(57)【要約】【課題】照明光の輝度の低下及び均一性の劣化等を生じさせることなく、狭額縁化及び薄型化することが可能な面状照明装置を提供する。【解決手段】面状照明装置１０において、導光板２０は、傾斜面２５を含み入光面２１側から出射面２２側に向かうほど肉厚が薄くなるように設けられた入光楔部３１を有し、傾斜面２１は、変曲点Ａを有して入光面２１側が凸状かつ出射面２２側が凹状の側面視Ｓ字状に形成される。変曲点Ａの入光面２１からの距離は、入光面２１の厚さＴ１よりも大きく、また、変曲点Ａの位置は、入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りにあり、また、凸部Ｂの面積は、凹部Ｃの面積よりも大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源が配置される端面である入光面および該入光面の長手方向の二端辺のうちの一方に連接する面に含まれ、該入光面から入射した光を出射させる出射面を有する導光板と、を備えた面状照明装置において、
前記導光板は、傾斜面を含み前記入光面側から前記出射面側に向かうほど肉厚が薄くなるように設けられた入光楔部を有しており、前記傾斜面は、変曲点を有して前記入光面側が凸状かつ前記出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成され、前記変曲点の前記入光面からの距離が、前記入光面の厚さよりも大きいことを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
光源と、該光源が配置される端面である入光面および該入光面の長手方向の二端辺のうちの一方に連接する面に含まれ、該入光面から入射した光を出射させる出射面を有する導光板と、を備えた面状照明装置において、
前記導光板は、傾斜面を含み前記入光面側から前記出射面側に向かうほど肉厚が薄くなるように設けられた入光楔部を有しており、前記傾斜面は、変曲点を有して前記入光面側が凸状かつ前記出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成され、前記変曲点の位置が、前記入光楔部の中間の位置よりも前記出射面寄りにあることを特徴とする面状照明装置。
【請求項３】
光源と、該光源が配置される端面である入光面および該入光面の長手方向の二端辺のうちの一方に連接する面に含まれ、該入光面から入射した光を出射させる出射面を有する導光板と、を備えた面状照明装置において、前記導光板は、傾斜面を含み前記入光面側から前記出射面側に向かうほど肉厚が薄くなるように設けられた入光楔部を有しており、
前記傾斜面は、変曲点を有して前記入光面側が凸状かつ前記出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成され、前記変曲点よりも前記入光面側の凸部の側面視での面積が前記変曲点よりも前記出射面側の凹部の側面視での面積よりも大きいことを特徴とする面状照明装置。
【請求項４】
前記変曲点の位置が、前記入光面から、前記入光面の厚さの１．１倍以上１．７倍以下の範囲にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記傾斜面が、前記出射面側に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記傾斜面の、前記入光面及び前記出射面に直交する断面形状は、前記入光面の長手方向の任意の位置で同一であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項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、入光端面に光源を配置して出射部から面状の照明光を出射する導光板を備えたサイドライト方式の面状照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルの照明手段として、小型で環境適合性に優れたＬＥＤを導光板の側端面に沿って配置してなるサイドライト方式の面状照明装置（バックライト）が、携帯電話等の小型携帯情報機器の分野を中心に広く採用されている。昨今では、小型携帯情報機器の更なる薄型化に対応するため、ＬＥＤが配置された側端面（以下、入光面ともいう）から離れるほど厚さが漸減する入光楔部が入光面と出射部との間に形成された導光板が使用されている。このような導光板を使用することにより、ＬＥＤの厚さによらず導光板の出射部を薄くすることができる（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
このような面状照明装置では、通常、出射部の周縁部分（入光楔部及び出射部の入光楔部寄りの部分を含む）は、遮光シートで覆う等の手段が講じられて非発光領域とされ、出射部のうち、非発光領域を除いた部分を発光領域として、そこからの出射光が照明光として使用される。
【０００４】
そして、導光板に上記のような入光楔部を設けた場合、入光面から導光板内に入光した光のうち、入光楔部を形成する傾斜面から外部に出射して、非発光領域における漏れ光となる光が増大する。また、傾斜面で反射した後に出射部の出射面へ入射する光が、出射面の入光楔部寄りの領域に比較的小さい入射角度で入射することになるため、出射部の入光楔部寄りの部分から多くの光が出射することになる（通常、これらの光には、非発光領域における漏れ光と、発光領域の入光楔部寄りの部分からの出射光とが含まれる）。このため、非発光領域における漏れ光により、ＬＥＤが発光した光の利用効率が低下するとともに、発光領域の入光楔部寄りの部分からの出射光により、発光領域から出射する照明光の均一性（均斉度）が低下するという問題が発生する。例えば、特許文献１では、傾斜面と出射面とのなす角度を所定角度以下に設定することにより、上記問題の解決を図っている。
【０００５】
一方、近時の面状照明装置には、薄型化とともに、液晶表示領域の拡大に対応して非発光領域を小さくすること（いわゆる狭額縁化）に対する要求も益々強くなってきている。この要求を満たすには、発光領域として利用することができない入光楔部の導光方向の長さ（傾斜部の長さ）を、極力小さくしなければならない。
【０００６】
しかしながら、入光楔部の最大厚さ（入光面の厚さ、すなわち短手方向の寸法に相当）、及び、入光楔部の最小厚さ（出射部の厚さに相当）を所与の条件として、入光楔部の導光方向の長さを小さくするには、入光楔部が備える傾斜面と出射面とのなす角度を大きくする必要がある。しかしながら、傾斜面と出射面とのなす角度を大きくすると、傾斜面から外部に出射して非発光領域における漏れ光となる光、及び、出射部の入光楔部寄りの部分から出射して、非発光領域における漏れ光または発光領域の入光楔部寄りの部分からの出射光となる光を増大させることになり、ひいては、ＬＥＤが発光した光の利用効率、及び発光領域から出射する照明光の均一性（均斉度）を低下させることになる。
【０００７】
したがって、このような入光楔部が設けられた導光板を備える面状照明装置では、光の利用効率及び照明光の均一性を優れた状態に維持する条件下で、非発光領域を極力小さくする設計思想が必要とされる。
【０００８】
これに関連して、本出願人は、先に、光の利用効率及び照明光の均一性を優れた状態に維持しつつ入光楔部の導光方向の長さを小さくできる臨界値が、出射部の厚さによらず、入光楔部の最大厚さの略１．７８倍であることを見出し、入光楔部の導光方向の長さを入光楔部の最大厚さの略１．７８倍に設定した面状照明装置を提案した（特許文献３参照）。特許文献３に記載の面状照明装置によれば、光の利用効率及び照明光の均一性を優れた状態に維持しつつ、入光楔部の導光方向の長さを極力小さくし、ひいては面状照明装置の発光領域を極力大きくすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２８７５５０号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０７３９号公報
