(57)【要約】      （修正有）【課題】柱状の脚を設けた場合であっても安定性の高い光束制御部材を提供する。【解決手段】発光素子から出射された光を内部に入射させ、発光素子から出射される光の光軸に平行なＺ軸方向と直交するＸ軸方向について光の幅を入射時よりも広げて外部に出射させる光束制御部材１であって、Ｘ軸方向の寸法は、Ｚ軸方向とＸ軸方向とに直交するＹ軸方向の寸法に比べて長く、発光素子側に面する底面１１に、発光素子側に突出した脚部１４と、発光素子側に突出した転倒防止構造１５とを有し、転倒防止構造１５の少なくとも一部は、Ｙ軸方向について脚部１４よりも外側の位置に配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射された光を内部に入射させ、前記発光素子から出射される光の光軸に平行なＺ軸方向と直交するＸ軸方向について光の幅を入射時よりも広げて外部に出射させる光束制御部材であって、
前記Ｘ軸方向の寸法は、前記Ｚ軸方向と前記Ｘ軸方向とに直交するＹ軸方向の寸法に比べて長く、
前記発光素子側に面する底面に、発光素子側に突出した脚部と、発光素子側に突出した転倒防止構造とを有し、
前記転倒防止構造の少なくとも一部は、前記Ｙ軸方向について前記脚部よりも外側の位置に配置されていることを特徴とする光束制御部材。
【請求項２】
発光素子から出射された光を内部に入射させ、前記発光素子から出射される光の光軸に平行なＺ軸方向と直交するＸ軸方向について光の幅を入射時よりも広げて外部に出射させる光束制御部材であって、
前記Ｘ軸方向の寸法は、前記Ｚ軸方向と前記Ｘ軸方向とに直交するＹ軸方向の寸法に比べて長く、
前記発光素子側に面する底面に、発光素子側に突出した脚部と、発光素子側に突出した転倒防止構造とを有し、
前記転倒防止構造の先端の突出高さは、前記脚部の先端の突出高さと同じ又は低いことを特徴とする光束制御部材。
【請求項３】
前記光束制御部材は、前記底面と反対側に位置する出射面を有し、
前記底面には、前記発光素子から出射された光を内部に入射させる入射部が形成され、
前記出射面には、前記光軸方向において前記入射部の反対側に位置し、前記入射部から入射した光の一部を全反射してＸ軸方向の正側と負側へ光を振り分ける出射面凹部が形成され、
前記発光素子から光が出射される方向を前記Ｚ軸の正方向としたとき、
前記底面には、前記出射面凹部によって全反射された光が到達する位置の少なくとも一部に、前記Ｘ軸方向について外側になるにしたがってＺ座標が大きくなるＺ座標増大領域が前記Ｘ軸方向の正側と負側とに一対形成され、
前記転倒防止構造の少なくとも一部は、前記一対のＺ座標増大領域の間に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光束制御部材。
【請求項４】
前記転倒防止構造の少なくとも一部は、前記Ｙ軸方向について外側に突出していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光束制御部材。
【請求項５】
前記転倒防止構造は、前記Ｙ軸方向に離間して並置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光束制御部材。
【請求項６】
前記転倒防止構造及び前記脚部は、ＸＹ平面と平行な底面の平面部に設けられたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光束制御部材。
【請求項７】
前記底面に形成された凹部であって、前記発光素子から出射された光の少なくとも一部を内部に入射させる入射面を含む底面凹部を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光束制御部材。
【請求項８】
発光素子と、
前記底面が前記発光素子と対向し、前記Ｚ軸方向が前記発光素子から出射される光の光軸と平行となるように配置された請求項１乃至７の何れか１項に記載の光束制御部材と、
を有することを特徴とする発光装置。
【請求項９】
前記発光素子を実装する実装基板を有し、
前記光束制御部材の前記脚部を前記実装基板に固定したことを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記実装基板は、前記脚部が配置される部分に基板凹部を有することを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
複数個の前記発光素子及び前記光束制御部材が前記実装基板上にＸ軸方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１の何れか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置からの光を導光させつつ出射させる導光板と、
を有することを特徴とする面光源装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の面光源装置と、
前記面光源装置からの光が照射される被照明部材と、
を有することを特徴とする表示装置。
