特開 2022-77006 導光板及び光源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022077006

(43)【公開日】2022-05-20

(54)【発明の名称】導光板及び光源装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20220513BHJP

   G02B 6/00 20060101ALI20220513BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20220513BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 433

F21S2/00 441

G02B6/00 331

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】24

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021179462

(22)【出願日】2021-11-02

(31)【優先権主張番号】109139190

(32)【優先日】2020-11-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】517364444

【氏名又は名称】誠屏科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】廖 俊謙

(72)【発明者】

【氏名】李 信宏

(72)【発明者】

【氏名】劉 勁谷

【テーマコード（参考）】

2H038

3K244

【Ｆターム（参考）】

2H038AA55

2H038BA06

3K244AA01

3K244AA05

3K244AA06

3K244BA08

3K244BA20

3K244BA23

3K244BA48

3K244CA03

3K244DA01

3K244DA19

3K244EA02

3K244EA13

3K244EC03

3K244EC27

3K244EC28

3K244EC29

3K244FA03

(57)【要約】

【課題】導光板及び光源装置を提供する。
【解決手段】導光板は、複数の光線を導き、光入射面及び第１の表面を有する。第１の表面は光入射面に接続される。導光板は、第１の表面に第１の領域及び第２の領域を有する。第１の領域は、第２の領域よりも光入射面に近い。第１の領域には複数の第１の微細構造が設けられる。第１の微細構造のそれぞれは、第１の曲率を有し、第１の稜線を有する三日月形の微細構造であり、第１の曲率は第１の稜線の曲率である。第２の領域には複数の第２の微細構造が設けられる。第２の微細構造のそれぞれは、第２の曲率を有し、複数の第１の曲率の最大値は、複数の第２の曲率の最大値よりも大きい。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光線を導く導光板であって、
前記導光板は、光入射面及び第１の表面を有し、前記第１の表面は前記光入射面に接続され、前記導光板は、前記第１の表面に第１の領域及び第２の領域を有し、前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記光入射面に近く、
前記第１の領域には複数の第１の微細構造が設けられ、前記第１の微細構造のそれぞれは第１の曲率を有し、前記第１の微細構造は、第１の稜線を有する三日月形の微細構造であり、前記第１の曲率は前記第１の稜線の曲率であり、
前記第２の領域には複数の第２の微細構造が設けられ、前記第２の微細構造のそれぞれは第２の曲率を有し、前記複数の第１の曲率の最大値は、前記複数の第２の曲率の最大値よりも大きい、導光板。

【請求項2】

前記第１の微細構造のそれぞれは、第１の光学面及び第３の光学面を有し、前記第１の光学面は前記光入射面に対向し、前記第３の光学面は前記光入射面とは反対側に対向し、前記第１の微細構造のそれぞれの前記第１の光学面と前記第３の光学面とは互いに接続して前記第１の稜線を形成する、請求項１に記載の導光板。

【請求項3】

前記複数の第１の微細構造の前記複数の第１の曲率は、前記光入射面に近い側から前記光入射面から離れる側に向かって徐々に減少する、請求項１に記載の導光板。

【請求項4】

前記第２の微細構造のそれぞれは三日月形の微細構造であり、第２の光学面及び第４の光学面を有し、前記第２の光学面は前記光入射面に対向し、前記第４の光学面は前記光入射面とは反対側に対向し、前記第２の微細構造のそれぞれの前記第２の光学面と前記第４の光学面とは互いに接続して第２の稜線を形成し、前記第２の曲率は前記第２の稜線の曲率であり、前記複数の第２の微細構造の前記複数の第２の曲率は、前記光入射面に近い側から前記光入射面から離れる側に向かって徐々に減少する、請求項３に記載の導光板。

【請求項5】

前記第１の曲率は固定値である、請求項１に記載の導光板。

【請求項6】

前記導光板は第１の側面をさらに有し、前記第１の側面は前記光入射面に対向し、前記第１の表面は前記光入射面及び前記第１の側面に接続され、前記導光板は前記第１の表面に中心線を有し、前記光入射面と前記中心線との間の距離は、前記第１の側面と前記中心線との間の距離に等しく、前記導光板の前記第１の表面は、前記光入射面と前記中心線との間に前記第１の領域を形成し、前記導光板の前記第１の表面は、前記第１の側面と前記中心線との間に前記第２の領域を形成し、前記第２の微細構造のそれぞれは棒状の微細構造であり、前記第２の曲率はゼロであり、前記第１の領域には複数の前記第２の微細構造がさらに設けられ、前記第１の領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第１の領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも小さく、前記第２の領域には複数の前記第１の微細構造がさらに設けられ、前記第２の領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第２の領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも大きい、請求項５に記載の導光板。

【請求項7】

前記複数の光線は、前記光入射面から前記導光板に入り、発光角に沿って延在して前記第１の表面に複数の照明領域をそれぞれ形成し、前記照明領域のそれぞれは第１のサブ照明領域及び第２のサブ照明領域を含み、前記第１のサブ照明領域は、各前記照明領域の他の前記照明領域と重ならない領域であり、前記第２のサブ照明領域は、隣接する前記照明領域の互いに重なる領域であり、前記第１のサブ照明領域は前記第１の領域であり、前記第２のサブ照明領域は前記第２の領域である、請求項５に記載の導光板。

