JP2021043461A - 光源用レンズ、照明装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度分布の不均一性を改善する。【解決手段】本開示の光源用レンズは、発光素子からの光が入射する入射面と、入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、面光源に好適な光源用レンズ、照明装置、および、そのような照明装置による照明光を用いて画像表示を行う表示装置に関する。

液晶表示装置などに用いられるバックライトの方式には、直下方式とエッジライト方式とがある。これらのバックライトとして、近年では、光源にＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることが多くなってきている。

光源としてＬＥＤを用いる場合、直下方式のバックライトでは、複数のＬＥＤを配置することで、全体として面状の輝度分布を得ることができる。この場合、ＬＥＤからの光を効率的に利用するため、例えば特許文献１に記載されているように、ＬＥＤのからの光を拡散する光源用レンズを配置することが知られている。

特開２００７−２２７４１０号公報

特許文献１に記載の光源用レンズは、平面形状が略円形で、光軸を含む断面内において中心部から周辺部に亘って光を拡散させる作用を持っている。このため、ＬＥＤと光源用レンズとを組み合わせた１つの光源によって、中心部から周辺部に行くにつれて輝度が低下する略円形状の輝度分布が形成される。このような光源を複数配置して面状の輝度分布を得ようとした場合、全体として均一な輝度分布を得ることが困難となり得る。

従って、輝度分布の不均一性を改善することができる光源用レンズ、照明装置、および表示装置を提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態に係る光源用レンズは、発光素子からの光が入射する入射面と、入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面とを備え、出射面において、周辺部は、平坦部と入射光に対して集光作用を有する窪み部とを有し、光軸方向から見たときの平面形状が、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状であり、窪み部は、４つの角部付近のそれぞれにおいて、２つずつ形成され、出射面において、中心部は入射光に対して拡散作用を有する凹形状であり、中間部は、入射光に対して集光作用を有する非球面形状である。

本開示の一実施の形態に係る照明装置は、発光素子と、光源用レンズとを含み、光源用レンズは、発光素子からの光が入射する入射面と、入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面とを備え、出射面において、周辺部は、平坦部と入射光に対して集光作用を有する窪み部とを有し、光軸方向から見たときの平面形状が、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状であり、窪み部は、４つの角部付近のそれぞれにおいて、２つずつ形成され、出射面において、中心部は入射光に対して拡散作用を有する凹形状であり、中間部は、入射光に対して集光作用を有する非球面形状である。

本開示の一実施の形態に係る表示装置は、発光素子と光源用レンズとを有する照明装置と、照明装置からの照明光に基づいて画像を表示する表示パネルとを含み、光源用レンズは、発光素子からの光が入射する入射面と、入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面とを備え、出射面において、周辺部は、平坦部と入射光に対して集光作用を有する窪み部とを有し、光軸方向から見たときの平面形状が、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状であり、窪み部は、４つの角部付近のそれぞれにおいて、２つずつ形成され、出射面において、中心部は入射光に対して拡散作用を有する凹形状であり、中間部は、入射光に対して集光作用を有する非球面形状である。

本開示の一実施の形態に係る光源用レンズ、照明装置、または表示装置では、出射面において、入射光が中心部では拡散され、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光される。