を備えた表示装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の表示装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材、当該光束制御部材を有する発光装置、面光源装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エッジライト方式の面光源装置の光源として、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう）を使用するものが知られている。このような面光源装置では、ＬＥＤから出射された光の配光を制御するために、ＬＥＤと棒状の光束制御部材を組み合わせた線状光源体を使用することがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９（Ａ）は、特許文献１に記載の面光源素子（面光源装置）１１０の構成を示す斜視図であり、図９（Ｂ）は、その部分拡大平面図である。図９に示されるように、特許文献１に記載の面光源素子１１０は、線状光源体１２０と、板状の導光体（導光板）１３０とを有する。線状光源体１２０は、導光体１３０の側面に対向するように配置される。線状光源体１２０は、複数の発光素子１２２と、複数の発光素子１２２から出射された光を制御する透光性樹脂基板（光束制御部材）１２４とを含む。透光性樹脂基板１２４の導光体１３０と対向する面には、複数の発光素子１２２の光軸上に配置された複数の第１切欠部１２６と、隣接する発光素子１２２の光軸の間に配置された第２切欠部１２８とがそれぞれ形成されている。導光体１３０は、線状光源体１２０から出射された光を導光する。導光体１３０の線状光源体１２０側の側面１３１は、線状光源体１２０側に凸の曲面１３２と、線状光源体１２０に対して凹の曲面１３３とが連続して形成されており、全体として波形に形成されている。
【０００４】
特許文献１に記載の面光源素子１１０では、第１切欠部１２６および第２切欠部１２８から光が出射される。すなわち、透光性樹脂基板１２４は、複数の発光点を有する。このとき、発光素子１２２から出射された光は、第１切欠部１２６を透過して出射される直接光群Ｌａと、第２切欠部１２８を透過して出射される間接光群Ｌｂとに分かれる。図９に示されるように、特許文献１に記載の面光源素子１１０では、直接光群Ｌａと間接光群Ｌｂとの出射パターンが異なる。このため、特許文献１に記載の面光源素子１１０では、導光体１３０の側面１３１の形状を波形に形成することで、導光体３０に入射する光の分布を均一にしている。そして、導光体１３０に入射した光は、導光体１３０の天面全体から均一に出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の面光源素子１１０を製造する組立工程において、複数の発光素子１２２は電力等を供給するための配線を備えた実装基板上に実装され、さらに発光素子を覆って透光性樹脂基板１２４を実装基板上に配置し、線状光源体１２０を組み立てた後に、筐体内において、導光体１３０の側方に線状光源体１２０を配置する。このように製造する際に、線状光源体１の透光性樹脂基板１２４が、薄くて板状であるため不安定であり、実装基板に対して斜めになったり、転倒したりすることがあった。
【０００７】
また、発光素子１２２の発熱対策や透光性樹脂基板１２４の位置合わせのために、透光性樹脂基板１２４の光源側端面に柱状の脚部を設け、柱状の脚部の先端を実装基板の接着部と接着して透光性樹脂基板１２４を固定することがある。透光性樹脂基板１２４に柱状の脚部を設けた場合は、実装基板の接着部に柱状の脚部を配置することにより、発光素子１２２と位置合わせすることができ、さらに柱状の脚部によって実装基板と透光性樹脂基板１２４との間に隙間が設けられ、発光素子１２２から発生する熱を逃がすことができる。しかし、柱状の脚部で固定した構造は、透光性樹脂基板１２４がより不安定となり、製造工程において歩留まりの低下をもたらしていた。
【０００８】
さらに、特許文献１に記載の面光源素子１０では、前述したように、直接光群Ｌａと間接光群Ｌｂとの出射パターンが異なることから、導光体１３０に対して均一に光を入射させるためには、導光体１３０の側面の形状を特殊な形状にしなければならなかった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、柱状の脚を設けた場合であっても安定性の高い光束制御部材を提供することである。さらに、他の目的としては、複数の発光点を有する光束制御部材であって、導光板の形状を特殊な形状にする必要がない程度に各発光点から出射される光の出射パターンを同じにできるとともに、発光素子から出射された光の利用効率を向上させることができる光束制御部材を提供することである。また、本発明の目的は、この光束制御部材を有する発光装置、面光源装置および表示装置を提供することでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した課題を解決するため、本発明の光束制御部材は、発光素子から出射された光を内部に入射させ、前記発光素子から出射される光の光軸に平行なＺ軸方向と直交するＸ軸方向について光の幅を入射時よりも広げて外部に出射させる光束制御部材であって、前記Ｘ軸方向の寸法は、前記Ｚ軸方向と前記Ｘ軸方向とに直交するＹ軸方向の寸法に比べて長く、前記発光素子側に面する底面に、発光素子側に突出した脚部と、発光素子側に突出した転倒防止構造とを有し、前記転倒防止構造の少なくとも一部は、前記Ｙ軸方向について前記脚部よりも外側の位置に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の光束制御部材は、発光素子から出射された光を内部に入射させ、前記発光素子から出射される光の光軸に平行なＺ軸方向と直交するＸ軸方向について光の幅を入射時よりも広げて外部に出射させる光束制御部材であって、前記Ｘ軸方向の寸法は、前記Ｚ軸方向と前記Ｘ軸方向とに直交するＹ軸方向の寸法に比べて長く、前記発光素子側に面する底面に、発光素子側に突出した脚部と、発光素子側に突出した転倒防止構造とを有し、前記転倒防止構造の先端の突出高さは、前記脚部の先端の突出高さと同じ又は低いことを特徴とする。
