JP2012063540A - Light control plate unit, surface light source device, and transparent type image display device - 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。
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。また、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、(D)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、(E)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、(F)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、(G)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0.25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、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ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. Further, 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 A plurality of convex portions extending in the direction and arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to the one direction are provided with first to third light control plates formed on the second surface. (D) The thickness of the first light control plate, the second light control plate, and the third light control plate is such that the third light control plate is positioned above the second light control plate. (E) the first surface of the third light control plate is located on the second surface side of the second light control plate, and (F) the second light control plate has The extending direction of the convex portion and the extending direction of the convex portion included in the third light control plate are substantially parallel to each other. (G) The extending direction of the convex portion included in the first light control plate and the first direction. The extending direction of the convex portion of the second or third light control plate is substantially orthogonal. The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of the convex portion of the third light control plate is a triangle. Further, an axis passing through both ends in the cross section orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates is defined as the u axis, and the center between the both ends is defined as the u axis on the u axis. When the orthogonal 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 second light control plates, the first and second lights in the cross section Each contour shape of the convex portion of the control plate is represented by v (u) satisfying the following formula (1) when −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a .
However, in Formula (1),
(In Formula (2), h a is a constant that satisfies 0.40 w a or more and 1.60 w a or less with respect to the convex portion of the first light control plate, and k a is −1.00 or more and is a constant satisfying 0.25 or less. Further, in the equation (2), with respect to the convex portion of the second light control plate, h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30W a And k a is a constant that satisfies −1.00 or more and 0.78 or less.)
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、上述した配光特性を有する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、本発明に係る面光源装置では、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 second light control plate enters the third light control plate and is emitted. Since the convex portion of the first light control plate has the cross-sectional shape described above, the first light control plate converts the light from the point light source having the above-described light distribution characteristics into linear light with uniform luminance. Can be converted. Similarly, since the convex portions of the second and third light control plates have the above-described cross-sectional shape, the second and third light control plates are arranged on the point light source. When the extending directions of the convex portions of the light control plate are arranged substantially in parallel, 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 portion of the first light control plate and the extending direction of the convex portion of the second or third light control plate are substantially orthogonal to each other. In addition, a first light control plate and a set of second and third light control plates are arranged. For this reason, the light of the point light source incident on the light control plate unit has a uniform luminance in a direction substantially orthogonal to each other by the first light control plate and the set of the second and third light control plates. Converted to linear light. 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。 In the surface light source device according to the present invention, it is preferable that the cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the third light control plate is an isosceles triangle whose apex angle is substantially a right angle. Thus, by arranging the second and third light control plates on the point light source as described above, the brightness of the light from the point light source is increased by the combination of the second and third light control plates. It can be reliably converted by uniform linear light.
本発明に係る面光源装置では、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。 In the surface light source device according to the present invention, the first surface of each of the first to third light control plates can 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。また、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、(d)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、(e)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、(f)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、(g)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(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、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0.25以下を満たす定数である。また、式(4)において、第2の光制御板の凸状部に対して、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ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. In addition, 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 opposite side of the first surface, and The first to third light control plates each having a plurality of convex portions extending in one direction and arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to the one direction are provided on the second surface. (D) The thickness of the first light control plate, the second light control plate, and the third light control plate is such that the third light control plate is positioned above the second light control plate. (E) the first surface of the third light control plate is located on the second surface side of the second light control plate, and (f) the second light control plate has The extending direction of the convex portion and the extending direction of the convex portion of the third light control plate are substantially parallel to each other. (G) The extending direction of the convex portion of the first light control plate and the first direction. The extending direction of the convex portion of the second or third light control plate is substantially orthogonal. The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of the convex portion of the third light control plate is a triangle. Further, an axis passing through both ends in the cross section orthogonal to the extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates is defined as the u axis, and the center between the both ends is defined as the u axis on the u axis. When the orthogonal 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 second light control plates, the first and second lights in the cross section Each contour shape of the convex portion of the control plate is represented by v (u) satisfying the following expression (3) when −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a .
However, in Formula (3),
(In Formula (4), h a is a constant that satisfies 0.40 w a or more and 1.60 w a or less with respect to the convex portion of the first light control plate, and k a is −1.00 or more and is a constant satisfying 0.25 or less. Further, in the equation (4), with respect to the convex portion of the second light control plate, h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30W a And k a is a constant that satisfies −1.00 or more and 0.78 or less.)
