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光源装置

阅读:818发布:2020-05-18

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。并且本 发明 提供一种面 光源 装置,其导光板由位于与点光源(62)相对的 位置 且封入点光源的光的光导入部(65)、和厚度小于该光导入部的最大厚度且通过光射出装置使闭入的光从光射出面向外部射出的导光板主体构成。光导入部(65)具有从其最大厚度部分向导光板主体(64)的表面倾斜的倾斜面(67)。在该倾斜面(67)具有用于对射入到光导入部(65)的光的指向特性进行变换的 指向性 变换图案(68)。指向性变换图案(68)具有将多个V槽构造(71)排列的结构。指向性变换图案(68)的内切圆(74)通过点光源的光射出窗(62a)的两端。另外,在从与导光板的光射出面垂直的方向观察时,各V槽构造(71)的长轴(73)分别通过点光源(62)的中心线(75)和内切圆(74)的交点G。,下面是光源装置专利的具体信息内容。

1.一种面光源装置,具备点光源和导光板,所述导光板将所述点光源的光从光射入面导入并使其从光射出面向外部射出,其特征在于,
所述点光源设置在与所述导光板的光射入面相对的位置
所述导光板具有:用于将从光射入面射入的、来自点光源的光封入的光导入部;厚度小于所述光导入部的最大厚度且以与所述光导入部连续的方式设置、并通过光射出装置使封入的光从光射出面向外部射出的导光板主体,
所述光导入部在所述导光板的光射出侧的面或其相反面具有倾斜面,该倾斜面从比所述导光板主体的厚度大的部分的表面向所述导光板主体的表面端倾斜,
所述导光板在所述光射出侧的面或其相反面具有指向性变换图案,该指向性变换图案用于将射入到所述光导入部的光在所述导光板的厚度方向上的指向性扩展变换为向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性,
所述指向性变换图案排列有多个分别向一方向延伸的凹或凸的单位图案,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内,且将隔着所述点光源的中心线位于一侧的所述单位图案的各自长轴进行了平均化的第一直线与所述中心线交叉的第一交点、和位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内,且对隔着所述点光源的中心线位于另一侧的所述单位图案的各自长轴进行了平均化的第二直线与所述中心线交叉的第二交点都位于所述点光源的光源中心的后方。
2.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,所述第一交点与所述点光源的光源中心之间的距离为所述点光源的光射出窗的宽度的6倍以下,
所述第二交点与所述点光源的光源中心之间的距离为所述点光源的光射出窗的宽度的6倍以下。
3.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,所述第一交点和所述第二交点一致。
4.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的各个所述单位图案的长轴会聚在位于所述点光源的光源中心后方的某一点附近。
5.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光所到达的区域内的所述单位图案的长轴与所述点光源的中心线交叉的点全都位于所述点光源的光源中心后方。
6.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的各个所述单位图案的长轴与所述中心线交叉的点与光源中心之间的距离为所述点光源的光射出窗的宽度的6倍以下。
7.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的所述单位图案的长轴与所述中心线交叉的点如下设置,即,越是偏离所述中心线的单位图案,所述点就越靠近所述点光源的光源中心。
8.如权利要求7所述的面光源装置,其特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的指向性变换图案形成为圆弧状,与形成为圆弧状的所述指向性变换图案内切的圆的中心与所述点光源的光源中心一致。
9.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的各个所述单位图案的长轴在所述点光源的光源中心的背后通过所述中心线上的某一点。
10.如权利要求1所述的面光源装置,其特征在于,在从与所述光射出面的垂直观察时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的指向性变换图案形成为圆弧状,所述指向性变换图案以使与该指向性变换图案内切的圆通过所述点光源的光射出窗两端的方式形成,位于射入到导光板内的光到达的区域内的所述单位图案以使各自的长轴通过所述点光源的中心线与所述内切圆的交点的方式配置。

说明书全文

光源装置

技术领域

[0001] 本发明涉及面光源装置,特别是涉及用于使光高效射入到比光源的厚度小的导光板主体的面光源装置的结构。

背景技术

[0002] 在面光源装置中,除了要求亮度均匀、高亮度、成本低廉外,还要求发光面积大(发光面以外的面积小)及厚度薄。特别是在组装于便携式仪器的情况下,随着便携式仪器的薄型化而正在提高对面光源装置薄型化的要求。
[0003] 但是,边缘照明型的面光源装置中,由于在导光板的端面相对配置点光源,因而,若导光板的厚度小于点光源的光射出窗的高度,则从点光源射出的光中不能射入到导光板的光增加,而降低面光源装置的光利用效率。因此,导光板的厚度受点光源光射出窗高度的制约,难以使导光板的厚度小于点光源光射出窗的高度。同样,在光源为冷阴极管的情况下,难以使导光板的厚度小于冷阴极管的直径。
[0004] (关于专利文献1)
[0005] 在日本特开平5-53111号公报(专利文献1)所公示的液晶显示装置中,为了使来自荧光管的光有效地射入到厚度小于荧光管的导光板,而在导光板厚度薄的部分即导光板主体的端部设置有锥形部。锥形部的端面具有大致与荧光管的直径相等的高度,使荧光管与所述端面相对。
[0006] 在这样的液晶显示装置中,可使导光板主体的厚度小于荧光管的直径,从锥形部的端面射入的光通过在锥形部的表面背面进行全反射而被导向导光板主体,从导光板主体的上表面向液晶板射出。
[0007] 但是,在专利文献1那样的液晶显示装置中,由于不能够防止锥形部的漏光,在从观察者侧观察从锥形部漏出的光发光,液晶显示装置的显示部(画面)的边缘以高亮度发光,存在使显示部的品质变差的问题。假如可防止漏光,则在该情况下,使导光板主体的厚度相对于锥形部的厚度不能变得太薄,或者必须使锥形部的长度变得非常长,由此而使发光面积狭小,不能得到根本的解决。
