(57)【要約】【課題】輝度の均一化を向上させること。【解決手段】実施形態に係るレンズは、点光源と対向する主面である裏面に設けられ、裏面と対向する主面である出射面から裏面側に反射した光を出射面側に反射させる反射部と、点光源の直上部に出射面から厚み方向に窪んだ凹部と、凹部の外周部に設けられ、出射面から光を透過させる透過部とを備える。【選択図】図６Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点光源と対向する主面である裏面に設けられ、前記裏面と対向する主面である出射面から前記裏面側に反射した光を前記出射面側に反射させる反射部と、
前記点光源の直上部において前記出射面から厚み方向に窪んだ凹部と、
前記凹部の外周部に設けられ、前記出射面から光を透過させる透過部と
を備えるレンズ。
【請求項２】
前記レンズは、
前記点光源毎に設けられ、
前記透過部は、
前記出射面の各辺に当接する
請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
前記透過部は、
断面に直線を有し、前記出射面から突出する筋状の突起物である
請求項１または２に記載のレンズ。
【請求項４】
前記透過部は、
断面に曲線を有し、前記出射面から突出する筋状の突起物である
請求項１または２に記載のレンズ。
【請求項５】
前記透過部は、
同心円状に形成される
請求項１〜４のいずれか一つに記載のレンズ。
【請求項６】
前記凹部は、
断面形状が略逆円錐形状である、
請求項１〜５のいずれか一つに記載のレンズ。
【請求項７】
前記レンズは、
格子状に配列された前記点光源のうち、短手方向に並んだ複数の点光源を覆う
請求項１〜６のいずれか一つに記載のレンズ。
【請求項８】
前記レンズは、
上面視において略矩形状であり、
前記透過部は、
互いに隣接する前記点光源の境界領域に設けられる
請求項７に記載のレンズ。
【請求項９】
複数の点光源が格子状に実装される主面を有する基板と、
前記点光源毎に設けられる複数のレンズと、
前記基板と前記複数のレンズとを収容するフレームと
を備える面状照明装置であって、
前記レンズは、
前記点光源と対向する主面である裏面に設けられ、前記裏面と対向する主面である出射面から前記裏面側に反射した光を前記出射面側に反射させる反射部と、
前記点光源の直上部において前記出射面から厚み方向に窪んだ凹部と、
前記凹部の外周部に設けられ、前記出射面から光を透過させる透過部と
を備える面状照明装置。
【請求項１０】
前記レンズの前記透過部は、
前記出射面の各辺に当接する
請求項９に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記レンズの前記透過部は、
断面に直線を有し、出射面から突出する筋状の突起物である
請求項９または１０に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
前記レンズの前記透過部は、
断面に曲線を有し、出射面から突出する筋状の突起物である
請求項９または１０に記載の面状照明装置。
【請求項１３】
前記レンズの前記透過部は、
同心円状に形成される
請求項９〜１２のいずれか一つに記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記レンズの前記凹部は、
断面形状が略逆円錐形状である、
請求項９〜１３のいずれか一つに記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズおよび面状照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置の表示パネルを背面側から照明する面状照明装置がある。面状照明装置は、エッジライト型と、直下型とに大別される。また、面状照明装置においては、各点光源の光量をそれぞれ制御することによって、発光面の領域毎に輝度を調整することが可能である、いわゆるローカルディミング（エリア発光）対応の面状照明装置が知られている。
【０００３】
また、ローカルディミング（エリア発光）対応の直下型の面状照明装置において、点光源から出射した光を拡散するレンズを備え、点光源からの光を広げて出射させることで、領域毎の輝度を均一化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年の面状照明装置に対する薄型化の要求により、輝度の均一化を十分に確保できない状況になってきている。例えば、面状照明装置を車両のインフォメーションディスプレイのバックライトに用いる場合、設置スペースに限りがあり、輝度の均一化を確保しようとすると、薄型化の要求を満たせない状況になってきている。