(57)【要約】【課題】  本発明は、発光素子が発光する光を均一化することのできる導光装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明の導光装置はＮ＋１個の導光板及びＮ個のリニア状分光体を含む。各導光板は出光面、導光面及び反射面を含む。出光面は導光板の一側に位置し、導光面は導光板における出光面と相対する他側に位置する。導光面の表面上に複数の導光用の第１の微細構造を有する。反射面は出光面の一側縁から、出光面に対して所定の仰角をもって上へ所定距離だけ延伸する。各分光体は第１の分光部及び第２の分光部を含む。ｉ個目の分光体の第１の分光部と第２の分光部はそれぞれｊ−１個目、ｊ個目の導光板における導光面と反射面の隣接部位に連接され、Ｎ、ｉ、ｊの関係は１≦ｉ≦Ｎ且つ２≦ｊ≦Ｎ＋１である。本発明はさらに、上記導光装置を含む光源モジュールを提供する。【選択図】図１Ａ
2013225472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ＋１個の導光板及びＮ個のリニア状分光体を含み、
前記Ｎは自然数であり、
各前記導光板は出光面、導光面及び反射面を含み、
前記出光面は、前記導光板の一側に位置し、
前記導光面は、前記導光板における前記出光面と相対する他側に位置し、前記導光面の表面上に複数の導光用の第１の微細構造を有し、
前記反射面は、前記出光面の一側縁と隣接し、前記出光面の一側縁から、前記出光面に対して所定の仰角をもって上へ所定距離だけ延伸し、
各前記リニア状分光体は、入光面及び前記入光面よりそれぞれ延伸する第１の分光部と第２の分光部を有し、
ｉ個目のリニア状分光体の前記第１の分光部と前記第２の分光部は、それぞれｊ−１個目、ｊ個目の導光板における前記導光面と前記反射面の隣接部位に連接され、それぞれ前記ｊ−１個目、ｊ個目の導光板の表面から突出し、
前記Ｎ、ｉ、ｊの関係は１≦ｉ≦Ｎ且つ２≦ｊ≦Ｎ＋１であることを特徴とする導光装置。
【請求項２】
中空円環状導光板及び中空切頂円錐状分光体を含み、
前記中空円環状導光板は、出光面、導光面及び反射面を含み
前記出光面は、前記中空円環状導光板の一面に位置し、
前記導光面は、前記中空円環状導光板における前記出光面と相対する他面に位置し、前記導光面の表面に複数の導光用の第１の微細構造を有し、
前記反射面は、前記出光面の一側縁と隣接し、前記出光面の内側縁から、前記出光面に対して所定の仰角をもって上へ所定距離だけ延伸し、
前記中空切頂円錐状分光体は、円形または円環状の入光面から構成した頂端と、前記入光面を囲繞する分光部と、から構成され、
前記分光部の底部は、前記中空円環状導光板における前記導光面と前記反射面の隣接部位に連接することを特徴とする導光装置。
【請求項３】
前記複数の第１の微細構造は互いに間隔をおいて位置するストリップ状のプリズム体（ｐｒｉｓｍ）であることを特徴とする請求項１または２に記載の導光装置。
【請求項４】
前記複数のストリップ状のプリズム体は基準平面上に位置し、前記基準平面と前記出光面より延伸してなる延伸平面の間には角度がθとされる夾角があり、各前記プリズム体の頂角の角度はωとし、前記導光板の屈折率はｎとし、θ、ω、ｎは次の数式（１）を満たすことを特徴とする請求項３に記載の導光装置。
【数２】
2013225472.tif 000004
【請求項５】
前記夾角θは１０度より小さいことを特徴とする請求項４に記載の導光装置。
【請求項６】
前記頂角ωは６０度より大きくて１２０度より小さいことを特徴とする請求項４に記載の導光装置。
【請求項７】
各前記第１の微細構造の横断面は半円形、曲面、円弧面または放物面であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の導光装置。
【請求項８】
前記導光板の屈折率は１．５より大きくて１．５８より小さいことを特徴とする請求項７に記載の導光装置。
【請求項９】
隣接する前記第１の微細構造の間の距離は０．５ｍｍより小さいことを特徴とする請求項８に記載の導光装置。
【請求項１０】
各前記第１の微細構造の幅は５μｍ〜５００μｍであることを特徴とする請求項９に記載の導光装置。
【請求項１１】
前記反射面は、高反射率材質から構成されるものであること、またはその表面に高反射率の特性を持つ第２の微細構造もしくは塗料が形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の導光装置。
【請求項１２】
前記導光面の表面にはさらに複数の第３の微細構造を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の導光装置。
【請求項１３】
前記複数の第３の微細構造は互いに間隔をおいて位置するストリップ状のプリズム体であることを特徴とする請求項１２に記載の導光装置。
【請求項１４】
各前記第３の微細構造の横断面は三角形、多角形、半円形、曲面、円弧面または放物面であることを特徴とする請求項１３に記載の導光装置。
【請求項１５】
請求項１または請求項３ないし請求項１４のいずれかに記載の導光装置及びＮ個の発光素子を含み、
各前記発光素子は、各前記リニア状分光体の前記入光面にそれぞれ設置され、ｉ個目の発光素子が発光する光は、前記ｉ個目のリニア状分光体を経由して前記ｊ−１個目及び前記ｊ個目の導光板に入ることを特徴とする光源モジュール。
【請求項１６】
