CN109073193A - 面光源装置及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
面光源装置(100)具有光源(7)及配光控制元件(6)。光入射配光控制元件(6),配光控制元件(6)变更所入射的光的配光。光包括光线(L1)及光线(L2)。光源(7)包括:发光面(7a),其射出光线(L1);以及发光面(7b),其向与光线(L1)的射出方向垂直的方向射出光线(L2)。配光控制元件(6)具有:光入射面(61),从光源(7)射出的光入射该光入射面(61);光出射面(62a),其形成于配光控制元件(6)的光轴(C)经过的位置处,是光线(L1)到达的面;光出射面(62b),其配置在光出射面(62a)的端部,在光轴(C)的方向上向光源(7)侧延伸而形成,是光线(L2)到达的面;以及光反射面(67),其配置在与光出射面(62a)对置的位置处,将被光出射面(62a)反射后的光线(L1)朝向光出射面(62b)反射。
Description
技术领域
本发明涉及面光源装置及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置具有的液晶面板自身不发光。因此,液晶显示装置在液晶面板的背面侧具有背照灯装置(面光源装置),作为对液晶面板进行照明的光源。
作为该背照灯装置的结构,已知有将多个发光二极管(Light Emitting Diode,下面称为LED)排列而成的直下型背照灯装置(direct backlight device)。
近年来正在研发高效率且高输出的小型LED。因此,即使是减少在背照灯装置中使用的LED的数量,从计算上讲也能够得到与此前相同的亮度。
另外,本发明的面光源装置发出亮度分布的均匀性较高的面状光。因此,也能够用于液晶显示装置的背照灯以外的产品。例如,面光源装置也能够用作在房间的照明等中使用的照明装置。
另外,本发明的面光源装置例如也能够用于从背面侧对照片等进行照明的广告显示装置等。
例如,在以液晶显示装置的背照灯为例时,专利文献1公开了如下的面状照射光源:在被配置于保持基板上的一个以上的点状光源处配置了覆盖这些光源的柱面透镜(cylindrical lens)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-286608号公报(第0007~0009段,图1)
发明内容
发明要解决的问题
但是,在专利文献1中,在光从柱面透镜的介质中向空气中透过时,在边界面产生反射光。并且,在来自光源的光的发散角越大时,反射光越增加。于是,所照射的光的光量降低。
本发明的目的在于提供一种使用被配光控制元件的光出射面反射后的光线提高了光的利用效率的面光源装置。
用于解决问题的手段
面光源装置具有:光源,其射出光;以及配光控制元件,所述光入射到该配光控制元件,该配光控制元件变更所入射的所述光的配光,所述光包括第1光线及第2光线,所述光源具有:第1发光面,其射出所述第1光线;以及第2发光面,其形成于所述第1发光面的周边,向与所述第1光线的出射方向垂直的方向射出所述第2光线,所述配光控制元件具有:光入射面,从所述光源射出的所述光入射到该光入射面;第1光出射面,其形成于所述配光控制元件的光轴经过的位置处,是所述第1光线到达的面;第2光出射面,其配置在所述第1光出射面的端部,在所述光轴的方向上向所述光源侧延伸而形成,是所述第2光线到达的面;以及光反射面,其配置在与所述第1光出射面对置的位置处,使被所述第1光出射面反射后的所述第1光线朝向所述第2光出射面反射。
发明效果
根据本发明,能够提高光的利用效率。
附图说明
图1是概略性地示出本发明的实施方式1的液晶显示装置100(包括面光源装置200)的结构的结构图。
图2是示出从本发明的实施方式1的面光源装置200的光源7射出的光线透过配光控制元件6时的举动的图。
图3是示出从本发明的实施方式1的面光源装置200的光源7射出的光线在配光控制元件6内反射并透过时的举动的图。
图4是示出从本发明的实施方式1的面光源装置200的光源7射出的光线透过配光控制元件6时的举动的图。
图5是示出本发明的变形例1的面光源装置200的变形例1的配光控制元件6a的结构的图。
图6是示出本发明的变形例2的面光源装置200的变形例2的配光控制元件6b的结构的图。
图7是概略性地示出本发明的变形例4的液晶显示装置110(包括面光源装置210)的结构的结构图。
图8是示出从本发明的变形例4的面光源装置210的光源7射出的光线透过配光控制元件8时的举动的图。
图9是示出从本发明的变形例4的面光源装置210的光源7射出的光线在配光控制元件8内反射并透过时的举动的图。
图10是示出从本发明的变形例4的面光源装置210的光源7射出的光线透过配光控制元件8时的举动的图。
图11是概略性地示出本发明的变形例5的液晶显示装置120(包括面光源装置220)的结构的结构图。
具体实施方式
在下面的各实施方式中说明的面光源装置使用多个光源发出面状光。并且,液晶显示装置使用该面光源装置从背面对液晶面板进行照明,由此使得在液晶面板显示影像。
由于在透镜面产生反射光,因而优选利用该反射光作为照明光来提高呈面状照射的光的均匀性。特别是,难以抑制照射区域周边的光量的降低。
本发明的目的在于提供一种使用被配光控制元件的光出射面反射后的光线提高了面状光的均匀性的面光源装置。
实施方式1
图1是概略性地示出实施方式1的液晶显示装置100(包括面光源装置200)的结构的结构图。
在下面的各实施方式中,为了易于进行说明,在各图中示出了xyz正交坐标系的坐标轴。
通常,在液晶显示装置中,使液晶面板的长边方向成为水平地进行配置。因此,在下面的实施方式中,设y轴方向为水平方向、x轴方向为垂直方向进行说明。
另外,如后面所述,例如在配光控制元件是柱面透镜、特别是沿水平方向延伸地配置了多个配光控制元件的情况下,也可以使液晶面板的长边方向垂直地进行配置。并且,液晶显示装置的水平方向例如是所显示的影像的左右方向。并且,液晶显示装置的垂直方向例如是所显示的影像的上下方向。
在下面的说明中,设液晶面板1(液晶显示元件)的短边方向为x轴方向(在图1中是左右方向),液晶面板1的长边方向为y轴方向(与绘制图1的纸面垂直的方向),与包含x轴及y轴的平面即x-y平面垂直的方向为z轴方向(在图1中是上下方向)。
并且,设从液晶显示装置的显示面侧观察时的左侧为y轴的正方向(+y轴方向),右侧为y轴的负方向(-y轴方向)。所谓“从显示面侧观察”是指从+z轴方向侧观察-z轴方向侧。设液晶显示装置的上侧为x轴的正方向(+x轴方向),下侧为x轴的负方向(-x轴方向)。并且,设液晶显示装置显示影像的方向为z轴的正方向(+z轴方向),其相反方向为z轴的负方向(-z轴方向)。
将+z轴方向侧称为显示面侧,将-z轴方向侧称为背面侧。
<液晶显示装置100及面光源装置200的结构>
如图1所示,实施方式1的液晶显示装置100具有透射型液晶面板1及面光源装置200。并且,液晶显示装置100可以具有光学片2、3。
