JP2011138708A - 光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光制御板ユニット、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。
透過型画像表示装置の一例である直下型画像表示装置40として、例えば図13に示すように、透過型画像表示部10の背面側に光源43が配置されたものが広く用いられている。透過型画像表示部10としては、例えば液晶セル11の両面に直線偏光板12,13が配置された液晶表示パネルが挙げられる。光源43としては、直管型の冷陰極線管などのような線状光源が複数本、互いに平行に配置されて用いられている。
かかる直下型画像表示装置40としては、光源43からの光を均一に分散させて透過型画像表示部10を均一に照明できることが望ましく、このため光源43と透過型画像表示部10との間には、光源43側から入射した光を、その向きを変えて反対側の透過型画像表示部10側から出射させる機能を有する一枚の光拡散板といった光制御板42が配置されて用いられている(例えば特許文献1:特開平7−198913号公報参照)。なお、光源43から出力された光は光制御板42により面状の光として出射されるため、光源43と光制御板42は面光源装置41を構成していることになる。
近年、直管型冷陰極線管に代えて、省エネルギーの観点から、発光ダイオードを光源として用いることが検討されている。発光ダイオードは通常、点状光源であり、これを離散的に配置して用いられる。
しかし、従来の光制御板は、発光ダイオードのような点状光源と組み合わせて直下型画像表示装置に用いると、点状光源からの光を十分に均一なものとすることができず、透過型画像表示部により表示される画像は、点状光源の近傍と、これから離れた位置とで明るさが異なるものになるという問題があった。
そこで、本発明は、点状光源からの光を十分に均一に分散させることが可能な光制御板ユニット、面光源装置及び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ユニットは、第1の面から入射された光を第1の面と反対側に位置する第2の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しておりその一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が第2の面に形成されている第1〜第3の光制御板を備える。そして、(A)第1の光制御板、第2の光制御板及び第3の光制御板は、第3の光制御板が第2の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、(B)第3の光制御板の第1の面が、第2の光制御板の第2の面側に位置し、(C)第2の光制御板が有する凸状部の延在方向と第3の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、(D)第1の光制御板が有する凸状部の延在方向と第2又は第3の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略直交している。また、第3の光制御板の凸状部の延在方向に直交する断面形状は三角形である。更に、第1及び第2の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をu軸とし、u軸上において当該両端間の中心をとおりu軸に直交する軸線をv軸とし、第1及び第2の光制御板が有する凸状部の各々に対してu軸方向の長さをwaとしたとき、上記断面において第1及び第2の光制御板が有する凸状部の各々の輪郭形状が−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(1)を満たすv(u)で表される。
ただし、式(1)において、
(式(2)において、第1の光制御板の凸状部に対して、haは、0.40wa以上1.60wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ−0.15以下を満たす定数である。また、式(2)において、第2の光制御板の凸状部に対して、haは、0.20wa以上1.10wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ0.75以下を満たす定数である)
ただし、式(1)において、
(式(2)において、第1の光制御板の凸状部に対して、haは、0.40wa以上1.60wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ−0.15以下を満たす定数である。また、式(2)において、第2の光制御板の凸状部に対して、haは、0.20wa以上1.10wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ0.75以下を満たす定数である)
この構成では、第2の光制御板を通過した光は第3の光制御板に入射されて出射されることになる。第1の光制御板の凸状部が上述した断面形状を有するので、第1の光制御板は、点状光源上に配置した場合、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光に変換できる。同様に、第2及び第3の光制御板の各々の凸状部が上述した断面形状を有することから、第2及び第3の光制御板は、点状光源上に、第2及び第3の光制御板の凸状部の延在方向を略平行にして配置した場合、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光に変換できる。そして、本発明に係る光制御板ユニットでは、第1の光制御板の凸状部の延在方向と、第2又は第3の光制御板の凸状部の延在方向とが略直交するように、第1の光制御板と、第2及び第3の光制御板の組とが配置されている。そのため、光制御板ユニットに入射された点状光源の光は、第1の光制御板と、第2及び第3の光制御板の組とによって、互いに略直交する方向にそれぞれ輝度が均一な線状の光に変換される。その結果、上記光制御板ユニットは、点状光源の光を、均一に分散し、面状の光であって板厚方向に直交する面での輝度均斉度が高い面状の光として出射することが可能である。
本発明に係る光制御板ユニットでは、第3の光制御板の凸状部の各々の延在方向に直交する断面形状は、頂角が略直角の二等辺三角形である、ことが好適である。これにより、点状光源上に、第2及び第3の光制御板を前述したように配置することで、第2及び第3の光制御板の組みで、点状光源からの光を輝度が均一な線状の光により確実に変換することができる。
本発明に係る光制御板ユニットでは、第1〜第3の光制御板の各々が有する第1の面は略平坦である、とすることができる。
本発明に係る面光源装置は、本発明に係る光制御板ユニットと、光制御板ユニットに光を供給する複数の点状光源と、を備えることを特徴とする。
この面光源装置では、複数の点状光源から出力された光が本発明に係る光制御板ユニットを通して出射される。そのため、面光源装置は、複数の点状光源からの光を、均一に分散させて面状の光として出射できる。
本発明に係る透過型画像表示装置は、本発明に係る光制御板ユニットと、光制御板ユニットに光を供給する複数の点状光源と、光制御板ユニットから出射された光によって照射されて画像を表示する透過型画像表示部と、を備えることを特徴とする。
この透過型画像表示装置では、複数の点状光源から出力され本発明に係る光制御ユニットを通過して出射された光によって透過型画像表示部が照明される。その結果、点状光源からの光がより均一に分散されてなる面状の光によって透過型画像表示部を照明できるので、より良質な画像を表示することが可能である。
