制御部材１６０の側面図であり、図６Ｂは、図５Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。

図４、図５Ａ、Ｂおよび図６Ａ、Ｂに示されるように、光束制御部材１６０は、複数の入射ユニット１６１と、複数の出射ユニット１６２と、段差面１６３とを有する。なお、特に図示しないが、本実施の形態に係る光束制御部材１６０は、支持脚をさらに有する。

複数の入射ユニット１６１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。複数の出射ユニット１６２は、基板１４０の表面に沿う側方方向において複数の入射ユニット１６１の間に配置されている。光束制御部材１６０は、各入射ユニット１６１の第１入射面１７１の第１軸Ａ１（第１反射面１７２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、複数の入射ユニット１６１は、仮想四角形の４つの角に対応する位置に配置されている。複数の出射ユニット１６２は、仮想四角形の４つの辺に対応する位置に配置された４つの第１出射ユニット１６４と、仮想四角形に取り囲まれる位置に配置された１つの第２出射ユニット１６５とを有する。また、本実施の形態では、光束制御部材１６０の平面視形状は、四隅が面取りされた正方形である。

複数の入射ユニット１６１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１６１は、第１入射面１７１と、第１反射面１７２と、第１側面１７３とをそれぞれ有する。

第１入射面１７１は、発光素子１５０と対向するように光束制御部材１６０の裏側に配置されている。第１入射面１７１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入射面として機能する。第１入射面１７１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入射面１７１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入射面１７１の形状は、発光素子１５０の光軸ＬＡと交わり、第１入射面１７１の第１軸Ａ１に対して回転対称（円対称）の形状である。また、この回転対称面の中心部分から外周部分にかけての母線は、発光素子１５０に対して凸の曲線である。第１入射面１７１は、第１軸Ａ１を回転軸として、この母線を３６０°回転させた状態の曲面である。すなわち、第１入射面１７１は、第１軸Ａ１から離れるにつれて発光素子１５０からの高さが小さくなる非球面形状の曲面を有する。第１軸Ａ１に対する第１入射面１７１の傾斜角度は、中心部分から外周部分に向かうにつれて大きくなる。

第１反射面１７２は、第１入射面１７１と反対側に配置されている。第１反射面１７２は、第１入射面１７１で入射した光を側方方向に向けて反射させるための光学面として機能する。第１反射面１７２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反射面１７２は、光束制御部材１６０の表側に形成された凹部の内面である。第１反射面１７２は、発光素子１５０の光軸ＬＡと交わり、第１反射面１７２の第２軸Ａ２を中心とする回転対称（円対称）面である。また、この回転対称面の中心部分から外周部分にかけての母線は、発光素子１５０に対して凹の曲線である。第１反射面１７２は、第２軸Ａ２を回転軸として、この母線を３６０°回転させた状態の曲面である。また、第１反射面１７２の外周部分は、第１反射面１７２の第２軸Ａ２と交わる部分より表側に配置形成されている。例えば、第１反射面１７２は、中心部分から外周部分に向かうにつれて発光素子１５０からの高さが高くなる非球面形状の曲面である。基板１４０の面方向に対する第１反射面１７２の傾斜角度は、中心部分から外周部分に向かうにつれて小さくなる。

第１側面１７３は、第１入射面１７１および第１反射面１７２に対して、光束制御部材１６０の外側に配置されている。第１側面１７３は、光束制御部材１６０の側面の一部である。本実施の形態では、第１側面１７３は、光束制御部材１６０を平面視したときに、円弧状の円弧状部１７３ａと、円弧状面に連なる直線部１７３ｂとを有する。

段差面１６３は、光束制御部材１６０の表側に配置されている。段差面１６３は、入射ユニット１６１および出射ユニット１６２を接続する。段差面１６３は、入射ユニット１６１の表側の面が出射ユニット１６２の表側の面よりも高くなるように、光束制御部材１６０の表側において入射ユニット１６１と出射ユニット１６２の間に配置されている面である。段差面１６３の形状は、特に限定されない。が、段差面１６３の形状の例には、平面、曲面が含まれる。本実施の形態では、段差面１６３は、第１光学制御部１７６が配置された凹部の内面の一部である第１段差面１６３ａと、後述する第２光学制御部１７９が配置された凹部の側面の一部である第２段差面１６３ｂとを有する。本実施の形態では、第１段差面１６３ａは、平面である。また、本実施の形態では、第２段差面１６３ｂは、平面視形状が円弧形状であり、かつ発光素子１５０の光軸ＬＡを含む断面形状も円弧形状である。

