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光源装置

阅读:986发布:2020-05-14

专利汇可以提供光源装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种面 光源 装置,在导光板(63)中,在导光板主体(64)的端部设置有厚度比导光板主体(64)厚的光导入部(65)。使点光源(62)与光导入部(65)的端面(光入射端面66)相对。光导入部(65)为如下结构,即、圆锥台形状的一半形状的突部自导光板(63)的表面突出且厚度变厚,突部的外周面成为倾斜面(67)。在该倾斜面(67)上使V形槽结构(68a)沿突部的外周面排列构成 指向性 变换图案(68)。另外,在指向性变换图案(68)的内周部,倾斜 角 比倾斜面(67)的倾斜角小的辅助倾斜面(71)沿指向性变换图案(68)的内周缘形成。,下面是光源装置专利的具体信息内容。

1.一种面光源装置,其具备:点光源;导光板,其从光入射面导入所述点光源的光且使所述光从光射出面向外部射出,其特征在于,
所述点光源设置于与所述导光板的光入射面相对的位置
所述导光板具备:光导入部,其用于将从光入射面入射的来自点光源的光封住;导光板主体,其厚度比所述光导入部的最大厚度小,以与所述光导入部连续的方式而设置,并通过光射出装置将封住的光从光射出面向外部射出,
所述光导入部在所述导光板的光射出侧的面或其相反侧的面具有:自比所述导光板主体厚度厚的部分的表面朝向所述导光板主体的表面端倾斜的第一倾斜面,所述光导入部具有倾斜比所述第一倾斜面小且位于比所述第一倾斜面更接近所述点光源侧的第二倾斜面和倾斜角比所述第一倾斜面小且位于比所述第一倾斜面更远离所述点光源侧的第二倾斜面中的至少一个,
所述光导入部在所述导光板主体的光射出侧的面或其相反面具有指向性变换图案,该指向性变换图案由以所述点光源附近为中心沿放射状方向延伸的图案构成,用于使向所述光导入部入射的光在所述导光板的厚度方向的指向性扩展变换为朝向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性。
2.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,所述第一倾斜面和所述第二倾斜面设置于彼此邻接的区域。
3.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,所述第二倾斜面仅设置于接近所述点光源侧且沿所述第一倾斜面邻接的区域和远离所述点光源侧且沿所述第一倾斜面邻接的区域中的任一方区域的一部分。
4.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,所述第二倾斜面为平坦面,而且,与第二倾斜面垂直的法线位于与所述光入射面及所述光射出面垂直的平面内。
5.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,所述第二倾斜面由多个平坦面构成,相邻的平坦面彼此都朝向光导入部的外面侧突出。
6.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,所述第二倾斜面由弯曲面构成。

说明书全文

光源装置

技术领域

[0001] 本发明涉及面光源装置,具体而言,涉及用于使光高效率地向厚度比光源更薄的导光板入射的面光源装置的构造。

背景技术

[0002] 图1表示使用边缘光型的面光源装置的现有的液晶显示装置11的概略图。该液晶显示装置11由面光源装置12和液晶面板15构成。
[0003] 面光源装置12为如下结构,即、与利用透明树脂成形的导光板17的端面(光入射端面)相对而配置使用LED的点光源18,在导光板17的上表面(光射出面)重叠扩散板13和两张棱状片材14,使反射板16与导光板17的下表面相对。另外,点光源18安装于基板20上。液晶面板15经由轮缘片材19(黑框)配置于棱状片材14上。
[0004] 于是,从点光源18射出的光从导光板17的端面向导光板17内入射,在导光板17内传播扩展,从导光板17的上面的大致整体射出。从导光板17的上面射出的光透过扩散板13及棱状片材14从背面侧对液晶面板15进行照明。另外,从导光板17的下面泄露的光用反射板16进行反射再返回导光板17内,光被再利用。
[0005] 在这种的面光源装置12中,除了要求亮度均匀、亮度高,成本低廉之外,还要求发光面积大(除了发光区域之外的面积小)及厚度薄。尤其是,在装入便携用设备的情况下,随着便携用设备的薄型化,对面光源装置12的薄型化的要求也越来越高。
[0006] 普通的面光源装置的各零件的尺寸如下。
[0007] 基板和点光源的厚度之和 600μm
[0008] 点光源的光射出窗的高度 300μm
[0009] 棱状片材的厚度 62μm(每一张)
[0010] 扩散板的厚度 55μm
[0011] 导光板的厚度 300~650μm
[0012] 反射板的厚度 60μm
[0013] 轮缘片材的厚度 55μm
[0014] 因此,该面光源装置的厚度在点光源侧为600μm左右,在导光板侧除去轮缘片材的厚度也有约539μm~889μm。因此,希望减薄占据面光源装置的大部分面积的导光板侧的厚度。
[0015] 占面光源装置的厚度的大部分的是导光板。但是,使导光板的厚度比点光源的光射出窗的高度更薄时,从点光源射出的光中的不向导光板入射的光增加,面光源装置的光利用效率降低。因此,导光板的厚度由于点光源的光射出窗的高度而受到制约,难以使面光源装置的厚度比点光源的光射出窗的高度更薄。同样,在光源为冷阴极管的情况下,难以使导光板的厚度比冷阴极管的直径更薄。
[0016] (专利文献1)
[0017] 图2是特开平5-53111号公报(专利文献1)公示的液晶显示装置21的侧面图。在用于该液晶显示装置21的面光源装置22中,在厚度比荧光管23更薄的导光板上高效率地入射来自荧光管23的光,因此,在导光板的厚度薄的部分即导光板主体24的端部设置有锥部25。锥部25的端面具有与荧光管23的直径大致相等的高度,使荧光管23与该端面相对。而且,自锥部25的端面入射的光在锥部25的表面及背面进行全反射,由此,向导光板主体24导入,从导光板主体24的上面朝向液晶面板26射出。
[0018] 专利文献1公示的面光源装置22其目的在于,不泄露荧光管23的光而向导光板导入。因此,使锥部25的端面的高度与荧光管23的直径大致相等,荧光管23的光不会泄露而向锥部25导入。但是,在面光源装置22中,不能防止锥部25的光的泄露。因此,从观察者侧能够看到从锥部25泄露的光进行发光,液晶显示装置显示部(画面)的边缘以高亮度发光,使显示部的品质劣化。