本発明によれば、点状光源からの光を十分に均一に分散させることが可能な光制御板ユニット及びその光制御ユニットを備えた面光源装置及び透過型画像表示装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一または相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。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1を分解して示している。
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1を分解して示している。
透過型画像表示装置1は、透過型画像表示部10と、図1において透過型画像表示部10の背面側に配置された面光源装置20とを備えている。以下の説明では、図1に示すように、面光源装置20と透過型画像表示部10の配列方向をz方向(板厚方向)と称し、z方向に直交する2方向であって互いに直交する2方向をx方向及びy方向と称す。
透過型画像表示部10としては、例えば液晶セル11の両面に直線偏光板12,13が配置された液晶表示パネルが挙げられる。この場合、透過型画像表示装置1は液晶表示装置(又は液晶テレビ)である。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、いわゆる直下型の面光源装置である。面光源装置20は、光制御板ユニット21Aと、図1においてその背面側に配置された複数の点状光源22と、を含む。
光制御板ユニット21Aは、板厚方向(z方向)に順に配置された第1の光制御板301、第2の光制御板302及び第3の光制御板303を備える。
光制御板ユニット21Aを構成する第1〜第3の光制御板301〜303の平面視形状(z方向からみた形状)はほぼ同一であり、通常、長方形である。第1〜第3の光制御板301〜303の平面視形状、換言すれば、光制御板ユニット21Aの平面視形状のサイズは、目的とする透過型画像表示装置1の画面サイズに適合するように選択されるが、通常は250mm×440mm以上、好ましくは1020mm×1800mm以下である。第1〜第3の光制御板301〜303の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。
図2は、複数の点状光源の配置関係の一例を示す図面である。図2に示すように、複数の点状光源22は、x方向に等間隔Lx及びy方向に等間隔Lyで配置することができる。図2では、一例として、x方向の間隔Lxがy方向の間隔Lyより大きいとしているが、間隔Lyの方が間隔Lxより大きくてもよいし、間隔Lx及び間隔Lyが同じでもよい。間隔Lx及び間隔Lyは、点状光源22の発光部間の距離とすることができ、通常10mm〜150mmである。
また、複数の点状光源22は、図3に示した千鳥格子状に配置してもよい。図3は図2の場合の変形とみなすことができるので、点状光源22間のx方向及びy方向の間隔は、図2の場合と同様とすることができる。具体的に説明する。
図2に示した長方形格子は、x方向に配置された複数の点状光源22からなる点状光源列が、y方向に複数並列されたものとみなすことができる。この場合、図3の千鳥格子状の配置は、y方向に配列された複数の点状光源列のうち隣接する点状光源列をx方向に半周期ずらして配置しているものとなる。よって、図3に示した配置においても、y方向の間隔Lyは、図2に示した場合と同様、すなわち、y方向に並列された上記点状光源列の間の間隔とすることができる。図3では、一例として、y方向に並列された上記点状光源列のうち隣接する点状光源列がx方向に半周期ずれているとしたが、上記説明においてx方向及びy方向が反対であってもよい。
点状光源22としては、例えば発光ダイオードが例示できる。また、発光ダイオードとしては、所謂サイドエミッティングといわれる、z方向に対してある角度方向に対して最大強度が生じるものが例示できる。図4は、発光ダイオードの配光分布の一例として、OSRAM社 「Golden DRAGON(登録商標)ARGUS(登録商標)」の配光分布を示す図面である。図4中において横軸はz方向に対する角度θ(図1参照)を示しており、縦軸は強度を示している。強度は、最大強度に対して規格化した値である。
図5は、光制御板ユニットの一実施形態の構成を示すための斜視図である。図5を参照して、光制御板ユニット21Aを構成する第1〜第3の光制御板301,302,303について説明する。図5では、説明のために、第1〜第3の光制御板301〜303を離して配置しているが、後述するように、第1の光制御板301上に第2及び第3の光制御板302,303を隣接する2枚が接するように設けてもよい。
[第1の光制御板]
第1の光制御板301は、略平坦な下面(第1の光制御板の第1の面)311と、外側に凸である凸状部(第1の光制御板の凸状部)331が複数形成された上面(第1の光制御板の第2の面)321とを有する板状体である。第1の光制御板301は、例えば凸状部331からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第1の光制御板301は、凸状部331からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称しているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部331は、y方向に略平行なY1方向(第1の光制御板の第1の方向)に延びており、Y1方向に略直交するX1方向(第1の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X1方向及びY1方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部331の断面形状は、凸状部331間でほぼ同一である。また、凸状部331の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部331,331の端33a1はX1方向において同じ位置にある。第1の光制御板301の厚さd1は、下面311と凸状部331の頂部33b1とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
第1の光制御板301は、略平坦な下面(第1の光制御板の第1の面)311と、外側に凸である凸状部(第1の光制御板の凸状部)331が複数形成された上面(第1の光制御板の第2の面)321とを有する板状体である。第1の光制御板301は、例えば凸状部331からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第1の光制御板301は、凸状部331からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称しているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部331は、y方向に略平行なY1方向(第1の光制御板の第1の方向)に延びており、Y1方向に略直交するX1方向(第1の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X1方向及びY1方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部331の断面形状は、凸状部331間でほぼ同一である。また、凸状部331の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部331,331の端33a1はX1方向において同じ位置にある。第1の光制御板301の厚さd1は、下面311と凸状部331の頂部33b1とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
