JP4101328B2

JP4101328B2 - Flat lighting device

Info

Publication number: JP4101328B2
Application number: JP19027497A
Authority: JP
Inventors: 昭宏村松; 信司中岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JPH1139914A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶画像表示装置などに用いられる平面照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶画像表示装置は、携帯性の向上のために小型軽量化が進められている。また、使用形態の多様化から、液晶画像表示装置は、屋外などの外光の強い環境下での使用も求められており、そのため、画像を認識しやすくするように、明るい照明が求められ、さらには、携帯電源の小型軽量化のために、その照明の小電力化が求められている。このような、液晶画像表示装置に用いられる平面照明装置は、以上の要求を満たすために改良されたものが提案されている。
【０００３】
以下に、従来の一般的な平面照明装置について、図面を参照しながら説明する。図８に、従来の平面照明装置の構成をあらわす斜視図を示す。図８において、１は光源、２は導光体、３は反射鏡、４は導光体２の側面であり、光源１からの光はその側面４に入射する。以下４を入射側面とする。５は導光体２の光反射側の面、６は光反射側の面５に形成されたプリズムの集合体から構成される光反射側プリズム群であり、光を拡散反射させるために、ブラスト加工等によりプリズムの面は、拡散粗面になっている。７は導光体２の光出射側の面、８ｂは光出射側の面７に形成されたプリズムの集合体から構成される直線状光出射側プリズム群、９は細かな凹凸形状をエンボス加工等により形成した拡散シート、１０はＰＥＴフィルム等の上に紫外線硬化樹脂を用いて直線状の頂稜をもつプリズムを形成したプリズムシート、１１は直線状光出射側プリスム群８ｂの各プリズムの稜線である。
【０００４】
次に、上述した従来の平面照明装置の動作を説明する。光源１が光を出射し、その光は、直接、または、反射鏡３により反射されて、入射側面４から導光体２に入射する。その光は、導光体２の中を進み、直接、または、全反射等を繰り返しながら、光反射側プリズム群６の拡散反射面で拡散反射されて、進行方向を変更され、光出射側の面７へ到達し、直線状光出射側プリズム群８ｂの屈折による集光作用によって集光されて、導光体２を出射する。
【０００５】
ところで、液晶パネルの視野角度が、導光体２からの出射光の出射角度より狭いため、導光体２からの出射光の一部は、利用されずに無駄になっていた。また、導光体２からの出射光の出射角度の広さよりも、その出射光の特定方向の輝度が高いことが望まれる、屋外での使用を想定した液晶画像表示装置に用いられる平面照明装置では、その出射光の輝度の高さを十分高くすることができなかった。
【０００６】
次に、従来の平面照明装置の導光体２の直線状光出射側プリズム群８ｂについて、図面を参照しながら説明する。直線状光出射側プリズム群８ｂは、プリズムシート１０のもつ集光効果と同様に、集光効果をもつものである。そのプリズムシート１０は、円柱状の金型材料を切削加工して製造した金型を用いて、紫外線硬化樹脂をプリズムの集合体状に形成されたものであり、各プリズムの頂角近傍を含めて、高精度に加工されたものである。このように、各プリズムの頂角が実質上尖頂となっており、その頂角近傍の平面が鏡面のような光沢面であるので、プリズムシート１０は、集光効果が大きいものとなる。それに対して、直線状光出射側プリズム群８ｂの各プリズムの頂角部分が丸いために、従来の平面照明装置の導光体２の直線状光出射側プリズム群８ｂの集光効果は、プリズムシート１０の集光効果の約５０％前後となっていた。その直線状光出射側プリズム群８ｂは、図９を用いて説明される金型を利用して作成される。図９は、直線状光出射側プリズム群８ｂの製造に用いられる金型を加工する場合の一般的な加工法を示している。このように、直線状の稜線を持つ、直線状光出射側プリズム群８ｂの基となる金型は、板状の金型材料を研削加工することによって加工されるために、研削に用いられる砥石の先端が丸い、または研削中に丸くなるという影響を受けて、プリズムの頂角部分が丸くなる。したがって、このような金型を用いて製造される直線状光出射側プリズム群８ｂは、プリズムの頂角部分が丸いものとなっていた。
【０００７】
又、先行技術文献である特開平７―２２５３２２号公報（以下、特許文献１という）には、導光板の片面に円弧軌道を描いた断面三角形の両側傾斜面を成す反射溝を複数形成する液晶表示用導光板の反射溝形成方法において、前記反射溝を形成するために、頂角が９０°の刃先を有し、該刃先の送り方向に幅を有するバイトを、前記導光板の金型を成型するためのマスター板の板面に垂直に立て、前記バイトの刃先の送り方向を一定にしたままで、該バイトを前記反射溝の所定の円弧軌道を描いて移動することにより、前記マスター板の板面に反射溝を刻削し、該マスター板によって成型した金型を用いて導光板を成型することを特徴とする液晶表示用導光板の反射溝形成方法が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の方法によって形成された液晶表示用導光板（平面証明装置）では、集光した光の方向（集光軸の方向）が円弧軌道に垂直であるため、円弧軌道の中心に近くなるほど、集光軸の方向の角度の違いが大きくなり、集光能力の誤差が生じることを、本願発明者らは発見した。
【０００９】
本発明は、従来の平面照明装置の課題を考慮し、集光能力の誤差を抑制することが可能な平面照明装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、光を発する光源と、光透過性材料で形成されており、前記光源からの光を入射し、内部の光を出射する光透過部とを備え、前記光透過部は、前記光源からの光を入射する第１の面と、その第１の面と実質上垂直であり、光を出射する第２の面とを有し、前記第２の面は、断面多角形状の角柱が複数個配列されたプリズム群から構成され、前記各角柱の稜線の全部または一部は、互いに、実質上同心円の円弧の関係にあり、前記各角柱の稜線は、少なくとも２点以上の、異なる中心の同心円の円弧の関係にあることを特徴とする平面照明装置である。
【００１３】
第２の本発明は、前記光透過部は、前記第１の面に実質上垂直、かつ、前記第２の面と実質上対向する位置に配置された第３の面を有し、その第３の面の全部または一部は、互いに、実質上同心円の複数の円弧を稜線とする、複数個の断面多角形状の角柱が配列されたプリズム群から構成され、前記光透過部内部の光を、実質上前記第２の面側に反射し、前記第３の面の各角柱の高さは、前記光源からの距離に基づいた高さであり、前記第３の面の各角柱の稜線の法線は、前記第２の面の各角柱の稜線の対応する法線に対して、実質上垂直であり、前記第３の面の各角柱の稜線は、少なくとも２点以上の、異なる中心の同心円の円弧の関係にあることを特徴とする第１の本発明の平面照明装置である。
【００１４】
第３の本発明は、前記光透過部は、前記第２の面の前記プリズム群の周辺に、その周辺部に届いた光を、前記光透過部内部に反射する平面反射部を備えたことを特徴とする第１の本発明の平面照明装置である。
【００１５】
第４の本発明は、前記光透過部は、前記第２の面の前記プリズム群、前記第３の面の前記プリズム群の少なくともいずれかの周辺に、その周辺部に届いた光を、前記光透過部内部に反射する平面反射部を備えたことを特徴とする第２の本発明の平面照明装置である。
第５の本発明は、前記第２の面の各角柱の斜面は、光学的に鏡面とみなすことができる光沢面であることを特徴とする第１又は第３の本発明の平面照明装置である。
第６の本発明は、前記第２の面および前記第３の面の各角柱の斜面は、光学的に鏡面とみなすことができる光沢面であることを特徴とする第２又は４の本発明の平面照明装置である。