[0019] 在该面光源装置22的构造中,使用图3说明不能防止来自锥部25的光的泄露的理由。现在,认为在锥部25是最容易泄露的光。只要能够防止该最容易泄露的光的泄露,在面光源装置22中就不会使锥部25的光的泄露。由于最容易泄露的光为从荧光管23出来向锥部25入射的光中导光(与平面构成的角度)最大的光线L,因此,考虑导光角最大的光线L在锥部25不泄露且尽可能使导光板主体24的厚度变薄的构造。为了要求这种构造,如图3所示,只要考虑最大的导光角α的光线L在锥部25的倾斜面的上端(A点)进行全反射之后,在导光板下面的B点再一次全反射,通过与导光板主体24的锥部25邻接的上表面(C点)用于进行全反射的条件即可。另外,在图3中,锥部25的端面部分表示平板状的短的部分,但是,这是为了图示方便而表示的情况,其长度认为无限地短即可。
[0020] 首先,向锥部25入射的光的最大的导光角α由(式1)决定,即、[0021] sinα=1/n (式1)
[0022] (其中,n为导光板的折射率)。
[0023] 该最大导光角α的光线L向位于倾斜角θ的倾斜面上的A点入射的入射角为90°-θ-α,因此,在该倾斜面光线L全反射的条件为:
[0024] θ≤90°-2α (式2)
[0025] 另外,在A点全反射的光向锥部25的下表面入射的入射角为90°-2θ-α,因此,在该下表面的B点光线L全反射的条件为
[0026] θ≤45°-α (式3)
[0027] 只要满足该式3,在B点全反射的光线L在导光板主体24的C点也进行全反射。
[0028] 因此,根据式2及式3可知,要使光线L在A点、B点及C点进行全反射,只要满足式4即可。
[0029] θ≤45°-α (式4)
[0030] 但是,锥部25的倾斜角θ小时,在锥部25的倾斜面的上端进行全反射之后,有可能在导光板的下表面进行了全反射的光再向锥部25的倾斜面入射而从锥部25泄露,另外,倾斜角θ小时,锥部25的长度变长,希望倾斜角θ在满足式4的范围内尽可能地大。因此,倾斜角θ设定为满足式4的限度内的尽可能大的值(即、式5)。
[0031] θ=45°-α (式5)
[0032] 于是,若将锥部25的端面的高度设定为T,将锥部25的长度设定为X,将锥部25的倾斜面的高低差设定为Y,图3的锥部25的长度X和高低差Y根据图3为如下。
[0033] X=Tcot(α+2θ)+(T-Y)cot(α+2θ)
[0034] =(2T-Y)cot(α+2θ)
[0035] Y=Xtanθ
[0036] 将此带入X、Y求解,使用式5时,成为如下的式6、式7。
[0037] X=2a(1+a)×T/(1+2a-a2) (式6)
[0038] Y=2a(1-a)×T/(1+2a-a2) (式7)
[0039] 其中,a=tanα=tan(45°-θ)
[0040] 另外,导光板主体24的厚度t用如下的式8表示。
[0041] t=T-y=(1+a2)×T/(1+2a-a2) (式8)
[0042] 作为导光板材料,考虑有代表性的导光板材料即丙烯酸树脂或聚酸酯树脂(PC树脂),若将导光板的折射率n设定为:
[0043] n=1.49(在丙烯酸树脂的情况下)
[0044] n=1.59(在聚碳酸酯树脂的情况下)
[0045] 进行计算,最大的导光角α根据式1为:
[0046] α=42.16°(在丙烯酸树脂的情况下)
[0047] α=38.97°(在聚碳酸酯树脂的情况下)
[0048] 根据式3,锥部25的倾斜角θ为:
[0049] θ=2.84°(在丙烯酸树脂的情况下)
[0050] θ=6.03°(在聚碳酸酯树脂的情况下)
[0051] 另外,在专利文献1中,锥部25的端面的高度记载为T=4.10mm,因此,使用该高度T的值和上述α的值,通过式6~8,求锥部25的长度X和高低差Y、导光板主体24的厚度t后,如下所示。在导光板材料为丙烯酸树脂的情况下,T=4.10mm、α=42.16°(在式6~8中,A=tanα=0.91),因此,
[0052] X=7.10mm
[0053] Y=0.35mm
[0054] t=3.75mm
[0055] 同样地,在导光板材料为聚碳酸酯树脂的情况下,T=4.10mm、α=38.97°(在式6~8中,A=tanα=0.81),因此,
[0056] X=6.11mm
[0057] Y=0.65mm
[0058] t=3.45mm
[0059] 图4是汇总上述的计算结果的表。
[0060] 根据图4,导光板主体24的厚度t为3.75mm(丙烯酸树脂的情况)、或3.45mm(聚碳酸酯树脂的情况)。与之相对,在专利文献1公示的液晶显示装置21中,记载有相对于锥部25的端面的高度为T=4.10mm而导光板主体24的厚度为t=2.2mm。该t=2.2mm值比上述计算中求取的厚度T的值(图4中)更薄,因此,肯定从锥部25泄露光。
[0061] 因此,在专利文献1公示的面光源装置22中,不能防止来自锥部25的光的泄露。或,在专利文献1公示的面光源装置22中,至少对来自锥部25的光的泄露没有完全考虑。
或者,若要以不泄露光的方式进行制作,相对于锥部25的厚度T而言不能使导光板主体24的厚度t太薄,必须使锥部25的长度X非常长。
[0062] (专利文献2、3)
[0063] 在特开2004-69751号公报(专利文献2)、特开2005-285389号公报(专利文献3)中也分别公示有面光源装置。但是,在专利文献2记载的面光源装置中,不能充分地抑制自导光板向外部泄露的光,泄露的光在液晶显示装置的表示面发光而使液晶显示装置的品质恶化。另外,在专利文献3记载的面光源装置中,用光反射板能够吸收光,用光反射板反射的光从光入射端面泄露,因此,光的利用效率恶化。另外,关于专利文献2、3的面光源装置的技术的课题,在专利文献4中具体的进行说明。
[0064] (专利文献4)
[0065] 因此,本发明的申请人在先提出的国际出愿(PCT/JP2008/60610;专利文献4)中,公示有一种面光源装置,其能够使导光板主体的厚度比光入射端面的高度足够地小,而且,能够使来自锥部的光导入部的光泄露少。如图5所示,该面光源装置31由使用LED的点光源32和导光板33构成。导光板33在导光板主体34的端部设置有光导入部35,因此,由高折射率的透明树脂成形。光导入部35的厚度比导光板主体34的更厚,在其端面相对配置有点光源32。在光导入部35,圆锥台形状的大致一半的形状的突部突出于与导光板主体34的光射出面39同一侧的面使光导入部35的厚度变大,该突部的外周面成为倾斜面37,沿着该倾斜面37形成指向性变换图案38。另外,虽然未图示,但是,在导光板主体34的光射出面39相反侧的面(背面)形成多个用于将在导光板主体34内导光的光反射且从光射出面39射出的制成棱状的光射出装置40(参照图6)。
[0066] 于是,在该面光源装置3 1中,如图6所示,从点光源32射出的光L从光入射端面36向光导入部35内入射,在指向性变换图案38及光导入部35的下表面进行全反射,或通过光导入部35向厚度薄的导光板主体34导光。向导光板主体34导光的光通过光射出装置40进行全反射或扩散,从光射出面39大致均匀地射出。