【特許文献３】特開２０１１−９６５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、液晶表示装置の薄型化、及びその表示領域の拡大に対する要求は厳しさを増すばかりであり、液晶表示装置のバックライトとして用いられる面状照明装置にも、光の利用効率（ひいては、照明光の輝度）及び照明光の均一性を優れた状態に維持しつつ、さらなる薄型化及び狭額縁化を進めることが強く求められている。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、照明光の輝度の低下及び均一性の劣化等を生じさせることなく、狭額縁化及び薄型化することが可能な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】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、近時の薄型化および狭額縁化が進んだ導光板の入光楔部において、その入光面寄りの領域と出射面寄りの領域が、その間の領域よりも漏れ光が発生する危険性が高く、漏れ光が発生する危険性の入光面からの距離に沿った変化の典型的な態様は、入光面寄りの領域と出射面寄りの領域で極大値をとり、その間の領域で極小値をとる凹状の曲線となるという知見を得た。本発明は、このような新たな知見に基づいて完成されたものである。
【００１３】
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【００１４】
（１）光源と、該光源が配置される端面である入光面および該入光面の長手方向の二端辺のうちの一方に連接する面に含まれ、該入光面から入射した光を出射させる出射面を有する導光板と、を備えた面状照明装置において、前記導光板は、傾斜面を含み前記入光面側から前記出射面側に向かうほど肉厚が薄くなるように設けられた入光楔部を有しており、前記傾斜面は、変曲点を有して前記入光面側が凸状かつ前記出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成され、前記変曲点の前記入光面からの距離が、前記入光面の厚さよりも大きいことを特徴とする面状照明装置（請求項１）。
【００１５】
本項に記載の面状照明装置によれば、入光楔部が備える傾斜面が、変曲点を有して入光面側が凸状かつ出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成されていることによって、傾斜面の入光面寄りの領域と出射面寄りの領域の、側面視したときの（言い換えれば、入光面及び出射面に直交する断面内の）平均傾斜角は、変曲点が含まれる中間の領域の平均傾斜角よりも小さいことにより、入光楔部のうち、漏れ光が発生する危険性が相対的に高い入光面寄りの領域及び出射面寄りの領域からの漏れ光を効果的に低減するとともに、出射面の入光楔部寄りの領域から出射する光を低減することが可能となる。
【００１６】
さらに、本項に記載の面状照明装置によれば、変曲点の入光面からの距離を、入光面の厚さよりも大きくすることで、入光楔部及び出射面の入光楔部寄りの領域から出射する光を最小限に抑制することが可能となる。
【００１７】
（２）光源と、該光源が配置される端面である入光面および該入光面の長手方向の二端辺のうちの一方に連接する面に含まれ、該入光面から入射した光を出射させる出射面を有する導光板と、を備えた面状照明装置において、前記導光板は、傾斜面を含み前記入光面側から前記出射面側に向かうほど肉厚が薄くなるように設けられた入光楔部を有しており、前記傾斜面は、変曲点を有して前記入光面側が凸状かつ前記出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成され、前記変曲点の位置が、前記入光楔部の中間の位置よりも前記出射面寄りにあることを特徴とする面状照明装置（請求項２）。
【００１８】
本項に記載の面状照明装置は、入光楔部が備える傾斜面が、変曲点を有して入光面側が凸状かつ出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成されており、その作用効果は、（１）項の記載の面状照明装置と同様のものである。
【００１９】
さらに、本項に記載の面状照明装置によれば、変曲点の位置を、入光楔部の中間の位置よりも前記出射面寄りとすることによって、入光楔部及び出射面の入光楔部寄りの領域から出射する光を最小限に抑制することが可能となる。
【００２０】
（３）光源と、該光源が配置される端面である入光面および該入光面の長手方向の二端辺のうちの一方に連接する面に含まれ、該入光面から入射した光を出射させる出射面を有する導光板と、を備えた面状照明装置において、前記導光板は、傾斜面を含み前記入光面側から前記出射面側に向かうほど肉厚が薄くなるように設けられた入光楔部を有しており、前記傾斜面は、変曲点を有して前記入光面側が凸状かつ前記出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成され、前記変曲点よりも前記入光面側の凸部の側面視での面積が、前記変曲点よりも前記出射面側の凹部の側面視での面積よりも大きいことを特徴とする面状照明装置（請求項３）。
【００２１】
本項に記載の面状照明装置は、入光楔部が備える傾斜面が、変曲点を有して入光面側が凸状かつ出射面側が凹状の側面視Ｓ字状に形成された部分を含んでおり、その作用効果は、（１）項に記載の面状照明装置と同様のものである。
【００２２】
そして、本項に記載の面状照明装置によれば、傾斜面を、変曲点よりも入光面側の凸部の側面視での面積を、変曲点よりも出射面側の凹部の側面視での面積よりも大きい形状とすることによって、変曲点の位置が傾斜面の中間の位置よりも出射面寄りにある形状を、漏れ光が発生する危険性に応じた適切な曲面により実現し、これによって、入光楔部及び出射面の入光楔部寄りの領域から出射する光を最小限に抑制することが可能となる。
【００２３】
ここで、本項に記載の面状照明装置において、上記凸部の側面視での面積とは、入光面及び出射面に直交する断面内において、変曲点と傾斜面の入光面側の終端を結ぶ線分と、傾斜面の凸状の部分とで囲まれる弓形領域の面積をいい、上記凹部の側面視での面積とは、入光面及び出射面に直交する断面内において、変曲点と傾斜面の出射面側の終端を結ぶ線分と、傾斜面の凹状の部分とで囲まれる弓形領域の面積をいう。したがって、上記凸部は、入光楔部の一部であり、上記凹部は、傾斜面の上方の空間の一部である。
【００２４】
（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記変曲点の位置が、前記入光面から、前記入光面の厚さの１．１倍以上１．７倍以下の範囲にあることを特徴とする面状照明装置（請求項４）。
【００２５】
本項に記載の面状照明装置によれば、導光板の楔率（入光楔部の最小厚さ／入光楔部の最大厚さ）が現実的にとり得る範囲に応じて、最も適切な変曲点の位置を設定することが可能となる。
【００２６】
（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記傾斜面が、前記出射面側に設けられていることを特徴とする面状照明装置（請求項５）。
【００２７】
