(57)【要約】      （修正有）【課題】端縁領域の輝度と、発光装置の直上領域と前記端縁領域との間の中間領域の輝度とのばらつきを少なくし、輝度ムラを低減できる面光源装置を提供する。【解決手段】面光源装置１００は、筐体１１０と、発光装置１３０と、光拡散板１４０と、２つの第２傾斜反射面１１４とを有する。筐体は、底面１１１と、底面を挟むように配置された２つの第１傾斜反射面１１２と、底面および２つの第１傾斜反射面と対向するように配置された開口部とを有する。発光装置は、底面上に配置され、発光素子１３１と、発光素子から出射された光を２つの第１傾斜反射面に向かって出射させる光束制御部材１３２とを有する。光拡散板は、開口部を塞ぐように配置され、光を拡散させつつ透過させる。２つの第２傾斜反射面は、２つの第１傾斜反射面と発光装置との間にそれぞれ配置され、光束制御部材から第１傾斜反射面に向かって出射される光の一部を光拡散板に向けて反射させる。【選択図】図３
2019091564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面と、前記底面を挟むように配置された２つの第１傾斜反射面と、前記底面および前記２つの第１傾斜反射面と対向するように配置された開口部とを有する筐体と、
前記底面上に配置され、発光素子と、前記発光素子から出射された光を前記２つの第１傾斜反射面に向かって出射させる光束制御部材とを有する発光装置と、
前記開口部を塞ぐように配置され、光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、
前記２つの第１傾斜反射面と前記発光装置との間にそれぞれ配置され、前記光束制御部材から前記第１傾斜反射面に向かって出射される光の一部を前記光拡散板に向けて反射させる２つの第２傾斜反射面と
を有する、
面光源装置。
【請求項２】
前記光束制御部材は、
前記発光素子から出射された光を入射する入射面と、
前記入射面を挟んで前記発光素子と対向する位置に配置され、前記入射面で入射した光の一部を、前記２つの第１傾斜反射面に向かう方向にそれぞれ反射させる２つの反射面と、
前記２つの反射面を挟んで互いに対向して配置され、前記２つの反射面で反射された光をそれぞれ前記２つの第１傾斜反射面に向かって出射させる２つの出射面とを有する、
請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記第２傾斜反射面の前記底面に対する傾斜角は、前記第１傾斜反射面の前記底面に対する傾斜角よりも大きい、
請求項１または請求項２に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記第２傾斜反射面の前記底面に対する傾斜角は、前記第１傾斜反射面の前記底面に対する傾斜角と同じであり、かつ
前記第２傾斜反射面と前記第１傾斜反射面とは、非連続的に配置されている、
請求項１または請求項２に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記第２傾斜反射面は、前記光束制御部材から出射される光の一部を、前記発光素子の光軸に近づくような方向に反射させる、
請求項１または請求項２に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記第２傾斜反射面の前記底面からの最大高さは、前記底面から前記光拡散板までの高さの１０〜２０％である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記底面上に配置された反射シートをさらに有し、
前記第２傾斜反射面は、前記第１傾斜反射面とは別体である反射構造体の一部であり、
前記反射シートは、前記反射構造体によって押さえ付けられている、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の面光源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置から出射された光が照射される表示部材と、
を有する、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。
【０００３】
たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数の発光素子、複数の光束制御部材（レンズ）および光拡散部材を有する。発光素子は、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。複数の発光素子は、基板上に、マトリクス状に配置（例えば複数の発光素子を含む列が複数列配置）されている。各発光素子の上には、各発光素子から出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。
【０００４】
近年では、大型の面光源装置を安価に製造する観点から、発光素子の数を少なくすること（例えば複数の発光素子を含む列の数を少なくすること）が求められている。すなわち、複数の発光素子を含む列の数を少なくしても、面光源装置の隅々まで光を到達させることが求められている。
【０００５】