請求項２ないし請求項１４のいずれかに記載の導光装置及び少なくとも一つの発光素子を含み、
前記発光素子は、前記入光面上に設置され、前記発光素子が発光する光は、前記中空切頂円錐状分光体を経由して前記中空円環状導光板に入ることを特徴とする光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子及びそれを備えた発光デバイスに関するものであり、特に導光装置及びそれを備えた光源モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在の高輝度発光素子、特に発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）といった発光素子は通常、指向性（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ）が高いため、光を集中して放出するようになっている。したがって、上記発光素子（例えば、発光ダイオードなど）が発光するとき、目立つ明るい光点が生成してしまうため、柔和や均一な照明効果を奏することは難しい。
【０００３】
そのため、現在、高輝度発光素子が採用される照明器具又はディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）など）の中には、高輝度発光素子から放出する光を均一化するために、拡散シート（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）を設置することが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、発光素子から放出する光を均一化することのできる導光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はＮ＋１個の導光板及びＮ個のリニア状分光体を含む導光装置を提供する。Ｎは自然数である。各導光板は出光面、導光面及び反射面を含む。出光面は導光板の一側に位置し、導光面は導光板における出光面と相対する他側に位置する。導光面の表面上に複数の導光用の第１の微細構造を有する。反射面は出光面の一側縁と隣接し、その出光面の一側縁から、出光面に対して所定の仰角をもって上へ所定距離だけ延伸する。各分光体は入光面、第１の分光部及び第２の分光部を含む。第１の分光部と第２の分光部は入光面よりそれぞれ延伸する。ｉ個目の分光体の第１の分光部と第２の分光部はそれぞれｊ−１個目、ｊ個目の導光板における導光面と反射面の隣接部位に連接され、それぞれｊ−１個目、ｊ個目の導光板の表面から突出する。Ｎ、ｉ、ｊの関係は１≦ｉ≦Ｎ且つ２≦ｊ≦Ｎ＋１である。
【０００６】
本発明はさらに、上記導光装置及びＮ個の発光素子を含む光源モジュールを提供する。各発光素子は各リニア状分光体の入光面にそれぞれ設置され、ｉ個目の発光素子が発光する光はｉ個目のリニア状分光体を経由してｊ−１個目及びｊ個目の導光板に入る。
【０００７】
本発明は中空円環状導光板及び中空切頂円錐状分光体を含む導光装置を提供する。中空円環状導光板は出光面、導光面及び反射面を含む。出光面は中空円環状導光板の一側に位置し、導光面は中空円環状導光板における出光面と相対する他側に位置する。導光面の表面上には複数の導光用の第１の微細構造を有する。反射面は出光面の一側縁と隣接し、その出光面の一側縁から、出光面に対して所定の仰角をもって上へ所定距離だけ延伸する。中空切頂円錐状分光体は、円形または円環状の入光面から構成した頂端と、入光面を囲繞する分光部と、から構成される。分光部の底部は中空円環状導光板における導光面と反射面の隣接部位に連接される。
【０００８】
本発明はさらに、上記導光装置及び少なくとも一つの発光素子を含む光源モジュールを提供する。発光素子は入光面上に設置され、発光素子が発光する光は分光体を経由して中空円環状導光板に入る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る導光装置によれば、上記出光面、導光面、反射面及び導光面の表面における複数の導光用の第１の微細構造により、発光素子が発光する光を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明に係る実施例における光源モジュールの立体模式図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおける導光装置の立体模式図である。
【図１Ｃ】図１Ａにおける分光体の側面模式図である。
【図１Ｄ】図１Ａにおける分光体及びその分光体に連接される導光板の側面模式図である。
【図２】本発明に係る他の実施例における光源モジュールの側面模式図である。
【図３Ａ】本発明に係る他の実施例における光源モジュールの立体模式図である。
【図３Ｂ】図３Ａにおける導光装置の断面模式図である。
【図４Ａ】本発明に係る他の実施例における光源モジュールの立体模式図である。
【図４Ｂ】図４Ａにおける導光装置の断面模式図である。
【図５】本発明に係る多種実施例における第１、第３の微細構造の横断面模式図である。
【図６】本発明に係る多種実施例における第１、第３の微細構造の横断面模式図である。
【図７】本発明に係る多種実施例における第１、第３の微細構造の横断面模式図である。
【図８】本発明に係る多種実施例における第１、第３の微細構造の横断面模式図である。
