(57)【要約】【課題】光源と導光素子を備える照明装置であって、照明への光の利用効率が高く、照明対象物を適正な方向から照明することが可能なものを提供する。【解決手段】導光素子（１０）は、繰り返し設けられたプリズム状の凸部（１３）を上面（１１）に有しており、内部に入射した光源からの光を、上面と下面（１２）で全反射して進行させながら、凸部の表面（１４）で反射して下面より照明光（Ｌａ）として出射させる。導光素子の上面に対向して反射部材（３０）を配置し、表面（１４）を透過した光を反射して導光素子に再入射させる、反射部材に凸部（１３）に対応して反射部（３１）を設け、各反射部で反射した光を導光素子の下面より出射させる。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面または下面にプリズム状の凸部が繰り返し設けられ、内部に入射した光を上面と下面で全反射して凸部の繰り返しの方向に進行させながら、一部ずつ下面を透過させて出射させる導光素子と、導光素子の上面に対向して配置され、上面を透過した光を反射して導光素子に再入射させる反射部材とを備え、導光素子の下面から出射した光を照明用の光とする照明装置において、
反射部材が導光素子の凸部に対応して繰り返し設けられた反射部を有し、
反射部材の各反射部が、導光素子の凸部の繰り返しの方向に対して傾斜した反射面を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
反射部材の各反射部が２つ以上の平面の反射面を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
反射部材の各反射部が凹曲面の反射面を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
導光素子の凸部が上面に設けられており、各凸部が、凸部の繰り返しの方向に対して８０゜以上かつ１００゜以下の角度を成す表面を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
上面または下面にプリズム状の凸部が繰り返し設けられ、内部に入射した光を上面と下面で全反射して凸部の繰り返しの方向に進行させながら、一部ずつ下面を透過させて出射させる導光素子を備え、導光素子の下面から出射した光を照明用の光とする照明装置において、
導光素子の凸部に対応して繰り返し設けられた集光部を有する集光部材を、導光素子の下面に対向して備え、
集光部材の各集光部が、導光素子の下面から出射した光の発散の度合いを、少なくとも導光素子の凸部の繰り返しの方向について、小さくすることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向する２つの表面で全反射して光を導きながら、一方の表面より出射させる導光素子を備える照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話、携帯情報端末、ノート型パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、薄型の映像表示装置が望まれており、これを満たす表示素子として、照明光を変調して映像を表す光とする液晶表示器が多用されている。液晶表示器は、照明光を透過させつつ変調する透過型と、照明光を反射しつつ変調する反射型に大別される。透過型液晶表示器の照明にはバックライト照明装置が用いられ、反射型液晶表示器の照明にはフロントライト照明装置が用いられる。
【０００３】
いずれの照明装置も、広い範囲を均一に照明するために、照明光を発する光源と、光源からの光を内部を進行させながら少しずつ液晶表示器側の表面より出射させる面状導光素子とで構成するのが一般的である。面状導光素子は、繰り返し設けられたプリズム状の凸部を一方の表面に有し、全反射によって光を凸部の繰り返しの方向に進行させながら、凸部の一部の表面で光を反射して進路を大きく変えて出射させる。液晶表示器には照明光の入射角の範囲に制約があり、出射光を生じさせる凸部の表面は、出射した光が適正な角度で液晶表示器に入射するように、傾斜を設定される。
【０００４】
光源としては棒状の冷陰極管が用いられてきたが、電力消費の低減と軽量化のために発光ダイオードを用い、線状導光素子と組み合わせることが行われている。線状導光素子は面状導光素子と同様に構成され、面状導光素子の端面に対向して配置されて、発光ダイオードからの光を面状導光素子に与える。
【０００５】
