光束控制部件、发光装置、面光源装置、以及显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光束控制部件、发光装置、面光源装置以及显示装置。本发明专利技术的光束控制部件控制从发光元件射出的光的配光，包括：入射面，其是以与光束控制部件的中心轴相交的方式在背面侧形成的凹部的内表面；以及出射面，其配置于入射面的相反侧。出射面包含：第一出射面，其以与中心轴相交的方式配置且向背面侧呈凸状；以及第二出射面，其以包围第一出射面的方式配置且向正面侧呈凸状。在以其发光中心位于中心轴上的方式与凹部相对地配置发光元件、且以与中心轴正交的方式在出射面的上方配置被照射面的情况下，利用规定式算出的第二最大值大于利用规定式算出的第一最大值。

Beam control unit, light emitting device, surface light source device, and display device

The invention relates to a beam control unit, a light emitting device, a surface light source device and a display device. The beam control unit of the invention controls light distribution from the light emitting elements, including the incident surface, the inner surface formed on the back side by the way of intersecting the central axis of the beam control component, and the exit surface, which is arranged on the opposite side of the incident plane. The exit contains: the first exit surface, the intersection with the center axis configuration and is convex to the back side; and second exit surface, the first to surround the exit surface configuration and to the front side is convex. In the luminous center is located in the central axis with the concave portion arranged opposite to the light emitting element, and the orthogonal and the central axis in the exit surface is arranged above the irradiated surface conditions, using the provisions of type second maximum value is greater than the calculated maximum value calculated by the provisions of the first type.

【技术实现步骤摘要】
光束控制部件、发光装置、面光源装置、以及显示装置
本专利技术涉及控制从发光元件射出的光的配光的光束控制部件、具有该光束控制部件的发光装置、面光源装置以及显示装置。
技术介绍
近年来，从节能或小型化的观点来看，正在使用发光二极管(以下称为“LED”)作为照明用的光源。并且，正在使用组合了LED与控制从LED射出的光的配光的光束控制部件的发光装置代替日光灯或卤素灯等。另外，在液晶显示装置等的透射型图像显示装置中，正在使用网格状地搭载有该发光装置的直下型的面光源装置作为背光源(例如，参照专利文献1)。图1A～图1C是表示专利文献1所记载的面光源装置10的结构的图。图1A是面光源装置10的示意性的俯视图，图1B是面光源装置10中的发光装置30的俯视图，图1C是图1B所示的A-A线的剖面图。图1A的虚线示意性地表示从发光装置30射出的光的照射范围。如图1A～图1C所示，专利文献1所记载的面光源装置10包括印刷电路基板20和矩形网格状地配置在印刷电路基板20上的多个发光装置30。多个发光装置30分别包含发光元件35和以覆盖在发光元件35上的方式配置的导光部件(光束控制部件)40。导光部件40包括大致半球形的透镜部41和以包围透镜部41的方式配置的凸缘部42。另外，透镜部41包括配置于背面侧的凹部43的内表面即入射面44和配置于正面侧的出射面45。出射面45包含与中心轴CA相互平行的两个平面46和配置于两个平面46之间且向上呈凸状的曲面47。对于在专利文献1所记载的面光源装置10，从发光元件35射出的光被导光部件40控制为，与多个发光装置30的间隔短的方向(矩形网格的短边方向；Y方向)相比，更向多个发光装置30的间隔长的方向(矩形网格的长边方向；X方向)扩散。因此，对于专利文献1所记载的面光源装置，即使在多个发光装置30被配置为矩形网格状的情况下，也能够均匀地照射被照射面。现有技术文献专利文献1国际公开第2009-157166号
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在专利文献1所记载的面光源装置10中，从平面46射出的光被控制为聚光。另一方面，从曲面47射出的光被控制为扩散。由此，从平面46射出的光与从曲面47射出的光容易在到达被照射面的光路上交叉。因此，有时在被照射面上生成明部。在此，本专利技术的目的在于，提供一种即使在发光装置被配置为网格状的情况下，也能够抑制被照射面上明部的产生的光束控制部件。另外，本专利技术的另一目的在于，提供具有该光束控制部件的发光装置、面光源装置、以及显示装置。