專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光裝置，特別涉及具有線狀或者面狀的發(fā)光面的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
以往，使用來自點(diǎn)光源即LED (發(fā)光二極管Light EmittingDiode)、LD (半導(dǎo)體激 光器Laser Diode)等固體發(fā)光元件(solidstate light emitting device)的射出光，從 1個以上的面區(qū)域得到表面發(fā)光(surface emission)的面照明裝置被廣泛用于背光源裝置等。為了將來自多個發(fā)光元件的光變換成線狀或者面狀發(fā)光，有接下來的2個方式 從設(shè)置在側(cè)面的線性狀光源向?qū)Ч獍?light guideplate)進(jìn)入光，并經(jīng)由導(dǎo)光板對設(shè)置在 上方的擴(kuò)散板進(jìn)行照射的導(dǎo)光板方式(一維陣列狀光源方式)；以及在矩陣狀地排列的多 個LED的上方設(shè)置擴(kuò)散板并對擴(kuò)散板面進(jìn)行照射而發(fā)光的直下(direct)方式(二維陣列 光源方式)(例如，參照特開2005-316337號公報)。圖18是示出導(dǎo)光板方式的面照明裝置的例子的透視圖，圖19是示出直下方式的 面照明裝置的例子的透視圖。在圖18中，將從配置在側(cè)面部的多個LEDlOl中射出的光導(dǎo) 入到導(dǎo)光板102，在導(dǎo)光板102內(nèi)反復(fù)表面反射而在導(dǎo)光板102的廣闊的面積上擴(kuò)展，經(jīng)由 擴(kuò)散板103而得到面狀的發(fā)光。在圖19中，在底面的基板上矩陣狀地排列的多個LEDlOl 的上方設(shè)置擴(kuò)散板103，從LEDlOl射出的光經(jīng)由擴(kuò)散板103在面上射出，所以得到面狀的發(fā) 光面。但是，在該兩者中存在如下那樣的缺點(diǎn)。在導(dǎo)光板方式中，如果是小尺寸，則導(dǎo)光 板102薄且輕，但如果面積變廣，則變重。另外，在直下方式中，為了使點(diǎn)光源的陣列的發(fā)光 點(diǎn)擴(kuò)散變得均勻，需要增大直到擴(kuò)散板103為止的距離，在整體上變厚。因此，作為克服這些缺點(diǎn)的第3方式，提出了中空式(例如，參照特開2006-106212 號公報以及> ^ 力，> 夕卟、工A ·岡田(KKalantar and M Okada)著的“標(biāo)準(zhǔn)及“拡張 色空間i: h- If 6畫像再生O fz ^ (O RGB-LED 9 八卜毛二夕/TV (標(biāo)準(zhǔn)以及擴(kuò)展色空 間中的用于圖像再生的RGB-LED背光源監(jiān)視器/TV)，，(〃 RGB-LEDBacklighting Monitor/ TV for Reproduction of Images in Standardand Extended Color Spaces，，)、7* 彳·〒 ^ ·夕· >J 工 04 Ψ 4 夕工 7 卜(IDW 04 Digest)、683_686 (2004))。圖 20 是示出該中空式 的面照明裝置的結(jié)構(gòu)例子的剖面圖。圖20的中空式的面照明裝置具有在底面設(shè)置反射板111、112，在上面設(shè)置擴(kuò)散板 103，進(jìn)而在側(cè)面線狀地配置有多個LED的光源101的簡單的中空(Hollow Cavity)結(jié)構(gòu)。 中空式的面照明裝置雖然從側(cè)面的LED光源101的側(cè)面一側(cè)照射光，但由于沒有導(dǎo)光板，所 以具有可以使質(zhì)量減輕這樣的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于向反射板111、112、擴(kuò)散板103以比較淺的 角度照射，所以無需為了消除發(fā)光點(diǎn)而如直下方式那樣加厚從底面至擴(kuò)散板103的距離即 裝置的厚度。但是，反射板111從光源101側(cè)的一端朝向底面下降那樣地傾斜，反射板112從反
4射板111的另一端升起那樣地傾斜。另外，圖20的中空式的面照明裝置由于在光源101的 附近的上面?zhèn)纫灿蟹瓷浒?13，所以存在無法使中空部分進(jìn)一步變薄這樣的問題。本發(fā)明的目的在于，提供一種薄并且可以使發(fā)光面中的亮度分布變得均一的中空 式的線狀或者面狀的發(fā)光裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有發(fā)光面的發(fā)光裝置，其特征在于，具備光源，射出具有窄角 配光特性的光；擴(kuò)散板，與來自上述光源的射出光的光軸離開規(guī)定的距離地被配置，并形成 上述發(fā)光面；以及反射部件，以使上述發(fā)光面中的照度分布成為均一的方式，與上述發(fā)光面 對置地設(shè)置，該反射部件具有與上述光軸大致平行的平坦反射面、和相對上述光軸具有規(guī) 定的傾斜的傾斜反射面，在與上述擴(kuò)散板之間形成中空區(qū)域，并且通過上述平坦反射面以 及上述傾斜反射面分別朝向上述擴(kuò)散板反射從上述光源射出的光。


圖IA是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)光裝置1的平面圖。圖IB是沿著圖IA的1B-1B線的剖面圖。圖2是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的反射板的形狀的部分透視圖。圖3A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第1變形例的發(fā)光裝置IA的平面圖。圖3B是沿著圖3A的3B-3B線的剖面圖。圖4A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第2變形例的發(fā)光裝置IB的剖面圖。圖4B是用于說明發(fā)光裝置IB的配光分布特性的圖。圖5A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第3變形例的發(fā)光裝置IC的剖面圖。圖5B是用于說明發(fā)光裝置IC的配光分布特性的圖。圖6是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第4變形例的發(fā)光裝置ID的結(jié)構(gòu)的部 分透視圖。圖7是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第5變形例的發(fā)光裝置IE的結(jié)構(gòu)的部 分透視圖。圖8A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第6變形例的發(fā)光裝置IF的平面圖。圖8B是沿著圖8A的8B-8B線的剖面圖。圖9A是用于說明關(guān)于光源的變形例的圖。圖9B是用于說明關(guān)于光源的變形例的圖。圖IOA是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)光裝置IG的平面圖。圖IOB是沿著圖IOA的10B-10B線的剖面圖。圖11是用于說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)光裝置IG的反射部件的形狀的部分 透視圖。圖12是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第1變形例的發(fā)光裝置IH的剖面圖。圖13是用于說明通過以往的直下方式的二維陣列狀的LED進(jìn)行的區(qū)段(area)控 制的例子的圖。