本開示の一実施の形態に係る光源用レンズ、照明装置、または表示装置によれば、出射面において、入射光を中心部では拡散し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光するようにしたので、輝度分布の不均一性を改善することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本開示の一実施の形態に係る光源用レンズの一構成例を示す斜視図である。 図１に示した光源用レンズの断面構成を説明するための説明図である。 図２におけるＺＸ−Ｙ１断面内の光源用レンズの一構成例を示す断面図である。 図２におけるＺＸ−Ｙ２断面内の光源用レンズの一構成例を示す断面図である。 図３の断面と図４の断面とを重ねて示した構成図である。 図１に示した光源用レンズを上側から見た平面構成を示す平面図である。 図１に示した光源用レンズによる光の拡散作用および集光作用を示す説明図である。 第１の比較例に係る光源用レンズの一構成例を示す断面図および平面図である。 第１の比較例に係る光源用レンズによる光の拡散作用を示す説明図である。 図１に示した光源用レンズの窪み部における光の集光作用を示す説明図である。 第２の比較例に係る光源用レンズによる光の拡散作用を示す説明図である。 発光素子の照度分布の一例を示す特性図である。 所定の照射面における発光素子の輝度分布の一例を示す特性図である。 図１に示した光源用レンズによって形成される照度分布の一例を示す特性図である。 図１に示した光源用レンズによって形成される所定の照射面における輝度分布の一例を示す特性図である。 図１に示した光源用レンズによって形成される所定の照射面における輝度分布の一例を示す特性図である。 図１６に示した対角方向の輝度分布の一例を示す特性図である。 図１１に示した第２の比較例に係る光源用レンズによって形成される所定の照射面における輝度分布の一例を示す特性図である。 図１８に示した対角方向の輝度分布の一例を示す特性図である。 図１に示した光源用レンズによって、所定の照射面において略四角形状の輝度分布を形成する場合のＸ方向の輝度分布の一例を特性図である。 図１に示した光源用レンズによって、所定の照射面において略四角形状の輝度分布を形成する場合の対角方向の輝度分布の一例を特性図である。 図１に示した光源用レンズを複数配置して、所定の照射面において略均一な輝度分布を形成する例を示す説明図である。 図１に示した光源用レンズを複数配置して、所定の照射面において略四角形状の合成の輝度分布を形成する例を示す説明図である。 図８に示した第１の比較例に係る光源用レンズを正方配列で複数配置した場合に形成される合成の輝度分布の例を示す説明図である。 図８に示した第１の比較例に係る光源用レンズを千鳥配列で複数配置した場合に形成される合成の輝度分布の例を示す説明図である。 第１の変形例に係る光源用レンズの一構成例を示す斜視図である。 第１の変形例に係る光源用レンズの一構成例を示す平面図および側面図である。 第２の変形例に係る光源用レンズの一構成例を示す斜視図である。 第２の変形例に係る光源用レンズの一構成例を示す平面図および側面図である。 表示装置の一例を示す外観図である。 図３０に示した表示装置における表示部の一構成例を示す断面図である。 その他の実施の形態に係る光源用レンズの一構成例を示す斜視図である。 図３２に示した光源用レンズの一構成例を示す平面図および側面図である。 図３２に示した光源用レンズの一構成例を示す断面図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．光源用レンズの説明
１．１ 構成（図１〜図６）
１．２ 作用（図７〜図２５）
１．３ 効果
２．変形例
２．１ 第１の変形例（図２６、図２７）
２．２ 第２の変形例（図２８、図２９）
３．表示装置への適用例（図３０、図３１）
４．その他の実施の形態（図３２〜図３４）

＜１．光源用レンズの説明＞
［１．１ 構成］
図１〜図６は、本開示の一実施の形態に係る光源用レンズ１の一構成例を示している。なお、図１〜図６において、Ｚ軸を光軸Ｚ１とし、光軸Ｚ１に垂直な平面をＸＹ平面とする。

図１および図２は光源用レンズ１を斜め方向から見た一構成例を示している。図３は、図２におけるＺＸ−Ｙ１断面内における光源用レンズ１の断面構成の一例を示している。図４は、図２におけるＺＸ−Ｙ２断面内における光源用レンズ１の断面構成の一例を示している。図５は、図３の断面と図４の断面とを重ねて示した断面構成の一例を示している。図６は、光源用レンズ１を上側から見た平面構成の一例を示している。

光源用レンズ１は、図３に示したように、例えば基板３上に配置された発光素子２に対して設けられている。発光素子２は、例えば点光源であり、具体的にはＬＥＤにより構成されている。光源用レンズ１は、底面に取り付け部５を備え、取り付け部５を介して間隔を空けて基板３上に配置されている。発光素子２は、光源用レンズ１の底面と基板３との間に配置されている。

