JPH1012025A

JPH1012025A - 光源装置

Info

Publication number: JPH1012025A
Application number: JP8161826A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Daiku; 康宏代工
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-16
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: JP3702537B2

Abstract

(57)【要約】【課題】線状光源からの光を導光手段で導いて面光源を
つくる光源装置として、光源からの光を無駄なく利用し
て正面輝度を充分に高くするとともに、その輝度分布を
ほぼ均一にすることができるものを提供する。【解決手段】前記導光手段を、表面が一端側から他端側
に向かって所定ピッチで段階的に低くなる階段状面とな
っており前記一端側の端面から光を取り込んでその光を
前記階段状面の各段部４の立上がり面４ａから出射する
導光板３と、この導光板３の表面に対向させて配置され
前記各段部４の立上がり面４ａからの出射光を所定の方
向に向けて出射する集光部材５とで構成し、前記導光板
３の光取り込み端面に対向させて線状光源１を配置し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、線状光源からの
光を導光手段で導いて面光源をつくる光源装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルのバックライト等に用い
られる光源装置として、線状光源からの光を導光手段で
導いて面光源をつくり、この面光源からの光を出射する
ものがある。

【０００３】この種の光源装置としては、従来、前記導
光手段を、平板状の透明板からなり、端面から光を取り
込んでその光を表面に出射する導光板で構成し、この導
光板の光取り込み端面に対向させて、直管状の蛍光ラン
プや、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を整列させたＬ
ＥＤアレイ等のような線状光源を配置したものが知られ
ている。

【０００４】この光源装置は、その正面、つまり導光板
の表面を、液晶表示パネル等の被照明体の入射面に対向
させて使用されるものであり、線状光源からの光は導光
板にその端面から取り込まれ、この導光板内を導かれて
その表面に出射する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の光
源装置は、導光板内を導かれてきた光が導光板の表面か
ら様々な方向に向かって出射するため、周囲に放散する
無駄な光が多く、したがって、正面方向に向かって出射
する光の量が不足して、導光板表面からの出射光でつく
られる面光源の正面輝度を充分に高くすることができな
いし、またその輝度分布も不均一であるという問題をも
っている。

【０００６】この発明は、線状光源からの光を導光手段
で導いて面光源をつくる光源装置として、光源からの光
を無駄なく利用して正面輝度を充分に高くするととも
に、その輝度分布をほぼ均一にすることができるものを
提供することを目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の光源装置は、
線状光源からの光を導光手段で導いて面光源をつくるも
のであって、前記導光手段を、表面が一端側から他端側
に向かって所定ピッチで段階的に低くなる階段状面とな
っており前記一端側の端面から光を取り込んでその光を
前記階段状面の各段部の立上がり面から出射する導光板
と、この導光板の表面に対向させて配置され前記各段部
の立上がり面からの出射光を所定の方向に向けて出射す
る集光部材とで構成し、前記導光板の光取り込み端面に
対向させて前記線状光源を配置したことを特徴とするも
のである。

【０００８】すなわち、この発明の光源装置は、線状光
源からの光を前記導光板にその端面から取り込んで、導
光板表面の階段状面の各段部の立上がり面から出射さ
せ、その光を、前記導光板の表面（階段状面）に対向さ
せて配置した集光部材により所定の方向に向けて出射す
るものであり、この光源装置によれば、光源からの光を
無駄なく利用して、前記導光板と集光部材とからなる導
光手段を出射する光でつくられる面光源の正面輝度を充
分に高くするとともに、その輝度分布をほぼ均一にする
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の光源装置は、線状光源
からの光を導光手段を、表面を一端側から他端側に向か
って所定ピッチで段階的に低くなる階段状面とした導光
板と、この導光板の前記階段状面の各段部の立上がり面
からの出射光を所定の方向に集光する集光部材とにより
構成したものである。

【００１０】この発明の光源装置において、前記導光手
段は、２枚の導光板を備えたものであってもよく、その
場合は、この２枚の導光板をその表面を同じ方向に向け
るとともにそれぞれの光取り込み端面を互いに向き合わ
せて配置し、この２枚の導光板の光取り込み端面の間に
線状光源を配置するとともに、これらの導光板の表面に
対向させて前記集光部材を配置すればよい。

