JP2010271594A - 光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 より安定して輝度ムラを抑制可能な光制御板、面光源装置及びその面光源装置を利用した透過型画像表示装置を提供する。
【解決手段】 透過型画像表示装置1の面光源装置20が備える光拡散板40は、複数の光源31に対して配置される光制御板であり、出射面41と出射面と反対側に設けられ、延在方向と直交する方向に並列配置された複数のプリズム部42とを有する。プリズム部42は複数の光源側に凸であり一対の曲面形状の側面44a,44bを有し、一対の側面の各々は、側面上の各位置での接線lとプリズム部の配列方向との間の傾き角θの符号が、プリズム頂点43から側面の端45a,45bまでの間で同じで、傾き角の大きさが単調増加しており、プリズム頂点から端までの所定範囲において、側面の各位置での上記傾き角に対する線素の変化率が正であり、変化率の(最大値/最小値)が500以下となっている、曲面である。
【選択図】 図3
【解決手段】 透過型画像表示装置1の面光源装置20が備える光拡散板40は、複数の光源31に対して配置される光制御板であり、出射面41と出射面と反対側に設けられ、延在方向と直交する方向に並列配置された複数のプリズム部42とを有する。プリズム部42は複数の光源側に凸であり一対の曲面形状の側面44a,44bを有し、一対の側面の各々は、側面上の各位置での接線lとプリズム部の配列方向との間の傾き角θの符号が、プリズム頂点43から側面の端45a,45bまでの間で同じで、傾き角の大きさが単調増加しており、プリズム頂点から端までの所定範囲において、側面の各位置での上記傾き角に対する線素の変化率が正であり、変化率の(最大値/最小値)が500以下となっている、曲面である。
【選択図】 図3
Description
本発明は、光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置に関するものである。
液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、液晶表示部のバックライトを出力する光源の一例として直下型面光源装置が使用されている。典型的な面光源装置として、光拡散板といった光制御板の背面側に複数の光源を並べたものが利用されている。このような面光源装置では、配置する光源数を増やすことにより発光面を容易に高輝度化できる反面、輝度均斉度が低いという問題点がある。特に、光源の真上付近での輝度が高くなるために発生する周期的輝度ムラが問題であるが、面光源装置の薄型化、或いは低消費電力化のための光源数削減化によって上記周期的輝度ムラがより大きな問題となってきている。
そこで、輝度均斉度確保のために、例えば、特許文献1では、光制御板の一例としての光拡散板に光源との距離に対応して光量補正パターンを形成している。同様に、特許文献2では、光拡散板の光源側面の光源真上付近の一部に断面鋸歯状のプリズムを設けることで、光量の多い光源真上付近の光を散らしている。
しかし、特許文献1の光量補正パターン及び特許文献2の断面鋸歯状プリズムのように、光源位置との距離に依存関係を持たせたバックライト構成では、光拡散板といった光制御板の位置ずれや、熱による変形などによって、輝度均斉度が悪化してしまう。
そこで、本発明は、より安定して輝度ムラを抑制可能な光制御板、面光源装置及びその面光源装置を利用した透過型画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明に係る光制御板は、第1の方向に並列配置された複数の光源に対して離間して配置される光制御板であって、略平坦な出射面と、出射面と反対側に設けられ、第1の方向及び出射面の法線方向に略直交する第2の方向に延在しており第1の方向に並列配置された複数のプリズム部と、を有し、複数のプリズム部の各々は複数の光源側に凸であり、一対の曲面形状の側面を有し、各プリズム部の第2の方向に直交する断面において、一対の側面の各々は、(A)当該側面上の各位置における接線と第1の方向との間の傾き角の符号が、当該プリズム部のプリズム頂点から当該側面の端までの間で同じであると共に、当該プリズム頂点から当該端にわたって傾き角の大きさが単調増加しており、(B)当該プリズム頂点から当該端までの第1の方向の長さの80%の範囲において、当該側面の各位置における上記傾き角に対する各位置の線素の変化率が正であると共に、上記範囲における変化率の最大値を変化率の最小値で除した値が500以下となっている、曲面である、ことを特徴とする。
上記構成では、複数の光源から出力された光は主に複数のプリズム部を通して光制御板に入射される。
光源上では、出射面の法線に平行な方向に光が伝搬してくるため、プリズム部の側面のほぼ全面に光が到達することになる。上記構成では、プリズム部の裾側では側面と出射面の法線方向とのなす角度が先端部側よりも小さくなっているため、例えば、プリズム部の側面が、上記法線方向に対して先端部側と同じ角度で一様に傾斜している平面である場合よりも、プリズム部の裾側における光の入射時の透過率が低減している。よって、光源上付近の光制御板の領域から出射される光量が抑制されることになる。
一方、複数の光源のうちの隣接する2光源からの光が、その隣接する2光源の中央部上付近のプリズム部に入射する場合には、プリズム部が有する一対の側面の先端部側からより多く光が入射する。この際、側面への光の入射角は、例えば出射面と反対側にプリズム部が形成されておらず平坦な面の場合の入射角より小さいことから、入射時の透過率がより大きくなっている。よって、隣接する2光源の中央部上の付近に伝搬してくる光を効率的に利用して、上記中央部上の付近での光制御板から出射される光量をより多くすることができる。
ところで、上記のように隣接する2光源の中央部上付近のプリズム部には、光源からの光の先端部に入射しやすい。このような場合、例えばプリズム部の側面の形状が平面であると、プリズム部内に入射し側面で反射される光の反射光がコリメートされ、輝度ムラを生じせしめる。
これに対して、本発明に係る光拡散板のプリズム部では、上述した曲面形状を有する。従って、隣接する2光源の中央部上付近のプリズム部に入射された光がプリズム部内で側面によって反射されたとしても、反射光の反射方向が緩やかに変化する。その結果、各側面で反射され出射面から出射される光が広がるので、より短い距離における輝度ムラも抑制することができる。
上記のように、隣接する2光源の中央部上の付近では光制御板から出射される光量がより多くなる一方、光源上の付近では光制御板から出射される光量が低減するので、光制御板の出射面での輝度ムラを抑制することができる。また、プリズム部の各側面が上記曲面形状を有するので、出射面から出射される光が広がり、より短い距離における輝度ムラも抑制することができる。更に、本発明に係る光制御板では、各プリズム部が上記構成を有するので、光源に対する光制御板の位置にほとんど依存せずに輝度ムラを抑制できることになる。よって、より安定して輝度ムラの抑制を実現できる。