【請求項8】

前記第２の微細構造のそれぞれは棒状の微細構造であり、前記第２の曲率はゼロであり、前記第１のサブ照明領域には複数の前記第２の微細構造がさらに設けられる、請求項７に記載の導光板。

【請求項9】

前記第２のサブ照明領域には複数の前記第１の微細構造がさらに設けられ、前記第２のサブ照明領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第２のサブ照明領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも大きい、請求項７に記載の導光板。

【請求項10】

前記第１の微細構造は前記第１のサブ照明領域にのみ設けられる、請求項７に記載の導光板。

【請求項11】

前記第１の微細構造及び前記第２の微細構造は前記第１の表面に凹む、請求項１に記載の導光板。

【請求項12】

複数の光線を提供する光源と、
前記光線を導く導光板と、を含む光源装置であって、
前記導光板は、光入射面及び第１の表面を有し、前記第１の表面は前記光入射面に接続され、前記導光板は、前記第１の表面に第１の領域及び第２の領域を有し、前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記光入射面に近く、
前記第１の領域には複数の第１の微細構造が設けられ、前記第１の微細構造のそれぞれは第１の曲率を有し、前記第１の微細構造は、第１の稜線を有する三日月形の微細構造であり、前記第１の曲率は前記第１の稜線の曲率であり、
前記第２の領域には複数の第２の微細構造が設けられ、前記第２の微細構造のそれぞれは第２の曲率を有し、前記複数の第１の曲率の最大値は、前記複数の第２の曲率の最大値よりも大きく、前記光線は、前記第１の微細構造及び前記第２の微細構造により前記導光板を離れた後に所定のパターンを現す、光源装置。

【請求項13】

前記光源は複数の発光素子を含み、前記光線は光軸方向を有し、隣接する前記発光素子の間の中点位置から前記光軸方向に平行な方向に沿って延在する延在線は、各前記発光素子の照明作用領域を区画する、請求項１２に記載の光源装置。

【請求項14】

前記第１の微細構造のそれぞれは、第１の光学面及び第３の光学面を有し、前記第１の光学面は前記光入射面に対向し、前記第３の光学面は前記光入射面とは反対側に対向し、前記第１の微細構造のそれぞれの前記第１の光学面と前記第３の光学面とは互いに接続して前記第１の稜線を形成する、請求項１２に記載の光源装置。

【請求項15】

前記複数の第１の微細構造の前記複数の第１の曲率は、前記光入射面に近い側から前記光入射面から離れる側に向かって徐々に減少する、請求項１２に記載の光源装置。

【請求項16】

前記第２の微細構造のそれぞれは三日月形の微細構造であり、第２の光学面及び第４の光学面を有し、前記第２の光学面は前記光入射面に対向し、前記第４の光学面は前記光入射面とは反対側に対向し、前記第２の微細構造のそれぞれの前記第２の光学面と前記第４の光学面とは互いに接続して第２の稜線を形成し、前記第２の曲率は前記第２の稜線の曲率であり、前記複数の第２の微細構造の前記複数の第２の曲率は、前記光入射面に近い側から前記光入射面から離れる側に向かって徐々に減少する、請求項１５に記載の光源装置。

【請求項17】

前記第１の曲率は固定値である、請求項１２に記載の光源装置。

【請求項18】

前記導光板は第１の側面をさらに有し、前記第１の側面は前記光入射面に対向し、前記第１の表面は前記光入射面及び前記第１の側面に接続され、前記導光板は前記第１の表面に中心線を有し、前記光入射面と前記中心線との間の距離は、前記第１の側面と前記中心線との間の距離に等しく、前記導光板の前記第１の表面は、前記光入射面と前記中心線との間に前記第１の領域を形成し、前記導光板の前記第１の表面は、前記第１の側面と前記中心線との間に前記第２の領域を形成し、前記第２の微細構造のそれぞれは棒状の微細構造であり、前記第２の曲率はゼロであり、前記第１の領域には複数の前記第２の微細構造がさらに設けられ、前記第１の領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第１の領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも小さく、前記第２の領域には複数の前記第１の微細構造がさらに設けられ、前記第２の領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第２の領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも大きい、請求項１７に記載の光源装置。

【請求項19】

前記複数の光線は、前記光入射面から前記導光板に入り、発光角に沿って延在して前記第１の表面に複数の照明領域をそれぞれ形成し、前記照明領域のそれぞれは第１のサブ照明領域及び第２のサブ照明領域を含み、前記第１のサブ照明領域は、各前記照明領域の他の前記照明領域と重ならない領域であり、前記第２のサブ照明領域は、隣接する前記照明領域の互いに重なる領域であり、前記第１のサブ照明領域は前記第１の領域であり、前記第２のサブ照明領域は前記第２の領域である、請求項１７に記載の光源装置。

【請求項20】

前記第２の微細構造のそれぞれは棒状の微細構造であり、前記第２の曲率はゼロであり、前記第１のサブ照明領域には複数の前記第２の微細構造がさらに設けられる、請求項１９に記載の光源装置。

【請求項21】

前記第２のサブ照明領域には複数の前記第１の微細構造がさらに設けられ、前記第２のサブ照明領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第２のサブ照明領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも大きい、請求項１９に記載の光源装置。

