JPS6115104A

JPS6115104A - 光拡散器

Info

Publication number: JPS6115104A
Application number: JP59136691A
Authority: JP
Inventors: Tokihiko Masuzawa; 増沢　時彦; Yoshitaka Kageyama; 義隆景山; Norizou Tomita; 富田　則三
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1986-01-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、面照明装置として使用される光拡散器に関す
るものである。

従来技術面照明装置は、大型なものは看板や各種表示装置等とし
て、また小型なものは各種機器類や液晶時計の表示装置
等として広く利用されている。こｉらの照明装置のうち
、大型の看板や表示装置にあっては、光拡散板の背面に
線光源である螢光灯や点光源である白熱灯を多数配設し
て照光させるものが一般的であった。

しかしながら、この様な面照明装置において照明度（輝
度）を均一にする為には、光拡散板と光源との距離を相
当に大きくしたり、多数の光源を密に配設したりする必
要がある。この為に、装置が大型になったり、光源の数
が増えたり、さらには発光面の大きさに応じて装置をそ
の都度設計する必要がある等の為に、高価格になり、消
費電力量や保守費用も増大する等の問題点があった。

この点を改善する為に、１枚の導光板を用いてその側縁
より光を導き、これによって面照明を得ようとする提案
が既になされ、一部で実用化されている。

この様な導光板を用いると、光源からの導入光が導光板
の反射面に平行な場合は、略均−な面照明を得ることが
できる。しかし、光源からの光は実際には放射状に拡が
っているので、光源の近傍で風光板から出射される光量
が多く、光源から離れた位置で導光板から出射される光
量は少ない。

この為に、光源から離れるにつれて光量が低下し、均一
な面照明を得ることができないという問題点があった。

更に、これらの問題点を解決する為に、１枚の導光板の
裏側を反射加工したり粗面化したり或いは特殊な曲線状
に設計したりして、出射光の分布をできるだけ均一化し
ようとする試みがなされている。

しかし、これらの方法によっても発光面の大きさに応じ
て装置をその都度設計する必要がある等の問題点が残り
、必ずしも満足のいく方法とは言い難い。

発明の目的本発明は、上述の問題点に鑑み、輝度及び出射光の方向
が略均−な面照明を容易に得ることができ、しかも種々
の大きさの面照明を個別の光学設計を行うことなく得る
ことができる光拡散器を提供することを目的としている
。

発明の構成本発明による光拡散器では、光入射端面と光出射端面と
を有する複数の光伝送体が上記の光出射端面によって階
段部を形成する様に配列されると共に、光拡散板が上記
の階段部を覆う様に配されている。

実施例以下、本発明の第１及び第２実施例を第１図〜第３図を
参照しながら説明する。

第１図及び第２図は、本発明の第１実施例を示している
。本実施例の光拡散器１では、ポリメタクリル酸メチル
から成る多数の透明且つ均質な板状体２　（厚さ０．５
　ｍｍ）が、夫々の一方の端面である光出射端面３によ
って階段部４を形成する様に層状に配列されると共に、
両方の側端面５に塗布された接着剤（図示せず）によっ
て互いに固定されている。

光出射端面３は板状体２の広がっている面に対して垂直
であるのが、他方の端面である光入射端面６は板状体２
の広がっている面に対して傾斜しており且つ互いに面一
である。従って、光出射端面３同士及び光入射端面６同
士は面積が等しい。

なお、これらの端面３，６は共に鏡面仕上げされている
ことが望ましい。

そして各階段部４は、光拡散板１１によって覆われてい
る。光拡散板１１は三角柱状のプリズム１２が板状に配
列されたものであり、この光拡散板１１はプリズム１２
と光出射端面３とが互いに平行になる様に配されている
。

以上の様な光拡散器１では、光入射端面６に沿って螢光
灯の様な長尺状の光源１３を配置すると、光入射端面６
から板状体２へ入射した光は、この板状体２中を第２図
の矢印方向へ進行し、光出射端面３から出射する。この
とき、層重面に平行な光は直進し、層重面に対して傾斜
している光は対向している層重面による反射を繰り返し
て、光出射端面３に到達する。