【図９】本発明に係る多種実施例における第１、第３の微細構造の横断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本明細書と図面に開示された本発明の実施形態は、本発明の技術内容をより分かりやすく説明し、本発明の理解を助けるために実施例を挙げたことに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００１２】
本発明に係る光源モジュールは照明器具又はディスプレイに適用することができるとともに均一化の光を提供することができる。より詳しく言うと、光源モジュールは天井ランプや卓上スタンドなどの照明器具に用いることができ、または装飾用のインテリアランプや警報機能を有する警報表示ランプなどの補助照明器具に用いることもできる。また、光源モジュールは液晶ディスプレイの内部のバックライトモジュール（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌｅ）の光源に用いることもできる。
【００１３】
本発明に係る一つの実施例において、光源モジュールはＮ個の発光素子及び１個の導光装置を含む。導光装置はＮ個のリニア状分光体及びＮ＋１個の導光板を含む。なお、Ｎは数量を表す自然数であるため、発光素子の数量は少なくとも１個であってもよく、導光板の数量は少なくとも２個であってもよい。上述した内容から、発光素子の数量とリニア状分光体の数量は同じ、導光板の数量は発光素子の数量より１個多くて、即ち導光板の数量もリニア状分光体の数量より１個多いことがわかる。
【００１４】
例えば、図１Ａを参照してください。図１Ａは本発明に係る実施例における光源モジュールの立体模式図。図１Ａに示す実施例において、光源モジュール１００は１個の導光装置１１０及び２個の発光素子１２０ａ、１２０ｂを含む。導光装置１１０は２個のリニア状分光体１１２ａ、１１２ｂ及び３個の導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを含む。発光素子１２０ａと１２０ｂは同じ種類の素子を採用してもよい。発光素子１２０ａと１２０ｂは複数の発光ダイオード又は他の種類の固体発光体を含んでもよい。また、発光素子１２０ａと１２０ｂはライトバー（ｌｉｇｈｔ  ｂａｒ）を採用してもよい。
【００１５】
また、光源モジュール１００はさらに複数の反射シート１３０、ハウジング１４０及び複数のベース１５０を含んでもよい。複数の反射シート１３０、複数のベース１５０、発光素子１２０ａ、１２０ｂ及び導光装置１１０は全てハウジング１４０の内部に配置される。複数の発光素子１２０ａ、１２０ｂはそれぞれ複数のベース１５０の中に取り付けられる。複数の反射シート１３０はそれぞれ導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの上に配置され、導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃからの光線を反射する。また、複数の反射シート１３０は全て複数の導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃと複数のベース１５０の間に位置する。
【００１６】
図１Ｂは図１Ａにおける導光装置の立体模式図。図１Ａ及び図１Ｂを参照してください。導光装置１１０のリニア状分光体１１２ａと１１２ｂは互いに同じ構造と材質を有し、また導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃも互いに同じ構造と材質を有する。そのため、導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの屈折率が互いに同じで、この屈折率の数値は１．５より大きくて１．５８より小さくしてもよい。
【００１７】
リニア状分光体１１２ａ、１１２ｂのいずれも透明であり、導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃは光透過性板体である。なお、リニア状分光体１１２ａ、１１２ｂ及び導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを構成する材質はポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ、アクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）樹脂ともいう）またはガラスなどの透明材料を採用することができる。
【００１８】
各導光板（即ち導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ）のいずれも出光面１１４ｄ、導光面１１４ｅ及び反射面１１４ｆを含む。出光面１１４ｄは、各導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの一側に位置し、平面または粗面化されたマット面にすることができる。導光面１１４ｅは各導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃにおける出光面１１４ｄと反対する側に位置し、即ち導光面１１４ｅは出光面１１４ｄと相対する位置に配置される。
【００１９】