図１は、特許文献１のバックライトモジュール１０（面光源装置）の構成を示す図である。図１に示されるように、特許文献１のバックライトモジュール１０は、ＬＣＤパネル（不図示）側が開口したハウジング２０と、該ハウジング２０内に配置され、ＬＣＤパネル側へ向かうにつれて傾斜が大きくなるように配置された反射板３０と、反射板３０の最底部に配置され、複数の発光ダイオードチップ（不図示）と複数の発光ダイオードレンズ４０ａとを有する発光ダイオードアレイ４０とを有する。
【０００６】
特許文献１のバックライトモジュール１０では、発光ダイオードアレイ４０から発光素子の光軸に対して略垂直な方向（水平方向）に出射される光は、反射板３０でＬＣＤ側に反射されることで、ＬＣＤパネルに向かって進む。それにより、ＬＣＤパネルに光を照らすようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、特許文献１に示されるような発光ダイオードアレイ４０（以下、「発光装置」ともいう）では、発光ダイオードチップ（以下、「発光素子」ともいう）から出射される光の多くは、発光素子の光軸に対して略垂直な方向（水平方向）に出射される。
【０００９】
発光素子の光軸に対して略垂直な方向（水平方向）に出射される光（特に反射板３０の最底部に近い傾斜面に向かう光）は、反射板３０で反射されて、被照射面の端縁領域に到達しやすい。このように、被照射面の端縁領域には光が到達しやすいため、明部となりやすく、発光装置の直上領域と被照射面の端縁領域（隅部）との間の中間領域には光が到達しにくいため、暗部となりやすい。それにより、面光源装置において輝度のばらつき（輝度ムラ）が生じやすいという問題があった。
【００１０】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、面光源装置の端縁領域の輝度と、発光装置の直上領域と面光源装置の端縁領域との間の中間領域の輝度とのばらつきを少なくし、輝度ムラを低減することができる面光源装置および表示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】
【００１１】
本発明に係る面光源装置は、底面と、前記底面を挟むように配置された２つの第１傾斜反射面と、前記底面および前記２つの第１傾斜反射面と対向するように配置された開口部とを有する筐体と、前記底面上に配置され、発光素子と、前記発光素子から出射された光を前記２つの第１傾斜反射面に向かって出射させる光束制御部材とを有する発光装置と、前記開口部を塞ぐように配置され、光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、前記２つの第１傾斜反射面と前記発光装置との間にそれぞれ配置され、前記光束制御部材から前記第１傾斜反射面に向かって出射される光の一部を前記光拡散板に向けて反射させる２つの第２傾斜反射面とを有する、構成を採る。
【００１２】
本発明に係る表示装置は、本発明に係る面光源装置と、前記面光源装置から出射された光が照射される表示部材と、を有する、構成を採る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、面光源装置の端縁領域の輝度と、発光装置の直上領域と面光源装置の端縁領域との間の中間領域の輝度とのばらつきを少なくし、輝度ムラを低減することができる面光源装置および表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、従来の発光装置の構成を示す図である。
【図２】図２Ａ〜Ｃは、本実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。
【図３】図３Ａ、Ｂは、本実施の形態に係る面光源装置の構成を示す図である。
【図４】図４Ａ〜Ｅは、本実施の形態に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図５】図５は、比較用の面光源装置における光路図である。
【図６】図６は、本実施の形態に係る面光源装置における光路図である。
【図７】図７は、面光源装置の光拡散板上における照度分布の結果を示すグラフである。
【図８】図８Ａ〜Ｃは、変形例に係る面光源装置における光路図である。
【図９】図９は、変形例に係る面光源装置の構成を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（面光源装置の構成）
図２Ａ〜Ｃおよび図３Ａ、Ｂは、本実施の形態に係る面光源装置１００の構成を示す図である。図２Ａは、面光源装置１００の平面図であり、図２Ｂは、側面図であり、図２Ｃは、正面図である。図３Ａは、図２Ａにおいて光拡散板１４０を外した平面図であり、図３Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ線における部分拡大断面図である。なお、図３Ｂでは、第２傾斜反射面１１４と発光装置１３０との関係を分かりやすくするために、発光装置１３０の大きさを大きく表示するとともに、一部の部材のハッチングを省略している。
【００１７】
図２Ａ〜Ｃおよび図３Ａ、Ｂに示されるように、面光源装置１００は、筐体１１０、基板１２０、複数の発光装置１３０、および光拡散板１４０を有する。また、図２Ｃに示されるように、面光源装置１００は、液晶パネルなどの表示部材（被照射部材）１６０と組み合わせることで、表示装置１００’としても使用できる。
【００１８】
