JP2019200358A - プリズムプレート及び光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源から出射される光の輝度ムラを抑制して光を均一に配光することができるプリズムプレート及び光照射装置を提供する。【解決手段】光源ユニット（光照射装置）１のプリズムプレート２０は、入射面３０ａ及び出射面３０ｂを有する透光性の基材３０と、入射面３０ａにプリズムを形成する、互いに並んで延びる透光性の複数の入射側プリズム面４０と、プリズムプレート２０は、出射面３０ｂにプリズムを形成する、互いに並んで延びる透光性の複数の出射側プリズム面５０とを備えている。入射側プリズム面４０と出射側プリズム面５０とは形状が互いに異なる。【選択図】図４

Description

本発明は、プリズムプレート及び光照射装置に関する。

従来から、液晶パネルを照明するための光源ユニット（光照射装置）を有する液晶表示装置が広く知られている。このような液晶表示装置の光源ユニットの中には、導光板の端面側から光を入射して導光板を介して液晶パネルに光を入射する方式のものがあり光源として発光ダイオード等の点光源が間隔を有して配置されている。このような点光源を用いた光源ユニットでは、液晶パネルにおいて光源に対向する部分と光源間の部分で入射する光量が異なり、液晶パネル上で光強度の差（輝度ムラ）が発生し、縞模様等が発生していた。このため、従来から、このような輝度ムラの発生を抑制するための改良がなされている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２６０４２７号公報

このように、従来の光源ユニットは、液晶パネル上の輝度ムラの抑制を図っているが、従来の光源ユニットに対しては、更なる輝度ムラの抑制が求められていた。このように、従来の光源ユニットに対しては、複数の光源から出射される光の輝度ムラを抑制して光を均一に配光することができる構造が求められていた。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の光源から出射される光の輝度ムラを抑制して光を均一に配光することができるプリズムプレート及び光照射装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るプリズムプレートは、一対の面を有する透光性の基材と、前記一対の面の一方の面においてプリズムを形成する、互いに並んで延びる透光性の複数の入射側プリズム部を有する入射側プリズム面と、前記一対の面の他方の面においてプリズムを形成する、互いに並んで延びる透光性の複数の出射側プリズム部を有する出射側プリズム面とを備え、前記入射側プリズム面と前記出射側プリズム面とは形状が互いに異なることを特徴とする。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記入射側プリズム部は、前記一対の面の一方の面から凸である入射側プリズム部、及び前記一対の面の一方の面から凹である入射側プリズム部のいずれか一方であり、前記出射側プリズム部は、前記一対の面の他方の面から凸である出射側プリズム部、及び前記一対の面の他方の面から凹である出射側プリズム部のいずれか一方である。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記入射側プリズム面において、前記複数の入射側プリズム部は互いに同一の形状を有しており、前記出射側プリズム面において、前記複数の出射側プリズム部は互いに同一の形状を有している。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記入射側プリズム面において、前記複数の入射側プリズム部は互いに同一の形状を有しており、前記出射側プリズム面において、前記複数の出射側プリズム部のうちの一部と前記複数の出射側プリズム部のうち残りとは、互いに異なる形状を有している。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記入射側プリズム部の延び方向に面する断面における輪郭は、曲面、多角形の一部、又は山形である。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記出射側プリズム部の延び方向に面する断面における輪郭は、曲面、多角形の一部、又は山形である。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記出射側プリズム部のうちの一部は、前記出射側プリズム部のうちの残りよりも尖っている。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記出射側プリズム部のうちの一部の延び方向に面する断面における輪郭は、曲面又は多角形の一部であり、前記出射側プリズム部のうちの残りの延び方向に面する断面における輪郭は、山形である。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記出射側プリズム部のうちの一部と、前記出射側プリズム部のうちの残りとは、所定の組み合わせで繰り返し並んでいる。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記入射側プリズム部は、互いに隣接して又は所定の間隔を空けて互いに並んでいる。