[0067] 而且,在这种构造的面光源装置31中,例如,只要设定:
[0068] 导光板33的折射率 n=1.59
[0069] 指向性变换图案38的顶部的顶角 φ3=120°
[0070] 光导入部35的端面的厚度 T=0.31mm
[0071] 导光板主体34の厚度 t=0.18mm
[0072] 光导入部35的上表面的长度 s1=2.50mm
[0073] 光导入部35的长度 s2=3.19mm
[0074] 倾斜面37的倾斜角 θ1=15.3°,
[0075] 则在与光射出面39垂直的面内就没有自导光板33的光的泄露。
[0076] 另外,在图7(a)所示的光导入部35的俯视图中,将连结点光源32的光射出窗32A的一端f1和指向性变换图案38的内周侧的边缘的中央g的线段与连结光射出窗32a的中央f0和指向性变换图案38的内周侧的边缘的中央g的线段构成的角度(以下,称为半幅估算角)设定为20°。另外,也将连结点光源32的光射出窗32a的另一端f2和连结指向性变换图案38的内周侧的边缘的中央g的线段与连结光射出窗32A的中央f0和指向性变换图案38的内周侧的边缘的中央g的线段构成的角度设定为20°。在该例中,光导入部35的占有面积变大,因此,导光板33的死区变大。但是,利用向光导入部35入射时的折射,在指向性变换图案38的中央部的光的横方向的扩展变得比20°更小,在除了指向性变换图案38的中央之外的部位光的横方向的扩展变得更小,在指向性变换图案38的整体能够防止光的泄露,因此,在光射出面39和平行面内泄露的光变得非常少,可以为[0077] 泄露光/输入光≤2%
[0078] 因此,在专利文献4公示的面光源装置中,即使在倾斜面37的倾斜角θ1为15.3°这样大的角度的情况下,也能够使来自导光板33的光的泄露非常小。
[0079] 但是,在面光源装置的市场上要求薄型化,并且对死区小的导光板的要求更强烈。因此,在面光源装置31的实际产品化中,要求以光导入部35的占有面积变小的方式进行考虑。这样,减小光导入部35的占有面积的结果,在实际使用的面光源装置31中,如图7(b)所示,连结点光源32的光射出窗32a的一端f1和指向性变换图案38的内周侧的边缘的中央g的线段与连结光射出窗32a的中央f0和指向性变换图案38的内周侧的边缘的中央g的线段构成的角度(半幅估算角)为30°。其结果,与该角度为20°即图7(a)的情况相比时泄露光增加,
[0080] 泄露光/输入光≤15%
[0081] 因此,减小光导入部35的占有面积时,产生了导致发生泄露光达到15%的结果、面光源装置的光利用效率降低且发光面(光射出面39)的亮度低下的问题。另外,如图8所示,由于从指向性变换图案38泄露的光而在光导入部35的边缘产生亮度高的发光区域J,面光源装置31的品质低下。
[0082] 专利文献1:(日本)特开平5-53111号公报
[0083] 专利文献2:(日本)特开2004-69751号公报
[0084] 专利文献3:(日本)特开2005-285389号公报
[0085] 专利文献4:(日本)PCT/JP2008/60610

发明内容

[0086] 但是,本发明涉及专利文献4公示的面光源装置的改进,其目的在于,提供一种能够进一步提高光的利用效率的面光源装置,尤其是,即使在减小光导入部的情况下也能够进一步提高光的利用效率。
[0087] 为实现这样的目的,本发明的面光源装置,其具备:点光源;导光板,其从光入射面导入所述点光源的光且使所述光从光射出面向外部射出,所述点光源设置于与所述导光板的光入射面相对的位置,所述导光板具备:光导入部,其用于将从光入射面入射的来自点光源的光封住;导光板主体,其厚度比所述光导入部的最大厚度小,以与所述光导入部连续的方式而设置,并通过光射出装置将封住的光从光射出面向外部射出,所述光导入部在所述导光板的光射出侧的面或其相反侧的面具有:自比所述导光板主体厚度厚的部分的表面朝向所述导光板主体的表面端倾斜的第一倾斜面,在比所述第一倾斜面更接近所述点光源侧和更远离所述点光源侧中的至少一方具有倾斜角比所述第一倾斜面的小的第二倾斜面,所述光导入部在所述导光板主体的光射出侧的面或其相反面具有指向性变换图案,该指向性变换图案由以所述点光源附近为中心沿放射状方向延伸的图案构成,用于使向所述光导入部入射的光在所述导光板的厚度方向的指向性扩展变换为朝向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性。
[0088] 在本发明的面光源装置中,在与导光板的点光源相对的位置设置有厚度厚的光导入部,因此,能够将点光源的光高效率地从光导入部导入导光板内,另外,在厚度厚的光导入部和厚度薄的导光板主体之间设置有第一倾斜面,因此,能够将向光导入部导入的光导入厚度薄的导光板主体。而且,在光导入部设置有以所述点光源附近为中心沿放射状方向延伸的指向性变换图案,该指向性变换图案用于将向所述光导入部入射的光在所述导光板的厚度方向的指向性扩展变换为朝向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性,因此,即使增大第一倾斜面的倾斜角,也能够使向光导入部入射的光为最小的泄露,或优选不产生光的泄露,使其向厚度小的导光板主体导光。因此,能够将光的损失设定为最小限,能够减薄导光板的厚度。
[0089] 另外,在本发明的面光源装置中,在比所述第一倾斜面更接近所述点光源侧和更远离所述点光源侧中的至少一方设置倾斜角比所述第一倾斜面的小的第二倾斜面,因此,即使光导入部小的情况下,也能够抑制向光导入部导入的光中的向指向性变换图案多次入射且从光导入部泄露的光。由此,能够减小导光板的死区,同时,能够提高面光源装置的光利用效率。另外,能够抑制来自指向性变换图案的光的泄露,因此,能够抑制光导入部的边缘以高亮度发光的现象,能够提高面光源装置的品质。
[0090] 在本发明的面光源装置的某实施方式中,所述第一倾斜面和所述第二倾斜面设置于彼此邻接的区域。根据该实施方式,在第一倾斜面和第二倾斜面之间不存在多余的区域,因此,能够使导光板的死区进一步变小。
[0091] 本发明的面光源装置的另外的实施方式的所述第二倾斜面仅设置于接近所述点光源侧且沿所述第一倾斜面邻接的区域和远离所述点光源侧且沿所述第一倾斜面邻接的区域中的任一方区域的一部分。与光射出面垂直的平面内的光导入部内的光的指向性扩展根据该平面的方向而不同。因此,在光达不到的方向及指向性扩展小的方向即使不设置第二倾斜面也没有关系,第二倾斜面不必要沿第一倾斜面的整体而设置,也可以局部设置。
[0092] 在本发明的面光源装置的再另外的实施方式中,其特征在于,所述第二倾斜面为平坦面,而且,与第二倾斜面垂直的法线位于与所述光入射面及所述光射出面垂直的平面内。根据该实施方式,第二倾斜面为平坦面,因此,第二倾斜面或用于成形第二倾斜面的模型的加工变得容易,导光板的制作变得容易。