【００１１】このような構成とすれば、光源からの光が
その両側の導光板にそれぞれ取り込まれてこれらの導光
板の階段状面の各段部の立上がり面から出射し、その光
が前記集光部材により所定の方向に向けられて出射する
ため、より広い面光源を得ることができる。

【００１２】また、この発明の光源装置において、前記
集光部材は、例えば、前記導光板の階段状面の各段部の
立上がり面からの出射光を前記階段状面に沿った傾斜面
の法線に対する角度が小さくなる方向に屈折させる複数
のプリズム部と、その出射側に設けられた複数の集光レ
ンズ部とで構成すればよく、集光部材をこのような構成
とすれば、導光板の階段状面の各段部の立上がり面から
出射する光を、前記集光部材の複数のプリズム部によっ
て屈折させ、さらにその光を前記複数の集光レンズ部に
より所定の方向に向けて集めてやることができるため、
面光源の正面輝度を充分に高くするとともに、その輝度
分布をほぼ均一にすることができる。

【００１３】さらに、前記集光部材は、前記導光板の幅
方向に沿う複数の横長レンズを互いに平行に配列したレ
ンズ群で構成してもよく、その場合は、前記横長レンズ
を、断面がほぼ半円形をなす凸レンズとし、その一側の
平坦面を前記導光板の階段状面に沿った傾斜面に対して
所定の角度で立ち上がる方向に一致させた姿勢で配置す
るとともに、これらの横長レンズの前記導光板に隣接す
る側の縁部をそれぞれ、前記導光板の階段状面の各段部
の立上がり面に各々対向させればよい。

【００１４】このようなレンズ群からなる集光部材を用
いれば、導光板の階段状面の各段部の立上がり面から出
射する光をそれぞれ、前記集光部材の各横長レンズの平
坦面によって屈折させ、その光を前記レンズの集光作用
により所定の方向に向けて集めてやることができるた
め、面光源の正面輝度を充分に高くするとともに、その
輝度分布をほぼ均一にすることができる。

【００１５】さらにまた、前記集光部材は、前記導光板
の幅方向に沿う複数の横長プリズムを互いに平行に配列
したプリズム群で構成してもよく、その場合は、これら
の横長プリズムの前記導光板に隣接する側の縁部をそれ
ぞれ、前記導光板の階段状面の各段部の立上がり面に各
々対向させればよい。

【００１６】このようなプリズム群からなる集光部材を
用いれば、導光板の階段状面の各段部の立上がり面から
出射する光をそれぞれ、前記集光部材の各横長プリズム
により屈折させて所定の方向に向けて集めてやることが
できるため、面光源の正面輝度を充分に高くするととも
に、その輝度分布をほぼ均一にすることができる。

【００１７】また、前記導光板は、表面が階段状に形成
された透明板からなるものであってもよいが、前記集光
部材に上記レンズ群またはプリズム群からなるものを用
いる場合は、前記導光板として、軸方向に光を導く微細
径の導光路が多数本互いに平行に密集した導光路集合板
からなっており、その各導光路の一端面が光の取り込み
面とされ、他端面が出射面とされるとともに、これらの
導光路の長さが導光板の裏面から表面に向かって段階的
に短くなっている構成のものを用いるのが好ましい。

【００１８】このような導光路集合板からなる導光板を
用いれば、その光取り込み端面から取り込まれた光が、
前記各導光路をその軸方向に導かれてこれらの他端面、
つまり導光板の表面である階段状面の各段部の立上がり
面からほぼ平行な方向に出射するため、前記各段部の立
上がり面からの出射光をそれぞれ、それに対向する横長
レンズまたは横長プリズムに効率良く入射させてやるこ
とができる。

【００１９】また、上記導光路集合板からなる導光板
は、その各導光路を光ファイバで構成したものが望まし
く、この導光板は、多数本の光ファイバを互いに平行に
密集させることによって容易に得ることができる。

【００２０】

【実施例】

［第１の実施例］図１および図２はこの発明の第１の実
施例を示しており、図１は光源装置の断面図、図２は図
１の一部分の拡大図である。なお、図１および図２で
は、図を見やすくするために断面を示すハッチングを省
略している。

【００２１】この光源装置は、線状光源１からの光を導
光手段で導いて面光源をつくるものであり、前記導光手
段は、導光板３と、この導光板３の表面に対向させて配
置された集光部材５とからなっている。

【００２２】上記導光板３は、アクリル樹脂板等の透明
板からなっており、その裏面は平坦面とされ、表面は、
一端側から他端側に向かって所定ピッチで段階的に低く
なる階段状面とされている。