本発明に係る光制御板では、各プリズム部は、当該プリズム部が、隣接する2つの光源間の中央部上に位置するとした場合に、当該プリズム部の先端部に入射した光の少なくとも一部を当該プリズム部内で全反射せしめる、ことが好ましい。この場合、隣接する2光源間の中央部上のプリズム部に入射した光を有効に利用できるので、上記2光源間の中央部上から出射される光の量を更に向上させることができる。
本発明に係る光制御板は、略平坦な出射面と、出射面と反対側に、一方向に延在しており、その一方向及び出射面の法線方向に略直交する所定方向に並列配置された複数のプリズム部と、を有し、各プリズム部は、出射面と反対側に向けて凸であって、一対の曲面形状の側面を有しており、各プリズム部の第2の方向に直交する断面において、一対の側面の各々は、(a)当該側面上の各位置における接線と上記所定方向との間の傾き角の符号が、当該プリズム部のプリズム頂点から当該側面の端までの間で同じであると共に、傾き角の大きさが、当該プリズム頂点から当該側面の端にかけて単調増加しており、(b)当該プリズム頂点から当該側面の端までの上記所定方向の長さの80%の範囲において、各位置における当該傾き角に対する各位置の線素の変化率が正であると共に、変化率の最大値を変化率の最小値で除した値が500以下である、曲面形状を有する、ことを特徴とするものとすることもできる。
この構成の光制御板では、プリズム部側から光が光制御板に入射され、光制御板内部を光が伝搬して出射面から出射されることになる。そして、出射面の法線方向に平行に伝搬してきた光は、主にプリズム部の側面を通して光制御板に入射される。プリズム部の側面が上述した曲面形状を有するため、プリズム部の裾側では側面と出射面の法線方向とのなす角度が先端部側より小さくなっている。その結果、例えば、プリズム部の側面が、上記法線方向に対して先端部側と同様の角度で一様に傾斜している平面である場合よりも、プリズム部の裾側における光の入射時の透過率が低減している。よって、出射面の法線方向に平行に伝搬してきた光に対してプリズム部の裾部側からの光の入射が低減することになる。また、プリズム部に向けて出射面の法線方向に対して傾斜して伝搬してくる光は、例えば、プリズム部が形成されておらず光制御板において出射面と反対側の面が平坦な場合よりも、より小さな入射角でプリズム部を介して光制御板に入射することになる。入射角が小さい方が光の透過率は高い傾向にあるので、隣接する2つの光源間の光制御板の領域から出射される光量の向上が図れる。
また、プリズム部の側面の形状が上述した曲面形状を有することから、プリズム部に入射され側面で反射された光の反射方向は、緩やかに変化する。すなわち、プリズム部に入射された光が側面での反射により均一に広がる。
従って、上記構成の光制御板を、第1の方向に並列配置された複数の光源に対して、複数のプリズム部が、複数の光源側に位置すると共に、プリズム部の延在方向が第1の方向及び上記出射面の法線方向に略直交するように配置した場合、光制御板において光源上付近から出射される光の量が抑制される。また、プリズム部が光源側に位置するように光制御板が配置されることから、隣接する2光源の中央部上の光制御板に対しても主にプリズム部の側面を介して光が光制御板に入射する。そして、隣接する2光源の中央部上では、光は出射面の法線方向に対して傾斜して伝搬してくるので、前述したように、伝搬してくる光を効率的に利用できる。その結果、光制御板において、隣接する2光源間の中央部上付近から出射される光の量を向上させることができる。更に、プリズム部の側面の形状が上述した曲面形状を有することから、プリズム部に入射された光が側面での反射により均一に広がる。そのため、複数の光源に対して上記のように光制御板を配置した場合、輝度ムラを抑制できることになる。そして、本発明に係る光制御板では、各プリズム部が上記構成を有するので、光源に対する光制御板の位置にほとんど依存せずに輝度ムラを抑制できる。その結果、より安定して輝度ムラの抑制を実現できる。
本発明に係る面光源装置は、第1の方向に並列配置された複数の光源と、上記本発明に係る光制御板と、を備え、光制御板は、光制御板が有する複数のプリズム部が、複数の光源側に位置すると共に、プリズム部の延在方向が第1の方向及び光制御板が有する出射面の法線方向に略直交するように複数の光源に対して離間して配置されている、ことを特徴とする。
この面光源装置は、本発明に係る光制御板を備えており、光制御板は、上記のように複数の光源に対して配置されている。その結果、光制御板の出射面から光が出射された場合の輝度ムラが抑制されており、更に、光源に対する光制御板の位置にほとんど依存せずに輝度ムラを抑制できることになる。よって、面光源装置から、安定して輝度ムラの抑制された光を出射することができる。
本発明に係る透過型画像表示装置は、上記本発明に係る面光源装置と、面光源装置が有する光拡散板の出射面上に配置される透過型画像表示部と、を備え、出射面から出射される光が透過型画像表示部に入射される、ことを特徴とする。
この透過型画像表示装置では、上記本発明に係る面光源装置を利用しているため、安定して輝度ムラの抑制された光が透過型画像表示部に入射されることなる。よって、輝度ムラのない画像を安定して表示可能である。
本発明よれば、より安定して輝度ムラを抑制可能な光制御板、面光源装置及びその面光源装置を利用した透過型画像表示装置を提供することができる
以下、図面を参照して本発明の光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置の実施形態について説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図1は、透過型画像表示装置を分解して示している。図2は、図1に示した透過型画像表示装置に含まれる面光源装置が有する光拡散板の拡大図である。
図1は、本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図1は、透過型画像表示装置を分解して示している。図2は、図1に示した透過型画像表示装置に含まれる面光源装置が有する光拡散板の拡大図である。
透過型画像表示装置1は、液晶表示装置であり、液晶セル11の上下両面に偏光板12,13が積層されてなる透過型画像表示部10の背面側(下側)に直下型の面光源装置20が設けられて構成されている。
液晶セル11,偏光板12,13は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置1で用いられているものを用いることができる。液晶セル11としてはTFT型、STN型等の公知の液晶セルが例示される。
面光源装置20は、いわゆる直下型面光源装置20であり、並列配置された複数の光源31を含む光源部30を有する。各光源31は、複数の光源31の配列方向に直交する方向に延在している線状光源であり、蛍光ランプ(冷陰極線ランプ)のような直管状のものが例示される。複数の光源31は各光源31の中心軸線が同一の平面P1内に位置するように間隔をあけて配置されており、隣接する2光源31,31の中心軸線間の距離をLとした場合、距離Lは、例えば10mm〜150mmである。ここでは、光源31は線状としたが、LEDのような点光源などを用いることも可能である。なお、図1中に示した平面P1は説明の便宜のためであり、仮想的な平面である。
