(57)【要約】【課題】導光板の入射端面部からの光を広がりや集光を持って屈折や全反射し出射面部から均一で明るい出射光を得る。【解決手段】導光板２の側面方向であるＸ軸−Ｙ軸方向に於いてＸ軸に対してＹ軸方向やＹ軸に対してＸ軸方向に徐々に広くなったり徐々に狭くなったり連続的に変化し、Ｙ軸方向やＸ軸方向の変化に伴って導光板２の厚さ方向であるＺ軸方向に深さや高さなど連続的に変化する稜線が曲線を有する形状７を出射面部６や反出射面部５に複数設け、複雑な３次元的な屈折や全反射を行い、導光板２の入射端面部３からの光を目的とする方向へ偏向させ、集光や拡散などによって出射面部６から均一で明るい出射光を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元空間において、Ｘ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｚ軸方向に連続的に変化する深さまたは高さを有し、前記深さまたは前記高さの稜線が前記Ｘ軸または前記Ｙ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けたことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記形状は、少なくとも２つ以上前記稜線で繋がっていることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項３】
前記形状は、前記Ｘ軸に対し前記Ｙ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化するとともに前記Ｙ軸方向変化に伴って前記Ｚ軸方向に前記深さまたは前記高さが変化、または前記Ｙ軸に対し前記Ｘ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化するとともに前記Ｘ軸方向変化に伴って前記Ｚ軸方向に前記深さまたは前記高さが変化することを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項４】
前記形状は、前記Ｘ軸に対し前記Ｙ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともに前記Ｙ軸方向変化に伴って前記Ｚ軸方向に前記深さまたは前記高さが変化、または前記Ｙ軸に対し前記Ｘ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともに前記Ｘ軸方向変化に伴って前記Ｚ軸方向に前記深さまたは前記高さが変化することを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項５】
前記形状は、前記Ｘ軸に対し前記Ｙ軸方向に徐々に狭くまたは徐々に広く変化するとともに前記Ｙ軸方向変化に伴って前記Ｚ軸方向に前記深さまたは前記高さが変化、または前記Ｙ軸に対し前記Ｘ軸方向に徐々に狭くまたは徐々に広く変化するとともに前記Ｘ軸方向変化に伴って前記Ｚ軸方向に前記深さまたは前記高さが変化することを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項６】
前記形状は、前記Ｙ軸方向への広がり方が前記Ｘ軸に対し対称または非対称、或いは前記Ｘ軸方向への広がり方が前記Ｙ軸に対し対称または非対称であることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項７】
前記形状は、前記Ｘ軸方向または前記Ｙ軸方向に整列や並列や直列に設けたり、前記形状を互いに千鳥状に設けたり、前記Ｘ軸方向や前記Ｙ軸方向に広がる方向の互いに隣り合う前記形状間の間隔を変化することを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項８】
光源と、
この光源からの光を導く入射端面部と、前記入射端面部からの光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有し、前記出射面部または／および前記反出射面部にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元空間に於けるＸ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｚ軸方向に連続的に変化する深さまたは高さを有し、前記深さまたは前記高さの稜線が前記Ｘ軸または前記Ｙ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けた導光板とを少なくとも具備したことを特徴とする平面照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にて、Ｘ軸に対してＹ軸方向に徐々に広くまたは狭くなった後徐々に狭くまたは広く変化あるいはＹ軸に対してＸ軸方向に徐々に広くまたは狭くなった後徐々に狭くまたは広く変化するようにＸ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｙ軸方向またはＸ軸方向の変化に伴って深さや高さなどのＺ軸方向に連続的に変化するように深さや高さの稜線がＸ軸やＹ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けた導光板と、この導光板等を用いた平面照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の平面照明装置としては、導光板の表面部や裏面部に反射部材を設け、どちらか一方に帯状のスリットである切欠部を設け、切欠部が光源に近いほど小さく、光源が点状の場合には点光源の発光部を中心とする円弧状スリットを設け、光源からの距離が大きくなるにつれスリット間が狭くなるようにしたものが知られている。
【０００３】
また、従来の平面照明装置として、導光板の表面側に拡散部材と、裏面側に反射部材とを有し、導光板の反射面（裏面）に所定の長さを有する断面Ｖ字状のＶ字溝が光源と平行に各々が所定の間隔をもって離隔して一列にて配置され、各列の隣接列を交互に千鳥状に配置し、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるように配列したものが知られている。
【０００４】