光源用レンズ１は、発光素子２からの光が入射する入射面１０と、入射面１０を介して入射した入射光を外部に出射する出射面２０とを備えている。光源用レンズ１は、図１および図６に示したように、入射面１０および出射面２０を含む外形形状が、光軸方向から見たときに、丸められた４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄと、直線状の４つの側部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄとを有する四角形状となっている。

入射面１０は、光源用レンズ１の底面に形成されている。入射面１０は、図３に示したように中央部１１が凹形状とされ、発光素子２からの光に対して拡散作用を有している。

出射面２０は、光源用レンズ１の上面に形成されている。出射面２０は、入射面１０を介して入射した入射光に対して、中心部２１では拡散作用を有している。周辺部２３と中間部２２の少なくとも一部では集光作用を有している。出射面２０において、中心部２１は入射光に対して拡散作用を有する凹形状となっている。中間部２２は、入射光に対して集光作用を有する非球面形状となっている。中心部２１および中間部２２は、図１および図６に示したように、光軸方向から見たときの平面形状が円形状となっている。

周辺部２３は、平坦部２４と、入射光に対して集光作用を有する窪み部２５と、曲線部２６とを有している。周辺部２３は、光軸方向から見たときに、丸められた４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄと、直線状の４つの側部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄとを有する四角形状となっている。窪み部２５は、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ付近に形成されている。窪み部２５は、図１および図４に示したように、平坦部２４に対して曲線状に傾斜した形状とされている。平坦部２４は、窪み部２５以外の４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ付近と、４つの側部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ付近とに形成されている。

［１．２ 作用］
（光源用レンズ１における拡散作用および集光作用の説明）
光源用レンズ１は、出射面２０における中心部２１の凹形状で光を拡散させながら、中間部２２と周辺部２３とで光を集光させるという、拡散と集光との２つの機能を持っている。

図７は、図１に示した光源用レンズ１による中心部２１と中間部２２での光の拡散作用および集光作用を示している。図７に示したように、光源用レンズ１では、出射面２０における中心部２１を通過する光線Ｌ１，Ｌ２に対しては拡散作用を有している。また、出射面２０における中間部２２を通過する光線Ｌ３に対しては集光作用を有している。これにより、所定の照射面３０と出射面２０との間で、中心部２１を通過した光線Ｌ２と中間部２２を通過した光線Ｌ３とが交わる領域が存在する。

ここで、図８に、第１の比較例に係る光源用レンズ１０１の一構成例を示す。また、図９に、この第１の比較例に係る光源用レンズ１０１による光の拡散作用を示す。光源用レンズ１０１は、光源用レンズ１と同様に、例えば基板３上に配置された発光素子２に対して設けられている。光源用レンズ１０１は、底面に取り付け部１０５を備え、取り付け部１０５を介して間隔を空けて基板３上に配置されている。発光素子２は、光源用レンズ１０１の底面と基板３との間に配置されている。

光源用レンズ１０１は、発光素子２からの光が入射する入射面１１０と、入射面１１０を介して入射した入射光を外部に出射する出射面１２０とを備えている。光源用レンズ１０１は、入射面１１０および出射面１２０を含む外形形状が、光軸方向から見たときに円形状となっている。

入射面１１０は、中央部１１１が凹形状とされ、発光素子２からの光に対して拡散作用を有している。出射面１２０は、入射面１１０を介して入射した入射光に対して、中心部１２１、中間部１２２、および周辺部２３で拡散作用を有している。

図９には、光源用レンズ１０１の出射面１２０における中心部１２１を通過する光線Ｌ１１，Ｌ１２と中間部１２２を通過する光線Ｌ１３とを示す。図７と図９とを比較して分かるように、本実施の形態に係る光源用レンズ１と第１の比較例に係る光源用レンズ１０１とでは、入射光に対する作用が大きく異なっている。

次に、図１０に、光源用レンズ１の窪み部２５における光の集光作用を示す。また、図１１に、第２の比較例に係る光源用レンズ２０１による光の拡散作用を示す。図１１に示した光源用レンズ２０１は、本実施の形態に係る光源用レンズ１に対して、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ付近に窪み部２５が無く、平坦部２４となっている構成例である。

