JP7245772B2 - 光学部材、表示装置および照明装置 - Google Patents

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Description

本開示は、入射光の配光調整を行う光学部材、ならびにこれを備えた表示装置および照明装置に関する。
これまでに、入射光線を透過する際に、その透過光の配光特性を調整する光学部材として種々の技術が提案されている(例えば非特許文献1参照)。
LIGHT SHAPING DIFFUSER OVERVIEW、[平成29年4月21日検索]、インターネット<URL:http://www.luminitco.com/products/light-shaping-diffusers>
ところで、このような光学部材においては、簡素な構成でありながら所望の配光特性が得られることが望まれる。
したがって、簡素な構成でありながら所望の配光特性が得られる光学部材、ならびにそれを備えた表示装置および照明装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施形態としての第1の光学部材は、第1の面に沿って広がり、第1の面と直交する第1の方向に厚みを有するものであり、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)を満たしている。
WA≧Am-Am-1 ……(1)
n>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。
また、本開示の一実施形態としての表示装置は、画像光を発する画像表示部と、第1の面に沿って広がり、第1の面と直交する第1の方向に厚みを有し、画像表示部からの画像光を透過する光学部材とを備えるようにしたものである。さらに、本開示の一実施形態としての照明装置は、照明光を発する光源と、第1の面に沿って広がり、第1の面と直交する第1の方向に厚みを有し、光源からの照明光を透過する光学部材とを備えるようにしたものである。ここで、上記表示装置および上記照明装置における光学部材は、上記本開示の一実施形態としての第1の光学部材と実質的に同じものである。
本開示の一実施形態としての第2の光学部材は、第1の面に沿って広がり、第1の面と直交する第1の方向に厚みを有するものであり、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する。ここで複数の斜面のうちの第1の斜面における第1の面に対する第1の角度は、複数の斜面のうちの第2の斜面における第1の面に対する第2の角度と最も近接しており、第1の角度と第2の角度との差分は、入射光の配光分布の半値幅に相当する角度以下である。
本開示の一実施形態としての光学部材、表示装置および照明装置では、第1の面に対し90°未満の範囲でとびとびの大きさの角度を有する斜面を含むようにしたので、所望の配光特性が容易に得られる。
本開示の一実施形態としての光学部材によれば、簡素な構成でありながら所望の配光特性が得られる。よって、この光学部材を備えた表示装置によれば、例えば優れた視野角特性を実現できる。また、この光学部材を備えた照明装置によれば、例えば配光方向による照明光の偏りを緩和するなど、照明光の指向性の調整が実現できる。
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。
本開示の第1の実施の形態に係る光学部材を備えた表示ユニットの全体構成例を表す斜視図である。 図1に示した光学部材の一部を拡大して表す平面図である。 図1に示した発光部材の要部の構成を表す断面図である。 完全拡散面の有する光線強度配光特性を表すものであり、射出角と光束密度との関係を表す特性図である。 図1に示した光学部材の第1の変形例の構成を表す断面図である。 図1に示した光学部材の第1の変形例の構成を表す平面図である。 図1に示した光学部材の第1の変形例における配光の様子を表す模式図である。 図1に示した光学部材の第2の変形例の構成を表す断面図である。 図1に示した光学部材の第2の変形例における配光の様子を表す模式図である。 図1に示した光学部材の第3の変形例の構成を表す斜視図である。 本開示の第2の実施の形態に係る表示装置の外観を表す斜視図である。 図11に示した本体部を分解して表す斜視図である。 図12に示したパネルモジュールを分解して表す斜視図である。 本開示の表示装置を搭載したタブレット型端末装置の外観を表す斜視図である。 本開示の表示装置を搭載した他のタブレット型端末装置の外観を表す斜視図である。 本開示の発光ユニットを備えた第1の照明装置の外観を表す斜視図である 。 本開示の発光ユニットを備えた第2の照明装置の外観を表す斜視図である 。 本開示の発光ユニットの外観を表す斜視図である。 本開示の発光ユニットを備えた第3の照明装置の外観を表す斜視図である。 本開示の第4の変形例としての光学シートにおける平面形状を表す平面図である。 本開示の第4の変形例としての光学シートにおける断面形状を表す断面図である。
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.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.第1の実施の形態>
[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。
本明細書では、発光装置1、液晶表示パネル2および光学シート3が並ぶ方向をZ軸方向(前後方向または厚さ方向)とし、発光装置1、液晶表示パネル2および光学シート3における各々の主面(最も広い面)での上下方向をX方向、左右方向をY方向とする。
発光装置1は、例えば、透過型の液晶パネルを背後から照明するバックライトとして機能するものであり、例えば基板10の上にマトリックス状に配列された複数の発光部11が設けられたものである。なお、図1では、複数の発光部11が互いに直交するX軸方向およびY軸方向の双方に沿って配列されている例を示しているが、本開示はこれに限定されるものではない。発光部11は点光源であり、具体的にはLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)により構成されている。発光部11は、例えばZ軸方向と一致する光軸を有している。
この表示ユニットでは、発光装置1からの光が液晶表示パネル2により選択的に透過されることにより、画像表示が行われる。さらに、液晶表示パネル2からの画像光が光学シート3を透過することにより、例えばランバート則に則って配光されるなど、所望の視野角特性が得られるようになっている。
[1.2 光学シートの構成]