この透過型画像表示装置では、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、上述した配光特性を有する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。 In this transmissive image display device, the light that has passed through the second light control plate enters the third light control plate and is emitted. Since the convex portion of the first light control plate has the cross-sectional shape described above, the first light control plate converts light from the point light source having the above-described light distribution characteristics into linear light with uniform luminance. Can be converted to Similarly, since the convex portions of the second and third light control plates have the above-described cross-sectional shape, the second and third light control plates are arranged on the point light source. When the extending directions of the convex portions of the light control plate are 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 portion of the first light control plate is substantially orthogonal to the extending direction of the convex portion of the second or third light control plate. As described above, a first light control plate and a set of second and third light control plates are arranged. For this reason, the light of the point light source incident on the light control plate unit has a uniform luminance in a direction substantially orthogonal to each other by the first light control plate and the set of the second and third light control plates. Converted to linear light. 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3の光制御板を有し、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、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、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、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おり、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、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(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、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0.25以下を満たす定数である。また、式(6)において、第2の光制御板の凸状部に対して、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ0.78以下を満たす定数である。ただし、第1の光制御板の凸状部において、kaについて上記−1.00以上0.25以下の範囲から−1.00以上−0.15以下の範囲が除かれるか、または、第2の光制御板の凸状部において、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、もしくは、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. A plurality of convex portions arranged in parallel in a direction substantially orthogonal to one direction have first to third light control plates formed on the second surface, the first light control plate, the second light control plate, The light control plate and the third light control plate are provided in the plate thickness direction so that the third light control plate is located above the second light control plate. 1 surface is located on the second surface side of the second light control plate, the extending direction of the convex portion of the second light control plate and the extension of the convex portion of the third light control plate. The extending direction of the convex portion included in the first light control plate is substantially orthogonal to the extending direction of the convex portion included in the second or third light control plate. The extension of the convex portion of the third light control plate The cross-sectional shape orthogonal to the direction is a triangle, 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 second light control plates is the u-axis, and on the u-axis When the axis passing through the center between both ends and 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 second light control plates, the cross section The contour shape of each of the convex portions of the first and second light control plates is represented by v (u) satisfying the following formula (5) when −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a .
However, in Formula (5),
(In Formula (6), h a is a constant that satisfies 0.40 w a or more and 1.60 w a or less with respect to the convex portion of the first light control plate, and k a is −1.00 or more and is a constant satisfying 0.25 or less. Further, in the equation (6), with respect to the convex portion of the second light control plate, h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30W a There, k a is a constant satisfying -1.00 or more and 0.78 or less. However, the first at the convex portion of the light control plate, the range for k a of the -1.00 to 0.25 or -1.00 or -0.15 or less in the range is removed, or, in the convex portion of the second light control plate, h a 0 from the range above 0.10 w a higher 1.30W a for or .20W a more 1.10W a following range is removed, or, above for k a - Range of -1.00 to 0.75 from .00 or 0.78 or less in the range is removed.)
本発明に係る光制御板ユニットでは、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、上述した配光特性を有する点状光源上に配置された場合、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、上述した配光特性を有する点状光源上に、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された場合、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。 In the light control plate unit according to the present invention, the light that has passed through the second light control plate enters and exits the third light control plate. Since the convex portion of the first light control plate has the above-described cross-sectional shape, when the first light control plate is disposed on the point light source having the light distribution characteristic described above, the light from the point light source Can be converted into linear light with uniform brightness. Similarly, since the convex portions of the second and third light control plates have the cross-sectional shape described above, the second and third light control plates are on the point light source having the above-described light distribution characteristics. Moreover, when the extending directions of the convex portions of the second and third light control plates are 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 portion of the first light control plate is substantially orthogonal to the extending direction of the convex portion of the second or third light control plate. As described above, a first light control plate and a set of second and third light control plates are arranged. For this reason, the light of the point light source incident on the light control plate unit has a uniform luminance in a direction substantially orthogonal to each other by the first light control plate and the set of the second and third light control plates. Converted to linear light. 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, embodiments 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、光拡散板ユニット(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
光拡散板ユニット21Aは、板厚方向(z方向)に順に配置された第1の光拡散板301、第2の光拡散板302及び第3の光拡散板303を備える。
Light diffusing
光拡散板ユニット21Aを構成する第1〜第3の光拡散板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の光拡散板301〜303の平面視形状、換言すれば、光拡散板ユニット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の光拡散板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。
The planar view shapes (shapes viewed from the z direction) of the first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 constituting the 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、光拡散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、光拡散板ユニット21Aを構成する第1〜第3の光拡散板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の光拡散板301〜303を離して配置しているが、後述するように、第1の光拡散板301上に第2及び第3の光拡散板302,303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 diffusing plate unit. With reference to FIG. 5, the first to third light diffusion plates 30 1 , 30 2 , and 30 3 constituting the light
