JP7016456B1 - 面状照明装置 - Google Patents

Abstract

実施形態の面状照明装置（１）は、基板（２）と、第１のリニアフレネルレンズ（５、５ａ）と、第２のリニアフレネルレンズ（５、５ｂ）とを備える。前記基板（２）は、複数の光源（３）が格子状に２次元に配置される。前記第１のリニアフレネルレンズ（５、５ａ）は、前記複数の光源（３）の出射側に配置され、レンズの凹凸面を構成する溝（５ｃ）が一の方向に延びる。前記第２のリニアフレネルレンズ（５、５ｂ）は、前記第１のリニアフレネルレンズ（５、５ａ）の出射側に配置され、レンズの凹凸面を構成する溝（５ｄ）が前記一の方向と直交する方向に延びる。

Description

本発明は、面状照明装置に関する。

ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）等のバックライトとして用いられる面状照明装置には、高輝度、高コントラスト、高輝度均一性、低消費電力、薄型、ローカルディミング対応といった性能・機能が要求される。特に、表示画面をユーザが直接に見るクラスターやＣＩＤ（Center Information Display）などのディスプレイに比べ、ヘッドアップディスプレイのバックライトでは１００倍程度の高輝度のものが要求されるため、高輝度の実現は重要である。

一方、ヘッドアップディスプレイ用の直下型のバックライトがいくつかの文献に開示されている（例えば、特許文献１～５等を参照）。

特開２００９－１６９３９９号公報 特開２０１９－２０７０４号公報 特開２００７－８７７９２号公報 特開２０１２－２０３１７６号公報 特開２０１６－２１８３９１号公報

しかしながら、前述の高輝度、高コントラスト、高輝度均一性、低消費電力、薄型、ローカルディミング対応といった性能・機能のいくつかを同時に満たすのは困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高輝度、高コントラスト、高輝度均一性、低消費電力、薄型、ローカルディミング対応といった性能・機能のいくつかを同時に満たすことのできる面状照明装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、基板と、第１のリニアフレネルレンズと、第２のリニアフレネルレンズとを備える。前記基板は、複数の光源が格子状に２次元に配置される。前記第１のリニアフレネルレンズは、前記複数の光源の出射側に配置され、レンズの凹凸面を構成する溝が一の方向に延びる。前記第２のリニアフレネルレンズは、前記第１のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、レンズの凹凸面を構成する溝が前記一の方向と直交する方向に延びる。前記第１のリニアフレネルレンズは、格子状に２次元に配置された前記複数の光源の行または列の一方に対応して設けられ、対応する光源の行または列のセグメント毎にシリンダ状の凸レンズがフレネルレンズとされたプリズム構造を有する。前記第２のリニアフレネルレンズは、前記行または列の他方に対応して設けられ、対応する光源の行または列のセグメント毎にシリンダ状の凸レンズがフレネルレンズとされたプリズム構造を有する。

本発明の一態様に係る面状照明装置は、高輝度、高コントラスト、高輝度均一性、低消費電力、薄型、ローカルディミング対応といった性能・機能のいくつかを同時に満たすことができる。

図１は、ヘッドアップディスプレイシステムの構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態にかかる面状照明装置１の正面図である。 図３は、面状照明装置の図２におけるＡ－Ａ断面図である。 図４は、コンデンサレンズの両面に施された溝の概略図である。 図５は、コンデンサレンズの入射側の断面構成の例を示す図である。 図６は、面状照明装置の他の構成例を示すＡ－Ａ断面図である。 図７は、コンデンサレンズのそれぞれの片面に施された溝の概略図である。 図８Ａは、コンデンサレンズによる水平方向の光線の屈折の様子を示す図である。 図８Ｂは、水平方向の光の光度の指向特性の例を示す図である。 図９Ａは、コンデンサレンズによる垂直方向の光線の屈折の様子を示す図である。 図９Ｂは、垂直方向の光の光度の指向特性の例を示す図である。 図１０は、フィールドレンズの入射側の断面構成の例を示す図である。 図１１は、フィールドレンズによる水平方向の光線の屈折の様子を示す図である。 図１２は、フィールドレンズの他方の面に設けられたドットを示すための拡大図である。 図１３は、フィールドレンズの出射側の表面構成の例を示す図である。 図１４は、第２の実施形態にかかる面状照明装置の断面図である。 図１５は、第１のフィールドレンズの両面に施された溝の概略図である。 図１６は、第１のフィールドレンズの入射側の断面構成の例を示す図である。 図１７は、第１のフィールドレンズを通過した後の水平方向および垂直方向の光の光度の指向特性の例を示す図である。 図１８は、第２のフィールドレンズを通過した後の水平方向および垂直方向の光の光度の指向特性の例を示す図である。 図１９は、第３の実施形態にかかる面状照明装置の断面図である。 図２０は、フィールドレンズの入射側の構造を示す図である。 図２１は、フィールドレンズの出射側の構造を示す図である。 図２２は、フィールドレンズの他の例を示す図である。 図２３は、第４の実施形態にかかる面状照明装置のＸ軸方向（水平方向）に沿った断面図である。 図２４は、第４の実施形態にかかる面状照明装置のＹ軸方向（垂直方向）に沿った断面図である。 図２５は、コンデンサレンズの出射側の面による垂直方向の光線の屈折の様子を示す図である。 図２６は、フィールドレンズによる水平方向の光線の屈折の様子を示す図である。 図２７は、フィールドレンズの入射側の面のレンチキュラーレンズの拡大断面図である。 図２８は、第５の実施形態にかかる水平方向の光線の屈折の様子を示す図である。 図２９は、光源３の出射光の広がりの角度とプリズムピッチおよびプリズム高さとの関係の例を示す図である。

以下、実施形態に係る面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。

（システム構成）
図１は、ヘッドアップディスプレイシステム１００の構成例を示す図である。図１において、自動車に搭載されるヘッドアップディスプレイシステム１００の場合、自動車の進行方向は図における左方向（Ｙ軸の正方向）である。

図１において、面状照明装置１の出射光は液晶パネル１０１を通過した後（Ｌ１）、ミラー１０２により反射され（Ｌ２）、凹面鏡１０３に導かれる。凹面鏡１０３から反射された光（Ｌ３）は、自動車のフロントガラス等のスクリーン１０４に照射され、その反射光（Ｌ４）が運転者等のアイボックス（視点）ＥＢに入り、液晶パネル１０１において描画された画像が虚像として認識される。なお、Ｘ軸方向に「Ｈ（水平方向）」、Ｙ軸方向に「Ｖ（垂直方向）」が併記されているのは、後述するように、アイボックスＥＢから見た虚像の水平方向・垂直方向と面状照明装置１の出射面の方向との対応を示すためである。