本発明の一態様に係るプリズムプレートにおいて、前記出射側プリズム部は、互いに隣接して又は所定の間隔を空けて互いに並んでいる。

上記目的を達成するために、本発明に係る光照射装置は、並んで配置された複数の光源と、前記複数の光源の出射面に、前記入射側プリズム面が対向するように当接又は近接して配置された上述のいずれかのプリズムプレートとを備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る光照射装置において、前記複数の出射側プリズム部は、前記複数の光源の並び方向に直行する方向に延びており、前記複数の入射側プリズム部の延び方向と平行に延びている。

本発明に係るプリズムプレート及び光照射装置によれば、複数の光源から出射される光の輝度ムラを抑制して光を均一に配光することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光源ユニットの構成を概略的に示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光源ユニットの構成を概略的に示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光源ユニットの構成を概略的に示す部分拡大平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレートの構成を概略的に示す部分拡大斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る光源ユニットにおける配光分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 比較例としてのプリズムプレートを有しない光源ユニットにおける配光分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 他の比較例としての他のプリズムプレートを有する光源ユニットにおける配光分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレートの構成を概略的に示す側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレートの変形例の構成を概略的に示す側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレートの他の変形例の構成を概略的に示す側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレートの変形例の構成を概略的に示す側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレートの他の変形例の構成を概略的に示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光源ユニット１の構成を概略的に示す平面図であり、図２は、光源ユニット１の構成を概略的に示す側面図である。図３は、光源ユニット１の構成を概略的に示す部分拡大平面図であり、図４は、本発明の実施の形態に係るプリズムプレート２０の構成を概略的に示す部分拡大斜視図である。

以下、説明の便宜上、図１における複数の光源１０の出射方向を光源ユニット１の短手方向とし、便宜的に矢印ａｂ方向とし、矢印ａ方向を上側、矢印ｂ方向を下側とする。また、図１における複数の光源１０の並び方向を光源ユニット１の長手方向とし、便宜的に矢印ｃｄ方向とし、矢印ｃ方向を左側、矢印ｄ方向を右側とする。また、図１における複数の光源１０の並び方向に直交する方向を光源ユニット１の奥行き方向（紙面に対して垂直方向）とし、便宜的に矢印ｅｆ方向とし、矢印ｅ方向を手前側、矢印ｆ方向を奥側とする。以下の説明において、各部材の位置関係や方向を上下左右等を用いて説明するときは、あくまで図面における位置関係や方向を示し、実際の機器に組み込まれたときの位置関係や方向を示すものではない。

図１〜４に示すように、本発明の実施の形態に係る光源ユニット（光照射装置）１は、図示しないフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ基板ともいう。）上に並んで配置された複数の光源１０と、複数の光源１０の出射面１０ａに当接又は近接して配置されたプリズムプレート２０とを備えている。プリズムプレート２０は、一対の面（入射面３０ａ，出射面３０ｂ）を有する透光性の基材３０と、一対の面（入射面３０ａ，出射面３０ｂ）の一方の面としての入射面３０ａにおいてプリズムを形成する入射側プリズム面４０と、一対の面（入射面３０ａ，出射面３０ｂ）の他方の面としての出射面３０ｂにおいてプリズムを形成する出射側プリズム面５０とを備えている。入射側プリズム面４０は、互いに並んで延びる透光性の複数の入射側プリズム部４１を有しており、出射側プリズム面５０は、互いに並んで延びる透光性の複数の出射側プリズム部５１を有している。入射側プリズム面４０と出射側プリズム面５０とは形状が互いに異なる。入射側プリズム面４０と出射側プリズム面５０とは互いに相似であってもよい。以下、光源ユニット１の構成について具体的に説明する。

光源ユニット１において、複数の光源１０は、ＦＰＣ基板の表面に設けられている（不図示）。プリズムプレート２０は、複数の光源１０の出射面１０ａに、入射側プリズム面４０が対向するように当接又は近接して配置されており、具体的には、複数の光源１０の出射面１０ａに面して設けられている。ガラス基板２は、複数の光源１０の出射方向（光源ユニット１の短手方向（矢印ａｂ方向））における上側（矢印ａ方向）に設けられている。