反射面１１４ｆは、出光面１１４ｄの一側縁Ｅ１に連接され、その出光面１１４ｄの一側縁Ｅ１から、出光面１１４ｄに対して所定の仰角をもって上へ所定距離だけ延伸する。なお、側縁Ｅ１の形状は実質的に直線であり、反射面１１４ｆは導光面１１４ｅと連接していない。また、反射面１１４ｆは、平面であってもよく、高反射率材質から構成されるものであってもよく、その表面に高反射率の特性を持つ第２の微細構造もしくは塗料が形成されるようにしてもよい。これにより、反射面１１４ｆによって光を反射することができる。
【００２０】
導光面１１４ｅの表面には複数の第１の微細構造１１４ｇを有する。それらの第１の微細構造１１４ｇは互いに間隔をおいて位置するストリップ状のプリズム体（ｐｒｉｓｍ）である。好ましい実施例において、各第１の微細構造１１４ｇの幅Ｗ、即ち第１の微細構造１１４ｇの底部の幅は５μｍ〜５００μｍであってもよく、隣接する第１の微細構造１１４ｇの間の距離Ｄは０．５ｍｍより小さくするようにしてもよい。なお、本実施例において、各第１の微細構造１１４ｇの幅Ｗ及び隣接する第１の微細構造１１４ｇの間の距離Ｄについては例として説明するだけで、本発明を制限することはない。
【００２１】
図１Ｃは図１Ａにおけるリニア状分光体１１２ａ又は１１２ｂの側面模式図である。なお、図１Ｃには、リニア状分光体１１２ａと１１２ｂは互いに同じ構造であり、そして発光素子１２０ａと１２０ｂは同じ種類の素子を採用してもよいため、前記のリニア状分光体１１２ａまたは１１２ｂの構造を図面に細かく表すために、例としてリニア状分光体１１２ａと発光素子１２０ａだけを描画して説明する。
【００２２】
図１Ａ〜図１Ｃを参照してください。各リニア状分光体１１２ａまたは１１２ｂは入光面１１６、第１の分光部Ｓ１、第２の分光部Ｓ２を備える。第１の分光部Ｓ１と第２の分光部Ｓ２は、それぞれ入光面１１６から延伸して一つの導光板１１４ａ、１１４ｂまたは１１４ｃと連接する。各リニア状分光体１１２ａまたは１１２ｂは導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの隣接する両者の間に配置される。
【００２３】
詳しく言うと、本実施例において、導光装置１１０に含まれるリニア状分光体１１２ａと１１２ｂの数量は２個であり、導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの数量は３個であり、１個目のリニア状分光体１１２ａの第１の分光部Ｓ１は１個目の導光板１１４ａにおける導光面１１４ｅと反射面１１４ｆの隣接部位に連接され、１個目のリニア状分光体１１２ａの第２の分光部Ｓ２は２個目の導光板１１４ｂにおける導光面１１４ｅと反射面１１４ｆの隣接部位に連接される。また、１個目のリニア状分光体１１２ａの第１の分光部Ｓ１と第２の分光部Ｓ２は１個目の導光板１１４ａと２個目の導光板１１４ｂの表面から突出する。
【００２４】
同様に、２個目のリニア状分光体１１２ｂの第１の分光部Ｓ１は２個目の導光板１１４ｂにおける導光面１１４ｅと反射面１１４ｆの隣接部位に連接され、２個目のリニア状分光体１１２ａの第２の分光部Ｓ２は３個目の導光板１１４ｃにおける導光面１１４ｅと反射面１１４ｆの隣接部位に連接される。なお、２個目のリニア状分光体１１２ｂの第１の分光部Ｓ１と第２の分光部Ｓ２は２個目の導光板１１４ｂと３個目の導光板１１４ｃの表面から突出する。
【００２５】
これにより類推すれば、他の実施例においては、導光装置１１０に含まれるリニア状分光体（例えば、リニア状分光体１１２ａ、１１２ｂ）の数量はＮ個で、導光板（例えば、導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ）の数量はＮ＋１個である場合、ｉ個目のリニア状分光体の第１の分光部Ｓ１はｊ−１個目の導光板における導光面１１４ｅと反射面１１４ｆの隣接部位に連接され、ｉ個目のリニア状分光体の第２の分光部Ｓ２はｊ個目の導光板における導光面１１４ｅと反射面１１４ｆの隣接部位に連接される。なお、１≦ｉ≦Ｎ且つ２≦ｊ≦Ｎ＋１である。
【００２６】
図１Ｃを参照してください。発光素子１２０ａが光Ｌ１を発光するとき、光Ｌ１は入光面１１６から導光板１１４ａに入って反射面１１４ｆに至る。反射面１１４ｆによって光Ｌ１が導光面１１４ｅにある第１の微細構造１１４ｇへ反射される。反射面１１４ｆからの光Ｌ１は第１の微細構造１１４ｇに入射するとき、第１の微細構造１１４ｇによって光Ｌ１が出光面１１４ｄへ反射される。これにより、光Ｌ１は出光面１１４ｄから出射する。
【００２７】
同様に、発光素子１２０ａは入光面１１６から導光板１１４ｂに入って反射面１１４ｆに至る光Ｌ１も発光する。この場合、反射面１１４ｆによって光Ｌ１が導光面１１４ｅにある第１の微細構造１１４ｇへ反射される。反射面１１４ｆからの光Ｌ１は第１の微細構造１１４ｇに入射するとき、第１の微細構造１１４ｇによって光Ｌ１が出光面１１４ｄへ反射される。これにより、光Ｌ１は出光面１１４ｄから出射する。
【００２８】
上述した内容から、１個目の発光素子１２０ａが発光する光Ｌ１は１個目のリニア状分光体１１２ａを経由して１個目の導光板１１４ａと２個目の導光板１１４ｂに入ることがわかる。これにより類推すれば、発光素子（例えば、発光素子１２０ａ、１２０ｂ）の数量はＮ個であり、リニア状分光体（例えば、リニア状分光体１１２ａ、１１２ｂ）の数量もＮ個である場合、ｉ個目の発光素子が発光する光はｉ個目のリニア状分光体を経由してｊ−１個目とｊ個目の導光板に入る。
【００２９】
