JP4716437B2 - Light source device - Google Patents

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Description

本発明は複数の光源からの入射光を合成または混色して出射する光源装置に係り、特に小型薄型化が可能な光源装置に関する。   The present invention relates to a light source device that synthesizes or mixes and emits incident light from a plurality of light sources, and more particularly to a light source device that can be reduced in size and thickness.

従来よりカラー光源を用いた表示装置として、カラー投影機や、投影方式のカラーテレビ、さらにバックライトを用いた液晶表示装置等がある。これらの装置に用いられる光源装置としては、例えばカラー投影機や投影方式のカラーテレビについてはダイクロイックプリズムを用いる方式がある(例えば、特許文献1参照)。また、このダイクロイックプリズムが高価な部材であるため、装置としての価格が高くなることや、この方式が本質的に大きな光量ロスを伴う欠点があるため、これらの欠点を解決する方式として複数のプリズムシートを用いて複数光線を単一光線にする光源装置が提案されている。(例えば、特許文献2参照。)   Conventional display devices using a color light source include a color projector, a projection-type color television, and a liquid crystal display device using a backlight. As a light source device used in these devices, for example, there is a method using a dichroic prism for a color projector or a projection type color television (see, for example, Patent Document 1). In addition, since this dichroic prism is an expensive member, the price as a device is increased, and this method has a drawback that inherently causes a large amount of light loss. A light source device that uses a sheet to make a plurality of light beams into a single light beam has been proposed. (For example, see Patent Document 2.)

以下、図面に基づいて従来技術における光源装置の構成について説明する。図15、図16は特許文献2に示すカラー投影機の構成を示すものであり、図15はカラー投影機の構成図、図16は図15に示すリニアプリズム板の部分断面図である。図16において50はリニアプリズム板であり、上面が多数のプリズム列を有する出射面、下面が平面の入射面を構成している。リニアプリズム板50における下面側の入射面51に、異なる斜めの2方向から入射した入射光P51a、P51bは、各々入射面51で屈折した後にプリズムの2つの出射面52、53で屈折して同一方向の光P52、P53として出射される。   Hereinafter, the structure of the light source device in the prior art will be described based on the drawings. 15 and 16 show the configuration of the color projector shown in Patent Document 2, FIG. 15 is a configuration diagram of the color projector, and FIG. 16 is a partial sectional view of the linear prism plate shown in FIG. In FIG. 16, reference numeral 50 denotes a linear prism plate. The upper surface constitutes an exit surface having a large number of prism rows, and the lower surface constitutes a flat entrance surface. Incident light P51a and P51b incident on the incident surface 51 on the lower surface side of the linear prism plate 50 from two different oblique directions are refracted by the incident surface 51 and then refracted by the two exit surfaces 52 and 53 of the prism to be the same. Direction light P52 and P53.

すなわち、リニアプリズム板50の材質によって決まる屈折率と、プリズムの頂角(先端角)を適切に設計することにより、プリズム列に直交する2方向から入射した2種類の入射光は、各々プリズムの2つの出射面で屈折して同一方向に出射される。この原理により2種類の光源からの入射光を合成した単一光として出射することができ、2種類の光源が異なるカラー光の場合には、2色を混色光として出射することができる。また、3種類以上の光源を合成したい場合には、リニアプリズム板50を複数枚使用して合成を繰り返すことにより実行できる。   That is, by appropriately designing the refractive index determined by the material of the linear prism plate 50 and the apex angle (tip angle) of the prism, two types of incident light incident from two directions orthogonal to the prism row can be respectively transmitted to the prism. The light is refracted at the two emission surfaces and emitted in the same direction. Based on this principle, it is possible to emit as a single light obtained by combining incident light from two types of light sources. When the two types of light sources are different color lights, two colors can be emitted as mixed color light. Further, when it is desired to combine three or more types of light sources, it can be executed by repeating the combination using a plurality of linear prism plates 50.

図15は図16に示すリニアプリズム板50を2枚使用して赤色(以後、R)緑色(以後、G)青色(以後、B)の3色光を合成する光源装置を備えたカラー投影機を示し、50a、50bは前記リニアプリズム板50と同一構成を有するリニアプリズム板である。また、55は投写レンズ、56は投影スクリーン、57はR光源、58はG光源、59はB光源であり、61、62、63はそれぞれR光源57、G光源58、B光源59のリレーレンズである。   FIG. 15 shows a color projector having a light source device for combining three color lights of red (hereinafter R), green (hereinafter G) and blue (hereinafter B) using two linear prism plates 50 shown in FIG. Reference numerals 50a and 50b denote linear prism plates having the same configuration as the linear prism plate 50. 55 is a projection lens, 56 is a projection screen, 57 is an R light source, 58 is a G light source, 59 is a B light source, 61, 62, and 63 are relay lenses for the R light source 57, the G light source 58, and the B light source 59, respectively. It is.

上記構成において、リニアプリズム板50aの入射面に対して、それぞれ異なる方向で45°の角度に配置されたR光源57とG光源58から放射されたR光とG光とが、それぞれリレーレンズ61、62を通して平行光線化された後、相異なる45°の斜め方向からリニアプリズム板50aの入射面に入射する。そしてR光とG光との2つの入射光はリニアプリズム板50aによって合成された単一光としてリニアプリズム板50aの出射面より垂直方向に出射される。そして、このリニアプリズム板50aからの合成された出射光は、リニアプリズム板50aに対して45°の角度位置に配置されたリニアプリズム板50bの入射面に45°の斜め方向から入射することになる。   In the above-described configuration, the R light and the G light emitted from the R light source 57 and the G light source 58 arranged at different angles of 45 ° with respect to the incident surface of the linear prism plate 50a are respectively connected to the relay lens 61. , 62 to be collimated and then incident on the incident surface of the linear prism plate 50a from different oblique directions of 45 °. The two incident lights of R light and G light are emitted in the vertical direction from the emission surface of the linear prism plate 50a as a single light synthesized by the linear prism plate 50a. The combined outgoing light from the linear prism plate 50a is incident on the incident surface of the linear prism plate 50b disposed at an angular position of 45 ° with respect to the linear prism plate 50a from an oblique direction of 45 °. Become.

また、B光源59から放射されたB光が、リレーレンズ63を通して平行光線化された後、前記R光とG光との合成された単一光とは相異なる45°の斜め方向からリニアプリズム板50bの入射面に入射する。この結果R光とG光との合成された単一光とB光とがリニアプリズム板50bによって合成され、R光とG光とB光とを合成した単一光としてリニアプリズム板50bの出射面より垂直方向に出射される。   Further, after the B light emitted from the B light source 59 is converted into parallel rays through the relay lens 63, the linear prism is viewed from an oblique direction of 45 ° different from the single light synthesized from the R light and the G light. The light enters the incident surface of the plate 50b. As a result, the combined single light of the R light and the G light and the B light are combined by the linear prism plate 50b, and emitted from the linear prism plate 50b as a single light that combines the R light, the G light, and the B light. The light is emitted vertically from the surface.

特開2002−244211号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-244211 特開昭63−132215号公報JP-A-63-132215

しかしながら、従来技術における光源装置には以下の問題がある。特許文献1におけるダイクロイックプリズムを用いる光源装置は、ダイクロイックプリズムがダイクロイックミラーを施した4つのガラス部材を貼りあわせた構造で高価な部材であるため、装置としての価格が高くなることや、この方式が本質的に大きな光量ロスを伴うという問題がある。   However, the light source device in the prior art has the following problems. The light source device using the dichroic prism in Patent Document 1 is an expensive member having a structure in which the dichroic prism is bonded to four glass members provided with a dichroic mirror. There is a problem that it involves a substantial loss of light.

また、特許文献2における複数のリニアプリズムを用いる光源装置は、例えばR、G、B、3色のLEDの光源を合成させる場合、2枚のリニアプリズムには所定の角度を有する配置間隔を設ける必要があるのでリニアプリズムの配置スペースが広くなるため、光源装置全体としての形状が大きくなり、装置の薄型化が困難となる問題がある。またリニアプリズムに入射する光線を斜め方向から入射させるため、リニアプリズムから出射する時の光線幅が引き伸ばされ、入射と出射との光線幅が異なると共に光線の縦横比が変化してしまう結果となり、この変化量はリニアプリズムの斜光入射回数によって増加していく。すなわち図14に示す光源装置の場合、R光とG光とがリニアプリズム板50aに斜光入射して合成された後、その合成された単一光がリニアプリズム板50bに斜光入射してB光と合成されるため、R光とG光についてはリニアプリズムの斜光入射が2回行われ、縦横比がさらに異なる結果となる。   Further, in the light source device using a plurality of linear prisms in Patent Document 2, for example, when combining light sources of R, G, B, and three color LEDs, an arrangement interval having a predetermined angle is provided in the two linear prisms. Since the arrangement space for the linear prism is widened, the shape of the light source device as a whole becomes large, which makes it difficult to reduce the thickness of the device. In addition, since the light beam incident on the linear prism is incident from an oblique direction, the light beam width when exiting from the linear prism is extended, resulting in a difference in the light beam width between the incident light and the light output and a change in the aspect ratio of the light beam. This amount of change increases with the number of oblique light incidences of the linear prism. That is, in the case of the light source device shown in FIG. 14, R light and G light are obliquely incident on the linear prism plate 50a and combined, and then the combined single light is obliquely incident on the linear prism plate 50b and B light. Therefore, with respect to the R light and the G light, the oblique light incidence of the linear prism is performed twice, resulting in a further different aspect ratio.