複数の光源31は、図1に示すように、ランプボックス32内に配置されていることが好ましく、ランプボックス32の内面32aは、光反射面として形成されていることが好ましい。これにより、各光源31から出力された光が透過型画像表示部10側に確実に出力されるため、各光源31からの光を効率的に利用することが可能となるからである。本実施形態では、光源部30は、上記好ましい構成のランプボックス32を有するものとして説明する。
面光源装置20は、光源部30の前面側(図1中、上側)、すなわち、透過型画像表示部10側に光源31に対して離間して配置された光制御板としての光拡散板40を有している。後述するように、上記光拡散板40と複数の光源31との間の離間距離をDとした場合、離間距離Dは、例えば3mm〜50mmである。面光源装置20では、薄型化を図るため、L/Dが2以上であり、好ましくは、L/Dは2.5以上となるように、隣接する2光源31,31間の距離L及び離間距離Dが選択されている。
光拡散板40は、各光源31の像を透過型画像表示部10に投影しないために、光源部30からの光、すなわち、各光源31からの直接光及びランプボックス32の内面32aで反射した反射光を透過型画像表示部10に向けて拡散照射するためのものである。光拡散板40の厚さd1は約2mmが例示される。
光拡散板40は、透明材料、例えば透明樹脂、透明ガラスからなる。透明樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂(アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体樹脂)、メタクリル樹脂、MS樹脂(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂)、ポリスチレン樹脂、AS樹脂(アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂)、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などが例示される。
図1及び図2に示すように、光拡散板40は、透過型画像表示部10側に平坦な出射面41を有すると共に、光源部30からの光の入射側に並列配置された複数のプリズム部42を有する。
図2に示すように、各プリズム部42は、一方向に延在している線状プリズムであり、光源部30側にプリズム頂部(プリズム頂点)43を有する。複数のプリズム部42は、プリズム部42の延在方向に略直交する方向に並列配置されている。そして、複数のプリズム部42は、光拡散板40の両側面40a,40b(図1参照)に渡って密に形成されている。よって、光拡散板40は、光の入射側に並列配置されると共に、光源部30に向けて凸である複数の線状プリズムからなる線状プリズム群を有していることになる。
各プリズム部42の延在方向に直交する各プリズム部42の断面形状は複数のプリズム部42間で略同一であり、例えば図2に示すように鋸歯状である。そして、各プリズム部42のプリズム頂部43は同一の平面P2上に位置する。図2中に示した平面P2は説明の便宜のためであり、仮想的な平面である。本実施形態のように、光源部30側に凸の各プリズム部42が形成されている場合、光拡散板40と複数の光源31との離間距離Dは、各プリズム部42のプリズム頂部43を含む平面P2と、複数の光源31が並列配置されている平面P1との間の距離とする。なお、離間距離D及び隣接2光源31,31間の距離Lの比であるL/Dが2以上、好ましくは、2.5以上という条件を満たすように、離間距離D及距離Lが選択されることは上述したとおりである。
面光源装置20では、光源部30の各光源31から出力された光は、直接又はランプボックス32の内面32aで反射して光拡散板40に入射される。光拡散板40の下側、すなわち、光源部30側には、複数のプリズム部42が形成されているため、光源部30からの光は、プリズム部42を介して光拡散板40に入射される。換言すれば、プリズム部42が有する一対の側面44a,44bが光の入射面として機能している。光拡散板40に入射した光は、出射面41から透過型画像表示部10に向けて照射される。上記のように光源31からの光は、プリズム部42の側面44a,44bを介して入射されるため、入射位置により光の進行方向(経路)が変化する。その結果、光拡散板40を通ることで、光は拡散されることになる。本実施形態では、この光拡散板40による拡散効果により、光源31の像が透過型画像表示部10に現れるのを抑制することを図っている。なお、本実施形態では、光拡散板40には拡散剤が添加されていないとしているが、光拡散剤40に拡散剤を適宜添加してもよい。拡散剤を添加する場合には、プリズム部42内への入射により光拡散板40に伝搬してきた光の経路が変更されるため、拡散剤は、プリズム部42には添加されていないことが好ましい。ただし、光の平均自由工程を考慮すれば、プリズム部42内に添加されていても光の経路変更に対する影響は少ない。
次に、本実施形態の光拡散板40の一つの特徴をなすプリズム部42の構成について詳細に説明する。説明の簡略化のために、図2に示したように、光拡散板40の出射面41の法線N方向をy軸方向とし、y軸方向に直交している方向をz軸方向とも称す。z軸方向(第1の方向)は、図2に示すように、プリズム部42の延在方向(第2の方向)に略直交しており、複数のプリズム部42が配列されている方向である。
図3は、プリズム部の側面形状を示す図面である。図3は、一つのプリズム部42を拡大して示している。図3に示したプリズム部42は、プリズム部42の延在方向に直交する断面の形状に対応する。プリズム部42の側面形状の説明には、図3に示すように、プリズム頂部43を原点とし、互いに直交するu軸及びv軸を有するuv座標系を使用する場合もある。図3におけるu軸及びv軸は、図2におけるz軸方向及びy軸に対応する。
プリズム部42は、一対の側面44a,44bを有している。一対の側面44a,44bは、v軸に対して対称である。
各側面44a,44bは図3に示すように曲面である。各側面44a,44bの曲面形状は次の条件を満たしている。
・条件(I):側面44a,44bの各位置での接線のu軸に対する傾き角の符号(正又は負)がプリズム頂部43から各側面44a,44bの端45a,45b側において同じであり、その傾き角の大きさがプリズム頂部43から側面44a,44bの裾部側の端45a,45bにかけて単調増加している。
・条件(II):側面44a,44bの各位置における接線のu軸に対する傾き角に対する各位置での線素の変化率が常に正で、その変化が緩やかである。
・条件(I):側面44a,44bの各位置での接線のu軸に対する傾き角の符号(正又は負)がプリズム頂部43から各側面44a,44bの端45a,45b側において同じであり、その傾き角の大きさがプリズム頂部43から側面44a,44bの裾部側の端45a,45bにかけて単調増加している。
・条件(II):側面44a,44bの各位置における接線のu軸に対する傾き角に対する各位置での線素の変化率が常に正で、その変化が緩やかである。
条件(I),(II)について、側面44b側を例にして説明する。側面44bの場合、条件(I)は、側面44bの各位置での接線のu軸に対する傾き角がプリズム頂部43から側面44bの端45b側において正であり、その傾き角の大きさがプリズム頂部43から側面44bの端45bにかけて単調増加している、ことになる。これは、図3に示すように、側面44bが、プリズム頂部43から側面44bの端45bにかけて側面44bが急峻になっていることを示している。