上述内容に基づき、光Ｌ１の経路は入光面１１６から順に反射面１１４ｆ、導光面１１４ｅ、出光面１１４ｄを経過する経路である。このような光Ｌ１の経路によって、光Ｌ１はリニア状分光体１１２ａに入ってからリニア状分光体１１２ａの相対する両側にある導光板１１４ａ、１１４ｂへ伝播する。次に、光Ｌ１は導光板１１４ａと１１４ｂ両者の出光面１１４ｄから出射する。これにより、導光装置１１０は光Ｌ１を均一化することができる。
【００３０】
図１Ｄは図１Ａにおける分光体及びその分光体に連接する導光板の側面模式図であり、例としてリニア状分光体１１２ａと導光板１１４ａだけを描画して説明する。図１Ｄを参照してください。複数の第１の微細構造１１４ｇは基準平面Ｐ１上にある。基準平面Ｐ１と出光面１１４ｄより延伸してなる延伸平面Ｐ２の間には角度がθとされる夾角がある（以下、夾角θという）。各プリズム体（即ち第１の微細構造１１４ｇ）の頂角の角度はωとする（以下、頂角ωという）。
【００３１】
光源モジュール１００に最適化の均一面光源を生じさせるために、本発明の好ましい実施例においては、夾角θは１０度より小さく、頂角ωは６０度より大きく１２０度より小さくするようにしてもよい。上記θ、ω、ｎは次の数式（１）を満たす。なお、ｎは導光板１１４ａの屈折率であり、その数値は１．５より大きくて１．５８より小さくしてもよい。
【００３２】
【数１】
2013225472.tif 000003
【００３３】
図２を参照してください。図２は本発明に係る他の実施例における光源モジュールの側面模式図である。本実施例において、光源モジュール２００は導光装置２１０及び発光素子２２０を含む。発光素子２２０は前述した実施例における発光素子１２０ａまたは１２０ｂを採用することができる。同じく、導光装置２１０は少なくとも１個のリニア状分光体２１２及び複数の導光板２１４を含む。リニア状分光体２１２はリニア状分光体１１２ａまたは１１２ｂを採用することができる。導光装置２１０は前述した実施例における導光装置１１０に相似しているが、両者の差異はそれぞれの導光板の構造が異なる点にある。
【００３４】
より詳しく説明すると、各導光板２１４は出光面２１４ｄ、導光面２１４ｅ及び反射面２１４ｆを含む。なお、出光面２１４ｄ、導光面２１４ｅ及び反射面２１４ｆ三者の配置方式及び相対位置はすべて前述した実施例における出光面１１４ｄ、導光面１１４ｅ及び反射面１１４ｆと同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００３５】
しかしながら、導光面２１４ｅの表面上には複数の第１の微細構造１１４ｇを有するだけではなく、さらに複数の第３の微細構造２１４ｇを有する。複数の第３の微細構造２１４ｇも互いに間隔をおいて位置するストリップ状のプリズム体であるが、第３の微細構造２１４ｇの構造と第１の微細構造１１４ｇの構造は異なる。例えば、図２における第３の微細構造２１４ｇの高さは第１の微細構造１１４ｇの高さより大きい。
【００３６】
また、出光面２１４ｄの表面上には複数の出光用微細構造２１４ｈを有する。複数の出光用微細構造２１４ｈは互いに間隔をおいて位置するストリップ状のプリズム体または円環状の柱体にしてもよい。勿論、図１Ｃに示す出光面１１４ｄのように、出光面２１４ｄは平面またはマット面にしてもよい。また、導光面２１４ｅに連接していない反射面２１４ｆは曲面にしてもよく、例えば、放物面、円弧面または双曲面にしてもよい。なお、前述した実施例における反射面１１４ｆのように、反射面２１４ｆは平面にしてもよい。
【００３７】
前述した内容によれば、出光面２１４ｄの表面上には複数の出光用微細構造２１４ｈを有することができ、また出光面２１４ｄは平面またはマット面にすることができ、また導光面２１４ｅに連接していない反射面２１４ｆは曲面または平面にすることができるため、ここでは図２は本発明の一つの実施例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではないことを強調する。
【００３８】
図３Ａ、図３Ｂを参照してください。図３Ａは本発明に係る他の実施例における光源モジュールの立体模式図であり、図３Ｂは図３Ａにおける導光装置の断面模式図である。光源モジュール３００は導光装置３１０及び発光素子３２０を含む。導光装置３１０は中空円環状導光板３１４及び中空切頂円錐状分光体３１２を含む。発光素子３２０は中空切頂円錐状分光体３１２上に配置される。
【００３９】
上記中空円環状導光板３１４は出光面３１４ｄ、導光面３１４ｅ及び反射面３１４ｆを含む。出光面３１４ｄは中空円環状導光板３１４の一面に位置し、導光面３１４ｅは中空円環状導光板３１４における出光面３１４ｄと相対する他面に位置し、即ち導光面３１４ｅは出光面３１４ｄと相対する位置に配置される。反射面３１４ｆは、出光面３１４ｄの一側縁Ｅ２に連接され、その出光面３１４ｄの一側縁Ｅ２から、出光面３１４ｄに対して所定の仰角をもって上へ所定距離だけ延伸する。また、反射面３１４ｆは曲面であり（図３Ｂに示すように）、導光面３１４ｅに連接していない。
【００４０】
前述した内容のように、導光面３１４ｅの表面上には複数の第１の微細構造３１４ｇを有し、反射面３１４ｆは、高反射率材質から構成されるものであってもよく、その表面に高反射率の特性を持つ第２の微細構造もしくは塗料が形成されるようにしてもよい。各第１の微細構造３１４ｇは互いに間隔をおいて位置する円環状のプリズム体である。複数の第１の微細構造３１４ｇの幅Ｗは５μｍ〜５００μｍであってもよく、隣接する第１の微細構造３１４ｇの間の距離Ｄは０．５ｍｍより小さくするようにしてもよい。なお、本実施例において、各第１の微細構造３１４ｇの幅Ｗ及び隣接する第１の微細構造３１４ｇの間の距離Ｄについては例として説明するだけで、本発明を制限することはない。