さらに、従来の導光板として、表面や裏面全体に反射屈折させるＶ溝の窪みを入射方向に平行に多数断続的に千鳥状や円弧状に設け、光の進行方向に沿って窪み同士の間に隙間を設け、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにしたものが知られている。
【０００５】
また、従来の平面照明装置として、少なくとも１つの略点状の１次光源と、この１次光源より出射される光を入射する光入射面と、入射光を導光して出射する光出射面とを有する導光体と、導光体からの出射光の方向を制御する光偏向素子からなる面光源システムであって、１次光源が導光体のコーナー部または端面に配置され、光偏向素子の少なくとも片面に多数のレンズ列が１次光源を取り囲むように略弧状に並列して配置されているものが知られている。
【特許文献１】特開昭６２−１０９００３号公報
【特許文献２】特開平５−２１６０３０号公報
【特許文献３】特開平８−２８６０３７号公報
【特許文献４】特開２００２−２４５８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の平面照明装置は、導光板の表面部や裏面部に反射部材を設け、どちらか一方に帯状のスリットである切欠部を設け、切欠部が光源に近いほど小さくすることで、光源に近いほどスリットから漏れる光の量をコントロールし、全体を均一に出射するようにしてあるが、出射光がスリット状になってしまうため、見栄えが悪い。特に光源に近い所ではスリットが小さいために、輝線として現れるとともに光源に近い光のため光エネルギが大きく、より強い輝線となってしまう課題がある。
また、光源が点状の場合には、点光源の発光部を中心とする円弧状スリットを設け、光源からの距離が大となるにつれスリット間が狭くなるようにしているが、この場合も上記と同様の理由で円弧状の輝線が現れてしまう課題がある。
【０００７】
さらに、従来の平面照明装置として、導光板の表面側に拡散部材と、裏面側に反射部材とを有し、導光板の反射面（裏面）に所定の長さを有する断面Ｖ字状のＶ字溝が光源と平行に各々が所定の間隔をもって離隔して一列にて配置され、各列の隣接列を交互に千鳥状に配置し、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるように配列したものでは、導光板内に入射された光が進行方向に対するＶ字溝の傾斜面により反射されて表面側に偏向させるので、特に強い出射光が光源に対して常に平行な出射光であるために、例えば光源の両端部等では出射光の輝度が低くなってしまう課題がある。
特に光源が点光源の場合には、光源からの位置によって輝度分布が均一でない場合が多いため、隅等で著しく輝度低下になってしまう課題がある。
【０００８】
また、従来の導光板として、表面や裏面全体に反射屈折させるＶ溝の窪みを入射方向に平行に多数断続的に千鳥状や円弧状に設け、光の進行方向に沿って窪み同士の間に隙間を設け、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにしたものでは、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにしても大きな導光板では窪みに遮られてしまう課題がある。
【０００９】
さらに、表面や裏面全体にＶ溝の窪みを入射方向に対して円弧状に多数断続的に設けて、陰極線管での中央部が強く、周辺部で弱くなっている場合にも、一様な分布を期待しているが、陰極線管の中央部分からの光を反射させるために円弧状にするために、陰極線管からの平行光は利用できず、陰極線管の中央部分からの光のうち斜方向からの光しか利用できない。このため、陰極線管からの平行光よりもエネルギが低く、反射された光の出射位置（形状）が異なり（全体として一様な出射光でない）、表面からの出射された輝度分布に課題がある。
【００１０】
また、従来の平面照明装置として、少なくとも１つの略点状の１次光源と、この１次光源より出射される光を入射する光入射面と、入射光を導光して出射する光出射面とを有する導光体と、導光体からの出射光の方向を制御する光偏向素子からなる面光源システムであって、１次光源が導光体のコーナー部または端面に配置され、光偏向素子の少なくとも片面に多数のレンズ列が１次光源を取り囲むように略弧状に並列して配置されているものでは、まず第１に光入射面から１次光源の光を完全に導光体から出射する手段が存在しない。第２に、積極的に裏面部からの光を全て光偏向素子により上方に立ち上げるので、出射光に広がりが無く、狭視野角となってしまうとともに輝度斑になってしまう課題がある。
【００１１】
（発明の目的）
本発明は、３次元のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にて、Ｘ軸に対してＹ軸方向やＹ軸に対してＸ軸方向に徐々に広くなったり徐々に狭くなったり連続的に変化し、Ｙ軸方向やＸ軸方向の変化に伴ってＺ軸方向に深さや高さなど連続的に変化する稜線が曲線を有する形状、例えば投影形状（Ｚ軸方向からの観察）が菱形、臼形、三角形、四角形、木の葉形や瓢箪形等の形状を導光板面に凸状や凹状に単独や連続的に複数設けて、導光板の入射端面部からの光を広がりや集光を持って屈折や全反射し出射面部から均一で明るい出射光を得ることができる導光板と、この導光板等を用いた平面照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に係る導光板は、Ｘ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｚ軸方向に連続的に変化する深さまたは高さを有し、深さまたは高さの稜線がＸ軸またはＹ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に係る導光板は、Ｘ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｚ軸方向に連続的に変化する深さまたは高さを有し、深さまたは高さの稜線がＸ軸またはＹ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けたので、Ｘ軸またはＹ軸の曲線を有する稜線からＸ軸やＹ軸の両裾に傾斜面を得ることができるとともに導光板の平面部との境が直線的や曲線的な形状を得ることができる。