第７の本発明は、前記平面反射部は、光学的に鏡面とみなすことができる光沢面であることを特徴とする第３又は４の本発明の平面照明装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明及び本発明に関連する発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置の構成をその動作とともに、図１から図４の図面を参照して説明する。図１は、本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置の構成をあらわす斜視図である。図２は、その平面照明装置の断面図である。図３は、その平面照明装置の導光体２の同心円光出射側プリズム群８ａを形成するための金型の加工法を示した図である。図４は、その同心円光出射側プリズム群８ａの集光軸方向を示した図である。なお、本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置では、「従来の技術」で説明した、従来の平面照明装置の構成部分と同じ構成部分については、同一符号を付し、また、それらの説明を省略する。
【００１８】
図１および図２において、光源１は、高圧インバータ電源装置等によって発光し、光を放射する。その光源１からの光は、直接、または、反射鏡３で反射されて、導光体２の入射側面４に入射する。その光は、直接、または、全反射等を繰り返しながら、導光体２の中を有効照明範囲１３内で進み、光反射側プリズム群６の実質上鏡面な反射面で全反射されて、進行方向を変更され、光出射側の面７へ到達し、同心円光出射側プリズム群８ａの屈折による集光作用によって集光されて、導光体２を出射し、液晶パネル等の特定の視野角を持つ光パイプに入射する。
【００１９】
次に、本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置の導光体２の同心円光出射側プリズム群８ａについて、図面を参照しながら説明する。図３は、その同心円光出射側プリズム群８ａを製造するための金型の加工法を示している。図３に示すように、同心円光出射側プリズム群８ａを製造するための金型は、同心円の稜線を持つ、複数のプリズムから構成されたものであり、図３の実質上長方形で囲まれた板状の金属材料を、その金属材料の外部の所定の点を中心として回転させて、プリズム断面形状のバイトで切削加工し、複数の同心円の円弧を稜線とする、複数のプリズムを形成して作成されたものである。その同心円の半径が大きいので、その金型の各プリズムの稜線は、全体的に見て、大きく曲がっているようなことはない。また、その金型がプリズム断面形状のバイトで切削加工されているので、その金型の各プリズム頂角部分は、図３に示すように、丸くならず、実質上尖頂となっている。上述したように、金属材料を回転させて、プリズム断面形状のバイトで切削加工する方法を用いると、金型の各プリズム頂角部分を丸くすることなく、つまり、それら各プリズム頂角部分が実質上尖頂となるように、金型を加工することができる。したがって、上述した金型を用いて製造された同心円光出射側プリズム群８ａは、金型と実質上同等な、同心円の稜線を持つ、複数のプリズムから構成されたものとなる。その結果、同心円光出射側プリズム群８ａの各プリズムの稜線は、全体的に見て、大きく曲がっていないので、同心円光出射側プリズム群８ａは、光を出射する場合、実質上特定の方向の輝度を大きくすることができる。また、同心円光出射側プリズム群８ａの各プリズム頂角部分が丸くなく、実質上尖頂となっているので、同心円光出射側プリズム群８ａの集光効果は、「従来の技術」または「発明が解決しようとする課題」で述べたプリズムシートの集光効果とほぼ同等で、大きい。さらに、同心円光出射側プリズム群８ａの金型が、板状の金属材料を回転させて加工されたものであるから、従来の平面照明装置の直線状光出射側プリズム群８ｂの金型に比べて安価になっている。その結果、同心円光出射側プリズム群８ａを、直線状光出射側プリズム群８ｂに比べて安価で加工することができることになるので、実施の形態１の平面照明装置は、従来の平面照明装置に比べて、安価になる。
【００２０】
次に、本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置の導光体２の同心円光出射側プリズム群８ａの集光軸の方向について、図４を参照しながら説明する。図４において、１２は、同心円光出射側プリズム群８ａが集光した光の方向、いいかえれば、集光軸の方向を示している。集光軸の方向１２は、同心円光出射側プリズム群８ａの各プリズムの稜線方向に垂直であり、また、その方向は、同心円光出射側プリズム群８ａの位置によって変化し、同心円の中心に近くなるほど、その中心からの距離の違いに比べて、集光軸の方向１２の角度の違いが大きくなる。それについては、同心円光出射側プリズム群８ａの金型を構成する各プリズムの稜線の直径を大きくするように加工すると、その距離の違いに対する集光軸の方向１２の角度の違いを問題にしないですませるレベルにすることができる。
【００２１】
また、図８に示した、従来の平面照明装置の導光体２のプリズムシート１０は、その加工法から薄肉化しているため、各プリズムの間隔を０．０２４〜０．０５ｍｍ前後としているが、同心円光出射側プリズム群８ａでは、各プリズムの間隔は、最も薄肉の所でも０．５ｍｍ程度であるので、同心円光出射側プリズム群８ａは、各プリズムの間隔を大きくすることが可能になる。実際的には、そのプリズム間隔は、０．０５ｍｍ以上が望ましい。
【００２２】
次に、光反射側の面５に形成された光反射側プリズム群６について、図１を参照して説明する。光反射側プリズム群６は、上述した同心円光出射側プリズム群８ａと同様に、同心円の稜線を持つ、複数のプリズムから構成されたものであり、その光反射側プリズム群６の各プリズムの稜線の法線の方向が、上述した同心円光出射側プリズム群８ａの各プリズムの稜線の法線の方向と実質上垂直になるように、その同心円光出射側プリズム群８ａに対向するように配置されている。また、光反射側プリズム群６の各プリズムの高さは、光源１からの距離に応じて高くなっている。したがって、光反射側プリズム群６は、同心円光出射側プリズム群８ａが集光することができない、その同心円光出射側プリズム群８ａの各プリズムの稜線の接線の方向の光を同心円光出射側プリズム群８ａ側に反射することができる。つまり、導光体２は、２次元的に、効率よく集光することができるということである。
【００２３】
したがって、上述したように、実施の形態１の平面照明装置は、液晶パネル等の特定の視野角を持ったライトパイプに対して効率よく光を与えることができる。
【００２４】
また、実施の形態１の平面照明装置は、従来の平面照明装置に比べて安価で提供することができる。
【００２５】
なお、実施の形態１では、同心円光出射側プリズム群８ａを製造するための金型は、実質上長方形の板状の金属材料を、その金属材料の外部の所定の点を中心として回転させて、プリズム断面形状のバイトで切削加工し、複数の同心円の円弧を稜線とする、複数のプリズムを形成して作成されたものであるとしたが、同心円光出射側プリズム群８ａを製造するための金型は、実質上長方形の板状の金属型材料を、その金属材料の外部の所定の点を中心として回転させ、かつプリズム断面形状のバイトも同じ所定の点を中心として回転させて切削加工して作成されたものであってもよい。また、同心円光出射側プリズム群８ａを製造するための金型は、実質上長方形の板状の金属材料を所定の位置に配置し、その金属材料の外部の所定の点を中心としてプリズム断面形状のバイトを回転させて、金属材料を切削加工して作成されたものであってもよい。また、同心円光出射側プリズム群８ａを製造するための金型は、円盤状の金属材料、および／またはプリズム断面形状のバイトを回転させて、円盤状の金属材料をバイトで切削加工し、複数の同心円を稜線とする、複数のプリズムを形成し、その同心円の中心から放射する方向に、所定の幅で切断して作成されたものであるとしてもよい。この場合、その同心円光出射側プリズム群８ａの金型を大きな金属材料から切削加工すると、その金属材料から複数個の金型を切り分けることができるので、一度に複数個の金型を加工することができ、金型や補修用金型を安く作成できるという利点がある。また、同心円光出射側プリズム群８ａを製造するための金型は、円盤状の金属材料、および／またはプリズム断面形状のバイトを回転させて、金属材料を切削加工し、複数の同心円を稜線とする、複数のプリズムを形成して作成されたものであってもよい。この場合、その金型を用いて、光透過性材料から同心円を稜線とする複数のプリズムから構成される板状の光透過部を製造し、その板状の光透過部を、同心円の中心から放射する方向に、所定の幅で切断して、同心円光出射側プリズム群８ａを有する導光体２を製造しさえすればよい。
【００２６】