如图1所示,面光源装置200具有配光控制元件6及光源7。并且,面光源装置200可以具有扩散板4或者反射部5。
在图1中,面光源装置200穿过光学片3及光学片2向液晶面板1的背面1b(-z轴方向侧的面)照射光。这些构成要素1、2、3、200从+z轴方向朝向-z轴方向顺序排列。
液晶面板1将光转换为图像光。所谓“图像光”是指具有图像信息的光。
液晶面板1的显示面1a例如是与x-y平面平行的面。显示面1a是液晶面板1的+z轴方向侧的面。液晶面板1的液晶层具有沿与x-y平面平行的方向扩展的面状的构造。
液晶面板1的显示面1a通常是矩形形状。即,显示面1a的相邻的两条边垂直。例如,显示面1a的短边与x轴平行。并且,显示面1a的长边与y轴平行。但是,显示面的形状也可以是其它的形状。
光学片2抑制细微的照明不均等光学性的影响。
光学片3具有使从扩散板4射出的光朝向液晶面板1的显示面1a的法线方向的功能。
扩散板4使透过的光扩散。所谓“扩散”是指扩展散开。即,是指光散射。扩散板4使透过的光散射。
扩散板4例如是薄板形状。另外,扩散板4例如也可以是片状。另外,也可以是形成于基板上的膜状。基板例如是指用于形成扩散膜的透明的板等。即,基板保持扩散膜。
扩散板4配置在反射部5的+z轴侧。扩散板4配置为覆盖反射部5的开口部53。即,扩散板4配置在面光源装置200的光出射面。
另外,在下面的说明中,例如进行“光线到达扩散板4”等的说明。如上所述,作为一例,扩散板4配置在反射部5的开口部53。因此,“光线到达扩散板4”可以改变说法为“光线到达开口部53”。并且,开口部53或者扩散板4作为面光源装置200的光出射面发挥作用。因此,“光线到达扩散板4”可以改变说法为“光线到达面光源装置200的光出射面”。即,扩散板4及反射部5的开口部53是作为面光源装置200的光出射面的一例示出的。
反射部5是对光进行反射的部件。因此,例如在反射部5是独立部件的情况下,反射部5成为反射部件。另外,反射部5例如也可以是液晶显示装置100的框体的一部分。
反射部5具有底面51及侧面52。在实施方式1中,反射部5具有一个底面51及四个侧面52。即,反射部5具有五个面。反射部5呈箱形状。
底面51例如是与x-y平面平行的面。并且,底面51例如呈矩形状。
侧面52与底面51的各条边连接。侧面52以使得发光区域随着朝向+z轴方向而扩展的方式倾斜。发光区域例如是与x-y平面平行的面上的区域。即,侧面52的反射面朝向+z轴方向。侧面52的反射面是反射部5的内侧的面。
在底面51是矩形状的情况下,四个侧面52中的与底面51的平行于y方向的边连接的两个侧面52以使得彼此的间隔随着朝向+z轴方向而扩大的方式倾斜。即,在从-y轴方向观察时,-x轴方向侧的侧面52以与底面51的连接部分为中心相对于y-z平面逆时针进行了旋转。并且,在从-y轴方向观察时,+x轴方向侧的侧面52以与底面51的连接部分为中心、相对于y-z平面顺时针进行了旋转。
并且,四个侧面52中与底面51的平行于x方向的边连接的两个侧面52也以使得彼此的间隔随着朝向+z轴方向而扩大的方式倾斜。即,在从-y轴方向观察时,-y轴方向侧的侧面52以与底面51的连接部分为中心、相对于z-x平面向近前侧(-y轴方向侧)进行了旋转。并且,在从-y轴方向观察时,+y轴方向侧的侧面52以与底面51的连接部分为中心、相对于z-x平面向里侧(+y轴方向侧)进行了旋转。
反射部5的内部成为反射面。即,底面51的内侧的面是反射面。并且,侧面52的内侧的面是反射面。反射部5的反射面例如也可以是扩散反射面。
反射部5例如可以采用以聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)等树脂为基材的光反射片或者在基板表面蒸镀金属形成的光反射片等。即,反射膜形成于基板上。另外,在此,基板不需要是透明的。
在反射部5的与底面51对置的+z轴方向上形成有开口部53。由反射部5及扩散板4构成中空的箱形状。扩散板4相当于箱形状的反射部5的盖。该中空的箱具有例如反射面及扩散面。
配光控制元件6是变更从光源7射出的光的配光的光学元件。例如,配光控制元件6是会聚透镜。另外,配光控制元件6例如是一部分具有会聚特性、一部分具有发散特性的透镜。在此,会聚特性是指凸透镜的特性。发散特性是指凹透镜的特性。另外,配光控制元件6例如是柱面透镜。
所谓“配光”是指光源相对于空间的光度分布。即,从光源发出的光的空间性分布。并且,所谓“光度”表示发光体发出的光的强度的程度,是将在某一方向的微小的立体角内通过的光束除以该微小立体角得到的。即,所谓“光度”是表示从光源发出何种强度的光的物理量。
配光控制元件6配置在光源7的+z轴方向。配光控制元件6以覆盖光源7的方式配置。配光控制元件6围着光源7而配置。在实施方式1中,配光控制元件6从+z轴侧围着光源7。
配光控制元件6例如是沿y轴方向延伸的棒形状的光学元件。配光控制元件6例如是柱面透镜。
柱面透镜是具有圆筒形状的折射面的透镜。即,柱面透镜在一个方向(第1方向)上具有曲率且在与该方向(第1方向)垂直的方向(第2方向)上不具有曲率。在使光入射到柱面透镜时,仅进行一个方向的会聚或者发散。在使平行光入射到凸形状的柱面透镜时会聚成线状。将该会聚得到的线称为焦线。
在实施方式1中,第1方向是x轴方向。并且,第2方向是y轴方向。
配光控制元件6例如使用丙烯树脂(PMMA)等透明材料。
图2、图3及图4是示出从光源7射出的光线透过配光控制元件6时的举动的图。图2是示出从光源7射出的光线中、配光控制元件6的光轴C附近的光线L1的前进方式的图。图3是示出从光源7向光轴C附近射出的光线L1中、被光出射面62反射后的光L3的前进方式的图。图4是示出从光源7射出的光线中、相对于光轴C的角度较大的光线L2的前进方式的图。
在实施方式1中,配光控制元件6的光轴C与z轴平行。
图2、图3及图4示出了z-x平面的截面形状。但是,为了容易观察光线,省略了截面部分的阴影线。
从光源7向光轴C附近射出的光线L1例如是直接从光源7到达光出射面62a的光线。光线L1是从光源7的发光面7a射出的。
并且,相对于光轴C的角度较大的光线L2例如是直接从光源7到达光出射面62b的光线。光线L2是从光源7的发光面7b射出的。
下面对配光控制元件6是沿y轴方向延伸的柱面透镜的情况进行说明。即,配光控制元件6在z-x平面上进行会聚或者发散。
配光控制元件6具有供从光源7射出的光线L入射的光入射面61。并且,配光控制元件6具有射出从光入射面61入射的光线L的光出射面62。另外,光线L包括光线L1、L2、L3。
光入射面61具有两个光入射面61a、61b。光入射面61a、61b是相对于y-z平面倾斜的面。
光入射面61a、61b以随着朝向+z轴方向而距离接近的方式倾斜。即,光入射面61的相对于光轴C对称的位置之间的间隔随着朝向光出射面62a的方向而变窄。光入射面61a、61b与光轴C之间的间隔随着朝向光出射面62a的方向而变窄。
