(57)【要約】【課題】表示面積が大きな透過型液晶表示装置に用いられる従来の平面照明装置は、均一な配光特性を得ることが困難であって消費電力が嵩む。【解決手段】光入射端面部１５と、光入射端面部１５の反対側に位置して光入射端面部１５よりも大きな面積を有する光出射端面部１６と、光入射端面部１５と光出射端面部１６との間に位置し、一対の傾斜面を含む４つの側端面部１７，１８と、一対の傾斜面に突出状態で形成されて光出射端面部１６と平行に延在する頂部を持った複数のプリズム体とを含む導光ブロック１１と、この導光ブロック１１の光入射端面部１５と対向し、プリズム体の頂部と平行に延在する線状の蛍光ランプ１４と、この蛍光ランプ１４および光入射端面部１５を囲むリフレクタ２７とを具え、導光ブロック１１の光出射端面部１６から蛍光ランプ１４までの距離を光出射端面部１６に対して垂直な方向に沿った導光ブロック１１の厚みよりも大きく設定した。【選択図】図１
2007128114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンドリカル凹レンズ面にて形成され、光が入射する細長い光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む４つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第１斜面部ならびにその反対側の第２斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを含む導光ブロックと、
この導光ブロックの光入射端面部と対向し、前記プリズム体の頂部と平行に延在する線状の光源と、
この光源および前記光入射端面部を囲むリフレクタと
を具え、前記導光ブロックの光出射端面部から前記光源までの距離が前記光出射端面部に対して垂直な方向に沿った前記導光ブロックの厚みよりも大きく設定されていることを特徴とする平面照明装置。
【請求項２】
前記導光ブロックの光偏向要素は、底辺が前記光入射端面部の凹レンズ面の曲率中心軸線と平行な二等辺三角形状の開口を有し、前記光出射端面部に対してそれぞれ垂直な一対の錐面と、前記底辺を含む傾斜錐面とを持った三角錐状の凹部であることを特徴とする請求項１に記載の平面照明装置。
【請求項３】
前記導光ブロックの光偏向要素は、前記光出射端面部の中央部側ほど大きな占有率となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の平面照明装置。
【請求項４】
光が入射する光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む４つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第１斜面部ならびにその反対側の第２斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを含み、前記光出射端面部に対する前記一対の傾斜面の傾斜角が前記光出射端面部側ほど大きく設定された導光ブロックと、
この導光ブロックの光入射端面部と対向し、前記プリズム体の頂部と平行に延在する線状の光源と、
この光源および前記光入射端面部を囲むリフレクタと
を具え、前記導光ブロックの光出射端面部から前記光源までの距離が前記光出射端面部に対して垂直な方向に沿った前記導光ブロックの厚みよりも大きく設定されていることを特徴とする平面照明装置。
【請求項５】
光が入射する光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む４つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第１斜面部ならびにその反対側の第２斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを含み、前記光出射端面部と前記プリズム体の第２斜面部とのなす角が前記光入射端面部と前記光出射端面部との対向方向に沿って前記光出射端面部側ほど大きく設定された導光ブロックと、
この導光ブロックの光入射端面部と対向し、前記プリズム体の頂部と平行に延在する線状の光源と、
この光源および前記光入射端面部を囲むリフレクタと
を具え、前記導光ブロックの光出射端面部から前記光源までの距離が前記光出射端面部に対して垂直な方向に沿った前記導光ブロックの厚みよりも大きく設定されていることを特徴とする平面照明装置。
【請求項６】
前記導光ブロックの光出射端面部の単位面積当りに占める前記光偏向要素の面積の割合は、前記光入射端面部からの距離が遠いほど大きく設定されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の平面照明装置。
【請求項７】
前記リフレクタと一体に形成され、前記光入射端面部および前記光出射端面部以外の前記導光ブロックの周囲を覆う光反射カバーをさらに具えたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の平面照明装置。
