JP2020077589A - 光源装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い指向性を有し、かつ、均一性の高い光を出射する。【解決手段】本発明に係る光源装置１０は、指向性を有する光を出射する複数の光源１１が一面に配列された発光体群１１ａと、複数の光源１１から出射された光の光路上に設けられ、第１の所定の角度範囲で入射する光を、第１の所定の角度範囲内で均質に拡散して出射する第１の視野制限フィルム１２と、を備える。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、光源装置および表示装置に関する。

液晶ディスプレイのような表示装置は、液晶パネルのような光変調素子の背面から、バックライトなどの光源装置で照明し、光変調素子の各画素の光の透過率を制御することで、各画素の透過率に応じた輝度の画像を観察させる。

非特許文献１には、裸眼で三次元映像を観察可能な表示装置が記載されている。この表示装置では、バックライトと液晶パネルとの間にパララックスバリアが設けられ、パララックスバリアを介した光を液晶パネルにより変調して観察者に観察させることで、裸眼での三次元映像の観察を可能にしている。

一般に、液晶パネルの光の透過率は、数パーセント程度である。また、非特許文献１に開示されている表示装置のように、パララックスバリアを介する場合、透過率はさらに低下し、数分の１から数十分の１になる。そのため、十分な輝度の像を観察者に観察させるためには、バックライトの輝度を非常に高くする必要がある。しかしながら、バックライトの輝度を非常に高くすると、消費電力が増大するという問題がある。また、一般的な高輝度ＬＥＤ（Light Emitting Diode）では光束が足りず、そのような非常に高輝度なバックライトを構成すること自体が困難であるという問題がある。

非特許文献２には、箱状のフラッターと、フラッターの底面に設けられたＬＥＤなどの光源と、フラッターの開口を覆う光導通反射板と、光導通反射板と対向して配置された拡散板とを備える光源装置が記載されている。この光源装置では、ＬＥＤから出射された光が、フラッターの内面と光導通反射板との間で多重反射されながら光導通反射板から出射され、その光を拡散板で所定の角度範囲に拡散することで等方的な光が出射される。しかしながら、非特許文献２に開示されている光源装置でも、上述したような表示装置向けの用途としては、十分な輝度を得ることができなかった。

伊達宗和、磯貝愛、木全英明、"視覚的に等価なライトフィールド３Ｄによるフルパララックステーブルトップ表示"、日本バーチャルリアリティー学会２０１８予稿集、（２０１８） 「ＵｎｉＢｒｉｔｅ（直下型ＬＥＤフラット照明）」、［online］、［２０１８年１０月１９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：1541738114411_0＞

表示装置の用途の１つとして、特定の方向だけからの観察を想定した用途がある。このような用途に向けては、特定の観察位置にだけ向けて照明することにより、光源装置が出射すべき光量を低減することが可能である。すなわち、光源装置から出射される光に指向性を持たせることで、光源装置に求められる光量を低減することができる。

例えば、非特許文献２に記載されているような光源装置において、指向性を持たせるための構成としては、フラッターの開口に設けられた光導通反射板をレンズに置き換えた構成が考えられる。そのような構成を有する光源装置１００を図１０に示す。

図１０に示す光源装置１００は、一面に配列された、ＬＥＤなどの複数の光源１０１と、複数の光源１０１それぞれに対応する複数のレンズ１０２と、レンズ１０２と対向して設けられた拡散板１０３とを備える。光源１０１から出射される光の光路上に、光源１０１に対応するレンズ１０２が設けられている。レンズ１０２は、対応する光源１０から出射された光を平行化して出射する。レンズ１０２から出射された光は、拡散板１０３により所定の角度範囲に拡散される。

図１０に示す光源装置１００においても、装置構成が巨大化する、輝度むらが生じやすい、レンズ１０２の位置がずれると、指向性の方向が変化してしまう、輝度の角度分布がガウシアン状になり、トップハット状の均一な分布にならないなどの問題がある。

