WO2012144448A1 - レンズおよび光源ユニット - Google Patents

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WO2012144448A1
WO2012144448A1 PCT/JP2012/060237 JP2012060237W WO2012144448A1 WO 2012144448 A1 WO2012144448 A1 WO 2012144448A1 JP 2012060237 W JP2012060237 W JP 2012060237W WO 2012144448 A1 WO2012144448 A1 WO 2012144448A1
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亮 荒木
圭 及部
良信 平山
柳 俊洋
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a lens that guides light emitted from a light source in an oblique direction of the light source by being disposed so as to cover a light emitting surface of the light source, and a light source unit including the lens.
  • a backlight using a solid light emitting element such as an LED as a light source is widely used for the purpose of reducing the thickness and reducing the power consumption.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 300 including a backlight 330 formed of a direct type surface light source device.
  • the backlight 330 includes a plurality of LEDs 331 covered with a lens cap (not shown) as a light source unit.
  • a plurality of LEDs 331 are provided in parallel on, for example, a matrix or a staggered pattern on a backlight substrate (not shown) that has substantially the same shape as the liquid crystal panel 310.
  • a reflective material 332 such as a reflective sheet is provided over the entire surface of the backlight substrate, for example, in order to increase the reflection efficiency of the light reflected by the backlight substrate.
  • the LED 331 is covered with a lens cap (not shown), and the light emitted from the LED 331 is irradiated to the irradiated surface of the liquid crystal panel 310 that is the irradiated object through the lens cap.
  • a lens cap not shown
  • illustration of the lens cap is omitted for simplification of the drawing.
  • a diffusion plate 320 for diffusing light is provided between the LED 331 and the liquid crystal panel 310 in order to prevent brightness brightness and darkness (so-called LED eyeball) due to the bright line of the LED 331 and to suppress uneven brightness in the surface. It has been.
  • an optical path taken by the light emitted from the backlight 330 is indicated by an arrow.
  • Patent Document 1 As an example of a direct backlight 330 using such an LED 331 as a light source, a flat light source disclosed in Patent Document 1 is known.
  • FIG. 28 is a perspective view showing a schematic configuration of the planar light source 400 described in Patent Document 1.
  • FIG. 28 is a perspective view showing a schematic configuration of the planar light source 400 described in Patent Document 1.
  • the planar light source 400 described in Patent Document 1 includes a plurality of LED chips 401 scattered in a planar shape, and a microlens array 411 arranged corresponding to the emitted light of the LED chips 401. have.
  • Patent Document 1 a front substrate 412 in which a microlens array 411 corresponding one-to-one to a plurality of LED chips 401 is disposed as a lens cap on a rear substrate 402 provided with LED chips 401, so that LED The light emitted from the chip 401 is emitted as collimated light through the microlens array 411.
  • the planar light source 400 using such a microlens array 411 In the planar light source 400 using such a microlens array 411, light that has passed through the microlens array 411 is emitted only in a direction substantially perpendicular to the plane, and in an oblique direction (for example, ⁇ 45 °) of the LED chip 401. Does not exit.
  • FIG. 30 is a graph showing a relationship between a viewing angle and a luminance value in a liquid crystal display device using a conventional direct type backlight 330.
  • the conventional direct-type backlight 330 has a peak luminance in the front direction in order to visually recognize the liquid crystal display device from the front direction.
  • the conventional direct-type backlight 330 generally has a luminance peak in the front direction, and the luminance generally decreases as the viewing angle increases.
  • the luminance value decreases to about 40% of the peak luminance.
  • the conventional direct-type backlight 330 such as the flat light source 400 shown in Patent Document 1 has a luminance peak in the front direction as described above, and light is emitted in an oblique direction (for example, ⁇ 45 °). Not.
  • the liquid crystal display device 300 is a dual view liquid crystal display device, since the viewing is performed from an oblique direction (for example, ⁇ 45 °), the backlight needs to have a peak luminance in the oblique direction.
  • an oblique direction for example, ⁇ 45 °
  • the conventional direct-type backlight 330 for example, by using the diffusion plate 320, the light traveling straight from the LED 331 is diffused to increase the uniformity in the surface of the backlight 330 and the main feature of the LED 331 is turned off. It remains specialized.
  • the conventional direct backlight 330 does not have a peak luminance in an oblique direction for the dual-view liquid crystal display device, and is not suitable for the dual-view liquid crystal display device.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a lens for guiding light emitted from a light source in an oblique direction of the light source and a light source unit including the lens.
  • the lens according to the present invention is a lens that guides light emitted from a light source in an oblique direction of the light source by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source in order to solve the above-described problem.
  • the light shielding region is separated into a plurality of regions so as to be emitted in a plurality of directions.