複数の光源１０は、図１〜４に示すように、複数の光源１０の並び方向（光源ユニット１の長手方向（矢印ｃｄ方向））に所定の間隔Ｓ１を有して直線状又は略直線状に並んで配置されている。なお、複数の光源１０の配置形態はこれに限らず、曲線状やジグザグ状に並んで配置されていてもよい。複数の光源１０は、ＦＰＣ基板の導電層（配線）に電気的に接続され、ＦＰＣ基板の導電層（配線）を介して外部の制御モジュール等（図示せず）に接続される。

複数の光源１０は、制御モジュール等から送信される指示信号に基づいて、出射面１０ａから光源ユニット１の短手方向（矢印ａｂ方向）における上側（矢印ａ方向）に向かって光を照射するようになっている。複数の光源１０は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）である。なお、複数の光源１０はこれに限らず、ＬＤ（レーザダイオード）等の公知の発光素子であってもよく、赤色、緑色及び青色のＬＥＤを各々有する発光素子であってもよい。

光源ユニット１において、プリズムプレート２０は、図１〜４に示すように、矩形板状又は略矩形板状に形成されている。プリズムプレート２０は、複数の光源１０から出射される光を透過するようになっており、透光性を有する材料、特に無色透明の合成樹脂により形成されている。プリズムプレート２０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、耐候性塩化ビニル、活性エネルギー線硬化型樹脂等により形成されている。

プリズムプレート２０は、矩形板状又は略矩形板状に形成された基材３０と、基材３０の入射面３０ａ側に形成された入射側プリズム面４０と、基材３０の出射面３０ｂ側に形成された出射側プリズム面５０とを有している。プリズムプレート２０の入射面３０ａは、複数の光源１０の出射面１０ａに対向して配置されている。プリズムプレート２０の入射面３０ａは、複数の光源１０の出射面１０ａに当接又は近接している。プリズムプレート２０は、複数の光源１０の出射面１０ａから照射される光を入射面３０ａにおいて受光し、出射面３０ｂから出射するようになっている。

プリズムプレート２０における基材３０、入射側プリズム面４０、出射側プリズム面５０は、一体に形成されている。なお、プリズムプレート２０の材料はこれに限らず、基材３０としてポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート又はポリカーボネート系樹脂が用いられていてもよく、その入射面３０ａ及び出射面３０ｂに紫外線硬化性樹脂等により入射側プリズム面４０、出射側プリズム面５０が形成されていてもよい。また、入射側プリズム面４０が一枚のシート状に形成されており、また、出射側プリズム面５０が一枚のシート状に形成されており、これらのシートが基材３０の入射面３０ａ、出射面３０ｂに夫々一枚又は複数貼り付けられてプリズムシート２０が形成されていてもよい。

入射側プリズム面４０は、透光性の入射側プリズム部４１を複数有しており、入射側プリズム面４０において、入射側プリズム部４１は互いに並んで延びている。入射側プリズム部４１は、例えば、入射面３０ａから凸である入射側プリズム部４１、及び入射面３０ａから凹である入射側プリズム部４１のいずれか一方である。本実施の形態に係るプリズムシート２０においては、図３，４に示すように、入射側プリズム部４１は、入射面３０ａから凸である。

出射側プリズム面５０は、透光性の出射側プリズム部５１を複数有しており、出射側プリズム面５０において、出射側プリズム部５１は互いに並んで延びている。出射側プリズム部５１は、例えば、出射面３０ｂから凸である出射側プリズム部５１、及び出射面３０ｂから凹である出射側プリズム部５１のいずれか一方である。本実施の形態に係るプリズムシート２０においては、図３，４に示すように、出射側プリズム部５１は、出射面３０ｂから凸である。

また、入射側プリズム面４０において、複数の入射側プリズム部４１は互いに同一の形状を有していてもよく、複数の入射側プリズム部４１のうちの一部と複数の入射側プリズム部４１のうちの残りとは互いに異なる形状を有していてもよい。本実施の形態に係るプリズムシート２０においては、図３，４に示すように、複数の入射側プリズム部４１は互いに同一又は略同一の形状を有している。以下、本実施の形態に係るプリズムシート２０の入射側プリズム部４１を入射側凸条プリズム部４２という。