さらに、実施の形態１では、光反射側プリズム群６の各プリズムの高さは、光源１からの距離に応じて高くなっているとしたが、光反射側プリズム群６の各プリズムの高さは、光源１からの所定の距離までは、光源１からの距離に応じて高くなり、所定の距離をこえた後、光源１からの距離に応じて低くなっていてもよい。要するに、光反射側プリズム群６の各プリズムの高さは、光源１からの距離に基づいた高さでありさえすればよい。
【００２７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の平面照明装置の構成をその動作とともに、図５および図６を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態２の平面照明装置と本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置との相違は、同心円光出射側プリズム群８ａと光反射側プリズム群６の部分のみであるので、実施の形態２では、その同心円光出射側プリズム群８ａと光反射側プリズム群６についてのみ説明する。
【００２８】
図５は、本発明の実施の形態２の平面照明装置の同心円光出射側プリズム群８ａの平面図である。図６は、その同心円光出射側プリズム群８ａの集光軸の方向１２を示した図である。
【００２９】
図５に示すように、同心円光出射側プリズム群８ａは、実施の形態１で示したような、同心円光出射側プリズム群８ａのような、互いに異なる２つの同心円光出射側プリズム群から構成されており、それら２つの同心円光出射側プリズム群は、同心円光出射側プリズム群８ａの上下半分ずつに配置されている。また、同心円光出射側プリズム群８ａを構成する、２つの同心円光出射側プリズム群の同心円の中心は、同心円光出射側プリズム群８ａを左右に２分割する直線上の所定の異なる点である。また、図６に示すように、上述した２つの同心円光出射側プリズム群の同心円の円弧の法線、つまり集光軸の方向１２が同じような方向となるように、同心円光出射側プリズム群８ａは、作られている。
【００３０】
つまり、同心円光出射側プリズム群８ａの金型は、互いに異なる２点を中心とした同心円の複数の円弧を稜線とするプリズムの集合体から構成される、２つの金型から形成され、その２つの金型から形成された金型を利用して、本発明の実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａは、作られたものであるということである。
【００３１】
このように、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａが、互いに異なる２つの同心円光出射側プリズム群から構成されたものであるので、実施の形態１の同心円光出射側プリズム群８ａの左右または上下で見られた、同心円の円弧の曲率半径の誤差を少なくすることができる。すなわち、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａの同心円の円弧の曲率半径を実質上大きくすることができる。その結果、図６に示すように、同心円光出射側プリズム群８ａは、集光軸の方向１２の角度の誤差を少なくすることができ、同心円光出射側プリズム群８ａの場所に依存した集光能力の誤差を少なくすることができる。このように、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａを有する導光体２を備えた平面照明装置では、発する光の輝度が、ほとんど場所に依存することなく、実質上同等になっているので、実施の形態２の平面照明装置は、画面サイズの大きな映像表示装置に用いることができる効果がある。
【００３２】
また、同心円光出射側プリズム群８ａと同様に、光反射側プリズム群６も、互いに異なる２つの同心円光出射側プリズム群から構成されており、それら２つの同心円光出射側プリズム群は、光反射側プリズム群６の上下半分ずつに配置されており、その２つの同心円光出射側プリズム群の同心円の円弧のそれぞれの法線が、同じような方向となるように、光反射側プリズム群６は、作られている。そして、光反射側プリズム群６は、光反射側プリズム群６自身の各プリズムの稜線の法線の方向が、上述した同心円光出射側プリズム群８ａの各プリズムの稜線の法線の方向と実質上垂直になるように、その同心円光出射側プリズム群８ａに対向するように配置されている。
【００３３】
このように、実施の形態２の光反射側プリズム群６が、互いに異なる２つの同心円光出射側プリズム群から構成されたものであるので、実施の形態１の光反射側プリズム群６の左右または上下で見られた、同心円の円弧の曲率半径の誤差を少なくすることができる。すなわち、実施の形態２の光反射側プリズム群６の同心円の円弧の曲率半径を実質上大きくすることができる。その結果、光反射側プリズム群６は、同心円光出射側プリズム群８ａ側への光の反射の場所による誤差を少なくすることができる。
【００３４】
さらに、上述したように、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａおよび光反射側プリズム群６が、互いに異なる２つの同心円光出射側プリズム群から構成されたものであるので、その同心円光出射側プリズム群８ａまたは光反射側プリズム群６の金型それぞれを構成する２つの金型のひとつずつを小さくすることができたり、切削加工した円盤状の金型を有効に利用することができる効果があるのは無論である。
【００３５】
なお、図５および図６では、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａを構成する、互いに異なる２つの同心円光出射側プリズム群それぞれの同心円の中心は、異なる２つの同心円光出射側プリズム群の境界線の同じ側に配置されるように描かれているが、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａおよび光反射側プリズム群６それぞれを構成する、互いに異なる２つの同心円光出射側プリズム群それぞれの同心円の中心は、それぞれの異なる２つの同心円光出射側プリズム群の境界線の違う側に配置されていてもよい。要するに、同心円光出射側プリズム群８ａおよび光反射側プリズム群６それぞれを構成する、互いに異なる２つの同心円光出射側プリズム群の同心円の円弧のそれぞれの法線が、同じような方向となりさえすればよい。
【００３６】
また、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａおよび光反射側プリズム群６は、互いに異なる２つの点を中心とする同心円光出射側プリズム群から構成されるとしたが、同心円光出射側プリズム群８ａおよび光反射側プリズム群６は、互いに異なる３つの点を中心とする同心円光出射側プリズム群から構成されるものであってもよい。要するに、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａおよび光反射側プリズム群６は、互いに異なる２つ以上の点を中心とする同心円光出射側プリズム群から構成され、それぞれのプリズム群の各プリズムの法線がそれぞれ同じような方向となるようなものでありさえすればよい。要するに、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａおよび光反射側プリズム群６は、互いに異なる２つ以上の点を中心とする同心円光出射側プリズム群から構成され、それぞれのプリズム群の各プリズムの法線がそれぞれ同じような方向となるようなものでありさえすればよい。いいかえると、実施の形態２の同心円光出射側プリズム群８ａおよび光反射側プリズム群６を構成する各プリズムの稜線は、少なくとも２点以上の、異なる中心の同心円の関係にありさえすればよい。
【００３７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の平面照明装置の構成をその動作とともに、図７を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態３の平面照明装置と本発明に関連する発明の実施の形態１または本発明の実施の形態２の平面照明装置との相違は、導光体２の一部に設けられたプリズム周辺平面部１４の部分のみであるので、実施の形態３では、そのプリズム周辺平面部１４についてのみ説明する。
【００３８】
図７は、本発明の実施の形態３の平面照明装置の斜視図である。１３は、導光体２が光を出射するさいの光を利用することができる導光体２内の範囲であり、有効照明範囲という。１４は、光反射側の面５に形成された光反射側プリズム群６と、光出射側の面７に形成された同心円光出射側プリズム群８ａの周辺部に設けられた平面部であり、プリズム周辺平面部という。
【００３９】
