JP5278412B2 - 面光源装置及び立体表示装置 - Google Patents

Description

本発明は面光源装置及び立体表示装置に関する。具体的には、画像や映像を三次元表示させるための立体表示装置と、当該立体表示装置に用いる面光源装置に関する。

いわゆる三次元映像を表示させるための立体表示装置には、観察用の眼鏡を使用する方法と、眼鏡を使用しない方法とがある。しかし、眼鏡を使用する方法では、観察者が眼鏡を頭部に装着しなければならないので煩わしく、また観察者に不快感を与えることがある。そのため、立体表示装置としては、眼鏡を使用しない方法が望まれている。

眼鏡を使用しない立体表示装置としては、たとえば特許文献１に開示されたものがある。

（特許文献１について）
特許文献１に開示された立体表示装置１１を図１（Ａ）に示す。この立体表示装置１１では、楔形をした導光板１２ａと同じく楔形をした導光板１２ｂを重ね合わせて導光体１２を形成している。導光板１２ａと導光板１２ｂは、空気層を介して重ね合わされており、導光板１２ａの厚さの厚い側の端面と導光板１２ｂの厚さの薄い側の端面は、左右の位置を揃えられており、導光板１２ａの厚さの薄い側の端面と導光板１２ｂの厚さの厚い側の端面も、左右の位置を揃えられている。左側用光源１３ａは、導光板１２ａの厚さの厚い端面に対向している。右側用光源１３ｂは、導光板１２ｂの厚さの厚い端面に対向している。また、導光体１２の前面には、プリズムシート１４が配置され、その前面には液晶パネル１５が配置されている。

そして、液晶パネル１５は時分割的に右眼用画像と左眼用画像とを交互に表示しており、左側用光源１３ａは左眼用画像と同期して発光し（この時右側用光源１３ｂは消灯する。）、右側用光源１３ｂは右眼用画像と同期して発光する（この時左側用光源１３ａは消灯する。）。その結果、立体表示装置１１では、左側用光源１３ａから出射された左側照明光１６ａは左眼用画像に変換されて観察者の左眼１７ａに入射し、右側用光源１３ｂから出射された右側照明光１６ｂは右眼用画像に変換されて観察者の右眼１７ｂに入射し、観察者により立体映像が認識される。

しかし、導光板１２ａ、１２ｂは樹脂成形によって製造されるので、両導光板１２ａ、１２ｂの厚さの薄い側の端面の厚みをあまり薄くすると、当該端面に成形不良が生じたり、立体表示装置１１の製造工程や組立工程において当該端面に欠けが生じるおそれがある。そのため実際には、図１（Ｂ）に示すように、導光板１２ａ、１２ｂの厚さの薄い側の端面１８には、それぞれある程度の厚みを持たせている。

その結果、厚さの薄い側の端面１８で反射した戻り光によって迷光が発生し、それが原因となって立体表示装置１１にクロストークが発生する。クロストークとは、左側用光源１３ａから出た光の一部が右側照明光１６ｂと同じ方向へ出射されて左眼用画像が観察者の右眼１７ｂに入射したり、あるいは、右側用光源１３ｂから出た光の一部が左側照明光１６ａと同じ方向へ出射されて右眼用画像が観察者の左眼１７ａに入射したりする現象である。

具体的にいうと、図１（Ｂ）に破線で示すように、右側用光源１３ｂから導光板１２ｂに入射した光の一部が導光板１２ｂの厚さの薄い側の端面１８に達すると、その光１６ｃは端面１８で反射して戻り光となる。この戻り光は元の光１６ｃと反対向きに導光板１２ｂ内を導光するので、導光板１２ｂから出射すると図１（Ｂ）に示す光１６ｄのように観察者の左眼１７ａに向けて出射する。同様に、左側用光源１３ａから導光板１２ａに入射した光の一部が導光板１２ａの厚さの薄い側の端面１８で反射した場合も、その戻り光は導光板１２ａ内を導光して観察者の右眼１７ｂに向けて出射する。

このようにしてクロストークが悪化すると、右眼用画像生成時に右眼用画像が観察者の右眼１７ｂだけでなく左眼１７ａでも認識され、また左眼用画像生成時に左眼用画像が観察者の左眼１７ａだけでなく右眼１７ｂでも認識される。その結果、右眼で認識している右眼用画像に左眼用画像が重なって二重に見え、また左眼で認識している左眼用画像に右眼用画像が重なって二重に見え、画像が不鮮明になるという問題が生じる。

（特許文献２について）
図２（Ａ）は、特許文献２に開示された面光源装置の構造を示す断面図である。この面光源装置２１では、導光板２２の入射端面２３に対向させて光源２４を配置してあり、入射端面２３と対向する端面２５に光吸収部材２６（黒色のペイントや黒いテープ）を密着させている。面光源装置２１は、図２（Ａ）に示すように、導光板２２の端面２５に到達する光を光吸収部材２６で吸収させることにより、導光板２２の端部に発生する縞模様状の光のビートを消失させることを目的としている。しかし、このように光吸収部材を設けておけば、導光板の端面に達した光を吸収させることができるので、導光板の端面で反射して導光板内で元の方向へ戻る光を少なくできる。そのため、導光板の端面に光吸収部材を設けることにより、特許文献１に関して述べたようなクロストークの原因を除去できると期待される。