窪み部２５を設けなかった場合、図１１に示したように、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ付近を通過する光線Ｌ１０に対して、出射面２０では拡散作用を有する。これに対して、本実施の形態に係る光源用レンズ１では、窪み部２５を設けていることで、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ付近を通過する光線Ｌ１０に対して、出射面２０では集光作用を有する。

（輝度分布の説明）
本実施の形態に係る光源用レンズ１では、出射面２０から出射された光によって、所定の照射面３０において略四角形状の輝度分布を形成することができる。

図１２は、発光素子２単体での光軸Ｚを含むＺＸ断面内での照度分布の一例を示している。また、図１３は、所定の照射面３０における発光素子２単体での輝度分布の一例を示している。図１３に示したように、発光素子２単体では略円形状の輝度分布が形成される。

図１４は、光源用レンズ１によって形成される光軸Ｚを含むＺＸ断面内での照度分布の一例を示している。図１５は、光源用レンズ１によって形成される所定の照射面３０における輝度分布の一例を示している。図１５に示したように、光源用レンズ１によって、略円形状の輝度分布を略四角形状の輝度分布に近づけることができる。

次に、図１６〜図１９を参照して、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ付近に窪み部２５を設けることによる輝度分布への影響について説明する。

図１６は、光源用レンズ１によって形成される所定の照射面３０における輝度分布の一例を示している。また、図１７は、図１６に示した対角方向の輝度分布の一例を示している。これらに対して、図１８は、図１１に示した第２の比較例に係る光源用レンズ２０１（窪み部２５を設けない構成）によって形成される所定の照射面３０における輝度分布の一例を示している。図１９は、図１８に示した対角方向の輝度分布の一例を示している。

図１７に示したように、窪み部２５を設けた光源用レンズ１では、対角方向においてピーク輝度ａが１／４になる位置は中心から±２８ｍｍの位置となっている。また、光源用レンズ１では対角方向において中央部の輝度が略平坦となる領域が存在する。これに対して、図１９に示したように、窪み部２５を設けない第２の比較例に係る光源用レンズ２０１では、対角方向においてピーク輝度ａが１／４になる位置は中心から±２６ｍｍの位置となっている。また、光源用レンズ２０１では、光源用レンズ１と比べて輝度が略平坦となる領域は存在しない。これらのことから、窪み部２５を設けることにより、所定の照射面３０における輝度分布の形状を、より四角形状に近づけることができることが分かる。

図２０は、光源用レンズ１によって、所定の照射面３０において図１６に示したような略四角形状の輝度分布を形成する場合のＸ方向の輝度分布の一例を示している。図２１は、光源用レンズ１によって、所定の照射面３０において図１６に示したような略四角形状の輝度分布を形成する場合の対角方向の輝度分布の一例を示している。

具体例として、４０ｍｍ角の照明範囲において略四角形状の輝度分布を形成する場合について説明する。図２０に示したように、Ｘ方向においてピーク輝度ａが１／２になる位置を中心から±２０ｍｍの位置とするとよい。また、図２１に示したように、対角方向ではピーク輝度ａが１／４になる位置を中心から±２８ｍｍの位置とするとよい。

（発光素子２と光源用レンズ１とを複数用いた合成の輝度分布の説明）
発光素子２と光源用レンズ１とを複数用いて例えば表示装置のバックライトを構成することが考えられる。また、表示装置のバックライトに適用する場合、複数の発光素子２を独立に発光制御する部分駆動を行うことが考えられる。

図２２は、発光素子２と光源用レンズ１とを複数配置して、所定の照射面３０において略均一な輝度分布を形成する例を示している。１つの発光素子２と１つの光源用レンズ１との組み合わせで、１つの輝度分布３１が形成される。輝度が低下する適当な位置で互いの照明範囲を部分的に重ならせるように発光素子２と光源用レンズ１とを複数配置することで、全体として、略均一な合成の輝度分布３２を形成することができる。