【００１４】
また、請求項２に係る導光板は、形状が少なくとも２つ以上稜線で繋がっていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る導光板は、形状が少なくとも２つ以上稜線で繋がっているので、光の偏向方向を連続的に一定にすることができる。
【００１６】
さらに、請求項３に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化することを特徴とする。
【００１７】
請求項３に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化するので、投射面（Ｚ軸方向からの観察）が菱形（ダイヤ）や木の葉形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形（船形）に形成される。
【００１８】
また、請求項４に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化することを特徴とする。
【００１９】
請求項４に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化するので、投射面（Ｚ軸方向からの観察）が臼形や鼓形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形（鞍形）に形成される。
【００２０】
さらに、請求項５に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に狭くまたは徐々に広く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に狭くまたは徐々に広く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化することを特徴とする。
【００２１】
請求項５に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に狭くまたは徐々に広く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に狭くまたは徐々に広く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化するので、投射面（Ｚ軸方向からの観察）が三角形や爪形や鉾形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形に形成される。
【００２２】
また、請求項６に係る導光板は、形状がＹ軸方向への広がり方がＸ軸に対し対称または非対称、或いはＸ軸方向への広がり方がＹ軸に対し対称または非対称であることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に係る導光板は、形状がＹ軸方向への広がり方がＸ軸に対し対称または非対称、或いはＸ軸方向への広がり方がＹ軸に対し対称または非対称であるので、稜線から続く傾斜面の傾斜角がＸ軸またはＹ軸に対して対称な傾斜角または非対称な傾斜角を得ることができる。
【００２４】
さらに、請求項７に係る導光板は、形状がＸ軸方向またはＹ軸方向に整列や並列や直列に設けたり、形状を互いに千鳥状に設けたり、Ｘ軸方向やＹ軸方向に広がる方向の互いに隣り合う形状間の間隔を変化することを特徴とする。
【００２５】
請求項７に係る導光板は、形状がＸ軸方向またはＹ軸方向に整列や並列や直列に設けたり、形状を互いに千鳥状に設けたり、Ｘ軸方向やＹ軸方向に広がる方向の互いに隣り合う形状間の間隔を変化するので、導光板の大きさや出射輝度にあわせてコントロールすることができる。
【００２６】
また、請求項８に係る平面照明装置は、光源と、
この光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部からの光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有し、出射面部または／および反出射面部にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元空間に於けるＸ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｚ軸方向に連続的に変化する深さまたは高さを有し、深さまたは高さの稜線がＸ軸またはＹ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けた導光板とを少なくとも具備したことを特徴とする。
【００２７】
請求項８に係る平面照明装置は、光源と、
この光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部からの光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有し、出射面部または／および反出射面部にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元空間に於けるＸ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｚ軸方向に連続的に変化する深さまたは高さを有し、深さまたは高さの稜線がＸ軸またはＹ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けた導光板とを少なくとも具備したので、Ｘ軸方向やＹ軸方向に対して曲面や平面の傾斜面を得ることができるとともにＺ軸方向に対しても曲線や直線の稜線を得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、請求項１に係る導光板は、Ｘ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｚ軸方向に連続的に変化する深さまたは高さを有し、深さまたは高さの稜線がＸ軸またはＹ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けたので、Ｘ軸またはＹ軸の曲線を有する稜線からＸ軸やＹ軸の両裾に傾斜面を得ることができるとともに導光板の平面部との境が直線的や曲線的な形状を得ることができる。