当在z-x平面上观察时,光入射面61a、61b形成等腰三角形的形状。当在z-x平面上观察时,光入射面61a、61b相当于等腰三角形的相等的腰。并且,当在z-x平面上观察时,光入射面61a、61b相交的部分相当于等腰三角形的顶点。另外,光入射面61a、61b也可以是在z-x平面上描画出曲线的曲面。
在图2中,光入射面61a、61b相交的部分(顶点部63)成为曲面。另外,顶点部63例如也可以是与x-y平面平行的平面形状。即,顶点部63例如也可以是与垂直于光轴C的平面平行的平面形状。在这种情况下,在z-x平面上光入射面61成为梯形形状。
在图2、图3及图4中,光轴C经过顶点部63。即,光轴C经过光入射面61的光出射面62a侧的端部。
光入射面61a、61b例如在z-x平面上相对于光轴C对称。
在实施方式1中,设配光控制元件6是柱面透镜进行说明。在配光控制元件6中,光入射面61a、61b是三角柱形状的凹部。该凹部例如是槽形状。凹部例如沿y轴方向延伸。
光源7配置在由光入射面61形成的凹部中。凹部是被光入射面61覆盖的空间。即,凹部是光入射面61的-z轴侧的空间。凹部是相对于光入射面61位于与光出射面62相反侧的空间。
光出射面62具有两个光出射面62a、62b。
光出射面62a配置在配光控制元件6的+z轴方向。光轴C经过光出射面62a。即,光出射面62a与光轴C具有交点。
光出射面62a例如是向+z轴方向突出的凸面。在实施方式1中,光出射面62a例如是圆筒面形状。即,光出射面62a是柱面。
所谓“柱面”是指圆筒面形状,是指在一个方向具有曲率、在与该方向垂直的方向上不具有曲率的面。另外,柱面的截面不限于圆弧形状。
在实施方式1中,光出射面62a在x轴方向具有曲率,在y轴方向不具有曲率。
所谓“光轴”是指经过透镜或者球面镜等的中心和焦点的直线。在是柱面的情况下,是由具有曲率的截面形状的透镜形状决定的。在实施方式1中,由z-x平面上的光出射面62a的形状决定光轴C。另外,在实施方式1中,所谓“圆筒面的轴”是指与光轴C不同的、与y轴平行的轴。
光出射面62b形成于光出射面62a的x轴方向的端部。光出射面62b1形成于光出射面62a的+x轴方向的端部。光出射面62b2形成于光出射面62a的-x轴方向的端部。
于是,在z-x平面上,光出射面62b从光出射面62a的端部向-z方向延伸。即,光出射面62b从光出射面62a的端部起在光轴C的方向上向光源7侧延伸。
光出射面62b是相对于y-z平面倾斜的面。光出射面62b1在从-y轴方向观察时相对于y-z平面逆时针进行了旋转。光出射面62b2在从-y轴方向观察时相对于y-z平面顺时针进行了旋转。即,光出射面62b1、62b2以使彼此的间隔随着朝向-z轴方向而扩大的方式倾斜。光出射面62b1、62b2以其与光轴C之间的间隔随着朝向光源7的方向而扩大的方式倾斜。光出射面62b1、62b2以其与光轴C之间的间隔随着从光源7朝向光出射面62a而变窄的方式倾斜。在实施方式1中,光出射面62b1、62b2相对于光轴C对称。
光出射面62b例如是平面形状。或者,光出射面62b例如是曲面形状。例如,光出射面62b是凸面形状。在图2中,光出射面62b是平缓的凸面形状。
光反射面67是反射被光出射面62a反射后的光线L3的面。
因此,光反射面67形成于与光出射面62a对置的位置处。
并且,光反射面67在z-x平面上沿x轴方向与光入射面61并排形成。在z-x平面上,光反射面67a和光反射面67b以夹着光入射面61的方式配置。光入射面61位于光轴C上。并且,光反射面67a和光反射面67b相对于光轴C对称地配置。
在z-x平面上,光反射面67a形成于光入射面61的+x轴侧。光反射面67b形成于光入射面61的-x轴侧。即,光反射面67a形成于光入射面61a的+x轴侧。光反射面67b形成于光入射面61b的-x轴侧。
光反射面67呈凹曲面形状。即,光反射面67当在z-x平面上观察时在+z轴方向呈凸形状。光反射面67当在z-x平面上观察时向光出射面62a的方向突出。在图3中,光反射面67呈平缓的凹曲面形状。
光反射面67例如是沿y轴方向延伸的槽形状。
光反射面67a1是光反射面67a的+x轴侧的面。光反射面67a2是光反射面67a的-x轴侧的面。光反射面67b1是光反射面67b的+x轴侧的面。光反射面67b2是光反射面67b的-x轴侧的面。
光反射面67例如是光扩散面。在这种情况下,被光反射面67反射后的光线L3散射。
光源7例如是使用了发光二极管(下面称为LED元件)的光源。光源7例如也包括有机电致发光光源或者向被涂敷于平面上的荧光体照射激励光使其发光的光源等。即,光源7例如是固体光源。另外,在实施方式1中,假设光源7使用LED元件进行说明。
多个LED元件(光源7)配置在反射部5的底面51上。LED元件(光源7)例如沿y轴方向排列配置。光源7沿光出射面62a的圆筒面的轴向排列配置。
并且,光源7从+z轴侧的面和侧面发出光。在此,侧面是指光源7的连接+z轴侧的面和-z轴侧的面的面。发光面7a是光源7的+z轴侧的面。发光面7b是光源7的侧面。
发光面7a射出光线L1。发光面7b射出光线L2。发光面7b形成于发光面7a的周边。发光面7b向与光线L1的射出方向(+z轴方向)垂直的方向射出光线L2。
光源7的-z轴侧的面是对光源7进行供电等的面。因此,光源7的-z轴侧的面与电路基板等电接触。例如,在光源7是长方体形状的情况下,光源7具有5面的发光面。该LED也被称为CSP(Chip Scale Package,芯片级封装)-LED。
即,光源7只要是能够向安装有光源7的面(光源7的-z轴侧的面)以外的方向发出光的形状即可。即,光源7只要能够发出实施方式1中的光线L1和光线L2即可。
光源7例如呈柱体形状。所谓“柱体”是指由平行的两个平面和柱状面围起而成的筒状的立体。柱状面是相当于柱体的侧面的曲面。柱体包括方柱或者圆柱等。光源7例如是四方柱形状。或者,光源7例如是圆柱形状。例如,在是四方柱的情况下,柱状面成为多个平面。
发光面7a相当于柱体形状的一个平面。并且,发光面7b相当于柱体形状的柱状面。
另外,柱体形状的两个平面中至少相当于发光面7a的面可以是曲面。另外,经过中心轴的平面上的侧面的形状也可以是曲线。例如,与柱体形状的中心轴垂直的平面上的侧面的形状也可以是曲线。
另外,光源7例如呈锥台形状。所谓“锥台”是指从椎体切除共用顶点且相似地缩小的椎体得到的立体图形。光源7例如是方锥台形状。或者,光源7例如是圆锥台形状。锥台具有两个平行的底面。与梯形的两条底边一样,分别称为上底或者下底。
发光面7a相当于锥台形状的一个底面(上底)。并且,发光面7b相当于锥台形状的侧面。
另外,至少锥台形状的上底可以是曲面。另外,经过中心轴的平面上的侧面的形状可以是曲线。例如,锥台形状的与中心轴垂直的平面上的侧面的形状可以是曲线。
另外,光源7例如呈圆顶形状。所谓“圆顶形状”是指以拱形形状的顶部为中心、水平旋转形成的形状。例如,圆顶形状是半球形状。所谓“拱形形状”是指中央部向上方突出的曲线形状。