[0008] (关于专利文献2、3)
[0009] 日本特开2004-69751号公报(专利文献2)、日本特开2005-285389号公报(专利文献3)也分别公开了面光源装置。但是,在专利文献2所记载的面光源装置中,不能充分抑制从导光板向外部漏出的光,使漏出的光在液晶显示装置的显示面发光而造成液晶显示装置品质的恶化。另外,在专利文献3所记载的面光源装置中,由光反射板吸收光,或者使被光反射板进行了反射的光从光射入端面漏出而使光的利用效率变差。
[0010] 另外,在专利文献4中对专利文献1、2、3的面光源装置的技术课题进行了详细说明。
[0011] (关于专利文献4)
[0012] 因此,在本发明申请人最先提出的PCT专利申请(PCT/JP2008/60610;专利文献4)中,公开了可使导光板主体的厚度远远小于光射入端面的高度,且可进一步减小来自带锥形的光导入部的漏光的面光源装置。
[0013] 如图1所示,该面光源装置31由使用了LED的点光源32和导光板33构成。导光板33为导光板主体34的端部设有光导入部35的装置,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大,在其端面相对配置有点光源32。在光导入部35中,在与导光板主体34的光射出面39同侧的面突出有形成圆锥梯形状的大致一半的形状的突部而增大光导入部35的厚度,该突部的外周面成为倾斜面37,在该倾斜面37上形成有指向性变换图案38。指向性变换图案38沿倾斜面37排列有微细的V槽构造41。在从与导光板33的光射出面39垂直的方向观察时,指向性变换图案38成为以点光源32的光射出窗中央(光源中心附近)为中心的圆弧状区域,各V槽构造41延伸方向的延长线(长轴)汇聚于光源中心附近。另外,在导光板主体34的光射出面39相反侧的面(背面),以同心圆状形成有多个用于使在导光板主体34内导向的光进行反射并从光射出面39射出的棱形状的光射出装置40(参照图2)。
[0014] 但是,如图2所示,在该面光源装置31内,从点光源32射出的光L从光射入端面36射入到光导入部35内,在指向性变换图案38及光导入部35的下表面全反射,或者通过光导入部35而被导向厚度薄的导光板主体34。被导向导光板主体34的光被光射出装置
40全反射或进行扩展而从光射出面39大致均匀地射出。
[0015] 而且,在这种结构的面光源装置31中,例如若设
[0016] 导光板33的折射率n=1.59
[0017] 指向性变换图案38的顶部的顶φ=120°
[0018] 光导入部35的端面厚度T=0.31mm
[0019] 导光板主体34的厚度t=0.18mm
[0020] 光导入部35的上表面长度s1=2.50mm
[0021] 光导入部35的长度s2=3.19mm
[0022] 倾斜面37的倾斜角θ=15.3°
[0023] 则可在与光射出面39垂直的面内消除来自导光板33的漏光。
[0024] 另外,在如图3(a)所示的光导入部35的俯视图中,将连接点光源32的光射出窗32a的一端A和指向性变换图案38的内周侧边缘的中央P的线段AP与连接光射出窗32a的中央C和指向性变换图案38的内周侧缘的中央P的线段CP所形成的角度(以下称为单侧预设角)∠APC设为20°。另外,将连接点光源32的光射出窗32a的另一端B和指向性变换图案38的内周侧缘的中央P的线段BP与连接光射出窗32a的中央C和指向性变换图案38的内周侧边缘的中央P的线段CP所形成的角度(单侧预设角)∠BPC也设为20°。
在该例中,由于光导入部35的占有面积变大,因而使得导光板33的静区(dead space)S变大。但是,由于射入到指向性变换图案38的中央P的光的横向扩展在中心线CP的两侧分别成为20°,在偏离指向性变换图案38的中央P的部位,光横向扩展分别小于20°,在指向性变换图案38的整体可防止漏光,因而在与光射出面39平行的面内的漏光非常少,最大漏光的比率可达到2%(即,漏光/输入光≤2%)。
[0025] 因此,在专利文献4所公示的面光源装置31中,即使是倾斜面37的倾斜角θ达到15.3°这样大的角度的情况,只要光导入部35的单侧预设角为20°以下,则就可使来自导光板33的漏光非常小。另外,即使是单侧预设角为大于20°的情况,也使小单侧预设角尽可能地小的一方减小漏光。
[0026] 但是,面光源装置市场中,强烈要求薄型化,同时强烈要求静区小的导光板。因此,在面光源装置的产品化时,要求考虑减小光导入部的占有面积。
[0027] 为了缩小光导入部35的占有面积,只要以增大单侧预设角的方式设计指向性变换图案38即可。例如,在如图3(b)所示的光导入部35中,将连接点光源32的光射出窗32a的一端A和指向性变换图案38的内周侧边缘的中央P的线段AP与连接光射出窗32a的中央C和指向性变换图案38的内周侧边缘中央P的线段CP形成的单侧预设角设为∠APC=30°。同样,也将单侧预设角∠BPC设为30°。若对单侧预设角∠APC、∠BPC为30°的图3(b)的情况和为20°的图3(a)的情况进行比较,则在单侧预设角为30°的情况下可缩小光导入部35的静区S,但相反,漏光增加且最大漏光的比率达到15%(漏光/输入光≤15%)。
[0028] 另外,在设单侧预设角为40°的情况下,较之30°的情况可缩小静区,但是,漏光比30°的情况有所增加,最大漏光的比率变得比15%还大。
[0029] 在实际的面光源装置中,虽然希望以少许漏光为牺牲而减小静区,但是,若漏光程度达到15%,则面光源装置的光利用效率下降而造成发光面(光射出面39)的亮度下降,同时,如图4所示,因从指向性变换图案38漏出的光而在光导入部35的边缘产生亮度高的发光区域J,使面光源装置31的品质下降。因此,在实际应用中,漏光以15%左右为限度,在专利文献4的面光源装置31中,较之单侧预设角为30°的情况不能缩小光导入部35的占有面积并缩小静区S。
[0030] 专利文献1:日本特开平5-53111号公报
[0031] 专利文献2:日本特开2004-69751号公报
[0032] 专利文献3:日本特开2005-285389号公报
[0033] 专利文献4:PCT/JP2008/60610

发明内容

[0034] 本发明涉及专利文献4所公开的面光源装置的改良,其目的在于,提供一种面光源装置,进一步减小漏光且进一步提高面光源装置的光利用效率。特别是提供一种面光源装置,若光导入部的静区相同,则可进一步减小漏光并提高光利用效率。