ところが、立体表示装置において特許文献２のように端面に光吸収部材を設けたところ、実際には図２（Ａ）に示すように戻り光のために本来の出射光２７ａと反対の傾きの光２７ｂが出射され、クロストーク低減の効果が十分ではなかった。これは、導光板２２の端面２５に光吸収部材２６を設けても、光吸収部材２６が完全吸収体でない限り端面２５で幾分かの光が反射され、また完全吸収体であったとしても光吸収部材２６の塗布むらによって端面２５との間に空気層が生じていたりすると端面２５で光が反射されて戻り光が生じるためであると考えられる。

特開２００１−６６５４７号公報 特開平６−８２６３１号公報（段落００１２、図２）

本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、立体表示装置もしくは当該装置に用いられる面光源装置において、クロストークの発生を抑制することにある。

本発明に係る面光源装置は、第１の導光板と、前記第１の導光板の一方の端面に対向させて配置された光源と、第２の導光板と、前記第２の導光板の一方の端面に対向させて配置された光源とを備え、前記第１の導光板と前記第２の導光板を重ね合わせて導光体を構成された面光源装置において、前記第１の導光板と前記第２の導光板のうち少なくとも一方の導光板における光源配置側の端面と反対側に位置する端面が、当該導光板の表裏両面に対して垂直な面から傾くように傾斜した傾斜面となり、当該導光板の表面又は裏面のうち前記傾斜面と対向する領域に光吸収部材が設けられているとともに、前記傾斜面が前記光吸収部材から露出していることを特徴としている。

本発明の面光源装置にあっては、第１の導光板と第２の導光板うち少なくとも一方の導光板において、光源配置側の端面と反対側の端面を傾斜面とし、その導光板の表面又は裏面のうち当該傾斜面と対向する領域に光吸収部材を設けているので、傾斜面に入射した光は当該傾斜面で反射して光吸収部材で吸収される。さらに、前記傾斜面を光吸収部材から露出させているので、光吸収部材で吸収されることなく光吸収部材で反射した光は再び傾斜面に入射し、傾斜面を透過して外部へ出射される。したがって、本発明の面光源装置によれば、導光板の光源と反対側の端面（傾斜面）で反射されて戻る戻り光を少なくでき、立体表示装置に用いたときにクロストークの発生を抑制することができる。

本発明に係る面光源装置のある実施態様は、前記第１の導光板における光源配置側の端面と前記第２の導光板における光源が配置されていない側の端面とが同じ側に位置し、かつ、前記第１の導光板における光源が配置されていない側の端面と前記第２の導光板における光源配置側の端面とが同じ側に位置するようにして、前記第１の導光板と前記第２の導光板とが重ね合わされていることを特徴としている。かかる実施態様では、第１の導光板と第２の導光板を左右逆向きにして重ねているので、第１の導光板と第２の導光板が同じ構造を有していても、第１の導光板から出射される光と第２の導光板から出射される光を異なる向きに出射させることができる。したがって、面光源装置の構造を簡単にすることができる。

本発明に係る面光源装置の別な実施態様は、前記傾斜面の傾斜角が１５°以上６５°以下であることを特徴としている。傾斜面の傾斜角が１５°以上６５°以下であれば、導光板の傾斜面で反射して戻る戻り光の割合を小さくすることができる。

本発明に係るさらに別な実施態様における前記第１の導光板及び前記第２の導光板は、発光領域となる導光板本体よりも厚さの大きな部分をそれぞれ光源配置側の端面の近傍に有し、前記導光板本体よりも厚さの大きな部分から前記導光板本体に向けて次第に厚さが変化する傾斜領域を前記導光板本体よりも厚さの大きな部分と前記導光板本体との中間に有していることを特徴としている。かかる実施態様によれば、導光板の光源と近接する部分の厚みが導光板本体の厚みよりも厚くなっているので、光源から発する光を厚さの大きな部分で導光板内へ効率よく取り込んで厚みの薄い導光板本体へ導光させることができ、面光源装置の厚みを薄くすることができるとともに発光領域の輝度を高めることができる。

また、この実施態様においては、前記第１の導光板及び前記第２の導光板における光源配置側の端面に沿ってそれぞれ前記光源を複数個配置し、前記光源のそれぞれに対応させて前記傾斜領域の表面に、Ｖ溝を放射状に配列させたパターン領域を形成していてもよい。かかる実施態様によれば、導光板の厚さの大きな部分に入射した光が導光板本体へ導光される途中で、傾斜領域から外部へ光が漏れにくくなって光利用効率が向上する。

また、この実施態様における前記第１の導光板における前記導光板本体よりも厚さの大きな部分は、前記第２の導光板と対向する側の面において前記第１の導光板の導光板本体から突出し、前記第２の導光板における前記導光板本体よりも厚さの大きな部分は、前記第１の導光板と対向する側の面において前記第２の導光板の導光板本体から突出していてもよい。かかる実施態様によれば、第１及び第２の導光板の突出部分が互いに内側を向いているので、面光源装置の薄型化が図られる。

本発明に係るさらに別な実施態様は、前記傾斜面に、断面鋸歯状の凹凸パターンが形成されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、傾斜面に凹凸パターンを設けていることで傾斜面から外部へ光が漏れ易くなる。よって、権者面で反射して戻る戻り光を少なくでき、立体表示装置に用いたときのクロストークを抑制できる。

本発明に係る立体表示装置は、本発明に係る面光源装置の前方に、光学シート及び液晶パネルを配置したことを特徴としている。本発明の立体表示装置によれば、導光板の光源と反対側の端面（傾斜面）で反射されて戻る戻り光を少なくなるので、クロストークの発生が抑制されて鮮明な立体映像を生成することができる。