ここで、１つの発光素子２と１つの光源用レンズ１との組み合わせで形成される１つの照明範囲において、図２０および図２１に示したように、輝度がピーク輝度ａから１／２または１／４の輝度へと低下する割合を角度θとする。角度θは、光源用レンズ１の出射面２０の形状等によって、適宜最適化することができる。また、例えば表示装置のバックライトに適用する場合、部分駆動の効果や映像表示の好みに応じて角度θを最適化してもよい。例えば角度θが小さすぎると、１つの光源用レンズ１による照明範囲が広がりすぎ、隣接する光源用レンズ１の照明範囲との兼ね合いで、部分駆動の効果が薄れる可能性がある。また、例えば角度θが大きすぎると、好みの映像表示に制御することが難しくなる可能性がある。

図２３は、光源用レンズ１を複数配置して、所定の照射面３０において略四角形状の合成の輝度分布を形成する例を示している。１つの発光素子２と１つの光源用レンズ１との組み合わせで略四角形状の輝度分布４０が得られるので、発光素子２と光源用レンズ１とを複数、正方配列することで、所定の照射面３０において全体として略四角形状の合成の輝度分布を形成することができる。この場合、１つの光源用レンズ１による輝度分布４０が略四角形状なので、全体として、輝度の不均一部分４１を少なくすることができる。

図２４は、図８に示した第１の比較例に係る光源用レンズ１０１を正方配列で複数配置した場合に形成される合成の輝度分布の例を示している。第１の比較例の構成では、１つの発光素子２と１つの光源用レンズ１０１との組み合わせで略円形状の輝度分布５０が形成される。このため、発光素子２と光源用レンズ１０１とを複数、正方配列することで面状の合成の輝度分布を形成しようとした場合、全体として、輝度の不均一部分５１ができる領域が大きくなってしまう。

これに対して、図２５は、第１の比較例に係る光源用レンズ１０１を千鳥配列で複数配置した場合に形成される合成の輝度分布の例を示している。千鳥配列にすることで、正方配列の場合よりも、輝度の不均一部分５１ができる領域を少なくすることができるが、図２３に示した本実施の形態に係る光源用レンズ１を用いた場合の輝度の不均一部分４１と比べると、その領域は大きくなる。

［１．３ 効果］
以上のように、本実施の形態によれば、出射面２０において、入射光を中心部２１では拡散し、中間部２２および周辺部２３の少なくとも一部では集光するようにしたので、輝度分布の不均一性を改善することができる。

本実施の形態に係る光源用レンズ１を用いることで、少数の発光素子２で輝度むらの少ない面光源を実現することができる。また、レンズの倍率を適宜最適化することで、１つの光源用レンズ１による照明範囲を広げることができ、発光素子２の個数削減が可能となる。また、光源用レンズ１では、発光素子２単体の場合や、図８に示した第１の比較例に係る光源用レンズ１０１のような周辺まで拡散するタイプのレンズと違い、光の広がりを抑えている、このため、例えば複数の発光素子２を配置して、一部の発光素子２のみを発光させるような部分駆動を行う場合であっても、コントラスト比の向上が可能となる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態についても同様である。

＜２．変形例＞
次に、上記光源用レンズ１の変形例について説明する。以下では、上記光源用レンズ１と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。

［２．１ 第１の変形例］
図２６は、第１の変形例に係る光源用レンズ１Ａを斜め方向から見た一構成例を示している。図２７は、光源用レンズ１Ａを上側から見た平面構成の一例と、側面方向から見た構成の一例とを示している。

第１の変形例に係る光源用レンズ１Ａは、上記図１〜図６に示した光源用レンズ１の構成に対して、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの構成が異なっている。光源用レンズ１では、入射面１０および出射面２０を含む外形形状が、光軸方向から見たときに、丸められた４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを有する形状とされている。これにより、周辺部２３が４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄにおいて、曲線部２６を有する構成とされている。これに対して、第１の変形例に係る光源用レンズ１Ａでは、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに曲線部２６が設けられていない構成とされている。これにより、第１の変形例に係る光源用レンズ１Ａでは、入射面１０および出射面２０を含む外形形状が、光軸方向から見たときに丸められていない、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを有する形状とされている。