面状導光素子と線状導光素子のいずれにおいても、出射光を生じさせる凸部の表面は、光の進路を大きく変えるために、光の入射角が小さくなるように設定する必要がある。このため、光を所定の方向に反射することができるものの、透過してしまう光も存在する。この透過光は１０〜２０％に達し、光の利用効率の大きな低下を招いている。
【０００６】
出射光を生じさせる凸部の表面を透過した光を、導光素子に再入射させるために、反射部材を設けることが提案されている。このような照明装置を備えた映像表示装置の例を図１０に示す。この映像表示装置は、線状導光素子９１、面状導光素子９２、反射部材９３、発光ダイオード９４、および反射型液晶表示器９５より成る。
【０００７】
面状導光素子９２は、断面が三角形のプリズム状の凸部が繰り返し形成された上面を有し、下面を液晶表示器９５の前面に向けて配置されている。図には現れていないが、線状導光素子９１も、断面が三角形のプリズム状の凸部が繰り返し形成された上面を有する。線状導光素子９１は、下面を面状導光素子９２の端面に向けて配置されており、発光ダイオード９４は、線状導光素子９１の端面に向けて配置されている。
【０００８】
線状導光素子９１は、端面より入射した発光ダイオード９４からの光を、各凸部の発光ダイオード９４に近い方の表面と下面で全反射して内部を進行させながら、各凸部の発光ダイオード９４から遠い方の表面で反射して下面より出射させる。面状導光素子９２も同様に、端面より入射した線状導光素子９１からの光を、各凸部の線状導光素子９１に近い方の表面と下面で全反射して内部を進行させながら、各凸部の線状導光素子９１から遠い方の表面で反射して下面より出射させる。
【０００９】
反射部材９３は、コの字状の断面を有し、線状導光素子９１の上面および両側面を覆うように配置されている。線状導光素子９１の出射光を生じさせる表面を透過した光は、反射部材９３によって反射されて線状導光素子９１に再入射し、これにより、光の損失が抑えられる。
【００１０】
面状導光素子９２においても、出射光を生じさせる凸部の表面を透過する光が存在するが、反射型液晶表示器９５からの映像光を観察者に導く必要があるため、面状導光素子９２の上面に対向して反射部材を備えることはできない。ただし、液晶表示器が透過型の場合は、面状導光素子の下面を液晶表示器の後面に向けて配置し、凸部が設けられている上面に対向して平板状の反射部材を備えることが行われている。
【００１１】
このように、出射光を生じさせる表面を透過した光を、反射部材によって導光素子に再入射させるようにすると、照明への光の利用効率が高まると期待される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の反射部材の光を反射する部位は、光を正反射する反射面、または、光を散乱させる拡散反射面であり、また、導光素子の凸部の繰り返しの方向に平行な一様な面である。光を反射する部位が単なる反射面の場合、その反射光は導光素子の上面を透過した時と同じ角度で導光素子に向かう。反射部材への光の入射角は大きく、しかも広がりがあるため、反射光は、導光素子に再入射するものの、下面に対して臨界角未満かつ臨界角に近い角度となるものを多く含む。この様子を図１１に示す。このような光Ｌｂは、本来の照明光Ｌａと同様に下面を透過して出射するが、照明光Ｌａとは大きな角度差を有することになる。
【００１３】
このような事態が線状導光素子で生じると、光Ｌｂは面状導光素子に入射してもその側面を透過して出射することになり、照明には利用されない。また、同様の事態が面状導光素子で生じると、光Ｌｂは液晶表示器に対する入射角が許容範囲を超えてしまい、適正に変調されなくなるか、不適正な方向に出射することになる。これは、光の利用効率に向上をもたらさないばかりか、提供する映像の品位を著しく低下させる結果となる。
【００１４】
反射部材の光を反射する部位が拡散反射面の場合、導光素子の凸部の配列方向については本来の照明光Ｌａとの角度差が大きい光Ｌｂは減少する。しかし、逆に、導光素子の幅方向（凸部の繰り返しの方向に垂直な方向）について本来の照明光との角度差が大きい光が生じることになる。このような事態が線状導光素子で生じると、その光は面状導光素子の上面や下面への入射角が臨界角よりも小さくなり、全反射されずに上面や下面を透過してしまう。これは、光の損失を招く上、照明に不均一さを生じさせて、映像の品位を低下させる。また、同様の事態が面状導光素子で生じると、側面を透過して失われる光が増すことになる。