（６）（１）から（５）のいずれか１項に記載の面状照明装置において、前記傾斜面の、前記入光面及び前記出射面に直交する断面形状は、前記入光面の長手方向の任意の位置で同一であることを特徴とする面状照明装置（請求項６）。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、以上のように構成したため、入光楔部が設けられた導光板を備えた面状照明装置において、光の利用効率及び照明光の均一性を優れた状態に維持しつつ、狭額縁化及び薄型化を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態における面状照明装置の要部を示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す面状照明装置が備える導光板の特徴の一つを詳細に示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態における面状照明装置が備える導光板の特徴の一つを模式的に示す側面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明における漏れ光危険度の概念を説明するための図であり、傾斜面に対する１回目入射光の光量、入射角度、漏れ光危険度を、それぞれ模式的に示す図である。
【図４】本発明における漏れ光危険度の概念を説明するために、傾斜面に入射する光が光軸となす角度と、一定の角度幅に対応する傾斜面上の距離を示す図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明における漏れ光危険度の概念を説明するための図であり、傾斜面に対する２回目入射光の光量、入射角度、漏れ光危険度を、それぞれ模式的に示す図である。
【図６】全体の漏れ光危険度の分布を、入光楔部の形状と対応させて示す図である。
【図７】（ａ）は、従来の面状照明装置を、入射角度の異なる複数の入射光の光路とともに示す側面図、（ｂ）は、図１（ａ）に示す面状照明装置について、入射角度の異なる複数の入射光の光路とともに示す側面図である。
【図８】擬似白色ＬＥＤの典型的な構成を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態における面状照明装置において、漏れ光危険度の最も低い位置を求める式を説明するための図である。
【図１０】（ａ）は、規格化距離と楔率との関係を示すグラフ、（ｂ）は、規格化距離と出射部厚さとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の他の実施形態における面状照明装置の要部を示す側面図である。
【図１２】（ａ）は、本発明の他の実施形態における面状照明装置の要部を示す立面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態に係る面状照明装置を図面を参照して説明する。なお、添付の各図面において、各構成要素の形状、寸法等は、本発明の理解を容易にするため適宜誇張して示されている。また、添付の各図面において、二つの構成要素が空間を介して隣接するように図示されている場合、その空間は、本発明の理解を容易にするために挿入されるか、または誇張して示されたものであり、本発明の構成は、隣接する構成要素間の空間の有無、または、存在する場合には、その寸法によるものではない。
【００３１】
本発明の第１の実施形態である面状照明装置１０は、図１（ａ）に示すように、光源としてのＬＥＤ１１と、ＬＥＤ１１が発光した光を面状に出射させるための導光板２０とを備えている。導光板２０は、透明材料（例えば、ポリカーボネート樹脂）を用いて上面視矩形状に形成されており、その外表面に、ＬＥＤ１１が配置される端面である入光面２１を有している。また、導光板２０において、入光面２１の長手方向（図１（ａ）において、紙面に直交する方向）の二端辺２１ｃ、２１ｄのうちの一方の端辺２１ｃに連接する面には、出射面２２と、後述する傾斜面２５とが含まれている。以下、導光板２０の出射面２２を含む方の面を表面２３、表面２３に対向する面を裏面２４ともいう。
【００３２】
ここで、本発明において、入光面２１から、入光面２１と対向する端面（図示は省略する）に向かう方向（図１（ａ）の紙面右方向）を「前方」（その反対方向を「後方」）という。このように定義された「前方」は、入光面２１から導光板２０に入光した光が、全体として、導光板２０内を導光される方向でもあり、この意味で、上記定義による前後方向を、「導光方向」ともいう。
また、裏面２４が表面２３を向く方向（図１（ａ）の紙面上方向）を「上方」（その反対方向を「下方」）と定義し、この定義による上下方向を、「厚さ方向」ともいう。さらに、前後方向及び上下方向と直交する方向（図１（ａ）の紙面に直交する方向）を（必要な場合、前方に向かって「右方」及び「左方」を定義して）左右方向ともいう。左右方向は、言い換えれば、入光面２１の長手方向である。また、特に明示して断らない限り、「長さ」、「厚さ（厚み）」、及び「幅」は、それぞれ前後方向、上下方向、及び左右方向の寸法をいう。
【００３３】
導光板２０は、入光面２１側から前方に向かって、傾斜面２５を含む入光楔部３１と、出射面２２を含む出射部３２とを備えている。そして、導光板２０の裏面２４は、入光楔部３１と出射部３２とを通じて一つの平坦面となるように形成され、一方、入光楔部３１の傾斜面２５は、入光面２１側から前方に向かって下方に傾斜するように形成されており、これによって、入光楔部３１は、入光面２１側から出射面２２側に向かうほど肉厚が薄くなるように設けられている。出射面２２は、入光面２１に略直交する平坦面として、傾斜面２５の前方の端辺２６と連接して形成され、裏面２４は、出射面２２と略平行に対向するものである。
【００３４】
次に、図１（ａ）とともに図１（ｂ）を参照し、面状照明装置１０の主要な特徴である入光楔部３１の傾斜面２５の構成について詳述する。ここで、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す面状照明装置１０の導光板２０の入光楔部３１の特徴を、説明のため模式的に示した側面図である。
【００３５】
尚、面状照明装置１０では、入光楔部３１の、入光面２１及び出射面２２に直交する断面（図１（ａ）において紙面に平行な切断面による断面）の断面形状は、入光面２１の長手方向の任意の位置で、図１（ａ）に示す側面形状と同一である。したがって、以下の説明では、このような任意の断面に共通の特徴を、図１（ａ）、（ｂ）に示す側面図に基づいて説明する。
【００３６】
また、本発明において、入光楔部３１の傾斜面２５上の任意の位置（例えば、位置Ｐ）における傾斜面２５の傾斜角θｐは、位置Ｐを通って入光面２１及び出射面２２に直交する断面（図１（ａ）において紙面に平行な切断面による断面。以下、単に側断面ともいう。）内において、位置Ｐから入光面２１側に出射面２２と平行に延びる半直線ｎと、位置Ｐから入光面２１側に傾斜面２５に接して延びる半直線ｍとがなす角（言い換えれば、傾斜面２５の位置Ｐにおける、位置Ｐを通る側断面内での上り勾配に相当する角度）である。
【００３７】
導光板２０では、傾斜面２５は、全体として一つの連続曲面として構成されており、この連続曲面は、入光面２１側から前方に向かうほど裏面２４側に近づきながらも、入光面２１側が凸状の曲面に形成され、出射面２２側が凹状の曲面に形成されて、全体として側面視Ｓ字状に形成されている。傾斜面２５を側面視したときのＳ字状の形状において、入光面２１側の凸状の部分２５ｄと、出射面２２側の凹状の部分２５ｅとの境界は、変曲点Ａとなっている（図１（ｂ）参照）。
【００３８】
そして、面状照明装置１０では、図１（ｂ）に示す変曲点Ａの入光面２１からの導光方向の距離（以下、単に距離ともいう）Ｌについて、この距離Ｌが入光面２１の厚さＴ１よりも大きくなるように設定されている。さらに、面状照明装置１０において、変曲点Ａの位置（入光面２１からの距離）は、入光面２１の厚さＴ１の１．１倍以上かつ１．７倍以下の範囲にあるものである。また、面状照明装置１０では、変曲点Ａの位置が、入光楔部３１の導光方向の中間の位置よりも出射面２２寄りにあるように設定されており、言い換えれば、変曲点Ａの入光面２１からの距離Ｌは、入光楔部３１の長さＫの半分（Ｋ／２）よりも大きい。
【００３９】
さらに、面状照明装置１０において、傾斜面２５を、後述する漏れ光危険度に応じた適切な側面視Ｓ字状の曲面で構成した場合、変曲点Ａの位置を入光楔部３１の導光方向の中間の位置よりも出射面２２寄りに設定することは、傾斜面２５の形状を、変曲点Ａよりも入光面２１側の凸部の側面視での面積が、変曲点Ａよりも出射面２２側の凹部の側面視での面積よりも大きくなるように構成することに相当する。
