1307174 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於發光光源及發光光源陣列，特別係關於利 用LED(發光二極體）晶片之發光光源及發光光源陣列。另 外’本發明係關於使用發光光源陣列之照明裝置及液晶顯 示裝置等。 【先前技術】 作為大面積而光利用效率較高之發光光源，有專利文獻 # 1所揭示之發光光源。圖1係表示此種發光光源11之一部份 之剖面圖。發光光源11係在透明樹脂構成之塑模部丨4之背 面中央部配置白色或單色之發光元件13，使八1或人11、Ag 等金屬薄膜蒸鏡在形成於塑模部14之背面之同心圓狀之圖 案而形成反射鏡12。圖2係由發光光源11除去塑模部14而 顯示發光元件13與反射鏡12之正面圖。反射鏡12係呈現同 心圓狀而由配置成同心圓狀之多數輪帶狀之反射區域 12a、12b、…所構成。 φ 而，在此發光光源11中’如圖1所示，由發光元件13出 射之光中，入射於塑模部14之正面之中央部（以下稱直接 出射區域）1 5a之光L1會穿透直接出射區域15a而向正面側 出射。又’入射於離開塑模部14正面直接出射區域i5a之 區域（以下稱全反射區域）1 5b之光L2在全反射區域15b被全 反射後，在反射鏡12被反射，再穿透全反射區域丨51)而向 正面側出射。因此，在此種發光光源11中，在1個反射區 域（例如12c)被反射之光L2之擴幅A大致等於反射區域（例 如12c)之寬度。 107300.doc 1307174 在彩色液晶顯示器用之背光源中，與使用白色LED等白 色光源相比，使用紅色LED、綠色LED、藍色LED等多色 光源時’彩色液晶顯示器之三原色之發色較佳，色重現性 較優。但，在如上述之構造之發光光源丨丨中，例如，將 紅、綠、藍之3種發光色之發光元件配置於反射鏡12之中 心部而構成白色光源之情形，各色之光會分離，在發光光 源11有發生色相不均之問題。此下，說明此理由。圖3係 表示在發光光源11中，在其中心部配置紅、綠、藍之3種 _ 發光色之發光元件13R、13G、13B之情形之各色光之動 態。例如，在圖3中，紅色光以Lr表示，綠色光以表 示，藍色光以LB表示，距離發光光源U一定距離之紅色光 LR之照射區域以ar表示、綠色*LG之照射區域以八〇表 示、藍色光LB之照射區域以ab表示。 在此發光光源11之情形’由於各發光元件13R、13G、 13B之位置略微錯開，故被全反射區域15b反射後，被反射 區域l2c反射之光之出射方向因光色而異，因此，各色之 照射區域AR、AG、AB也會互相錯開。因此，各色光重疊 成白色光之區域會變成在圖3中劃上斜線之區域。由圖3也 可知悉：劃上斜線之白色光之區域比反射區域12c窄，在 其外側之區域，出射光會帶色而發生色相不均。 欲解決此種問題’只要將各反射區域12a、12b、...更小 分割，依照各色光設計反射區域之剖面形狀即可。例如， 在圖4所不之發光光源16中，將反射區域Uc進一步分割成 3個反射區域19a、i外、19c，將反射區域19a設計成可在 107300.doc 1307174 反射區域19a，使藍色光[3向正面方向出射，將反射區域 19b设計成可在反射區域19b，使綠色光1^向正面方向出 射，將反射區域19c設計成可在反射區域19e，使紅色光lr 向正面方向出射。 在如此設計之發光光源16中，各色光重疊成白色光之區 域如圖4所示，與反射區域19a、19b ' 19c之全體（即，反 射區域12c)同程度。 由圖4之例也可知悉：即使在使用多數色之發光元件之 情形，增大光源之反射鏡之分割數時，也可降低發光光源 之色相不，，提高顏色之均勻性。又，在單色或多數色之 發光70件中，增太反射鏡之分割數時，可詳細地設定光之 行進方向，故可提高光程設計之自由度，可進兮光之出射 方向之更詳細調整’且可提高光強度之均勻性。 在此，如圖5所示，考慮以反射鏡12之分割數（反射區域 之數）為3，反射區域12&、12b、12c之間距間隔p(反射區域 之半桎方向之寬）為6 mm之反射鏡12為基礎，將各尽射區 域再分成3等份之情形。此種反射鏡12如圖6所示。在圖6 所示之反射鏡12中，反射鏡π之分割數為9，反射區域 17a、17b、17c.、18a、18b、18c、19a、19b、19c之間距間 隔P成為2 mm。故使用如圖6所示之反射鏡12時，發光光 源之色均勻性雖然可提高，但隨著分割數之增大，反射區 域之間距間隔會變窄，故反射鏡之製作變難，成本會增 加。即，反射鏡12之分割數增大時，有難以獲得發光光源 之提高與成本之平衡之問題。 107300.doc 1307174 又，發光元件13R、13G、13B係以2維方式被配置，故 各色之發光元件13R、13G、13B與反射區域12a、12b、… 之距離會因觀察之方向而異。因此’在各反射區域12狂、 12b、…以1點為中心而在圓周方向同一距離之同心圓狀之 反射鏡12中，在整個圓周方向不能獲得同程度之重疊（混 色）。參照圖4具體地加以說明時，由左向右依序排列紅色 發光元件13R、綠色發光元件13G、藍色發光元件13B時， ^ 在其左側由内周側必須依序排列著垂直地出射紅色光之反 射區域19a、垂直地出射綠色光之反射區域19b、垂直地出 藍射色光之反射區域19c。反之，在發光元件13R、13G、 13B右侧由内周侧必須依序排列著垂直地出藍射色光之反 射區域19c、垂直地出射綠色光之反射區域19b、垂直地出 射紅色光之反射區域19a。此種配置在輪帶狀之反射區域 不可能實現。 [發明所欲解決之問題] φ 本發明之主要目的在於提供不必縮小反射區域之間距間 隔’即可增大反射鏡之分割數之發光光源。又，本發明之另 一目的在於在發光光源中，可詳細設定光之行進方向，可提 高光程設計之自由度’可進行光之出射方向之更詳細調整。 【發明内容】 本發明之第1發光光源係包含使光反射之反射鏡、配置 於前述反射鏡之光反射面側之導光部、及向前述導光部出 射光之發光元件之發光光源，其特徵在於前述發光元件係 配置於前述反射鏡之中央區域，前述導光部係包含將由前 107300.doc 1307174 述發光元件出射之光、及被前述反射鏡反射之前述發光元 件之光向外部出射之光出射面，前述反射鏡係包含使石前 述發光元件出射而在前述導光部之光出射面反射之光反射 之光反射面，前述光出射面係至少包含沿著2方向排列之 夕數反射區域者。 本發明之第1發光光源係至少利用沿著2方向排列之多數 反射區域構成反射鏡之光反射面，故即使不縮小反射區域 之間距間隔’也可增大反射鏡之分割數（反射區:域之數）。 因此’可詳細設定在發光光源内部之光之行進方向，故可 提尚光程設計之自由度，可進行光之出射方向之更詳細調 整。故可使由發光光源出射之光之光強度分布均勻化。 又，在使用多數發光色之發光元件之情形，可提高色之均 勻性，降低色相不均，提高發光光源之品質。而且，不需 要縮小反射區域之間距間隔，即可提高光程設計之自由 度可進行光之出射方向之更詳細調整，或即使提高光強 度或色之均勻性，也不會造成反射鏡難以製造，或成矣增 大之現象。 〜 又，所謂至少沿著2方向排列多數反射區域，未必限定 於化著正父之2方向排列之情形。例如，也可為至少沿著 極座‘所定義之2方向（也就是說，半徑方向與圓周方向）排 列排列反射區域之情形。甚至於至少沿著2方向之任意曲 線排列也無妨β 本發明之第2發光光源係包含使光反射之反射鏡、配置 於前述反射鏡之光反射面側之導光部、及向前述導光部出 107300.doc -10· 1307174 射光之發光元件之發光夯调，甘4士 I上 知尤元痛其特徵在於前述發光元件係 配置於前述反射鏡之中央區$，前述導光部係包含將由前 述發光s件出射之光、及被前述反射鏡反射之前述發光元 件之光向外部出射之光出射面’前述反射鏡係包含使由前 述發光it件出射而在前述導光部之光出射面反射之光反射 之光反射面，前述光出射面係使多數反射區域排列成鑲嵌 狀者。 在此所謂排列成鑲嵌狀之反射區域，係指使縱橫尺寸大 致相同程度（縱橫比為數倍程度者亦可）之反射區域毫無間 隙地排列之意。又，各反射區域既可呈現同一形狀，亦可 組合形狀相異之反射區域，且可使呈不規則形狀之反g區 域排列在一起。又，各反射區域既可規則地排列，亦可不 規則地排列。 在本發明之第2發光光源中，由於使多數反射區域排列 成鑲嵌狀而構成反射區域，故即使不縮小反射區域之間距 間隔，也可增大反射鏡之分割數（反射區域之數）。因此， 可詳細設定在發光光源内部之光之行進方向，可提高光程 設計之自由度，可進行光之出射方向之更詳細調整。故可 使由發光光源出射之光之光強度分布均勻化。又，在使用 多數發光色之發光元件之情形，可提高色之均勻性，降低 色相不均’提高發光光源之品質。而且，不需要縮小反射 區域之間荜間隔，故可提高光程設計之自由度，可進行光 之出射方向之更詳細調整，或即使提高光強度或色之均句 性’也不會造成反射鏡難以製造’或成本增大之現象。 107300.doc -11 - 1307174 本發明之第1或第2發光光源之實施態樣之反射區域係呈 正方形、長方形、六角形、三角形或扇形。因此，可毫無 間隙地排列反射區域而形成光反射面，提高光利用效率： 尤其，將反射鏡之光反射面分割成以其光轴為中心之同心 之輪帶狀之區域，且沿著圓周方向將該區域分割成多數區 域而配置反射區域時，可毫無間隙地排列扇形之多數反射 區域。 ^ 籲〃在本發明之第1或第2發光光源之另一實施態樣中，其特 徵在於在排列前述反射區域之各方向鄰接之反射區域彼此 賦予各反射區域特徵之特徵量互異。 在本發明之第1或第2發光光源之又另一實施態樣中，其 特徵在於在排列前述反射區域之各方向之中間之方向鄰接 之反射區域彼此賦予各反射區域特徵之特徵量互異：在 此，所谓中間 < 方向，例如在排列反射區域之方向為對邊 方向時’係指對邊方向之中間之方向之對角方向。 • 在上述2實施態樣中，預先以含1或2以上之特徵量（參 數）之曲面式表示各反射區域時，可藉適宜地決定賦予各 曲面特徵之特徵量之值，以調整被各反射區域反射之光之 反射方向及擴散情形等，可使反射鏡之設計更容易。 =如’作為前述特徵量，可選擇前述反射鏡之光轴乂向 月J述各反射區域之變位量，藉適宜地設計此光軸方向之 各反射區域之變位量，可調整被各反射區域反射之光之反 射方向及擴散情形等，可使反射鏡之設計更容易。 又以錐形面表現前述各反射區域，使帛曲率半徑作為 107300.doc -12· 1307174 錐^之特欲里日^"，可利用曲率半徑調整被各反射區域反 射之光之反射方向，可在狹窄之區域中，肖高光強度之均 勻性。：，在使用多數發光元件之情形，可在狹窄之區域 中，提高混色性而增進色之均勻性。 