CN114365036A - 光源装置和利用它的信息显示系统 - Google Patents

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Abstract

一种对影像显示装置供给特定偏振方向的光的光源装置，其包括：点状或面状的光源；减小来自上述光源的光的发散角的光学机构；和具有将来自上述光源的光反射、使其向影像显示装置传播的反射面的导光体，上述导光体的反射面与上述影像显示装置相对地配置，在上述影像显示装置与反射面之间从影像显示装置侧起依次地配置有反射型偏光板和相位差板，使由上述反射型偏光板反射了的特定偏振方向的光通过上述相位差板，用上述导光体的反射面反射该光，使该光通过上述相位差板而进行偏振方向的转换，使特定偏振方向的光向上述影像显示装置传播，利用设置于上述光源装置的反射面的形状和表面粗糙度对从上述光源向上述影像显示装置入射的光束的发散角的一部分或者全部进行控制。

Description

光源装置和利用它的信息显示系统
技术领域
本发明涉及光源装置和利用它的信息显示系统。
背景技术
作为信息显示系统，除了直接向外部显示影像的信息显示系统以外，还已知有使用透射型屏幕控制影像光的扩散特性并进行显示的系统。例如，依据以下的专利文献1和专利文献2，已知具有包含粘合剂、微小颗粒的光扩散层的透明或反射型屏幕。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6133522号公报
专利文献2：日本专利第6199530号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在上述现有技术的投影型信息显示系统、装置中，关于使影像光高效地(有效地)到达车外或室外的观察者而提高光的利用效率，由此降低包括光源的装置的消耗电力等，没有被考虑。在此，本发明提供能够对空间的外部适当地显示影像的技术。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述技术问题，例如采用权利要求书中记载的结构。本申请包括多个解决上述技术问题的技术手段，举其一例，提供一种光源装置，其对影像显示装置供给特定偏振方向的光，该光源装置包括：点状或面状的光源；用于减小来自上述光源的光的发散角的光学元件；将来自上述光源的光向上述影像显示装置传播的导光体；和配置在上述导光体与上述影像显示装置之间的反射型偏光板，在上述导光体设置有将来自上述光源的光向上述反射型偏光板反射的反射面，通过用反射板将被上述反射型偏光板反射了的特定偏振方向的光反射，使该光二次通过相位差板来进行偏振转换，通过使偏振转换了的光透过上述反射型偏光板而使光向上述影像显示装置传播，利用设置在上述光源装置的反射面的形状和表面粗糙度，对从上述光源向上述影像显示装置入射的光束的发散角的一部分或全部进行控制。
发明效果
依据本发明，能够对空间的外部适当地显示影像。上述以外的技术问题、结构和效果，通过以下的实施方式的说明变得清楚。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的信息显示系统的整体结构的一例的图。
图2是表示将信息显示系统应用于作为车辆的公共汽车的例子的图。
图3是表示将信息显示系统应用于作为车辆的电气化列车的例子的图。
图4是表示信息显示装置的具体的结构的一例的图。
图5是表示光源装置的具体的结构的一例的截面图。
图6是表示光源装置的具体的结构的一例的截面图。
图7是表示信息显示装置的具体的结构的一例的图。
图8是表示光源装置的具体的结构的一例的截面图。
图9是表示光源装置的具体的结构的一例的截面图。
图10是表示光源装置的具体的结构的一例的截面图。
图11A是表示信息显示装置的具体的结构的一例的截面图。
图11B是表示信息显示装置的具体的结构的一例的截面图。
图12A是表示信息显示装置的具体的结构的一例的截面图。
图12B是表示信息显示装置的具体的结构的一例的截面图。
图13是表示信息显示装置的具体的结构的一例的截面图。
图14A是表示光源装置的具体的结构的一例的图。
图14B是表示光源装置的具体的结构的一例的图。
图15是单方向性的透明片(透射型)的说明图。
图16是单方向性的透明片(透射型)的说明图。
图17是表示反射镜的反射率的波长特性的特性图。
图18是表示反射镜的反射率的波长特性的特性图。
图19是表示影像显示装置的影像光扩散特性的图。
图20是表示影像显示装置的影像光扩散特性的图。
图21是表示太阳光等自然光的波长分布的图。
图22是表示玻璃对太阳光等自然光的P偏振光和S偏振光的反射率的图。
具体实施方式
以下的实施例例如涉及一种信息显示系统，其能够使来自大面积的影像发光源的影像光的影像经橱窗(show window)的玻璃等将空间分隔开的透明部件而透射，对店铺(空间)的外部进行显示。另外，涉及一种使用该信息显示系统经汽车、电气化列车(下面统称为“车辆”)的挡风玻璃、后玻璃、侧玻璃将影像投影至外部的车辆用信息显示系统。
依据以下的实施例，能够提供一种新的使用性优异的信息显示系统，其例如在橱窗的玻璃面、车辆的后玻璃、挡风玻璃、侧面的玻璃等也能够显示高分辨率的影像信息，使出射的影像光的发散角较小，即成为锐角，与特定的偏振一致，从而使影像光高效地到达观察者而提高光的利用效率，由此能够大幅度地降低包含光源的装置产生的消耗电力。另外，例如，能够提供一种能够经包括车辆的挡风玻璃、后玻璃、侧玻璃在内的防护玻璃(shieldglass)，在车辆外部观看的、所谓的能够进行单方向性显示的车辆用信息显示系统。
作为以往存在的、向车外显示影像信息的通常的车辆用信息显示系统，有将LED芯片排列为矩阵状，与影像信息相配合地进行点亮显示的系统。在这样的系统中，(1)由于LED芯片的扩散角为广角，所以为了获得所希望的明亮度而需要大电力(电功率)。另外，(2)能够得到所希望的明亮度的LED芯片各自的尺寸变大，作为能够搭载在车辆上的尺寸的信息显示系统不能获得高分辨率。并且，(3)如果要防止装置的大型化，则难以进行影像的彩色显示。
另一方面，通过使用了以往的能够进行高分辨率的彩色显示的液晶面板的信息显示装置向车外显示影像信息时，存在影像的明亮度(亮度)不足，例如在炎热天气下不能识别显示内容的技术问题。为了解决该技术问题，如果将产生较大的光束量的大功率LED光源用于背光源，则消耗电力增大且LED的发热变大，为了应对这种问题，系统进一步大型化，因此难以用作车载用信息显示系统。
以下，使用附图等对本发明的实施例进行详细说明。本发明不限于实施例的说明，在本说明书公开的技术思想的范围内，本领域技术人员能够进行各种改变和修正。另外，在用于说明本发明的全部附图中，有时对于具有相同功能的结构，标注相同的附图标记，省略其重复说明。
<信息显示系统>
图1表示本实施例的信息显示系统的整体结构。例如，在店铺等中，利用作为玻璃等透光性部件的橱窗(也称为“窗玻璃”)220将空间分隔开，依据本实施例的信息显示系统，能够从该透明的部件透射，将影像对店铺(空间)的外部单方向地显示。在图1中，使橱窗220的内侧(店铺内)为进深方向，其外侧(例如人行道)为跟前，这样进行显示。
更具体而言，如图1所示，在作为玻璃等透明部件的橱窗220的正面或倾斜方向，配置有影像显示装置48(后面进行详细说明)，该影像显示装置48具有光源，生成并投影要显示的影像光，由影像显示装置48生成的影像光，通过光方向转换面板54或粘贴在橱窗220上的透明片(膜)51的作用，对外部单方向地显示(后面进行详细说明)。依据该结构，能够利用橱窗220，对外部显示各种各样的信息，能够显著地提高橱窗的利用效率。