上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、高い指向性を有し、かつ、均一性の高い光を出射することができる光源装置および表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る光源装置は、指向性を有する光を出射する複数の光源が一面に配列された発光体群と、前記複数の光源から出射された光の光路上に設けられ、第１の所定の角度範囲で入射する光を、前記第１の所定の角度範囲内で均質に拡散して出射する第１の拡散体と、を備える。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る表示装置は、上述した光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する変調素子と、を備える。

本発明に係る光源装置および表示装置によれば、高い指向性を有し、かつ、均一性の高い光を出射することができる。

本発明の第１の実施形態に係る光源装置の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る光源装置の他の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る光源装置の他の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る光源装置の他の構成例を示す図である。 図１Ａ−１Ｃ、図２および図３に示す光源装置における、光源と第１の視野制限フィルムとの間の距離と、光源の幅との関係を説明するための図である。 図２および図３に示す光源装置における、光偏向体と第２の視野制限フィルムとの間の距離と、光偏向体の幅との関係を説明するための図である。 図１Ａ−１Ｃ、図２および図３に示す視野制限フィルムの配置例を示す図である。 図１Ａ−１Ｃ、図２および図３に示す視野制限フィルムの構成例を示す図である。 図１Ａ−１Ｃ、図２および図３に示す光源装置を用いた表示装置の構成例を示す図である。 図１Ａ−１Ｃ、図２および図３に示す光源装置を用いた表示装置の他の構成例を示す図である。 関連する光源装置の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る光源装置１０の構成例を示す図である。

図１Ａに示す光源装置１０は、光源１１と、第１の拡散体としての第１の視野制限フィルム１２とを備える。

光源１１は、指向性を有する光を出射する光源である。光源１１は、例えば、砲弾型ＬＥＤで構成されるが、これに限られるものではなく、指向性を有する光を出射することができる光源であれば、任意の光源を用いることができる。複数の光源１１が一面に配列されており、発光体群としての光源部１１ａを構成する。なお、本明細書においては、指向性を有する光とは、例えば、光源１１が配列された面と直交する方向を中心として、±１０度以内程度、好適には、±５〜±１２度以内程度の広がりを有する光である。以下では、光源１１が光を出射する方向を前方向として説明する。光源１１が出射する光の広がりが狭すぎると、光源１１から後述する第１の視野制限フィルム１２までの距離ｄ１を広げる必要が生じる。また、光源１１が出射する光の広がりが広すぎると、光の利用効率が下がる。したがって、光源１１が出射する光の広がりの角度は、例えば、後述する第１の視野制限フィルム１２が光を拡散する範囲（角度）の８〜９割程度とすることが好ましい。

第１の視野制限フィルム１２は、光源１１から前方向に向かって所定の距離ｄ１だけ離間して設けられ、複数の光源１１から出射された光が入射される。すなわち、第１の視野制限フィルム１２は、複数の光源１１から出射された光の光路上に設けられている。

第１の視野制限フィルム１２は、光源部１１ａと対向する面側から、第１の所定の角度範囲としての所定の角度範囲（拡散角度範囲）で入射する光を、その所定の角度範囲内で均質に拡散して、光源部１１ａと対向する面とは反対の面側から出射する。第１の視野制限フィルム１２は、例えば、微細なルーバー状の多層構造またはファイバーアレイ状構造を有しており、層またはファイバーの長手方向にほぼ平行な導光板光ファイバーのように、所定の角度範囲の光（層またはファイバーの長手方向に略平行な光）を伝播し、その伝播中に均質化する。また、第１の視野制限フィルム１２は、その伝播の条件に合わない光をそのまま透過する。すなわち、第１の視野制限フィルム１２は、一定の出射角の範囲で光の強度を均質化する角度制限均質化媒体として機能する。第１の視野制限フィルム１２としては、リンテック株式会社製の商品名「ビジョンコントロールフィルム」あるいは株式会社巴川製紙所製の商品名「ライトコントロールフィルム（ＬＣＦ）」などを用いることができる。