[0093] 本发明的面光源装置的再另外的实施方式的所述第二倾斜面由多个平坦面构成,相邻的平坦面彼此都朝向光导入部的外面侧突出。根据该实施方式,通过多个平坦面能够使曲面状的第二倾斜面近似,因此,第二倾斜面或用于成形第二倾斜面的模型的加工变得容易,导光板的制作变得容易。
[0094] 本发明的面光源装置的再另外的实施方式的所述第二倾斜面由弯曲面构成。根据该实施方式,第二倾斜面由弯曲面形成,因此,在第二倾斜面反射的光的方向在弯曲部不会不连续地变化,在第二倾斜面能够使反射的光的行迹大致均等地一致。
[0095] 另外,用于解决本发明的所述课题的装置具有适当地组合以上说明的构成要素的特征,本发明根据各构成要素的组合能够进行多种变化。附图说明
[0096] 图1是表示使用了边缘光型的面光源装置的现有液晶显示装置的概略图;
[0097] 图2是专利文献1公示的液晶显示装置的侧面图;
[0098] 图3是表示用于图2的液晶显示装置的面光源装置的尺寸和光的行迹的图;
[0099] 图4表示上述面光源装置的尺寸例;
[0100] 图5是表示专利文献4公示的面光源装置的立体图;
[0101] 图6是表示图5的面光源装置的光的行迹的图;
[0102] 图7(a)、(b)是表示估算点光源的光射出窗从指向性变换图案38的内周的中央的角度和指向性变换图案的大小关系的图;
[0103] 图8是表示在图5的面光源装置中在光导入部的边缘发生亮度高的发光区域的形态的概略图;
[0104] 图9是表示本发明的实施方式1的面光源装置的立体图;
[0105] 图10是表示实施方式1的面光源装置的概略剖面图;
[0106] 图11(a)、(b)是说明在未设置辅助倾斜面的情况下从指向性变换图案泄露光、在设置辅助倾斜面时从指向性变换图案不泄露光的形态的局部剖断的剖面图及俯视图;
[0107] 图12是放大指向性变换图案的一部分的图;
[0108] 图13是放大表示实施方式1的光导入部的俯视图;
[0109] 图14是表示实施方式1的变形例的面光源装置的立体图;
[0110] 图15是表示实施方式1的变形例的面光源装置的局部剖断的概略剖面图;
[0111] 图16是放大表示实施方式1的变形例的光导入部的俯视图;
[0112] 图17(a)~(d)是说明从光入射端面进入光导入部内的光的指向性的图;
[0113] 图18是说明从光入射端面进入光导入部内的光的指向性的图;
[0114] 图19是表示本发明的实施方式2的面光源装置的立体图;
[0115] 图20是放大表示实施方式2的光导入部的俯视图;
[0116] 图21是实施方式2的光导入部的剖面图;
[0117] 图22是表示实施方式2的变形例1的面光源装置的立体图;
[0118] 图23是放大表示实施方式2的光导入部的俯视图;
[0119] 图24是表示实施方式2的变形例2的面光源装置的立体图;
[0120] 图25是放大表示实施方式2的变形例2的光导入部的俯视图;
[0121] 图26是表示本发明的实施方式3的面光源装置的立体图;
[0122] 图27是表示本发明的实施方式4的面光源装置的立体图;
[0123] 图28是表示实施方式4的变形例1的面光源装置的立体图;
[0124] 图29是表示实施方式4的变形例2的面光源装置的局部剖断的立体图;
[0125] 图30是表示本发明的实施方式5的面光源装置的立体图;
[0126] 图31是表示实施方式5的变形例1的面光源装置的立体图;
[0127] 图32是表示实施方式5的变形例2的面光源装置的立体图;
[0128] 图33(a)~(c)都是表示本发明的其它的光导入部的构造的概略剖面图;
[0129] 图34(a)~(c)都是表示本发明的其它的光导入部的构造的概略剖面图;
[0130] 图35(a)是本发明的实施方式6的导光板的概略俯视图,图35(b)是其指向性变换图案的放大剖面图;
[0131] 图36(a)是在实施方式6中具备不同的指向性变换图案的导光板的概略俯视图,图36(b)是其指向性变换图案的放大剖面图;
[0132] 图37(a)是在实施方式6中具备的其它的指向性变换图案的导光板的概略俯视图,图37(b)是其指向性变换图案的放大剖面图;
[0133] 图38(a)是在实施方式6中具备的其它的指向性变换图案的导光板的概略俯视图,图38(b)是其指向性变换图案的放大剖面图;
[0134] 图39是在实施方式6中具备的其他的指向性变换图案的导光板的概略俯视图;
[0135] 图40是本发明的实施方式7的导光板的概略图。
[0136] 符号说明:
[0137] 61、面光源装置
[0138] 62、点光源
[0139] 62a、光射出窗
[0140] 63、导光板
[0141] 64、导光板主体
[0142] 65、光导入部
[0143] 66、光入射端面
[0144] 67、倾斜面
[0145] 68、指向性变换图案
[0146] 68a、V形槽结构
[0147] 69、光射出面
[0148] 70、光射出装置
[0149] 71、71a、71b、辅助倾斜面
[0150] 76、81、86、88、91、101、106、108、11 1、112、121~126、面光源装置具体实施方式
[0151] 下面,参照附图说明本发明的具体实施方式。
[0152] (第一实施方式)
[0153] 说明本发明的实施方式1的面光源装置。图9是表示本发明实施方式1的面光源装置61的立体图,图10是其概略剖面图。面光源装置61由点光源62和导光板63构成。点光源62为内装有1个或多个LED62b且发白色光的光源。LED62b被封入透明密封树脂
62c内,另外,透明密封树脂62c除了正面之外都用白色树脂62d覆盖,从透明密封树脂62c的白色树脂62d露出的正面成为光射出窗62a。该点光源62与导光板63的宽度(图10纸面深度方向的寸法)相比为小尺寸,相对于称为线状光源的冷阴极管称为点光源。
[0154] 另外,所谓点光源严格意义上不是点光源。点光源也具有有限的宽度,但是不是如冷阴极管那样具有10mm以上的宽度。例如,作为点光源,有侧视型的LED等。在一个封装内放入一个以上的LED芯片,也可以多个LED芯片同时密封。多个芯片同时放入的光源宽度方向的开口尺寸为5mm左右,但是,与导光板的发光面尺寸为2英寸左右的相比非常的小,因此,可以看作点光源。另外,也可以与半导体激光元件等那样发出平行光。另外,也可以将使用光纤维导入的光导入到导光板。该情况下,可以将光纤维的光射出端面看作点光源。
[0155] 导光板63为在导光板主体64的端部设置有光导入部65的结构,由丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂(PC)、环烯系材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等高折射率的透明树脂成形。以下,导光板63设定为聚碳酸酯树脂制。
