JP7245772B2 - 光学部材、表示装置および照明装置 - Google Patents
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Description
WA≧Am-Am-1 ……(1)
An>An-1・・・>Am>Am-1>・・・A2>A1 ……(2)
ただし、WAは入射光の配光分布の半値幅以下に相当する角度であり、Amは第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度であり、Am-1は第1の面に対する第m-1番目の斜面のなす角度であり、nは2以上の自然数であり、mはn以下の任意の自然数である。
なお、本開示の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。
1.第1の実施の形態
異なる角度の斜面を含む円錐状の凹部が複数設けられた光学部材を備えた表示ユニットの例。
2.変形例
3.第2の実施の形態(表示装置;液晶表示装置)
4.表示装置の適用例
5.照明装置の適用例
6.その他の変形例
[1.1表示ユニットの構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態としての表示ユニットの全体構成例を表した斜視図である。この表示ユニットは、例えば薄型テレビジョン装置に搭載されるものであり、例えば発光装置1と、透過型の液晶表示パネル2と、光学シート3とが重なり合うように順に配置されたものである。光学シート3は、本開示の「光学部材」に対応する一具体例である。
光学シート3は、第1の面(XY面)に沿って広がり、XY面と直交する第1の方向(Z軸方向)に厚みを有する。光学シート3は、例えばガラスや比較的高い屈折率を有する熱可塑性樹脂などの透明体からなる。光学シート3は、XY面に対し離散的にそれぞれ異なる90°未満の角度をなすように傾斜して入射光(ここでは液晶表示パネル2からの画像光)をそれぞれ透過する複数(第1から第n番目までのn個)の斜面S(S1~Sn)を有する。複数の斜面Sは、Z軸方向において互いに重なり合う領域以外の領域に位置する。すなわち、複数の斜面Sの全てに対し、液晶表示パネル2からの画像光が入射可能となっている。
WA≧Am-Am-1 ……(1)
An>An-1・・・>Am>Am-1>・・・A2>A1 ……(2)
ただし、WAは入射光(液晶表示パネル2からの画像光)の配光分布の半値幅以下に相当する角度であり、例えば30°以下である。AmはXY面に対する第m番目の斜面Sのなす角度であって光線射出角度θに対応する角度である(図3)。Am-1はXY面に対する第m-1番目の斜面Sm-1のなす角度である。nは2以上の整数であり、mはn以下の任意の自然数である。
θm=arcsin(sin((90-Am)-arcsin(sin((90-Am)/N2))*N2) ……(3)
の関係を有する。このように光学シート3では、例えば斜面S1により射出される光線のXY面に対する角度θ1と、この角度θ1に最も近接する斜面S2により射出される光線XY面に対する角度θ2との差分が5°になるように、角度θ1および角度θ2がそれぞれ設定されている。すなわち角度θ1と角度θ2との差分は、入射光である液晶表示パネル2からの画像光の配光分布の半値幅に相当する角度WA以下となっている。また、角度Amに対応する光線射出角度θmと、角度Am-1に対応する光線射出角度θm-1との差分が実質的に一定の5°となっている。
光学シート3では、そのような完全拡散面の光線強度配光特性に近づけるべく、角度WA以下の角度θ(図2の例では5°)を単位角度として、とびとびの角度Am(A1~A17)をなす斜面Sm(S1~S17)を有する円錐Cm(C1~C17)を設けるようにした。これにより、ある特定の入射角度で入射した画像光L1を、単位角度θ(例えば5°)ごとに分散して射出光L2として射出することができる。このため、この光学シート3を備えた表示装置によれば、視野角の違いによる輝度の偏りを緩和し、どの方位からもほぼ一定の輝度を有する映像を視認することができる。
(第1の変形例)
図5は、本開示の第1の変形例としての光学シート3Aにおける要部を拡大して示した断面図である。この光学シート3Aでは、図6に示したように、凹部Dが複数、XY面に沿って周期配列されている。凹部Dは、n個(図5ではn=5)の斜面S(S1~S5)の全てが連なっている。より具体的には、第1番目の斜面S1と、第2番目の斜面S2と、第3番目の斜面S3と、第4番目の斜面S4と、第5番目の斜面S5とがこの順に連続している。このように、n個の斜面Sは互いに連なることにより全体として入射側に向いた一の凹部Dを形成している。