そのために、傾斜面が曲面を形成するので、反射光や屈折光が拡散光や収束光を得ることができ、傾斜面に対して入射光の入射方向を選択することによりこれら拡散光や収束光を選択することができる。
【００２９】
また、請求項２に係る導光板は、形状が少なくとも２つ以上稜線で繋がっているので、光の偏向方向を連続的に一定にすることができる。
そのために、連続的にもれなく反射光を得ることができ、光の斑がない。
【００３０】
さらに、請求項３に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化するので、投射面（Ｚ軸方向からの観察）が菱形（ダイヤ）や木の葉形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形（船形）に形成される。
そのために、各種の形状により色々の反射方向や屈折方向を得ることができ、必要とする光を選択することができる。
【００３１】
また、請求項４に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化するので、投射面（Ｚ軸方向からの観察）が臼形や鼓形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形（鞍形）に形成される。
そのために、各種の形状により色々の反射方向や屈折方向を得ることができ、必要とする光を選択することができる。
【００３２】
さらに、請求項５に係る導光板は、形状がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に狭くまたは徐々に広く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化、またはＹ軸に対しＸ軸方向に徐々に狭くまたは徐々に広く変化するとともにＸ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化するので、投射面（Ｚ軸方向からの観察）が三角形や爪形や鉾形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形に形成される。
そのために、各種の形状により色々の反射方向や屈折方向を得ることができ、必要とする光を選択することができる。
【００３３】
また、請求項６に係る導光板は、形状がＹ軸方向への広がり方がＸ軸に対し対称または非対称、或いはＸ軸方向への広がり方がＹ軸に対し対称または非対称であるので、稜線から続く傾斜面の傾斜角がＸ軸またはＹ軸に対して対称な傾斜角または非対称な傾斜角を得ることができる。
そのために、各種の形状により色々の反射方向や屈折方向を得ることができ、必要とする光を選択することができたり、非対称な傾斜角により光の入射方向を選択することによって反射光や屈折光の光量を選択することができる。
【００３４】
請求項７に係る導光板は、形状がＸ軸方向またはＹ軸方向に整列や並列や直列に設けたり、形状を互いに千鳥状に設けたり、Ｘ軸方向やＹ軸方向に広がる方向の互いに隣り合う形状間の間隔を変化するので、導光板の大きさや出射輝度にあわせてコントロールすることができる。
そのために、導光板の大きさに無関係に高輝度の出射光を得ることができる。
【００３５】
さらに、請求項８に係る平面照明装置は、光源と、
この光源からの光を導く入射端面部と、入射端面部からの光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有し、出射面部または／および反出射面部にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元空間に於けるＸ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有し、Ｚ軸方向に連続的に変化する深さまたは高さを有し、深さまたは高さの稜線がＸ軸またはＹ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けた導光板とを少なくとも具備したので、Ｘ軸方向やＹ軸方向に対して曲面や平面の傾斜面を得ることができるとともにＺ軸方向に対しても曲線や直線の稜線を得ることができる。
そのために、色々の反射方向や屈折方向および色々の拡散光や収束光ならびに色々の光量を選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、導光板上に導光板の側面方向であるＸ軸−Ｙ軸方向に於いてＸ軸に対してＹ軸方向やＹ軸に対してＸ軸方向に徐々に広くなったり徐々に狭くなったり連続的に変化し、Ｙ軸方向やＸ軸方向の変化に伴って導光板の厚さ方向であるＺ軸方向に深さや高さなど連続的に変化する稜線が曲線を有する形状の凸状や凹状に単独や連続的に複数設け、複雑な３次元的な屈折や全反射を行い、導光板の入射端面部からの光を目的とする方向へ偏向させて集光や拡散などによって出射面部から均一で明るい出射光を得ることができる導光板２および平面照明装置１を提供するものである。
【００３７】
図１は本発明に係る平面照明装置の略斜視図、図２は本発明に係る導光板上の形状の略正面図および略斜視図、図３および図４は本発明に係る導光板上の形状の略断面図、図５〜図９は本発明に係る導光板上の形状図、図１０は本発明に係る導光板上の形状の略分布図である。
【００３８】
図１の平面照明装置１は、導光板２と、光源９と、リフレクタ１０からなる構成である。
導光板２は、屈折率が１．４〜１．７程度の透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等で形成される。導光板２は、光源９からの光を導く入射端面部３と、入射端面部３からの光を出射する出射面部６と、この出射面部６の反対側に位置する反出射面部５と、これら出射面部６と反出射面部５とに交わる側面部４と、入射端面部３の反対側に位置する反入射端面部３’とから成る。
【００３９】
この導光板２に入射した光は、屈折角γが０≦｜γ｜≦Ｓｉｎ-1（１／ｎ）の式を満たす範囲で導光板２内に進む。例えば一般の導光板２に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はｎ＝１．４９程度であるので、入射端面部３で屈折する屈折角γはγ＝０〜±４２°程度の範囲内となり、入射端面部３から導光板２内を伝播する。