また、出射側プリズム面５０において、複数の出射側プリズム部５１は互いに同一の形状を有していてもよく、複数の出射側プリズム部５１のうちの一部と複数の出射側プリズム部５１のうちの残りとは互いに異なる形状を有していてもよい。本実施の形態に係るプリズムシート２０においては、図３，４に示すように、複数の出射側プリズム部５１のうちの一部は、複数の出射側プリズム部５１のうちの残りとは異なる形状を有している。つまり、出射側プリズム面５０は、複数の出射側プリズム部５１のうちの一部である出射側凸条プリズム部５２と、複数の出射側プリズム部５１のうちの残りである出射側尖形凸条プリズム部５３とを有している。

プリズムプレート２０において、複数の入射側凸条プリズム部４２は、各々入射面３０ａから複数の光源１０の出射方向（光源ユニット１の短手方向（矢印ａｂ方向））における下側（矢印ｂ方向）に向かって凸であり、互いに複数の光源１０の並び方向（光源ユニット１の長手方向（矢印ｃｄ方向））に平行又は略平行に並んでいる。また、複数の入射側凸条プリズム部４２は、互いに複数の光源１０の並び方向に直交又は略直交する方向（光源ユニット１の奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に延びている。なお、複数の入射側凸条プリズム部４２は、各々複数の光源１０の並び方向（光源ユニット１の長手方向（矢印ｃｄ方向））に対して斜めに延びていてもよい。

入射側凸条プリズム部４２は、例えば、入射側凸条プリズム部４２の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭が曲面である。具体的には、図３及び４に示すように、入射側凸条プリズム部４２は、延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭が一定の曲率を有する円弧である。入射側凸条プリズム部４２の長手方向（矢印ｃｄ方向）における幅は、短手方向（矢印ａｂ方向）における高さよりも長くなっている。入射側凸条プリズム部４２は、例えば、各々円柱形状若しくは略円柱形状の一部であり、レンチキュラーレンズやシリンドリカルレンズ等により形成される。

なお、入射側凸条プリズム部４２の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭はこれに限らず、複数の曲率を有する曲面であってもよい。入射側凸条プリズム部４２は、例えば、各々楕円柱形状若しくは略楕円柱形状の一部、又は蒲鉾形状若しくは略蒲鉾形状の一部であり、レンチキュラーレンズやシリンドリカルレンズにより形成される。また、入射側凸条プリズム部４２における延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭はこれに限らず、三角形や五角形、六角形等の多角形の一部であってもよい。入射側凸条プリズム部４２における延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面は、例えば、円弧状に延びる多角形の一部である。入射側凸条プリズム部４２の延び方向における断面の輪郭は、上述の形状に限らず、入射側凸条プリズム部４２が入射面３０ａから突出するようになる他の形状であってもよい。

入射側凸条プリズム部４２は、所定の間隔Ｓ２を空けて互いに並んで延びている。入射側凸条プリズム部４２の長手方向（矢印ｃｄ方向）における幅は、所定の間隔Ｓ２の長手方向（矢印ｃｄ方向）における幅よりも長くなっている。なお、入射側凸条プリズム部４２とこれに隣接する入射側凸条プリズム部４２との間には、所定の間隔Ｓ２が設けられていなくてもよい。また、間隔Ｓ２は、奥行き方向（矢印ｅｆ方向）に一定の幅でなくてもよい。

プリズムプレート２０において、複数の出射側凸条プリズム部５２は、各々出射面３０ｂから複数の光源１０の出射方向（短手方向（矢印ａｂ方向））における上側（矢印ａ方向）に向かって凸であり、互いに複数の光源１０の並び方向（長手方向（矢印ｃｄ方向））に平行又は略平行に並んで延びている。また、複数の出射側凸条プリズム部５２は、各々複数の光源１０の並び方向に直交又は略直交する方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に延びており、また、複数の入射側凸条プリズム部４２の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））と平行又は略平行に延びている。なお、複数の出射側凸条プリズム部５２は、各々複数の光源１０の並び方向（長手方向（矢印ｃｄ方向））に対して斜めに延びていてもよい。