図8は、本開示の第2の変形例としての光学シート3Bにおける要部を拡大して示した断面図である。この光学シート3Bでは、凹部Eが複数、XY面に沿って周期配列されている。凹部Eは、n個(図8ではn=5)の斜面S(S1~S5)の全てが連なっている。より具体的には、第1番目の斜面S1と、第2番目の斜面S2と、第3番目の斜面S3と、第4番目の斜面S4と、第5番目の斜面S5とがこの順に連続している。このように、n個の斜面Sは互いに連なることにより全体として入射側に向いた一の凹部Eを形成している。
図10は、本開示の第3の変形例としての光学シート3Cにおける要部を拡大して示した斜視図である。この光学シート3Cでは、n個の斜面を3つの凹部F,G,Hのいずれか1つに含まれるように割り付けて、凹部F,G,Hを近接配置したものである。
図11は、本技術の第2の実施の形態に係る表示装置101の外観を表したものである。この表示装置101は、上記表示ユニットを備え、例えば薄型テレビジョン装置として用いられるものであり、画像表示のための平板状の本体部102をスタンド103により支持した構成を有している。なお、表示装置101は、スタンド103を本体部102に取付けた状態で、床,棚または台などの水平面に載置して据置型として用いられるが、スタンド103を本体部102から取り外した状態で壁掛型として用いることも可能である。
以下、上記のような表示装置101の電子機器への適用例について説明する。電子機器としては、例えばテレビジョン装置,デジタルカメラ,ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラ等が挙げられる。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
図15および図16は、図17に示した発光ユニットを備えた卓上用の照明装置の外観を表したものである。図17に示した発光ユニットは、液晶表示パネル2を有さないことを除き、図1の表示ユニットと同じ構成を有する。この照明装置は、例えば、基台841に設けられた支柱842に、照明部843を取り付けたものであり、この照明部843は、図17の発光ユニットにより構成されている。照明部843は、発光装置1および光学シート3などを湾曲形状とすることにより、図15に示した筒状、または図16に示した曲面状など、任意の形状とすることが可能である。
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した凹部の形状や斜面の角度、幅などはそれに限定されるものではない。
(1) 第1の面に沿って広がり、前記第1の面と直交する第1の方向に厚みを有する光学部材であって、
前記第1の方向において互いに重なり合う領域以外の領域に位置すると共に前記第1の面に対し90°未満の角度Amをそれぞれなすように傾斜して入射光をそれぞれ透過する
第1から第n番目までのn個の斜面を有し、
下記の条件式(1)および条件式(2)を満たす
光学部材。
WA≧Am-Am-1……(1)
An>An-1・・・>Am>Am-1>・・・A2>A1……(2)
ただし、
WA:入射光の配光分布の半値幅以下に相当する角度
Am:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
Am-1:第1の面に対する第m-1番目の斜面のなす角度
n:2以上の自然数
m:n以下の任意の自然数
(2)
前記n個の斜面の全てが連なっている
上記(1)記載の光学部材。
(3)
第m番目の前記斜面と、第m-1番目の前記斜面とが連続している
上記(2)記載の光学部材。
(4)
第m番目の前記斜面における前記第1の面に投影される投影面積は、前記第m番目の斜面を透過して射出する射出光の射出角をθmとするとき、関数sinθmと関数f(θm)との積に比例する
上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の光学部材。
(5)
前記関数f(θm)は、sin2θmまたはcosθmである
上記(4)記載の光学部材。
(6)
第m番目の前記斜面を透過して射出する射出光の射出角をθmとし、第m-1番目の前
記斜面を透過して射出する射出光の射出角をθm-1とするとき、角度θmと角度θm-1との差分が実質的に一定となるように角度Amと角度Am-1の差分が規定されている
上記(1)から(5)のいずれか1つに記載の光学部材。
(7)
前記n個の斜面は、それぞれ、前記第1の方向に高さを有するn個の円錐台の側面である
上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の光学部材。
(8)
前記n個の斜面における前記第1の面内の各々の中心位置は、互いに実質的に一致している
上記(7)記載の光学部材。
(9)
前記n個の斜面は互いに連なることにより全体として入射側に向いた一の凹部を形成している
上記(8)記載の光学部材。
(10)
前記凹部が前記第1の面に沿って周期配列されている
上記(9)記載の光学部材。
(11)