圖14是用于說明通過以往的直下方式的二維陣列狀的LED進(jìn)行的區(qū)段控制的例子的圖。圖15是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第2變形例的發(fā)光裝置II的剖面圖。圖16是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第2變形例的發(fā)光裝置II的部分透視圖。圖17是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第3變形例的光源4A的示意性的透視圖。圖18是示出導(dǎo)光板方式的例子的透視圖。圖19是示出直下方式的例子的透視圖。圖20是示出中空式的面照明裝置的結(jié)構(gòu)例的剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下，通過實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行說明。(第1實(shí)施方式)圖IA是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的發(fā)光裝置1的平面圖。圖IB是沿著圖 IA的1B-1B線的剖面圖。圖IA以及圖IB所示的發(fā)光裝置1是中空式的平面面板、具體而言是平面LED發(fā) 光面板(Flat LED Lighting Panel :FL2P)，且具有長方形的發(fā)光面。發(fā)光裝置1構(gòu)成為具 有殼體2、反射部件3、一對光源4、擴(kuò)散板5。反射部件3具有規(guī)定的形狀，被設(shè)置在矩形的 殼體2的底面部。一對光源4被配置在對置的2個側(cè)面部，是分別具有多個發(fā)光元件與準(zhǔn) 直透鏡的一對光源。一對光源4被配置成相互對置且光軸0 —致，分別射出具有窄角配光 特性的光。擴(kuò)散板5與殼體2的形狀相適應(yīng)地設(shè)置在殼體2的上面部。在反射部件3與擴(kuò) 散板5之間，設(shè)置有2個中空區(qū)域6。發(fā)光裝置1是整體上薄的箱形，擴(kuò)散板5的上面?zhèn)鹊谋砻鏋榘l(fā)光面5a。圖2是用于說明反射部件3的形狀的部分透視圖。反射部件3在中央部具有凸?fàn)?的山部，并具有該山部的2個傾斜面3a、與從該山部的山腳延伸的2個平坦面3b。2個傾斜 面3a分別具有規(guī)定的傾斜，以從中央的山部的棱線朝向平坦面3b下降。2個平坦面3b分 別是在與光軸0正交的剖面中，相對光軸0大致平行的平面部。所謂大致平行包括相對光 軸0正負(fù)1度以內(nèi)的情況。另外，圖1A、圖IB以及圖2 (進(jìn)而，在圖3A以后的圖中也相同) 是用于以易于理解的方式說明本實(shí)施方式的發(fā)光裝置1的結(jié)構(gòu)的示意圖，所以各附圖中的 各個部件的尺寸既不一定與在本說明書中的角度的說明一致，也不應(yīng)限定于圖示出本發(fā)明 的特定的方式來進(jìn)行解釋。如圖2所示，反射部件3的中空區(qū)域6側(cè)的表面形成有在中央部具有棱線的平緩 的山部。反射部件3的中空區(qū)域6側(cè)的表面對所入射的光進(jìn)行反射，但在傾斜面3a與平坦 面3b中，反射中的鏡面反射分量與擴(kuò)散反射分量的比例不同。在傾斜面3a中，反射光中的 鏡面反射分量比擴(kuò)散反射分量多，在平坦面3b中，反射光中的擴(kuò)散反射分量比鏡面反射分 量多。2個平坦面3b與2個傾斜面3a這4個表面構(gòu)成下側(cè)反射面。如圖IB所示，在由傾 斜面3a以及平坦面3b構(gòu)成的下側(cè)反射面與擴(kuò)散板5之間形成有2個中空區(qū)域6。進(jìn)行更具體的說明。平坦面3b在與發(fā)光面5a正交的剖面形狀中，被設(shè)置在光源4側(cè)。S卩，如圖IB所 示，2個平坦面3b從光源4側(cè)分別朝向中央延伸。而且，平坦面3b的反射面與光軸0大致 平行。所謂大致平行如上所述，包括相對光軸0正負(fù)1度以內(nèi)的情況。
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2個傾斜面3a如圖IB所示，在與發(fā)光面5a正交的剖面形狀中，設(shè)置在反射部件3 的中央部。傾斜面3a具有相對光軸0具有規(guī)定的角度的直線或者曲線的剖面形狀。以下， 在本實(shí)施方式以及后述的各變形例中為簡化說明，對于傾斜面3a，以其剖面形狀是直線的 例子進(jìn)行說明，但也可以具有平緩的平方函數(shù)、平緩的S字等各種函數(shù)的形狀。光源4由多個發(fā)光元件(此處為LED7)、與準(zhǔn)直透鏡8構(gòu)成。如圖1A、圖IB以及 圖2所示，光源4是在與光軸0正交的方向上排列了多個LED7的線性光源單元。在光源4 中，在沿著殼體2的側(cè)壁部的內(nèi)側(cè)面設(shè)置的細(xì)長的基板9上，直線狀地即作為線性陣列安裝 了多個LED7。準(zhǔn)直透鏡8是例如由丙烯、聚碳酸酯等透明樹脂、或者玻璃形成的細(xì)長的部 件，被配置在光源4的射出部附近。此處，準(zhǔn)直透鏡8是具有全反射拋物線剖面的柱面透 鏡。準(zhǔn)直透鏡8是用于使來自直線地排列的多個LED7的各射出光作為具有以光軸(optical axis)0為中心的窄角的配光特性的光束而朝向中空區(qū)域6放射的光學(xué)系統(tǒng)。窄角配光特性 在圖IB的剖面中，優(yōu)選為相對光源4的光軸0正負(fù)15度(士 15° )的范圍內(nèi)的取向。擴(kuò)散板5具有成為與來自各光源4的射出光的光軸0平行的發(fā)光面5a的平面。進(jìn) 而，如圖IB所示，離開光軸0規(guī)定的距離地配置擴(kuò)散板5，使從對置的一對光源4直接照出 的光的一部分分別擴(kuò)散，并通過發(fā)光面5a發(fā)光。另外，從光源4直接照出的光的剩余部分 發(fā)生反射而照到反射部件3。進(jìn)而，從光源4直接照到反射部件3的光的反射光以及中空腔 內(nèi)的高次的多重反射光最終通過擴(kuò)散板5使發(fā)光面5a發(fā)光。這樣，擴(kuò)散板5是形成使光向 外部擴(kuò)散發(fā)射的發(fā)光面5a的部件。如上所述，發(fā)光裝置1構(gòu)成為包括對置地配置的一對光源4 ；具有下側(cè)反射面的 反射部件3 ；以及具有發(fā)光面5a的擴(kuò)散板5。而且，反射部件3的反射特性決定來自各光源 4的射出光的反射分量的量，其對發(fā)光面5a中的亮度與其均整度造成影響。S卩，發(fā)光裝置1 為了提高發(fā)光面5a內(nèi)的均整度，構(gòu)成為來自各光源4的射出光的配光較窄，反射部件3具 有規(guī)定的形狀。為了提高發(fā)光面5a內(nèi)的亮度的均整度，以使擴(kuò)散板5的下表面的照度分布 均一的方式，從中空腔內(nèi)進(jìn)行照明即可。如果不將光源4的配光設(shè)得窄的話，效率將變惡化。因此，直接使用冷陰極管 (Cold Cathode Fluorescent Lamp)等配光廣的現(xiàn)有的光源是不恰當(dāng)?shù)?。為了?shí)現(xiàn)薄且均 勻的發(fā)光裝置1，此處優(yōu)選使用具有比較窄的配光特性的LED7等固體發(fā)光元件、與準(zhǔn)直透 鏡8等準(zhǔn)直器光學(xué)系統(tǒng)。在遠(yuǎn)離光源4的反射面中向該反射面照射的照射角度變淺，照射面積變廣。如果 照射面積變廣，則照度相應(yīng)地變低其變廣的量。如果控制來自光源4的射出光的配光分布 (分布圖)，以使其每單位立體角的擴(kuò)散板5以及反射面3的照射面積成為恒定、即使照度 成為恒定，則發(fā)光面5的亮度的均整度變高。為此，需要將光源4的配光控制成，射出光的 角度越淺、即相對光軸0的角度θ越接近0度，光的強(qiáng)度越大的配光分布圖。S卩，需要相對 無限擴(kuò)展的平面的反射面，中心的光量無限大的尖銳的配光分布圖。即使是有限長度的平 面，只要不是與其長度對應(yīng)的尖銳的配光分布，就難以實(shí)現(xiàn)高均整度的面發(fā)光。因此，形成為使遠(yuǎn)離各光源4的下側(cè)反射面3的部分(即傾斜面3a)相對射出光 的光軸0具有規(guī)定的傾斜角。由此，可以控制成能夠?qū)崿F(xiàn)各光源4的配光分布圖的半功率 全角。以下用數(shù)學(xué)表達(dá)式對其進(jìn)行說明。