(発明の目的)
本発明は上記問題に鑑みなされたもので、対向する2面に複数の微細なプリズム列が形成されプリズム列が所定の角度で交叉する1枚のプリズムシートを用いることで薄型化すると共に、複数の光源の入射方向を工夫してプリズムシートに合成機能を行わせることで、価格が安く小型薄型化が可能で、光合成性能に優れた光源装置を提供することを目的としている。
(Object of invention)
The present invention has been made in view of the above problems, and is made thin by using a single prism sheet in which a plurality of fine prism rows are formed on two opposing surfaces and the prism rows cross at a predetermined angle. It is an object of the present invention to provide a light source device that is inexpensive and can be reduced in size and thickness, and has excellent photosynthesis performance by devising the incident direction of the light source and allowing the prism sheet to perform the synthesis function.

複数の光源と、対向する2面に複数の微細なプリズム列が形成され、前記プリズム列が所定の角度で交叉する1枚のプリズムシートよりなり、前記プリズムシートの下面側に、前記複数の光源を所定の角度に傾けて配置することにより、プリズムシートの下面側より所定の角度をもって入射された前記複数の光源からの入射光をプリズムシートの上面側より合成させた出射光として出力することを特徴とする。   A plurality of light sources and a plurality of fine prism rows are formed on two opposing surfaces, and the prism rows cross each other at a predetermined angle. The plurality of light sources are arranged on the lower surface side of the prism sheet. Is inclined at a predetermined angle, and the incident light from the plurality of light sources incident at a predetermined angle from the lower surface side of the prism sheet is output as output light synthesized from the upper surface side of the prism sheet. Features.

上記構成によれば、1枚のプリズムシートによって複数の光源からの入射光を合成することができるため、2枚のリニアプリズムによる合成で必要となっていたシート間の配置スペースが不要となり薄型構成の光学系が可能で、また、高価な部材を用いず1枚のシート部材で光合成を実現しており部材費が安く、形状的に小型薄型で価格の安い光源装置を提供することができる。   According to the above configuration, incident light from a plurality of light sources can be synthesized by a single prism sheet, so that the arrangement space between the sheets necessary for the synthesis by two linear prisms is not required, and a thin configuration In addition, it is possible to provide a light source device in which photosynthesis is realized with a single sheet member without using an expensive member, the member cost is low, the shape is small and thin, and the price is low.

前記複数の光源の各光源は、プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉によって分割される4つのゾーンに分散されて配置されていることを特徴とする。   The light sources of the plurality of light sources are distributed and arranged in four zones that are divided by the intersection of the prism rows formed on two opposing surfaces of the prism sheet.

前記複数の光源の各光源の入射光は、プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉角の中心線近傍に沿って入射することを特徴とする   Incident light of each light source of the plurality of light sources is incident along the vicinity of the center line of the intersection angle of each prism row formed on two opposing surfaces of the prism sheet.

前記複数の光源の各光源の入射光は、プリズムシートにおける所定の集光点に向かって入射することを特徴とする。   Incident light of each light source of the plurality of light sources is incident toward a predetermined condensing point on the prism sheet.

前記複数の光源の各光源は、前記プリズムシートにおける所定の集光点に対して、点対称に配置されていることを特徴とする   Each light source of the plurality of light sources is arranged point-symmetrically with respect to a predetermined condensing point on the prism sheet.

前記複数の光源の各光源は、前記プリズムシートにおける所定の集光点を通る軸線に対して、線対称に配置されていることを特徴とする。   Each light source of the plurality of light sources is arranged symmetrically with respect to an axis passing through a predetermined condensing point in the prism sheet.

上記構成の如く、複数の光源をプリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉によって分割される4つのゾーンに分散させて配置し、各光源の入射光を、プリズムシートにおける各プリズム列の交叉角の中心線近傍に沿って入射させ、さらに各光源のすべての入射光を、プリズムシートにおける所定の集光点に向かって入射させるという本願特有の複数光源の入射方式によって、1枚のプリズムシートで光合成機能を行わせることができるようにしている。   As in the above configuration, a plurality of light sources are distributed and arranged in four zones divided by the intersection of each prism row formed on two opposing surfaces of the prism sheet, and the incident light of each light source The incident light is incident along the vicinity of the center line of the crossing angle of the prism row, and further, all incident light of each light source is incident toward a predetermined condensing point on the prism sheet. The light combining function can be performed by one prism sheet.

前記プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の頂角が同じであることを特徴とする。   The prisms formed on two opposing surfaces of the prism sheet have the same apex angle.

前記複数の微細なプリズム列のピッチは1μm〜100μmであることを特徴とする。   The pitch of the plurality of fine prism rows is 1 μm to 100 μm.

上記構成の如く、プリズム列のピッチは1μm〜100μと微細にすることによって、細かいプリズム面からそれぞれ放射される複数の光束を、目視的には合成された出射光として認識することができる。また、微細なプリズム列は目視による外観でプリズム頂角の判別することは困難であり、対向する2面に形成された各プリズム列の頂角を同じ角度にすることによって表裏どちらでも使用可能となり取扱が容易となる。   As described above, by making the pitch of the prism row as fine as 1 μm to 100 μm, it is possible to visually recognize a plurality of light beams emitted from the fine prism surfaces as synthesized outgoing light. In addition, it is difficult to discriminate the prism apex angle of the fine prism row by visual appearance, and it becomes possible to use either the front or back side by setting the apex angle of each prism row formed on the two opposing surfaces to the same angle. Handling becomes easy.

前記複数の光源における発光面の前方には、各々集光用のレンズを備えたことを特徴とする。   Each of the plurality of light sources includes a condensing lens in front of the light emitting surface.

前記レンズは縦と横とで異なる曲率半径を有するレンズであることを特徴とする。   The lens may be a lens having different radii of curvature in the vertical and horizontal directions.

上記構成によれば、入射光を平行光線化できるとともに、縦と横とで異なる曲率半径を有するレンズを使用することによって、入射光が斜めから入射することによる出射光の光線幅の広がりを抑えることができるため、光学的に光合成性能の優れた光源装置を提供することができる。   According to the above configuration, incident light can be converted into parallel rays, and by using lenses having different radii of curvature in the vertical and horizontal directions, the spread of the light beam width of the outgoing light due to the incident light entering obliquely is suppressed. Therefore, it is possible to provide a light source device having optically excellent photosynthesis performance.

発光色の異なる複数の光源と、対向する2面に複数の微細なプリズム列が形成され、前記プリズム列が所定の角度で交叉する1枚のプリズムシートよりなり、前記プリズムシートの下面側に、前記複数の光源を所定の角度に傾けて配置することにより、プリズムシートの下面側より所定の角度をもって入射された複数の光源からの入射光をプリズムシートの上面側より混色させた出射光として出力することを特徴とする。   A plurality of light sources having different emission colors and a plurality of fine prism rows are formed on two opposing surfaces, and the prism rows are formed by one prism sheet intersecting at a predetermined angle, on the lower surface side of the prism sheet, By arranging the plurality of light sources to be inclined at a predetermined angle, incident light from the plurality of light sources incident at a predetermined angle from the lower surface side of the prism sheet is output as emitted light obtained by mixing colors from the upper surface side of the prism sheet. It is characterized by doing.

上記構成によれば、1枚のプリズムシートによって複数の発光色の異なる光源からの入射光を混色することができるため、2枚のリニアプリズムによる混色で必要となっていたシート間の配置スペースが不要となり薄型構成の光学系が可能で、また、高価な部材を用いず1枚のシート部材で混色を実現しており部材費が安く、形状的に小型薄型で価格の安い光源装置を提供することができる。   According to the above configuration, since incident light from a plurality of light sources having different emission colors can be mixed by one prism sheet, the arrangement space between the sheets required for color mixing by two linear prisms is increased. An optical system with a thin configuration is possible because it is unnecessary, and color mixing is realized with a single sheet member without using an expensive member, so that the material cost is low, the shape is small and thin, and the price is low. be able to.

前記複数の光源の各光源は、プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉によって分割される4つのゾーンに分散されて配置されていることを特徴とする。 The light sources of the plurality of light sources are distributed and arranged in four zones that are divided by the intersection of the prism rows formed on two opposing surfaces of the prism sheet.

前記複数の光源の各光源の入射光は、プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉角の中心線近傍に沿って入射することを特徴とする。   Incident light of each light source of the plurality of light sources is incident along the vicinity of the center line of the crossing angle of each prism row formed on two opposing surfaces of the prism sheet.

前記複数の光源の各光源の入射光は、プリズムシートにおける所定の集光点に向かって入射することを特徴とする。   Incident light of each light source of the plurality of light sources is incident toward a predetermined condensing point on the prism sheet.

前記複数の光源の各光源は、プリズムシートにおける所定の集光点に対して、点対称に配置されていることを特徴とする。   Each light source of the plurality of light sources is arranged point-symmetrically with respect to a predetermined condensing point on the prism sheet.

前記複数の光源の各光源は、プリズムシートにおける所定の集光点を通る軸線に対して、線対称に配置されていることを特徴とする。   Each light source of the plurality of light sources is arranged symmetrically with respect to an axis passing through a predetermined condensing point in the prism sheet.