  • the light-transmitting region is divided into a plurality of light-shielding regions so that light incident from the light source is separated and emitted in a plurality of directions through the light-transmitting region in a plan view.
  • the separation the light incident from the light source can be dispersed and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be provided in the oblique direction.
  • a light source unit that is suitably used for applications that require directivity of light in an oblique direction, such as a backlight for a liquid crystal display device of a dual view type or a quartet view type.
  • a lens capable of being provided can be provided.
  • a lens according to the present invention is a lens that guides light emitted from a light source in an oblique direction of the light source by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source in order to solve the above-described problem,
  • the incident surface on which the light emitted from the light source is incident has a concave shape that is curved more greatly than the light emitting surface of the light source.
  • emitted from the said light source has the concave shape curved more largely than the light emission surface of the said light source, Therefore In addition to being able to split and emit light in the oblique direction of the light source, it is possible to have peak luminance in the oblique direction.
  • a lens capable of obtaining a light source unit that is suitably used for an application that requires oblique light directivity, such as a backlight for a liquid crystal display device of a dual view type. can do.
  • a lens according to the present invention is a lens that guides light emitted from a light source in an oblique direction of the light source by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source in order to solve the above-described problem,
  • An incident surface on which light emitted from the light source is incident is divided into a first incident surface and a second incident surface having a boundary line on the optical axis of the light source, and the light emitted from the light source is emitted.
  • the surface has a reverse V-shaped cross-sectional shape having first and second exit surfaces facing the first and second incident surfaces, respectively, and passes through the boundary line and is parallel to the boundary line. It is characterized by being formed symmetrically as a boundary surface.
  • the light incident on the first incident surface is emitted from the first emission surface opposite to the first incident surface. Further, the light incident on the second incident surface is emitted from the second emitting surface facing the second incident surface.
  • the light incident from the light source can be dispersed and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • a lens capable of obtaining a light source unit that is suitably used for an application that requires oblique light directivity, such as a backlight for a liquid crystal display device of a dual view type. can do.
  • a light source unit according to the present invention is a light source unit including a light source and a lens that covers a light emitting surface of the light source, and the lens is any one of the lenses described above. .
  • the light incident from the light source can be split and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • a light source unit that is suitably used for applications that require directivity of light in an oblique direction, such as a backlight for a liquid crystal display device of a dual view type or a quartet view type. Can do.
  • the light source unit according to the present invention is a light source unit including a light source and a lens that covers a light emitting surface of the light source, and the lens has the following configuration.
  • the lens is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source, and an incident surface on which the light emitted from the light source is incident.
  • the first and second incident surfaces are divided into two, first and second incident surfaces having a boundary line on the optical axis of the light source, and the exit surfaces for emitting the light incident from the light source are the first and second incident surfaces.
  • the light beam emitted from the focal point of the convex lens becomes a straight line parallel to the optical axis of the convex lens after passing through the convex lens.
  • light that has exited from the light emission center point of the light source and entered the first incident surface is emitted from the first emission surface in parallel to the optical axis of the lens.
  • light that has exited from the light emission center point of the light source and entered the second incident surface is emitted from the second emission surface in parallel to the optical axis of the lens.
  • the light incident from the light source can be dispersed and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • emitted from said 1st output surface and 2nd output surface goes straight toward the to-be-irradiated area
  • the light emitted from the lens can be efficiently irradiated in an oblique direction, and the light emission direction can be easily controlled.
  • the light source unit according to the present invention is a light source unit including a light source and a lens that covers a light emitting surface of the light source, and the lens has the following configuration.
  • the lens is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source, and an incident surface on which the light emitted from the light source is incident.
  • the first and second incident surfaces are divided into two, first and second incident surfaces having a boundary line on the optical axis of the light source, and the exit surfaces for emitting the light incident from the light source are the first and second incident surfaces.
  • Each having an inverted V-shaped cross-sectional shape having first and second emission surfaces opposed to each other, and is formed symmetrically with respect to a plane passing through the boundary line and parallel to the boundary line, At least one of the entrance surface and the exit surface has a convex shape.
  • the light source unit is provided with a concave reflector on the side opposite to the lens with respect to the light emission center point of the light source, and is radiated from the light emission center point of the light source.
  • the virtual focus when the light reflected by the light is condensed on the side opposite to the light emission center point of the light source across the reflector is the focal point of the biconvex lenses on the first and second incident surface sides. Matches.
  • the light beam emitted from the focal point of the convex lens becomes a straight line parallel to the optical axis of the convex lens after passing through the convex lens.
  • light that has exited from the light emission center point of the light source and entered the first incident surface is emitted from the first emission surface in parallel to the optical axis of the lens.
  • light that has exited from the light emission center point of the light source and entered the second incident surface is emitted from the second emission surface in parallel to the optical axis of the lens.