解决问题的方案为了实现上述目的，本专利技术的光束控制部件控制从发光元件射出的光的配光，包括：入射面，其是以与所述光束控制部件的中心轴相交的方式在背面侧形成的凹部的内表面；以及出射面，其配置于所述入射面的相反侧，所述出射面包含：第一出射面，其以与所述中心轴相交的方式配置且向背面侧呈凸状；以及第二出射面，其以包围所述第一出射面的方式配置且向正面侧呈凸状，在以其发光中心位于所述中心轴上的方式与所述凹部相对地配置所述发光元件、且以与所述中心轴正交的方式在所述出射面的上方配置被照射面的情况下，通过下述的“第二最大值的计算方法”求出的第二最大值大于通过下述的“第一最大值的计算方法”求出的第一最大值，所述第一最大值的计算方法包括如下步骤：(1)求出表示发光角度θ1A与射出角度θ3A的关系的第一多项式近似函数，所述发光角度θ1A是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最近的点的第一剖面中，从所述发光中心射出的任意光线在所述发光中心与所述入射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，所述射出角度θ3A是所述任意光线在所述出射面与所述被照射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，(2)求出与所述第一多项式近似函数的一阶微分对应的第一曲线，(3)在发光角度θ1A大于40°的情况下，将所述第一曲线中的最大值作为第一最大值；所述第二最大值的计算方法包括如下步骤：(1)求出表示发光角度θ1B与射出角度θ3B的关系的第二多项式近似函数，所述发光角度θ1B是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最远的点的第二剖面中，从所述发光中心射出的任意光线在所述发光中心与所述入射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，所述射出角度θ3B是所述任意光线在所述出射面与所述被照射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，(2)算出与所述第二多项式近似函数的一阶微分对应的第二曲线，(3)在发光角度θ1B大于40°的情况下，将所述第二曲线中的最大值作为第二最大值。为了实现上述目的，本专利技术的光束控制部件控制从发光元件射出的光的配光，包括：入射面，其是以与所述光束控制部件的中心轴相交的方式在背面侧形成的凹部的内表面；以及出射面，其配置于所述入射面的相反侧，所述出射面包含：第一出射面，其以与所述中心轴相交的方式配置且向背面侧呈凸状；以及第二出射面，其以包围所述第一出射面的方式配置且向正面侧呈凸状，在以其发光中心位于所述中心轴上的方式与所述凹部相对地配置所述发光元件、且以与所述中心轴正交的方式在所述出射面的上方配置被照射面的情况下，满足下述式(2)，上述式(2)中，D1是通过下述式(3)求出的第一到达距离，该第一到达距离是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最近的点的第一剖面中，以第一发光角度从所述发光中心射出的第一光线在所述被照射面上的到达点距所述中心轴的距离，D2是通过下述式(4)求出的第二到达距离，该第二到达距离是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最远的点的第二剖面中，以第二发光角度从所述发光中心射出的第二光线在所述被照射面上的到达点距所述中心轴的距离，所述第一发光角度通过下述“第一发光角度的计算方法”求出，所述第二发光角度通过下述“第二发光角度的计算方法”求出，D1＝h1atanθ1a+h2atanθ2a+h3atanθ3a式(3)上述式(3)中，h1a是在所述第一剖面中，所述发光中心与所述第一光线在所述入射面上的入射点即第一入射位置之间的、在沿所述中心轴的方向上的距离，h2a是在所述第一剖面中，所述第一入射位置与所述第一光线在所述出射面上的出射点即第一出射位置之间的、在沿所述中心轴的方向上的距离，h3a是在所述第一剖面中，所述第一出射位置与所述第一光线在所述被照射面上的到达点即第一被照射位置之间的、在沿所述中心轴的方向上的距离，θ1a是在所述第一剖面中，所述发光中心与所述入射面之间的所述第一光线的行进方向相对于所述中心轴的角度，即所述第一发光角度，θ2a是在所述第一剖面中，所述入射面与所述出射面之间的所述第一光线的行进方向相对于所述中心轴的角度，θ3a是在所述第一剖面中，所述出射面与所述被照射面之间的所述第一光线的行进方向相对于所述中心轴的角度，D2＝h1btanθ1b+h2btanθ2b+h3btanθ3b式(4)上述式(4)中，h1b是在所述第二剖面中，所述发光中心与所述第二光线在所述入射面上的入射点即第二入射位置之间的、在沿所述中心轴的方向上的距离，h2b是在所述第二剖面中，所述第二入射位置与所述第二光线在所述出射面上的出射点即第二出射位置之间的、在沿所述中心轴的方向上的距离，h3b是在所述第二剖面中，所述第二出射位置与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光束控制部件，用于控制从发光元件射出的光的配光，其特征在于包括：入射面，其是以与所述光束控制部件的中心轴相交的方式在背面侧形成的凹部的内表面；以及出射面，其配置于所述入射面的相反侧，所述出射面包含：第一出射面，其以与所述中心轴相交的方式配置且向背面侧呈凸状；以及第二出射面，其以包围所述第一出射面的方式配置且向正面侧呈凸状，在以其发光中心位于所述中心轴上的方式与所述凹部相对地配置所述发光元件、且以与所述中心轴正交的方式在所述出射面的上方配置被照射面的情况下，通过下述的“第二最大值的计算方法”求出的第二最大值大于通过下述的“第一最大值的计算方法”求出的第一最大值，所述第一最大值的计算方法包括如下步骤：(1)求出表示发光角度θ1A与射出角度θ3A的关系的第一多项式近似函数，所述发光角度θ1A是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最近的点的第一剖面中，从所述发光中心射出的任意光线在所述发光中心与所述入射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，所述射出角度θ3A是所述任意光线在所述出射面与所述被照射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，(2)求出与所述第一多项式近似函数的一阶微分对应的第一曲线，(3)在发光角度θ1A大于40°的情况下，将所述第一曲线中的最大值作为第一最大值；所述第二最大值的计算方法包括如下步骤：(1)求出表示发光角度θ1B与射出角度θ3B的关系的第二多项式近似函数，所述发光角度θ1B是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最远的点的第二剖面中，从所述发光中心射出的任意光线在所述发光中心与所述入射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，所述射出角度θ3B是所述任意光线在所述出射面与所述被照射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，(2)算出与所述第二多项式近似函数的一阶微分对应的第二曲线，(3)在发光角度θ1B大于40°的情况下，将所述第二曲线中的最大值作为第二最大值。...