【請求項８】
前記導光ブロックは、前記光出射端面部と前記側端面部との間に形成されて前記光出射端面部に対してそれぞれ垂直をなす少なくとも一対の接続端面部をさらに含み、
少なくとも２つの前記導光ブロックがこれらの接続端面部を介して一体的に連結され、
これら一体的に連結された導光ブロックの周囲を前記光反射カバーが覆っていることを特徴とする請求項７に記載の平面照明装置。
【請求項９】
前記導光ブロックの一対の接続端面部は、その一方が係止凸部を有すると共にこの係止凸部と対応した形状の係止凹部を他方が有することを特徴とする請求項８に記載の平面照明装置。
【請求項１０】
前記導光ブロックの前記光入射端面部と前記光出射端面部との対向方向に沿った前記プリズム体の間隔は、前記光出射端面部側ほど狭く設定されていることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の平面照明装置。
【請求項１１】
前記導光ブロックのプリズム体の頂部の高さは、前記光入射端面部と前記光出射端面部との対向方向に沿って前記光出射端面部側ほど高く設定されていることを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の平面照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光ブロックの光入射端面部から導入した光をこの光入射端面部と対向する光出射端面部から出射させるための平面照明装置に関し、特に広い面積を持った光出射端面部の全域から均一に光を出射させる場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶表示装置の光源として用いられる平面照明装置は、液晶表示装置の表示面積に応じて種々の形態のものが使用されている。しかしながら、消費電力を抑制するために光源として蛍光ランプやＬＥＤアレイなどを使用し、また平面照明装置の奥行き方向のコンパクト化を図ると同時に液晶表示面での均一な配光特性を得るために平板状をなす導光板を用い、この導光板の側端面から入射させた光源からの光を導光板の表面から均一に出射させるようにしたものが大部分である。このような導光板の表面や裏面には、導光板内を伝搬する光の伝搬特性や導光板の表面からの光の出射方向を変更するための微小な凹凸が所定のパターンにて形成され、これによって導光板の表面全域からほぼ均一な光を出射させることができる。
【０００３】
液晶技術の進歩に伴い、極めて大きな表示面積を持つ液晶表示装置が製造可能となっている。このような大型の透過型液晶表示装置においては、導光板の側端面すべてに蛍光ランプを配置したとしても、液晶表示面の中央部における光量が不足気味となり、表示面の全域に亙って均一な配光特性を持たせることが困難である。このため、表示面積が非常に大きな透過型液晶表示装置に用いられる平面照明装置としては、液晶表示装置の裏面に散光板を介して蛍光ランプなどの光源を配し、これをリフレクタで覆った構造のものが一般的となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内部を伝搬する光の伝搬特性や表面からの光の出射方向を変更するための微小な凹凸を所定のパターンに形成した大きな導光板は、ロール成形などが根本的にできないため、射出成形によって製造されるが、導光板の面積が大きくなるに連れて成形圧力も大きくしなければならず、極めて大型の射出成形装置が必要となり、設備コストが嵩む欠点を有する。
【０００５】
散光板とリフレクタとの間に光源を配した構造のものは、散光板の全域に亙って均一な配光特性を持たせるために散光板から光源までの距離をある程度離す必要があり、光源からの光が散光板まで気中伝搬状態となる。このため、散光板を使用していることと相俟って光の減衰が大きく、散光板の全域に亙って均一な配光特性が得られたとしても、十分な照度を得るためには消費電力の大きな光源を用いる必要がある。逆に、散光板に対して光源を近接させて配置した場合には、散光板からの出射光の強度をある程度確保することができるものの、散光板の全域に亙って均一な配光特性を持たせることが実質的に不可能である。
【０００６】
本発明の目的は、表示面積が大きな透過型液晶表示装置であっても、これに対して均一な配光特性を得ることができる低消費電力の平面照明装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、照明面積を任意に変更し得る均一な配光特性を持った低消費電力の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】
【０００８】