プリズム周辺平面部１４は、導光体２内部の光で、そのプリズム周辺平面部１４に届いた光を全反射して、有効照明範囲１３に戻らせる。そして、有効照明範囲１３に戻った光は、再利用されて同心円光出射側プリズム群８ａから外部に出射する。
【００４０】
このように、プリズム周辺平面部１４に届いた光、いいかえれば、有効照明範囲１３外部の無効範囲の光が再利用されるので、本発明の実施の形態３の平面照明装置は、総じて同心円光出射側プリズム群８ａから出射する光の輝度を高くすることができる。
【００４１】
さらに、プリズム周辺平面部１４を含めて、導光体２の外周部全域を、鏡面加工すると、光を拡散させることなく、光の指向性を狭くできるので、特定方向の輝度を高めることができる。
【００４２】
なお、実施の形態１、２および３では、光透過部として導光体２を用いた。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、集光能力の誤差を抑制することが可能な平面照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置の斜視図
【図２】本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置の断面図
【図３】本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置の導光体の同心円光射出側プリズム群を製造するための金型の加工法を示した図
【図４】本発明に関連する発明の実施の形態１の平面照明装置の導光体の同心円光射出側プリズム群の集光軸方向を示した図
【図５】本発明の実施の形態２の平面照明装置の導光体の同心円光射出側プリズム群の平面図
【図６】本発明の実施の形態２の平面照明装置の導光体の同心円光射出側プリズム群の集光軸方向を示した図
【図７】本発明の実施の形態３の平面照明装置の斜視図
【図８】従来の平面照明装置の斜視図
【図９】従来の平面照明装置の直線状光出射側プリズム群を製造するための金型を加工する場合の一般的な加工法を示す図
【符号の説明】
１光源
２導光体
３反射鏡
４入射側面
５光反射側の面
６光反射側プリズム群
７光出射側の面
８ａ同心円光出射側プリズム群
８ｂ直線状光出射側プリズム群
９拡散シート
１０プリズムシート
１１同心円光出射側プリズム群８ａまたは直線状光出射側プリズム群８ｂの稜線
１２集光軸の方向
１３有効照明範囲
１４プリズム周辺平面部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a flat illumination device used for a liquid crystal image display device or the like.In placeIt is related.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, liquid crystal image display devices have been reduced in size and weight in order to improve portability. In addition, because of the diversification of usage forms, liquid crystal image display devices are also required to be used in environments with strong external light such as outdoors, and therefore, bright illumination is required so that images can be easily recognized, Furthermore, in order to reduce the size and weight of the portable power source, there is a demand for reducing the power of the illumination. As such a flat illumination device used for a liquid crystal image display device, an improved one has been proposed to satisfy the above requirements.
[0003]
  A conventional general flat illumination device will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of a conventional flat illumination device. In FIG. 8, 1 is a light source, 2 is a light guide, 3 is a reflecting mirror, 4 is a side surface of the light guide 2, and light from the light source 1 is incident on the side surface 4. Hereinafter, 4 is defined as an incident side surface. 5 is a light reflection side surface of the light guide 2, and 6 is a light reflection side prism group composed of a collection of prisms formed on the light reflection side surface 5. Due to processing or the like, the surface of the prism is a diffuse rough surface. 7 is a light emitting side surface of the light guide 2, 8 b is a linear light emitting side prism group composed of a set of prisms formed on the light emitting side surface 7, and 9 is an embossed fine concavo-convex shape 10 is a prism sheet in which a prism having a straight apex is formed on a PET film or the like using a UV curable resin, and 11 is a ridge line of each prism of the linear light emitting side prism group 8b. It is.
[0004]
  Next, the operation of the above-described conventional flat illumination device will be described. The light source 1 emits light, and the light is reflected directly or by the reflecting mirror 3 and enters the light guide 2 from the incident side surface 4. The light travels in the light guide 2 and is diffused and reflected by the diffuse reflection surface of the light reflection side prism group 6 while repeating direct reflection or total reflection, and the traveling direction is changed. The light reaches the surface 7, is condensed by the light condensing action by the refraction of the linear light emitting side prism group 8 b, and exits the light guide 2.