上記構成の如く、複数の発光色の異なる光源をプリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉によって分割される4つのゾーンに分散させて配置し、各光源の入射光を、プリズムシートにおける各プリズム列の交叉角の中心線近傍に沿って入射させ、さらに各光源のすべての入射光を、プリズムシートにおける所定の集光点に向かって入射させるという本願特有の複数光源の入射方式によって、1枚のプリズムシートで混色機能を行わせることができるようにしている。   As in the above configuration, a plurality of light sources having different emission colors are distributed and arranged in four zones divided by the intersection of each prism row formed on two opposing surfaces of the prism sheet, and the incident light of each light source is Incident of multiple light sources peculiar to the present application in which light is incident along the vicinity of the center line of the crossing angle of each prism row in the prism sheet, and all incident light of each light source is incident toward a predetermined condensing point in the prism sheet. Depending on the method, a color mixing function can be performed by a single prism sheet.

前記プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の頂角が同じであることを特徴とする。   The prisms formed on two opposing surfaces of the prism sheet have the same apex angle.

前記複数の光源における発光面の前方には、各々集光用のレンズを備えたことを特徴とする。   Each of the plurality of light sources includes a condensing lens in front of the light emitting surface.

前記レンズは縦と横とで異なる曲率半径を有するレンズであることを特徴とする。   The lens may be a lens having different radii of curvature in the vertical and horizontal directions.

上記構成によれば、入射光を平行光線化できるとともに、縦と横とで異なる曲率半径を有するレンズを使用することによって、入射光が斜めから入射することによる出射光の光線幅の広がりを抑えることができるため、光学的に混色性能の優れた光源装置を提供することができる。   According to the above configuration, incident light can be converted into parallel rays, and by using lenses having different radii of curvature in the vertical and horizontal directions, the spread of the light beam width of the outgoing light due to the incident light entering obliquely is suppressed. Therefore, it is possible to provide a light source device having excellent optical color mixing performance.

前記複数の光源は赤色、緑色、青色のLED光源を含むことを特徴とする。   The plurality of light sources include red, green, and blue LED light sources.

前記プリズムシートにおける4つのゾーンの3ヶ所に、赤色、緑色、青色のLED光源が配設され、残りの1ヶ所に緑色のLED光源が配設されたことを特徴とする。   The red, green, and blue LED light sources are disposed at three locations in the four zones of the prism sheet, and the green LED light sources are disposed at the remaining one location.

前記プリズムシートにおけるに4つのゾーンの3ヶ所に、赤色、緑色、青色のLED光源が配設され、残りの1ヶ所に白色のLED光源が配設されたことを特徴とする。   The prism sheet is characterized in that red, green, and blue LED light sources are disposed at three locations in four zones, and a white LED light source is disposed at the remaining one location.

上記構成によれば、赤色、緑色、青色のLED光源の混色による白色光の出射において、赤色、青色のLED光源に比べて発光量の少ない緑色のLED光源の数を増やすことによって、効率良く色バランスの良い白色光を発光させることができる。また、また、赤色、緑色、青色のLED光源が含む発光スペクトルとは異なる白色のLED光源を追加することによって演色性が良く明るい光源装置が実現できる。   According to the above configuration, in the emission of white light by mixing the red, green, and blue LED light sources, the number of green LED light sources that emit less light than the red and blue LED light sources is increased, thereby efficiently performing color. A well-balanced white light can be emitted. Moreover, a bright light source device with good color rendering can be realized by adding a white LED light source different from the emission spectrum included in the red, green, and blue LED light sources.

以上のように、本発明の光源装置においては、1枚のプリズムシートによって複数の光源からの入射光を合成及び混色することができるため薄型構成の光学系が可能となり、価格が安く小型薄型で、光学的に光合成及び混色性能の優れた光源装置を提供することができる。   As described above, in the light source device of the present invention, incident light from a plurality of light sources can be synthesized and mixed by a single prism sheet, so that an optical system with a thin configuration is possible, and the price is small and thin. It is possible to provide a light source device that is optically excellent in photosynthesis and color mixing performance.

本実施形態の光源装置は、複数の光源と、対向する2面に複数の微細なプリズム列が形成され所定の角度で交叉するプリズムシートを備えている。複数の光源は、プリズムシートの入射面側に、所定の角度に傾けて配置されている。   The light source device of the present embodiment includes a plurality of light sources and a prism sheet that has a plurality of fine prism rows formed on two opposing surfaces and intersects at a predetermined angle. The plurality of light sources are arranged at a predetermined angle on the incident surface side of the prism sheet.

所定の角度に傾けた配置とは、プリズムシートの入射面側より所定の角度をもって入射された複数の光源からの入射光をプリズムシートの出射面側より合成させた出射光として出力させる際に、出射光が、例えば直上といった、同一方向に出射されるように配置することであり、光源から出射される光がプリズムシートにおける所定の集光点に向って出射されるように配置される。また、所定の角度で交叉したプリズム列も同様に、複数の光源からの出射光がプリズムシートによって合成され同一方向に出射されるように交叉させた状態であり、これらの条件は、例えば、プリズムシートの屈折率、プリズムの形状、プリズム頂角の角度等によって定められる。   The arrangement inclined at a predetermined angle is to output incident light from a plurality of light sources incident at a predetermined angle from the incident surface side of the prism sheet as output light synthesized from the output surface side of the prism sheet. The arrangement is such that the emitted light is emitted in the same direction, for example, directly above, and the light emitted from the light source is emitted toward a predetermined condensing point on the prism sheet. Similarly, the prism rows crossed at a predetermined angle are also in a state in which the light emitted from the plurality of light sources is combined by the prism sheet so as to be emitted in the same direction. It is determined by the refractive index of the sheet, the prism shape, the prism apex angle, and the like.

以下、本発明の実施形態について図面により詳細に説明する。図1〜図7は本発明の第1実施形態における光源装置を示すものであり、図1は光源装置の外観斜視図、図2はプリズムシートの構成を示す上面図及び側面図、図3はプリズムシートと複数の光源の関係を示す平面図である。図1において10は光源装置であり、プリズムシートPSと、プリズムシートPSの下面側に所定の角度に傾けて配置された4個の光源K1、K2、K3、K4により構成されている。各光源KはLED1と集光レンズ2と、このLED1と集光レンズ2とを収納するケース3によって構成されており、第1実施形態においては光源K1のLEDとしては赤色LED1r(以後R・LED)、光源K4のLEDとしては青色LED1b(以後B・LED)、光源K2と光源K3のLEDとしては緑色LED1g(以後G・LED)を用いている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 7 show a light source device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an external perspective view of the light source device, FIG. 2 is a top view and a side view showing a configuration of a prism sheet, and FIG. It is a top view which shows the relationship between a prism sheet and several light sources. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a light source device, which is composed of a prism sheet PS and four light sources K1, K2, K3, and K4 arranged at a predetermined angle on the lower surface side of the prism sheet PS. Each light source K includes an LED 1, a condenser lens 2, and a case 3 that accommodates the LED 1 and the condenser lens 2. In the first embodiment, the LED of the light source K 1 is a red LED 1 r (hereinafter referred to as R • LED). ), A blue LED 1b (hereinafter B.LED) is used as the LED of the light source K4, and a green LED 1g (hereinafter G.LED) is used as the LEDs of the light source K2 and the light source K3.

前記光源装置10は光源K1から出射される赤色光(以後R光)と光源K4から出射される青色光(以後B光)と光源K2、K3から出射される2つの緑色光(以後G光)とをプリズムシートPSの下面側より入力し、プリズムシートPSよって混色することによりR光とG光とB光とを合成した単一の白色光PwとしてプリズムシートPSの出射面より垂直方向に出射させる。   The light source device 10 includes red light (hereinafter R light) emitted from the light source K1, blue light (hereinafter B light) emitted from the light source K4, and two green lights (hereinafter G light) emitted from the light sources K2 and K3. Are input from the lower surface side of the prism sheet PS, and are mixed in the prism sheet PS to be emitted in the vertical direction from the emission surface of the prism sheet PS as a single white light Pw obtained by combining the R light, the G light, and the B light. Let

次に、プリズムシートPSと4つの光源K1、K2、K3、K4の配置関係を図2、図3により説明する。図2はプリズムシートPSの構成を示す上面図及び側面図であり、中央にプリズムシートPSの上面図を示し、左側にX軸方向から見た側面図、下側にY軸方向から見た側面図を示している。また図3は図2に示すプリズムシートPSの上面図に対する4つの光源K1、K2、K3、K4の配置関係を示している。   Next, the positional relationship between the prism sheet PS and the four light sources K1, K2, K3, and K4 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a top view and a side view showing the configuration of the prism sheet PS, showing a top view of the prism sheet PS in the center, a side view seen from the X-axis direction on the left side, and a side view seen from the Y-axis direction on the lower side. The figure is shown. FIG. 3 shows an arrangement relationship of the four light sources K1, K2, K3, and K4 with respect to the top view of the prism sheet PS shown in FIG.

図2に示す如くプリズムシートPSは、上下面に所定の角度で交叉させた状態で微細なプリズム列が形成されており、下側のプリズム列をPS1、上側のプリズム列をPS2としている。なお本実施形態におけるプリズム列PS1、PS2は、各々の頂角が60°で、各々のプリズム列が直交する角度で交叉するように配置されている。従ってプリズムシートPSの上面図におけるY軸に平行な実線は、上側のプリズム列PS2のプリズム列における頂部と谷部のラインを示し、X軸に平行な点線は、下側のプリズム列PS1のプリズム列における頂部と谷部のラインを示しており、この実線と点線は直交する升目を構成している。そしてこの各プリズム列のピッチは1μm〜100μmの微細ピッチとなっている。   As shown in FIG. 2, the prism sheet PS is formed with fine prism rows that are crossed at a predetermined angle on the upper and lower surfaces, and the lower prism row is PS1 and the upper prism row is PS2. In the present embodiment, the prism rows PS1 and PS2 are arranged so that each apex angle is 60 ° and each prism row crosses at an orthogonal angle. Accordingly, the solid line parallel to the Y axis in the top view of the prism sheet PS indicates the top and valley lines in the prism row of the upper prism row PS2, and the dotted line parallel to the X axis indicates the prism of the lower prism row PS1. The top and trough lines in the row are shown, and the solid line and the dotted line constitute an orthogonal grid. The pitch of each prism row is a fine pitch of 1 μm to 100 μm.