  • the light incident from the light source can be dispersed and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • emitted from said 1st output surface and 2nd output surface goes straight toward the to-be-irradiated area
  • the light emitted from the lens can be efficiently irradiated in an oblique direction, and the light emission direction can be easily controlled.
  • the light source unit according to the present invention is a light source unit including a light source and a lens that covers a light emitting surface of the light source, and the lens has the following configuration.
  • the lens is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source, and an incident surface on which the light emitted from the light source is incident.
  • the first and second incident surfaces are divided into two, first and second incident surfaces having a boundary line on the optical axis of the light source, and the exit surfaces for emitting the light incident from the light source are the first and second incident surfaces.
  • the focal point of the lens on the first and second incident surface sides is located behind the light emission center point of the light source when viewed from the lens surface of the lens.
  • the light incident on the first incident surface is emitted from the first emission surface
  • the light incident on the second incidence surface is emitted from the second emission surface
  • the light incident from the light source can be dispersed and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • the focal point of the lens on the first and second incident surface sides is located behind the center point of light emission of the light source when viewed from the lens surface of the lens.
  • the light emitted from the first emission surface and the second emission surface is collected toward the irradiated region of the irradiated object without crossing the optical axis of the light source. Therefore, the peak luminance in the oblique direction can be further increased, and the light emission direction can be easily controlled.
  • the light incident from the light source can be split and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • a lens and a light source unit capable of obtaining a light source unit that is suitably used for applications that require light directivity in an oblique direction, such as a backlight for a liquid crystal display device of a dual view type. Can be provided.
  • FIG. 1 is sectional drawing which shows typically schematic structure of the light source unit concerning Embodiment 1 of this invention
  • (b) is a schematic diagram of schematic structure of the light source unit concerning Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. It is sectional drawing which shows typically schematic structure of the liquid crystal display device provided with the backlight which consists of a direct type surface light source device which mounts multiple light source units shown in FIG.
  • It is a graph which shows the relationship between the viewing angle and luminance value in a liquid crystal display device provided with the backlight shown in FIG.
  • FIG. 10 shows typically an example of schematic structure of the light source unit concerning Embodiment 11 of this invention.
  • FIG. drawing shows typically another example of schematic structure of the light source unit concerning Embodiment 11 of this invention.
  • (A)-(c) is a figure concerning Embodiment 12 of this invention, and the focus of the 1st lens part when a biconvex lens is used for the 1st lens part in Embodiment 9 of this invention. It is a figure which shows the relationship between the positional relationship of the light emission center of a light source, and the light emission angle.
  • (A) to (c) are diagrams according to a twelfth embodiment of the present invention. In the tenth embodiment of the present invention, a plano-convex lens is used as the first lens unit, and the first exit surface side is a flat surface.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the relationship between the positional relationship of the focus of a 1st lens part and the light emission center of a light source, and the light emission angle when it uses so that it may become.
  • FIG. 1 In the tenth embodiment of the present invention, a plano-convex lens is used as the first lens unit, and the first incident surface side is a flat surface. It is a figure which shows the relationship between the positional relationship of the focus of a 1st lens part and the light emission center of a light source, and the light emission angle when it uses so that it may become.
  • (A) is sectional drawing which shows typically schematic structure of the light source unit concerning Embodiment 13 of this invention
  • (b) is schematic structure of the light transmission control member in the light source unit shown to (a). It is sectional drawing shown typically.
  • (A) shows the state of the liquid crystal layer when no electric field is applied when a liquid crystal shutter is used for the light transmission control member
  • (b) shows the electric field application when a liquid crystal shutter is used for the light transmission control member. The state of the liquid crystal layer at the time is shown.
  • FIG. 1 shows schematic structure of the planar light source of patent document 1.
  • FIG. 1 is sectional drawing which shows typically schematic structure of the liquid crystal display device provided with the backlight which consists of a direct type surface light source device. It is a graph which shows the relationship between the viewing angle and the luminance value in the liquid crystal display device using the conventional direct type backlight.
  • FIG. 1A is a sectional view schematically showing a schematic configuration of a light source unit according to the present embodiment
  • FIG. 1B schematically shows a schematic configuration of the light source unit according to the present embodiment.
  • the light source unit 1 includes a light source 2 and a lens cap 3 (lens) as a light source cover lens that covers the light emitting surface 23 of the light source 2. .
  • the case where an LED (light emitting diode) is used as the light source 2 will be described as an example, but the type of the light source 2 is not limited to this.
  • the LED used in the present embodiment is a surface mount type (SMD type) LED, and an LED element (not shown) is integrated with a package substrate 21 (mounting substrate) provided with a sealing frame 21a by a packaging technique.
  • SMD type surface mount type
  • LED element (not shown) is integrated with a package substrate 21 (mounting substrate) provided with a sealing frame 21a by a packaging technique.