光出射端面３から出射した光の一部は直接に光拡散板１
１に到達し、他の一部はこの光出射端面３に連なる様に
配列されている板状体２の表面７で反射された後に光拡
散板１１に到達する。光拡散板１１に到達した光は、プ
リズム１２による反射や屈折を受けた後に、この光拡散
板１１から出射する。

なお、第２図に於いては１枚の板状体２についてのみ光
の進行状態を示したが、他の板状体２についても同様で
ある。

上述の如く、光拡散器１では、複数の透明な板状体２が
層状に配列されているので、層重面に平行な光のみなら
ず層重面に対して傾斜している光も各板状体２の光出射
端面３に到達する。つまり、光入射端面６から個々の板
状体２へ等量の光を入射させれば、光入射端面６からの
距離が互いに異なっている何れの光出射端面３からも略
等量の光が出射するので、輝度の略均−な面照明を得る
ことができる。

なお、各階段部４が二定ピンチであれば、光拡散板１１
の各階段部４に対応する部分に到達する光量も互いに略
等しくなり、輝度の更に均一な面照明を得ることができ
る。

また、光出射端面３から出射する光の進行方向は板状体
２の広がっている方向に偏っているが、光拡散器１では
、板状体２０階段部４が光拡散板１１によって覆われて
いるので、光出射端面３から出射した光は光拡散板１１
によって拡散される。

従って、光拡散板１１からの出射光は方向性が少なく、
出射光の方向が略均−な面照明を得ることができる。

また、光拡散器１は、光出射端面３によって階段部４を
形成する様に複数の板状体２を層状に配列し、階段部４
を覆う様に光拡散板１１を配せばよいので、特別な加工
が不要であり、製作が容易である。

なお、光拡散器１では光入射端面６が傾斜面となってい
るが、第１図に一点鎖線で示す様にこの光入射端面６を
板状体２の広がっている面に対して垂直になる様にすれ
ば、長方形の板状体２を単に層状に配列するのみでよい
ので、製作が更に容易である。

また、光拡散器１では、光出射端面３によって階段部４
を形成する様にしているので、階段部４のピッチを変更
するだけで、個別の光学設計を行うことなく、種々の大
きさの面照明を得ることができる。

つまり、階段部４のピンチを広げれば、光出射端面３同
士がより離間されるので、少ない光源で大きな面照明を
得ることができる。逆に階段部４のピッチを詰めれば、
拡大率は小さいが輝度のより均一な面照明を得ることが
できる。なお、輝度の更に均一な面照明を得る為には、
板状体２を薄くすればよい。

第３図は、本発明の第２実施例を示している。

本実施例の光拡散器１４は、光拡散板１１が乳白色の光
拡散板１５によって更に覆われており、光入射端面６が
透光性の物質からなる平凸円柱レンズ１６によって覆わ
れていることを除いて、第１図及び第２図に示した第１
実施例の光拡散器１と実質的に同様の構成であってよい
。

この様な光拡散器１４では、光出射端面３と表面７との
境界線を乳白色の光拡散板１５によって消去することが
できるので、より均一な面照明を得ることができる。

また、光拡散器１４では、光源１３から光がレンズ１６
によって集光され、各板状体２へ光が有効に入射するの
で、効率の良い面照明装置を提供することができる。

以上、本発明を第１及び第２実施例に基づいて説明した
が、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない
ことは勿論である。

例えば、上記の何れの実施例に於いても透明な板状体２
同士が直接に層状に配列されているが、板状体２の間に
空気、水、樹脂、オリゴマー等の板状体２よりも低屈折
率の物質を介在させた状態で、板状体２を層状に配列し
てもよい。その場合、全反射臨界角以上の角度で層重面
へ入射する光は、外部洩れのない状態で光出射端面３に
到達するので、光入射端面６から光出射端面３までの距
離が長くても光量の低下が少なく、より均一な面照明を
得ることができる。

