JP2011129371A - 面光源装置、透過型画像表示装置、及び、光源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施形態に係る面光源装置20は、点状の光源であって、2次元配列された複数の光源31と、複数の光源31からの光を拡散させる光拡散板40と、を備える面光源装置において、複数の光源31それぞれの配光分布I(θ)は、複数の光源31それぞれからの光の出射角θ、光拡散板40のBTDFの正面方向出射強度関数f(θ,0)、及び、複数の光源31それぞれによる当該面光源装置20の正面輝度プロファイルであって、当該面光源装置20の正面輝度を一定にするために重なりを考慮した三角形状、台形状、又は、四角形状の当該正面輝度プロファイルp(θ)に基づく、下式を満たすように設定されている。
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1p(θ)
【選択図】図1
Description
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)
面光源装置。
この式において、I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1とすれば、1光源による面光源装置の正面輝度Lを、光源からの光の出射角θに依存することなく一定にすることができる。更に、隣接する光源による重なりを考慮して、1光源による面光源装置の正面輝度プロファイルp(θ)を三角形状、台形状、又は、四角形状とすることにより、2次元配列された複数の光源を備える面光源装置の正面輝度を一定にすることができる。すなわち、I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)とすれば、2次元配列された複数の光源を備える面光源装置の正面輝度を一定にすることができることとなる。
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)
を満たすように設定されているので、正面輝度を一定にすることができる。したがって、この面光源装置によれば、光拡散板に特殊加工を施すことなく、輝度ムラを抑制することができる。
|θ|≦θx1において、
p(θ)=1
θx1<|θ|≦ArcTan{(l−x1)/D}において、
p(θ)=(tanθ1−tanθx1−tanθ)/(tanθ1−2tanθx1)
ArcTan{(l−x1)/D}≦|θ|において、
p(θ)=0
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)
を満たすように設定されているので、面光源装置の正面輝度を一定にすることができる。したがって、この光源によれば、光拡散板に特殊加工を要することなく、面光源装置の輝度ムラを抑制することができる。
よって、光拡散板40に対する照度Eは下式(3)で表される。
すなわち、上式(8)を満たすような配光分布I(θ)を各光源31の配光特性に設定すれば、正面輝度を一定にすることができることとなる。なお、配光分布I(θ)及び正面輝度プロファイルp(θ)としては、特に断りがない限り規格化した値が用いられる。
|x|≦x1において、
g(x)=1とし、
x1<|x|≦l−x1において、
g(x)=(l−x1−x)/(l−2x1)とし、
l−x1<|x|において、
g(x)=0とする。
なお、図11に示すように、x1=0のとき三角形状、0<x1<l/2のとき台形状、x1=l/2のとき四角形状の規格化正面輝度分布g(x)を得ることができる。
|θ|≦θx1において、
p(θ)=1であり、
θx1<|θ|≦ArcTan{(l−x1)/D}において、
p(θ)=(tanθl−tanθx1−tanθ)/(tanθl−2tanθx1)であり、
ArcTan{(l−x1)/D}≦|θ|において、
p(θ)=0となる。
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)
を満たすように設定されているので、正面輝度を一定にすることができる。したがって、本実施形態の面光源装置20によれば、光拡散板40に特殊加工を施すことなく、輝度ムラを抑制することができる。
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)
を満たすように設定されているので、面光源装置の正面輝度を一定にすることができる。したがって、本実施形態の光源31によれば、光拡散板40に特殊加工を要することなく、面光源装置20の輝度ムラを抑制することができる。
しかしながら、光拡散板としては、透明材料に拡散剤粒子を分散したものを使用することが多く、この種の光拡散板では、規定の全光線透過率になるように拡散剤濃度を設定すると、BSDF、すなわちBTDFを自由に設定することが困難となる。したがって、本発明のように、各光源31に配光分布I(θ)を設定することが好ましい。
(実施例1)
RM871S(厚さ2mm、全光線透過率Tt=53%)
RM861S(厚さ2mm、全光線透過率Tt=55%)
RM862S(厚さ2mm、全光線透過率Tt=60%)
RM863S(厚さ2mm、全光線透過率Tt=65%)
RM864S(厚さ2mm、全光線透過率Tt=70%)
測定装置としては、日本電色工業株式会社製GC5000L型変角光度計を用い、透過測定モードを使用した。なお、光源の角度を手動で変更して、光の入射角θを0°から75°まで5°間隔で設定した。それぞれの入射角θに対して、出射角ψ=−85°〜85°の範囲で測定を実施し、BTDF(BSDF)f(θ,ψ)を取得した。図12〜図16に各光拡散板40のBTDFf(θ,ψ)の測定結果を示す。図12〜図16において、四角枠部分、すなわち出射角ψ=0°の測定結果より、BTDFの正面方向出射強度関数f(θ,0)を得た。
(実施例2)
(実施例3)
(実施例4)
(実施例5)
(実施例6)
(実施例7)
(実施例8)
Claims (4)
- 点状の光源であって、2次元配列された複数の光源と、
前記複数の光源からの光を拡散させる光拡散板と、
を備える面光源装置において、
前記複数の光源それぞれの配光分布I(θ)は、前記複数の光源それぞれからの光の出射角θ、前記光拡散板のBTDFの正面方向出射強度関数f(θ,0)、及び、前記複数の光源それぞれによる当該面光源装置の正面輝度プロファイルであって、当該面光源装置の正面輝度を一定にするために重なりを考慮した三角形状、台形状、又は、四角形状の当該正面輝度プロファイルp(θ)に基づく、下式を満たすように設定されている、
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)
面光源装置。 - 前記正面方向出射強度関数f(θ,0)は、前記光拡散板のBTDFを測定することによって求め、
前記正面輝度プロファイルp(θ)は、前記複数の光源の間隔l、前記複数の光源と前記光拡散板との間隔D、前記複数の光源それぞれの位置を基準とした前記複数の光源の配列方向の位置であって、前記三角形状、台形状、又は、四角形状の減衰開始の位置x1、前記減衰開始の位置x1に対する前記複数の光源それぞれの光の出射角θx1=ArcTan(x1/D)、及び、前記複数の光源それぞれの位置を基準とした前記複数の光源の配列方向の位置lに対する前記複数の光源それぞれの光の出射角θ1=ArcTan(l/D)に基づく、下式により求める、
|θ|≦θx1において、
p(θ)=1
θx1<|θ|≦ArcTan{(l−x1)/D}において、
p(θ)=(tanθ1−tanθx1−tanθ)/(tanθ1−2tanθx1)
ArcTan{(l−x1)/D}≦|θ|において、
p(θ)=0
請求項1に記載の面光源装置。 - 透過型画像表示セルと、
前記透過型画像表示セルに光を供給する面光源装置であって、請求項1に記載の当該面光源装置と、
を備える、透過型画像表示装置。 - 点状の光源であって、2次元配列された複数の光源と、当該複数の光源からの光を拡散させる光拡散板とを備える面光源装置のための当該光源であって、
配光分布I(θ)が、前記複数の光源それぞれからの光の出射角θ、前記光拡散板のBTDFの正面方向出射強度関数f(θ,0)、及び、前記複数の光源それぞれによる当該面光源装置の正面輝度プロファイルであって、当該面光源装置の正面輝度を一定にするために重なりを考慮した三角形状、台形状、又は、四角形状の当該正面輝度プロファイルp(θ)に基づく、下式を満たすように設定されている、
I(θ)=(cosθ)−2・{f(θ,0)}−1・p(θ)
光源。
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