【００２３】この導光板３は、前記一端側の端面から光
を取り込んでその光を前記階段状面の各段部４の立上が
り面４ａから出射するものであり、光取り込み端面から
の入射光は、導光板３の裏面と前記階段状面の各段部４
の表面とで交互に反射されて導光板３内を導かれ、前記
各段部４の立上がり面４ａに入射した光がこの立上がり
面４ａから出射する。

【００２４】また、上記集光部材５は、前記導光板３の
階段状面の各段部４の立上がり面４ａからの出射光を所
定の方向に向けて出射するものであり、この実施例で
は、集光部材５を、前記各段部４の立上がり面４ａから
の出射光を前記階段状面に沿った傾斜面Ｓの法線Ｈに対
する角度が小さくなる方向に屈折させる複数のプリズム
部６と、その出射側に設けられた複数の集光レンズ部７
とで構成している。

【００２５】前記プリズム部６は、断面が逆三角形状を
なし、かつ上記導光板３の階段状面の各段部の幅に対応
した幅を有する横長プリズムからなっており、これらの
プリズム部６は、その幅方向に連続させて互いに平行に
形成されている。

【００２６】また、前記集光レンズ部７は、前記プリズ
ム部６の幅とほぼ同じ幅を有する断面がほぼ半円形の横
長凸レンズからなっており、これらのレンズ部７は、前
記各プリズム部６にそれぞれ対応させて互いに平行に形
成されている。

【００２７】なお、図１および図２では、上記プリズム
部６とレンズ部７との境界を一点鎖線で示したが、前記
集光部材５は、同じ透明板の裏面と表面に前記プリズム
部６とレンズ部７を形成したものであっても、あるい
は、一面に前記プリズム部６を形成した透明板と、一面
に前記レンズ部７を形成した透明板とを背中合わせに接
着したものであってもよい。ただし、後者のようにプリ
ズム部６を形成した透明板とレンズ部７を形成した透明
板とを背中合わせに接着して集光部材５を構成する場合
は、これらの透明板とその接着剤に、同じ屈折率のもの
を用いるのが好ましい。

【００２８】そして、この集光部材５は、その各プリズ
ム部６および各レンズ部７の長さ方向を導光板３の幅方
向とほぼ平行にするとともに、その各プリズム部６を上
記導光板３の階段状面の各段部にそれぞれ対応させて、
導光板３の表面側に配置され、前記各プリズム部６の先
端を前記階段状面の各段部４の表面に当接させるかある
いは近接させて設置されている。

【００２９】また、上記線状光源１は、例えば直管状の
蛍光ランプ１ａからなっており、この線状光源１は、上
記導光板３の光取り込む端面に対向させて配置されてい
る。なお、この線状光源１の背後には、その放射光を導
光板４の光取り込み端面に向けて反射させるリフレクタ
２が配置されている。

【００３０】この光源装置は、その正面、つまり導光板
３の表面側に配置した集光部材５の表面を、液晶表示パ
ネル等の被照明体の入射面に対向させて使用されるもの
であり、線状光源１からの光は、図１および図２にその
光路を破線で示したように、導光板３にその光取り込み
端面から取り込まれ、この導光板３内を、その裏面と階
段状面の各段部４の表面とで交互に反射されながら導か
れ、前記各段部４の立上がり面４ａに入射した光が、こ
の立上がり面４ａから出射する。

【００３１】そして、この導光板３の階段状面の各段部
４の立上がり面４ａから出射した光は、上記集光部材５
の各プリズム部６により導光板３の階段状面に沿った傾
斜面Ｓの法線Ｈに対する角度が小さくなる方向に屈折さ
れ、この各プリズム部６の出射側にそれぞれ設けられた
各集光レンズ部７を透過して出射する。

【００３２】すなわち、上記光源装置は、線状光源１か
らの光を導光板３にその端面から取り込んで、この導光
板３の表面である階段状面の各段部４の立上がり面４ａ
から出射させ、その光を、前記導光板３の表面（階段状
面）に対向させて配置した集光部材５により所定の方向
に向けて出射するものである。