[0156] 光导入部65是导光板63中厚度厚的部分,其端面成为光入射端面66,与点光源62相对配置。另外,光导入部65的光入射端面66的厚度T与光射出窗62a的高度H相等或比其更厚(T≥H),因此,从点光源62射出的光高效率地从光入射端面66向光导入部65内入射,面光源装置61光利用效率提高。
[0157] 在光导入部65,圆锥台形状的大致半形状的突部突出于与导光板主体64的光射出面69相同侧的面,使光导入部65的厚度变大,该突部的弯曲的外周面成为倾斜面67(第一倾斜面),在该倾斜面67形成有指向性变换图案68。另外,在倾斜面67的内侧,作为平滑的弯曲面沿着倾斜面67的内周缘从一端到另一端形成有辅助倾斜面71(第二倾斜面)。倾斜面67和辅助倾斜面71遍及光导入部65的突部全周具有各自一定的倾斜角。辅助倾斜面71为比倾斜面67更平缓的倾斜,如图11(a)所示,若将自水平面测定的倾斜面67的倾斜角设定为θ1、将辅助倾斜面71的倾斜角设定为θ2,则辅助倾斜面71的倾斜角θ2比倾斜面67的倾斜角θ1小(θ2<θ1)。位于辅助倾斜面71的内周侧的光导入部65的上表面72为与水平面即光射出面69平行的平面。另外,若再定义形成指向性变换图案68的倾斜面67的倾斜角θ1,则可以称为指向性变换图案68的包络面的倾斜角。
[0158] 指向性变换图案68在从与光射出面69垂直的方向看时,为圆弧状的带状区域,在此,同样形状的V形槽结构68a排列成放射状。延长各V形槽结构68a的长度方向时,各延长线在光导入部65的端面的中央部上方汇聚于某一点附近。在三维中向上方延长V形槽结构68a的棱线及谷线时,各个延长线汇聚于一点附近。
[0159] 导光板主体64占据导光板63的大部分的面积,其厚度t比光导入部65的厚度T更薄(t<T),由此,能够实现导光板63的薄型化。在位于导光板主体64的光射出面69相反侧的背面设置有光射出装置70。在图9、图10中作为光射出装置70表示有排列为同心圆状的三角槽状的图形,但是,也可以是喷砂加工、成像印刷扩散墨的、衍射格子图形、任意的凹凸图形、使导光板主体64的光射出面69相反侧的面倾斜的(楔形状的导光板主体)图形等,另外,也可以将光射出装置70设置于光射出面69或光射出面69相反侧的面双方。光射出装置70在点光源62的附近分布密度比较小,随着距点光源62的距离变大分布密度逐渐变大。
[0160] 于是,如图10所示,在该面光源装置61中,自点光源62射出的光L从光入射端面66向光导入部65内入射,在指向性变换图案68及辅助倾斜面71、光导入部65的下表面进行全反射,或通过光导入部65向厚度薄的导光板主体64导光。向导光板主体64导入的光L通过光射出装置70进行全反射或扩散,从光射出面69的整个面大致均匀地射出。
[0161] 在此,厚度厚的光导入部65和厚度薄的导光板主体64通过倾斜面67连接,因此,向光导入部65入射的点光源62的光中的向倾斜面67入射的光通过倾斜面67进行全反射,且以比向倾斜面67入射之前更小的导光角向导光板主体64导光。因此,通过设置倾斜面67,抑制在光导入部65和导光板主体64之间泄露的光,能够提高光的利用效率。
[0162] 但是,即使在光导入部65设置倾斜面67,在倾斜面67的倾斜角θ1变大(例如,倾斜角θ1为15.3°左右)时,也难以在倾斜面67充分地抑制泄露光。因此,在本实施方式的面光源装置61中,在倾斜面67设置指向性变换图案68而使在指向性变换图案68(倾斜面67)进行全反射的光的指向性变化,即使在倾斜面67的倾斜角θ1大的情况下,自倾斜面67泄露的光的量也变小。
[0163] 另外,用V形槽结构68a构成的指向性变换图案68通过使向光导入部65入射的光的导光板厚度方向的指向性扩展变换为朝向与导光板63的面方向平行的方向倾斜的指向特性,即使在倾斜面67的倾斜角为某程度大的情况下,在倾斜面67乃至指向性变换图案68中也难以泄露光,将向光导入部65入射的光高效率地送入导光板主体64。关于由V形槽结构68a构成的指向性变换图案68的这种作用,在专利文献4(尤其是,段落0053-0108,图11-37)中进行了详细地说明,因此,引用专利文献4的说明,详细的说明省略。
[0164] 另外,即使在具有倾斜面67和指向性变换图案68的情况下,如专利文献4的说明的部分叙述那样,在光导入部65变小的情况下,从指向性变换图案68的边缘泄露光而光的利用效率降低。与之相对,在本实施方式的面光源装置61中,还设置有辅助倾斜面71,因此,即使在光导入部65变小的情况下,也能够减小光的泄露。参照图11(a)、(b),说明该理由。
[0165] 图11(a)、(b)概略地表示具有辅助倾斜面71的本实施方式的面光源装置61的一部分,用实线L2表示这时的光的行迹。另外,用双点划线表示如专利文献4公示的面光源装置那样的不存在辅助倾斜面71的情况,用虚线L1表示这时的光的行迹。
[0166] 在面光源装置不存在辅助倾斜面71的情况下,在指向性变换图案68变小时(例如,在半幅估算角ξ为30°的情况下),如图11(a)、(b)中用虚线表示的光L1那样,存在在指向性变换图案68的点a1进行全反射而横向偏离后,在光导入部35的下面的点a2进行全反射而再次向指向性变换图案68入射的光。这样二次向指向性变换图案68入射的光L1相对于指向性变换图案68的V形槽结构68a以小的入射角入射,因此,透过指向性变换图案68的点A3向导光板63d的外部泄露,使光利用效率降低,并且,使光导入部35的边缘发光。
[0167] 与之相对,在本实施方式的面光源装置61的情况下,上述的光在辅助倾斜面71被全反射。即,在指向性变换图案68的点a1进行全反射的光通过设置辅助倾斜面71而在辅助倾斜面71的点b1被全反射。在点b1被全反射的光在光导入部35的下面的点b2进行全反射而向指向性变换图案68的点b3入射。在点b3进行全反射的光横向偏离,但是,不会再次向指向性变换图案68入射,进入导光板主体64内,因此,不会从光导入部65泄露。由此,根据该实施方式的面光源装置61,即使光导入部65变小的情况下,也能够减小光的泄露,能够提高光的利用效率。
[0168] 另外,由于辅助倾斜面71的倾斜角θ2比倾斜面67的倾斜角θ1小,因此,在辅助倾斜面71被全反射的反射光相对于水平面的导光角比在倾斜面67被全反射的情况下更小,光更难以从导光板63泄露。另外,与辅助倾斜面71的部分也设定为水平面的情况相比较,光导入部65的厚度变薄,但是,通过设置辅助倾斜面71而能够增厚光导入部65的厚度(换言之,只要与光导入部65的厚度同样,就能够减薄导光板主体64的厚度)。
[0169] 因此,根据本实施方式的面光源装置61,通过设置辅助倾斜面71,即使在从倾斜面67的内周缘的中央g估算的光射出窗62a的一端f1和中央f0的半幅估算角(参照图7、图13)变小的情况下,也能够减小光的泄露,因此,能够缩短倾斜面67的内周缘的半径s1。另外,通过设置指向性变换图案68,即使增大倾斜面67的角度也能够减小光的泄露,因此,能够缩短倾斜面67的水平长度Δs。这样能够减小s1、Δs的结果是,倾斜面67的外周面的半径s2=s1+Δs变小,光导入部65的占有面积变小。因此,根据本实施方式的面光源装置61,能够减小导光板63的死区。
