(57)【要約】【課題】光源の数を増やすことなく導光板を広範囲に照射できるようにする。【解決手段】光源１１から出射した光を導光板に導く導光体１３であって、光源１１からの光が入射する入光面１３ａと、入光面１３ａから入射した光の一部を出射方向以外の方向へ反射する第１の反射面１３ｄと、第１の反射面１３ｄで反射した光を出射方向へ反射する第２の反射面１３ｅと、入光面１３ａに対向した位置に形成され、第２の反射面１３ｅで反射して到達した光および入光面１３ａから直接到達した光の少なくとも一部が相互に異なる領域から出射する出射面１３ｂとを有する導光体１３を光源１１と導光体との間に配置する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射した光を導光板に導く導光体であって、
前記光源からの光が入射する入光面と、
前記入光面から入射した光の一部を出射方向以外の方向へ反射する第１の反射面と、
前記第１の反射面で反射した光を出射方向へ反射する第２の反射面と、
前記入光面に対向した位置に形成され、前記第２の反射面で反射して到達した光および前記入光面から直接到達した光の少なくとも一部が相互に異なる領域から出射する出射面とを有することを特徴とする導光体。
【請求項２】
前記第１の反射面は、前記導光体における厚さ方向に位置する２つの主面の少なくとも何れかにおいて一対形成され、前記入光面から入射した光を相互に離反する方向となる２方向に反射し、
前記第２の反射面は、これら２方向に反射した光に対応して一対形成されていることを特徴とする請求項１記載の導光体。
【請求項３】
前記第１の反射面は、入射光と直交する方向に光を反射することを特徴とする請求項１または２記載の導光体。
【請求項４】
前記第１の反射面における前記導光体の厚さ方向と直交する方向は湾曲して形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の導光体。
【請求項５】
前記第１の反射面における前記導光体の厚さ方向と直交する方向は円弧状に形成されていることを特徴とする請求項４記載の導光体。
【請求項６】
前記第１の反射面は、前記導光体の厚さ方向の垂線に対して５〜１５°の傾斜角を、反射光が当該導光体の厚さ方向の中央に向かう方向に有していることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の導光体。
【請求項７】
前記第１の反射面は、前記主面に形成された凹状の段差部を構成する側面、または前記主面に形成された溝部を構成する側面であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の導光体。
【請求項８】
前記入光面には、前記光源からの光の拡散角を狭める集光プリズムが形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の導光体。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の導光体と、
前記導光体を通って入光端面から入射した光で照明される面状の導光板とを有することを特徴とする導光板ユニット。
【請求項１０】
前記導光体と前記導光板とは相互に一体形成されていることを特徴とする請求項９記載の導光板ユニット。
【請求項１１】
入射光により照明される面状の導光板を有する導光板ユニットであって、
光源からの光が入射する入光端面と、
厚さ方向に貫通した貫通孔を構成する壁面の一部として形成され、前記入光端面から入射した光の一部を前記導光板内で広がる方向に反射するとともに他を通過させるプリズムが形成された第３の反射面と、
前記第３の反射面で反射した光を前記第３の反射面を通過した光の方向へ反射するプリズムが形成された第４の反射面とを有することを特徴とする導光板ユニット。
【請求項１２】
光源と、
請求項９〜１１の何れか一項に記載の導光板ユニットと、
前記導光板ユニットにより照明される表示部とを有することを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のディスプレイ装置が用いられていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光体および導光板ユニット、ディスプレイ装置ならびに電子装置に関し、特に導光板の照射範囲の拡張に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、電子装置における表示手段として使用されているＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ・液晶ディスプレイ）などの表示部には、当該ＬＣＤを背面から照射するバックライト方式や前面から照射するフロントライト方式が採用されている。
【０００３】
そして、このような照射方式を実現するには、光源であるＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ・発光ダイオード）から出射した光を入光端面から取り込み、これによりＬＣＤを照明する面状の導光板が用いられている。
【０００４】
ここで、従来の導光板について説明する。
【０００５】
