(57)【要約】【課題】導光板を用い、光源と導光板の端面とを覆う反射部を含む構成において、光源から導光板を通じて出射される光の損失を低減できる照明装置を提供することである。【解決手段】照明装置１０は、光取り出し構造を有する第１主面１４、及び第１主面と反対側の第２主面１５を有する導光板１２と、導光板の第１主面及び第２主面とは異なる端面から、導光板内に光を入射させる光源３０と、光源及び導光板の端面を覆う反射部材３６等の反射部とを含む。端面は、断面視において、第１主面に対し第１主面から第２主面に向かって第１主面となす角度が鈍角となるように傾斜しており、反射部は、導光板の端部における第２主面、または第２主面側端部の反射部と異なる部分も覆っている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光取り出し構造を有する第１主面、及び前記第１主面と反対側の第２主面を有する導光板と、
前記導光板の前記第１主面及び前記第２主面とは異なる端面から、前記導光板内に光を入射させる光源と、
前記光源及び前記導光板の前記端面を覆う反射部と、を備え、
前記端面は、断面視において、前記第１主面に対し前記第１主面から前記第２主面に向かって前記第１主面となす角度が鈍角となるように傾斜しており、
前記反射部は、前記導光板の端部における前記第２主面、または前記第２主面側端部の前記反射部と異なる部分も覆っている、
照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記導光板の端部において、前記第２主面と前記反射部としての反射部材とが接触している、
照明装置。
【請求項３】
請求項２に記載の照明装置において、
前記導光板の端部における前記第２主面と前記反射部材とは、接着されている、
照明装置。
【請求項４】
請求項１に記載の照明装置において、
前記反射部は、前記導光板の端部における前記第２主面側端部と、前記導光板の前記端面の前記第２主面側端部から延びる部分とに、前記導光板の他の部分と一体に形成されている、
照明装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記端面の表面と、前記導光板の端部における前記第２主面と、前記反射部としての反射部材の前記導光板と対向する面との１つ、または２つ、または全部には、光を散乱させる構造が形成されている、
照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置において、
前記端面は、前記光源とは反対側に凹んだ凹曲面である、
照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から導光板を用いて照明する照明装置（導光板照明装置）において、導光板の第１主面に凸部や凹部のプリズム等の光取出し構造を形成し、導光板の端面からＬＥＤ光源等の光源によって光を導光板に入射させる照明装置が知られている。この構造では、導光板の第１主面と反対側の第２主面から光が出射される。
【０００３】
また、従来から、導光板照明装置において、光損失を低減させるために光源と導光板の端面とを覆う反射部材を設けることが考えられる。このとき、光源から発した光は、反射部材で反射されてから導光板に入射される。
【０００４】
特許文献１には、導光板照明装置において、光源から発した光を曲面ミラー要素で偏向させてから導光板に入射させる構成が記載されている。曲面ミラー要素の光源とは反対側には反射膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５０１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、導光板照明装置において、光損失を低減させるために光源と導光板の端面とを覆う反射部材等の反射部を設けることにより、光源から発した光を反射部で反射させてから導光板に入射させることが考えられる。しかしながら、この場合に、反射部で反射した光が光源の光源側部材である基板に向かってこの基板で反射される可能性がある。この場合、基板での反射率が低く、かつ、基板で拡散反射されたり、基板と反射部とでの多重反射により、導光板の端面に入射される光が少なくなることで、光源から導光板を通じて出射される光の損失が大きくなる可能性がある。
【０００７】
一方、基板上に高い反射率で光を反射させる反射シートを張ることも考えられるが、基板上のＬＥＤ素子等の複数の光源本体が並んで配置される場合に、光源本体の間に反射シートを張る作業が困難である。また、上記では反射部で反射された光が基板に向かう場合の不都合を説明したが、基板以外の、反射率が低い光源側部材に光が向かう場合も、上記と同様の不都合が生じる。
【０００８】