段差面１６３は、第１入射面１７１で入射し、第１反射面１７２で反射された光のうち、一部の光を光束制御部材１６０の外部に出射する。第１光束制御部１７６と、第２光束制御部１７９を有する出射ユニット１６２は、それぞれ発光素子１５０からの距離が異なる。これにより、出射させたい光の光路が異なるため、第１段差面１６３ａおよび第２段差面１６３ｂは、本実施の形態で示したように異なる形状が好ましい。

前述したように、複数の出射ユニット１６２は、４つの第１出射ユニット１６４と、１つの第２出射ユニット１６５とを有する。

第１出射ユニット１６４は、光線方向変更部１７５と、第１光学制御部１７６と、第２側面１７７を有する。

光線方向変更部１７５は、光束制御部材１６０の裏側に配置されている。光線方向変更部１７５は、到達した光の進行方向を変更する。光線方向変更部１７５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、光線方向変更部１７５の形状は、光束制御部材１６０の裏側に形成された平面視形状が矩形（長方形）の凹部の内面である。本実施の形態では、光線方向変更部１７５は、４つの平面で形成されている。より具体的には、光線方向変更部１７５は、長方形の短辺に対応した位置に配置された２つの第１変更面１７５ａと、長方形の長辺に対応した位置であって、光束制御部材１６０の中心側に配置された第２変更面１７５ｂと、長方形の長辺に対応した位置であって、光束制御部材１６０の外縁側に配置された第３変更面１７５ｃとを有する。第１変更面１７５ａの外形は三角形形状であり、第２変更面１７５ｂおよび第３変更面１７５ｃの外形は台形形状である。

第１光学制御部１７６は、光束制御部材１６０の表側に配置されている。第１光学制御部１７６は、発光素子１５０から出射され、一度出射された光を再度入射させ、光束制御部材１６０の内部を進行した光を外部に出射する。第１光学制御部１７６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光学制御部１７６は、光束制御部材１６０の表側に形成された平面視形状が矩形（長方形）の凹部の内面の一部である。第１光学制御部１７６は、２つの傾斜面１７６ａと、１つの接続面１７６ｂとを有する。

傾斜面１７６ａは、第１段差面１６３ａで出射された光のうち、一部の光を再度光束制御部材１６０の内部に入射させる。傾斜面１７６ａは、光束制御部材１６０の表側の面に沿う側方方向において、入射ユニット１６１から離れるにつれて光束制御部材１６０の表に向かうように配置されている。接続面１７６ｂは、２つの傾斜面１７６ａを接続する面であり、光束制御部材１６０の表側の面に平行な面である。

第２側面１７７は、光線方向変更部１７５および第１光学制御部１７６に対して、光束制御部材１６０の外側に配置されている。第２側面１７７は、光束制御部材１６０の側面の一部である。本実施の形態では、第２側面１７７は、光束制御部材１６０を平面視したときに、仮想四角形の辺に対応した光束制御部材１６０の側面の一部であり、直線状に形成されている。また、第２側面１７７は、光束制御部材１６０を平面視したときに、第１側面１７３の直線部１７３ｂと同一直線状に位置するように配置されている。

第２出射ユニット１６５は、第２反射面１７８と、第２光学制御部１７９とを有する。

第２反射面１７８は、光束制御部材１６０の裏側に配置されている。第２反射面１７８は、第１反射面１７２で内部反射した光を反射させる。本実施の形態では、第２反射面１７８は、光束制御部材１６０の裏側の面に接続されており、かつ、裏側の面と同一平面となるように形成されている。