【００４０】
さらに、屈折角γ＝０〜±４２°の範囲内で導光板２内に入射した光は、導光板２と空気層（屈折率ｎ＝１）との境界面において、Ｓｉｎα＝（１／ｎ）の式により臨界角を表わすことができる。例えば一般の導光板２に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はｎ＝１．４９程度であるので、臨界角αはα＝４２°程度になる。したがって、導光板２の出射面部６や反出射面部５に光線を偏向する凸や凹等が無かったり、臨界角αを越えなければ、導光板２内の光は、出射面部６や反出射面部５で全て全反射しながら入射端面部３の反対方向へ進むことになる。
但し、上記の場合には、導光板２の厚さが均一で平坦であり、楔形状の導光板２の場合には、楔形状のテーパ（傾斜度）により臨界角αを破りテーパーリークを引き起こす。
【００４１】
反出射面部５は、入射端面部３および反入射端面部３’とに直角に交わる両端側の側面部４方向をＸ軸、入射端面部３と反入射端面部３’とを結ぶ方向をＹ軸方向とし、これらＸ軸−Ｙ軸方向に直角に交わる出射面部６と反出射面部５とを結ぶ方向をＺ軸方向として、Ｘ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有するとともにＺ軸方向に連続的に変化する深さ（高さ）を有し、さらに深さ（高さ）の稜線がＸ軸に対してＹ軸方向に変位する曲線を有した形状７を複数設けてある。
尚、ここでは反出射面部５に形状７を設けたが、出射面部６に形状７を設けても良く、さらに反出射面部５と出射面部６との両面に形状７を設けても良い。
【００４２】
形状７は、図２および図５〜図８に示すように、Ｘ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを有するとともにＺ軸方向に連続的に変化する深さや高さを有し、深さや高さの稜線８がＸ軸やＹ軸等に対し変位するとともに曲線を有する。
尚、以下の説明では、稜線８を有する方向をＸ軸方向とし、このＸ軸の直角方向をＹ軸方向とする。
【００４３】
また、形状７は、Ｘ軸方向に稜線８を有し、この稜線８がＸ軸に対してＹ軸方向に変位した曲線となる。
さらに、稜線８がＸ軸に対してＹ軸方向に変位した方向の傾斜曲面を傾斜曲面８ｂと反対側の傾斜曲面８ａを有する。
【００４４】
ここで、図２（ａ），（ｃ）は形状７の略正面図を示し、図２（ｂ），（ｄ）は形状７の略斜視図を示す。
図２（ａ），（ｂ）の形状７は、Ｙ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有してＹ軸方向幅が一定のままＸ軸方向に延び、傾斜曲面８ｂ方向に曲がりＺ軸方向の高さ（深さ）が一定な稜線８がＸ軸方向に延び、導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が直線的形状を得ている。
また、図２（ｃ），（ｄ）の形状７は、Ｙ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有し、傾斜曲面８ｂ方向に曲がりＺ軸方向の高さ（深さ）が一定な稜線８がＸ軸方向に延びてＹ軸方向幅が一定のまま稜線８に沿って曲がってＸ軸方向に延び、導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的な形状を得ている。
尚、Ｚ軸方向の稜線８の高さ（深さ）がＸ軸方向の中心位置でＺ軸方向が低くなったり高くなったりするものも有る。
【００４５】
図５（ａ）は形状７の略正面図を示し、図５（ｂ），（ｃ）は形状７の略斜視図を示す。
図５（ａ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、稜線８がＸ軸方向に延びながら曲線となり、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が直線的形状を得ている。
また、図５（ｂ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、稜線８がＸ軸方向に延びながらＺ軸方向の高さ（深さ）も増加しながら曲線となり、Ｘ軸方向に進むに従って稜線８に沿って曲がってＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的形状を得ている。
さらに、図５（ｃ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、稜線８がＸ軸方向に延びながらＺ軸方向の高さ（深さ）も減衰しながら曲線となり、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が直線的形状を得ている。
この場合、図５（ｂ）のように、導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的形状も有る。
尚、図５（ｂ）や図５（ｃ）の稜線８のＺ軸方向の高さ（深さ）が一定であったりするものも有る。
【００４６】
図６は形状７の略正面図を示す。図６（ａ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置で最大のＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが狭くなり、稜線８がＸ軸方向に延びながら曲線となるとともにＹ軸方向の最大拡がりに伴ってＺ軸方向の高さ（深さ）も増加し再度減衰し、最大のＹ軸方向の拡がりを中心としてＹ軸方向に拡がった傾斜面部８ｂと傾斜面部８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が直線的形状を得ている。
また、図６（ｂ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置で最大のＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが狭くなり、稜線８がＸ軸方向に延びながら曲線となるとともにＹ軸方向の最大拡がりに伴ってＺ軸方向の高さ（深さ）も増加し再度減衰し、最大のＹ軸方向の拡がりを中心としてＹ軸方向に拡がった傾斜面部８ｂと傾斜面部８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的形状を得ている。