[第1の光拡散板]
第1の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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 diffuser]
The first light diffusion plate 30 1 is substantially the (first surface of the first light control plate) 31 1 flat lower surface, the convex portion is convex outward (convex portion of the first light control plate ) 33 1 is a plate-like body having a plurality of upper surfaces (second surface of the first light control plate) 32 1 formed thereon. The first light diffusion plate 30 1 is, for example, a light diffusion plate for dispersing the light by the difference of the emission position of the light from the convex portion 33 1. The first light diffusion plate 30 1, since the deflecting direction of light emission by emitting position of light from the convex portion 33 1, deflecting plate both the shape to adjust the deflection of the light is applied I can say that. Here, although referred to as “plate”, it may be in the form of a sheet or film depending on the thickness. Convex portion 33 1 extends substantially parallel to the Y1 direction in the y-direction (first direction of the first light control plate), first in the X1 direction (the first light control plate which is substantially perpendicular to the
[第2の光拡散板]
第2の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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 diffuser]
The second light diffusion plate 30 2 is substantially flat lower surface (second optical control plate first surface of) 31 2, the convex portion is convex outward (convex portion of the second light control plate ) 33 2 is a second surface) 32 2 and the plate-like member having a plurality formed top (second light control plate. The second light diffusion plate 30 2, for example, a light diffusion plate for dispersing the light by the difference of the emission position of the light from the convex portion 33 2. The second light diffusion plate 30 2, since the deflecting direction of light emission by emitting position of light from the convex portion 33 2, deflecting plate both the shape to adjust the deflection of the light is applied I can say that. Here, although referred to as “plate”, it may be in the form of a sheet or film depending on the thickness. Convex portion 33 2 extend in substantially parallel direction X2 in the x-direction (first direction of the second light control plate), first in the Y2 direction (the second light control plate substantially orthogonal to the
[第3の光拡散板]
第3の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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 diffusion plate]
Third light diffusing plate 30 3, and (first surface of the third light control plate) 31 3 substantially flat lower surface, the convex portion is convex outward (convex portion of the third light control plate ) 33 3 is a plate-like body having and a second surface) 32 3 multiple formed top (third light control plate. Convex portion 33 3 in cross section a triangular prism portion. Therefore, the third light diffusing plate 30 3 is a so-called prism plate. Here, although referred to as “plate”, it may be in the form of a sheet or film depending on the thickness. Convex portion 33 3, extends substantially parallel to the direction X3 in the x-direction (first direction of the third light control plate), first of Y3 direction (third light control plate substantially perpendicular to the
[第1の光拡散板の凸状部]
第1の光拡散板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、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の光拡散板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。
[Convex part of first light diffusion plate]
The shape of the convex portion 33 1 in which the first light diffusing plate 30 1 has will be described. Convex portion 33 1, when placing the first light diffusing plate 30 1 on the point
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。 6 is set to u I v I coordinate system and the direction orthogonal to the extending direction of the convex portion 33 1 as u I axis (u-axis). U I axis direction with respect to the convex portion 33 1 corresponds to the X1 direction, v I axis (v-axis) direction corresponds to the z-direction.
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を有する。凸状部331の輪郭線は、下記式(7)を満足するvI(uI)で表される。
ただし、式(7)において、
式(8)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0.25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。
In the u I v I coordinate system, the cross-sectional shape of the convex portion 33 1 has both ends 33a 1 and 33a 1 on the u I axis. Convex portion 33 1 of the contour line is represented by v I (u I) that satisfies the following expression (7).
However, in Formula (7),
In the formula (8), w Ia is the length of the convex portion 33 1 of u I axis. h Ia corresponds to the maximum height between two ends 33a 1, 33a 1 of the convex portion 33 1, h Ia is a constant satisfying the following 0.40 W Ia or 1.60 W Ia. That is, h Ia is a constant that satisfies h Ia / w Ia from 0.40 to 1.60. k Ia is a constant that satisfies −1.00 or more and 0.25 or less. Width w Ia of the convex portion 33 1, since formation of the convex portion 33 1 is easy, usually 40μm or more, preferably 250μm or more, the pattern caused by the convex portion 33 1 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 1a include w Ia = 410 μm, w Ia = 400 μm, and w Ia = 325 μm, but the value of w Ia is not limited thereto.
図6は、凸状部331の断面形状の一例として、式(7)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。この場合、凸状部331は、vI軸に対して対象な輪郭線を有する。図6に示した断面形状は、hIa/wIa=0.55であり、kIa=−0.25である場合のvI0(uI)に対応する。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、0.95vI0(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。図7に示したvI0(uI)においても、hIa/wIa=0.55であり、kIa=−0.25である。 Figure 6 shows, as an example of the cross-sectional shape of the convex portion 33 1, illustrates only stretch shape predetermined factor equation v I0 (u I) within a range satisfying (7) in the v I direction. In this case, the convex portion 33 1 has a symmetrical contour relative to v I axis. The cross-sectional shape shown in FIG. 6 corresponds to v I0 (u I ) when h Ia / w Ia = 0.55 and k Ia = −0.25. However, the sectional shape of the convex portion 33 1, as shown in FIG. 7, when determining the v I0 (u I) for a width w Ia, represented by 0.95v I0 (u I) Any contour line may be used as long as it passes through a region between the contour line and the contour line represented by 1.05v I0 (u I ). Also in v I0 (u I ) shown in FIG. 7, h Ia / w Ia = 0.55 and k Ia = −0.25.
更に、上記説明では、凸状部331の断面形状が式(7)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(7)を満たすvI(uI)で表されていればよい。 Further, in the above description, the cross-sectional shape of the convex portion 33 1 is to be represented by v I (u I) satisfying the equation (7). However, considering the effect on the manufacturing error and the intensity distribution at near both ends of the convex portion 33 1, the cross-sectional shape of the convex portion 33 1, in -0.475w Ia ≦ u I ≦ 0.475w Ia need only be represented by the formula (7) satisfies the v I (u I).
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の発光部から光拡散板ユニット21Aの点状光源22側の面(図1又は図5では、第1の光拡散板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の光拡散板の凸状部]
第2の光拡散板302が有する凸状部332の形状について説明する。
[Convex part of second light diffusion plate]
The shape of the convex portion 33 2 having the second light diffusing plate 30 2 is described.