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在將光源4的配光特性(參照圖1B)表現(xiàn)為式I ( θ )的情況下，用下式來表示每 微小單位立體角△ θ的向無限平面的照射面積S。S = cU θ/sin2 θ …式(1)此處，d是從光軸0向反射部件3的平坦面3b的垂直距離(常數(shù))。另外，在式 (1)中，圖IB的縱深方向是單位長度。在配光特性Ι(θ)中，在從θ =90度(即，與發(fā)光面正交的方向)到45度的方 向的范圍中，僅離開距離d左右，不是很重要。如果配光特性至少在從θ =45度到Πθ) 的半功率半角左右的范圍，具有與以Ι/sin2 θ近似的函數(shù)形狀大致一致的配光特性I ( θ )， 則對以該范圍照射的平坦面3b，通過來自光源4的射出光均勻地進(jìn)行照射。因此，在相對光軸0從45度到半功率半角的范圍中，用以Ι/sin2 θ近似的函數(shù)來 表示光源4的配光特性的情況下，以使平坦面3b存在于該范圍內(nèi)的方式形成反射部件3。另外，如上所述，從配光特性Ι( θ )的半功率半角左右到θ =0度(光軸0)附近， 難以實(shí)現(xiàn)能夠追隨l/sin2e的配光的配光。其原因?yàn)?，在光軸0的中央部得不到無限地延 伸的尖銳的配光。因此，設(shè)置了傾斜面3a，以使受到從配光特性Ι( θ )的半功率半角左右到 θ =0度(光軸0)附近的射出光的反射面具有傾斜，使每微小單位立體角△ θ的照度成 為恒定。即，在傾斜面3a中，受到從配光特性Ι( θ )的半功率半角左右到θ =0度(光軸 0)附近的射出光的反射面的傾斜角度成為與可以實(shí)現(xiàn)的配光特性Ι( θ )符合的角度。另一方面，上側(cè)的擴(kuò)散板5是形成發(fā)光面5a的平板。如上所述，來自光源4的直 接光在遠(yuǎn)離光源4的部分中，擴(kuò)散板5的下表面的照度變小，發(fā)光面5a中的均整度降低。雖然還可考慮在擴(kuò)散板5中設(shè)置傾斜面，但由于需要準(zhǔn)備不具有一般的平面的專 用的擴(kuò)散板，所以成本上升。另外，如果在發(fā)光面5a本身中存在厚度不均、形狀變化，則難 以提高發(fā)光面的均整度。因此，擴(kuò)散板5優(yōu)選為平板。因此，在本實(shí)施方式中，為了補(bǔ)償這樣的遠(yuǎn)離光源4的部分的照度降低量，在反射 部件3的傾斜面3a中將鏡面反射分量附加到擴(kuò)散反射分量。即、構(gòu)成為在遠(yuǎn)離光源4的一 側(cè)的傾斜面3a中鏡面反射分量增加。在發(fā)光面5a中為了得到均一的分布，還考慮上述的 擴(kuò)散反射分量與鏡面反射分量的比例，來決定反射部件3的傾斜面3a的傾斜。例如，也可以使反射部件3具有如下反射特性在平坦面3b中，與鏡面反射分量相 比，增大擴(kuò)散反射分量的比例，在傾斜面3a中，隨著遠(yuǎn)離光源4，逐漸地增大鏡面反射分量 的比例而從途中使鏡面反射分量與擴(kuò)散反射分量的比例逆轉(zhuǎn)。能夠通過例如改變反射面中 的金屬的蒸鍍量、或者根據(jù)位置來改變表面粗糙度的程度，來調(diào)整擴(kuò)散反射分量與鏡面反 射分量的比例。如上所述，根據(jù)上述的發(fā)光裝置1，在中空式的面狀發(fā)光裝置中，可以使該裝置變 薄、并且使發(fā)光面5a的亮度分布均一。(變形例)接下來對上述第1實(shí)施方式的多個變形例進(jìn)行說明。另外，在以下的各變形例中， 對與上述第1實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，附加相同的標(biāo)號并省略說明，主要說明不同的結(jié) 構(gòu)。(第1實(shí)施方式的第1變形例)圖3A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第1變形例的發(fā)光裝置IA的平面圖。圖3B是沿著圖3A的3B-3B線的剖面圖。在本變形例中，以使反射部件3A的2個傾斜面3aA相接的棱線部21的高度、即從 底面部到棱線部21的距離等于或者大于從底面部到光軸0的距離的方式，形成了反射部件 3A。即、2個傾斜面3aA被配置成與各光源4的光軸0相交。如果來自一對光源4中的一個光源的射出光或者來自傾斜面3aA的一次鏡面反射 光直接入射到對置的另一個光源4、或者入射到設(shè)置有對置的另一個光源4的殼體2的側(cè)面 部，則發(fā)光效率降低。其原因在于，由于另一個光源4或者側(cè)面部引起的光的吸收或者雜散 光成為損失主要原因。因此，在本變形例的發(fā)光裝置IA中，將連接了反射部件3A的山的頂部的棱線距光 軸0的距離設(shè)為從光軸0到擴(kuò)散板5的距離du的一半以上即du/2以上。其結(jié)果，如圖3A 以及圖3B所示，來自一對光源4的射出光的一部分即使有時超過反射部件3的頂部即棱線 部21，也不會直接入射到所對置的光源4或者其側(cè)面部。而且，以在棱線部21與擴(kuò)散板5 之間可以形成空間的方式形成了反射部件3A。即，2個傾斜面3aA相接的棱線部21切斷來自一對光源4的光，以使得不會照到相 互對置的一對光源4中。其結(jié)果，來自一個光源4的光不會直接照到另一個光源4等中，而 照射至另一個光源4的附近，所以在發(fā)光面5a中，可以得到更均一的照度分布。通過以上那樣的結(jié)構(gòu)，在發(fā)光裝置IA中，可以防止發(fā)光效率的降低。(第1實(shí)施方式的第2變形例)圖4A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第2變形例的發(fā)光裝置IB的剖面圖。圖4B是 用于說明發(fā)光裝置IB的配光分布特性的圖。在本變形例中，擴(kuò)散板5A具有從中空區(qū)域6朝向擴(kuò)散板5A的外側(cè)(在圖4A中下 側(cè))中央部凸?fàn)畹嘏蛎浀男螤?。換言之，擴(kuò)散板5A具有在與反射部件3的山部的棱線正交 的剖面的形狀中，中央部向外側(cè)成為凸?fàn)畹膹澢螤?。擴(kuò)散板如圖IB或者圖3B所示就成本上優(yōu)選平坦的平面，但在將發(fā)光裝置用作辦 公室或者住宅的室內(nèi)的照明裝置的情況下，期望或者傾向于使來自照明裝置的配光廣。因此，如圖4A所示，在本變形例的發(fā)光裝置IB中，關(guān)于擴(kuò)散板5A，在與反射部件 3的山部的棱線正交的剖面的形狀中，具有中央部向外側(cè)凸?fàn)畹嘏蛎浀膹澢螤?，以使發(fā)光 面的射出光的配光擴(kuò)展。其結(jié)果，如圖4B所示，安裝在天花板31的發(fā)光裝置IB的配光特性成為與圖IB或 者圖3B的情況下的特性32相比，向光軸0方向擴(kuò)展的特性33，所以發(fā)光裝置IB適合于作 為照明裝置。(第1實(shí)施方式的第3變形例)圖5A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第3變形例的發(fā)光裝置IC的剖面圖。圖5B是 用于說明發(fā)光裝置IC的配光分布特性的圖。在本變形例中，擴(kuò)散板5B是中央部平坦的平板，但在具有光源4的2個端部中分 別具備具有傾斜的角部5Ba。即，擴(kuò)散板5B是在與反射部件3的山部的棱線正交的剖面的 形狀中，具有與光軸0平行地延伸的中央部分、和相對光軸0具有規(guī)定的角度地延伸的兩端 部分的形狀。