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、輝度の均一性を向上させることができるレンズおよび面状照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るレンズは、点光源と対向する主面である裏面に設けられ、前記裏面と対向する主面である出射面から前記裏面側に反射した光を前記出射面側に反射させる反射部と、前記点光源の直上部において前記出射面から厚み方向に窪んだ凹部と、前記凹部の外周部に設けられ、前記出射面から光を透過させる透過部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、輝度の均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す上面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るレンズの配置例を示す上面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面模式図（その１）である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面模式図（その２）である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る反射板の上面図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るレンズの上面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図５に示すＢ−Ｂ線に沿った断面模式図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図５に示すＢ−Ｂ線に沿った断面模式図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係るレンズの配光特性を示す模式図である。
【図８】図８は、透過部の有無による輝度分布の比較結果を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るレンズの配置例を示す上面図である。
【図１０】図１０は、図９に示すＣ−Ｃ線に沿った断面模式図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態に係るレンズの断面模式図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係るレンズの裏面側から見た斜視図である。
【図１３】図１３は、第３の実施形態に係るレンズの配光特性を示す図である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態に係るレンズの断面模式図である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態に係るレンズの裏面側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態に係るレンズおよび面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１１】
まず、図１を用いて、実施形態に係る面状照明装置の概要について説明する。図１は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す正面図である。本実施形態に係る面状照明装置１は、直下型の面状照明装置であり、各種液晶表示装置のバックライトとして用いられる。かかる液晶表示装置は、例えば、車両の電子スピードメータであるが、これに限定されない。
【００１２】
図１の例に示すように、実施形態に係る面状照明装置１は、フレーム１０で覆われていない出射領域から光を出射する。また、コネクタＣは、電源配線や信号配線等が接続される。すなわち、実施形態に係る面状照明装置１は、コネクタＣを介して電源や信号が供給される。
【００１３】
ところで、一般的に直下型の面状照明装置では、複数の点光源を格子状に配置し、点光源毎にレンズを設ける場合と、列状に配列した複数の点光源毎にレンズを設ける場合とがある。
【００１４】
本実施形態に係るレンズは、双方の場合に適用可能である。まず、第１の実施形態として、レンズが点光源毎に設けられる場合について説明する。図２は、第１の実施形態に係るレンズの配置を示す上面図である。なお、図２には、レンズ５０と点光源３０との位置関係を明確にするため点光源３０を併せて示す。
【００１５】
図２に示すように、点光源３０は、格子状に配置される。各点光源３０には、それぞれ出射方向からレンズ５０が設けられる。すなわち、面状照明装置１では、点光源３０が格子状に配置されるので、レンズ５０も格子状に配置されることとなる。