凸状部332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2及び第3の光拡散板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。
The convex portion 33 2 is provided with the second and third light diffusing plates 30 2 and 30 3 in this order on the point
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。 In Figure 8, is set to u II v II coordinate system and the direction orthogonal to the extending direction of the convex portion 33 2 a u II axis (u-axis). The u II axis direction corresponds to the Y2 direction. Further, v II axis (v-axis) direction corresponds to the z-direction.
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(9)を満足するvII(uII)で表される。
ただし、式(9)において、
式(10)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0.10wIIa以上1.30wIIa以下を満たす定数である。すなわち、hIIaは、hIIa/wIIaが0.10以上1.30以下を満たす定数である。kIIaは−1.00以上且つ0.78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。
In the u II v II coordinate system, the cross-sectional shape of the convex portion 33 2, with both
However, in Formula (9),
In the formula (10), w IIa is convex portion 33 2 of the length of u II-axis direction. h IIa corresponds to the maximum height between two
図8は、凸状部332の断面形状の一例として式(9)を満たす範囲内でvII0(uII)をvII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332は、vII軸に対して対象な輪郭線を有する。図8に示した断面形状は、hIIa/wIIa=0.40であり、kIIa=0.05である場合のvII0(uII)に対応する。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。図9に示したvII0(uII)においても、hIIa/wIIa=0.40であり、kIIa=0.05である。 Figure 8 illustrates a predetermined factor only stretch shape v ii0 within the range satisfying equation (9) (u II) in the v II direction as an example of the cross-sectional shape of the convex portion 33 2. In this case, the convex portion 33 2 has a symmetrical contour relative v II axis. The cross-sectional shape shown in FIG. 8 corresponds to v II0 (u II ) when h IIa / w IIa = 0.40 and k IIa = 0.05. However, the sectional shape of the convex portion 33 2, as shown in FIG. 9, when determining the v ii0 for a width w IIa (u II), represented by 0.95v II0 (u II) Any contour line may be used as long as it passes through a region between the contour line and the contour line represented by 1.05v II0 (u II ). Also in v II0 (u II) shown in FIG. 9, a h IIa / w IIa = 0.40, a k IIa = 0.05.
更に、上記説明では、凸状部332の断面形状が式(9)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(9)を満たすvII(uII)で表されていればよい。 Further, in the above description, the cross-sectional shape of the convex portion 33 2 has a formula (9) satisfies the v II (u II). However, considering the effect on the manufacturing error and the intensity distribution at near both ends of the convex portion 33 2, the cross-sectional shape of the convex portion 33 2 is the -0.475w IIa ≦ u II ≦ 0.475w IIa need only be represented by the formula (9) satisfies the v II (u II).
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の発光部から光拡散板ユニット21Aの点状光源22側の面(図1又は図5では、第1の光拡散板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の光拡散板の凸状部]
第3の光拡散板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の光拡散板303の側面図である。凸状部333は、延在方向に略均一な形状であるため、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。
[Convex part of third light diffusion plate]
The shape of the convex portion 33 3 which the third light diffusing plate 30 3 has explained. Figure 10 is a view for explaining the shape of the convex portion 33 3 is a side view of a third of the light diffusion plate 30 3 as viewed from the extending direction of the convex portion 33 3. Convex portion 33 3 is substantially the uniform shape in the extending direction, as shown in FIG. 10, the side surface shape viewed from the extending direction is approximately perpendicular to the extending direction of the convex portion 33 3 cross Corresponds to the shape.
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。 As shown in FIG. 10, the convex portion 33 3 of the side shape (or cross-sectional shape), the apex angle α is substantially perpendicular, the length of both sides is approximately equal substantially isosceles right triangle. Here, the apex angle α is preferably 90 °, but may be in the range of 80 ° to 100 °. The pitch P of the adjacent two convex portions 33 3 and 33 3 can be 10 μm to 1000 μm, preferably 20 μm to 500 μm, and more preferably 40 μm to 250 μm. The width of the convex portion 33 3, the pitch P of the convex portion 33 3 may be set to a predetermined value of the range.
〔第1〜第3の光拡散板の層構成〕
第1〜第3の光拡散板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の光拡散板301〜303が多層板である場合、第1〜第3の光拡散板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の光拡散板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。
[Layer structure of first to third light diffusion plates]
The first to third light diffusing plates 30 1 to 30 3 may be single-layer plates made of a single transparent material, or have a multilayer structure in which layers made of different transparent materials are laminated. A multilayer board may be sufficient. When the first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 are multilayer plates, one or both sides of the first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 are usually 10 μm to 200 μm, preferably 20 μm to It is preferable to use a structure in which a skin layer having a thickness of 100 μm is formed, and a transparent resin material constituting the skin layer to which an ultraviolet absorber is added is used. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 from being deteriorated by the point
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。
Further, the surface on the point
第1〜第3の光拡散板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。 The first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 may be coated with an antistatic agent on one side or both sides. By applying an antistatic agent, dust adhesion due to static electricity can be prevented, and a decrease in light transmittance due to dust adhesion can be prevented.