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

図１（Ａ）は、特許文献１に開示された立体表示装置の構造を示す概略図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の立体表示装置にクロストークが発生する理由を説明する図である。 図２（Ａ）は、特許文献２に開示された面光源装置を示す概略図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の面光源装置において戻り光が出射される様子を示す図である。 図３は、本発明の実施形態１による面光源装置の斜視図である。 図４は、実施形態１の面光源装置の分解斜視図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、実施形態１の面光源装置における光の挙動を示す説明図である。 図６は、比較例の面光源装置を示す概略断面図である。 図７（Ａ）は、傾斜面の傾斜角と傾斜面で反射して戻る戻り光の割合との関係を示す図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の説明図である。 図８は、実施形態１の面光源装置を用いた立体表示装置の一例を示す概略断面図である。 図９は、本発明の実施形態２による面光源装置の概略断面図である。 図１０は、本発明の実施形態３による面光源装置の概略断面図である。 図１１は、実施形態３の面光源装置に用いられる一方の導光板を示す斜視図である。 図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）は、実施形態３の面光源装置の作用効果を説明する図である。 図１３は、実施形態３の変形例に用いられる導光板の斜視図である。 図１４は、実施形態３の変形例に用いられる別な導光板の斜視図である。 図１５は、実施形態３の変形例に用いられるさらに別な導光板の斜視図である。 図１６は、本発明の実施形態４による面光源装置の概略断面図である。 図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）及び図１７（Ｃ）は、実施形態４の面光源装置の作用効果を説明する図である。 図１８は、実施形態５の面光源装置に用いられる一方の導光板を示す斜視図である。 図１９（Ａ）は、参考例の面光源装置に用いられる一方の導光板を示す斜視図である。図１９（Ｂ）は、別な参考例の面光源装置に用いられる一方の導光板を示す斜視図である。 図２０（Ａ）は、さらに別な参考例の面光源装置に用いられる一方の導光板を示す斜視図である。図２０（Ｂ）は、さらに別な参考例の面光源装置に用いられる一方の導光板を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。

（第１の実施形態）
まず、図３、図４及び図５を参照して本発明の実施形態１による面光源装置３１の構造を説明する。図３は、実施形態１の面光源装置３１を示す斜視図である。図４は、面光源装置３１の分解斜視図である（ただし、前面側の導光板は１８０°回転させた状態で示す。）。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、面光源装置の作用説明図である。

図３及び図４に示す面光源装置３１では、導光板３２ａ（第１の導光板と第２の導光板のうち、一方の導光板）と導光板３２ｂ（第１の導光板と第２の導光板のうち、他方の導光板）を重ね合わせて導光体３２を形成している。導光板３２ａと導光板３２ｂは、ポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などの屈折率の高い透光性樹脂により、一方端部を除き均一な厚さの平板状に成形されている。

導光板３２ａの光入射端面３３ａと反対側の端面には、導光板３２ａの全幅にわたって傾斜面３４ａが形成されている。この傾斜面３４ａは、光入射端面３３ａから遠くなるに従って導光板３２ａの裏面から前面へと次第に近づくように傾斜している。傾斜面３４ａが形成された領域と対向して導光板３２ａの前面（光出射面）には、導光板３２ａの全幅にわたって光吸収部材３５ａが設けられている。光吸収部材３５ａは、光吸収率の高い材料であればよく、例えば導光板３２ａに黒色インクを塗布したり、黒色テープを貼り付けたりして形成されている。

同様に、導光板３２ｂの光入射端面３３ｂと反対側の端面には、導光板３２ｂの全幅にわたって傾斜面３４ｂが形成されている。この傾斜面３４ｂは、光入射端面３３ｂから遠くなるに従って導光板３２ｂの前面から裏面へと次第に近づくように傾斜している。傾斜面３４ｂが形成された領域に対向して導光板３２ｂの裏面（光出射面と反対側の面）には、導光板３２ｂの全幅にわたって光吸収部材３５ｂが設けられている。この光吸収部材３５ｂも光吸収率の高い材料であればよく、例えば導光板３２ｂに黒色インクを塗布したり、黒色テープを貼り付けたりして形成されている。さらに、導光板３２ａ、３２ｂの前面及び裏面のうち少なくとも一方の面には、凸状又は凹状をした微小な多数の拡散パターン３７ａ、３７ｂが成形されている（図５参照）。

図３に示すように、導光板３２ａと導光板３２ｂは、それぞれの傾斜面３４ａ、３４ｂが互いに反対側に位置するようにして、かつ、導光板３２ａの裏面と導光板３２ｂの前面が向き合うようにして重なり合っている。ただし、導光板３２ａと導光板３２ｂは直接に密着しておらず、両導光板３２ａ、３２ｂよりも屈折率の小さな低屈折率層３６（たとえば、空気層や透明接着剤層、透明液体層など）を挟んで重なり合っている。

導光体３２の背面には反射部材４０が配置されている。反射部材４０は、白色樹脂シートや金属箔などの反射率の高い材料によって形成されており、導光体３２の背面から漏れた光を反射して導光体３２に再入射させるものであって、漏れ光を少なくして光利用効率を高める。

左側用光源４１ａ及び右側用光源４１ｂは、いずれもＬＥＤ光源によって構成されている。すなわち、両光源４１ａ、４１ｂにおいては、図５（Ａ）に示すように、ＬＥＤチップ４２が透明樹脂４３内に封止されており、透明樹脂４３の正面（光出射窓）を除く各面は白色樹脂からなる被覆部４４によって覆われている。したがって、ＬＥＤチップ４２を発光させると、各光源４１ａ、４１ｂの正面から光が出射される。この左側用光源４１ａはフレキシブルプリント基板４５ａに１個又は複数個実装されているが、フレキシブルプリント基板４５ａは図５（Ａ）のように左側用光源４１ａの前面側に位置していてもよく、左側用光源４１ａの後ろ側に位置していてもよい。右側用光源４１ｂは、他方のフレキシブルプリント基板４５ｂに１個又は複数個実装されているが、フレキシブルプリント基板４５ｂも図５（Ａ）のように右側用光源４１ｂの後ろ側に位置していてもよく、右側用光源４１ｂの前面側に位置していてもよい。