【００１６】
次に、図３Ａおよび図３Ｂを用いて第１の実施形態に係る面状照明装置１の内部構成について説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面模式図である。図３Ａに示すように、実施形態に係る面状照明装置１は、フレーム１０と、基板２０と、点光源３０と、反射板４０と、レンズ５０と、拡散板６０と、スペーサ７０と、光学シート８０と、弾性部材９０とを備える。
【００１７】
フレーム１０は、剛性が大きい、例えば、ステンレス製の板金フレームであり、面状照明装置１の各部材を収容する。また、フレーム１０は、例えば、上フレーム１１と、下フレーム１２とを備える。
【００１８】
上フレーム１１は、下フレーム１２の上面側に配置される。上フレーム１１は、中央部に開口部が形成された矩形状の天板１１ａと、天板１１ａの周縁から下フレーム１２の外側面に沿って延伸する側壁１１ｂとを有する。下フレーム１２は、矩形状の底部１２ａと、底部１２ａの周縁から上フレーム１１の内側面に沿って延伸する側壁１２ｂとを有する。
【００１９】
基板２０は、例えばエポキシ樹脂またはＰＩ（ポリイミド）からなり、複数の点光源３０が格子状に実装される主面を有する。点光源３０は、例えば、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）である。点光源３０は、光軸がレンズ５０と略垂直となるように、基板２０上に配置される。
【００２０】
反射板４０は、例えば、白色の樹脂等で形成される。反射板４０は、レンズ５０で反射板４０側に反射した光をレンズ５０に向けて再度反射させる。これにより、出射効率を向上させることが可能である。なお、反射板４０の構成については、図４を用いて後述する。
【００２１】
レンズ５０は、点光源３０から出射した光の配光制御を行うレンズ５０は、上面視において、外形形状が矩形状または略矩形状である。レンズ５０の材質として、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）やポリカーボネートを用いることができるが、これに限定されない。レンズ５０によって配光制御された光は、拡散板６０に出射される。また、レンズ５０は、基板２０側へ突出した脚部５６を有する。例えば、レンズ５０は、例えば脚部５６の底面に接着剤等の接着部材が塗布され、基板２０に固定されるが、固定方法はこれに限定されない。なお、レンズ５０の詳細については、図５以降の図面を用いて後述する。
【００２２】
拡散板６０は、樹脂等の材料で構成され、レンズ５０から出射された光を拡散する機能を有する。すなわち、レンズ５０から出射した光は、拡散板６０によって拡散され、光学シート８０へ導かれる。
【００２３】
スペーサ７０は、レンズ５０と拡散板６０との間に配置され、レンズ５０と拡散板６０との間隔を一定に保持する。スペーサ７０の材質は特に限定されないが、例えば白色の樹脂で成形し、レンズ５０から出射する光を反射する機能を持たせてもよい。スペーサ７０は、面状照明装置１の長手方向（Ｘ軸）に沿って拡散板６０を下面側から押圧し、かかる長手方向に沿ってレンズ５０を上面側から押圧する。なお、スペーサ７０は、面状照明装置１の短手方向（Ｙ軸）については、必ずしもレンズ５０と拡散板６０との間隔を保持しなくてもよい。
【００２４】
光学シート８０は、拡散板６０から出射された光に対して均一化や配向制御などの光学的な調整を行って、光学的な調整が行われた光を出射する。図３に示す例では、光学シート８０が、第１シート８１と、第２シート８２との２枚のシートで構成される場合について例示している。
【００２５】
例えば、第１シート８１は、ＢＥＦ（Brightness  Enhancement  Film）であり、第２シート８２は、ＤＢＥＦ（Dual  Brightness  Enhancement  Film）であるが、面状照明装置１に求められる発光態様によって任意に変更することが可能である。また、光学シート８０は、例えば、接着剤や両面テープ等の接着部材によって拡散板６０の出射面に固定される。
【００２６】
弾性部材９０は、ゴムやスポンジ等の弾性を有する枠状の部材である。弾性部材９０は、光学シート８０上に設けられ、拡散板６０と光学シート８０とをスペーサ７０とで挟んで保持し、その弾性力でスペーサ７０を介してレンズ５０を押圧する。また、弾性部材９０は、面状照明装置１に振動が生じた場合、かかる振動を吸収する。弾性部材９０は、上フレーム１１と拡散板６０との間に配置され、上フレーム１１の天板側から拡散板６０を押圧する。なお、弾性部材９０は枠状に限らず、例えば断面形状が矩形状である棒状の弾性部材を複数本用いるものでもよい。
【００２７】