〔構成材料〕
第1〜第3の光拡散板301〜303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。
[Constituent materials]
The first to third light diffusing plates 30 1 to 30 3 are made of a transparent material. The refractive index of the transparent material is usually 1.46 to 1.62. Examples of the transparent material include a transparent resin material and a transparent glass material. Examples of the transparent resin material include polycarbonate resin (refractive index: 1.59), MS resin (methyl methacrylate-styrene copolymer resin) (refractive index: 1.56-1.59), polystyrene resin (refractive index: 1.59), AS resin (acrylonitrile-styrene copolymer resin) (refractive index: 1.56-1.59), acrylic ultraviolet curable resin ( A refractive index of 1.46 to 1.58) is exemplified, and a polystyrene resin is preferable in terms of cost and a low moisture absorption rate.
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3の光拡散板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。 As the light diffusing agent, a powder having a refractive index different from that of the above-described transparent material mainly constituting the first to third light diffusing plates 30 1 to 30 3 is usually used and dispersed in the transparent material. Used. As the light diffusing agent, for example, organic particles such as styrene resin particles and methacrylic resin particles, inorganic particles such as potassium carbonate particles, silica particles, and silicone resin particles are used, and the particle diameter is usually 0.8 μm to 50 μm. .
[第1〜第3の光拡散板の製造方法]
第1〜第3の光拡散板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。
[Methods for producing first to third light diffusion plates]
The first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 can be manufactured by, for example, a method of cutting out from a transparent material. Moreover, when using a transparent resin material as a transparent material, it can manufacture by normal methods, such as an injection molding method, an extrusion molding method, a photopolymer method, a press molding method, for example.
[第1〜第3の光拡散板の配置関係]
第1〜第3の光拡散板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の光拡散板303が第2の光拡散板302の上側に位置している。
(ii)第3の光拡散板303の下面313が第2の光制御板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。
[Disposition relation of first to third light diffusion plates]
The first to third light diffusing plates 30 1 to 30 3 satisfy the following condition in the z direction and are provided so that light is incident from the lower surface 31 1 , 31 2 , 31 3 side.
(i) third of the light diffusion plate 30 3 is located above the second light diffusion plate 30 2.
(ii) a third lower surface 313 of the light diffusion plate 30 3 is located in the second upper surface 32 2 side of the light control plate 30 2.
(iii)
(iv) the extending direction of the convex portion 33 1, and the extending direction of the convex portion 33 2 or convex portion 33 3 are substantially orthogonal. Incidentally, the angle of the convex portion 33 1 of the extending direction and the convex portion 33 2 (or convex portion 33 3), 80 ° to 100 ° is illustrated, preferably, 90 °.
本実施形態では、第1〜第3の光拡散板301〜303は、上記配置条件(i)〜(iv)を満たして、第1の光拡散板301、第2の光拡散板302及び第3の光拡散板303の順にz方向に設けられている。 In the present embodiment, the first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 satisfy the arrangement conditions (i) to (iv), and the first light diffusion plate 30 1 and the second light diffusion plate. It is provided in the z direction in the order of 30 2 and the third light diffusing plate 30 3.
第1及び第2の光拡散板301,302の間の距離d12は、第1の光拡散板301の凸状部331の頂部33b1と第2の光拡散板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の光拡散板302,303の間の距離d23は、第2の光拡散板302の凸状部332の頂部33b2と第3の光拡散板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。
The distance d 12 between the first and second
光拡散板ユニット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の光拡散板301の凸状部331上に第2の光拡散板302及び第3の光拡散板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、光拡散板ユニット21Aにおいて最も点状光源22側に位置する第1の光拡散板301上に第2及び第3の光拡散板302,303を、隣接する2つの光拡散板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の光拡散板302,303の厚さd2,d3を、第1の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板301を第2及び第3の光拡散板302,303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 diffusing
[光拡散板ユニットの配置]
上記構成の第1〜第3の光拡散板301〜303を有する光拡散板ユニット21Aは、点状光源22から第1の光拡散板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 diffuser unit]
Light diffusing
また、光拡散板ユニット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、光拡散板ユニット21Aの作用効果について、図1に示したように、光拡散板ユニット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。
Next, the function and effect of the light diffusing
第1の光拡散板301の凸状部331は、式(7)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の光拡散板301を配置した場合、第1の光拡散板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の光拡散板302の凸状部332が、式(9)を満たすvII(uII)で表される断面形状を有し、第3の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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。
The first convex portion 33 1 of the light diffusing plate 30 1, because it has a cross sectional shape represented by v I (u I) satisfying the equation (7), the first light diffusing plate on the point
そして、光拡散板ユニット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の光拡散板301と、第2及び第3の光拡散板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の光拡散板301と、第2及び第3の光拡散板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、光拡散板ユニット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。
Then, the light
面光源装置20は、上記光拡散板ユニット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、上記光拡散板ユニット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3の光拡散板301〜303が順に設けられているとしたが、第1〜第3の光拡散板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の光拡散板301〜303の配置の変形例に応じた光拡散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 third light diffusion plates 30 1 to 30 3 are sequentially provided in the z direction, but the first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 are arranged conditions. What is necessary is just to be provided in az direction so that (i)-(iv) may be satisfy | filled. Other embodiments of the light diffusing plate unit according to the modified example of the arrangement of the first to third light diffusing plates 30 1 to 30 3 will be described as second and third embodiments.