図１９は従来の導光板を入射した光の経路とともに示す説明図である。
【０００６】
図１９において、透明な樹脂やガラス板などからなる導光板１２の入光端面には、たとえばＬＥＤなどの光源１１が取り付けられており、ＬＥＤからの光により導光板１２が照明されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、光源であるＬＥＤから照射される光は指向性の強い放射状の光であり、導光板に入射したＬＥＤからの光は十分に拡散しない。そのため、図１９に示すように、導光板に入射した光は比較的狭い角度の扇状照明となる。すると、導光板には、照明されない影の部分が発生することになる。
【０００８】
この影の部分をなくすには、光源であるＬＥＤを多数設置すればよい。しかしながら、ＬＥＤの設置数が多くなれば、それだけコストが上昇するので好ましくない。
【０００９】
そこで、本発明は、光源の数を増やすことなく導光板を広範囲に照射することのできる技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る導光体は、光源から出射した光を導光板に導く導光体であって、光源からの光が入射する入光面と、入光面から入射した光の一部を出射方向以外の方向へ反射する第１の反射面と、第１の反射面で反射した光を出射方向へ反射する第２の反射面と、入光面に対向した位置に形成され、第２の反射面で反射して到達した光および入光面から直接到達した光の少なくとも一部が相互に異なる領域から出射する出射面とを有することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、導光体の出射面におけるほぼ全域から光が出射するようになるので、光源の数を増やすことなく導光板を広範囲に照射することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は本発明の導光体が用いられたディスプレイ装置を示す斜視図、図２は本発明の一実施の形態である導光体を光源とともに出射面側から示す斜視図、図３は図２の導光体を入光面側から示す斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った断面図、図５は本発明の一実施の形態である導光体を出射面側から拡大して示す側面図、図６は本発明の一実施の形態である導光体において入光面から出射面に直接到達した光の経路を示す説明図、図７は本発明の一実施の形態である導光体において入光面から第１の反射面および第２の反射面で反射して出射面に到達した光の経路を示す説明図、図８は本発明の一実施の形態である導光体において入光面から出射面に直接到達した光と入光面から第１の反射面および第２の反射面で反射して出射面に到達した光との経路を合成して示す説明図、図９は本発明の一実施の形態である導光体が用いられた導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図、図１０は本発明の他の実施の形態である導光体を示す平面図、図１１は本発明の他の実施の形態である導光体を出射面側から示す説明図、図１２は本発明の一実施の形態である導光板ユニットを示す斜視図、図１３は本発明の一実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図、図１４は本発明の他の実施の形態である導光板ユニットを示す斜視図、図１５は本発明の他の実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図、図１６は本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットの要部を示す斜視図、図１７は本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットの要部における光の経路を示す説明図、図１８は本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態のディスプレイ装置１０は、たとえば携帯電話などの電子装置の表示用として用いられるもので、ＬＥＤなどの光源１１と、光源１１から出射した光を導光板１２に導く導光体１３と、導光体１３を通って入光端面から入射した光により照明される面状の導光板１２と、導光板１２の出射光により照明されるＬＣＤ（表示部）１５とを有している。そして、導光体１３と導光板１２とで導光板ユニットが構成されている。
【００１５】
なお、本実施の形態において、光源１１にはＬＥＤが用いられているが、ＬＥＤ以外のものを用いてもよい。また、ディスプレイ装置１０が用いられる電子装置は、携帯電話以外であってもよい。
【００１６】
このようなディスプレイ装置１０において、図２および図３に示すように、導光体１３は、光源１１からの光が入射する入光面１３ａと、入光面１３ａに対向した位置に形成された出射面１３ｂとを有している。そして、図３および図４に示すように、入光面１３ａには、谷線１３ａ１　と稜線１３ａ２　とが一定の間隔で同心円上に形成され、光源１１からの光の拡散角を狭める集光プリズムが形成されている。
【００１７】