本變形例的發(fā)光裝置IC也與第2變形例的發(fā)光裝置IB同樣地，在用作辦公室或者住宅的室內(nèi)的照明裝置的情況下，適合于期望或者傾向于使來自照明裝置的配光廣的情 況。如圖5A以及圖5B所示，擴(kuò)散板5B具有整體上是平板的形狀，但在2個端部具備 具有規(guī)定的角度的角部5Ba，所以發(fā)光裝置IC的配光特性成為與圖IB或者圖3B的情況相 比，在光軸0方向上具有一部分發(fā)生擴(kuò)展的裙形部分的特性34，所以發(fā)光裝置IC適合于作 為照明裝置。另外，在上述例子中，擴(kuò)散板5B的角部5Ba設(shè)置在矩形的擴(kuò)散板5B的2個端部即 2個邊部，但也可以設(shè)置在矩形的擴(kuò)散板5B的4個邊部。(第1實(shí)施方式的第4變形例)圖6是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第4變形例的發(fā)光裝置ID的結(jié)構(gòu)的部 分透視圖。上述實(shí)施方式以及各變形例的發(fā)光裝置具有進(jìn)行面發(fā)光的發(fā)光面，但本變形例的 發(fā)光裝置ID是發(fā)光面中的發(fā)光為線發(fā)光的發(fā)光裝置。在細(xì)長的殼體42的兩端的側(cè)面部的內(nèi)側(cè)，設(shè)置有2個光源44，該2個光源44分別 具有設(shè)置在基板49上的發(fā)光元件(未圖示)；以及配置在該發(fā)光元件的射出光側(cè)的透鏡 狀的準(zhǔn)直透鏡48。各光源44是由一個LED與一個通常的準(zhǔn)直透鏡構(gòu)成的點(diǎn)光源的光源單 元。另外，在圖6中，殼體42的長度方向的側(cè)面省略而未圖示。在上表面，設(shè)置有細(xì)長的板 狀的擴(kuò)散板45。另外，沿著發(fā)光裝置ID的光源44的光軸的剖面形狀與上述圖IB或者圖3B所示 的形狀相同。特別是，反射部件43的長度方向上的剖面形狀具有與上述圖IB或者圖3B所 示的反射部件3或者3A相同的形狀。殼體42、反射部件43、傾斜面43a、平坦面43b、擴(kuò)散 板45、中空區(qū)域46以及準(zhǔn)直透鏡48分別相當(dāng)于殼體2、反射部件3、傾斜面3a、平坦面3b、 擴(kuò)散板5、中空區(qū)域6以及準(zhǔn)直透鏡8。發(fā)光裝置ID是整體上薄的板形，幅度窄的擴(kuò)散板45的上面部為發(fā)光面45a，而進(jìn) 行線發(fā)光。即使通過本變形例的發(fā)光裝置1D，在中空式的線狀的發(fā)光裝置中，也可使該裝置 薄且可以使發(fā)光面45a中的亮度分布均一。特別是，可以將本變形例的發(fā)光裝置ID應(yīng)用于 對圖像進(jìn)行掃描的掃描器裝置等的光源。(第1實(shí)施方式的第5變形例)圖7是用于說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第5變形例的發(fā)光裝置IE的結(jié)構(gòu)的部 分透視圖。上述實(shí)施方式以及各變形例的發(fā)光裝置是具有矩形的發(fā)光面的進(jìn)行線狀或者面 狀的發(fā)光的發(fā)光裝置，但本變形例的發(fā)光裝置IE是發(fā)光面為圓形的發(fā)光裝置。在平面地觀看時，在圓形的殼體52的底面的中央部，配置有具有圓錐形狀部的反 射部件53。反射部件53具有中央部的傾斜面53a、與設(shè)置在其周圍的圓環(huán)狀的平坦面53b。在殼體52的圓環(huán)狀的側(cè)面部的內(nèi)周面整體，以朝向反射部件53的中央部射出光 的方式，設(shè)置有在未圖示的基板上設(shè)置的發(fā)光元件即多個LED57。換而言之，多個LED57在 使光軸相互在同一平面內(nèi)的一點(diǎn)交差的方向上設(shè)置成圓環(huán)狀，多個LED57分別朝向該一點(diǎn) 射出窄角配光特性的光。
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為此，在多個LED57的內(nèi)周側(cè)，以使來自各LED57的射出光聚光到殼體52的中心 的方式，配置圓環(huán)狀的準(zhǔn)直透鏡58。在殼體52的上表面設(shè)置有圓板狀的擴(kuò)散板55，在反射部件53與擴(kuò)散板55之間， 形成有中空區(qū)域56。具體而言，擴(kuò)散板55是離開殼體52的底面規(guī)定的距離地配置的圓形部件，具有從 各LED57接受射出光并向外部擴(kuò)散放射的與LED57的光軸平行的發(fā)光面55a。沿著發(fā)光裝置IE的圖7的1B-1B(3B-3B)線的剖面與上述圖IB (或者圖3B)相同。 殼體52、反射部件53、傾斜面53a、平坦面53b、擴(kuò)散板55、中空區(qū)域56、LED57以及準(zhǔn)直透 鏡58分別相當(dāng)于殼體2、反射部件3、傾斜面3a、平坦面3b、擴(kuò)散板5、中空區(qū)域6、LED7以 及準(zhǔn)直透鏡8。因此，即使通過本變形例的發(fā)光裝置1E，也可以實(shí)現(xiàn)裝置薄且可以使圓形的發(fā)光 面55a中的亮度分布均一的中空式的面狀發(fā)光裝置。本變形例的發(fā)光裝置IE不僅可以應(yīng) 用于例如通常的辦公室或者住宅用的圓形照明裝置，而且還可以應(yīng)用于信號機(jī)、汽車的速
度計等。(第1實(shí)施方式的第6變形例)圖8A是本發(fā)明的第1實(shí)施方式的第6變形例的發(fā)光裝置IF的平面圖。圖8B是 沿著圖8A的8B-8B線的剖面圖。在本變形例中，在矩形的殼體62的一側(cè)面部的內(nèi)側(cè)設(shè)置有陣列狀的光源4，在對 應(yīng)的相反側(cè)的側(cè)面部的內(nèi)側(cè)、且在反射部件63A的端部21A的上方，相對發(fā)光裝置內(nèi)部設(shè)置 有配置了鏡面的反射鏡71。具體而言，在本變形例中，反射部件63A的傾斜面63aA還具有朝向反射鏡71從平 坦面63b逐漸地升起的傾斜面。以使反射部件63A的傾斜面63aA側(cè)的端部21A的高度、即 從底面部到端部21A的距離為從底面部到光軸0的距離以上的方式，形成反射部件63A。此 處，反射部件63A的傾斜面63aA側(cè)的端部21A是從光軸0到擴(kuò)散板5的距離du的1/2以上。而且，如圖8A以及圖8B所示，在發(fā)光裝置IF中，光源4是單側(cè)配置，在對置的相 反側(cè)不存在光源。不過，在對置的傾斜面63的端部21A的上方配置有反射鏡71。在與設(shè)置 有光源4的側(cè)面部對置的側(cè)面部，在與擴(kuò)散板5的平面正交、并且與陣列狀的光源4平行的 平面上設(shè)置了反射鏡71。反射鏡71配置在從端部21A至擴(kuò)散板5之間，其配置是通過反射鏡71而形成與 圖3B的結(jié)構(gòu)相同的鏡像配置。其結(jié)果，照到反射鏡71的光不會直接返回到光源4，而照到 擴(kuò)散板5，所以可以抑制損失。因此，根據(jù)本變形例，可以實(shí)現(xiàn)高效的面狀的發(fā)光裝置。另外，上述本變形例的發(fā)光裝置IF是發(fā)光面中的發(fā)光為面發(fā)光的例子，但也可以 將圖6所示那樣的發(fā)光面的發(fā)光設(shè)為線發(fā)光。(第2實(shí)施方式)接下來，對第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在第2實(shí)施方式中，對與上述第1實(shí)施 方式相同或者對應(yīng)的構(gòu)成要素，附加相同的標(biāo)號來進(jìn)行說明。圖IOA是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)光裝置IG的平面圖。