【００４１】
中空切頂円錐状分光体３１２は、円形の入光面３１６から構成した頂端と、入光面３１６を囲繞する分光部Ｓ３と、から構成される。分光部Ｓ３の頂部のエッジ線Ｓ３ａは入光面３１６のエッジ線３１６ａに連接する（図３Ａに示すように）。また、分光部Ｓ３の底部は中空円環状導光板３１４における導光面３１４ｅと反射面３１４ｆの隣接部位に連接され、中空切頂円錐状分光体３１２は中空円環状導光板３１４から突出する。
【００４２】
発光素子３２０は入光面３１６の上に配置される。発光素子３２０が発光するとき、発光素子３２０からの光は入光面３１６から中空切頂円錐状分光体３１２に入る。次に、中空切頂円錐状分光体３１２の中の光は被反射面３１４ｆによって反射され、中空円環状導光板３１４へ伝播する。そして、光は第１の微細構造３１４ｇによって反射されて出光面３１４ｄに向いて伝播し、出光面３１４ｄから出射する。これにより、導光装置３１０は発光素子３２０の光を均一化することができる。
【００４３】
各第１の微細構造３１４ｇは基準平面Ｐ３上に位置する。基準平面Ｐ３と出光面３１４ｄより延伸してなる延伸平面Ｐ４の間には角度がθとされる夾角がある（以下、夾角θという）。各プリズム体（即ち第１の微細構造３１４ｇ）の頂角の角度はωとする（以下、頂角ωという）。また、光源モジュール３００に最適の均一化効果を生じさせるために、本発明の好ましい実施例においては、夾角θは１０度より小さく、頂角ωは６０度より大きく１２０度より小さくするようにしてもよい。なお、θ、ω、ｎは前述した数式（１）を満たし、ｎは中空円環状導光板３１４の屈折率であり、その数値は１．５より大きくて１．５８より小さくしてもよい。
【００４４】
図４Ａ、図４Ｂを参照してください。図４Ａは本発明に係る他の実施例における光源モジュールの立体模式図であり、図４Ｂは図４Ａにおける導光装置の断面模式図である。光源モジュール４００は導光装置４１０及び発光素子４２０を含む。導光装置４１０は中空円環状導光板４１４及び中空切頂円錐状分光体４１２を含む。発光素子４２０は導光装置４１０上に配置される。
【００４５】
中空円環状導光板４１４は出光面４１４ｄ、導光面４１４ｅ及び反射面４１４ｆを含む。出光面４１４ｄは中空円環状導光板４１４の一面に位置し、導光面４１４ｅは中空円環状導光板４１４における出光面４１４ｄと相対する他面に位置し、即ち導光面４１４ｅは出光面４１４ｄと相対する位置に配置される。
【００４６】
反射面４１４ｆは、出光面４１４ｄの一側縁Ｅ３に連接され、その出光面４１４ｄの一側縁Ｅ３から、出光面４１４ｄに対して所定の仰角をもって上へ所定距離だけ延伸する。本実施例において、反射面４１４ｆは、平面であり（図４Ｂに示すように）、且つ導光面４１４ｅに連接されていないようにしてもよい。ただし、他の実施例において、反射面４１４ｆは曲面にしてもよく、例えば、放物面、円弧面または双曲面にしてもよい。したがって、本発明は反射面４１４ｆを平面または曲面に制限することはない。また、反射面４１４ｆは、高反射率材質から構成されるものであってもよく、その表面に高反射率の特性を持つ第２の微細構造もしくは塗料が形成されるようにしてもよい。
【００４７】
導光面４１４ｅの表面上には複数の第１の微細構造３１４ｇを有するだけではなく、さらに複数の第３の微細構造４１４ｇを有することもできる。複数の第３の微細構造４１４ｇも複数の第１の微細構造３１４ｇも互いに間隔をおいて位置するストリップ状のプリズム体にしてもよいが、第１の微細構造３１４ｇの構造は第３の微細構造４１４ｇと異なる構造を採用してもよい。例えば、図４Ｂにおける第３の微細構造４１４ｇの高さは第１の微細構造３１４ｇの高さより大きい。
【００４８】
本実施例において、各第１の微細構造３１４ｇの幅Ｗは５μｍ〜５００μｍであってもよい。また、図４Ｂに示す実施例において、第３の微細構造４１４ｇの幅は幅Ｗと等しいようにしてもよい。
【００４９】
また、出光面４１４ｄの表面上には複数の出光用微細構造４１４ｈを有する。本実施例において、複数の出光用微細構造４１４ｈは互いに間隔をおいて位置するストリップ状のプリズム体（図４Ｂに示すように）または円弧柱体にしてもよい。ただし、他の実施例において、出光面４１４ｄは平面またはマット面にしてもよい。したがって、図４Ｂに示す出光面４１４ｄは例として説明するだけで、本発明を制限することはない。
【００５０】
前述した内容のように、各第３の微細構造４１４ｇは基準平面Ｐ５上に位置する。基準平面Ｐ５と出光面４１４ｄより延伸してなる延伸平面Ｐ６の間には角度がθとされる夾角がある（以下、夾角θという）。各プリズム体（即ち第３の微細構造４１４ｇ）の頂角の角度はωとする（以下、頂角ωという）。光源モジュール４００に最適化の均一面光源を生じさせるために、本発明の好ましい実施例においては、夾角θは１０度より小さく、頂角ωは６０度より大きく１２０度より小さくするようにしてもよい。なお、θ、ω、ｎは前述した数式（１）を満たし、ｎは中空円環状導光板４１４の屈折率であり、その数値は１．５より大きくて１．５８より小さくしてもよい。
【００５１】