図4は、図3に示した側面44bの一部の拡大図である。図4では、光Fが側面44bで反射する状態を模式的に示している。図4を利用して、条件(II)について説明する。
側面44b上の点p1のuv座標系での位置座標を(u0,v0)とする。点p1より裾部側の点であって点p1の近傍の点を点p2とする。点p1及び点p2の間のu軸方向及びv軸方向の距離差をそれぞれΔu及びΔvとすると、点p2のuv座標系での位置座標は(u0+Δu,v0+Δv)で表される。また、点p1,p2をつなぐ微小曲線要素44bsの長さをΔsとする。微小曲線要素44bsは、点p1及び点p2が近いことから直線laで近似できる。この場合、直線laの長さは実質的に微小曲線要素44bsの長さΔsに等しい。換言すれば、Δu,Δvは、直線laが点p1及び点p2間の微小曲線要素44bsの近似直線になる大きさである。
点p1における接線lのu軸方向に対する傾き角をθとすると、
また、長さΔsは次式のように表される。
また、長さΔsは次式のように表される。
図4では図示の都合上、点p1及び点p2は図4に示すように一定距離だけ離れているとしたが、点p2が点p1に無限に近いものと考えることができる。この場合、直線laは、接線lに実質的に等しくなる。そして、式(1)及び式(2)は、微分記号を用いて、
と表される。
と表される。
上記式(3)で定義される傾き角θは、前述したように側面44aの点p1における接線lがu軸方向となす角度である。また、式(4)で表されるdsが点p1における線素である。
式(3)の両辺をθで微分すると次式が成り立つ。
式(5)より、
式(6)と式(4)より、
式(5)より、
式(6)と式(4)より、
式(7)で定義されるds/dθが、側面44bの各位置での接線の傾き角θに対する上記各位置での線素の変化率を示している。そして、上記(II)では、ds/dθが常に正で、緩やかに変化することになる。
「ds/dθの変化が緩やか」の意味について説明する。図3に示したuv座標においてプリズム部42の裾部側の端45bがu=utの位置にあるとすると、「ds/dθの変化が緩やか」とは、uv座標における原点O(u=0)の位置からu=utの位置まで距離の80%の範囲、すなわち、u=0からu=ut×0.8までの範囲(以下、所定範囲と称す)に対応する側面44bの領域の各位置において、所定範囲内でのds/dθの最大値を所定範囲内でのds/dθの最小値で除した値(最大値/最小値)が500以下であることを意味する。(最大値/最小値)は、好ましくは100以下、更に好ましくは10以下である。
側面44bを例にして条件(I),(II)について説明したが、側面44aについても同様である。側面44aでは、接線の傾きが側面44bの場合と反対になるため、側面44aの場合、条件(I)は、側面44aの各位置での接線のu軸に対する傾き角がプリズム頂部43から側面44aの端45a側において負であり、その傾き角の大きさがプリズム頂部43から側面44aの端45a,45bにかけて単調増加していることになる。
上述した条件(I),(II)を満たす側面44a,44bとしては、uv座標系において側面44a,44bを表す曲線が次式で表されるものが例示される。
ただし、Θ=53°である。また、式(8)における係数a,b,cとしては、例えば、a=b=0.8,c=0、又はa=0.6,b=0.45,c=0.35である。
ただし、Θ=53°である。また、式(8)における係数a,b,cとしては、例えば、a=b=0.8,c=0、又はa=0.6,b=0.45,c=0.35である。
また、プリズム部42の先端部で側面44a,44bが形成するプリズム頂角は、屈折率に依存するが例えば55°以上80°以下である。側面44a,44bが形成するプリズム頂角は、プリズム頂部近傍の側面44a,44bを直線近似した際に形成される角度とすることができる。
以上説明したように、本実施形態の光拡散板40ではプリズム部42の側面44a,44bは条件(I)、(II)を満たす曲面である。この場合、側面44a,44bの曲面形状は、一定の傾斜角を有する平面の場合よりもプリズム頂部43から端45a,45bにかけてv軸方向により近づくように緩やかに変化していることになる。
本実施形態における光拡散板40は、例えば次のようにして製造することができる。すなわち、先ず、条件(I)及び条件(II)を満たす曲面形状の側面44a,44bを有するプリズム部42を設計する。この設計に基づいて、金型を作製し、その金型を利用して、略直方体形状であって一方の側にプリズム部42が複数形成された光拡散板40を透明材料から成形する。ここでは、金型を利用するとしたが、例えば略直方体形状の透明材料からなる板の一端面に、微細加工技術を利用してプリズム部42を複数形成してもよい。
次に、光拡散板40、光拡散板40を有する面光源装置20及び面光源装置20を含む透過型画像表示装置1の作用効果について、従来のものと比較しながら説明する。
従来、透過型画像表示装置としての例えば液晶表示装置では、直下型面光源装置内の複数の光源から出力された光を、光拡散板を通して透過型画像表示部に拡散照射することで、複数の光源の像の透過型画像表示部への投影を低減することが図られていた。
しかしながら、近年の面光源装置の薄型化にともない、従来、L/Dが1.5程度であったものが、2以上が要求されてきている。この場合、隣接する2光源間の距離に対して光源と光拡散板との距離Dがより近くなるので、光源直上では光がより多く入射する一方、隣接する2光源間の中央部上には、光源からの光の入射が低下する傾向にある。その結果、上記中央部上よりも光源の真上近傍からの輝度が高くなり、周期的な輝度ムラが生じるという問題点があった。
これに対して、本実施形態の光拡散板を有する面光源装置では、上述した周期的な輝度ムラを抑制することができる。この点について説明する。
光源部30上に光拡散板40を配置すると、光源31真上及びその近傍では、主にy軸に平行な方向(出射面41の法線N方向)に沿って進行してくる光が側面44a,44bを介してプリズム部42に入射する。この場合、入射時の屈折又は入射した側と反対側の側面での反射により、プリズム部42内に入射した光は、出射面41側(前方)に向けて伝搬する。よって、光源31真上及びその近傍においても光拡散板40から光は出射される。ただし、裾部に向けて側面44a,44bの形状は、z軸方向に対する角度が大きくなっている、すなわち、端45a,45bにかけてより急峻になっている。そのため、裾部側では光源31からの光が入射しにくい。よって、光源31真上及びその近傍での光拡散板40からの光の量が抑制される。