[第2の光制御板]
第2の光制御板302は、略平坦な下面(第2の光制御板の第1の面)312と、外側に凸である凸状部(第2の光制御板の凸状部)332が複数形成された上面(第2の光制御板の第2の面)322とを有する板状体である。第2の光制御板302は、例えば凸状部332からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第2の光制御板302は、凸状部332からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称しているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部332は、x方向に略平行なX2方向(第2の光制御板の第1の方向)に延びており、X2方向に略直交するY2方向(第2の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X2方向及びY2方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、第1の光制御板301の場合と同様に、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部332の断面形状は、凸状部332間でほぼ同一である。また、凸状部332の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部332,332の端33a2,33a2はY2方向において同じ位置にある。第2の光制御板302の厚さd2は、下面312と凸状部332の頂部33b2とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
第2の光制御板302は、略平坦な下面(第2の光制御板の第1の面)312と、外側に凸である凸状部(第2の光制御板の凸状部)332が複数形成された上面(第2の光制御板の第2の面)322とを有する板状体である。第2の光制御板302は、例えば凸状部332からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第2の光制御板302は、凸状部332からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称しているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部332は、x方向に略平行なX2方向(第2の光制御板の第1の方向)に延びており、X2方向に略直交するY2方向(第2の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X2方向及びY2方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、第1の光制御板301の場合と同様に、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部332の断面形状は、凸状部332間でほぼ同一である。また、凸状部332の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部332,332の端33a2,33a2はY2方向において同じ位置にある。第2の光制御板302の厚さd2は、下面312と凸状部332の頂部33b2とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
[第3の光制御板]
第3の光制御板303は、略平坦な下面(第3の光制御板の第1の面)313と、外側に凸である凸状部(第3の光制御板の凸状部)333が複数形成された上面(第3の光制御板の第2の面)323とを有する板状体である。凸状部333は、断面が三角形状のプリズム部である。そのため、第3の光制御板303は、いわゆるプリズム板である。ここでは、「板」と称しているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部333は、x方向に略平行なX3方向(第3の光制御板の第1の方向)に延びており、X3方向に略直交するY3方向(第3の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X3方向及びY3方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、第1の光制御板301の場合と同様に、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部333の断面形状は、凸状部333間でほぼ同一である。また、凸状部333の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部333,333の端33a3,33a3はY3方向において同じ位置にある。第3の光制御板303の厚さd3は、下面313と凸状部333の頂部33b3とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
第3の光制御板303は、略平坦な下面(第3の光制御板の第1の面)313と、外側に凸である凸状部(第3の光制御板の凸状部)333が複数形成された上面(第3の光制御板の第2の面)323とを有する板状体である。凸状部333は、断面が三角形状のプリズム部である。そのため、第3の光制御板303は、いわゆるプリズム板である。ここでは、「板」と称しているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。凸状部333は、x方向に略平行なX3方向(第3の光制御板の第1の方向)に延びており、X3方向に略直交するY3方向(第3の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X3方向及びY3方向はそれぞれx方向及びy方向に平行であることが好ましいが、第1の光制御板301の場合と同様に、例えば製造誤差等により±10°程度ずれていてもよい。複数の凸状部333の断面形状は、凸状部333間でほぼ同一である。また、凸状部333の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する2つの凸状部333,333の端33a3,33a3はY3方向において同じ位置にある。第3の光制御板303の厚さd3は、下面313と凸状部333の頂部33b3とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
[第1の光制御板の凸状部]
第1の光制御板301が有する凸状部331の形状について説明する。凸状部331は、点状光源22上に第1の光制御板301を配置した際に、点状光源22からの光を、輝度が略均一な線状の光に変換可能な断面形状を有する。凸状部331の断面形状について図6を参照して説明する。
第1の光制御板301が有する凸状部331の形状について説明する。凸状部331は、点状光源22上に第1の光制御板301を配置した際に、点状光源22からの光を、輝度が略均一な線状の光に変換可能な断面形状を有する。凸状部331の断面形状について図6を参照して説明する。
図6においては、凸状部331の延在方向に直交する方向をuI軸(u軸)としてuIvI座標系を設定している。凸状部331に対するuI軸方向はX1方向に対応し、vI軸(v軸)方向はz方向に対応する。
上記uIvI座標系において、凸状部331の断面形状は、uI軸上に両端33a1,33a1を有し、vI軸に対して対称な輪郭線を有する。この輪郭線は、下記式(3)を満足するvI(uI)で表される。
ただし、式(3)において、
式(4)において、wIaはuI軸方向の凸状部331の長さである。hIaは、凸状部331の両端33a1,33a1間における最大高さに対応し、hIaは0.40wIa以上1.60wIa以下を満たす定数である。すなわち、hIaは、hIa/wIaが0.40以上1.60以下を満たす定数である。kIaは−1.00以上且つ−0.15以下を満たす定数である。凸状部331の幅wIaは、凸状部331の形成が容易であることから、通常40μm以上、好ましくは250μm以上であり、凸状部331に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常800μm以下、好ましくは450μm以下である。幅w1aとして具体的には、wIa=410μm、wIa=400μmおよびwIa=325μmが例示できるが、wIaの値はこれに限定されるものではない。
ただし、式(3)において、
式(4)において、wIaはuI軸方向の凸状部331の長さである。hIaは、凸状部331の両端33a1,33a1間における最大高さに対応し、hIaは0.40wIa以上1.60wIa以下を満たす定数である。すなわち、hIaは、hIa/wIaが0.40以上1.60以下を満たす定数である。kIaは−1.00以上且つ−0.15以下を満たす定数である。凸状部331の幅wIaは、凸状部331の形成が容易であることから、通常40μm以上、好ましくは250μm以上であり、凸状部331に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常800μm以下、好ましくは450μm以下である。幅w1aとして具体的には、wIa=410μm、wIa=400μmおよびwIa=325μmが例示できるが、wIaの値はこれに限定されるものではない。
図6は、凸状部331の断面形状の一例として、式(3)を満たす範囲内でvI0(uI)をvI方向に所定倍だけ伸縮した形状を例示している。ただし、凸状部331の断面形状は、図7に示すように、ある幅wIaに対してvI0(uI)を決定した際に、0.95vO0(uI)で表される輪郭線と、1.05vI0(uI)で表される輪郭線の間の領域をとおる輪郭線であればよい。
更に、上記説明では、凸状部331の断面形状が式(3)を満たすvI(uI)で表されるとした。ただし、凸状部331の両端部近傍での製造誤差及び強度分布に与える影響を考慮すれば、凸状部331の断面形状は、−0.475wIa≦uI≦0.475wIaにおいて式(3)を満たすvI(uI)で表されていればよい。
また、hIa/wIa及びkIaの範囲は上述した範囲を満たしていればよいが、隣接する2つの点状光源22間の距離をLとし、点状光源22の発光部から光制御板ユニット21Aの点状光源22側の面(図1又は図5では、第1の光制御板301の下面311)までの距離をDとしたとき、L/Dに対して好ましいhIa/wIa及びkIaの範囲は、以下の表1のとおりである。表1に記載のLは、凸状部331の輪郭線形状に対してはLxである。
[第2の光制御板の凸状部]
第2の光制御板302が有する凸状部332の形状について説明する。
第2の光制御板302が有する凸状部332の形状について説明する。
凸状部332は、点状光源22上に第2及び第3の光制御板302,303をこの順に設けると共に、凸状部332,333をそれらの延在方向を略平行にして配置した際に、点状光源22からの光を、輝度が略均一な線状の光に変換可能な断面形状を有する。凸状部332の断面形状について図8を参照して説明する。
図8では、凸状部332の延在方向に直交する方向をuII軸(u軸)としてuIIvII座標系を設定している。uII軸方向はY2方向に対応する。また、vII軸(v軸)方向はz方向に対応する。
上記uIIvII座標系において、凸状部332の断面形状は、uII軸上に両端33a2,33a2を有し、vII軸に対して対称な輪郭線を有する。この輪郭線は、下記式(5)を満足するvII(uII)で表される。
ただし、式(5)において、
式(6)において、wIIaはuII軸方向の凸状部332の長さである。hIIaは、凸状部332の両端33a2,33a2間における最大高さに対応し、hIIaは0.20wIIa以上1.10wIIa以下を満たす定数である。すなわち、hIIaは、hIIa/wIIaが0.20以上1.10以下を満たす定数である。kIIaは−1.00以上且つ0.75以下を満たす定数である。凸状部332の幅wIIaは、凸状部332の形成が容易であることから、通常40μm以上、好ましくは250μm以上であり、凸状部332に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常800μm以下、好ましくは450μm以下である。幅wIIaとして具体的には、wIIa=410μm、wIIa=400μmおよびwIIa=325μmが例示できるが、wIIaの値はこれに限定されるものではない。
ただし、式(5)において、
式(6)において、wIIaはuII軸方向の凸状部332の長さである。hIIaは、凸状部332の両端33a2,33a2間における最大高さに対応し、hIIaは0.20wIIa以上1.10wIIa以下を満たす定数である。すなわち、hIIaは、hIIa/wIIaが0.20以上1.10以下を満たす定数である。kIIaは−1.00以上且つ0.75以下を満たす定数である。凸状部332の幅wIIaは、凸状部332の形成が容易であることから、通常40μm以上、好ましくは250μm以上であり、凸状部332に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常800μm以下、好ましくは450μm以下である。幅wIIaとして具体的には、wIIa=410μm、wIIa=400μmおよびwIIa=325μmが例示できるが、wIIaの値はこれに限定されるものではない。
図8は、凸状部332の断面形状の一例として式(5)を満たす範囲内でvII0(uIIa)をvII方向に所定倍だけ伸縮した形状を例示している。ただし、凸状部332の断面形状は、図9に示すように、ある幅wIIaに対してvII0(uII)を決定した際に、0.95vII0(uII)で表される輪郭線と、1.05vII0(uII)で表される輪郭線の間の領域をとおる輪郭線であればよい。
更に、上記説明では、凸状部332の断面形状が式(5)を満たすvII(uII)で表されるとした。ただし、凸状部332の両端部近傍での製造誤差及び強度分布に与える影響を考慮すれば、凸状部332の断面形状は、−0.475wIIa≦uII≦0.475wIIaにおいて式(5)を満たすvII(uII)で表されていればよい。
また、hIIa/wIIa及びkIIaの範囲は上述した範囲を満たしていればよいが、隣接する2つの点状光源22間の距離をLとし、点状光源22の発光部から光制御板ユニット21Aの点状光源22側の面(図1又は図5では、第1の光制御板301の下面311)までの距離をDとしたとき、L/Dに対して好ましいhIIa/wIIa及びkIIaの範囲は、表2のとおりである。表2に記載のLは、凸状部332の輪郭線形状に対してはLyである。
[第3の光制御板の凸状部]
第3の光制御板303が有する凸状部333の形状について説明する。図10は、凸状部333の形状を説明するための図面であり、凸状部333の延在方向からみた第3の光制御板303の側面図である。凸状部333は、延在方向に略均一は形状であるため、図10に示すように、延在方向から見た側面形状は、凸状部333の延在方向に略直交する断面形状に対応する。
第3の光制御板303が有する凸状部333の形状について説明する。図10は、凸状部333の形状を説明するための図面であり、凸状部333の延在方向からみた第3の光制御板303の側面図である。凸状部333は、延在方向に略均一は形状であるため、図10に示すように、延在方向から見た側面形状は、凸状部333の延在方向に略直交する断面形状に対応する。
図10に示すように、凸状部333の側面形状(或いは、断面形状)は、頂角αが略直角で、両辺の長さがほぼ等しい略直角二等辺三角形である。ここで、頂角αは、90°が好ましいが、80°〜100°の範囲であればよい。隣接する2つの凸状部333,333のピッチPは、10μm〜1000μmが例示でき、好ましくは、20μm〜500μm、更に好ましくは、40μm〜250μmである。凸状部333の幅は、凸状部333のピッチPが上記範囲の所定の値になるように設定すればよい。
〔第1〜第3の光制御板の層構成〕
第1〜第3の光制御板301〜303は、単独の透明材料で構成された単層板であってもよいし、互いに異なる透明材料で構成された層が積層された多層構造の多層板であってもよい。第1〜第3の光制御板301〜303が多層板である場合、第1〜第3の光制御板301〜303の片面または両面は、通常10μm〜200μm、好ましくは20μm〜100μmの厚みのスキン層が形成された構造とし、このスキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いることが好ましい。かかる構成とすることにより、点状光源22や外部からの光に含まれることのある紫外線による第1〜第3の光制御板301〜303の劣化を防止することができ、特に点状光源22として紫外線の占める割合が比較的大きいものを用いた場合には、紫外線による劣化を防止できることから、下面311〜313にスキン層が形成されていることが好ましく、このとき上面321〜323にはスキン層が形成されていないことが、コストの面でさらに好ましい。スキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いる場合、その含有量は、透明樹脂材料を基準として通常0.5質量%〜5質量%、好ましくは1質量%〜2.5質量%である。
第1〜第3の光制御板301〜303は、単独の透明材料で構成された単層板であってもよいし、互いに異なる透明材料で構成された層が積層された多層構造の多層板であってもよい。第1〜第3の光制御板301〜303が多層板である場合、第1〜第3の光制御板301〜303の片面または両面は、通常10μm〜200μm、好ましくは20μm〜100μmの厚みのスキン層が形成された構造とし、このスキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いることが好ましい。かかる構成とすることにより、点状光源22や外部からの光に含まれることのある紫外線による第1〜第3の光制御板301〜303の劣化を防止することができ、特に点状光源22として紫外線の占める割合が比較的大きいものを用いた場合には、紫外線による劣化を防止できることから、下面311〜313にスキン層が形成されていることが好ましく、このとき上面321〜323にはスキン層が形成されていないことが、コストの面でさらに好ましい。スキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いる場合、その含有量は、透明樹脂材料を基準として通常0.5質量%〜5質量%、好ましくは1質量%〜2.5質量%である。
またモアレ低減のために点状光源22側の面を、光拡散性を有する面とすることもできる。例えば、マット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層で前述したように点状光源22側の面を構成してもよいし、点状光源22側の面にエンボス加工、ブラスト加工を施してもよいし、マット化剤およびバインダーを含む塗布液を塗布してマット層を形成してもよい。
第1〜第3の光制御板301〜303は、片面または両面に帯電防止剤が塗布されていてもよい。帯電防止剤を塗布することにより、静電気によるホコリの付着などを防止して、ホコリの付着による光線透過率の低下を防止することができる。
〔構成材料〕
第1〜第3の光制御板301〜303は透明材料からなる。透明材料の屈折率は通常1.56〜1.62である。透明材料としては、透明樹脂材料、透明ガラス材料が例示でき、透明樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂(屈折率:1.59)、MS樹脂(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)、ポリスチレン樹脂(屈折率:1.59)、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)などが例示され、コストの面および吸湿率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
第1〜第3の光制御板301〜303は透明材料からなる。透明材料の屈折率は通常1.56〜1.62である。透明材料としては、透明樹脂材料、透明ガラス材料が例示でき、透明樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂(屈折率:1.59)、MS樹脂(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)、ポリスチレン樹脂(屈折率:1.59)、AS樹脂(アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂)(屈折率:1.56〜1.59)などが例示され、コストの面および吸湿率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
透明材料として透明樹脂材料を用いる場合、この透明樹脂材料に紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、加工安定剤、難燃剤、滑剤などの添加剤を添加することもできる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン計紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられ、好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤である。
透明樹脂材料は通常、添加剤として光拡散剤を添加することなく用いられるが、本発明の目的を損なわない僅かな量であれば、光拡散剤を添加して用いてもよい。
光拡散剤として通常は、第1〜第3の光制御板301〜303を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常0.8μm〜50μmである。
[第1〜第3の光制御板の製造方法]
第1〜第3の光制御板301〜303は、例えば透明材料から削り出す方法により製造することができる。また、透明材料として透明樹脂材料を用いる場合は、例えば射出成形法、押出成形法、フォトポリマー法、プレス成形法などの通常の方法により製造することができる。
第1〜第3の光制御板301〜303は、例えば透明材料から削り出す方法により製造することができる。また、透明材料として透明樹脂材料を用いる場合は、例えば射出成形法、押出成形法、フォトポリマー法、プレス成形法などの通常の方法により製造することができる。
[第1〜第3の光制御板の配置関係]
第1〜第3の光制御板301〜303は、z方向に以下の条件を満たし且つ下面311,312,313側から光が入射されるように設けられている。
(i) 第3の光制御板303が第2の光制御板302の上側に位置している。
(ii)第3の光制御板303の下面313が第2の光制御対302の上面322側に位置している。