中空切頂円錐状分光体４１２は円環状の入光面４１６及び分光部Ｓ４から構成される。中空切頂円錐状分光体４１２は中空円環状導光板４１４から突出する。分光部Ｓ４の内径Ｒ１は分光部Ｓ４の底部から円環状の入光面４１６に向いて増加し、分光部Ｓ４の外径Ｒ２は円環状の入光面４１６から分光部Ｓ４の底部に向いて増加する。
【００５２】
なお、本発明の多種実施例において、例えば、前述の図１Ａ〜図１Ｄ、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂの実施例において、第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇ、第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇ及び出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈは溝（ｔｒｅｎｃｈ）に変えるようにしてもよい。この溝の全体的な光学効果は前記の第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇ、第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇまたは光微細構造２１４ｈ、４１４ｈの全体的な光学効果と同じである。図５〜図９に示すように、上記の溝はＶ字型溝、円弧形溝または多角形溝を採用してもよい。Ｖ字型溝の形状は対称してもよく不対称してもよい。円弧形溝の底部は円弧面にしてもよく、例えば、放物面、楕円弧面または双曲面にしてもよい。
【００５３】
図５〜図９は本発明に係る多種実施例における微細構造の横断面模式図である。図５〜図９に示す導光板５１４、６１４、７１４、８１４及び９１４のいずれも導光板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃまたは２１４に使ってもよいし、中空円環状導光板３１４または４１４に使ってもよい。図５を参照してください。図５における導光板５１４は複数の溝５１４ｔを有する。溝５１４ｔは円弧形溝である。溝５１４ｔの横断面は曲面であり、放物面５１４ｉはその一つの例である。第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇ、第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇ及び出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈの中から少なくとも一つを溝５１４ｔに変えるようにしてもよい。
【００５４】
図６を参照してください。図６における導光板６１４は複数の溝６１４ｔを有する。溝６１４ｔは円弧形溝である。第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇ、第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇ及び出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈの中から少なくとも一つを溝６１４ｔに変えるようにしてもよい。図６に示す実施例において、溝６１４ｔの横断面も曲面であるが、溝５１４ｔの曲面と異なって、円弧面６１４ｉのような半円形である。
【００５５】
図７を参照してください。図７における導光板７１４は複数の溝７１４ｔを有する。溝７１４ｔはＶ字型溝である。第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇ、第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇ及び出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈの中から少なくとも一つを溝７１４ｔに変えるようにしてもよい。また、図７に示す実施例において、溝７１４ｔの横断面は三角形７１４ｉにしてもよい。
【００５６】
図８を参照してください。図８における導光板８１４は複数の溝８１４ｔを有する。溝８１４ｔは多角形溝であり、その底部は平面にしてもよい。第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇ、第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇ及び出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈの中から少なくとも一つを溝８１４ｔに変えるようにしてもよい。また、図８に示す実施例において、溝８１４ｔの横断面は多角形にしてもよく、図８に示す四角形８１４ｉはその一つの例である。
【００５７】
図９を参照してください。図９における導光板９１４は複数の溝９１４ｔを有する。溝９１４ｔは多角形溝である。第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇ、第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇ及び出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈの中から少なくとも一つを溝９１４ｔに変えるようにしてもよい。図９に示す実施例において、溝９１４ｔの横断面も多角形であるが、溝８１４ｔの四角形と異なって、五角形９１４ｉである。