【００１５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、照明への光の利用効率が高く、照明対象物を適正な方向から照明することが可能な照明装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、上面または下面にプリズム状の凸部が繰り返し設けられ、内部に入射した光を上面と下面で全反射して凸部の繰り返しの方向に進行させながら、一部ずつ下面を透過させて出射させる導光素子と、導光素子の上面に対向して配置され、上面を透過した光を反射して導光素子に再入射させる反射部材とを備え、導光素子の下面から出射した光を照明用の光とする照明装置において、反射部材が導光素子の凸部に対応して繰り返し設けられた反射部を有し、反射部材の各反射部が、導光素子の凸部の繰り返しの方向に対して傾斜した反射面を有する構成とする。
【００１７】
この照明装置は、導光素子の上面を透過した光を反射して導光素子に再入射させる反射部材を備えるが、反射部材は、光を一様に反射するのではなく、導光素子の凸部に対応して繰り返し設けられた反射部ごとに個別に反射する。各反射部は、導光素子の凸部の繰り返しの方向に対して傾斜した反射面を有しており、反射後の光の導光素子の上面や下面に対する角度を、上面透過時よりも小さくすることができる。これにより、導光素子の上面を透過した光を、導光素子の下面から照明光としての方向に出射させることができて、光の利用効率が高まり、また、照明対象物を適正な方向から照明することが可能になる。
【００１８】
導光素子の凸部は、上面に設けてもよいし、下面に設けてもよい。上面に凸部を設ける場合は、その一部の表面で下面に向けて反射した光を、そのまま照明光とすることができる。凸部の表面を透過して反射部材によって反射された光も照明光となる。また、下面に凸部を設ける場合は、その一部の表面で上面に向けて反射した光を、反射部材で反射して照明光とすることができる。なお、導光素子は、幅を大きくすれば面状導光素子となり、幅を小さくすれば線状導光素子となる。
【００１９】
ここで、反射部材の各反射部が２つ以上の平面の反射面を有するようにするとよい。各反射部に集光機能をもたせることが可能になり、照明光の角度範囲（発散の度合い）を小さくすることができる。また、反射部の形状設定も容易である。
【００２０】
反射部材の各反射部が凹曲面の反射面を有するようにしてもよい。各反射部に精度の高い集光機能をもたせることが可能になり、照明光の角度範囲を一層小さくすることができる。
【００２１】
導光素子の凸部が上面に設けられている構成では、各凸部が、凸部の繰り返しの方向に対して８０゜以上かつ１００゜以下の角度を成す表面を有するようにするとよい。このような角度の表面は光を透過させ易く、照明光の大部分は反射部材によって反射された光となる。したがって、照明光を所望の方向に向けることが容易になり、また、上述のよう反射部に集光機能をもたせておくと、その機能が十分発揮されて、照明光を所望の方向に向けることが一層容易になる。
【００２２】
前記目的を達成するために、本発明ではまた、上面または下面にプリズム状の凸部が繰り返し設けられ、内部に入射した光を上面と下面で全反射して凸部の繰り返しの方向に進行させながら、一部ずつ下面を透過させて出射させる導光素子を備え、導光素子の下面から出射した光を照明用の光とする照明装置において、導光素子の凸部に対応して繰り返し設けられた集光部を有する集光部材を、導光素子の下面に対向して備え、集光部材の各集光部が、導光素子の下面から出射した光の発散の度合いを、少なくとも導光素子の凸部の繰り返しの方向について、小さくする構成とする。
【００２３】
この照明装置では、導光素子から出射した照明光の角度範囲を狭くして、照明対象物を適正な方向から照明することが可能である。導光素子に入射する光の発散の度合いが導光素子の幅の方向について小さいときは、凸部の繰り返しの方向についてのみ、発散の度合いを小さくするように集光部を設定すればよい。また、導光素子に入射する光の発散の度合いが導光素子の幅の方向について大きいときは、凸部の繰り返しの方向と幅方向の双方について発散の度合いを小さくするように、集光部を設定するのが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施形態について図面を参照しながら説明する。第１の実施形態の照明装置１の光学構成を図１に示す。照明装置１は、線状導光素子１０、面状導光素子２０、反射部材３０、および光源である発光ダイオード４０より成る。