【００３３】この光源装置によれば、線状光源１からの
光のほとんどを、所定の方向に向けて出射させてやるこ
とができるため、光源１からの光を無駄なく利用して、
前記導光板３と集光部材５とからなる導光手段を出射す
る光でつくられる面光源の正面輝度を充分に高くすると
ともに、線状光源１から前記導光板３に取り込まれた光
が、この導光板３の階段状面の各段部４の立上がり面４
ａからそれぞれ出射して前記集光部材５に入射するた
め、前記面光源の輝度分布をほぼ均一にすることができ
る。

【００３４】しかも、この実施例の光源装置において
は、上記集光部材５を、導光板３の階段状面の各段部４
の立上がり面４ａからの出射光を前記階段状面に沿った
傾斜面Ｓの法線Ｈに対する角度が小さくなる方向に屈折
させる複数のプリズム部６と、その出射側に設けられた
複数の集光レンズ部７とで構成しているため、導光板３
の階段状面の各段部４の立上がり面４ａから出射する光
を、前記集光部材５の複数のプリズム部６によって屈折
させ、さらにその光を前記複数の集光レンズ部７により
所定の方向に向けて集めてやることができるため、面光
源の正面輝度をさらに高くするとともに、その輝度分布
をより均一にすることができる。

【００３５】なお、上記実施例では、集光部材５の集光
レンズ部７を、断面がほぼ半円形の凸レンズとしたが、
この集光レンズ部７はフレネルレンズであってもよく、
前記集光レンズ部７をフレネルレンズとすれば、隣接す
る集光レンズ部７の間の谷間の深さが浅くなってその影
がほとんど目立たなくなるため、輝度分布をさらに均一
にすることができる。

【００３６】［第２の実施例］図３および図４はこの発
明の第２の実施例を示しており、図３は光源装置の断面
図、図４は図３の一部分の拡大図である。なお、図３お
よび図４では、図を見やすくするために断面を示すハッ
チングを省略している。

【００３７】この光源装置は、線状光源１からの光を導
いて面光源をつくるための導光手段を、２枚の導光板３
を備えた構成としたものであり、前記２枚の導光板３
を、その表面（階段状面）を同じ方向に向けるとともに
それぞれの光取り込み端面を互いに向き合わせて配置
し、この２枚の導光板３の光取り込み端面の間に線状光
源１を配置するとともに、これらの導光板３の表面に対
向させて、その両方の導光板３の表面全体にわたって対
向する面積の集光部材５を配置したものである。

【００３８】なお、この実施例の光源装置は、原理的に
は、上記第１の実施例の光源装置を２組、線状光源１を
中心にして左右対象になるように並べたものであって、
導光板３および集光部材５の構成は上記第１の実施例と
同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省
略する。

【００３９】ただし、この実施例では、左右の導光板３
を、それぞれの階段状面に沿った傾斜面が面一になるよ
うにして配置し、その表面側に上記集光部材５を前記階
段状面に沿った傾斜面とほぼ水平に配置している。

【００４０】また、この実施例では、前記集光部材５
を、その中央部、つまり、左右の導光板３の光取り込み
端面側の端部にそれぞれ対応する部分にもプリズム部６
およびレンズ部７を形成したものを用いるとともに、両
方の導光板３の間（光取り込み端面の間）の光源配置空
間の表面側に、前記線状光源１からの光を屈折させて前
記集光部材５の中央部のプリズム部６に入射させてやる
ための断面がほぼＭ字状をなす横長の屈折部材８を設け
ている。なお、２ａは、前記光源配置空間の裏面側に配
置された反射板である。

【００４１】この実施例の光源装置は、線状光源１から
の光をその左右の導光板３にその端面から取り込んで、
各導光板３の階段状面の各段部４の立上がり面４ａから
出射させ、その光を、これらの導光板３の表面（階段状
面）に対向させて配置した集光部材５のプリズム部６お
よびレンズ部７により所定の方向に向けて出射するとと
もに、前記線状光源１から両導光板３の間を通って表面
側に向かう光も、上記屈折部材８により屈折させて、前
記集光部材５の中央部のプリズム部６およびレンズ部７
により所定の方向に向けて出射するものであり、この光
源装置によれば、光源１からの光を無駄なく利用して面
光源の正面輝度を充分に高くするとともに、その輝度分
布をほぼ均一にするとともに、より広い面光源を得るこ
とができる。

【００４２】［第３の実施例］図５および図６はこの発
明の第３の実施例を示しており、図５は光源装置の断面
図、図６は図５の一部分の拡大図である。なお、図５お
よび図６では、図を見やすくするために断面を示すハッ
チングを省略している。