次に、プリズムシートPSと4つの光源K1、K2、K3、K4の配置関係は図3に示す如く、プリズムシートPSの上下面に形成されたプリズム列の交叉によって分割される4つのゾーン、すなわちプリズムシートPSの平面をX軸とY軸とで区分した4つのゾーンS1、S2、S3、S4に、4つの光源K1、K2、K3、K4が分散されて配置されている。従って光源K1から放射された入射光P1、光源K2から放射された入射光P2、光源K3から放射された入射光P3、光源K4から放射された入射光P4はプリズムシートPSにおける各プリズム列の交叉角の中心線N、Mの近傍に沿って入射しており、また、プリズムシートPSの所定の集光点Poに向けて集中的に入射している。なお本実施形態においてはプリズムシートPSの所定の集光点Poを上側プリズム列PS2の上部中心点としている。   Next, the positional relationship between the prism sheet PS and the four light sources K1, K2, K3, K4 is four zones divided by the intersection of the prism rows formed on the upper and lower surfaces of the prism sheet PS, as shown in FIG. Four light sources K1, K2, K3, and K4 are distributed and arranged in four zones S1, S2, S3, and S4 obtained by dividing the plane of the prism sheet PS by the X axis and the Y axis. Therefore, the incident light P1 radiated from the light source K1, the incident light P2 radiated from the light source K2, the incident light P3 radiated from the light source K3, and the incident light P4 radiated from the light source K4 are crossed by the prism rows in the prism sheet PS. It enters along the vicinity of the corner center lines N and M, and enters in a concentrated manner toward a predetermined condensing point Po of the prism sheet PS. In the present embodiment, the predetermined condensing point Po of the prism sheet PS is set as the upper center point of the upper prism row PS2.

この結果、各光源の位置関係は、図3に示す如く光源K1と光源K4及び光源K2と光源K3とは各々集光点Poに対して点対称の位置に配置され、また光源K1と光源K3及び光源K2と光源K4とは各々集光点Poを通るX軸に対して線対称の位置に配置されている。そして、各光源のX軸からの角度はすべて同一であり、この角度はプリズムシートPSの材質による屈折率とプリズム頂角によって決まる角度である。本実施形態においては、プリズムシートPSの材質として屈折率nが1.49のアクリル(PMMA)を使用し、プリズム頂角はプリズム列PS1、PS2をともに60°としたので、すべての光源K1、K2、K3、K4はX軸から47.8°の同一角度の位置に配置されている。この理由はプリズム角には+−があるため、当たる面によって光線の向きは異なる4方向となるが、面の法線との角度で見ると4方向は同じになる。すなわち光線の向きは異なっていても角度は同じになり、プリズムシートPSの屈折率nを1.49、プリズム頂角を上下ともに60°として出射光を直上方向に出射させるためには、入射光の入射方向はX軸基準で±47.8°の同一角度となる。   As a result, as shown in FIG. 3, the light source K1, the light source K4, the light source K2, and the light source K3 are arranged at point-symmetrical positions with respect to the condensing point Po, and the light source K1 and the light source K3. In addition, the light source K2 and the light source K4 are arranged at positions symmetrical with respect to the X axis passing through the condensing point Po. The angles from the X axis of each light source are all the same, and this angle is determined by the refractive index and prism apex angle depending on the material of the prism sheet PS. In the present embodiment, acrylic (PMMA) having a refractive index n of 1.49 is used as the material of the prism sheet PS, and the prism apex angle is set to 60 ° in both the prism rows PS1 and PS2. Therefore, all the light sources K1, K2, K3, and K4 are disposed at the same angle of 47.8 ° from the X axis. This is because the prism angle has +-, and therefore, the direction of the light beam differs in four directions depending on the contact surface, but the four directions are the same when viewed from the angle with the normal of the surface. That is, the angles are the same even if the directions of the light beams are different. In order to emit the emitted light in the directly upward direction with the refractive index n of the prism sheet PS being 1.49 and the prism apex angle being 60 ° both vertically, Are incident at the same angle of ± 47.8 ° with respect to the X axis.

本発明におけるプリズムシートPSに対する各光源からの入射条件については後に詳述するが、基本的な光合成(混色)動作について、図2により説明する。プリズムシートPSのX軸―Y軸平面に対する出射光の方向、すなわちX軸―Y軸平面に垂直方向をZ軸として、プリズム列PS1のプリズム面を構成する一方のプリズム斜面をL1、他方のプリズム斜面をL2とし、プリズム列PS2のプリズム面を構成する一方のプリズム斜面をU1、他方のプリズム斜面をU2としたとき、各光源K1、K2、K3、K4はプリズム列PS1の下面側にZ軸から所定の角度に傾けて配置され、またX軸から47.8°の位置に配置されていることは前述の通りである。   The incident conditions from each light source on the prism sheet PS in the present invention will be described in detail later, but a basic light synthesis (color mixing) operation will be described with reference to FIG. The direction of the emitted light with respect to the X-axis / Y-axis plane of the prism sheet PS, that is, the direction perpendicular to the X-axis / Y-axis plane is the Z-axis, and one prism slope constituting the prism surface of the prism row PS1 is L1. When the slope is L2, one prism slope constituting the prism surface of the prism row PS2 is U1, and the other prism slope is U2, each light source K1, K2, K3, K4 is placed on the lower surface side of the prism row PS1 on the Z axis. As described above, it is disposed at a predetermined angle from the X axis and at a position 47.8 ° from the X axis.

上記の位置に配置された各光源からの入射光はプリズム面に対してX軸―Y軸平面において斜光入射すると共に、Z軸においても斜光入射することになる。すなわち、本発明における光源装置10はプリズム面に対して各光源からの入射光を斜光入射させ、プリズム面を斜めに使用することによって、4方向からの入射光を同一条件で屈折放射ができるようにしている。各入射光に対しては図2に示す如く光源K1から放射された入射光P1はプリズム列PS1のプリズム斜面L2から入射しプリズム列PS2のプリズム斜面U2を通過して出射光となり、同様に光源K2から放射された入射光P2はプリズム列PS1のプリズム斜面L2から入射しプリズム列PS2のプリズム斜面U1を通過し、光源K3から放射された入射光P3はプリズム列PS1のプリズム斜面L1から入射しプリズム列PS2のプリズム斜面U2を通過し、光源K4から放射された入射光P4はプリズム列PS1のプリズム斜面L1から入射しプリズム列PS2のプリズム斜面U1を通過してそれぞれ出射光となる。   Incident light from each light source arranged at the above position is incident obliquely on the X-axis / Y-axis plane with respect to the prism surface and also incident obliquely on the Z-axis. That is, the light source device 10 according to the present invention allows incident light from each light source to be incident obliquely on the prism surface and obliquely use the prism surface so that incident light from four directions can be refracted and emitted under the same conditions. I have to. For each incident light, as shown in FIG. 2, the incident light P1 radiated from the light source K1 enters from the prism slope L2 of the prism row PS1, passes through the prism slope U2 of the prism row PS2, and becomes output light. Incident light P2 radiated from K2 enters from the prism slope L2 of the prism row PS1, passes through the prism slope U1 of the prism row PS2, and incident light P3 radiated from the light source K3 enters from the prism slope L1 of the prism row PS1. Incident light P4 that has passed through the prism slope U2 of the prism row PS2 and radiated from the light source K4 enters from the prism slope L1 of the prism row PS1, passes through the prism slope U1 of the prism row PS2, and becomes emitted light.

また、各光源から放射された広い面積を有する入射光は、プリズムシートPSに設けられた多数のプリズム列の各斜面に入射してそれぞれ屈折放射を行うが、前述の如く各プリズム列のピッチは1μm〜100μmの微細ピッチとなっているため、目視的には別々の出射光としては認識されず、合成された単一の出射光として認識される。したがって、各光源の条件として、光源K1がR光、光源K4がB光、光源K2、K3がG光とした場合には出射光としてはR光、B光、G光を混色して白色光Pwが出射される。   In addition, incident light having a wide area emitted from each light source is incident on each inclined surface of a large number of prism rows provided on the prism sheet PS and refracts radiation. As described above, the pitch of each prism row is Since it has a fine pitch of 1 μm to 100 μm, it is not visually recognized as separate emitted light but is recognized as a single synthesized emitted light. Accordingly, when the light source K1 is R light, the light source K4 is B light, and the light sources K2 and K3 are G light as the conditions of each light source, the emitted light is mixed with R light, B light, and G light to produce white light. Pw is emitted.