本開示の目的は、導光板を用い、光源と導光板の端面とを覆う反射部を含む構成において、光源から導光板を通じて出射される光の損失を低減できる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示に係る照明装置は、光取り出し構造を有する第１主面、及び第１主面と反対側の第２主面を有する導光板と、導光板の第１主面及び第２主面とは異なる端面から、導光板内に光を入射させる光源と、光源及び導光板の端面を覆う反射部と、を備え、端面は、断面視において、第１主面に対し第１主面から第２主面に向かって第１主面となす角度が鈍角となるように傾斜しており、反射部は、導光板の端部における第２主面、または第２主面側端部の反射部と異なる部分も覆っている。
なお、本明細書では、断面視において、導光板の端面が、その接線が第１主面に対し第１主面から第２主面に向かって第１主面となす角度が鈍角となるように傾斜している、湾曲した曲面である場合も、第１主面に対し第１主面から第２主面に向かって第１主面となす角度が鈍角となるように傾斜している場合とする。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る照明装置によれば、導光板を用い、光源と導光板の端面とを覆う反射部を含む構成において、光源から出射された光が導光板の第１主面に対し傾斜した端面に入射されやすくなる。この場合に導光板または反射部で反射された光を、第１主面に対し傾斜した端面で全反射させて導光板の内部に導光しやすくなる。これにより、光源から出射された光が、光源の基板等の光源側部材に向かうことを抑制できるので、光源から導光板を通じて出射される光の損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の照明装置の一部を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】比較例の照明装置において、図２に対応する図である。
【図４】実施形態の別例の照明装置において、図２に対応する図である。
【図５】実施形態の別例の照明装置において、図２に対応する図である。
【図６】実施形態の別例の照明装置において、図２に対応する図である。
【図７】実施形態の別例の照明装置において、図２に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本開示に係る照明装置の実施形態について詳細に説明する。実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであるから、各構成要素の寸法比率などは以下の説明を参酌して判断されるべきである。以下の説明において、具体的な形状、材料、数量等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、照明装置の仕様に合わせて適宜変更することができる。また、以下で説明する複数の実施形態の各構成要素を選択的に組み合わせることは当初から想定されている。以下では、すべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。
【００１３】
（照明装置の構造）
図１は、実施形態の照明装置１０の一部を示す断面図である。図２は、図１のＡ部拡大図である。照明装置１０は、導光板１２と、器具本体（図示せず）と、光源３０と、反射部材３６とを含んで構成される。反射部材３６は、反射部に相当する。照明装置１０は、導光板１２の第２主面１５側（図１の上面側）から光を出射させて照明光として利用する。
【００１４】
導光板１２は、６つの面を有し、所定厚みを有する矩形の薄板状の部材である。導光板１２は、内部に入射された光を導光させて出射する。導光板１２は、例えばポリカーボネート、アクリル等の透光性を有する樹脂材料により形成される。導光板１２の６つの面は、入射端面１３と、入射端面１３に対し略垂直な２つの面であり、厚み方向(図１Ａの上下方向)における両側面の第１主面１４及び第２主面１５とを有する。第２主面１５は、第１主面１４の反対側に配置される。入射端面１３は、光源３０からの光が入射される。特に、入射端面１３は、第１主面に対し傾斜する。これについては後で詳しく説明する。
【００１５】
第１主面１４には、光取り出し構造として、複数の凹形状のプリズム１７がドット状に形成されることで、複数のプリズム１７が設けられる。複数のプリズム１７は、第１主面１４の面方向に沿い互いに直交する第１方向（図１の左右方向）及び第２方向（図１の紙面の表裏方向）に分散して配置される。
【００１６】
プリズム１７は、例えば導光板１２の内部に窪むように形成された断面円形の円錐面の凹部である。複数のプリズム１７は、形状及び大きさが略同じである。各プリズム１７は、断面楕円形の楕円錐面の凹部、四角錐状の凹部等としてもよい。また、各プリズムは、凹形状に限定するものではなく、凸形状としてもよく、また、複数のプリズムは、ドット状に限定するものではなく、溝形状や、直線方向に稜線が延びる山形状としてもよい。また、光取り出し構造として、第１主面１４に複数の反射材が貼り付けられてもよい。
【００１７】
器具本体（図示せず）は、導光板１２の第２主面１５側に開口を有する箱状である。器具本体は、例えば金属により形成される。器具本体の開口からは、導光板１２の第２主面１５から出射した光が外側に出射される。