本発明による平面照明装置の第１の形態は、シリンドリカル凹レンズ面にて形成され、光が入射する細長い光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む４つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第１斜面部ならびにその反対側の第２斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを含む導光ブロックと、この導光ブロックの光入射端面部と対向し、前記プリズム体の頂部と平行に延在する線状の光源と、この光源および前記光入射端面部を囲むリフレクタとを具え、前記導光ブロックの光出射端面部から前記光源までの距離が前記光出射端面部に対して垂直な方向に沿った前記導光ブロックの厚みよりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明で用いられる導光ブロックは、光学ガラス以外に光学的に透明なＰＭＭＡ，ＰＣ，zeonor（商品名：日本ゼオン株式会社），アートン（商品名：ＪＳＲ株式会社）などの成形可能な樹脂により製造することができる。
【００１０】
本発明の第１の形態による平面照明装置において、導光ブロックの光偏向要素は、底辺が光入射端面部の凹レンズ面の曲率中心軸線と平行な二等辺三角形状の開口を有し、光出射端面部に対してそれぞれ垂直な一対の錐面と、底辺を含む傾斜錐面とを持った三角錐状の凹部であってよい。この場合、導光ブロックの光偏向要素は、光出射端面部の中央部側ほど大きな占有率となるように形成されていることが有効である。
【００１１】
本発明による平面照明装置の第２の形態は、光が入射する光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む４つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第１斜面部ならびにその反対側の第２斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを含み、前記光出射端面部に対する前記一対の傾斜面の傾斜角が前記光出射端面部側ほど大きく設定された導光ブロックと、この導光ブロックの光入射端面部と対向し、前記プリズム体の頂部と平行に延在する線状の光源と、この光源および前記光入射端面部を囲むリフレクタとを具え、前記導光ブロックの光出射端面部から前記光源までの距離が前記光出射端面部に対して垂直な方向に沿った前記導光ブロックの厚みよりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明による平面照明装置の第３の形態は、光が入射する光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む４つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第１斜面部ならびにその反対側の第２斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを含み、前記光出射端面部と前記プリズム体の第２斜面部とのなす角が前記光入射端面部と前記光出射端面部との対向方向に沿って前記光出射端面部側ほど大きく設定された導光ブロックと、この導光ブロックの光入射端面部と対向し、前記プリズム体の頂部と平行に延在する線状の光源と、この光源および前記光入射端面部を囲むリフレクタとを具え、前記導光ブロックの光出射端面部から前記光源までの距離が前記光出射端面部に対して垂直な方向に沿った前記導光ブロックの厚みよりも大きく設定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明において、光源にて発せられる光はリフレクタによって無駄なく光入射端面部から導光ブロック内に入射し、側端面部にて全反射を繰り返しながら光出射端面部へ向けて導光ブロック内を伝搬する。その途中で、側端面部に形成されたプリズム体により一部の光の伝搬方向が偏向されて拡散し、さらに光出射端面部に形成された光偏向要素によって出射方向を制御された光が出射端面部の全域に亙ってほぼ均一出射することとなる。
【００１４】
本発明の第２または第３の形態による平面照明装置において、導光ブロックの光出射端面部の単位面積当りに占める光偏向要素の面積の割合は、光入射端面部からの距離が遠いほど大きく設定されていることが好ましい。
【００１５】
光入射端面部を平面以外に凸面または凹面にすることも可能であり、例えば円錐面，円錐台面，レンズ面またはそのレンチキュラー面，あるいはレンチキュラープリズム面などで構成することができる。レンチキュラーレンズ面やレンチキュラープリズム面で光入射端面部を構成した場合には、入射端面部の中央部と外周縁部とで個々の光学要素の特性や分布を変えることも有効であるが、特に凹レンズ面が製造の容易性や効果の点で好ましい。
【００１６】
本発明による平面照明装置において、リフレクタと一体に形成され、光入射端面部および光出射端面部以外の導光ブロックの周囲を覆う光反射カバーをさらに具えることができる。この場合、導光ブロックは、光出射端面部と側端面部との間に形成されて光出射端面部に対してそれぞれ垂直をなす少なくとも一対の接続端面部をさらに含み、少なくとも２つの導光ブロックがこれらの接続端面部を介して一体的に連結され、これら一体的に連結された導光ブロックの周囲を光反射カバーが覆っているものであってよい。この場合、導光ブロックの一対の接続端面部は、その一方が係止凸部を有すると共にこの係止凸部と対応した形状の係止凹部を他方が有するものであってよい。