[0035] 本发明的面光源装置具备点光源和导光板,所述导光板将所述点光源的光从光射入面导入并使其从光射出面向外部射出,其特征在于,所述点光源设置在与所述导光板的光射入面相对的位置,所述导光板具有:用于将从光射入面射入的、来自点光源的光封入的光导入部;厚度小于所述光导入部的最大厚度且以与所述光导入部连续的方式设置、并通过光射出装置使封入的光从光射出面向外部射出的导光板主体,所述光导入部在所述导光板的光射出侧的面或其相反面具有倾斜面,该倾斜面从比所述导光板主体的厚度大的部分的表面向所述导光板主体的表面端倾斜,所述导光板在所述光射出侧的面或其相反面具有指向性变换图案,该指向性变换图案用于将射入到所述光导入部的光在所述导光板的厚度方向上的指向性扩展变换为向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性,所述指向性变换图案排列有多个分别向一方向延伸的凹或凸的单位图案,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内,且将隔着所述点光源的中心线位于一侧的所述单位图案的各自长轴进行了平均化的第一直线与所述中心线交叉的第一交点、和位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内,且对隔着所述点光源的中心线位于另一侧的所述单位图案的各自长轴进行了平均化的第二直线与所述中心线交叉的第二交点都位于所述点光源的光源中心的后方。
[0036] 在此,所谓点光源的光源中心是指点光源的光射出窗的两端间的中央。所谓点光源的中心线是指垂直于连接指光射出窗两端的方向且通过光源中心的轴线。所谓单位图案的长轴是指单位图案延伸的长度方向的直线及其延长线。另外,所谓点光源的光源中心的后方是指相对于光射出窗,指向性变换图案的相反侧。
[0037] 另外,对单位图案的各长轴进行了平均化的直线如下定义。从与导光板的光射出面垂直的方向观察,以光源中心为坐标原点,在与点光源的前面平行的方向设定为X坐标轴,在与点光源的前面垂直的方向设定为Y坐标轴。此时,若各单位图案的长轴用[0038] X=an·Y+bn
[0039] 表示,则平均化后的直线用
[0040] X=[(∑an)/N]·Y+[(∑bn)/N]
[0041] 表示。下标的n为识别各单位图案的标志,用∑表示的总和相对作为对象的所有单位图案进行。N为作为对象的单位图案的个数,N=∑1。
[0042] 另外,该进来了平均化的直线与中心线交叉的交点的Y坐标为
[0043] -(∑bn)/(∑an)
[0044] 本发明的面光源装置中,由于在位于从光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的大部分单位图案中,从点光源射入到单位图案的光的扩展关于单位图案的长轴大致(对称)相等,因此,若光导入部的静区相同,则较之专利文献4所公开的面光源装置,进一步提高了光的利用效率。因此,只要是相同效率的光导入部,则可减小光导入部的静区,进而可增大发光面积的比率。另外,还可减小来自光导入部的漏光并防止光导入部或其近旁发光。
[0045] 本发明的面光源装置的一实施方式的特征在于,所述第一交点与所述光源中心之间的距离为所述点光源的光射出窗宽度的6倍以下,所述第二交点与所述光源中心之间的距离为所述点光源的光射出窗宽度的6倍以下。根据该实施方式,可使最大漏光的比率达到最佳且为允许限度即15%以下。
[0046] 本发明的面光源装置的另一实施方式的特征在于,所述第一交点与所述第二交点相一致。根据该实施方式,由于隔着点光源的中心线在一区域和另一区域,光射入部的光学特性相同,因而在中心线的两侧可使面光源装置的亮度相等。
[0047] 本发明的面光源装置的另一实施方式的特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的各个所述单位图案的长轴会聚在位于所述点光源的光源中心后方的某一点附近。根据该实施方式,由于在位于从光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的几乎所有的单位图案中,使得从点光源射入到单位图案的光的扩展关于单位图案的长轴大致相等,因而,较之专利文献4所公开的面光源装置进一步提高了光的利用效率。因此,若是相同效率的光导入部,则可缩小光导入部的静区,进而可增大发光面积的比率。另外,还可减小来自光导入部的漏光并防止光导入部或其附近发光。
[0048] 本发明的面光源装置的另一实施方式的特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光所到达的区域内的所述单位图案的长轴与所述点光源的中心线交叉的点全都位于所述点光源的光源中心后方。根据该实施方式,由于在位于从光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的几乎所有的单位图案中,从点光源射入到单位图案的光扩展关于单位图案的长轴大致相等,因而,较之专利文献4所公开的面光源装置进一步提高了光的利用效率。因此,若是相同效率的光导入部,则可缩小光导入部的静区,进而可增加发光面积的比率。另外,还可减小来自光导入部的漏光并防止光导入部或其附近发光。
[0049] 本发明的面光源装置的另一实施方式的特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的各个所述单位图案的长轴与所述中心线交叉的点与光源中心之间的距离为所述点光源的光射出窗宽度的6倍以下。根据该实施方式,可使最大漏光的比率达到最佳且为允许限度15%以下。
[0050] 本发明的面光源装置的另一实施方式的特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的所述单位图案的长轴与所述中心线交叉的点如下设置,即,越是偏离所述中心线的单位图案,所述点就越靠近所述点光源的光源中心。特别优选在该情况下,在从与所述光射出面垂直的方向观察时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的指向性变换图案形成为圆弧状,与形成为圆弧状的所述指向性变换图案内切的圆的中心与所述点光源的光源中心一致。根据该实施方式,由于在位于从光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的几乎所有的单位图案中,从点光源射入到单位图案的光的扩展关于单位图案的长轴大致相等,因此,较之专利文献4所公开的面光源装置进一步提高了光的利用效率。因此,只要是相同效率的光导入部,则就可减小光导入部的静区,进而可增加发光面积的比率。另外,还可减小来自光导入部的漏光防止光导入部或其附近发光。
[0051] 本发明的面光源装置的另一实施方式的特征在于,在从与所述光射出面垂直的方向观察所述导光板时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的各个所述单位图案的长轴在所述点光源的光源中心的背后通过所述中心线上的某一点。根据该实施方式,由于在位于从光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的几乎所有的单位图案中,从点光源射入到单位图案的光的扩展关于单位图案的长轴大致相等,因而,较之专利文献4所公示的面光源装置进一步提高了光的利用效率。因此,只要是相同效率的光导入部,就可减小光导入部的静区,进而可增加发光面积的比率。另外,还可减小来自光导入部的漏光并防止光导入部或其附近发光。