【００４３】この光源装置は、導光板３の階段状面の各
段部４の立上がり面４ａからの出射光を所定の方向に向
けて出射する集光部材５を、前記導光板３の幅方向に沿
う複数の横長レンズ９を互いに平行に配列したレンズ群
で構成したものであって、前記横長レンズ９を、断面が
ほぼ半円形をなす凸レンズとし、その一側の平坦面を導
光板３の階段状面に沿った傾斜面Ｓに対して所定の角度
で立ち上がる方向に一致させた姿勢で配置するととも
に、これらの横長レンズ９の導光板３に隣接する側の縁
部をそれぞれ、前記導光板３の階段状面の各段部４の立
上がり面４ａに各々対向させたものである。

【００４４】すなわち、この実施例では、集光部材５を
構成する各横長レンズ９を、その凸レンズ面を導光板３
の光取り込み端側に向け、平坦面を前記導光板３の他端
側に向けて配置するとともに、これらの横長レンズ９
を、導光板３の光取り込み端側に対向するものから順に
前記導光板３の階段状面の各段部４間の段差と同じ高さ
ずつずらして、この導光板３の階段状面に沿わせて配列
し、その各横長レンズ９の導光板３に隣接する側の縁部
をそれぞれ、導光板３の階段状面の各段部４の立上がり
面４ａに各々、その立上がり面４ａに空間を介して正対
するように対向させている。

【００４５】また、この実施例では、上記各横長レンズ
９を、集光部材５の表面を構成する平坦な透明板１０に
接着等の手段で固定し、この透明板１０と上記導光板３
とを、所定の位置関係で図示しない支持部材に保持させ
ている。

【００４６】なお、この実施例の光源装置は、集光部材
５を上記横長レンズ９からなるレンズ群で構成したもの
であるが、その他の構成は上述した第１の実施例と基本
的に同じであるから、重複する説明は図に同符号を付し
て省略する。

【００４７】この実施例の光源装置は、導光板３の階段
状面の各段部４の立上がり面４ａから出射する光をそれ
ぞれ、前記集光部材５の各横長レンズ９の平坦面によっ
て屈折させ、その光を前記レンズ９の集光作用により所
定の方向に向けて集めてやるようにしたものであり、こ
の光源装置においても、面光源の正面輝度を充分に高く
するとともに、その輝度分布をほぼ均一にすることがで
きる。

【００４８】なお、上記実施例では、集光部材５を構成
する各横長レンズ９を、その凸レンズ面を導光板３の光
取り込み端側に向けて配置したが、この横長レンズ９
は、その平坦面を導光板３の光取り込み端側に向け、凸
レンズ面を前記導光板３の他端側に向けて配置してもよ
く、その場合でも、前記横長レンズ９を、その平坦面を
導光板３の階段状面に沿った傾斜面Ｓに対して所定の角
度で立ち上がる方向に一致させた姿勢で配置すれば、導
光板３の階段状面の各段部４の立上がり面４ａから出射
する光をそれぞれ各横長レンズ９の平坦面によって屈折
させ、その光を前記レンズ９の集光作用により所定の方
向に向けて集めてやることができる。

【００４９】［第４の実施例］図７および図８はこの発
明の第４の実施例を示しており、図７は光源装置の断面
図、図８は図７の一部分の拡大図である。なお、図７お
よび図８では、図を見やすくするために断面を示すハッ
チングを省略している。

【００５０】この実施例の光源装置は、上記第３の実施
例の光源装置において用いた表面が階段状に形成された
透明板からなる導光板３に代えて、導光路集合板からな
る導光板１１を用いたものである。

【００５１】すなわち、この導光板１１は、軸方向に光
を導く微細径の導光路１３が多数本互いに平行に密集し
た導光路集合板からなっており、その各導光路１３の一
端面が光の取り込み面とされ、他端面が出射面とされる
とともに、これらの導光路１３の長さが導光板の裏面か
ら表面に向かって段階的に短くなっている構成のもので
あり、この実施例では、前記導光路集合板として、その
各導光路１３を光ファイバで構成したものを用いてい
る。