【請求項22】

前記第１の微細構造は前記第１のサブ照明領域にのみ設けられる、請求項１９に記載の光源装置。

【請求項23】

前記第１の微細構造及び前記第２の微細構造は前記第１の表面に凹む、請求項１２に記載の光源装置。

【請求項24】

前記複数の発光素子にそれぞれ対応して設けられる複数の集光レンズ、をさらに含む、請求項１２に記載の光源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学素子及び光学装置に関し、特に導光板及び光源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在の光源装置は、主にサイドライト式光源装置と直下式光源装置に分けられてもよい。サイドライト式光源装置は、導光板を用いて、導光板の光入射側面に配置された光源からの光線を導光板の光出射に導き、面光源を形成する。一般的には、パターン化された照明効果を有する照明装置を形成するために、導光板の表面に特定のパターンを表示するための光学的微細構造を形成してもよい。

【0003】

しかし、光源装置に使用される光源は、複数の点光源（例えばＬＥＤ）であるため、光学的微細構造は、直線形の棒状の微細構造であり、直線形の棒状の微細構造は垂直方向の入射光のみを反射するため、光源からの光は光学的微細構造により反射された後にも高い方向性を有する。このため、点光源間の距離によりホットスポット（Ｈｏｔ‐ｓｐｏｔ）現象が発生しやすく、照明パターンの画像品質に影響を与えてしまう。

【0004】

一方、照明装置の局所調光を行う場合、即ち、異なる点光源の輝度を制御することによって導光板の表面上の異なる領域の輝度差を制御する場合でも、直線形の棒状の微細構造が垂直方向の入射光のみを反射するため、導光板の表面により多くの直線形の棒状の微細構造が設けられるとき、導光板の表面上の異なる領域の輝度による差異がより明らかになる。従って、直線形の棒状の微細構造は、照明装置の局所調光（Ｌｏｃａｌ Ｄｉｍｍｉｎｇ）の能力を向上させることができる。従って、照明装置の局所調光（Ｌｏｃａｌ Ｄｉｍｍｉｎｇ）の能力と照明パターンの画像品質とを両立することは、実際には、関連する技術者が考えて解決する必要がある問題である。

【0005】

段落「背景技術」の内容は本発明の内容の理解を補助するためのものであり、「背景技術」段落に記載される内容は、当技術分野の常用知識を持っている者が把握していること以外の従来技術も含むことができる。「背景技術」段落に記載される内容について、「背景技術」の内容又は本発明の一個又は複数個の実施例が解決しようとする問題を代表するものは、本発明の出願前に当技術分野の常用知識を持っている者が既に把握又は承知しているものではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、光源装置の局所調光の能力を向上させ、ホットスポット現象を低減させることができる導光板を提供する。

【0007】

本発明は、良好な局所調光の能力を有し、異なる光学パターンを明確に切り替えて表示することができる光源装置を提供する。

【0008】

本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示されている技術的特徴からさらに明らかになる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的の一つ、一部若しくは全部、又は他の目的を達成するため、本発明の実施例は、複数の光線を導く導光板であって、前記導光板は、光入射面及び第１の表面を有し、前記第１の表面は前記光入射面に接続され、前記導光板は、前記第１の表面に第１の領域及び第２の領域を有し、前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記光入射面に近く、前記第１の領域には複数の第１の微細構造が設けられ、前記第１の微細構造のそれぞれは第１の曲率を有し、前記第１の微細構造は、第１の稜線を有する三日月形の微細構造であり、前記第１の曲率は前記第１の稜線の曲率であり、前記第２の領域には複数の第２の微細構造が設けられ、前記第２の微細構造のそれぞれは第２の曲率を有し、前記複数の第１の曲率の最大値は、前記複数の第２の曲率の最大値よりも大きい、導光板を提供する。

【0010】

上記の目的の一つ、一部若しくは全部、又は他の目的を達成するため、本発明の実施例は、複数の光線を提供する光源と、上記の導光板と、を含む光源装置であって、前記光線は、前記第１の微細構造及び前記第２の微細構造により前記導光板を離れた後に所定のパターンを現す、光源装置を提供する。

【0011】

本発明の１つの実施例では、前記光源は複数の発光素子を含み、前記光線は光軸方向を有し、隣接する前記発光素子の間の中点位置から前記光軸方向に平行な方向に沿って延在する延在線は、各前記発光素子の照明作用領域を区画する。

【0012】

本発明の１つの実施例では、前記第１の微細構造のそれぞれは、第１の光学面及び第３の光学面を有し、前記第１の光学面は前記光入射面に対向し、前記第３の光学面は前記光入射面とは反対側に対向し、前記第１の微細構造のそれぞれの前記第１の光学面と前記第３の光学面とは互いに接続して前記第１の稜線を形成する。

【0013】

本発明の１つの実施例では、前記複数の第１の微細構造の前記複数の第１の曲率は、前記光入射面に近い側から前記光入射面から離れる側に向かって徐々に減少する。

【0014】

本発明の１つの実施例では、前記第２の微細構造のそれぞれは三日月形の微細構造であり、第２の光学面及び第４の光学面を有し、前記第２の光学面は前記光入射面に対向し、前記第４の光学面は前記光入射面とは反対側に対向し、前記第２の微細構造のそれぞれの前記第２の光学面と前記第４の光学面とは互いに接続して第２の稜線を形成し、前記第２の曲率は前記第２の稜線の曲率であり、前記複数の第２の微細構造の前記複数の第２の曲率は、前記光入射面に近い側から前記光入射面から離れる側に向かって徐々に減少する。