圖IOB是沿著圖IOA的10B-10B線的剖面圖。圖11是用于說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的發(fā)光裝置的反射部件 的形狀的部分透視圖。圖IOA以及圖IOB所示的發(fā)光裝置IG是中空式的平面面板、具體而言是平面LED 發(fā)光面板(Flat LED Lighting Panel :FL2P)、且具有矩形的發(fā)光面。發(fā)光裝置IG構(gòu)成為具 有反射部件3、光源4、擴(kuò)散板5。反射部件3在從擴(kuò)散板5側(cè)平面地觀看時是矩形的形狀，并在周圍具有4個傾斜 面3a，并在中央部具有被該4個傾斜面3a包圍的平坦面3b。反射部件3被配置在發(fā)光裝 置IG的底面?zhèn)?。在平面地觀看發(fā)光裝置IG時，光源4被配置在平坦面3b的中央部。在反 射部件3與擴(kuò)散板5之間，形成有中空區(qū)域6。發(fā)光裝置IG是整體上薄的箱形，將擴(kuò)散板5的上面?zhèn)鹊谋砻孀鳛榘l(fā)光面5a而進(jìn) 行發(fā)光。光源4具有1個發(fā)光元件即LED7 ；以及用于使來自LED7的光在與擴(kuò)散板5平行 的平面內(nèi)放射狀地射出的光學(xué)部件108。光學(xué)部件108是橫向配光變換準(zhǔn)直器光學(xué)系統(tǒng)。 在基板9上，以使LED7位于光學(xué)部件108的中心的方式，設(shè)置了 LED7與光學(xué)部件108。另 外，向光學(xué)部件108射出光的LED7可以不是1個而是多個。如圖IOB與圖11所示，反射部件3的中央部降低，與發(fā)光面5a正交的剖面的內(nèi)部 形狀具有梯形形狀。如圖11所示，在反射部件3的擴(kuò)散板5側(cè)具有設(shè)置有光源4的中央 部是矩形的平坦面3b ；以及包圍該平坦面3b的4個傾斜面3a。4個傾斜面3a具有從各個平坦面3b的4個邊部朝向反射部件3的邊緣部，接近擴(kuò) 散板5那樣的傾斜。平坦面3b是相對將來自光源4的射出光的光軸連結(jié)而形成的面(以 下，還稱為光軸面)0大致平行的平面。所謂大致平行包括相對光軸面0正負(fù)1度以內(nèi)的情 況。另外，圖10A、圖IOB以及圖11(進(jìn)而，在圖12以后的圖中也相同)是用于以易于理解 的方式說明本實(shí)施方式的發(fā)光裝置IG的結(jié)構(gòu)的示意圖，所以各附圖中的各個部件的尺寸 既不一定與在本說明書中的角度的說明一致，也不應(yīng)限定于圖示出本發(fā)明的特定的方式來 進(jìn)行解釋。如圖11所示，反射部件3在中央部形成有平坦面3b。平坦面3b與配置在其周圍 的4個傾斜面3a連續(xù)相連。由1個平坦面3b與4個傾斜面3a構(gòu)成了下側(cè)反射面。在下 側(cè)反射面與擴(kuò)散板5之間形成有中空區(qū)域6。而且，在各傾斜面3a的外周部，在最高邊緣部21A、即傾斜面3a的最接近擴(kuò)散板5 的位置的部分21A到擴(kuò)散板5之間，設(shè)置有鏡面的反射鏡10。更具體地進(jìn)行說明。反射部件3是對于擴(kuò)散板5側(cè)具有用于使來自光源4的射出光反射的反射面的反 射部件，在該反射面與擴(kuò)散板5之間形成有中空區(qū)域6。光源4通過橫向配光變換準(zhǔn)直器光學(xué)系統(tǒng)即光學(xué)部件108，將來自作為發(fā)光元件 的LED7的光，作為具有以與擴(kuò)散板5平行的光軸面0為中心的窄角取向特性的光而放射狀 地射出。因此，在光源4中，為了在圖IOB中通過橫向的配光，放射狀地射出在上面方向上 發(fā)光的LED7的光的配光分量的大部分，而將對配光進(jìn)行變換的橫向配光變換準(zhǔn)直器光學(xué) 系統(tǒng)即光學(xué)部件108設(shè)置成覆蓋LED7。窄角取向特性優(yōu)選為在圖IOB的剖面中，相對光源 4的光軸正負(fù)15度(士 15° )的范圍內(nèi)的取向。
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如圖IOB與圖11所示，以在與發(fā)光面5a正交的剖面形狀中，使發(fā)光面5a中的照 度分布均一的方式，在光源4附近側(cè)設(shè)置了平坦面3b。而且，平坦面3b的反射面與光軸面 0大致平行。所謂大致平行如上所述，包括相對光軸面0正負(fù)1度以內(nèi)的情況。如圖IOB與圖11所示，在反射部件3中，在平坦面3b的周圍形成了各傾斜面3a， 各傾斜面3a具有將相對光軸面0具有規(guī)定的角度地延伸的直線或者曲線作為剖面的傾斜。 以下，在本實(shí)施方式以及后述的各變形例中為了簡化說明，以傾斜面3a的剖面形狀是直線 的例子進(jìn)行說明，但也可以具有平緩的平方函數(shù)、平緩的S字等各種函數(shù)的形狀。擴(kuò)散板5具有與光軸面0平行的發(fā)光面5a。進(jìn)而，擴(kuò)散板5是如下的部件如圖 IOB所示，離開光軸面0規(guī)定的距離地配置，且形成接收中空腔內(nèi)的光而進(jìn)行擴(kuò)散發(fā)射的發(fā) 光面5a。如上所述，發(fā)光裝置IG構(gòu)成為包括光源4、具有下側(cè)反射面的反射部件3、以及具 有發(fā)光面5a的擴(kuò)散板5。為了實(shí)現(xiàn)薄且均勻的發(fā)光裝置1G，此處使用了具有窄角配光特性 的光源4。而且，反射部件3的反射特性決定來自光源4的射出光的反射分量的量，對發(fā)光 面5a中的亮度與其均整度造成影響。即，發(fā)光裝置IG構(gòu)成為，為了提高發(fā)光面5a內(nèi)的亮 度的均整度，來自光源4的射出光的配光窄，且反射部件3具有規(guī)定的形狀。為了提高發(fā)光 面5a內(nèi)的均整度，從中空腔內(nèi)進(jìn)行照明，以使擴(kuò)散板5的下面的照度分布均一即可。在遠(yuǎn)離光源4的反射面中，向該反射面的照射角度變淺，照射面積擴(kuò)展。如果照射 面積擴(kuò)展，則照度相應(yīng)地變低該擴(kuò)展的量。如果控制來自光源4的射出光的配光分布(分 布圖)，以使其每單位立體角的擴(kuò)散板5以及反射面3的照射面積成為恒定、即，使照度成 為恒定，則發(fā)光面5的亮度的均整度變高。這需要將光源4的配光控制成，射出光的角度越 淺、即相對光軸或光軸面0的角度θ越接近0度，光的強(qiáng)度越大的配光分布圖。S卩，需要相 對無限擴(kuò)展的平面的反射面，中心的光量無限大的尖銳的配光分布圖。即使是有限長度的 平面，只要不是依照其長度的尖銳的配光分布，就難以實(shí)現(xiàn)高均整度的面發(fā)光。因此，形成 為使遠(yuǎn)離各光源4的下側(cè)反射面3的部分(即傾斜面3a)相對射出光的光軸或光軸面0具 有規(guī)定的傾斜角。由此，可以控制成能夠?qū)崿F(xiàn)各光源4的配光分布圖的半功率全角。以下用數(shù)學(xué)表達(dá)式對其進(jìn)行說明。在將光源4的配光特性(參照圖10B)表現(xiàn)為式I ( θ )的情況下，用下式來表示每 微小單位立體角△ θ的向無限平面的照射面積S。S = (1Δ θ/sin2 θ …式(2)此處，d是從光軸面0向反射部件3的平坦面3b的垂直距離(常數(shù))。另外，在式 (2)中，圖IOB的縱深方向是單位長度。在配光特性Ι(θ)中，在從θ =90度(S卩，與發(fā)光面正交的方向)到45度的方向 的范圍中，僅離開距離d左右，不是很重要。如果配光特性至少在從θ =45度到Πθ)的 半功率半角左右的范圍中，具有與以Ι/sin2 θ近似的函數(shù)形狀大致一致的配光特性I ( θ )， 則在該范圍中照射的平坦面3b通過來自光源4的射出光而均勻進(jìn)行照射。