又以錐形面表現前述各反射區域，使用錐形係數作為 錐形面之特徵量時，可依照與發光s件之距離等而利用錐 形係數調整被各反射區域反射之光之擴散度，可在寬闊之 區域中’提高光強度之均勻性。x，在使用多數發光元件 之隋幵y，可在寒闊之區域中，提高混色性而增進色之均勻 性。 本發明之第1或第2發光光源之又另一實施態樣係包含發 光色相異之多數前述發光元件。在本發明之發光光源中， 即使混合發光色相異之多數前述發光元件之光而使其以異 於原來之發光元件之色發光之情形，也可使光均勻地混 合’故可降低色相不均。 尤其’以使在鄰接之反射區域由互異之發光元件出射之 光向正面方向大致垂直地出射之方式，在反射區域使各發 光元件之光反射時，可使各發光元件之光互相重疊之範圍 擴大，故可降低色相不均。 本發明之第1或第2發光光源之又另一實施態樣之特徵在 於將前述導光部之表面區分成多數區域，在所區分之备區 域使其表面之傾斜角或傾斜方向發生變化。依據此實施態 樣，由發光元件被分配至導光部表面所區分之各區域之光 之出射方向及反射方向，可利用導光部表面之各區域之傾 I07300.doc -13· 1307174 斜角或傾斜方向以两自由度加以調整。故可更進一步提高 發光光源之光強度之均勻性。又’在使用多數發光元件之 it形可進一步提向由各發光元件出射之光之混色性，降 低色相不均。 本發明之發光光源陣列之特徵在於排列有多數個本發明 之第1或第2發光光源。依據此發光光源陣列，可提高光程 α又计之自由度，進行光之出射方向之更詳細調整，可實現 出射光之光強度分布亦均勻之大面積而薄型之面光琢。 又，在使用多數發光元件之情形，也可使各發光色之光均 勻地混色。 本發明之發光光源之光程設計方法係在包含使光反射之 反射鏡、配置於前述反射鏡之光反射面側之導光部、及向 剛述導光部出射光之發光元件之發光光源中，其特徵在於 前述發光元件係配置於前述反射鏡之中央區域，前述導光 部係包含將由前述發光元件出射之光、及被前述反射鏡反 射之前述發光元件之光向外部出射之光出射面’前述反射 鏡係包含使由前述發光元件出射而在前述導光部之光出射 面反射之光反射之光反射面，前述光出射面係至少包含沿 著2方向排列之多數反射區域’可個別地設定各反射區域 之反射光之反射方向者。 在本發明之發光光源之光程設計方法中，由於利用至少 沿著2方向排列之多數反射區域使光反射而可個別地設定 反射光之反射方向，故可詳細設定在發光光源内部之光，.行 進方向’可提高光程設計之自由度’進行光之出射方向之 107300.doc -14 - 1307174 更詳細調整。故可使由發光光源出射之光之光強度分布均 勻化。又，在使用多數發光色之發光元件之情形，可提高 色均勻性’降低色相不均，提高發光光源之品質。而且， 不需要縮小反射區域之間距間隔，故即使提高光程設計之 自由度及色均勻性，也不會造成反射鏡難以製造，或成本 增大之現象。
本發明之發光光源之光出射方法係在包含使光反射之反 射鏡、配置於前述反射鏡之光反射面側之導光部、及向前 述導光部出射光之發光元件之發光光源中，其特徵在於前 述發光元件係配置於前述反射鏡之中央區域，前述導光部 係包含將由前述發光元件出射之光、及被前述反射鏡反射 之前述發光元件之光向外部出射之光出射面，前述反射鏡 係包含使由前述發光元件出射而在前述導光部之光出射面 反射之光反射之光反射面’前述光出射面係至少包含沿著 2方向排列之多數反射區域，可藉個別地設定各反射區域 之反射光之反射方向，以調整由前述導光部之光出射面出 射之光之出射方向及光強度分布者。 ' 在本發明之發光光源之光出射方法中，由於利用至少> 著2方向排列之多數反射區域使光反射而可個別地設定反 射光之反射方向，以調整由導光部之光出射面出射之光之 出射方向及光強度分布’故可詳細設定在發光光源内部之 光行進方向，可提高光程設計之自由度’進行光之出射方 向之更詳細調整。故可使由發光光源出射之光之光強度八 布均勻化。又，在使用多數發光色之發光元件之情形，= 4 I07300.doc •15- 1307174 提高色均勻性，降低色相不均，提高發光光源之品質。而 且，不需要縮小反射區域之間距間隔’故即使提高光程設 計之自由度及色均勻性，也不會造成反射鏡難以製造，或 成本增大之現象。 本發明之照明裝置係包含排列有多數個本發明之第i或 第發光光源之發光光源陣列、及對前述發光光源陣列供 應電力之電源裝置。依據此照明裝置，可提供大面積而均 勻之光強度之照明裝置。 本發月之旁光源之特徵在於將多數個本發明之第1或第2 發光光源排列於同一平面内。依據此背光源，可提供大面 積而均勻之光強度之背光源。又’在作為彩色顯示用之情 形，可減少色相不均而提高色均勻性。 本發明之液晶顯示裝置係包含排财多數個本發明之第 ^第發光光源之發光光源陣列、及朝向前述發光米源陣 列配置之液晶顯示面板。依據此液晶顯示裝置，可使晝面 之：度均勻化。另夕卜在彩色顯示之液晶顯示裝置中，可 本發明之液 光光源陣列與 光源陣列出射 用之光學構件 方向朝向液晶 實施例而言， 發光光源陣列 晶顯示裝置之實施態樣之特徵在於在前述發 前述液晶顯示面板之間，並未包含使由發光 之光行進方向朝向液晶顯示面板之正面方向 。在此，所謂由發光光源陣列出射之光行進 顯示面板之正面方向用之光學構件，例如就 係指稜鏡片。使用本發明之發光光源構成之 時，可高精度地調整由發光光源出射之光之 107300.doc -16- 1307174 方向及其擴散度，故可不需要以往之液晶顯示裝置或背光 源所使用之稜鏡片等光學零件，其結果，可謀求液晶顯示 裝置之薄型化，且可謀求組裝成本之削減。更由於不再有 該光學7G件引起之光之損耗，故可提高光利用效率。 本發明之液晶顯示裝置之另—實施態樣之特徵在於在前 述發光光源陣列與前述液晶顯示面板之間，並未包含提高 照明液晶顯示面板之光之亮度用之光學構件。在此，所謂 ，咼照明液晶顯示面板之光之亮度用之光學構件，例如就 實施例而言，係指亮度提高膜。使用本發明之發光光 成之發光光源陣列時，可調整由發光光源出射之光之方向 及其擴散度而提高光強度，故可不需要以往之液晶顯示裝 置或背光源所使用之亮度提高膜等光學零件，其結果，可 謀求液晶顯示裝置之薄型化，且可謀求組裝成本之削減。 更由於不再有該光學元件引起之光之損耗，故可提高光利 用效率。 又，本發明之以上說明之構成元件可儘可能地任意組 合。 【實施方式】 、下依知圖式詳細說明本發明之實施例。但，本發明 並不限疋於以下之實施例，可依用途等適宜地變更設計。 [實施例1 ] 圖7係表示本發明之實施例1之發光光源21之局部切剖之 立體圖。圖8係表示除去配線基板之發光光源由背面側所 視之立體圖。圖9(a)(b)係表示背面形成反射鏡之塑模部 107300.doc •17· 1307174 22(導光部）之正面側之立體圖與背面側之立體圖。又，圖 l〇(a)(b)(C)係該塑模部22之正面圖、背面圖及仰視圖。圖 11(a)係發光光源21之正面圖，圖u(b)係圖u(a)之χ_χ方向 (對角方向）之剖面圖，圖11(c)係圖11(a)2Y_Y方向（對邊方 向）之剖面圖。 在此發光光源21中，利用高折射率之光穿透性材料，例 如透明樹脂成形略碟狀之塑模部（導光部）22。作為構成塑 模部22之光穿透性材料可使用環氧樹脂及丙烯酸樹脂等之 光穿透性樹脂’也可使用玻璃材料。 如圖7、圖1〇或圖U所示，塑模部以由正面所視之形狀 呈矩形。在塑模部22之前面中央部設有圓形之直接出射區 域29，在其外側設有全反射區域30。直接出射區域29係由 與塑模部22之中心軸垂直之平面所形成之平滑之圓形區 域，全反射區域30亦係由與塑模部22之中心軸垂直之平面 所形成之平滑之區域。x ’在圖示例中，直接出射區域29 與全反射區域30係形成於同一平面内，直接出射區域“係 位於與全反射區域30相同高度，但，使直接出射區域“在 溝25内呈現比全反射區域3〇突出而使直接出射區域“高於 全反射區域30也無妨。反之，使直接出射區域29呈現比全 反射區域30更縮入溝25内而使直接出射區域29低於全反射 區域30也無妨。又，直接出射區域29具有之第一意義雖係 使由發光元件24R、24G、24B出射之光直接向外部出射之 區域，但如後所述，亦具有使入射之光全反射之作用。同 樣地，全反射區域30具有之第一意義雖具有使入射之光向 107300.doc -18· 1307174 反射鏡26側全反射之作用，但亦具有使入射之光穿透而向 外部出射之作用。 在直接出射區域29與全反射區域30之間設有圓環狀之溝 25 ’在溝25之底面利用環狀之平面形成全反射區域3 j。 又’在溝25之内周面側形成斜向傾斜之傾斜全反射區域 32 ’傾斜全反射區域32係以愈向塑模部22之前面側，其直 徑愈小之方式形成附有錐度之圓錐梯狀。此全反射區域31 與傾斜全反射區域32之第一意義雖係具有使入射之光全反 射之作用’但亦可使入射之光之一部份穿透傾斜全反射區 域3 2而向外部出射。 如圖9所示’塑模部22之背面彎曲，在該背面設有使在 塑模部22之前面被全反射之光反射用之凹面鏡狀之反射鏡 26。反射鏡26既可使用蒸鑛在塑模部22之背面（圖案面）之 Au、Ag、A1等金屬塗膜，也可使用塗裝於塑模部22之背 面之白色塗料，或使用將表面鏡面加工而提高表面反射率 之紹等金屬板.，或表面施以Au、Ag、A1等之電鍍之金屬 或樹脂等曲面板，或表面塗裝白色塗料之曲面板。 如圖10所示，反射鏡26之光反射面係利用由光出射方向 觀之，至少沿著2方向排列之多數反射區域而形成鑲嵌 狀。在位於反射鏡26之中央部之開口周圍設有輪帶狀之反 射區域36’在反射區域36之周圍之區域，反射鏡26被劃分 成多數段、多數行而成棋盤格狀之反射區域28i、28』、 28k、…。此等反射區域28i、28j、28k、...係構成同心圓 狀之反射面。又，反射區域28i、28j、28k、...等之光反射 i07300.doc •19- 1307174 面雖形成鏡面，但，反射區域36之光反射面也可事先形成 略微粗面而使光擴散。 又，如圖9所示，在塑模部22之背面中央部形成反射鏡 26之開口。在反射鏡26之開口内，於塑模部22之背面中央 部形成半球形狀之凹部27a，在凹部27a之周圍突設有環狀 之凸部27b。 在此發光光源21之組裝之際，如圖11所示，在配線基板 23之背面安裝具有紅色、綠色、藍色之發光色之3種led 晶片等之發光元件24R、24G、24B，再將支持器34固定於 配線基板23。接著，在塑模部22之背面之凹部27a内填充 熱硬化性樹脂或紫外線硬化性樹脂等之透明樹脂3 5，將此 塑模部22支持於固定於配線基板23之支持器34(支持器34 支持塑模部22之支持狀態如圖8所示）。而，藉使透明樹脂 35硬化，利用將透明樹脂35，將此塑模部22與配線基板23 接合成一體化。