第２光学制御部１７９は、光束制御部材１６０の表側に配置されている。第２光学制御部１７９は、第２段差面１６３ｂから出射された光を再度入射させるか、光束制御部材１６０の内部を進行した光を外部に出射する。第２光学制御部１７９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光学制御部１７９は、光束制御部材１６０の表側に形成された凹部の内面の一部である。凹部の平面視形状は、特に限定されない。本実施の形態では、凹部の平面視形状は、四隅がその中心側に向かって切りとられた略正方形形状である。

第２光学制御部１７９は、底面１７９ａを有する。底面１７９ａは、凹部の底面であり、第２段差面１６３ｂで出射した光を再度光束制御部材１６０の内部に入射させ、光束制御部材１６０の内部を進行した光を外部に出射させる。

ここで、発光素子１５０の光軸ＬＡおよび第２段差面１６３ｂの距離と、輝度分布との関係について説明する。図７Ａ、Ｂは、発光素子１５０の光軸ＬＡおよび第２段差面１６３ｂの距離と、輝度分布との関係を説明するための図である。図７Ａは、発光素子１５０の光軸ＬＡおよび第２段差面１６３ｂの距離が異なる光束制御部材１６０の平面図であり、図７Ｂは、発光素子１５０の光軸ＬＡおよび第２段差面１６３ｂの距離が異なる光束制御部材１６０の輝度分布を示している。なお、図７Ａでは、出射ユニット１６２の構成を省略している。図７Ａの実線および破線は、第２段差面１６３ｂをそれぞれ示している。図７Ｂの実線は発光素子１５０の光軸ＬＡからの距離が近い第２段差面１６３ｂを有する光束制御部材１６０を用いた発光装置１２０の結果を示しており、破線は発光素子１５０の光軸ＬＡからの距離が遠い第２段差面１６３ｂを有する光束制御部材１６０を用いた発光装置１２０の結果を示している。

前述したように、本実施の形態では、発光素子１５０の光軸ＬＡと、第１入射面１７１の第１軸Ａ１と、第１反射面１７２の第２軸Ａ２は、一致している。図７Ａ、Ｂに示されるように、発光素子１５０の光軸ＬＡ（第１入射面１７１の第１軸Ａ１、第１反射面１７２の第２軸Ａ２）からの距離が遠い第２段差面１６３ｂを有する光束制御部材１６０を用いた発光装置１２０は、発光素子１５０の光軸ＬＡ（第１入射面１７１の第１軸Ａ１、第１反射面１７２の第２軸Ａ２）からの距離が近い第２段差面１６３ｂを有する光束制御部材１６０を用いた発光装置１２０よりも光束制御部材１６０（発光装置１２０）の中心部の輝度が高くなることがわかった。

次に、第１反射面１７２と、段差面１６３（第１段差面１６３ａおよび第２段差面１６３ｂ）と、第１側面１７３（円弧状部１７３ａおよび直線部１７３ｂ）との関係について説明する。図８は、第１反射面１７２と、段差面１６３と、第１側面１７３との関係を説明するための図である。図８に示されるように、光束制御部材１６０を平面視したときに、光束制御部材１６０の側面の一部を含む入射ユニット１６１において、第１反射面１７２の中心（第２軸Ａ２）と段差面１６３における表側の縁の任意の第１点Ｐ１との間隔Ｌａは、第１反射面１７２の中心（第２軸Ａ２）に対して第１点Ｐ１の反対側に位置する光束制御部材１６０の第１側面１７３における表側の縁の第２点Ｐ２と第１反射面１７２の中心（第２軸Ａ２）との間隔Ｌｂよりも長い。これにより、発光素子１５０から出射された光のうち、一部の光が第２側面１７７から出射される。ここで、上記の関係は、光束制御部材１６０を平面視したときに、第１側面１７３が円弧状部１７３ａでも同じであるし、第１側面１７３が直線部１７３ｂでも同じである。

（効果）
以上のように、本発明では、第１反射面１７２の中心（第２軸Ａ２）および段差面１６３の間の間隔が、第１反射面１７２の中心（第２軸Ａ２）および第１側面１７３の間の間隔よりも長いため、発光素子１５０から出射された光が光束制御部材１６０の中央部に対応する位置が明るくなる。