左側用光源４１ａは、その光出射窓を導光板３２ａの光入射端面３３ａに対向させるように配置されている。同様に、右側用光源４１ｂは、その光出射窓を導光板３２ｂの光入射端面３３ｂに対向させるように配置されている。左側用光源４１ａと右側用光源４１ｂは一定周期で交互に点灯と消灯を繰り返すように制御される。なお、左側用光源４１ａ及び右側用光源４１ｂとしては、ＬＥＤ光源に代えて冷陰極線管を用いても差し支えない。

つぎに、上記のような構造の面光源装置３１における光の挙動を説明する。左側用光源４１ａから光が出射されるとその光は光入射端面３３ａから導光板３２ａ内に入射し、導光板３２ａの前面と裏面で全反射を繰り返しながら導光板３２ａ内を導光する。そして、導光板３２ａ内を導光する光が、導光板３２ａの裏面に設けられた拡散パターン３７ａで反射されて全反射の臨界角よりも小さな入射角で導光板３２ａの前面へ入射すると（あるいは、３２ａの前面に設けられた拡散パターン３７ａで拡散されると）、図５（Ａ）に示す左側照明光３８ａのように面光源装置３１から左斜め前方へ出射される。同様に、右側用光源４１ｂから出射されて導光板３２ａ内を導光する光が、導光板３２ａの前面又は裏面に設けられた拡散パターン３７ａで拡散又は反射されると、図５（Ａ）に示す右側照明光３８ｂのように面光源装置３１から右斜め前方へ出射される。これらの左側照明光３８ａと右側照明光３８ｂは、図５（Ａ）に示すように、導光板３２ａの前面に垂直な法線方向に対して反対側へ傾いており、後述のように立体映像を生じさせるための最適な光となる。

一方、導光板３２ａ、３２ｂ内を導光して傾斜面３４ａ、３４ｂに入射した光の一部はそれぞれ傾斜面３４ａ、３４ｂから外部へ漏れ、一部は傾斜面３４ａ、３４ｂで全反射される。傾斜面３４ａで全反射した光は導光板３２ａの前面へ向かい、また傾斜面３４ｂで全反射した光は導光板３２ｂの背面へ向かい、それぞれ光吸収部材３５ａ、３５ｂで吸収される。

また、光吸収部材３５ａ、３５ｂで完全に吸収されず反射した光は、図５（Ｂ）に示す光３９ａ、３９ｂのように傾斜面３４ａ、３４ｂを透過して外部へ漏れる。図６は、本実施形態との比較例であって、一方の導光板６１だけを表している。この比較例では、導光板６１の端面を傾斜させ、この傾斜面６２に光吸収部材６３を設けている。そのため、傾斜面６２に達した光のうち、光吸収部材６３で吸収されることなく傾斜面６２で反射された光６５は、導光板６１の裏面や傾斜面６２で反射を繰り返すことにより、立体映像を生じさせるための出射光６４と反対向きに出射される。

したがって、傾斜面６２に光吸収部材６３を設けた比較例の場合には、光吸収部材６３で吸収されなかった光６５が本来の出射方向の光６４と反対向きに出射され、立体表示装置にクロストークを発生させる。これに対し、本実施形態の面光源装置３１の場合には、光吸収部材３５ａ、３５ｂで吸収されなかった光は傾斜面３４ａ、３４ｂを透過して外部へ漏れるため、導光板３２ａ、３２ｂの前面から出射しにくくなり、クロストークが発生しにくくなる。また、面光源装置３１では、導光板３２ａ、３２ｂの前面又は裏面に光吸収部材３５ａ、３５ｂを設けているので、比較例のように傾斜面に光吸収部材を設ける場合と比較して、光吸収部材３５ａ、３５ｂによる光吸収能を安定させることができ、面光源装置３１の生産性も向上する。

図７（Ａ）は、傾斜面３４ａ、３４ｂの傾斜角αと傾斜面３４ａ、３４ｂで反射して戻る戻り光の割合との関係（シミュレーション結果）を表している。たとえば傾斜面３４ｂに入射した光は、図７（Ｂ）に示すように、一部の光が傾斜面３４ｂを直接透過して外部へ漏れ、一部の光が傾斜面３４ｂで反射した後に光吸収部材３５ｂで吸収される。また、光吸収部材３５ｂでも反射された光は再度傾斜面３４ｂに入射し、傾斜面３４ｂを透過して外部へ漏れる。また、一部の光（破線矢印で示す光）は傾斜面３４ｂで反射されて戻り光となる。図７（Ａ）の縦軸に示す戻り光の割合とは、傾斜面３４ａ、３４ｂに入射した光の光量に対する、傾斜面３４ａ、３４ｂで反射されて元の方向へ戻る戻り光の光量の比をパーセント表示したものである。また、傾斜面３４ａ、３４ｂの傾斜角αは、導光板３２ａ、３２ｂの前面又は裏面から測った角度である。