另外,光源7也可以是组合了柱体形状、锥台形状或者圆顶形状而得到的形状。例如,可以是在锥台形状的上底部分叠加上圆顶形状而得到的形状。
如上所述,光源7配置在由光入射面61a、61b形成的凹部中。
光源7的光轴Cs例如是位于光源7的发光面7a的中心的、发光面7a的法线。即,光轴Cs是位于光源7的发光面7a的中心的与发光面7a垂直的轴。在实施方式1中,光源7的光轴Cs与配光控制元件6的光轴C一致。
<光线的举动>
从光源7射出的光线L由光入射面61入射到配光控制元件6的内部。到达光入射面61的光线L被光入射面61a、61b折射,而入射到配光控制元件6的内部。
根据斯涅耳折射定律,光线的折射角大于光线的入射角。
如图2所示,比光源7靠+z轴方向侧射出的光线L1在光入射面61a、61b向+z轴方向侧折射。比光源7靠+z轴方向侧射出的光线L1是从光源7的+z轴侧的发光面7a射出的光线。
并且,如图4所示,从光源7的侧面(发光面7b)射出的光线L2的一部分也在光入射面61a、61b向+z轴方向侧折射。
光线L在配光控制元件6的内部前进后到达光出射面62。
根据菲涅耳公式,在光线入射到折射率不同的物质的界面时,一部分的光线被界面反射。并且,另一部分的光线在界面进行折射而透过。在光线入射到界面的角度越大时,在界面反射的光线的比率越增加。另外,以某一角度以上的角度入射到界面的光线不透过,而全部反射。
在配光控制元件6的内部前进的光线L的一部分从光出射面62a射出。
光出射面62a是配光控制元件6的+z轴方向的面。光出射面62a例如是凸面形状。在图2中,光出射面62a是平缓地变化的凸面形状。
如图2所示,通过光出射面62a,光线L1向相对于光轴C的角度增大的方向折射。
如图3所示,在配光控制元件6的内部前进的光线L1的一部分被光出射面62a反射。即,被光出射面62a反射后的光线L3向-z轴方向前进。
被光出射面62a反射后的光线L3以与向光出射面62入射的角度(入射角)同等的角度(反射角)进行反射。即,反射的光线的入射角与反射角相等(反射定律)。所谓入射角和反射角分别被定义为光线的前进方向与边界面的垂线之间的角度。
被光出射面62a反射后的光线L3以与向光出射面62a入射的角度(入射角)同等的角度(反射角)向-z轴方向反射。
被光出射面62a反射而在配光控制元件6的内部前进的光线L3的一部分被光反射面67向+z方向反射。于是,被光反射面67反射后的光线L3向+z方向前进。
在光反射面67是光扩散面的情况下,被光出射面62a反射而在配光控制元件6的内部前进的光线L3的一部分被光反射面67扩散而向+z方向反射。即,被光反射面67反射后的光线L3成为扩散光。于是,被光反射面67反射后的光线L3向+z方向前进。
被光反射面67反射后的光线L3在配光控制元件6的内部前进后,从光出射面62b射出。被光反射面67反射后的光线L3与光线L2合成。于是,从光出射面62b射出的光的光量增加。
被光出射面62a反射后的光线L3被光反射面67a1或者光反射面67b2反射而分别从光出射面62b射出。被光出射面62a反射后的光线L3被光反射面67a1反射,从光出射面62b1射出。被光出射面62a反射后的光线L3被光反射面67b2反射,从光出射面62b2射出。
被光反射面67反射后的光线L3被光出射面62b向+z轴方向折射。
光出射面62b例如呈凸面形状。因此,到达光出射面62b的光线L2、L3进行折射的方向根据光出射面62b上的位置而不同。从光出射面62b射出的光线L2、L3在+z方向上扩展前进。于是,从光出射面62b射出的光线L2、L3到达开口部53的周边区域。
但是,根据情况,从光出射面62b射出的光线L2、L3的一部分在-z方向上扩展前进,向-z方向前进的光线L2、L3被反射部5的底面51或者侧面52反射。于是,被底面51或者侧面52反射后的光线L2、L3向+z方向前进。即,从光出射面62b射出的光线L2、L3到达扩散板4上(开口部53)。于是,这些光线L2、L3到达开口部53的周边区域。
通过光入射面61处的折射、光出射面62a处的折射、光出射面62a处的反射、光反射面67处的反射、或者光入射面62b处的折射,从光源7射出的光线L朝向面光源装置200照射面状光的方向前进。在实施方式1中,面光源装置200照射面状光的方向是开口部53的方向。面光源装置200照射面状光的方向是+z轴方向。开口部53是面光源装置200的光出射面。
于是,从配光控制元件6射出的光线L1、L2、L3例如到达扩散板4。到达扩散板4的光线L1、L2、L3被扩散而从面光源装置200射出。在实施方式1中,扩散板4是面光源装置200的光出射面。
即,配光控制元件6具有将光源7的配光变更为面光源装置200的光出射面上的亮度分布的功能。
配光控制元件6通过调节光入射面61的倾斜角A、顶点部63的曲率、光出射面62a的曲面形状、光出射面62b的倾斜角度、光出射面62b的曲面形状、光反射面67a1、67b2的倾斜角度或者光反射面67a1、67b2的曲面形状等,能够控制从配光控制元件6射出的光线L1、L2、L3的扩展。倾斜角A是在z-x平面上由光入射面61a、61b和光轴C所成的角。
到达扩散板4的光线L1、L2、L3的一部分进行反射而在反射部5的内部前进。在反射部5的内部前进的光线L1、L2、L3被反射部5的底面51或者侧面52反射,再次到达扩散板4。
由于扩散板4,透过扩散板4的光被扩散。于是,透过扩散板4的光成为提高了均匀性的面状的照明光。
透过扩散板4的光朝向液晶面板1的背面1b射出。该照明光透过光学片3及光学片2而照射液晶面板1的背面1b。背面1b是液晶面板1的-z轴方向侧的面。
如上所述,将配光控制元件6作为例如棒形状的光学元件进行了说明。但是,配光控制元件6不限于棒形状的光学元件。即使是在对一个光源7安装一个配光控制元件6时,也能够得到相同的效果。即,配光控制元件6也可以是相对于光轴C旋转对称的形状等。即,配光控制元件6也可以是相对于光轴C对称的旋转体的形状。旋转体是通过使平面曲线以该平面内的直线为旋转轴进行旋转而得到的立体图形。
在这种情况下,光入射面61成为圆锥形状或者圆锥台形状等。另外,顶点部63可以取曲面形状或者平面形状等。
但是,在配光控制元件6是棒形状的情况下,能够通过挤压成形来制造配光控制元件6。通常,在直下型背照灯装置中,对一个LED元件(光源7)安装一个透镜。但是,棒状的配光控制元件6对于被排列成一列的多个LED元件(光源7)设置一个即可。
因此,通过将配光控制元件6设为棒形状,能够减少配光控制元件6的部件数量。并且,当对各个LED元件(光源7)安装透镜(配光控制元件6)的情况下,需要在配置了LED元件(光源7)的基板上安装各个配光控制元件6。但是,在本实施方式1的配光控制元件6中,对于被排列成一列的多个LED元件(光源7),安装一个配光控制元件6,因而配光控制元件6的安装作业变得容易。
另外,例如可以考虑采用如将多个透镜用一个光学元件构成的透镜阵列那样的,需要在x-y平面上相对于LED元件(光源7)进行定位的光学元件。但是,需要根据LED元件(光源7)的数量的增减来变更光学元件的模具。因此,针对面光源装置的规格变更的通用性较低。