[0170] 另外,根据本实施方式的面光源装置61,增大倾斜面67的倾斜角θ1,或增大从倾斜面67的内周缘看到的光射出窗62a的半幅估算角,即使减小光导入部65也能够抑制光的泄露,因此,能够减小导光板63的死区,同时,又能够维持或提高光的利用效率。因此,能够提高面光源装置61的发光区域的亮度,并且,能够将在光导入部65的边缘产的亮度高的发光区域J抑制在视觉不能识别的程度。
[0171] 接着,对最适合的设计例进行说明。在从V形槽结构68a的棱线方向看时的山部的顶角(在邻接的V形槽结构68a间平面构成的最大夹角)φ3为120°时,因指向性变换图案68的指向性的变换导致的防止光泄露效果最高。另外,若顶角φ3为100~140°,则可以使
[0172] 泄露光/输入光≤20%,
[0173] 另外,若顶角φ3为110~130°,则可以使
[0174] 泄露光/输入光≤15%。
[0175] 另外,普通的透明材料(导光板材料)的折射率为1.7以下,因此,只要将导光板的折射率设定为n=1.7,则来自点光源62的入射光不从辅助倾斜面71泄露的条件为:
[0176] θ2<90°-2×arcsin(1/n)=18°
[0177] 其中,若θ2<θ1,另外,将自辅助倾斜面71的内周缘到外周边缘的水平长度设定为Δs,当然使
[0178] Δs<(T-T)×tanθ2。
[0179] 参照图10、图11,列举具体的数值如下。
[0180] 指向性变换图案68的山部的顶角 φ3=120°
[0181] 光导入部65的端面的厚度 T=0.31mm
[0182] 导光板主体64的厚度 t=0.18mm
[0183] (厚度的差T-t=0.13mm)
[0184] 倾斜面67的倾斜角 θ1=15.3°
[0185] 辅助倾斜面71的倾斜角 θ2=4°
[0186] 自光入射端面66的中央到指向性变换图案68的内周缘的长度s=2.94mm[0187] 自辅助倾斜面71的内周缘至外周边缘的水平长度Δs=0.9mm
[0188] 自光入射端面66的中央到指向性变换图案68的外周边缘的长度s2=3.19mm[0189] 另外,如图12所示,V形槽结构68a的上端侧的间距P1为0.17mm,V形槽结构68a的下端侧的间距P2为0.20mm。另外,在V形槽结构68a的下端的俯视的山部的顶角φ1为50°,在V形槽结构68a的下端的俯视的谷部的顶角φ2为46.5°。
[0190] 在具有这种尺寸的面光源装置61中,如图13所示,在将连结点光源32的光射出窗62a的一端f1和指向性变换图案68的内周侧的边缘的中央g的线段和连结光射出窗32A的中央f0和指向性变换图案38的内周侧的边缘的中央g的线段构成的角度ξ(半幅估算角)设定为30°的情况下,在专利文献4的面光源装置中,泄露光为约15%,但是,在本实施方式的面光源装置61中,泄露光为约8%。因此,泄露光减半,光的利用效率大幅提高。另外,防止光导入部65的边缘发光的效果用目视能够确认。即,光导入部65的边缘不发光。
[0191] 另外,在将半幅估算角ξ设定为35°的情况下,在本实施方式的面光源装置61中,泄露光为约15%。因此,在专利文献4的面光源装置中在光利用效率与ξ=30°的情况同样的情况下,减小光导入部65的面积能够进一步减小导光板63的死区。或者,在专利文献4的面光源装置中在ξ=35°的情况下,泄露光为约25%,因此,在本实施方式的面光源装置61中,只要光导入部35的面积相同就能够减小光的泄露,提高光的利用效率。
[0192] (第一实施方式的变形例)
[0193] 图14是表示实施方式1的变形例的面光源装置76的立体图,图15是面光源装置76的局部剖开的概略剖面图。另外,图16是表示面光源装置76的光导入部35的俯视图。
[0194] 在实施方式1中,辅助倾斜面71与指向性变换图案68的内周侧邻接设置,但是,在该变形例中,将辅助倾斜面71与指向性变换图案68的外周侧邻接设置。在该变形例中也是半幅估算角ξ和泄露光的比例的关系与实施方式1的情况同样。另外,在该变形例中,若将自辅助倾斜面71的内周缘到外周边缘的水平长度设定为Δs,则当然使[0195] Δs<(T-t)×tanθ2。
[0196] 在该变形例中,图11(b)的点A3的部位成为辅助倾斜面71,因此,没有光的泄露,光的利用效率提高,并且,能够抑制来自光导入部35的边缘的光的泄露。但是,在将辅助倾斜面71设置于指向性变换图案68的外周侧时,含有辅助倾斜面71的光导入部65的面积变大,导光板63的死区变大,因此,优选辅助倾斜面71设置于光导入部65的内周侧。
[0197] (第二实施方式)
[0198] 在实施方式1的面光源装置61中,在光导入部35的整个周边即在180°的范围内设置辅助倾斜面71,但是,也不必在光导入部35的整个周边设置,只要在包括正面的范围内设置即可。以下,说明该理由。
[0199] 在导光板63的光入射端面66为平面的情况下,利用导光板63的折射率使入射光的指向性扩展变窄。例如,在导光板63的材质为聚碳酸酯树脂的情况下,其折射率设定为n=1.59,将向光入射端面66入射的光的指向性扩展设定为±90°时,向光导入部65内入射的光的指向性扩展为:
[0200] ±α=±arcsin(1/1.59)=±39°。
[0201] 图17及图1 8表示这种光导入部65内的指向性扩展。另外,在本说明书中,作为指向性仅表示光的扩展方向,各方向的光的强度的不同没有考虑。另外,在与光入射端面66垂直的方向设定x轴方向,在与光射出面69垂直的方向设定z轴方向,在与x轴方向及z轴方向正交的方向(导光板63的宽度方向)设定y轴方向。
[0202] 图17(a)是表示从z轴方向看时的指向性。从z方向看时的指向性扩展为±α,因此,在相对于x轴具有比α更大的角度的方向,光达不到。因此,相对于x轴在比α更大的角度的方向也可以不设置辅助倾斜面71。另外,图17(b)表示从x轴方向看时的指向特性。图17(c)表示图17(a)的zx平面内的指向性K1,图17(d)表示从图17(a)的x轴倾斜角度β的r轴方向的指向性K2。另外,图1 8是立体的表示该指向性的图。如图17(a)~(d)所示,与xy平面(光射出面69)垂直的平面内的指向性随着在x轴方向成为最大,与x轴构成的角度变大而逐渐变小,在角度α的方向指向性扩展成为0。
[0203] 因此,为了防止向倾斜面67入射多次的光的辅助倾斜面71与该指向性扩展的变化相吻合,随着在正面方向(x轴方向)其水平长度Δs变长,从正面的倾斜变大而能够逐渐缩短长度Δs。另外,在光达不到的方向不需要设置辅助倾斜面71,因此,辅助倾斜面71也可以设置于包括正面方向的一部分区域。
[0204] 但是,光扩展范围α根据导光板63的折射率及光入射端面66的状态而变化。例如,在向光入射端面66实施扩散处理,或形成棱状的微细的图形的情况下,光扩展的范围α比根据导光板63的折射率决定的值更宽。另外,是否是光到达的位置,也需要考虑点光源62的位置偏移等。