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態にかかる面状照明装置１の正面図である。便宜上、面状照明装置１の発光面がＸ－Ｙ平面内にあり、面状照明装置１の厚み方向をＺ方向としている。また、ヘッドアップディスプレイ用の照明としてスクリーン等に反射されて利用者から見える使用状態においては、既に図１において示されたように、Ｘ軸方向が水平方向（Ｈ）に対応し、Ｙ軸方向が垂直方向（Ｖ）に対応する。なお、以下では、スクリーン等に反射されて利用者から見える使用状態における水平方向を単に「水平方向」と記載し、スクリーン等に反射されて利用者から見える使用状態における垂直方向を単に「垂直方向」と記載する場合がある。

図２において、面状照明装置１は、略長方形状の板状の外形を有しており、フレーム７の開口７ａの内側から光が出射するようになっている。開口７ａのサイズは、例えば、Ｘ軸方向が４２ｍｍ、Ｙ軸方向が２１ｍｍとなる。なお、面状照明装置１の外形は図示のものに限られない。また、フレーム７は省略される場合もある。

図３は、面状照明装置１の図２におけるＡ－Ａ断面図である。図３において、放熱性に優れたアルミニウム等により形成される基板２の上には、適宜に絶縁が施された上で、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等による複数の光源３が格子状に２次元に配置されている。個々の光源３は個別に駆動が行われ、いわゆるローカルディミングに対応することができる。

基板２の光源３が配置される出射側には、複数の光源３の個々を囲む４つの反射面４ａを有するリフレクタ４が配置されている。リフレクタ４の周縁は反射面４ａの高さよりも厚い枠状となっており、反射面４ａの先端側には空間が設けられている。なお、反射面４ａの先端側に空間を設けずに、後述するコンデンサレンズ５に接するまで反射面４ａが延在するようにしてもよい。リフレクタ４は、樹脂等により形成されている。なお、リフレクタ４は省略される場合もある。

リフレクタ４の出射側には、コンデンサレンズ５が配置されている。コンデンサレンズ５の図における下側の入射側の面５ａには、レンズの凹凸面を構成する溝が一の方向（本実施形態では図の奥行方向（Ｙ軸方向））に延びる第１のリニアフレネルレンズが形成されている。また、コンデンサレンズ５の図における上側の出射側の面５ｂには、レンズの凹凸面を構成する溝が面５ａの一の方向と直交する方向（本実施形態では図の左右方向（Ｘ軸方向））に延びる第２のリニアフレネルレンズが形成されている。

コンデンサレンズ５の出射側には、配光を変えるとともに、光の拡散を行うフィールドレンズ６が配置されている。フィールドレンズ６は、ここでは、水平方向への配光を変えることを想定しており、フィールドレンズ６の図における下側の面６ａに形成された、図の奥行方向（Ｙ軸方向）に溝が延びるプリズムから形成されている。フィールドレンズ６の図における上側の面６ｂには、光を拡散する微小なドットが全面にわたって形成されている。図３において、フレーム７は、断面ではなく、開口７ａ（図２）の端部が見えている。コンデンサレンズ５またはフィールドレンズ６の一方の周縁は厚みのある枠状となっており、周縁以外ではコンデンサレンズ５とフィールドレンズ６との間に隙間が設けられている。コンデンサレンズ５またはフィールドレンズ６とは別に、コンデンサレンズ５とフィールドレンズ６との間に枠状のスペーサが設けられるようにしてもよい。

図４は、コンデンサレンズ５の両面に施された溝５ｃ、５ｄの概略図である。コンデンサレンズ５の下側（入射側）の面５ａには、第１のリニアフレネルレンズを構成するＹ軸方向に延びる溝５ｃが形成されている。コンデンサレンズ５の上側（出射側）の面５ｂには、第２のリニアフレネルレンズを構成するＸ軸方向に延びる溝５ｄが形成されている。図５は、コンデンサレンズ５の入射側の断面構成の例を示す図である。コンデンサレンズ５の入射側の面５ａは、光源３（図３）に対応するセグメント毎に、シリンダ状の凸レンズをフレネルレンズとしたプリズム構造を有しており、図の奥行き方向（Ｙ軸方向）に延びる溝を有している。隣り合うセグメント間のセグメント境界ＢＬにおいて、プリズムの角度が反転している。コンデンサレンズ５の出射側においても、溝の延びる方向は直交するものとなるが、同様のプリズム構造が設けられている。

第１および第２のリニアフレネルレンズは、直下に配置される光源３（図３）のピッチ（第１のリニアフレネルレンズはＸ軸方向のピッチ、第２のリニアフレネルレンズはＹ軸方向のピッチ）に合わせて溝が周期的に形成さている。そして、組立時において、Ｙ軸方向とＸ軸方向とのそれぞれについて、光源３の真上にレンズの中心が位置するようにコンデンサレンズ５は配置される。個々の光源の位置に合わせた光源の数の円環状のフレネルレンズを形成するのは難しいが、直線状に並ぶ複数の光源に合わせて列または行単位で直線状のリニアフレネルレンズを形成するのは比較的容易である。リニアフレネルレンズを透明な基材の両面に直交するように形成することで、一方のリニアフレネルレンズのレンズの中心と他方のリニアフレネルレンズのレンズの中心との交点が、光源の中心に対応するフレネルレンズとして作用する。

図６は、面状照明装置１の他の構成例を示すＡ－Ａ断面図である。図６においては、図３の構成と比較して、コンデンサレンズ５が２枚のコンデンサレンズ５１、５２により構成されている点が異なり、他の構成は同様である。なお、コンデンサレンズ５１の下側の面５１ａと上側の面５１ｂのいずれにフレネルレンズの溝を設けるかと、コンデンサレンズ５２の下側の面５２ａと上側の面５２ｂのいずれにフレネルレンズの溝を設けるかとの組み合わせにより、いくつかのパターンがある。コンデンサレンズ５１、５２の一方の周縁は厚みのある枠状となっており、周縁以外ではコンデンサレンズ５１、５２の間に隙間が設けられている。コンデンサレンズ５１、５２とは別に、コンデンサレンズ５１、５２の間に枠状のスペーサが設けられるようにしてもよい。