本实施方式1的配光控制元件6不需要针对LED元件(光源7)的数量的增减来变更配光控制元件6的模具。因此,配光控制元件6对面光源装置200的规格变更的通用性较高。即,仅改变LED元件(光源7)的数量,即可调节面光源装置200的亮度。因此,能够配置最佳数量的LED元件(光源7)。
另外,在通过挤压成形来制造配光控制元件6的情况下,其长度可以自由变化。因此,例如即使是液晶显示装置100的大小不同的情况下,也能够用相同模具进行应对。
根据以上所述,本实施方式1的面光源装置200即使是在一部分的区域配置光源7时,也能够朝向面光源装置200的光出射面(扩散板4)变更从配光控制元件6射出的光线L1、L2、L3。即,光线L1、L2、L3的前进方向被配光控制元件6变更为开口部53(面光源装置200的光出射面)的方向。因此,面光源装置200能够实现降低了对反射部5的形状的依赖率且提高了均匀性的面状光源。
另外,为了减少光源7的数量,也可以考虑将光源7排列成一列进行配置的结构。例如,多个光源7从显示面侧观察时沿着长边方向(y轴方向)配置在背照灯装置200的短边方向(x轴方向)的中央的部分。通过使用棒形状的配光控制元件6,能够通过简易的结构使光源7的配光朝向面光源装置200的光出射面(扩散板4)。
另外,设为配光控制元件6是透明材料,但也可以采用例如包含扩散部件的材料。在光线入射到扩散部件时,光线被散射而改变前进方向。因此,在配光控制元件6的内部前进的光线L的前进方向被变更为随机的方向。于是,被变更了前进方向的光线L到达配光控制元件6的光出射面62。因此,能够利用从配光控制元件6射出的光照射较广的范围。
另外,能够使用透明的材料在配光控制元件6的光入射面61、光出射面62或者光反射面67形成凹凸形状。即,例如可以在光入射面61、光出射面62或者光反射面67形成微小的凹凸形状。
光线的前进方向根据在光入射面61、光出射面62或者光反射面67设置的凹凸形状而随机变化。因此,能够利用从配光控制元件6射出的光对较广的范围进行照明。
这样,通过使光扩散,光前进的方向成为随机的方向。因此,能够缓和明线(brightline)。所谓“明线”是指在面光源装置的光出射面上形成为线状的亮度较高的区域。
另外,在排列配置多个光源7时,存在在面光源装置的光出射面上产生亮度不均的情况。即使是这种情况下,也能够通过使光扩散来缓和亮度不均。即,能够缓和较亮的部分与较暗的部分之间的差异。
另外,不需要在光入射面61、光出射面62或者光反射面67的整个区域中形成凹凸形状。例如,能够仅在光入射面61形成凹凸形状。另外,例如能够仅在光出射面62的一部分区域形成凹凸形状。另外,例如能够仅在光反射面67的一部分区域形成凹凸形状。即,凹凸形状可以是光入射面61、光出射面62或者光反射面67的一部分区域。
另外,凹凸形状不需要在所有的区域中设为相同的粗糙度。例如,能够使光入射面61的凹凸形状小于光出射面62或者光反射面67的凹凸形状。
但是,优选扩散部件或者凹凸形状对光扩散的程度小于光入射面61对光线的折射程度、光出射面62对光线的折射程度或者光反射面67对光线的反射程度。这是因为,在从配光控制元件6射出的光的配光中,扩散部件或者凹凸形状的影响是决定性的,难以通过设计来调节配光。
光的配光是通过基于配光控制元件6的形状的折射或者反射而被朝向面光源装置200的光出射面(扩散板4)的。因此,在光的扩散的因素增加时,有可能仅光源7附近变亮,并随着远离光源7而变暗。
<变形例1>
图5是示出变形例1的配光控制元件6a的结构的图。
前文设为配光控制元件6的材料是透明材料。但是,例如也可以是如图5所示,配光控制元件6a是使用了材料64及透明材料65的多层构造。
配光控制元件6a的光出射面62a的部分利用材料64形成。并且,利用材料64形成的部分的-z轴侧的部分利用透明材料65形成。即,利用材料64形成的部分的光入射面61侧的部分是利用透明材料65形成的。
因此,从光入射面61入射的光透过透明材料65的部分后,透过材料64的部分而到达光出射面62a。
材料64例如可以是包含扩散部件的材料。并且,材料64例如可以是与透明材料65的折射率不同的透明材料。
在通过挤压成形来制造配光控制元件6a的情况下,能够使用多种材料进行成形。
这样通过改变一部分材料,能够控制配光。
另外,不限于图5所示的多层构造。可以按照配光在任意的位置配置任意的材料。
<变形例2>
图6是示出变形例2的配光控制元件6b的结构的图。
如图6所示,例如也可以在图2所示的配光控制元件6的光出射面62上配置光扩散元件66。在图6中,光扩散元件66呈片形状。并且,光扩散元件66配置在光轴C上。光扩散元件66配置在配光控制元件6b的光出射面62a上。
在配光控制元件6b的光轴C上前进的光线有时不在光入射面61及光出射面62a折射而直行。在这种情况下,该部分在显示面上成为明线而显现出来。通过将光扩散元件66配置在光轴C上,能够缓和该明线,提高亮度的均匀性。
另外,也可以替代光扩散元件66,而在光出射面62a的光轴C经过的区域形成凹凸面。例如,在通过挤压成形来制造配光控制元件6a的情况下,能够形成在z-x平面上呈凹凸形状且沿y轴方向延伸的槽。
<变形例3>
另外,例如也可以在图2所示的配光控制元件6的光出射面62a的光轴C上配置光反射元件。例如,能够将图6所示的光扩散元件66变更为光反射元件。
存在光源7的数量较少、相邻的光源7之间的区域作为较暗的部分而较明显的情况。在这种情况下,在光出射面62a的光轴C上配置光反射元件,也使光向-z轴方向反射。该反射也可以是扩散反射。
另外,光反射元件能够配置在各个光源7的+z轴方向的位置处。被光反射元件反射后的光沿y轴方向前进。被光反射元件反射后的光被安装有配光控制元件6的基板反射。在图1中,安装有配光控制元件6的基板是反射部5的底面51。于是,被光反射元件反射后的光从相邻的光反射元件之间的光出射面62a的区域射出。
通过该光的反射,光在y轴方向上扩展。由此,在相邻的光源7之间光也扩展,因而较暗的部分不再明显。
利用这样简洁的结构能够提高面状光的均匀性。
基于以上所述,根据本实施方式1的面光源装置200,能够通过简洁且通用性较高的配光控制元件6,以较少的光源7获得提高了均匀性的亮度分布。
<变形例4>
通常,面发光光源(面光源)在透镜较大时能够视作点光源。但是,在不能将光源视作点光源的情况下,对透镜面相对于其设计值的偏差的敏感度提高。即,关于光线的前进方向相对于透镜面的形状变化的变化,面光源大于点光源。在透镜面的敏感度提高时,透镜面的公差变严格。透镜面相对于其设计值的偏差例如是在透镜成形时等产生的。
另外,在将圆形透镜排列来形成面状光的情况下,亮度分布是通过与来自其它透镜的光的重叠而形成的。因此,即使是使用敏感度较高的透镜时,也能够通过来自相邻光源的光的重叠来缓和亮度分布的不均。
但是,在是柱面透镜的情况下,例如由一个透镜决定沿透镜的长边方向排列的多个光源的配光。例如,根据沿柱面透镜的长边方向延伸的凹凸形状,产生亮度分布的不均。于是,该亮度分布的不均不能通过来自相邻光源的光的重叠而被缓和。