[0205] 图19是表示本发明的实施方式2的面光源装置81的立体图,图20是表示其光导入部65的放大俯视图。实施方式2的面光源装置81是基于上述的考察的装置。辅助倾斜面71仅在沿倾斜面67的内周缘,且包含点光源62的正面的部分设置。另外,辅助倾斜面71成为平滑的突出曲面。
[0206] 图21是表示实施方式2的面光源装置81的最适合的数值的图。在该实施方式中,将导光板63的折射率设定为n=1.59,将指向性变换图案68的山部的顶角φ3=120°,最适合的各部的尺寸为
[0207] 光导入部65的端面的厚度 T=0.31mm
[0208] 导光板主体64的厚度 t=0.18mm
[0209] (厚度的差T-t=0.13mm)
[0210] 倾斜面67的倾斜角 θ1=15.3°
[0211] 辅助倾斜面71的倾斜角 θ2=4°
[0212] 从光入射端面66的中央到指向性变换图案68的内周缘的长度
[0213] s1=2.94mm
[0214] 从光入射端面66的中央到指向性变换图案68的外周边缘的长度
[0215] s2=3.19mm
[0216] 另外,如图20所示,正面方向的辅助倾斜面71的水平长度Δs的最大值为Δsmax=0.9mm,且随着与x轴方向构成的角度β变大而辅助倾斜面71的水平长度Δs逐渐变小。辅助倾斜面71的y轴方向的宽度为w=4.2mm。
[0217] 根据这种实施方式,只要将辅助倾斜面71设置于沿着倾斜面67的区域的一部分即可,因此,辅助倾斜面71(或用于成形辅助倾斜面71的模型)的加工范围及加工量变少,导光板63的制造容易。
[0218] (第二实施方式的变形例1)
[0219] 图22是表示实施方式2的变形例1的面光源装置86的立体图,图23是表示其光导入部65的放大俯视图。在该变形例1中,在实施方式2的面光源装置81中,将由突出曲面构成的辅助倾斜面71用制成多个窄长条状的平坦面置换。在变形例1中,辅助倾斜面71在多个平坦面成为近似突曲面的多面体,因此,邻接的平坦面彼此向光导入部65的外面侧突出。
[0220] 在该变形例1的面光源装置86中,辅助倾斜面71用多个平坦面构成,由此,辅助倾斜面71(或者用于成形辅助倾斜面71的模型)的加工变得更容易。
[0221] (第二实施方式的变形例2)
[0222] 图24是表示实施方式2的变形例2的面光源装置88的立体图,图25是表示其光导入部65的放大俯视图。在该变形例2中,用单一倾斜的平坦面构成辅助倾斜面71。辅助倾斜面71朝向点光源32的正面倾斜,在辅助倾斜面71立起的法线N与zx平面成为平行。
[0223] 该变形例2的面光源装置88的最适合的数值与实施方式2的情况下相同。其中,正面方向的辅助倾斜面71的水平长度Δs的最大值与实施方式2相同为Δsmax=0.9mm,但是,辅助倾斜面71成为单一的平坦面,因此,辅助倾斜面71的y轴方向的宽度为w=3.8mm。
[0224] 在该变形例2的面光源装置88中,辅助倾斜面71由单一的平坦面构成,由此,辅助倾斜面71(或者用于成形辅助倾斜面71的模型)的加工变得更容易。
[0225] (第三实施方式)
[0226] 图26是表示本发明的实施方式3的面光源装置91的立体图。在实施方式3中,没有在以点光源62的光射出窗62a的中央为中心的180°的范围内设置指向性变换图案68,仅在光到达指向性变换图案68的范围(在图26中,用两根虚线夹着的区域)内设置。
[0227] 在实施方式2的面光源装置81中,在光未到达的区域省略辅助倾斜面71,但是,根据同样的理由,在实施方式3中在光未到达的范围省略指向性变换图案68。这样,只要减小设计指向性变换图案68的范围,就不会使面光源装置91的光学的特性降低,就可以更容易地进行指向性变换图案68(或者用于成形指向性变换图案68的模型)的加工。
[0228] (第四实施方式)
[0229] 图27所示的实施方式4的面光源装置101将在实施方式1中说明的光导入部65沿着导光板63的光入射侧的端边缘设置多个,与各光导入部65的光入射端面66相对分别配置点光源62。
[0230] (第四实施方式的变形例1)
[0231] 图28所示的面光源装置106表示实施方式4的变形例,将在实施方式3中说明的光导入部65沿着导光板63的光入射侧的端边缘设置多个,与各光导入部65的光入射端面66相对分别配置点光源62。另外,在该面光源装置106中,在光导入部65彼此的中间区域和两端部设置平坦的倾斜面107,导光板63的光入射侧的端边缘遍及整个宽度厚度变厚。
[0232] (第四实施方式的变形例2)
[0233] 图29所示的面光源装置108表示实施方式4的其它的变形例。图29的面光源装置108也具有与图28的面光源装置106大致相同的构造。图29的面光源装置108和图28的面光源装置106的不同之处为,在图29的面光源装置108中,由平滑的弯曲面构成的辅助倾斜面71沿指向性变换图案68的内周缘从一端到另一端设置。另外,在面光源装置108中,在邻接的光导入部65彼此的指向性变换图案68间和辅助倾斜面71间分别设置倾斜角不同的倾斜面109、110。根据倾斜面67和辅助倾斜面71的倾斜角的大小,倾斜面110的倾斜角比倾斜面109的倾斜角小。
[0234] 在这些面光源装置101、106、108中,可以使用多个点光源62,因此,能够提高光射出面69的亮度。另外,通过排列配置多个点光源62,在导光板63的角部也可以发送光,导光板63的角部不容易变暗。
[0235] (第五实施方式)
[0236] 图30是表示本发明的实施方式5的面光源装置111的立体图。在该面光源装置111中,沿着导光板63的光入射侧的端缘整个宽度直线状地形成有光导入部65。光导入部
65的倾斜面67也通过一定的倾斜角的平坦面直线状地形成。指向性变换图案68设置于倾斜面67的整体,构成指向性变换图案68的各V形槽结构68a以点光源62的上方的某点为中心放射状地排列。因此,V形槽结构68a的间距根据部位而改变,在指向性变换图案68的中央部的V形槽结构68a的间距短,越向指向性变换图案68的端部V形槽结构68a的间距逐渐变长。
[0237] 在倾斜面67上,带状的辅助倾斜面71与倾斜面67邻接而直线状地形成。辅助倾斜面71是具有均匀的倾斜角的平坦面,辅助倾斜面71的倾斜角θ2比倾斜面67的倾斜角θ1小。因此,指向性变换图案68的上端侧及下端侧的包络线分别成为直线状。另外,辅助倾斜面71的上方成为光导入部65的水平的上表面72。
[0238] 在这种形态的指向性变换图案68及辅助倾斜面71中也与第一实施方式的情况同样进行设计。例如,以连结点光源62的光射出窗62a的一端和指向性变换图案68的上端边缘的中央的线段与连结光射出窗62a的中央和指向性变换图案68的上端边缘的中央的线段构成的角度为30°的方式进行设定。该角度由点光源62和指向性变换图案68的上端侧的包络线的距离、光射出窗62a的宽度决定。另外,设定倾斜面67的倾斜角θ1=15.3°,辅助倾斜面71的倾斜角θ2=4°。