出射側凸条プリズム部５２は、例えば、出射側凸条プリズム部５２の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭が曲面である。具体的には、図３及び４に示すように、出射側凸条プリズム部５２は、延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭が一定の曲率を有する円弧である。出射側凸条プリズム部５２の長手方向（矢印ｃｄ方向）における幅は、短手方向（矢印ａｂ方向）における高さよりも長くなっている。出射側凸条プリズム部５２は、例えば、各々円柱形状若しくは略円柱形状の一部であり、レンチキュラーレンズやシリンドリカルレンズ等により形成される。

なお、出射側凸条プリズム部５２の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭はこれに限らず、複数の曲率を有する曲面であってもよい。出射側凸条プリズム部５２は、例えば、各々楕円柱形状若しくは略楕円柱形状の一部、又は蒲鉾形状若しくは略蒲鉾形状の一部であり、レンチキュラーレンズやシリンドリカルレンズにより形成される。また、出射側凸条プリズム部５２における延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭はこれに限らず、三角形や五角形、六角形等の多角形の一部であってもよい。出射側凸条プリズム部５２における延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面は、例えば、円弧状に延びる多角形の一部である。出射側凸条プリズム部５２は、入射側凸条プリズム部４２と同一又は略同一であってもよく異なっていてもよい。出射側凸条プリズム部５２の延び方向における断面の輪郭は、上述の形状に限らず、出射側凸条プリズム部５２が出射面３０ｂから突出するようになる他の形状であってもよい。

プリズムプレート２０において、複数の出射側尖形凸条プリズム部５３は、各々出射面３０ｂから複数の光源１０の出射方向（短手方向（矢印ａｂ方向））における上側（矢印ａ方向）に向かって凸であり、夫々複数の光源１０の並び方向（長手方向（矢印ｃｄ方向））に出射側凸条プリズム部５２と交互に並んで延びている。すなわち、出射側尖形凸条プリズム部５３は、互いに隣接する出射側凸条プリズム部５２の間に形成されている。また、複数の出射側尖形凸条プリズム部５３は、各々複数の光源１０の並び方向に直交又は略直交する方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に延びており、また、複数の入射側凸条プリズム部４２及び出射側凸条プリズム部５２の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））と平行又は略平行に延びている。なお、複数の出射側尖形凸条プリズム部５３は、各々複数の光源１０の並び方向（長手方向（矢印ｃｄ方向））に対して斜めに延びていてもよい。出射側凸条プリズム部５２と出射側尖形凸条プリズム部５３との間は間隔を有していない。なお、出射側凸条プリズム部５２と出射側尖形凸条プリズム部５３との間はこれに限らず所定の間隔を有していてもよい。

複数の出射側尖形凸条プリズム部５３は、各々出射側凸条プリズム部５２よりも尖って形成されている。例えば、複数の出射側尖形凸条プリズム部５３の長手方向（矢印ｃｄ方向）における幅は、各々複数の出射側凸条プリズム部５２の長手方向（矢印ｃｄ方向）における幅よりも小さくなっている。また、複数の出射側尖形凸条プリズム部５３における複数の光源１０の出射方向（短手方向（矢印ａｂ方向））の高さは、各々複数の出射側凸条プリズム部５２における複数の光源１０の出射方向（短手方向（矢印ａｂ方向））の高さよりも高くなっている。

出射側尖形凸条プリズム部５３は、例えば、出射側尖形凸条プリズム部５３の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭が山形である。具体的には、図３及び４に示すように、出射側尖形凸条プリズム部５３は、各々出射側尖形凸条プリズム部５３の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭における頂部５４が曲線である。出射側尖形凸条プリズム部５３は、各々出射側尖形凸条プリズム部５３の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭が頂部５４に続く互いに対向する一対の傾斜する直線５５，５６を有している。一対の傾斜する直線５５，５６は、各々複数の光源１０の出射方向（短手方向（矢印ａｂ方向））における下側（矢印ｂ方向）に向かうに連れて離れる方向に傾斜している。一対の傾斜する直線５５，５６がなす角度は鋭角である。