(第2の実施形態)
図11は、本発明に係る光拡散板ユニット(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。光拡散板ユニット21Bは、第1の実施形態の場合と同様に、第1〜第3の光拡散板301,302,303を有する。光拡散板ユニット21Bは、第1〜第3の光拡散板301〜303の配置の順番において、光拡散板ユニット21Aと相違する。この相違点を中心にして説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is a perspective view showing a second embodiment of the light diffusing plate unit (light control plate unit) according to the present invention. The light
光拡散板ユニット21Bでは、第2の光拡散板302、第1の光拡散板301及び第3の光拡散板303の順にz方向に設けられている。第1〜第3の光拡散板301〜303の構成は、第1の実施形態における第1〜第3の光拡散板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の光拡散板301が光拡散板ユニットAにおいて最も点状光源22側に位置するとし、第1の光拡散板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の光拡散板301〜303の配置の順番では、第2の光拡散板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の光拡散板302の下面312と点状光源22との間の距離とする。
In the light diffusing
光拡散板ユニット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。
In the optical
この構成では、第1〜第3の光拡散板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。 In this configuration, the first to third light diffusion plates 30 1 to 30 3 satisfy the arrangement conditions (i) to (iv) described in the first embodiment.
第2及び第1の光拡散板302,301の間の距離d21は、第2の光拡散板302の凸状部332の頂部33b2と第1の光拡散板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の光拡散板301,303の間の距離d13は、第1の光拡散板301の凸状部331の頂部33b1と第3の光拡散板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。
The second and the first distance d 21 between the
光拡散板ユニット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の光拡散板302の凸状部332上に第1の光拡散板301及び第3の光拡散板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の光拡散板301〜303のうち最も点状光源22側に位置する第2の光拡散板302を第1及び第3の光拡散板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の光拡散板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。
From the viewpoint of the light diffusing
図11に示した光拡散板ユニット21Bは、図1における光拡散板ユニット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、光拡散板ユニット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
光拡散板ユニット21Bにおいても、第2及び第3の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板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の光拡散板301が、配置条件(iv)を満たして設けられている。
Also in the light
そのため、光拡散板ユニット21Bを、図1の光拡散板ユニット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、光拡散板ユニット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 diffusing
従って、上記光拡散板ユニット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、光拡散板ユニット21Bでは、第1〜第3の光拡散板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の光拡散板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、光拡散板ユニット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、光拡散板ユニット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, in the light diffusing
(第3の実施形態)
図12は、本発明に係る光拡散板ユニットの第3の実施形態を示す斜視図である。光拡散板ユニット21Cは、第1の実施形態の場合と同様に、第1〜第3の光拡散板301,302,303を有する。光拡散板ユニット21Cは、第1〜第3の光拡散板301〜303の配置の順番において、光拡散板ユニット21Aと相違する。この相違点を中心にして説明する。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a perspective view showing a third embodiment of the light diffusing plate unit according to the present invention. The light diffusing plate unit 21 </ b> C includes first to third light diffusing plates 30 1 , 30 2 , and 30 3 as in the case of the first embodiment. The light
光拡散板ユニット21Cでは、第2の光拡散板302、第3の光拡散板303及び第1の光拡散板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の光拡散板302の下面312と、点状光源22との間の距離とする。
In the light diffusing
第3及び第1の光拡散板303,301の間の距離d31は、第3の光拡散板303の凸状部333の頂部33b3と第1の光拡散板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の光拡散板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。 The third and the first distance d 31 between the light diffusion plate 30 3, 30 1, and the third top 33b 3 of the convex portion 33 3 of the light diffusion plate 30 3 of the first light diffusing plate 30 1 a z-direction distance between the lower surface 31 1, 5 mm or less can be exemplified. Since the distance d 23 between the second and third light diffusion plates 30 2 and 30 3 is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
光拡散板ユニット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の光拡散板302の凸状部332上に第3の光拡散板303及び第1の光拡散板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の光拡散板301〜303のうち最も点状光源22側に位置する第2の光拡散板302を第3及び第1の光拡散板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の光拡散板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。
From the viewpoint of the light diffusing
図12に示した光拡散板ユニット21Cは、図1における光拡散板ユニット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、光拡散板ユニット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
光拡散板ユニット21Cにおいても、第2及び第3の光拡散板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の光拡散板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、光拡散板ユニット21Cでは、第3の光拡散板303上に第1の光拡散板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。
Also in the light diffusing
そのため、光拡散板ユニット21Cを、図1の光拡散板ユニット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、光拡散板ユニット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 diffusing
従って、上記光拡散板ユニット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。
Accordingly, 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33a2〜33a3のそれぞれの配置についても同様である。また、光拡散板ユニット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、マイクロレンズフィルム又は反射型偏光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、光拡散板ユニット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、マイクロレンズフィルム又は反射型偏光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。
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