隣接する2光源31,31間の中央部真上及びその近傍に位置するプリズム部42に対しては、各側面44a,44bには、各側面44a,44bに近い方の光源31,31からの光が入射する。隣接する2光源31、31間の中央部真上などに位置するプリズム部42は、各光源31からz軸及びy軸方向に離れている。そのため、各側面44a,44bへ入射する光は、y軸方向に対し傾斜してプリズム部42に向けて伝搬してくる。更に、プリズム部42は、光拡散板40において出射面41と反対側に密に配置されている。従って、光源31からの光は、プリズム部42の先端部、例えばプリズム頂部43を含む側であってプリズム部42の1/3の領域から主にプリズム部42内に入射する。この場合、プリズム部42への入射角はより小さくなるので、側面44a,44bへの入射時の透過率が向上する傾向にある。更に、2光源31,31間の中央部真上などに位置するプリズム部42において、その先端部に入射した光は、入射した側面と反対側の側面で出射面41側、特に出射面41の法線方向に全反射する傾向にある。よって、入射した光を有効に利用することができる。従って、L/Dが大きくなったとしても、出射面41における2光源31,31間の中央部上の領域からの出射光の量の低減を抑制できる。
従って、本実施形態の光拡散板40を備える面光源装置20では、薄型化に伴って、従来問題として生じていた、光源31上での輝度の増加及び隣接する2光源31,31間の中央部上での輝度の低下を抑制できる。その結果、2つの光源31,31間の距離Lを周期とする周期的な輝度ムラを低減可能である。
また、光拡散板40を備えた面光源装置20では、上述した周期的な輝度ムラの抑制と共に、より短い距離での線状の輝度ムラも抑制可能である。この点について次に説明する。
一般的なプリズムの側面は平面形状であることが知られている。このような平面としての側面を有するプリズムをプリズム部として光拡散板に採用した際、上述した周期的な輝度ムラに加えて、隣接する2光源間の中央部上の短い距離において、線状の輝度ムラが生じる場合があることを、本発明者は見出した。このような線状の輝度ムラは、次のようにして生じると考えられる。すなわち、隣接する2光源31,31間の中央部上のプリズム部への光の入射が上記のようにプリズム部の一部(例えば、プリズム頂部側の1/3の領域)からなされかつ入射角が小さい場合、プリズム部を構成する一対の側面が従来のように平面であると、反射光がコリメートされやすく、出射面上において前述した線状の輝度ムラが生じると考えられる。
これに対して、本実施形態のプリズム部42では、側面44a,44bが曲面であり、その曲面形状は、プリズム頂部43からそれぞれの端45a,45bにかけて緩やかに変化している。そのため、プリズム部42内を伝搬してきた光が側面44a,44bで出射面41側に反射される際、その反射方向も緩やかに変化する。これにより、出射光が広がるので、上述した線状の輝度ムラが低減される。
以上説明したように、本実施形態の面光源装置20では、光源上での輝度と隣接する2光源間の中央部上での輝度との差を小さくすることが可能である。更に、隣接する2つの光源31,31間の中央部上のプリズム部42に入射した光はコリメートされずに広がる。その結果、光拡散板40の出射面41上での周期的な輝度ムラ及びより短い距離での線状の輝度ムラを抑制でき、輝度均斉度を高くすることが可能である。従って、透過型画像表示装置1において、液晶表示部をより輝度の均一な光で照明でき、輝度ムラのない画像を安定して表示可能である。
更に、本実施形態では、光拡散板40が有する複数のプリズム部42の断面形状をほぼ同じ形状としており、光拡散板40の両側面40a,40bに渡ってプリズム部42を密に配置している。そのため、組立て時の組立誤差や、使用時などの熱膨脹などで、複数の光源31に対して光拡散板40の位置がずれたとしても、輝度均斉度への影響が低減されている。よって、本実施形態の光拡散板40を用いた面光源装置20では、安定した高い輝度均斉度を得ることができる。これにより、透過型画像表示装置1では、安定して輝度ムラを抑制した画像を表示させることが可能である。また、上述したように、複数の光源31から光が光拡散板40に入射した場合の輝度ムラを光拡散板40で抑制できるので、拡散シートなどを削減できる。よって、面光源装置20及び透過型画像表示装置1の構成をより簡易にすることができると共に、薄型化に資する構成となっている。
次に、シミュレーション結果を利用して上記光拡散板40の作用効果について更に説明する。なお、本発明は、以下のシミュレーションで採用した構成に限定されない。
シミュレーションでは図5に示す2次元的なシミュレーションモデルにおいてシーケンシャルな光線追跡を実施した。
図5は、シミュレーションモデルの模式図である。図5では、光Fを模式的に矢印で示している。光源31は点光源とした。隣接する2光源31,31間の距離Lは30mmである。2つの光源31,31のうちの図5における左側の光源31の位置をz=0とした。この場合、他方の光源31はz=30の位置に配置されていることになる。
また、光源31と光拡散板40との間の距離Dは8.57mmである。光拡散板40の屈折率nは1.49であり、光拡散板40は空気中に配置されているとした。光拡散板40におけるプリズム部42上の板厚、すなわち、プリズム部42と出射面41との間の板厚を0とした。換言すれば、プリズム部42におけるプリズム形状の底面に相当する面が出射面41となっている。
プリズム形状を規定する側面44a,44bの曲線は式(8)で表した。式(8)においてΘ=53°である。また、係数a,b,cは表1のように設定し、シミュレーション1,2を実施した。各シミュレーション1,2では、z軸に直交する方向(図2に示したy軸方向)に対して観測角φの方から観測するとし、輝度ムラの角度依存性を検討した。
図6は、プリズム頂部から裾部側の端までの各位置に対するds/dθの変化を示している。図6において横軸はプリズム頂部43に対する位置を表し、縦軸はds/dθを表している。縦軸及び横軸で示した数値は、図3におけるuv座標系の原点Oの位置(プリズム頂部43の位置)から端45bに対応する位置utまでの距離を1として規格化している。図中において、実線はシミュレーション1の計算結果であり、一点鎖線はシミュレーション2における計算結果である。
図6から理解されるように、ds/dθは、側面44aの各位置で常に正である。0≦u≦0.8において、シミュレーション1の場合の計算結果では、ds/dθの最大値は10.71であり、最小値は2.87である。よって、最大値/最小値は、約3.71である。更に、0≦u≦0.8において、シミュレーション2の場合の計算結果では、ds/dθの最大値は7.27であり、最小値は3.82である。よって、最大値/最小値は、約1.90である。よって、ds/dθは緩やかに変化している。従って、シミュレーション1,2で使用したプリズム部42の側面形状は、条件(I),(II)を満たしている。
図7は、隣接する2光源間の中央部に位置するプリズム部での光線経路の計算結果を示す図面である。図7では、参考のためにu軸及びv軸の位置を横軸及び縦軸で示している。図7に示した横軸及び縦軸の目盛りは、図6の場合と同様に、図3での原点O(プリズム頂部43の位置)からu=utまでの長さを1として規格化した値を示している。図7に示すように、隣接する2光源31,31間の中央部上に位置するプリズム部42に一方の側面44aから入射した光Fは、他方の側面44bで反射されて出射される。この際、側面44bが式(8)で表される曲面形状を有することから、図7に示したように、出射される光Fは広がる。
図8及び図9は、シミュレーション1において、光源位置(z=0)に対する位置及び観測角φに対して強度をプロットした図面である。図9の強度分布は、図8に示した強度分布を図8中の白抜き矢印の方向から見た場合に対応している。図9では、強度をグレースケールで示している。