沿柱面透镜的长边方向延伸的凹凸形状例如是在制造注射模塑成形的模具时形成并转印在柱面透镜上的。另外,沿柱面透镜的长边方向延伸的凹凸形状例如是在挤压成形时形成的。
例如,根据柱面透镜的截面形状,在相对于设计值具有0.05mm以上的偏差的情况下,有时导致在亮度分布上产生暗线或者明线。此处的截面是指在z-x平面上的截面。在被挤压成形的透镜的公差范围最小也为±0.1mm程度时,难以通过透镜面的形状来提高光的均匀性。
变形例4的面光源装置210使用被配光控制元件6c的光入射面61扩散后的光线L4和不被扩散而透过的光线L1、L2、L3。由此,面光源装置210能够抑制因透镜面的精度偏差导致的亮度分布的均匀性的降低。
图7是概略性地示出变形例4的液晶显示装置110(包括面光源装置210)的结构的结构图。图8、图9及图10是示出从光源7射出的光线透过配光控制元件6c时的举动的图。
液晶显示装置110具有配光控制元件6c及反射部件54,这一点与液晶显示装置100不同。
配光控制元件6c具有扩散层68,这一点与配光控制元件6不同。除此以外,配光控制元件6c与配光控制元件6相同。
配光控制元件6c具有供从光源7射出的光线入射的光入射面61。并且,配光控制元件6c具有使从光入射面61入射的光线L扩散的扩散层68。
配光控制元件6c在入射面61具有扩散层68。扩散层68使入射光扩散。在变形例4中,扩散层68形成于入射面61的内侧。
扩散层68形成于光入射面61比例如形成于光出射面62好。
在配光控制元件6c中,在光出射面62的折射角大于在光入射面61的折射角。折射角是当光线在边界面产生折射时,由光线的前进方向和边界面上的法线所成的角。在光入射面61的折射角是由光入射面61的法线与在配光控制元件6c内前进的光线所成的角。在光出射面62的折射角是由光出射面62的法线与从配光控制元件6c射出的光线所成的角。
由此,关于光线的前进方向相对于面形状的公差的敏感度,光出射面62高于光入射面61。即,关于光线的前进方向相对于面形状变化的变化,光出射面62大于光入射面61。
假设在光出射面62设置了扩散层68的情况下,容易产生因光出射面62的形状的偏差或扩散层的厚度偏差等导致的配光分布的变化。因此,需要严格进行制造时的质量管理。
另外,光出射面62的面积大于光入射面61。因此,扩散层68使用的扩散部件(颗粒69)也增多。并且,这有可能牵涉到成本增加。
扩散层9例如是包含颗粒69的层。颗粒69的折射率是与配光控制元件6c使用的透明材料的折射率不同的值。颗粒69使用例如硅酮颗粒、丙烯颗粒或者聚碳酸酯颗粒等。
另外,为了用少量的颗粒69得到较高的扩散性,期望使用粒径较小的颗粒69。颗粒69的粒径例如是1μm以上且在100μm以下。更好的是,颗粒69的粒径例如是粒径1μm以上且在50μm以下。再更好的是,颗粒69的粒径例如是粒径1μm以上且在10μm以下。
颗粒69例如优选球形形状。或者,颗粒69例如也可以是随机的形状。颗粒69的随机的形状例如是将球形形状的颗粒69弄碎而制得的。
在扩散层9中包含例如相同大小的颗粒69。另外,在扩散层9中也可以包含不同大小的颗粒69。另外,颗粒69的形状例如相同。另外,颗粒69的形状例如可以彼此不同。
在图8、图9及图10中,扩散层68当在z-x平面上观察时形成于光入射面61a、61b的等腰三角形形状的周边。扩散层68例如形成于光入射面61a、61b的周边整体。即,扩散部件(颗粒69)呈层状分布于光入射面61。
另外,扩散层68形成于光入射面61a、61b的周边的一部分。例如,扩散层9也可以仅形成于顶点部63。顶点部63是光入射面61a、61b的等腰三角形形状的顶点的部分。
例如,扩散层68沿着光入射面61的形状形成为均匀的厚度。另外,扩散层68形成为颗粒69浓度均匀。
例如,考虑来自光源7的光的强度分布,扩散层68可以沿着光入射面61的形状形成为不均匀的厚度。另外,例如扩散层68可以形成为颗粒69浓度不均匀。
下面,对配光控制元件6c是沿y轴方向延伸的柱面透镜的情况进行说明。即,配光控制元件6c在z-x平面上进行会聚或者发散。
在图8、图9及图10中,光线L1、L2、L3不被扩散层68扩散地前进。另一方面,光线L4被扩散层68扩散。
图8是示出从光源7射出的光线中在配光控制元件6c的光轴C附近的光线L1的前进方式的图。图9是示出从光源7向光轴C附近射出的光线L1中被光出射面62反射的光线L3的前进方式的图。图10是示出从光源7射出的光线中相对于光轴C的角度较大的光线L2的前进方式的图。在图8、图9及图10的各个附图中,光线L4是被扩散层68扩散后的光线。
在变形例4中,配光控制元件6c的光轴C与z轴平行。
图8、图9及图10示出了z-x平面的截面形状。但是,为了容易观察光线,省略了截面部分的阴影线。
从光源7向光轴C附近射出的光线L1例如是穿过扩散层68而不被扩散地到达光出射面62a的光线。光线L1是从光源7的发光面7a射出的。
另外,相对于光轴C的角度较大的光线L2例如是直接穿过扩散层68而不被扩散地到达光出射面62b的光线。光线L2是从光源7的发光面7b射出的。
从光源7射出的光线L从光入射面61入射到配光控制元件6c的内部。到达光入射面61的光线L被光入射面61a、61b折射而向配光控制元件6c的内部入射。
光线L4在光入射面61a、61b进行折射后到达扩散层68。
在扩散层68前进中的光线L4透过颗粒69。根据颗粒69的形状或者大小,光线L4通过米氏散射(Mie scattering)而扩散。在扩散层68的厚度越厚时,光线L4越扩散。
但是,在扩散光L4过度增多时,照射区域的周边的光量减少。因此,优选扩散层68的厚度在光入射面61与光出射面62之间的最短距离的三分之二以下。
<变形例5>
影像显示装置例如通过增大较亮的部分与较暗的部分之间的亮度差,增大所显示的影像的明度差。即,通过提高最大亮度值,能够增大显示面内的亮度差。由此,影像显示装置能够清晰地显示影像。
所显示的影像往往是显示面1a的上侧较亮,例如像太阳或者天空等那样。另一方面,在专利文献1中,以使亮度或者照度均匀的方式来配置光源。因此,在专利文献1所公开的结构中,难以增大所显示的影像的明度差。
变形例5的面光源装置220将光源7配置成使液晶显示装置120的显示面1a的上侧(+x轴侧)较亮。由此,即使是在显示包括太阳或者天空等的影像的情况下,液晶显示装置120也能够增大影像的明度差。
根据变形例5的面光源装置220,能够显示明度差较大的影像。
图11是概略性地示出变形例5的液晶显示装置120(包括面光源装置220)的结构的结构图。
液晶显示装置120具有各两个的配光控制元件6c及反射部件54,这一点与液晶显示装置100及110不同。另外,液晶显示装置120可以具有配光控制元件6、6a、6b来替代配光控制元件6c。并且,可以省略反射部件54。