接着，在图4中表示信息显示系统的更具体的结构，构成影像显示装置48的影像显示元件52，例如由画面尺寸超过15英寸的比较大型的液晶显示面板构成。此外，为了通过失真校正进行实用上没有问题的水平的修正，面板的分辨率优选为1280×720像素点以上，为了向外部除了显示字符信息以外还将影像信息以静止画面或活动画面来显示，优选为1980×1080像素点以上的分辨率。
另外，影像显示装置48具有影像显示元件52(液晶显示面板)和构成其光源的光源装置101，在图4中，将光源装置101和液晶显示面板一起展开立体地图示。
该液晶显示面板(影像显示元件52)如图4中箭头30所示，通过来自背光源装置即光源装置101的光，得到具有窄角扩散特性、即指向性(直进性)强、且使偏光面(偏振面)朝向一个方向的类似激光的特性的照明光束，将根据所输入的影像信号实施了调制的影像光向设置于窗玻璃220的表面的透明片51出射。另外，在图4中，信息显示系统具有构成影像显示装置48的液晶显示面板52和控制来自光源装置101的出射光束的指向特性的光方向转换面板54，根据需要还具有窄角扩散板(未图示)。即，成为如下结构：在液晶显示面板52的两面设置有偏光板(也称为偏光片)，特定偏振的影像光通过影像信号对光的强度进行调制后出射(参照图4的箭头30)。由此，使所希望的影像为指向性(直进性)高的特定偏振的光，经光方向转换面板54向窗玻璃220投影，并经设置在其表面的透明片51朝向店铺(空间)的外部的观看者的眼睛透射。此外，有时也在上述的光方向转换面板54的表面设置保护覆盖件50。
在本实施例中，为了使来自光源装置101的出射光束30的利用效率提高，大幅度地降低消耗电力，在包括光源装置101和液晶显示面板52而构成的影像显示装置48中，利用柱状透镜、透明面板等光学部件对来自光源装置101的、在设置在窗玻璃220的表面的透明片51透射或扩散(漫射)的影像光(参照图4的箭头30)的亮度，赋予高指向性。依据该结构，来自影像显示装置48的影像光如激光那样以高指向性(直进性)高效地到达处于橱窗220的外侧(例如人行道)的观察者，其结果是，能够以高分辨率显示高品质的影像，并且能够显著地降低包括光源装置101的LED元件201的影像显示装置48的消耗电力。
<影像显示装置的例1>
在图5中表示影像显示装置48的具体结构的一例。图5中，在图4的光源装置101之上配置有液晶显示面板52和光方向转换面板54。该光源装置101，在图4所示的壳体上例如由塑料等形成，在其内部收纳LED元件201、导光体203而构成，在导光体203的端面，为了如图4所示的那样将来自各个LED元件201的发散光转换为大致平行光束，设置有透镜形状结构(透镜形状件)，该透镜形状结构具有相对于受光部随着向对面去截面积逐渐变大的形状，具有在内部传播时通过多次全反射而使发散角逐渐变小的作用。在其上面安装有构成影像显示装置48的液晶显示面板52。另外，在光源装置101的壳体的一个侧面(本例中左侧的端面)，安装有作为半导体光源的LED(Light Emitting Diode：发光二极管)元件201、安装有其控制电路的LED电路板202，并且在LED电路板202的外侧面，有时也安装有用于将LED元件和控制电路产生的热冷却的部件即散热器。
另外，在安装于光源装置101的壳体的上表面的液晶显示面板的框架(未图示)，安装有安装在该框架的液晶显示面板52、和与该液晶显示面板电连接的FPC(FlexiblePrinted Circuits：挠性印刷电路板)(未图示)等。即，作为液晶显示元件的液晶显示面板52，与作为固体光源的LED元件201一起基于来自构成电子装置的控制电路(未图示)的控制信号，通过调制透射光的强度来生成显示影像。这时，由于所生成的影像光的扩散角度窄，该影像光仅具有特定的偏振成分，因此能够获得与由影像信号驱动的面发光激光影像源近似的、以往没有的新的影像显示装置。现状是，利用激光装置获得与通过上述的影像显示装置48获得的图像同等大小的激光光束，在技术上和安全上是不可能的。于是，在本实施例中，例如能够由来自具有LED元件的通常光源的光束得到上述的与面发光激光影像光近似的光。
接着，对收纳在光源装置101的壳体内的光学系统的结构，参照图5和图6进行详细说明。
由于图5和图6是截面图，因此构成光源的多个LED元件201仅图示了一个，它们通过导光体203的受光端面203a的形状被转换为大致准直光。因此，导光体端面的受光部和LED元件具有规定位置关系地安装。其中，该导光体203各自例如由丙烯酸等透光性树脂形成。该导光体端部的LED受光面例如具有将抛物截面旋转而得到的圆锥凸形状的外周面，在其顶部具有凹部，在该凹部的中央部形成有凸部(即，凸透镜面)，在其平面部的中央部具有向外侧突出的凸透镜面(或者也可以是向内侧凹陷的凹透镜面)(未图示)。安装LED元件201的导光体的受光部外形形状，为形成圆锥形状的外周面的抛物面形状，设定在能够使从LED元件向周边方向出射的光在其内部全反射的角度的范围内，或者形成了反射面。
另一方面，LED元件201分别配置在其电路板即LED电路板202的表面上的规定位置。该LED电路板202相对于LED准直器(受光端面203a)被配置并固定成，其表面上的LED元件201分别位于上述凹部的中央部。
依据该结构，能够利用导光体203的受光端面203a的形状，从LED元件201发射的光获得大致平行光，能够提高所产生的光的利用效率。
如上所述，光源装置101安装了在设置于导光体203的端面的受光部即受光端面203a排列有多个作为光源的LED元件201的光源单元，利用导光体端面的受光端面203a的透镜形状结构使来自LED元件的发散光束成为大致平行光，如箭头所示在导光体203内部导光(与图面平行的方向)，通过光束方向转换机构204朝向与导光体大致平行地配置的液晶显示面板52(与从图面到跟前垂直的方向)出射。通过利用导光体内部或表面的形状使该光束方向转换机构的分布(密度)优化，能够控制入射到液晶显示面板52的光束的均匀性。上述的光束方向转换机构4通过导光体表面的形状、导光体内部设置例如折射率不同的部分，使在导光体内传播的光束朝向与导光体大致平行地配置的液晶显示面板52(与从图面到跟前垂直的方向)出射。这时，在使液晶显示面板52与画面中央正对且视点位于与画面对角尺寸相同的位置的状态下，比较画面中央与画面周边部的亮度的情况下的相对亮度比如果为20％以上，则实用上不存在问题，如果超过30％则成为更优异的特性。
图5是用于说明在包括上述导光体203和LED元件201的光源装置101中，进行偏振光转换的本实施例的光源的结构及其作用的截面配置图。在图5中，光源装置101包括：例如由塑料等形成的在表面或内部设置有光束方向转换机构204的导光体203、作为光源的LED元件201、反射片205、相位差板206、柱状透镜等，在其上面安装有在光源光入射面和影像光出射面具有偏光板的液晶显示面板52。
另外，在与光源装置101对应的液晶显示面板52的光源光入射面(图中的下表面)设置有膜或片状的反射型偏光板49，有选择地使从LED元件201出射的自然光束210中的单侧的偏振光(例如P偏振光)212反射，在设置于导光体203的一个(图中的下方)面的反射片205反射，再次朝向液晶显示面板52去。因此，通过在反射片205与导光体203之间、或者导光体203与反射型偏光板49之间设置相位差板(λ/4板)，由反射片205反射而2次通过，将反射光束从P偏振光转换为S偏振光，提高作为影像光的光源光的利用效率。在液晶显示面板52中利用影像信号调制了光强度的影像光束(图5的箭头213)，如图1所示，以大的入射角入射至窗玻璃220，因此在透明片51的反射率变大，为了在店铺(空间)的内部或者外部观看，能够获得良好的扩散特性。
图6与图5同样地是用于说明在包括导光体203和LED元件201的光源装置101中，进行偏振光转换的本实施例的光源的结构及其作用的截面配置图。光源装置101也同样地包括：例如由塑料等形成的在表面或内部设置有光束方向转换机构204的导光体203、作为光源的LED元件201、反射片205、相位差板206、柱状透镜等，在其上表面，作为影像显示装置48安装有在光源光入射面和影像光出射面具有偏光板的液晶显示面板52。