[0052] 本发明的面光源装置的另一实施方式的特征在于,在从与所述光射出面的垂直观察时,位于从所述光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的指向性变换图案形成为圆弧状,所述指向性变换图案以使与该指向性变换图案内切的圆通过所述点光源的光射出窗两端的方式形成,位于射入到导光板内的光到达的区域内的所述单位图案以使各自的长轴通过所述点光源的中心线与所述内切圆的交点的方式配置。根据该实施方式,在位于从光射入面射入到导光板内的光到达的区域内的所有单位图案中,由于从点光源射入到单位图案的光的扩展关于单位图案的长轴大致相等,因而,较之专利文献4所公示的面光源装置进一步提高了光的利用效率。因此,只要是相同效率的光导入部,就可减小光导入部的静区,进而可增大发光面积的比率。另外,还可减小来自光导入部的漏光并防止光导入部或其附近发光。
[0053] 另外,用于解决本发明中的所述课题的装置具有将以上说明的构成要素进行适当组合的特征,本发明可通过上述构成要素的组合而进行多种变更。附图说明
[0054] 图1是表示专利文献4所公开的面光源装置的立体图;
[0055] 图2是表示图1的面光源装置中的光的行踪的图;
[0056] 图3(a)、(b)是表示从指向性变换图案内周中央观察到的点光源的光射出窗的角度和指向性变换图案的大小的关系的图;
[0057] 图4是表示在图1的面光源装置中,在光导入部边缘发生亮度高的发光区域的情况的概略图;
[0058] 图5是表示本发明实施方式1的面光源装置的立体图;
[0059] 图6是表示实施方式1的面光源装置的概略剖面图;
[0060] 图7是在实施方式1的面光源装置中,从与光射出面垂直的方向看到的光导入部的俯视图。
[0061] 图8是用于说明图7的光导入部的作用的概略图;
[0062] 图9是表示比较例(在专利文献4进行了说明)中的光导入部结构的俯视图;
[0063] 图10表示通过模拟验证从右侧射入到V槽构造的光和从左侧射入到V槽构造的光之差对面光源装置的效率带来的影响的结果的图;
[0064] 图11是说明用于得到图10的数据的模型的图;
[0065] 图12是表示在比较例的面光源装置和本实施方式的面光源装置中,求出改变单侧预设角的情况下的最大漏光的比率的结果的图;
[0066] 图13是表示在实施方式1的光导入部设单侧预设角为60°的情况的俯视图;
[0067] 图14是表示在实施方式1的光导入部设单侧预设角为30°的情况的俯视图;
[0068] 图15是说明对图14的光导入部进行了变形的情况的俯视图;
[0069] 图16是表示实施方式1的第一变形例的俯视图;
[0070] 图17是用于说明对单位图案的各长轴进行了平均化的直线的定义的图;
[0071] 图18是表示实施方式1的第二变形例的俯视图;
[0072] 图19是表示本发明实施方式2的面光源装置的光导入部的俯视图;
[0073] 图20是实施方式2的光导入部的作用说明图;
[0074] 图21是表示位于偏离中心线微小距离Δ的V槽构造的长轴与中心线的交点的图;
[0075] 图22是表示最大距离系数α和单侧预设角ω的关系的图;
[0076] 图23是表示会聚点F与光源中心C的距离D和漏光量的关系的图;
[0077] 图24是表示实施方式2的第一变形例的俯视图;
[0078] 图25是表示实施方式2的第二变形例的俯视图;
[0079] 图26是表示本发明的实施方式3的面光源装置的光导入部的立体图;
[0080] 图27是表示实施方式3的另一例的面光源装置的光导入部的立体图;
[0081] 图28是表示本发明实施方式4的面光源装置的立体图;
[0082] 图29是表示本发明实施方式4的面光源装置的光导入部的局部的放大立体图;
[0083] 图30是表示实施方式4的另一例的面光源装置的立体图;
[0084] 图31是表示实施方式4的另一例的面光源装置的光导入部的局部的立体图;
[0085] 图32(a)是本发明实施方式5的导光板的概略俯视图,图32(b)是其指向性变换图案的放大剖面图;
[0086] 图33(a)是在实施方式5中具备不同的指向性变换图案的导光板的概略俯视图,图33(b)是其指向性变换图案的放大剖面图;
[0087] 图34(a)是在实施方式5具备另一指向性变换图案的导光板的概略俯视图,图34(b)是其指向性变换图案的放大剖面图;
[0088] 图35(a)是在实施方式5中具备另一指向性变换图案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;
[0089] 图36是在实施方式5中具备另一指向性变换图案的导光板的概略俯视图。
[0090] 符号说明
[0091] 61:面光源装置
[0092] 62:点光源
[0093] 62a:光射出窗
[0094] 62b:LED
[0095] 63:导光板
[0096] 64:导光板主体
[0097] 65:光导入部
[0098] 66:光射入端面
[0099] 67:倾斜面
[0100] 68:指向性变换图案
[0101] 69:光射出面
[0102] 70:光射出装置
[0103] 71:V槽构造
[0104] 73:长轴
[0105] 74:内切圆
[0106] 75:中心线

具体实施方式

[0107] 以下,参照附图说明本发明的优选实施方式。
[0108] (第一实施方式)
[0109] 说明本发明实施方式1的面光源装置。图5是表示本发明实施方式1的面光源装置61的立体图,图6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内设有一个或多个LED62b并发出白光。LED62b密封于透明密封树脂62c内,另外,透明密封树脂62c除正面外都被白色树脂62d所覆盖,从透明密封树脂62c的白色树脂62d露出的正面为光射出窗62a。该点光源62比导光板63的宽度(图6的纸面进深方向的尺寸)小,将冷阴极管称为线状光源,与此相对,将其称为点光源。
[0110] 另外,所谓点光源并不是严格意义上的点光源。点光源也具有有限的宽度,但是不像冷阴极管那样使发光面整体连续发光。例如,作为点光源有侧视型(side view)的LED等。一个封装内装有一个以上的LED芯片,也可以将多个LED芯片同时密封。同时装入多个芯片可使宽度方向的开口尺寸达到5mm左右,但与导光板的发光面尺寸为2英寸左右相比非常小,因而,可视为点光源。另外,作为另一例虽然LED封装尺寸自身大,但是在一个封装内局部且分散配置有多个LED芯片(例如LED的一个封装的发光面宽度为40mm左右,在该封装内按5mm间隔分散配置LED芯片的情况也视为点光源)。另外,也可以发出像半导体激光元件等那样的平行光。另外,也可以使用光纤将导入的光导向导光板。该情况下,可将光纤的光射出端面视为点光源。