【００２５】
線状導光素子１０は、巨視的に見て互いに平行な上面と下面を有し、下面を面状導光素子２０の端面に向けて配置されている。面状導光素子２０も、巨視的に見て互いに平行な上面と下面を有する。線状導光素子１０の上面には、断面が三角形のプリズム状の凸部１３が繰り返し形成されており、面状導光素子２０の上面にも、断面が三角形のプリズム状の凸部２３が繰り返し形成されている。線状導光素子１０と面状導光素子２０は、幅に大きな差異があるのみで、同様の構成である。これらは、ガラス、樹脂等の透明な光学材料で作製されている。
【００２６】
発光ダイオード４０は、線状導光素子１０の端面に向けて配置されている。照明装置１は、使用に際し、面状導光素子２０の下面を照明対象物に向けて配置される。
【００２７】
線状導光素子１０は、端面より入射した発光ダイオード４０からの光を、各凸部の発光ダイオード４０に近い方の表面と下面で全反射して、矢印Ａで示すように内部を進行させながら、各凸部の発光ダイオード４０から遠い方の表面で反射して下面より出射させる。面状導光素子２０も同様に、端面より入射した線状導光素子１０からの光を、各凸部の線状導光素子１０に近い方の表面と下面で全反射して、矢印Ｂで示すように内部を進行させながら、各凸部の線状導光素子１０から遠い方の表面で反射して、矢印Ｃで示すように下面より出射させる。
【００２８】
反射部材３０は、線状導光素子１０と同程度の幅を有し、線状導光素子１０の上面に沿って配置されている。線状導光素子１０および反射部材３０の拡大縦断面を図２に示す。線状導光素子１０の上面１１に設けられている凸部１３のうち、発光ダイオード４０から遠い方の表面（光の進行方向に沿って下降する表面）１４が下面１２を透過して出射する光を生じさせる表面であり、発光ダイオード４０に近い方の表面（光の進行方向に沿って上昇する表面）１５が、下面１２と共に全反射によって光を進行させる表面である。
【００２９】
反射部材３０は２つの表面３１、３２から成る組を複数有しており、これらの組は、線状導光素子１０の凸部１３の繰り返し方向に、凸部１３の繰り返しと同じピッチで設けられている。表面３１は反射面とされており、凸部１３の表面１５の上方に位置している。また、表面３１は、線状導光素子１０の凸部１３の繰り返し方向に対して傾斜しており、凸部１３の表面１４を透過した光を反射して、線状導光素子１０に再入射させる反射部を成す。なお、表面３２は、表面３１を繰り返し形成するために副次的に生じたもので、光の反射には関与しない。
【００３０】
反射部を成す表面３１は、凹曲面であり、より具体的には、線状導光素子１０に垂直な方向（上面１１と下面１２を結ぶ方向）に軸を有し、凸部１３の表面１４上に焦点を有する放物面である。したがって、凸部１３の配列方向に対して成す角は、部位によって異なる。
【００３１】
発光ダイオード４０が発する光は発散光であり、凸部１３の表面１４を透過した光の角度には広がりがある。表面１４を透過した光のうち凸部１３の繰り返しの方向に対する角度が小さいものは、表面３１のうち凸部１３の繰り返しの方向に対する角度が大きい部位に入射する。また、表面１４を透過した光のうち凸部１３の繰り返しの方向に対する角度が大きいものは、表面３１のうち凸部１３の繰り返しの方向に対する角度が小さい部位に入射する。いずれの光も、表面３１によって反射された後は、略同じ方向に進む。つまり、表面３１は集光機能を有し、反射光を平行光に近づける。
【００３２】
表面３１による反射光は凸部１３の表面１５に入射する。表面３１からの反射光の進行方向は、放物面である表面３１の曲率の設定次第で調節可能である。ここでは、反射光が線状導光素子１０の下面から垂直に出射するように、表面１５を透過する際の屈折を考慮して、表面３１の曲率を設定している。
【００３３】
凸部１３の表面１４で反射された光の角度にも広がりがあるが、表面１４の傾斜は、反射後の光の中心の光線が下面に対して垂直になるように設定している。したがって、反射部材３０の表面３１で反射された光は、線状導光素子１０の凸部１３の表面１４で反射された光と同様に、照明光Ｌａを成す。しかも、表面３１で反射された光の角度範囲は表面１４で反射された光の角度範囲よりも小さい。
【００３４】
このような構成の線状導光素子１０と反射部材３０とを有する照明装置１においては、発光ダイオード４０が発した光を損失少なく面状導光素子２０に与えることができる。また、その光は、面状導光素子２０の幅方向についての角度範囲が小さく、面状導光素子２０の両側面を透過して失われることがない。したがって、光の利用効率が高い。