その他の構成は、図１〜図６に示した光源用レンズ１と略同様であってもよい。

［２．２ 第２の変形例］
図２８は、第２の変形例に係る光源用レンズ１Ｂを斜め方向から見た一構成例を示している。図２９は、光源用レンズ１Ｂを上側から見た平面構成の一例と、側面方向から見た構成の一例とを示している。

第２の変形例に係る光源用レンズ１Ｂも、上記第１の変形例に係る光源用レンズ１Ａと同様、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに曲線部２６が設けられていない構成とされ、入射面１０および出射面２０を含む外形形状が、光軸方向から見たときに丸められていない、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを有する形状とされている。

さらに、この第２の変形例に係る光源用レンズ１Ｂでは、上記図１〜図６に示した光源用レンズ１の構成に対して、窪み部２５の形状が異なっている。光源用レンズ１では、窪み部２５は、図１および図４に示したように、平坦部２４に対して曲線状に傾斜した形状とされている。これに対して、第２の変形例に係る光源用レンズ１Ｂでは、窪み部２５が、平坦部２４に対して直線状に傾斜した形状とされている。

その他の構成は、図１〜図６に示した光源用レンズ１と略同様であってもよい。

＜３．表示装置への適用例＞
上記光源用レンズ１、１Ａ、または１Ｂを用いて照明装置を構成することが可能である。また、そのような照明装置による照明光を用いて画像表示を行うことが可能である。

図３０は表示装置３０１の一構成例を示している。表示装置３０１は、表示部３０２と、スタンド３０３とを備えている。

表示部３０２は、例えば図３１に示したように、照明装置３１０と、表示パネル３１１と、光学シート３１２とを備えている。表示パネル３１１は、例えば透過型の液晶表示パネルであり、照明装置３１０をバックライトとして、照明装置３１０からの照明光に基づいて画像を表示する。

照明装置３１０は面状光源であり、例えば上記図２２および図２３に示したように、マトリクス状に配置された複数の発光素子２と、複数の発光素子２のそれぞれに対応するようにマトリクス状に配置された複数の光源用レンズ１とを含んでいる。

光学シート３１２は、照明装置３１０と表示パネル３１１との間に配置されている。光学シート３１２は例えば、輝度を向上させるためのシートやフィルムで構成されている。また、光学シート３１２として、例えばプリズムシートを含んでいてもよい。光学シート３１２はまた、ＤＢＥＦ（Dual Brightness Enhancement Film）等の反射型偏光フィルムを含んでいてもよい。

＜４．その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。

例えば上記光源用レンズ１、１Ａ、または１Ｂでは、Ｘ方向の断面とＹ方向の断面とが略対称的な形状となっているが、Ｘ方向の断面とＹ方向の断面とが非対称な形状となっていてもよい。

図３２は、その他の実施の形態に係る光源用レンズ１Ｃを斜め方向から見た一構成例を示している。図３３は、光源用レンズ１Ｃを上側から見た平面構成の一例と、側面方向から見た構成の一例とを示している。図３４は、光源用レンズ１Ｃの断面構成の一例を示している。

光源用レンズ１Ｃは、上記図１〜図６に示した光源用レンズ１の構成に対して、周辺部２３Ａの構成が異なっている。光源用レンズ１Ｃは、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄにおける曲線部２６が、直線状に形成された直線部２７とされている。これにより、入射面１０および出射面２０を含む外形形状が、図３３に示したように、光軸方向から見たときに略８角形状とされている。

また、光源用レンズ１Ｃは、上記図１〜図６に示した光源用レンズ１の構成に対して、周辺部２３における平坦部２４を無くし、周辺部２３Ａの略全領域を傾斜した形状としている。これにより、４つの角部４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄに窪み部２５が形成されていると共に、４つの側部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄにも窪み部２８が形成されている。なお、窪み部２５，２８は、曲率のある曲線状に傾斜した形状であっても良いし、上記第２の変形例に係る光源用レンズ１Ｂと略同様に、直線状に傾斜した形状であっても良い。