また、図３Ｂに示すように、弾性部材９０は、光学シート８０の上面を避けて設けられることにしてもよい。具体的には、弾性部材９０は、図３Ｂに示すように、拡散板６０の上面に設置され、天板１１ａによって拡散板６０側に押圧される。また、弾性部材９０の側面に光学シート８０が設置される。かかる場合に、光学シート８０は、上面視において拡散板６０よりも小さく、弾性部材９０は、光学シート８０が拡散板６０を覆っていない領域に設けられる。これにより、面状照明装置１の製造段階や、面状照明装置１に振動が生じた際に、光学シート８０が皺になることを抑制することができる。
【００２８】
続いて、図４を用いて反射板４０について説明する。図４は、実施形態に係る反射板４０の上面図である。なお、図４では、反射板４０の一部を抜粋して示し、点光源３０およびレンズ５０を併せて示す。図４に示すように、反射板４０は、底面４１と、枠部４２とを備える。
【００２９】
底面４１は、複数の開口部が設けられ、かかる開口部を介して基板２０上に実装された点光源３０が基板２０側から挿入される。枠部４２は、各点光源３０のそれぞれの側面を囲う。点光源３０が、格子状に配置されるので、枠部４２は、格子状に配置された点光源３０の側面をそれぞれ囲うように格子状に形成される。
【００３０】
このように、実施形態に係る反射板４０は、各点光源３０を仕切るように設けられる。これにより、レンズ５０で反射板４０へ反射した光が、隣接する点光源３０へ漏れることを抑制することができる。換言すると、点光源３０を個別点灯した際のコントラストを向上させることも可能である。なお、例えば、枠部４２は、底面４１からレンズ５０側（紙面手前側）に向かって突出し、底面４１からレンズ５０側に向かって幅が狭くなるテーパ状の形状を有する。
【００３１】
続いて、図５を用いて第１実施形態に係るレンズ５０について説明する。図５は、第１の実施形態に係るレンズ５０の上面図である。なお、図５では、レンズ５０と点光源３０との位置関係を明確にするため点光源３０を併せて示す。
【００３２】
図５に示すように、レンズ５０の出射面５１は、平坦部５７と、透過部５２と、凹部５３とを有する。平坦部５７は、凹部５３と連続して設けられる平坦面で、光を拡散板６０へと出射する。透過部５２は、隣接するレンズ５０との境界部へと光の出射を促進する機能を有する。なお、透過部５２は、レンズ５０の厚み方向に窪んだ透過部であってもよく、その形状は特に限定されない。
【００３３】
具体的には、図５に示すように、透過部５２は、凹部５３の外周部に同心円状に形成され、出射面５１の各辺に当接して設けられる。つまり、透過部５２は出射面５１の外周部に設けられる。透過部５２は、断面に直線または曲線を有し、出射面から突出する筋状の突起物である。透過部５２は、出射光の一部を屈折透過させ、隣接するレンズ５０との境界部へと光の出射を促す。なお、透過部５２は、同心円状に限られず、出射面５１の外周部に形成されていれば、直線状に形成されていてもよい。なお、本実施形態では、レンズの境界部とは、隣接したレンズ５０との隙間の上方の領域のことであり、点光源３０からの光が届きにくく、点光源３０の点灯時に暗くなりやすい領域である。
【００３４】
凹部５３は、出射面５１の点光源３０の直上部において、出射面５１から厚み方向に窪んだ形状である。言い換えれば、凹部５３は出射面５１の点光源３０と対応する位置に設けられ、凹部５３は、出射面５１から裏面５４に向かって窪んだ形状であり、本実施形態ではその断面形状が略逆円錐形状（またはすりばち形状）に形成されている。凹部５３は、点光源３０から出射した光を裏面５４側に反射させる機能を有する。なお、凹部５３では、必ずしも点光源３０から出射する全ての光を裏面５４側に反射させる必要はなく、凹部５３から拡散板６０へと透過する光があってもよい。
【００３５】
凹部５３は、上述のよう、点光源３０から出射した光を裏面５４側に向かって反射させる。出射面５１の点光源３０直上部は入射する光の光強度が強いが、凹部５３で点光源３０から出射する光の多くを裏面５４側に反射させることにより、点光源３０直上部の光強度を抑えることができる。言い換えれば、凹部５３で点光源３０からの光を反射することで、レンズ５０の点光源３０直上部に対応する領域の輝度が高くなることを抑制できる。
【００３６】
このように、点光源３０から出射した光は、出射面５１で均一の光強度となるように配向が制御される。言い換えれば、レンズ５０は、光強度が強い光源直上部に入射する光を出射面５１全体に分散することで、輝度を均一化することができる。
【００３７】
続いて、図６Ａおよび図６Ｂを用いて実施形態に係るレンズ５０の断面形状について説明する。図６Ａおよび図６Ｂは、図５に示すＢ−Ｂ線に沿った断面模式図である。図６Ａに示すように、レンズ５０は、出射面５１に形成された透過部５２および凹部５３に加えて、裏面５４に反射部５５を有する。
【００３８】