另外，在与光源装置101对应的液晶显示面板52的光源光入射面(图中的下表面)设置有膜或者片状的反射型偏光板49，有选择地使从LED光源201出射的自然光束210中单侧的偏振光(例如S偏振光)211反射，在设置于导光体203的一个(图中的下方)面的反射片205反射，再次朝向液晶显示面板52去。通过在反射片205与导光体203之间、或导光体203与反射型偏光板49之间设置相位差板(λ/4板)，由反射片205反射而二次通过，将反射光束从S偏振光转换为P偏振光，作为影像光提高光源光的利用效率。在液晶显示面板52中利用影像信号调制了光强度的影像光束(图6的箭头214)，即使如图1所示那样以大的入射角入射到窗玻璃220，也能够减小在表面的反射，能够用透明片51高效地使影像光向室外扩散。
在图5和图6所示的光源装置中，除了在对应的液晶显示面板52的光入射面设置的偏光板的作用以外，为了用反射型偏光板将单侧的偏光成分反射，理论上得到的对比度(contrast ratio)为反射型偏光板的正交透射率(cross transmittance，交叉透射率)的倒数与通过液晶显示面板附带的2个偏光板得到的正交透射率的倒数相乘之积，因此能够得到较高的对比度性能。实际上，通过实验确认到显示图像的对比度性能提高10倍以上。其结果是，获得了与自发光型有机EL相比也不逊色的高品质的影像。
<影像显示装置的例2>
在图7中表示影像显示装置48的具体结构的另一例。图7的光源装置101’为图8的光源装置101’。该光源装置101’如图中所示，在其壳体(参照图7)内例如由塑料等形成，其内部收纳了LED、准直器(collimator)、合成扩散块、导光体等，在其上面安装有液晶显示面板52。另外，在光源装置101’的壳体的一个侧面，安装有作为半导体光源的LED(LightEmitting Diode)元件14a、14b、安装有其控制电路的LED电路板102，并且在LED电路板102的外侧面安装有用于冷却由LED元件和控制电路产生的热的部件即散热器103(参照图7、图8)。
另外，在安装于壳体的上表面的液晶显示面板框架，安装有安装于该框架的液晶显示面板52、和与液晶显示面板52电连接的FPC(Flexible Printed Circuits：可挠性配线电路板)403(参照图7)等。即，作为液晶显示元件的液晶显示面板52与作为固体光源的LED元件14a、14b一起基于来自构成电子装置的控制电路(在此未图示)的控制信号，通过调制透射光的强度来生成显示影像。
<影像显示装置的例3>
接着，使用图11A说明影像显示装置48的具体结构的另一例。关于该影像显示装置48的光源装置，其详情使用图14A、图14B等在后文说明，将来自LED的自然光(P偏振光和S偏振光混合存在)的发散光束通过准直透镜18转换为大致平行光束，利用反射型导光体304向液晶显示面板52反射。反射光入射到配置在液晶显示面板52与反射型导光体304之间的波长板(wave plate，也称为波片)和反射型偏光板49。由反射型偏光板反射特定的偏振光(例如S偏振光)，通过波长板转换相位，返回至反射面，再次通过相位差板(phase plate)，转换为透过反射型偏光板的偏振光(例如P偏振光)。
其结果是，来自LED的自然光与特定的偏振光(例如P偏振光)相一致，入射到液晶显示面板52，按照影像信号被调制亮度，在面板面显示影像。与上述的例子同样地表示了构成光源的多个LED(但是，由于是纵截面，因此在图11A～图14B中仅图示了1个)，它们相对于LED准直器18安装在规定位置。此外，该LED准直器18分别例如由丙烯酸等透光性树脂或玻璃形成。并且，该LED准直器18具有将抛物截面旋转而得到的圆锥凸形状的外周面，并且在其顶部具有凹部，在该凹部的中央部形成有凸部(即，凸透镜面)。另外，在其平面部的中央部具有向外侧突出的凸透镜面(或者也可以是向内侧凹陷的凹透镜面)。此外，形成LED准直器18的圆锥形状的外周面的抛物面，在能够使从LED向周边方向出射的光在其内部进行全反射的角度的范围内被设定，或者形成了反射面。通过LED准直器18转换为了大致平行光的光，由反射型导光体反射，并且通过波长板(相位差板)和反射型偏光板的作用而与特定的偏振光相一致地入射到液晶显示面板52。此外，这与图8、图9中所示的影像显示装置的例1的光源也是相同的结构。
另外，也可以如图11B所示的那样构成。即，由LED准直器18被转换为了大致平行光的光，被反射型导光体304反射，通过反射型偏光板49的作用使特定的偏振光透射，反射了的另外的偏振光再次透过反射型导光体304，在设置在与液晶显示面板52不接触的导光体的另一面的反射板271反射。这时二次通过配置在反射板271与液晶面板52之间的相位差板(λ/4板)270而进行偏光转换，再次透过导光体304，并透过设置在相反面的反射型偏光板49，使偏振方向一致地入射到液晶显示面板52。其结果是，因为能够将光源的光全部利用，所以光的利用效率变成2倍。
来自液晶显示面板的出射光，在以往的电视机中在画面水平方向(图20(a)由X轴表示)和画面垂直方向(图20(b)由Y轴表示)均具有相同的扩散特性。而来自本实施例的液晶显示面板的出射光束的扩散特性，例如如图20的例1所示，亮度为正视(角度0度)时的50％的视角为13度，由此，相比于现有的62度成为1/5。同样地，通过将反射型导光体的反射角度和反射面的面积等优化，使垂直方向的视角上下不均等，抑制上侧的视角，使上侧的视角相比于下侧的视角为其1/3左右。其结果是，与以往的液晶TV相比，朝向观看方向去的影像光量大幅提高，亮度为50倍以上。
进一步，如果形成为图20的例2所示的视角特性，则亮度为正视(角度0度)时的50％的视角为5度，相比于现有的62度成为1/12。同样地，通过将反射型导光体的反射角度和反射面的面积等优化，将垂直方向的视角构成为上下均等，将视角抑制至相比于以往(现有技术)为1/12左右。其结果是，与以往的液晶TV相比，朝向观看方向去的影像光量大幅提高，亮度为100倍以上。如上所述，通过将视角形成为窄角而能够使朝向观看方向去的光束量集中，因此光的利用效率大幅提高。其结果是，即使使用以往的TV用的液晶显示面板，通过控制光源装置的光扩散特性，也能够以同样的消耗电力实现亮度的大幅度提高，能够构成适合于朝向室外的信息显示系统的影像显示装置。在使用大型液晶面板的情况下，画面周边的光在观看者正对画面中央的情况下以向观看者的方向去的方式朝向内侧，从而使得画面明亮度的整面性提高。
作为基板结构，如图11A、图11B所示，利用光源装置使窄角的指向特性的光束入射到液晶显示面板52，与影像信号相匹配地进行亮度调制，从而使显示在液晶显示面板52的画面上的影像信息经由玻璃6对室外或者车外显示。这时，为了影像光的扩散特性的控制、减轻外部光引起的画质下降的影响，也可以在玻璃表面设置后述的透明片51。
<影像显示装置的例4>
图12A、图12B表示影像显示装置48的具体结构的另一例。与图11A、图11B的不同之处在于，作为影像显示装置的液晶显示面板52没有正对着玻璃6。因此，影像光在玻璃面反射一部分，能够从图面左下方向观看反射光331。通过最适当地选择影像显示装置与玻璃6的相对位置，使反射光331向所希望的方向反射，即使在由玻璃6分隔的室内或者车内也能够观看影像信息。
<影像显示装置的例5>