さらに、図６（ｃ）の形状７は、図６（ａ）と同様であるが、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置で最大のＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが狭くなり、Ｙ軸方向の最大拡がりまでのＸ軸方向に進む長さと最大拡がりから収束するまでのＸ軸方向に進む長さとが等しい。
またさらに、図６（ｄ）の形状７は、図６（ｃ）と異なり、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置で最大のＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが狭くなり、Ｙ軸方向の最大拡がりまでのＸ軸方向に進む長さと最大拡がりから収束するまでのＸ軸方向に進む長さとが異なる。
ここでは、最大拡がりから収束するまでのＸ軸方向に進む長さの方が最大拡がりまでのＸ軸方向に進む長さよりも長い。
尚、稜線８のＺ軸方向の高さ（深さ）が中心付近で低く減衰したり、稜線８のＺ軸方向の高さ（深さ）が一定であったりするものも有る。
【００４７】
図７（ａ），（ｃ）は形状７の略斜視図を示し、図７（ｂ），（ｄ）は形状７のＸ軸での断面図を示す。
図７（ａ）および図７（ｂ）は、図６（ａ）や図６（ｃ）に示した形状７と類似しているが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向ならびにＺ軸方向の稜線８の全てが曲線的形状を得ている。
図７（ａ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従って曲線的にＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置で最大のＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従って曲線的にＹ軸方向の広がりが狭くなり、稜線８がＸ軸方向に延びながら曲線となるとともに図７（ｂ）に示すようにＹ軸方向の最大拡がりに伴って曲線的にＺ軸方向の高さ（深さ）も増加し再度曲線的に減衰し、最大のＹ軸方向の拡がりを中心としてＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的形状を得ている。
【００４８】
図７（ｃ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従って曲線的にＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置で最大のＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従って曲線的にＹ軸方向の広がりが狭くなり、稜線８がＸ軸方向に延びながら曲線となるとともに図７（ｄ）に示すようにＹ軸方向の最大拡がりに伴って曲線的にＺ軸方向の高さ（深さ）も減衰し再度曲線的に増加し、最大のＹ軸方向の拡がりを中心としてＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的形状を得ている。
【００４９】
図８（ａ）は形状７の略正面図を示し、図８（ｂ）は形状７の略斜視図を示す。
図８（ａ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向が減衰し、ある位置でＹ軸方向の拡がりが最小を有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが拡がり、稜線８がＸ軸方向に延びながら曲線となるとともにＹ軸方向の最小拡がりに伴ってＺ軸方向の高さ（深さ）も減衰し再度増加し、稜線８を中心としてＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が直線的形状を得ている。
【００５０】
図８（ｂ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向が減衰し、ある位置でＹ軸方向の拡がりが最小を有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが拡がり、稜線８がＸ軸方向に延びながら曲線となるとともにＹ軸方向の最小拡がりに伴ってＺ軸方向の高さ（深さ）も減衰し再度増加し、稜線８を中心としてＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的形状を得ている。
【００５１】
図９は、先の図６や図７の形状７が２つ繋がった形状７を有するものである。
図９（ａ）の形状７は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向ならびにＺ軸方向の稜線８の全てが曲線的形状を得ている。
図９（ａ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置でＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが狭くなり、再度Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置で最大のＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが狭くなり、稜線８がＸ軸方向に延びながら曲線となるとともにＹ軸方向の拡がりに伴ってＺ軸方向の高さ（深さ）も増加し再び減衰し、再度Ｘ軸方向に延びながらＹ軸方向の最大拡がりに伴ってＺ軸方向の高さ（深さ）も増加し再び減衰し、最大のＹ軸方向の拡がりを中心としてＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有して導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的形状を得ている。
【００５２】
図９（ｂ）の形状７は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向が曲線的および直線的形状を得ている。