  • the resin molded package product (LED package) of the LED element is a surface mount type (SMD type) LED, and an LED element (not shown) is integrated with a package substrate 21 (mounting substrate) provided with a sealing frame 21a by a packaging technique.
  • the resin molded package product (LED package) of the LED element is a resin molded package product of the LED element.
  • the structure of the surface mount type LED and the LED element is known, and a publicly known LED and LED element can be used as the LED and the LED element.
  • a publicly known LED and LED element can be used as the LED and the LED element.
  • the LED chip described in Patent Document 1 can be used as the LED element.
  • a wiring board provided with a recess 21b by a sealing frame 21a is used as the package board 21.
  • a sealing frame 21a for example, a reflector (reflector) is used.
  • the LED element is die-bonded in a recess 21b surrounded by a sealing frame 21a in the package substrate 21, and the LED element and the package substrate 21 are connected by wire bonding.
  • the recess 21b is filled with, for example, a phosphor and a sealing resin so as to cover the LED element.
  • the phosphor may be filled by mixing with the sealing resin, or may be filled separately from the sealing resin. That is, the phosphor may be sealed in the recess 21b by applying the phosphor solution in the recess 21b and drying it, and then applying the sealing resin and drying it.
  • the lens cap 3 can be used as a sealing material. For this reason, in the latter case, it is not always necessary to fill the recess 21b with a sealing resin.
  • the light source unit 1 can be regarded as an LED light source (LED package).
  • region enclosed by the sealing frame 21a in the said LED is the light emission part 22 of LED, and the surface (namely, exposed surface of the light emission part 22) of the light emission part 22 is the light emission surface of LED. 23.
  • the LED element is located at the light emission center 24 (light emission center point) of the LED.
  • the LED may be a single chip in which only one LED element is mounted in one package, in other words, in the recess 21b, or a multichip in which a plurality of LED elements are mounted in the recess 21b. It may be.
  • the lens cap 3 is provided so that the optical axis of the lens cap 3 coincides with the optical axis of the light source 2.
  • FIGS. 1A and 1B a rectangular lens is used as the lens cap 3.
  • the lens cap 3 has an incident surface 31 on which light emitted from the light source 2 is incident, and an output surface 32 that emits light incident on the incident surface 31 from the light source 2.
  • a region between the entrance surface 31 and the exit surface 32 functions as a light guide.
  • the lens cap 3 is bonded to a package substrate 21 (package portion) that is a mounting substrate of the light source 2 and covers the light emitting surface of the light source 2. In other words, the light emitting direction of the light emitting unit 22 of the light source 2 is covered. Thereby, the lens cap 3 is interposed between the light source 2 and the irradiated object (not shown).
  • the light source unit 1 irradiates the irradiated object with the light emitted from the light source 2 through the lens cap 3.
  • the incident surface 31 of the lens cap 3 is bonded to the light source 2 with a bonding agent or the like.
  • the incident surface 31 of the lens cap 3 is provided in contact with the light emitting surface 23 of the light source 2.
  • the incident surface 31 of the lens cap 3 may be provided in close contact with the light emitting surface 23 of the light source 2, and is illustrated for heat dissipation between the incident surface 31 of the lens cap 3 and the light emitting surface 23 of the light source 2.
  • a gap such as a groove (air layer, heat flow path) or the like may be provided.
  • the bonding agent for example, a known transparent bonding agent such as an epoxy resin adhesive or a silicone resin adhesive can be used.
  • the lens cap 3 has a light-transmitting region 33 that transmits light incident from the light source 2 when the lens cap 3 is viewed in plan view, that is, from the incident surface 31 or the exit surface 32 side that is a lens surface, and the light source 2. And a light shielding region 34 that shields light incident from.
  • the light emitted from the light source 2 is incident on the incident surface 31 of the lens cap 3, passes through the light guide portion, and from the light transmitting region 33 on the emission surface 32 of the lens cap 3. Emitted.
  • the light incident on the lens cap 3 is emitted to the outside only from the light transmitting area 33 and is not emitted from the light shielding area 34.
  • the material of the main body portion of the lens cap 3, that is, the material of the light transmitting region 33 that functions as a lens that transmits light is not particularly limited as long as it is a light transmitting material.
  • a material having a high refractive index is preferred.
  • acrylic resins such as PMMA (polymethyl methacrylate), transparent resins such as PC (polycarbonate resin), EP (epoxy resin), COP (cycloolefin resin), and silicone resin. Is mentioned.
  • the light shielding region 34 is, for example, coated or printed with a light shielding material on a part of the light transmitting region 33, that is, a part of the lens surface of the lens cap 3, or pasted with a preliminarily molded light shielding member. By doing so, it can be formed.
  • the method for forming the lens cap 3 is not particularly limited, and can be formed using a known molding method such as injection molding or molding.