図６のような構成によれば、透明な基材の片面にリニアフレネルレンズを構成するため、製造がより容易となる。また、光源のＸ軸方向のピッチとＹ軸方向のピッチとが同じ場合には、１種類の大き目のリニアフレネルレンズを製造し、そこから方向を変えて切り出して使用すればよいため、製造がより容易となる。

図７は、コンデンサレンズ５１、５２のそれぞれの片面に施された溝５１ｃ、５２ｃの概略図である。図７において、下側のコンデンサレンズ５１の下側の面５１ａには、Ｙ軸方向に延びる溝５１ｃが設けられ、上側のコンデンサレンズ５２の上側の面５２ｂには、Ｘ軸方向に延びるフレネルレンズの溝５２ｃが設けられている。

図８Ａは、コンデンサレンズ５による水平方向の光線の屈折の様子を示す図である。すなわち、図８Ａは使用時における水平方向（Ｘ、Ｈ）および出射面の法線方向（Ｚ）に沿った断面内における光の挙動を示している。フィールドレンズ６については図示が省略されている。図８Ａにおいて、光源３から出た破線で示される光は、コンデンサレンズ５の下側の面５ａに設けられたＹ軸方向に延びる溝から凹凸面が形成される第１のリニアフレネルレンズによってＸ－Ｚ面内で屈折し、略平行光となる。なお、出射面の法線方向に沿った平行光としているが、出射面の法線方向に対して所定の傾斜をもった平行光であってもよい。コンデンサレンズ５の上側の面５ｂに設けられたＸ軸方向に延びる溝から凹凸面が形成される第２のリニアフレネルレンズは、水平方向には作用しないため、略平行光となった光はそのまま出射される。図８Ｂは、水平方向の光の光度の指向特性の例を示す図であり、ピークの半分程度の強度を維持する角度範囲（１／２ビーム角）は１０°程度となっている。

図９Ａは、コンデンサレンズ５による垂直方向の光線の屈折の様子を示す図である。すなわち、図９Ａは使用時における垂直方向（Ｙ、Ｖ）および出射面の法線方向（Ｚ）に沿った断面内における光の挙動を示している。フィールドレンズ６については図示が省略されている。図９Ａにおいて、光源３から出た破線で示される光は、コンデンサレンズ５の下側の面５ａに設けられた第１のリニアフレネルレンズによっては強く屈折されず、ほぼそのままコンデンサレンズ５の内部に進む。そして、コンデンサレンズ５の上側の面５ｂに設けられたＸ軸方向に延びる溝から凹凸面が形成される第２のリニアフレネルレンズによってＹ－Ｚ面内で屈折し、略平行光となって出射される。なお、出射面の法線方向に沿った平行光としているが、出射面の法線方向に対して所定の傾斜をもった平行光であってもよい。図９Ｂは、垂直方向の光の光度の指向特性の例を示す図であり、ピークの半分程度の強度を維持する角度範囲（１／２ビーム角）は１０°程度となっている。

次に、図１０は、フィールドレンズ６の入射側の断面構成の例を示す図である。図１０において、フィールドレンズ６の入射側の面６ａの一断面はリング状の凹レンズをフレネルレンズとしたのと同等のプリズム構造を有しており、これがリニアプリズムとなって、図の奥行き方向（Ｙ軸方向）に延びる溝を有している。プリズムの傾斜角度は、中心から遠ざかるにつれて急になっていく。

図１１は、フィールドレンズ６による水平方向の光線の屈折の様子を示す図である。すなわち、図１１は使用時における水平方向（Ｘ、Ｈ）および出射面の法線方向（Ｚ）に沿った断面内における光の挙動を示している。図１に示されたようなヘッドアップディスプレイ等にあっては、液晶パネル１０１のバックライトとしての面状照明装置１からの光がミラー１０２や凹面鏡１０３を介してスクリーン１０４上で反射されて利用者の目に入る。凹面鏡１０３で反射された光は内側に光軸が傾けられるため、凹面鏡１０３からの出射光として必要とされる光軸の角度範囲を確保するためには、中心に対して外側の光軸が外側に傾斜された光を面状照明装置１から供給する必要がある。なお、光軸は、１つの光源や微小な部分から出る光（平行光であるか放射光であるかを問わない）のうち最も強度の高い方向に沿った軸である。そこで、面状照明装置１の中心からの水平方向の距離に応じて光軸を水平方向の外側に傾斜させるようにしている。これにより、凹面鏡１０３の出射光として必要とされる光軸の角度範囲を確保することができ、虚像の端部が見えなくなってしまうことを防止することができる。

なお、垂直方向についても凹面鏡１０３の曲率に応じて、外側の光軸を外側に傾斜させる必要があるが、一般に水平方向に対して垂直方向の光軸の傾斜は小さくてすむため、この実施形態では略平行光としている。垂直方向の光軸についても傾斜が必要となる場合には、垂直方向の光軸についても傾斜が行われる。垂直方向の光軸を傾斜させる例については後述する。なお、光軸の傾斜については、中心が略平行光でなく所定の方向に傾斜していてもよく、その両側では、中心の傾斜に対して外側に傾斜するようになっていればよい。

図１１の下側は、図３と同様に面状照明装置１の断面構成を示しており、面状照明装置１の中心付近の２つの光源３については傾斜角度は０°、その隣から傾斜角度を２°、その隣は傾斜角度を４°というように変化させている。図示の傾斜角度の数値はあくまでも例示である。なお、傾斜角度は、フィールドレンズ６を構成するプリズムの形状によって決定される。

図１１において、中心付近の領域Ｒ１では、傾斜角度が０°となっており、図の上側に拡大図で示されるように、フィールドレンズ６の正面方向（法線方向）に光が出射する。中心から左側に位置する領域Ｒ２では、傾斜角度が６°となっており、図の上側に拡大図で示されるように、フィールドレンズ６の正面方向に対して左側に傾斜した光が出射する。中心から右側に位置する領域Ｒ３では、傾斜角度が６°となっており、図の上側に拡大図で示されるように、フィールドレンズ６の正面方向に対して右側に傾斜した光が出射する。なお、図１１では１個の光源３ごとに傾斜角度を変えているが、複数の光源３を含む領域ごとに傾斜角度を変えるようにしてもよい。