また、光源用レンズ１Ｃは、図３３に示したように、Ｘ方向の直径ＸａとＹ方向の直径Ｙａとが異なる大きさとなっていても良い。

また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）
発光素子からの光が入射する入射面と、
前記入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面と
を備える光源用レンズ。
（２）
前記出射面において、
前記中心部は入射光に対して拡散作用を有する凹形状であり、
前記中間部は、前記入射光に対して集光作用を有する非球面形状であり、
前記周辺部は、平坦部と前記入射光に対して集光作用を有する窪み部とを有する
上記（１）に記載の光源用レンズ。
（３）
前記周辺部は、光軸方向から見たときの平面形状が、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状であり、
前記窪み部は、前記角部付近に形成されている
上記（２）に記載の光源用レンズ。
（４）
前記中心部および前記中間部は、光軸方向から見たときの平面形状が円形状である
上記（２）または（３）に記載の光源用レンズ。
（５）
前記入射面は、前記発光素子からの光に対して拡散作用を有する非球面形状である
上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の光源用レンズ。
（６）
前記入射面および前記出射面を含む外形形状が、光軸方向から見たときに、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状である
上記（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の光源用レンズ。
（７）
前記出射面から出射された光によって、所定の照射面において四角形状の輝度分布を形成する
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の光源用レンズ。
（８）
発光素子と、
光源用レンズと
を含み、
前記光源用レンズは、
前記発光素子からの光が入射する入射面と、
前記入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面と
を備える照明装置。
（９）
複数の前記発光素子と、
複数の前記発光素子のそれぞれに対して設けられた複数の前記光源用レンズと
を含む
上記（８）に記載の照明装置。
（１０）
複数の前記光源用レンズのそれぞれの出射面から出射された光の合成光によって、所定の照射面において四角形状の合成の輝度分布を形成する
上記（９）に記載の照明装置。
（１１）
発光素子と光源用レンズとを有する照明装置と、
前記照明装置からの照明光に基づいて画像を表示する表示パネルと
を含み、
前記光源用レンズは、
前記発光素子からの光が入射する入射面と、
前記入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面と
を備える表示装置。

本出願は、日本国特許庁において２０１５年３月３１日に出願された日本特許出願番号第２０１５−０７３３３７号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

本開示の一実施の形態に係る光源用レンズは、発光素子からの光が入射する入射面と、出射面とを備え、出射面は、入射面に対応する凹形状の中心部と、実質的に全領域が傾斜した形状を含み、光軸方向から見て丸められた４つの角部を有する四角形状の周辺部とを有し、出射面は、４つの角部のそれぞれの近傍を通過する光線に対して拡散作用を有し、入射面と組み合わせて、入射面を介して入射した入射光に対して、出射面の中心部では拡散作用、出射面の中間部では集光作用、出射面の周辺部では集光作用を有する。
本開示の一実施の形態に係る他の光源用レンズは、発光素子からの光が入射する入射面と、出射面とを備え、出射面は、入射面に対応する凹形状の中心部と、中心部を取り囲むように凸状に湾曲した中間部と、中間部と中心部との両方を取り囲む複数の凹状に湾曲した形状の窪み部を含む周辺部とを有し、中心部の凹形状は、中間部で終わるように構成され、入射面と組み合わせて、入射面を介して入射した入射光に対して、出射面の中心部では拡散作用、出射面の中間部では集光作用、出射面の周辺部では集光作用を有する。

本開示の一実施の形態に係る照明装置は、発光素子と、光源用レンズとを含み、光源用レンズは、発光素子からの光が入射する入射面と、出射面とを備え、出射面は、入射面に対応する凹形状の中心部と、実質的に全領域が傾斜した形状を含み、光軸方向から見て丸められた４つの角部を有する四角形状の周辺部とを有し、出射面は、４つの角部のそれぞれの近傍を通過する光線に対して拡散作用を有し、入射面と組み合わせて、入射面を介して入射した入射光に対して、出射面の中心部では拡散作用、出射面の中間部では集光作用、出射面の周辺部では集光作用を有する。