【0015】

本発明の１つの実施例では、前記第１の曲率は固定値である。

【0016】

本発明の１つの実施例では、前記導光板は第１の側面をさらに有し、前記第１の側面は前記光入射面に対向し、前記第１の表面は前記光入射面及び前記第１の側面に接続され、前記導光板は前記第１の表面に中心線を有し、前記光入射面と前記中心線との間の距離は、前記第１の側面と前記中心線との間の距離に等しく、前記導光板の前記第１の表面は、前記光入射面と前記中心線との間に前記第１の領域を形成し、前記導光板の前記第１の表面は、前記第１の側面と前記中心線との間に前記第２の領域を形成し、前記第２の微細構造のそれぞれは棒状の微細構造であり、前記第２の曲率はゼロであり、前記第１の領域には複数の前記第２の微細構造がさらに設けられ、前記第１の領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第１の領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも小さく、前記第２の領域には複数の前記第１の微細構造がさらに設けられ、前記第２の領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第２の領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも大きい。

【0017】

本発明の１つの実施例では、前記複数の光線は、前記光入射面から前記導光板に入り、発光角に沿って延在して前記第１の表面に複数の照明領域をそれぞれ形成し、前記照明領域のそれぞれは第１のサブ照明領域及び第２のサブ照明領域を含み、前記第１のサブ照明領域は、各前記照明領域の他の前記照明領域と重ならない領域であり、前記第２のサブ照明領域は、隣接する前記照明領域の互いに重なる領域であり、前記第１のサブ照明領域は前記第１の領域であり、前記第２のサブ照明領域は前記第２の領域である。

【0018】

本発明の１つの実施例では、前記第２の微細構造のそれぞれは棒状の微細構造であり、前記第２の曲率はゼロであり、前記第１のサブ照明領域には複数の前記第２の微細構造がさらに設けられる。

【0019】

本発明の１つの実施例では、前記第２のサブ照明領域には複数の前記第１の微細構造がさらに設けられ、前記第２のサブ照明領域における前記第２の微細構造の数の比率は、前記第２のサブ照明領域における前記第１の微細構造の数の比率よりも大きい。

【0020】

本発明の１つの実施例では、前記第１の微細構造は前記第１のサブ照明領域にのみ設けられる。

【0021】

本発明の１つの実施例では、前記第１の微細構造及び前記第２の微細構造は前記第１の表面に凹む。

【0022】

本発明の１つの実施例では、前記複数の発光素子にそれぞれ対応して設けられる複数の集光レンズ、をさらに含む。

【発明の効果】

【0023】

上述したように、本発明の実施例は、少なくとも以下の１つの利点又は効果を有する。本発明の実施例では、光入射側に近い第１の微細構造は、三日月形の微細構造であるため、より広い角度範囲の光線を反射することができるため、ホットスポット現象を効果的に排除することができる。一方、本実施例では、光入射側から離れる第２の微細構造は、曲率が比較的に小さい三日月形の微細構造、又は曲率がゼロに等しい棒状の微細構造であるため、それにより反射された入射光が垂直方向近傍からの入射光のみに限られる。これによって、各発光素子の照明作用領域に位置する第２の微細構造は、隣接する照明作用領域からの光線を反射しないため、光源装置の局所調光の能力を向上させることができる。これによって、第１の微細構造及び第２の微細構造の構成により、導光板及び光源装置は、局所調光（Ｌｏｃａｌ Ｄｉｍｍｉｎｇ）の能力を実現し、照明パターンの画像品質を維持することができる。

【0024】

本発明の上記の特徴及び利点をより明確に分かるように、以下は図面を参照しながら実施例を詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の１つの実施例に係る光源装置の構成の概略図である。

【図2A】図１の光源装置の構成の一部の概略図である。

【図2B】図２Ａの微細構造の構成の概略図である。

【図2C】図２Ａの光源装置の輝度シミュレーションの概略図である。

【図2D】本発明の比較例に係る光源装置の輝度シミュレーションの概略図である。

【図3】本発明の他の異なる実施例に係る光源装置の構成の一部の概略図である。

【図4】本発明の他の異なる実施例に係る光源装置の構成の一部の概略図である。

【図5】本発明の他の異なる実施例に係る光源装置の構成の一部の概略図である。

【図6】本発明の他の異なる実施例に係る光源装置の構成の一部の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の上記又は他の技術的内容、特徴及び効果は、以下の図面を参照しながら、好適な実施形態の詳細な説明に示されるように、明らかである。以下実施形態に言及される「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等の方向の用語は、単なる図面を参照する際に、単なる方向を参考する説明用の用語であり、本発明は方向の用語に示されるものに限定されない。