第１の視野制限フィルム１２は、光源１１が光を出射する角度が、第１の視野制限フィルム１２の拡散角度範囲に含まれるような多層構造またはファイバーアレイ状構造のものを用いる。例えば、光源１１の光を出射する角度範囲が、光源１１が配列された面と直交する方向を中心として±１２度であると、第１の視野制限フィルム１２の拡散角度範囲は、光源１１が配列された面と直交する方向を中心として±１５度程度であることが好ましい。すなわち、第１の視野制限フィルム１２における拡散角度範囲は、光源１１が光を出射する角度範囲と同じ、または、所定値（例えば、２、３度程度）だけ広いことが好ましい。こうすることで、光源１１から出射された光を効率的に利用することができる。

第１の視野制限フィルム１２が多層構造である場合、第１の視野制限フィルム１２は、一方向（第１の視野制限フィルム１２を構成する層の法線と、光源１１からの入射光（１光線）とが張る平面上において、入射光の方向を含む所定の角度範囲）にしか、光を拡散することができない。そこで、第１の視野制限フィルム１２としては、拡散方向が直交する２枚のフィルムを積層したものを用いることが好ましい。こうすることで、図１Ａの紙面左右方向および奥行き方向の２方向に光を拡散することができる。

このように本実施形態においては、光源装置１０は、指向性を有する光を出射する複数の光源１１が一面に配列された光源部１１ａ（発光体群）と、複数の光源１１から出射された光の光路上に設けられ、所定の角度範囲で入射する光を、所定の角度範囲内で均質に拡散して出射する第１の視野制限フィルム１２（第１の拡散体）とを備える。

第１の視野制限フィルム１２により、光源１１から出射された光を、所定の角度範囲内で均質に拡散して出射することで、第１の視野制限フィルム１２の拡散方向に高い指向性を有し、かつ、均一性の高い光を出射することができる。

なお、本実施形態に係る光源装置１０は、図１Ｂに示すように、光源部１１ａを第１の視野制限フィルム１２に対して傾けて配置してもよい。

図１Ｂに示す光源装置１０においては、第１の視野制限フィルム１２として、例えば、紙面垂直方向については、第１の視野制限フィルム１２の法線に対して前後方向に±１５度の範囲内で拡散するフィルムと、紙面内方向については、光源１１から出射される光線の方向（指向性の中心軸）に対して±１５度の範囲内で拡散するフィルムとを積層したものを用いることができる。そして、光源部１１ａを第１の視野制限フィルム１２に対して紙面内方向に４０度回転させることで、光源１１から出射される光線の方向と、第１の視野制限フィルム１２の光の拡散方向とを合わせることができる。なお、図１Ｂに示す光源装置１０においては、光源１１と、第１の視野制限フィルム１２との間の距離ｄ１は、第１の視野制限フィルム１２に最も近い光源１１と、第１の視野制限フィルム１２との間の距離として定義される。

また、本実施形態に係る光源装置１０は、図１Ｃに示すように、光源１１を第１の視野制限フィルム１２に対して傾けて配置してもよい。すなわち、光源部１１ａは第１の視野制限フィルム１２と平行に配置し、複数の光源１１を第１の視野制限フィルム１２に対して傾けて配置してもよい。

図１Ｃに示す光源装置１０においては、第１の視野制限フィルム１２としては、図１Ｂを参照して説明した第１の視野制限フィルム１２を用いることができる。また、光源部１１ａを構成する複数の光源１１を、紙面内方向で４０度回転させることで、光源１１から出射される光線の方向と、第１の視野制限フィルム１２の光の拡散方向とを合わせることができる。

なお、複数の光源１１を１または複数列に並べた領域を複数用意し、その領域ごとに、第１の視野制限フィルム１２に対して傾けて配置してもよい。

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る光源装置１０Ａの構成例を示す図である。図２において、図１Ａと同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

図２に示す光源装置１０Ａは、図１Ａに示す光源装置１０と比較して、光偏向体１３および第２の拡散体としての第２の視野制限フィルム１４が追加された点が異なる。

第１の視野制限フィルム１２の、光源１１と対向する面とは反対の面側に、複数の光偏向体１３が配列されている。すなわち、複数の光偏向体１３が、第１の視野制限フィルム１２の光の出射面側に配列されている。光偏向体１３は、第１の視野制限フィルム１２の光源１１と対向する面とは反対の面上に設けられていてもよいし、第１の視野制限フィルム１２の光源１１と対向する面とは反対の面とは離間して設けられていてもよい。光偏向体１３は、例えば、プリズムである。したがって、第１の視野制限フィルム１２の出射面側には、多数のプリズムが配列されたプリズムアレイが設けられている。光偏向体１３は、第１の視野制限フィルム１２から出射された光を反射して、所定の方向に偏向する。