筐体１１０は、その内部に基板１２０および複数の発光装置１３０を収容するための、少なくとも一部が開口した箱である。筐体１１０は、底面１１１、底面１１１を挟むように配置され、かつ光拡散板１４０に向かって傾斜した２つの第１傾斜反射面１１２、および底面１１１を挟むように配置され、かつ光拡散板１４０に向かって傾斜した２つの第３傾斜反射面１１３を有する。
【００１９】
底面１１１は、水平面でありうる。なお、発光装置１３０よりも一方の第１傾斜反射面１１２側の底面１１１の一部（第１底面１１１ａ）は、一方の第１傾斜反射面１１２とは逆向きに傾斜していてもよい。また、発光装置１３０よりも他方の第１傾斜反射面１１２側の底面１１１の一部（第２底面１１１ｂ）は、他方の第１傾斜反射面１１２とは逆向きに傾斜していてもよい。すなわち、２つの第１傾斜反射面１１２の傾きは、２つの第１傾斜反射面１１２のそれぞれの法線が面光源装置１００の表側（光拡散板１４０側）で交わるように形成されるが、第１底面１１１ａおよび第２底面１１１ｂの傾きは、第１底面１１１ａおよび第２底面１１１ｂのそれぞれの法線が面光源装置１００の裏側で交わるように形成されてもよい。そのように構成することにより、発光装置１３０近傍が明るくなりすぎるのを抑制することができる。
【００２０】
２つの第１傾斜反射面１１２および２つの第３傾斜反射面１１３は、底面１１１を挟むように配置され、かつ発光素子１３１の光軸ＯＡから離れるにつれて光拡散板１４０に近づくように傾斜した反射面である。２つの第１傾斜反射面１１２および２つの第３傾斜反射面１１３は、発光装置１３０から略水平方向に出射される光を光拡散板１４０に向けて反射させて、発光装置１３０から出射される光を光拡散板１４０に集めやすくできる。
【００２１】
第１傾斜反射面１１２および第３傾斜反射面１１３は、それぞれ平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第１傾斜反射面１１２および第３傾斜反射面１１３は、いずれも平面である。
【００２２】
第１傾斜反射面１１２の底面１１１に対する傾斜角は、例えば６〜９°であり、第３傾斜反射面１１３の底面１１１に対する傾斜角は、例えば４０〜５０°である。なお、第１傾斜反射面１１２（または第３傾斜反射面１１３）の底面１１１に対する傾斜角とは、第１傾斜反射面１１２（または第３傾斜反射面１１３）と底面１１１とのなす角度のうち小さいほうの角度をいう。また、前述のように、底面１１１の一部が傾斜している場合、底面１１１に対する傾斜角は、底面１１１の水平部に対する傾斜角を意味する。また、第１傾斜反射面１１２（または第３傾斜反射面１１３）が曲面である場合、第１傾斜反射面１１２（または第３傾斜反射面１１３）の底面１１１に対する傾斜角とは、第１仮想断面において、底面１１１と、第１傾斜反射面１１２（または第３傾斜反射面１１３）の第１仮想断面における曲線の接線とのなす角度のうち小さいほうの角度を意味する。
【００２３】
このように、筐体１１０に第１傾斜反射面１１２および第３傾斜反射面１１３を形成することで、面光源装置１００外縁の厚みが薄くなり、面光源装置１００の見かけの厚みを薄くすることもできる。
【００２４】
筐体１１０、２つの第１傾斜反射面１１２および２つの第３傾斜反射面１１３の底面１１１と対向する側は、開口部となっている（図３Ａ参照）。筐体１１０の開口部の大きさは、光拡散板１４０に形成される発光領域の大きさに相当し、例えば４００ｍｍ×７００ｍｍ（３２インチ）である。この開口部は、光拡散板１４０により塞がれる。底面１１１の表面から光拡散板１４０までの高さ（空間厚さ）は、特に限定されないが、１０〜４０ｍｍ程度である。そして、筐体１１０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。
【００２５】
基板１２０は、筐体１１０の底面１１１上に配置された、複数の発光装置１３０を筐体１１０内に所定の間隔で配置するための平板である。基板１２０の表面は、発光装置１３０から到達した光を光拡散板１４０に向けて反射させる。
【００２６】
複数の発光装置１３０は、基板１２０上に一列に配置されている。基板１２０上に配置される発光装置１３０の数は、特に限定されない。基板１２０上に配置される発光装置１３０の数は、筐体１１０の開口部により規定される発光領域（発光面）の大きさに基づいて適宜設定される。
【００２７】
複数の発光装置１３０は、発光素子１３１と、光束制御部材１３２とをそれぞれ有する（図３Ｂ参照）。複数の発光装置１３０は、発光素子１３１の光軸（後述する発光素子１３１の光軸ＯＡ）が、基板１２０の表面に対する法線に沿うようにそれぞれ配置され、かつ発光素子１３１から出射される光を２つの第１傾斜反射面１１２に向けて出射するようにそれぞれ配置されている。
【００２８】
発光素子１３１は、面光源装置１００（および発光装置１３０）の光源である。発光素子１３１は、基板１２０上に配置されている。発光素子１３１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。発光素子１３１から出射される光の色は、適宜設定できる。発光素子１３１から出射される光の色は、白色であってもよいし、青色であってもよい。本実施の形態では、発光素子１３１から出射される光の色は、白色である。
【００２９】