図９（ｂ）の形状７は、Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置で最大のＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが狭くなり、導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が曲線的形状を得、再度Ｘ軸方向に進むに従ってＹ軸方向に拡がりを持ち、ある位置でＹ軸方向に拡がりを有し、さらにＸ軸方向に進むに従ってＹ軸方向の広がりが狭くなり、導光板２の出射面部６や反出射面部５の平面部との境が直線的形状を得、稜線８がＸ軸方向に延びながらＹ軸方向の最大拡がりに伴ってＺ軸方向の高さ（深さ）も増加し再び減衰し、再度Ｘ軸方向に延びながら曲線となるとともにＹ軸方向の拡がりに伴ってＺ軸方向の高さ（深さ）も増加し再び減衰し、最大のＹ軸方向の拡がりを中心としてＹ軸方向に拡がった傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを有している。
【００５３】
この様に稜線８がＸ軸に対してＹ軸方向に変位するので、傾斜面が曲面を形成し、傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとを形成する。このため、反射光や屈折光が拡散光や収束光を得ることができ、傾斜曲面８ｂや傾斜曲面８ａに対して入射光の入射方向を選択することによりこれら拡散光や収束光を選択することができる。
【００５４】
図３は形状７のＸ軸略断面図である。
図３（ａ）の形状７は、稜線８を中心として直線的に左右の傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとが同じ長さ（大きさ）を有している。
さらに、図３（ｂ）の形状７は、稜線８を中心として凹状曲線的に左右の傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとが同じ長さ（大きさ）を有している。
また、図３（ｃ）の形状７は、稜線８を中心として凸状曲線的に左右の傾斜曲面８ｂと傾斜曲面８ａとが同じ長さ（大きさ）を有している。
さらに、図３（ｄ）の形状７は、稜線８を中心として直線的に左の傾斜曲面８ｂの方が右の傾斜曲面８ａよりも短い長さ（大きさ）を有している。
また、図３（ｅ）の形状７は、稜線８を中心として凹状曲線的に左の傾斜曲面８ｂの方が右の傾斜曲面８ａよりも短い長さ（大きさ）を有している。
さらにまた、図３（ｆ）の形状７は、稜線８を中心として凸状曲線的に左の傾斜曲面８ｂの方が右の傾斜曲面８ａよりも短い長さ（大きさ）を有している。
【００５５】
このように形状７がＹ軸方向への広がり方がＸ軸に対し対称や非対称であるので、稜線８から続く傾斜曲面８ａや傾斜曲面８ｂの傾斜角がＸ軸に対して対称な傾斜角や非対称な傾斜角を得ることができる。また、各種の形状７により色々の反射方向や屈折方向を得ることができ、必要とする光を選択することができたり、非対称な傾斜角により光の入射方向を選択することによって反射光や屈折光の光量を選択することができる。
【００５６】
また、図４は形状７のＹ軸略断面図である。
図４（ａ）の形状７は、稜線８の高さが曲線的に徐々にＺ軸方向に増加し、Ｘ軸の中心付近でＺ軸方向が最大になり再度Ｚ軸方向に稜線８の高さが徐々に減衰する。
さらに、図４（ｂ）の形状７は、稜線８の高さが曲線的に徐々にＺ軸方向に増加し再び減衰し、Ｘ軸の中心付近でＺ軸方向が最小になり再び増加し再度Ｚ軸方向に稜線８の高さが徐々に減衰する（サインカーブの様な稜線８の軌跡である）。
また、図４（ｃ）の形状７は、稜線８の高さが曲線的に徐々にＺ軸方向に減衰し、Ｘ軸の中心付近でＺ軸方向が最小になり再度Ｚ軸方向に稜線８の高さが徐々に増加する。
さらに、図４（ｄ）の形状７は、稜線８の高さが曲線的に徐々にＺ軸方向に減衰し再び増加し、Ｘ軸の中心付近でＺ軸方向が最大になり再び減衰し再度Ｚ軸方向に稜線８の高さが徐々に増加する（サインカーブの様な稜線８の軌跡である）。
またさらに、図４（ｅ）の形状７は、Ｘ軸の両端で稜線８のＺ軸方向の高さが直線的最小および最大となる。
【００５７】
このように、導光板２は、形状７がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に広くなった後徐々に狭く変化したり、形状７がＸ軸に対しＹ軸方向に徐々に狭くなった後徐々に広く変化するとともにＹ軸方向変化に伴ってＺ軸方向に深さまたは高さが変化するので、投射面（Ｚ軸方向からの観察）が菱形（ダイヤ）や木の葉形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形（船形）に形成されたり、臼形や鼓形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形（鞍形）に形成され、また投射面（Ｚ軸方向からの観察）が三角形や爪形や鉾形に形成され、側面（Ｘ軸方向またはＹ軸方向からの観察）が山形や谷形に形成される。
そのために、各種の形状により色々の反射方向や屈折方向を得ることができ、必要とする光を選択することができる。
また、ここでは図示しないが、例えば導光板２の４つの側面部４の両側面部側を入射端面部３とする両サイド側に光源９を備える場合に、導光板２の中心位置から形状７の傾斜曲面８ａと傾斜曲面８ｂとを反対向きに（中心位置を境に光源９に対し傾斜曲面８ａ側を向ける）設けることで、より明るい出射光を得ることができる。
同様に、１つの入射端面部３の導光板２の場合には、入射端面部３に近い位置には形状７の傾斜曲面８ｂを向け、反入射端面部３’に近い位置には形状７の傾斜曲面８ａを設けるように分布することで均一な出射光を得ることができる。
【００５８】
さらに、図１０は導光板２上に設ける形状７の形状分布を示す。
図１０（ａ）に示す形状７の分布は、図６（ａ）、図６（ｃ）や図７（ａ）等に示した形状７をＸ軸方向に直列に設け、さらにこのＸ軸方向の列をＹ軸方向に並列に設けるものである。特に図１０（ａ）の例では、隣り合う列の形状７が互いに千鳥状になる様に設けている。
【００５９】
また、図１０（ｂ）に示す形状７の分布は、図７（ａ）や図９等に示した形状７が少なくとも２つ以上Ｘ軸方向に不図示の稜線８で繋がり、この繋がった形状７の列をＹ軸方向に並列に設けるもので、光の偏向方向が連続的に一定にすることができ、連続的に漏れなく反射光を得ることができるために光の斑がない。