[0005]
  By the way, since the viewing angle of the liquid crystal panel is narrower than the emission angle of the emitted light from the light guide 2, a part of the emitted light from the light guide 2 is not used and wasted. In addition, it is desired that the brightness of the emitted light in a specific direction is higher than the width of the outgoing angle of the emitted light from the light guide 2, and a flat illumination device used for a liquid crystal image display device assumed to be used outdoors. Then, the brightness of the emitted light could not be sufficiently increased.
[0006]
  Next, the linear light emission side prism group 8b of the light guide 2 of the conventional flat illumination device will be described with reference to the drawings. The linear light emission side prism group 8b has a light condensing effect, similar to the light condensing effect of the prism sheet 10. The prism sheet 10 is obtained by forming an ultraviolet curable resin into an aggregate of prisms using a mold manufactured by cutting a cylindrical mold material, including the vicinity of the apex angle of each prism. And processed with high accuracy. Thus, the prism sheet 10 has a large light collection effect because the apex angle of each prism is substantially apex, and the plane near the apex angle is a glossy surface such as a mirror surface. On the other hand, since the apex angle portion of each prism of the linear light emission side prism group 8b is round, the light condensing effect of the linear light emission side prism group 8b of the light guide 2 of the conventional flat illumination device is the prism. It was about 50% of the light collecting effect of the sheet 10. The linear light emission side prism group 8b is created using a mold described with reference to FIG. FIG. 9 shows a general processing method when processing a mold used for manufacturing the linear light emitting side prism group 8b. In this way, the mold that has the linear ridgeline and is the basis of the linear light emitting side prism group 8b is processed by grinding the plate-shaped mold material, so that the grindstone used for grinding is used. The apex portion of the prism is rounded under the influence of the rounded tip or rounding during grinding. Therefore, in the linear light emitting side prism group 8b manufactured using such a mold, the apex angle portion of the prism is round.
[0007]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-225322 (hereinafter referred to as Patent Document 1), which is a prior art document, discloses a liquid crystal in which a plurality of reflective grooves are formed on both sides of a triangular triangle with a circular arc orbit drawn on one side of a light guide plate. In the method of forming a reflection groove of a light guide plate for display, in order to form the reflection groove, a cutting tool having a cutting edge with an apex angle of 90 ° and a width in the feed direction of the cutting edge is used. Standing perpendicularly to the plate surface of the master plate for molding, the master plate is moved while drawing a predetermined arc orbit of the reflection groove while keeping the feed direction of the cutting edge of the bite constant. A reflection groove forming method for a light guide plate for liquid crystal display is disclosed, in which a reflection groove is cut on the plate surface and a light guide plate is formed using a mold formed by the master plate.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the light guide plate for liquid crystal display (planar proof device) formed by the method of Patent Document 1, the direction of the condensed light (the direction of the condensing axis) is perpendicular to the arc orbit, so the center of the arc orbit The inventors of the present application have found that the closer the angle is to, the greater the difference in the angle of the direction of the light collecting axis and the error in the light collecting ability.
[0009]
An object of the present invention is to provide a flat illumination device capable of suppressing an error in light collecting ability in consideration of the problems of the conventional flat illumination device.
[0010]
[0011]
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  FirstThe present invention of 1A light source that emits light; and a light transmissive portion that is made of a light transmissive material and that receives light from the light source and emits internal light. The light transmissive portion emits light from the light source. An incident first surface, and a second surface that is substantially perpendicular to the first surface and that emits light, and a plurality of prisms having a polygonal cross section are arranged on the second surface. And all or part of the ridge lines of each prism are substantially in a concentric arc relationship with each other, and the ridge lines of each prism are at least two or more concentric arcs of different centers. The flat illumination device is characterized by the following relationship.
[0013]
  FirstThe present invention of 2The light transmission portion has a third surface disposed at a position substantially perpendicular to the first surface and substantially opposite to the second surface, and all or one of the third surfaces. The portion is composed of a prism group in which a plurality of polygonal prisms having a plurality of polygonal cross sections whose ridgelines are substantially concentric arcs with respect to each other, and the light inside the light transmission portion is substantially transmitted to the second portion. Reflected to the surface side, the height of each prism of the third surface is a height based on the distance from the light source, and the normal of the ridge line of each prism of the third surface is the second Are substantially perpendicular to the corresponding normal of the ridgelines of each prism of the surface of the surface, and the ridgelines of each prism of the third surface are in a relationship of at least two or more concentric arcs of different centers. A flat illumination device according to the first aspect of the present invention.
[0014]
  FirstThe present invention of 3The light transmission unit includes a planar reflection unit that reflects light reaching the periphery of the prism group on the second surface to the inside of the light transmission unit. It is a plane illumination device of the present invention.
[0015]
  FirstThe present invention of 4The light transmission part reflects light that reaches the periphery of at least one of the prism group on the second surface and the prism group on the third surface to the inside of the light transmission part. A flat illumination device according to the second aspect of the present invention, comprising a flat reflecting portion.
  A fifth aspect of the present invention is the planar illumination device according to the first or third aspect of the present invention, wherein the slope of each prism of the second surface is a glossy surface that can be optically regarded as a mirror surface. is there.
According to a sixth aspect of the present invention, the inclined surfaces of the prisms of the second surface and the third surface are glossy surfaces that can be optically regarded as mirror surfaces. This is a flat illumination device.
  A seventh aspect of the present invention is the planar illumination device according to the third or fourth aspect of the present invention, wherein the planar reflecting portion is a glossy surface that can be optically regarded as a mirror surface.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  In the following, the present inventionAnd inventions related to the present inventionThe embodiment will be described with reference to the drawings.
[0017]
  (Embodiment 1)
  The present inventionInventions related toThe configuration of the flat illumination device of the first embodiment will be described together with the operation thereof with reference to the drawings of FIGS. FIG. 1 shows the present invention.Inventions related toIt is a perspective view showing the structure of the planar illuminating device of Embodiment 1. FIG. 2 is a cross-sectional view of the flat illumination device. FIG. 3 shows the light guide 2 of the flat illumination device.Concentric circlesIt is the figure which showed the processing method of the metal mold | die for forming the light emission side prism group 8a. Figure 4 shows theConcentric circlesIt is the figure which showed the condensing axis direction of the light emission side prism group 8a. The present inventionInventions related toIn the flat illumination device of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the conventional flat illumination device described in “Prior art”, and description thereof is omitted.