在图11中,将配光控制元件6c及反射部件54统称为杆(rod)。杆R1包括配光控制元件6c1及反射部件54a。杆R2包括配光控制元件6c2及反射部件54b。另外,在省略了反射部件54的情况下,杆R1、R2成为配光控制元件6c1、6c2。
液晶显示装置120将+x轴侧作为画面的上部。面光源装置200、210的光轴C位于面光源装置200、210的x轴方向的中心。即,配光控制元件6、6a、6b的光轴C位于面光源装置200、210的x轴方向的中心。
在面光源装置220中,光轴C1、C2不位于面光源装置220的x轴方向的中心。在图11中,用中心位置Ca表示面光源装置220的x轴方向的中心。
杆R1例如配置在比中心位置Ca靠-x轴侧。即,杆R1配置在比面光源装置220的中心靠下侧。杆R2例如配置在比中心位置Ca靠+x轴侧。即,杆R2配置在比面光源装置220的中心靠上侧。
杆R1、R2沿配光控制元件6c1、6c2的具有曲率的方向排列配置。配光控制元件6c1、6c2沿配光控制元件6c1、6c2的具有曲率的方向排列配置。另外,此处配光控制元件6c1、6c2是柱面透镜。
在此,设杆R1的光轴C1与中心位置Ca之间的距离为距离D1。设杆R2的光轴C2与中心位置Ca之间的距离为距离D2。在面光源装置220中,距离D1比距离D2短(D1<D2)。
另外,能够将杆R1配置在比中心位置Ca靠+x轴侧。
面光源装置220优选具有两个以上的杆R。一个杆R2配置在中心位置Ca的+x轴侧。由此,面光源装置220的发光面上部的亮度提高。但是,面光源装置220的发光面下部的光量减少。
杆R1配置在中心位置Ca的-x轴侧。由此,能够提高面光源装置220的发光面下部的光量。但是,为了使面光源装置220的发光面的中央部及上部的光量高于面光源装置220的发光面下部的光量,将杆R1配置在中心位置Ca的附近。另外,在图11中,面光源装置220的发光面是扩散板4。
配光控制元件6c沿液晶显示装置120的水平方向延伸配置。多个光控制元件6c1、6c2的垂直方向的中心位置Cb位于比中心位置Ca靠上侧(+x轴方向侧)的位置。另外,在变形例5中,中心位置Ca与液晶面板1的垂直方向的中心位置一致。因此,多个光控制元件6c1、6c2的垂直方向的中心位置Cb位于比液晶面板1的垂直方向的中心位置(中心位置Ca)靠上侧的位置。在图11中,中心位置Cb与液晶面板1的垂直方向上的中心位置(中心位置Ca)之间的距离是距离D3。
根据以上所述,变形例5的面光源装置220能够提高发光面的中央部及上部的亮度。于是,面光源装置220能够得到适合于通常显示的影像的亮度分布。面光源装置220能够增大通常显示的影像的明度差。于是,面光源装置220能够清晰地显示影像。
另外,在上述的各实施方式中,存在使用了“平行”或者“垂直”等表示部件间的位置关系或者部件的形状的用语的情况。这些用语表示包括考虑了制造上的公差或组装上的偏差等的范围的情况。因此,当在权利要求书中进行了示出部件间的位置关系或者部件的形状的记述的情况下,表示包括考虑了制造上的公差或组装上的偏差等的范围的情况。
另外,按照以上所述对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限于这些实施方式。
下面以上述的各实施方式为基础,将发明的内容记述为附记(1)及附记(2)。附记(1)和附记(2)分别单独标注了标号。因此,例如在附记(1)和附记(2)双方存在“附记1”。
并且,能够对附记(1)和附记(2)的特征进行组合。
<附记(1)>
<附记1>
一种面光源装置,其中,该面光源装置具有:
光源,其射出光;以及
配光控制元件,所述光入射到该配光控制元件,该配光控制元件变更所入射的所述光的配光,
所述光包括第1光线及第2光线,
所述光源具有:第1发光面,其射出所述第1光线;以及第2发光面,其形成于所述第1发光面的周边,向与所述第1光线的出射方向垂直的方向射出所述第2光线,
所述配光控制元件包括:第1光出射面,其形成于所述配光控制元件的光轴经过的位置处,是所述第1光线到达的面;第2光出射面,其配置在所述第1光出射面的端部,在所述光轴的方向上向所述光源侧延伸而形成,是所述第2光线到达的面;以及光反射面,其配置在与所述第1光出射面对置的位置处,将被所述第1光出射面反射后的所述第1光线朝向所述第2光出射面反射,
所述第2光出射面以其与所述光轴之间的间隔随着从所述光源朝向所述第1光出射面而变窄的方式倾斜,
所述光反射面在所述第1光出射面侧是凸形状。
<附记2>
根据附记1所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件具有供从所述光源射出的所述光入射的光入射面,
所述光入射面形成为覆盖所述光源。
<附记3>
根据附记2所述的面光源装置,其中,
所述光入射面与所述光轴之间的间隔随着从所述光源朝向所述第1光出射面而变窄。
<附记4>
根据附记1~3中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述第1光出射面及所述第2光出射面是在第1方向上具有曲率且在与所述第1方向垂直的第2方向上不具有曲率的柱面。
<附记5>
根据附记4所述的面光源装置,其中,
所述光源沿所述第2方向排列配置。
<附记6>
根据附记2或3所述的面光源装置,其中,
所述第1光出射面及所述第2光出射面是在第1方向上具有曲率且在与所述第1方向垂直的第2方向上不具有曲率的柱面,
所述光入射面是沿所述第2方向延伸的槽形状。
<附记7>
根据附记6所述的面光源装置,其中,
所述光源沿所述第2方向排列配置。
<附记8>
根据附记1~7中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件在所述第1光出射面、所述第2光出射面或者光反射面具有凹凸形状的区域。
<附记9>
根据附记2、3、6或7中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件在所述光入射面具有凹凸形状的区域。
<附记10>
根据附记1~9中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件包括扩散部件。
<附记11>
根据附记1~10中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件包括不同折射率的材料。
<附记12>
根据附记1~11中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件在所述第1光出射面的包含所述光轴的区域中具有光扩散元件或者光反射元件。
<附记13>
一种液晶显示装置,其中,该液晶显示装置具有:
附记1~12中任意一项所述的面光源装置;以及
液晶面板,其将从所述面光源装置射出的面状光转换为图像光。
<附记(2)>
<附记1>
一种面光源装置,其中,该面光源装置具有:
光源,其射出光;以及
配光控制元件,所述光入射到该配光控制元件,该配光控制元件变更所入射的所述光的配光,
所述光包括第1光线及第2光线,