次に、図１２は、フィールドレンズ６の他方の面６ｂに設けられたドット６ｃを示すための拡大図（図１１における領域Ｒの拡大図）である。図１３は、フィールドレンズ６の出射側の表面構成の例を示す図である。図１２および図１３において、フィールドレンズ６の図における上側の面６ｂには、レーザ加工等により形成された金型等から形成される微小なドット６ｃが形成されている。微小なドット６ｃにより、通過する光が拡散し、輝度均一性を高める。

ドット６ｃについては、例えば、６方配列とし、ドット外形を３５μｍとし、ドット接触角を５°、１０°、１５°、２０°とした場合についてシミュレーションを行った。なお、ドット接触角を５°、１０°、１５°、２０°のそれぞれにおけるドット高さは０．８μｍ、１．５μｍ、２．３μｍ、３．１μｍである。

シミュレーションの結果、ドット接触角が大きい方（例えば、ドット接触角１０°よりも１５°）が、輝度均一性が高くなり、配光角度も広くなる。また、光源３の同じ消費電力に対しては、ドット接触角が小さい方（例えば、ドット接触角１５°よりも１０°）が、平均輝度が高くなることが確認された。フィールドレンズ６は、他方の面６ｂに設けられるドットの代わりに、フィールドレンズ６とは別体の一般的な拡散シートを用いても良い。

（第２の実施形態）
図３で示された第１の実施形態では、コンデンサレンズ５を通ってほぼ平行とされた光がフィールドレンズ６によって水平方向に配光が調整されるものであったが、コンデンサレンズ５の出射光の配光が狭すぎる場合、輝度均一性が悪化する場合がある。すなわち、中心部分に比べ、周辺部の輝度が低下し過ぎてしまう場合がある。そこで、第２の実施形態では、コンデンサレンズ５の出射光の水平方向および垂直方向の配光を広げるようにしている。

図１４は、第２の実施形態にかかる面状照明装置１の断面図である。図１４においては、図３におけるフィールドレンズ６がそのまま第２のフィールドレンズ６２となり、コンデンサレンズ５と第２のフィールドレンズ６２との間に第１のフィールドレンズ６１が配置されている。第１のフィールドレンズ６１の図における下側の入射側の面６１ａには、レンズの凹凸面を構成する溝が一の方向（本実施形態では図の奥行方向（Ｙ軸方向））に延びる第１のレンチキュラーレンズが形成されている。また、フィールドレンズ６１の図における上側の出射側の面６１ｂには、レンズの凹凸面を構成する溝が面６１ａの一の方向と直交する方向（本実施形態では図の左右方向（Ｘ軸方向））に延びる第２のレンチキュラーレンズが形成されている。レンチキュラーレンズは、断面形状がかまぼこ状の線状のレンズである。第２のフィールドレンズ６２は、入射側の面６２ａに配光を変えるプリズム構造があり、出射側の面６２ｂにドットが形成されているのは、図３におけるフィールドレンズ６と同様である。また、図６と同様にコンデンサレンズ５をコンデンサレンズ５１、５２の２重構成としてもよい。

図１５は、第１のフィールドレンズ６１の両面に施された溝６１ｃ、６１ｄの概略図である。フィールドレンズ６１の下側（入射側）の面６１ａには、第１のレンチキュラーレンズを構成するＹ軸方向に延びる溝６１ｃが形成されている。フィールドレンズ６１の上側（出射側）の面６１ｂには、第２のレンチキュラーレンズを構成するＸ軸方向に延びる溝６１ｄが形成されている。図１６は、第１のフィールドレンズ６１の入射側の断面構成の例を示す図である。第１のフィールドレンズ６１の入射側の面６１ａは、断面形状がかまぼこ状（Ｒ形状）の線状の第１のレンチキュラーレンズを有している。第１のフィールドレンズ６１の出射側においても、溝の延びる方向は直交するものとなるが、同様の構造の第２のレンチキュラーレンズが設けられている。

図１７は、第１のフィールドレンズ６１を通過した後の水平方向および垂直方向の光の光度の指向特性の例を示す図である。第１のフィールドレンズ６１の入射側の第１のレンチキュラーレンズは水平方向（Ｈ）に作用し、出射側の第２のレンチキュラーレンズは垂直方向（Ｖ）に作用する。レンチキュラーレンズは線状の凸レンズの集合体であり、コンデンサレンズ５から入射されたほぼ平行な光は集光され、交差して広がりをもった光となる。図１７によれば、コンデンサレンズ５からの水平方向の光の１／２ビーム角１０°（図８Ｂ）が３０°に、垂直方向の光の１／２ビーム角１０°（図９Ｂ）が１３°に広がっている。

次いで、第１のフィールドレンズ６１を通過した光は第２のフィールドレンズ６２によって水平方向に配光が調整される。図１８は、第２のフィールドレンズ６２を通過した後の水平方向および垂直方向の光の光度の指向特性の例を示す図である。図１８によれば、第１のフィールドレンズ６１からの水平方向の光の１／２ビーム角３０°（図１７）が３１°に若干広がっている。垂直方向の光の１／２ビーム角は１３．０°のまま変わらない。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第２の実施形態が改良されたものであり、第２の実施形態（図１４）におけるフィールドレンズ６１、６２の主要な機能を１つのフィールドレンズ６３で実現し、主要な部品の点数削減を行いやすくしたものである。

図１９は、第３の実施形態にかかる面状照明装置１の断面図である。図１９において、図１４と異なるのは、フィールドレンズ６１、６２がフィールドレンズ６３と拡散板６４とに変更になっている点である。すなわち、フィールドレンズ６１の出射側が面状照明装置１の出射面のほぼ全面にわたる凹状となることで、フィールドレンズ６２の入射側のプリズム構造を不要としたものである。また、フィールドレンズ６２の出射側に設けられていた拡散用のドットは、拡散板６４に置き換えられている。なお、拡散板６４は、フレーム７の外側に移動してもよいし、拡散の必要がない場合には省略してもよい。