反射部５５は、裏面５４からレンズ５０の厚み方向に突出したドットであり、例えば、裏面５４全体に均一に形成される。反射部５５は、出射面５１で裏面５４側に反射した光を再度出射面５１側に反射させる。
【００３９】
つまり、反射部５５は、レンズ５０の点光源３０に対応する位置に設けられた凹部５３によって裏面５４側に反射した光を再度出射面５１側に反射させる。これにより、反射部５５で反射された光は、レンズ５０の凹部５３に連続して設けられた平坦部５７から拡散板６０へと出射する。なお、反射部５５は、裏面５４からレンズ５０の厚み方向に窪んだドット形状であってもよい。また、反射部５５はドットに限らない。
【００４０】
また、図６Ａでは、断面視において、透過部５２が三角形状であり、反射部５５がドット形状である場合について示しているが、これに限定されず、図６Ｂに示すように、透過部５２が断面視において半円状やかまぼこ形状等の丸みを帯びた形状であってもよいし、反射部５５が三角形状であってもよい。
【００４１】
続いて、図７を用いてレンズ５０の配光特性について説明する。図７は、第１の実施形態に係るレンズ５０の配光特性を示す模式図である。なお、図７では、光の光路を破線で示す。
【００４２】
図７に示すように、点光源３０から出射した光は、上述のよう、凹部５３によって裏面５４側に反射する。続いて、かかる光は、裏面５４に設けられた反射部５５によって再度出射面５１側に反射する。そして、反射部５５で反射された光は、出射面５１の平坦部５７から出射する。つまり、点光源３０から出射した光はレンズ５０内を導光し、略面発光へと変換されて出射する。また、透過部５２により一部の出射光が屈折透過され、隣接するレンズ５０との境界部へと光の出射が促される。
【００４３】
このように、第１の実施形態に係るレンズ５０では、点光源３０から入射する光を出射面５１全体から均一に出射するように配向を制御する。つまり、本実施形態に係るレンズ５０によれば、輝度の均一化を向上させることができる。
【００４４】
また、第１の実施形態に係るレンズ５０では、透過部５２により光の一部を屈折透過させることで、隣接するレンズ５０へと導光する光を抑えることができる。言い換えれば、透過部５２により、隣接するレンズ５０への光の漏れを抑制することができる。つまり、第１の実施形態に係るレンズ５０は、隣接するレンズ５０へと導光する光を抑制することで、点光源３０を個別点灯した際のコントラストを向上させることも可能である。
【００４５】
次に、図８を用いて実施形態に係るレンズ５０の有無による比較結果について説明する。図８は、透過部５２の有無による輝度分布の比較結果を示す図である。なお、図８では、９つの点光源３０を発光させた場合の輝度分布のシミュレーション結果を示す。また、図８にて丸で囲った領域は、レンズ５０とかかるレンズ５０に隣接するレンズ５０との境界部に対応する。
【００４６】
図８に示す丸で囲った領域を透過部５２の有無で比較すると、透過部５２を有する場合の方が、透過部５２がない場合よりも輝度が向上することが分かる。
【００４７】
つまり、実施形態に係る面状照明装置１において、レンズ５０の出射面５１の外周部に透過部５２を設けることによって、隣接するレンズ５０間の輝度を向上させることができる。
【００４８】
言い換えれば、隣接するレンズ５０間の輝度ムラを抑制することができる。したがって、実施形態に係るレンズ５０によれば、輝度の均一化を向上させることができる。
【００４９】
上述したように、実施形態に係るレンズ５０において、反射部５５は、点光源３０と対向する主面である裏面５４に設けられ、裏面５４と対向する主面である出射面５１から裏面５４側に反射した光を出射面５１側に反射させる。凹部５３は、点光源３０の直上部において出射面５１から厚み方向に窪んだ形状である。透過部５２は、凹部５３の外周部に設けられ、光の一部を屈折透過させる。これにより、透過部５２により、隣接するレンズ５０との境界部へと光の出射が促され、隣接するレンズ５０間の輝度が向上するし、輝度が均一になる。さらに、透過部５２により、隣接するレンズ５０への光漏れが抑制され、点光源３０を個別点灯した際のコントラストが向上する。したがって、第１の実施形態に係るレンズ５０によれば、面状照明装置１の輝度の均一性を向上させながら、点光源３０を個別点灯した際、コントラストを向上させることができる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
次に、図９〜図１０を用いて第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂについて説明する。第２の実施形態では、レンズ５０Ｂが複数の点光源３０を単体で覆う場合について説明する。
【００５１】