  • FIG. 1A shows an example in which a light shielding layer 35 made of a light shielding material is provided on a part of the exit surface 32 of the lens cap 3.
  • the light shielding material may be any material that does not transmit light, may be a light absorbing material that absorbs light, or may be a reflective material that reflects light.
  • Examples of the light-shielding material include black materials such as black pigments or dyes, metal materials such as aluminum and silver, white materials such as white plastics and white paints.
  • Such a light-shielding material may be applied or printed as, for example, paint or ink and dried, or may be attached in the form of a thin film such as an adhesive tape, an adhesive tape, or a film. Further, the light shielding layer 35 made of such a light shielding material may be formed using a technique such as vapor deposition or patterning.
  • a thin film dielectric according to the wavelength characteristics of the light source 2 may be laminated by vapor deposition or lamination.
  • the light-shielding layer 35 made of a light-shielding material may be formed (laminated) on the surface of the light-transmitting region 33 as described above, and a concave portion is provided in the light-transmitting region 33, and the concave portion is made of the light-transmitting material.
  • the light shielding layer 35 may be formed.
  • the light shielding layer 35 is provided on the emission surface 32 side as shown in FIG. Instead of forming, a light shielding layer 35 having a size smaller than that of the light emitting surface 23 of the light source 2 may be formed on the incident surface 31 side.
  • the light shielding layer 35 is formed on the emission surface 32 side in order to increase the light use efficiency and more reliably block the light emitted in the front direction of the light source 2.
  • a transparent resin layer made of a light-transmitting material and a light-blocking layer made of a light-shielding material may be bonded or integrally molded. That is, a light shielding layer may be formed on the light guide portion of the lens cap 3.
  • the light-shielding region 34 a light-shielding layer made of a light-shielding material, the light-shielding region 34 can be formed by a simple method, and a simple configuration can be obtained. it can.
  • the light shielding region 34 is formed at the center of the lens cap 3, that is, on the optical axis of the light source 2.
  • the light shielding region 34 is formed smaller than the area of the light emitting part 22 of the light source 2, that is, the area of the light emitting surface 23.
  • the straight-ahead light to the Z-axis direction which is an optical axis direction can be interrupted
  • the light source 2 can be separated (spectral) in the oblique direction and emitted.
  • the lens cap 3 has light directivity in the oblique direction by guiding the light emitted from the light source 2 in the oblique direction of the light source 2.
  • the light-transmitting region 33 has a plurality of light-shielding regions 34 so that light incident from the light source 2 is separated and emitted in the oblique direction of the light source 2 through the light-transmitting region 33 in plan view. (In the example shown in FIG. 1B, the left and right regions are separated).
  • the direction corresponding to the horizontal direction (left-right direction) in the drawing is the X-axis direction
  • the direction corresponding to the vertical direction (up-down direction) is the Y-axis direction
  • the direction perpendicular to the drawing is referred to as the Z-axis direction.
  • the translucent area 33 is formed corresponding to the direction of the irradiated area of the irradiated object. As a result, the light incident on the lens cap 3 from the light source 2 is split into the irradiated area of the irradiated object and emitted.
  • the light source unit 1 is provided with the lens cap 3 that can take out the emitted light from the light source 2 in an oblique direction so as to cover the light source 2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a liquid crystal display device 200 including a backlight 230 composed of a direct type surface light source device on which a plurality of light source units 1 are mounted.
  • the liquid crystal display device 200 shown in FIG. 2 is different from the liquid crystal display device 300 shown in FIG. 29 only in that the backlight 330 is replaced with the backlight 230 for the sake of comparison. This is the same as the liquid crystal display device 300 shown.
  • the backlight 230 shown in FIG. 2 includes a light source unit 1 shown in FIGS. 1A and 1B as a light source unit.
  • the light source unit 1 is provided in parallel on a backlight substrate (not shown) having substantially the same shape as the liquid crystal panel 210, for example, in a matrix form or a zigzag form.
  • a reflective material similar to the reflective material 332, such as a reflective sheet, is provided on the backlight substrate in order to increase the reflection efficiency of light reflected by the backlight substrate.
  • 231 is provided over the entire surface of the backlight substrate, for example.
  • the lens cap 3 is not shown for simplification of the drawing.
  • the light source 2 is a lens as shown in FIGS. Covered with a cap 3.
  • the light source 2 uses an LED.
  • the light emitted from the light source 2 is irradiated to the irradiated region of the liquid crystal panel 210 that is the irradiated object through the lens cap 3.
  • a diffusion plate 220 that diffuses light is used between the light source unit 1 and the liquid crystal panel 210 to prevent brightness brightness and darkness (so-called LED eyeball) due to the bright lines of the LED 331 and to suppress uneven brightness in the surface. Is provided.
  • the optical path taken by the light emitted from the backlight 230 is indicated by an arrow.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the viewing angle and the luminance value in the liquid crystal display device 200 including the backlight 230.
  • Peak luminance can be provided in an oblique direction (for example, ⁇ 45 °).
  • the backlight 230 that is optimal for a dual view liquid crystal display device, for example.
  • the light source 2 and the lens cap 3 covering the light source 2 have a square shape in a plan view, and the exit surface of the lens cap 3 is located at the center of the lens cap 3 in the X-axis direction.
  • a rectangular light-shielding region 34 extending in parallel with the Y-axis direction side of the lens cap 3 is provided so as to divide 32 into two is shown as an example.
  • the rectangular light-transmitting region 33 having a long axis parallel to the side of the lens cap 3 in the Y-axis direction in plan view sandwiches the light-shielding region 34. Two are formed in the X-axis direction.
  • planar shape of the light transmitting region 33 and the light shielding region 34 in the lens cap 3 is not limited to this.
  • 4 and 5 are plan views showing other examples of the planar shapes of the light transmitting region 33 and the light shielding region 34 in the lens cap 3, respectively.
  • the lens cap 3 has a square shape in plan view. That is, the emission surface 32 of the lens cap 3 has a square shape in plan view.
  • the two corners of the lens cap 3 where the light shielding region 34 is not provided are provided.
  • Triangular light transmitting areas 33 are formed so as to sandwich the light shielding area 34.
  • a cross-shaped light shielding region 34 is provided so that the light transmitting region 33 of the lens cap 3 is divided into four parts in a plan view.
  • the lens cap 3 is provided by providing a cross-shaped light shielding region 34 so as to connect the opposing sides of the lens cap 3 along the X-axis direction and the Y-axis direction in plan view.
  • Each of the corners is provided with four rectangular light-transmitting regions 33 separated by the light-shielding region 34.
  • the present embodiment is not limited to this, and the lens cap 3 is formed by forming the light shielding regions 34 in a cross shape on the diagonal lines so as to connect the corners of the lens cap 3 in plan view. Needless to say, four triangular light-transmitting regions 33 each having one side may be formed.
  • the light shielding region 34 is formed in a cross shape as described above, light can be separated in four directions, so that the light source unit 1 suitably used for a backlight for a quartet view type liquid crystal display device and its light source unit 1 can be used.
  • a lens cap 3 capable of obtaining such a light source unit 1 can be obtained.
  • ⁇ Modification of light source 2> the case where the surface mount type LED is used as the light source 2 has been described as an example. However, as described above, the type of the light source 2 is not limited to this. Absent.
  • an LED other than the surface-implemented LED such as a bullet-type LED, can be used.
  • the planar shape of the LED is used. Is not limited to this, and may be a rhombus or a rectangle such as a rectangle. Further, it may be circular or elliptical.
  • the light source 2 is not limited to the LED as described above, and may be a solid light emitting element other than the LED, such as a laser diode.
  • a solid-state light emitting element such as an LED or a laser diode as the light source 2
  • the apparatus can be reduced in size and thickness.
  • the light source 2 is not limited to a so-called point light source such as a solid light-emitting element, but is a so-called linear light source represented by a straight tube light source such as a cold cathode tube or a hot cathode tube.
  • An incandescent bulb or a halogen lamp may be used.
  • the light source 2 is not particularly limited.
  • the number of light sources 2 used in one light source unit 1 is not particularly limited.
  • the lens cap 3 may have a rectangular shape in plan view, and a plurality of light sources 2 may be provided along the light shielding region 34.
  • the light source unit 1 is used in various applications that require directivity of light in an oblique direction, such as a backlight for a dual view type or quartet view type liquid crystal display device. It can be used suitably.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment except that the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the first embodiment are different in size and cross-sectional shape from the lens cap 3.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 have the same configuration.
  • the lens cap 3 has the same size as the package substrate 21 (package portion) that is the mounting substrate of the light source 2 in plan view.
  • the case of having the same in the example shown in FIGS. 1A and 1B has the same size as the LED as the light source 2 in plan view) has been described as an example.
  • the lens cap 3 only needs to cover the light emitting portion 22 of the light source 2, in other words, the light emitting surface 23 of the light source 2 as described above.
  • the lens cap 3 may be formed larger than the package substrate 21 (package portion) that is the mounting substrate of the light source 2 in plan view.
  • the lens cap 3 includes the side surface 21c of the package substrate 21 and the terminal surface of the light source 2 (that is, the mounting substrate such as the backlight substrate on which the light source unit 1 is mounted) so as to wrap the entire LED package. All surfaces except for the mounting surface) are covered.
  • the concave portion 3a for arranging (inserting) the light source 2 is provided on the incident surface 31 side of the lens cap 3, that is, on the lens surface opposite to the emission surface 32.