又，發光元件24R、24G、24B係在由形成 凹部27a之半球面之中心偏向光軸側前方之位置，被封閉 於透明樹脂3 5内。 又，透明樹脂35既可使用與塑模部22相同之素材，使用 相異之素材也無妨。又，也可在配線基板23與塑模部22之 間（透明樹脂35之外側之空間）安裝發光元件24R、24(}、 24B之光量調整用之電子電路等。 上述發光光源21之尺寸例如由正面看時之外形為縱3〇 橫30 _ ’由橫方向看時之厚度為5匪，其厚度比 外形薄。又，塑板邱= 供°丨月面之凹部27&係形成半徑3 9〇 107300.doc •20- 1307174 mm之半球形狀。但’凹部27&係比球之ι/2略小，凹部27a 之開口部分之半徑為3.25 mm。又，在此所述之數值僅係 一例’此等數值只要依照發光元件之效率及希望之光量等 適宜地設計成最適值即可。 圖12係表示本發明之發光光源21之構造與由發光元件 24R、24G、24B出射之光之動態之剖面圖，表示在對角方 向之剖面。又，在圖中’以細線之箭號表示光線。反射區 域由接近於反射區域36之側開始依序為反射區域28s、反 射區域28t、反射區域28u、反射區域28v。使配置於發光 光源21之中心部之紅、綠、藍之3色之發光元件24R、 24G、24B發光時’由發光元件24R、24G、24B出射之光 中，以小於在塑模部22之界面之全反射之臨界角0 c之出 射角θ1(<θ〇出射之光會入射於直接出射區域29，此光會 穿透直接出射區域29而由發光光源21直接向前方出射。 又，以大於全反射之臨界角0c之出射角Θ3(>Θ(：)出射之光會 入射於全反射區域31，此光在全反射區域31被全反射而入 射於反射區域28 s，在反射區域28s被反射後，穿透全反射 區域30而向前方出射《又’全反射區域31如圖12所示，呈 現略微傾斜之情形時，出射角Θ3也可略小於全反射之臨界 角0c。又’以大於全反射之臨界角以之出射角Θ4(>Θ3)出 射之光會入射於全反射區域30，此光在全反射區域30被全 反射而入射於反射區域28t，在反射區域28t被反射後，穿 透全反射區域30而向前方出射。又，以更大於出射角Θ4之 出射角Θ5(>Θ4)或更大於此之出射角出射之光在全反射區 107300.doc -21· 1307174 域30被全反射而入射於反射區域28u或反射區域28v ,在反 射區域28u、2 8v被反射後，穿透全反射區域3〇而向前方出 射。又，以對直接出射區域29之出射角Θ1與對全反射區域 31之出射角Θ3之中間之出射角Θ2(Θ1<Θ2<Θ3)由發光元件 24R、24G、24Β出射之光會入射於傾斜全反射區域32，在 傾斜全反射區域32及直接出射區域29被2次全反射後，人 射於反射區域36。在反射區域36被反射之光向發光光源21 之角落部被反射，再被全反射區域30及反射區域28ν反射 而由角落部向前方出射。 、 又’在此實施例1中，反射鏡2 6係利用將正方形或長方 形之反射區域28i、28j、28k、…排列成鑲嵌狀所構成，故 可提高發光光源21之色均勻性。尤其，使用發光光源2 i作 為白色光源之情形，可降低色相不均及局部的著色。以 下，就此點予以詳述。 圖13係模式地表示反射鏡26之正面圖。在反射鏡％之中 央部設有開口’發光元件24R、24G、24B係被配置於開口 内。反射鏡2 6之光反射面被劃分成多數段、多數行而將反 射區域28i、28j、28k、…排列成棋盤格狀。在圖中，為 簡化說明，將反射鏡26之分割數以較少數表示，而將反射 鏡26分成5段5行。因此，反射鏡26除了開口部分以外，具 有反射區域28i、28j、28k、…。反射區域28i、28j、 28k、…係構成同心圓狀之反射面。如此，將反射鏡％形 成同心圓狀時’可使發光光源2 1更薄型化。又，以互相獨 立之參數設計多數反射區域28i、28j、28k、…時，可將各 107300,doc -22- 1307174 區域最適設計，使其更均勻地發光。 有關各反射區域28i、28j、28k、…之形狀，以儘可能地 設計成可由發光光源21之正面均勻地出射光線之形狀為 宜。例如，可將各反射區域28i、28j、28k、…分別形成可 以下列之（1)式表示之錐形面： [數1]
CVp 1 + V 1 -cv1 (CC+ 1 )p2 + + b〆 + + + …（1) 但/>
X2 + γ2 式中，X、γ、Ζ係以反射鏡26上之中心為原點之正交座 標’ Ζ軸係與反射鏡26之光轴及塑模部22之中心軸一致。 ρ係在正面視（即，對χγ平面之投影）所視之與原點之距離 (半徑）。又，CV係反射鏡26或反射區域28i、28j、28k、... 之曲率（=1/曲率半徑），CC係錐形係數，A係反射鏡26之中 心向Z軸方向之變位量，a、b、c、及d分別係4次、6次、8 次、10次、…之非球面係數。但，此等各係數值係分別依 照反射區域28i、28j、28k、…被設定。 在本發明之專利說明書之附圖中，賦予反射面之曲面形 狀特徵之特徵量（以下稱曲面常數），例如上述曲率cv及錐 形係數CC、非球面係數a、b、…等相等之反射區域以影線 圖紋表示。在圖13所示之反射鏡26中，與其中心之距離相 專之反射區域係設計成具有相同之曲面常數。另外，在圖 107300.doc •23· 1307174 13之反射鏡26中，反射區域28i、28j、28k、…之間距間隔 P係假想為6 mm。 將圖13之反射鏡26與圖5所示之以往例之反射鏡π相 比’兩者之間距間隔p皆為6 mm ’發光光源之正面尺寸亦 互等。但，在圖5之以往例中，反射區域之分割數不過是 3’但圖13之反射鏡％中，其分割數為24。而，將曲面常 數相同之反射區域（與中心之距離相等之反射區域）集中群 化時，在圖5之以往例中，不過是3種，相對地，在圖13之 反射鏡26中’則為5種。故依據本實施例1之發光光源2!， 與以往例之情形相比，可詳細設定光之行進方向，可提高 光程設計之自由度’可進行光之出射方向之更詳細調整， 將各色光均勻混色而可防止發光光源之著色。而且，可不 需要改變反射區域之間距間隔P而增加分割數，即使增加 分割數，也不會造成難以製造，或成本之提高。 又，再將反射鏡26之反射區域28i、28j、28k、...3等分 時’可如圖14所示將各反射區域細分。此時，反射區域 28i、28j、28k、…之間距間隔P為2 mm，反射鏡26之分割 數為216。依據圖5之反射鏡12而將反射區域12a、12b、 12c 3等分時之圖6之反射鏡12之反射區域17a、17b、17c、 18a、18b、…之情形，間距間隔p雖為2 mm，但反射鏡12 之分割數只有9。因此，在反射區域之間距間隔p變得愈 小，或發光光源之尺寸變得愈大時，對分割成輪帶狀之以 往例之反射鏡之實施例1之反射鏡26之優異性愈顯著，光 程設計之自由度及色均勻性等也愈提高。 107300.doc -24- 1307174 依據實施例1之發光光源2丨，由發光元件24R、24G、 24B出射之光在塑模部22之全反射區域3〇等與反射鏡26間 重複反射後，會向前方出射，故在發光光源21中可獲得寬 裕之光程長度’其結果’可使由發光元件24R、24G、24B 被放射而由發光光源2 1向前方出射之光之強度均勻化。 又’使用多數色之發光元件24R、24G、24B之情形，可提 高由發光光源21出射之光之混色程度。 在實施例1之發光光源21中，由於可將反射鏡26之各反 射區域28i、28j、28k、…分割得比以往更細，故可提高設 計發光光源21上之光程設計之自由度，可進行光之出射方 向之更詳細調整。尤其’在實施例1之發光光源2丨中，如 上所述，（1)可獲得寬裕之光程長度。 又’（2)可藉分割得比以往更細之各反射區域28i、28j·、 28k、…’更詳細地設計光之反射或出射之方向。另外， (3)可藉分割得比以往更細之各反射區域28i、28^、 28k、…，更詳細地設計光之擴散度，依據（1)〜（3)之結 果’可提高發光光源2 1之光強度之均勻性，且在使用多數 色之發光元件之情形，可提高混色程度。 圖15係表示在如圖5或圖6所示將反射鏡12分割成輪帶狀 之同心圓狀之發光光源之情形中之對角方向之光強度分 布’圖16係表示在如圖13或圖14所示將反射鏡26分割成棋 盤格狀之情形之光強度分布。圖15、圖16之橫軸係表示由 反射鏡26之中心所測之對角方向之距離，縱軸係表示在各 位置之光強度。比較圖15與圖16可知：在以往方式中，光 107300.doc •25. 1307174 強度係在± 15 %程度變動，但本實施例之情形，光強度之 變動為±8%程度，顯示光強度之均勻性較為提高。 又’在上述實施例中，依照與反射鏡26之中心之距離決 足曲面㊉數’但具有相同曲面常數之反射區域之分布方法 可任意決定。例如’在圖17所示之變形例1中，決定反射 鏡26之中虛線圍成之三角形之區域（反射鏡26之1/8之區域） 之分布’以使其在2個對角方向與2個對邊方向中呈現線對 稱方式’決定其他區域之分布。 又’若設計成可使發光光源21之光強度分布呈現均勻， 以提高色均勻性時’則如圖18所示之變形例2之反射鏡26 一般，也可將分割後之各反射區域28i、28j、28k…隨機配 置而使其具有互異之曲面常數。但，將各反射區域隨機配 置時，設計之自由度雖可增大，但發光光源2丨之色相不均 也會變大。也就是說，如圖4中所說明，為縮小發光光源 之色相不均，有必要考慮發光元件之排列順序而以特定之 φ 順序排列使各色光垂直地出射之反射區域《另一方面，由 於發光元件及反射區域係被排列成2維狀，即使在各對角 方向或各邊方向規則地決定反射區域，也會產生在鄰接之 反射區域使同色之光向正面方向垂直出射之區域。故有必 要調整反射區域，以防止此種區域產生。 其次，說明各反射區域之設計方法。首先，作為曲面常 數，利用圖19說明使前述（1)式之曲率cv在各反射區域變 化之情形之設計方法。在此，將在與對角方向或邊平行之 方向鄰接之3個區域列為I組加以處理，故在圖丨9中，僅表 107300.doc •26- 1307174 不此鄰接之3個區域。假設此3個區域為以尺、28G、28B， 其曲率分別為CVr、CVg、CVb。在此，反射區域28R係設 汁成可使由發光元件24R出射之紅色光向正面方向垂直出 射之反射區域，反射區域28G係設計成可使由發光元件 24G出射之綠色光向正面方向垂直出射之反射區域，反射 區域28B係設計成可使由發光元件24b出射之藍色光向正 面方向垂直出射之反射區域。如圖19所示，假設在圖上由 左依序配置紅色發光元件24R、綠色發光元件24G、藍色 發光元件24B時’為縮小發光光源21之色相不均，在此面 内’有必要將反射區域排列成由左依序排列向正面方向出 射藍色光之反射區域28B、向正面方向出射綠色光之反射 區域28G、向正面方向出射紅色光之反射區域28R(參照圖 4)。