まず、図９を用いて第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂの概要について説明する。図９は、第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂの配置例を示す上面図である。図９に示すように、第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂは、複数の点光源３０を覆う点で第１の実施形態に係るレンズ５０と異なる。
【００５２】
具体的には、第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂは、格子状に並んだ複数の点光源３０のうち、短手方向（Ｙ軸）に並んだ複数の点光源３０を単体で覆い、長手方向（Ｘ軸）に沿って並列して配置される。レンズ５０Ｂは、上面視において矩形状または略矩形状である。本実施形態にかかるレンズ５０Ｂは、上面視において、短手方向（Ｙ軸）に平行に延びる辺が長辺で、長手方向（Ｘ軸）に平行な方向に延びる辺が短辺の長方形形状である。
【００５３】
このように、レンズ５０Ｂは、短手方向に並ぶ複数の点光源３０を覆うことで、長手方向に並ぶ複数の点光源３０を覆う場合に比べて、レンズ長を短くすることができる。
【００５４】
これは、点光源３０の発熱や、周囲環境温度により、レンズ５０Ｂが熱膨張（収縮）するためであり、レンズ５０Ｂの熱膨張により点光源３０とレンズ５０Ｂとの位置ずれが起こることによるレンズ５０Ｂの光学特性の低下を抑制するためである。仮に、レンズ５０Ｂの単位体積当たりの膨張率が同じであると仮定すると、レンズ長が長いほど、膨張（収縮）する体積が増えるのでレンズ５０Ｂが大きく膨張（収縮）する。
【００５５】
また、図１０を用いて後述するように、出射面５１ｂには、点光源３０の直上部に対応する位置に設けられる凹部５３ｂや、隣接する点光源３０間に透過部５２ｂが形成される。凹部５３ｂや透過部５２ｂは、点光源３０の位置を基準にして設計される。
【００５６】
各点光源３０と透過部５２ｂや凹部５３ｂとの相対位置にズレが生じると、出射面５１や凹部５３ｂの配光特性が低下する。つまり、第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂは、比較的レンズ長が短くて済む短手方向に配列した点光源３０を覆うことで、各点光源３０と透過部５２ｂや凹部５３ｂとの位置ずれを抑制する。これにより、レンズ５０Ｂの熱膨張あるいは熱収縮による配光特性の低下を抑制することが可能となる。
【００５７】
また、図９に示すように、レンズ５０Ｂは、一列の点光源３０を覆う。これにより、レンズ５０Ｂの幅（Ｘ軸方向の長さ）を小さくすることができるので、出射面が湾曲した面状照明装置１に適用することができる。
【００５８】
続いて、図１０を用いて第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂの断面模式図について説明する。図１０は、図９に示すＣ−Ｃ線に沿った断面模式図である。図１０に示すように、第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂは、出射面５１ｂに複数の透過部５２ｂと、複数の凹部５３ｂと、平坦部５７ｂとが形成される。
【００５９】
透過部５２ｂは、凹部５３ｂの周囲に設けられる。例えば、断面視において、透過部５２ｂは、対応する点光源３０とかかる点光源３０に隣接する点光源３０との間である境界領域に設けられる。本実施形態に係るレンズ５０にＢにおいて、透過部５２ｂは、断面に直線または曲線を有し、出射面５１から突出する突起物である。また、本実施形態に係る透過部５２は、レンズ５０Ｂが覆う点光源３０の配列向きと略直交する向きに配列される。言い換えれば、透過部５２ｂは、長手方向（Ｘ軸）に沿って形成される。また、凹部５３ｂは、対応する点光源３０の直上部に対応する位置に設けられ、出射面５１ｂから裏面５４ｂに向かって窪んだ形状である。また、第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂは、裏面５４ｂが平坦に形成され、その全面に反射部５５ｂが均一に形成される。
【００６０】
つまり、第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂは、複数の点光源３０から出射した光を対応する凹部５３ｂで裏面５４ｂ側に反射し、再度、反射部５５ｂによって出射面５１ｂ側に反射させる。そして、かかる光を出射面５１ｂの平坦部５７ｂから出射させる。
【００６１】
このように、第２の実施形態に係るレンズ５０Ｂは、各点光源３０に対応する位置に凹部５３ｂを形成し、互いに隣接する点光源３０との境界領域に透過部５２ｂを形成する。