[0018]
  1 and 2, the light source 1 emits light and emits light by a high-voltage inverter power supply device or the like. The light from the light source 1 is incident on the incident side surface 4 of the light guide 2 either directly or after being reflected by the reflecting mirror 3. The light travels through the light guide 2 within the effective illumination range 13 directly or while repeating total reflection, etc., and is totally reflected by the substantially specular reflecting surface of the light reflecting side prism group 6 to travel. The direction is changed and the light exit side surface 7 is reached,Concentric circlesThe light is condensed by the light condensing action by the light exit side prism group 8a, exits from the light guide 2, and enters a light pipe having a specific viewing angle such as a liquid crystal panel.
[0019]
  Next, the present inventionInventions related toOf the light guide 2 of the flat illumination device of the first embodimentConcentric circlesThe light emission side prism group 8a will be described with reference to the drawings. Figure 3 shows theConcentric circleslightOutgoingA mold processing method for manufacturing the side prism group 8a is shown. As shown in FIG.Concentric circlesThe mold for manufacturing the light emitting side prism group 8a is:Concentric circlesA plate-shaped metal material substantially surrounded by a rectangle in FIG. 3 is rotated around a predetermined point outside the metal material, and the prism is formed. A plurality of prisms are formed by cutting with a cutting tool having a cross-sectional shape and using a plurality of concentric arcs as ridge lines. Since the radius of the concentric circle is large, the ridgeline of each prism of the mold does not appear to be greatly bent as a whole. Further, since the mold is cut with a cutting tool having a prism cross-sectional shape, each prism apex portion of the mold is not round as shown in FIG. As described above, when a method of cutting a metal material with a cutting tool having a prism cross-sectional shape is used, each prism apex portion is substantially rounded without rounding each prism apex portion. The mold can be processed to have a top apex. Therefore, it was manufactured using the mold mentioned aboveConcentric circlesThe light exit side prism group 8a is substantially equivalent to the mold.Concentric circlesIt is composed of a plurality of prisms having ridge lines. as a result,Concentric circlesSince the ridge line of each prism of the light emitting side prism group 8a is not bent largely as a whole,Concentric circlesThe light emitting side prism group 8a can substantially increase the luminance in a specific direction when emitting light. Also,Concentric circlesSince each prism apex portion of the light exit side prism group 8a is not round and is substantially apex,Concentric circlesThe light collection effect of the light exit side prism group 8a is substantially the same as the light collection effect of the prism sheet described in “Prior Art” or “Problems to be Solved by the Invention” and is large. further,Concentric circlesSince the mold of the light emission side prism group 8a is processed by rotating a plate-like metal material, the linear light emission of the conventional flat illumination device is performed.ShootIt is cheaper than the mold of the side prism group 8b. as a result,Concentric circlesThe light exit side prism group 8aShootSince it can be processed at a lower cost than the side prism group 8b, the flat illumination device of Embodiment 1 is less expensive than the conventional flat illumination device.
[0020]
  Next, the present inventionInventions related toOf the light guide 2 of the flat illumination device of the first embodimentConcentric circlesThe direction of the condensing axis of the light exit side prism group 8a will be described with reference to FIG. In FIG. 4, 12 isConcentric circlesThe direction of the light condensed by the light emitting side prism group 8a, in other words, the direction of the condensing axis is shown. The direction 12 of the light collecting axis isConcentric circlesThe light exit side prism group 8a is perpendicular to the ridge line direction of each prism, and the direction isConcentric circlesIt varies depending on the position of the light exit side prism group 8a, and the closer to the center of the concentric circle, the difference in distance from the center.InIn comparison, the difference in angle in the direction 12 of the light collection axis is increased. about that,Concentric circlesWhen processing is performed so that the ridge line diameter of each prism constituting the mold of the light emitting side prism group 8a is increased, the difference in the angle in the direction 12 of the light collecting axis with respect to the difference in the distance is made a level that does not matter. be able to.
[0021]
  Further, since the prism sheet 10 of the light guide 2 of the conventional flat illumination device shown in FIG. 8 is thinned from the processing method, the interval between the prisms is set to about 0.024 to 0.05 mm. ,Concentric circlesIn the light exit side prism group 8a, the interval between the prisms is about 0.5 mm even at the thinnest place.Concentric circlesIn the light emitting side prism group 8a, the interval between the prisms can be increased. In practice, the prism interval is desirably 0.05 mm or more.
[0022]
  Next, the light reflection side prism group 6 formed on the light reflection side surface 5 will be described with reference to FIG. The light reflection side prism group 6 is as described above.Concentric circlesSimilar to the light exit side prism group 8a,Concentric circlesThe direction of the normal line of the ridge line of each prism of the light reflecting side prism group 6 is as described above.Concentric circlesThe light exit side prism group 8a is substantially perpendicular to the direction of the normal of the ridge line of each prism.Concentric circlesIt arrange | positions so that the light emission side prism group 8a may be opposed. Further, the height of each prism of the light reflection side prism group 6 is increased according to the distance from the light source 1. Therefore, the light reflection side prism group 6 isConcentric circlesThe light exit side prism group 8a cannot collect light,Concentric circlesThe light in the direction of the tangent to the ridgeline of each prism of the light exit side prism group 8aConcentric circlesThe light can be reflected to the light exit side prism group 8a side. That is, the light guide 2 can efficiently collect light in two dimensions.
[0023]
  Therefore, as described above, the flat illumination device of Embodiment 1 can efficiently provide light to a light pipe having a specific viewing angle such as a liquid crystal panel.
[0024]
  Further, the flat illumination device of Embodiment 1 can be provided at a lower cost than the conventional flat illumination device.
[0025]
  In the first embodiment,Concentric circlesThe metal mold for manufacturing the light emission side prism group 8a is obtained by cutting a substantially rectangular plate-shaped metal material around a predetermined point outside the metal material and cutting with a cutting tool having a prism cross-sectional shape. However, it was created by forming a plurality of prisms with a plurality of concentric arcs as ridge lines,Concentric circlesThe metal mold for manufacturing the light emitting side prism group 8a is obtained by rotating a substantially rectangular plate-shaped metal mold material around a predetermined point outside the metal material, and the same in the prism cross-sectional shape tool. It may be created by rotating around a predetermined point and cutting. Also,Concentric circlesThe metal mold for manufacturing the light emission side prism group 8a has a substantially rectangular plate-shaped metal material arranged at a predetermined position, and a tool having a prism cross-sectional shape around a predetermined point outside the metal material. It may be produced by rotating and cutting a metal material. Also,Concentric circlesThe metal mold for manufacturing the light emission side prism group 8a is obtained by rotating a disk-shaped metal material and / or a cutting tool having a prism cross-section, and cutting the disk-shaped metal material with the cutting tool to form a plurality of concentric circles. A plurality of prisms may be formed as ridge lines, and the prisms may be formed by cutting with a predetermined width in a direction radiating from the center of the concentric circles. In this case,Concentric circlesWhen the die of the light emitting side prism group 8a is cut from a large metal material, a plurality of dies can be cut from the metal material, so that a plurality of dies can be machined at one time. There is an advantage that molds for repair and repair can be made cheaply. Also,Concentric circlesThe metal mold for manufacturing the light emission side prism group 8a includes a plurality of disk-shaped metal materials and / or a prism cross-section tool that rotates the metal material to form a plurality of concentric circles as ridge lines. The prism may be formed. In this case, the mold is used to manufacture a plate-like light transmission portion composed of a plurality of prisms having concentric circles as ridge lines from the light-transmitting material, and the plate-like light transmission portion is formed from the center of the concentric circles. Cut in a certain width in the direction of radiation,Concentric circlesWhat is necessary is just to manufacture the light guide 2 which has the light emission side prism group 8a.