【００３５】
反射部材３０は、樹脂の成形、金属のプレス加工等によって作製することができる。樹脂成形で作製する場合、表面３１にアルミニウム等の金属を蒸着しておき、金属加工で作成する場合、表面３１を鏡面仕上げしておく。
【００３６】
以下、他の実施形態について説明するが、各実施形態は第１の実施形態の照明装置１と同様の照明装置であるので、重複する説明は省略して、相違点を述べる。
【００３７】
第２の実施形態の照明装置２の線状導光素子１０および反射部材３０の拡大縦断面を図３に示す。本実施形態の照明装置２の反射部材３０は、上記照明装置１の放物面の表面３１を、線状導光素子１０の凸部１３の繰り返し方向に対する傾斜が異なる３つの平面３１ａ、３１ｂ、３１ｃで近似したものである。このように反射部が平面のみを有するようにすると、集光機能は低下するものの、樹脂成形で反射部材３０を作製する場合に、金型の形成が容易になる。
【００３８】
線状導光素子１０のプリズム状の凸部１３は、断面が台形であり、表面１４、１５に加えて表面１６を有する。この表面１６は隣の凸部１３の表面１４の下部を透過した光を再入射させる。表面１６から再入射した光の一部は、表面１４によって反射されて下面１２より出射して照明光となり、残りは下面１２によって全反射されて内部をさらに進行する。線状導光素子１０内を進行する光は、途中で照明光として出射するため減少していくが、このように表面１６を加えて、表面１４を透過した光の一部が内部をさらに進行し得るようにしたことで、光量の減少が抑えられ、発光ダイオード４０から遠い部位においても照明光を面状導光素子２０に与えることが可能になる。
【００３９】
第３の実施形態の照明装置３の線状導光素子１０および反射部材３０の縦断面を図４に示す。これは、凸部１３の繰り返しの方向について、線状導光素子１０および反射部材３０を対称にするとともに、線状導光素子１０の２つの端面それぞれに、発光ダイオード４０を配置したものである。このようにすると、高輝度の照明が可能となり、また、均一度の高い照明ができる。
【００４０】
線状導光素子１０および反射部材３０の拡大縦断面を図５に示す。反射部材３０の反射部は、第１の実施形態の照明装置１と同様に放物面である。線状導光素子１０の凸部１３の表面１４が凸部１３の繰り返しの方向に対して成す角βは、９０゜に設定されている。このように設定すると、表面１４によって反射される光はごく僅かになり、照明光Ｌａを成す光はほとんど全て、表面１４を透過して反射部材３０の表面３１によって反射された光となる。前述のように、表面３１で反射された光の角度範囲は、表面１４で反射された光の角度範囲よりも小さいから、本実施形態では第１の実施形態よりも、面状導光素子２０に与える光の角度範囲をさらに小さくすることができる。
【００４１】
表面１４が凸部１３の繰り返しの方向に対して成す角βは、厳密に９０゜である必要はなく、８０〜１００゜の範囲内であればよい。この角度範囲であれば、表面１４に入射する光はほとんど全て表面１４を透過する。
【００４２】
第４の実施形態の照明装置４の線状導光素子１０および反射部材３０の縦断面を図６に示す。本実施形態の照明装置４は、第１の実施形態の照明装置１を修飾して、線状導光素子１０の下面１２を上面１１に対して傾斜した平面としたものである。下面１２は発光ダイオード３０から遠い部位ほど上面１１に接近する。
【００４３】
線状導光素子１０に入射する光には、凸部１１の繰り返し方向に対して平行なものやきわめて平行に近いものも含まれる。このような光は、上面１１と下面１２が平行であれば、上面１１や下面１２に入射することなく、直接下流側の端面に達することになる。
【００４４】
本実施形態のように、下面１２を光の進行方向に沿って上昇する傾斜面とすることにより、上面１１と下面１２が平行な場合の光の平均の光路１７が下面１２と交差するようにすることができて、凸部１３の繰り返しの方向に対して平行に近い光を照明に有効に利用することが可能になる。しかも、上面１１と下面１２が平行な場合の光の平均の光路１７が下面１２と交差する位置を、線状導光素子１０の両端面の中央付近とすることができるため、発光ダイオード４０の主光線のように平均の光路１７に近い光を、途中での出射により光量が減少することになる発光ダイオード４０から遠い部位で出射させることが可能であり、均一な照明が容易になる。
【００４５】