【技术特征摘要】
2016.08.30 JP 2016-1683101.一种光束控制部件，用于控制从发光元件射出的光的配光，其特征在于包括：入射面，其是以与所述光束控制部件的中心轴相交的方式在背面侧形成的凹部的内表面；以及出射面，其配置于所述入射面的相反侧，所述出射面包含：第一出射面，其以与所述中心轴相交的方式配置且向背面侧呈凸状；以及第二出射面，其以包围所述第一出射面的方式配置且向正面侧呈凸状，在以其发光中心位于所述中心轴上的方式与所述凹部相对地配置所述发光元件、且以与所述中心轴正交的方式在所述出射面的上方配置被照射面的情况下，通过下述的“第二最大值的计算方法”求出的第二最大值大于通过下述的“第一最大值的计算方法”求出的第一最大值，所述第一最大值的计算方法包括如下步骤：(1)求出表示发光角度θ1A与射出角度θ3A的关系的第一多项式近似函数，所述发光角度θ1A是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最近的点的第一剖面中，从所述发光中心射出的任意光线在所述发光中心与所述入射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，所述射出角度θ3A是所述任意光线在所述出射面与所述被照射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，(2)求出与所述第一多项式近似函数的一阶微分对应的第一曲线，(3)在发光角度θ1A大于40°的情况下，将所述第一曲线中的最大值作为第一最大值；所述第二最大值的计算方法包括如下步骤：(1)求出表示发光角度θ1B与射出角度θ3B的关系的第二多项式近似函数，所述发光角度θ1B是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最远的点的第二剖面中，从所述发光中心射出的任意光线在所述发光中心与所述入射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，所述射出角度θ3B是所述任意光线在所述出射面与所述被照射面之间的行进方向相对于所述中心轴的角度，(2)算出与所述第二多项式近似函数的一阶微分对应的第二曲线，(3)在发光角度θ1B大于40°的情况下，将所述第二曲线中的最大值作为第二最大值。2.一种发光装置，其特征在于包括：发光元件；以及权利要求1所述的光束控制部件。3.一种面光源装置，其特征在于包括：多个权利要求2所述的发光装置，其以所述发光元件的所述发光中心为矩形网格状的方式配置；以及光漫射板，其使来自多个所述发光装置的光漫射并透射，所述面光源装置满足下述式(1)，D1＜P＜D2式(1)在上述式(1)中，D1是所述矩形网格的单位网格的长边长度的一半，D2是所述矩形网格的单位网格的对角线长度的一半，P是以与所述第二最大值对应的所述发光角度θ1B从所述发光元件的所述发光中心射出的光线在所述光漫射板上的交点与所述中心轴的距离。4.一种光束控制部件，用于控制从发光元件射出的光的配光，其特征在于包括：入射面，其是以与所述光束控制部件的中心轴相交的方式在背面侧形成的凹部的内表面；以及出射面，其配置于所述入射面的相反侧，所述出射面包含：第一出射面，其以与所述中心轴相交的方式配置且向背面侧呈凸状；以及第二出射面，其以包围所述第一出射面的方式配置且向正面侧呈凸状，在以其发光中心位于所述中心轴上的方式与所述凹部相对地配置所述发光元件、且以与所述中心轴正交的方式在所述出射面的上方配置被照射面的情况下，满足下述式(2)，上述式(2)中，D1是通过下述式(3)求出的第一到达距离，该第一到达距离是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最近的点的第一剖面中，以第一发光角度从所述发光中心射出的第一光线在所述被照射面上的到达点距所述中心轴的距离，D2是通过下述式(4)求出的第二到达距离，该第二到达距离是在包含所述中心轴、以及所述出射面的外缘中距所述中心轴最远的点的第二剖面中，以第二发光角度从所述发光中心射出的第二光线在所述被照射面上的到达点距所述中心轴的距离，所述第一发光角度通过下述“第一发光角度的计算方法”求出，所述第二发光角度通过下述“第二发光角度的计算方法”求出，D1＝h1atanθ1a+h2atanθ2a+h3atanθ3a式(3)上述式(3)中，h1a是在所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：平加健介，
申请(专利权)人：恩普乐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP