JP2012047817A - Light control plate unit, surface light source device and transmission type image display apparatus - 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。 The present invention relates to a light control plate unit, a surface light source device, and a transmissive image display device.
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11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。
As a direct type
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。
It is desirable that the direct
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。 In recent years, it has been studied to use a light emitting diode as a light source from the viewpoint of energy saving instead of a straight tube type cold cathode ray tube. The light emitting diode is usually a point light source, and is used by arranging it in a discrete manner.
しかし、従来の面光源装置が有する光制御板は、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って表示される画像は、点状光源の近傍と、点状光源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。 However, when the light control plate of the conventional surface light source device is used in a direct type image display device in combination with a point light source such as a light emitting diode, the light from the point light source may be sufficiently uniform. However, the image displayed by the transmissive image display unit has a problem that the brightness differs between the vicinity of the point light source and the position away from the point light source.
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面光源装置、光制御板ユニット及び透過型画像表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a surface light source device, a light control plate unit, and a transmissive image display device that can sufficiently uniformly disperse light from a point light source.
本発明に係る面光源装置は、複数の点状光源と、複数の点状光源上に設けられる光制御板ユニットと、を備える。本発明に係る面光源装置が有する点状光源は、光の出射角度が70°以上80°以下の範囲に最大出射光強度Imaxを有する配光特性であって、(A)出射角度が0°の場合の出射光強度I0が、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imax
を満し、(B)出射光強度が(I0+Imax)/2となる出射角度が60°以上70°以下であり、及び、(C)出射光強度が(I0+Imax)/4となる出射角度が47.5°以上57.5°以下である、配光特性を有する。本発明に係る面光源装置が有す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4の光制御板を備え、第1の光制御板、第2の光制御板、第3の光制御板及び第4の光制御板は、第2の光制御板が第1の光制御板の上側に位置し且つ第4の光制御板が第3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、第2の光制御板の第1の面が、第1の光制御板の第2の面側に位置し、第2の光制御板が有する凸状部の延在方向と第1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、第4の光制御板の第1の面が、第3の光制御板の第2の面側に位置し、第4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、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と、第3及び第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、第2及び第4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三角形であり、第1及び第3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3の光制御板の凸状部の各々に対してu軸方向の長さをwaとしたとき、断面において第1及び第3の光制御板が有する凸状部の各々の輪郭形状は、−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、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.78以下を満たす定数である)
The surface light source device according to the present invention includes a plurality of point light sources and a light control plate unit provided on the plurality of point light sources. The point light source included in the surface light source device according to the present invention has a light distribution characteristic having a maximum emission light intensity I max in a range of light emission angles of 70 ° to 80 °, and (A) the emission angle is 0. The emitted light intensity I 0 in the case of ° is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
(B) The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 2 is 60 ° or more and 70 ° or less, and (C) the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 4. The light distribution characteristic is such that the emission angle becomes 47.5 ° or more and 57.5 ° or less. The light control plate unit included in the surface light source device according to the present invention can emit light incident from the first surface from the second surface located on the side opposite to the first surface, and in one direction. The first light control plate includes first to fourth light control plates that extend and are arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to one direction, the first to fourth light control plates being formed on the second surface. The second light control plate, the third light control plate and the fourth light control plate are such that the second light control plate is positioned above the first light control plate and the fourth light control plate is the first light control plate. The first light control plate is positioned on the second surface side of the first light control plate so that the first light control plate is positioned on the second surface side. The extending direction of the convex portion of the second light control plate is substantially parallel to the extending direction of the convex portion of the first light control plate, and the first surface of the fourth light control plate. Is the second of the third light control plate The extending direction of the convex portion of the fourth light control plate located on the side and the extending direction of the convex portion of the third light control plate are substantially parallel, and the first and second lights The extending directions of the convex portions of the control plate and the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal to each other, and the second and fourth lights. The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the control plate is a triangle, and passes through both ends in the cross section orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the first and third light control plates. The axis is the u-axis, the axis passing through the center between both ends on the u-axis and the axis perpendicular to the u-axis is the v-axis, and the length in the u-axis direction with respect to each convex portion of the first and third light control plates is a when a w a, each of the contour shape of the convex portion having the first and third light control plate in cross-section, the -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a Represented by v (u) satisfying the following formula (1) are.
However, in Formula (1),
(In the formula (2), h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30w a, k a is a constant that satisfies 0.78 or less -1.00 or higher)
この構成では、第1の光制御板を通過した光は第2の光制御板に入射され、また、第3の光制御板を通過した光は第4の光制御板を通過することになる。第1及び第2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及び第2の光制御板は、上述した配光特性を有する点状光源上に、第1及び第2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。また、同様に、第3及び第4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3及び第4の光制御板は、上述した配光特性を有する点状光源上に、第3及び第4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、本発明に係る面光源装置では、第1及び第2の光制御板の凸状部の延在方向と、第3及び第4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及び第2の光制御板の組と第3及び第4の光制御板の組とが配置されている。そのため、第1の光制御板の第1の面側から入射された点状光源の光は、第1及び第2の光制御板の組と、第3及び第4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、上記面光源装置は、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。 In this configuration, light that has passed through the first light control plate is incident on the second light control plate, and light that has passed through the third light control plate passes through the fourth light control plate. . Since the convex portions of the first and second light control plates have the cross-sectional shape described above, the first and second light control plates are arranged on the point light sources having the above-described light distribution characteristics. When the extending directions of the convex portions of the second light control plate are arranged substantially in parallel, the light from the point light source can be converted into linear light with uniform luminance. Similarly, since the convex portions of the third and fourth light control plates have the cross-sectional shape described above, the third and fourth light control plates have a spot shape having the above-described light distribution characteristics. When the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates are arranged substantially parallel on the light source, the light from the point light source can be converted into linear light with uniform luminance. In the surface light source device according to the present invention, the extending direction of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially the same. A set of first and second light control plates and a set of third and fourth light control plates are arranged so as to be orthogonal to each other. Therefore, the light of the point light source incident from the first surface side of the first light control plate is a set of the first and second light control plates, and a set of the third and fourth light control plates. Thus, the light is converted into linear light with uniform luminance in directions substantially orthogonal to each other. As a result, the surface light source device emits the light from the point light source as planar light that is uniformly dispersed and has high luminance uniformity on the surface perpendicular to the plate thickness direction. Is possible.
本発明に係る面光源装置では、第2及び第4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1及び第2の光制御板の組及び第3及び第4の光制御板の組を前述したように配置することで、第1及び第2の光制御板の組及び第3及び第4の光制御板の組のそれぞれで、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。 In the surface light source device according to the present invention, it is preferable that the cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the second and fourth light control plates is an isosceles triangle whose apex angle is substantially a right angle. It is. Accordingly, the first and second light control plates are arranged on the point light source as described above by arranging the first and second light control plate sets and the third and fourth light control plate sets as described above. In each of the set of plates and the set of third and fourth light control plates, the light from the point light source can be reliably converted into linear light with uniform luminance.
本発明に係る面光源装置では、第1〜第4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。 In the surface light source device according to the present invention, the first surface of each of the first to fourth light control plates may be substantially flat.
本発明に係る透過型画像表示装置は、複数の点状光源と、複数の点状光源上に設けられる光制御板ユニットと、光制御板ユニット上に設けられており、光制御板ユニットから出射された光に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。本発明に係る透過型画像表示装置が有する点状光源は、光の出射角度が70°以上80°以下の範囲に最大出射光強度Imaxを有する配光特性であって、(a)出射角度が0°の場合の出射光強度I0が、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imax
を満し、(b)出射光強度が(I0+Imax)/2となる出射角度が60°以上70°以下であり、及び、(c)出射光強度が(I0+Imax)/4となる出射角度が47.5°以上57.5°以下である、配光特性を有する。本発明に係る透過型画像表示装置が有す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4の光制御板を備え、第1の光制御板、第2の光制御板、第3の光制御板及び第4の光制御板は、第2の光制御板が第1の光制御板の上側に位置し且つ第4の光制御板が第3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、第2の光制御板の第1の面が、第1の光制御板の第2の面側に位置し、第2の光制御板が有する凸状部の延在方向と第1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、第4の光制御板の第1の面が、第3の光制御板の第2の面側に位置し、第4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、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と、第3及び第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、第2及び第4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三角形であり、第1及び第3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3の光制御板の凸状部の各々に対してu軸方向の長さをwaとしたとき、断面において第1及び第3の光制御板が有する凸状部の各々の輪郭形状は、−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(3)を満たすv(u)で表される。
ただし、式(3)において、
(式(4)において、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.78以下を満たす定数である)
A transmissive image display device according to the present invention includes a plurality of point light sources, a light control plate unit provided on the plurality of point light sources, and provided on the light control plate unit, and is emitted from the light control plate unit. A transmissive image display unit that displays an image by being irradiated with the emitted light. The point light source included in the transmissive image display device according to the present invention has a light distribution characteristic in which the light emission angle has a maximum emission light intensity I max in a range of 70 ° to 80 °, and (a) the emission angle. The emitted light intensity I 0 when is 0 ° is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
(B) The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 2 is 60 ° or more and 70 ° or less, and (c) the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 4. The light distribution characteristic is such that the emission angle becomes 47.5 ° or more and 57.5 ° or less. The light control plate unit included in the transmissive image display device according to the present invention can emit light incident from the first surface from the second surface located on the side opposite to the first surface, and A plurality of convex portions extending in a direction and arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to one direction are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface; The control plate, the second light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate are such that the second light control plate is located above the first light control plate and the fourth light control plate. Is provided in the plate thickness direction so that the first surface of the second light control plate is on the second surface side of the first light control plate. The extending direction of the convex portion of the second light control plate is substantially parallel to the extending direction of the convex portion of the first light control plate. Is the third light control plate Located on the second surface side, the extending direction of the convex portion of the fourth light control plate and the extending direction of the convex portion of the third light control plate are substantially parallel, The extending directions of the convex portions of the second light control plate and the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal to each other. The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of each convex portion of the fourth light control plate is a triangle, and the cross-section orthogonal to the extending direction of each convex portion included in the first and third light control plates. , The axis passing through both ends is the u-axis, the axis passing through the center between both ends on the u-axis and the axis perpendicular to the u-axis is the v-axis, and each of the convex portions of the first and third light control plates when the axial length was w a, each of the contour shape of the convex portion having the first and third light control plate in cross-section, -0.475w a ≦ u ≦ 0.47 represented by v (u) satisfying the following formula (3) in w a.
However, in Formula (3),
(In the formula (4), h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30w a, k a is a constant that satisfies 0.78 or less -1.00 or higher)
この構成では、第1の光制御板を通過した光は第2の光制御板に入射され、また、第3の光制御板を通過した光は第4の光制御板を通過することになる。第1及び第2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及び第2の光制御板は、上述した配光特性を有する点状光源上に、第1及び第2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。また、同様に、第3及び第4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3及び第4の光制御板は、上述した配光特性を有する点状光源上に、第3及び第4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、本発明に係る透過型画像表示装置では、第1及び第2の光制御板の凸状部の延在方向と、第3及び第4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及び第2の光制御板の組と第3及び第4の光制御板の組とが配置されている。そのため、第1の光制御板の第1の面側から入射された点状光源の光は、第1及び第2の光制御板の組と、第3及び第4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、上記透過型画像表示装置は、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り、その均一に分散された面状の光によって、透過型画像表示部を照明することができる。 In this configuration, light that has passed through the first light control plate is incident on the second light control plate, and light that has passed through the third light control plate passes through the fourth light control plate. . Since the convex portions of the first and second light control plates have the cross-sectional shape described above, the first and second light control plates are arranged on the point light sources having the above-described light distribution characteristics. When the extending directions of the convex portions of the second light control plate are arranged substantially in parallel, the light from the point light source can be converted into linear light with uniform luminance. Similarly, since the convex portions of the third and fourth light control plates have the cross-sectional shape described above, the third and fourth light control plates have a spot shape having the above-described light distribution characteristics. When the extending directions of the convex portions of the third and fourth light control plates are arranged substantially parallel on the light source, the light from the point light source can be converted into linear light with uniform luminance. In the transmissive image display device according to the present invention, the extending direction of the convex portions of the first and second light control plates, and the extending direction of the convex portions of the third and fourth light control plates, Are arranged such that the first and second light control plate sets and the third and fourth light control plate sets are arranged so as to be substantially orthogonal to each other. Therefore, the light of the point light source incident from the first surface side of the first light control plate is a set of the first and second light control plates, and a set of the third and fourth light control plates. Thus, the light is converted into linear light with uniform luminance in directions substantially orthogonal to each other. As a result, the transmissive image display device uniformly emits the light from the point light source as planar light that is planar light and has high luminance uniformity on the surface orthogonal to the thickness direction. It is possible to illuminate the transmissive image display unit with the uniformly dispersed planar light.
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4の光制御板を備え、第1の光制御板、第2の光制御板、第3の光制御板及び第4の光制御板は、第2の光制御板が第1の光制御板の上側に位置し且つ第4の光制御板が第3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、第2の光制御板の第1の面が、第1の光制御板の第2の面側に位置し、第2の光制御板が有する凸状部の延在方向と第1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、第4の光制御板の第1の面が、第3の光制御板の第2の面側に位置し、第4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、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と、第3及び第4の光制御板が有する凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、第2及び第4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三角形であり、第1及び第3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3の光制御板の凸状部の各々に対してu軸方向の長さをwaとしたとき、断面において第1及び第3の光制御板が有する凸状部の各々の輪郭形状は、−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(5)を満たすv(u)で表される。
ただし、式(5)において、
(式(6)において、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.78以下を満たす定数である。ただし、上記第1及び第3の光制御板の少なくとも一方が有する凸状部において、haについて、上記0.10wa以上1.30wa以下の範囲から0.20wa以上1.10wa以下の範囲が除かれるか、または、kaについて、上記−1.00以上0.78以下の範囲から−1.00以上0.75以下の範囲が除かれる)
The light control plate unit according to the present invention can emit light incident from the first surface from the second surface located on the opposite side of the first surface, and extends in one direction. The first light control plate and the second light are provided with first to fourth light control plates in which a plurality of convex portions arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to one direction are formed on the second surface. In the control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate, the second light control plate is located above the first light control plate, and the fourth light control plate is the third light control plate. Is provided in the plate thickness direction so that the first surface of the second light control plate is positioned on the second surface side of the first light control plate, and the second light The extending direction of the convex portion of the control plate and the extending direction of the convex portion of the first light control plate are substantially parallel, and the first surface of the fourth light control plate is the third surface. Located on the second surface side of the light control plate, the fourth The extending direction of the convex portion of the light control plate is substantially parallel to the extending direction of the convex portion of the third light control plate, and the convex portions of the first and second light control plates are provided. Each extending direction is substantially orthogonal to each extending direction of the convex portions of the third and fourth light control plates, and each of the convex portions of the second and fourth light control plates. The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction is triangular, and the axis passing through both ends in the cross-section orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the first and third light control plates is the u axis, and the u axis When the axis that passes through the center between both ends and is perpendicular to the u-axis is the v-axis, and the length in the u-axis direction is w a for each of the convex portions of the first and third light control plates, in cross section each of the contour shape of the convex portion having the first and third light control plate, the following formula -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a ( 5) Represented by v (u) satisfying.
However, in Formula (5),
(In the formula (6), h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30w a, k a is a constant that satisfies 0.78 or less -1.00 or more. However, the first in and third convex portion which at least one of the light control plate has for h a, the 0.10 w a higher 1.30w range a from the range of 0.20 W a more 1.10W a is removed or, for k a, the range of -1.00 to 0.75 from the -1.00 or 0.78 or less ranges are excluded)
この構成では、第1の光制御板を通過した光は第2の光制御板に入射され、また、第3の光制御板を通過した光は第4の光制御板を通過することになる。第1及び第2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及び第2の光制御板は、点状光源上に、第1及び第2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。また、同様に、第3及び第4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3及び第4の光制御板は、点状光源上に、第3及び第4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及び第2の光制御板の凸状部の延在方向と、第3及び第4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及び第2の光制御板の組と第3及び第4の光制御板の組とが配置されている。そのため、第1の光制御板の第1の面側から入射された点状光源の光は、第1及び第2の光制御板の組と、第3及び第4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。 In this configuration, light that has passed through the first light control plate is incident on the second light control plate, and light that has passed through the third light control plate passes through the fourth light control plate. . Since the convex portions of the first and second light control plates have the above-described cross-sectional shape, the first and second light control plates are convex on the point light source. In the case where the extending directions of the shape portions are arranged substantially in parallel, the light from the point light source can be converted into linear light with uniform luminance. Similarly, since the convex portions of the third and fourth light control plates have the above-described cross-sectional shape, the third and fourth light control plates are arranged on the point light source. When the extending direction of the convex portions of the fourth light control plate is arranged substantially in parallel, the light from the point light source can be converted into linear light with uniform luminance. In the light control plate unit according to the present invention, the extending direction of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of the convex portions of the third and fourth light control plates are as follows. A set of first and second light control plates and a set of third and fourth light control plates are arranged so as to be substantially orthogonal. Therefore, the light of the point light source incident from the first surface side of the first light control plate is a set of the first and second light control plates, and a set of the third and fourth light control plates. Thus, the light is converted into linear light with uniform luminance in directions substantially orthogonal to each other. As a result, the light control plate unit disperses the light from the point light source uniformly and emits it as planar light that is planar light and has high luminance uniformity on the surface orthogonal to the plate thickness direction. It is possible.
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面光源装置、光制御板ユニット及び透過型画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a surface light source device, a light control plate unit, and a transmissive image display device that can sufficiently uniformly disperse light from a point light source.
以下、本発明の一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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent element, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
(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。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an embodiment of a transmissive image display device according to the present invention. FIG. 1 shows the transmissive
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。
The transmissive
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。
Examples of the transmissive
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。
The surface
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、第3の光制御板303及び第4の光制御板304を備える。
The light
光制御板ユニット21Aを構成する第1〜第4の光制御板301〜304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4の光制御板301〜304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4の光制御板301〜304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。
The planar view shapes (shapes viewed from the z direction) of the first to fourth light
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。
FIG. 2 is a drawing showing an example of the arrangement relationship of a plurality of point light sources. As shown in FIG. 2, the plurality of point
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。
The plurality of point
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。
The rectangular lattice shown in FIG. 2 can be regarded as a plurality of point light source arrays composed of a plurality of point
図4は、面光源装置が有する点状光源の配光分布の一例を示す図面である。図4の横軸は出射角度θ(°)を示しており、縦軸は、最大の出射光強度で規格化した規格化出射光強度を示している。本実施形態において、θ=0は、図1におけるz方向に対応する。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a light distribution of a point light source included in the surface light source device. The horizontal axis of FIG. 4 indicates the outgoing angle θ (°), and the vertical axis indicates the normalized outgoing light intensity normalized by the maximum outgoing light intensity. In the present embodiment, θ = 0 corresponds to the z direction in FIG.
点状光源22は、いわゆるサイドエミッティング型の光源であり、点状光源22の例は、発光ダイオードである。点状光源22は、次の条件を満たす配光特性(指向特性)を有する。
・出射光強度が最大である最大出射光強度Imaxの出射角度θ1(以下、ピーク角度θ1と称す)が70°以上80以下の範囲内にある。
・正面方向(出射角度θが0°方向)からピーク角度θ1まで出射光強度が略単調増加している。
・正面方向の出射光強度をI0としたとき、I0は、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imax
を満たす。
・出射光強度が(Imax+I0)/2となる出射角度θ2が、60°以上70°以下の範囲にある。
・出射光強度が(Imax+I0)/4となる出射角度θ3が47.5°以上57.5°以下の範囲にある。
The point
The outgoing angle θ 1 (hereinafter referred to as peak angle θ 1 ) of the maximum outgoing light intensity I max where the outgoing light intensity is maximum is in the range of 70 ° to 80 °.
The intensity of emitted light increases substantially monotonically from the front direction (emitted angle θ is 0 °) to the peak angle θ 1 .
・ When the emitted light intensity in the front direction is I 0 , I 0 is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
Meet.
The outgoing angle θ 2 at which the outgoing light intensity is (I max + I 0 ) / 2 is in the range of 60 ° to 70 °.
The outgoing angle θ 3 at which the outgoing light intensity is (I max + I 0 ) / 4 is in the range of 47.5 ° to 57.5 °.
図4に例示した配光特性では、縦軸が規格化出射光強度であることから、Imax=1.00000であり、対応する出射角度θ1は76.8°である。I0は0.140である。この場合、(Imax+I0)/2=0.570であり、対応する出射角度θ2は66.5°である。また、(Imax+I0)/4=0.285であり、対応する出射角度θ3は52.5°である。よって、図4に示した点状光源22の配光特性は、上述した条件を満たしている。
In the light distribution characteristic illustrated in FIG. 4, since the vertical axis is the normalized output light intensity, I max = 1.00000, and the corresponding output angle θ 1 is 76.8 °. I 0 is 0.140. In this case, (I max + I 0 ) /2=0.570, and the corresponding emission angle θ 2 is 66.5 °. Further, (I max + I 0 ) /4=0.285, and the corresponding emission angle θ 3 is 52.5 °. Therefore, the light distribution characteristics of the point
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4の光制御板301,302,303,304について説明する。図5では、説明のために、第1〜第4の光制御板301〜304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〜第3の光制御板302〜304を隣接する2枚が接するように設けてもよい。
FIG. 5 is a perspective view illustrating the configuration of an embodiment of the light control plate unit. With reference to FIG. 5, the first to fourth
[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、第2の光制御板302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。
[First light control board]
The first
[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。凸状部332は、断面が三角形状のプリズム部である。そのため、第2の光制御板302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332は、y方向に略平行なY2方向(第2の光制御板の第1の方向)に延びており、Y2方向に略直交するX2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X2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。
[Second light control board]
The second
[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。第3の光制御板303は、第1の光制御板301と同様に光拡散板であり、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。
[Third light control board]
Third
[第4の光制御板]
第4の光制御板304は、略平坦な下面(第4の光制御板の第1の面)314と、外側に凸である凸状部(第4の光制御板の凸状部)334が複数形成された上面(第4の光制御板の第2の面)324とを有する板状体である。第4の光制御板304は、第2の光制御板302と同様に、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334は、x方向に略平行なX4方向(第4の光制御板の第1の方向)に延びており、X4方向に略直交するY4方向(第4の光制御板の第2の方向)に並列配置されている。X4方向及びY4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334の断面形状は、凸状部334間でほぼ同一である。また、凸状部334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334,334の端33a4,33a4はY4方向において同じ位置にある。第4の光制御板304の厚さd4は、下面314と凸状部334の頂部33b4とのz方向の距離であり、通常は0.1mm〜5mmである。
[Fourth light control board]
Fourth
[第1及び第3の光制御板の凸状部]
第1及び第3の光制御板301,303の各々が有する凸状部331,333の形状について説明する。
[Convex portions of the first and third light control plates]
The shape of the convex portions 33 1 and 33 3 included in each of the first and third
凸状部331は、図4を利用して説明した配光特性を有する点状光源22上に第1及び第2の光制御板301,302をこの順に設けると共に、凸状部331,332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。同様に、凸状部333は、図4を利用して説明した配光特性を有する点状光源22上に第3及び第4の光制御板303,304をこの順に設けると共に、凸状部333,334をそれらの延在方向を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331,333の断面形状について図6を参照して説明する。
The convex portion 33 1 is provided with the first and second
ここでは、凸状部331,333を、特に断らない限り凸状部33i(iは1又は3)と称して説明する。図6では、凸状部33iの延在方向に直交する方向をu軸としてuv座標系を設定している。凸状部331及び凸状部333に対応するu軸方向は、それぞれX1方向及びY3方向である。また、凸状部331及び凸状部333に対応するv軸方向は何れもz方向である。 Here, the convex portions 33 1 and 33 3 will be referred to as convex portions 33 i (i is 1 or 3) unless otherwise specified. In FIG. 6, the uv coordinate system is set with the u-axis as the direction orthogonal to the extending direction of the convex portion 33 i . U-axis direction corresponding to the convex portion 33 1 and the convex portion 33 3 are the X1 direction and the Y3 direction. Further, v-axis direction corresponding to the convex portion 33 1 and the convex portion 33 3 are both a z-direction.
上記uv座標系において、凸状部33iの断面形状は、u軸上に両端33ai,33aiを有する。凸状部33iの輪郭線は、下記式(7)を満足するv(u)で表される。
ただし、式(7)において、
式(8)において、waはu軸方向の凸状部33iの長さである。haは、凸状部33iの両端33ai,33ai間における最大高さに対応し、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数である。すなわち、haは、ha/waが0.10以上1.30以下を満たす定数である。kaは−1.00以上0.78以下を満たす定数である。凸状部33iの幅waは、凸状部33i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33i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waとして具体的には、wa=410μm、wa=400μm及びwa=325μmが例示できるが、waの値はこれに限定されるものではない。
In the uv coordinate system, the cross-sectional shape of the convex portion 33 i has both ends 33 a i and 33 a i on the u-axis. The contour line of the convex portion 33 i is represented by v (u) that satisfies the following formula (7).
However, in Formula (7),
In Expression (8), w a is the length of the convex portion 33 i in the u-axis direction. h a corresponds to the maximum height between the two ends 33a i, 33a i of the convex portion 33 i, h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30w a. That is, h a is a constant that satisfies h a / w a of 0.10 to 1.30. k a is a constant that satisfies −1.00 to 0.78. Width w a of the convex portion 33 i, since formation of the convex portion 33 i is easy, usually 40μm or more, preferably 250μm or more, the pattern caused by the convex portion 33 i is visible to the naked eye Since it is difficult, it is usually 800 μm or less, preferably 450 μm or less. Specific examples of the width w a include w a = 410 μm, w a = 400 μm, and w a = 325 μm, but the value of w a is not limited thereto.
図6は、凸状部33iの断面形状の一例として式(7)を満たす範囲内でv0(u)をv方向に所定倍だけ伸縮した形状を例示している。この場合、凸状部33iは、v軸に対して対称な輪郭線を有する。図6に示した断面形状は、ha/waが0.40であり、kaは+0.05である場合のv0(u)に対応する。ただし、凸状部33iの断面形状は、図7に示すように、ある幅waに対してv0(u)を決定した際に、0.95v0(u)で表される輪郭線と、1.05v0(u)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。図7に示したv0(u)においても、ha/waが0.40であり、kaは+0.05である。 FIG. 6 exemplifies a shape in which v 0 (u) is expanded and contracted by a predetermined multiple in the v direction within a range satisfying Expression (7) as an example of a cross-sectional shape of the convex portion 33 i . In this case, the convex portion 33 i has a contour line symmetrical with respect to the v-axis. The cross-sectional shape shown in FIG. 6 corresponds to v 0 (u) where h a / w a is 0.40 and k a is +0.05. However, the sectional shape of the convex portion 33 i, as shown in FIG. 7, when determining the v 0 (u) for a width w a, contours represented by 0.95v 0 (u) And a contour line passing through a region between the contour lines represented by 1.05v 0 (u). Also in v 0 (u) shown in FIG. 7, h a / w a is 0.40, and k a is +0.05.
更に、上記説明では、凸状部33iの断面形状が式(7)を満たすv(u)で表されるとした。ただし、凸状部33i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33iの断面形状は、−0.475wa≦u≦0.475waにおいて式(7)を満たすv(u)で表されていればよい。 Furthermore, in the above description, it is assumed that the cross-sectional shape of the convex portion 33 i is represented by v (u) that satisfies Expression (7). However, considering the effect on the manufacturing error and the intensity distribution at near both ends of the convex portion 33 i, the cross-sectional shape of the convex portion 33 i has the formula in -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a It may be expressed by v (u) that satisfies (7).
また、ha/wa及びka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ha/wa及びkaの範囲は、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に対応し、凸状部333の輪郭線形状に対してはLyに対応するものとする。
第1及び第3の光制御板301,303の凸状部331,333のwa、ha、kaは凸状部331と凸状部333とで同じでもよいし、異なっていてよい。すなわち、第1及び第3の光制御板301,303の各々が有する凸状部331,333の断面形状は、互いに同一の断面形状であってもよいし、それぞれの凸状部331,333の断面形状の輪郭線が上記式(7)を満たす範囲において、異なる断面形状であってもよい。
Convex portion 33 of the first and third
[第2及び第4の光制御板の凸状部]
第2及び第4の光制御板302,304が有する凸状部332,334の形状について説明する。ここでは、凸状部332,334を凸状部33j(jは2又は4)と称し、第2及び第4の光制御板302,304を光制御板30jと称す。図8は、凸状部33jの形状を説明するための図面であり、凸状部33jの延在方向からみた光制御板30jの側面図である。凸状部33jは、延在方向に略均一は形状であるため、図8に示すように、延在方向から見た側面形状は、凸状部33jの延在方向に略直交する断面形状に対応する。
[Convex portions of second and fourth light control plates]
図8に示すように、凸状部33j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33j,33j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33jの幅は、凸状部33j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。 As shown in FIG. 8, the side surface shape (or cross-sectional shape) of the convex portion 33 j is a substantially right-angled isosceles triangle in which the apex angle α is substantially right and the lengths of both sides are substantially equal. Here, the apex angle α is preferably 90 °, but may be in the range of 80 ° to 100 °. The pitch P between two adjacent convex portions 33 j and 33 j can be 10 μm to 1000 μm, preferably 20 μm to 500 μm, and more preferably 40 μm to 250 μm. What is necessary is just to set the width | variety of the convex part 33j so that the pitch P of the convex part 33j may become the predetermined value of the said range.
第2及び第4の光制御板302,304の凸状部332,334の断面形状は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The cross-sectional shape of the second and fourth
〔第1〜第4の光制御板の層構成〕
第1〜第4の光制御板301〜304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4の光制御板301〜304が多層板である場合、第1〜第4の光制御板301〜304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4の光制御板301〜304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311〜314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321〜324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。
[Layer structure of first to fourth light control plates]
The first to fourth
第1〜第4の光制御板301〜304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。
The first to fourth
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、マット化剤及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。
Further, the surface on the point
〔構成材料〕
第1〜第4の光制御板301〜304は透明材料からなる。透明材料の屈折率は、通常1.46〜1.62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)、アクリル系紫外線硬化樹脂(屈折率:1.46〜1.58)などが例示され、コストの面及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。
[Constituent materials]
The first to fourth
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。 When a transparent resin material is used as the transparent material, additives such as an ultraviolet absorber, an antistatic agent, an antioxidant, a processing stabilizer, a flame retardant, and a lubricant can be added to the transparent resin material. These additives can be used alone or in combination of two or more.
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。 Examples of UV absorbers include benzotriazole UV absorbers, benzophenone meter UV absorbers, cyanoacrylate UV absorbers, malonic ester UV absorbers, oxalic anilide UV absorbers, and triazine UV absorbers. Preferred are benzotriazole ultraviolet absorbers and triazine ultraviolet absorbers.
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。 The transparent resin material is usually used without adding a light diffusing agent as an additive, but may be added with a light diffusing agent as long as it is a slight amount that does not impair the object of the present invention.
光拡散剤として通常は、第1〜第4の光制御板301〜304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。
As the light diffusing agent, a powder having a refractive index different from that of the transparent material mainly constituting the first to fourth light
[第1〜第4の光制御板の製造方法]
第1〜第4の光制御板301〜304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。
[Method for Manufacturing First to Fourth Light Control Plates]
The first to fourth
[第1〜第4の光制御板の配置関係]
第1〜第4の光制御板301〜304は、z方向に以下の条件を満たして設けられている。
(i)第2の光制御板302が第1の光制御板301の上側に位置し且つ第4の光制御板304が第3の光制御板303の上側に位置している。
(ii)第2の光制御板302の下面312が第1の光制御板301の上面321側に位置している。
(iii)第4の光制御板304の下面314が第3の光制御板303の上面323側に位置している。
(iv)第1の光制御板301の凸状部331の延在方向(Y1方向)と、第2の光制御板302の凸状部332の延在方向(Y2方向)とが略平行である。
(v)第3の光制御板303の凸状部333の延在方向(X3方向)と、第4の光制御板304の凸状部334の延在方向(X4方向)とが略平行である。
(vi)第1の光制御板301と第2の光制御板302とを第1の光制御板セットとし、第3の光制御板303及び第4の光制御板304を第2の光制御板セットとした場合、第1の光制御板セットと第2の光制御板セットとが、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向に対して凸状部333(又は凸状部334)の延在方向が略直交するように配置されている。なお、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とのなす角度は、80°〜100°が例示され、好ましくは、90°である。
[Disposition relationship of first to fourth light control plates]
The first to fourth
(i) a second
(ii) the lower surface 312 of the second
(iii) Fourth underside 31 4 of the
(iv) a first
(v) and the third
(vi) a first
本実施形態では、第1〜第4の光制御板301〜304は、上記配置条件(i)〜(vi)を満たして、第1の光制御板301、第2の光制御板302、第3の光制御板303及び第4の光制御板304の順にz方向に設けられている。
In the present embodiment, the first to fourth
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方向の距離である。また、第3及び第4の光制御板303,304の間の距離d34は、第3の光制御板303の凸状部333の頂部33b3と第4の光制御板304の下面314との間のz方向の距離である。d12、d23及びd34は、例えば5mm以下である。
The distance d 12 between the first and second
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,d23及びd34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、第3の光制御板303及び第4の光制御板304が、上段の下面312,313,314が、下段の凸状部331,332,333の頂部33b1,33b2,33b3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のうち最も点状光源22側に位置する第1の光制御板301上に、第2〜第4の光制御板302〜304を、隣接する2つの光制御板301〜304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2〜4の光制御板302〜304の厚さd2〜d4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2〜4の光制御板302〜304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2〜4の光制御板302〜304の支持台として用いることができるからである。
From the viewpoint of the light
[光制御板ユニットの配置]
上記構成の第1〜第4の光制御板301〜304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。
[Arrangement of light control board unit]
Light
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。
Further, the light
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を含む面光源装置20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、X3方向及びX4方向はx方向に平行であるとし、Y1方向、Y2方向、Y3方向及びY4方向はy方向に平行であるとする。
Next, the function and effect of the light
第1の光制御板301の凸状部331は、式(7)を満たすv(u)で表される断面形状を有し、第2の光制御板302の凸状部332は、断面が略直角二等辺三角形であるプリズム部である。この構成では、点状光源22上に、第1及び第2の光制御板301,302を凸状部331,332の延在方向が略平行になるように配置した場合、第1及び第2の光制御板301,302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。同様に、第3の光制御板303の凸状部333は、式(7)を満たすv(u)で表される断面形状を有し、第4の光制御板304の凸状部334は、断面が略直角二等辺三角形であるプリズム部である。そのため、第1及び第2の光制御板301,302の場合と同様に、第3及び第4の光制御板303,304も点状光源22からの光を輝度が均一な線状の光に変換して出射できる。
The first convex portion 33 of the
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及び第2の光制御板301,302の組と第3及び第4の光制御板303,304の組とが、z方向において、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)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及び第2の光制御板301,302の組及び第3及び第4の光制御板303,304の組により、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。
In the light
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。
Since the surface
本実施形態では、z方向に第1〜第4の光制御板301〜304が順に設けられているとしたが、第1〜第4の光制御板301〜304は、配置条件(i)〜(vi)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4の光制御板301〜304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。
In the present embodiment, the first to fourth
(第2の実施形態)
図9は、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4の光制御板301,302,303,304を有する。第1〜第4の光制御板301〜304の構成は、第1の実施形態の第1〜第4の光制御板301〜304の構成と同じであり、光制御板ユニット21Bは、第1〜第4の光制御板301〜304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。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a perspective view showing a second embodiment of the light control plate unit. The light
光制御板ユニット21Bでは、第1の光制御板301、第3の光制御板303、第2の光制御板302及び第4の光制御板304の順にz方向に設けられている。第1の光制御板301の凸状部331の延在方向と第2の光制御板302の凸状部332の延在方向とは略平行である。また、第3の光制御板303の凸状部333の延在方向と第4の光制御板304の凸状部334の延在方向とは略平行である。更に、第1の実施形態の場合と同様に、第1及び第2の光制御板301,302の組を第1の光制御板セットとし、第3及び第4の光制御板303,304の組を第2の光制御板セットとした場合、第1の光制御板セットと、第2の光制御板セットとは、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とが略直交するように配置されている。凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とのなす角度は、80°〜100°が例示され、好ましくは、90°である。
In the light
この構成では、第1〜第4の光制御板301〜304は、第1の実施形態で述べた配置条件(i)〜(vi)を満たしている。
In this configuration, the first to fourth
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方向の距離である。同様に、第3及び第2の光制御板303,302の間の距離d32は、第3の光制御板303の凸状部333の頂部33b3と第2の光制御板302の下面312との間のz方向の距離である。また、第2及び第4の光制御板302,304の間の距離d24は、第2の光制御板302の凸状部332の頂部33b2と第4の光制御板304の下面314との間のz方向の距離である。d13、d32及びd24は、例えば、5mm以下である。
The first and third
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、d13、d32及びd24は、0mmであり、第1の光制御板301の凸状部331上に第3の光制御板303、第2の光制御板302及び第4の光制御板304が、上段の下面313,312,314が下段の凸状部331,333,332の頂部33b1,33b3,33b2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4の光制御板301〜304のうち最も点状光源22側に位置する第1の光制御板301を第2〜第4の光制御板302〜304より厚くすることが好ましく、その場合に、例えば第2〜第4の光制御板302〜304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。
From the viewpoint of the light
図9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。
The light
光制御板ユニット21Bにおいても、第1の光制御板301の上側に第2の光制御板302が配置条件(ii)及び(iv)を満たして設けられており、第3の光制御板303の上側に第4の光制御板304が配置条件(iii)及び(v)を満たして設けられている。この配置では、第1及び第2の光制御板301,302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、第3及び第4の光制御板303,304も点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光に変換できる。
In the optical
そして、光制御板ユニット21Bでは、第1及び第2の光制御板301,302の組と、第3及び第4の光制御板303,304の組とは、配置条件(vi)を満たして配置されている。すなわち、第1及び第2の光制御板301,302の組と、第3及び第4の光制御板303,304の組とは、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とが略直交するように配置されている。
In the light
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。
Therefore, when the light
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。
Therefore, the surface
また、光制御板ユニット21Bでは、第1〜第4の光制御板301〜304が、z方向において凸状部331,332,333,334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4の光制御板304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。
Further, the light
(第3の実施形態)
図10は、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4の光制御板301,302,303,304を有する。第1〜第4の光制御板301〜304の構成は、第1の実施形態の第1〜第4の光制御板301〜304の構成と同じであり、光制御板ユニット21Cは、第1〜第4の光制御板301〜304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。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a perspective view showing a third embodiment of the light control plate unit. The light
光制御板ユニット21Cでは、第1の光制御板301、第3の光制御板303、第4の光制御板304及び第2の光制御板302の順に、第1の実施形態で説明した配置関係(ii)〜(vi)を満たしてz方向に設けられている。そして、第1の光制御板301、第3の光制御板303、第4の光制御板304及び第2の光制御板302の順に、z方向に設けられているので、本実施形態では、第1の実施形態で説明した配置関係(i)も満たしている。
In the light
また、第4及び第2の光制御板304,302の間の距離d42は、第4の光制御板304の凸状部334の頂部33b4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。第1及び第3の光制御板301,303の間の距離d13は、第2の実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。また、第3及び第4の光制御板303,304の間の距離d34は、第1の実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。
The distance d 42 between the fourth and second light control plate 30 4, 3O2 is the fourth convex portion 33 4 top 33b 4 of the
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、d13、d34及びd42は、0mmであり、第1の光制御板301の凸状部331上に第3の光制御板303、第4の光制御板304及び第2の光制御板302が、上段の下面313,314,312が下段の凸状部331,333,334の頂部33b1,33b3,33b4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4の光制御板301〜304のうち最も点状光源22側に位置する第1の光制御板301を第2〜第4の光制御板302〜304より厚くすることが好ましく、その場合に、例えば第2〜第4の光制御板302〜304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。
From the viewpoint of the light
図10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。
The light
光制御板ユニット21Cにおいても、第1の光制御板301の上側に第2の光制御板302が、配置条件(ii)及び(iv)を満たして設けられており、第3の光制御板303の上側に第4の光制御板304が配置条件(iii)及び(v)を満たして設けられている。この配置では、第1及び第2の光制御板301,302は、点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光源に変換でき、第3及び第4の光制御板303,304も点状光源22からの光を輝度がほぼ均一な線状の光源に変換できる。
In the optical
そして、光制御板ユニット21Cでは、第1及び第2の光制御板301,302の組と、第3及び第4の光制御板303,304の組とは、配置条件(vi)を満たして配置されている。すなわち、凸状部331(又は凸状部332)の延在方向と凸状部333(又は凸状部334)の延在方向とが略直交するように配置されている。
In the light
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。
Therefore, when the light
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。
Therefore, the surface
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332〜334のそれぞれの配置についても同様である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. In the above embodiment, the arrangement examples of the plurality of point
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。
The light
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。
Furthermore, the surface
第1及び第3の光制御板301,303が有する凸状部331,333の断面形状の説明において、式(8)におけるhaは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.78以下を満たす定数であるとした。しかしながら、第1及び第3の光制御板301,303の少なくとも一つが有する凸状部331,333において、haは、haの上記範囲から0.20wa以上1.10wa以下の範囲を除いた範囲を満たす定数、もしくは、kaは、kaの上記範囲から−1.00以上0.75以下の範囲を除いた範囲を満たす定数とすることもできる。
In the description of the cross-sectional shape of the convex portions 33 1 and 33 3 included in the first and third