前記n個の斜面は、それぞれ、前記第1の方向に高さを有するn個の円錐の側面である
上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の光学部材。
(12)
前記n個の円錐が前記第1の面に沿って配置されて一の円錐群を形成しており、
複数の前記円錐群が前記第1の面内において周期配列されている
上記(11)記載の光学部材。
(13)
前記第1の面に投影される前記n個の斜面の投影面積は、前記角度Amが大きくなるほ
ど小さくなる
上記(1)から(12)のいずれか1つに記載の光学部材。
(14)
前記入射光の配光分布の半値幅に相当する角度は30°以下である
上記(1)から(13)のいずれか1つに記載の光学部材。
(15)
第1の面に沿って広がり、前記第1の面と直交する第1の方向に厚みを有する光学部材であって、
前記第1の方向において互いに重なり合う領域以外の領域に位置すると共に前記第1の面に対し離散的にそれぞれ異なる90°未満の角度をなすように傾斜して入射光をそれぞれ透過する複数の斜面を有し、
前記複数の斜面のうちの第1の斜面における前記第1の面に対する第1の角度は、前記複数の斜面のうちの第2の斜面における前記第1の面に対する第2の角度と最も近接しており、
前記第1の角度と前記第2の角度との差分は、前記入射光の配光分布の半値幅に相当する角度以下である
光学部材。
(16)
画像光を発する画像表示部と、
第1の面に沿って広がり、前記第1の面と直交する第1の方向に厚みを有し、前記画像表示部からの前記画像光を透過する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、
前記第1の方向において互いに重なり合う領域以外の領域に位置すると共に前記第1の面に対し90°未満の角度Amをそれぞれなすように傾斜して入射光をそれぞれ透過する第1から第n番目までのn個の斜面を有し、
下記の条件式(1)および条件式(2)を満たす
表示装置。
WA≧Am-Am+1……(1)
An>An-1・・・>Am>Am-1>・・・A2>A1……(2)
ただし、
WA:入射光の配光分布の半値幅以下に相当する角度
Am:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
Am-1:第1の面に対する第m-1番目の斜面のなす角度
n:2以上の自然数
m:n以下の任意の自然数
(17)
照明光を発する光源と、
第1の面に沿って広がり、前記第1の面と直交する第1の方向に厚みを有し、前記光源からの前記照明光を透過する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、
前記第1の方向において互いに重なり合う領域以外の領域に位置すると共に前記第1の面に対し90°未満の角度Amをそれぞれなすように傾斜して入射光をそれぞれ透過する第1から第n番目までのn個の斜面を有し、
下記の条件式(1)および条件式(2)を満たす
照明装置。
WA≧Am-Am+1……(1)
An>An-1・・・>Am>Am-1>・・・A2>A1……(2)
ただし、
WA:入射光の配光分布の半値幅以下に相当する角度
Am:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
Am-1:第1の面に対する第m-1番目の斜面のなす角度
n:2以上の自然数
m:n以下の任意の自然数
Claims (16)
- 第1の面に沿って広がり、前記第1の面と直交する第1の方向に厚みを有する光学部材であって、
前記第1の方向において互いに重なり合う領域以外の領域に位置すると共に前記第1の面に対し90°未満の角度Amをそれぞれなすように傾斜して入射光をそれぞれ透過する第1から第n番目までのn個の斜面を有し、
第m番目の前記斜面を透過して射出する射出光の射出角をθmとし、第m-1番目の前記斜面を透過して射出する射出光の射出角をθm-1とするとき、角度θ m と角度θ m-1 との差分が実質的に一定となるように、前記第1の面に対する第m番目の前記斜面のなす角度A m と前記第1の面に対する第m-1番目の前記斜面のなす角度A m-1 との差分が規定されており、
下記の条件式(1)および条件式(2)を満たす
光学部材。
WA≧Am-Am-1 ……(1)
An>An-1・・・>Am>Am-1>・・・A2>A1 ……(2)
ただし、
WA:入射光の配光分布の半値幅以下に相当する角度
Am:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
Am-1:第1の面に対する第m-1番目の斜面のなす角度
n:3以上の自然数
m:n以下の任意の自然数 - 前記n個の斜面の全てが連なっている
請求項1記載の光学部材。 - 第m番目の前記斜面と、第m-1番目の前記斜面とが連続している