導光体１３には、厚さ方向に位置する２つの主面に凹状で略三角形状の段差部１３ｃが形成されており、この段差部１３ｃを構成する左右対称な一対の側面は、入光面１３ａから入射した光の一部を相互に離反する方向となる２方向に反射する第１の反射面１３ｄとなっている。そして、導光体１３には、この第１の反射面１３ｄで反射した光を出射方向へ反射する第２の反射面１３ｅが、これら２方向に反射した光に対応して一対形成されている。
【００１８】
なお、本実施の形態では、第１の反射面１３ｄは、入射光と直交する方向に光を反射するが（図７参照）、出射方向以外の方向であれば、これ以外の方向に反射するものであってもよい。
【００１９】
図２に詳しく示すように、導光体１３の厚さをＴ、導光体１３の厚さ方向における第１の反射面１３ｄの長さをＴ１　とすると、厚さＴから長さＴ１　を引いた長さＴ２　（＝Ｔ−Ｔ１　）だけ第１の反射面１３ｄが存在しない領域がある。よって、入光面１３ａから入射した光は、一部は第１の反射面１３ｄで反射されるが、他は第１の反射面１３ｄで反射されることなく、そのまま出射面１３ｂに向かう。
【００２０】
したがって、出射面１３ｂは、入光面１３ａから入射して第１の反射面１３ｄと第２の反射面１３ｅで順次反射して到達した光、および入光面１３ａから入射してこれらの反射面１３ｄ，１３ｅで反射することなく直接到達した光が出射することになる。
【００２１】
そして、後述するように、第２の反射面１３ｅから到達した光および入光面１３ａから直接到達した光が出射面１３ｂの相互に異なる領域から出射するように、第１の反射面１３ｄおよび第２の反射面１３ｅの角度が設定されている。
【００２２】
なお、第１の反射面１３ｄは、２つの主面の何れかに形成されていればよく、また一対ではなく片方だけ形成されていてもよい。第１の反射面１３ｄが片方だけに形成されている場合には、第２の反射面１３ｅもまた、これに対応した片方だけに形成されていればよい。
【００２３】
ここで、第１の反射面１３ｄにおける導光体１３の厚さ方向と直交する方向は直線状に形成してもよいが、湾曲あるいは円弧状に形成することもできる。
【００２４】
また、図５に示すように、第１の反射面１３ｄは、導光体１３の厚さ方向の垂線に対して５〜１５°の傾斜角θを、反射光が当該導光体１３の厚さ方向の中央に向かう方向にもっていることが望ましい。このようにすれば、導光板１３に入る光量が増加するので、ＬＣＤをより明るく照明することができる。
【００２５】
次に、以上の構造を有する導光体１３における光の経路について説明する。
【００２６】
入光面１３ａから出射面１３ｂに直接到達した光は、図６に示すように、出射面１３ｂの、段差部１３ｃつまり第１の反射面１３ｄが形成されたために幅が狭くなった領域から出射する。また、入光面１３ａから第１の反射面１３ｄおよび第２の反射面１３ｅで反射して出射面１３ｂに到達した光は、図７に示すように、出射面１３ｂにおける幅の広い領域から出射する。したがって、これらの光を合成して表した図８に示すように、導光体１３の出射面１３ｂにおけるほぼ全域から光が出射する。
【００２７】
よって、このような導光体１３が用いられた導光板ユニットでは、図９に示すように、光源１１の数を増やさなくても、導光板１２を広範囲に照射することが可能になる。すなわち、導光板１２に対して一つの光源１１が受け持つ照明幅を決め、その照明幅に合わせた出射面１３ｂを有する導光体１３を作成し、これを導光板１２に取り付けることで、必要かつ十分な数の光源１１で照明可能な導光板ユニットが得られる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、入光面１３ａから出射面１３ｂに直接到達した光は拡散し（図６、図８）、第２の反射面１３ｅで反射して出射面１３ｂに到達した光は拡散していないが（図７、図８）、拡散角は自由に設定することができ、本実施の形態に示すものには限定されない。
【００２９】
また、本実施の形態では、入光面１３ａから出射面１３ｂに直接到達した光と第２の反射面１３ｅで反射して出射面１３ｂに到達した光とが、重複することなく出射面１３ｂの相互に異なる領域から出射するようになっているが、双方の光の一部が相互に重複した領域から出射するようになっていてもよい。つまり、双方の光の少なくとも一部が、出射面１３ｂにおける相互に異なる領域から出射するようになっていればよい。
【００３０】
ここで、入光面１３ａから出射面１３ｂに直接到達した光と第２の反射面１３ｅで反射して出射面１３ｂに到達した光との光量に差がでる場合には、輝度ムラとなって導光板１２の輝度バランスが崩れることになる。そして、輝度バランスをとるには、入射光を反射する第１の反射面１３ｄの面積Ｓ１　と、入光面１３ａから直接出射面１３ｂに到達する入射光の進行方向と直交する方向に沿った面積Ｓ２　との比を調整すればよい。これには、段差部１３ｃの高さを変化させることで、容易に行うことができる。
【００３１】
なお、面積Ｓ１　が面積Ｓ２　よりも小さい場合には入光面１３ａから出射面１３ｂに直接到達した光の光量の方が第２の反射面１３ｅで反射して出射面１３ｂに到達した光の光量よりも多くなるので、扇状の光線が強くなり、導光板１２には照明されない影の部分が発生する。また、面積Ｓ１　が面積Ｓ２　よりも大きい場合には第２の反射面１３ｅで反射して出射面１３ｂに到達した光の光量の方が入光面１３ａから出射面１３ｂに直接到達した光の光量よりも多くなるので、導光板１２における光源１１の近傍が暗くなる。