次に、プリズムシートPSに対する各光源からの入射光の光路について説明する。図4は図2に示すプリズムシートPSにおけるプリズム列PS2の部分拡大図であり、プリズム列PS2を屈折しながら透過する各入射光の光路を示す。図5は図2に示すプリズムシートPSにおけるプリズム列PS1の部分拡大図であり、プリズム列PS1を反射及び屈折しながら透過する各入射光の光路を示す。本実施形態においてはプリズムシートPSの材質として屈折率が1.49のアクリルを使用し、プリズム頂角が上下ともに60°となっている。   Next, an optical path of incident light from each light source with respect to the prism sheet PS will be described. FIG. 4 is a partially enlarged view of the prism row PS2 in the prism sheet PS shown in FIG. 2, and shows the optical path of each incident light passing through the prism row PS2 while being refracted. FIG. 5 is a partially enlarged view of the prism row PS1 in the prism sheet PS shown in FIG. 2, and shows the optical path of each incident light that passes through the prism row PS1 while being reflected and refracted. In the present embodiment, acrylic having a refractive index of 1.49 is used as the material of the prism sheet PS, and the prism apex angle is 60 ° both in the vertical direction.

一般にプリズムの光路を求める方法としては、下記のように行われる。すなわち、1枚のプリズムシートの下面側から入射光を入れて、プリズムシートの直上方向に出射光を得ようとした場合、光路の求め方としては逆方向にたどるやり方が行われる。例えば図4におけるプリズムシートPSの上側プリズム列PS2の場合には、まず出射光として混色された白色光Pwを直上方向に出射させる必要があるので、各光源からの出射光を逆向きにして、プリズムシートの直上方向からアクリル製のプリズムシート中に入射させる。この時入射光は空気とアクリルとの屈折率の差によってスネルの法則が適用され、境界面において所定の屈折角があたえられてプリズムシート内を進行して行く。さらに、下側プリズム列PS1から空気中に出射する時にも境界面においてスネルの法則による所定の屈折角があたえられて空気中に出射される。   In general, the method for obtaining the optical path of the prism is as follows. That is, when incident light is input from the lower surface side of one prism sheet and an outgoing light is obtained directly above the prism sheet, a method of tracing in the opposite direction is performed as a method of obtaining the optical path. For example, in the case of the upper prism row PS2 of the prism sheet PS in FIG. 4, it is necessary to first emit the white light Pw mixed as the emitted light in the upward direction, so that the emitted light from each light source is reversed, The light is incident on the prism sheet made of acrylic from right above the prism sheet. At this time, the Snell's law is applied to the incident light by the difference in refractive index between air and acrylic, and a predetermined refraction angle is given at the boundary surface and proceeds in the prism sheet. Further, when the light is emitted from the lower prism row PS1 into the air, a predetermined refraction angle according to Snell's law is given to the boundary surface and the light is emitted into the air.

プリズムシートPSを実際の光源装置として用いる場合には、上記結果に基づいてプリズム列PS1より空気中に出射された出射光の角度で、各光源からの入射光を入射すればプリズムシート内を同様の所定屈折角で進行し、プリズム列PS2より直上方向に出射光を得ることができる。   When the prism sheet PS is used as an actual light source device, if the incident light from each light source is incident at the angle of the emitted light emitted from the prism row PS1 into the air based on the above result, the inside of the prism sheet is the same. It is possible to obtain outgoing light in a direction immediately above the prism row PS2.

次に図4〜図7により2つのプリズム列PS1、PS2に対する実際の各光源からの入射光の光路について説明する。図4に示す上側のプリズム列PS2の場合はX軸−Z軸平面を示しており、図2に示す光源K1からの入射光P1と光源K3からの入射光P3とがプリズム列PS2の右側のプリズム斜面U2を通過し、また光源K2からの入射光P2と光源K4からの入射光P4とがプリズム列PS2の左側のプリズム斜面U1を通過して直上方向に出射される。従って、プリズム列PS2の下側から入射する方向は入射光P1、P3とが右傾斜で、入射光P2、P4が左傾斜とその入射方向は逆になるが、その入射光の進行角度はすべて同じ角度となる。   Next, the actual optical path of incident light from each light source for the two prism rows PS1 and PS2 will be described with reference to FIGS. In the case of the upper prism row PS2 shown in FIG. 4, the X-axis / Z-axis plane is shown, and the incident light P1 from the light source K1 and the incident light P3 from the light source K3 shown in FIG. The incident light P2 from the light source K2 and the incident light P4 from the light source K4 pass through the prism inclined surface U2 and are emitted in the upward direction through the prism inclined surface U1 on the left side of the prism row PS2. Accordingly, the incident light from the lower side of the prism row PS2 is incident light P1, P3 is inclined right, and the incident light P2, P4 is inclined left and the incident direction is reversed, but the incident light travels at all angles. The same angle.

すなわち、各入射光におけるプリズム列PS2のプリズム斜面の境界面法線(点線で示す)との角度β2及びα2はすべて同じになる。そしてこれらの角度は屈折率が1.49のアクリルを使用し、プリズム頂角が60°のプリズム列PS2においてはβ2=35.5°、α2=60.0°である。   That is, the angles β2 and α2 with respect to the boundary normal line (shown by dotted lines) of the prism slope of the prism row PS2 in each incident light are all the same. These angles use acrylic having a refractive index of 1.49, and in the prism row PS2 having a prism apex angle of 60 °, β2 = 35.5 ° and α2 = 60.0 °.

次に、図5に示す下側のプリズム列PS1の場合はY軸−Z軸平面を示しており、各入射光はプリズム列PS1へ屈折透過して入射し、入射プリズム面の逆傾斜となっているプリズム面で全反射してプリズムシート内部を進む。各入射光におけるプリズム列PS1の境界面法線(点線で示す)との角度α1、β1及びγはすべて同じになる。これらの角度は屈折率が1.49のアクリルを使用し、プリズム頂角が60°のプリズム列PS1においてはα1=38.1°、β1=24.5°、γ=62.9°である。なお、図5におけるプリズム列PS1からの各出射光P1〜P4が作図上は直上方向に出射されるように図示されているが、これらの出射光は紙面に対して垂直方向に傾斜角を有するものであり、図5のY軸−Z軸平面では傾斜が見えない方向になっているためである。しかし、実際には出射光P1、P3は紙面の奥方向へ向う傾斜角を有し、出射光P2、P4は紙面の手前方向へ向う傾斜角を有している。図5におけるα1、β1においても同様で微小な角度で図示されているが、実際には紙面に対して垂直方向に傾斜角を有するものとなる。   Next, in the case of the lower prism row PS1 shown in FIG. 5, the Y-axis-Z-axis plane is shown, and each incident light is refracted and incident on the prism row PS1, and the incident prism surface has a reverse inclination. The light is totally reflected on the prism surface and advances through the prism sheet. The angles α1, β1, and γ with the boundary surface normal (shown by dotted lines) of the prism row PS1 in each incident light are all the same. These angles use acrylic with a refractive index of 1.49, and α1 = 38.1 °, β1 = 24.5 °, and γ = 62.9 ° in the prism array PS1 having a prism apex angle of 60 °. . In addition, although each output light P1-P4 from prism row | line | column PS1 in FIG. 5 is shown in figure so that it may radiate | emit in the directly upward direction on drawing, these output light has an inclination angle in the orthogonal | vertical direction with respect to a paper surface. This is because the inclination is not visible on the Y-axis-Z-axis plane of FIG. However, actually, the emitted lights P1 and P3 have an inclination angle toward the back of the paper surface, and the emitted lights P2 and P4 have an inclination angle toward the near side of the paper surface. Similarly, α1 and β1 in FIG. 5 are illustrated at a minute angle, but actually have an inclination angle in a direction perpendicular to the paper surface.

図6は入射光の通過光路を示す上面図及び側面図であり、中央にプリズムシートPSの上面図を示し、左側に図5に示したX軸方向から見た側面図、下側に図4に示したY軸方向から見た側面図をあわせて示している。プリズムシートPSの上面図における実線と点線は、図2と同様にプリズム列における頂部と谷部のラインを示している。図6において直上方向に向かう光線はプリズム列PS2からの出射光だけであり、図5では紙面に対して垂直方向に傾斜角を有し図示できなかった光線も、上面図及び異なる方向の側面図から見れば光線の傾斜と進行方向が解るようになっている。各入射光P1〜P4の傾斜方向はそれぞれ異なっているが、その傾斜角度はすべて同じであり、Z軸に対しては66.8°、X軸―Y軸平面におけるX軸に対しては47.8°の同一角度の傾斜を有している。これをプリズム列PS1におけるプリズム斜面の境界面法線を基準にすると38.1°の傾きとなり斜光入射する。各入射光の各プリズム境界面法線との角度は前述したとおりであり、プリズム列PS2を透過して上面より直上方向に出射される。なお、図4〜図6においては、理解を容易にするために入射光P1〜P4は別々のプリズム斜面を通過して直上方向に出射している状態を示したが、実際には各々同一のプリズム斜面にも同時に通過して合成されるものである。   6A and 6B are a top view and a side view showing a passing optical path of incident light, showing a top view of the prism sheet PS in the center, a side view seen from the X-axis direction shown in FIG. 5 on the left side, and FIG. The side view seen from the Y-axis direction shown in FIG. The solid line and the dotted line in the top view of the prism sheet PS indicate the top and trough lines in the prism row as in FIG. In FIG. 6, the light beam directed directly upward is only the light emitted from the prism row PS2, and in FIG. 5, the light beam that has an inclination angle in the direction perpendicular to the paper surface and cannot be illustrated is also a top view and a side view in a different direction. From the above, the inclination and traveling direction of the light beam can be understood. The inclination directions of the incident lights P1 to P4 are different from each other, but the inclination angles are all the same, 66.8 ° with respect to the Z axis, and 47 with respect to the X axis in the X axis-Y axis plane. It has the same angle of inclination of 8 °. If this is based on the normal to the boundary surface of the prism slope in the prism row PS1, the inclination becomes 38.1 ° and oblique light is incident. The angle of each incident light with respect to each prism boundary surface normal is as described above, and is transmitted through the prism row PS2 and emitted in a direction directly above the upper surface. In FIGS. 4 to 6, the incident lights P <b> 1 to P <b> 4 are shown in a state in which they pass through different prism slopes and are emitted directly upward for easy understanding. It also passes through the prism slope at the same time and is synthesized.