図２０は、フィールドレンズ６３の入射側の構造を示す図であり、図２１は、フィールドレンズ６３の出射側の構造を示す図である。図２０および図２１において、フィールドレンズ６３の入射側の平坦な面６３ａには断面形状がかまぼこ状のレンチキュラーレンズがＹ軸方向に延びるように設けられている。また、フィールドレンズ６３の出射側の面６３ｂはＸ－Ｚ面内で凹形状となっており、その上にＸ軸方向に延びるように断面形状がかまぼこ状のレンチキュラーレンズが設けられている。なお、フィールドレンズ６３の出射側の面が凹状になる場合について説明したが、入射側の面が凹状（出射側の面は平坦）となるようにしてもよい。更に、フィールドレンズ６３の入射側と出射側との両方の面が凹状となるようにしてもよい。図２２は、フィールドレンズ６３の他の例を示す図であり、入射側の面６３ａはＹ－Ｚ面内で凹状となっており、出射側の面６３ｂはＸ－Ｚ面内で凹状となっている。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、１枚目のコンデンサレンズ５の入射側の面５ａで水平方向について略平行光への集光を行い、出射側の面５ｂで垂直方向について集光と光軸の傾斜とを行い、２枚目のフィールドレンズ６の入射側の面６ａで水平方向について光の拡散を行い、出射側の面６ｂで水平方向について光軸の傾斜を行うようにしている。図１のヘッドアップディスプレイシステム１００では、垂直方向よりも水平方向の光軸の傾斜が大きくなるが、水平方向について２段階に分けて無理なく傾斜させることができ、面状照明装置の光が利用されるヘッドアップディスプレイシステムの凹面鏡に対して適切な光軸の制御が行われた光を供給することができる。すなわち、一面のリニアフレネルレンズによってＬＥＤ等の光源３毎の集光と、光軸の大きな傾斜とを実現することは構造上困難であるが、いったん略平行光の集光させた後にリニアプリズムによって光軸の傾斜を行うことで、実現が容易になる。また、水平方向について光の拡散を行うが、垂直方向については必要とされる配光の広がり角が狭く拡散を必要としない場合が多いため、垂直方向の拡散をしない構成としている。

図２３は、第４の実施形態にかかる面状照明装置１のＸ軸方向（水平方向）に沿った断面図である。図２４は、第４の実施形態にかかる面状照明装置１のＹ軸方向（垂直方向）に沿った断面図である。図２３および図２４において、基板２、光源３、リフレクタ４、コンデンサレンズ５、フィールドレンズ６は、図３（第１の実施形態）と同様である。本実施形態では、全幅について図示されている点と、フレーム７が図示されていない点と、フィールドレンズ６の出射側に、Ｙ－Ｚ平面内で光軸に対して傾斜して配置された拡散シート８が設けられている点とが、図３とは異なる。拡散シート８が光軸に対して傾斜して配置されているのは、外光（主に太陽光）の影響を少なくするためである。

図２３および図２４において、コンデンサレンズ５の入射側の面５ａに設けられる水平方向用の第１のリニアフレネルレンズは、図４および図５と同様である。すなわち、コンデンサレンズ５の入射側の面５ａには、水平方向に対してＬＥＤ等の光源３毎に集光するリニアフレネルレンズが設けられている。コンデンサレンズ５による水平方向の光線の屈折の様子は、図８Ａと同様である。

図２３および図２４において、コンデンサレンズ５の出射側の面５ｂに設けられる垂直方向用の第２のリニアフレネルレンズは、溝の向きは図４および図５と同様であるが、ＬＥＤ等の光源３毎に略平行光に集光するだけではなく、使用時における垂直方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における垂直方向の外側に変化させるように、レンズの角度が調整されている。すなわち、出射面の中心では略平行光のままとされ、中心から外側になるにつれ、光軸が外側に傾斜するようになっている。なお、前述のように、光軸の傾斜については、中心が略平行光でなく所定の方向に傾斜していてもよく、その両側では、中心の傾斜に対して外側に傾斜するようになっていればよい。図２５は、コンデンサレンズ５の出射側の面５ｂによる垂直方向の光線の屈折の様子を示す図である。すなわち、図２５は使用時における垂直方向（Ｙ、Ｖ）および出射面の法線方向（Ｚ）に沿った断面内における光の挙動を示している。図２５において、面状照明装置１の中心では略平行光に集光され、その両側では更に外側に光軸が傾斜されるようになっている。なお、フィールドレンズ６については図示が省略されている。

図２３および図２４において、フィールドレンズ６の入射側の面６ａにはＹ軸方向に溝が延びる水平方向用のレンチキュラーレンズが設けられ、水平方向に光を拡散させるようになっている。フィールドレンズ６の出射側の面６ｂにはＹ軸方向に溝が延びる水平方向用のリニアプリズムが設けられ、水平方向について光軸の傾斜を行うようにしている。図２６は、フィールドレンズ６による水平方向の光線の屈折の様子を示す図である。すなわち、図２６は使用時における水平方向（Ｘ、Ｈ）および出射面の法線方向（Ｚ）に沿った断面内における光の挙動を示している。図２６において、出射側の面６ｂのリニアプリズムは、中心においては光軸を傾けず、外側にいくほど光軸の傾斜を大きくするようになっている。

また、入射側の面６ａのレンチキュラーレンズは、中心における拡散による光の広がり角よりも、外側における光の広がり角が大きくなるようになっている。これは、光軸が傾斜した外側の部分における虚像の輝度均一性を高めるためである。すなわち、利用者に向けて指向性の強い光（広がり角の狭い光）が出射される場合、利用者が左右に視線を振った場合に輝度が急激に変化し、視認性が低下してしまう。これは、特に光軸が傾斜する端部において顕著となる。そのため、中心における拡散による光の広がり角よりも、外側における光の広がり角が大きくなるようになっている。これにより、利用者が左右に視線を振っても輝度が急激に変化せず、表示画面の出ているアイボックスへ視線が誘い込まれるため、視認性が高まり、自動車等の運転時での使用に際しても安全性を向上させることができる。

図２７は、フィールドレンズ６の入射側の面６ａのレンチキュラーレンズの拡大断面図であり、レンチキュラーレンズの接触角α（フィールドレンズ６の主面と、Ｒ形状の端部の接線とのなす角）を大きくすることで、光の広がり角を大きくすることができる。すなわち、出射面の中心の接触角αに対し、外側に向かうにつれて接触角αが大きくされている。