【００１８】
器具本体は、導光板１２と、後述の光源３０及び反射部材３６を収納し、導光板１２、光源３０及び反射部材３６が固定される。器具本体の底板部には、高反射シート２８が配置される。高反射シート２８は、導光板１２の第１主面１４が対面する。高反射シート２８は、第１主面１４から漏れ出た光を反射させて、第１主面１４に再入射させる。第１主面１４と高反射シート２８の間には、少なくとも光学的な微小厚みを有する空気層がある。空気層の厚みは、例えば、数μｍから数１０μｍのオーダである。空気層は、光学的な微小厚みを有する面からは、数ｎｍのオーダより大きい厚みが必要である。これにより、導光板１２の内部に導光された光を、第１主面１４のプリズム１７以外の部分で極めて高い反射率の全反射で反射させやすくなる。なお、第１主面１４に高反射シートを光学的に密着させることもできる。器具本体には、光源３０に電力を供給するための電源回路（図示せず）が取り付けられる。
【００１９】
光源３０は、器具本体に設置された基板３２と、基板３２の外側面（図１の上側面）の、長手方向(図１の紙面の表裏方向)の複数位置に取り付けられた複数の光源本体であるＬＥＤ素子３４とを有する。図１、図２ではＬＥＤ素子３４を矩形で示している。基板３２は、導光板１２と略平行に配置される。
【００２０】
複数のＬＥＤ素子３４は、後述の反射部材３６の側に光を出射し、反射部材３６で反射された光を、導光板１２の入射端面１３から導光板１２に入射させる。図１、図２では、Ａ１、Ａ２、Ａ３により、光源３０から出射された光線を示している。
【００２１】
ＬＥＤ素子３４は、例えばＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）型である。ＳＭＤ型のＬＥＤ素子とは、樹脂成形されたキャビティの中にＬＥＤチップ（発光素子）が実装され、そのキャビティ内に蛍光体含有樹脂が封入されたパッケージ型のＬＥＤ素子である。ＬＥＤ素子３４は、電源部に、半導体スイッチ等のスイッチ部(図示せず)を介して接続され、そのスイッチ部のオンオフ状態が制御部(図示せず)により制御される。これにより、ＬＥＤ素子３４は、点灯及び消灯の切換が行われる。なお、ＬＥＤ素子３４は、制御部により制御されて調光調色が行われてもよい。
【００２２】
光源３０は、このような構成に限定されるものではなく、基板上にＬＥＤチップが直接的に実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）型の発光モジュールが用いられてもよい。また、光源は、ＬＥＤ素子を有する構成に限定するものではなく、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬ等のＥＬ素子等を有してもよい。
【００２３】
反射部材３６は、器具本体の内側で光源３０と、導光板１２の入射端面１３とを覆っている。反射部材３６は、例えば半透過反射部材または不透過反射部材である。例えば、反射部材３６を半透過の拡散反射部材とする場合に、例えばアクリル樹脂に拡散粒子を含有させることで形成され、入射光の一部を透過し、残りの光を反射させる構成とすることができる。また、半透過反射部材は、ハーフミラーとしてもよい。ハーフミラーは、例えば、ガラスやアクリル樹脂、ポリアセタール樹脂等の光透過性樹脂材料の表面に対して、透過率が例えば５０％となるようにアルミニウムなどの金属を蒸着することで形成される。ハーフミラーの透過率は５０％以外としてもよい。半透過反射部材は、上記に限定するものではなく、入射光の一部を透過し、残りの光を反射するものであればよい。
【００２４】
反射部材３６を不透過反射部材とする場合に、反射部材３６は、例えば、鏡面反射部材とすることができる。鏡面反射部材は、例えば光透過性を有しない樹脂材料の表面に対して、アルミニウムなどの金属を蒸着し、光源３０側の面を鏡面とすることで形成される。
【００２５】
反射部材３６は、光源３０側が窪むように断面円弧形に湾曲した曲面状に形成される。反射部材３６は、図示しない取り付け部によって器具本体に固定される。
【００２６】
さらに、導光板１２の入射端面１３は、図１、図２に示すように第１主面１４のプリズム１７以外の部分及び第２主面１５に対し直交する平面についての断面視において、第１主面１４に対し第１主面１４から第２主面１５に向かって第１主面１４となす角度α（図２）が鈍角となるように傾斜している。また、第２主面１５の入射端面１３側端部が、上記断面視において、先端Ｐに向かって第１主面１４側（図１、図２の下側）に傾斜した傾斜面１８を有する。
【００２７】
反射部材３６の導光板１２側端部は、導光板１２の第２主面１５の入射端面１３側端部における第２主面１５、具体的には第２主面１５の傾斜面１８も覆っている。反射部材３６の導光板１２側端部における光源３０側の面と、導光板１２の第２主面１５における端部との間には、隙間３７が形成される。これにより、反射部材３６により、光源３０と導光板１２の入射端面１３とが覆われる。なお、反射部材３６を導光板１２の第２主面１５に沿って伸ばして、第２主面１５の全域を覆ってもよい。