【００４０】
ここで、凸部の側面視での面積とは、傾斜面２５の側断面において、変曲点Ａと傾斜面２５の入光面２１側の終端（この場合、入光面２１の端辺２１ｃ）を結ぶ線分ｑ１と、傾斜面２５の凸状の部分２５ｄとで囲まれる弓形領域Ｂの面積をいい、凹部の側面視での面積とは、傾斜面２５の側断面において、変曲点Ａと傾斜面２５の出射面２２側の終端（この場合、傾斜面２５の前方の端辺２６）を結ぶ線分ｑ２と、傾斜面２５の凹状の部分２５ｃとで囲まれる弓形領域Ｃの面積をいう。したがって、凸部は、入光楔部３１の一部であり、凹部は、傾斜面２５の上方の空間の一部である。
以下、凸部の側面視での面積（弓形領域Ｂの面積）及び凹部の側面視での面積（弓形領域Ｃの面積）を、それぞれ凸部Ｂの面積及び凹部Ｃの面積ともいう。
【００４１】
尚、図１（ｂ）では、２つの線分ｑ１、ｑ２が、一直線上に連なるように図示されているが、本発明に係る傾斜面２５の形状は、このような形状に限定されるものではなく、変曲点Ａが、傾斜面２５の入光面２１側の終端と出射面２２側の終端とを結ぶ線分上にない（この線分よりも、上方または下方に位置する）形状を含むものである。
【００４２】
また、面状照明装置１０では、傾斜面２５が連続曲面として構成されていることにより、傾斜面２５の傾斜角は、任意の側断面内において、前後方向に沿って連続して空間的に変動する。この際、傾斜面２５は、変曲点Ａを有して入光面２１側（後方）が凸状かつ出射面２２側（前方）が凹状の側面視Ｓ字状に形成されていることにより、傾斜面２５の傾斜角について、次のような特徴を備えるものである。
【００４３】
すなわち、傾斜面２５は、入光面２１側から順に、第１の傾斜面部２５ａ（図１（ａ）に「I」で示す範囲）と、第２の傾斜面部２５ｂ（図１（ａ）に「II」で示す範囲）と、第３の傾斜面部２５ｃ（図１（ａ）に「III」で示す範囲）とに分けられる。具体的には、第２の傾斜面部２５ｂは、傾斜面２５のうち、変曲点Ａを含んで、その前後方向にわたる範囲に相当し、凸状の部分２５ｄのうちの変曲点Ａからその後方に延びる一部と、凹状の部分２５ｅのうちの変曲点Ａからその前方に延びる一部とを含む。第１の傾斜面部２５ａは、傾斜面２５の凸状の部分２５ｄのうちの、第２の傾斜面部２５ｂよりも後方の残りの部分に相当し、第３の傾斜面部２５ｂは、傾斜面２５の凹状の部分２５ｅのうちの、第２の傾斜面部２５ｂよりも前方の残りの部分に相当する。
【００４４】
図２には、このように分けられた第１、第２、第３の傾斜面部２５ａ、２５ｂ、２５ｃのぞれぞれの平均傾斜角θ１、θ２、θ３、及び、傾斜面２５の入光楔部３１の全長にわたる平均傾斜角θの一例が、それぞれの平均傾斜角θ１、θ２、θ３、θを傾斜角とする仮想平面３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３６とともに、模式的に示されている。図２において、仮想平面３６は、従来の面状照明装置における一般的な入光楔部の傾斜面形状に相当する。また、傾斜面２５の特定の範囲における平均傾斜角は、その範囲内の各位置における傾斜角を、その範囲全体にわたって平均して得られる角度である。
【００４５】
面状照明装置１０では、その傾斜面２５の曲面形状により、第１の傾斜面部２５ａと、第２の傾斜面部２５ｂと、第３の傾斜面部２５ｃについて、第２の傾斜面部２５ｂの平均傾斜角θ２は、第１の傾斜面部２５ａの平均傾斜角θ１よりも大きく、かつ、第３の傾斜面部２５ｃの平均傾斜角θ３よりも大きいという構成となっている。さらに、第１及び第３の傾斜面部２５ａ、２５ｃの平均傾斜角θ１、θ３は、傾斜面２５の入光楔部３１の全長にわたる平均傾斜角θよりも小さくなるように形成されている。
【００４６】
次に、図３〜図９を参照して、面状照明装置１０の特徴を詳述するとともに、その作用効果について説明する。
まず、入光楔部の傾斜面が、図２に示す仮想平面３６のような単一の傾斜角θを有する傾斜面で構成された従来の面状照明装置において、傾斜面から発生する漏れ光の特性、特に漏れ光が発生する危険性の、傾斜面上の位置依存性について、後述する漏れ光危険度という概念に基づいて説明する。
尚、以下の説明では、便宜上、従来の面状照明装置における傾斜面には符号３６を付して参照し、その他の構成要素については、面状照明装置１０と同一の符号を付して参照する。
【００４７】
傾斜面３６に入射した光のうち、入光楔部３１および、傾斜面３６に起因して出射面２２の入光楔部３１の近傍から漏れる光の相対的な量（以下では、これを「漏れ光危険度」あるいは単に「危険度」という）は、傾斜面３６に入射する光の量（光量）と傾斜面３６に入射する際の光軸に対する角度（本発明では、この角度を「入射角度」という）とに、次式のように依存すると考えられる。
「光量」  ×  「入射角度」  ＝  「漏れ光危険度」
ここで、本発明において、「光軸」は、ＬＥＤ１１の発光面１１ａの中心から、発光面１１ａ（したがって、入光面２１）に直交して延びる中心軸をいう。
【００４８】
漏れ光危険度が入射角度に依存する理由は、傾斜面３６において導光板２０内部から外部に透過する光の透過率が入射角度に依存するためである。そして、これら光量と入射角度は、ＬＥＤ１１の発光面１１ａ（導光板２０の入光面２１と略一致）からの光軸方向の距離に依存する。
【００４９】
また、近年の薄型および狭額縁化が進行した導光板２０においては、傾斜面３６に入射する光には、主として、次のような１回目入射光と２回目入射光が含まれる。１回目入射光は、入光面２１から導光板２０内に入射した後に最初に傾斜面３６に入射する光であり、２回目入射光は、入光面２１から導光板２０内に入射した後に裏面２４で反射して傾斜面３６に最初に入射する光、及び、１回目入射光が傾斜面３６、続いて裏面２４で反射して再度傾斜面３６に入射する光である。また、２回以上裏面２４で反射した後に再度傾斜面３６に入射する光も存在するが、１回目入射光や２回目入射光に比べて光量が少なく、漏れ光に占める割合は少ない。
【００５０】
ここで、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、１回目入射光について、それぞれ傾斜面３６に入射する光の光量、入射角度、危険度の分布を、ＬＥＤ１１からの光軸方向の距離に対して示す図である。尚、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、危険度の特徴を分かりやすく説明するための模式図である。
【００５１】
まず、光量について検討する。ＬＥＤ１１から全体として放射状に出射され導光板２０内に入射した光の配向分布は、光軸方向が最大の光量となり、光軸となす角度が大きくなるほど光量が低下する分布となる。但し、ＬＥＤ１１の発光面１１ａの中心を起点とした単位角度に対応する傾斜面３６の幅（光軸方向の幅Ｄに相当）は、図４に示すように、光線が光軸方向に向くほど長くなり、光軸となす角度が大きくなるほど短くなる（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）。したがって、傾斜面３６に入射する単位距離（単位面積）当たりの光量は、図３（ａ）に示すように、入光面２１に近い領域おいてはＬＥＤ１１からの距離が大きくなるにしたがって大きくなるが、ピーク（極大領域）に達した後は反転し、ＬＥＤ１１からの距離が大きくなるにしたがって減少することになる。
【００５２】
次に、入射角度について検討する。図３（ｂ）に示すように、傾斜面３６に入射する光の入射角度は、ＬＥＤ１１からの距離に応じた幅（範囲）があるが、この範囲の上限値は、ＬＥＤ１１からの距離が大きくなるほど小さくなり、これによって、ＬＥＤ１１からの距離が大きくなるほど、傾斜面３６での透過率は小さくなる。
【００５３】