因此，在相對光軸面0從45度到半功率半角的范圍中，用以Ι/sin2 θ近似的函數(shù) 來表示光源4的配光特性的情況下，以使平坦面3b存在于該范圍內(nèi)的方式，形成了反射部 件3。另外，如上所述，從配光特性Ι( θ )的半功率半角左右到θ =0度(光軸)附近，難以實(shí)現(xiàn)能夠追隨l/sin2e的配光的配光。其原因?yàn)?，在光軸面0的中央部得不到無限地 延伸的尖銳的配光。因此，以使受到從配光特性I ( θ )的半功率半角左右到θ = 0度(光 軸面0)附近的射出光的反射面具有傾斜，使每微小單位立體角△ θ的照度成為恒定的方 式，設(shè)置了傾斜面3a。即，在傾斜面3a中，受到從配光特性Ι( θ)的半功率半角左右到θ =0度附近的射出光的反射面的傾斜角度成為與可以實(shí)現(xiàn)的配光特性I (θ)符合的角度。另一方面，上側(cè)的擴(kuò)散板5是形成發(fā)光面5a的平板。如上所述，來自光源4的直 接光在遠(yuǎn)離光源4的部分中，擴(kuò)散板5的下面的照度變小，發(fā)光面5a中的均整度降低。雖然還可考慮在擴(kuò)散板5中設(shè)置傾斜面，但由于需要準(zhǔn)備不具有一般的平面的專 用的擴(kuò)散板，所以成本上升。另外，如果在發(fā)光面5a本身中存在厚度不均、形狀變化，則難 以提高發(fā)光面的均整度。因此，擴(kuò)散板5優(yōu)選為平板。因此，在本實(shí)施方式中，為了補(bǔ)償這樣的遠(yuǎn)離光源4的部分的照度降低量，在反射 部件3的傾斜面3a中將鏡面反射分量附加到擴(kuò)散反射分量。即，構(gòu)成為在遠(yuǎn)離光源4 一側(cè) 的傾斜面3a中鏡面反射分量增加。在發(fā)光面5a中為了得到均一的分布，還考慮上述擴(kuò)散 反射分量與鏡面反射分量的比例，來決定反射部件3的傾斜面3a的傾斜。例如，也可以使反射部件3具有如下反射特性在平坦面3b中，與鏡面反射分量相 比，增大擴(kuò)散反射分量的比例，在傾斜面3a中，隨著遠(yuǎn)離光源4，逐漸地增大鏡面反射分量 的比例而從途中使鏡面反射分量與擴(kuò)散反射分量的比例逆轉(zhuǎn)。能夠通過例如改變反射面中 的金屬的蒸鍍量、或者根據(jù)位置來改變表面粗糙度的程度，來調(diào)整擴(kuò)散反射分量與鏡面反 射分量的比例。如上所述，根據(jù)上述發(fā)光裝置1G，在中空式的面狀發(fā)光裝置中，可以使該裝置變 薄、并且使發(fā)光面5a的亮度分布均一。(變形例)接下來，對上述第2實(shí)施方式的多個變形例進(jìn)行說明。另外，在以下的各變形例 中，對與上述第2實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素，附加相同的標(biāo)號而省略說明，主要說明不同的 結(jié)構(gòu)。(第2實(shí)施方式的第1變形例)圖12是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第1變形例的發(fā)光裝置IH的剖面圖。本變形例的發(fā)光裝置IH是2X2的二維矩陣狀地排列多個上述第2實(shí)施方式的發(fā) 光裝置IG而增大了發(fā)光面的發(fā)光裝置。4個發(fā)光裝置IG是以使各發(fā)光面5a位于同一平 面內(nèi)的方式并列地連結(jié)設(shè)置的。圖12是該情況下的2個發(fā)光裝置IG的剖面圖。發(fā)光裝置 IH使用了多個作為中空反射平面局部面板(Flat LED Local Lighting Panel :FL3P)的發(fā) 光裝置1G。本變形例的發(fā)光裝置IH是如貼瓷磚那樣無縫連接多個上述第2實(shí)施方式的發(fā)光 裝置1G，實(shí)現(xiàn)了發(fā)光面的面積更大的平面發(fā)光裝置的裝置。矩陣狀地排列多個發(fā)光裝置IG而可以實(shí)現(xiàn)發(fā)光裝置IH那樣的大的發(fā)光面的原因 在于，在各發(fā)光裝置IG中，使光源4位于中心，使傾斜面3a的反射鏡10位于外周側(cè)。特別是，通過反射鏡10遮斷向鄰接的其他發(fā)光裝置IG的漏光，所以發(fā)光裝置IH 在應(yīng)用于區(qū)段控制背光源裝置的情況下，發(fā)揮較大的效果。此處，對直下方式的背光源裝置中的區(qū)段控制(local areadimming)的例子進(jìn)行說明。區(qū)段控制背光源裝置是為了校正液晶表示裝置(以下，稱為IXD，IXD=Liquid Crystal Display)的對比度不佳這樣的缺點(diǎn)，并且控制功耗而設(shè)計的裝置。在LCD中即使在黑狀態(tài)下，背光源也完全點(diǎn)亮。另外，由于液晶即使在黑狀態(tài)下也 無法使透射率成為零，所以完全點(diǎn)亮的背光源光發(fā)生透射。因此，對比度僅能夠?qū)崿F(xiàn)大致1000 1以下。由于人類的眼睛對對比度以對數(shù)方 式進(jìn)行識別，所以該程度的對比度是夠的。另外，由于完全點(diǎn)亮，所以即使在黑狀態(tài)下也無 法降低功率。S卩，浪費(fèi)地消耗了功率。區(qū)段控制是基本上二維陣列狀地配置了 LED的背光源裝置的優(yōu)越的控制。即，如 果使暗的影像信號的部分(局部區(qū)段)層次性地變暗，則對比度增大。由此，可以使對比度 急劇地提高到1000，000 1左右。另外，雖然還是取決于暗的像素的量，但其結(jié)果，仍可以 大幅降低功耗。該區(qū)段控制的技術(shù)無法應(yīng)用于使用了長條的冷陰極管(CCFL =Cold Cathode Fluorescent Lamp)的背光源裝置，但在使用了 LED的背光源裝置中可以實(shí)現(xiàn)。例如，由于在比影像信號大的局部區(qū)段(以下還簡稱為“區(qū)段”)中也能得到充分 的效果，所以將背光源畫面分割成100至500左右的區(qū)段。而且，使光從各區(qū)段向鄰接區(qū)段 擴(kuò)散、即泄露何種程度對實(shí)現(xiàn)良好的影像至關(guān)重要。如果與鄰接的區(qū)段的邊界過于清楚，則與實(shí)際的影像的邊界不匹配。即，本來明亮 的部分變暗，或者暗的部分變得明亮，而成為不自然的影像。另外，如果光超過鄰接區(qū)段，而 遠(yuǎn)遠(yuǎn)地泄露至接下來的區(qū)段，則影像發(fā)生模糊，對比度變低。即，需要包含區(qū)段內(nèi)地進(jìn)行調(diào) 整，以使光自然地向鄰接區(qū)段擴(kuò)散。另一方面，在完全點(diǎn)亮的情況下，必須確保與鄰接區(qū)域 的均勻性。這樣，區(qū)段控制的光擴(kuò)散的控制是非常精密的。圖13與圖14是用于說明通過以往的直下方式的二維陣列狀的LED201來進(jìn)行的 區(qū)段控制的例子的圖。在直下方式中，在底面部的基板中矩陣狀排列了多個LED201。實(shí)際 上，將多個LED201作為一個區(qū)段而集中驅(qū)動，但此處為簡化說明，示出了一個LED201對應(yīng) 于一個區(qū)段的例子。由LED自身的配光與直到擴(kuò)散板203的高度，規(guī)定了向鄰接的區(qū)段的 光擴(kuò)散。如圖13所示，在直到擴(kuò)散板203的高度低，且通過LED201照射的范圍R變窄那樣 的情況下，作為點(diǎn)光源的LED201看起來像粒狀，有損進(jìn)行完全點(diǎn)亮的情況下的均勻性。為了避免該情況，如圖14所示，必須使整體變厚來增加直到擴(kuò)散板203的距離。但 是，如果使直到擴(kuò)散板203的高度過高，則LED橫向的配光分量到達(dá)至較遠(yuǎn)的區(qū)段，而影像 的對比度降低。因此，在以往的區(qū)段控制背光源裝置中，難以包括LED201光源的配光特性并將整 體保持得較薄的同時，實(shí)現(xiàn)與區(qū)段控制符合的使光自然地擴(kuò)散到期望的鄰接區(qū)域的擴(kuò)散 板。相對于此，如圖12所示，根據(jù)瓷磚狀地排列了多個發(fā)光裝置IG的發(fā)光裝置1H，可 以實(shí)現(xiàn)發(fā)光面5a廣，并且裝置整體比以往裝置更薄并且更輕且區(qū)段控制也容易的發(fā)光裝置。另夕卜，圖12是2X2的矩陣的例子，但矩陣也可以是mXn(m、η分別是2以上的整 數(shù))的矩陣。(第2實(shí)施方式的第2變形例)