光束制御部材１３２は、発光素子１３１から出射された光の配光を制御する。光束制御部材１３２は、その中心軸ＣＡが発光素子１３１の光軸ＯＡに一致するように、発光素子１３１の上に配置されている（図３Ｂ参照）。「発光素子１３１の光軸ＯＡ」とは、発光素子１３１からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。「光束制御部材１３２の中心軸ＣＡ」とは、例えば２回対称の対称軸を意味する。また、光束制御部材１３２は、発光素子１３１から出射される光を、後述する２つの出射面１５３から２つの第１傾斜反射面１１２に向かって出射するように（後述する２つの出射面１５３が、２つの第１傾斜反射面１１２とそれぞれ対向するように）配置される。
【００３０】
以下、各発光装置１３０について、発光素子１３１の発光中心を原点として、発光素子１３１の光軸ＯＡに平行な軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交し、かつ発光素子１３１の発光中心を含む仮想平面において、複数の発光装置１３０が並ぶ方向に平行な軸をＹ軸とし、前記仮想平面において、Ｙ軸と直交する軸をＸ軸とする。また、発光装置１３０を、光軸ＯＡとＸ軸とを含む第１仮想平面（ＸＺ平面）で切断した断面を第１仮想断面とし、光軸ＯＡとＹ軸とを含む第２仮想平面（ＹＺ平面）で切断した断面を第２仮想断面とし、Ｘ軸とＹ軸とを含む第３仮想平面（ＸＹ平面）で切断した断面を第３仮想断面とする。本実施の形態において、光束制御部材１３２は、第１仮想平面（ＸＺ平面）および第２仮想平面（ＹＺ平面）に対してそれぞれ面対称である。また、本実施の形態では、光束制御部材１３２は、光学面（後述する入射面１５１、反射面１５２および出射面１５３）が、Ｘ軸と平行な軸を回転軸とした略回転対称の物体の一部である。
【００３１】
光束制御部材１３２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１３２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）などの光透過性樹脂、またはガラスである。光束制御部材１３２の構成については、別途詳細に説明する。
【００３２】
光拡散板１４０は、筐体１１０の開口部を塞ぐように配置されている。光拡散板１４０は、光透過性および光拡散性を有する板状の部材であり、光束制御部材１３２の出射面１５３からの出射光を拡散させつつ透過させる。光拡散板１４０は、例えば面光源装置１００の発光面となりうる。
【００３３】
光拡散板１４０の材料は、光束制御部材１３２の出射面１５３からの出射光を拡散させつつ透過させ得るものであれば適宜選択できる。光拡散板１４０の材料の例には、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が含まれる。光拡散性を付与するため、光拡散板１４０は、光拡散板１４０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散板１４０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。
【００３４】
そして、図３ＡおよびＢに示されるように、面光源装置１００は、２つの第１傾斜反射面１１２と発光装置１３０との間にそれぞれ配置された、２つの第２傾斜反射面１１４をさらに有する。
【００３５】
２つの第２傾斜反射面１１４は、前述したように、２つの第１傾斜反射面１１２と発光装置１３０との間にそれぞれ配置され、かつ発光素子１３１の光軸ＯＡから離れるにつれて光拡散板１４０に近づくように傾斜した反射面である。２つの第２傾斜反射面１１４は、発光装置１３０から第１傾斜反射面１１２に向かって出射される光の一部（特に、底面１１１と第１傾斜反射面１１２との境界付近に向かう光）を、光拡散板１４０に向けて反射させる。
【００３６】
第２傾斜反射面１１４は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第２傾斜反射面１１４は、平面である。
【００３７】
第２傾斜反射面１１４の位置や底面１１１に対する傾斜角は、第２傾斜反射面１１４を有しない面光源装置の光拡散板１４０上における照度分布を解析した際に、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間で暗部となる領域に光が到達するように設定されればよい。
【００３８】
第２傾斜反射面１１４は、第１傾斜反射面１１２と発光装置１３０との間のうち、第１傾斜反射面１１２に近い側に配置されることが好ましい。
【００３９】
第２傾斜反射面１１４の底面１１１に対する傾斜角は、第１傾斜反射面１１２の底面１１１に対する傾斜角と同じであるか、それよりも大きいことが好ましい。それにより、発光装置１３０から第１傾斜反射面１１２へ向かって出射される光の一部（特に底面１１１と第１傾斜反射面１１２との境界付近に向かう光）を、第１傾斜反射面１１２に到達する手前において第２傾斜反射面１１４で光拡散板１４０へ向かって反射させること、具体的には、第１仮想平面において発光素子１３１の光軸ＯＡに近づくような方向に反射させ、第１傾斜反射面１１２で反射させるよりも光拡散板１４０の中央寄り（発光装置１３０の直上領域寄り）に到達させることができる。ただし、第２傾斜反射面１１４の底面１１１に対する傾斜角が第１傾斜反射面１１２の底面１１１に対する傾斜角と同じである場合、第２傾斜反射面１１４と第１傾斜反射面１１２とは、非連続的に配置される。非連続的とは、第２傾斜反射面１１４の上端部（第１傾斜反射面１１２側の端部）と、第１傾斜反射面１１２の下端部（第２傾斜反射面１１４側の端部）とが接しておらず、離れていることを意味する。