したがって、図３（ｃ）に示すように、漏れ光危険度（光量と入射角度の上限値とをかけ合わせた値）は、ＬＥＤ１１からの距離がゼロの近傍で最大となり、その点よりも前方ではＬＥＤからの距離が大きくなるほど低下することになる。
【００５４】
次に、図５を参照して、２回目入射光について検討する。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、２回目入射光について、それぞれ傾斜面３６に入射する光の光量、入射角度、危険度の分布を、ＬＥＤ１１からの光軸方向の距離に対して示す図である。尚、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、危険度の特徴を分かりやすく説明するための模式図である。
【００５５】
まず、光量について検討する。２回目入射光の光量の分布は、図５（ａ）に示すように、１回目入射光よりも前方にピーク（極大領域）を有する分布となる。次に、図５（ｂ）を参照して、２回目入射光の入射角度について検討する。２回目入射光には、１回目の傾斜面３６での反射の際に角度が変化する（傾斜面３６の傾斜角θの２倍ほど入射角度が大きくなる）光が含まれるため、入射角度の上限値は、１回目入射光の分布を前方に移動させた上に、その角度変化分を重畳させた分布となる。また、入射角度の下限値は、ＬＥＤ１１からの距離に対応した正の値となり、この下限値は、上限値と同様に、ＬＥＤからの距離が大きくなるほど小さくなる傾向を有する。
【００５６】
したがって、２回目入射光の漏れ光危険度は、図５（ｃ）に示すように、基本的には、１回目入射光の漏れ光危険度の分布を前方に移動させた分布となる。但し、１回目の傾斜面３６での反射の際の角度変化量によっては、２回目入射光の漏れ光危険度が、１回目入射光の漏れ光危険度よりも大きくなる可能性がある。
【００５７】
以上のようにして得られる１回目入射光の漏れ光危険度と２回目入射光の漏れ光危険度とを足し合わせた危険度が、傾斜面３６における全体的な漏れ光危険度（図６参照）になる。図６に示すように、ＬＥＤ１１からの距離が小さい位置（入光面２１寄りの位置）に漏れ光危険度が大きい部分（極大値を示す部分）があり、その位置よりＬＥＤ１１からの距離が大きくなるほど漏れ光危険度が徐々に低下する。さらにＬＥＤ１１からの距離が大きくなると、漏れ光危険度は反転して徐々に大きくなり、再度、極大値を示す。全体としては、中央付近が窪んだ凹状の曲線となる。但し、後述するように、漏れ光危険度の極小値（この場合、最小値）は、必ずしも、入光楔部３１の導光方向の正確な中間の位置に現れるわけではない。
【００５８】
本願発明は、上述したように、全体的な漏れ光危険度が、極大を含む２つの領域（入光面２１側の極大領域と出射面２２側の極大領域）と、極小を含む１つの領域（中央付近の極小領域）とに分かれるという知見に基づいて、入光楔部３１が備える傾斜面２５を、変曲点Ａを有して入光面２１側が凸状かつ出射面２２側が凹状の側面視Ｓ字状に形成したことを、その１つの特徴とするものである。
【００５９】
これによって、入光楔部３１の傾斜面２５の、それぞれ入射面２１側と出射面２２側の極大領域に相当する範囲に、それぞれ第１の傾斜面部２５ａと第３の傾斜面部２５ｃを設け、中央付近の極小領域に相当する範囲に第２の傾斜面部２５ｂを設けて、第１の傾斜面部２５ａ及び第３の傾斜面部２５ｃの平均傾斜角θ１及びθ３を、第２の傾斜面部２５ｂの平均傾斜角θ２よりも相対的に小さくした構成が達成され、この構成により、傾斜面２５で発生する漏れ光を効果的に低減することができる。
面状照明装置１０では、これによって、出射面２２の発光領域から出射される照明光の輝度を向上させることが可能となる。
【００６０】
さらに、面状照明装置１０において、傾斜面２５の形状を、変曲点Ａを有して入光面２１側が凸状かつ出射面２２側が凹状の側面視Ｓ字状とした構成は、全体的な漏れ光危険度の分布に応じて、傾斜面２５からの漏れ光を低減するために最適な傾斜面形状を実現する上で、有利なものである。
【００６１】
また、図７に示すように、傾斜角が入光楔部３１の全領域にわたって一定の傾斜面３６を備えた従来の面状照明装置（図７（ａ）参照）では、ＬＥＤ１１から、その光軸となす角度が大きい方向に出射され、その結果、比較的大きい入射角度で傾斜面３６の入光面２１寄りの領域（I）に入射する光Ｌ１は、２回目入射光として傾斜面３６の出射面２２寄りの領域（III）に入射し、そこで漏れ光を発生させる危険性が高いことに加えて、その反射光成分が、条件によっては傾斜面３６と裏面２４との間で反射を繰り返して、出射面２２の入光楔部３１近傍から出射され易くなる。従来の面状照明装置では、この種の漏れ光によって、出射面２２の発光領域から出射される照明光の均一性が劣化するという問題も生じていた。
【００６２】
これに対して、本実施形態における面状照明装置１０では、第１の傾斜面部２５ａ及び第３の傾斜面部２５ｃの平均傾斜角θ１及びθ３を相対的に小さくしたことにより、図７（ｂ）に示すように、上記Ｌ１と同様の条件で傾斜面２５に入射する光（同様に、符号Ｌ１を付す）でも、出射面２２の入光楔部３１近傍から出射させることなく、出射部３２内に導光させることが可能となる。
面状照明装置１０では、このように、出射面２２の発光領域から出射される照明光の均一性も向上させることが可能となる。
【００６３】
また、面状照明装置１０のこの特徴は、ＬＥＤ１１が所謂擬似白色ＬＥＤの場合、次のような効果も奏するものである。一般に、擬似白色ＬＥＤは、図８に示すように、青色発光チップ４１を黄色蛍光体が分散された透明樹脂４２で封止した構成を備えており、青色発光チップ４１が発光する青色光と、その青色光を吸収した黄色蛍光体が発光する黄色光との混色により、白色に見える発光スペクトルを実現するものである。
【００６４】
その際、ＬＥＤ１１から、その光軸となす角度が大きい方向に出射される光Ｌ１は、光軸となす角度が小さい方向に出射される光Ｌ２、Ｌ３と比較して透明樹脂４２内を通過する距離が長いため、黄色味を帯びた白色光となる傾向がある。これによって、図７（ａ）を参照して上述したように、比較的大きい入射角度で傾斜面３６の入光面２１寄りの領域（I）に入射する光Ｌ１が、出射面２２の入光楔部３１近傍から出射し易いことは、その出射光によって、発光領域の入光楔部３１近傍から出射される照明光が、黄色味を帯びるという問題の要因ともなる。
【００６５】
したがって、面状照明装置１０において、光Ｌ１のような条件で傾斜面２５に入射する光を、出射面２２の入光楔部３１近傍から出射させることなく、出射部３２内に導光させることが可能となることは、発光領域の入光楔部３１寄りの部分が他の部分と比較して黄色味を帯びることによって視認される色むらを解消または抑制することで、照明光の色度分布を改善するといった効果も奏するものである。
【００６６】
さらに、面状照明装置１０では、傾斜面２５の出射面２２と連接する部分である第３の傾斜面部２５ｃの平均傾斜角θ３が、従来の傾斜面３６の一定の傾斜角θよりも小さいことから、傾斜面２５と出射面２２が、一定の交差角度をもって不連続に連接することから発生する輝度むら（輝度の急激な変化）を抑制することができる。そして、この抑制効果は、面状照明装置１０の傾斜面２５が、第３の傾斜面部２５ｃにおいて凹状に形成され、出射面２２と連接する部分の傾斜角が平均傾斜角θ３よりもさらに小さいことによって、一層顕著なものとなる。
【００６７】
また、面状照明装置１０では、傾斜面２５の入光面２１寄りの部分である第１の傾斜面部２５ａの平均傾斜角θ１が、従来の傾斜面３６の一定の傾斜角θよりも小さいことから、ＬＥＤ１１が実装されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）（図示は省略する）を、導光板２０の傾斜面２５上に直接固定する場合には、ＬＥＤ１１の発光面１１ａが導光板２０の入光面２１に対して傾く等の、ＬＥＤ１１実装上の不具合を軽減することができる。
【００６８】