図７（Ａ）によれば、傾斜面３４ａ、３４ｂの傾斜角αを１５°以上６５°以下に定めれば、戻り光の割合を小さくしてクロストークの原因となる光を低減できることが分かる。なお、図７（Ａ）の関係は導光板３２ａの厚みによっては変化せず、また一般に用いられている光吸収部材である限り光吸収部材３５ａ、３５ｂの材料によってもほとんで変化がない。よって、傾斜面３４ａ、３４ｂの傾斜角αは、１５°≦α≦６５°とすることが望ましい。特に、光吸収部材３５ａ、３５ｂの幅ａを短くして面光源装置３１の有効発光領域を広くするためには、傾斜面３４ａ、３４ｂの傾斜角αをほぼ４５°とすることが最も好ましい。

また、光吸収部材３５ａ、３５ｂの幅ａは、傾斜面３４ａの水平方向における幅ｂに近ければ幅ｂより短くても長くてもよい。一般的な携帯電話の表示パネルに用いる場合であれば、光吸収部材３５ａ、３５ｂの幅ａは０.５ｍｍ以下でも問題ない。

図８は、上記面光源装置３１を用いた立体表示装置５１の構造を示す。この立体表示装置５１では、導光体３２の前面に光学シート５３を重ねてその上からリムシート５２を貼り付けている。リムシート５２は、黒色粘着テープなどによって形成された光吸収用の部材であって、導光体３２の有効発光領域に対応する領域が開口されていて、導光体３２の前面周囲を覆っている。さらに、リムシート５２の開口部の前方には、液晶パネル５４が重ねられている。

光学シート５３は、その背面に微細な三角プリズム状のプリズム状パターン５３ａが形成され、前面に微細な凸レンズ状のレンズ状パターン５３ｂが形成されたものである。プリズム状パターン５３ａ及びレンズ状パターン５３ｂは、導光板３２ａ、３２ｂの幅方向（Ｙ方向）に垂直な断面が均一な断面形状となっており、導光板３２ａ、３２ｂの長さ方向（Ｘ方向）に沿ってそれぞれ一定ピッチで配列されている。ただし、レンズ状パターン５３ｂの配列ピッチは、プリズム状パターン５３ａの配列ピッチよりも少し大きくなっている。プリズム状パターン５３ａは、光学シート５３の中心を通るＸ方向に垂直な面に関して対称となるように配置され、レンズ状パターン５３ｂも、光学シート５３の中心を通るＸ方向に垂直な面に関して対称となるように配置されている。液晶パネル５４は、観察者が右眼で見るときの画像（右眼用画像）と左眼で見るときの画像（左眼用画像）を交互に表示するように制御される。なお、図７において、Ｚ方向は導光板３２ａ、３２ｂの厚さ方向を示す。

液晶パネル５４の左眼用／右眼用画像と左側用光源４１ａ及び右側用光源４１ｂの点灯／消灯とは、同期駆動装置５６によって同期制御される。同期駆動装置５６は、観察者が左右画像の切り替わりを認知できない程度の短周期で液晶パネル５４に左眼用画像と右眼用画像を交互に表示させ、液晶パネル５４の左眼用画像と同期して左側用光源４１ａを点灯（右側用光源４１ｂは消灯）させ、また、右眼用画像と同期して右側用光源４１ｂを点灯（左側用光源４１ａは消灯）させる。

右側用光源４１ｂが点灯した時には、右側用光源４１ｂから発した光（白色光）は、最大強度の方向が揃った右側照明光３８ｂとして導光体３２の有効発光領域の全体から右斜め前方へ向けて出射される。導光体３２から出射した右側照明光３８ｂは、各画素を透過した光が液晶パネル５４からほぼ所定距離に位置する観察者の右眼５５ｂに集まるように、光学シート５３によって曲げられた後、液晶パネル５４に入射する。この右側照明光３８ｂは液晶パネル５４を透過することによって右眼用画像に変換され、観察者の右眼５５ｂで認識される。

同じように、左側用光源４１ａが点灯した時には、左側用光源４１ａから発した光（白色光）は、最大強度の方向が揃った左側照明光３８ａとして導光体３２の有効発光領域の全体から左斜め前方へ向けて出射される。導光体３２から出射した左側照明光３８ａは、各画素を透過した光が観察者の左眼５５ａに集まるように、光学シート５３によって方向を曲げられた後、液晶パネル５４に入射する。この左側照明光３８ａは液晶パネル５４を透過することによって左眼用画像に変換され、観察者の左眼５５ａで認識される。

このとき光学シート５３の働きにより、プリズム状パターン５３ａに入射した左側照明光３８ａはプリズム状パターン５３ａによって光線方向を曲げられ、さらにレンズ状パターン５３ｂを透過する際には、レンズ状パターン５３ｂによって左眼５５ａの方向へ曲げられ、さらに、レンズ状パターン５３ｂを透過することによって左眼５５ａに集められる。右側照明光３８ｂは、同様な働きにより、光学シート５３を透過することによって右眼５５ｂに集光される。

こうして観察者の左眼５５ａと右眼５５ｂには左眼用画像と右眼用画像が交互に送られるが、残像効果によって観察者は右眼用画像と左眼用画像を同時に認識するので、三次元映像（立体映像）が認識されることになる。

一方、導光板３２ａ、３２ｂの傾斜面３４ａ、３４ｂで反射された光は光吸収部材３５ａ、３５ｂで吸収され、また光吸収部材３５ａ、３５ｂでも反射された光３９ａ、３９ｂは再び傾斜面３４ａ、３４ｂに入射して傾斜面３４ａ、３４ｂから外部へ漏れる。その結果、クロストークの原因となっていた戻り光が少なくなり、立体表示装置５１の立体映像にクロストークが生じるのを抑制することができ、立体映像が鮮明化される。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の実施形態２による面光源装置７１の概略断面図である。この面光源装置７１では、前面側の導光板３２ａを実施形態１の面光源装置３１の場合とは表裏を反対にしている。その他の点については、実施形態１の場合と同様である。このような面光源装置７１でも、面光源装置３１と同様な作用効果を奏することができ、立体表示装置に用いた場合にクロストークを低減することができる。