【００４０】
なお、第２傾斜反射面１１４の底面１１１に対する傾斜角とは、第２傾斜反射面１１４と底面１１１とのなす角度のうち小さいほうの角度をいう。また、前述のように、底面１１１の一部が傾斜している場合、底面１１１に対する傾斜角は、底面１１１の水平部に対する傾斜角を意味する。また、第２傾斜反射面１１４が曲面である場合、第２傾斜反射面１１４の底面１１１に対する傾斜角とは、第１仮想断面において、底面１１１と、第２傾斜反射面１１４の第１仮想断面における曲線の接線とのなす角度のうち小さいほうの角度を意味する。
【００４１】
第２傾斜反射面１１４の底面１１１からの最大高さは、特に制限されないが、底面１１１から光拡散板１４０までの高さの２〜２０％であることが好ましく、３〜１０％であることがより好ましい。第２傾斜反射面１１４の底面１１１からの最大高さが２％以上であると、発光装置１３０から第１傾斜反射面１１２へ向かって出射される光のうち一定量以上を、第１傾斜反射面１１２で反射させるよりも第１仮想平面における光拡散板１４０の中央寄り（発光装置１３０の直上領域寄り）に到達させることができる。そのため、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間の中間領域に、十分に光を到達させやすくすることができ、輝度ムラを一層抑制しやすい。第２傾斜反射面１１４の底面１１１からの最大高さが２０％以下であると、発光装置１３０から第１傾斜反射面１１２へ到達する光が少なくなりすぎないため、光拡散板１４０の端縁領域に到達する光が少なくなりすぎない。
【００４２】
第２傾斜反射面１１４は、筐体１１０と一体に設けられていてもよいし、別体に設けられていてもよい。本実施の形態では、第２傾斜反射面１１４は、筐体１１０とは別体に設けられた反射構造体１５０の一部である。反射構造体１５０の形状は、特に制限されないが、本実施の形態では、Ｙ軸方向に延びた三角柱状である。
【００４３】
本実施の形態に係る面光源装置１００では、各発光素子１３１から出射された光は、光束制御部材１３２により光拡散板１４０の広範囲を照らすように、特に第１傾斜反射面１１２へ向かう光（または発光素子１３１の光軸ＯＡに対して略垂直方向に、かつ互いに略反対向きである２つの方向（図３ＡにおけるＸ軸方向）に向かう光）に変えられて出射される。各光束制御部材１３２から出射された光は、さらに第１傾斜反射面１１２および第２傾斜反射面１１４により反射されて光拡散板１４０に到達した後、拡散されて外部に出射される。それにより、面光源装置１００の面全体に光を行き渡らせることができる。
【００４４】
（光束制御部材の構成）
図４Ａ〜Ｅは、光束制御部材１３２の構成を示す図である。図４Ａは、光束制御部材１３２の平面図であり、図４Ｂは、正面図であり、図４Ｃは、底面図であり、図４Ｄは、側面図であり、図４Ｅは、図４Ａに示されるＡ−Ａ線の断面図である。なお、以下の説明では、基板２１０側（発光素子１３１側）を「裏側」、光拡散板１４０側を「表側」と称する。
【００４５】
光束制御部材１３２は、発光素子１３１から出射された光の配光を制御する。図４Ａ〜Ｅに示されるように、光束制御部材１３２は、入射面１５１、２つの反射面１５２および２つの出射面１５３、２つの鍔部１５４および４つの脚部１５５を有する。
【００４６】
入射面１５１は、発光素子１３１から出射された光を入射させる。入射面１５１は、光軸ＯＡと交わるように、光束制御部材１３２の裏面１５６（裏側の面）に配置されている。入射面１５１の形状は、上記の機能を発揮できれば、特に限定されない。入射面１５１の形状は、平面であってもよいし、裏面１５６に開口した凹部１５７の内面であってもよい。本実施の形態では、入射面１５１は、裏面１５６に開口した凹部１５７の内面である。
【００４７】
凹部１５７の形状も、特に制限されない。本実施の形態では、凹部１５７の内面（入射面１５１）は、内天面１５７ａ（第１入射面）と、それを挟んでＸ軸方向において対向した内側面１５７ｂ（第２入射面）とを有する。内天面１５７ａ（第１入射面）および内側面１５７ｂ（第２入射面）の数は、特に限定されず、それぞれ１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。本実施の形態では、内天面１５７ａの数は２つであり、内側面１５７ｂの数は２つである。
【００４８】
内天面１５７ａ（第１入射面）および内側面１５７ｂ（第２入射面）は、それぞれ平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、内天面１５７ａは、入射した光を反射面１５２に到達させやすくする観点などから、第１仮想断面において裏側に凸となるような曲面であり、内側面１５７ｂは、平面である。凹部１５７の内面（入射面１５１）は、他の面をさらに有していてもよい。
【００４９】