なお、出射側尖形凸条プリズム部５３の頂部５４はこれに限らず、一対の傾斜する直線５５，５６が交わる直線であってもよい。また、一対の傾斜する直線５５，５６がなす角度はこれに限らず、直角であってもよく、鈍角であってもよい。また、出射側尖形凸条プリズム部５３における延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭はこれに限らず、三角形や五角形、六角形等の多角形の一部であってもよい。複数の出射側尖形凸条プリズム部５３は、例えば、三角柱形状又は略三角柱形状のプリズムレンズ等により形成される。

プリズムプレート２０の出射面３０ｂには、ガラス基板２が対向して配置されている。プリズムプレート２０の出射面３０ｂは、ガラス基板２の端面２ａに当接又は近接している。ガラス基板２は、プリズムプレート２０の出射面３０ｂから出射される光をガラス基板２の端面２ａにおいて受光し、ガラス基板２の出射面２ｂから出射するようになっている。そして、その後、ガラス基板２の出射面２ｂから出射される光は、液晶パネル（図示せず）に入射するようになっている。

このように、本発明の実施の形態に係る光源ユニット１では、複数の光源１０の出射面１０ａに当接又は近接して配置された、入射側プリズム面４０の入射側凸条プリズム部４２、出射側プリズム面５０の出射側凸条プリズム部５２及び出射側尖形凸条プリズム部５３を有するプリズムプレート２０を備えている。プリズムプレート２０において、複数の光源１０からの入射光は、プリズムプレート２０の出射面３０ｂに光が均一に届くように、Ｒ形状の入射側凸条プリズム部４２により拡散される。そして、プリズムプレート２０の出射光は、出射側凸条プリズム部５２を介して拡散され、また、出射側尖形凸条プリズム部５３を介して集光される（立ち上げられる）。これにより、出射側凸条プリズム部５２を介して拡散されて光の均一化が図られても、隣接する光源１０の間の光は弱くなるが、出射側尖形凸条プリズム部５３による集光により、この隣接する光源１０の間の輝度が高められる。このため、複数の光源１０から入射される光は、プリズムプレート２０を介して均一な光となってガラス基板２から出射される。

図５は、本発明の実施の形態に係る光源ユニット１における配光分布のシミュレーション結果を示すグラフである。本発明の実施の形態に係る光源ユニット１では、図５に示す光源ユニット１における配光分布のシミュレーション結果のように、プリズムプレート２０の出射面３０ｂに配置された受光器において、光源１０の直上で測定した光度Ｌ１と光源１０の間の間隔Ｓ１の直上で測定した光度Ｌ２との相対光度比を、配光角度が０度又は０度近傍において、略同等にすることができる。

従って、本発明の実施の形態に係る光源ユニット１では、図６に示す比較例としてのプリズムプレート２０を有しない光源ユニット１における配光分布のシミュレーション結果における光源１０の直上で測定した光度ＬＣ１と光源１０の間の間隔Ｓ１の直上で測定した光度ＬＣ２との相対光度比よりも相対光度比を小さくすることができるため、複数の光源１０から出射される光の輝度ムラを抑制して光を均一に配光することができる。

また、図７は、他の比較例としての他のプリズムプレートを有する光源ユニット１における配光分布のシミュレーション結果を示している。この他のプリズムプレートは、入射面及び出射面に同一のプリズム面を有している。より具体的には、この他のプリズムプレートは、プリズムプレート２０の複数の入射側凸条プリズム部４２を有する入射側プリズム面４０と同様のプリズム面を入射面及び出射面に有している。図７に示すように、この入射面及び出射面に同一のＲ形状のプリズム面を有する比較例においては、光源１０の直上で測定した光度ＬＣ３と光源１０の間の直上で測定した光度ＬＣ４との相対光度比が、本発明の実施の形態に係る光源ユニット１のもの（図５）よりも大きく、この比較例よりも、本発明の実施の形態に係る光源ユニット１は、複数の光源１０から出射される光の輝度ムラを抑制して光を均一に配光することができることが分かる。