[0111] 导光板63在导光板主体64的端部设有光导入部65,其由丙烯酸树脂、聚酸酯树脂(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。以下设导光板63为聚碳酸酯树脂制。
[0112] 光导入部65在导光板63中为厚度大的部分,其端面成为光射入端面66且相对配置有点光源62。另外,光导入部65的光射入端面66的厚度T与光射出窗62a的高度H相等或者比该高度H大(T≥H),因此,使从点光源62射出的光高效率地从光射入端面66射入到光导入部65内,而提高面光源装置61的光利用效率。
[0113] 在光导入部65内,在与导光板主体64的光射出面69同侧的面突出有形成圆锥台形状的大致一半形状的突部而使光导入部65的厚度变大,该突部弯曲的外周面成为倾斜面67,在该倾斜面67形成有指向性变换图案68。倾斜面67遍及光导入部65的突部全周具有恒定的倾斜角θ。将位于倾斜面67的内周侧的光导入部65的上表面72成为与平面即光射出面69平行的平面。另外,若对形成指向性变换图案68的倾斜面67的倾斜角θ进行重新定义,可成为指向性变换图案68的包络面的倾斜角。若从与光射出面69垂直的方向观察,指向性变换图案68为呈圆弧状的带状区域,在此作为单位图案将形成槽状的V槽构造71(或者截面倒V形的山形结构)排列成放射状。
[0114] 导光板主体64占导光板63的大部分面积,其厚度t小于光导入部65的厚度T(t<T),由此可实现导光板63的薄型化。在位于导光板主体64的光射出面69相反侧的背面具有光射出装置70。在图5、图6中表示的是作为光射出装置70,排列成同心圆状的三角槽状的图案,但是也可以是侧喷加工、对扩散油墨进行照相印刷、衍射条纹图案、任意凹凸图案、使导光板主体64的光射出面69相反侧的面倾斜(楔状导光板主体)等,另外,也可以将光射出装置70设置在光射出面69或者光射出面69与其相反面双方。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的距离变大而分布密度逐渐变大。
[0115] 但是,在该面光源装置61中,如图6所示,从点光源62射出的光L从光射入端面66射入到光导入部65内。厚度大的光导入部65的表面和厚度小的导光板主体64的表面通过倾斜面67连接,因此,射入到光导入部65的点光源62的光边在倾斜面67与其相对面之间进行全反射边导向导光板主体64,或者通过光导入部65而导向厚度小的导光板主体
64。此时,射入到倾斜面67的光因被指向性变换图案68进行反射,从而来自倾斜面67的漏光减小,被高效率地导向导光板主体64。导向导光板主体64的光L被光射出装置70全反射或扩展而从光射出面69的整体大致均匀地射出。
[0116] 接着,详细说明实施方式1中的指向性变换图案68的结构。沿光导入部65的倾斜面67排列的各V槽构造71的长轴(沿V槽构造71的凹线或棱线的长度方向延长的直线)在比光导入部65的上表面72高的位置,在一点F进行交叉。
[0117] 图7是从与光射出面69垂直的方向观察的该光导入部65的俯视图。在从与光射出面69垂直的方向观察时,与指向性变换图案68内切的圆74通过点光源62的光射出窗62a的两端A、B。另外,V槽构造71的长轴73所会聚的点F与内切圆74和点光源62的中心线75(通过光射出窗62a的中央C且垂直于连接两端AB的方向的直线)的交点G一致。
[0118] 图8是用于说明具有图7的结构的光导入部65的作用的概略图。如上所述,光射出窗62a的两端A、B位于内切圆74上的任意位置,若所有的V槽构造71的长轴73也都通过内切圆74与中心线75的交点G(=F),则它们的位置关系成为如图8那样。在此,若设各V槽构造71的内周侧端为P、Q1、Q2、Q3、...,则直线PF、Q1F、Q2F、Q3F、...成为各V槽构造71的长轴73。其中,P、Q1、Q2、Q3、...为点光源62前方的内切圆74上的点,P为中心线75上的点,Q1、Q2、Q3、...为内切圆74上的任意点。另外,点O为内切圆74的中心。
[0119] 由图8可知,角度∠APF、∠AQ1F、∠AQ2F、∠AQ3F、...都是同一圆弧AG的圆周角,因而这些角度都相等。即,
[0120] ∠APF=∠AQ1F=∠AQ2F=∠AQ3F=...(式1)
[0121] 同样,角度∠BPF、∠BQ1F、∠BQ2F、∠BQ3F、...也都是相对于同一圆弧BG的圆周角,因而这些角度也彼此相等。即,
[0122] ∠BPF=∠BQ1F=∠BQ2F=∠BQ3F=...(式2)
[0123] 另外,由于点P为中心线75上的点,因而
[0124] ∠APF=∠BPF(式3)
[0125] 因此,由式1~3可得到
[0126] ∠AQ1F=∠BQ1F
[0127] ∠AQ2F=∠BQ2F
[0128] ∠AQ3F=∠BQ3F
[0129] .........(式4)
[0130] 这一结果。
[0131] 上述式4的意义在于,在任一V槽构造71中,从点光源62射入到V槽构造71的光的扩展关于V槽构造71的长轴73在右侧和左侧相等。即,射入到位于Qm(m=1、2、...)的位置的V槽构造71的光的扩展∠AQmB关于长轴QmF,使右侧的扩展∠AQmF和左侧的扩展∠BQmF相等。
[0132] 图9是表示比较例(在专利文献4进行了说明)的光导入部35的结构的图,是从垂直于光射出面的方向看到的俯视图。在该比较例中,指向性变换图案38的内切圆74的中心O与光射出窗32a的中央C(光源中心)一致,各V槽构造41的长轴73通过内切圆74的中心O。在这样的比较例中,位于中心线75上的点P的V槽构造41关于长轴73,右侧的射入光的扩展∠APO和左侧的射入光的扩展∠BPO相等,而位于偏离中心线75的任意位置Q的V槽构造41,关于长轴73,右侧的射入光的扩展∠AQO和左侧的射入光的扩展∠BQO不同。因此,在比较例那样的光导入部35中,光从偏向大部分V槽构造41的方向射入,使得来自光导入部35的漏光增大。
[0133] 对此,在如图7所示的光导入部65,由于不依存V槽构造71的位置而关于其长轴73,右侧的射入光的扩展和左侧的射入光的扩展相等,因此,光导入部65的漏光减小,面光源装置61的光利用效率提高。
[0134] 图10是表示通过模拟验证射入到V槽构造71的光的偏转,即在V槽构造71从右侧射入的光和从左侧射入的光之差对面光源装置61的效率带来的结果的图。另外,图11是说明用于得到图10的数据的模型的图。在该模拟实验(模拟在与专利文献4的段落0167所记载的条件相同的条件下进行)中,如图11所示,在试验用的导光板63的上表面、点光源62的中心线75上形成V槽构造71,改变V槽构造71的长轴73和中心线75所形成的角度v,计算此时效率改善效果。所谓效率改善效果是指从光导入部65向导光板主体64不发生任何比例的漏光而进行传播的效率,设没有V槽构造71时的效率为零,设具有防止漏光的效率改善效果的(减少漏光)情况为正,设防止漏光的效率反而下降(漏光增加)的情况为负。具体而言,在设V槽构造71的长轴73与中心线75所成的角度为v时,若设传播到导光板主体64的光量为Iv、设依无图案传播到导光板主体64的光量为Io,则效率改善效果可用(Iv-Io)/Io表示。另外,用图10表示的效率改善效果按效率改善效果达到最高的角度标准化为1。