【００５８】
上述した内容から、第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇ、第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇ及び出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈはいずれも溝５１４ｔ、６１４ｔ、７１４ｔ、８１４ｔ及び９１４ｔ（図５至図９に示すように）に変えるようにしてもよいことがわかる。また、各実施例における導光面１１４ｅ、２１４ｅ、３１４ｅ及び４１４ｅはいずれの表面上に複数の第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇまたは複数の第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇを有するようにしてもよい。
【００５９】
各微細構造（例えば、第１の微細構造１１４ｇ、３１４ｇまたは第３の微細構造２１４ｇ、４１４ｇ）は互いに間隔をおいて位置するストリップ状の柱体または円環状の柱体である。第１の微細構造１１４ｇと第３の微細構造２１４ｇはストリップ状の柱体であり、第１の微細構造３１４ｇと第３の微細構造４１４ｇは円環状の柱体である。また、それらの柱体の形状はプリズム状にしてもよい。また、本発明の実施例において、出光面２１４ｄ、４１４ｄの表面上に複数の出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈを有し、各出光用微細構造２１４ｈ、４１４ｈは互いに間隔をおいて位置するストリップ状の柱体または円環状の柱体であり、出光用微細構造２１４ｈはストリップ状の柱体で出光用微細構造４１４ｈは円環状の柱体であり、柱体の形状はプリズム状にするようにしてもよい。
【００６０】
以上によれば、本発明の光源モジュールにおいて、前述した導光装置により、発光素子が発光する光は入光面から入り、分光部を通過して導光板へ伝播し、そして順に導光板の反射面、導光面、出光面を経過する。すると、光は導光板の出光面から出射する。即ち、光の経路により、光はリニア状または円環状の分光体に入ってから導光板へ伝播する。これにより、本発明の導光装置は発光素子が発光する光を均一化することができる。
【００６１】
上述したものは本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。当業者が本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく種々の変更や等価交換を行ったものは本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６２】
１００、２００、３００、４００  光源モジュール
１１０、２１０、３１０、４１０  導光装置
１１２ａ、１１２ｂ、２１２  リニア状分光体
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、２１４、５１４、６１４、７１４、８１４、９１４  導光板
１１４ｄ、２１４ｄ、３１４ｄ、４１４ｄ  出光面
１１４ｅ、２１４ｅ、３１４ｅ、４１４ｅ  導光面
１１４ｆ、２１４ｆ、３１４ｆ、４１４ｆ  反射面
１１４ｇ、３１４ｇ  第１の微細構造
１１６、３１４、４１６  入光面
１２０ａ、１２０ｂ、２２０、３２０、４２０  発光素子
１３０  反射シート
１４０  ハウジング
１５０  ベース
２１４ｇ、４１４ｇ  第３の微細構造
２１４ｈ、４１４ｈ  出光用微細構造
３１２、４１２  中空切頂円錐状分光体
３１４、４１４  中空円環状導光板
５１４ｔ、６１４ｔ、７１４ｔ、８１４ｔ、９１４ｔ  溝
５１４ｉ  放物面
６１４ｉ  円弧面
７１４ｉ  三角形
８１４ｉ  四角形
９１４ｉ  五角形
Ｄ  距離
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３  側縁
Ｌ１  光
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６  平面
Ｒ１  内径
Ｒ２  外径
Ｓ１  第１の分光部
Ｓ２  第２の分光部
Ｓ３、Ｓ４  分光部
Ｓ３ａ、３１６ａ  エッジ線
Ｗ  幅
θ  夾角
ω  頂角
【図１Ａ】
2013225472.tif 000005
【図１Ｂ】
2013225472.tif 000006
【図１Ｃ】
2013225472.tif 000007
【図１Ｄ】
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【図２】
2013225472.tif 000009
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2013225472.tif 000011
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013225472.tif 000016
【図８】
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【図９】
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