透過部５２ｂは、第１の実施形態に係る透過部５２と同様、出射光の一部を屈折透過し、隣接する出射面５１ｂとの境界部に光の出射を促進する。これにより、複数の点光源を覆う場合であっても、出射面５１ｂの境界部の輝度を向上させることができる。つまり、第１の実施形態に係るレンズ５０と同様に、輝度の均一性を向上させることが可能となる。さらに、透過部５２ｂにより、隣接する出射面５１ｂ側へと導光する光を抑制する（例えば、図１０の出射面５１ｂ−１から隣接する出射面５１ｂ―２側へ導光する光を抑制する）。言い換えれば、透過部５２ｂにより、隣接する出射面５１ｂへの光の漏れを抑制する。これにより、点光源３０を個別点灯した際、コントラストを向上させることが可能となる。なお、本実施形態では、レンズの境界部とは、出射面５１の境界領域の上方の領域のことであり、点光源３０からの光が届きにくく、点光源３０の点灯時に暗くなりやすい領域である。
【００６２】
＜第３の実施形態＞
次に、図１１〜図１３を用いて第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃについて説明する。図１１は、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃの断面模式図であり、図５に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図に対応する。図１２は、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃの裏面５４ｃ側から見た斜視図である。図１３は、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃの配光特性を示す図である。
【００６３】
第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、第１の実施形態に係るレンズ５０と同様に、単体で１つの点光源３０を覆うレンズである。第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、図６に示す第１の実施形態に係るレンズ５０と裏面５４ｃの形状が異なる点で相違する。
【００６４】
第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、出射面５１ｃに、透過部５２ｃと、凹部５３ｃと、平坦部５７ｃとを備え、裏面５４ｃに反射部５５ｃを備える。また、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、裏面５４ｃの端部から中央に向けて楔状に突出し、かかる楔状の先端が例えば、平坦状に形成される。
【００６５】
より詳細には、図１２に示すように、裏面５４ｃは、楔の末端側の各辺から中央に向かって傾斜した傾斜部５８を有する。また、図１２に示す例では、裏面５４ｃにおいて、楔の先端が略平面であるが、これに限定されない。例えば、かかる先端は、ドーム形状等であってもよい。また、図１２に示す例では、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃにおいて裏面５４ｃが、ピラミッド形状に形成される場合について示しているが、これに限定されない。
【００６６】
続いて、図１３を用いて第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃの配光特性について説明する。なお、図１３では、説明を簡単にするため、透過部５２ｃおよび反射部５５ｃの記載を省略する。
【００６７】
図１３に示すように、点光源３０から出射した光は、裏面５４ｃからレンズ５０Ｃに入射する。続いて、レンズ５０Ｃに入射した光は、凹部５３ｃによって裏面５４ｃ側に反射する。このとき、かかる光は、傾斜部５８に対して所定の入射角を持って入射する。これにより、出射面５１ｃで裏面５４ｃ側に反射した光は、傾斜部５８によって再度出射面５１ｃ側に反射する。
【００６８】
つまり、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、裏面５４ｃに傾斜部５８を設けることで、傾斜部５８による全反射を促進する。すなわち、傾斜部５８は、裏面５４ｃから点光源３０側に光が透過するのを抑制する。これにより、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、出射効率および輝度を向上させることができる。また、傾斜部５８により、隣接するレンズ５０Ｃへと光が漏れることを抑制できる、したがって、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、点光源３０を個別点灯した際のコントラストを向上させることも可能である。
【００６９】