【００１７】
導光ブロックの光入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿ったプリズム体の間隔を光出射端面部側ほど狭く設定するようにしてもよい。
【００１８】
導光ブロックのプリズム体の頂部の高さを光入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿って光出射端面部側ほど高く設定するようにしてもよい。
【００１９】
導光ブロックの光偏向要素は、光出射端面部に対して凸状であっても凹状であってもよく、球面の一部や円形または多角形の柱状あるいは錐状（プリズム状）をなすものであって良い。
【００２０】
導光ブロックの側端面部の表面に形成された光反射層をさらに具えることができる。この場合、光反射層が金属または白色無機物質を有し、蒸着，スッパッタリング，塗布または接着によって形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の平面照明装置の第１の形態によると、光入射端面部から導光ブロック内に入射した光が光出射端面部に向けて導光ブロック内を伝搬する間にプリズム体によって効率良く拡散され、さらに光偏向要素によって光出射端面部の全域からほぼ均一な光量の光を出射させることができる。また、光入射端面部から導光ブロック内に入射した光を光出射端面部に向けて効率良く拡散させることができる。この結果、光源からの光を光出射端面部の全域からほぼ均一な光量で出射させることができる。
【００２２】
本発明の平面照明装置の第２の形態によると、導光ブロック内を伝搬する光のうち、光出射端面部側に向けて全反射する光の割合を光出射端面部側に近づくほど多くすることができるため、光出射端面部の中央部に対して外周縁部からの光の出射量を相対的に多くすることが可能となり、光出射端面部の全域に亙ってより均一な光量の光を出射させることができる。
【００２３】
本発明の平面照明装置の第３の形態によると、導光ブロック内を伝搬する光の全反射条件の破られる割合が光出射端面部側に近づくほど多くなるため、光出射端面部の中央部に対して外周縁部からの光の出射量を相対的に多くすることが可能となり、より均一な光量の光を光出射端面部の全域から出射させることができる。
【００２４】
リフレクタと一体に形成され、光入射端面部および光出射端面部以外の導光ブロックの周囲を覆う光反射カバーをさらに具えている場合には、導光ブロックの側端面部などから外部に漏出した光を再び導光ブロック内に導入させ、これによって光源からの光の損失を最小限に抑えることができる。
【００２５】
導光ブロックが光出射端面部と側端面部との間に形成されて光出射端面部に対してそれぞれ垂直をなす少なくとも一対の接続端面部を含み、少なくとも２つの導光ブロックがこれらの接続端面部を介して一体的に連結され、これら一体的に連結された導光ブロックの周囲を光反射カバーが覆っている場合、任意の照明面積を持った平面照明装置を容易に構成することができる。
【００２６】
光出射端面部の単位面積当りに占める光偏向要素の面積の割合を光入射端面部からの距離が遠いほど大きく設定した場合には、光出射端面部にて全反射する光が光偏向要素の存在によって光出射端面部から出射する傾向を持つため、光出射端面部の全域に亙ってより均一な光量の光を出射させることができる。
【００２７】
光入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿ったプリズム体の間隔を光出射端面部側ほど狭く設定したり、プリズム体の頂部の高さを光入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿って光出射端面部側ほど高く設定した場合には、導光ブロック内を伝搬する光の全反射条件の破られる割合が光出射端面部側に近づくほど多くなるため、光出射端面部の中央部に対して外周縁部からの光の出射量を相対的に多くすることが可能となり、より均一な光量の光を光出射端面部の全域から出射させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明による平面照明装置の実施例について、図１〜図８を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。
【００２９】
本発明による平面照明装置の第１の実施例の外観を分解状態で図１に示し、その断面構造を図２に示す。すなわち、本実施例における平面照明装置は、それぞれ略二等辺三角柱状をなす一対の導光ブロック１１と、これら導光ブロック１１の外周縁部を囲む枠体１２と、この枠体１２に一体的に接合され、前記導光ブロック１１がそれぞれ収容される一対のケーシング１３と、これらケーシング１３内にそれぞれ収容され、図示しない電源に接続する本発明の光源としての一対の蛍光ランプ１４とを具えている。