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。
図2は、光学シート3を、その入射面31側から眺めたときの平面構成の一部を拡大して表したものであり、図3は、光学シート3のZ軸方向に沿った断面の一部を拡大して表している。
図2では、n個の斜面S(S1~Sn)が、それぞれ、Z軸方向に高さを有するn個の円錐C(C1~Cn)の側面である場合を例示しており、特にn=17の場合を例示している。図2に示した17個の円錐C1~C17はXY面内において互いに重ならない位置に配置されており、一の円錐群GCを構成している。光学シート3では、複数の円錐群GCがXY面内において周期配列されている。
この光学シート3は、下記の条件式(1)および条件式(2)を満たすようになっている。
WA≧Am-Am-1 ……(1)
n>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。
図2の例では、角度WAが20°であり、円錐C1~C17における斜面S1~S17が、それぞれXY面に対して5°,10°,15°,20°,25°,30°,35°,40°,45°,50°,55°,60°,65°,70°,75°,80°,85°の光線射出角度θ1~θ17をもたらすべき屈折角A1~A17を有している。光学シート3における屈折角は、光学シート3を構成する材質の屈折率Nによって異なるので、具体的には
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。
また、円錐C1~C17における各々の底面に相当する面積SSは、それぞれの斜面S1~S17を透過して光学シート3の射出面32から射出した射出光の角度θ(θ1~θ17)に依存している。すなわち、第m番目の斜面SmにおけるXY面に投影される投影面積は、第m番目の斜面Smを透過して射出面32から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)との積に比例するとよい。ここで、関数f(θm)は、sin2θmまたはcosθmであるとよい。したがって、XY面に投影される斜面Smの投影面積は、角度Amが大きくなるほど小さくなっている。
このように、光学シート3によれば、角度WA[°]の半値幅を有する画像光を、例えば角度5°を有する斜面S1において5°~WA+5°の範囲の光線角を有する光に屈折して射出し、例えば角度10°を有する斜面S2において10°~WA+10°の範囲の光線角を有する光に屈折して射出することとなる。したがって、液晶表示パネル2からの画像光の入射角度がある狭い角度範囲に限定されたものであったとしても、光学シート3を媒介させることにより、より広い角度に配光させることができる。
一般に、完全拡散面の有する光線強度配光特性はランバート則に従うものと解され、例えば図4に示した分布を示す。図4において、横軸は射出角θを表し、縦軸は光束密度(最大値を1として規格化している)を表している。これによれば、発光面(ここでは光学シート3の射出面32)での射出角θに対する光束密度がcosθに従えば、どの方位から光学シート3の射出面32を眺めた場合であっても等しい輝度が得られる。すなわち、視野角の変化に伴う輝度の変化(増減)は生じない。
[1.3 光学シート3の作用効果]
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。
<2.変形例>
(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。
n個の斜面は、それぞれ、Z軸方向に高さを有するn個の円錐台の側面である。それら、n個の斜面SにおけるXY面内の各々の中心位置は、位置Pにおいて互いに実質的に一致している。
このような構成を有する光学シート3Aにおいても光学シート3と同様の効果が期待できる。具体的には、例えば図7に示したように、ある入射角で入射した画像光を射出面32から分散して射出することができる。このため、この光学シート3Aを備えた表示装置においても、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2の変形例)
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。
このような構成を有する光学シート3Bにおいても光学シート3と同様の効果が期待できる。具体的には、例えば図9に示したように、ある入射角で入射した画像光を射出面32から分散して射出することができる。このため、この光学シート3Bを備えた表示装置においても、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3の変形例)
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。
<3.第2の実施の形態>
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。
図12は、図11に示した本体部102を分解して表したものである。本体部102は、例えば、前面側(視聴者側)から、前部外装部材(ベゼル)111,パネルモジュール112および後部外装部材(リアカバー)113をこの順に有している。前部外装部材111は、パネルモジュール112の前面周縁部を覆う額縁状の部材であり、下方には一対のスピーカー114が配置されている。パネルモジュール112は前部外装部材111に固定され、その背面には電源基板115および信号基板116が実装されると共に取付金具117が固定されている。取付金具117は、壁掛けブラケットの取付、基板等の取付およびスタンド103の取付のためのものである。後部外装部材113は、パネルモジュール112の背面および側面を被覆している。
図13は、図12に示したパネルモジュール112を分解して表したものである。パネルモジュール112は、例えば、前面側(視聴者側)から、光学シートおよび前部筐体(トップシャーシ)121,液晶パネル122,枠状部材(ミドルシャーシ)123,基板10の上に複数の発光部11が配列された発光装置1,後部筐体(バックシャーシ)124およびタイミングコントローラ基板127をこの順に有している。
前部筐体121は、液晶パネル122の前面周縁部を覆う枠状の金属部品である。液晶パネル122は、例えば、液晶セル122Aと、ソース基板122Bと、これらを接続するCOF(Chip On Film)などの可撓性基板122Cとを有している。枠状部材123は、液晶パネル122および光学シートを保持する枠状の樹脂部品である。後部筐体124は、液晶パネル122,枠状部材123および発光装置1を収容する、鉄(Fe)等よりなる金属部品である。タイミングコントローラ基板127もまた、後部筐体124の背面に実装されている。