（第３の実施形態）
図１０は本発明の実施形態３による面光源装置８１を示す概略断面図である。この面光源装置８１に用いられている導光板３２ａ、３２ｂは、図１１に示すように、実施形態１の面光源装置３１の導光板３２ａ及び３２ｂとは形状が異なっている。

面光源装置８１に用いる導光板３２ａ、３２ｂは、図１１に示すように、板厚の厚い光導入部８２、板厚の薄い導光板本体８３、光導入部８２と導光板本体８３の間をつなぐ光移行部８４（傾斜領域）によって構成されている。導光板３２ａの前面と導光板３２ｂの裏面は平坦面８５となっており、光導入部８２の平坦面８５と対向する面は平坦面８５と略平行な突平面８６となり、導光板本体８３の平坦面８５と対向する面は平坦面８５と略平行な本体平面部８７となり、光移行部８４の平坦面８５と対向する面は、突平面８６から本体平面部８７に向けて傾斜した斜面８８となっている。また、導光板３２ａ、３２ｂの導光板本体８３の端面にはそれぞれ傾斜面３４ａ、３４ｂが形成されており、傾斜面３４ａ、３４ｂは光導入部８２から遠くなるにつれて導光板本体８３の本体平面部８７側から平坦面８５側へ近づくように傾斜している。傾斜面３４ａ、３４ｂに対向させて平坦面８５の端部には、光吸収部材３５ａ、３５ｂが帯状に設けられている。光導入部８２の厚みは、左側用光源４１ａ及び右側用光源４１ｂの光出射窓の高さよりも厚く、光源４１ａ、４１ｂの高さよりも薄くなっている。導光板本体８３の平坦面８５と本体平面部８７のいずれか一方の面には導光板本体８３から前面側へ光を出射させるための微細な多数の拡散パターンが形成されている（たとえば、断面三角形状に窪んだプリズム状パターンなどが、平行にあるいは円弧状に配列されている）。

導光板３２ａと導光板３２ｂは、図１１に示すように、導光板３２ａを上下反転させ、かつ、光導入部８２側と導光板本体８３側が互いに反対側に位置するようにして、低屈折率層を介して導光板本体８３の本体平面部８７どうしが重ね合わされている。したがって、導光板３２ａでも導光板３２ｂでも、光導入部８２の突出部分が内側を向いていて導光体３２の外面に突出していない。左側用光源４１ａは、導光板３２ａの光導入部８２側に位置する光入射端面３３ａに対向させて配置され、右側用光源４１ｂは、導光板３２ｂの光導入部８２側に位置する光入射端面３３ｂに対向させて配置されている。

この面光源装置８１では、光導入部８２の厚みが各光源４１ａ、４１ｂの高さとほぼ等しくなっているので、各光源４１ａ、４１ｂから発した光を効率よく導光板３２ａ、３２ｂ内へ入射させることができ、光の利用効率を高めることができる。一方、導光板３２ａ、３２ｂの大部分の領域を占める導光板本体８３の厚みが薄くなっているので、導光板３２ａ、３２ｂどうしを重ねた導光体３２の厚みを薄くすることができる。さらに、光導入部８２と導光板本体８３の間に位置する光移行部８４の上面を斜面８８としているので、光導入部８２へ入射した光を平坦面８５と斜面８８で全反射させながら効率よく導光板本体８３へ導くことができる。

また、この面光源装置８１では、図１２（Ａ）に示すように、左側用光源４１ａから出射した光が導光板３２ａ内に入射し、左側照明光３８ａとして導光板３２ａから出射されるとともに、導光板３２ａの斜面８８から漏れた光が傾斜面３４ｂから導光板３２ｂ内に入射し、同じく左側照明光３８ａとして導光板３２ｂから出射される。同様に、右側用光源４１ｂから出射した光が導光板３２ｂ内に入射し、右側照明光３８ｂとして導光板３２ｂから出射されるとともに、導光板３２ｂの斜面８８から漏れた光が傾斜面３４ａから導光板３２ａ内に入射し、同じく右側照明光３８ｂとして導光板３２ａから出射される。したがって、漏れ光を再利用することで光の利用効率を高めることができ、面光源装置８１の輝度を向上させることができる。

また、図１２（Ｂ）に示すように、傾斜面３４ａ、３４ｂに入射した光をそれぞれ傾斜面３４ａ、３４ｂで全反射させて光吸収部材３５ａ、３５ｂの方へ向かわせ、光吸収部材３５ａ、３５ｂで吸収することができる。さらに、光吸収部材３５ａ、３５ｂで吸収されないで反射した光３９ａ、３９ｂは傾斜面３４ａ、３４ｂから外部へ出射させることができる。そのため、導光板３２ａ、３２ｂ内の戻り光を一層少なくでき、立体表示装置に用いたときにクロストークを低減して立体画像を鮮明にできる。

また、図１２（Ｃ）に示すように、導光板３２ｂの斜面８８から漏れて傾斜面３４ａから導光板３２ａ内に入射した光のうち、直ちに導光板３２ａの端部を透過する光（２点鎖線の矢印で示す。）は、面光源装置８１の有効発光領域の縁に輝線を生じさせて面光源装置８１の品質を低下させるおそれがある。しかし、面光源装置８１では、このような光は導光板３２ａの光吸収部材３５ａで吸収することができるので、有効発光領域の縁が明るく光るのを防ぐことができ、面光源装置８１の品質を向上させることができる。