【００３２】
以上の説明においては、段差部１３ｃを構成する側面が第１の反射面１３ｄとなっているが、たとえば図１０および図１１に示すように、主面に形成された溝部１３ｆを構成する側面を第１の反射面１３ｄとしてもよい。
【００３３】
また、導光体１３と導光板１２とは相互に一体形成してもよい。ここで、図２に示す導光体１３と導光体１２とが一体形成された導光板ユニットを図１２に、その導光板ユニットにおける光の経路を図１３に示す。また、図１０に示す導光体１３と導光体１２とが一体形成された導光板ユニットを図１４に、その導光板ユニットにおける光の経路を図１５に示す。
【００３４】
さらに、入射光により照明される面状の導光板１４を有する導光板ユニットとしては、図１６〜図１８に示すように、光源１１からの光が入射する入光端面１４ａと、入光端面１４ａから入射した光の一部を導光板１４内で広がる方向に反射するとともに他を通過させるプリズムが形成された第３の反射面１４ｂと、第３の反射面１４ｂで反射した光を第３の反射面１４ｂを通過した光の方向へ反射するプリズムが形成された第４の反射面１４ｄとを有する構成にすることもできる。
【００３５】
図示するように、第３の反射面１４ｂは厚さ方向に貫通した貫通孔１４ｃを構成する壁面の一部として形成されており、第３の反射面１４ｂおよび第４の反射面１４ｄに形成されたプリズムは、厚さ方向に沿って一定間隔で延びる谷線と稜線との集合体となっている。
【００３６】
このような導光板ユニットによれば、第３の反射面１４ｂを通過して空間である貫通孔１４ｃに出て再度入射した光と、第３の反射面１４ｂおよび第４の反射面１４ｄで順次反射した光とにより、導光板ユニット１４が広範囲に照明されるようになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導光体の出射面におけるほぼ全域から光が出射するようになるので、光源の数を増やさなくても、導光板を広範囲に照射することが可能になるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導光体が用いられたディスプレイ装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態である導光体を光源とともに出射面側から示す斜視図である。
【図３】図２の導光体を入光面側から示す斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態である導光体を出射面側から拡大して示す側面図である。
【図６】本発明の一実施の形態である導光体において入光面から出射面に直接到達した光の経路を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態である導光体において入光面から第１の反射面および第２の反射面で反射して出射面に到達した光の経路を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態である導光体において入光面から出射面に直接到達した光と入光面から第１の反射面および第２の反射面で反射して出射面に到達した光との経路を合成して示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態である導光体が用いられた導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態である導光体を示す平面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態である導光体を出射面側から示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態である導光板ユニットを示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態である導光板ユニットを示す斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットの要部を示す斜視図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットの要部における光の経路を示す説明図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【図１９】従来の導光板を、入射した光の経路とともに示す説明図である。
【符号の説明】
１０　ディスプレイ装置
１１　光源
１２　導光板
１３　導光体
１３ａ　入光面
１３ａ１　　谷線
１３ａ２　　稜線
１３ｂ　出射面
１３ｃ　段差部
１３ｄ　第１の反射面
１３ｅ　第２の反射面
１３ｆ　溝部
１４　導光板
１４ａ　入光端面
１４ｂ　第３の反射面
１４ｃ　貫通孔
１４ｄ　第４の反射面
１５　ＬＣＤ（表示部）
θ　傾斜角
【図１】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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