第５の実施形態の照明装置５の線状導光素子１０および反射部材３０の拡大縦断面を図７に示す。本実施形態の照明装置５は、線状導光素子１０の凸部１３を上面１１ではなく下面１２に設けたものである。反射部材３０は上面１１に対向して配置されている。凸部１３のうち、発光ダイオード４０に近い方の表面（光の進行方向に沿って下降する表面）１５は、上面１１と共に全反射によって光を進行させる。一方、発光ダイオード４０から遠い方の表面（光の進行方向に沿って上昇する表面）１４は、反射により上面１１を透過する光を生じさせる。表面１４によって反射され上面１１を透過した光は、反射部材３０によって反射され、線状導光素子１０に再入射して下面１２より出射する照明光となる。
【００４６】
反射部材３０の各反射部を成す表面３１は、第１の実施形態の照明装置１と同様に、線状導光素子１０に垂直な方向に軸を有する放物面である。ただし、表面３１は、幅が繰り返しピッチに等しく、繰り返しの方向について対称である。また、その焦点は凸部１３の表面１４の中央に位置する。照明装置１で存在していた表面３２は、照明装置５では存在しない。
【００４７】
線状導光素子１０の凸部１３の表面１４で反射された光は、反射部材３０の表面３１で反射されることにより、略平行光となり、線状導光素子１０の上面１１に略垂直に入射する。この光は上面１１を透過し、さらに下面１２を透過して、照明光として出射する。下面１１を透過する際には、表面１４を透過するものと表面１５を透過するものが生じて、光の角度範囲は少し広がるが、それでも、面状導光素子２０に入射する光の角度範囲は狭く、面状導光素子２０の側面を透過して失われる光は生じない。
【００４８】
第６の実施形態の照明装置６の線状導光素子１０およびその周辺の拡大縦断面を図８に示す。本実施形態の照明装置６は、線状導光素子１０の下面１２に対向して、集光部材５０を備えている。集光部材５０の上面５１には、複数の凸面５３が設けられている。凸面５３は、線状導光素子１０の凸部１３の繰り返しの方向に、凸部１３の繰り返しと同じピッチで設けられている。各凸面５３は、凸部１３の繰り返しの方向にのみ曲率（パワー）を有しており、シリンドリカルレンズとして機能し、凸部１３の表面１４で反射され下面１２より出射した光を、集光して略平行光とする集光部を成す。
【００４９】
上面５１に凸面５３を設けることに代えて、下面５２に凸面５３を設けてもよい。また、凸面５３が線状導光素子１０の幅方向にもパワーを有するようにしてもよい。発光ダイオード４０からの光の発散の度合いが大きいときは、面状導光素子２０の上面や下面への入射角が小さい光が存在することになり、そのような光は面状導光素子２０で全反射されなくなるおそれがあるが、凸面５３に線状導光素子１０の幅方向のパワーをもたせることで、面状導光素子２０で確実に全反射することができるようになる。
【００５０】
なお、本実施形態の照明装置６は反射部材３０を備えていないが、反射部材３０と集光部材５０とを併用してもかまわない。反射部材３０の集光機能と集光部材５０の集光機能とによって、下面１２から出射した光を平行光に近づければよい。
【００５１】
バックライト照明装置とする場合は、反射部材を面状導光素子２０に対しても備えることができる。その１例である第７の実施形態の照明装置７の光学構成を図９に示す。照明装置７は、第１の実施形態の照明装置１に、反射部材６０を加えたものである。反射部材６０は、幅が異なるのみで線状導光素子１０に対する反射部材３０と同様に構成されており、面状導光素子２０の上面に対向して配置されている。
【００５２】
このように、線状導光素子１０、面状導光素子２０のそれぞれに対して反射部材３０、６０を備えると、照明への光の利用効率が大きく向上し、また、照明対象物に対する照明光の入射角の範囲を小さくすることができる。例えば、透過型液晶表示器を照明する場合、明るく、しかも品位の高い映像を提供することが可能になる。
【００５３】
フロントライト照明装置とするときは、反射部材３０のような反射部材を面状導光素子２０に対して備えることはできない。この場合は、第６の実施形態の集光部材５０と同様の集光部材を、面状導光素子２０に対して備えるとよい。
【００５４】
【発明の効果】