图13表示影像显示装置48的具体结构的另一例。与图11A的不同之处在于，作为影像显示装置的液晶显示面板52配置在与玻璃6正交的位置。因此，影像光由反射镜320反射，经由玻璃面朝向室外或者车外显示影像。在反射镜表面设置金属多层膜321，考虑与液晶显示面板52的RGB的像素对应的滤波器的特性，可以由少的多层膜结构来实现提高了特定波长的反射率的反射特性。进一步，为了减轻太阳光的入射对偏光板、液晶面板的影响，通过将比850nm(近红外光)波长长的光和400nm附近的蓝色光的反射率抑制的较低，能够减轻影像显示装置的由太阳光导致的损伤。图17表示形成了19层的金属多层膜的情况下的特性的图，图18是表示形成了14层的金属多层膜的情况下的特性的图。为了提高生成彩色影像所需要的蓝色影像光、绿色影像光、红色影像光的反射率，需要增多形成的膜的数量，但由于成本上升，最适合的膜的数量需要进行性能和成本的比较，求取最佳值。
本实施例的反射镜设计成，无论是P偏振还是S偏振都得到同样的反射率。在图17和图18中表示了特性，通过与来自液晶显示面板的影像光的偏振相一致地仅提高特定偏振的反射率，能够减少反射膜的膜数量，减少成膜成本。
<光源装置的例1>
接着，关于收纳在光源装置101’等的壳体内的光学系统的结构，参照图8、图9(a)以及(b)进行详细说明。
在图8和图9中表示了构成光源的LED14a、14b，它们相对于LED准直器15安装在规定位置。其中，该LED准直器15分别例如由丙烯酸等透光性树脂形成。并且，该LED准直器15如图9(b)所示，具有将抛物截面旋转而得到的圆锥凸形状的外周面156，在其顶部具有凹部153，在该凹部153的中央部形成有凸部(即，凸透镜面)157。另外，在其平面部的中央部具有向外侧突出的凸透镜面(或者也可以是向内侧凹陷的凹透镜面)154。形成LED准直器15的圆锥形状的外周面的抛物面156，设定在能够使从LED14a、14b向周边方向出射的光在其内部全反射的角度的范围内，或者形成了反射面。
另外，LED14a、14b分别配置在作为其电路板的LED电路板102的表面上的规定位置。该LED电路板102相对于LED准直器15以其表面上的LED14a或者14b分别位于凹部153的中央部的方式配置并固定。
依据该结构，利用上述的LED准直器15，从LED14a或14b发射的光之中、尤其是从其中央部分向上方(图的右方向)发射的光，被形成LED准直器15的外形的2个凸透镜面157、154聚光而成为平行光。另外，从其它部分向周边方向出射的光，被形成LED准直器15的圆锥形状的外周面的抛物面反射，同样地被聚光而成为平行光。换言之，利用在中央部构成了凸透镜、并且在周边部形成了抛物面的LED准直器15，能够使LED14a或14b产生的光几乎全部成为平行光而获得，能够提高所产生的光的利用效率。
此外，在LED准直器15的光的出射侧设置有偏光转换元件21。该偏光转换元件21根据图9可知，通过使截面为平行四边形的柱状(下面称为平行四边形柱)的透光性部件、和截面为三角形的柱状(下面称为三角形柱)的透光性部件组合，在与来自LED准直器15的平行光的光轴正交的面中平行地、成阵列状地排列多个而构成。并且，在这些排列为阵列状的相邻的透光性部件间的界面，交替地设置有偏振分光镜(下面简称为“PBS膜”)211和反射膜212，另外，在向偏光转换元件21入射并从PBS膜211透射的光出射的出射面，设置了λ/2相位板213。
在该偏光转换元件21的出射面进一步设置有图9(a)所示的矩形形状的合成扩散块16。即，从LED14a或14b出射的光通过LED准直器15的作用成为平行光向合成扩散块16入射，被出射侧的纹理结构161扩散后，到达导光体17。
导光体17例如是由丙烯酸等透光性树脂形成为截面大致为三角形(参照图9(b))的棒状的部件，并且，根据图8可知，导光体17具有：隔着第一扩散板18a与合成扩散块16的出射面相对的导光体光入射部(面)171；形成为斜面的导光体光反射部(面)172；和隔着第二扩散板18b与作为液晶显示元件的液晶显示面板52相对的导光体光出射部(面)173。
在该导光体17的导光体光反射部(面)172，如作为其部分放大图的图8所示，大量的反射面172a与连接面172b交替地形成为锯齿状。并且，反射面172a(图中向右上方去的线段)与图中点划线所示的水平面形成αn(n：为自然数，在本例中例如为1～130)，作为其一例，在此，将αn设定为43度以下(且0度以上)。
导光体入射部(面)171形成为向光源侧倾斜且弯曲的凸形状。据此，来自合成扩散块16的出射面的平行光经由第一扩散板18a被扩散而入射，根据图可知，一边从导光体入射部(面)171向上方稍微转向(偏转)一边到达导光体光反射部(面)172，在此反射而到达设置在图的上方的出射面的液晶显示面板52。
依据以上详述的信息显示装置48，在更加提高光利用效率及其均匀的照明特性的同时，能够将包括模块化了的S偏振的光源装置在内的结构，以小型且低成本制造。在上述的说明中，说明了将偏光转换元件21安装在LED准直器15之后的结构，但本发明并不限定于此，将偏光转换元件21设置在到达液晶显示面板的光路中也能够获得同样的作用·効果。
在导光体光反射部(面)172，大量的反射面172a和连接面172b交替地形成为锯齿状，照明光束在各个反射面172a上被全反射而朝向上方，并且，在导光体光出射部(面)173设置窄角扩散板，作为大致平行的扩散光束入射到控制指向特性的光方向转换面板54，从倾斜方向向液晶显示面板52入射。在本实施例中，将光方向转换面板54设置在了导光体出射面173与液晶面板52之间，但设置在液晶面板52的出射面也能够获得同样的效果。
<光源装置的例2>
关于光源装置101’等的光学系统的结构，在图10中表示另一例。与图9所示的例子同样地图示了构成光源的多个(本例中为2个)LED14a、14b，它们相对于LED准直器15安装在规定位置。此外，该LED准直器15分别例如由丙烯酸等透光性树脂形成。并且，与图9所示的例同样地，该LED准直器15具有将抛物截面旋转而得到的圆锥凸形状的外周面156，并且在其顶部具有凹部153，在该凹部153的中央部形成有凸部(即，凸透镜面)157。另外，在其平面部的中央部具有向外侧突出的凸透镜面(或者也可以是向内侧凹陷的凹透镜面)154。其中，形成LED准直器15的圆锥形状的外周面的抛物面156，在能够使从LED14a向周边方向出射的光在其内部全反射的角度的范围内被设定，或者形成有反射面。
另外，LED14a、14b分别配置在作为其电路板的LED电路板102的表面上的规定位置。该LED电路板102相对于LED准直器15以其表面上的LED14a或14b分别位于凹部153的中央部的方式配置并被固定。
依据该结构，通过上述的LED准直器15，从LED14a或14b发射的光之中，尤其是从其中央部分向上方(图中右方向)发射的光，被形成LED准直器15的外形的2个凸透镜面157、154聚光而成为平行光。另外，从其他部分向周边方向出射的光，被形成LED准直器15的圆锥形状的外周面的抛物面反射，同样地被集光而成为平行光。换言之，利用在中央部构成凸透镜、并且在周边部形成抛物面的LED准直器15，能够使从LED14a或14b产生的光几乎全部作为平行光出射，能够提高所产生的光的利用效率。
其中，在LED准直器15的光的出射侧隔着第一扩散板18a设置有导光体170。导光体170例如由丙烯酸等透光性树脂形成为截面大致为三角形(参照图10(a))的棒状，并且，根据图10(a)可知，导光体170具有：与扩散组件16的出射面隔着第一扩散板18a相对的导光体光170的入射部(面)171；形成斜面的导光体光反射部(面)172；和隔着反射型偏光板200与作为液晶显示元件的液晶显示面板52相对的导光体光出射部(面)173。
该反射型偏光板200例如如果选择具有使P偏振光反射(S偏振光透射)的特性的偏光板，则使从作为光源的LED发出的自然光之中的P偏振光反射，通过设置在图10(b)所示的导光体光反射部172的λ/4板202在反射面201反射，再次通过λ/4板202而被转换为S偏振光，入射到液晶显示面板52的光束全部统一为S偏振光。