又，若將在反射區域被反射而垂直向正面方向出射之 光色稱為該反射區域之控制色時，可稱為：反射區域28R 係控制色為紅色之反射區域，反射區域28G係控制色為綠 色之反射區域，反射區域28B係控制色為藍色之反射區 域。 錐形面之曲率CV可使在各反射區域被反射之光之行進 方向變化’縮小曲率CV時，在該反射區域被反射之光會 向外侧傾斜’增大曲率CV時，在該反射區域被反射之光 會向内側傾斜。因此’若考慮各發光元件24R、24G、24B 彼此之間距間隔Q、發光元件24R、24G、24B之光出射面 與塑模部22之表面之距離H、各反射區域28R ' 28G、28B 之位置而設計，即可調整各反射區域28R、28G、28B之光 107300.doc -27- 1307174 之出射方向。因此’若依照發光元件24R、24G、24B之排 列，決定鄰接之反射區域之控制色等之優先順位’考慮該 因素而設計曲率CVr、CVg、CVb等，即可擴大紅色光LR 之區域AR、綠色光LG之區域AG、與藍色光LB之區域AB 重疊之白色光之區域（在圖19中劃斜線之區域），獲得無色 相不均之均勻之白色光。例如，在如圖19之構成中，在反 射區域28R中，紅色光LR向正面側垂直地出射，在反射區 域28G中，綠色光LG向正面側垂直地出射，在反射區域 ® 2 8B中，藍色光LB向正面側垂直地出射，以中央之反射區 域28G之曲率CVg為基準，接近中心側之反射區域28R之曲 率CVr大於CVg，遠離中心之反射區域2 8B之曲率CVb小於 CVg。 而，以如上述方式決定反射區域之曲率時，其曲率會因 發光元件24R、24G、24B之位置而變化。實際上，發光元 件24R、24G、24B並非排成一行，故其位置及間距間隔Q 會因觀察之方向而改變。例如，如圖20(a)所示，因決定對 ^ 邊方向K1之反射區域28R、28G、28B之曲面常數之情形、 與決定對角方向K2之反射區域28R、28G、28B之曲面常數 之情形，而使發光元件24R ' 24G、24B之配置有必要以不 同之配置處理。 例如，考慮位於圖20(a)之對邊方向K1上之反射區域 28R、28G、28B之情形，如圖20(b)所示，利用將各發光元 件24R、24G、24B投影在對邊方向K1之直線上之假想發光 元件32R、32G、32B，決定反射區域28R、28G、28B之曲 107300.doc -28- 1307174 面常數。即，對邊方向K1上之反射區域28R係以使由假想 發光元件32R出射之紅色光向正面方向垂直地出射方式決 定其曲面常數，對邊方向Κ1上之反射區域28G係以使由假 想發光元件32G出射之綠色光向正面方向垂直地出射方式 決定其曲面常數，對邊方向K1上之反射區域28Β係以使由 假想發光元件32B出射之藍色光向正面方向垂直地出射方 式決定其曲面常數。又，考慮位於圖20(a)之對角方向K2 上之反射區域28R、28G、28B之情形，如圖20(b)所示，有 必要利用將各發光元件24R、24G、24B投影在對角方向K2 之直線上之假想發光元件33r、33G、33B，決定反射區域 28R、28G、28B之曲面常數。即，對角方向Κ2上之反射區 域28R係以使由假想發光元件33R出射之紅色光向正面方 向垂直地出射方式決定其曲面常數，對角方向K2上之反射 區域28G係以使由假想發光元件33G出射之綠色光向正面 方向垂直地出射方式決定其曲面常數，對角方向K2上之反 鲁射區域28B係以使由假想發光元件33B出射之藍色光向正 面方向垂直地出射方式決定其曲面常數。 又，在圖20所示之例中’投影在對邊方向K1之直線上之 假想發光元件32R、32G、320係配置成等間隔，投影在對 角方向K2之直線上之假想發光元件33G、现、33B亦配置 成等間隔，故各反射區域之設計較為容易。 又，圖21⑷(b)係表示使用5個發光元件之情形。例如， 使用紅色、綠色、藍辛之路伞；/土 + & ~ ^ , 现邑之發先兀件之情形，此等發光元件 之党度並不相同，故為伟久奋夕古南％ 现馬使各色之冗度均勻地保持平衡，有 107300.doc -29- 1307174 可能以一定比率組合各發光元件。例如，在圖21 (a)中，由 於紅色發光元件24R之亮度較高，故紅色發光元件24R使 用1個，綠色及藍色發光元件24G、24B分別使用2個。 此情形，在對邊方向K1，如圖21(b)所示，可視為在紅 色假想發光元件32R之兩側，綠色及藍色假想發光元件 32G、32B互相重複地被配置於相同位置，故只要對應於 此種假想發光元件之配置而決定各反射區域之控制色與曲 率CV即可。在對邊方向K1，反射區域28R係對應於假想發 光元件32R被設計，以内周側與反射區域28R鄰接之反射 區域28GB係在對邊方向K1對應於位於左側之綠色及藍色 之假想發光元件33G、33B被設計，以外周側與反射區域 28R鄰接之反射區域28GB係在對邊方向K1對應於位於右側 之綠色及藍色之假想發光元件33G、33B被設計。 又，在對角方向K2，如圖21(b)所示，可視為在藍色假 想發光元件33R彼此之中間，1個紅色假想發光元件33R與 2個綠色假想發光元件33G重複地被配置於相同位置，故對 應於此種假想發光元件之配置而決定控制色與曲率CV即 可。例如，在對角方向K2之反射區域28RG係對應於紅色 及綠色假想發光元件33R、33G被設計，以内周側與反射 區域28RG鄰接之反射區域28B係在對角方向K2上對應於位 於左上之假想發光元件24B被設計，以外周側與反射區域 28RG鄰接之反射區域28B係在對角方向K2上對應於位於右 下之假想發光元件24B被設計。 同樣地，在對角方向K3，如圖21(b)所示，可視為在綠 107300.doc -30- 1307174 色假想發光元件3 3 G彼此之中間，1個紅色假想發光元件 33R與2個藍色假想發光元件33B重複地被配置於相同位 置’故對應於此種假想發光元件之配置而決定控制色與曲 率cv即可。例如，在對角方向K3之反射區域28RJB係對應 於紅色及藍色假想發光元件33R、33B被設計，以内周側 與反射區域28RB鄰接之反射區域28G係在對角方向K3上對 應於位於左下之假想發光元件33G被設計，以外周側與反 射區域28RB鄰接之反射區域28G係在對角方向K3上對應於 位於右上之假想發光元件33G被設計。 其次，作為曲面常數’說明使前述（1)式之錐形係數Cc 在各反射區域變化之情形之設計方法。錐形係數cc可使 在其反射區域被反射之光之擴散程度發生變化，縮小錐形 係數CC時’在其反射區域被反射之光之擴散程度會變 大擴大錐形係數CC時，在其反射區域被反射之光之擴 散程度會變小。因此，在錐形係數CC之設計之際，只要 以使由發光光源21之各區域出射之光之亮度及混色程度保 持均勻方式，依據發光元件24R、24G、24B之光出射面與 塑模部22之表面之距離Η、及反射區域與發光元件24R、 24G、24B之距離Dl、D2等而決定錐形係數CC即可。 具體而言，如圖22所示’在與發光元件24R、24G、24B 之距離D1較短之反射區域28R、28G、28B中，只要縮小錐 形係數CC，在與發光元件24R、24G、24B之距離D2較長 之反射區域128R、128G、128B中，只要擴大錐形係數cc 即可。此結果，在接近發光元件24R、24G、24B之反射區 107300.doc 31 1307174 域28R、28G、28B中，出射光之擴散程度變大而呈現寬指 向性。由發光元件24R、24G、24B至較近之反射區域 28R、28G、28B，到達之光量較多，另一方面，因光程長 度短，故各色光難以混色，但可縮小錐形係數而擴大 反射光之指向性，藉以使光分散而抑制光亮度，並謀求混 色程度之提咼。對此’在遠離發光元件24R、24G、24B之 反射區域128R、128G、128B中，出射光之擴散程度變小 而呈現窄指向性。由發光元件24R、24G、24B至遠側之反 射區域128R、128G、128B’光程長度較長而會進行混 色’到達之光量雖少’但可擴大錐形係數CC而窄化反射 光之指向性’藉此即使略微犧牲混色程度，也可減少光分 散而提高光亮度。故依據此設計方法，可在整個發光光源 21謀求光強度之均勻化，另外’可在整個發光光源2丨使混 色程度平衡而獲得色均勻性。但，此設計方針並非列為最 優先’設計成使固定於發光光源前方之設計上之照射面 (靶面）之光強度與混合程度呈現最適狀態才是目的，故最 適地設計光強度與混合程度之結果，故也有可能發生接近 於發光元件之反射區域之光之擴散度變窄之情形。 另—方面，反射鏡26之各反射區域2 8i、28j、28k、…之 設計沿著連續之軸上（線上）進行較容易執行光線追蹤及微 調。因此’在施行反射區域28i、28j、28k、…之設計之情 形’首先，施行位於對角方向及對邊方向之反射區域之設 計。如此，決定位於對角方向K2及對邊方向K1之反射區 域之錐形係數CC後，如圖23之實線箭號所示，以愈遠離 i07300.doc -32- 1307174 發光元件 24R、24G、> 士 4. 4B之中心蚪錐形係數cc愈大方式決 定各反射區域之錐形係數CCe接著，設計鄰接於此等反 射區域之反射區域之曲面此情形，如圖災虛線箭 ’所示’、要在愈由對角方向朝向對邊方向時使錐形係數 CC變得愈大即可。