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拡散板ユニット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に対して光拡散板ユニット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の光拡散板301が有する凸状部331の断面形状の説明において、式(8)におけるkIaは−1.00以上0.25以下を満たす定数であるとした。また、第2の光拡散板302各々が有する凸状部332の断面形状の説明において、式(10)におけるhIIaは、0.10wIIa以上1.30wIIa以下を満たす定数であり、kIIa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の光拡散板301が有する凸状部331において、kIaは、kIaの上記範囲から−1.00以上−0.15の範囲を除いた範囲を満たす定数であるか、又は、第2の光拡散板302の凸状部332において、hIIaは、hIIaの上記範囲から0.20wIIa以上1.10wIIa以下の範囲を除いた範囲を満たす定数であるか、もしくは、kIIaは、kIIaの上記範囲から−1.00以上且つ0.75以下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 first convex portion 33 1 of the cross-sectional shape which the light diffusion plate 30 1 has, k Ia in the formula (8) was a constant satisfying 0.25 -1.00 or more. In the description of the convex portion 33 2 of the cross-sectional shape having the second light diffusion plate 30 2, respectively, h IIa in Formula (10) is a constant satisfying the following 0.10 w IIa or 1.30W IIa, k IIa is a constant satisfying −1.00 to 0.78. However, the convex portion 33 1 having a first light diffusion plate 30 1, or k Ia are constants satisfying the ranges excluding -1.00 or -0.15 range from the range of k Ia or, in the convex portion 33 2 of the second light diffusion plate 30 2, h IIa is a constant satisfying the range excluding the 0.20 W IIa or 1.10W IIa the range from the range of h IIa Alternatively, k IIa may be a constant that satisfies a range obtained by removing −1.00 or more and 0.75 or less from the above range of k IIa .
また、第1〜第3の光拡散板301〜303は、第1の光拡散板301と、第2及び第3の光拡散板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、光拡散板ユニットは、3つの上記光学部品を、光拡散板ユニット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 third light diffusion plate 301 to 303 includes a first light diffusion plate 30 first, second and third
また、上記第1の実施形態において例示したように、第2及び第3の光制御板302,303をフィルム状のものとする場合、凸状部332,333の付形にフォトポリマー法を用いることができる。この場合、第2及び第3の光制御板302,303の材料として屈折率1.46〜1.58のアクリル系紫外線硬化樹脂が用いられることが多く、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。また、上記第2及び第3の実施形態においても例示したように、最も点状光源側に位置する光制御板以外の光制御板をフィルム状のものとする場合、上記第1の実施形態における第2及び第3の光制御板302,303と同様に、凸状部の付形にフォトポリマー法を用いることができる。この場合も、光制御板の材料として、通常、屈折率1.56〜1.62、それ以外では屈折率1.46〜1.58のアクリル系紫外線硬化樹脂を用いることができる。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, as exemplified in the first embodiment, when the second and third light control plates 30 2 , 30 3 are formed in a film shape, a photo is formed in the shape of the convex portions 33 2 , 33 3 . Polymer methods can be used. In this case, an acrylic ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.46 to 1.58 is often used as the material of the second and third light control plates 30 2 and 30 3 , and the cost and the yellowing of the film are increased. From the viewpoint of preventing deterioration, it is preferable to use a low refractive index resin having a refractive index of about 1.51. Further, as exemplified in the second and third embodiments, when the light control plate other than the light control plate located closest to the point light source is in the form of a film, in the first embodiment. Similar to the second and third light control plates 30 2 and 30 3 , a photopolymer method can be used for shaping the convex portion. Also in this case, an acrylic ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.56 to 1.62 and a refractive index of 1.46 to 1.58 can be used as the material for the light control plate. From the viewpoint of cost and prevention of yellowing deterioration of the film, a low refractive index resin having a refractive index of about 1.51 is preferably used.
また、最も点状光源側に位置する光制御板は1mm以上5mm以下のシート状が望ましく、最も点状光源側に位置する光制御板以外の光制御板は1mm以下のフィルム状が望ましい。 Further, the light control plate located closest to the point light source is preferably in the form of a sheet of 1 mm to 5 mm, and the light control plates other than the light control plate located closest to the point light source are preferably in the form of a film of 1 mm or less.
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…光拡散板ユニット、22…点状光源、301〜303…第1〜第3の光拡散板、311〜313…第1〜第3の光拡散板の下面(第1〜第3の光制御板の第1の面)、321〜323…第1〜第3の光拡散板の上面(第1〜第3の光制御板の第2の面)、331〜333…第1〜第3の光拡散板の凸状部、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の光拡散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の光拡散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の光拡散板の凸状部の延在方向、Y3…X3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, 21 ... light diffusion plate unit, 22 ... point light source, 301 to 303 ... first to third light diffusing plate , 31 1 to 31 3 ... lower surfaces of the first to third light diffusion plates (first surfaces of the first to third light control plates), 32 1 to 32 3 ... first to third light diffusion plates Upper surface (second surface of the first to third light control plates), 33 1 to 33 3 ... convex portions of the first to third light diffusion plates, 33a 1 to 33a 3 ... ends of the convex portions (Ends of convex portions of the first to third light control plates), Y1... Extension direction of the convex portions of the first light diffusion plate, X1... Direction substantially orthogonal to the Y1 direction, X2. The extending direction of the convex portion of the light diffusing plate, the direction substantially orthogonal to the Y2... X2 direction, the direction of extending the convex portion of the third light diffusing plate, the direction substantially orthogonal to the Y3.