このように、本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレート２０及び光源ユニット１によれば、複数の光源から出射される光の輝度ムラを抑制して光を均一に配光することができる。

次いで、本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレート６０について説明する。本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレート６０は、上述の本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレート２０に対して、入射側プリズム面４０及び出射側プリズム面５０とは夫々異なる入射側プリズム面６１及び出射側プリズム面６２を有している。以下、上述の本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレート２０と同一又は類似する機能を有する構成については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成について説明する。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレート６０の構成を概略的に示す側面図である。プリズムシート６０においては、図８に示すように、入射側プリズム面６１は、入射側プリズム部として入射面３０ａから内部に凹の入射側凹条プリズム部６３を複数有している。複数の入射側凹条プリズム部６３は、互いに同一又は略同一の形状を有している。入射側凹条プリズム部６３の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭は、上述の入射側凸条プリズム部４２と同様の形状を有している。

また、プリズムシート６０においては、図８に示すように、出射側プリズム面６２は、出射側プリズム部として出射面３０ｂから内部に凹の出射側プリズム部６４を複数有している。プリズムシート６０においては、図８に示すように、複数の出射側プリズム部６４のうちの一部は、複数の出射側プリズム部６４のうちの残りとは異なる形状を有している。つまり、出射側プリズム面６２は、複数の出射側プリズム部６４のうちの一部である出射側凹条プリズム部６５と、複数の出射側プリズム部６４のうちの残りである出射側尖形凹条プリズム部６６とを有している。出射側凹条プリズム部６５の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭は、上述の出射側凸条プリズム部５２と同様の形状を有しており、出射側尖形凹条プリズム部６６の延び方向（奥行き方向（矢印ｅｆ方向））に面する断面における輪郭は、上述の出射側尖形凸条プリズム部５３と同様の形状を有している。

上述の構成を有する本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレート６０においても、上述した本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレート２０と同様に作用し、複数の光源から出射される光の輝度ムラを抑制して光を均一に配光することができる。

次いで、本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレート２０の変形例を示す。上述したように、出射側プリズム面５０において、複数の出射側プリズム部５１は互いに同一の形状を有していてもよい。例えば、図９に示すように、プリズムプレート２０の出射側プリズム面５０は、出射側プリズム部５１として、出射側尖形凸条プリズム部５３のみを有していてもよい。また、図１０に示すように、プリズムプレート２０の出射側プリズム面５０は、出射側プリズム部５１として、出射側凸条プリズム部５２のみを有しており、プリズムプレート２０の入射側プリズム面４０は、入射側プリズム部４１として、出射側尖形凸条プリズム部５３と同様の入射側尖形凸条プリズム部４３を有していてもよい。

次いで、本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレート６０の変形例を示す。上述したように、出射側プリズム面６２において、複数の出射側プリズム部６４は互いに同一の形状を有していてもよい。例えば、図１１に示すように、プリズムプレート６０の出射側プリズム面６２は、出射側プリズム部６４として、出射側尖形凹条プリズム部６６のみを有していてもよい。また、図１２に示すように、プリズムプレート６０の出射側プリズム面６２は、出射側プリズム部６４として、出射側凹条プリズム部６５のみを有しており、プリズムプレート６０の入射側プリズム面６１は、入射側プリズム部として、出射側尖形凹条プリズム部６６と同様の入射側尖形凹条プリズム部６７を有していてもよい。

また、上述の本発明の第１の実施の形態に係るプリズムプレート２０の変形例として、プリズムプレート２０は、入射側プリズム面４０が上述の出射側プリズム面５０と同様の構成となっていてもよく、出射側プリズム面５０が上述の入射側プリズム面４０と同様の構成となっていてもよい。同様に、上述の本発明の第２の実施の形態に係るプリズムプレート６０の変形例として、プリズムプレート６０は、入射側プリズム面６１が上述の出射側プリズム面６２と同様の構成となっていてもよく、出射側プリズム面６２が上述の入射側プリズム面６１と同様の構成となっていてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。また、上記実施の形態における光源ユニット１は、出射光をガラス基板２に入射するように構成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ガラスに代えて樹脂からなる透明基板に出射光を入射するように構成してもよいし、透明体に代えて反射体や、拡散体などに出射光を照射するように構成してもよい。