第２の視野制限フィルム１４は、光偏向体１３から前方向に向かって所定の距離ｄ２だけ離間して設けられ、光偏向体１３と対向する面側から、光偏向体１３により偏向された光が入射される。第２の視野制限フィルム１４は、光偏向体１３により偏向された光のうち、第２の所定の角度範囲としての所定の角度範囲（拡散角度範囲）で入射する光を、その所定の角度範囲内で均質に拡散して、光偏向体１３と対向する面とは反対の面側から出射する。第２の視野制限フィルム１４は、第１の視野制限フィルム１２と同様のフィルムにより構成することができる。

第２の視野制限フィルム１４は、光偏向体１３により偏向された光が、第２の視野制限フィルム１４の拡散角度範囲に含まれるものを用いる。すなわち、第２の視野制限フィルム１４における拡散角度範囲は、光偏向体１３により偏向される光の角度範囲と同じ、または、所定値（例えば、２，３度程度）だけ広いことが好ましい。こうすることで、光偏向体１３により偏向された光を効率的に利用することができる。

光偏向体１３として三角柱状のプリズムを用いることができる。この場合、複数のプリズムがアレイ状に配置される。以下では、プリズムの三角形の底面に対する法線方向をプリズムアレイと平行な方向、プリズムアレイの設置面内でプリズムアレイと平行な方向と直行する方向をプリズムアレイに垂直な方向と呼ぶ。

例えば、光偏向体１３により偏向された光の中心方向が、光偏向体１３であるプリズムアレイの設置面に垂直な方向とプリズムアレイに垂直な方向（あるプリズムから隣接するプリズムの向かう方向）とがなす平面内で、プリズムアレイの設置面に垂直な方向に対して４０度傾いているとする。プリズムアレイと平行な方向への拡散は、第２の視野制限フィルム１４の拡散角度範囲を、プリズムアレイの設置面の垂直方向を中心として±１５度程度とする。また、プリズムアレイと垂直な方向への拡散は、第２の視野制限フィルム１４の拡散角度範囲を、プリズムアレイの設置面の垂直方向に対して４０度の方向を中心としてプリズムアレイの設置面に垂直な方向とプリズムアレイと垂直な方向がなす平面内で±１５度程度とする。第２の視野制限フィルム１４としては、プリズムアレイの設置面の垂直方向を中心として±１５度程度の拡散角度範囲をもつ、平行な方向に拡散するフィルムと、プリズムアレイの設置面の垂直方向とプリズムアレイとがなす平面内で拡散角度範囲をもつ、垂直な方向に拡散するフィルムの２枚を積層したものを用いる。

図２に示す光源装置１０Ａにおいては、光源１１から出射された光は、例えば、第１の視野制限フィルム１２により、光源１１が配列された面の垂直方向を中心として、±１５度の範囲で拡散されて出射される。第１の視野制限フィルム１２から出射された光は、光偏向体１３により、例えば、光偏向体１３であるプリズムアレイの設置面に垂直な方向とプリズムアレイに垂直な方向（あるプリズムから隣接するプリズムの向かう方向）とがなす平面内で、プリズムアレイの設置面に垂直な方向に対して４０度の方向に偏向される。光偏向体１３により偏向された光の広がり範囲は、例えば、光偏向体１３であるプリズムアレイの設置面に垂直な方向とプリズムアレイに垂直な方向とがなす平面内で、プリズムアレイの設置面に垂直な方向に対して４０度の方向を中心に±１５度の範囲である。光偏向体１３により偏向された光は、第２の視野制限フィルム１４により均質に拡散されて出射される。光偏向体１３により偏向される光の広がり範囲と第２の視野制限フィルム１４の拡散角度範囲を同じにすることで、第２の視野制限フィルム１４から出射される光のさらなる広がりが生じることを防ぐことができる。また、光偏向体１３（プリズム）の端部が暗くなると、光偏向体１３により偏向された光にはムラが生じるが、光偏向体１３により偏向された光を第２の視野制限フィルム１４により拡散することで、そのようなムラを均質化することができる。また、第１の視野制限フィルム１２により、光が広がることによる光損失の増加を生じさせることなく、複数の光源１１と複数の光偏向体１３とによるモアレの発生を抑制することができる。