【００５２】この光ファイバからなる導光板１１は、例
えば、所定本数の光ファイバを互いに平行に密集させて
接着することにより、導光板１１の幅と同じ幅でかつ導
光板表面の階段状面の１つの段部１２の高さに相当する
厚さの素材をつくり、その素材を切断して、長さを順次
異ならせた複数枚の板材を得、これらの板材をその一端
面を一致させて積層して、互いに接着する方法などによ
って容易に製作することができる。

【００５３】なお、この実施例の光源装置は、上記導光
路集合板からなる導光板１１を用いたものであるが、そ
の他の構成は上記第３の実施例のものと同じであるか
ら、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

【００５４】この光源装置によれば、上記導光路集合板
からなる導光板１１の光取り込み端面から取り込まれた
光が、前記各導光路１３をその軸方向に導かれてこれら
の他端面、つまり導光板１１の表面である階段状面の各
段部１２の立上がり面１２ａからほぼ平行な方向に出射
するため、前記各段部１２の立上がり面１２ａからの出
射光をそれぞれ、この導光板１１の表面に対向させて配
置した集光部材５の各横長レンズ９に効率良く入射させ
てやることができ、したがって、線状光源１からの光を
さらに無駄なく利用して面光源の正面輝度を充分に高く
するとともに、その輝度分布をほぼ均一にすることがで
きる。

【００５５】［第５の実施例］図９および図１０はこの
発明の第５の実施例を示しており、図９は光源装置の断
面図、図１０は図９の一部分の拡大図である。なお、図
９および図１０では、図を見やすくするために断面を示
すハッチングを省略している。

【００５６】この実施例の光源装置は、上記第４の実施
例と同じ導光路集合板からなる導光板１１を用いるとと
もに、この導光板１１の階段状面の各段部１２の立上が
り面１２ａからの出射光を所定の方向に向けて出射する
集光部材５を、前記導光板１１の幅方向に沿う複数の横
長プリズム１４を互いに平行に配列したプリズム群で構
成し、これらの横長プリズム１４の導光板１１に隣接す
る側の縁部をそれぞれ、前記導光板１１の階段状面の各
段部１２の立上がり面１２ａに各々対向させたものであ
る。

【００５７】すなわち、この実施例では、集光部材５を
構成する各横長プリズム１４を、導光板１１の光取り込
み端側に対向するものから順に前記導光板１１の階段状
面の各段部１２間の段差と同じ高さずつずらして、この
導光板１１の階段状面に沿わせて配列し、その各横長プ
リズム１４導光板１１に隣接する側の縁部をそれぞれ、
導光板１１の階段状面の各段部１２の立上がり面１２ａ
に各々、その立上がり面１２ａに空間を介して正対する
ように対向させている。

【００５８】また、この実施例では、集光部材５の表面
を構成する平坦な透明板１５を備え、この透明板１５の
一端側の裏面に設けた支え部材１６に列端の横長プリズ
ム１４を支えさせてその配置姿勢を規定するとともに、
他の横長プリズム１４をそれぞれその前列の横長プリズ
ム１４に支えさせてそれらの配置姿勢を規定して、これ
らの横長プリズム１４を前記透明板１５に接着等の手段
で固定し、この透明板１５と上記導光板１１とを、所定
の位置関係で図示しない支持部材に保持させている。

【００５９】なお、この実施例の光源装置は、集光部材
５を上記横長プリズム１４からなるプリズム群で構成し
たものであるが、その他の構成は上記第４の実施例と基
本的に同じであるから、重複する説明は図に同符号を付
して省略する。

【００６０】この実施例の光源装置は、導光板１１の階
段状面の各段部１２の立上がり面１２ａから出射する光
をそれぞれ、前記集光部材５の各横長プリズム１４によ
り屈折させて所定の方向に向けて集めてやるようにした
ものであり、この光源装置においても、面光源の正面輝
度を充分に高くするとともに、その輝度分布をほぼ均一
にすることができる。

【００６１】なお、この実施例で用いた導光板１１は、
軸方向に光を導く微細径の導光路１３が多数本互いに平
行に密集した導光路集合板からなるものであるが、この
導光板は、上述した第１〜第３の実施例で用いたよう
な、表面が階段状に形成された透明板からなるものであ
ってもよい。