本開示の一実施の形態に係る表示装置は、発光素子と光源用レンズとを有する照明装置と、照明装置からの照明光に基づいて画像を表示する表示パネルとを含み、光源用レンズは、発光素子からの光が入射する入射面と、出射面とを備え、出射面は、入射面に対応する凹形状の中心部と、実質的に全領域が傾斜した形状を含み、光軸方向から見て丸められた４つの角部を有する四角形状の周辺部とを有し、出射面は、４つの角部のそれぞれの近傍を通過する光線に対して拡散作用を有し、入射面と組み合わせて、入射面を介して入射した入射光に対して、出射面の中心部では拡散作用、出射面の中間部では集光作用、出射面の周辺部では集光作用を有する。

Claims (9)

1. 発光素子からの光が入射する入射面と、
   前記入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面と
   を備え、
   前記出射面において、前記周辺部は、平坦部と前記入射光に対して集光作用を有する窪み部とを有し、光軸方向から見たときの平面形状が、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状であり、
   前記窪み部は、前記４つの角部付近のそれぞれにおいて、２つずつ形成され、
   前記出射面において、前記中心部は入射光に対して拡散作用を有する凹形状であり、前記中間部は、前記入射光に対して集光作用を有する非球面形状である
   光源用レンズ。
2. 前記中心部および前記中間部は、光軸方向から見たときの平面形状が円形状である
   請求項１に記載の光源用レンズ。
3. 前記入射面は、前記発光素子からの光に対して拡散作用を有する非球面形状である
   請求項１または２に記載の光源用レンズ。
4. 前記入射面および前記出射面を含む外形形状が、光軸方向から見たときに、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状である
   請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光源用レンズ。
5. 前記出射面から出射された光によって、所定の照射面において四角形状の輝度分布を形成する
   請求項１ないし４のいずれか１つに記載の光源用レンズ。
6. 発光素子と、
   光源用レンズと
   を含み、
   前記光源用レンズは、
   前記発光素子からの光が入射する入射面と、
   前記入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面と
   を備え、
   前記出射面において、前記周辺部は、平坦部と前記入射光に対して集光作用を有する窪み部とを有し、光軸方向から見たときの平面形状が、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状であり、
   前記窪み部は、前記４つの角部付近のそれぞれにおいて、２つずつ形成され、
   前記出射面において、前記中心部は入射光に対して拡散作用を有する凹形状であり、前記中間部は、前記入射光に対して集光作用を有する非球面形状である
   照明装置。
7. 複数の前記発光素子と、
   複数の前記発光素子のそれぞれに対して設けられた複数の前記光源用レンズと
   を含む
   請求項６に記載の照明装置。
8. 複数の前記光源用レンズのそれぞれの出射面から出射された光の合成光によって、所定の照射面において四角形状の合成の輝度分布を形成する
   請求項７に記載の照明装置。
9. 発光素子と光源用レンズとを有する照明装置と、
   前記照明装置からの照明光に基づいて画像を表示する表示パネルと
   を含み、
   前記光源用レンズは、
   前記発光素子からの光が入射する入射面と、
   前記入射面を介して入射した入射光に対して、中心部では拡散作用を有し、中間部および周辺部の少なくとも一部では集光作用を有する出射面と
   を備え、
   前記出射面において、前記周辺部は、平坦部と前記入射光に対して集光作用を有する窪み部とを有し、光軸方向から見たときの平面形状が、４つの角部を有する四角形状、または丸められた４つの角部を有する四角形状であり、
   前記窪み部は、前記４つの角部付近のそれぞれにおいて、２つずつ形成され、
   前記出射面において、前記中心部は入射光に対して拡散作用を有する凹形状であり、前記中間部は、前記入射光に対して集光作用を有する非球面形状である
   表示装置。

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