２つの反射面１５２は、入射面１５１を挟んで発光素子１３１と対向する位置（表側）に配置されている。また、２つの反射面１５２は、少なくとも内天面１５７ａで入射した光の少なくとも一部を、２つの第１傾斜反射面１１２に向かう方向（具体的には、発光素子１３１の光軸ＯＡと略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向）に反射させる。２つの反射面１５２は、第１仮想断面において、光軸ＯＡから離れるにつれ、Ｘ軸から離れるようにそれぞれ形成されている。具体的には、２つの反射面１５２は、第１仮想断面において、発光素子１３１の光軸ＯＡから端部（出射面１５３）に向かうにつれて、接線の傾きが徐々に小さくなるように（Ｘ軸に沿うように）それぞれ形成されている。
【００５０】
２つの出射面１５３は、２つの反射面１５２を挟んで（Ｘ軸方向に）対向して配置されている。２つの出射面１５３は、内天面１５７ａで入射し、反射面１５２で反射した光と、内側面１５７ｂで入射し、直接到達した光とを、それぞれ２つの第１傾斜反射面１１２に向かって出射させる。
【００５１】
出射面１５３は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、出射面１５３は、第１仮想断面において、光軸ＯＡと略平行な面（または第２仮想断面と平行な平面）である。「光軸ＯＡと略平行」とは、第１仮想断面において、光軸ＯＡと出射面１５３とのなす角度のうち小さいほうの角度が３°以下であることを意味する。なお、出射面１５３が曲面である場合には、光軸ＯＡと出射面１５３とのなす角度のうち小さいほうの角度は、第１仮想断面において、光軸ＯＡと、出射面１５３の第１仮想断面における曲線の接線とのなす角度のうち小さいほうの角度を意味する。
【００５２】
また、出射面１５３は、第１仮想断面において、光軸ＯＡから離れるにつれて裏側に向かうように形成された面であってもよい。その場合、光軸ＯＡと出射面１５３とのなす角度のうち小さいほうの角度は、５°以下である。このように、出射面１５３が、第１仮想断面において、光軸ＯＡから離れるにつれて裏側に向かうように形成されることにより、光束制御部材１３２を射出成形で製造する場合において、離型しやすくなる。
【００５３】
２つの鍔部１５４は、光軸ＯＡ近傍の２つの反射面１５２の間において、光軸ＯＡに対してＹ軸方向に突出するように配置されている。鍔部１５４は、光束制御部材１３２の取り扱いおよび位置合わせを容易にさせる。なお、鍔部１５４の形状は、鍔部１５４に入射した光を制御して出射できるような形状にしてもよい。
【００５４】
４つの脚部１５５は、裏面１５６から突出している略円柱状の部材である。脚部１５５は、発光素子１３１に対して適切な位置に光束制御部材１３２を支持する（図３Ｂ参照）。脚部１５５を、基板１２０に形成した穴部に嵌合させて位置決めに用いてもよい。また、脚部１５５は、光学的に悪影響が及ばないように考慮された上で、光束制御部材１３２を基板１２０に安定して固定できればよく、脚部１５５の位置、形状および数は適宜設定される。本実施の形態では、脚部１５５は、裏面１５６において、入射面１５１の周囲に合計４つ配置されている。
【００５５】
なお、面と面とが接するエッジ部分は、金型作製上、成形上、または光学特性上、製品に僅かなＲ形状が付与されていてもよい。特に、発光素子１３１の光軸ＯＡと交わる線分で示される箇所は、光学特性上、完全なエッジ（Ｒ０）の場合、発光装置１３０の直上が暗くなるため、明るさを補うために、Ｒ０．０５〜０．０７程度のＲ形状を設けることが好ましい。
【００５６】
（作用）
本実施の形態に係る面光源装置１００の作用について、図５と図６を対比しながら説明する。
【００５７】
図５は、比較用の面光源装置２０における光路図である。図５に示されるように、比較用の面光源装置２０は、第２傾斜反射面１１４を有しない以外は本実施の形態に係る面光源装置１００と同様に構成されている。図６は、本実施の形態に係る面光源装置１００における光路図である。図５および６では、光路を示すために、反射構造体１５０以外の部材のハッチングは省略している。
【００５８】
図５および６に示されるように、比較用の面光源装置２０および本実施の形態に係る面光源装置１００では、発光素子１３１から出射される光は、入射面１５１で入射する。入射面１５１で入射した光の一部（例えば内天面１５７ａで入射した光）は、２つの反射面１５２で反射されて、２つの第１傾斜反射面１１２に向かう方向（発光素子１３１の光軸ＯＡと略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向）に進み、２つの出射面１５３に到達する。一方、入射面１５１で入射した光の他の一部（例えば内側面１５７ｂで入射した光）は、直接、２つの出射面１５３に到達する。そして、２つの出射面１５３に到達したこれらの光は、２つの出射面１５３から２つの第１傾斜反射面１１２に向かってそれぞれ出射される。
【００５９】
そして、比較用の面光源装置２０では、図５に示されるように、光束制御部材１３２の２つの出射面１５３から２つの第１傾斜反射面１１２に向かって出射される光のうち、底面１１１と第１傾斜反射面１１２との境界付近に向かう光は、第１傾斜反射面１１２で反射されて、光拡散板１４０の端縁領域に到達する。それにより、光拡散板１４０の端縁領域には光が到達しやすく、明部となりやすいのに対し、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間の中間領域には光が到達しにくく、暗部となりやすい。その結果、面光源装置２０において輝度ムラが生じやすい。