【００６２】ただし、この光源装置のように集光部材５
に上記プリズム群からなるものを用いる場合は、上記導
光路集合板からなる導光板１１を用いるのが好ましく、
この導光板１１を用いれば、その光取り込み端面から取
り込まれた光が、前記各導光路１３をその軸方向に導か
れてこれらの他端面、つまり導光板１１の表面である階
段状面の各段部１２の立上がり面１２ａからほぼ平行な
方向に出射するため、前記各段部１２の立上がり面１２
ａからの出射光をそれぞれ、それに対向する横長プリズ
ム１４に効率良く入射させてやることができる。

【００６３】［他の実施例］なお、上述した第１〜第５
の実施例では、線状光源１として、直管状の蛍光ランプ
を用いたが、前記線状光源１は、例えば、複数のＬＥＤ
（発光ダイオード）を整列させたＬＥＤアレイ等であっ
てもよい。

【００６４】

【発明の効果】この発明の光源装置は、線状光源からの
光を導いて面光源をつくるための導光手段を、表面が一
端側から他端側に向かって所定ピッチで段階的に低くな
る階段状面となっており前記一端側の端面から光を取り
込んでその光を前記階段状面の各段部の立上がり面から
出射する導光板と、この導光板の表面に対向させて配置
され前記各段部の立上がり面からの出射光を所定の方向
に向けて出射する集光部材とで構成し、前記導光板の光
取り込み端面に対向させて前記線状光源を配置したもの
であるから、光源からの光を無駄なく利用して、前記導
光板と集光部材とからなる導光手段を出射する光でつく
られる面光源の正面輝度を充分に高くするとともに、そ
の輝度分布をほぼ均一にすることができる。

【００６５】この発明の光源装置において、２枚の導光
板を備え、その表面を同じ方向に向けるとともにそれぞ
れの光取り込み端面を互いに向き合わせて配置し、この
２枚の導光板の光取り込み端面の間に線状光源を配置す
るとともに、これらの導光板の表面に対向させて前記集
光部材を配置すれば、光源からの光がその両側の導光板
にそれぞれ取り込まれてこれらの導光板の階段状面の各
段部の立上がり面から出射し、その光が前記集光部材に
より所定の方向に向けられて出射するため、より広い面
光源を得ることができる。

【００６６】また、この発明の光源装置において、前記
集光部材を、前記導光板の階段状面の各段部の立上がり
面からの出射光を前記階段状面に沿った傾斜面の法線に
対する角度が小さくなる方向に屈折させる複数のプリズ
ム部と、その出射側に設けられた複数の集光レンズ部と
で構成すれば、導光板の階段状面の各段部の立上がり面
から出射する光を、前記集光部材の複数のプリズム部に
よって屈折させ、さらにその光を前記複数の集光レンズ
部により所定の方向に向けて集めてやることができるた
め、面光源の正面輝度を充分に高くするとともに、その
輝度分布をほぼ均一にすることができる。

【００６７】さらに、前記集光部材を、前記導光板の幅
方向に沿う複数の横長レンズを互いに平行に配列したレ
ンズ群で構成し、前記横長レンズを、断面がほぼ半円形
をなす凸レンズとし、その一側の平坦面を前記導光板の
階段状面に沿った傾斜面に対して所定の角度で立ち上が
る方向に一致させた姿勢で配置するとともに、これらの
横長レンズの前記導光板に隣接する側の縁部をそれぞ
れ、前記導光板の階段状面の各段部の立上がり面に各々
対向させれば、導光板の階段状面の各段部の立上がり面
から出射する光をそれぞれ、前記集光部材の各横長レン
ズの平坦面によって屈折させ、その光を前記レンズの集
光作用により所定の方向に向けて集めてやることができ
るため、面光源の正面輝度を充分に高くするとともに、
その輝度分布をほぼ均一にすることができる。

【００６８】さらにまた、前記集光部材を、前記導光板
の幅方向に沿う複数の横長プリズムを互いに平行に配列
したプリズム群で構成し、これらの横長プリズムの前記
導光板に隣接する側の縁部をそれぞれ、前記導光板の階
段状面の各段部の立上がり面に各々対向させれば、導光
板の階段状面の各段部の立上がり面から出射する光をそ
れぞれ、前記集光部材の各横長プリズムにより屈折させ
て所定の方向に向けて集めてやることができるため、面
光源の正面輝度を充分に高くするとともに、その輝度分
布をほぼ均一にすることができる。