【００１２】
さらに、上記光束制御部材において、前記光束制御部材は、前記底面と反対側に位置する出射面を有し、前記底面には、前記発光素子から出射された光を内部に入射させる入射部が形成され、前記出射面には、前記光軸方向において前記入射部の反対側に位置し、前記入射部から入射した光の一部を全反射してＸ軸方向の正側と負側へ光を振り分ける出射面凹部が形成され、前記発光素子から光が出射される方向を前記Ｚ軸の正方向としたとき、前記底面には、前記出射面凹部によって全反射された光が到達する位置の少なくとも一部に、前記Ｘ軸方向について外側になるにしたがってＺ座標が大きくなるＺ座標増大領域が前記Ｘ軸方向の正側と負側とに一対形成され、前記転倒防止構造の少なくとも一部は、前記一対のＺ座標増大領域の間に配置されていることが好ましい。
【００１３】
さらに、上記光束制御部材において、前記転倒防止構造の少なくとも一部は、前記Ｙ軸方向について外側に突出していてもよいし、前記転倒防止構造は、前記Ｙ軸方向に離間して並置されていてもよいし、前記転倒防止構造及び前記脚部は、ＸＹ平面と平行な底面の平面部に設けられていてもよい。また、上記光束制御部材において、前記底面に形成された凹部であって、前記発光素子から出射された光の少なくとも一部を内部に入射させる入射面を含む底面凹部を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の発光装置は、発光素子と、前記底面が前記発光素子と対向し、前記Ｚ軸方向が前記発光素子から出射される光の光軸と平行となるように配置された上記束制御部材と、を有することを特徴とする。さらに、上記発光装置は、前記発光素子を実装する実装基板を有し、前記光束制御部材の前記脚部を前記実装基板に固定してもよく、前記実装基板は、前記脚部が配置される部分に基板凹部を有していてもよく、複数個の前記発光素子及び前記光束制御部材が前記実装基板上にＸ軸方向に並んで配置されていてもよい。
【００１５】
また、本発明の面光源装置は、上記発光装置と、前記発光装置からの光を導光させつつ出射させる導光板と、を有する。また、本発明の表示装置は、上記面光源装置と、前記面光源装置からの光が照射される被照明部材と、を有する。また、本発明の電子機器は、上記表示装置を表示部として備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光束制御部材を安定して基板に固定することができ、組立工程における歩留まりを向上させることができる。また、複数の発光点を有する光束制御部材であって、導光板の形状を特殊な形状にする必要がない程度に各発光点から出射される光の出射パターンを同じにできるとともに、発光素子から出射された光の利用効率を向上させることができる光束制御部材を提供できる。したがって、本発明によれば、単純な形状の導光板と組み合わせて光の利用効率が高く生産性のよい面光源装置および表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光束制御部材の第１の実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は斜視図である。
【図２】本発明の発光装置を示す図であり、本発明の発光装置４を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は拡大図、（Ｃ）は斜視図である。
【図３】本発明の面光源装置を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は断面図、（Ｅ）は斜視図である。
【図４】複数の発光装置を有する面光源装置を示す斜視図。
【図５】本発明の光束制御部材の第２の実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は斜視図である。
【図６】本発明の光束制御部材の第３の実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は斜視図である。
【図７】比較例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は斜視図である。
【図８】せん断力測定実験結果を示す図。
【図９】（Ａ）は特許文献１に記載の面光源素子の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）はその部分拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は本発明の光束制御部材１の第１の実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は発光素子２側から見た場合の斜視図である。
【００１９】
図２は、第１の実施形態の光束制御部材１を使用した本発明の発光装置４を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は発光素子２近辺の拡大図、（Ｃ）は導光板５側から見た場合の斜視図である。本発明の発光装置４は、少なくとも発光素子２及び光束制御部材１を有し、さらに、実装基板３を有していてもよい。図２の発光装置４は、実装基板３上に発光素子２が実装され、発光素子２を覆って光束制御部材１が固定されている。