[0026]
  Furthermore, in the first embodiment, the height of each prism of the light reflecting side prism group 6 is increased according to the distance from the light source 1, but the height of each prism of the light reflecting side prism group 6 is set. The distance from the light source 1 may be increased according to the distance from the light source 1 and may be decreased according to the distance from the light source 1 after exceeding the predetermined distance. In short, the height of each prism in the light reflection side prism group 6 only needs to be a height based on the distance from the light source 1.
[0027]
  (Embodiment 2)
  The structure of the flat illumination device of Embodiment 2 of this invention is demonstrated with reference to FIG. 5 and FIG. 6 with the operation | movement. In addition, the planar illumination device according to the second embodiment of the present invention and the present inventionInventions related toThe difference from the flat illumination device of Embodiment 1 is thatConcentric circlesSince only the light emitting side prism group 8a and the light reflecting side prism group 6 are included,Concentric circlesOnly the light emission side prism group 8a and the light reflection side prism group 6 will be described.
[0028]
  FIG. 5 shows a flat illumination device according to the second embodiment of the present invention.Concentric circlesIt is a top view of the light emission side prism group 8a. Figure 6 shows theConcentric circlesIt is the figure which showed the direction 12 of the condensing axis | shaft of the light emission side prism group 8a.
[0029]
  As shown in FIG.Concentric circlesThe light exit side prism group 8a is as shown in the first embodiment.Concentric circlesTwo different ones such as the light exit side prism group 8aConcentric circlesIt consists of a light exit side prism group.Concentric circlesThe light exit side prism group isConcentric circlesIt arrange | positions at the upper-lower half of the light emission side prism group 8a. Also,Concentric circlesThe two light exit side prism groups 8aConcentric circlesThe center of the concentric circle of the light exit side prism group isConcentric circlesThis is a predetermined different point on a straight line that divides the light-emitting-side prism group 8a into left and right parts. Also, as shown in FIG.Concentric circlesThe normal line of the concentric arc of the light exit side prism group, that is, the direction 12 of the light collecting axis is the same direction,Concentric circlesThe light emission side prism group 8a is made.
[0030]
  That meansConcentric circlesThe mold of the light emission side prism group 8a is formed of two molds composed of an assembly of prisms whose ridges are a plurality of concentric arcs centered on two different points. The two molds Of the second embodiment of the present invention using a mold formed fromConcentric circlesThis means that the light exit side prism group 8a is made.
[0031]
  Thus, the second embodimentConcentric circlesTwo light exit side prism groups 8a are different from each other.Concentric circlesSince it is composed of a light exit side prism group,Concentric circlesIt is possible to reduce errors in the radius of curvature of concentric circular arcs seen on the left and right or top and bottom of the light exit side prism group 8a. That is, in the second embodimentConcentric circlesThe radius of curvature of the concentric arc of the light exit side prism group 8a can be substantially increased. As a result, as shown in FIG.Concentric circlesThe light exit side prism group 8a can reduce the error of the angle in the direction 12 of the light collecting axis,Concentric circlesIt is possible to reduce the error of the light collecting ability depending on the location of the light emitting side prism group 8a. Thus, the second embodimentConcentric circlesIn the planar illumination device provided with the light guide 2 having the light emission side prism group 8a, the luminance of the emitted light is substantially the same regardless of the location. Therefore, the planar illumination of the second embodiment The apparatus has an effect that can be used for a video display apparatus having a large screen size.
[0032]
  Also,Concentric circlesSimilar to the light exit side prism group 8a, the light reflection side prism group 6 also includes two different ones.Concentric circlesIt consists of a light exit side prism group.Concentric circlesThe light emitting side prism groups are arranged in the upper and lower halves of the light reflecting side prism group 6, and the twoConcentric circlesThe light reflecting side prism group 6 is formed so that the normal lines of the concentric arcs of the light emitting side prism group are in the same direction. The light reflection side prism group 6 has the normal direction of the ridge line of each prism of the light reflection side prism group 6 itself as described above.Concentric circlesThe light exit side prism group 8a is substantially perpendicular to the direction of the normal of the ridge line of each prism.Concentric circlesIt arrange | positions so that the light emission side prism group 8a may be opposed.
[0033]
  As described above, the light reflection side prism group 6 of the second embodiment has two different types.Concentric circlesSince it is composed of the light emission side prism group, it is possible to reduce errors in the radius of curvature of the concentric arcs seen on the left and right or top and bottom of the light reflection side prism group 6 of the first embodiment. That is, the radius of curvature of the concentric circular arc of the light reflecting side prism group 6 of the second embodiment can be substantially increased. As a result, the light reflection side prism group 6 isConcentric circlesIt is possible to reduce errors due to the location of reflection of light toward the light emitting side prism group 8a.
[0034]
  Furthermore, as described above, the second embodimentConcentric circlesThe light emission side prism group 8a and the light reflection side prism group 6 are different from each other.Concentric circlesBecause it is composed of the light exit side prism group,Concentric circlesEach of the two molds constituting the molds of the light emitting side prism group 8a or the light reflecting side prism group 6 can be made smaller, or a cut disk-shaped mold can be used effectively. Of course, there is an effect that can be achieved.
[0035]
  5 and 6, the second embodiment is used.Concentric circlesTwo different light beams constituting the light exit side prism group 8aConcentric circlesThe center of the concentric circle of each light exit side prism group is two differentConcentric circlesAlthough depicted so as to be arranged on the same side of the boundary line of the light exit side prism group,Concentric circlesTwo different light beams constituting the light emission side prism group 8a and the light reflection side prism group 6 are different from each other.Concentric circlesThe center of the concentric circle of each light exit side prism group is two differentConcentric circlesYou may arrange | position to the side from which the boundary line of the light emission side prism group differs. in short,Concentric circlesTwo different light beams constituting the light emission side prism group 8a and the light reflection side prism group 6 are different from each other.Concentric circlesIt is only necessary that the normals of the concentric circular arcs of the light exit side prism group have the same direction.