また、３つの傾斜面部のうち最も平均傾斜角が大きい第２の傾斜面部２５ｂを、導光方向の中央付近に配置したことから、仮に、第２の傾斜面部２５ｂから漏れ光が発生したとしても、通常、傾斜面２５の上部に配置される遮光部材によって、その漏れ光を確実に吸収させることができる。
【００６９】
次に、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するという観点から、本発明の特徴とその作用効果について説明する。
面状照明装置１０において、上述したような漏れ光を最小化するためには、傾斜面２５の漏れ光危険度の分布に応じて、第１の傾斜面部２５ａと第３の傾斜面部２５ｃが、それぞれ入光面２１側と出射面２２側の漏れ光危険度の極大領域に相当する範囲に適切に配置され、かつ、第２の傾斜面部２５ｂが、傾斜面２５の漏れ光危険度の極小領域に相当する範囲に適切に配置されるように、傾斜面２５の形状を設計することが重要である。そして、面状照明装置１０において、傾斜面２５は、変曲点Ａを有して入光面２１側が凸状かつ出射面２２側が凹状の側面視Ｓ字状に形成されているため、第１、第２、第３の傾斜面部２５ａ、２５ｂ、２５ｃのこのような適切な配置は、変曲点Ａの入光面２１からの導光方向の距離を最適化することにより実現することができる。
【００７０】
ここで、入光面２１からの導光方向の距離（この場合、ＬＥＤ１１の発光面１１ａからの光軸方向の距離）を、特に明示してある場合を除き、入光面２１からの距離、あるいは、単に距離ともいう。
【００７１】
本発明者は、このように、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するために、傾斜面２５が備えるＳ字形状の変曲点Ａの入光面２１からの距離が重要な条件である点に着目し、上述したような漏れ光を最小化する上で最適な変曲点Ａの入光面２１からの距離を、簡易かつ高精度に定める方法を見出することによって、本発明の完成に至ったものである。
【００７２】
まず、図３〜図６を参照して上述した漏れ光危険度に関する考察に鑑みれば、変曲点Ａ（言い換えれば、傾斜面２５の傾斜角θＰが最大の点）の最適な距離は、傾斜面２５の漏れ光危険度が最小値をとる距離であると考えられる。そこで、本発明者は、次のようにして、導光板２０の寸法及び屈折率のデータから、傾斜面２５の漏れ光危険度が最小値をとる距離を近似的に求める式を導出した。
【００７３】
すなわち、図６に示す全体的な漏れ光危険度の分布が、図３（ｃ）に示す１回目入射光の漏れ光危険度と、図５（ｃ）に示す２回目入射光の漏れ光危険度が足し合わされた結果、形成されることから、漏れ光危険度が最小値をとる距離は、入光面２１側から導光方向に沿って見た場合に、２回目入射光が現れる始める距離に略一致するものと考えられる。
【００７４】
さらに、この２回目入射光が現れる始める距離は、図９に示すように、ＬＥＤ１１から出射され、入光面２１から導光板２０内に、臨界角θｃに等しい屈折角を有して裏面２４に向かう方向に入射した光Ｌ１１が、裏面２４で反射された後に傾斜面２５に入射したときの距離に略一致するものと考えられる。
【００７５】
これは、臨界角θｃは、光が空気中から導光板２０内に入射する際の屈折角の上限であり、かつ、臨界角θｃよりも小さい屈折角を有して裏面２４に向かう方向に入射した光Ｌ１２は、図９に示すように、裏面２４で反射された後に、光Ｌ１１よりも、入光面２１から遠い位置まで導光されるからである。尚、図示は省略するが、２回目入射光のうち、１度傾斜面２５で反射された後、続いて裏面２４で反射される光も、通常、光Ｌ１１よりも入光面２１から遠い位置まで導光される。
【００７６】
以上のような考察の下に、漏れ光危険度が最小値をとる距離Ｌｅは、光Ｌ１１が傾斜面２５に入射する距離を表す次式により、近似的に表すことができる。
【数１】
2015153506.tif 000003
【００７７】
ここで、Ｔ１は、入光楔部３１の最大厚さ（入光面２１の厚さ）、Ｔ２は、入光楔部３１の最小厚さ（出射部３２の厚さ）、αは、入光楔部３１の最大厚さＴ１に対する入光楔部３１の長さＫの比（Ｋ／Ｔ１）である。また、ｎは、導光板２０を形成する樹脂材料の屈折率であり、臨界角θｃ＝ｓｉn−１（１／ｎ）である。
また、上式の導出にあたって、ＬＥＤ１１は、入光面２１の厚さ方向の中間（裏面２４からの、厚さ方向の距離がＴ１／２）の位置に配置された理想的な点光源とし、傾斜面２５は、入光楔部３１の最大厚さＴ１、最小厚さＴ２、及び長さＫが傾斜面２５と等しい仮想的な平坦面３６で近似した。
【００７８】
次に、上式で求められる漏れ光危険度が最小値をとる距離Ｌｅが、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するために最適な変曲点Ａの距離として有効かどうかを確認するため、距離Ｌｅを、より現実に則したシミュレーションにより求められた変曲点Ａの距離と比較した。シミュレーションは、ＬＥＤ１１について、その発光面１１ａ（具体的には、ランプハウスに形成された開口窓）の形状を現実に則してモデル化した上で、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光が最小となるように傾斜面２５のＳ字形状を設計し、そのＳ字形状から変曲点Ａの距離Ｌ２を求めることにより実施された。
【００７９】
いずれの場合についても、導光板２０は、光学用樹脂材料として最も代表的なポリカーボネート（ｎ＝１．５８）から成形されるものとし、さらに、α＝Ｋ／Ｔ１の値として、１．７８を用いた。ここで、α＝１．７８としたのは、ＬＥＤ１１から発光した光の利用効率及び照明光の均一性を優れた状態に維持しつつ、入光楔部３１の導光方向の長さＫを小さくできる臨界値として、入光楔部３１の最大厚さＴ１の略１．７８倍という条件を、先に本出願人が提案しており（特許文献３）、面状照明装置１０においても、この条件を採用したものであある。
【００８０】
比較の結果は、次の通りである。入光楔部３１の最大厚さＴ１が０．５８mm、最小厚さが０．４mmの場合、上式から求められる距離Ｌｅの値は０．８９ｍｍであるのに対し、シミュレーションから得られた距離の値Ｌ２は、０．９mmであった。また、入光楔部３１の最大厚さＴ１が０．４０mm、最小厚さが０．２８mmの場合、上式から求められる距離Ｌｅの値は０．６１ｍｍであるのに対し、シミュレーションから得られた距離の値Ｌ２は、０．６mmであった。このように、上式から求められる距離Ｌｅと、シミュレーションから得られた距離Ｌ２とは良く一致しており、これらの結果から、上式から求められる距離Ｌｅを、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５の近傍からの漏れ光を最小化するＳ字形状における変曲点Ａの距離として、有効に使用できることが確認された。
【００８１】
次に、以上の結果に基づいて、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５の近傍からの漏れ光を最小化するために変曲点Ａが満たすべき条件について説明する。
以下の説明において、楔率は、導光板２０の入光楔部３１の最大厚さＴ１に対する入光楔部３１の最小厚さＴ２の比（Ｔ２／Ｔ１）であり、規格化距離は、上式から求められる距離Ｌｅを入光面２１の厚さ（この場合、Ｔ１）で規格化した距離（ＬＮ＝Ｌｅ／Ｔ１）である。
【００８２】
ここで、図１０（ａ）は、楔率と規格化距離との関係を示すグラフであり、図１０（ｂ）は、出射部３２の厚さ（Ｔ２）と規格化距離との関係を示すグラフである。また、いずれのグラフも、ｎ＝１．５８、α＝１．７８の場合を示すものである。
図１０（ａ）に示すように、楔率が原理的にとり得る範囲（０＜（Ｔ２／Ｔ１）＜１）の全体にわたって、規格化距離ＬＮは１．０よりも大きく、これは、距離Ｌｅが入光面２１の厚さＴ１よりも大きいことを意味する。これによって、面状照明装置１０において、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５の近傍からの漏れ光を最小化するためには、変曲点Ａの入光面２１からの導光方向の距離Ｌ（図１（ｂ）参照）を、入光面２１の厚さＴ１よりも大きくなるように設定する必要があることが分かる（Ｌ＞Ｔ１）。