また、板状体２よりも低屈折率の接着剤を層重面の全面
に塗布すれば、板状体２同士をより強固に固定すること
ができる。

また、＾１等の金属蒸着膜を板状体２の間に介在さゼれ
ば、層重面に対して傾斜している光は、層重面への入射
角に関係なく総て反射され、外部洩れの全く無い状態で
光出射端面３に到達するので、更に均一な面照明を得る
ことができる。

また、上記の何れの実施例に於いても各々の板状体２と
してポリメタクリル酸メチルから成る均質な板状体を使
用したが、板状体２を層状に配列する代わりに多数の光
ファイバを上下左右に配列してもよく、また光導波路が
形成されているいわゆる光シートを層状に配列してもよ
い。その場合、光ファイバや先導波路中へ入射する光は
、これらの光ファイバや光導波路中に閉し込められて、
外部洩れの殆ど無い状態で光出射端面３に到達するので
、光入射端面６から光出射端面３までの距離が長くても
光量の低下が殆ど無く、より均一な面照明を得ることが
できる。

また、均質な板状体２は、ポリメタクリル酸メチルから
成っている必要はなく、透光性を有していれば無機材料
或いは有機材料の何れから成っていてもよい。

また、光拡散板１１は、プリズム１２に限られることな
く光を拡散させる他の光学素子から成っていてもよい。

なお、以上の様な本発明による光拡散器は、表示用看板
、ディスプレイ、設計用面照明、液晶用バンクライト等
に適用することができる。

発明の効果上述の如く、本発明による光拡散器では、？ｊｆ数の光
伝送体を配列して夫々の光入射端面から光出射端面まで
光を伝送する様にしているので、輝度が略均−な面照明
を得ることができる。

また、本発明による光拡散器では、光伝送体の光出射端
面によって形成されている階段部を光拡散板によって覆
う様にしているので、光出射端面から出射した光が光拡
散板によって拡散され、出射光の方向が略均−な面照明
を得ることができる。

また、本発明による光拡散器は、光出射端面によって階
段部を形成する様に複数の光伝送体を配列し、上記の階
段部を覆う様に光拡散板を配せばよいので、特別な加工
が不要であり、製作が容易である。

また、本発明による光拡散器では、光伝送体の光出射端
面によって階段部を形成する様にしているので、上記の
階段部のピンチを変更するだけで、個別の光学設計を行
うことなく、種々の大きさの面照明を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す概略的な拡大側面図
、第２図は第１実施例に於いて光拡散板を取り除いた状
態を示す概略的な斜視図、第３図は本発明の第２実施例
を示す概略的な側面図である。なお図面に用いられた符号において、１．１４−−〜＝−−−−−−−・光拡散器２−−−−
−−−−−−−−板状体３−−−−−−−−−二元出射端面４　−−−−−−一階段部６−−−−−−二元入射端面１１−−−−−−二元拡散板１５−一−−−−−−−−光拡散器板１６−−−−−−−−・−−−一平凸円柱レンズである
。

Claims

【特許請求の範囲】１、夫々が光入射端面と光出射端面とを有しこの光出射
端面によって階段部を形成する様に配列されている複数
の光伝送体と、前記階段部を覆う様に配されている光拡
散板とを夫々具備する光拡散器。２、前記光伝送体が透光性を有する均質な板状体である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光拡散
器。３、複数の前記板状体の間にこれらの板状体よりも低屈
折率の物質が介在していることを特徴とする特許請求の
範囲第２項に記載の光拡散器。４、複数の前記板状体の間に金属蒸着膜が介在している
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の光拡散
器。５、前記光伝送体が光ファイバであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の光拡散器。６、前記光伝送体が光導波路を形成されている光シート
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
光拡散器。７、前記光拡散板が乳白色の別の光拡散板によって更に
覆われていることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜
第６項の何れか１項に記載の光拡散器。８、前記光入射端面の近傍に集光レンズ体が配置されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第７項の
何れか１項に記載の光拡散器。