[0036]
  In addition, the second embodimentConcentric circlesThe light emission side prism group 8a and the light reflection side prism group 6 are centered on two different points.Concentric circlesAlthough it is composed of the light exit side prism group,Concentric circlesThe light emission side prism group 8a and the light reflection side prism group 6 are centered on three different points.Concentric circlesIt may be composed of a light exit side prism group. In short, the second embodimentConcentric circlesThe light emission side prism group 8a and the light reflection side prism group 6 are centered on two or more different points.Concentric circlesIt is only necessary that the light emitting side prism group is configured so that the normals of the prisms of the respective prism groups have the same direction. In short, the second embodimentConcentric circlesThe light emission side prism group 8a and the light reflection side prism group 6 are centered on two or more different points.Concentric circlesIt is only necessary that the light emitting side prism group is configured so that the normals of the prisms of the respective prism groups have the same direction. In other words, the second embodimentConcentric circlesThe ridgelines of the prisms constituting the light emitting side prism group 8a and the light reflecting side prism group 6 need only be in a relationship of at least two concentric circles with different centers.
[0037]
  (Embodiment 3)
  The structure of the flat illumination device of Embodiment 3 of this invention is demonstrated with reference to FIG. 7 with the operation | movement. In addition, the planar illumination device according to the third embodiment of the present invention and the present inventionInventions related toEmbodiment 1 orEmbodiment of the present inventionSince the difference from the planar illumination device 2 is only the prism peripheral plane portion 14 provided in a part of the light guide 2, only the prism peripheral plane portion 14 will be described in the third embodiment.
[0038]
  FIG. 7 is a perspective view of the flat illumination device according to Embodiment 3 of the present invention. Reference numeral 13 denotes a range within the light guide 2 in which light can be used when the light guide 2 emits light, which is referred to as an effective illumination range. 14 is formed on the light reflecting side prism group 6 formed on the light reflecting side surface 5 and on the light emitting side surface 7.Concentric circlesIt is a flat part provided in the peripheral part of the light emission side prism group 8a, and is called a prism peripheral flat part.
[0039]
  The prism peripheral plane part 14 totally reflects the light reaching the prism peripheral plane part 14 with the light in the light guide 2 and returns it to the effective illumination range 13. And the light returned to the effective illumination range 13 is reused.Concentric circlesThe light exits from the light exit side prism group 8a.
[0040]
  As described above, since the light reaching the prism peripheral plane portion 14, in other words, the light in the invalid range outside the effective illumination range 13 is reused, the plane illumination device according to the third embodiment of the present invention is generally used.Concentric circlesThe brightness of the light emitted from the light emission side prism group 8a can be increased.
[0041]
  Furthermore, if the entire outer peripheral portion of the light guide 2 including the prism peripheral plane portion 14 is mirror-finished, the directivity of light can be narrowed without diffusing the light, so that the luminance in a specific direction can be increased. .
[0042]
  In the first, second, and third embodiments, the light guide 2 is used as the light transmission part.
[0043]
【The invention's effect】
  As is apparent from the above description, the present inventionIt is possible to suppress errors in light collecting abilityA flat illumination device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the present invention.Inventions related toThe perspective view of the planar illuminating device of Embodiment 1 of this
FIG. 2Inventions related toSectional drawing of the planar illuminating device of Embodiment 1 of this
FIG. 3Inventions related toEmbodiment 1 of the light guide of the flat illumination deviceConcentric circlesThe figure which showed the processing method of the metal mold for manufacturing the light emission side prism group
FIG. 4 The present inventionInventions related toEmbodiment 1 of the light guide of the flat illumination deviceConcentric circlesThe figure which showed the condensing axis direction of the light emission side prism group
FIG. 5 shows the light guide of the flat illumination device according to the second embodiment of the present invention.Concentric circlesTop view of the light exit side prism group
FIG. 6 shows the light guide of the flat illumination device according to the second embodiment of the present invention.Concentric circlesThe figure which showed the condensing axis direction of the light emission side prism group
FIG. 7 is a perspective view of a flat illumination device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a conventional flat illumination device.
FIG. 9 is a diagram showing a general processing method when processing a mold for manufacturing a linear light emission side prism group of a conventional flat illumination device;
[Explanation of symbols]
      1 Light source
      2 Light guide
      3 Reflector
      4 Incident side
      5 Light reflection side surface
      6 Light reflection side prism group
      7 Light exit surface
      8aConcentric circlesLight exit side prism group
      8b Linear light outputShootSide prism group
      9 Diffusion sheet
    10 Prism sheet
    11Concentric circlesRidge line of light exit side prism group 8a or linear light exit side prism group 8b
    12 Direction of condensing axis
    13 Effective lighting range
    14 Prism peripheral plane

Claims

A light source that emits light; and a light transmissive portion that is made of a light transmissive material and that receives light from the light source and emits internal light. The light transmissive portion emits light from the light source. An incident first surface, and a second surface that is substantially perpendicular to the first surface and that emits light, and a plurality of prisms having a polygonal cross section are arranged on the second surface. composed of prism group, the whole or a part of the ridge of each prism are each, Ri arc relationship near the substantially concentric circles, the ridge line of each prism is of at least two points, different center of the concentric circles of flat surface illumination device lies in the arc of the relationship.

The light transmission portion has a third surface disposed at a position substantially perpendicular to the first surface and substantially opposite to the second surface, and all or one of the third surfaces. The portion is composed of a prism group in which a plurality of polygonal prisms having a plurality of polygonal cross sections whose ridgelines are substantially concentric arcs with respect to each other, and the light inside the light transmission portion is substantially transmitted to the second portion. Reflected to the surface side, the height of each prism of the third surface is a height based on the distance from the light source, and the normal of the ridge line of each prism of the third surface is the second to the corresponding normal of the ridge line of each prismatic surface, Ri substantially perpendicular der, ridges of the prism of the third aspect, the at least two points, an arc relationship concentric with different center The flat illumination device according to claim 1, wherein:

2. The light transmission unit includes a planar reflection unit that reflects light that reaches the periphery of the prism group on the second surface to the inside of the light transmission unit. The flat illumination device described in 1.

The light transmission part reflects light that reaches the periphery of at least one of the prism group on the second surface and the prism group on the third surface to the inside of the light transmission part. The flat illumination device according to claim 2 , further comprising a flat reflecting portion.

The flat illumination device according to claim 1 or 3, wherein the slope of each prism of the second surface is a glossy surface that can be optically regarded as a mirror surface.

5. The flat illumination device according to claim 2, wherein the inclined surfaces of the prisms of the second surface and the third surface are glossy surfaces that can be optically regarded as mirror surfaces.

5. The flat illumination device according to claim 3 , wherein the flat reflecting portion is a glossy surface that can be optically regarded as a mirror surface.