【００６０】
これに対して、本実施の形態に係る面光源装置１００では、図６に示されるように、光束制御部材１３２の２つの出射面１５３から２つの第１傾斜反射面１１２に向かって出射される光のうち、底面１１１と第１傾斜反射面１１２との境界付近に向かう光は、第１傾斜反射面１１２に到達することなく、その手前にある第２傾斜反射面１１４で（発光素子１３１の光軸ＯＡに近づくような角度で）反射されて、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間の中間領域に到達する。つまり、比較用の面光源装置２０では、第１傾斜反射面１１２に到達していた光の一部を、本実施の形態に係る面光源装置１００では、第２傾斜反射面１１４で反射させることで、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間の中間領域に到達させることができる。それにより、光拡散板１４０の端縁領域には光が到達しすぎないため、明るくなりすぎず、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間の中間領域には光が適度に到達しやすくなるため、適度に明るくなる。その結果、面光源装置１００において輝度ムラを低減することができる。
【００６１】
（シミュレーション）
シミュレーションでは、本実施の形態に係る面光源装置１００の光拡散板１４０上における照度分布を解析した。光拡散板１４０上における照度分布の解析は、１つの発光素子１３１のみを点灯した面光源装置１００について行った。また、比較のため、比較用の面光源装置２０の光拡散板１４０上における照度分布も解析した。シミュレーションのパラメータは、以下のように設定した。
【００６２】
（パラメータ）
・光束制御部材の外径：Ｘ軸方向の長さ１８ｍｍ、Ｙ軸方向の長さ１４．３ｍｍ
・光束制御部材の高さ：６．８ｍｍ
・発光素子全体の大きさ：一辺１．６ｍｍの略正方形
・底面から光拡散板までの高さ：３０ｍｍ
・第１傾斜反射面の底面に対する傾斜角：８°
・第２傾斜反射面の底面に対する傾斜角：１６°
・第２傾斜反射面の底面からの最大高さ：３ｍｍ
【００６３】
図７は、本実施の形態に係る面光源装置１００と比較用の面光源装置２０の光拡散板１４０上における照度分布の解析結果を示すグラフである。横軸は、光拡散板１４０上における、発光素子１３１の光軸ＯＡからのＸ軸方向の距離（ｍｍ）を示し、縦軸は、光拡散板１４０上において、最大照度を１００としたときの各位置での相対照度を示している。実線は、本実施の形態に係る面光源装置１００における解析結果を示し、点線は、比較用の面光源装置２０における解析結果を示している。
【００６４】
前述したように、比較用の面光源装置２０では、光束制御部材１３２の２つの出射面１５３から２つの第１傾斜反射面１１２に向かって出射される光のうち、底面１１１と第１傾斜反射面１１２との境界付近に向かう光は、第１傾斜反射面１１２で反射されて、光拡散板１４０の端縁領域に到達する。そのため、図７に示されるように、光拡散板１４０の端縁領域（光軸ＯＡから２００〜３３０ｍｍ近傍）が明部となりやすいのに対し、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間の中間領域（光軸ＯＡから１５０〜２００ｍｍ近傍）が暗部となりやすい。それにより、照度ムラ（または輝度ムラ）が生じやすい。
【００６５】
これに対して、本実施の形態に係る面光源装置１００では、光束制御部材１３２の２つの出射面１５３から２つの第１傾斜反射面１１２に向かって出射される光のうち、底面１１１と第１傾斜反射面１１２との境界付近に向かう光は、第１傾斜反射面１１２に到達することなく、第２傾斜反射面１１４で反射されて、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間の中間領域に到達する。そのため、図７に示されるように、光拡散板１４０の端縁領域（光軸ＯＡから２００〜３３０ｍｍ近傍）が明るくなりすぎることなく、発光装置１３０の直上領域と光拡散板１４０の端縁領域との間の中間領域（光軸ＯＡから１５０〜２００ｍｍ近傍）が適度に明るくなる。それにより、照度ムラ（または輝度ムラ）を抑制することができる。
【００６６】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る面光源装置１００では、２つの第１傾斜反射面１１２と発光装置１３０との間にそれぞれ第２傾斜反射面１１４を有する。それにより、光束制御部材１３２の２つの出射面１５３から第１傾斜反射面１１２に向かって出射される光の一部を、第２傾斜反射面１１４で反射させて、光拡散板１４０の中間領域に到達させることができる。それにより、面光源装置１００の端縁領域の輝度と、発光装置１３０の直上領域と面光源装置１００の端縁領域との間の中間領域の輝度とのばらつきを少なくすることができ、輝度ムラを低減することができる。
【００６７】
（変形例）
なお、本実施の形態では、第２傾斜反射面１１４の上端部の底面１１１からの高さと第１傾斜反射面１１２の下端部の底面１１１からの高さが異なる例を示したが、これに限定されず、第２傾斜反射面１１４の上端部の底面１１１からの高さと第１傾斜反射面１１２の下端部の底面１１１からの高さが同じであってもよい。