【００２８】
また、図１、図２の構成において、導光板１２の第１主面１４だけでなく、第２主面１５にも複数のプリズムが形成されていてもよい。また、反射部材３６を、光源３０の基板３２に直接接触させたり、１つ以上の部材を介して間接的に基板３２に接触させてもよい。
【００２９】
（照明装置の効果）
上記の照明装置１０によれば、導光板１２を用い、光源３０と導光板１２の入射端面１３とを覆う反射部材３６を含む構成において、光源３０から出射された光が導光板１２の第１主面１４に対し傾斜した入射端面１３に入射されやすくなる。例えば、光線Ａ１〜Ａ３のように、光源３０から出射された光を入射端面１３に入射させた後、傾斜面１８を透過させて反射部材３６の内側面で反射させることができる。そして、この内側面で反射した光を、導光板１２に再入射させ、入射端面１３で全反射させて導光板１２の内部に導光しやすくなる。これにより、光源３０から出射された光が、光源側部材である基板３２に向かうことを抑制できる。このため、光が基板３２での低い反射率で反射されたり、基板３２での拡散反射や、基板３２と反射部材３６との間での多重反射による損失を低減できる。これにより、光源３０から導光板１２を通じて出射される光の損失を低減できる。光線Ａ１〜Ａ３は、反射部材３６で反射した光が導光される場合を示しているが、入射端面１３から入射された光を導光板１２の傾斜面１８と空気との界面で反射させ、入射端面１３で反射させて、導光板１２の内部に導光させることもできる。
【００３０】
（比較例）
図３は、比較例の照明装置１０ａにおいて、図２に対応する図である。比較例の照明装置１０ａは、図１、図２の実施形態と異なり、導光板１２ａの入射端面１３ａが第１主面１４に対し直交している。また、反射部材３６は、導光板１２ａの入射端面１３ａ側端部における第２主面１５を覆っていない。比較例において、その他の構成は、図１、図２の実施形態と同様である。
【００３１】
この様な比較例の場合には、光源３０から出射された光の一部は光線Ｂ１で示すように、反射部材３６で反射された後、入射端面１３から導光板１２ａに入射される。一方、光線Ｂ２，Ｂ３で示すように、光源３０から出射された光の別の一部は、反射部材３６で反射された後、光源３０の基板３２に向かい、この基板３２で反射される可能性がある。この場合、基板３２での反射は反射率が低く、かつ、反射した場合でも基板３２で拡散反射されたり、基板３２と反射部材３６との間で多重反射される可能性がある。これにより、導光板１２ａの入射端面１３ａに入射される光が少なくなることで、光源３０から導光板１２ａを通じて出射される光の損失が大きくなる可能性がある。図１、図２の実施形態の場合にはこのような不都合を防止できる。
【００３２】
（実施形態の別例）
図４は、実施形態の別例の照明装置１０ｂにおいて、図２に対応する図である。本例の照明装置１０ｂは、図１、図２の構成と異なり、導光板１２ｂの入射端面１３側端部における第２主面１５は、この第２主面１５に面する反射部材３６の内側面の形状に略合致する曲面状の曲面部１９としている。そして、この曲面部１９と、反射部材３６の内側面とが接触している。
【００３３】
このような別例の構成によれば、反射部材３６で発生した熱を導光板１２ｂに伝導することができるので、反射部材３６の熱による劣化を軽減できる。特に、反射部材３６、導光板１２ｂの入射端面１３、基板３２で囲まれた狭い空間にＬＥＤ素子３４が配置される。これにより、本例のように、反射部材３６を導光板１２ｂに接触させない構成の場合には、反射部材３６の内側面での照度が高くなる等によりこの内側面の表面温度が高くなる可能性がある。本例の場合には、反射部材３６を導光板１２ｂに接触させることにより、反射部材３６の熱を逃がして反射部材３６の劣化を軽減できる。本例において、その他の構成及び作用は、図１、図２の構成と同様である。
【００３４】
また、図４を参照して、実施形態の別例の構成として、入射端面１３の表面と、導光板１２ｂの入射端面１３側端部における第２主面１５と、反射部材３６の導光板１２ｂと対向する面との１つ、または２つ、または全部に、光を散乱させる構造である散乱構造が形成されていてもよい。例えば、散乱構造は、複数の微細プリズムやサンドブラストにより形成される。このような構成によれば、複数のＬＥＤ素子３４から基板３２の外側面に略直交する方向（図４の略真上）に向かって光が出射される場合において、反射部材３６の外側での照度を軽減できる。これにより、反射部材３６での光集中及び熱集中を抑制できると共に、耐久性向上を図れる。また、入射端面１３を導光板１２ｂの外側から見た場合に、複数のＬＥＤ素子３４の配列に応じて生じる輝度のバラツキを抑制できる。この構成は、図４の構成のように導光板１２ｂの曲面部１９と反射部材３６の内側面とを接触させる場合に限定せず、図１、図２の構成のように、導光板１２と反射部材３６の内側面とが離れた構成でも適用できる。