また、この面光源装置８１でも、導光板３２ａ、３２ｂの前面又は裏面に光吸収部材３５ａ、３５ｂを設けているので、傾斜面に光吸収部材を設ける場合と比較して、光吸収部材３５ａ、３５ｂによる光吸収能を安定させることができ、面光源装置８１の生産性を向上させることができる。

（第３の実施形態の変形例）
図１３は、実施形態３の面光源装置８１に用いる導光板３２ａ（又は導光板３２ｂ）の他例を示す斜視図である。また、図１３には、併せてＶ溝８９の断面を表している。図１３の導光板３２ａ（又は導光板３２ｂ）では、光移行部８４の斜面８８に沿って多数の微細なＶ溝８９を互いに平行に、かつ、連続的に配列している。このような導光板３２ａ、３２ｂを用いた場合には、光導入部８２側から斜面８８に入射した光をＶ溝８９によって回帰反射させることができるので、光導入部８２に入射した光を導光板本体８３へ導光させる途中で斜面８８から漏れる光を少なくでき、光の利用効率を高めることができる。よって、面光源装置８１の輝度を向上させることができる。

図１４は、実施形態３の面光源装置８１に用いる導光板３２ａ（又は導光板３２ｂ）のさらに他例を示す斜視図である。図１４の導光板３２ａ（又は導光板３２ｂ）では、それぞれの左側用光源４１ａ（又は右側用光源４１ｂ）の前方において、光移行部８４の斜面８８に略扇形をしたパターン領域９０が形成されている。各パターン領域９０においては、多数の微細なＶ溝８９が放射状に形成されている。各左側用光源４１ａ（又は右側用光源４１ｂ）の前方のＶ溝８９は、本体平面部８７に垂直な方向から見たとき、それぞれの左側用光源４１ａ（又は右側用光源４１ｂ）の発光点もしくはその近傍の点を中心として放射状に形成されている。図１４のような導光板３２ａ、３２ｂを用いた場合にも、光入射端面３３ａから斜面８８に入射した光をＶ溝８９によって回帰反射させることができるので、光入射端面３３ａ、３３ｂから入射した光を導光板本体８３へ導光させる途中で斜面８８から漏れる光を少なくでき、光の利用効率を高めることができる。よって、面光源装置８１の輝度を向上させることができる。特に、左側用光源４１ａ、右側用光源４１ｂとしてＬＥＤ光源を用いる場合には、このような導光板を用いるのが好ましい。

なお、図１４の導光板３２ａ、３２ｂでは、光導入部８２は設けていないが、導光板３２ａ、３２ｂの端に光導入部８２を設けてあっても差し支えない。

図１５は、実施形態３の面光源装置８１に用いる導光板３２ａ（又は導光板３２ｂ）のさらに他例を示す斜視図である。図１５の導光板３２ａ（又は導光板３２ｂ）では、各左側用光源４１ａ（又は各右側用光源４１ｂ）に対応する位置において、略半円錐台形状をした膨出部９１を光移行部８４の斜面８８に設けている。膨出部９１の外周面には、多数のＶ溝９２を連続的に形成している。このような導光板３２ａ、３２ｂでは、導光板３２ａ、３２ｂに垂直な方向から見たとき、各Ｖ溝９２が各光源４１ａ、４１ｂを中心として放射状に並ぶので、光導入部８２に入射した光を導光板本体８３へ導光させる途中で斜面８８から漏れる光をより少なくでき、光の利用効率を一層高めることができる。

（第４の実施形態）
図１６は、本発明の実施形態４による面光源装置９６の概略断面図である。この面光源装置９６では、前面側の導光板３２ａを実施形態３の面光源装置３１の場合とは表裏を反対にしている。その他の点については、実施形態３の場合と同様である。

実施形態４の面光源装置９６でも、図１７（Ａ）に示すように斜面８８からの漏れ光を再利用することで光の利用効率を高めることができ、面光源装置９６の輝度を向上させることができる。

また、図１７（Ｂ）に示すように、傾斜面３４ａ、３４ｂに入射した光を傾斜面３４ａ、３４ｂで全反射させて光吸収部材３５ａ、３５ｂで吸収させることができ、導光板３２ａ、３２ｂ内の戻り光を少なくでき、立体表示装置に用いたときにクロストークを低減して立体画像を鮮明にできる。さらに、図１７（Ｃ）に示すように、光吸収部材３５ａ、３５ｂで光が吸収されない場合でも、光吸収部材３５ａ、３５ｂで反射した光を傾斜面３４ａ、３４ｂから外部へ出射させることができ、導光板３２ａ、３２ｂ内の戻り光を一層少なくでき、立体表示装置に用いたときにクロストークを低減して立体画像を鮮明にできる。

また、この面光源装置９６でも、導光板３２ａ、３２ｂの前面又は裏面に光吸収部材３５ａ、３５ｂを設けているので、傾斜面に光吸収部材を設ける場合と比較して、光吸収部材３５ａ、３５ｂによる光吸収能を安定させることができ、面光源装置９６の生産性を向上させることができる。

（第５の実施形態）
図１８は、実施形態５による面光源装置を構成する導光板３２ａ又は３２ｂの斜視図である。この導光板３２ａ、３２ｂでは、傾斜面３４ａ、３４ｂに断面鋸歯状の凹凸パターン１０１を形成している。凹凸パターン１０１は、断面Ｖ字状の山形突起を傾斜面３４ａ、３４ｂの幅方向に沿って一定ピッチごとに配列したものであり、各山形突起は傾斜面３４ａ、３４ｂの傾斜方向に沿って均一な断面形状を有している。また、この凹凸パターン１０１を構成する山形突起は頂角が４５°よりも小さな鋭角の突起となっている。