其次’說明依照如上述之原則具體地設計反射鏡26之方 法。圖24⑷⑻係在中央部1個1個地配置紅色發光之發光 元件24R、綠色發光之發光元件24(}、及藍色發光之發光 7L件24B之發光光源21之正面圖、及除去其塑模部22之狀 匕之正面圖，圖25係其對角方向之剖面圖。由此發光光源 21之正面所視之外型尺寸縱橫各為3〇 反射鏡％各分 割成15等分而形成網目狀之各反射區域28&、2肋、…，各 反射區域28a、28b、…縱橫各為2 mm。各發光元件24R、 24G、24B被二角配置，紅色發光元件24R與藍色發光元件 24B係排列於與反射鏡26之上下邊平行之方向而向左右被 配置，綠色發光元件24(}係被配置於其上。又，直接出射 區域29之直徑為5 mm、溝25之底面内徑（直徑）為5 5爪爪、 溝25之上面外徑（直徑）為1〇 mm、溝25之深度為丨8爪瓜。 首先兑明決疋各反射區域28a、28b、…之控制色之程 序。最初’決定4個對角方向K2、K3、K5、K6及4個對邊 方向ΚΙ、K4、K7、K8之控制色之排列。因發光元件 24R、24G、24B之配置與圖20所示之情形相同，故由有關 圖20之說明可知：在對角方向K2、K6，假想發光元件 33G、33R、33Β由左上向右下排列。故在左上之對角方向 107300.doc -33· 1307174 Κ2，由内側向外側’控制色為綠（G)、紅（幻、藍（b)之順 序，在右下之對角方向Κό，由内側向外侧，控制色為藍 (Β)紅（R)、綠（g)之順序。 在對角方向Κ3、Κ5，假想發光元件33R、33Β、33(3由 左下向右上排列，故在左下之對角方向K3，由内側向外 侧，控制色為紅（R)、藍（B)、綠（G)之順序，在右上之對角 方向K5，由内側向外側，控制色為綠、藍⑺广紅（r) 之順序。 又，在水平方向，假想發光元件32R、32G、32B由左向 右排列，故在左之水平之對邊方向K1，由内側向外側，控 制色為紅（R)、綠（G)、藍（B)之順序，在右之水平之對邊方 向K4，由内側向外側，控制色為藍'綠、紅（汉）之 順序。 又，在垂直方向，可視為}個紅色假想發光元件32尺與1 個綠色假想發光元件32B重複地被配置於相同位置，與此 籲鄰接地配置綠色假想發光元件32G，故在上之垂直之對邊 方向K7，由内側向外側，控制色為綠（G)、紅及藍（RB)之 順序，在下之垂直之對邊方向K8，由内側向外側，控制色 為紅及藍（RB)、綠（G)之順序，如此決定各方向K1〜K8i 控制色之順序之狀態如圖26所示。 以如上述方式決定各方向Κ1〜Κ8之控制色之順序後，如 圖2 7所示，首先決定一個方向，例如左上之對角方向Κ2之 各反射區域之控制色。例如，任意決定左上角之反射區域 之控制色時，對角方向Κ2之控制色即可一意地加以決定。 I07300.doc •34- 1307174 接著’以對角方向K2上之控制色之排列為出發點，一面 使上下左右鄰接之反射區域之控制色呈現不相同，一面決 疋位於反射鏡26之外周部之反射區域之控制色。此時，在 Κ2以外之各方向K1、Κ3〜Κ8±，不改變如上述方式所決 定之控制色順序，而僅使位置在各方向Κ1、Κ3〜Κ8上移 位°如此決定外周部之控制色之狀態如圖27所示。 再如圖28所示，依據方向K1、Κ2、Κ4、Κ5、Κ7之各反 射區域之控制色與外周部之各反射區域之控制色，在反射 鏡26之上半部之區域中，一面使上下左右鄰接之反射區域 之控制色呈現不相同，一面決定呈現空白之反射區域之控 制色。 此時，在圖28所示之控制色之分配狀態下，在“部分， 綠色之控制色在左右相鄰。如此，在同色之控制色在上下 左右連續之情形’試誤式地更換該處之_色而以鄰接之 反射區域之控制色呈現不相同之方式加以調整。圖Μ係在 圖28之α部及其附近逐—地更換紅、，綠、藍之控制色而使 其不連續。 接著，如圖30所示，在水平方向Κ1-Κ4，以與上半部之 反射區域之控制色成線對稱方式，決定下半部：反射區域 之控制色。利用此種線對稱操作所決定之下半部之反射區 域之控制色會與最初所決定之控制色之順序一致。此時， 縱方向排列之反射區域之數為奇數之情形並無問題，但縱 方向排列之反射區域之數為偶數之情形，沿著在上下中央 部之水平方向使其上下相鄰之反射區域彼此之控制色會相 107300.doc -35- 1307174 同。因此’在該情形’有必要在此處試誤式地更換控制色 而使鄰接之反射區域之控制色呈現不相同。故反射區域以 奇數個排列為宜。 又’不希望如上述之對稱操作之情形，利用與決定上半 部之反射區域之控制色同樣地獨自決定下半部之反射區域 之控制色，在上半部與下半部之間，相同色之控制色在上 下左右連續之情形，也可加以調整。如此，在整個反射鏡 26決定好控制色後，控制色之分配作業即告完成。 又，因反射區域之分割數或形狀，有時無論如何調整控 制色之分配，鄰接於上下左右之反射區域彼此之控制色仍 然相同。在該種情形，必定要將遠離發光元件之處優先地 以不使控制色重疊方式，在接近於發光元件之反射區域使 相同之控制色鄰接。如前所述，接近於發光元件之反射區 域只要以擴大反射光方式加以控制，便難以影響發光光源 21之混色性，故只要將矛盾點轉移至發光元件附近即可加 以化解。 如此決定好各反射區域之控制色後，只要以使該色之光 向正面方向垂直地出射之方式設計各反射區域之常數，尤 其疋没汁曲率CV即可。但，所謂控制色為紅及藍（RB)之 反射區域，係指被設計成在某方向中，使紅色及藍色之光 由位於同一位置之紅色及藍色假想發光元件32R、32B向 正面方向垂直地出射之反射區域。 如此決定好各反射區域之控制色後，以依照控制色而使 该色之光向正面方向出射之方式決定各反射區域之曲率及 107300.doc -36- 1307174 形狀。具體上，反射區域以錐形面構成之情形，只要決定 其參數之錐形係數CC及曲率CV即可。 首先，考慮將錐形係數CC決定成可使光線由整個發光 光源2 1均勻地出射之情形。在由發光光源2 i出射之光中， 可分為由發光元件24R、24G、24B直接出射之光、與被反 射鏡26反射後出射之光。故有必要瞭解由發光元件24R、 24G、24B直接出射之光之光量分布。此光如圖12所示， 係由直接出射區域29直接出射之光。 圖31係表示由發光光源21之直接出射區域29出射之光所 引起之照射光量之分布。此照射光量係在距離發光光源2 i 之正面20 mm之照射面（靶面）之照射光量。圖31之橫軸係 表示由發光光源21之中心至對角方向所測之距離，縱軸係 表示照射光量之絕對值，以光量之最大值為1方式加以正 規化。又，圖32之曲線C29係將圖31之光量分布局部放大 所示之圖。因此’考慮如圖24及圖25之發光光源21之對角 方向時’在此剖面中’由内側依序排列著5個反射區域 28a、28b、28c、28d、28e，由此等反射區域 28a、28b、 28c、28d、28e向正面方向出射之光之照射光量只要補上 由直接出射區域29出射之光在靶面之照射光量之分布而可 獲得在整體上大致均勻之光量分布即可。 例如，對於由如圖3 1所示之直接出射區域29出射之光照 射光量分布’在各反射區域28a、28b、28c、28d、28e被 反射後出射之光之照射光量分布若呈現在圖32中如C28a、 C28b、C28c、C28d、C28e所示之分布時，整體之照射光 107300.doc •37- 1307174 量分布Ctotal即呈現大致均勻之光量分布。但，在發光光 源21邊，有多數發光光源21排列之情形，鄰接之4個發光 光源21之光會互相重疊，故在單獨之發光光源21中，邊之 光量可以減少。 是故，由直接出射區域29出射之光之光照射光量分布呈 現如圖31所示之情形’只要使在各反射區域28a、28b、 28c、28d、28e被反射後出射之光之照射光量之峰值分別 如圖32所示，成為由直接出射區域29出射之光之峰值之1 倍、1.8倍、2倍、2倍、1倍即可。入射於反射區域28a、 28b、28c、28d、28e之光量隨著遠離中心會急遽減少，故 考慮此因素而求反射區域28a、28b、28c、28d、28e之錐形 係數CC時，各錐形係數CC依序為-5、-2、-1.5、-1、-1。 如此，求反射區域28a、28b、28c、28d、28e之錐形係 數cc後’依照以上所求得之控制色而求反射區域28a、 28b、28c、28d、28e之曲率CV，以調整各控制色之光使其 由反射區域28a、28b、28c、28d、28e向正面方向出射， 提尚在發光光源21之乾面之混色性而確保色均勻性。具體 上，各反射區域28a、28b、28c、28d、28e之曲率CV依序 為1/5、1/29、1/28、1/3 1、1/3 1。如此’在對角方向求出 各反射區域28a、28b、28c、28d、28e之錐形係數CC及曲 率CV後’也同樣對其他剩餘之反射區域之錐形係數cc及 曲率CV而決.定各反射區域之形狀。圖16所示之光強度分 布係表示如此決定曲面常數之發光光源21之靶面之照射光 量之分布。 107300.doc •38· 1307174 又’作為別的例子，考慮將紅色發光元件24R設置於中 央’在一方之對角方向K2、K6將綠色發光元件24G配置於 其兩側，在他方之對角方向K3、K5將藍色發光元件24B配 置於其兩側之如圖33之發光光源。此發光元件之配置基本 上與圖21所示之情形相同，反射區域2 gR、2 gG、2 8B之縱 橫排列數也同樣為15。此情形，由有關圖21之說明也可知 心在左上之對角方向K2及右下之對角方向K6，控制色 為綠（G)與紅•藍之混合色（RB) ’在左下之對角方向。及 右上之對角方向K5，控制色為藍（B)與紅•綠之混合色 (RG)在水平方向ΚΙ、Κ4，為紅（R)與綠•藍之混合色 (GB)，在垂直方向Κ7、Κ8，也為紅⑻與綠•藍之混合色 (GB)。 疋故此情形，如圖33所示，在左上之對角方向Κ2及右 下之對角方向Κ6 ’交互分配綠（G)與紅•藍之混合色（RB) 作為控制色。在左下之對角方向K3及右上之對角方向 K5，交互分配藍（B)與紅•綠之混合色（RG)作為控制色， 在水平方向ΚΙ、Κ4，交互分配紅（R)與綠•藍之混合色 (GB)作為控制色，x，在垂直方向K7、K8，也交互分配 工（R)與綠·藍之混合色（GB)作為控制色。 但，在任何對角方向、水平方向、垂直方向，在3種控 制色組中’兩端之控制色相$，故將其重複排列時，在對 角方向、水平方向或垂直方向，$色之控制色會相連續而 毛生色相不均。例如，考慮對角方向K2，區別2個綠色之 假想發光元件33〇而成為假想發 光元件33G(1)、假想發光 107300.doc •39· ⑤ 1307174 元件33G(2)。又，假設假想發光元件33G(1)之控制色為 G(l)，假想發光元件33G(2)之控制色為G(2)時，對角方向 K2之排列成為如圖3 7所示。此情形，由來自圖3 7所示之各 假想發光元件33G(1)、33R、33B、33G(2)之出射光線可以 知悉：在一部分，綠色光會集中而變得較密，在一部分， 綠色光會變得較疏，故會發生色相不均。 因此’在此種情形，如圖38所示，最好使僅來自一方之 假想發光元件（接近於反射區域之假想發光元件）之光向正 面出射。例如，在對角方向K2，僅使接近於對角方向K2 之反射區域之綠之假想發光元件33G(1)之控制色與紅•藍 之假想發光元件33R、33B之控制色交互排列，而不使用 假想發光元件33G(2)之控制色。如此’由圖38之光線圖也 可知悉，可獲得無色相不均之光分布。 因此，決定在各方向之控制色後，對於重複之控制色， 僅考慮接近於該反射區域之假想發光元件而使同色之控制 色不相連續。故如圖34所示，在左上及右下之對角方向 K2、K6，交互排列綠之控制色（g)與紅•藍之控制色 (RB) ’在左下及右上之對角方向K3、K5，交互排列藍之 控制色（B)與紅•綠之控制色（rg)。又，在水平方向K1、 K4及垂直方向K7、K8，交互排列紅之控制色與綠•藍 之控制色（GB)。