同样地，作为反射型偏光板200如果选择具有使S偏振光反射(P偏振光透射)的特性的偏光板，则使从作为光源的LED发出的自然光之中的S偏振光反射，通过设置在图10(b)所示的导光体光反射部172的λ/4板202在反射面201反射，再次通过λ/4板202而被转换为P偏振光，入射到液晶显示面板52的光束全部被统一为P偏振光。利用以上所述的结构也能够实现偏振光转换。
<光源装置的例3>
在图14A中表示光源装置的另一例。本例的光源装置和液晶显示面板52的配置在图11A～图13中表示。光源装置利用准直透镜18将来自LED的自然光(P偏振光和S偏振光混合存在)的发散光束转换为大致平行光束，利用反射型导光体304使该光束向液晶显示面板52反射。
反射光入射到配置在液晶显示面板52与反射型导光体304之间的波长板和反射型偏光板。反射型偏光板反射特定的偏振光(例如S偏振光)，在设置在连接反射型导光体的反射面和反射面的面的波长板(未图示)被转换相位，返回到反射面，再次通过相位差板而被转换为从反射型偏光板透射的偏振光(例如P偏振光)。
或者，如图14B所示，反射光入射到配置在液晶显示面板52与反射型导光体304之间的反射型偏光板。特定的偏振光(例如S偏振光)被反射型偏光板反射而从连接导光体304的反射面的面透射，在面对导光体304的相反面地配置的反射板205被反射，二次透过相位板(λ/4波长板)206，由此被进行偏振光转换，透过导光体和反射型偏光板，入射到液晶显示面板52，被调制为影像光。这时，通过使被进行了偏振光转换的偏振面与特定偏振一致，光的利用效率成为通常的2倍，因为反射型偏光板的偏光度(消光比)也与系统整体的消光比相乘，所以通过使用本实施例的光源装置，能够大幅度地提高信息显示系统的对比度。
其结果是，使来自LED的自然光与特定的偏振光(例如P偏振光)一致。与上述的例子同样地表示了构成光源的多个LED(但是，由于是纵截面，因此在图11A～图14B中仅图示1个)，它们相对于LED准直器18被安装在规定位置。其中，该LED准直器18分别例如由丙烯酸等透光性树脂或者玻璃形成。并且，该LED准直器18具有将抛物截面旋转而得到的圆锥凸形状的外周面，并且在其顶部具有凹部，在该凹部的中央部形成有凸部(即，凸透镜面)。另外，在其平面部的中央部具有向外侧突出的凸透镜面(或者也可以是向内侧凹陷的凹透镜面)。其中，形成LED准直器18的圆锥形状的外周面的抛物面，在能够使从LED18向周边方向出射的光在其内部进行全反射的角度的范围内被设定，或者形成有反射面。
LED分别配置在作为其电路板的LED电路板102的表面上的规定位置。该LED电路板102相对于LED准直器18以其表面上的LED分别位于其凹部的中央部的方式配置并被固定。
依据该结构，利用LED准直器18，从LED发射的光之中的、尤其是从中央部分发射的光，通过形成LED准直器18的外形的2个凸透镜面被聚光而成为平行光。另外，从其它部分向周边方向出射的光，被形成LED准直器18的圆锥形状的外周面的抛物面反射，同样地被聚光而成为平行光。换言之，依据在中央部构成凸透镜、并且在周边部形成有抛物面的LED准直器18，LED产生的光的几乎全部能够作为平行光被获得，能够提高所产生的光的利用效率。
此外，在LED准直器18的光的出射侧，也可以设置在图14A、图14B等所示的截面图中对图面的垂直方向和水平方向(图的前后方向，未图示)的扩散特性进行转换的光学元件303。为了向导光体的反射面高效地照射光，使画面垂直方向的扩散角与导光体反射面的垂直面的宽度匹配，在水平方向，以使得从液晶显示面板52出射的光束的面密度变得均匀的方式，将LED的数量和光学元件303的发散角作为设计参数进行优化设计即可。即，可以使水平扩散角与垂直扩散角不同。
上述的反射型偏光板，如果选择具有使S偏振光反射(P偏振光透射)的特性的偏光板，则使从作为光源的LED发出的自然光之中的S偏振光反射，通过图14A等所示的配置在反射型偏光板与反射型导光体之间的相位差板在反射面反射，再次通过相位差板而被转换为P偏振光，入射到液晶显示面板54。该相位差板的厚度需要根据光线入射至相位差板的入射角度选择最佳值，最佳值存在于λ/16至λ/4的范围内。这时，反射型导光体的反射角也作为设计参数以使得入射至液晶显示面板的角度在整个画面区域中一定的方式来设计，从而能够提高明亮度的均匀性。
<柱状透镜>
为了控制来自液晶显示面板52的影像光的扩散分布，通过在光源装置101与液晶显示面板52之间、或者在液晶显示面板52的表面设置柱状透镜并使透镜形状优化，能够控制单方向的出射特性。进一步，通过将微透镜阵列配置为矩阵状，能够控制来自影像显示装置48的影像光束在X轴和Y轴方向的出射特性，其结果是，能够得到具有所希望的扩散特性的影像显示装置。
关于柱状透镜的作用进行说明。柱状透镜通过使透镜形状优化，能够实现上述的从影像显示装置48出射且在窗玻璃220上的透明片51上高效地反射或者扩散。即，对于来自影像显示装置48的影像光，设置将2个柱状透镜相组合或者将微透镜阵列配置为矩阵状来控制扩散特性的片，能够在X轴和Y轴方向上，按照影像光的反射角度(垂直方向为0度)控制影像光的亮度(相对亮度)。在本实施例中，利用这样的柱状透镜，与以往相比较，如图20(b)所示使垂直方向的亮度特性陡峭，并且使上下(Y轴的正负方向)方向的指向特性的平衡变化，从而提高由反射或扩散导致的光的亮度(相对亮度)，由此如来自面发光激光影像源的影像光那样，形成扩散角度狭窄(高直进性)且仅有特定的偏振成分的影像光，能够高效地到达观看者的眼睛。
另外，利用上述的光源装置，相比于图20的(a)、(b)所示的来自通常的液晶面板的出射光的扩散特性(图中表示为以往)，在X轴方向和Y轴方向均大幅度地形成窄角的指向特性，从而能够实现出射特定偏振的光的、近似与特定方向平行的影像光束的影像显示装置。
在图19中表示了在本实施例采用的柱状透镜的特性的一例。在该例子中，尤其表示了X方向(垂直方向)上的特性，特性O表示了光的出射方向的峰值为从垂直方向(0度)向上方去30度附近的角度，且上下对称的亮度特性。另外，图19的特性A、B进一步表示了在30度附近将峰亮度的上方的影像光聚光而提高了亮度(相对亮度)的特性的例子。因此，在这些特性A、B中，在超过了30度的角度，与特性O相比较，光的亮度(相对亮度)急剧地降低。
即，依据上述的包含柱状透镜的光学系统，能够使来自影像显示装置48的影像光经由以下所述的窗玻璃220上的透明片51，在特定方向上使其亮度增大(增强)地反射或扩散。由此，能够使来自影像显示装置48的影像光如来自面发光激光影像源的影像光那样，作为扩散角度狭窄(高直进性)且仅具有特定的偏振成分的光高效地到达室外或室内的观看者的眼睛。依据该结构，即使来自影像显示装置48的影像光的强度(亮度)降低了，观看者也能够准确地识别影像光而获得信息。换言之，通过进一步降低影像显示装置48的输出，能够实现消耗电力更低的信息显示系统。
通常的TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)液晶面板根据光的出射方向，由于液晶和偏光板彼此的特性而亮度、对比度性能不同。在从与面板面垂直(出射角度0度)的出射角稍微偏移的角度的特性(本实施例中，+5度)优异。这是由于在液晶的上下方向上使光扭转的特性在施加电压最大时不是0度。
另一方面，上下方向的对比度性能在-15度至+15度的范围内优异，与亮度特性相配合，以5度为中心的±10度的范围内的使用能够获得最优异的特性。
另外，关于面板左右方向上的亮度和视角的特性，垂直于面板面(出射角度0度)的出射角的特性优异。这是由于在液晶的左右方向上使光扭转的特性在施加电压最大时为0度。
同样地，左右方向的对比度性能在从-5度至-10度的范围中优异，与亮度特性相配合，在以-5度为中心的±5度的范围内的使用能够获得最优异的特性。因此，从液晶显示面板出射的影像光的出射角度，利用设置在光源装置101的导光体203的光束方向转换机构204使光从能够获得最优特性的方向入射到液晶显示面板，通过利用影像信号进行光调制，使影像显示装置48的画质和性能提高。