このような導光板３２ａ、３２ｂによれば、凹凸パターン１０１を構成する山形突起の一方の斜面に入射した光はその斜面で全反射して対向する他方の斜面へ入射し、他方の斜面から導光板３２ａ、３２ｂの外部へ出射される。よって、実施形態５によれば、傾斜面３４ａ、３４ｂで反射して戻る戻り光をより一層少なくでき、クロストークを低減できる。

なお、上記各実施形態においては、ほぼ均一な厚みを有する平板状の導光板を示したが、上記導光板３２ａ、３２ｂは、楔形をした導光板（図１参照）であってもよい。

（参考例）
第５の実施形態で説明したように導光板の端面に断面鋸歯状の凹凸パターンを設けるだけでも戻り光を低減させてクロストークを抑制することができる。したがって、第１の導光板と、前記第１の導光板の一方の端面に対向させて配置された光源と、第２の導光板と、前記第２の導光板の一方の端面に対向させて配置された光源とを備え、前記第１の導光板と前記第２の導光板を重ね合わせて導光体を構成された面光源装置において、前記第１の導光板と第２の導光板にうち少なくとも一方の導光板における光源配置側の端面と反対側に位置する端面に、断面鋸歯状の凹凸パターンを設けた面光源装置であっても、戻り光を低減させてクロストークを抑制することができる。

たとえば、図１９（Ａ）に示す導光板３２ａ、３２ｂでは、光入射端面３３ａ、３３ｂと対向する端面を傾斜面３４ａ、３４ｂとし、傾斜面３４ａ、３４ｂに断面鋸歯状の凹凸パターン１０１を形成している（導光板３２ａ、３２ｂの前面にも裏面にも光吸収部材は設けない）。なお、この凹凸パターン１０１の表面には、図１９（Ｂ）に示すように、光吸収部材３５ａ、３５ｂを塗布してもよい。

また、図２０（Ａ）に示す導光板３２ａ、３２ｂでは、光入射端面３３ａ、３３ｂと平行な端面に断面鋸歯状の凹凸パターン１０１を形成している。なお、図２０（Ｂ）に示すように、この凹凸パターン１０１の形成された位置において導光板３２ａ、３２ｂの前面又は裏面に光吸収部材３５ａ、３５ｂを塗布してもよい。

３１、７１、８１、９６ 面光源装置
３２ａ、３２ｂ 導光板
３４ａ、３４ｂ 傾斜面
３５ａ、３５ｂ 光吸収部材
３８ａ 左側照明光
３８ｂ 右側照明光
４０ 反射部材
４１ａ 左側用光源
４１ｂ 右側用光源
４５ａ、４５ｂ フレキシブルプリント基板
５１ 立体表示装置
５２ リムシート
５３ 光学シート
５４ 液晶パネル
５５ａ 左眼
５５ｂ 右眼
８２ 光導入部
８３ 導光板本体
８４ 光移行部

Claims (8)

1. 第１の導光板と、
   前記第１の導光板の一方の端面に対向させて配置された光源と、
   第２の導光板と、
   前記第２の導光板の一方の端面に対向させて配置された光源とを備え、
   前記第１の導光板と前記第２の導光板を重ね合わせて導光体を構成された面光源装置において、
   前記第１の導光板と前記第２の導光板のうち少なくとも一方の導光板における光源配置側の端面と反対側に位置する端面が、当該導光板の表裏両面に対して垂直な面から傾くように傾斜した傾斜面となり、当該導光板の表面又は裏面のうち前記傾斜面と対向する領域に光吸収部材が設けられているとともに、前記傾斜面が前記光吸収部材から露出していることを特徴とする面光源装置。
2. 前記第１の導光板における光源配置側の端面と前記第２の導光板における光源が配置されていない側の端面とが同じ側に位置し、かつ、前記第１の導光板における光源が配置されていない側の端面と前記第２の導光板における光源配置側の端面とが同じ側に位置するようにして、前記第１の導光板と前記第２の導光板とが重ね合わされていることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
3. 前記傾斜面の傾斜角が１５°以上６５°以下であることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
4. 前記第１の導光板及び前記第２の導光板は、発光領域となる導光板本体よりも厚さの大きな部分をそれぞれ光源配置側の端面の近傍に有し、前記導光板本体よりも厚さの大きな部分から前記導光板本体に向けて次第に厚さが変化する傾斜領域を前記導光板本体よりも厚さの大きな部分と前記導光板本体との中間に有していることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
5. 前記第１の導光板及び前記第２の導光板における光源配置側の端面に沿ってそれぞれ前記光源を複数個配置し、前記光源のそれぞれに対応させて前記傾斜領域の表面に、Ｖ溝を放射状に配列させたパターン領域を形成したことを特徴とする、請求項４に記載の面光源装置。
6. 前記第１の導光板における前記導光板本体よりも厚さの大きな部分は、前記第２の導光板と対向する側の面において前記第１の導光板の導光板本体から突出し、
   前記第２の導光板における前記導光板本体よりも厚さの大きな部分は、前記第１の導光板と対向する側の面において前記第２の導光板の導光板本体から突出していることを特徴とする、請求項４に記載の面光源装置。
7. 前記傾斜面には、断面鋸歯状の凹凸パターンが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
8. 請求項１に記載した面光源装置の前方に、光学シート及び液晶パネルを配置したことを特徴とする立体表示装置。

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