【００３５】
図５は、実施形態の別例の照明装置１０ｃにおいて、図２に対応する図である。本例の照明装置１０ｃは、図４の構成と異なり、導光板１２ｂの入射端面１３側端部における第２主面１５に形成した曲面部１９と、反射部材３６の内側面とを接触させた状態で、この曲面部１９と反射部材３６の内側面とが接着層６０で接着されている。図５ではこの接着層６０を、曲面部１９と反射部材３６の内側面との間の破線部で示している。例えば反射部材３６を、アクリル樹脂に拡散粒子を含有させることにより形成し、導光板１２ｂをアクリル樹脂で形成する場合に、アクリル系接着剤で反射部材３６と曲面部１９とを接着することができる。これにより、反射部材３６で発生した熱を、単に反射部材３６と曲面部１９とを接触させる場合に比べて、より効率的に導光板１２ｂに伝導させることができる。このため、反射部材３６の劣化をより軽減できる。本例において、その他の構成及び作用は、図１、図２の構成、または図４の構成と同様である。
【００３６】
図６は、実施形態の別例の照明装置１０ｄにおいて、図２に対応する図である。本例の照明装置１０ｄは、図４の構成で反射部材３６に相当する反射部６２を、導光板１２ｃに一体成形により一体化させている。具体的には、導光板１２ｃは、光源３０及び導光板本体６４の入射端面１３を覆う反射部６２を備える。図６では砂地部により反射部６２を示している。導光板本体６４は、図４の構成で導光板１２ｂに相当する部分の形状及び材料と同様である。
【００３７】
反射部６２は、導光板１２ｃの端部における第２主面１５側端部の反射部６２と異なる部分としての導光板本体６４も覆っている。反射部６２は、導光板１２ｃの入射端面１３側端部における第２主面１５側端部と、導光板１２ｃの入射端面１３の第２主面１５側端部から曲面状に延びる部分とに、導光板本体６４と一体に形成されている。例えば、反射部６２は、アクリル樹脂に拡散粒子を含有させたものにより形成される。導光板本体６４はアクリル樹脂により形成される。この場合に、導光板１２ｃは、一体成形により、反射部６２と導光板本体６４とを含んで形成される。このような本例の構成によれば、部品点数を少なくできると共に、図５の構成のように導光板と反射部材とを接着する必要がない。本例において、その他の構成及び作用は、図１、図２の構成、または図４の構成と同様である。
【００３８】
図７は、実施形態の別例の照明装置１０ｅにおいて、図２に対応する図である。本例の照明装置１０ｅは、図４の構成と異なり、第１主面１４のプリズム１７以外の部分及び第２主面１５に対し直交する平面についての断面視において、入射端面１３ｂが、その接線が第１主面１４に対し第１主面１４から第２主面１５に向かって第１主面１４となす角度が鈍角となるように傾斜している、湾曲した凹曲面である。入射端面１３ｂは、光源３０とは反対側に凹んでいる。例えば、入射端面１３において、断面視で点Ｑを通る接線Ｌは、第１主面１４に対し第１主面１４から第２主面１５に向かって第１主面１４とのなす角度βが鈍角となるように傾斜している。
【００３９】
このような別例の構成によれば、ＬＥＤ素子３４と入射端面１３との最短距離ｄを、入射端面１３を図４の構成のように平面とする場合よりも大きくすることができる。これにより、入射端面１３がＬＥＤ素子３４の発熱の影響で軟化することをより効果的に抑制できるとともに、照明装置１０ｅの組立時における製造上の寸法ばらつきによる、導光板１２ｄとＬＥＤ素子３４との接触を防止して、部品の破損防止を図れる。本例において、その他の構成及び作用は、図１、図２の構成、または図４の構成と同様である。
【００４０】
（実施形態の応用例）
上記の実施形態では、照明装置１０，１０ｂ〜１０ｅを構成する導光板が矩形の薄板状である場合を説明したが、本開示の構成はこれに限定するものではなく、導光板を、円板状、または内側に中心穴を有する円板状（ドーナツ状）としてもよい。この場合、光源の基板は円板の周方向に沿って配置される。また、光源は、基板を有する構成に限定しない。照明装置は、器具本体の開口を下に向けた状態で器具本体を天井に取り付けて照明用として利用したり、液晶表示装置用バックライトやフロントライトに用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ  照明装置、１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  導光板、１３，１３ａ、１３ｂ  入射端面、１４  第１主面、１５  第２主面、１７  プリズム、１８  傾斜面、１９  曲面部、２８  高反射シート、３０  光源、３２  基板、３４  ＬＥＤ素子、３６  反射部材、６０  接着層、６２  反射部、６４  導光板本体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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