図8及び図9に示した結果より、隣接する2つの光源31,31間において、光源31直上近傍の強度と、2光源31,31間の中央部上での強度との差が小さくなっており、周期的な輝度ムラが抑制されていることがわかる。また、図8の領域A1に示されているように、隣接する2光源31,31間の中央部上において強度の均一化が図れている。よって、図9に示すように、観測角φ=0近傍の方向(図9に示す領域B1)、すなわち、正面方向での線状の輝度ムラが生じない。また、図9の結果より、隣接する2光源31,31間の輝度ムラは、−30°≦φ≦30°、好ましくは、領域B1で示されている−20°≦φ≦20°、更に好ましくは−15°≦φ≦15°でより好適に抑制されていることがわかる。
図10は、隣接する2光源間の中央部に位置するプリズム部での光線経路の計算結果を示す図面である。図10の横軸及び縦軸は、図7における横軸及び縦軸と同様にu軸及びv軸での位置を示しており、図7と同様の表記方法を採用している。
シミュレーション2の場合も、図10に示すように、隣接する2光源31,31間の中央部上に位置するプリズム部42に一方の側面44aから入射した光Fは、他方の側面44bで反射されて出射される。この際、側面44bが式(8)で表される曲面形状を有することから、図10に示したように、出射される光Fは広がる。
図11及び図12は、シミュレーション2において、光源31の位置(z=0)に対する位置及び観測角φに対して強度をプロットした図面である。図12の強度分布は、図11に示した強度分布を図11中の白抜き矢印の方向から見た場合に対応している。図12では、強度をグレースケールで示している。
シミュレーション2の場合も、シミュレーション1の場合と同様に輝度ムラが抑制されていることがわかる。すなわち、図11及び図12の結果より、隣接する2つの光源31,31間において、光源31直上近傍の強度と、2光源31,31間の中央部上での強度のとの差が小さくなっており、周期的な輝度ムラが抑制されていることがわかる。また、図11の領域A2に示されているように、隣接する2光源31,31間の中央部上において強度の均一化が図れる。よって、図12に示すように、観測角φ=0近傍の方向(図12に示す領域B2)、すなわち、正面方向での線状の輝度ムラが生じない。また、図12の結果より、隣接する2光源31,31間の輝度ムラは、−30°≦φ≦30°、好ましくは、領域B2で示されているような−20°≦φ≦20°、更に好ましくは、−15°≦φ≦15°でより好適に抑制されていることがわかる。
以上説明したシミュレーション1,2のシミュレーション結果より、条件(I),(II)を満たす曲面形状の側面44a,44bを有するプリズム部42を採用することで、出射面41での輝度ムラを抑制できることがわかる。また、図8、図9、図11及び図12より、隣接する2光源31,31の中央部近傍での輝度の均一性がよりはかれている。図7及び図10の結果を考慮すると、このような中央部近傍での輝度の均一性は、出射される光の方向が緩やかに変化し、出射される光が広がったためと考えられる。このような観点からは、条件(I),(II)は、少なくともプリズム部42が、隣接する2光源31,31間の中央部上に位置しているとした場合に、出射光を適宜広げるための条件とみなすこともできる。ただし、前述したように、本実施形態では、複数のプリズム部42の形状は、実質的に同じとしており、側面44a,44bが曲面形状であることにより、出射光は広げられることになる。
以上、本実施形態の光拡散板40、面光源装置20及び透過型画像表示装置1について説明したが、これらは上述した構成に限定されない。例えば、光制御板の一例としての光拡散板40は、図13のように3層構造とすることもできる。
図13に示した光拡散板50は、図2及び図3などを利用して説明したプリズム部42を複数有するプリズムシート部51上に、光拡散剤が添加された拡散層52及び光拡散板50を保護する保護層53を有する。保護層53は、例えば、疎水性を持たせることで光拡散板50の反りの低減を図ったり、或いは紫外線による劣化を防止する機能を有するように構成されているものである。この場合、プリズムシート部51は、上述した透明材料のみから構成し、拡散層52は、透明材料に拡散剤を添加したものとすることができる。また、保護層53は、上記のような反り防止を図ることができる材料を透明材料に添加する等して所定の機能を持たせた材料から構成することができる。この場合、プリズムシート部51、拡散層52及び保護層53の主な材料となる透明材料は、同じであっても異なっていても良い。
また、図13に示した構成では、プリズムシート部51及び拡散層52から構成される部分を光拡散板とし、当該光拡散板の出射面上に保護層53が設けられている構成でもある。
更に、隣接するプリズム部42,42は密に連続して形成されているとしたが、図14に示したように、隣接するプリズム部42,42間に平坦領域46が形成されていてもよい。
(第2の実施形態)
第2の実施形態として、第1の実施形態で説明した光拡散板の製造方法の一例を説明する。光拡散板を製造は、プリズム部を設計する工程と、設計したプリズム部を用いて光拡散板を作製する工程とを有することができる。
第2の実施形態として、第1の実施形態で説明した光拡散板の製造方法の一例を説明する。光拡散板を製造は、プリズム部を設計する工程と、設計したプリズム部を用いて光拡散板を作製する工程とを有することができる。
先ず、プリズム部42の設計工程について説明する。プリズム部42は、次のステップ1〜3に基づいて設計する。
・ステップ1:L/Dを予め所望の数値(例えば、3.5)に設定する。
・ステップ2:ステップ1で設定したL/Dに対して図15に示すプリズム部60を設計する。
・ステップ3:ステップ2で設計したプリズム部60の側面形状を基に、上述した(I)及び(II)を満たす曲線形状の側面44a,44bを有するプリズム部42を設計する。
・ステップ1:L/Dを予め所望の数値(例えば、3.5)に設定する。
・ステップ2:ステップ1で設定したL/Dに対して図15に示すプリズム部60を設計する。
・ステップ3:ステップ2で設計したプリズム部60の側面形状を基に、上述した(I)及び(II)を満たす曲線形状の側面44a,44bを有するプリズム部42を設計する。
ステップ2について説明する。図15は、ステップ2で設計するプリズム部の概略図である。図15では、図面の見易さ及び説明の便宜のため、ハッチングを付して、光拡散板にプリズム部が形成されているとしたときの断面構成を示している。図2の場合と同様にz軸及びy軸を用いて説明する。
図15に示したプリズム部60は、一対の側面62a,62bを有している。各側面62a,62bは、図15に示すように、プリズム頂部43となるプリズム頂部63側から裾側にかけて順に第1の領域62a1,62b1、第2の領域62a2,62b2及び第3の領域62a3,62b3を有する。各領域62a1,62b1,62a2,62b2,62a3,62b3は、略平面であって、それらがそれぞれy軸方向となす角度β1,β2,β3は、プリズム部60の先端部側から裾側にかけて小さくなっている。すなわち、プリズム部60は、裾側で側面62a,62bがより急峻になっている。