【００６８】
図８ＡおよびＢは、変形例に係る面光源装置２００および３００における光路図である。図８ＡおよびＢでは、第２傾斜反射面１１４を分かりやすくするために、反射構造体１５０以外の部材のハッチングは省略している。
【００６９】
図８Ａに示されるように、第２傾斜反射面１１４は、第２傾斜反射面１１４の上端部と第１傾斜反射面１１２の下端部とが他の面１１５（例えば水平面）を介して接するように配置されてもよい。図８Ｂに示されるように、第２傾斜反射面１１４は、第２傾斜反射面１１４の上端部と第１傾斜反射面１１２の下端部とが直接、接するように（連続的に）配置されてもよい。なお、図８ＡおよびＢでは、第２傾斜反射面１１４が、筐体１１０（筐体１１０の第１傾斜反射面１１２）と別体に設けられた反射構造体１５０の一部である例を示したが、これに限定されず、筐体１１０と一体に設けられた傾斜反射面であってもよい。
【００７０】
また、本実施の形態では、第２傾斜反射面１１４が、２つ（２つの第１傾斜反射面１１２と発光装置１３０との間にそれぞれ１つずつ）配置される例を示したが、これに限定されず、４つ以上（２つの第１傾斜反射面１１２と発光装置１３０との間にそれぞれ２つ以上ずつ）配置されてもよい。
【００７１】
図８Ｃは、変形例に係る面光源装置４００における光路図である。図８Ｃでは、第２傾斜反射面１１４を分かりやすくするために、反射構造体１５０以外のハッチングは省略している。
【００７２】
図８Ｃに示されるように、第２傾斜反射面１１４は、４つ（２つの第１傾斜反射面１１２と発光装置１３０との間にそれぞれ２つずつ）配置されてもよい。複数の第２傾斜反射面１１４の角度や最大高さは、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。複数の第２傾斜反射面１１４の角度や最大高さが互いに異なる場合、図８Ｃに示されるように、発光装置１３０から近い側に配置される第２傾斜反射面１１４の最大高さは、発光装置１３０から遠い側に配置される第２傾斜反射面１１４の最大高さよりも低いことが好ましい。なお、図８Ｃでは、第２傾斜反射面１１４が、筐体１１０（筐体１１０の第１傾斜反射面１１２）と別体に設けられた反射構造体１５０の一部である例を示したが、これに限定されず、筐体１１０と一体に設けられた傾斜反射面であってもよい。
【００７３】
また、本実施の形態では、底面１１１上に、反射シートを配置していない例を示したが、これに限定されない。
【００７４】
図９は、変形例に係る面光源装置５００の構成を示す部分拡大断面図である。図９に示されるように、基板１２０を挟んだＸ軸方向の両側の底面１１１および第１傾斜反射面１１２（基板１２０よりも一方の第１傾斜反射面１１２側の底面１１１および一方の第１傾斜反射面１１２と、基板１２０よりも他方の第１傾斜反射面１１２側の底面１１１および他方の第１傾斜反射面１１２）に、反射シート１７０をそれぞれ配置してもよい。その場合、反射シート１７０は、第２傾斜反射面１１４を有する反射構造体１５０によって押さえ付けられていることが好ましい。
【００７５】
また、本実施の形態では、光束制御部材１３２が、光学面が、Ｘ軸と平行な軸を回転軸とした略回転対称の物体の一部である例を示したが、これに限定されず、中心軸ＣＡを回転軸とした回転対称（円対称）の物体であってもよい。その場合、底面１１１上に配置される発光装置１３０は、例えば１つであってもよい。また、第１傾斜反射面１１２は、底面１１１の周囲を取り囲むように配置されてもよい。また、第２傾斜反射面１１４は、発光装置１３０と第１傾斜反射面１１２との間において、発光装置１３０の周囲を取り囲むように配置されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明に係る光束制御部材を有する面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや看板、一般照明などに適用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１００、２００、３００、４００、５００  面光源装置
１００’  表示装置
１１０  筐体
１１１  底面
１１２  第１傾斜反射面
１１３  第３傾斜反射面
１１４  第２傾斜反射面
１１５  他の面
１２０  基板
１３０  発光装置
１３１  発光素子
１３２  光束制御部材
１４０  光拡散板
１５０  反射構造体
１５１  入射面
１５２  反射面
１５３  出射面
１５４  鍔部
１５５  脚部
１５６  裏面
１５７  凹部
１５７ａ  内天面
１５７ｂ  内側面
１６０  表示部材
１７０  反射シート
【図１】
2019091564.tif 000003
【図２】
2019091564.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】
2019091564.tif 000009
【図８】
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【図９】
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