【００３０】
本実施例における導光ブロック１１の側面形状を図３に示し、図２中の矢視IV部を抽出拡大して図４に示す。すなわち、本実施例における導光ブロック１１は屈折率が１.４〜１.７程度の光学的に透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）などで形成され、光源である蛍光ランプ１４からの光が入射する細長い光入射端面部１５と、この光入射端面部１５の反対側に位置すると共に当該光入射端面部１５よりも大きな面積を有し、光が出射する矩形の光出射端面部１６と、光入射端面部１５と光出射端面部１６との間に位置する第１および第２の側端面部１７，１８と、光出射端面部１６と第１側端面部１７との間に位置し、光出射端面部１６に対してそれぞれ垂直をなす一対の接続端面部１９とを有する。
【００３１】
蛍光ランプ１４と対向し、この蛍光ランプ１４とほぼ等しい長さを有する細長い本実施例の光入射端面部１５は、図示しない曲率中心軸線が蛍光ランプ１４の長手方向と平行となるシリンドリカル凹レンズ面を構成しており、ここから導光ブロック１１内に入射する光がシリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線と垂直な平面内で拡散されるように配慮している。
【００３２】
一対の第１側端面部１７は、シリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線を通って光出射端面部１６に垂直な平面を対称面とする一対の傾斜面にて形成されており、一対の第２側端面部１８は、シリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線に対して垂直をなしている。
【００３３】
光入射端面部１５を平面にて形成した場合、ここから導光ブロック１１内に入射する光は、第２側端面部１８と平行な面内において導光ブロック１１を構成する材料の屈折率に依存した入射臨界角、すなわち全反射角以上には物理的に拡散しないため、これら一対の第１側端面部１７の開き角γが導光ブロック１１を構成する材料の全反射角よりも大きな場合、特に、光出射端面部１６から光源である蛍光ランプ１４までの距離を短く設定して平面照明装置の薄型化を企図した場合、一対の第１側端面部１７の開き角γを導光ブロック１１を構成する材料の全反射角よりも大きくする必要がある。このような場合、上述したように光入射端面部１５をシリンドリカル凹レンズ面に形成することにより、導光ブロック１１内に入射する光を一対の第１側端面部１７の開き角γに応じて導光ブロック１１の全域に拡散させることが可能となる。
【００３４】
シリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線と平行に延在する一対の接続端面部１９の一方には、円錐台状をなす係止凸部２０がこの接続端面部１９の長手方向に沿って相隔てて複数（図示例では２つ）形成されており、他方の接続端面部１９にはこれら係止凸部２０と対応した形状の係止凹部２１がこの接続端面部１９の長手方向に沿って相隔てて複数（図示例では２つ）形成されている。各接続端面部１９に形成される係止凸部２０および係止凹部２１の位置は、複数の導光ブロック１１の一方の接続端面部１９に形成された係止凸部２０を他方の導光ブロック１１の他方の接続端面部１９に形成された係止凹部２１に嵌合させた場合、これら２つの導光ブロック１１の接続端面部１９が完全に重なり合い、２つの導光ブロック１１の光出射端面部１６が段差なく完全に同一平面をなすように設定されている。
【００３５】
光出射端面部１６には、この光出射端面部１６からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素２２がランダムに形成されており、本実施例における光偏向要素２２は、球面の一部で形成された半径が数十マイクロメートル程度の凸球状をなし、光出射端面部１６の表面から数マイクロメートル程度突出している。これら光偏向要素２２の寸法形状や分布などは、光出射端面部１６から出射する光の拡散角や輝度および明るさが光偏向要素２２の存在によってその全域に亙りほぼ均一となるように、適切に設定されている。光偏向要素２２は、このような目的を達成することができさえすれば光出射端面部１６に対して凹状であってもよく、円形または多角形の柱状あるいは錐状をなしていても良い。光出射端面部１６の単位面積当りに占める光偏向要素２２の占有率は、シリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線を通る光出射端面部１６に対して垂直な面を中心としてここから遠ざかるほど、すなわち光入射端面部１５からの直線距離が遠いほど大きくなるように、図５に示すような分布を基本的に有している。
【００３６】