上述した第１の視野制限フィルム１２および第２の視野制限フィルム１４の作用により、図２に示す光源装置１０Ａによれば、例えば、±１５度という鋭い指向性を有し、面内および角度方向に均一性の高い光を出射することができる。また、図２に示す光源装置１０Ａにおいては、第１の視野制限フィルム１２、光偏向体１３および第２の視野制限フィルム１４の厳密な位置合わせは必要ない。望ましくは、第２の視野制限フィルム１４が１０度以上の面内回転を起こさないように、第２の視野制限フィルム１４の平行度（例えば、±１５度）に対して、無視できない大きさでは傾かないようにする。

なお、本実施形態に係る光源装置１０Ａは、図３に示すように、光偏向体１３と、その光偏向体１３により偏向された光を拡散して出射する第２の視野制限フィルム１４との対１５が、光源部１１ａから見て階層的に設けられていてもよい。図３においては、第１の視野制限フィルム１２の出射面側に設けられた光偏向体１３ａと、光偏向体１３ａから出射された光を拡散して出射する第２の視野制限フィルム１４ａとの対１５ａと、第２の視野制限フィルム１４ａの出射面側に設けられた光偏向体１３ｂと、光偏向体１３ｂから出射された光を拡散して出射する第２の視野制限フィルム１４ｂとの対１５ｂとが設けられた例を示している。

図３に示す光源装置１０Ａにおいては、光偏向体１３ａが第１の視野制限フィルム１２から出射された光を偏向する角度と、光偏向体１３ｂが第２の視野制限フィルム１４ａから出射された光を偏向する角度とは異なっていてもよい。光偏向体１３（プリズム）により光を偏向することができる角度には限界がある。そこで、図３に示す光源装置１０Ａのように、光偏向体１３と、その光偏向体１３により偏向された光を拡散して出射する第２の視野制限フィルム１４との対１５を階層的に設けることで、多段階的に光を偏向し、所望の方向に光を出射することができる。

例えば、図２に示す光源装置１０に対して、光源１１の設置面の垂直方向に対して入射角が４０度である光を６０度に偏向する光偏向体１３と、６０度を中心に±１５度の範囲に光を拡散する第２の視野制限フィルム１４との対１５を追加すると、光源１１の設置面の垂直方向から見て、４５度〜７５度という浅い角度の指向性を有する光を出射することができる。

光源１１と、第１の視野制限フィルム１２との間の距離ｄ１は、第１の視野制限フィルム１２により光線が拡散される幅が隣接する２つの光源１１の中心間隔より大きくなるように設定する。なお、第１の実施形態に係る光源装置１０においても、第１の視野制限フィルム１２との間の距離ｄ１は、第１の視野制限フィルム１２により光線が拡散される幅が隣接する２つの光源１１の幅より大きくなるように設定する。具体的には、図４に示すように、隣接する光源１１の間隔をＡとし、第１の視野制限フィルム１２の拡散角を±θとする。また、第１の視野制限フィルム１２の拡散角の両端に相当する線を光源１１に向かって延長した２つの線それぞれと、光源１１の頂点を結ぶ線との２つの接点の間の距離をＢとする。図４において、距離Ｂが第１の視野制限フィルム１２により光線が拡散される幅に相当する。この場合、Ｂ＝２ｄ１ｔａｎθ＞Ａとする。こうすることで、光源１１の場所により生じる輝度むらを均質化することができる。なお、光源１１と第１の視野制限フィルム１２との間の距離ｄ１は、Ｂ＞Ａの関係を満たしていればよいが、実用上は、Ｂ＞２Ａであることが望ましい。第１の視野制限フィルム１２との間の距離ｄ１が、隣接する２つの光源１１の幅よりも大きくても、両者の差が小さい場合、位置ずれが許容されなくなる。そこで、Ｂ＞２Ａとする（ｄ１＞Ａ／２ｔａｎθとする）ことで、ある程度の位置ずれも許容されるようになる。