[0135] 由图10可知,长轴73的角度v越大则面光源装置61的效率改善效果越低。因此,可以确认V槽构造71相对于其长轴73来自右侧的射入光的扩展和来自左侧的射入光的扩展相等时效率最高。即,较之如图9所示以使各V槽构造41的长轴73在光源中心C会聚的方式排列V槽构造41,还是如图7所示以使各V槽构造71的长轴73在内切圆74上的点G会聚的方式排列V槽构造71一方,面光源装置61的效率高。因此,根据本实施方式的构成,可减少光导入部65中的漏光进而可提高面光源装置61的效率,由此还可减小静区。
[0136] 进行具体说明时如下所述。在图7的光导入部35,内切圆74的中心O与光源中心C一致,单侧预设角为∠APC=∠BPC=45°,长轴73的会聚点F和光源中心C的距离为R。该情况下,若设光射出窗62a的宽度为2R、设V槽构造71的长度为δ,则光导入部65的静区为R+δ,最大漏光的比率为约4.0%。另一方面,在图9的比较例中,在单侧预设角为∠APC=∠BPC=30°的情况下,静区为 最大漏光的比率
如上述那样为15%。因此,根据如图7所示的实施方式1的光导入部35,与图9的比较例相比较,可使最大漏光的比率小于比较例,且静区也小于比较例。
[0137] 另外,在本实施方式的面光源装置61中,内切圆74的中心O不一定与光源中心C一致。因此,如图8所示,可通过使内切圆74的中心O沿中心线75移动,来改变单侧预设角∠APC=∠BPC。
[0138] 图12是表示在比较例的面光源装置和本实施方式的面光源装置61中,求出使单侧预设角时的最大漏光的比率的结果。在此所使用的模型的参数分别为
[0139] 导光板的折射率n=1.59
[0140] 指向性变换图案的顶部的顶角φ=120°
[0141] 光导入部的端面厚度T=0.31mm
[0142] 导光板主体的厚度t=0.18mm
[0143] 光导入部上表面的长度s1=2.50mm
[0144] 光导入部的长度s2=3.19mm
[0145] 倾斜面37的倾斜角θ=15.3°
[0146] (参照图2、图6)。根据图12,只要单侧预设角相同,本实施方式的面光源装置61的最大漏光的比率减小。
[0147] 若面光源装置的漏光达到15%左右,则面光源装置的光利用效率降低,导致发光面的亮度下降,因从指向性变换图案漏出的光而在光导入部边缘产生亮度高的发光区域,因此,在实际使用中最大漏光的比率以15%左右为限度。因此,若在图12上观察最大漏光比率为15%以下的单侧预设角,在比较例中必须为约30°以下,对此,在本实施方式中,即使单侧预设角接近90°,最大漏光比率也远小于15%。或者与单侧预设角无关,最大漏光比率达到15%以下。
[0148] 另外,在本实施方式的情况下,在设为单侧预设角∠APC=∠BPC=ω时,设光射出窗62a的宽度为2R,会聚点F与光源中心C的距离D为
[0149] D=R×tanω...(式5)
[0150] 设V槽构造71的长度为δ,静区为
[0151] (R/tanω)+δ...(式6)
[0152] 例如,图13表示在本实施方式的光导入部35,单侧预设角为∠APC=∠BPC=60°的情况。该情况下,最大漏光比率根据图12为约6.5%,远小于单侧预设角30°的图9的比较例的最大漏光比率。另外,该情况下,根据式6,静区为远小于图9的比较例的静区。另外,根据式5,会聚点F与光源中心C的距离为
[0153] 另外,图14表示在本实施方式的光导入部35,单侧预设角为∠APC=∠BPC=30°的情况。这是单侧预设角的大小与图9的比较例相同的情况。该情况下,最大漏光比率进一步降低达到约2.5%(参照图12)。另外,静区为 等于图
9的比较例的静区。另外,会聚点F和光源中心C的距离为
[0154] 因此,根据本实施方式的面光源装置,较之专利文献4所公开的面光源装置降低了漏光,进而可提高光利用效率。即,若单侧预设角相同,则与图9比较例相比,静区相同而漏光减少,光的利用效率提高。另外,若最大漏光的比率相同,则与图9的比较例相比减小了静区。
[0155] 另外,即使设在俯视时从点光源62射出的光的扩展为180°,从光射入端面66射入到光导入部65内的光因折射而使扩展角小于180°。例如,若设导光板63的折射率为1.59,则光导入部65内的光的扩展为2×arcsin(1/1.59)≈78°(=全反射的临界角的2倍)。就该情况而言,光不会从图15所示的光射出窗62a的端A到达39°以上的方向即直线AA′的外侧,以及不会从光射出窗62a的端B到达39°以上的方向即到达直线BB′的外侧。因此,在这些光不能到达的区域,如图15所示,也可以不设置V槽构造71。或者如图
15用虚线表示的那样,也可以在这些区域设置任意形状的图案。这对于任意实施方式都适用。特别是如图14所示,在指向性变换图案38的点光源62侧的端部间狭窄的情况下,可像图15那样扩展。
[0156] (实施方式1的变形例)
[0157] 在实施方式1中,通过使各V槽构造71的长轴73聚集于内切圆74与中心线75的交点G,而使点光源62的光均匀地射入到各V槽构造71,但由图10可知,即使V槽构造71的长轴73的方向稍微不同也不至于使效率急剧下降。另外,由于本发明以将效率提高到高于专利文献4所公开的面光源装置为目的,因而在该限度内可使条件变得宽松。即,不至于必须使所有的V槽构造71严格满足上述的条件。
[0158] 因此,在实施方式1的变形例的面光源装置中,光导入部65的结构可带有以下特征。
[0159] 图16是表示实施方式1的第一变形例的俯视图。在该变形例中,在从垂直于光射出面69的方向观察导光板63时,对位于从光射入端面66射入到光导入部65内的光到达的区域内且隔着点光源62的中心线75位于一侧的各V槽构造71(即图16上位于中心线75与直线AA′之间的V槽构造71)的长轴73进行了平均化的第一直线73A与中心线75交叉的第一交点,和对位于从光射入端面66射入到光导入部65内的光到达的区域内且隔着点光源62的中心线75位于另一侧的各V槽构造71(即图16上位于中心线75与直线BB′之间的V槽构造71)的长轴73进行了平均化的第二直线73B与中心线75交叉的第二交点,在中心线75上的一点F相一致。该交点F为光源中心C后方的点,是除去光源中心C且距光源中心C的距离D为光射出窗62a的宽度的6倍的距离12R以下的点。另外,优选该交点F在指向性变换图案68的内切圆74与中心线75的交点G附近。另外,关于距光源中心C的距离D为光射出窗宽度的6倍以下这一点将在后面进行说明。
