(57)【要約】【課題】  導光板を用いた面光源を改良して、その外形寸法を拡大させたり重量を増加させたりすることなく、発光面の光度分布を均一ならしめる。【解決手段】  導光板１が発光ダイオード３と対向してる端面の付近に、光を散乱させる機構Ｓを配置する。これにより、導光板１に入射する光束が不規則な散乱光となり、導光板の全面へ均等に配分され、明るい区域と暗い区域との差を生じなくなる。前記絞り機構Ｓの具体的な構成として、導光板１の端面に微小な凹凸を形成した散乱面８を設けると好適である。              【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード保持孔が列設されたソケットを有し、上記の保持孔の中に発光ダイオードが挿入されて装着されており、
上記発光ダイオードに対向せしめて導光板が配置されている構造の面光源を均一に発光させる装置において、
前記導光板が発光ダイオードに対向している箇所に、発光ダイオードから出射して導光板に入射する光束を散乱せしめる機構を配置することを特徴とする、面光源を均一に発光させる方法。
【請求項２】
発光ダイオード保持孔が列設されたソケットを有し、上記の保持孔の中に発光ダイオードが挿入されて装着されており、
上記発光ダイオードに対向せしめて導光板が配置されている面光源において、
前記導光板が発光ダイオードと対向している面に多数の凹凸が形成されていて、
発光ダイオードから出射して導光板へ入射する光束が散乱せしめられるようになっていることを特徴とする、面光源を均一に発光させる装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内照式の標識や看板に用いられる面光源の全面を均一に発光させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は公知の面光源を示す。（Ａ）は古典的な例で、導光板１の側面に対向させて蛍光管２が配置されている。
このようにしても、導光板１を全面的に発光させることができるが、これよりも消費電力を節減し、耐久性を向上させるため、本図２（Ｂ）に示したように導光板１の側面に多数の発光ダイオード３を配列した面光源が開発され、既に道路標識や店舗看板などに実用化されている。
【０００３】
発光ダイオードを正確に配列し、かつ、メンティナンスのための取付け取外しを容易ならしめるには、図３に示した構造が最適である。この構成は本発明者が創作して、本出願人によって別途出願中（平成１５年特許出願２００３−３９４８３３号）の未公知の先行技術である。
本図３の先行技術例においては、Ｈ形鋼に類似した柱状のＨ形ソケット４が白色アクリル樹脂で形成されている。
４ａ，４ｃはフランジ、４ｂはウェブと呼ばれる。
上記のウェブ４ｂは細長い平板状の部分であって、多数の保持孔５が列設されるとともに、それぞれの保持孔５の中に１個ずつ発光ダイオード３が挿入され、当間隔に配列して装着されている。
６は回路基板である。発光ダイオード３の端子３ａがこの回路基板にハンダ付け７されて、給電されるとともに、機械的に支持されている。
多数の発光ダイオード３は、上記のようにして回路基板６に配列固着され、この回路基板が本図３（Ｂ）に表されているように、取り付けネジでＨ形ソケット４のウェブ４ｂに装着固定されている。
前記２枚のフランジ４ａ，フランジ４ｃの間に、導光板１が矢印ｂのように差し込まれて嵌合する。
【特許文献１】特開２００３−１９５７９２号公報
【非特許文献１】広島工業大学紀要研究編第３６巻（２００２）ｐｐ９−１２論文「太陽電池式白色ＬＥＤ内照型道路標識の開発」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４は前掲の図３に示した面光源の全体図である。
導光板１は全面が発光するが、発光ダイオードから導光板の端までの距離が短い場合には、発光ダイオード３から近い区域に暗いエリアＤが、発光ダイオード３から遠い区域に明るいエリアＢができる。符号Ｍは中間のエリアである。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、簡単に低コストで、しかも面発光装置の形状寸法や重量を増加させること無く、均一に発光させることができ、更に、発光面の光度分布を任意に設定できる技術を提供するにある。
ただし、本発明はＨ形ソケットを用いた面光源に限らず、在来形のソケットを用いた面光源にも適用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために創作された請求項１に係る発明方法の構成は、
（図１（Ａ）参照）発光ダイオード保持孔が列設されたソケットを有し、上記の保持孔の中に発光ダイオードが挿入されて装着されており、
上記発光ダイオードに対向せしめて導光板が配置されている構造の面光源を均一に発光させる装置において、
前記導光板が発光ダイオードに対向している箇所に、発光ダイオードから出射した光束を散乱せしめる機構を配置することを特徴とする。
【０００６】
以上に説明した請求項１の発明装置を適用すると、発光ダイオードから出射して導光板に入射する光束が、導光板に入射する際、凹凸面によって散乱されるので、発光ダイオードから近い区域の輝度が上昇する。
このため、従来技術に係る小形の面光源において明るいエリアになっていた遠距離区域にも、従来の面光源で暗いエリアになっていた近距離区域にも、ほぼ同様な光束密度の光が配分される。その結果として、導光板の全面がほぼ均一に発光するようになる。
更に、発光ダイオードの指向特性と散乱機構の特性とを適宜に選定することにより、発光面の光度分布を任意に制御することも可能である。
【０００７】
請求項２に係る発明装置の構成は、
（図１（Ｂ）参照）発光ダイオード保持孔が列設されたソケットを有し、上記の保持孔の中に発光ダイオードが挿入されて装着されており、
上記発光ダイオードに対向せしめて導光板が配置されている面光源において、
前記導光板が発光ダイオードと対向している面に多数の凹凸が形成されていて、