また、上述したように、光源１１の指向性が鋭い場合には、光源１１と第１の視野制限フィルム１２との間の距離ｄ１を大きくする必要がある。光源１１と第１の視野制限フィルム１２との間の距離ｄ１が大きくなると、光源１１から出射された光の広がり幅が隣接する光源１１の間隔より大きくする。光源１１が±ξの範囲で光を出射するとし、光源１１から出射された光の広がり幅をＣとすると、Ｃ＝２ｄ１ｔａｎξ＞Ａとする。光源１１の指向性に起因する光源１１と第１の視野制限フィルム１２との間の距離ｄ１は、ＬＳＤ（Light Shaping Diffusers）のような指向性拡散板により光源１１の指向性を広げることにより減らすことができる。光源装置１０Ａでは、第１の視野制限フィルム１２により光線が拡散される幅が隣接する２つの光源１１の幅以上となる距離ｄ１、および、指向性拡散板を用いた場合の距離ｄ１のうち、大きい方を採用する。

また、光偏向体１３と、その光偏向体１３と対となる第２の視野制限フィルム１４との間の距離ｄ２は、視野制限フィルム１４により光線が拡散される幅が隣接する２つの光偏向体１３の幅（光偏向体１３の設置面に水平な方向の長さ（隣接する光偏向体１３に向かう方向の長さ））より大きくなるように設定する。具体的には、図５に示すように、光偏向体１３の幅をＤとし、第２の視野制限フィルム１４の拡散角を±θとする。また、第２の視野制限フィルム１２の拡散角の両端に相当する線を光偏向体１３に向かって延長した２つの線それぞれと、光偏向体１３の頂点を結んだ直線との２つの接点の間の距離をＥとする。図５において、距離Ｅが第２の視野制限フィルム１４により光線が拡散される幅に相当する。この場合、Ｅ＝２ｄ２ｔａｎθ＞Ｄとする（ｄ２＞Ｄ／２ｔａｎθとする）。こうすることで、複数配列された光偏向体１３（プリズムアレイ）の微細構造により生じる輝度むらを均質化することができる。

上述した第１の実施形態および第２の実施形態においては、光偏向体１３は、反射により光を偏向する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。光偏向体１３は、屈折により光を偏向してもよい。例えば、光偏向体１３がプリズムである場合、光偏向体１３は、プリズムの斜面が急であれば、プリズムの斜面での反射により光を偏向し、プリズムの斜面がなだらかであれば（斜面による反射光が透過光よりも小さくなる角度の場合）、プリズムの斜面での屈折により光を偏向する。

また、上述した第１の実施形態および第２の実施形態において、拡散方向を光源１１の場所によって変更（例えば、特定の視点集光する）してもよい。この場合、例えば、視野制限フィルム（第１の視野制限フィルム１２および第２の視野制限フィルム１４）を屈曲させればよい。例えば、図６に示すように、視野制限フィルムを曲面状のアクリル板に貼り付けるように、物理的に湾曲させることで、拡散方向を光源１１の場所によって変更することができる。図６においては、第１の視野制限フィルム１２だけを示しているが、第２の視野制限フィルム１４を湾曲させてもよい。また、図７に示すように、場所に応じて層構造が異なる視野制限フィルムを用いてもよい。

また、拡散方向を光源１１の場所によって変更する場合に、光偏向体１３の偏向角を、視野制限フィルムの拡散方向に合わせて変更するか、光源１１の角度を拡散方向に合わせて変更することで、指向性を大きく変化させることができる。

また、図１Ａ、図２および図３においては、複数の光源１１と視野制限フィルム（第１の視野制限フィルム１２および第２の視野制限フィルム１４）とは平行に配置されている例を示しているが、これに限られるものではない。複数の光源１１と視野制限フィルム（第１の視野制限フィルム１２および第２の視野制限フィルム１４）とを傾けて配置することで、光偏向体１３を用いずに、斜め方向の指向性を実現することができる。