[0160] 如上所述的“对各V槽构造71的长轴73进行了平均化的直线”(73A或73B)如下定义。如图17所示,从与导光板63的光射出面69垂直的方向观察,以光源中心C为坐标原点,将X坐标轴设定在与点光源62的前面(光射出窗62a)平行的方向,将Y坐标轴设定在与点光源62的前面垂直的方向。而且,在将作为对象的V槽构造71的个数设为N个时,对该N个V槽构造71逐一用标志n=1、2、...、N进行区别。在XY坐标系中,若分别设第n个V槽构造71的长轴73的倾角为an,设长轴73的X切片为bn,则各V槽构造71的长轴73可以用下面的方式表示。
[0161] X=an·Y+bn
[0162] 对这些N条长轴73进行了平均化的直线(第一直线73A或第二直线73B)用下面的式1进行定义。
[0163] 式1
[0164]
[0165] ......(式1)
[0166] 另外,根据上述式1,对N条长轴73进行了平均化的直线与中心线75的交叉的交点(第一交点或第二交点)的Y坐标Yi可用以下的式2表示。
[0167] 式2
[0168]
[0169] ......(式2)
[0170] 在第一变形例中,由于交点F为光源中心C的更后方的点,是除去光源中心C且距光源中心C的距离D为光射出窗62a宽度的6倍的距离12R以下的点,因此,[0171] -12R≤Yi<0
[0172] 另外,图18是表示实施方式1的第二变形例的俯视图。在该变形例中,从垂直于光射出面的方向观察导光板63时,对位于从光射入端面66射入到光导入部65内的光到达的区域内且隔着点光源62的中心线75位于一侧的各V槽构造71的长轴73进行了平均化的第一直线73A与中心线75交叉的第一交点Fa、和对位于从光射入端面66射入到光导入部65内的光到达的区域内且隔着点光源62的中心线75位于另一侧的各V槽构造71的长轴73进行了平均化的第二直线73B与中心线75交叉的第二交点Fb是不同的点。该交点Fa、Fb都是光源中心C后方的点,是除去光源中心C且距光源中心C的距离D为光射出窗62a宽度的6倍距离12R以下的点。另外,优选该交点Fa、Fb位于指向性变换图案68的内切圆74与中心线75的交点G附近。另外,在图18上第二交点Fb比第一交点Fa靠近光源中心C,但是也可以使第二交点Fb远离光源中心C。
[0173] (第二实施方式)
[0174] 图19是表示本发明实施方式2的面光源装置的光导入部65的俯视图。图20是实施方式2的说明图。如图19所示,在实施方式2中,以使内切圆74的中心O与光源中心C一致的方式形成指向性变换图案68。若将各V槽构造71的内周侧的端自靠近中心线75的V槽构造71起依次分别设为Q1、Q2、Q3、...,将各V槽构造71的长轴73与中心线75交叉的点分别设为F1、F2、F3、...,则以使连接光射出窗62a的一端A和V槽构造71的内侧端Qm(m=1、2、...)的直线AQm与其长轴73所成的角度∠AQmFm以及连接光射出窗62a的另一端B和V槽构造71的内侧端Qm的直线BQm与其长轴73所成的角度∠BQmFm相等方式,设定各个长轴73的方向。
[0175] 如图20所示,在各V槽构造71的长轴73在光源中心C进行交叉的情况下(即图9的比较例的情况),与在长轴73的两侧的射入角∠AQmC和∠BQmC不相等,易于降低效率或者易于发生漏光。对此,若改变长轴73的方向使长轴73与中心线75交叉的点Fm向光源中心C的后方移动,则可使在长轴73两侧的射入角∠AQmFm和∠BQmFm相等,进而可进一步提高光利用效率,又可降低来自光导入部65的漏光。其结果是,如图19所示,该V槽构造71越远离中心线75,则V槽构造71的长轴73与中心线75交叉的点Fm越靠近光源中心C。
[0176] 另外,图20的圆76表示以点Fm为中心的圆。即图20表示像该实施方式那样改变各V槽构造71的长轴73的方向,使V槽构造71的内切圆的中心像圆76那样向光射出窗62a的后方移动的类似性。
[0177] 图21及图22是用于说明实施方式2的长轴73的会聚点F和光源中心C的距离D与单侧预设角ω的关系的图。如图21所示,考察单侧预设角为ω的中心线75上的点P,且考虑距该点P偏移微小距离Δ的点Qm。此时,射入到点Qm的光的扩展角为∠AQmB,但若对位于点Qm的V槽构造71的长轴73方向以角度∠AQmB的二等分线一致的方式定义,则该长轴73与中心线75的交点Fm同光源中心C的距离D(=FmC)随着微小距离Δ趋近于零而变大,作为Δ→0的极限可确定距离D的最大值Dmax。由于该最大值Dmax为单侧预设角ω的函数,因而若定义为
[0178] 最大距离系数α=Dmax/(2R)
[0179] 则最大距离系数α也成了单侧预设角ω的函数。
[0180] 图22是表示设横轴为单侧预设角ω,设纵轴为最大距离系数α,单侧预设角ω和最大距离系数α的关系的图。根据图22,随着单侧预设角ω的变大而最大距离系数α也单调增加。最大距离系数α在单侧预设角ω超过80°时将急剧增加,但是该单侧预设角ω>80°或最大距离系数α>6的区域异常。根据图12,单侧预设角ω为90°以下最大漏光的比率为15%,若考虑这样的异常性就会得知,单侧预设角ω为80°以下或最大距离系数α为6倍以下可使最大漏光的比率最佳且达到15%以下。因此,最佳的V槽构造71的长轴73为,从光源中心C测量在光射出窗62a的宽度2R的6倍以下的范围内与中心线75交叉。另外,在现实中,由于没有具有10mm以上宽度的LED,因此,长轴73与中心线
75的交点Fm处于距光源中心c60mm以内。
[0181] 例如,在设单侧预设角ω为30°的情况下,由于根据图22最大距离系数α=0.29,因而若设光射出窗62a的宽度2R=2mm,则只要将所有的交点或大部分交点F距光源中心C的距离设为0.29×2mm=0.58mm以下即可。
[0182] 另外,参照图22的说明与实施方式1等相当。
[0183] 图23是表示会聚点F与光源中心C的距离D和漏光量的关系的图。图23的横轴表示将会聚点F与光源中心C的距离D按最大距离Dmax=(2R×α)分割而进行了标准化的值,纵轴表示漏光量的比率。根据图23,在D/Dmax为0.2~2.4的范围,由于漏光量减少到各V槽构造71的长轴73汇集于光源中心C的情况(即D/Dmax=0的情况)的2/3以下因而可以说十分有效。例如,在单侧预设角ω为30°的情况下,根据图22最大距离系数α=0.29,若设光射出窗62a的宽度2R=2mm,则只要长轴的所有交点或大部分交点F距光源中心C的距离至少达到0.29×2mm×0.2=0.116mm以上就可得到足够的效果。
[0184] 此外还得知,最大距离系数α在单侧预设角ω超过80°时则急剧增大,而该单侧预设角ω>80°的区域异常,以α为6以下的值显示出图23那样的趋势。
[0185] (第二实施方式的变形例)