【００８３】
また、楔率が現実的にとり得る範囲（０．１＜（Ｔ２／Ｔ１）＜０．９）を考慮すると、変曲点Ａの入光面２１からの導光方向の距離Ｌは、入光面２１の厚さＴ１の１．1倍以上かつ１．７倍以下の範囲に設定する必要があることが分かる。この範囲のうち、距離Ｌの最適な値は、導光板２０の楔率に応じて決まるものであるが、例えば、導光板２０の楔率を０．５５近傍の値で代表させて考えた場合、概略的には、距離Ｌは、入光面２１の厚さＴ１の１．４倍程度が望ましいといえる。
【００８４】
さらに、図１０（ｂ）から、典型的な例として、入光面２１の厚さＴ１が０．５８ｍｍ、出射部３２の厚さＴ２が０．４ｍｍの場合には、距離Ｌを、入光面２１の厚さＴ１の約１．５倍の値に設定することが望ましいことが分かる。また、入光面２１の厚さＴ１が０．５８ｍｍ、出射部３２の厚さＴ２が０．４ｍｍの場合には、距離Ｌを、入光面２１の厚さＴ１の約１．４５倍の値に設定することが望ましいことが分かる。ここで、「約」として表された許容範囲は、±０．２倍である。
【００８５】
さらに、図１０（ａ）に示すグラフは、α＝１．７８の場合を示すものであり、したがって、入光楔部３１の長さＫ（図１（ｂ）参照）は、入光楔部３１の最大厚さ（入光面２１の厚さ）Ｔ１の１．７８倍（Ｋ＝１．７８×Ｔ１）であるから、距離Ｌが入光面２１の厚さＴ１よりも大きい（Ｌ＞Ｔ１）ことは、距離Ｌが、入光楔部３１の長さＫの半分（Ｋ／２＝０．８９×Ｔ１）よりも大きいことを意味する。この意味で、変曲点Ａの位置は、入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄り（前方）にあるものである。したがって、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するための条件として、変曲点Ａの入光面２１からの導光方向の距離Ｌが、入光面２１の厚さＴ１よりも大きいという条件を満たしてれば、変曲点Ａの位置は、入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りにあることになる。
【００８６】
但し、例えば、Ｌ＝０．９５×Ｔ１と設定した場合のように、変曲点Ａの入光面２１からの導光方向の距離Ｌが、入光楔部３１の長さＫの半分（Ｋ／２＝０．８９×Ｔ１）よりも大きいという条件を満たしていても、距離Ｌが入光面２１の厚さＴ１よりも大きくはならない場合はあり得る。しかしながら、このような場合でも、距離Ｌは、入光面２１の厚さＴ１に近い値をとるものであるから、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を抑制する上で、顕著な効果を奏するものと考えられる。したがって、変曲点Ａの位置を、入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りとすることは、距離Ｌが入光面２１の厚さＴ１よりも小さいような例外的な場合を含めて、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するための条件としての技術的意義を有するものである。
【００８７】
さらに、変曲点Ａの位置を、入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りに設定することは、通常、凸部Ｂ（図１（ｂ）参照）の面積を、凹部Ｃ（図１（ｂ）参照）の面積よりも大きくすることに相当する。ここで、傾斜面２５の形状が、例えば、凸部Ｂの高さ（言い換えれば、傾斜面２５ｅの凸状の部分２５ｄと線分ｑ１との最大距離）に対して、凹部Ｃの深さ（言い換えれば、傾斜面２５ｅの凹状の部分２５ｅと線分ｑ２との最大距離）が著しく大きいような極端な形状であった場合には、変曲点Ａの位置を入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りに設定しても、凸部Ｂの面積が凹部Ｃの面積よりも大きくはならない場合も考えられる。しかし、一般に、漏れ光危険度の分布に応じて適切に設計された傾斜面２５の形状が、そのような極端な形状となることはないため、凸部Ｂの面積を、凹部Ｃの面積よりも大きくするという条件は、変曲点Ａの位置を入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りに設定することと同様に、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するための条件としての技術的意義を有するものである。
【００８８】
ここで、以上の説明では、入光楔部３１の最大厚さＴ１に対する入光楔部３１の長さＫの比（α＝Ｋ／Ｔ１）の値を１．７８としたが、本発明に係る面状照明装置は、このようなαの値によって限定されるものではない。例えば、面状照明装置１０のように、傾斜面２５を側面視Ｓ字状の曲面とした場合には、αの値として、１．７８〜２．２程度が好ましい場合があることが分かっている。しかしながら、αがこのような範囲にわたる場合でも、楔率が原理的にとり得る範囲（０＜（Ｔ２／Ｔ１）＜１）の全体にわたって、規格化距離ＬＮが１．０よりも大きいこと、したがって、面状照明装置１０において、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５の近傍からの漏れ光を最小化するために、変曲点Ａの入光面２１からの導光方向の距離Ｌを、入光面２１の厚さＴ１よりも大きくなるように設定する必要があること（Ｌ＞Ｔ１）は、α＝１．７８の場合と同様である。
【００８９】
また、α＜２．０の場合に、変曲点Ａの位置を、入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りとすることについては、α＝１．７８について上述した通りである。そして、α＞２．０の場合には、入光楔部の長さＫは、「２．０×入光楔部の最大厚さＴ１」よりも大きいため、距離Ｌが入光楔部３１の長さＫの半分（この場合、Ｋ／２＞Ｔ１）よりも大きい（すなわち、変曲点Ａの位置は、入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りにある）という条件を満たしてれば、距離Ｌは、入光面２１の厚さＴ１よりも大きいことになる。言い換えれば、α＞２．０場合には、変曲点Ａの位置を入光楔部３１の中間の位置よりも出射面２２寄りとすることは、距離Ｌを入光面２１の厚さＴ１よりも大きくすることよりも強い条件であり、当然、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するための条件として、有効なものである。
したがって、凸部Ｂの面積を、凹部Ｃの面積よりも大きくするという条件も、α＝１．７８の場合に関連して上述した通り、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するための条件として、有効なものである。
【００９０】
また、上記の説明では、導光板２０はポリカーボネート樹脂（屈折率ｎ＝１．５８）から成形されるものとしたが、本発明に係る導光板２０は、その他の材料、例えば、アクリル樹脂（屈折率ｎ＝１．４９）から成形されるものであってもよい。この場合でも、面状照明装置１０の、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するための変曲点Ａの最適な距離に関する上述した特徴は、同様のものである。
【００９１】
以上のように、面状照明装置１０では、変曲点Ａの入光面２１からの導光方向の距離を最適化することによって、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化することが可能となる。
【００９２】