なお、例えば、ＬＥＤ照明装置には、ＬＥＤを覆うプラスチック製の照明カバーが設けられることがある。この照明カバーは、ＬＥＤ照明装置が設置された部屋などに、光が全方向に拡散されるようにするものである。一方、本発明に係る光源装置１０，１０Ａにおける視野制限フィルム（第１の視野制限フィルム１２および第２の視野制限フィルム１４）は、単に光を拡散するのではなく、所定の角度範囲内で均質に拡散して出射するものであり、ＬＥＤ照明装置における照明カバーとは全く異なるものである。

上述した第１の実施形態に係る光源装置１０、または、第２の実施形態に係る光源装置１０Ａを用いた表示装置を構成してよい。光源装置１０あるいは光源装置１０Ａを用いた表示装置１の構成例を図８，９に示す。

図８に示す表示装置１は、光源装置１０（１０Ａ）と、変調素子２とを備える。

変調素子２は、光源装置１０から見て前方向（光源装置１０の光の出射方向）に設けられており、光源装置１０から出射された光を変調して出射する。変調素子２による光の透過率を制御することで、観察者に特定の方向から二次元像を観察させることできる。変調素子２は、例えば、液晶パネルである。

また、図９に示すように、光源装置１０（１０Ａ）と変調素子２との間にパララックスバリア３を設けることで、非特許文献２に記載の表示装置のように、観察者に特定の方向から三次元像を観察させることもできる。

本発明は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されず、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

１ 表示装置
２ 変調素子
３ パララックスバリア
１０，１０Ａ，１００ 光源装置
１１，１０１ 光源
１１ａ 光源部（発光体群）
１２ 第１の視野制限フィルム（第１の拡散体）
１３，１３ａ，１３ｂ 光偏向体
１４，１４ａ，１４ｂ 第２の視野制限フィルム（第２の拡散体）
１５ａ，１５ｂ 光偏向体と第２の視野制限フィルムとの対
１０２ レンズ
１０３ 拡散板

Claims (7)

1. 指向性を有する光を出射する複数の光源が一面に配列された発光体群と、
   前記複数の光源から出射された光の光路上に設けられ、第１の所定の角度範囲で入射する光を、前記第１の所定の角度範囲内で均質に拡散して出射する第１の拡散体と、を備える光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記第１の拡散体の光の出射面側に配列され、前記第１の拡散体から出射された光を第２の所定の方向に偏向する複数の光偏向体と、
   前記光偏向体により偏向された光のうち、前記第２の所定の角度範囲で入射する光を、前記第２の所定の角度範囲内で均質に拡散して出射する第２の拡散体と、をさらに備える光源装置。
3. 請求項２に記載の光源装置において、
   前記光偏向体と、前記光偏向体により偏向された光を拡散して出射する前記第２の拡散体との対が、前記発光体群から見て階層的に設けられている、光源装置。
4. 請求項１または２に記載の光源装置において、
   前記第１の拡散体における前記所定の角度範囲は、前記光源が光を出射する角度範囲と同じ、または、所定値だけ広い、光源装置。
5. 請求項３に記載の光源装置において、
   前記第２の拡散体における前記所定の角度範囲は、対となる光偏向体により偏向される光の角度範囲と同じ、または、所定値だけ広い、光源装置。
6. 請求項２，３または５のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記第１の所定の角度範囲を±θとすると、前記複数の光源と、前記第１の拡散体との間の距離ｄ１は、
   隣接する２つの前記光源の中心間隔Ａを２ｔａｎθで除算した値、および、
   前記複数の光源の光の出射範囲、または、指向性拡散板により前記複数の光源の光を拡散した後の光の出射範囲を±ξとしたときに、隣接する２つの前記光源の中心間隔Ａを２ｔａｎξで除算した値のうち大きい方の値よりも大きく、
   前記光偏向体と、前記光偏向体と対となる前記第２の拡散体との間の距離ｄ２は、
   前記光偏向体の、該光偏向体と隣接する光偏向体に向かう方向の幅を２ｔａｎθで除算した値よりも大きい、光源装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の光源装置と、
   前記光源装置から出射された光を変調する変調素子と、を備える表示装置。
   

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