なお、上述のように、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、出射面５１ｃに透過部５２ｃと、裏面５４ｃに反射部５５ｃとをさらに備える。透過部５２ｃは、出射光の一部を屈折透過させるので、隣接するレンズ５０Ｃとの境界部へと光の出射を促進し、出射面５１ｃの輝度を均一化することが可能である。反射部５５ｃは、裏面５４ｃから光が出射するのを抑制し、出射面５１ｃに向けて光を反射する。
【００７０】
つまり、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃでは、裏面５４ｃに反射部５５ｃに加えて、傾斜部５８を設けることで、反射部５５ｃおよび傾斜部５８の双方で出射面５１ｃに向けて光を反射する。
【００７１】
これにより、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、第１および第２の実施形態に係るレンズ５０、５０Ｂと同様に、輝度の均一化を向上させることができる。また、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃは、裏面５４ｃからの光の漏れおよび隣接するレンズ５０Ｃへ導光する光を傾斜部５８によって抑制することができる。したがって、出射効率を向上させるとともに、輝度を均一化することができる。さらに点光源３０を個別点灯した際のコントラストを向上させることが可能となる。
【００７２】
＜第４の実施形態＞
次に、図１４および図１５を用いて第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄについて説明する。図１４は、第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄの断面模式図であり、図９に示すＣ−Ｃ線に沿った断面模式図に対応する。また、図１５は、第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄの裏面５４ｄ側から見た斜視図である。
【００７３】
図１４に示すように、第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄは、図１０で既に説明したレンズ５０Ｂと裏面５４ｄの形状が異なる。つまり、第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄにおいて、出射面５１ｄには、透過部５２ｄと、凹部５３ｄと、平坦部５７ｄとが形成され、裏面５４ｄには、反射部５５ｄが形成される。
【００７４】
また、裏面５４ｄは、１つの点光源３０に対する形状が既に図１２を用いて説明した第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃと同一である。すなわち、図１５に示すように、第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄにおいて、裏面５４ｄは、各点光源３０に向かって楔状に突出した形状である。例えば、裏面５４ｄは、１つの楔が４つの傾斜部５８ｄによって構成される。かかる楔の先端側に点光源３０が配置される。
【００７５】
第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄにおいて、傾斜部５８ｄは、光が裏面５４ｄ側から透過することを抑制することができる。また、第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄは、出射面５１ｄに透過部５２ｄと、裏面５４ｄに反射部５５ｄとをさらに備える。
【００７６】
したがって、第４の実施形態に係るレンズ５０Ｄは、第３の実施形態に係るレンズ５０Ｃと同様に、輝度の均一性を向上するとともに、出射効率および点光源３０を個別点灯した際のコントラストを向上させることが可能となる。
【００７７】
上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１    面状照明装置、２０  基板、３０  点光源、４０  反射板、５０  レンズ、５２  透過部、５３  凹部、５５  反射部、５７  平坦部
【図１】
2019109992.tif 000003
【図２】
2019109992.tif 000004
【図３Ａ】
2019109992.tif 000005
【図３Ｂ】
2019109992.tif 000006
【図４】
2019109992.tif 000007
【図５】
2019109992.tif 000008
【図６Ａ】
2019109992.tif 000009
【図６Ｂ】
2019109992.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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