(iii)凸状部332,333の延在方向が略平行である。
(iv)凸状部331の延在方向と、凸状部332又は凸状部333の延在方向とが略直交している。なお、凸状部331の延在方向と凸状部332(又は凸状部333)とのなす角度は、80°〜100°が例示され、好ましくは、90°である。
第1〜第3の光制御板301〜303は、z方向に以下の条件を満たし且つ下面311,312,313側から光が入射されるように設けられている。
(i) 第3の光制御板303が第2の光制御板302の上側に位置している。
(ii)第3の光制御板303の下面313が第2の光制御対302の上面322側に位置している。
(iii)凸状部332,333の延在方向が略平行である。
(iv)凸状部331の延在方向と、凸状部332又は凸状部333の延在方向とが略直交している。なお、凸状部331の延在方向と凸状部332(又は凸状部333)とのなす角度は、80°〜100°が例示され、好ましくは、90°である。
本実施形態では、第1〜第3の光制御板301〜303は、上記配置条件(i)〜(iv)を満たして、第1の光制御板301、第2の光制御板302及び第3の光制御板303の順にz方向に設けられている。
第1及び第2の光制御板301,302の間の距離d12は、第1の光制御板301の凸状部331の頂部33b1と第2の光制御板302の下面312との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。同様に、第2及び第3の光制御板302,303の間の距離d23は、第2の光制御板302の凸状部332の頂部33b2と第3の光制御板303の下面313との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。
光制御板ユニット21Aをコンパクトなものとする観点から、d12及びd23は、0mmであり、第1の光制御板301の凸状部331上に第2の光制御板302及び第3の光制御板303が、上段の下面312,313が下段の凸状部331,332の頂部33b1,33b2に接するように配置されていてもよい。このように、光制御板ユニット21Aにおいて最も点状光源22側に位置する第1の光制御板301上に第2及び第3の光制御板302,303を、隣接する2つの光制御板301〜303において上側及び下側の板が互いに接するように設ける場合には、第2及び第3の光制御板302,303の厚さd2,d3を、第1の光制御板301の厚さd1より薄いものとすることが好適である。例えば、第2及び第3の光制御板302,303をフィルム状といったより薄いものとした場合、第1の光制御板301を第2及び第3の光制御板302,303の支持台として用いることができるからである。
[光制御板ユニットの配置]
上記構成の第1〜第3の光制御板301〜303を有する光制御板ユニット21Aは、点状光源22から第1の光制御板301の下面311までの距離Dが、通常3mm〜50mmとなるように、点状光源22上に対して配置される。透過型画像表示装置1又は面光源装置20では、Lx,Ly及びDは、Lx/D及びLy/Dがそれぞれ2以上、さらには2.5以上である値であることが、面光源装置20を薄くすることができる点で、好ましい。
上記構成の第1〜第3の光制御板301〜303を有する光制御板ユニット21Aは、点状光源22から第1の光制御板301の下面311までの距離Dが、通常3mm〜50mmとなるように、点状光源22上に対して配置される。透過型画像表示装置1又は面光源装置20では、Lx,Ly及びDは、Lx/D及びLy/Dがそれぞれ2以上、さらには2.5以上である値であることが、面光源装置20を薄くすることができる点で、好ましい。
また、光制御板ユニット21Aは、透過型画像表示装置1において、凸状部331の延在方向が画面の縦方向になるように配置されてもよいし、横方向になるように配置してもよい。
次に、光制御板ユニット21Aの作用効果について、図1に示したように、光制御板ユニット21Aが透過型画像表示装置1に適用されている場合を例にして説明する。ここでは、X1方向,X2方向及びX3方向はx方向に平行であるとし、Y1方向,Y2方向及びY3方向はy方向に平行であるとする。
第1の光制御板301の凸状部331は、式(3)を満たすvI(uI)で表される断面形状を有するので、点状光源22上に第1の光制御板301を配置した場合、第1の光制御板301は、点状光源22から出力された光を、輝度が均一な線状の光に変換して出射できる。また、第2の光制御板302の凸状部332が、式(5)を満たすvII(uII)で表される断面形状を有し、第3の光制御板303の凸状部333が、前述したような三角形状の断面を有するので、点状光源22上に、第2及び第3の光制御板302,303を凸状部332,333の延在方向が略平行になるように配置した場合、第2及び第3の光制御板302,303は、点状光源22から出力された光を、輝度が均一な線状の光に変換して出射できる。
そして、光制御板ユニット21Aでは、上記のように、点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光に変換可能な第1の光制御板301と、第2及び第3の光制御板302,303の組とが、z方向において、凸状部331の延在方向と凸状部332(又は凸状部333)の延在方向とが略直交するように配置されている。そのため、点状光源22からの光は、第1の光制御板301と、第2及び第3の光制御板302,303の組とにより、輝度が均一で略直交方向にそれぞれ線状の光に変換される。その結果、光制御板ユニット21Aは、複数の点状光源22からの光を均一に分散し、面状の光であって、z方向に直交する面において輝度均斉度がより高い面状の光として出射可能である。
面光源装置20は、上記光制御板ユニット21Aを備えているので、複数の点状光源22からの光を均一に分散し、z方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光を出射することができる。また、透過型画像表示装置1は、上記光制御板ユニット21Aを備えているので、複数の点状光源22からの光が均一に分散されてz方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光によって、透過型画像表示部10を照射することが可能である。その結果、より高品質な画像を表示することができる。
本実施形態では、z方向に第1〜第3の光制御板301〜303が順に設けられているとしたが、第1〜第3の光制御板301〜303は、配置条件(i)〜(iv)を満たすようにz方向に設けられていればよい。このような、第1〜第3の光制御板301〜303の配置の変形例に応じた光制御板ユニットの他の実施形態を第2及び第3の実施形態として説明する。
(第2の実施形態)
図11は、本発明に係る光制御板ユニットの第2の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット21Bは、第1の実施形態の場合と同様に、第1〜第3の光制御板301,302,303を有する。光制御板ユニット21Bは、第1〜第3の光制御板301〜303の配置の順番において、光制御板ユニット21Aと相違する。この相違点を中心にして説明する。
図11は、本発明に係る光制御板ユニットの第2の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット21Bは、第1の実施形態の場合と同様に、第1〜第3の光制御板301,302,303を有する。光制御板ユニット21Bは、第1〜第3の光制御板301〜303の配置の順番において、光制御板ユニット21Aと相違する。この相違点を中心にして説明する。