一対の側面62a,62bの各々が有する第1の領域62a1,62b1によりプリズム頂部63が形成されており、一対の第1の領域62a1,62b1がなす角度αがプリズム部60におけるプリズム頂角である。また、側面62a,62bの第3の領域62a3,62b3が、z軸方向となす角度γがプリズム部60のプリズム底角である。この場合、β1=0.5αであり、β3=0.5π−γである。
プリズム頂角αが満たしている条件を、図16を参照して説明する。図16は、プリズム部60の先端部近傍(図15において一点鎖線で囲んでいる領域C1)を拡大した模式図である。図16では説明のために、プリズム部60が有する一方の側面62aにより近い側の光源31を便宜的に示している。
プリズム頂角αは、プリズム部60が隣接する2光源31,31間の中央部上に位置している場合に、側面62aに近い方の光源31からの光Fが第1の領域62a1に入射すると、他方の側面62bの第1の領域62b1によって出射面41の法線方向(y軸方向)に全反射されるように規定された角度である。すなわち、プリズム部60を構成する材料の屈折率をnとし、入射側屈折率をn0とし、図16に示すように、光源31の中心位置から光Fの第1の領域62a1への入射位置までのz軸方向の距離を近似的にL/2とし、y軸方向の距離を近似的にDとした場合、プリズム頂角αは、下記式(9)を満たす角度である。
通常、光拡散板40と光源31間の媒質は空気であるため、n0=1である。本実施形態でも、特に断らない限り、n0=1とする。また、前述したように、プリズム頂角αを規定する際には、プリズム部60は、隣接する2光源31,31間の中央部上に位置していることを仮定している。よって、厳密にはプリズム頂部63と光源31との間のz軸方向の距離がL/2となり、プリズム頂部63と光源31とのy軸方向の距離がDとなる。しかしながら、プリズム部60の大きさ、特に、プリズム頂部63近傍の大きさは、上記LやDに比べて微小である。よって、図16で示すと共に、上記式(9)から理解されるように、光Fの第1の領域62a1への入射位置の光源31からのz軸方向及びy軸方向の距離をそれぞれL/2及びDと表しても、誤差は無視できる範囲のものである。
次に、プリズム底角γが満たしている条件を、図17を参照して説明する。図17は、図15に示したプリズム部60の裾部近傍(図15に示した二点鎖線で囲んだ領域C2)を拡大した模式図である。プリズム底角γが満たす条件は、光源31の真上近傍において光拡散板40から照射される光の輝度を低減するためのものであり、プリズム底角γは、y軸に平行な方向に進行してくる光Fがプリズム部60へ入射する時の透過率Tが約70%以下となる角度となっている。より詳細に説明する。
図17に示すように、y軸に平行な方向に伝搬してくる光Fが第3の領域62a3を介してプリズム部60に入射してプリズム部60内へ出射されるときの出射角をδとする。また、光Fの入射時のs偏光透過振幅係数及びp偏光透過振幅係数をそれぞれts,tpとする。このとき、プリズム底角γは、以下の関係式(10)を満たしている。
ただし、δ、ts、tpは、以下の式(11),式(12),式(13)を満たす。
ただし、δ、ts、tpは、以下の式(11),式(12),式(13)を満たす。
図15に示したプリズム部60は、上記式(9)及び式(10)〜式(13)で示すと共に、図16及び図17を利用して説明した条件を満たすようにプリズム頂角α及びプリズム底角γを有している。換言すれば、プリズム頂角α及びプリズム底角γを有するように、第1の領域62a1,62b1及び第3の領域62a3,62b3がz軸方向に対して傾斜しており、第1の領域62a1,62b1及び第3の領域62a3,62b3を繋ぐように第2の領域62a2,62b2が形成されている。そして、上記プリズム頂角α及びプリズム底角γの条件を満たすとき、図15に示すように、y軸方向と第1の領域62a1,62b1がなす角度β1より第3の領域62a3,62b3がなす角度β3の方がより小さくなっている。すなわち、平面状の第3の領域62a3,62b3が平面状の第1の領域62a1,62b1より急峻になっている。
角度β1,β2,β3としては、例えば、30°,20°、10°が例示される。また、図15に示すように第1の領域62a1第2の領域62a2及び第3の領域62a3のz軸方向の長さ、詳細には、各領域をz軸方向に投影した長さをz1,z2,z3としたとき、z1,z2,z3は、例えば20μm、15μm、12.5μmである。或いは、z1,z2,z3は、例えば25μm、12.5μm、10μmである。ここでは、側面62a側について説明したが、側面62bにおいても同様である。
ステップ3では、図15に示したプリズム部60の各側面62a,62を基に条件(I),(II)を満たす曲線形状からなる側面44a,44bを設計する。これは例えば側面62a,62bの第1〜第3の領域62a1〜62a3,62b1〜62b3の接続部分を曲線形状にして滑らかにつなぎ、その側面を曲線でフィッティングする。次いで、そのフィッティング曲線が条件(I)、(II)を満たすように曲線形状を表すパラメータを適宜変更して条件(I)、(II)を満たす曲線方程式を取得する。このような曲線方程式としては、式(8)で表され例示したΘ及び係数a,b,cの値を有するものが挙げられる。
次に、上記プリズム部の設計工程で得られたプリズム部42の形状に基づいて光拡散板40を作製する。すなわち、上記設計に応じて、金型を作製し、その金型を利用して、略直方体形状であって一方の側にプリズム部42が複数形成された光拡散板40を透明材料から成形する。ここでは、金型を利用するとしたが、例えば略直方体形状の透明材料からなる板の一端面に、微細加工技術を利用して上述したプリズム部42を複数形成してもよい。
上述した製造方法で製造された光拡散板40では、プリズム部42のプリズム頂角が図15に示したプリズム頂角αとほぼ等しい、例えばαはα−15°≦α≦α+15°の範囲内の値となる傾向にある。また、同様に、プリズム部42のプリズム底角も図15に示したプリズム底角γにほぼ等しい。そのため、プリズム部42は、設計段階におけるプリズム部60と同様の作用効果を有する。
すなわち、側面42a,42bのそれぞれに近い方の光源31,31からの光が先端部に入射すると、他方の側面によって出射面41の法線方向により確実に全反射される。よって、2光源31,31の中央部上においてプリズム部42に入射する光をより有効に利用できる。また、光源31の真上近傍においてy軸に平行な方向に進行してくる光がプリズム部42の裾部側で入射する時の透過率Tが約70%以下となりやすい。これにより、光源31上から出射される光の量をより低減できる。従って、周期的な輝度ムラをより確実に低減できる。
更に、側面44a,44bは、第1の実施形態と同様の曲面形状を有するため、隣接する2光源31,31間の中央部上に位置するプリズム部42から入射し出射面41から出射される光は広げてられている。その結果、第1の実施形態で説明したように、より短い距離での輝度ムラが抑制される。