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3の光制御板を有し、
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面光源装置。
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0.25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、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ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;
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
Satisfy
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.
Having the light distribution characteristics;
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 have first to third light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, and the third light control plate are arranged in the thickness direction so that the third light control plate is positioned above the second light control plate. It is provided in
The first surface of the third light control plate is located on the second surface side of the second light control plate;
The extending direction of the convex portion that the second light control plate has and the extending direction of the convex portion that the third light control plate has are substantially parallel,
The extending direction of the convex part that the first light control plate has and the extending direction of the convex part that the second or third light control plate has are substantially orthogonal,
The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of the convex portion of the third light control plate is a triangle,
In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates, an axis passing through both ends is defined as a u axis, and the u is passed 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 second light control plates, the first cross section in the cross section And the contour shape of each of the convex portions of the second light control plate is represented by v (u) satisfying the following formula (1) when −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a . A surface light source device.
However, in the formula (1),
(In Formula (2), h a is a constant that satisfies 0.40 w a or more and 1.60 w a or less with respect to the convex portion of the first light control plate, and k a is −1.00 or more and is a constant satisfying 0.25 or less. Further, in the equation (2), with respect to the convex portion of the second light control plate, h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30W a And k a is a constant that satisfies −1.00 or more and 0.78 or less.)
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3の光制御板を有し、
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(3)を満たすv(u)で表されることを特徴とす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、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0.25以下を満たす定数である。また、式(4)において、第2の光制御板の凸状部に対して、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ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
Satisfy
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.
Having the light distribution characteristics;
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 have first to third light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, and the third light control plate are arranged in the thickness direction so that the third light control plate is positioned above the second light control plate. It is provided in
The first surface of the third light control plate is located on the second surface side of the second light control plate;
The extending direction of the convex portion that the second light control plate has and the extending direction of the convex portion that the third light control plate has are substantially parallel,
The extending direction of the convex part that the first light control plate has and the extending direction of the convex part that the second or third light control plate has are substantially orthogonal,
The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of the convex portion of the third light control plate is a triangle,
In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates, an axis passing through both ends is defined as a u axis, and the u is passed 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 second light control plates, the first cross section in the cross section And the contour shape of each of the convex portions of the second light control plate is represented by v (u) satisfying the following formula (3) when −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a . A transmissive image display device.
However, in the formula (3),
(In Formula (4), h a is a constant that satisfies 0.40 w a or more and 1.60 w a or less with respect to the convex portion of the first light control plate, and k a is −1.00 or more and is a constant satisfying 0.25 or less. Further, in the equation (4), with respect to the convex portion of the second light control plate, h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30W a And k a is a constant that satisfies −1.00 or more and 0.78 or less.)
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(5)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(5)において、
(式(6)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0.25以下を満たす定数である。また、式(6)において、第2の光制御板の凸状部に対して、haは、0.10wa以上1.30wa以下を満たす定数であり、kaは−1.00以上且つ0.78以下を満たす定数である。ただし、前記第1の光制御板の凸状部において、kaについて前記−1.00以上0.25以下の範囲から−1.00以上−0.15以下の範囲が除かれるか、または、第2の光制御板の凸状部において、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、もしくは、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 have first to third light control plates formed on the second surface,
The first light control plate, the second light control plate, and the third light control plate are arranged in the thickness direction so that the third light control plate is positioned above the second light control plate. It is provided in
The first surface of the third light control plate is located on the second surface side of the second light control plate;
The extending direction of the convex portion that the second light control plate has and the extending direction of the convex portion that the third light control plate has are substantially parallel,
The extending direction of the convex part that the first light control plate has and the extending direction of the convex part that the second or third light control plate has are substantially orthogonal,
The cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of the convex portion of the third light control plate is a triangle,
In the cross section perpendicular to the extending direction of each of the convex portions of the first and second light control plates, an axis passing through both ends is defined as a u axis, and the u is passed 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 second light control plates, the first cross section in the cross section And the contour shape of each of the convex portions of the second light control plate is represented by v (u) satisfying the following formula (5) when −0.475 w a ≦ u ≦ 0.475 w a . Light control board unit.
However, in the formula (5),
(In Formula (6), h a is a constant that satisfies 0.40 w a or more and 1.60 w a or less with respect to the convex portion of the first light control plate, and k a is −1.00 or more and is a constant satisfying 0.25 or less. Further, in the equation (6), with respect to the convex portion of the second light control plate, h a is a constant satisfying the following 0.10 w a higher 1.30W a There, k a is a constant satisfying -1.00 or more and 0.78 or less. However, in the convex portion of the first light control plate, k a 0.25 or less of the -1.00 above for or -1.00 or -0.15 or less in the range of range is removed, or, in the convex portion of the second light control plate, from the following the 0.10 w a higher 1.30W a for h a 0.20 W a more or 1.10W a following range is removed, or, for k a Serial range of -1.00 to 0.75 from -1.00 or 0.78 or less in the range is removed.)
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