第１側端面部１７には、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体２３が形成されている。これらプリズム体２３も光偏向要素２２と同様に、最終的に光出射端面部１６から出射する光の拡散角や輝度および明るさがプリズム体２３の存在によってその全域に亙りほぼ均一となるように適切に設定されている。本実施例におけるプリズム体２３は、光出射端面部１６と平行に延在する頂部２４と、この頂部２４を境として光入射端面部１５側を向く第１斜面部２５およびその反対側の第２斜面部２６とを有する。本実施例では、光入射端面部１５と光出射端面部１６との対向方向に沿ったプリズム体の間隔Ｐを光出射端面部１６側ほど狭く設定している。このようなプリズム体２３を第２側端面部１８に形成することも有効である。
【００３７】
光出射端面部１６から出射する光の拡散角や輝度および明るさがその全域に亙りさらに均一となるように、プリズム体の頂部２４の高さを光入射端面部１５と光出射端面部１６との対向方向に沿って光出射端面部１６側ほど高く設定したり、光出射端面部１６とプリズム体の第２斜面部２６とのなす角θを光入射端面部１５と光出射端面部１６との対向方向に沿って光出射端面部１６側ほど大きく設定するようにしても良い。
【００３８】
従って、光偏向要素２２およびプリズム体２３の寸法形状や分布などを適当に調整することにより、光出射端面部１６から出射する光を所望の方向にのみ拡散させたり、その輝度分布や明るさも任意に設定することが可能となる。
【００３９】
本実施例では、一対の第１側端面部１７をそれぞれ平面にて形成したが、これら一対の第１側端面部１７の開き角γが光出射端面部１６側ほど連続的またはステップ状に小さくなるように設定するようにしても良い。すなわち、一対の第１側端面部１７の開き角γを入射光の最大屈折角よりも大きく設定した導光ブロック１１の場合、光出射端面部１６の中央部から出射する光量や輝度が第１側端面部１７に近接する光出射端面部１６の両側縁部から出射する光量や輝度よりも大きくなる傾向を持つ。このため、光出射端面部１６の両側縁部から出射する光量や輝度を相対的に増やし、光出射端面部１６の全域に亙って均一な光量および輝度となるように、光出射端面部１６側に近い第１側端面部１７の開き角γを小さくし、ここで導光ブロック１１に入射した入射光を全反射させることが有効である。これは、光出射端面部１６とプリズム体の第２斜面部２６とのなす角θを光入射端面部１５と光出射端面部１６との対向方向に沿って光出射端面部１６側ほど大きく設定した場合と同様である。
【００４０】
ケーシング１３は、蛍光ランプ１４が発する光を導光ブロック１１の光入射端面部１５に効率良く反射させるためのリフレクタ２７と、導光ブロック１１の第１および第２側端面部１７，１８を覆う光反射カバー２８とからなり、これらの内周面は導光ブロック１１から漏洩した光を再び導光ブロック１１内に入射させるために金属メッキまたは白色塗装などによる処理が施されている。本実施例における光反射カバー２８には、相互に連結状態にある導光ブロック１１の光入射端面部１５の周囲を囲み、光反射カバー２８の内周面と同様の反射処理が施された枠体１２が一体的に接合され、この枠体１２は接続端面部１９の幅に対してほぼ対応した幅寸法を有する。枠体１２には、導光ブロック１１の連結に関与していない接続端面部１９の係止凸部２０および係止凹部２１に対してそれぞれ係止する位置決め凹部２９および位置決め凸部３０が形成されており、これによって枠体１２に対する導光ブロック１１の位置決めを正確に行うことができるようになっている。枠体１２および光反射カバー２８は、これらの結合部分から外部に光が漏洩しないように、本実施例では嵌め合わせ構造を採用しており、これらは図示しない接着剤などによって一体的に接合される。
【００４１】
従って、蛍光ランプ１４から発せられた光は、リフレクタ２７によって光入射端面部１５から導光ブロック１１内に入射するが、この光入射端面部１５のシリンドリカル凹レンズ面の作用によって入射臨界角以上の角度に拡散され、光出射端面部１６側へ向けて導光ブロック１１内を伝搬する。第１および第２側端面部１７，１８や接続端面部１９から外部に漏出した光は、光反射カバー２８や枠体１２の内面処理によって、再び導光ブロック１１内に入射し、最終的にすべての光が導光ブロック１１の光出射端面部１６から出射する。この場合、光出射端面部１６から出射する光の拡散角や輝度および明るさは、プリズム体２３および光偏向要素２２の存在によって、その全域に亙りほぼ均一となる。
【００４２】
上述した実施例では、一対の第２側端面部１８をシリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線に対して垂直に設定したが、光源としてＬＥＤや電球などの点状光源を採用した場合には、これら一対の第２側端面部１８も第１側端面部１７と同様に傾斜させ、導光ブロック１１を全体として錐台状に形成することも可能である。この場合には、上述した接続端面部１９と同様な接続端面部を光出射端面部１６と第２側端面部１８との間にも形成し、導光ブロック１１を２つの方向に連結できるようにすることも可能である。このように側端面部１７，１８を錐面にした場合には、点状光源からの光を効率良く導光ブロック１１内に導入することができる。
【００４３】