[0239] (第五实施方式的变形例1)
[0240] 图31所示的面光源装置112为实施方式5的变形例1。在变形例1中,在点光源62的正面,辅助倾斜面71的水平长度成为最大,随着从点光源62的正面离开的方向,辅助倾斜面71的水平长度逐渐变短。例如,只要将辅助倾斜面71的上边缘设定为直线状,圆弧状地形成辅助倾斜面71的下边缘即可。
[0241] (第五实施方式的变形例2)
[0242] 如图32所示的面光源装置113为实施方式5的变形例2。在变形例2,将设置辅助倾斜面71的区域限定于包括点光源62的正面的宽度为w的区域。即,将设定辅助倾斜面71的区域限定在来自点光源62的光到达的范围内。而且,在点光源62的正面,辅助倾斜面71的水平长度为最大,随着从点光源62的正面离开的方向,辅助倾斜面71的水平长度逐渐变短。
[0243] (其它的实施方式)
[0244] 图33(a)~(c)及图34(a)~(c)表示本发明的其它的实施方式。在图33(a)所示的实施方式的面光源装置121中,不在倾斜面67上设置指向性变换图案68,使指向性变换图案68和倾斜面67分离,在设置有导光板63的倾斜面67的相反面设置指向性变换图案68。指向性变换图案68在导光板63的背面中设置于以点光源位置为中心的圆弧状的带状区域。在该实施方式中,在指向性变换图案68的区域使导光板63的背面凹陷,在该凹陷内排列V形槽结构68a,由此,构成指向性变换图案68。
[0245] 这样,即使在导光板63的背面设置指向性变换图案68的情况下,若没有辅助倾斜面71,则在指向性变换图案38变小时,在图33(a)中如用虚线表示的光那样,多次入射到指向性变换图案68中的光从指向性变换图案68向外部泄露,使光利用效率降低。与之相对,只要设置辅助倾斜面71,如在图33(a)中用实线表示的光所示,能够防止多次入射到指向性变换图案68的情况,能够抑制光从指向性变换图案68向外部的泄露。
[0246] 图33(b)所示的面光源装置122,在导光板63的背面侧设置有指向性变换图案68的实施方式中,将倾斜角比倾斜面67小的辅助倾斜面71设置于倾斜面67的外周侧。
[0247] 图33(c)所示的面光源装置123也在导光板63的背面侧设置有指向性变换图案68,但是,以使其向导光板63的背面突出的方式设置辅助倾斜面71。
[0248] 如图34(a)所示的面光源装置124使倾斜面67和辅助倾斜面71不邻接,在倾斜面67和辅助倾斜面71之间插入水平面73。在该实施方式中,与使倾斜面67和辅助倾斜面71邻接的情况下相比降低若干效果,但是,若与没有辅助倾斜面71的情况相比较有改善效果。
[0249] 如图34(b)所示的面光源装置125,与倾斜面67邻接设置辅助倾斜面71a(第二倾斜面),另外与辅助倾斜面71a邻接而设置辅助倾斜面71b(第二倾斜面)。辅助倾斜面71a、71b为V形槽结构68a那样的没有凹凸的平滑的倾斜面,辅助倾斜面71a的倾斜角比倾斜面67的倾斜角小,辅助倾斜面71b的倾斜角比辅助倾斜面71a的倾斜角更小。在该实施方式中,光导入部65的加工变难,但是,能够降低向指向性变换图案68多次入射的光,使光利用效率提高。
[0250] 在图34(c)所示的面光源装置126中,以沿着辅助倾斜面71的倾斜方向而倾斜角逐渐变化的方式使辅助倾斜面71弯曲。即,与通过点光源的光射出面69垂直的截面的辅助倾斜面71的轮廓为弯曲的。尤其是,在图示例中,自上向下的辅助倾斜面71的倾斜角从0°到与倾斜面67的倾斜角相等的倾斜角而连续地变化,辅助倾斜面71与上表面72及倾斜面67平滑地连接。即使在该实施方式中,也难以进行光导入部65的加工,但是,能够降低向指向性变换图案68多次入射的光,使光利用效率提高。
[0251] (第六实施方式)
[0252] 在至此说明的实施方式中,考虑了通过大致严密的构造消除来自导光板的光的泄露的方法,但是,下面再对一般化的构造进行说明。即,未必如以上说明的那样不根据V形槽结构的指向性变换图案,也能够通过由以所述点光源附近为中心向放射状方向延伸的图形(凹凸构造)构成的指向性变换图案,使在指向性变换图案反射的光的指向性向相对于光源方向(连结光反射点和点光源的中心的方向)正交的方向扩展,能够将向光导入部入射的光的所述导光板的厚度方向的指向性扩展变换为朝向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性,能够减小倾斜面67或其附近的光的泄露。
[0253] 对于该理由,在专利文献4(尤其是段落0138-0141,图55-57等)中进行了详细地说明,因此,在此引用专利文献4的说明,详细的说明省略。
[0254] 作为这样的实施方式,有例如图35(a)、(b)~图39所示的例。图35(a)、(b)为使圆柱型透镜状乃至椭圆槽状(椭圆球面状)的凹凸构造68B以点光源62为中心、以各凹凸构造68b的长度方向为与光源方向大致平行的方式放射状排列而构成指向性变换图案68的例。图36(a)、(b)为使V形槽状的凹凸构造68b、以点光源62为中心以各凹凸构造68b的长度方向为与光源方向大致平行的方式放射状排列而构成指向性变换图案68的例。图27(a)、(b)为使U槽状的凹凸构造68b以点光源62为中心、以各凹凸构造68b的长度方向与光源方向为大致平行的方式放射状排列而构成指向性变换图案68的例。图28(a)、(b)为使衍射格子状的凹凸构造68b以点光源62为中心、以各凹凸构造68b的长度方向成为与光源方向大致平行的方式放射状排列而构成指向性变换图案68的例。图39为使从z轴方向看以蛇行的方式弯曲的凹凸构造68b以点光源62为中心、以各凹凸构造68b的长度方向为与光源方向大致平行的方式放射状排列而构成指向性变换图案68的例。即使在图35(a)、(b)~图39的任一实施方式中都沿着指向性变换图案68的内周缘设置辅助倾斜面71,但是,也可以沿着各指向性变换图案68的外周边缘设置辅助倾斜面71,也可以设置于两侧。
[0255] (第七实施方式)
[0256] 图40是表示本发明的实施方式7的面光源装置127的概略立体图。在该实施方式中,将光导入部65的倾斜面67设定为没有图案的平坦面。另一方面,在设置有导光板63的倾斜面67的相反侧的面设置有指向性变换图案68。另外,也可以在平坦的倾斜面67上粘贴反射板(未图示)。
[0257] 在该实施方式中,在辅助倾斜面71或倾斜面67反射的光的至少一部分向指向性变换图案68入射,用指向性变换图案68变换指向性,由此,能够降低导光板63的背面的光的泄露,能够高效率地将光导向导光板主体64。
[0258] 另外,本申请发明涉及专利文献4公示的面光源装置的改进,因此,只要与本发明的构成没有矛盾,则专利文献4公示的技术的构成也可以适用于本发明。
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