为了使来自作为影像显示元件的液晶显示面板的影像光转向所希望的方向，可以在液晶显示面板的出射面设置使用了柱状透镜片等的光方向转换面板54。
<单方向性的透明片：透射型的例1>
图15表示使影像光束向车外或者室外扩散的透明片51’的结构。在透明扩散片材55的影像光束入射面设置使P偏振光透射的偏光板57和相位差板58，阻止在透明扩散片材55反射的影像光束返回室内(设置了信息显示装置的空间)。其结果是，映现在窗玻璃220’上的影像不会对观看者造成障碍。设置在偏光板57与透明扩散片材55之间的相位差板58的最佳的相位差，可以按照透明扩散片的扩散特性选择最适合的值，在扩散角大的情况下接近λ/4较好，在扩散角小的情况下，与λ/8板等相组合能够获得良好的转换性能。
另外，能够确认到，代替上述的透明扩散片材55，将形成了提高特定偏振的反射率的增反射涂层的片材作为偏光板的替用，或者，在偏光板的表面设置增反射涂层，由此能够使得影像光束的反射率变大，同时能够大幅减轻由窗玻璃220’的反射影像产生的双重像的强度，即，确认了能够获得与上述的技术同样的效果。
进一步，也可以代替上述的透明扩散片材55，使用例如Santech Display Co.,Ltd.(サンテックディスプレイ(株))的PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal：聚合物分散液晶)，在影像显示状态下不施加电压而使影像光分散，在非影像显示状态下施加电压而形成透明的状态，由此能够作为透明片的替用。另外，发明者们通过实验明确了，通过使对PDLC施加的电压改变而使分散特性改变，与影像信号的ON/OFF(通/断)或者强弱同步地对施加电压进行调制，由此能够实现具有能够与影像相匹配地改变透射率的新功能的屏幕。
通过使来自影像显示装置的窄角的影像光束在垂直·水平方向上扩散，能够实现具有所希望的观看范围的影像信息显示系统。
<单方向性的透明片：透射型的例2>
图16中表示在使影像光束向车外或者室外扩散的透明片51’的基础上，进一步将影像光控制膜70作为外光(外部光)控制膜(以下，由参照附图标记70表示)的结构。从倾斜方向入射到窗玻璃220的太阳光，其S偏振光被反射而P偏振光透射并射向透明片51’。这时，太阳光被设置在外光控制膜70的黑色部分70a吸收，不能到达配置了影像显示装置的室内或者车内。另外，不与来自影像显示装置48的影像光混合，能够防止画质的降低。透明片51’由透明扩散片材55构成。该透明片51’使用一种分散有折射率大的纳米颗粒锆、纳米颗粒金刚石的、一边使热可塑性高分子熔融一边延伸而形成的膜，例如JXTG能源株式会社制“KALEIDO SCREEN(カレイドスクリーン)”，能够实现单方向性的显示，即，在不显示影像的情况下为透明，不妨碍观看者观看外界(店外)的风景，另一方面，在影像显示时使影像光扩散、反射，由此使店铺(空间)的外部的观看者能够识别影像信息。
另外，从倾斜方向入射到窗玻璃220的影像光，几乎不被黑色部分70a遮挡，通过透明部分70b，因此在透明片51’被扩散，能够实现向外界(车外或者店外)的影像显示。作为该外光控制膜70，例如Shin-Etsu Polymer Co.,Ltd.(信越ポリマー(株))的视角控制膜(VCF：View Control Film)是适合的，其构造为将透明硅和黑色硅交替地配置，在光入出射面配置合成树脂，形成三明治构造，因此能够期待与本实施例的外光控制膜同样的效果。视角控制膜的透明部70b与黑色部70a的间距h优选为所显示的影像的像素的1/3以下。这时，关于厚度W，在要使视角α比90度大的情况下使h/w大于1.0，在要使视角α比90度小的情况下使h/w小于1.0即可。另外，通过使黑色部分的倾斜角γ与由影像显示装置48和窗玻璃的安装位置决定的影像光入射角度一致，能够降低能量损失。
另一方面，由透明片51’的扩散透射率和平行光线透射率的比率定义的雾度(HAZE)如果为10％以下，则在实用上没有问题，但优选为4％以下。另外，通过代替上述的透明扩散片材55而设置形成了提高特定偏振光的反射率的增反射涂层的片，能够增大影像光束的反射率，同时能够大幅度地减轻由窗玻璃220的反射影像产生的双重像的强度。即，确认了能够获得与上述的技术同样的效果。
进一步，代替上述的透明扩散片材55，使用例如Santech Display Co.,Ltd.的PDLC，在影像显示状态下不施加电压使影像光分散，而在非影像显示状态下施加电压而形成透明的状态，可以作为透明片的替用。另外，发明者们通过实验明确了，通过使施加于PDLC的电压改变而使分散特性改变，通过与影像信号的ON/OFF或者强弱同步地调制施加电压，能够实现具有能够与影像相匹配地改变透射率的新功能的屏幕。
依据以上详细说明的实施例，能够使来自影像显示装置48的影像光如来自面发光激光影像源的影像光那样，形成为扩散角度狭窄(高直进性)且仅具有特定的偏振成分的光。据此，例如利用构成空间的橱窗220，能够对空间的外部显示各种各样的信息，能够显著地提高橱窗的利用效率。另外，实现能够以高分辨率显示高品质的影像，并且能够提高来自光源的出射光的利用效率、大幅度地降低消耗电力的信息显示系统。另外，在显示更大的影像的情况下，作为与光源装置101一起构成影像显示装置48的影像显示元件即液晶显示面板52，能够采用将比较便宜的液晶显示面板组合多个在接合部连续地形成为一体的大型的液晶显示面板52。在此情况下，即使使来自光源装置101的光束平行地射向窗玻璃220上设置的透明片51，并利用该透明片51向一个方向反射、扩散，也能够大幅降低消耗电力，而且能够显示进一步放大了的影像信息。
在以上的说明中，说明了将信息显示系统应用于由玻璃等透明部件(橱窗)分隔的空间(店铺)，利用该橱窗220对其内部或外部向一个方向进行显示的例子，但本发明不仅限定于该例子。即，本发明的信息显示系统，只要是利用玻璃等透明部件分隔的规定空间，就能够利用分隔该空间的透明部件对内部或外部向一个方向进行显示，下面，关于信息显示系统的其它例子进行说明。
<车辆用信息显示系统>
依据上述的实施例，如图1所示，使从影像显示装置48产生而向作为被投射部件的橱窗220出射的影像光，(1)形成为如来自面发光激光影像源的影像光那样的扩散角度狭窄(高直进性)且仅具有特定偏振成分的影像光，由此能够以高分辨率显示高品质的影像，并且能够提高出射光的利用效率、大幅度地降低消耗电力，同时，(2)如根据上述的构成部件可知，能够将装置的整体外形构成为平面(面板)状。因此，利用这些特征，关于将本发明的信息显示系统，代替应用于店铺等的空间而应用于汽车、电气化列车或飞机等车辆中，关于这样的车辆用信息显示系统的各种例子，在以下进行详细说明。
图2、图3表示了将上述的影像显示装置48等搭载在商用车的例子，在挡风玻璃6的一部分(方向盘43的上部)、侧玻璃6”等的一部分(灰色部分)、或者全部玻璃6、6”显示影像信息。在图2、图3中，表示了图像显示区域的一例。
作为经由汽车的(一部分或者全部的)窗玻璃显示影像的具体的机构，例如将图11A、图11B等所示那样的包括大型液晶显示面板52的影像显示装置48沿着车体1的窗玻璃设置。在液晶显示面板52的背面，设置构成光源装置的多个反射型导光体304作为光源装置，得到如来自面发光激光光源的光那样的扩散角度狭窄(高直进性)且偏光面(偏振面)一致的影像光。这些光束由液晶显示面板52根据影像信号调制光强度，经由挡风玻璃6、后玻璃6’(未图示)或侧玻璃6”向车外显示。液晶显示面板52能够使用以往的TV用的面板，也能够应用大型液晶面板、高分辨率的对应8k的面板。