【0027】

図１は本発明の１つの実施例に係る光源装置の構成の概略図である。図１に示すように、本実施例に係る光源装置２００は、導光板１００、第１の光源２１０、及び第２の光源２２０を含む。例えば、本実施例では、第１の光源２１０及び第２の光源２２０は、複数の発光素子ＬＥを含むライトバーであってもよく、複数の光線を提供するために用いられる。ここで、発光素子ＬＥは、例えば、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）素子又は他のタイプの発光素子である。例えば、本実施例では、導光板１００は、光線を導くために用いられ、導光板１００は、第１のパターンを表示するための複数の微細構造（図示せず）、及び第２のパターンを表示するための複数の微細構造（図示せず）を含む。また、本実施例では、第１のパターンを表示するための微細構造は、第１の方向Ｄ１に沿って延在し、第２のパターンを表示するための微細構造は、第２の方向Ｄ２に沿って延在し、導光板１００の法線方向は、第３の方向Ｄ３として定義される。このように、光源装置２００は、第１の光源２１０をオン状態に切り替え、第２の光源２２０をオフ状態に切り替える場合、光源装置２００が第１のパターンを表示する。光源装置２００は、第２の光源２２０をオン状態に切り替え、第１の光源２１０をオフ状態に切り替える場合、光源装置２００が第２のパターンを表示する。

【0028】

より詳細には、図１に示すように、導光板１００は、第１の光入射面ＳＩ１、第２の光入射面ＳＩ２、及び第１の表面Ｓ１を有する。ここで、第１の光入射面ＳＩ１は、第２の光入射面ＳＩ２に隣接し、第１の表面Ｓ１は、第１の光入射面ＳＩ１及び第２の光入射面ＳＩ２に接続されている。第１のパターンを表示するための複数の微細構造及び第２のパターンを表示するための複数の微細構造は全て第１の表面Ｓ１に位置する。例えば、本実施例では、第１の表面Ｓ１は、例えば導光板１００の下面である。言い換えれば、図２Ａに示すように、本実施例では、第１のパターンを表示するための複数の微細構造及び第２のパターンを表示するための複数の微細構造は全て導光板１００の下面に位置する。なお、本発明はこれに限定されない。他の実施形態では、第１の表面Ｓ１は、導光板１００の上面であってもよく、即ち、第１のパターンを表示するための複数の微細構造及び第２のパターンを表示するための複数の微細構造は、導光板１００の上面に位置してもよい。

【0029】

以下は、図２Ａ～図２Ｂを参照しながら、光源装置２００が第１のパターンを表示する場合にその局所調光能力を達成するための導光板１００の構造をさらに説明する。なお、第１のパターンを表示するための微細構造と第２のパターンを表示するための微細構造とは、導光板１００の第１の表面Ｓ１に設けられる延在方向が異なるが、第１のパターンを表示するための微細構造と第２のパターンを表示するための微細構造について、光学設計上の制限範囲が同一であると見なされてもよい。従って、説明の便宜上、以下は、光源装置２００が第１のパターンを表示する場合に第１のパターンを表示するための微細構造の配置方式のみを説明する。なお、当業者は、同様な効果を達成するために、その配置方式を参照して、第２のパターンを表示するための微細構造を同様に配置してもよいが、以下はその説明を省略する。

【0030】

図２Ａは図１の光源装置の構成の一部の概略図である。より具体的には、図２Ａは、導光板１００（第１の表面Ｓ１が見える視角で示される）及び光源となる第１の光源２１０を示している。図２Ｂは図２Ａの微細構造の構成の概略図である。図２Ａに示すように、第１の光源２１０の複数の発光素子ＬＥにより発せられる光線は光軸方向Ｏを有し、隣接する発光素子ＬＥの間の中点位置から光軸方向Ｏに平行な方向に沿って延在する延在線Ｅは、各発光素子ＬＥの照明作用領域ＲＩＬを区画する。導光板１００は、第１の表面Ｓ１に第１の領域Ｒ１１０及び第２の領域Ｒ１２０を有し、第１の領域Ｒ１１０は、第２の領域Ｒ１２０よりも第１の光入射面ＳＩ１に近い。より具体的には、本実施例では、導光板１００は、第１の側面ＳＳ１をさらに有し、第１の側面ＳＳ１は、第１の光入射面ＳＩ１に対向し、第１の表面Ｓ１は、第１の光入射面ＳＩ１及び第１の側面ＳＳ１に接続される。また、導光板１００は、第１の表面Ｓ１に中心線Ｍを有し、第１の光入射面ＳＩ１と中心線Ｍとの間の距離は、第１の側面ＳＳ１と中心線Ｍとの間の距離に等しい。導光板１００の第１の表面Ｓ１は、第１の光入射面ＳＩ１と中心線Ｍとの間に第１の領域Ｒ１１０を形成し、導光板１００の第１の表面Ｓ１は、第１の側面ＳＳ１と中心線Ｍとの間に第２の領域Ｒ１２０を形成する。

【0031】

具体的には、本実施例では、導光板１００は、第１の領域Ｒ１１０に複数の第１の微細構造１１０が設けられ、各第１の微細構造１１０は第１の曲率を有する。第２の領域Ｒ１２０には、複数の第２の微細構造１２０が設けられ、各第２の微細構造１２０は第２の曲率を有する。具体的には、第１の微細構造１１０は、第１の稜線ＳＲ１を有する三日月形の微細構造であり、第１の曲率は第１の稜線ＳＲ１の曲率である。例えば、第１の稜線ＳＲ１は円弧線である。各第１の微細構造１１０は、第１の光学面ＯＳ１及び第３の光学面ＯＳ３を有し、第１の光学面ＯＳ１は第１の光入射面ＳＩ１に対向し、第３の光学面ＯＳ３は第１の光入射面ＳＩ１とは反対側に対向し、各第１の微細構造１１０の第１の光学面ＯＳ１と第３の光学面ＯＳ３とは互いに接続して第１の稜線ＳＲ１を形成する。複数の第１の微細構造１１０の複数の第１の曲率は、第１の光入射面ＳＩ１に近い側から第１の光入射面ＳＩ１から離れる側に向かって徐々に減少する。