所述光源包括:第1发光面,其射出所述第1光线;以及第2发光面,其形成于所述第1发光面的周边,向与所述第1光线的出射方向垂直的方向射出所述第2光线,
所述配光控制元件包括:光入射面,从所述光源射出的所述光入射到该光入射面;第1光出射面,其形成于所述配光控制元件的光轴经过的位置处,是所述第1光线到达的面;第2光出射面,其配置在所述第1光出射面的端部,在所述光轴的方向上向所述光源侧延伸而形成,是所述第2光线到达的面;以及光反射面,其配置在与所述第1光出射面对置的位置处,将被所述第1光出射面反射后的所述第1光线朝向所述第2光出射面反射。
<附记2>
根据附记1所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件包括扩散部件。
<附记3>
根据附记2所述的面光源装置,其中,
所述扩散部件呈层状分布于所述光入射面。
<附记4>
根据附记1~3中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述光入射面形成为覆盖所述光源。
<附记5>
根据附记1~4中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述光入射面与所述光轴之间的间隔随着从所述光源朝向所述第1光出射面而变窄。
<附记6>
根据附记1~5中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述第2光出射面以其与所述光轴之间的间隔随着从所述光源朝向所述第1光出射面而变窄的方式倾斜。
<附记7>
根据附记1~6中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述光反射面在所述第1光出射面侧是凸形状。
<附记8>
根据附记1~7中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件在所述第1光出射面、所述第2光出射面或者光反射面具有凹凸形状的区域。
<附记9>
根据附记1~8中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件包括不同折射率的材料。
<附记10>
根据附记1~9中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件在所述第1光出射面的包含所述光轴的区域具有光扩散元件或者光反射元件。
<附记11>
根据附记1~10中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述第1光出射面及所述第2光出射面是在第1方向上具有曲率且在与所述第1方向垂直的第2方向上不具有曲率的柱面。
<附记12>
根据附记11所述的面光源装置,其中,
所述光源沿所述第2方向排列配置。
<附记13>
根据附记11或12所述的面光源装置,其中,
所述光入射面是沿所述第2方向延伸的槽形状。
<附记14>
根据附记11~13中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件至少设置了两个以上,
各个所述配光控制元件平行地配置。
<附记15>
一种液晶显示装置,其中,该液晶显示装置具有:
附记14所述的面光源装置;以及
液晶面板,其将从所述面光源装置射出的面状光转换为图像光,
所述配光控制元件被配置为沿水平方向延伸,
多个所述配光控制元件的垂直方向上的中心位置位于比所述液晶面板的垂直方向上的中心位置靠上侧的位置处。
<附记16>
一种液晶显示装置,其中,该液晶显示装置具有:
附记1~14中任意一项所述的面光源装置;以及
液晶面板,其将从所述面光源装置射出的面状光转换为图像光。
标号说明
100、110、120液晶显示装置;200、210、220面光源装置;1液晶面板;1a显示面;1b背面;2、3光学片;4扩散板;5反射部;51底面;52侧面;53开口部;54反射部件;6、6a、6b、6c配光控制元件;61、61a、61b光入射面;62、62a、62b光出射面;63顶点部;64材料;65透明材料;66光扩散元件;67光反射面;68扩散层;69颗粒;7光源;7a、7b发光面;A倾斜角;C、Cs、C1、C2光轴;Ca、Cb中心位置;L、L1、L2、L3、L4光线;R、R1、R2杆。
Claims (10)
1.一种面光源装置,其中,该面光源装置具有:
光源,其射出光;以及
配光控制元件,所述光入射到该配光控制元件,该配光控制元件变更所入射的所述光的配光,
所述光包括第1光线线及第2光线,
所述光源具有:第1发光面,其射出所述第1光线;以及第2发光面,其形成于所述第1发光面的周边,向与所述第1光线的出射方向垂直的方向射出所述第2光线,
所述配光控制元件具有:光入射面,从所述光源射出的所述光入射到该光入射面;第1光出射面,其形成于所述配光控制元件的光轴经过的位置处,是所述第1光线到达的面;第2光出射面,其配置在所述第1光出射面的端部,在所述光轴的方向上向所述光源侧延伸而形成,是所述第2光线到达的面;以及光反射面,其配置在与所述第1光出射面对置的位置处,使被所述第1光出射面反射后的所述第1光线朝向所述第2光出射面反射。
2.根据权利要求1所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件包括扩散部件,
所述扩散部件呈层状分布于所述光入射面。
3.根据权利要求1或2所述的面光源装置,其中,
所述光入射面形成为覆盖所述光源。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述光入射面与所述光轴之间的间隔随着从所述光源朝向所述第1光出射面而变窄。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述第1光出射面及所述第2光出射面是在第1方向上具有曲率且在与所述第1方向垂直的第2方向上不具有曲率的柱面。
6.根据权利要求5所述的面光源装置,其中,
所述光源沿所述第2方向排列配置。
7.根据权利要求5或6所述的面光源装置,其中,
所述光入射面是沿所述第2方向延伸的槽形状。
8.根据权利要求5~7中任意一项所述的面光源装置,其中,
所述配光控制元件至少设置了两个以上,
各个所述配光控制元件平行地配置。
9.一种液晶显示装置,其中,该液晶显示装置具有:
权利要求8所述的面光源装置;以及
液晶面板,其将从所述面光源装置射出的面状光转换为图像光,
所述配光控制元件沿水平方向延伸配置,
多个所述光控制元件在垂直方向上的中心位置位于比所述液晶面板的垂直方向上的中心位置靠上侧的位置。
10.一种液晶显示装置,其中,该液晶显示装置具有:
权利要求1~8中任意一项所述的面光源装置;以及
液晶面板,其将从所述面光源装置射出的面状光转换为图像光。
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