【００２０】
図３は、第１の実施形態の光束制御部材１（発光装置４）を使用した本発明の面光源装置６を示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は断面図、（Ｅ）は導光板５側から見た場合の斜視図である。本発明の面光源装置６は、少なくとも発光装置４（光束制御部材１及び発光素子２）と導光板５とを有し、さらに、図示していないが、筐体、反射板および光拡散部材を有していてもよい。図３の面光源装置６は、導光板５の長辺側の一側面に一つの発光装置４が配置されている。
【００２１】
本明細書において、発光素子２の光軸ＯＡに沿う軸を「Ｚ軸」とし、Ｚ軸に直交する軸を「Ｘ軸」とし、Ｚ軸とＸ軸とに直交する軸を「Ｙ軸」とし、Ｚ軸（光軸）に平行な方向を「Ｚ軸方向」とし、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」とし、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」とする。さらに、「Ｙ軸方向について外側」とは、Ｙ軸方向について、光軸ＯＡを通過するＸＺ平面からの距離が離れていることを意味し、「Ｘ軸方向について外側」とは、Ｘ軸方向について、光軸ＯＡを通過するＹＺ平面からの距離が離れていることを意味し、光軸ＯＡを通過するＹＺ平面を基準として何れか一方をＸ軸方向の「正側」としたときに、他方をＸ軸方向の「負側」とする。また、光束制御部材１の内部に入射した光を「内部入射光」という。また、Ｚ軸方向について、発光素子２側を下、導光板５側を上と呼ぶこともある。
【００２２】
光学制御部材１は、発光素子２から出射された光の配光を制御する所望の波長の光を通過させ得る透光性の部材である。特に、面光源装置６として利用する場合には、光学制御部材１は、発光素子２から出射された光を内部に入射させ、Ｘ軸方向について光の幅を広げて外部に出射させる。例えば、光束制御部材１は、１つの発光素子２から出射された光を多点化するように光の配光を制御する。光学制御部材１のＹ軸方向の寸法は、導光板５の厚さと同程度であることが好ましく、Ｘ軸方向の寸法は、Ｙ軸方向の寸法に比べて長く構成される。光束制御部材１の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、シリコーン樹脂などの光透過性樹脂、またはガラスである。
【００２３】
光学制御部材１は、図１に示すように、発光素子２側に面する底面１１と、底面１１とは反対側（導光板５側）に面する出射面１２と、一対のＹ軸方向の側面１３とを有しており、底面１１には、発光素子２側に突出した脚部１４と、発光素子２側に突出した転倒防止構造１５とが設けられ、出射面１２には、出射面１２と光軸とが交わる領域近傍に出射面凹部１７が形成されている。さらに、光学制御部材１は、底面１１に底面凹部１６が形成されていてもよい。
【００２４】
底面１１は、光学制御部材１の発光素子２側に面しており、その一部において発光素子２から出射された光を光学制御部材１の内部に入射させる。発光素子２から出射された光を入射させる部分を入射部とする。入射部は、発光素子２の配光特性や発光素子２の配置等によって変化するが、少なくとも底面１１の光軸と交差する位置を含む。底面１１には、脚部１４及び転倒防止構造１５が設けられるが、脚部１４及び転倒防止構造１５は、底面１１の光学的に影響が少ない領域に形成される。底面１１の形状は、発光素子２に対向する位置（本実施形態では底面凹部１６の形成位置）からＸ軸の正側および負側へ延設され、正側および負側の各々に、発光素子２に対向する位置から離れるにしたがってＺ座標が大きくなるように形成されるＺ座標増大領域（図１では曲面部１１ｂ）を有している。このような１対のＺ座標増大領域をつなぐ部分の形状は特に限定されず、光軸に垂直な平面（ＸＹ平面）であってもよいし、傾斜面であってもよいし、曲面であってもよいし、これらを組み合わせた形状でもよい。前述のＺ座標増大領域は、出射面凹部１７で全反射された光の少なくとも一部が直接又は出射面１２等を介して到達し、出射面１２（後述の平面部１２ａ）へ向けて全反射するように形成されており、このような位置に脚部１４及び転倒防止構造１５を形成することは光学的に大きな影響を与える。したがって、底面１１の光学的な影響が少ない領域として、１対のＺ座標増大領域の間（例えば平面部１１ａ）が選択される。また、入射部がＸＹ平面と平行な平面部１１ａの場合、発光素子２から出射した光のうち、出射角（光軸ＯＡからの角度）が大きな光は、底面の平面部１１ａによって表面反射され易くなるため、光の利用効率を低下させる虞があった。このため、平面部１１ａの光軸ＯＡを含む中央部分に底面凹部１６を設けることが好ましい。底面凹部１６の内面は、発光素子２からの出射角が大きな光であっても、内面に対する入射角を小さくすることができ、光学制御部材１の内部に効率よく入射させることが可能であり、底面凹部１６の内部に発光素子２を配置した場合は底面凹部１６の内面が入射部となる。図１の底面１１は、光軸ＯＡを含む中央部分に底面凹部１６が形成され、その周囲にＸＹ平面と平行な平面部１１ａを有し、Ｘ軸方向について、平面部１１ａから連続して外側に凸状の曲面部１１ｂが出射面１２まで延びた形状であり、曲面部１１ｂは、Ｘ軸方向の側面を兼ねている。この曲面部１１ｂがＺ座標増大領域に相当する。なお、光学制御部材１は、底面１１と区別可能なＸ軸方向の側面（例えば、ＹＺ平面に平行な平面）を設けてもよい。