【0032】

一方、第２の微細構造１２０も第２の稜線ＳＲ２を有する三日月形の微細構造であり、第２の曲率は、第２の稜線ＳＲ２の曲率である。第２の稜線ＳＲ２は円弧線である。各第２の微細構造１２０は、第２の光学面ＯＳ２及び第４の光学面ＯＳ４を有し、第２の光学面ＯＳ２は第１の光入射面ＳＩ１に対向し、第４の光学面ＯＳ４は第１の光入射面ＳＩ１とは反対側に対向する。各第２の微細構造１２０の第２の光学面ＯＳ２と第４の光学面ＯＳ４とは互いに接続して第２の稜線ＳＲ２を形成する。複数の第２の微細構造１２０の複数の第２の曲率は、第１の光入射面ＳＩ１に近い側から第１の光入射面ＳＩ１から離れる側に向かって徐々に減少する。

【0033】

また、本実施例では、複数の第１の曲率の最大値は、複数の第２の曲率の最大値よりも大きい。ここで、曲率の大きさは、稜線の点を通過する曲率半径の逆数である。言い換えれば、第１の稜線ＳＲ１又は第２の稜線ＳＲ２の曲率が小さく、ゼロに接近するほど、第１の稜線ＳＲ１又は第２の稜線ＳＲ２が直線に近くなる。逆に、第１の稜線ＳＲ１又は第２の稜線ＳＲ２の曲率が大きくなるほど、その縁部が円弧形状に近くなり、これを使用してより広い角度範囲の光線を反射することができる。第１の微細構造１１０及び第２の微細構造１２０は、例えば、導光板１００の第１の表面Ｓ１に凹むものであるが、本発明はこれに限定されない。一方、光線は、第１の微細構造１１０及び第２の微細構造１２０により導光板１００を離れた後に所定のパターン（例えば第１のパターン）を現す。具体的には、これらの第１の微細構造１１０及びこれらの第２の微細構造１２０が第１のパターンを表示するための微細構造に配列されることで、これらの第１の微細構造１１０及びこれらの第２の微細構造１２０を通過する光線が第１のパターンを現し、第１のパターンを現す光が第１の微細構造１１０の第１の光学面ＯＳ１及び第２の微細構造１２０の第２の光学面ＯＳ２から出射する。

【0034】

このように、本実施例では、光入射側に近い第１の微細構造１１０は、曲率が比較的に大きい三日月形の微細構造であり、光入射側に近いほど曲率が大きくなるため、より広い角度範囲の光線を反射することができ、ホットスポット現象を効果的に排除することができる。一方、本実施例では、光入射側から離れる第２の微細構造１２０は、曲率が比較的に小さい三日月形の微細構造であり、光入射側から離れるほど、曲率が小さくなり、光学的動作が棒状の微細構造に近くなるため、それにより反射された入射光が垂直方向近傍からの入射光のみに限られる。これによって、各発光素子ＬＥの照明作用領域ＲＩＬに位置する第２の微細構造１２０は、隣接する照明作用領域ＲＩＬからの光線を反射しないため、光源装置２００の局所調光の能力を向上させることができる。また、光入射側に近い場合、隣接する照明作用領域ＲＩＬに対応する発光素子ＬＥにより発せられる光線がその照明作用領域ＲＩＬの外側に発散しないため、光入射側に近い第１の微細構造１１０が比較的に大きい曲率を有する三日月形の微細構造である場合であっても、光源装置２００の局所調光能力に影響を及ぼさない。

【0035】

これによって、第１の微細構造１１０及び第２の微細構造１２０の構成により、光源装置２００は、局所調光（Ｌｏｃａｌ Ｄｉｍｍｉｎｇ）の能力を実現し、照明パターンの画像品質を維持することができる。より具体的には、図２Ｃは図２Ａの光源装置２００の輝度シミュレーションの概略図である。図２Ｃに示すように、光源装置２００の発光素子ＬＥが点灯する場合、導光板における光入射側から離れる曲率が比較的に小さい三日月形の微細構造により、隣接する照明作用領域ＲＩＬからの光線を反射する確率を低減させ、導光板の光入射側から離れる領域では、隣接する発光素子ＬＥにより提供される光線の重なり合う領域を低減させることができるため、局所調光の効果を向上させることができる。これに対して、図２Ｄは比較例に係る光源装置の輝度シミュレーションの概略図である。この比較例に係る光源装置は、固定の曲率を有する三日月形の微細構造のみが配置され、該三日月形の微細構造は、発光素子ＬＥにより提供される光線を反射する。ここで、比較例で使用される微細構造の曲率は、図２Ａの光源装置２００における導光板の光入射側に最も近い微細構造の曲率、即ち、複数の第１の微細構造１１０の複数の第１の曲率のうちの最大の曲率である。図２Ｄに示すように、図２Ｄの光源装置の発光素子ＬＥが点灯する場合、使用される固定の曲率を有する三日月形の微細構造がより広い角度範囲の光線を反射することができるため、導光板の光入射側から離れる領域の局所調光効果は、図２Ｃの場合に比べて顕著ではない。