  • the light source 2 is fitted in the recess 3a.
  • the surface of the recess 3a facing the light emitting surface 23 of the light source 2 is used as the incident surface 31 of the lens cap 3.
  • the lens cap 3 by enlarging the lens cap 3 so that the lens cap 3 covers the light source 2 in this way, a region where the light can be controlled (the space of the lens cap 3 itself) is expanded, so that it is more desirable. Light can be controlled. In particular, if the lens cap 3 is large in the lateral direction, light can be irradiated over a wide range.
  • the size of the lens cap 3 depends on the application (irradiation range) of the light source unit 1 using the lens cap 3, the type of material used for the light transmitting region 33, the shape of the emission surface 32, and the like. Accordingly, it may be set as appropriate so that light can be applied to a desired region in the irradiated object, and as described above, as long as the light emitting surface 23 of the light source 2 is covered, there is no particular limitation. Absent.
  • the present embodiment as shown in FIG. 6, the case where the light source 2 is fitted in the recess 3a has been described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the recess 3 a may be formed larger than the light source 2.
  • the light shielding layer 35 may be formed on the incident surface 31 side of the lens cap 3.
  • the light shielding layer 35 may be formed in the gap between the incident surface 31 of the lens cap 3 and the light source 2.
  • the light shielding layer 35 is formed on the emission surface 32 side. More preferable.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the case where the light source unit 1 is rectangular and the exit surface 32 of the lens cap 3 is a plane has been described as an example.
  • the cross-sectional shape of the exit surface 32 of the lens cap 3 is not limited to this, and may be curved as shown in FIG.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the present embodiment are the same as those of the second embodiment except that the lens cap 3 is formed in a dome shape covering the light source 2 and the emission surface 32 is a convex surface.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 have the same configuration.
  • the lens cap 3 according to the present embodiment has the lens cap 3 illustrated in FIG. 6 as a boundary from the variation point of the curvature indicated by the alternate long and short dash line. The direction of condensing is reversed.
  • the curvature of the exit surface 32 is such that the light can be condensed in the oblique direction of the light source 2 and the size of the lens cap 3 and the material used for the translucent region 33 so that the light can be collected at a desired angle. It may be set as appropriate according to the type of the material, and is not particularly limited.
  • the lens cap 3 is formed larger than the package substrate 21 (package portion) that is the mounting substrate of the light source 2 in plan view. 3 illustrates an example in which the light source 2 is fitted in the recess 3a formed on the incident surface 31 side.
  • the lens cap 3 may be formed with a recess 3 a that is larger than the light source 2.
  • the lens cap 3 may have the same size as the light source 2 (the same size as the package substrate 21) in plan view.
  • the lens cap 3 may naturally have a size larger than the light emitting surface 23 of the light source 2 and smaller than the package substrate 21.
  • the present embodiment is not limited to this, and the emission surface 32 may be formed in a concave shape as shown in, for example, embodiments described later.
  • the emission surface 32 may be a flat surface or may have a curvature.
  • the emission surface 32 is formed in a convex shape or a concave shape so that the lens cap 3 goes straight in the front direction. While blocking
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the present embodiment except that the reflecting portion 36 is formed on the light emitting surface 23 side of the light source 2 in the light shielding region 34 of the lens cap 3.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the first embodiment have the same configuration.
  • the light shielding layer 35 includes a first light shielding layer 35a made of a non-reflective material and a second light shielding layer 35b made of a reflective material. It has a laminated structure (two-layer structure).
  • the second light shielding layer 35b is not necessarily required to have the same size as the first light shielding layer 35a in plan view.
  • the second light shielding layer 35b may be formed on at least a part of the first light shielding layer 35a on the light emitting surface 23 side of the light source 2.
  • the reflection portion 36 made of the second light shielding layer 35b is formed on at least a part of the light shielding layer 35 on the light emitting surface 23 side of the light source 2.
  • the material of the first light shielding layer 35a is not particularly limited as long as it is a non-reflective material that does not transmit light.
  • a light shielding material may be a light absorbing material or a black material as described above.
  • the material of the second light shielding layer 35b is not particularly limited as long as it is a reflective material that does not transmit light.
  • Examples of such a light shielding material include metal materials (regular reflection material) such as aluminum and silver, and white materials (diffuse reflection material) such as white plastic and white paint.
  • the light shielding layer 35 can be easily formed, for example, by vapor-depositing the above-described regular reflection material or applying white ink on at least a partial region on one side of a black tape or black sheet. Can do.
  • the method for forming the light shielding layer 35 is not limited to this, and for example, the method for forming the light shielding layer 35 described in Embodiment 1 may be combined.
  • the surface is a mirror surface (smooth surface).