図7は二つのプリズム列PS1、PS2を入射光が連続して通過していく光路の進行状態を模擬的に示したものであり、入射光P1のみを代表的に示している。すなわち、二つのプリズム列の下側よりZ軸に対しては66.8°、X軸―Y軸平面におけるX軸に対しては47.8°の角度でプリズム列PS1に向かう入射光P1は、プリズム列PS1のプリズム斜面L2に境界面法線から38.1°の傾きで入射する(f1)。光線は屈折し境界面法線から24.5°の傾きでプリズムシート内を進みプリズム斜面L1に向かう。プリズム斜面L1に到達する光線はプリズム斜面L1の境界面法線からは62.9°の角度であり、臨界角よりも大きな角度で境界面に到達するため全反射する(f2)。全反射した光線は到達時と同様の境界面法線から62.9°の傾きでプリズムシート内を進みプリズム列PS2に向かい、プリズム列PS2のプリズム斜面U2に境界面法線から35.5°の傾きで到達する(f3)。光線は屈折し境界面法線から60.0°の傾き、すなわちZ軸と平行な直上方向の空気中に出射される。また、図示は省略したが、入射光P2、P3、P4についても図4〜図6に示した光路に従って同様に進行出射されるものである。   FIG. 7 schematically shows a traveling state of an optical path through which incident light continuously passes through the two prism rows PS1 and PS2, and only the incident light P1 is representatively shown. That is, the incident light P1 traveling from the lower side of the two prism rows to the prism row PS1 at an angle of 66.8 ° with respect to the Z axis and 47.8 ° with respect to the X axis in the X axis-Y axis plane is Then, the light beam enters the prism slope L2 of the prism row PS1 with an inclination of 38.1 ° from the boundary surface normal (f1). The light beam is refracted and travels through the prism sheet with an inclination of 24.5 ° from the boundary surface normal and travels toward the prism slope L1. The light beam reaching the prism slope L1 is at an angle of 62.9 ° from the boundary normal to the prism slope L1, and is totally reflected because it reaches the boundary surface at an angle larger than the critical angle (f2). The totally reflected light beam travels in the prism sheet at an angle of 62.9 ° from the boundary normal similar to that at the time of arrival, travels toward the prism row PS2, and 35.5 ° from the boundary normal to the prism slope U2 of the prism row PS2. (F3). The light beam is refracted and emitted into the air in the direction of 60.0 ° from the boundary surface normal, that is, directly above the Z axis. Although illustration is omitted, incident light P2, P3, and P4 are also emitted in the same manner according to the optical paths shown in FIGS.

上記の如く本実施形態では、対向する2面に交叉させて形成したプリズム列を有するプリズムシートに対して、入射光をX軸―Y軸平面方向の角度とZ軸方向の角度を有する斜め方向から入射させることで、プリズム斜面を斜めに使用している。この結果、同一の光学的条件のもとで4方向からの入射光を同時に入射させて合成することを可能にしている。   As described above, in the present embodiment, the incident light is inclined with respect to the prism sheet having the prism rows formed by intersecting the two opposing surfaces, and the angle between the X axis-Y axis plane direction and the Z axis direction. The prism slope is used diagonally. As a result, under the same optical conditions, incident light from four directions can be simultaneously incident and synthesized.

次に、本実施形態の光源装置における光線の広がりについて説明する。図8はプリズムシートPSの下面に入射光P1及びP4が入射した時の光線の広がりを示す側面図である。この光源装置を照明装置とするとZ軸に平行方向が照明装置の出射光軸であり、Z軸からθ1(66.8°)傾いた方向が光源K1、K4からの入射光軸となる。また水平軸はプリズムシートPSのX軸から47.8°回転した軸である。いま光源K1から光束幅がHの入射光P1をプリズムシートPSの下面に入射した場合を考えると、斜め方向から水平面に向けて幅のある光線を入射させているため、入射面において光線の幅が広がり、2.5Hの幅の光線となって出射される。また、光源K4からの入射光P4も、光源K1の入射光P1と同様の条件で対称位置から入射され、同様の広がりとなる。   Next, the spread of light rays in the light source device of this embodiment will be described. FIG. 8 is a side view showing the spread of light when incident light P1 and P4 are incident on the lower surface of the prism sheet PS. When this light source device is an illuminating device, the direction parallel to the Z axis is the outgoing optical axis of the illuminating device, and the direction inclined by θ1 (66.8 °) from the Z axis is the incident optical axis from the light sources K1 and K4. The horizontal axis is an axis rotated 47.8 ° from the X axis of the prism sheet PS. Considering the case where incident light P1 having a light flux width H from the light source K1 is incident on the lower surface of the prism sheet PS, a light beam having a width is incident from an oblique direction toward the horizontal plane. Spreads and is emitted as a light beam having a width of 2.5H. Further, the incident light P4 from the light source K4 is also incident from a symmetrical position under the same conditions as the incident light P1 of the light source K1, and has the same spread.

図9は、図8に示す光源装置において、プリズムシートPSに光源K1〜K4の4光源によって4方向から入射光を入射させた時の光線の広がりを示す平面図である。図9において点線はX軸から47.8°回転した軸である。またS14は光源K1とK4によって構成された照明光、S23は光源K2とK3によって構成された照明光であり、各々短軸が入射光の幅H、長軸が出射光の幅2.5Hの楕円形となっている。そしてこの2個の楕円形の照明光S14、S23は中心点を共通にして重ね合わされ、この結果斜線で示す2個の楕円形の重なり部分が4つの光源K1〜K4の合成された照明光Sとして利用できる。すなわち、4つの光源K1〜K4をR光、B光、G光、G光にした場合には、照明光Sが混色された白色光Pwとして利用できる。   FIG. 9 is a plan view showing the spread of light rays when incident light is incident on the prism sheet PS from four directions by the four light sources K1 to K4 in the light source device shown in FIG. In FIG. 9, the dotted line is an axis rotated 47.8 ° from the X axis. S14 is illumination light composed of the light sources K1 and K4, and S23 is illumination light composed of the light sources K2 and K3, each having a short axis having a width H of incident light and a long axis having a width H of outgoing light of 2.5H. It is oval. The two elliptical illumination lights S14 and S23 are overlapped with a common center point. As a result, the two elliptical overlapping portions indicated by diagonal lines are the combined illumination light S of the four light sources K1 to K4. Available as That is, when the four light sources K1 to K4 are R light, B light, G light, and G light, they can be used as white light Pw in which the illumination light S is mixed.

次に、本発明の第2実施形態における光源装置について図10〜図12により説明する。図10はプリズムシートPSの下面に光源K1、K4から入射光P1及びP4が入射した時の光線の広がりを示す側面図であり、第1実施形態の光源装置における図8に対応するものである。従って図8の光源装置と同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。図10の光源装置において図8の光源装置と異なるところは、光源K1及び光源K4とプリズムシートPS1の下面との間の光路中に縦と横とで異なる曲率半径を有するレンズを設けたことであり、本実施形態においてはアナモフィックレンズ12を設けている。   Next, a light source device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a side view showing the spread of light when incident light P1 and P4 are incident on the lower surface of the prism sheet PS from the light sources K1 and K4, and corresponds to FIG. 8 in the light source device of the first embodiment. . Therefore, the same elements as those of the light source device of FIG. The light source device of FIG. 10 is different from the light source device of FIG. 8 in that lenses having different radii of curvature in the vertical and horizontal directions are provided in the optical path between the light source K1 and the light source K4 and the lower surface of the prism sheet PS1. In the present embodiment, an anamorphic lens 12 is provided.

次に、図10、図11により光線の広がり状態を説明する。いま光源K1から図11(a)に示すような直径がHの円形を有する入射光P1が放射された場合を考えると、この入射光P1はアナモフィックレンズ12を通ることによって、縦と横とで異なる光学変化を受けることにより、入射光P1は図10(b)に示すような横方向の長軸がHで、縦方向の短軸がHsの楕円形の光線形状となって下側のプリズムシートPS1の下面に入射する。この結果、斜め方向から水平面に向けて入射させた入射光P1は、入射面において光線の縦方向の幅が広がることで光線幅HsがHに広り、図10(a)に示す直径がHの円形を有する光線に復元して出射される。すなわち、入射光P1をアナモフィックレンズ12を用いて、予め斜光入射によって広がる分だけ縮めておくことによって、入射光と同一形状の出射光を得るようにしている。   Next, the spreading state of light rays will be described with reference to FIGS. Considering the case where incident light P1 having a circular shape with a diameter H as shown in FIG. 11A is emitted from the light source K1, the incident light P1 passes through the anamorphic lens 12 to be vertically and horizontally. By receiving different optical changes, the incident light P1 has an elliptical light beam shape in which the major axis in the horizontal direction is H and the minor axis in the vertical direction is Hs as shown in FIG. Incident on the lower surface of the sheet PS1. As a result, the incident light P1 incident from the oblique direction toward the horizontal plane has a light beam width Hs widened to H by the increase in the vertical width of the light beam on the incident surface, and the diameter shown in FIG. The light beam having a circular shape is restored and emitted. That is, by using the anamorphic lens 12 to reduce the incident light P1 in advance by an amount corresponding to the incident oblique light, outgoing light having the same shape as the incident light is obtained.