上記のフィールドレンズ６の入射側と出射側の構成および機能を入れ替え、または、コンデンサレンズ５の入射側と出射側の構成および機能を入れ替えることもできる。すなわち、１枚目のコンデンサレンズ５の入射側の面５ａで水平方向について略平行光への集光を行い、出射側の面５ｂで垂直方向について集光と光軸の傾斜とを行い、２枚目のフィールドレンズ６の入射側の面６ａで水平方向について光軸の傾斜を行い、出射側の面６ｂで水平方向について光の拡散を行うようにすることができる。また、１枚目のコンデンサレンズ５の入射側の面５ａで垂直方向について集光と光軸の傾斜を行い、出射側の面５ｂで水平方向について略平行光への集光を行い、２枚目のフィールドレンズ６の入射側の面６ａで水平方向について光の拡散を行い、出射側の面６ｂで水平方向について光軸の傾斜を行うようにすることができる。また、１枚目のコンデンサレンズ５の入射側の面５ａで垂直方向について集光と光軸の傾斜を行い、出射側の面５ｂで水平方向について略平行光への集光を行い、２枚目のフィールドレンズ６の入射側の面６ａで水平方向について光軸の傾斜を行い、出射側の面６ｂで水平方向について光の拡散を行うようにすることができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、１枚目のコンデンサレンズ５の入射側の面５ａで水平方向について集光と光軸の傾斜とを行い、出射側の面５ｂで垂直方向について集光と光軸の傾斜とを行い、２枚目のフィールドレンズ６の入射側の面６ａで水平方向について光の拡散を行い、出射側の面６ｂで垂直方向について光の拡散を行うようにしている。これにより、フィールドレンズ６に入る前のコンデンサレンズ５の段階において光軸の傾斜を完了することができ、フィールドレンズ６の機能を光の拡散だけとして、構成を簡略化することができる。

全体構成の概略は図２３および図２４と同様であるが、コンデンサレンズ５およびフィールドレンズ６の構成および機能は若干異なる。コンデンサレンズ５の入射側の面５ａに設けられる水平方向用の第１のリニアフレネルレンズは、ＬＥＤ等の光源３毎に略平行光に集光するだけではなく、使用時における水平方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における水平方向の外側に変化させるように、レンズの角度が調整されている。すなわち、出射面の中心では略平行光のままとされ、中心から外側になるにつれ、光軸が外側に傾斜するようになっている。水平方向における光軸の傾斜がそれほど大きくない場合には、第１のリニアフレネルレンズだけで集光と光軸の傾斜とが可能である。図２８は、第５の実施形態にかかる水平方向の光線の屈折の様子を示す図である。すなわち、図２８は使用時における水平方向（Ｘ、Ｈ）および出射面の法線方向（Ｚ）に沿った断面内における光の挙動を示している。図２８において、フィールドレンズ６については図示が省略されている。図２８において、面状照明装置１の中心では略平行光に集光され、その両側では更に外側に光軸が傾斜されるようになっている。

コンデンサレンズ５の出射側の面５ｂに設けられる垂直方向用の第２のリニアフレネルレンズは、第４の実施形態と同様に、ＬＥＤ等の光源３毎に略平行光に集光するだけではなく、使用時における垂直方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における垂直方向の外側に変化させるように、レンズの角度が調整されている。光の屈折の様子は、図２５と同様である。すなわち、出射面の中心では略平行光のままとされ、中心から外側になるにつれ、光軸が外側に傾斜するようになっている。なお、前述のように、光軸の傾斜については、中心が略平行光でなく所定の方向に傾斜していてもよく、その両側では、中心の傾斜に対して外側に傾斜するようになっていればよい。

フィールドレンズ６の入射側の面６ａには、第４の実施形態と同様に、Ｙ軸方向に溝が延びる水平方向用のレンチキュラーレンズが設けられ、水平方向に光を拡散させるようになっている。フィールドレンズ６の出射側の面６ｂにはＸ軸方向に溝が延びる垂直方向用のレンチキュラーレンズが設けられ、垂直方向に光を拡散させるようになっている。

上記のフィールドレンズ６の入射側と出射側の構成および機能を入れ替え、または、コンデンサレンズ５の入射側と出射側の構成および機能を入れ替えることもできる。すなわち、１枚目のコンデンサレンズ５の入射側の面５ａで水平方向について集光と光軸の傾斜とを行い、出射側の面５ｂで垂直方向について集光と光軸の傾斜とを行い、２枚目のフィールドレンズ６の入射側の面６ａで垂直方向について光の拡散を行い、出射側の面６ｂで水平方向について光の拡散を行うようにすることができる。また、１枚目のコンデンサレンズ５の入射側の面５ａで垂直方向について集光と光軸の傾斜とを行い、出射側の面５ｂで水平方向について集光と光軸の傾斜とを行い、２枚目のフィールドレンズ６の入射側の面６ａで水平方向について光の拡散を行い、出射側の面６ｂで垂直方向について光の拡散を行うようにすることができる。また、１枚目のコンデンサレンズ５の入射側の面５ａで垂直方向について集光と光軸の傾斜とを行い、出射側の面５ｂで水平方向について集光と光軸の傾斜とを行い、２枚目のフィールドレンズ６の入射側の面６ａで垂直方向について光の拡散を行い、出射側の面６ｂで水平方向について光の拡散を行うようにすることができる。

（第６の実施形態）
次に、前述した各実施形態で使用されるリニアフレネルレンズのプリズムピッチに対するプリズム高さを相対的に低くする工夫について説明する。図２９は、光源３の出射光の広がりの角度とプリズムピッチおよびプリズム高さとの関係の例を示す図である。図２９において、基板２上に配置された１つの光源３から、所定の角度の広がりの配光で光が出射し、コンデンサレンズ５の面５ａに形成されたリニアフレネルレンズの１セグメント分の領域内に光が入射する様子を示している。また、リニアフレネルレンズの一部のプリズムが拡大して示されており、プリズムピッチがａ、プリズム高さがｂとなっている。

ここで、集光（法線方向に平行な光への変換）を行う凸レンズに対応するリニアフレネルレンズでは、セグメントの中心ではプリズムピッチａに対するプリズム高さｂは相対的に小さいが、セグメントの端部ではプリズムピッチａに対するプリズム高さｂは相対的に大きくなる。また、同じリニアフレネルレンズのパターンのまま、光源３からの入射光の広がりの角度が大きくなると、より中心から遠い部分まで１セグメント内として使用されるようになるため、セグメントの端部におけるプリズム高さｂはより大きくなる。プリズム高さｂが大きくなることは、リニアフレネルレンズが厚くなったり、光を屈折しなければならない角度が大きくなって光効率が低下したりして好ましくない。