[0186] 图24是表示实施方式2的第一变形例的俯视图。在实施方式2中,各V槽构造71的长轴73与中心线75交叉的交点F1、F2、...位置依次偏移,而在实施方式2的第一变形例中,在实施方式2的交点F1、F2、...的大致平均位置F,各V槽构造71的长轴73在一点进行交叉。另外,交点F位于距光源中心C的距离为D=12R的范围内。
[0187] 在这样的变形例中,在各V槽构造71中可使在长轴73的两侧的射入角∠AQmC和∠BQmC变得大致相等,可提高光利用效率,另外可降低光的漏出。
[0188] 另外,图25是表示实施方式2的第二变形例的俯视图。在第二变形例中,以使内切圆74的中心O较之光源中心C位于点光源62的后方的方式形成指向性变换图案68。另外,各V槽构造71以使长轴73在内切圆74的中心O会聚,使交点F与中心O一致地形成。即,图25的光导入部65成为使如图9所示的比较例那样的光导入部35整体向后方移动的结构。
[0189] 另外,在图19~图25所示的实施方式2、其第一及第二变形例中,在光不能到达的直线AA′的外侧区域及直线BB′外侧区域,也可以不设V槽构造71,也可以形成任意形状。另外,在从与光射出面69垂直的方向观察时,对位于从光射入端面66射入到光导入部65内的光到达的区域内且隔着点光源62的中心线75位于一侧的V槽构造71的长轴73进行了平均的直线和对位于从光射入端面66射入到光导入部65内的光到达的区域内且隔着点光源62的中心线75位于另一侧的V槽构造71的长轴进行了平均的直线,在中心线75上的一点相交叉。
[0190] (第三实施方式)
[0191] 图26是表示本发明实施方式3的面光源装置的光导入部65的立体图。该面光源装置可排列多个点光源62使用,在各点光源62的前方设置有大致圆弧状的指向性变换图案68。由于从光导入部65的光射入端面射入的光具有圆锥状的指向特性,因而在从与光射出面垂直的方向观察时,从光射入端面射入的光在光导入部65内的扩展角小于180°(如上所述,在导光板的折射率为1.59的情况下,光的扩展角为78°)。因此,在相邻配置圆弧状的指向性变换图案68的情况下,可自由形成光不能到达的指向性变换图案68彼此间的区域E的图案形状及图案的方向等。其中,邻接的区域的指向性变换图案68的光到达的各区域彼此不重叠。或者也可以在光不能到达的指向性变换图案68彼此间的区域E不设置指向性变换图案68。另外,在光的射入面不是平坦面且附加使射入光的扩展角变化的图案的情况下,还要考虑其扩展角。
[0192] 图27是实施方式3的变形例,是将邻接的各指向性变换图案68彼此平滑连接。
[0193] (第四实施方式)
[0194] 图28是表示本发明实施方式4的面光源装置77的立体图。图29是表示对其中一个指向性变换图案68进行放大的立体图。该面光源装置77可排列多个点光源62使用,在各点光源62的前方设置光导入部65。在导光板63的端部与其端面平行地设置有宽度狭窄的平坦的上表面72,从该上表面向导光板主体64将倾斜面67沿导光板63的宽度方向设置成直线状。在各点光源62的前方,以不能彼此重合的方式沿倾斜面将指向性变换图案68设置于梯形状的区域。指向性变换图案68的点光源62边缘和远离点光源62一侧的边缘都是直线状,单侧预设角为90°。指向性变换图案68由排列成放射状的多个V槽构造71构成,各V槽构造71的长轴在点光源62的光射出窗中央的后方会聚或交叉。
[0195] 根据这样的实施方式,由于可在简单的倾斜面67上形成指向性变换图案68,因而可使指向性变换图案68的制作变得容易。
[0196] 图30是表示实施方式4的变形例的立体图,图31是对其中一个指向性变换图案68进行放大表示的立体图。在该变形例中,没有倾斜面67的端的平坦面72而使指向性变换图案68(或V槽构造71)的端到达导光板63的端。
[0197] (第五实施方式)
[0198] 在此前说明的实施方式中,可考虑使用V槽构造的单位图案没有来自导光板的漏光的方法,而在以下,将对更一般化的结构进行说明。即,不一定依靠以上说明的V槽构造的单位图案,同时,通过由以位于所述点光源的光源中心后方的某点附近为中心在放射状方向延伸的单位图案(凹或凸的凹凸结构)构成的指向性变换图案,若使被指向性变换图案进行了反射的光的指向性向相对于光源方向(连接光反射点和点光源的光源中心的方向)大致垂直相交的方向扩展,则可将射入到光导入部的光的上述导光板的厚度方向的指向性扩展变换为向与导光板的面方向平行的方向倾斜的指向特性,可减小光导入部65的漏光。
[0199] 由于其理由在专利文献4(特别是段落0138-0141、图55-57等)中进行了详细说明,因而在此援用专利文献4中的说明,详情省略。
[0200] 这样的实施方式例如图32(a)、(b)~图36所示。图32(a)、(b)使将形成圆柱透镜状或椭圆槽状(椭圆球面状)的凹凸结构78(单位图案)以位于点光源62的光源中心后方的某点为中心且以使各凹凸结构78的长度方向与光源方向大致平行的方式排列成放射状,从而构成指向性变换图案68。图33(a)、(b)是将形成V槽状的凹凸结构78以位于点光源62的光源中心后方的某点为中心且以使各凹凸结构78的长度方向与光源方向大致平行的方式排列成放射状,而构成指向性变换图案68。图34(a)、(b)是将形成U槽状的凹凸结构78以位于点光源62的光源中心后方的某点为中心并以使各凹凸结构78的长度方向与光源方向大致平行的方式排列成放射状,而构成指向性变换图案68。图35(a)、(b)是将形成衍射条纹状的凹凸结构78以位于点光源62的光源中心后方的某点为中心并以使各凹凸结构78的长度方向与光源方向大致平行的方式排列成放射状,而构成指向性变换图案68。图36是将从与光射出面垂直的方向看曲折弯曲的凹凸结构78以位于点光源62的光源中心后方的某点为中心并以使各凹凸结构78的长度方向与光源方向大致平行的方式排列成放射状,而构成指向性变换图案68。
[0201] 作为其它实施方式也可以使用例如图32(a)、(b)~图36所示的凹凸结构78以图19所示的实施方式2的方式构成。即,从与光射出面69垂直的方向观察,位于从光射入端面66射入到导光板63内的光到达的区域内的指向性变换图案68形成为圆弧状,与指向性变换图案68内切的圆的中心与光源中心C一致。而且,使该指向性变换图案68内的凹凸结构78的长轴73与中心线75交叉的点如下设置,即,越是偏离中心线75的凹凸结构78,所述点越靠近大致点光源62的光源中心C。
[0202] 另外,V槽构造及凹凸结构等单位图案如图32及图36的实施方式所示,其形状及大小既可以不一致或者也可以是无规则的,或者也可以是多种类型的单位图案的混杂。
[0203] 另外,虽然未进行图示,但是如专利文献4的图44~图50所示,指向性变换图案也可以形成于导光板的光射出面相反侧的面。另外,倾斜面也可以形成于导光板的光射出面相反侧的面。另外,如专利文献4的图53(d)所示,也可以将倾斜面及指向性变换图案设置于与导光板的光射出面同侧的面和相反侧的面双方。
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