図12は、図10に示すアナモフィックレンズ12を有する光源装置において、プリズムシートPSに光源K1〜K4の4光源によって4方向から入射光を入射させた時の光線の広がりを示す平面図であり、第1実施形態の光源装置における図9に対応するものである。図12において図9と異なるところは、光源K1とK4によって構成された照明光S14、光源K2とK3によって構成された照明光S23共に直径がHの円形となるため、重ね合わされた照明光Sも直径がHの円形となる。従って照明光S14、S23、Sはすべて斜線で示す1個の円形となっている。すなわち、第2実施形態における光源装置は入射光のすべてを照明光として利用できるため、効率の良い照明装置となる。なお、図10の光源装置においては図8に示す第1実施形態の光源装置の光路中にアナモフィックレンズ12を設ける構成を示したが、これに限定されるものではなく、各光源Kに設けられている集光レンズ2の替わりにアナモフィックレンズ12を設けても良い。   FIG. 12 is a plan view showing the spread of light rays when incident light is incident on the prism sheet PS from four directions by four light sources K1 to K4 in the light source device having the anamorphic lens 12 shown in FIG. This corresponds to FIG. 9 in the light source device of the first embodiment. 12 differs from FIG. 9 in that the illumination light S14 composed of the light sources K1 and K4 and the illumination light S23 composed of the light sources K2 and K3 both have a circular shape with a diameter of H. It becomes a circle with a diameter of H. Accordingly, the illumination lights S14, S23, and S are all in one circle indicated by diagonal lines. That is, since the light source device in the second embodiment can use all incident light as illumination light, it becomes an efficient illumination device. In the light source device of FIG. 10, the configuration in which the anamorphic lens 12 is provided in the optical path of the light source device of the first embodiment shown in FIG. 8 is not limited to this, and is provided in each light source K. An anamorphic lens 12 may be provided instead of the condensing lens 2.

なお、光源装置における光線の広がり量は、光源装置に使用するプリズムシートPSの屈折率とプリズム頂角によって調整することができる。本実施形態のプリズムシートPSは材質の屈折率が1.49でプリズム頂角が上下ともに60°のプリズム列の物を使用しており光線幅は2.5倍に広がっている。このプリズムシートから例えば下側のプリズム列PS1の頂角だけを50°に変更した場合は、Z軸から52.0°傾いた方向が光源からの入射光軸で、光線の広がり量は1.6倍と小さくなりアナモフィックレンズ12による縦横比調整の負荷を軽減することができる。ただし、プリズムシートPSのプリズム列は微細であり、目視による外観でプリズム頂角の判別は困難である。プリズムシートPSは、表裏どちらでも使用可能で取扱が容易となるように、プリズム頂角の調整は両側ともに同じ角度で設定することがより好ましい。   The amount of light spread in the light source device can be adjusted by the refractive index and prism apex angle of the prism sheet PS used in the light source device. The prism sheet PS of the present embodiment uses a prism array having a refractive index of 1.49 and a prism apex angle of 60 ° both in the vertical direction, and the light beam width is 2.5 times larger. For example, when only the apex angle of the lower prism row PS1 is changed to 50 ° from this prism sheet, the direction inclined by 52.0 ° from the Z-axis is the incident optical axis from the light source, and the amount of light spread is 1. As a result, the load of adjusting the aspect ratio by the anamorphic lens 12 can be reduced. However, the prism row of the prism sheet PS is fine, and it is difficult to distinguish the prism apex angle from the visual appearance. It is more preferable that the prism apex angle is adjusted at the same angle on both sides so that the prism sheet PS can be used on either the front or back side and is easy to handle.

次に本発明の第3実施形態における光源装置について図13、図14により説明する。図13は第3実施形態における光源装置の斜視図であり、図1に示す第1実施形態の光源装置と基本的構成は同じであり、同一要素には同一番号を付し、重複する説明を省略する。図13において20は光源装置であり、図1の光源装置10と異なるところは、光源K3の発光手段としてG・LEDの替わりに白色LED1wを配設したことである。   Next, a light source device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a perspective view of the light source device according to the third embodiment. The basic configuration is the same as that of the light source device according to the first embodiment shown in FIG. Omitted. In FIG. 13, reference numeral 20 denotes a light source device, which is different from the light source device 10 of FIG. 1 in that a white LED 1w is disposed instead of G · LED as a light emitting means of the light source K3.

次に、白色LED1wの構成を説明する。図14は蛍光体混色型の白色LEDの断面図である。白色LED1wは、電極31、32を有する基板33にB・LED1bが接続されており、該B・LED1bをYAG系の蛍光粒子35を混入した透明樹脂36でモールドしている。   Next, the configuration of the white LED 1w will be described. FIG. 14 is a cross-sectional view of a phosphor mixed color white LED. In the white LED 1w, a B LED 1b is connected to a substrate 33 having electrodes 31 and 32, and the B LED 1b is molded with a transparent resin 36 in which YAG-based fluorescent particles 35 are mixed.

上記白色LED1wの動作は、前記電極31、32に駆動電圧を印加するとB・LED1bが青色光Pbを発光する。そしてこの青色光Pbが透明樹脂36に混入された蛍光粒子35に衝突すると蛍光粒子35が励起されて波長変換が行われ、蛍光粒子35から図示のごとく黄色光Peが発光される。この結果白色LED1wからは、前記B・LED1bから発光されて蛍光粒子35に衝突せずに出力される青色光Pbと、蛍光粒子35に衝突して波長変換された黄色光Peとが混合された蛍光系の白色光Pwyとして発光される。   In the operation of the white LED 1w, when a drive voltage is applied to the electrodes 31, 32, the B LED 1b emits blue light Pb. When this blue light Pb collides with the fluorescent particles 35 mixed in the transparent resin 36, the fluorescent particles 35 are excited and wavelength conversion is performed, and yellow light Pe is emitted from the fluorescent particles 35 as shown in the figure. As a result, the blue light Pb emitted from the B LED 1b and output without colliding with the fluorescent particles 35 and the yellow light Pe having collided with the fluorescent particles 35 and wavelength-converted are mixed from the white LED 1w. Light is emitted as fluorescent white light Pwy.

図13に示す如く光源装置20は、光源K1にはR・LED1r、光源K2にはG・LED1g、光源K3には白色LED1w、光源K4にはB・LED1bを配設して混色を行っているため、R、G、BのLEDによる混色に加えて白色LED1wによる蛍光系の白色光Pwyが混色されることによって演色性が良く明るい照明装置が実現できる。   As shown in FIG. 13, the light source device 20 performs color mixing by arranging the R · LED 1r for the light source K1, the G · LED 1g for the light source K2, the white LED 1w for the light source K3, and the B · LED 1b for the light source K4. Therefore, in addition to the color mixture by the R, G, and B LEDs, the bright white light Pwy by the white LED 1w is mixed, thereby realizing a bright illumination device with good color rendering.

なお、上記の実施形態1から3では、4つの光源の光を合成する実施形態について説明したが、光源の数は特に限定されるものではない。また、同一波長の光源を合成する集合型の光源装置にも適用できる。   In the first to third embodiments described above, the embodiment in which the light from the four light sources is combined has been described. However, the number of light sources is not particularly limited. The present invention can also be applied to a collective light source device that combines light sources having the same wavelength.

上記で説明した実施形態によれば、1枚のプリズムシート使用した薄型構成の光学系によって複数の光源からの入射光を合成及び混色することができるため、形状的に小型薄型で、光学的に光合成性能の優れた光源装置を提供することができる。   According to the embodiment described above, incident light from a plurality of light sources can be synthesized and mixed by a thin optical system using a single prism sheet. A light source device having excellent photosynthetic performance can be provided.

本発明の光源装置は、同一波長の光源を合成する集光型の光源装置や、異なる波長の光源を合成する混色型の光源装置を実現することができるため、その応用範囲は広く、一般照明だけでなく、プロジェクター用の光源や液晶表示装置用のバックライト等に利用することができる。   The light source device of the present invention can realize a condensing light source device that synthesizes light sources of the same wavelength and a mixed color light source device that synthesizes light sources of different wavelengths. In addition, it can be used for a light source for a projector, a backlight for a liquid crystal display device, and the like.