なお、式(2)を利用して規定するプリズム底角γは、第3の領域62a3,62b3においてy軸方向に進行してくる光が入射するときの透過率が70%以下としたが、この透過率の上限は70%に限定されない。透過率の上限値は、L/Dの大きさなどに応じた輝度ムラの程度に応じて、所望の輝度均斉度が得られるように設定することもできる。
また、本実施形態で製造する光拡散板40においても、第1の実施形態と同様に、図13及び図14に示したような形態とすることもできる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。図3に示したプリズム部42において、プリズム頂部43は、製造誤差などにより、プリズム部42の先端が若干丸まっていてもよい。
また、光制御板を光拡散板40として説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の光源から出力された光の、複数の光源が配置される平面に平行な平面内での輝度の均一性を調整する光部品であればよい。例えば、光制御板は、光拡散剤を含有しておらず透明材料からなる板の光の入射側に上述したプリズム部を複数有する輝度調整板とすることもできる。
また、これまでの説明では、光源部30が有する複数の光源31は、間隔Lでほぼ等間隔に配置されているとしたが、隣接する2光源31,31間の距離は異なっていても良い。この場合は、式(8)における距離Lには、隣接する2光源31,31間の間隔の平均距離Lmを使用することができる。また、プリズム部42は、プリズム頂部43をとおる出射面41の法線に対して対称としたが、プリズム部42の一対の側面44a,44bがそれぞれ条件(I),(II)を満たせば、必ずしも対称でなくてもよい。ただし、プリズム部42の設計及び作製をより容易にする観点からは、対称であることが好ましい。
1…透過型画像表示装置、10…透過型画像表示部、20…面光源装置、30…光源部、31…光源、40…光拡散板、41…出射面、42a,42b…一対の側面、43…プリズム頂部(プリズム頂点)、45a,45b…側面の端、50…光拡散板。
Claims (5)
- 第1の方向に並列配置された複数の光源に対して離間して配置される光制御板であって、
略平坦な出射面と、
前記出射面と反対側に設けられ、前記第1の方向及び前記出射面の法線方向に略直交する第2の方向に延在しており前記第1の方向に並列配置された複数のプリズム部と、
を有し、
複数の前記プリズム部の各々は複数の前記光源側に凸であり、一対の曲面形状の側面を有し、
各前記プリズム部の前記第2の方向に直交する断面において、一対の前記側面の各々は、
当該側面上の各位置における接線と前記第1の方向との間の傾き角の符号が、当該プリズム部のプリズム頂点から当該側面の端までの間で同じであると共に、当該プリズム頂点から当該端にわたって当該傾き角の大きさが単調増加しており、
当該プリズム頂点から当該端までの前記第1の方向の長さの80%の範囲において、当該側面の各前記位置における当該傾き角に対する各前記位置の線素の変化率が正であると共に、前記範囲における前記変化率の最大値を前記変化率の最小値で除した値が500以下となっている、
曲面である、
ことを特徴とする光制御板。 - 各前記プリズム部は、当該プリズム部が、隣接する2つの前記光源間の中央部上に位置するとした場合に、当該プリズム部の先端部に入射した光の少なくとも一部を当該プリズム部内で全反射せしめる、ことを特徴とする請求項1に記載の光制御板。
- 略平坦な出射面と、
前記出射面と反対側に、一方向に延在しており前記一方向及び前記出射面の法線方向に略直交する所定方向に並列配置された複数のプリズム部と、
を有し、
各前記プリズム部は、前記出射面と反対側に向けて凸であって、一対の曲面形状の側面を有しており、
各前記プリズム部の前記第2の方向に直交する断面において、一対の前記側面の各々は、
当該側面上の各位置における接線と前記所定方向との間の傾き角の符号が、当該プリズム部のプリズム頂点から当該側面の端までの間で同じであると共に、当該傾き角の大きさが、当該プリズム頂点から当該側面の端にかけて単調増加しており、
当該プリズム頂点から当該側面の端までの前記所定方向の長さの80%の範囲において、各前記位置における当該傾き角に対する各前記位置の線素の変化率が正であると共に、前記変化率の最大値を前記変化率の最小値で除した値が500以下である、
曲面である、
ことを特徴とする光制御板。 - 第1の方向に並列配置された複数の光源と、
請求項1〜3の何れか一項記載の光制御板と、
を備え、
前記光制御板は、前記光制御板が有する複数の前記プリズム部が、複数の前記光源側に位置すると共に、前記プリズム部の延在方向が前記第1の方向及び前記光制御板が有する前記出射面の法線方向に略直交するように、複数の前記光源に対して離間して配置されている、
ことを特徴とする面光源装置。 - 請求項4に記載の面光源装置と、
前記面光源装置が有する前記光制御板の前記出射面上に配置される透過型画像表示部と、
を備え、
前記出射面から出射される光が前記透過型画像表示部に入射される、
ることを特徴とする透過型画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009124575A JP2010271594A (ja) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | 光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009124575A JP2010271594A (ja) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | 光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010271594A true JP2010271594A (ja) | 2010-12-02 |
Family
ID=43419652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009124575A Pending JP2010271594A (ja) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | 光制御板、面光源装置及び透過型画像表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010271594A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101814873B1 (ko) * | 2015-02-17 | 2018-01-05 | 치 메이 코퍼레이션 | 돌출부를 구비한 광 투과성 판 |
-
2009
- 2009-05-22 JP JP2009124575A patent/JP2010271594A/ja active Pending
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KR101814873B1 (ko) * | 2015-02-17 | 2018-01-05 | 치 메이 코퍼레이션 | 돌출부를 구비한 광 투과성 판 |
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