［実施の形態２］
次に、実施の形態２に係る面光源装置について説明する。なお、本実施の形態２に係る面光源装置は、光束制御部材２６０のみが実施の形態１に係る面光源装置１００と異なるため、ここでは、主として光束制御部材２６０の構成のみを説明する。なお、実施の形態１における光束制御部材１６０と同じ構成については、同様の符号を付してその説明を省略する。

（光束制御部材の構成）
図９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９に示されるように、光束制御部材２６０は、複数の入射ユニット１６１と、複数の出射ユニット２６２と、を有する。出射ユニット２６２は、４つの第１出射ユニット２６４と、１つの第２出射ユニット１６５とを有する。

第１出射ユニット２６４は、光線方向変更部１７５（図５参照）と、第２光学制御部１７９と、第２側面２７７とを有する。第２側面２７７は、２つの第１側面１７３（直線部１７３ｂ）の間に配置されている。本実施の形態では、光束制御部材２６０を平面視したときの第２側面２７７は、直線状である。また、側面の一部（第１側面１７３）を含み、かつ隣接する２つの入射ユニット１６１と、２つの入射ユニット１６１の間に配置された、側面の一部（第２側面２７７）を含む出射ユニット２６４とにおいて、第１出射ユニット２６４における側面の一部（第２側面２７７）は、２つの入射ユニット１６１の同一平面上に位置する側面の一部（第１側面１７３の直線部１７３ｂ）を結ぶ直線よりも光束制御部材２６０の中心側に配置されている。

（光路図）
ここで、本発明の実施の形態１に係る発光装置１２０における光路と、本発明の実施の形態２に係る発光装置における光路とを比較した。

図１０Ａ～Ｆは、本発明の実施の形態１に係る発光装置１２０における光路図である。上述したように、実施の形態１に係る光束制御部材１６０は、４個の入射ユニット１６１を有する。各発光素子１５０から出射され、４つの入射ユニット１６１から入射される光の光路は、同じである。ここでは、図１０Ａ～Ｆに示される発光装置１２０における右下の発光素子１５０から出射される光についてのみ説明する。より具体的には、発光装置１２０を平面視したとき、右下の発光素子１５０から出射され、右上の発光素子１５０へ向かう光を０度として、時計周り（平面方向）に１０度ずつ変化させた（０度、１０度、２０度、３０度、４０度、５０度）。また、発光装置１２０を側面視したとき、右下の発光素子１５０から出射され、右上の発光素子１５０へ向かう光を０度として、反時計周り（高さ方向）に１０度ずつ変化させた（０度、１０度、２０度、３０度、４０度、５０度、６０度、７０度、８０度、９０度）。

図１０Ａは、平面方向の角度が０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示しており、図１０Ｂは、平面方向の角度が１０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示しており、図１０Ｃは、平面方向の角度が２０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示しており、図１０Ｄは、平面方向の角度が３０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示しており、図１０Ｅは、平面方向の角度が４０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示しており、図１０Ｆは、平面方向の角度が５０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示している。

図１１Ａ～Ｃは、本発明の実施の形態２に係る発光装置における光路図である。図１１Ａ～Ｃは、図１０Ｄ～Ｆのそれぞれに対応する。図１１Ａは、平面方向の角度が３０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示しており、図１１Ｂは、平面方向の角度が４０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示しており、図１１Ｃは、平面方向の角度が５０度であり、高さ方向の角度が０～９０度の結果を示している。

図１２は、実施の形態１における発光装置１２０の輝度分布と、実施の形態２における発光装置の輝度分布とを示している。図１２Ａの実線は、実施の形態１における発光装置１２０の輝度分布を示しており、図１２Ａの破線は、実施の形態２における発光装置の輝度分布を示している。また、図１２では、図１０Ａに示されるＡ－Ａ線の断面における輝度分布と、図１１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面における輝度分布を示している。図１２の横軸は、光束制御部材１６０、２６０の中心からの距離を示しており、縦軸は、輝度を示している。