１…光源ユニット、２…ガラス基板、１０…光源、１０ａ…出射面、２０，６０…プリズムプレート、３０…基材、３０ａ…入射面、３０ｂ…出射面、４０，６１…入射側プリズム面、４１…入射側プリズム部、４２…入射側凸条プリズム部、４３…入射側尖形凸条プリズム部、５０，６２…出射側プリズム面、５１，６４…出射側プリズム部、５２…出射側凸条プリズム部、５３…出射側尖形凸条プリズム部、５４…頂部、５５，５６…直線、６３…入射側凹条プリズム部、６５…出射側凹条プリズム部、６６…出射側尖形凹条プリズム部、６７…入射側尖形凹状プリズム部、Ｓ１，Ｓ２…間隔

Claims (13)

1. 一対の面を有する透光性の基材と、
   前記一対の面の一方の面においてプリズムを形成する、互いに並んで延びる透光性の複数の入射側プリズム部を有する入射側プリズム面と、
   前記一対の面の他方の面においてプリズムを形成する、互いに並んで延びる透光性の複数の出射側プリズム部を有する出射側プリズム面とを備え、
   前記入射側プリズム面と前記出射側プリズム面とは形状が互いに異なることを特徴とするプリズムプレート。
2. 前記入射側プリズム部は、前記一対の面の一方の面から凸である入射側プリズム部、及び前記一対の面の一方の面から凹である入射側プリズム部のいずれか一方であり、
   前記出射側プリズム部は、前記一対の面の他方の面から凸である出射側プリズム部、及び前記一対の面の他方の面から凹である出射側プリズム部のいずれか一方であることを特徴とする請求項１項記載のプリズムプレート。
3. 前記入射側プリズム面において、前記複数の入射側プリズム部は互いに同一の形状を有しており、
   前記出射側プリズム面において、前記複数の出射側プリズム部は互いに同一の形状を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のプリズムプレート。
4. 前記入射側プリズム面において、前記複数の入射側プリズム部は互いに同一の形状を有しており、
   前記出射側プリズム面において、前記複数の出射側プリズム部のうちの一部と前記複数の出射側プリズム部のうち残りとは、互いに異なる形状を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のプリズムプレート。
5. 前記入射側プリズム部の延び方向に面する断面における輪郭は、曲面、多角形の一部、又は山形であることを特徴とする請求項３又は４記載のプリズムプレート。
6. 前記出射側プリズム部の延び方向に面する断面における輪郭は、曲面、多角形の一部、又は山形であることを特徴とする請求項３又は４記載のプリズムプレート。
7. 前記出射側プリズム部のうちの一部は、前記出射側プリズム部のうちの残りよりも尖っていることを特徴とする請求項４記載のプリズムプレート。
8. 前記出射側プリズム部のうちの一部の延び方向に面する断面における輪郭は、曲面又は多角形の一部であり、
   前記出射側プリズム部のうちの残りの延び方向に面する断面における輪郭は、山形であることを特徴とする請求項７記載のプリズムプレート。
9. 前記出射側プリズム部のうちの一部と、前記出射側プリズム部のうちの残りとは、所定の組み合わせで繰り返し並んでいることを特徴とする請求項４，７，８のいずれか１項記載のプリズムプレート。
10. 前記入射側プリズム部は、互いに隣接して又は所定の間隔を空けて互いに並んでいることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載のプリズムプレート。
11. 前記出射側プリズム部は、互いに隣接して又は所定の間隔を空けて互いに並んでいることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載のプリズムプレート。
12. 並んで配置された複数の光源と、
    前記複数の光源の出射面に、前記入射側プリズム面が対向するように当接又は近接して配置された請求項１乃至１１のいずれか１項記載のプリズムプレートと
    を備えることを特徴とする光照射装置。
13. 前記複数の出射側プリズム部は、前記複数の光源の並び方向に直行する方向に延びており、前記複数の入射側プリズム部の延び方向と平行に延びていることを特徴とする請求項１２記載の光照射装置。

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