上面または下面にプリズム状の凸部が繰り返し設けられ、内部に入射した光を上面と下面で全反射して凸部の繰り返しの方向に進行させながら、一部ずつ下面を透過させて出射させる導光素子と、導光素子の上面に対向して配置され、上面を透過した光を反射して導光素子に再入射させる反射部材とを備え、導光素子の下面から出射した光を照明用の光とする照明装置において、本発明のように、反射部材が導光素子の凸部に対応して繰り返し設けられた反射部を有し、反射部材の各反射部が、導光素子の凸部の繰り返しの方向に対して傾斜した反射面を有するようにすると、反射部材による反射後の光の導光素子の上面や下面に対する角度を、上面透過時よりも小さくすることができて、導光素子の上面を透過した光を、導光素子の下面から照明光としての方向に出射させることが可能になる。したがって、光の利用効率が高まり、照明対象物を適正な方向から照明することができる。
【００５５】
反射部材の各反射部が２つ以上の平面の反射面を有するようにすると、各反射部に集光機能をもたせることが可能になり、照明光の発散の度合いを小さくすることができる。また、反射部の形状設定も容易である。
【００５６】
反射部材の各反射部が凹曲面の反射面を有するようにすると、各反射部に精度の高い集光機能をもたせることが可能になり、照明光の角度範囲を一層小さくすることができる。
【００５７】
導光素子の凸部が上面に設けられている構成で、各凸部が、凸部の繰り返しの方向に対して８０゜以上かつ１００゜以下の角度を成す表面を有するようにすると、素子内を進行する光がその表面を透過し易くなり、照明光の大部分を反射部材によって反射された光とすることができる。したがって、照明光を所望の方向に向けることが容易になり、反射部に集光機能をもたせておくと、その機能が十分発揮されて、照明光を所望の方向に向けることが一層容易になる。
【００５８】
上面または下面にプリズム状の凸部が繰り返し設けられ、内部に入射した光を上面と下面で全反射して凸部の繰り返しの方向に進行させながら、一部ずつ下面を透過させて出射させる導光素子を備え、導光素子の下面から出射した光を照明用の光とする照明装置において、本発明のように、導光素子の凸部に対応して繰り返し設けられた集光部を有する集光部材を、導光素子の下面に対向して備え、集光部材の各集光部が、導光素子の下面から出射した光の発散の度合いを、少なくとも導光素子の凸部の繰り返しの方向について、小さくするようにすると、照明対象物への照明光の入射角の範囲を狭くすることができて、照明対象物を適正な方向から照明することが可能である。
【００５９】
導光素子の凸部の繰り返しの方向についてのみ発散の度合いを小さくするように集光部を設定すれば、集光部材の作製が容易であり、導光素子の幅方向についても発散の度合いを小さくするように集光部を設定すれば、導光素子に入射する光の発散の度合いが導光素子の幅の方向について大きいときでも、照明対象物を適正な方向から照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の照明装置の光学構成を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態の照明装置が備える線状導光素子および反射部材の拡大縦断面図。
【図３】第２の実施形態の照明装置が備える線状導光素子および反射部材の拡大縦断面図。
【図４】第３の実施形態の照明装置が備える線状導光素子および反射部材の縦断面図。
【図５】第３の実施形態の照明装置が備える線状導光素子および反射部材の拡大縦断面図。
【図６】第４の実施形態の照明装置が備える線状導光素子および反射部材の縦断面図。
【図７】第５の実施形態の照明装置が備える線状導光素子および反射部材の拡大縦断面図。
【図８】第６の実施形態の照明装置が備える線状導光素子および集光部材の拡大縦断面図。
【図９】第７の実施形態の照明装置の光学構成を示す斜視図。
【図１０】従来の照明装置の光学構成を示す斜視図。
【図１１】従来の照明装置が備える線状導光素子および反射部材の拡大縦断面図。
【符号の説明】
１〜７　照明装置
１０　　　線状導光素子
１１　　　上面
１２　　　下面
１３　　　凸部
１４、１５、１６　凸部表面
２０　　　面状導光素子
２３　　　凸部
３０　　　反射部材
３１　　　反射面（反射部）
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ　反射面（反射部）
３２　　　表面
４０　　　発光ダイオード
５０　　　集光部材
５１　　　上面
５２　　　下面
５３　　　凸面（集光部）
６０　　　反射部材
【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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