発光ダイオードから出射して導光板へ入射する光束が散乱せしめられるようになっていることを特徴とする。
【０００８】
以上に説明した請求項２の発明装置によると、前記請求項１の発明方法を容易に、かつ実用的に実施して、その効果を十分に発揮せしめることができる。
すなわち、導光板の端面に多数の凹凸が設けられているので、この導光板へ入射する光束が不規則に散乱され、該導光板の全面へ均等な光束密度で到達し、導光板全面を均一な光度で発光させる。
更に、発光ダイオードの指向特性と凹凸の形状寸法とを適宜に選定することにより、発光面の光度分布を任意に制御することも可能である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明装置を適用すると、発光ダイオードから出射して導光板に入射する光束が、導光板に入射する際、凹凸面によって散乱されるので、発光ダイオードから近い区域の輝度が上昇する。
このため、従来技術に係る小形の面光源において明るいエリアになっていた遠距離区域にも、従来の面光源で暗いエリアになっていた近距離区域にも、ほぼ同様な光束密度の光が配分される。その結果として、導光板の全面がほぼ均一に発光するようになる。
更に、発光ダイオードの指向特性と散乱機構の特性とを適宜に選定することにより、発光面の光度分布を任意に制御することも可能である。
【００１０】
請求項２の発明装置によると、前記請求項１の発明方法を容易に、かつ実用的に実施して、その効果を十分に発揮せしめることができる。
すなわち、導光板の端面に多数の凹凸が設けられているので、この導光板へ入射する光束が不規則に散乱され、該導光板の全面へ均等な光束密度で到達し、導光板の全面を均一な輝度で発光させる。
更に、発光ダイオードの指向特性と凹凸の形状寸法とを適宜に選定することにより、発光面の光度分布を任意に制御することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の実施形態を示し、（Ａ）は作用効果の原理的な説明図、（Ｂ）は実体的な断面図である。
（図１（Ａ）参照）矢印ａは、発光ダイオード３の主光軸方向に出射した光束の光路を表している。
発光ダイオードから投射される光束は、角θの範囲に規制されている。角度φは主光軸に対する偏り角であって、発光ダイオードの仕様規格において、指向特性として定められており、一般に１０〜５０度である。
しかし実際の発光ダイオードは、『上記指向特性角度範囲に均一な強さの光束を投射し、該指向特性角度外には一切出射しない』という訳のものではなく、図示の矢印ｃ方向にも「強くない光」を出射する。図示の矢印ｂ〜ｃの間（指向特性範囲外）に出射する光の強さは、各発光ダイオードによって差が有り、そのバラツキが大きいので、導光板の面発光分布を不均一ならしめている。
いま仮に（Ａ）図に仮想線で描いたように、導光板１が発光ダイオード３に対向している端面の付近に散乱機構Ｓ（例えば端面をスリガラスのような微細な凹凸）を設けた状態を考えてみると（Ｂ）図のようになり、発光ダイオードから導光板へ入射した光が、一様な光束密度の散乱光となり、導光板１の総べての面へ均等に配分される。これにより、導光板１の発光面の光度分布が均一ならしめられる。
更に、発光ダイオードの指向特性と散乱機構の特性とを適宜に選定することにより、発光面の光度分布を任意に制御することも可能である。
【００１２】
前記の散乱機構Ｓの具体的な構成として、本図１（Ｂ）のように、導光板１が発光ダイオード３と対向している端面に多数の凹凸から成る散乱面８が構成される。
限定された広さの端面に多数の凹凸を設けるので、該凹凸は必然的に微細な凹凸（例えばスリガラスのように）となる。
したがって、この散乱面を通過した入射光は不規則な散乱光となって導光板１内を進行する。不規則な散乱光であるから、特定の方向の光が明るいとか暗いとかの差別が無く、導光板の全面に向けて均等な密度の光束が配分され、特に、発光ダイオードから近い区域の光量不足を補正する。
これにより、導光板１の「発光ダイオード３から遠い区域」も「発光ダイオードに近い区域」もほぼ均等な光度で発光するようになる。  また、上記の[遠い区域]と「近い区域」との光度比率を任意に制御することも可能である。
【００１３】
（図１（Ｂ）参照）本発明の変形例として、（図示を省略するが）導光板１の端面に多数の凹凸から成る散乱面８を形成する代りに、該導光板１と別体の散乱板を配置しても同様な作用効果が得られる。
上記別体の散乱板として、例えばスリガラスを利用すれば、安価な材料で実用的な光学エレメント（散乱板）が得られる。
【００１４】
さらに、本発明の原理の応用として、発光ダイオードから導光板の端までの距離が大きく、端まで到達する光量が不足する場合、（本発明と反対に）導光板の入射面を平滑に研磨することによって均一な輝度分布が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る面発光装置の実施形態を示し、（Ａ）は作用原理の説明図、（Ｂ）は実体的な構成を描いた模式的な断面図。
【図２】面発光装置に関する公知技術を説明するために示したもので、（Ａ）は導光板を用いた古典的な装置の模式的斜視図、（Ｂ）は発光ダイオードを用いた改良装置の模式的斜視図。
【図３】未公知の発明に係る面発光装置の１例を示し、（Ａ）は部分断面正面図、（Ｂ）は側面断面図。
【図４】前掲の図３に示した面発光装置における技術的な課題を説明するための部分断面斜視図。
【符号の説明】
【００１６】
１…導光板
２…蛍光管
３…発光ダイオード
４…Ｈ形ソケット
４ａ…フランジ
４ｂ…ウェブ
４ｃ…フランジ
５…保持孔 
６…回路基板 
７…ハンダ 
ａ…主光軸方向の出射光
ｂ…偏り角φの出射光
ｃ…偏り角φ以上の出射光 
θ…投光角 
φ…指向特性角度 
【図１】
2005285571.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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