そこで、光源３からの出射光の広がりの角度を、例えば、略９０°以下（法線方向を基準にして略－４５°以下～略＋４５°以下）に設定し、セグメントの端部におけるプリズムピッチａに対するプリズム高さｂを相対的に小さく、ａ＞ｂとする。すなわち、ａ＞ｂを満たすような、中心部分のみを１セグメントとして使用する。

前述のように、ヘッドアップディスプレイのバックライトでは通常のディスプレイのバックライトの１００倍程度の高輝度のものが要求されることから、ＬＥＤ等の光源３にも高輝度のものが要求される。この点、高輝度のＬＥＤ等は、配光の角度が狭く、出射光の広がりの角度が９０°以下のものが多いため、上述のプリズム高さｂを小さくする上で光源３からの出射光の広がりの角度を狭くすることに都合がよい。従って、光源３の出射光の広がりの角度を略９０°以下に設定し、プリズムピッチａおよびプリズム高さｂがａ＞ｂを満たすようにすることにより、リニアフレネルレンズの薄型化を図ることができるとともに、光効率の向上、更には高輝度化を図ることができる。

なお、コンデンサレンズ５の面５ａ（図３）に形成されたリニアフレネルレンズについて説明したが、コンデンサレンズ５の面５ｂ（図３）や、コンデンサレンズ５１の面５１ａやコンデンサレンズ５２の面５２ｂ（図６、図７）に形成されたリニアフレネルレンズや、その他の実施形態に示されたリニアフレネルレンズについても、同様に適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

以上のように、実施形態に係る面状照明装置は、複数の光源が格子状に２次元に配置された基板と、複数の光源の出射側に配置され、レンズの凹凸面を構成する溝が一の方向に延びる第１のリニアフレネルレンズと、第１のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、レンズの凹凸面を構成する溝が一の方向と直交する方向に延びる第２のリニアフレネルレンズとを備える。これにより、高輝度、高コントラスト、高輝度均一性、低消費電力、薄型、ローカルディミング対応といった性能・機能のいくつかを同時に満たすことができる。

すなわち、２つの直交するリニアフレネルレンズにより略平行光や任意に光軸を傾斜させた光へのコリメートが効率よく行われるため、高輝度および高輝度均一性を実現することができる。また、格子状に２次元に配置された複数の光源によりローカルディミングに対応でき、高コントラストを実現することができる。また、高輝度を実現することができることから、従来と同程度の輝度に対しては低消費電力を実現することができる。また、リニアフレネルレンズを用いることにより、薄型を実現することができる。

また、第１のリニアフレネルレンズは、格子状に２次元に配置された複数の光源の行または列の一方に対応して設けられ、第２のリニアフレネルレンズは、行または列の他方に対応して設けられる。これにより、直線状に並ぶ複数の光源に合わせて列または行を単位に直線状のリニアフレネルレンズを形成することは、光源の個々に対して円環状のフレネルレンズを形成する場合に比して、容易に製造が可能であり、低コスト化を実現することができる。

また、一方の面に第１のリニアフレネルレンズが設けられ、他方の面に第２のリニアフレネルレンズが設けられる、コンデンサレンズを備える。これにより、１枚のコンデンサレンズで第１のリニアフレネルレンズと第２のリニアフレネルレンズとを実現することができ、構造を簡略化することができる。

また、一方の面に第１のリニアフレネルレンズが設けられる第１のコンデンサレンズと、他方の面に第２のリニアフレネルレンズが設けられる第２のコンデンサレンズとを備える。これにより、製造がより容易となる。

また、第１のリニアフレネルレンズまたは第２のリニアフレネルレンズの一方は、使用時における水平方向および出射面の法線方向に沿った断面内において光を略平行に集光し、第１のリニアフレネルレンズまたは第２のリニアフレネルレンズの他方は、使用時における垂直方向および出射面の法線方向に沿った断面内において光を略平行に集光する。これにより、効率的に平行光への集光を行うことができる。

また、第２のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、配光を変えるフィールドレンズを備える。これにより、適切な配光を実現することができる。

また、第１のリニアフレネルレンズまたは第２のリニアフレネルレンズの一方は、使用時における水平方向および出射面の法線方向に沿った断面内において光を略平行に集光し、第１のリニアフレネルレンズまたは第２のリニアフレネルレンズの他方は、使用時における垂直方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における垂直方向の外側に傾斜させ、フィールドレンズの入射側または出射側の一方は、レンチキュラーレンズにより使用時における水平方向および出射面の法線方向に沿った断面内において光を拡散させ、フィールドレンズの入射側または出射側の他方は、リニアプリズムにより使用時における水平方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における水平方向の外側に傾斜させてある。これにより、使用時における水平方向の光軸の傾斜が大きい場合に、２段階に分けて無理なく傾斜させることができ、面状照明装置の光が利用されるヘッドアップディスプレイシステムの凹面鏡に対して適切な光軸の制御が行われた光を供給することができる。また、視線の移動に対して虚像の輝度均一性が問題となる使用時における水平方向の光についてだけ拡散させることができ、虚像の輝度均一性を高めることができる。

また、レンチキュラーレンズのＲ形状の端部における接触角は、使用時における水平方向の中心部に対して外側ほど大きくなる。これにより、使用時における水平方向の光について、中心部に対して外側の光の広がりを大きくすることを容易に実現することができ、視線の移動に対する虚像の輝度均一性を高めることができる。

また、第１のリニアフレネルレンズまたは第２のリニアフレネルレンズの一方は、使用時における水平方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における水平方向の外側に傾斜させ、第１のリニアフレネルレンズまたは第２のリニアフレネルレンズの他方は、使用時における垂直方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における垂直方向の外側に傾斜させてある。これにより、フィールドレンズに入る前の段階において光軸の傾斜を完了することができ、フィールドレンズの機能を簡略化することができる。

また、第２のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、一方の面にレンズの凹凸面を構成する溝が一の方向に延びる第１のレンチキュラーレンズが設けられ、他方の面にレンズの凹凸面を構成する溝が一の方向と直交する方向に延びる第２のレンチキュラーレンズが設けられる第２のフィールドレンズを備える。これにより、出射光の水平方向および垂直方向の配光を広げ、輝度の均一性を高めることができる。

また、第２のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、一方の面にレンズの凹凸面を構成する溝が一の方向に延びる第１のレンチキュラーレンズが設けられ、他方の面にレンズの凹凸面を構成する溝が一の方向と直交する方向に延びる第２のレンチキュラーレンズが設けられ、いずれか一方または両方の面が凹状とされる第３のフィールドレンズを備える。これにより、主要な部品の点数削減を行うことができる。