光制御板ユニット21Bでは、第2の光制御板302、第1の光制御板301及び第3の光制御板303の順にz方向に設けられている。第1〜第3の光制御板301〜303の構成は、第1の実施形態における第1〜第3の光制御板301〜303の構成と同じである。なお、第1の実施形態においては、第1の光制御板301が光制御板ユニットAにおいて最も点状光源22側に位置するとし、第1の光制御板301の下面311と点状光源22との間の距離をDとした。これに対して、本実施形態の第1〜第3の光制御板301〜303の配置の順番では、第2の光制御板302が最も点状光源22側に位置する。よって、第1の実施形態における説明における距離Dは、本実施形態では、第2の光制御板302の下面312と点状光源22との間の距離とする。
光制御板ユニット21Bにおいても、凸状部332の延在方向と凸状部333の延在方向とは略平行である。また、凸状部331の延在方向と凸状部332(又は凸状部333)の延在方向とは略直交している。凸状部331の延在方向と凸状部332(又は凸状部333)とのなす角度は、80°〜100°が例示され、好ましくは、90°である。
この構成では、第1〜第3の光制御板301〜303は、第1の実施形態で述べた配置条件(i)〜(iv)を満たしている。
第2及び第1の光制御板302,301の間の距離d21は、第2の光制御板302の凸状部332の頂部33b2と第1の光制御板301の下面311との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。同様に、第1及び第3の光制御板301,303の間の距離d13は、第1の光制御板301の凸状部331の頂部33b1と第3の光制御板303の下面313との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。
光制御板ユニット21Bをコンパクトなものとする観点から、d21及びd13は、0mmであり、第2の光制御板302の凸状部332上に第1の光制御板301及び第3の光制御板303が、上段の下面311,313が下段の凸状部332,331の頂部33b2,33b1に接するように配置されていてもよいことは第1の実施形態の場合と同様である。また、第1〜第3の光制御板301〜303のうち最も点状光源22側に位置する第2の光制御板302を第1及び第3の光制御板301,303より厚くすることが好ましく、その場合に、例えば第1及び第3の光制御板301,303をフィルム状とすることができることも第1の実施形態の場合と同様である。
図11に示した光制御板ユニット21Bは、図1における光制御板ユニット21Aに代えて面光源装置20及び透過型画像表示装置1に適用することができる。この際、透過型画像表示装置1において、光制御板ユニット21Bは、凸状部331の延在方向が画面の縦方向になるように配置されてもよいし、横方向になるように配置してもよい。
光制御板ユニット21Bにおいても、第2及び第3の光制御板302,303が配置条件(i)〜(iii)を満たして設けられている。この配置では、第2及び第3の光制御板302,303は、点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光に変換できる。そして、本実施形態では、第2及び第3の光制御板302,303の間に、点状光源22からの光を輝度が均一な光に変換可能な第1の光制御板301が、配置条件(iv)を満たして設けられている。
そのため、光制御板ユニット21Bを、図1の光制御板ユニット21Aに代えて用いた場合、複数の点状光源22からの光は、第1の実施形態の場合と同様に、光制御板ユニット21Bを通過することによって、均一に分散され、結果として、z方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光を生成することができる。
従って、上記光制御板ユニット21Bと複数の点状光源22とを備えた面光源装置20及び透過型画像表示装置1においても、第1の実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。
また、光制御板ユニット21Bでは、第1〜第3の光制御板301〜303が、z方向において凸状部331,332,333の延在方向が交互に略直交するように配置されている。そのため、第3の光制御板303から出射される面状の光にモアレ縞が生じにくい。よって、光制御板ユニット21Bと複数の点状光源22を備えた面光源装置10においても、モアレ縞が抑制された面状の光を出射できる。更に、光制御板ユニット21Bと複数の点状光源22を備えた透過型画像標示装置1では、より高品質な画像を表示することが可能である。
(第3の実施形態)
図12は、本発明に係る光制御板ユニットの第3の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット21Cは、第1の実施形態の場合と同様に、第1〜第3の光制御板301,302,303を有する。光制御板ユニット21Cは、第1〜第3の光制御板301〜303の配置の順番において、光制御板ユニット21Aと相違する。この相違点を中心にして説明する。
図12は、本発明に係る光制御板ユニットの第3の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット21Cは、第1の実施形態の場合と同様に、第1〜第3の光制御板301,302,303を有する。光制御板ユニット21Cは、第1〜第3の光制御板301〜303の配置の順番において、光制御板ユニット21Aと相違する。この相違点を中心にして説明する。
光制御板ユニット21Cでは、第2の光制御板302、第3の光制御板303及び第1の光制御板301の順に、第1の実施形態で説明した配置関係(i)〜(iv)を満たしてz方向に設けられている。なお、本実施形態においても、第2の実施形態の場合と同様に、第1の実施形態における距離Dは、第2の光制御板302の下面312と、点状光源22との間の距離とする。
第3及び第1の光制御板303,301の間の距離d31は、第3の光制御板303の凸状部333の頂部33b3と第1の光制御板301の下面311との間のz方向の距離であり、5mm以下が例示できる。第2及び第3の光制御板302,303の間の距離d23は、第1の実施形態の場合と同じなので説明を省略する。
光制御板ユニット21Cをコンパクトなものとする観点から、d23及びd13は、0mmであり、第2の光制御板302の凸状部332上に第3の光制御板303及び第1の光制御板301が、上段の下面313,311が下段の凸状部332,333の頂部33b2,33b3に接するように配置されていてもよいことは、第1の実施形態の場合と同様である。また、第1〜第3の光制御板301〜303のうち最も点状光源22側に位置する第2の光制御板302を第3及び第1の光制御板303,301より厚くすることが好ましく、その場合に、例えば第3及び第1の光制御板303,301をフィルム状とすることができることも第1の実施形態の場合と同様である。
図11に示した光制御板ユニット21Cは、図1における光制御板ユニット21Aに代えて面光源装置20及び透過型画像表示装置1に適用することができる。この際、透過型画像表示装置1において、光制御板ユニット21Cは、凸状部331の延在方向が画面の縦方向になるように配置されてもよいし、横方向になるように配置してもよい。
光制御板ユニット21Cにおいても、第2及び第3の光制御板302,303が、配置条件(i)〜(iii)を満たして設けられている。この配置では、第2及び第3の光制御板302,303は、点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光に変換できる。そして、光制御板ユニット21Cでは、第3の光制御板303上に第1の光制御板301が、配置条件(iv)を満たして配置されている。すなわち、凸状部331の延在方向と凸状部332(又は凸状部333)の延在方向とが略直交するように配置されている。