【００６０】
さらに、図１０（ｃ）に示す形状７の分布は、図６（ａ）や図６（ｃ）等に示した形状７が少なくとも２つ以上Ｘ軸方向に不図示の稜線８で繋がった形状７の列をＹ軸方向に隣り合う列の形状７が互いに千鳥状になる様に設ける。
【００６１】
また、図１０（ｄ）に示す形状７の分布は、図６（ａ）、図６（ｃ）や図７（ａ）等に示した形状７をＸ軸方向に直列に設け、このＸ軸方向の列をＹ軸方向に並列に設けるとともにＸ軸方向の列がＹ軸方向に向かうに従って並列の間隔が徐々に狭くなるように設ける。
このように、導光板２上に設ける形状７の各種の形状分布によって、導光板２の大きさや出射輝度にあわせてコントロールすることができ、導光板２の大きさに無関係に高輝度の出射光を得ることができる。
【００６２】
光源９は、一体化された赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）から成る半導体発光素子や、これら半導体発光素子の単色発光半導体発光素子、単色発光半導体発光素子をアレー状にしたもの、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原光をアレー状にしたものや青色発光半導体発光素子と蛍光材とを用いた擬似白色半導体発光素子、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光放電管）やＨＣＦＬ（熱陰極蛍光放電管）からなる。
【００６３】
また、ここでは図示しないが、導光板２や光源９の下にケースや反射体を設けても良い。これら反射体やケースは、熱可塑性樹脂に例えば酸化チタンのような白色材料を混入した物や熱可塑性樹脂にアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金属箔を積層した物から成る。
尚、ケースは光源９や入射端面部３および出射端面部６以外を覆い、光源９や出射面部６に出射した以外の漏れ光等の光を反射などし、再び導光板２に入射させる。
【００６４】
リフレクタ１０は、熱可塑性樹脂に例えば酸化チタンのような白色材料を混入した物や熱可塑性樹脂にアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金属箔を積層した物、さらに薄板状の金属からなる。
【００６５】
このように、平面照明装置１は、光源とＸ軸−Ｙ軸方向に連続的に変化する広がりを持ちＺ軸方向に連続的に変化する深さや高さを有し、これら深さや高さの稜線がＸ軸やＹ軸に対し変位するとともに曲線を有する形状を複数設けた導光板２を用いたので、Ｘ軸またはＹ軸の曲線を有する稜線からＸ軸やＹ軸の両裾に傾斜面を得ることができるとともに導光板の平面部との境が直線的や曲線的な形状を得ることができる。
そのために、傾斜面が曲面を形成するので、反射光や屈折光が拡散光や収束光を得ることができ、傾斜面に対して入射光の入射方向を選択することによりこれら拡散光や収束光を選択することができる。
また、各種の形状により色々の反射方向や屈折方向を得ることができ、必要とする光を選択することができたり、非対称な傾斜角により光の入射方向を選択することによって反射光や屈折光の光量を選択することができ、導光板の大きさに無関係に高輝度の出射光を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
小型なモバイル製品のバックライトから大型のバックライトまであらゆる大きさに適し、平面照明装置からの最終出射光の光が広がりを持っているために広い視野角を得ることができるので、野外やカーナビ等のモバイル液晶装置から大型の液晶テレビ等に利用することができる導光板および平面照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る平面照明装置の略斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）本発明に係る導光板上の形状の略正面図および略斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）本発明に係る導光板上の形状の略断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）本発明に係る導光板上の形状の略断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）本発明に係る導光板上の形状図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）本発明に係る導光板上の形状図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）本発明に係る導光板上の形状図である。
【図８】（ａ），（ｂ）本発明に係る導光板上の形状図である。
【図９】（ａ），（ｂ）本発明に係る導光板上の形状図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）本発明に係る導光板上の形状の略分布図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  平面照明装置
２  導光板
３  入射端面部
３’  反入射端面部
４  側面部
５  反出射面部
６  出射面部
７  形状
８  稜線
８ａ，８ｂ  傾斜曲面
９  光源
１０  リフレクタ
γ  屈折角
ｎ  屈折率
α  臨界角
ｈ  光源と結ぶ線
φ  仮想水平面と成す角度
θ  稜の角度（頂角）
【図１】
2008103110.tif 000003
【図２】
2008103110.tif 000004
【図３】
2008103110.tif 000005
【図４】
2008103110.tif 000006
【図５】
2008103110.tif 000007
【図６】
2008103110.tif 000008
【図７】
2008103110.tif 000009
【図８】
2008103110.tif 000010
【図９】
2008103110.tif 000011
【図１０】
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