請求項2記載の光学部材。 - 第m番目の前記斜面における前記第1の面に投影される投影面積は、前記第m番目の斜面を透過して射出する射出光の射出角をθmとするとき、関数sinθmと関数f(θm)との積に比例する
請求項1記載の光学部材。 - 前記関数f(θm)は、sin2θmまたはcosθmである
請求項4記載の光学部材。 - 前記n個の斜面は、それぞれ、前記第1の方向に高さを有するn個の円錐台の側面である
請求項1記載の光学部材。 - 前記n個の斜面における前記第1の面内の各々の中心位置は、互いに実質的に一致している
請求項6記載の光学部材。 - 前記n個の斜面は互いに連なることにより全体として入射側に向いた一の凹部を形成している
請求項7記載の光学部材。 - 前記凹部が前記第1の面に沿って周期配列されている
請求項8記載の光学部材。 - 前記n個の斜面は、それぞれ、前記第1の方向に高さを有するn個の円錐の側面である
請求項1記載の光学部材。 - 前記n個の円錐が前記第1の面に沿って配置されて一の円錐群を形成しており、
複数の前記円錐群が前記第1の面内において周期配列されている
請求項10記載の光学部材。 - 前記第1の面に投影される前記n個の斜面の投影面積は、前記角度A m が大きくなるほど小さくなる
請求項1記載の光学部材。 - 前記入射光の配光分布の半値幅に相当する角度は30°以下である
請求項1記載の光学部材。 - 下記の条件式(3)をさらに満たす
請求項1記載の光学部材。
θm-θm-1=5° ……(3) - 画像光を発する画像表示部と、
第1の面に沿って広がり、前記第1の面と直交する第1の方向に厚みを有し、前記画像表示部からの前記画像光を透過する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、
前記第1の方向において互いに重なり合う領域以外の領域に位置すると共に前記第1の面に対し90°未満の角度Amをそれぞれなすように傾斜して入射光をそれぞれ透過する第1から第n番目までのn個の斜面を有し、
第m番目の前記斜面を透過して射出する射出光の射出角をθmとし、第m-1番目の前記斜面を透過して射出する射出光の射出角をθm-1とするとき、角度θ m と角度θ m-1 との差分が実質的に一定となるように、前記第1の面に対する第m番目の前記斜面のなす角度A m と前記第1の面に対する第m-1番目の前記斜面のなす角度A m-1 との差分が規定されており、
下記の条件式(1)および条件式(2)を満たす
表示装置。
WA≧Am-Am+1 ……(1)
An>An-1・・・>Am>Am-1>・・・A2>A1 ……(2)
ただし、
WA:入射光の配光分布の半値幅以下に相当する角度
Am:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
Am-1:第1の面に対する第m-1番目の斜面のなす角度
n:3以上の自然数
m:n以下の任意の自然数 - 照明光を発する光源と、
第1の面に沿って広がり、前記第1の面と直交する第1の方向に厚みを有し、前記光源からの前記照明光を透過する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、
前記第1の方向において互いに重なり合う領域以外の領域に位置すると共に前記第1の面に対し90°未満の角度Amをそれぞれなすように傾斜して入射光をそれぞれ透過する第1から第n番目までのn個の斜面を有し、
第m番目の前記斜面を透過して射出する射出光の射出角をθmとし、第m-1番目の前記斜面を透過して射出する射出光の射出角をθm-1とするとき、角度θ m と角度θ m-1 との差分が実質的に一定となるように、前記第1の面に対する第m番目の前記斜面のなす角度A m と前記第1の面に対する第m-1番目の前記斜面のなす角度A m-1 との差分が規定されており、
下記の条件式(1)および条件式(2)を満たす
照明装置。
WA≧Am-Am+1 ……(1)
An>An-1・・・>Am>Am-1>・・・A2>A1 ……(2)
ただし、
WA:入射光の配光分布の半値幅以下に相当する角度
Am:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
Am-1:第1の面に対する第m-1番目の斜面のなす角度
n:3以上の自然数
m:n以下の任意の自然数
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP2017088598 | 2017-04-27 | ||
JP2017088598 | 2017-04-27 | ||
PCT/JP2018/004796 WO2018198483A1 (ja) | 2017-04-27 | 2018-02-13 | 光学部材、表示装置および照明装置 |
Publications (2)
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