そのため、光制御板ユニット21Cを、図1の光制御板ユニット21Aに代えて用いた場合、複数の点状光源22からの光は、第1の実施形態の場合と同様に、光制御板ユニット21Cを通過することによって、均一に分散され、結果として、z方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光を生成することができる。
従って、上記光制御板ユニット21Cと複数の点状光源22を備えた面光源装置20及び透過型画像表示装置1においても、第1の実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。
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。上記実施形態では、複数の点状光源22の配置例を図2及び図3に示したが、例えば、正方格子、すなわち、前述したようにx方向及びy方向に隣接する点状光源22間の間隔が同じであってもよい。また、隣接する凸状部331の断面形状における端33a1は凸状部33a1の配列方向において重なっているとして説明したが、隣接する凸状部331の端33a1間に僅かな平坦部(例えば製造誤差により生じる程度のもの)などが生じていてもよい。これは、凸状部33a2〜33a3のそれぞれの配置についても同様である。また、光制御板ユニット21A〜21Cは、透過型液晶表示部10側(例えば、液晶パネル側)に、拡散フィルム又はマイクロレンズフィルム等の光学フィルムを更に有していてもよい。また、透過型画像表示装置1は、光制御板ユニット21A〜21Cと、透過型液晶表示部10との間に、上述した拡散フィルム又はマイクロレンズフィルム等の光学フィルムを更に有する構成とすることもできる。
更に、面光源装置20や透過型画像表示装置1は、点状光源22から出力された光を光制御板ユニット21A〜21C側に反射する反射板といった反射手段を備えていても良い。反射手段は、図1に示した模式図において、点状光源22に対して光制御板ユニット21A〜21Cと反対側に設ければよく、例えば、点状光源22を保持するための保持部材の光源載置面を反射面とすることができる。
また、第1〜第3の光制御板301〜303は、第1の光制御板301と、第2及び第3の光制御板302,303の組み合わせでそれぞれ複数の点状光源から出力された光をより均一に分散させて線状の光を生成するために、光の出射側に凸状部331、凸状部332及び凸状部333がそれぞれ賦形された板状の光学部品であればよい。この場合、光制御板ユニットは、3つの上記光学部品を、光制御板ユニット21A,21B,21Cを利用して説明したような関係で配置したものとすることができる。なお、板状として説明したが、厚さに応じてフィルム状及びシート状のものも含む。
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、21…光制御板ユニット、22…点状光源、301〜303…第1〜第3の光制御板、311〜313…第1〜第3の光制御板の下面(第1〜第3の光制御板の第1の面)、321〜323…第1〜第3の光制御板の上面(第1〜第3の光制御板の第2の面)、331〜333…第1〜第3の光制御板の凸状部、33a1〜33a3…凸状部の端(第1〜第3の光制御板の凸状部の端)、Y1…第1の光制御板の凸状部の延在方向、X1…Y1方向に略直交する方向、X2…第2の光制御板の凸状部の延在方向、Y2…X2方向に略直交する方向、X3…第3の光制御板の凸状部の延在方向、Y3…X3方向に略直交する方向。
Claims (5)
- 第1の面から入射された光を前記第1の面と反対側に位置する第2の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており前記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が前記第2の面に形成されている第1〜第3の光制御板を備え、
前記第1の光制御板、前記第2の光制御板及び前記第3の光制御板は、第3の光制御板が前記第2の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第3の光制御板の前記第1の面が、前記第2の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第2の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第3の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり
前記第1の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第2又は第3の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略直交しており、
前記第3の光制御板の前記凸状部の延在方向に直交する断面形状は三角形であり、
前記第1及び第2の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向に直交する断面において両端を通る軸線をu軸とし、前記u軸上において当該両端間の中心をとおり前記u軸に直交する軸線をv軸とし、前記第1及び第2の光制御板が有する凸状部の各々に対して前記u軸方向の長さをwaとしたとき、前記断面において前記第1及び第2の光制御板が有する前記凸状部の各々の輪郭形状が−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(1)を満たすv(u)で表されることを特徴とする光制御板ユニット。
ただし、前記式(1)において、
(式(2)において、第1の光制御板の凸状部に対して、haは、0.40wa以上1.60wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ−0.15以下を満たす定数である。また、式(2)において、第2の光制御板の凸状部に対して、haは、0.20wa以上1.10wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ0.75以下を満たす定数である) - 前記第3の光制御板の前記凸状部の延在方向に直交する断面形状は、頂角が略直角の二等辺三角形である、請求項1に記載の光制御板ユニット。
- 前記第1〜第3の光制御板の各々が有する前記第1の面は略平坦である、請求項1又は2記載の光制御板ユニット。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の光制御板ユニットと、
前記光制御板ユニットに光を供給する複数の点状光源と、
を備えることを特徴とする面光源装置。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の光制御板ユニットと、
前記光制御板ユニットに光を供給する複数の点状光源と、
前記光制御板ユニットから出射された光によって照射されて画像を表示する透過型画像表示部と、
を備えることを特徴とする透過型画像表示装置。
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JP2009298583A JP2011138708A (ja) | 2009-12-28 | 2009-12-28 | 光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置 |
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