另外，在应用到图2所示的商用车时，挡风玻璃、后玻璃等存在使用曲面玻璃的情况，经由玻璃从车外观看影像时，由于玻璃的折射作用存在影像畸变的情况，为了能够从影像观看侧再现正常的形状，可以使原图像变形为校正形状，使通过玻璃后的影像成为正常的影像。
另外，在车辆用信息显示系统中，由于车辆自身暴露于包含太阳光在内的自然光下，因此对于该太阳光需要应对，太阳光等自然光如图21所示，不仅是从紫外线到红外线的宽波长区域内的光，而且关于偏振方向，也存在与光的行进方向垂直的振动方向的光和水平方向的光即2种偏振方向(下面记载为S偏振和P偏振)的光混合存在的状态。尤其是，在向挡风玻璃6入射的角度超过50度的区域中，如图22所示，玻璃面上的反射率，根据S偏振光、P偏振光以及入射角各不相同。
因此，在本实施例中，基于上述的发明者的见解，即考虑到通过挡风玻璃6侵入的太阳光的大部分为P偏振光成分，确认到，为了抑制向信息显示装置照射侵入的包括太阳光在内的外光，尤其是，降低P偏振成分是有效的，而且，作为从信息显示装置出射且向车外出射要被观看者识别的影像光，利用S偏振成分是有效的。
以上，关于各种实施例进行了详细说明，但是，本发明不限于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述实施例是为了便于理解地说明本发明而将系统整体进行了详细说明的例子，但不是必须具有所说明的全部结构。另外，可以将某实施例的结构的一部分置换为其它实施例的结构，另外，也可以在某实施例的结构中追加其它实施例的结构。另外，关于各实施例的结构的一部分，能够进行其它结构的追加、删除、置换。
以下，关于以上的实施例的优选的方式的一例进行补充说明。
[补充实施方式1]
一种光源装置，其对影像显示装置供给特定偏振方向的光，其包括：
点状或面状的光源；
用于减小来自上述光源的光的发散角的光学机构；和
具有反射来自上述光源的光并向上述影像显示装置传播该光的反射面的导光体，
上述导光体的反射面与上述影像显示装置相对地配置，在上述影像显示装置与反射面之间，从影像显示装置侧起依次地配置有反射型偏光板(也称为偏光板或偏振光板)和相位差板，
通过使由上述反射型偏光板反射了的特定偏振方向的光通过上述相位差板，在上述导光体的反射面被反射后通过上述相位差板，进行偏振方向的转换，使特定偏振方向的光向上述影像显示装置传播，
利用设置于上述光源装置的反射面的形状和表面粗糙度，对从上述光源入射到上述影像显示装置的光束的发散角的一部分或全部进行控制。
[补充实施方式2]
如补充实施方式1所记载的光源装置，
上述发散角为±30度以内。
[补充实施方式3]
如补充实施方式1所记载的光源装置，
上述发散角为±10度以内。
[补充实施方式4]
如补充实施方式1所记载的光源装置，
水平扩散角与垂直扩散角不同。
[补充实施方式5]
如补充实施方式1所记载的光源装置，
上述影像显示装置为液晶面板元件，能够获得根据设置于光的入射面和出射面的偏光板的特性得到的对比度乘以上述反射型偏光板的正交透射率的倒数而得的对比度性能。
[补充实施方式6]
一种信息显示系统，其包括对影像显示装置供给特定偏振方向的光的光源装置，
上述光源装置包括：
点状或面状的光源；
减小来自上述光源的光的发散角的光学机构；和
具有将来自上述光源的光反射并向上述影像显示装置传播的反射面的导光体，
上述导光体的反射面与上述影像显示装置相对地配置，在上述影像显示装置与反射面之间从影像显示装置侧起依次地配置有反射型偏光板和相位差板，
通过使被上述反射型偏光板反射的特定偏振方向的光通过上述相位差板，被上述导光体的反射面反射，通过上述相位差板，进行偏振方向的转换，使特定偏振方向的光向上述影像显示装置传播，
利用设置于上述光源装置的反射面的形状和表面粗糙度，对从上述光源入射到上述影像显示装置的光束的发散角的一部分或全部进行控制。
[补充实施方式7]
如补充实施方式6所记载的信息显示系统，
对1个影像显示元件设置有多个上述光源。
[补充实施方式8]
如补充实施方式6所记载的信息显示系统，
对1个影像显示元件设置有光的出射方向不同的多个面发光光源。
[补充实施方式9]
一种光源装置，其对影像显示装置供给特定的偏振方向的光，该光源装置包括：
点状或者面状的光源；
减小来自上述光源的光的发散角的第一光学机构；和
使来自上述第一光学机构的出射光束在上述影像显示装置的画面水平方向上扩散的第二光学机构，
来自上述光源的光入射到靠近上述第二光学机构的光出射面配置的导光体，在设置于上述导光体的反射面被反射，向配置于与上述反射面相对的位置的上述影像显示装置传播，
将上述导光体的反射面和反射面连接的连接面与上述影像显示装置相对地配置，在上述影像显示装置与上述反射面之间配置有反射型偏光板，
在与上述反射面及连接面相对的另一个面，隔着相位差板配置有具有上述反射面的偏光转换机构，转换由上述反射型偏光板反射了的特定偏振方向的光的偏振方向，使特定偏振方向的光向上述影像显示装置传播，
利用设置于上述光源装置的上述反射面的形状和表面粗糙度，对从上述光源入射到上述影像显示装置的光束的发散角的一部分或全部进行控制。
[补充实施方式10]
在补充实施方式9所记载的光源装置中，
上述发散角为±30度以内。
[补充实施方式11]
在补充实施方式9所记载的光源装置中，
上述发散角为±10度以内。
[补充实施方式12]
在补充实施方式9所记载的光源装置中，
水平扩散角与垂直扩散角不同。
[补充实施方式13]
在补充实施方式9所记载的光源装置中，
上述影像显示装置为液晶面板元件，能够获得根据设置于光的入射面和出射面的偏光板的特性得到的对比度(contrast)乘以上述反射型偏光板的正交透射率的倒数而得的对比度性能。
[补充实施方式14]
一种信息显示系统，其包括对影像显示装置供给特定偏振方向的光的光源装置，
上述光源装置包括：
点状或者面状的光源；
减小来自上述光源的光的发散角的第一光学机构；和
使来自上述第一光学机构的出射光束在上述影像显示装置的画面水平方向上扩散的第二光学机构，
来自上述光源的光入射到靠近上述第二光学机构的光出射面配置的导光体，在设置于上述导光体的反射面被反射，向配置于与上述反射面相对的位置的上述影像显示装置传播，
将上述导光体的反射面和反射面连接的连接面与上述影像显示装置相对地配置，在上述影像显示装置与上述反射面之间配置有反射型偏光板，
在与上述反射面及连接面相对的另一个面，隔着相位差板配置有具有上述反射面的偏光转换机构(即，偏振转换机构)，转换由上述反射型偏光板反射了的特定偏振方向的光的偏振方向，使特定偏振方向的光向上述影像显示装置传播，
利用设置于上述光源装置的上述反射面的形状和表面粗糙度对从上述光源入射到上述影像显示装置的光束的发散角的一部分或全部进行控制。
[补充实施方式15]
如补充实施方式14所记载的信息显示系统，
对1个影像显示元件设置有多个上述光源。
[补充实施方式16]
如补充实施方式14所记载的信息显示系统，
对1个影像显示元件设置有光的出射方向不同的多个面发光光源。
[补充实施方式17]
一种光源装置，其对影像显示装置供给特定偏振方向的光，其包括：
点状或者面状的光源；
减小来自上述光源的光的发散角的第一光学机构；
使来自上述第一光学机构的光与特定偏振方向一致的第一偏光转换机构；
使来自上述偏光转换机构的出射光在上述影像显示装置的画面水平方向上扩散的第二光学机构；和
具有使来自上述光源的光反射、并向上述影像显示装置传播的反射面的导光体，
来自上述光源的光入射到靠近上述第二光学机构的光出射面配置的导光体，上述导光体具有与上述影像显示装置相对的面，上述导光体的反射面使来自上述光源的光束向与上述导光体相对地配置的上述影像显示装置反射，使与特定偏振一致了的光向影像显示装置传播，
根据影像信号调制亮度而进行影像显示。这时，利用上述反射面的形状和表面粗糙度对从上述光源入射到上述影像显示装置的光的发散角的一部分或全部进行控制。
[补充实施方式18]