圖15是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第2變形例的發(fā)光裝置II的剖面圖，圖16是發(fā) 光裝置II的部分透視圖。本變形例的發(fā)光裝置II構(gòu)成為去除第1變形例中的反射鏡10，并在連接的多個發(fā) 光裝置IG之間形成有規(guī)定的空間，以使多個發(fā)光裝置IG的中空區(qū)域6連通。另外，在圖10B、圖12以及圖15中，傾斜面3a以及平坦面3b成為具有與第1實(shí)施 方式的圖8B的傾斜面63aA以及平坦面63b大致相同的剖面形狀的結(jié)構(gòu)。在第1變形例的發(fā)光裝置IH中，由于在多個發(fā)光裝置IG的邊界處具有反射鏡10， 所以在擴(kuò)散板5中有時產(chǎn)生條紋。在本第2變形例中，對于這種情況，去除了反射鏡10，并 將該部分設(shè)為作為規(guī)定的空間的窗部20。該窗部20在發(fā)光裝置IG之間形成規(guī)定的空間，通過其窗部20的大小，不僅防止 產(chǎn)生上述條紋，而且還可以控制光泄露或者擴(kuò)散到構(gòu)成鄰接的區(qū)段的發(fā)光裝置1G。該效果 特別在上述區(qū)段控制背光源裝置的情況下是有效的。另外，由反射部件3的最高的位置即最接近擴(kuò)散板5的部分(以下，稱為最高邊緣 部)21B,規(guī)定了窗部20的大小。如果使最高邊緣部21B位于從光軸面0起向擴(kuò)散板5側(cè)的 光軸面0與擴(kuò)散板的距離du的至少1/3的距離處，則來自光源4的直接光被鄰接的2個發(fā) 光裝置IG之間的邊界的最高邊緣部21B的山部阻斷，而不會到達(dá)比鄰接區(qū)段更遠(yuǎn)的鄰接區(qū) 段。這樣，可以通過傾斜面3a的山部的最高邊緣部21B，大致控制窗部20的效果。還 可以通過反射部件3的傾斜面3a的傾斜函數(shù)的分布圖、鏡面反射分量與擴(kuò)散反射分量之比 以及光源4的配光，來調(diào)整更細(xì)致的擴(kuò)散板5表面的光擴(kuò)散分布圖。特別是，在區(qū)段控制背光源裝置的情況下，獨(dú)立地對各光源4進(jìn)行驅(qū)動，而針對每 個區(qū)段進(jìn)行調(diào)光控制，并且在進(jìn)行了完全點(diǎn)亮?xí)r，作為經(jīng)由窗部20的相互光擴(kuò)散的結(jié)果， 可以在連結(jié)多個發(fā)光裝置IG而成的背光源整個面中實(shí)現(xiàn)高均整度。而且，在該情況下，考 慮其相互擴(kuò)散的結(jié)果，來調(diào)整傾斜面3a的最高邊緣部21B的位置、反射部件3的傾斜函數(shù) 的分布圖、鏡面反射分量與擴(kuò)散反射分量之比以及光源4的配光。(第2實(shí)施方式的第3變形例)圖17是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的第3變形例的光源4A的示意性的透視圖。在上述第2實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式的各變形例的發(fā)光裝置1G、1H、1I中，使橫 向配光變換準(zhǔn)直器光學(xué)系統(tǒng)即光學(xué)部件108，覆蓋LED7而構(gòu)成光源4，該橫向配光變換準(zhǔn)直 器光學(xué)系統(tǒng)將在上面方向上發(fā)光的LED7的光的配光分量的大部分變換成橫向的配光、即 與擴(kuò)散板5平行的方向的配光。相對于此，在本變形例的光源4A中，使用了 4個側(cè)視型的LED7A。根據(jù)本變形例， 在光源4A的情況下，LED的數(shù)量為多個，但可以去除上述那樣的光學(xué)系統(tǒng)。(其他變形例)圖9A以及圖9B是用于說明關(guān)于光源的變形例的圖。在上述第1以及第2實(shí)施方式及其各變形例中，說明了將LED用作光源的例子，但 在采用使用了熒光體的白色LED的情況下，有時熒光體在LED封裝的透明樹脂中在整體上 分布。圖9A是示出熒光體在樹脂內(nèi)在整體上分布的LED的結(jié)構(gòu)的剖面圖。由透明樹脂
1683覆蓋設(shè)置在基板81上的LED芯片82。透明樹脂83在內(nèi)部整體中含有熒光體84。當(dāng)熒光體在LED封裝的透明樹脂中在整體上分布的情況下，從LED封裝射出的 光變得不會被看作點(diǎn)光源。作為結(jié)果，在使用了準(zhǔn)直透鏡等光學(xué)系統(tǒng)的情況下，產(chǎn)生色差 (chromatic aberration)、或者需要增大透鏡，而難以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的期望的效果。例如，在LED芯片82是藍(lán)色LED，熒光體84是黃色的熒光體(YAG等)的情況下， 對兩方的發(fā)光進(jìn)行合成來實(shí)現(xiàn)偽白色(Pseudo-white)。在該情況下，利用接近點(diǎn)光源的藍(lán) 色LED的芯片82、與在透明樹脂83內(nèi)在廣闊的范圍內(nèi)分布的黃色的熒光體84通過光學(xué)系 統(tǒng)被輸出的光中，產(chǎn)生色分離(spatial color s印aration)。即，由于因發(fā)光區(qū)域尺寸的失 配而產(chǎn)生的色分離，在照射平面上，將以較大的周期產(chǎn)生條紋狀的黃色與藍(lán)色的色斑。因此，為了不產(chǎn)生這樣的色斑，光源的LED封裝優(yōu)選設(shè)為如圖9B所示的結(jié)構(gòu)。在圖9B所示的LED封裝中，LED芯片82a是在LED芯片的表面上涂覆了熒光體84a 的芯片，透明樹脂83覆蓋該LED芯片82a。這樣的LED芯片82a的表面通過熒光體匹配涂 覆工藝(ConformalPhosphor Coating Process)涂覆了熒光體 84a。即，作為光源4中的發(fā)光元件，在LED芯片82a的表面中設(shè)置有熒光體84a，并在其 上以覆蓋LED芯片82a與熒光體84a的方式設(shè)置有透明樹脂83。通過使用這樣的LED封裝，LED芯片82a自身的顏色與熒光體84a的顏色在相同 位置混合，所以從LED封裝中射出的光即使通過光學(xué)系統(tǒng)也不會產(chǎn)生色分離。其結(jié)果，成為 芯片尺寸微小的白色光源。由于可以通過小的準(zhǔn)直透鏡來變換成窄的配光，所以可以不產(chǎn) 生色斑(Chromatic mura)地使上述第1以及第2實(shí)施方式及其各變形例的發(fā)光裝置變薄。另外，在上述LED封裝中，熒光體84a設(shè)置在LED芯片82a的表面，但熒光體84a 也可以并非設(shè)置在LED芯片82a的表面，而設(shè)置在非?？拷牡胤?。以上說明的各實(shí)施方式以及各變形例的發(fā)光裝置是在發(fā)光面中亮度分布均一的 裝置，例如，不僅可以應(yīng)用于發(fā)光面中的均整度高的背光源裝置，而且還可以應(yīng)用于通常的 照明裝置。另外，作為光源，不僅是單色的LED，而且還可以使用交替混合排列了 RGB等多個 LED的光源。另外，在上述各實(shí)施方式以及各變形例中，雖然使用了 LED作為光源的發(fā)光元件， 但也可以使用激光二極管(LD)等。另外，還可以使用在上述各實(shí)施方式以及各變形例中說明的原理，來實(shí)現(xiàn)發(fā)光面 具有均一的亮度分布的發(fā)光裝置。