但，對角方向K2之控制色（G)係依據位於 左上之假想發光元件33G(24G) ’對角方向K6之控制色（〇) 係依據位於右下之假想發光元件33G(24G)。在其他之方向 也相同。 107300.doc •40· 1307174 如此’決定好在對角方向、水平方向及垂直方向之反射 區域之各控制色後，如圖3 4所示，沿著位於反射鏡2 6之外 周部之至少一邊決定控制色。在決定控制色之際，以使同 色之控制色在上下左右不連續方式，應用6種控制色，試 誤式地決定各反射區域之控制色。 另外，在周圍已決定控制色之區域（例如對角方向£2與 K3間之區域）而呈現空白之反射區域，以使同色之控制色 I 在上下左右不連續方式’應用控制色，如圖35所示，例如 在1 /4之區域決定控制色。此後，以使已決定之控制色對 對角線呈現線對稱方式’轉印在剩下之區域，而如圖36所 示般將控制色分配至全體。 如此’決定好各反射區域之控制色後，與3個發光元件 之情形同樣地，只要以使均勻之光向正面方向出射方式決 定錐形係數CC及曲率CV等之曲面常數即可。 在上述實施例中，係將四角形之反射鏡26區分成四角形 φ 之多數反射區域28i、28j、28k、…，但此外也可使用種種 型態。圖39〜圖42所示者係發光光源21之變形例3，係將由 正面看呈六角形之反射鏡26區分成與其外形相同之六角形 之多數反射區域28i、28j、28k、…。圖39(a)係表示變形 例3之發光光源之正面圖，圖39(b)(c)分別係該發光光源之 對角方向之剖面圖與對邊方向之剖面圖。圖4〇(a)(b)分別 係月面开〉成反射鏡26之塑模部22之正面側之立體圖與背面 側之立體圖。又，圖41(a)係該塑模部之正面圖，圖410) 係其背面圖，圖41(c)係其右側面圖，圖41(d)係其仰視 107300.doc 41- 1307174 圖。另外’圖42係模式地表示使用於該發光光源之反射鏡 26之構造之正面圖。此發光光源21由正面看係形成六角 形’其反射鏡26也形成六角形。而，六角形之反射鏡26係 以不生間隙方式區分成六角形之多數反射區域28i、28j、 2 8k、···。 在如變形例3之形狀之反射區域28i、28j、28k、…之情 形’在圖42所示之對邊方向Κ9_Κ9，反射區域雖連續著， 但在圖42所示之對邊方向K1〇_K1〇，反射區域則呈現離散 狀態（在其一部分中，通過反射區域彼此之境界）。此種情 形’只要首先，對沿著對邊方向配置之反射區域，設置各 其曲面常數’例如曲率CV及錐形係數CC，接著，對鄰接 該反射區域之反射區域’逐次決定曲面常數即可。又，由 於位於反射鏡26之端緣之反射區域局部欠缺而呈現梯形， 故其有效面積變小。在此種缺六角形之反射區域中，首 先’只要假定端緣之反射形狀為六角形狀而進行設計，再 將大於作為六角形所決定之錐形係數之值分配至缺六角形 之反射區域即可。在反射鏡26之外形與反射區域28i、 28j、28k、…之形狀相同之情形，可利用如上述方式設 計，故曲率CV及錐形係數CC等之曲面常數之調整較為容 易。 圖43係變形例4之反射鏡26之構造之正面圖。在此反射 鏡26中，將三角形之反射鏡26區分成三角形之多數反射區 域28i、28j、28k、…。在此情形，考慮連結圖μ所示之頂 點與邊之中央之線段K11-K11之上之反射區域時，位於最 107300.doc -42- 1307174 外侧之反射區域（也就是說，位於頂點之反射區域與位於 邊之中央之反射區域）與中心之距離相異。因此，在此變 形例中，並非逐次設計線段K11-K11之上之反射區域，而 只要由位於頂點之反射區域28h設計即可。即，首先，對 位於3處之頂點之反射區域2 8 h設計錐形係數等，以位於頂 點之反射區域28h為出發點而逐次設計鄰接之反射區域而 進到内側時’即可容易施行曲率CV及錐形係數CC等之曲 面常數之調整。 又，圖44、圖45及圖46係表示將反射鏡26區分成呈現與 其外形相異之形狀之反射區域28i、28j、28k、…之變形 例。圖44所示之變形例5與圖45所示之變形例6係將四角形 之反射鏡26區分成三角形之多數反射區域28i、28』、 28k、…，圖46所示之變形例7係將六角形之反射鏡％區分 成與三角形之多數反射區域28i、28j、28k、…。依據此等 變形例5〜7 ’可將反射區域28i、28j、28k、…更加以細 分。在其反面’對於由發光元件24R、24G、24B出射成放 射狀之光，反射區域之方向極為分歧，故反射區域之設計 較為困難。因此，在此等變形例之情形，最好以如下方式 加以設計。 在將四角形之反射鏡26區分成三角形之反射區域28i、 j 28k、···之圖44及圖45之變形例5、6中，在對邊方向 K12K12上，成為反射區域間之境界，但在對邊方向 方向上’反射區域被連續地配置。因此，此情形， 只要百先對配置在對邊方向Κ12_Κ12之反射區域設計錐形 107300.doc 43 · 1307174 係數等之曲面常數’接著’逐次設計鄰接於該反射區域之 反射區域即可。 又’在將六角形之反射鏡26區分成三角形之反射區域 28i、28j、28k、…之圖46之變形例7中，在對邊方向K14_ Κ14上’成為反射區域間之境界，但在對邊方向κ15_κΐ5 之方向上’反射區域被連續地配置。因此，此情形，只要 首先對配置在對邊方向Κ15-Κ15之反射區域設計錐形係數 等之曲面常數’接著’逐次設計鄰接於該反射區域之反射 區域即可。 又’圖47〜圖49係以發光元件24R、24G、24Β為中心， 將反射鏡26劃分成同心之輪帶狀，再將輪帶狀之區域沿著 圓周方向分割成多數塊之變形例。即，在圖47所示之變形 例8之反射鏡26中，將四角形之反射鏡26劃分成輪帶狀及 放射狀而構成多數反射區域28i、28j、28k、…。在圖“所 不之變形例9之反射鏡26中，將六角形之反射鏡26劃分成
同心圓狀及放射狀而構成多數反射區域28i、28j、 28k、…。在圖49所示之變形例1〇之反射鏡26中，將三角 形之反射鏡26劃分成同心圓狀及放射狀而構成多數反射區 域28i、28j、28k、..…又，如圖5〇所示之變形例u，也可 使各方位之反射區域向半徑方向挪移。 在此等之變形例8〜11中，接近於中心部之反射區域之尺 寸變j i欠中〜部附近之反射區域之製作較困難。因此， 也可在外側之輪帶狀之區域增大分割數，並減少接近於中 心部之反射區域之分割數。在此等之變形例中，對由發光 I07300.doc -44 - 1307174 元件24R、24G、24B以放射狀出射之光，可在各方位取得 相同之放射狀配置，故反射鏡26之設計及曲面常數之調整 較為容易。 又’圖51、圖52係使形成與反射鏡26之外形相同形狀之 反射區域28i、28j、28k、…旋轉而以該反射區域28i、 28j、28k、…區分反射鏡26之變形例。圖5 1所示之變形例 12係以45 °旋轉之四角形狀（也就是說，菱形）之反射區域 28i、28j、28k、…區分四角形狀之反射鏡26。圖52所示之 變形例13係以30 °或90 °旋轉之六角形狀之反射區域28i、 28j、28k、…區分六角形狀之反射鏡26。在此等之變形例 12、13中，在光量容易不足之對角方向，反射區域相連 續’故反射區域之設計較為容易。但，因在周邊部容易產 生局部缺口之形狀之反射區域’故容易發生光損耗。在此 種變形例中’反射區域在對角方向相連續，故沿著對角方 向排列之反射區域之設計較容易執行。而，由鄰接於對角 方向之反射區域之反射區域逐次設計反射區域時，可容易 地執行反射鏡26之設計及曲面常數之調整。 圖53〜圖55係排列有因與發光元件24R、24G、24B之距 離而異之形狀或尺寸之反射區域28i、28j、28k、…、 28x、28y、28z、…之變形例。即，在圖η所示之變形例 14中，在四角形之反射鏡26形成四角形之反射區域28i、 28j、28k.....28x、28y、28z、…，愈遠離中心，反射 區域之尺寸變得愈大。欲設計此種反射鏡26，只要預先以 尺寸最大之反射區域分割整個反射鏡26，由最外之反射區 107300.doc -45- 1307174 域逐次縱橫地分割成1等分（也就是說，不分割）、分割成2 專分、分割成3等分、…即可。 又’在圖54所示之變形例15中，在六角形之反射鏡26形 成六角形之反射區域28i、28j、28k、…、28x、28y、 28z、…，愈遠離中心，反射區域28i、28j、28k..... 28x、28y、28z、…之尺寸變得愈大。此情形，也只要首 先以最大尺寸之六角形之反射區域均等地區分整個六角形 之反射鏡26 ’接著，再分割最大尺寸之六角形之反射區域 之内部即可。 在圖55所示之變形例16中，在三角形之反射鏡26形成三 角形之反射區域28i、28j、28k、…、28x、28y、 28z.....愈遠離中心之部分，反射區域28i、28j、 28k.....28x、28y、28z、…之尺寸變得愈大。依據此變 形例’設計之自由度增大，光強度及色均勻性也提高。此 情形’也只要首先以最大尺寸之三角形之反射區域均等地 區分整個三角形之反射鏡26，接著，再分割最大尺寸之反 射區域之内部即可。 在如圖53〜圖55之變形例14~ 16中，首先可預先將反射鏡 26分割成相同大小之反射區域而設計各曲面常數，再分割 各反射區域而微調所分割之反射區域之曲面形狀，故可容 易進行反射鏡2 6之設計。又，在此種變形例中，由發光元 件24R、24G、24B出射之光量較多，故可提高設計之自由 度，且可提高光強度之均勻性，但另一方面，中心部附近 之反射區域變得較微小，故中心部附近之反射區域之製作 107300.doc -46 - Γ® 1307174 較為困難。 又，塑模部22之形狀也可進行種種設計之變更。例如， 在圖56所不之變形例17中，將直接出射區域“形成圓錐 狀、圓錐梯狀、球面狀等之曲面。將直接出射區域29形成 此種曲面時，可藉其傾斜角及曲率等而利用傾斜全反射區 域32之全反射而調整入射於直接出射區域29之光之反射方 向’可提咼反射鏡26之設計之自由度。 圖57係用於說明將直接出射區域29形成圓錐狀之變形例 17之光之動態之對角方向之剖面圖。如此將直接出射區域 29形成圓錐狀而使直接出射區域29具有適當之傾斜角時， 如圖57所示，可使由直接出射區域29出射之光互相大致平 行地一致。 塑模部22及溝25之正面形狀等也可進行種種設計之變 更。例如，在圖58所示之變形例18中，在外形為四角形之 發光光源21形成圓環狀之溝25與圓形之直接出射區域29。 又，在圖59所示之變形例19中，在外形為四角形之發光光 源形成四角環狀之溝25與四角形之直接出射區域29。在圖 60所示之變形例20中，在外形為六角形之發光光源形成六 角環狀之溝25與六角形之直接出射區域29。在圖61所示之 變形例21中，在外形為三角形之發光光源形成三角環狀之 溝25與三角形之直接出射區域29。 在如圖5 8之變形例1 8中，由於可配合由配置於中心部之 發光光源2 1以放射狀出射之光線而設計直接出射區域29， 故直接出射區域29之設計較為容易。又，在如圖59〜圖61 107300.doc -47- 1307174 之變形例19〜21中，可掸士 〇丄 了增大设计之自由度，提高光強度及 色均勻性。 、，又’在圖62所示之變形例22中，在外形為四角形之發光 光源21开，成外形為四角形之溝25，在其中心設有圓形之直 接出射區域29。又，在圖63之變形例23中’在外形為六角 7之發光光源„又置六角狀之溝25，在其中心設有圓形之直 接出射區域29。在圖64之變形例2钟，在外形為三角形之 發光光源21設置外形為三角狀之㈣，在其中心設有圓形 之直接出射區域29。 兹-面與圖58及圖59之變形例18、19作比較，一面說明 如圖62〜圖64所示，使溝25之外周形狀符合發光光源21之 外幵y將直接出射區域29形成圓形之變形例22〜24之優 點。圖65(a)(b)係表示設有圓環狀之一定寬度之溝25之圖 58之變形例18，圖65(a)係表示其對角方向之剖面，圖 65(b)係表不其對邊方向之剖面。如圖65(a)(b)所示，對邊 _ 方向之°彳面之各反射區域28p、28q、28r、…之長度比對 角方向之剖面之各反射區域28s、28t、28u、…之長度短， 在對邊方向，各反射區域28p、28q、28r、…比對角方向 更偏位於中心側。因此，例如，如圖65(a)所示，即使設計 成在對角方向之剖面中，使由發光元件24R、24G、24B出 射而在溝25之底之全反射區域31被反射之光可由内側入射 於第2個反射區域28s之全體時，在圖65(b)所示之對邊方向 之剖面中，在全反射區域3 1被反射之光不僅可由内側入射 於第2個反射區域28p’且可由内側入射於第3個反射區域 107300.doc -48 - 1307174 28q。因此，在反射區域28q也可接收到在全反射區域31被 反射之光’使得反射區域28q之設計變得較複雜。 另一方面’圖66(a)(b)係表示配合發光光源21之外形而 设有四角環狀之一定寬度之溝25之圖59之變形例19，圖 66(a)係表示其對角方向之剖面，圖66(1))係表示其對邊方 向之剖面。此情形，對邊方向之剖面之各反射區域28p、 28q、28r、…之長度也比對角方向之剖面之各反射區域 28s、28t ' 28u、…之長度短，在對邊方向，各反射區域 28p、28q、28ι•、…比對角方向更偏位於中心側。但，在 圖58及圖65(a)(b)之變形例18之情形，溝25之位置不受剖 面方向影響而保持一定；相對地，在圖59及圖66(叻(1))之 邊形例19之情形，在對邊方向之剖面，溝25之位置比對角 方向之刮面更偏位於中心侧。因此，可設計成在圖66(a)所 不之對角方向之剖面中，使由發光元件24R、24G、24B出 射而在溝25之底之全反射區域3丨被反射之光可由内側入射 於第2個反射區域28s之全體 另外’在圖66(b)所示之對邊 方向之d面中，在全反射區域3丨被反射之光也可由内側入 。因此，在此種變形例19中
60及圖61之變形例20、21中亦同。 射於第2個反射區域2 8p全體 由於直接出射區域29形成! 24G、24B 以放 Μ 壯 * μ + ,
107300.doc •49· 1307174 示之變形例22，與圖66(a)(b)同樣地，無論在對角方向或 對邊方向’在全反射區域31被反射之光皆可入射於特定之 反射區域28s、28p。另外，依據變形例22，由於直接出射 區域29形成圓形，故由發光元件24R、24G、24B以放射狀 出射之光可在直接出射區域29在各方向同樣地反射或穿 透’故可抑制雜散光之發生。此作用效果在圖63、圖64之 變形例23、24中亦同。 圖67所示之變形例25係表示將溝25之底面之全反射區域 31分割成多數反射區域31a、31b、…之發光光源21。又， 圖68(a)係表示該發光光源21之直接出射區域29與全反射區 域31之構造之立體圖，圖68(b)(c)係該發光光源21之光之 動態之圖，圖68(b)係對邊方向之發光光源21之概略剖面 圖，圖68(c)係其正面圖。又，在圖68(b)中鏈線所示之 全反射區域31係表示在該圖之剖面前之全反射區域31之一 部分。依據此變形例25，設計之自由度增大，光強度及色 均勻性也可提高。在變形例25中，將全反射區域”八等 分，使反射區域31a與反射區域31b沿著圓周方向交互排 列。反射區域3 la與反射區域31b之傾斜方向沿著圓周方向 而成反向’被配置成可使向對邊方向出射之光向兩側擴 散，使向對角方向出射之光向對角方向集中。 圖69(a)係表示具有以直接出射區域29之軸心為中心之均 勻之傾斜角之全反射區域31之立體圖。圖Μ⑻⑷係該發 光光源之光之動態之圖，圖69(b)係對邊方向之發光光㈣ 之概略剖面圖，圖糸Αχ工m 圃（c)係其正面圖。在具有此種全反射區 107300.doc •50- 1307174 域31之比較例中，如圖69(b)(c)所示，由發光元件24r' 24G、24B出射之光在全反射區域31被反射後，仍會擴散 成放射狀，故光被均等地分配至各分向之結果，在對角方 向光量會不足。對此，在圖67所示之變形例25中，如圖 68(b)(c)所不，由於區分區域31a與區分區域31b被配置成 可使向對邊方向出射之光向兩側擴散，使向對角方向出射 之光向對角方向集中，與對邊方向相比，可使光較會集中 於對角方向而將較多之光分配至對邊方向，藉此，可提高 在發光光源21之正面之光強度及色均勻性。 圖70(a)係表示變形例26之發光光源21之直接出射區域29 與全反射區域31之構造之立體圖，圖70(b)(c)係該發光光 源21之光之動態之圖，圖7〇(b)係對邊方向之發光光源以之 概略剖面圖，圖70(c)係其正面圖。又，在圖7〇(b)中，鏈 線所不之全反射區域31係表示在該圖之剖面前之全反射區 域31之一部分。變形例26係在圖67之發光光源21中，進一 φ 步在全反射區域31之區分區域31a與區分區域31b之間形成 圓溝狀之區分區域3 1 c。依據此變形例26，由於可使由發 光το件24R、24G、24B出射之光進一步在圓溝狀之反射區 域31c被擴散’故可進一步提高在發光光源21之正面之光 強度及色均勻性。 又’圖71所示之變形例27係將直接出射區域29之表面分 割成多數區分區域29a、29b、…，在各區分區域29a、 29b、…使傾斜方向及傾斜角各異。即使將直接出射區域 29分割而調整多數區分區域29a、29b、…之傾斜方向及傾 107300.doc 1307174 斜角，也可調整分配至各反射區域28i、28j、28k、…之光 量’也可提高在發光光源21之正面之光強度及色均勻性。 又’如圖72之變形例28所示’也可將溝25之底面之全反射 區域31分割成多數區分區域31a、31b、…，再將直接出射 區域29之表面分割成多數區分區域29a、29b、...。
圖73係表示變形例29之發光光源之正面圖。在變形例29 中’將全反射區域30分割成棋盤格狀之多數區分區域 30a、30b、…而在全反射區域3〇表面形成凹凸圖案。在具 有平坦之全反射區域30中，如圖75(a)(b)所示之比較例一 般，光有由塑模部22之外周面漏出而導致光量損耗之虞， 且在位於距離發光元件最遠之對角方向之角落部，會因光 量不足而使角落部容易變暗。對此，如圖73之變形例29所 示，將全反射區域30分割成多數區分區域3〇a、3〇b、…之 情形，如B74(a)(b)所示，可藉調整全反射區域3〇之各區 分區域30a、遍、...之傾斜及傾斜角，將光導至反射鏡％ 之任意之反射區域28i、28j、28k、…。故設計之自由度增 高二因此，可緩和到達反射鏡26之各反射區域之光量差而 提高在發光光源之正面之光強度及色均勻性。 在變形例2 9中，例如，A 、息7 J如在對邊側，將全反射區域30之區 域彎曲成凹透鏡狀而使卉擔勒， 1文尤擴政或使全反射區域30之區域 向對角方向傾斜而使朵A料名+二 叩使先向對肖方向反射時，可增加分配至 對角方向之光量，防& 士丄 止對角方向之角落部變暗。又，全反 射區域30之對角方向 、 端之£域為了減少由塑模部22之外 周面漏出之損耗光量而將杏古m 、光有效利用’最好使其向中心側 107300.doc •52- 1307174 或對邊方向傾斜。 又’在全反射區域30平坦之發光光源中，如圖77之比較 例所不’光雖由全反射區域3〇均等地出射，但因與發光元 件之光程長度較長，故由全反射區域3〇之端出射之光之光 強度較弱’在發光光源之邊緣容易變暗。且光會由發光光 源之外周面漏出而成為損耗光’使光之利用效率有降低之 虞。在變形例29之情形，在此時如圖76所示，使全反射區 域0中外周部以外之區分區域3 〇 &、3 〇 b、…向外周側傾 斜’可將外周部以外之區分區域3〇a、3〇b、…所反射之光 送至外周側，故可防止發光光源2 1之外周部變暗。又，使 全反射區域30中外周部以外之區分區域3〇a、3〇b、…向内 周侧傾斜時’可減少由發光光源21之外周部漏出之損耗 光。故依據此變形例29，可增大設計之自由度，提高光強 度及色均勻性。 [實施例2] 圖78係表示本發明之實施例2之發光光源陣列5〇之正面 圖。此發光光源陣列50係使本發明之發光光源2丨毫無間隙 或有右干間隙地排列成同一平面狀。此發光光源陣列5〇係 使用作為液晶顯示器及液晶電視用之背光源以及照明裝 置，具有厚度薄、色重現性優、難以發生色相不均、色均 勻性高之優點。 又，將使用本發明之發光光源2丨之發光光源陣列5〇利用 作為#光;|之情形，光強度之均自化與混色程度之均句化 所需之前方空間(與靶面間之空間)可以較短，故可薄化裝 107300.doc •53· ⑧ 1307174 入發光光源陣列50作為背光源之資訊顯示機器（例如，後 述之液晶顯示器）之厚度，可謀求資訊顯示機器之薄型 化。 又’在使用此發光光源2 1之發光光源陣列5〇中，即使將 發光光源2 1陣列化’發光元件也不會密集，故可提高放熱 性，簡化放熱機構。而，放熱機構之簡化對液晶顯示器等 之資訊顯示機器之薄型化大有貢獻。 [實施例3] 圖79係表示本發明之實施例3之液晶顯示器（液晶顯示裝 置）51之構造之態略剖面圖。液晶顯示器5丨係在液晶面板 52之背面配置背光源53所構成。液晶面板52係一般的液晶 面板，由背面側依次疊層偏光板54、液晶胞55、相位差板 56、偏光板57、及反射防止膜58所構成。 背光源53係在排列有多數個發光光源2 1之發光光源陣列 50之前面配置光擴散膜61、稜鏡片62及亮度提高膜63。