【００６９】また、前記導光板は、表面が階段状に形成
された透明板からなるものであってもよいが、前記集光
部材に上記レンズ群またはプリズム群からなるものを用
いる場合、前記導光板として、軸方向に光を導く微細径
の導光路が多数本互いに平行に密集した導光路集合板か
らなっており、その各導光路の一端面が光の取り込み面
とされ、他端面が出射面とされるとともに、これらの導
光路の長さが導光板の裏面から表面に向かって段階的に
短くなっている構成のものを用いれば、その光取り込み
端面から取り込まれた光が、前記各導光路をその軸方向
に導かれてこれらの他端面、つまり導光板の表面である
階段状面の各段部の立上がり面からほぼ平行な方向に出
射するため、前記各段部の立上がり面からの出射光をそ
れぞれ、それに対向する横長レンズまたは横長プリズム
に効率良く入射させてやることができる。

【００７０】また、上記導光路集合板からなる導光板を
用いる場合、その各導光路を光ファイバで構成すれば、
この導光板を、多数本の光ファイバを互いに平行に密集
させることによって容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す光源装置の断面
図。

【図２】図１の一部分の拡大図。

【図３】この発明の第２の実施例を示す光源装置の断面
図。

【図４】図３の一部分の拡大図。

【図５】この発明の第３の実施例を示す光源装置の断面
図。

【図６】図５の一部分の拡大図。

【図７】この発明の第４の実施例を示す光源装置の断面
図。

【図８】図７の一部分の拡大図。

【図９】この発明の第５の実施例による光源装置の断面
図。

【図１０】図９の一部分の拡大図。

【符号の説明】

１…線状光源３，１１…導光板４，１２…段部４ａ，１２ａ…立上がり面１３…導光路５…集光部材６…プリズム部７…集光レンズ部９…横長レンズ１４…横長プリズム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状光源からの光を導光手段で導いて面光
源をつくる光源装置であって、前記導光手段を、表面が一端側から他端側に向かって所
定ピッチで段階的に低くなる階段状面となっており前記
一端側の端面から光を取り込んでその光を前記階段状面
の各段部の立上がり面から出射する導光板と、この導光
板の表面に対向させて配置され前記各段部の立上がり面
からの出射光を所定の方向に向けて出射する集光部材と
で構成し、前記導光板の光取り込み端面に対向させて前
記線状光源を配置したことを特徴とする光源装置。
【請求項２】前記導光手段は２枚の導光板を備えてお
り、この２枚の導光板が、その表面を同じ方向に向ける
とともにそれぞれの光取り込み端面を互いに向き合わせ
て配置され、この２枚の導光板の光取り込み端面の間に
線状光源が配置されているとともに、これらの導光板の
表面に対向させて前記集光部材が配置されていることを
特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】前記集光部材は、前記導光板の階段状面の
各段部の立上がり面からの出射光を前記階段状面に沿っ
た傾斜面の法線に対する角度が小さくなる方向に屈折さ
せる複数のプリズム部と、その出射側に設けられた複数
の集光レンズ部とからなっていることを特徴とする請求
項１に記載の光源装置。
【請求項４】前記集光部材は、前記導光板の幅方向に沿
う複数の横長レンズを互いに平行に配列したレンズ群か
らなっており、前記横長レンズは、断面がほぼ半円形を
なす凸レンズであって、その一側の平坦面を前記導光板
の階段状面に沿った傾斜面に対して所定の角度で立ち上
がる方向に一致させた姿勢で配置されているとともに、
これらの横長レンズの前記導光板に隣接する側の縁部が
それぞれ、前記導光板の階段状面の各段部の立上がり面
に各々対向していることを特徴とする請求項１に記載の
光源装置。
【請求項５】前記集光部材は、前記導光板の幅方向に沿
う複数の横長プリズムを互いに平行に配列したプリズム
群からなっており、これらの横長プリズムの前記導光板
に隣接する側の縁部がそれぞれ、前記導光板の階段状面
の各段部の立上がり面に各々対向していることを特徴と
する請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】前記導光板は透明板からなっていることを
特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】前記導光板は、軸方向に光を導く微細径の
導光路が多数本互いに平行に密集した導光路集合板から
なっており、その各導光路の一端面が光の取り込み面と
され、他端面が出射面とされるとともに、これらの導光
路の長さが導光板の裏面から表面に向かって段階的に短
くなっていることを特徴とする請求項１に記載の光源装
置。
【請求項８】前記導光路集合板からなる導光板は、その
各導光路を光ファイバで構成したものであることを特徴
とする請求項７に記載の光源装置。