図１０Ａ～Ｆに示されるように、発光素子１５０から出射された光のうち、一部の光は、第１入射面１７１で入射され、第１反射面１７２で反射した光は、入射ユニット１６１の間に配置された第２側面１７７からも出射されることがわかる。これにより、入射ユニット１６１の間（出射ユニット１６２の第２側面１７７）からも光が出射されるため、発光装置１２０から均一に光が出射される。また、平面方向の角度が０度、１０度、２０度の光は、平面方向の角度が３０度、４０度、５０度の光よりも入射ユニット１６１の間（出射ユニット１６２の側面）から光が出射されることがわかる。

図１０Ｄ～Ｆおよび図１１Ａ～Ｃに示されるように、本実施の形態の発光装置における平面方向の角度が３０～５０度の光は、実施の形態１の発光装置１２０における平面方向の角度が３０～５０度の光（図１０Ｄ～Ｆ）よりも、多くの光が第２側面２７７から外部に出射されることがわかる。

また、図１２の一点鎖線で囲まれた領域に示されるように、本実施の形態に係る発光装置では、実施の形態１に係る発光装置１２０と比較して、第２側面２７７から多くの光が出射されていることがわかる。

（効果）
以上のように、本発明では、第２側面２７７が第１側面１７３よりも光束制御部材１６０の中央部分に位置しているため、発光素子１５０から出射された光が出射ユニット１６２の第２側面１７７からも多く出射される。よって、２つの入射ユニット１６１の間の領域からも光が出射されるため、暗部が生じることなく、均一に光を照射できる。

本発明に係る光束制御部材、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することができる。

１００ 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 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 入射ユニット
１６２、２６２ 出射ユニット
１６３ 段差面
１６３ａ 第１段差面
１６３ｂ 第２段差面
１６４、２６４ 第１出射ユニット
１６５ 第２出射ユニット
１７１ 第１入射面
１７２ 第１反射面
１７３ 第１側面
１７３ａ 円弧状部
１７３ｂ 直線部
１７５ 光線方向変更部
１７５ａ 第１変更面
１７５ｂ 第２変更面
１７５ｃ 第３変更面
１７６ 第１光学制御部
１７６ａ 傾斜面
１７６ｂ 接続面
１７７、２７７ 第２側面
１７８ 第２反射面
１７９ 第２光学制御部
１７９ａ 底面
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ｌ１ 間隔
Ｌ２ 中心間距離
ＬＡ 光軸
Ｐ１ 第１点
Ｐ２ 第２点

Claims (6)

1. 基板上に配置された複数の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、
   前記複数の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、
   前記基板の表面に沿う側方方向において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複数の出射ユニットと、
   前記入射ユニットの表側の面が前記出射ユニットの表側の面よりも高くなるように、前記光束制御部材の表側において前記入射ユニットと前記出射ユニットの間に配置された段差面と、
   を有し、
   前記入射ユニットは、
   前記光束制御部材の裏側に配置され、対応する前記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、
   前記入射面を挟んで前記光束制御部材の表側に配置され、前記入射面で入射した光を側方方向に反射させるための反射面と、
   を有し、
   前記光束制御部材を平面視したときに、前記光束制御部材の側面の一部を含む前記入射ユニットにおいて、前記反射面の中心と前記段差面における表側の縁の任意の第１点との間隔は、前記反射面の中心に対して前記第１点の反対側に位置する前記光束制御部材の側面における表側の縁の第２点と前記反射面の中心との間隔よりも長い、
   光束制御部材。
2. 前記入射面で入射し、前記反射面で反射された光のうち、一部の光は、前記段差面から前記光束制御部材の外部に出射される、請求項１に記載の光束制御部材。
3. 前記側面の一部を含み、かつ隣接する２つの前記入射ユニットと、前記２つの入射ユニットの間に配置された、前記側面の一部を含む前記出射ユニットとにおいて、
   前記出射ユニットにおける前記側面の一部は、前記２つの入射ユニットの同一平面上に位置する前記側面の一部よりも前記光束制御部材の中心側に配置されている、
   請求項１または請求項２に記載の光束制御部材。
4. 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に記載の複数の発光装置と、
   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。
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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