また、面状照明装置１０において、距離Ｌｅを算出する数式を用いて変曲点Ａの最適な距離を導出することは、傾斜面２５及び出射面２２の傾斜面２５近傍からの漏れ光を最小化するために最適な傾斜面２５の形状を、簡易かつ短時間に設計できる点でも有利なものである。
【００９３】
ここで、本発明に係る面状照明装置は、図１１に示す面状照明装置５０のように、導光板５１の入光面２１と入光楔部３１との間に、平坦部３３（図１１に「IＶ」で示す範囲）を設けるものであってもよい。平坦部３３は、入光面２１から延びて第１の傾斜面部２５ａに連接し、出射面２２に平行な上面５２を有しており、一定の厚みを有するものである。
【００９４】
面状照明装置５０は、平坦部３３を備える点以外の特徴については、面状装置１０と同様のものである。この際、平坦部３３の導光方向の長さは、通常、５０μｍ程度のものであるため、面状照明装置５０における入光楔部３１の長さは、平坦部３３の長さを含むものとして考えることができる。
【００９５】
さらに、以上の実施形態では、導光板２０の入光楔部３１の入光面２１及び出射面２２に直交する断面（側断面）の断面形状は、入光面２１の長手方向の任意の位置で側面形状と同一であり、したがって、傾斜面２５、６５は、入光面２１の長手方向に沿った傾斜はないものとした。但し、本発明に係る面状照明装置において、入光楔部の傾斜面の形状は、入光面２１の長手方向に沿った傾斜を有するものであってもよい。
【００９６】
図１２は、このような面状照明装置７０の一例を示す図であり、（ａ）は、面状照明装置７０を入光面２１側から見た正面図（立面図）、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。面状照明装置７０において、導光板７１の入光面２１は、その厚みが入光面２１の長手方向に沿って空間的に変動するように構成されている。具体的には、入光面２１の厚さは、各ＬＥＤ１１の配置位置における厚さをＬＥＤ１１の厚さと同程度の厚さとし、各ＬＥＤ１１の配置位置の両側の厚さが、ＬＥＤ１１の配置位置における厚さよりも厚くなるように構成されるとともに、傾斜面７５は、入光面２１の長手方向に沿った全幅にわたって、入光面２１から前方に向かって下方に傾斜し、傾斜面７５の前方端において、出射面２２に連接するように構成されている。
【００９７】
これによって、傾斜面７５は、前後方向（導光方向）に沿った傾斜だけでなく、左右方向（入光面２１の長手方向）に沿った傾斜も有することになる。この構成により、傾斜面７５の入光楔部３１の全長にわたる平均傾斜角も、各ＬＥＤの配置位置で最も小さく、各ＬＥＤ１１の配置位置の両側で最も大きくなるように、入光面２１の長手方向に沿って空間的に変動することになる。
【００９８】
但し、面状照明装置７０において、入光面２１の長手方向に沿った任意の位置における側断面内における傾斜面７５の形状は、図１（ａ）、（ｂ）を参照して上述した面状照明装置１０の傾斜面２５の形状と同様のものである。
【００９９】
以上のような構成により、面状照明装置７０は、面状照明装置１０と同様の作用効果を奏することに加えて、傾斜面７５が入光面２１の長手方向に沿った傾斜も有しているため、傾斜面７５に厚み方向の入射角度幅を有して入射する光を、出射面２２と平行な方向にも広がりを有するように反射し、その結果、その傾斜面７５からの反射光が、裏面２４で反射して再び傾斜面７５（典型的には第３の傾斜面部７５ｃ）に入射する際の入射角度を小さくすることができるため、傾斜面７５及び出射面２２の入光楔部３１近傍からの漏れ光を、さらに効果的に低減することができる。
【０１００】
尚、面状照明装置７０では、入光楔部３１の長さは、入光面２１の長手方向に沿って一定であるものとしたが、本発明に係る面状照明装置において、入光楔部３１の長さを入光面２１の長手方向に沿って空間的に変動させることによって、入光楔部３１の傾斜面に入光面２１の長手方向に沿った傾斜を設けるものであってもよい。この場合には、図１２に示す面状照明装置７０と比較して、傾斜面の入光楔部３１の全長にわたる平均傾斜角の、入光面２１の長手方向に沿った空間的な変動を比較的小さく抑えることができる。
【０１０１】
ここで、上述した実施形態では、傾斜面２５、７５は、導光板２０の全幅にわたって連続して設けられるものとしたが、傾斜面２５、７５は、導光板２０の幅方向に沿って散在するように設けられるものであってもよい。その場合には、傾斜面２５、７５は、少なくとも各ＬＥＤ１１の前方部分を含む範囲に設けられることが望ましい。
【０１０２】
また、上述した実施形態では、入光楔部３１の傾斜面２５、７５は、いずれも導光板２０、５１、７１の表面２３側に形成されるものとしたが、本発明に係る面状照明装置において、傾斜面２５、７５は、導光板２０、５１、７１の裏面２４側に形成されるものであってもよい。あるいは、本発明に係る面状照明装置は、導光板２０、５１、７１の表面２３側と裏面２４側の両方に、入光楔部３１の傾斜面を有しており、２つの傾斜面のうちのいずれか一方または両方が、本発明に係る傾斜面２５、７５として構成されるものであってもよい。その際、２つの傾斜面のうちの一方のみを、本発明に係る傾斜面２０、７５として構成する場合には、他方の傾斜面を、従来と同様の一定の傾斜角を有する傾斜面とするものであってもよい。
【０１０３】
また、導光板２０、５１、７１の表面２３及び裏面２４のうち傾斜面（本発明に係る傾斜面２５、７５または従来の傾斜面）が設けられている面側に、ＬＥＤ１１が実装されたＦＰＣを配置する場合には、その面側に設けられた傾斜面と一体にＦＰＣを配置するための台座を設けてもよい。この台座は、例えば、入光面２１の各ＬＥＤ１１の配置位置の左右側方から前方に延びる所定の範囲（好ましくは、光が殆ど入射しない範囲）に設けられるものである。
【０１０４】
また、本発明に係る面状照明装置において、例えば、傾斜面２５、７５における変曲点Ａよりも前方の領域に、入射した光を全反射させる周知のプリズム（断面が三角形で前方に延びる複数のプリズム）を形成するものであってもよい。傾斜面２５、７５のうち、出射面２２側に近く漏れ光危険度の大きい領域に上記プリズムを設けることにより、更なる高輝度化と輝度の均一化が可能となる。尚、この場合には、傾斜面２５のように、その断面形状が入光面２１の長手方向の任意の位置で同一であるのが好ましい。また、上記プリズムに代えて、例えば、輝度の均一性等を考慮して、光を散乱させるドット等を設けてもよい。
【０１０５】
また、本発明に係る面状照明装置において、傾斜面２５、７５は、その全体が曲面として構成されている必要はなく、例えば、傾斜角度が一定の一つまたは複数の面を含むものであってもよい。また、傾斜面２５、７５は、例えば、その側面視形状の全体が折れ線からなるＳ字状であってもよい。
【０１０６】
本発明に係る面状照明装置が、上述した個別の実施形態に関連して説明されたそれぞれの特徴を、任意に組み合わせた構成を備えた面状照明装置を含むことは言うまでもない。例えば、面状照明装置７０は、面状照明装置５０に関連して説明された平坦部３３を備えるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，５０，７０：面状照明装置、１１：ＬＥＤ、２０，５１，７１：導光板、２１：入光面、２１ｃ：入光面の表面（出射面を含む面）側の端辺、２１ｄ：入光面の裏面（反射面を含む面）側の端辺、２２：出射面、２３：表面、２４：裏面、２５，７５：傾斜面、２５ｄ：傾斜面の凸状の部分、２５ｅ：傾斜面の凹状の部分、Ａ：変曲点、B：凸部、C：凹部
【図１】
2015153506.tif 000004
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月12日(2015.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記傾斜面の、前記入光面及び前記出射面に直交する断面形状は、前記入光面の長手方向の任意の位置で同一であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の面状照明装置。