この表示装置101では、発光装置1からの光が液晶パネル122により選択的に透過されることにより、画像表示が行われる。ここでは、第1の実施の形態で説明したように、配光特性に優れる光学シート3を配置するようにしたので、表示装置101の視野角特性が向上する。
<4.表示装置の適用例>
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14Aは、上記第2の実施の形態の表示装置101が適用されるタブレット型端末装置の外観を表したものである。図14Bは、表示装置101が適用される他のタブレット型端末装置の外観を表したものである。これらのタブレット型端末装置は、いずれも、例えば表示部210および非表示部220を有しており、この表示部210が上記実施の形態の表示装置101により構成されている。
<5.照明装置の適用例>
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。
図18は、図17に示した発光ユニットなどが適用される室内用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、図17に示した発光ユニットなどにより構成された照明部844を有している。照明部844は、建造物の天井850Aに適宜の個数および間隔で配置されている。なお、照明部844は、用途に応じて、天井850Aに限らず、壁850Bまたは床(図示せず)など任意の場所に設置することが可能である。
これらの照明装置では、発光ユニットにおける光学シート3の作用により、所望の配光特性を有する照明が行われる。例えば配光角度により輝度分布の偏りの少ない照明を行うことができる。
<6.その他の変形例>
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。
また、本開示の光学シートは、例えば図19Aおよび図19Bに示した第4の変形例としての光学シート3Dのように、内向きの斜面と外向きの斜面とが交互に配置された凹凸形状を有するものであってもよい。図19AはXY平面に沿った形状を表しており、図19BはZ軸に沿った断面形状を表している。
また上記実施の形態等では、X方向およびY方向の双方において配光の調整を行う場合について説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えばX方向においてのみ配光を行い、Y方向において配光を行う必要のない場合はY方向においては斜面の角度は一定であってもよい。
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。また、本技術は以下のような構成を取り得るものである。
(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)
n>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
m:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
m-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)
n>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
m:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
m-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)
n>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
m:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
m-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
本出願は、日本国特許庁において2017年4月27日に出願された日本特許出願番号2017-88598号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (16)

  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、
    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)
    n>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
    m:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
    m-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
  2. 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。
  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
    請求項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
    請求項1記載の光学部材。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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)
  15. 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)
    n>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
    m:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
    m-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
  16. 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)
    n>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
    m:第1の面に対する第m番目の斜面のなす角度
    m-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
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