發 光光源21如後所述’由正面看形成正方形，將一百個左右 乃至數百個發光光源21排列成棋盤格狀而構成發光光源陣 列50。光擴散膜61係藉擴散由發光光源陣列50出射之光， 以謀求亮度之均勻化，並具有將由發光光源陣列50出射之 光均勻地混色之作用。稜鏡片62係使斜方入射之光折射或 内部反射而向垂直於稜鏡片62之方向彎曲穿透，藉此，可 提尚背光源53之正面亮度。 亮度提高膜63係使某偏光面内之直線偏光穿透，並使與 此正交之偏光面内之直線偏光反射之膜，具有提高由發光 107300.doc -54- 1307174 光源陣列50出射之光利用效率之作用。即，亮度提高膜63 係被配置成使穿透光之偏光面與使用於液晶面板52之偏光 板54之偏光面一致。因此，由發光光源陣列5〇出射之光 中’偏光面與偏光板54—致之光穿透亮度提高膜63而入射 於液晶面板52内’但偏光面與偏光板54正交之光會被亮度 提高膜63反射而射回，在發光光源陣列5〇被反射而再度入 射於亮度提高膜63。被亮度提高膜63反射而射回之光在發 光光源陣列50被反射而再度再入射於亮度提高膜63以前， 偏光面會旋轉’故其一部份會穿透亮度提高膜63。重複此 種作用，可將由發光光源陣列50出射之光之大部份利用於 液晶面板52 ’以提高液晶面板52之亮度。 圖80係表示實施例3之變形例之態略剖面圖。在此變形 例之液晶顯示器64中，省略在液晶顯示器5 1中配置於發光 光源陣列50與液晶面板52間之稜鏡片62及亮度提高膜63。 當然’在稜鏡片62與亮度提高膜63中，也可僅省略其中之 一方。使用本發明之發光光源陣列50時，可高精度地調整 由發光光源21出射之光之方向及其擴散度，以提高光強 度’故也可不需要以往之液晶顯示裝置所使用之稜鏡板。 又’使用本發明之發光光源陣列50時，可調整由發光光源 21出射之光之方向及其擴散度而提高光強度，故也可不需 要以往之液晶顯示裝置所使用之亮度提高膜。 故依據此變形例，可省略稜鏡片及亮度提高膜之結果， 可謀求液晶顯示器64之薄型化，且可謀求組裝成本之削 減。另外，由於不再有棱鏡片及亮度提高膜之光損耗，故 107300.doc -55- 1307174 可提高光利用效率。 [實施例4] 圖8 1係表示使用本發明之發光光源陣列之室内照明用之 照明裝置72之立體圖。此照明裝置72係將本發明之發光光 源陣列73收容於機殼74内，在機殼74内附設有電源裝置 …將由電源裝置75拉出之插頭赌入商用電源等之插座 而接通開關時，由商用電源等之插座所 φ —成直流電力，藉此直流電力使發 陣列73發光。故此照明裝置72可使用於例如掛壁型之室内 照明裝置等。 【圖式簡單說明】 圖1係表示以往例之發光光源之一部份之剖面圖。 圖係在以往例之發光光源中，除去塑模部而顯示發光 元件與反射鏡之正面圖。 么圖3係表示在以往例之發光光源中，在其中心部配置 • 綠、藍之3種發光色之發光元件之情形之各色光之動 態之局部剖面圖。 八圖4係表示在同上之發光光源中’進一步將反射區域小 刀。】之情形之各色光之動態之局部剖面圖。 圖5係表示分割數為3個之以往例之反射鏡之正面圖。 係表示分割數為9個之以往例之反射鏡之正面圖。 圖7係表示本發明之實施例丨之發光光源之局部切剖之立 體圖。 係表示貫％例1之發光光源除去配線基板之狀態之背 107300.doc -56- 1307174 面侧之立體圖。 圖9(a)及圖9(b)係表示背面形成反射鏡之塑模部之正面 側之立體圖與背面侧之立體圖。 圖10(a)係表示背面形成反射鏡之塑模部之正面圖，圖 10(b)係其背面圖，圖10(c)係其仰視圖。 圖11(a)係實施例1之發光光源之正面圖，圖n(b)係圖 11(a)之X-X方向（對角方向）之剖面圖，圖u(c)係圖丨“約之 Y-Y方向（對邊方向）之剖面圖。 圖12係表示實施例1之發光光源之光之動態之剖面圖。 圖13係模式地表示使用於實施例1之發光光源之反射鏡 之正面圖。 圖14係表示比同上之反射鏡更增大分割數之實施例i之 反射鏡之正面圖。 圖15係表示以往例之發光光源之對角方向之光強度分布 之圖。 圖16係表示本發明之實施例1之發光光源之對角方向之 光強度分布之圖。 圖17係模式地表示本發明之實施例1之變形例（變形例丄） 之反射鏡之正面圖’說明分割後之反射區域之曲面形狀之 分配方法。 圖18係模式地表示本發明之變形例2之反射鏡之正面 圖，說明分割後之反射區域之曲面形狀之另一分配方法。 圖19係用於說明各反射區域變成錐形面之反射鏡之曲率 之決定法之概略圖。 107300.doc -57· 1307174 圖20(a) (b)係用於說明各方向之假想的發光元件之配 置及間距間隔之決定法之概略圖。 圖21 (a)、（b)係在發光元件為5個之情形中，各方向之假 想的發光元件之配置及間距間隔之決定法之說明圖。 圖22係用於說明各反射區域變成錐形面之反射鏡之錐形 係數之決定法之圖。 圖23係用於說明各反射區域為錐形面之情形中，錐形係 數之大小之決定法之圖。 圖24(a)係用於說明设计事例之發光光源之正面圖，圖 24(b)係除去其塑模部之狀態之正面圖。 圖25係圖24之發光光源之剖面圖。 圖26係反射區域之控制色之決定法之說明圖。 圖27係接續在圖26之步驟後而決定反射區域之控制色之 決定法之說明圖。 圖28係接續在圖27之步驟後而決定反射區域之控制色之 決定法之說明圖。 圖29係接續在圖28之步驟後而決定反射區域之控制色之 決定法之說明圖。 圖30係接續在圖29之步驟後而決定反射區域之控制色之 決定法之說明圖。 圖3 1係表示由直接出射區域出射之光所引起之照射面之 照射光量之分布圖。 圖32係表示由直接出射區域出射之光所引起之照射面之 照射光量之分布、在各反射區域被反射之光之照射面之照 107300.doc 58· 1307174 射光量之分布及全體之光量之分布之圖。 圖33係決定反射區域之控制色之決定法之另一例之說明 圖。 圖34係接續在圖33之步驟後而決定反射區域之控制色之 決定法之說明圖。 圖35係接續在圖34之步驟後而決定反射區域之控制色之 決定法之說明圖。
圖36係接續在圖35之步驟後而決定反射區域之控制色之 決定法之說明圖。 圖37係圖33之控制色之排列引起之問題點之說明圖。 圖38係解決如圖37之類之問題點之方法之說明圖。 圖39(a)係表示本發明之變形例3之發光光源之正面圖， ⑻係該發光光源之對角方向之剖面圖’⑷係該發光光源 之對邊方向之剖面圖。 圖40⑷係使用於變形例3之塑模部及反射鏡之正面側j 立體圖’（b)係其背面側之立體圖。 圖叫)係使用於變形例3之塑模部及反射鏡之正面圖 ⑻係其背面圖，⑷係其右侧面圖，⑷係其仰視圖。 圖42係模式地表示變形例3之反射鏡之構造之正面圖。 圖43係本發明之變形例4之反射鏡之構造之正面圖。 圖44係本發明之變形例5之反射鏡之構造之正面圖。 圖45係本發明之變形例6之反射鏡之構造之正面圖。 圖46係本發明之變形例7之反射鏡之構造之正面圖。 圖47係本發明之變形例8之反射鏡之構造之正面圖。 107300.doc •59· 1307174 圖48係本發明之變形例9之反射鏡之構造之正面圖。 圖49係本發明之變形例10之反射鏡之構造之正面圖。 圖50係本發明之變形例11之反射鏡之構造之正面圖。 圖51係本發明之變形例12之反射鏡之構造之正面圖。 圖52係本發明之變形例13之反射鏡之構造之正面圖。 圖53係本發明之變形例14之反射鏡之構造之正面圖。 圖54係本發明之變形例15之反射鏡之構造之正面圖。 圖55係本發明之變形例16之反射鏡之構造之正面圖。 圖56係表示本發明之變形例17之直接出射區域之剖面形 狀之局部剖面圖。 圖57係表示本發明之變形例17之發光光源之光之動態之 剖面圖。 圖58係表示本發明之變形例18之發光光源之正面圖。 ® 59係表示本發明之變形例19之發光光源之正面圖。 圖60係表示本發明之變形例2〇之發光光源之正面圖。 圖61係表示本發明之變形例21之發光光源之正面圖。 圖62係表示本發明之變形例22之發光光源之正面圖。 圖63係表示本發明之變形例23之發光光源之正面圖。 圖64係表示本發明之變形例24之發光光源之正面圖。 圖65U)係表示圖58所示之變形例18之發光光源之對角方 向之剖面之光之動態之圖，（b)係其對邊方向之剖面之光之 動態之圖。 圖66U)係表示圖59所示之變形例19之發光光源之對角方 向之剖面之光之動態之圖，（b)係其對邊方向之剖面之光之 107300.doc -60- 1307174 動態之圖。 圖67係表示本發明之變形例25之發光光源之正面圖。 圖68(a)係表示變形例25之發光光源之直接出射區域與全 反射區域之構造之立體圖’（b)係該發光光源之對邊方向之 剖面圖，（c)係光被分配至該發光光源之各反射區域之情形 之模式圖。 圖69(a)係表示比較例之發光光源之直接出射區域與全反 射區域之構造之立體圖，（1))係該發光光源之對邊方向之剖 面圖，（c)係光被分配至該發光光源之各反射區域之情形之 模式圖》 圖7〇(a)係表示本發明之變形例26之發光光源之直接出射 區域與全反射區域之構造之立體圖，（b)係該發光光源之對 邊方向之剖面圖，（c)係光被分配至該發光光源之各反射區 域之情形之模式圖。 圖71係表示本發明之變形例27之發光光源之正面圖。 圖72係表示本發明之變形例2 8之發光光源之正面圖。 圖73係表示本發明之變形例29之發光光源之正面圖。 圊74(a)係說明變形例29之發光光源之光之動態之對邊方 向之剖面圖，（b)係其正面圖。 圖75(a)係說明比較例之發光光源之光之動態之對邊方向 之剖面圖，（b)係其正面圖。 圖76係說明變形例29之發光光源之光之動態之剖面圖。 圖77係說明比較例之發光光源之光之動態之剖面圖。 圖78係表示本發明之實施例2之發光光源陣列之正面圖。 107300.doc -61 - 1307174 圖79係表示本發明之實施例3之液晶顯示器之構造之態 略剔面圖。 圖80係表示本發明之實施例3之變形例之液晶顯示器之 構造之態略剖面圖。 圖8 1係表示使用本發明之實施例4之發光光源陣列之室 内照明用之照明裝置之立體圖。 【主要元件符號說明】 21 發光光源 22 塑模部 23 配線基板 24R, 24G, 24B 發光元件 25 溝 26 反射鏡 28i, 28j, 28k 反射區域 28p, 28q, 28r 反射區域 28s, 28t, 28u 反射區域 28R, 28G, 28B 反射區域 29 直接出射區域 30 全反射區域 31 全反射區域 32 傾斜全反射區域 36 反射區域 ， 62 稜鏡片 63 亮度提高膜 107300.doc -62- (S)