即，通過調(diào)整反射板的傾斜、鏡面反射與擴(kuò)散反射的分量 比率以及各光源的配光分布等，可以實(shí)現(xiàn)均一的亮度分布。因此，上述各實(shí)施方式以及各變 形例的發(fā)光裝置可以應(yīng)用于各種裝置。例如，上述各實(shí)施方式以及各變形例的中空型的線狀或者面狀的發(fā)光裝置可以應(yīng) 用于液晶顯示器(LCD)的背光源光源、一般照明、業(yè)務(wù)用各種照明、以及圖像掃描用光源 等。例如，使用了上述各實(shí)施方式以及各變形例的發(fā)光裝置的液晶表示裝置、TV組以及照 明裝置可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量輕又薄，并且還可以提高發(fā)光面內(nèi)的均整度，所以可以實(shí)現(xiàn)大幅的性 會旨提尚。特別是，上述第2實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式的各變形例的中空型的面狀發(fā)光裝 置還適用于排列了多個具有大的發(fā)光面的發(fā)光裝置中的區(qū)段控制，可以實(shí)現(xiàn)區(qū)段彼此的自 17然的光擴(kuò)散。本發(fā)明不限于上述各實(shí)施方式以及各變形例，而可以在不改變本發(fā)明的要旨的范 圍中，實(shí)現(xiàn)各種變更、改變等。本申請根據(jù)2008年4月11日在日本申請的特愿2008-103990號以及2008年4 月11日在日本申請的特愿2008-103991號主張優(yōu)先權(quán)，在本申請說明書、權(quán)利要求書、以及 附圖中參照并引用上述基礎(chǔ)申請的公開內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種具有發(fā)光面的發(fā)光裝置，其特征在于，具備光源，射出具有窄角配光特性的光；擴(kuò)散板，與來自上述光源的射出光的光軸離開規(guī)定的距離地被配置，并形成上述發(fā)光面；以及反射部件，以使上述發(fā)光面中的照度分布成為均一的方式，與上述發(fā)光面對置地設(shè)置，該反射部件具有與上述光軸大致平行的平坦反射面、和相對上述光軸具有規(guī)定的傾斜的傾斜反射面，在與上述擴(kuò)散板之間形成中空區(qū)域，并且通過上述平坦反射面以及上述傾斜反射面分別朝向上述擴(kuò)散板反射從上述光源射出的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于在上述平坦反射面中反射的光的擴(kuò)散反射分量相對鏡面反射分量的比例大于在上述 傾斜反射面中反射的光的擴(kuò)散反射分量相對鏡面反射分量的比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置，其特征在于在上述傾斜反射面中反射的光的鏡面反射分量的比例根據(jù)距上述光源的距離而變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置，其特征在于在相對上述光軸從45度到半功率半角的角度范圍中，用以l/sin2e近似的函數(shù)來表 示上述光源的配光特性，上述平坦反射面形成為存在于上述角度范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述傾斜反射面的上述規(guī)定的傾斜形成為，使來自上述光源的射出光的每單位立體角 的、相對上述傾斜反射面的照射面積為恒定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置，其特征在于具有設(shè)置在隔著上述中空區(qū)域而與上述光源對置的位置的鏡面反射部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述光源具備以使光軸成為一致的方式相互對向地設(shè)置，且分別射出具有上述窄角配 光特性的光的一對光源，上述反射部件與上述一對光源分別對應(yīng)地具有上述平坦反射面和上述傾斜反射面，在 與上述擴(kuò)散板之間形成相互連通的2個中空區(qū)域，并且通過上述各平坦反射面以及上述各 傾斜反射面分別朝向上述擴(kuò)散板反射從上述一對光源射出的光。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述光源是以使各自的光軸在同一平面內(nèi)的一點(diǎn)交差的方式設(shè)置成圓環(huán)狀的、射出具 有上述窄角配光特性的光的多個光源，上述反射部件具有設(shè)置在上述圓環(huán)的中心的周圍且相對上述同一平面具有規(guī)定的傾 斜的傾斜反射面；以及設(shè)置在上述傾斜反射面的周圍的平坦反射面，并且通過上述平坦反 射面以及上述傾斜反射面分別朝向上述擴(kuò)散板反射從上述多個光源射出的光。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述傾斜反射面的頂部的高度被確定成，不使來自上述一對光源中的一個光源的直接 光照到另一個光源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述光源是沿著規(guī)定的平面放射狀地射出具有窄角取向特性的光的光源，上述擴(kuò)散板是離開上述規(guī)定的平面規(guī)定的距離地配置的擴(kuò)散板，2上述反射部件具有設(shè)置在上述光源的周圍且與上述規(guī)定的平面大致平行的平坦反射 面；以及設(shè)置在上述平坦反射面的周圍且相對上述規(guī)定的平面具有規(guī)定的傾斜的傾斜反射 面，并且通過上述平坦反射面以及上述傾斜反射面分別朝向上述擴(kuò)散板反射從上述光源射 出的光。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于在上述平坦反射面中反射的光的擴(kuò)散反射分量相對鏡面反射分量的比例大于在上述 傾斜反射面中反射的光的擴(kuò)散反射分量相對鏡面反射分量的比例。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的發(fā)光裝置，其特征在于在上述傾斜反射面中反射的光的鏡面反射分量的比例根據(jù)距上述光源的距離而變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述傾斜反射面的上述規(guī)定的傾斜形成為，使來自上述光源的射出光的每單位立體角 的、相對上述傾斜反射面的照射面積為恒定。
14.一種發(fā)光裝置，其特征在于mXn的矩陣狀地配置了多個發(fā)光裝置，其中，m、n分別 是2以上的整數(shù)，上述多個發(fā)光裝置分別是權(quán)利要求10或者11所述的發(fā)光裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光裝置，其特征在于在上述多個發(fā)光裝置之間的各邊界中，在上述反射部件的頂部與上述擴(kuò)散板之間形成 有空間。
全文摘要
提供一種薄且發(fā)光面中的亮度分布均一的中空式的線狀或者面狀的發(fā)光裝置。發(fā)光裝置1具有射出具有窄角配光特性的光的光源4；離開來自光源4的射出光的光軸規(guī)定的距離地配置的擴(kuò)散板5；以及反射部件3。反射部件3具有與光軸大致平行的平坦面3b以及相對光軸具有規(guī)定的傾斜的傾斜面3a，在與擴(kuò)散板5之間形成中空區(qū)域6，并且將來自平坦面3b與傾斜面3a的反射光經(jīng)由中空區(qū)域6照射到擴(kuò)散板5，以使發(fā)光面5a中的照度分布均一。
文檔編號F21Y101/02GK101910714SQ20098010207
公開日2010年12月8日 申請日期2009年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者木下順一 申請人:哈利盛東芝照明株式會社