【００２５】
出射面１２は、光学制御部材１の発光素子２とは反対側に面しており、光学制御部材１の内部に入射した光を略Ｚ軸方向に出射する。出射面１２の形状は、光軸と交わる領域近傍に出射面凹部１７が形成された形状であるが、それ以外の形状は特に限定されず、光軸に垂直な平面（ＸＹ平面）であってもよいし、傾斜面であってもよいし、曲面であってもよいし、これらを組み合わせた形状でもよい。図１の出射面１２は、ＸＹ平面に平行な平面部１２ａであり、光軸ＯＡを含む中央部分において出射面凹部１７が形成された形状である。
【００２６】
Ｙ軸方向の表裏に位置する側面１３は、Ｙ軸方向に進む内部入射光を出射面に向けて反射する。側面１３の形状は、特に限定されず、Ｙ軸に垂直な平面（ＸＺ平面）であってもよいし、傾斜面であってもよいし、曲面であってもよいし、これらを組み合わせた形状でもよい。図１の側面１３は、導光板５側にＸＺ平面と平行な平面部１３ａと発光素子２側に傾斜部１３ｂが形成された形状である。傾斜部１３ｂは、Ｙ軸方向に進む内部入射光に対し、傾斜部１３ｂに到達した光を外部に透過してしまうよりも全反射で出射面１２へ向かう光の割合を増やす機能があり、発光素子２からの光を有効に利用できる。なお、傾斜部に代えて下向きに凸状の曲面部を設けてもよい。
【００２７】
脚部１４は、光学制御部材１を実装基板３に固定するためのものであり、光学制御部材１の底面１１から光学素子２側に突出して設けられている。脚部１４は、通常、光学制御部材１と同じ材質で光学制御部材１と一体に形成され、内部入射光が脚部１４内に入射すると、脚部１４の側面から出射したり、出射面１２から出射する光の配光を乱したりするため、底面１１において、光学的な影響が少ない領域に形成される。脚部１４を実装基板３に固定する方法は特に限定されるものではないが、例えば、脚部１４の先端と実装基板３の表面とを接着剤で接着してもよいし、実装基板３の表面に脚部１４の先端と嵌合させる構造を設け機械的に固定してもよい。脚部１４の先端までの突出高さ（底面１１の平面部１１ａから先端までの長さ）は、光学制御部材１と実装基板３との隙間の幅と相関しており、平面部１１ａに形成された脚部１４を実装基板３の表面３ａに固定した場合は、脚部１４の突出高さが隙間の幅と一致し、実装基板３に形成された基板凹部３１において脚部１４を固定した場合は、突出高さと基板凹部３１の深さの差が隙間の幅となる。図１の脚部１４は、一対の円柱状であり、底面１１の平面部１１ａにおいて円柱の中心がＸ軸と重なるように、Ｘ軸方向について光軸を中心として対称の位置に設けられている。
【００２８】
転倒防止構造１５は、光学制御部材１を実装基板３に固定した後、光学制御部材１が傾いたり、転倒したりするのを防止するための機能を有し、光学制御部材１の底面１１から光学素子２側に突出して設けられている。転倒防止構造１５も、光学制御部材１と同じ材質で光学制御部材１と一体に形成され、内部入射光が転倒防止構造１５内に入射すると、転倒防止構造１５脚の側面から出射したり、出射面１２から出射する光の配光を乱したりするため、底面１１において、光学的な影響が少ない領域に形成される。転倒防止構造１５の数は特に限定されるものではないが、Ｘ軸方向において光軸を中心として対称に設けることが好ましいので、偶数とすることが好ましい。
【００２９】
また、転倒防止構造１５は、少なくとも一部をＹ軸方向について脚部１４よりも外側の位置に配置することにより、光学制御部材１がＹ軸方向に傾くのを転倒防止構造１５が支持できるため転倒防止機能を高めることができる。さらに、脚部１４の先端は実装基板３の表面と接触して固定する必要があるが、転倒防止構造１５の先端は転倒や傾きに対して支えとなればよいので、必ずしも実装基板３の表面に接触しなくてもよいし、実装基板３の表面に固定（例えば接着）しなくてもよい。このため、転倒防止構造１５の先端の突出高さ（底面１１の平面部３１ａから先端までの長さ）は、脚部１４の先端の突出高さと同じ又は低いことが好ましい。特に、実装基板３に基板凹部３１を設け、基板凹部３１において脚部１４を固定する場合は、脚部１４の先端の突出高さのほうが、転倒防止構造１５の先端の突出高さよりも高くする必要がある。
【００３０】
図１の転倒防止構造１５は、一対の四角柱状であり、Ｘ軸方向について光軸を中心として対称の位置であって、脚部よりも外側の位置に配置されている。転倒防止構造１５のＹ軸方向の寸法は、光学制御部材１のＹ軸方向の側面１３の平面部１３ａ間と同じ幅であり、転倒防止構造１５のＹ軸方向の側面近傍の部分は脚部１４よりもＹ軸方向について外側に位置している。なお、後述する第２の実施形態（図５）のように、転倒防止構造の少なくとも一部が、Ｙ軸方向について外側に突出してもよい。また、図１の転倒防止構造１５の先端の突出高さは、脚部１４の先端の突出高さよりもわずかに低く、図２に示すように、脚部１４の先端が実装基板３の基板凹部３１に接しているときに、転倒防止構造１５の先端が実装基板３の表面に接触するように、基板凹部３１の深さ分低くなっている。
【００３１】
底面１１において、光学的な影響が少ない領域は、光束制御部材１の内部入射光の伝搬機構によっても異なるが、光学素子２から出射した光（光軸に対する角度が９０度に近い光）が光束制御部材１の内部に入射し、内部入射光として脚部１４及び転倒防止構造１５に入射しにくいような領域であり、例えば、図１においては、Ｚ座標増大領域の間に配置された平面部１１ａに脚部１４及び転倒防止構造１５を設けることが好ましい。また、内部入射光が出射面１２等に反射することで、下向きに進む場合があるが、かかる下向きの内部入射光の少ない領域とすることがさらに好ましい。発光素子２から出射した全光量を１００％とした場合に、その領域に到達する光量が７％以下となる領域は、内部入射光の少ない領域といえる。図１の光束制御部材１について出射面１２に出射した光量と、底面１１の平面部１１ａに入射した光量とをシミュレーションした結果、発光素子２の全光量を１００％とすると、出射面１２に出射した光量は７８．７％であり、平面部１１ａに入射した光量は、３．４％であった。このように、光量をシミュレーションすることにより、底面１１において、光学的に影響が少ない領域を特定できる。
【００３２】
底面凹部１６は、底面１１と光軸とが交わる領域近辺に形成されており、光学素子２から出射された光を効率よく入射させることができる。底面凹部１６の内側上面は、光学素子２から出射された光の少なくとも一部を内部に入射させる入射面となる。底面凹部１６内において、光学素子２の出射面が底面１１の平面部１１ａよりも上に位置するように配置すれば、光学素子２からＸ軸方向に出射した光（光軸に対する角度が９０度に近い光）は、底面凹部１６の内側側面に入射して内部入射光として平面部１１ａよりも上側を通過するため、平面部１１ａに設けられた脚部１４及び転倒防止構造１５に対する光学的な影響を少なくすることができ、例えば、脚部１４及び転倒防止構造１５を底面１１の平面部１１ａ以外に配置し易くなる。さらに、底面凹部１６の内面を曲面や傾斜面とすることにより、光束制御機能を持たせることも可能である。図１の底面凹部１６は略直方体状である。
【００３３】
出射面凹部１７は、出射面１２の中央に設けられており、内部入射光のうち光軸近辺の光軸に対する角度が０度に近い光の少なくとも一部をＸ軸方向の正側および負側に向けて全反射させる一対の側面１７ａを有している。図１においては、一対の側面１７ａは、光軸を中心としてＸ軸方向に対象に配置され、光軸との交点が最も発光素子側に配置されたＹ軸に平行な傾斜面である。なお、出射面凹部１７による全反射面（図１では一対の側面１７ａ）は、光学素子２の発光中心から出射する光を効率よく全反射できるように設計されていれば足り、図２に示すように、側面１７ａから外部に出射する光が生じてもよい。
【００３４】
［発光装置］
図２に示すように、発光装置４は、実装基板３上に出射される光の光軸ＯＡが実装基板３の表面に対する法線と略平行になるように発光素子２を配置し、さらに発光素子２を覆って光束制御部材１の底面１１中心（または底面凹部１６の中心）が光軸と重なるように光束制御部材１が固定される。実装基板３上に配置される光学制御部材１及び発光素子２の数は特に限定されない。発光装置４は、複数の光学制御部材１及び発光素子２を実装基板３に配置し、複数の光源を有する発光装置４としてもよいし、図２に示すように、実装基板３上に１つの光学制御部材１及び発光素子２を配置し、光源が１つの発光装置４としてもよい。
【００３５】
発光素子２は、発光装置４（および面光源装置６、表示装置）の光源である。発光素子２は、ＬＥＤ、電球、キセノンランプ、半導体レーザー、有機ＥＬ素子、超小型蛍光管などを採用することができる。発光素子２は、特に限定されるものではないが、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００３６】
実装基板３は、発光素子２を実装し、光制御部材１が固定される。さらに、実装基板３は、光束制御部材１の脚部１４を接着するための接着用の基板凹部３１を有していることが好ましい。また、実装基板３は、発光素子２に電力等を供給するための配線が設けられていてもよい。実装基板３の形状は、好ましくは、光制御部材１と同じくＸ軸方向に細長い形状であり、光制御部材１のＸ軸方向を揃えて図２のように配置することが好ましい。
【００３７】
図２（Ａ）に示す発光装置４では、発光素子１の出射面が光制御部材１の底面１１における底面凹部１６に対向して配置されており、発光素子１から出射した光の大部分は、光制御部材１の底面凹部１６の内面を介して光制御部材１内部に入射する。内部入射光のうち出射面凹部１７に進む光軸付近の光は、出射面凹部１７の側面１７ａによって一部がＸ軸方向の正側および負側に内部反射し、一部が透過して外部に出射する。Ｘ軸方向の正側および負側に反射した光は、出射面１２によって内部反射し、Ｘ軸方向外側に配置された底面１１の曲面部１１ｂによって出射面１２側に内部反射し、出射面１２から外部に出射する。このとき、曲面部１１ｂによって内部反射し、出射面１２において光が出射された位置は、発光点のようになる。
【００３８】
また、内部入射光のうち出射面凹部１７よりもＸ軸方向において外側に向かう光は、出射面１２によって、一部が内部反射し、一部が透過して外部に出射する。内部反射した光は、底面１１の平面部１１ａ又は曲面部１１ｂにおいて反射又は透過して外部に出射する。このように、出射面凹部１７よりもＸ軸方向において外側に向かう光の一部が底面１１の平面部１１ａに照射される可能性があり、脚部１４や転倒防止構造１５によって乱される可能性がある。このため、出射面凹部１７を広くすることにより、底面１１における光学的に影響が少ない領域を広くすることが可能である。
【００３９】
なお、底面凹部１６に対する発光素子２の位置を変化させることにより、内部入射光の配光状態を制御できる。具体的には、例えば底面凹部１６と発光素２との間隔を狭くすることによって、発光素子２から出射された光のうち、底面凹部１６の上面で入射する光の光量を増加させることができる。また、例えば底面凹部１６と発光素子２との間隔を広くすることによって、発光素子２から出射された光のうち、底面凹部１６の側面で入射する光の光量を増加させることができる。
【００４０】
［面光源装置等］
図３に示すように、面光源装置６は、発光装置４における光束制御部材１の出射面１２を導光板５の側面に対向させ、発光装置４から出射した光を導光板５の側面から導光板５内部に入射させる。面光源装置６は、例えば、表示装置のバックライト、照明装置などに使用される。導光板５の一つの側面に一つの発光装置４を配置してもよいし、複数の発光装置４を配置してもよい。また、導光板５の複数の側面に、複数の発光装置４を配置してもよい。面光源装置６は、導光板５及び発光装置４等を収容する筐体（図示せず）、導光板５の表面以外に出射した光を反射する反射板（図示せず）、導光板５の表面に出射した光を拡散する光拡散部材（図示せず）を有していてもよい。
【００４１】
導光板５は、光束制御部材１から出射された光を導光しつつ、表面および／または裏面から出射する。導光板５の平面視形状は、被照射部材（例えば液晶パネル）の表示領域の形状に対応していることが好ましい。また、光束制御部材１から出射された光の利用効率を高める観点から、導光板５の厚みは、光束制御部材１の出射面１２のＹ軸方向における長さよりも厚いことが好ましい。導光板５の表面又は裏面から出射された光は、Ｙ軸方向に進む面状の光となる。導光板５の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、シリコーン樹脂などの光透過性樹脂、またはガラスである。導光板５の材料は、光束制御部材１と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００４２】
筐体は、その内部に発光装置、導光板および反射板を収容するための、１つの面の少なくとも一部が開放した形状の収容体である。筐体は、発光領域となる開口部が形成されており、この開口部は、光拡散部材により塞がれる。開口部は、通常は長方形状であるが、他の形状であってもよく、開口部の大きさは、光拡散部材に形成される発光領域（発光面）の大きさに相当する。筐体は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂や、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属などから構成される。
【００４３】
反射板は、発光領域以外の領域内面の少なくとも一部に設けられ、例えば、筐体の底、側面等に配置されている。反射板は、導光板の裏面、側面等から出射した光、発光装置の出射面以外の面から出射した光を反射させて、導光板を介して光拡散部材に向かわせる。反射板は、例えば、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属などから構成される。また、筐体の内面を反射面として反射板の機能を持たせてもよい。
【００４４】
光拡散部材は、導光板５の出射側に配置され、例えば、筐体の開口部を塞ぐように配置されている。光拡散部材は、光拡散性を有する板状又はフィルム状の部材であり、導光板からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散部材は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散部材は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散部材には、光拡散性を付与するため、表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散部材の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。
【００４５】
本実施の形態に係る面光源装置６では、１つの発光素子２から出射された光は、対応する光束制御部材１によって分割され、１つの光束制御部材１の複数の発光点から、光が出射される。発光装置４の各発光点から出射された光は、導光板５の側面（入射面）で導光板５内に入射する。このとき、発光装置４の各発光点はほぼ等間隔であり、かつ各発光点から出射された光の光量および出射パターンも類似している。したがって、導光板５の入射面の形状が平面であっても、導光板５内にはほぼ均一に光が入射する。導光板５に入射した光は、導光板５内を進行しながら、表面および／または裏面から徐々に出射される。導光板５の裏面から出射した光は、図示しない反射板によって導光板５の裏面に向かって反射され、導光板５を透過して光拡散部材に向かう。導光板５の表面から出射された光も、光拡散部材に向かう。光拡散部材に到達した光は、光拡散部材で拡散されつつ光拡散部材を透過する。
【００４６】
図４は、一つの実装基板３上に複数の光束制御部材１及び発光素子２を配置した面光源装置６の一実施形態である。実装基板３は、Ｘ軸方向に延在した長方形であり、実装基板３上に、光束制御部材１と発光素子２とが長手方向に３つ配置されている。そして、３つの光束制御部材１の出射面１２側に導光板５の側面を対向させて配置している。図４においては、隣接する光束制御部材１の間に隙間を設けているが、光束制御部材１の出射光の配光特性に応じて、光束制御部材１から出射する光が均等になるように隙間の幅を調整することが好ましい。なお、隙間を設けなくてもよいし、複数の光束制御部材１をＸ軸方向の端部において連結して、複数の発光素子２に共通の光束制御部材１としてもよい。
【００４７】
また、本発明の表示装置は、上記面光源装置６と、該面光源装置６からの光が照射される被照明部材とを備える。被照明部材は、例えば、液晶表示パネル、電飾看板、内照式標識等である。また、本発明の電子機器は、かかる表示装置を表示部として備えている。電子機器としては、携帯電話、カーナビゲーションシステム用の表示装置や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器、携帯用ゲーム機、信号機等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
［第２の実施形態］
図５は本発明の光束制御部材１の第２の実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は発光素子２側から見た場合の斜視図である。図５の光束制御部材１は、図１の光束制御部材と転倒防止構造２５のみが異なる。図５の光束制御部材１の転倒防止構造２５は、図５（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）から明らかであるが、側面１３の平面部１３ａよりもＹ軸方向について、外側に突出した突出部２５ａを有している。この突出部２５ａにより、光束制御部材１がＹ軸方向に傾いたり、転倒したりするのをより防止することができる。転倒防止機能をより効果的なものとするために、突出部２５ａを光束制御部材１の両側面１３から突出するように設けてもよい。ただし、光束制御部材１を面光源装置６として組立てる場合の観点からは、光束制御部材１の側面の一方は、面光源装置６の底となるので、突出部２５ａは、いずれか一方にのみ設け、他方は面光源装置６の底として、突出部を設けないことが好ましく、側面１３の平面部１３ａと同じ平面とすることがより好ましい。
【００４９】
［第３の実施形態］
図６は本発明の光束制御部材１の第３の実施形態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は発光素子２側から見た場合の斜視図である。図６の光束制御部材１は、図１の光束制御部材と転倒防止構造３５のみが異なる。図６の光束制御部材１の転倒防止構造３５は、図６（Ｄ）から明らかであるが、Ｙ軸方向に離間して並置された２つの転倒防止構造３５がＸ軸方向に対象に一対設けられ、全体として４つの転倒防止構造３５が設けられている。各転倒防止構造３５は、Ｙ軸方向の外側側面は、側面１３の平面部１３ａと同じ平面となっている。Ｙ軸方向に離間して並置させたことにより、転倒防止構造３５による光の配光乱れを減らすことができる。さらに、実験の結果によれば、光束制御部材１がＹ軸方向に傾いたり、転倒したりするのをより防止できた。なお、図６の転倒防止構造３５についても、側面１３の平面部１３ａよりもＹ軸方向について、外側に突出した突出部を設けてもよい。
【００５０】
［比較例］
図７は、比較例として、転倒防止構造を有していない光束制御部材４１を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は底面図、（Ｅ）は発光素子２側から見た場合の斜視図である。図７の光束制御部材４１は、図１〜図６の光束制御部材と転倒防止構造を有していない点でのみ異なる。
【００５１】
［せん断力測定実験］
図８は、第１の実施形態（図１）、第２の実施形態（図５）、第３の実施形態（図６）及び比較例（図７）の光学制御部材の脚部を実装基板上に接着剤で固定した後、せん断力を測定した実験結果である。実験は、各２サンプルを作成し測定した。接着剤はＬＯＣＴＩＴＥ３２８０を使用し、各脚部を約０．７ｍｇ（１滴）の接着剤で実装基板の基板凹部に接着させ、ホットプレートで８０度、５分硬化させて実験用のサンプルとした。なお、転倒防止構造については、実装基板と接着させていない。このサンプルの実装基板を固定した状態でＹ軸方向から荷重を印加した。光学制御部材が実装基板から外れた時の荷重でせん断力を評価した。比較例では、１６．２８Ｎ、１７．４２Ｎであり、平均１６．８５Ｎであったが、第１の実施形態では、２１．８０Ｎ、２５．０８Ｎであり、平均２３．４４Ｎに増加した。第２の実施形態では、４４．６５Ｎ、３３．８１Ｎであり、平均３９．２３Ｎに大きく増加した。第３の実施形態では、３０．２５Ｎ、３０．３１Ｎであり、平均３０・２９Ｎと増加した。
【００５２】
以上のとおり、転倒防止構造を設けることにより、光学制御部材がＹ軸方向の荷重に強くなり、転倒しにくくなったことが確認された。特に、第２の実施形態のように、Ｙ軸方向の突出部を設けたものでは、比較例の２倍以上のせん断力を示した。
【符号の説明】
【００５３】
１  光束制御部材
２  発光素子
３  実装基板
４  発光装置
５  導光板
６  面光源装置
１１  底面
１２  出射面
１３  側面
１４  脚部
１５  転倒防止構造
１６  底面凹部
１７  出射面凹部
【図１】
2018116234.tif 000003
【図２】
2018116234.tif 000004
【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】
2018116234.tif 000009
【図８】
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【図９】
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