本発明の第1実施形態における光源装置の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the light source device in 1st Embodiment of this invention. 図1に示すプリズムシートの構成を示す上面図及び側面図である。It is the upper side figure and side view which show the structure of the prism sheet shown in FIG. 図2に示すプリズムシートと複数の光源の関係を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the prism sheet shown in FIG. 2 and a plurality of light sources. 図2に示すプリズムシートの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the prism sheet shown in FIG. 図2に示すプリズムシートの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the prism sheet shown in FIG. 図2に示すプリズムシートにおける入射光の通過光路を示す上面図及び側面図である。It is the top view and side view which show the passage optical path of the incident light in the prism sheet shown in FIG. 図2に示すプリズムシートにおける入射光の通過光路を模擬的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a passing optical path of incident light in the prism sheet shown in FIG. 2. 本発明のプリズムシートに入射光が斜光入射した時の光線の広がりを示す側面図である。It is a side view which shows the breadth of a light ray when incident light inclines into the prism sheet of this invention. 図8に示すプリズムシートに4光源から入射した光線の平面図である。It is a top view of the light ray which injected into the prism sheet shown in FIG. 8 from 4 light sources. 本発明の第2実施形態における光源装置のプリズムシートに入射光が斜光入射した時の光線の広がりを示す側面図である。It is a side view which shows the breadth of a light ray when incident light inclines into the prism sheet of the light source device in 2nd Embodiment of this invention. 図10に示すプリズムシートへの入射光の平面図である。It is a top view of the incident light to the prism sheet shown in FIG. 図10に示すプリズムシートに4光源から入射した光線の平面図である。It is a top view of the light ray which injected into the prism sheet shown in FIG. 10 from 4 light sources. 本発明の第3実施形態における光源装置の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the light source device in 3rd Embodiment of this invention. 図13に示す白色LEDの断面図である。It is sectional drawing of white LED shown in FIG. 従来のカラー投影機の構成図である。It is a block diagram of the conventional color projector. 図15に示すリニアプリズム板の部分断面図である。FIG. 16 is a partial cross-sectional view of the linear prism plate shown in FIG. 15.

符号の説明Explanation of symbols

1 LED
1r 赤色LED
1b 青色LED
1g 緑色LED
1w 白色LED
2 集光レンズ
3 ケース
10、20 光源装置
12 アナモフィックレンズ
PS プリズムシート
PS1、PS2 プリズム列
K1、K2、K3、K4 光源
P1、P2、P3、P4 入射光
L1、L2、U1、U2 プリズム斜面
Po 集光点
S、S14、S23 照明光
31、32 電極
33 基板
35 蛍光粒子
36 透明樹脂
Pb 青色光
Pe 黄色光
Pwy、Pw 白色光
1 LED
1r red LED
1b Blue LED
1g green LED
1w white LED
2 Condensing lens 3 Case 10, 20 Light source device 12 Anamorphic lens PS Prism sheet PS1, PS2 Prism rows K1, K2, K3, K4 Light sources P1, P2, P3, P4 Incident light L1, L2, U1, U2 Prism slope Po Collection Light spot S, S14, S23 Illumination light 31, 32 Electrode 33 Substrate 35 Fluorescent particle 36 Transparent resin Pb Blue light Pe Yellow light Pwy, Pw White light

Claims (22)

複数の光源と、対向する2面に複数の微細なプリズム列が形成され、前記プリズム列が所定の角度で交叉する1枚のプリズムシートよりなり、前記プリズムシートの下面側に、前記複数の光源を所定の角度に傾けて配置することにより、プリズムシートの下面側より所定の角度をもって入射された前記複数の光源からの入射光をプリズムシートの上面側より合成させた出射光として出力することを特徴とする光源装置。   A plurality of light sources and a plurality of fine prism rows are formed on two opposing surfaces, and the prism rows cross each other at a predetermined angle. The plurality of light sources are arranged on the lower surface side of the prism sheet. Is inclined at a predetermined angle, and the incident light from the plurality of light sources incident at a predetermined angle from the lower surface side of the prism sheet is output as output light synthesized from the upper surface side of the prism sheet. A light source device. 前記複数の光源の各光源は、プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉によって分割される4つのゾーンに分散されて配置されていることを特徴とする請求項1記載の光源装置。   2. The light sources of the plurality of light sources are distributed and arranged in four zones divided by intersections of prism rows formed on two opposing surfaces of the prism sheet. Light source device. 前記複数の光源の各光源の入射光は、プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉角の中心線近傍に沿って入射することを特徴とする請求項1または2記載の光源装置。   The incident light of each light source of the plurality of light sources is incident along the vicinity of the center line of the crossing angle of each prism row formed on two opposing surfaces of the prism sheet. Light source device. 前記複数の光源の各光源の入射光は、プリズムシートにおける所定の集光点に向かって入射することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の光源装置。   4. The light source device according to claim 1, wherein incident light of each light source of the plurality of light sources is incident toward a predetermined condensing point on the prism sheet. 5. 前記複数の光源の各光源は、前記プリズムシートにおける所定の集光点に対して、点対称に配置されていることを特徴とする請求項4記載の光源装置。   5. The light source device according to claim 4, wherein the light sources of the plurality of light sources are arranged point-symmetrically with respect to a predetermined condensing point on the prism sheet. 前記複数の光源の各光源は、前記プリズムシートにおける所定の集光点を通る軸線に対して、線対称に配置されていることを特徴とする請求項4記載の光源装置。   5. The light source device according to claim 4, wherein each light source of the plurality of light sources is arranged symmetrically with respect to an axis passing through a predetermined condensing point in the prism sheet. 前記プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の頂角が同じであることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の光源装置。   7. The light source device according to claim 1, wherein apex angles of the prism rows formed on two opposing surfaces of the prism sheet are the same. 前記複数の微細なプリズム列のピッチは1μm〜100μmであることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の光源装置。   8. The light source device according to claim 1, wherein a pitch of the plurality of fine prism rows is 1 μm to 100 μm. 前記複数の光源における発光面の前方には、各々集光用のレンズを備えたことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の光源装置。   9. The light source device according to claim 1, wherein a condensing lens is provided in front of a light emitting surface of each of the plurality of light sources. 前記レンズは縦と横とで異なる曲率半径を有するレンズである請求項9記載の光源装置。   The light source device according to claim 9, wherein the lens is a lens having different radii of curvature in the vertical and horizontal directions. 発光色の異なる複数の光源と、対向する2面に複数の微細なプリズム列が形成され、前記プリズム列が所定の角度で交叉する1枚のプリズムシートよりなり、前記プリズムシートの下面側に、前記複数の光源を所定の角度に傾けて配置することにより、プリズムシートの下面側より所定の角度をもって入射された複数の光源からの入射光をプリズムシートの上面側より混色させた出射光として出力することを特徴とする光源装置。   A plurality of light sources having different emission colors and a plurality of fine prism rows are formed on two opposing surfaces, and the prism rows are formed by one prism sheet intersecting at a predetermined angle. By arranging the plurality of light sources to be inclined at a predetermined angle, incident light from the plurality of light sources incident at a predetermined angle from the lower surface side of the prism sheet is output as emitted light obtained by mixing colors from the upper surface side of the prism sheet. And a light source device. 前記複数の光源の各光源は、プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉によって分割される4つのゾーンに分散されて配置されていることを特徴とする請求項11記載の光源装置。   12. The light sources of the plurality of light sources are distributed and arranged in four zones divided by intersections of prism rows formed on two opposing surfaces of a prism sheet. Light source device. 前記複数の光源の各光源の入射光は、プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の交叉角の中心線近傍に沿って入射することを特徴とする請求項11または12記載の光源装置。   The incident light of each light source of the plurality of light sources is incident along the vicinity of the center line of the crossing angle of each prism row formed on two opposing surfaces of the prism sheet. Light source device. 前記複数の光源の各光源の入射光は、プリズムシートにおける所定の集光点に向かって入射することを特徴とする請求項11乃至13の何れか1項記載の光源装置。   14. The light source device according to claim 11, wherein incident light of each light source of the plurality of light sources is incident toward a predetermined condensing point on the prism sheet. 前記複数の光源の各光源は、プリズムシートにおける所定の集光点に対して、点対称に配置されていることを特徴とする請求項14記載の光源装置。   The light source device according to claim 14, wherein the light sources of the plurality of light sources are arranged point-symmetrically with respect to a predetermined condensing point on the prism sheet. 前記複数の光源の各光源は、プリズムシートにおける所定の集光点を通る軸線に対して、線対称に配置されていることを特徴とする請求項14記載の光源装置。   The light source device according to claim 14, wherein the light sources of the plurality of light sources are arranged in line symmetry with respect to an axis passing through a predetermined condensing point in the prism sheet. 前記プリズムシートにおける対向する2面に形成された各プリズム列の頂角が同じであることを特徴とする請求項11乃至16の何れか1項に記載の光源装置。   The light source device according to any one of claims 11 to 16, wherein apex angles of the respective prism rows formed on two opposing surfaces of the prism sheet are the same. 前記複数の光源における発光面の前方には、各々集光用のレンズを備えたことを特徴とする請求項11乃至17の何れか1項に記載の光源装置。   18. The light source device according to claim 11, wherein a condensing lens is provided in front of a light emitting surface of each of the plurality of light sources. 前記レンズは縦と横とで異なる曲率半径を有するレンズである請求項18記載の光源装置。   19. The light source device according to claim 18, wherein the lens is a lens having different radii of curvature in the vertical and horizontal directions. 前記複数の光源は赤色、緑色、青色のLED光源を含むことを特徴とする請求項11乃至19の何れか1項に記載の光源装置。   The light source device according to any one of claims 11 to 19, wherein the plurality of light sources include red, green, and blue LED light sources. 前記プリズムシートにおける4つのゾーンの3ヶ所に、赤色、緑色、青色のLED光源が配設され、残りの1ヶ所に緑色のLED光源が配設された請求項20記載の光源装置。   21. The light source device according to claim 20, wherein red, green, and blue LED light sources are disposed at three locations in the four zones of the prism sheet, and a green LED light source is disposed at the remaining one location. 前記プリズムシートにおけるに4つのゾーンの3ヶ所に、赤色、緑色、青色のLED光源が配設され、残りの1ヶ所に白色のLED光源が配設された請求項20記載の光源装置。   21. The light source device according to claim 20, wherein red, green, and blue LED light sources are disposed at three locations in the four zones of the prism sheet, and a white LED light source is disposed at the remaining one location.
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