上述した実施例では、照明面積を増大するために複数の導光ブロック１１を組み合わせて平面照明装置を構成したが、単一の導光ブロック１１のみ用いて平面照明装置を構成することも当然可能である。このような本発明による平面照明装置の他の実施例の外観を分解状態で図６に示し、その矢視VII部の平面形状を図７に抽出拡大して示し、この実施例における光偏向要素２２の外観を図８に抽出拡大して示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。
【００４４】
すなわち、本実施例における一対の第１側端面部１７の開き角γは、先の実施例における一対の第１側端面部１７の開き角よりもさらに大きく設定されているため、導光ブロック１１内で全反射せずにそのまま光出射端面部１６から出射する光が多くなる傾向を持つこととなる。そこで、導光ブロック１１内で全反射せずにそのまま光出射端面部１６から出射するような伝搬方向の光を接続端面部１９や第１側端面部１７側に全反射させる機能を光偏向要素２２に持たせ、これによって光出射端面部１６から出射する光の拡散角や輝度および明るさを均一化させるようにしている。本実施例における光偏向要素２２は、複数種類のものが混在した状態となっており、先の実施例の如き球面の一部で形成された半径が数十マイクロメートル程度の凸球状をなすものの他に、底辺３１がシリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線と平行な二等辺三角形状の開口を有し、光出射端面部１６に対してそれぞれ垂直な一対の錐面３２と、上端縁が上述した底辺３１となった傾斜錐面３３とを有する三角錐状の凹部を具えている。この三角錐状の凹部にて形成された光偏向要素２２の傾斜錐面３３が導光ブロック１１内で全反射せずにそのまま光出射端面部１６から出射するような伝搬方向の光を接続端面部１９や第１側端面部１７側に全反射させる機能を持っている。三角錐状の凹部にて形成された光偏向要素２２は、主として導光ブロック１１の光出射端面部１６の中央部側ほど大きな占有率となるようにランダムに形成され、凸球状をなす光偏向要素２２は主として光出射端面部１６の接続端面１９側ほど大きな占有率となるようにランダムに形成されている。
【００４５】
本実施例では、導光ブロック１１の全周に接続端面部１９，３４が形成しており、光出射端面部１６の長辺に沿って延在する細長い係止凸部２０および係止凹部２１が形成された一対の接続端面部１９と、光出射端面部１６の短辺に沿って延在する平坦な一対の接続端面部３４とを有している。平坦な一対の接続端面部３４にも係止凸部２０および係止凹部２１を形成するようにしても良い。また、本実施例では光源である蛍光ランプ１４の長さが光出射端面部１６の長辺の長さよりも短いものを使用しているため、一対の第２側端面部１８を一対の第１側端面部１７と同様に傾斜させ、これによって光入射端面部１５の長さを光源である蛍光ランプ１４の長さに対応させている。従って、本実施例における導光ブロック１１は略角錐台状をなしている。
【００４６】
なお、上述した２つの実施例において、導光ブロック１１の第１および第２側端面部１７，１８の表面に金属または酸化チタンなどのような白色無機物質を含む光反射層を形成した場合には、光反射カバー２８などを使用する必要がなくなり、しかも第１および第２側端面部１７，１８から導光ブロック１１の外部への光の漏出を抑えることができるため、光出射端面部１６から効率良く光を出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による平面照明装置の一実施例の外観を表す分解斜視図である。
【図２】図１に示した実施例における平面照明装置の断面図である。
【図３】図１に示した実施例における導光ブロックの側面図である。
【図４】図２中のIV矢視部の抽出拡大断面図である。
【図５】図１に示した実施例における光偏向要素の占有率を表すグラフである。
【図６】本発明による平面照明装置の他の実施例の外観を表す分解斜視図である。
【図７】図６中の矢視VII部の抽出拡大平面図である。
【図８】図７に示した光偏向要素の外観を表す拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１  導光ブロック
１２  枠体
１３  ケーシング
１４  蛍光ランプ
１５  光入射端面部
１６  光出射端面部
１７，１８  側端面部
１９  接続端面部
２０  係止凸部
２１  係止凹部
２２  光偏向要素
２３  プリズム体
２４  頂部
２５  第１斜面部
２６  第２斜面部
２７  リフレクタ
２８  光反射カバー
２９  位置決め凹部
３０  位置決め凸部
３１  底辺
３２  錐面
３３  傾斜錐面
３４  接続端面部
γ  第１側端面部の開き角
θ  光出射端面部と第２斜面部とのなす角
Ｐ  プリズム体の間隔
【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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