【0036】

なお、上記の実施例では、第１の微細構造１１０及び第２の微細構造１２０が何れも三日月形の微細構造であることを一例にしているが、本発明はこれに限定されない。他の実施例では、第２の微細構造１２０は、棒状の微細構造であってもよい。以下は、図３及び図４を参照しながらさらに説明する。

【0037】

図３は本発明の他の異なる実施例に係る光源装置の構成の一部の概略図である。図３に示すように、本実施例に係る導光板３００及び光源装置４００は、図２Ａの導光板１００及び光源装置２００と同様であり、両者の差異は以下の通りである。本実施例では、第１の微細構造３１０は、三日月形の微細構造であり、第２の微細構造３２０は、棒状の微細構造であり、第１の曲率及び第２の曲率は、固定値である。言い換えれば、本実施例では、第１の曲率はゼロよりも大きく、第２の曲率はゼロである。さらに、第１の領域Ｒ１１０には複数の第２の微細構造３２０がさらに設けられ、第２の領域Ｒ１２０には複数の第１の微細構造３１０がさらに設けられてもよい。また、第１の領域Ｒ１１０における第２の微細構造３２０の数の比率は、第１の領域Ｒ１１０における第１の微細構造３１０の数の比率よりも小さく、第２の領域Ｒ１２０における第２の微細構造３２０の数の比率は、第２の領域Ｒ１２０における第１の微細構造３１０の数の比率よりも大きい。

【0038】

このように、本実施例では、光入射側に近い第１の領域Ｒ１１０における第１の微細構造３１０の数の比率が第２の微細構造３２０の数の比率よりも大きいため、第１の領域Ｒ１１０における微細構造の殆どはより広い角度範囲の光線を反射することができ、ホットスポット現象を効果的に排除することができる。一方、本実施例では、光入射側から離れる第２の領域Ｒ１２０における第２の微細構造３２０の数の比率が第１の微細構造３１０の数の比率よりも大きいため、第２の領域Ｒ１２０に入る入射光の大部分が依然として第２の微細構造３２０により反射され、第２の微細構造３２０が垂直方向近傍からの入射光のみを反射する。これによって、各発光素子ＬＥの照明作用領域ＲＩＬに位置する微細構造は、隣接する照明作用領域ＲＩＬからの光線を反射しておらず、光源装置２００の局所調光能力を向上させることができる。これによって、第１の微細構造３１０及び第２の微細構造３２０の構成により、導光板３００及び光源装置４００は、局所調光能力を実現し、照明パターンの画像品質を維持し、上記の導光板１００及び光源装置２００と同様な効果及び利点を達成することがき、ここでその説明を省略する。

【0039】

図４は本発明の他の異なる実施例に係る光源装置の構成の一部の概略図である。図４に示すように、本実施例に係る導光板５００及び光源装置６００は、図３の導光板３００及び光源装置４００と同様であり、両者の差異は以下の通りである。本実施例では、光源装置６００の第１の領域Ｒ５１０及び第２の領域Ｒ５２０の区画方式は、図３の光源装置４００の第１の領域Ｒ１１０及び第２の領域Ｒ１２０の区画方式とは異なる。本実施例では、複数の光線は、第１の光入射面ＳＩ１から導光板１００に入り、発光角に沿って延在して第１の表面Ｓ１に複数の照明領域ＩＬをそれぞれ形成し、各照明領域ＩＬは第１のサブ照明領域ＩＬ１及び第２のサブ照明領域ＩＬ２を含む。第１のサブ照明領域ＩＬ１は、各照明領域ＩＬの他の前記照明領域ＩＬと重ならない領域であり、第２のサブ照明領域ＩＬ２は、隣接する照明領域ＩＬの互いに重なる領域である。第１のサブ照明領域ＩＬ１は、第１の領域Ｒ５１０であり、第２のサブ照明領域ＩＬ２は、第２の領域Ｒ５２０である。第１の領域Ｒ５１０は、第２の領域Ｒ５２０よりも第１の光入射面ＳＩ１に近い。さらに、延在線Ｅは、第２のサブ照明領域ＩＬ２における第１の光入射面ＳＩ１に最も近い側の端点を通過する。第１のサブ照明領域ＩＬ１には複数の第２の微細構造３２０がさらに設けられているが、光入射側に近くなるほど、第２の微細構造３２０の数の比率が減少する。

【0040】

このように、第１の領域Ｒ５１０に第１の微細構造３１０が設けられているため、ホットスポット現象を効果的に排除することができる。一方、本実施例では、第２の領域Ｒ５２０には第２の微細構造３２０のみが設けられるため、異なる発光素子ＬＥからの入射光が第２の微細構造３２０のみにより反射され、第２の微細構造３２０が垂直方向近傍からの入射光のみを反射する。これによって、各発光素子ＬＥの照明作用領域ＲＩＬに位置する微細構造は、隣接する照明作用領域ＲＩＬからの光線を反射しておらず、光源装置６００の局所調光能力を向上させることができる。これによって、第１の領域Ｒ５１０における第１の微細構造３１０及び第２の領域Ｒ５２０における第２の微細構造３２０の構成により、導光板５００及び光源装置６００は、局所調光能力を実現し、照明パターンの画像品質を維持し、上記の導光板３００及び光源装置４００と同様な効果及び利点を達成することがき、ここでその説明を省略する。