また、フィールドレンズは、面状照明装置の中心からの使用時における水平方向の距離に応じて光軸を使用時における水平方向の外側に傾斜させてある。これにより、面状照明装置の光が利用されるヘッドアップディスプレイシステムの凹面鏡に対して適切な光軸の制御が行われた光を供給することができる。また、利用者が左右に視線を振っても輝度が急激に変化せず、視認性が高めることができる。

また、フィールドレンズの出射側に設けられ、出射光を拡散させる微小なドットを備える。これにより、輝度の均一性を高めることができる。

また、基板と第１のリニアフレネルレンズとの間に配置され、複数の光源の個々を囲む反射面を有するリフレクタを備える。これにより、光源からの光のロスを低減し、いっそうの高輝度を実現することができる。

また、光源の出射光の広がりの角度は略９０°以下に設定され、リニアフレネルレンズのプリズムピッチａおよびプリズム高さｂはａ＞ｂに設定される。これにより、リニアフレネルレンズの薄型化を図ることができるとともに、光効率の向上、更には高輝度化を図ることができる。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 面状照明装置，２ 基板，３ 光源，４ リフレクタ，４ａ 反射面，５、５１、５２ コンデンサレンズ，６、６１、６２、６３ フィールドレンズ，７ フレーム

Claims (14)

1. 複数の光源が格子状に２次元に配置された基板と、
   前記複数の光源の出射側に配置され、レンズの凹凸面を構成する溝が一の方向に延びる第１のリニアフレネルレンズと、
   前記第１のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、レンズの凹凸面を構成する溝が前記一の方向と直交する方向に延びる第２のリニアフレネルレンズと、
   を備え、
   前記第１のリニアフレネルレンズは、格子状に２次元に配置された前記複数の光源の行または列の一方に対応して設けられ、対応する光源の行または列のセグメント毎にシリンダ状の凸レンズがフレネルレンズとされたプリズム構造を有し、
   前記第２のリニアフレネルレンズは、前記行または列の他方に対応して設けられ、対応する光源の行または列のセグメント毎にシリンダ状の凸レンズがフレネルレンズとされたプリズム構造を有する、
   面状照明装置。
2. 一方の面に前記第１のリニアフレネルレンズが設けられ、他方の面に前記第２のリニアフレネルレンズが設けられる、コンデンサレンズ、
   を備える請求項１に記載の面状照明装置。
3. 一方の面に前記第１のリニアフレネルレンズが設けられる第１のコンデンサレンズと、
   いずれかの面に前記第２のリニアフレネルレンズが設けられる第２のコンデンサレンズと、
   を備える請求項１に記載の面状照明装置。
4. 前記第１のリニアフレネルレンズまたは前記第２のリニアフレネルレンズの一方は、使用時における水平方向および出射面の法線方向に沿った断面内において光を略平行に集光し、
   前記第１のリニアフレネルレンズまたは前記第２のリニアフレネルレンズの他方は、使用時における垂直方向および出射面の法線方向に沿った断面内において光を略平行に集光する、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の面状照明装置。
5. 前記第２のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、配光を変えるフィールドレンズ、
   を備える請求項１～４のいずれか一つに記載の面状照明装置。
6. 前記第１のリニアフレネルレンズまたは前記第２のリニアフレネルレンズの一方は、使用時における水平方向および出射面の法線方向に沿った断面内において光を略平行に集光し、
   前記第１のリニアフレネルレンズまたは前記第２のリニアフレネルレンズの他方は、使用時における垂直方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における垂直方向の外側に傾斜させ、
   前記フィールドレンズの入射側または出射側の一方は、レンチキュラーレンズにより使用時における水平方向および出射面の法線方向に沿った断面内において光を拡散させ、
   前記フィールドレンズの入射側または出射側の他方は、リニアプリズムにより使用時における水平方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における水平方向の外側に傾斜させてある、
   請求項５に記載の面状照明装置。
7. 前記レンチキュラーレンズのＲ形状の端部における接触角は、使用時における水平方向の中心部に対して外側ほど大きくなる、
   請求項６に記載の面状照明装置。
8. 前記第１のリニアフレネルレンズまたは前記第２のリニアフレネルレンズの一方は、使用時における水平方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における水平方向の外側に傾斜させ、
   前記第１のリニアフレネルレンズまたは前記第２のリニアフレネルレンズの他方は、使用時における垂直方向の中心からの距離に応じて光軸を使用時における垂直方向の外側に傾斜させてある、
   請求項１～５のいずれか一つに記載の面状照明装置。
9. 前記第２のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、一方の面にレンズの凹凸面を構成する溝が一の方向に延びる第１のレンチキュラーレンズが設けられ、他方の面にレンズの凹凸面を構成する溝が前記一の方向と直交する方向に延びる第２のレンチキュラーレンズが設けられる第２のフィールドレンズ、
   を備える請求項１～５のいずれか一つに記載の面状照明装置。
10. 前記第２のリニアフレネルレンズの出射側に配置され、一方の面にレンズの凹凸面を構成する溝が一の方向に延びる第１のレンチキュラーレンズが設けられ、他方の面にレンズの凹凸面を構成する溝が前記一の方向と直交する方向に延びる第２のレンチキュラーレンズが設けられ、いずれか一方または両方の面が凹状とされる第３のフィールドレンズ、
    を備える請求項１～３のいずれか一つに記載の面状照明装置。
11. 前記フィールドレンズは、前記面状照明装置の中心からの使用時における水平方向の距離に応じて光軸を使用時における水平方向の外側に傾斜させてある、
    請求項５に記載の面状照明装置。
12. 前記フィールドレンズの出射側に設けられ、出射光を拡散させる微小なドット、
    を備える請求項５に記載の面状照明装置。
13. 前記基板と前記第１のリニアフレネルレンズとの間に配置され、前記複数の光源の個々を囲む反射面を有するリフレクタ、
    を備える請求項１～１２のいずれか一つに記載の面状照明装置。
14. 前記光源の出射光の広がりの角度は略９０°以下に設定され、前記第１のリニアフレネルレンズおよび／または前記第２のリニアフレネルレンズのプリズムピッチａおよびプリズム高さｂはａ＞ｂに設定される、
    請求項１～１３のいずれか一つに記載の面状照明装置。

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