一种光源装置，其包括：
点状或者面状的光源；和
减小来自上述光源的光的发散角的第一光学机构，
使来自上述第一光学机构的光向靠近光出射面配置的导光体入射，
上述导光体与影像显示装置相对地配置，在其内部或者表面具有反射面，上述导光体的反射面使来自上述光源的光束朝向与上述导光体相对地配置的上述影像显示装置反射，
具有第二偏光转换机构，其在上述影像显示装置与上述导光体之间配置有反射型偏光板，使由上述反射型偏光板反射了的特定偏振方向的光透过连接上述导光体的反射面和反射面的部分，由在导光体的与上述影像显示装置侧相反的面与波长板平行地设置的反射面反射，二次通过上述波长板，从而转换上述特定偏振方向的光的偏振方向，
使转换了偏振方向后的光向上述影像显示装置传播，
从上述光源向上述影像显示装置入射的光的发散角的一部分，通过上述反射面的形状和表面粗糙度来控制。
[补充实施方式19]
一并使用如补充实施方式17或18所记载的光源装置的第一偏光转换机构和第二偏光转换机构，进一步提高偏振度的光源装置。这时，与补充实施方式17或18记载的光源装置同样地，利用设置于上述光源装置的反射面的形状和表面粗糙度对从上述光源向上述影像显示装置入射的光束的发散角的一部分或者全部进行控制，从而能够实现光利用效率的进一步提高。
附图标记的说明
1…汽车(车辆)主体、6…挡风玻璃、6”…侧玻璃、48…影像显示装置、49…反射型偏光板、52…液晶显示面板(元件)、50…保护覆盖件、51…单方向性的透明片、54…光方向转换面板、55…透明扩散片材、57…偏光板、58…相位差板、70a…黑色部分、70b…透明部分、202…LED电路板、203…导光体、205…反射片、206…相位差板、220…橱窗。

Claims (19)

1.一种光源装置，其对影像显示装置供给特定偏振方向的光，所述光源装置的特征在于，包括：
点状或面状的光源；
减小来自所述光源的光的发散角的光学元件；
将来自所述光源的光向所述影像显示装置传播的导光体；和
配置在所述导光体与所述影像显示装置之间的反射型偏光板，
在所述导光体形成了将来自所述光源的光向所述反射型偏光板反射的反射面，
通过用反射板将被所述反射型偏光板反射了的特定偏振方向的光反射，使该光二次通过相位差板来进行偏振转换，通过使偏振转换了的光透过所述反射型偏光板而使光向所述影像显示装置传播，
利用设置在所述光源装置的反射面的形状和表面粗糙度，对从所述光源向所述影像显示装置入射的光束的发散角的一部分或全部进行控制。
2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
所述反射板设置在所述导光体的反射面与反射面的连接面，所述相位差板配置在所述导光体与所述反射型偏光板之间。
3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
所述反射板与所述导光体相对地配置在所述导光体的附近，所述相位差板配置在所述导光体与所述反射板之间。
4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
所述发散角为±30度以内。
5.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
所述发散角为±10度以内。
6.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
水平扩散角与垂直扩散角不同。
7.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
所述影像显示装置为液晶面板元件，能够获得由设置于光的入射面和出射面的偏光板的特性得到的对比度、乘以所述反射型偏光板的正交透射率的倒数而得的对比度性能。
8.一种信息显示系统，其包括：对影像显示装置供给特定偏振方向的光的光源装置；根据影像信号对特定偏振方向的光的强度进行调制的影像显示装置；和影像显示面，所述信息显示系统的特征在于：
所述光源装置包括：点状或面状的光源；减小来自所述光源的光的发散角的光学元件；将来自所述光源的光向所述影像显示装置传播的导光体；和配置在所述导光体与所述影像显示装置之间的反射型偏光板，
在所述导光体形成了将来自所述光源的光向所述反射型偏光板反射的反射面，
用反射板将被所述反射型偏光板反射了的特定偏振方向的光反射，通过使该光二次通过相位差板来进行偏振转换，通过使偏振转换了的光透过所述反射型偏光板而使特定偏振方向的光向所述影像显示装置传播，
利用设置在所述光源装置的反射面的形状和表面粗糙度，对从所述光源向所述影像显示装置入射的光束的发散角的一部分或全部进行控制，
基于由所述影像显示装置显示的影像的特定偏振的影像光，在所述影像显示面的表面被镜面反射，显示反射影像。
9.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
所述反射板设置于所述导光体的反射面与反射面的连接面，所述相位差板配置在所述导光体与所述反射型偏光板之间。
10.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
所述反射板与所述导光体相对地配置在所述导光体的附近，所述相位差板配置在所述导光体与所述反射板之间。
11.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
在所述影像显示面的表面设置了单方向性的透明扩散片，在所述透明扩散片的影像光束入射面设置了使P偏振光透射的偏光板和相位差板，阻止由透明扩散片反射了的影像光束返回至设置了所述影像显示装置的空间。
12.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
在所述影像显示面的表面设置了单方向性的透明扩散片，在所述透明扩散片的影像光束入射面设置了形成有增反射涂层的片或者在偏光板的表面设置了增反射涂层，阻止由透明扩散片反射了的影像光束返回至设置了影像显示装置的空间，其中，所述增反射涂层提高了对所述影像光的偏振的反射率。
13.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
在所述影像显示面的表面设置了单方向性的透明扩散片，对所述透明扩散片设置了聚合物分散液晶，该聚合物分散液晶在影像显示状态下不施加电压而使影像光分散，在非影像显示状态下施加电压而为透明状态，具有通过使施加的电压改变而改变分散特性，并与影像信号的ON/OFF或强弱同步地调制施加电压，而与影像一致地改变透射率的功能。
14.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
对1个影像显示元件设置有多个所述光源。
15.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
对1个影像显示元件设置有光的出射方向不同的多个面发光光源。
16.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
所述发散角为±30度以内。
17.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
所述发散角为±10度以内。
18.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
水平扩散角与垂直扩散角不同。
19.如权利要求8所述的信息显示系统，其特征在于：
所述影像显示装置为液晶面板元件，能够获得由设置于光的入射面和出射面的偏光板的特性得到的对比度、乘以所述反射型偏光板的正交透射率的倒数而得的对比度性能。
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