【0041】

さらに、図４に示すように、本実施例では、第２のサブ照明領域ＩＬ２には第２の微細構造３２０のみが設けられ、即ち、第１の微細構造３１０が第１のサブ照明領域ＩＬ１にのみ設けられるが、本発明はこれに限定されない。図示されていない他の実施例では、第２のサブ照明領域ＩＬ２には複数の前記第１の微細構造３１０がさらに設けられてもよい。第２のサブ照明領域ＩＬ２における第２の微細構造３２０の数の比率は、第２のサブ照明領域ＩＬ２における第１の微細構造３１０の数の比率よりも大きくてもよい。例えば、第２の微細構造３２０の数は、第２のサブ照明領域ＩＬ２における微細構造の総数の７０％～１００％を占め、第１の微細構造３１０の数は、第２のサブ照明領域ＩＬ２における微細構造の総数の０％～３０％を占める。

【0042】

このように、第２のサブ照明領域ＩＬ２における第１の微細構造１１０の数が上記の比率範囲にある限り、第１の微細構造１１０が隣接する照明作用領域ＲＩＬからの光線を反射する可能性を低減させることができる。これによって、第１の微細構造１１０及び第２の微細構造１２０の構成により、導光板５００及び光源装置６００は、局所調光能力を達成し、照明パターンの画像品質を維持し、上記の効果及び利点を達成することができ、ここでその説明を省略する。

【0043】

図５及び図６は、それぞれ本発明の他の２つの光源装置の構成の一部の概略図である。図５及び図６に示すように、本実施例に係る光源装置２００Ａ及び２００Ｂは、図２Ａの光源装置２００と同様であり、その差異は以下の通りである。図５及び図６の実施例では、光源装置２００Ａ、２００Ｂは、発光素子ＬＥにそれぞれ対応して設けられ、且つ発光素子ＬＥと第１の領域Ｒ１１０との間に位置する複数の集光レンズＣＬをさらに含む。より具体的には、集光レンズＣＬは、独立した素子であり、導光板１００とは個別に設けられもよく（図６参照）、或いは、集光レンズＣＬと導光板１００とは、一体化された光学素子であってもよい（図５参照）。このように、集光レンズＣＬの構成により、発光素子ＬＥにより提供される光線の発光角を収束させることができ、光源装置２００Ａ、２００Ｂの局所調光能力をさらに向上させることができる。また、第１の微細構造１１０及び第２の微細構造１２０の構成により、光源装置２００Ａ及び２００Ｂは、局所調光能力を達成し、照明パターンの画像品質を維持し、光源装置２００と同様な効果及び利点を達成することができ、ここでその説明を省略する。

【0044】

上述したように、本発明の実施例は、少なくとも以下の１つの利点又は効果を有する。本発明の実施例では、光入射側に近い第１の微細構造は、三日月形の微細構造であるため、より広い角度範囲の光線を反射することができるため、ホットスポット現象を効果的に排除することができる。一方、本実施例では、光入射側から離れる第２の微細構造は、曲率が比較的に小さい三日月形の微細構造、又は曲率がゼロに等しい棒状の微細構造であるため、それにより反射された入射光が垂直方向近傍からの入射光のみに限られる。これによって、各発光素子の照明作用領域に位置する第２の微細構造は、隣接する照明作用領域からの光線を反射しないため、光源装置の局所調光の能力を向上させることができる。これによって、第１の微細構造及び第２の微細構造の構成により、導光板及び光源装置は、局所調光の能力を実現し、照明パターンの画像品質を維持することができる。

【0045】

上記の説明は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の実施の範囲がこれらに限定されず、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいて、当業者によって何れの変更及び修飾が可能であり、本発明の保護範囲は特許請求の範囲を基準とする。また、本発明の実施例又は特許請求の範囲は何れも本発明により開示された目的又は利点又は特徴の全てを必ずしも実現する必要はない。また、要約部分と発明の名称は単に特許文献のサーチ作業を補助するためのものであり、本発明の権利範囲を限定するものではない。また、本明細書又は特許請求の範囲における「第１」、「第２」等の用語は単なる素子（ｅｌｅｍｅｎｔ）の名称を命名する或いは異なる実施例又は範囲を区別するためのものであり、部材の数の上限又は下限を限定するものではない。

【符号の説明】

【0046】

１００、３００、５００：導光板
１１０、３１０：第１の微細構造
１２０、３２０：第２の微細構造
２００、２００Ａ、２００Ｂ、４００、６００：光源装置
２１０：第１の光源
２２０：第２の光源
ＣＬ：集光レンズ
Ｄ１：第１の方向
Ｄ２：第２の方向
Ｄ３：第３の方向
Ｅ：延在線
ＩＬ：照明領域
ＩＬ１：第１のサブ照明領域
ＩＬ２：第２のサブ照明領域
ＬＥ：発光素子
Ｍ：中心線
Ｏ：光軸方向
ＯＳ１：第１の光学面
ＯＳ２：第２の光学面
ＯＳ３：第３の光学面
ＯＳ４：第４の光学面
Ｒ１１０、Ｒ５１０：第１の領域
Ｒ１２０、Ｒ５２０：第２の領域
ＲＩＬ：照明作用領域
Ｓ１：第１の表面
ＳＩ１：第１の光入射面
ＳＩ２：第２の光入射面
ＳＲ１：第１の稜線
ＳＲ２：第２の稜線
ＳＳ１：第１の側面

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】