また、第1〜第4の光制御板301〜304は、第1及び第2の光制御板301,302の組み合わせ及び第3及び第4の光制御板303,304の組み合わせでそれぞれ複数の点状光源22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、凸状部333及び凸状部334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、4つの上記光学部品を、例えば光制御板ユニット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。
Further, the first to fourth
また、最も点状光源側に位置する光制御板は、厚さが1.0mm以上のシート状のものとすることができる。この場合、光制御板の製造に押出成形法を用いることができる。当該光制御板の材料としては、屈折率1.56〜1.62程度のポリスチレン、ポリカーボネートが用いることができる。また、最も点状光源側に位置する光制御板以外の光制御板は、厚さが1.0mm未満のフィルム状のものとすることができる。この場合、凸状部の賦形にフォトポリマー法を用いることができる。当該光制御板の材料としては、屈折率1.46〜1.58のアクリル系紫外線硬化樹脂が用いることができ、コストの面やフィルムの黄変劣化防止の観点で、屈折率1.51程度の低屈折率樹脂が用いられることが好ましい。 Further, the light control plate located closest to the point light source can be a sheet having a thickness of 1.0 mm or more. In this case, an extrusion molding method can be used for manufacturing the light control plate. As the material of the light control plate, polystyrene or polycarbonate having a refractive index of about 1.56 to 1.62 can be used. Moreover, light control boards other than the light control board located in the most point light source side can be made into a film-like thing less than 1.0 mm in thickness. In this case, a photopolymer method can be used for shaping the convex portion. As the material of the light control plate, an acrylic ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.46 to 1.58 can be used. From the viewpoint of cost and prevention of yellowing deterioration of the film, the refractive index is about 1.51. It is preferable to use a low refractive index resin.
最も点状光源側に位置する光制御板は、厚さが1mm以上5mm以下のシート状のものが好ましく、最も点状光源側に位置する光制御板以外の光制御板は、厚さが1mm未満のフィルム状のものが望ましい。 The light control plate located closest to the point light source is preferably a sheet having a thickness of 1 mm to 5 mm, and the light control plates other than the light control plate located closest to the point light source have a thickness of 1 mm. Less than the film form is desirable.
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、21A〜21C…光制御板ユニット、22…点状光源、301〜304…第1〜第4の光制御板、311〜314…第1〜第4の光制御板の下面(第1〜第4の光制御板の第1の面)、321〜324…第1〜第4の光制御板の上面(第1〜第4の光制御板の第2の面)、331〜334…第1〜第4の光制御板の凸状部、33i…凸状部(第1,第3の光制御板の凸状部)、33a1〜33a4…凸状部の端(第1〜第4の光制御板の凸状部の端)、33ai…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、Y2…第2の光制御板の凸状部の延在方向、X2…Y2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、X4…第4の光制御板の凸状部の延在方向、Y4…X4方向に略直交する方向。 1 ... transmission type image display apparatus, 10 ... transmission type image display unit, 20 ... surface light source device, 21A to 21C ... light control plate unit, 22 ... point light source, 30 1 to 30 4 ... first to fourth light Control plate, 31 1 to 31 4 ... Lower surface of first to fourth light control plates (first surface of first to fourth light control plates), 32 1 to 32 4 ... Upper surface of control plate (second surface of first to fourth light control plates), 33 1 to 33 4 ... Convex portion of first to fourth light control plates, 33 i . , Convex portion of the third light control plate), 33a 1 to 33a 4 ... end of the convex portion (end of the convex portion of the first to fourth light control plates), 33a i ... end of the convex portion. (Ends of convex portions of the first and third light control plates), Y1... Extension direction of the convex portions of the first light control plate, X1... Direction substantially orthogonal to the Y1 direction, Y2. Extension direction of convex part of light control plate, X2... Y Direction substantially orthogonal to the direction, X3... Extension direction of the convex portion of the third light control plate, Y3... Direction substantially orthogonal to the X3 direction, X4. , Y4... Direction substantially orthogonal to the X4 direction.
Claims (5)
複数の前記点状光源上に設けられる光制御板ユニットと、を備え、
前記点状光源は、
光の出射角度が70°以上80°以下の範囲に最大出射光強度Imaxを有する配光特性であって、
前記出射角度が0°の場合の出射光強度I0が、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imaxを満し、
出射光強度が(I0+Imax)/2となる前記出射角度が60°以上70°以下であり、及び、
前記出射光強度が(I0+Imax)/4となる前記出射角度が47.5°以上57.5°以下である、前記配光特性を有し、
前記光制御板ユニットは、
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4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、前記第3の光制御板及び前記第4の光制御板は、前記第2の光制御板が前記第1の光制御板の上側に位置し且つ前記第4の光制御板が前記第3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2の光制御板の前記第1の面が、前記第1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1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4の光制御板の前記第1の面が、前記第3の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第4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と、前記第3及び第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、
前記第2及び第4の光制御板の前記凸状部の各々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3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軸上において前記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3の光制御板の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3の光制御板が有する前記凸状部の各々の輪郭形状は、−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(1)を満たすv(u)で表される、
面光源装置。
ただし、前記式(1)において、
(式(2)において、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.78以下を満たす定数である) A plurality of point light sources;
A light control plate unit provided on the plurality of point light sources,
The point light source is
A light distribution characteristic having a maximum emission light intensity I max in a range of a light emission angle of 70 ° or more and 80 ° or less,
The outgoing light intensity I 0 when the outgoing angle is 0 ° is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 2 is 60 ° or more and 70 ° or less, and
The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 4 is 47.5 ° or more and 57.5 ° or less, and has the light distribution characteristic,
The light control plate unit is
Light incident from the first surface can be emitted from the second surface located on the opposite side of the first surface, and extends in one direction and is substantially perpendicular to the one direction. A plurality of convex portions arranged in parallel are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate are such that the second light control plate is above the first light control plate. And the fourth light control plate is provided in the plate thickness direction so as to be positioned above the third light control plate,
The first surface of the second light control plate is located on the second surface side of the first light control plate;
The extending direction of the convex portion of the second light control plate and the extending direction of the convex portion of the first light control plate are substantially parallel.
The first surface of the fourth light control plate is located on the second surface side of the third light control plate;
The extending direction of the convex portion included in the fourth light control plate and the extending direction of the convex portion included in the third light control plate are substantially parallel.
The extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of each of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal. And
The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the second and fourth light control plates is a triangle,
In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first and third light control plates, an axis passing through both ends is defined as a u axis, and the u passes through the center between the both ends on the u axis. When the axis perpendicular to the axis is the v-axis and the length in the u-axis direction is w a for each of the convex portions of the first and third light control plates, the first and each of the contour shape of the convex portion having a third light control plate is expressed by v (u) satisfying the following formula (1) in -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a,
Surface light source device.
However, in the formula (1),
(In the formula (2), h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30w a, k a is a constant that satisfies 0.78 or less -1.00 or higher)
複数の前記点状光源上に設けられる光制御板ユニットと、
前記光制御板ユニット上に設けられており、前記光制御板ユニットから出射された光に照射されて画像を表示する透過型画像表示部と、
を備え、
前記点状光源は、
光の出射角度が70°以上80°以下の範囲に最大出射光強度Imaxを有する配光特性であって、
前記出射角度が0°の場合の出射光強度I0が、
0.12×Imax≦I0≦0.20×Imaxを満し、
出射光強度が(I0+Imax)/2となる前記出射角度が60°以上70°以下であり、及び、
前記出射光強度が(I0+Imax)/4となる前記出射角度が47.5°以上57.5°以下である、前記配光特性を有し、
前記光制御板ユニットは、
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4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、前記第3の光制御板及び前記第4の光制御板は、前記第2の光制御板が前記第1の光制御板の上側に位置し且つ前記第4の光制御板が前記第3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2の光制御板の前記第1の面が、前記第1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1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4の光制御板の前記第1の面が、前記第3の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第4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と、前記第3及び第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、
前記第2及び第4の光制御板の前記凸状部の各々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3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軸上において前記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3の光制御板の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3の光制御板が有する前記凸状部の各々の輪郭形状は、−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(3)を満たすv(u)で表される、
透過型画像表示装置。
ただし、前記式(3)において、
(式(4)において、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.78以下を満たす定数である) A plurality of point light sources;
A light control plate unit provided on the plurality of point light sources;
A transmission-type image display unit that is provided on the light control plate unit and that is irradiated with light emitted from the light control plate unit to display an image;
With
The point light source is
A light distribution characteristic having a maximum emission light intensity I max in a range of a light emission angle of 70 ° or more and 80 ° or less,
The outgoing light intensity I 0 when the outgoing angle is 0 ° is
0.12 × I max ≦ I 0 ≦ 0.20 × I max
The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 2 is 60 ° or more and 70 ° or less, and
The emission angle at which the emission light intensity is (I 0 + I max ) / 4 is 47.5 ° or more and 57.5 ° or less, and has the light distribution characteristic,
The light control plate unit is
Light incident from the first surface can be emitted from the second surface located on the opposite side of the first surface, and extends in one direction and is substantially perpendicular to the one direction. A plurality of convex portions arranged in parallel are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate are such that the second light control plate is above the first light control plate. And the fourth light control plate is provided in the plate thickness direction so as to be positioned above the third light control plate,
The first surface of the second light control plate is located on the second surface side of the first light control plate;
The extending direction of the convex portion of the second light control plate and the extending direction of the convex portion of the first light control plate are substantially parallel.
The first surface of the fourth light control plate is located on the second surface side of the third light control plate;
The extending direction of the convex portion included in the fourth light control plate and the extending direction of the convex portion included in the third light control plate are substantially parallel.
The extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of each of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal. And
The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the second and fourth light control plates is a triangle,
In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first and third light control plates, an axis passing through both ends is defined as a u axis, and the u passes through the center between the both ends on the u axis. When the axis perpendicular to the axis is the v-axis and the length in the u-axis direction is w a for each of the convex portions of the first and third light control plates, the first and each of the contour shape of the convex portion having a third light control plate is expressed by v (u) satisfying the following formula (3) in -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a,
Transmission type image display device.
However, in the formula (3),
(In the formula (4), h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30w a, k a is a constant that satisfies 0.78 or less -1.00 or higher)
前記第1の光制御板、前記第2の光制御板、前記第3の光制御板及び前記第4の光制御板は、前記第2の光制御板が前記第1の光制御板の上側に位置し且つ前記第4の光制御板が前記第3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2の光制御板の前記第1の面が、前記第1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1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4の光制御板の前記第1の面が、前記第3の光制御板の前記第2の面側に位置し、
前記第4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と、前記第3及び第4の光制御板が有する前記凸状部の各々の延在方向とは略直交しており、
前記第2及び第4の光制御板の前記凸状部の各々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3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軸上において前記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3の光制御板の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3の光制御板が有する前記凸状部の各々の輪郭形状は、−0.475wa≦u≦0.475waにおいて下記式(5)を満たすv(u)で表される、
光制御板ユニット。
ただし、前記式(5)において、
(式(6)において、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上0.78以下を満たす定数である。ただし、前記第1及び第3の光制御板の少なくとも一方が有する凸状部において、haについて、前記0.10wa以上1.30wa以下の範囲から0.20wa以上1.10wa以下の範囲が除かれるか、または、kaについて、前記−1.00以上0.78以下の範囲から−1.00以上0.75以下の範囲が除かれる) Light incident from the first surface can be emitted from the second surface located on the opposite side of the first surface, and extends in one direction and is substantially perpendicular to the one direction. A plurality of convex portions arranged in parallel are provided with first to fourth light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, the third light control plate, and the fourth light control plate are such that the second light control plate is above the first light control plate. And the fourth light control plate is provided in the plate thickness direction so as to be positioned above the third light control plate,
The first surface of the second light control plate is located on the second surface side of the first light control plate;
The extending direction of the convex portion of the second light control plate and the extending direction of the convex portion of the first light control plate are substantially parallel.
The first surface of the fourth light control plate is located on the second surface side of the third light control plate;
The extending direction of the convex portion included in the fourth light control plate and the extending direction of the convex portion included in the third light control plate are substantially parallel.
The extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates and the extending direction of each of the convex portions of the third and fourth light control plates are substantially orthogonal. And
The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the second and fourth light control plates is a triangle,
In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first and third light control plates, an axis passing through both ends is defined as a u axis, and the u passes through the center between the both ends on the u axis. When the axis perpendicular to the axis is the v-axis and the length in the u-axis direction is w a for each of the convex portions of the first and third light control plates, the first and each of the contour shape of the convex portion having a third light control plate is expressed by v (u) satisfying the following formula (5) in -0.475w a ≦ u ≦ 0.475w a,
Light control board unit.
However, in the formula (5),
In (Equation (6), h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30w a, k a is a constant that satisfies 0.78 or less -1.00 or more. However, the first in and third convex portion which at least one of the light control plate has for h a, the range of 0.10 w a higher 1.30W a following range of 0.20 W a more 1.10W a is removed or, for k a, the -1.00 or 0.78 0.75 the range -1.00 or more of the following ranges are excluded)
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