JP5917180B2 - 面状照明装置 - Google Patents
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Description
(5)(1)〜(4)のいずれか1項に記載の面状照明装置において、前記導光板は、該導光板の厚みが、前記点状光源の前方部分よりも前記点状光源の側方部分の方が薄くなるように、前記プリズムの稜線に沿って変化している部分を含むことを特徴とする面状照明装置(請求項5)。
図1(a)に示す面状照明装置10は、透過型(または半透過型)液晶表示装置のバックライトとして好適に適用されるものであり、導光板12と、3灯の点状光源14と、各点状光源14と導光板12の一側端面12aとの間にそれぞれ配置された3個の輝度分布制御レンズ16とを備えており、各点状光源14は、それぞれ対応する輝度分布制御レンズ16を介して導光板12の一側端面である入光面12aに配置される。
尚、以下では、導光板12の各構成要素(例えば、プリズム15の稜線17)の点状光源14の前方部分及び側方部分に、それぞれ対応する範囲を示す符号F及びSを付して参照する。
図1(b)に記載された寸法T1は、図示された断面の位置における導光板12の厚みを示しており、寸法D1及びD2は、後述するように空間的に変化するプリズム15の深さを、それぞれ最大値及び最小値をとる箇所について示したものである。
尚、前方中心CF及び側方中心CSの極値は、説明のために図1(b)に付されたxyz座標系のz軸方向に準じていえば、それぞれ極大値及び極小値に相当し、以下、極大値及び極小値という用語は、この意味で用いられる。この点は、図9(b)についても同様である
面状照明装置10において、フレネルレンズ18は、導光板12の厚み方向(z方向)に延在する複数の単位プリズムを、入光面12aの長手方向(x方向)に配列することにより、所謂フレネル−TIR複合フレネルレンズとして構成されている。
まず、面状照明装置10では、フレネルレンズ18の作用によって、導光板12の出射面12bから出射する出射光(被照明体を照らす照明光)について、入光面12aの長手方向に平行な方向の(すなわち、xz平面内における)配光分布を狭くすることが可能となる。例えば、導光板12の出射面12b側に通常のプリズムシートを配置した、フレネルレンズ18を有しない面状照明装置において、xz平面内における配光分布の半値幅が40°程度である場合、同様の面状照明装置にフレネルレンズ18を設けることにより、その半値幅を20°程度にまで狭めることができる。
また、図4及び図5のいずれについても、フレネルレンズ18を有する面状照明装置において、輝度分布制御レンズ16がある場合とない場合の、それぞれのグラフが示されている。
ここで、図6(a)は、比較例の面状照明装置について、導光板13の出射面13b上の輝度分布を濃淡の分布として示す図であり、(b)は、本発明の第1実施形態における面状照明装置10について、導光板12の出射面12b上の輝度分布を濃淡の分布として示す図である。
比較例の面状照明装置の構成は、導光板13の裏面側に形成される多条のプリズムが、全て、その延在方向にわたって一定の深さを有するものであり、その他の構成は、面状照明装置10と同様のものである。
また、図6(a)、(b)では、輝度分布制御レンズ16の記載は省略されており、点状光源14は、それぞれの入光面13a、12aに沿った配置位置を模式的に示すものである。
しかしながら、本発明者の調査・研究により、出射面の全体にわたる輝度に着目した場合、比較例の面状照明装置では、図6(a)に示すように、導光板13の各点状光源14の前方部分の輝度が高く、側方部分の輝度が暗いといった輝度むらが発生する場合があることが分かった。
図7から分かるように、側方光L2の導光板12の厚み方向の配光分布は、前方光L1の導光板12の厚み方向の配光分布よりも狭くなっている。したがって、比較例の導光板13では、導光板内を進行する光のうち、導光板13の裏面側に形成される多条のプリズムに入射する光量が、前方光よりも側方光の方が低くなり、これによって、図6(a)に示すような輝度むらが発生すると考えられる。
例えば、本発明に係る面状照明装置は、上述した第1実施形態における面状照明装置10における多条のプリズム15の特徴と、第2実施形態における面状照明装置30における導光板32の出射面32bの特徴の両方を備えるものであってもよい。
Claims (9)
- 点状光源と、該点状光源が配置される入光面、及び光を出射させる出射面を有する導光板と、前記点状光源から出射された光の広がり角を制御する輝度分布制御レンズと、該輝度分布制御レンズにより広げられた光を、前記導光板の厚み方向と直交する面内における平行光として導光板内を進行させるためのフレネルレンズと、を備え、
前記輝度分布制御レンズは、半円筒状のシリンドリカルレンズからなり、前記点状光源は、前記輝度分布制御レンズの平面部に対向するように配置され、前記平面部には、厚み方向に貫通する一つの凹部が形成されており、
前記導光板の出射面または該出射面の反対側の面に、前記入光面の長手方向と略平行に延びる多条のプリズムが形成され、
前記導光板は、前記多条のプリズムの少なくとも一部のプリズムの、前記導光板の前記多条のプリズムが形成されていない面から所定の基準面までの厚みに対するプリズムの深さの比が、前記点状光源の前方部分よりも前記点状光源の側方部分の方が大きくなるように形成されていることを特徴とする面状照明装置。 - 前記多条のプリズムの少なくとも一部のプリズムの深さは、前記点状光源の前方部分よりも前記点状光源の側方部分の方が深くなるように変化していることを特徴とする請求項1に記載の面状照明装置。
- 前記プリズムの深さの変化は、正弦曲線状であることを特徴とする請求項2に記載の面状照明装置。
- 前記多条のプリズムは、前記基準面に対して凹状に設けられることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の面状照明装置。
- 前記導光板は、該導光板の厚みが、前記点状光源の前方部分よりも前記点状光源の側方部分の方が薄くなるように、前記プリズムの稜線に沿って変化していることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の面状照明装置。
- 前記導光板の、前記プリズムの稜線に沿った厚みの変化は、正弦曲線状であることを特徴とする請求項5に記載の面状照明装置。
- 前記輝度分布制御レンズの前記凹部の前記厚み方向に直交する断面形状は半楕円であり、前記凹部の中心軸と前記点状光源の光軸とが一致することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の面状照明装置。
- 前記フレネルレンズは、前記導光板の前記入光面に形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の面状照明装置。
- 前記フレネルレンズは、フレネル−TIR複合フレネルレンズであることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の面状照明装置。
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