  • ⁇ Effect> In this way, by forming the reflecting portion 36 by making the light emitting surface 23 side of the light source 2 in the light shielding region 34 of the lens cap 3 white or mirrored, the light traveling in the front direction of the light source 2 is absorbed by the light shielding region. Without reflection. Thereby, reflected light can be used effectively. Therefore, for example, by using a surface light source device equipped with a plurality of the light source units 1 as the backlight 230, the luminance can be increased.
  • the surface of the package substrate 21 that is the mounting substrate of the light source 2, in particular, the surface of the recess 21 b is white or mirrored as described above, so that the light emission center 24 of the light source 2 is opposite to the lens cap 3.
  • the light reflected by the reflector can be used more effectively.
  • the luminance of the backlight 230 can be further increased.
  • the present embodiment is not limited to this, and the light shielding layer 35 itself may be a reflective layer (reflecting portion 36) by forming the light shielding region 34 itself with a reflective material.
  • the light shielding layer 35 may be, for example, a regular reflective layer such as aluminum or silver, or a white plastic, white A white reflecting plate made of a white material such as paint or a white diffuse reflecting sheet may be formed.
  • a surface light source device having a plurality of such light source units 1 mounted thereon is used as a direct type backlight 230, there is a gap between the backlight 230 and the liquid crystal panel 210 in order to prevent LED eyeballs.
  • a diffusion plate 220 needs to be provided.
  • the light (LED light) reflected without being able to pass through the diffusion plate 220 can be re-reflected by the light shielding region 34 and reused. For this reason, the brightness of the backlight 230 is increased.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the light source unit 1 includes a biconcave lens as the lens cap 3 as shown in FIG.
  • the lens cap 3 according to the present embodiment is not provided with the light shielding region 34.
  • the light emitted from the light source 2 is incident on the incident surface 31 of the lens cap 3 through the air layer 41 (space portion) between the incident surface 31 of the lens cap 3 and the light emitting surface 23 of the light source 2, and enters the lens cap. 3 is emitted from the emission surface 32 through the light guide portion which is the main body portion.
  • the biconcave lens as the lens cap 3 in this way, the light incident from the light source 2 can be diffused by the concave lens effect of the incident surface 31. Therefore, light can be emitted in the oblique direction of the light source 2 without forming the light shielding region 34.
  • Y that is the axial direction of the biconcave lens on the exit surface 32 of the lens cap 3.
  • Convex portions 37 projecting in an oblique direction are provided at both ends in the X-axis direction perpendicular to the axial direction. For this reason, light can be condensed and emitted in an oblique direction.
  • the light source unit 1 can be suitably used for applications that require oblique light directivity, such as a backlight for a dual-view liquid crystal display device.
  • the type of the light source 2 is not particularly limited. According to the present embodiment, as described above, since the incident surface 31 is curved in a concave shape, the light incident from the light source 2 can be diffused by the concave lens effect.
  • the light source unit 1 only needs to have a concave shape in which the incident surface 31 of the lens cap 3 is curved to be larger than the light emitting surface 23 of the light source 2.
  • the curvature of the entrance surface 31 and the exit surface 32 of the lens cap 3 and the structure of the lens cap 3 can condense light in an oblique direction of the light source 2.
  • it may be set as appropriate so that light gathers at a desired angle, and is not particularly limited.
  • the curvature of the entrance surface 31 and the exit surface 32 of the lens cap 3 and the structure of the lens cap 3 are such that the light gathers at a desired angle by combining the shape of the entrance surface 31 and the shape of the exit surface 32 of the lens cap 3.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the lens cap 3 having a biconcave lens shape has the same size as the package substrate 21 (package portion) that is the mounting substrate of the light source 2 in plan view.
  • the case has been described as an example.
  • the lens cap 3 is formed larger than the package substrate 21 (package part) in plan view, and the entrance surface 31 and the exit surface 32 of the lens cap 3 are each concave. have.
  • the concave portion 3a has a plano-convex cylindrical lens shape.
  • the recess 3a is formed with a fitting portion 39 into which the side surface 21c of the package substrate 21 of the light source 2 is fitted.
  • the fitting portion 39 When the light source 2 is fitted into the fitting portion 39, the fitting of the light source 2 in the lens cap 3 is achieved.
  • the surface facing the light emitting surface 23, that is, the incident surface 31, is a concave surface.
  • the lens cap 3 when the lens cap 3 according to the present embodiment is arranged so as to cover the light source 2, that is, when the light source 2 is fitted into the fitting portion 39 of the recess 3a, the incident surface 31 and the light source 2
  • the air layer 41 formed between each has a concave portion 3a having a cylindrical lens shape.
  • the light incident from the light source 2 can be diffused by the concave lens effect because the incident surface 31 of the lens cap 3 is curved in a concave shape as in the fifth embodiment.
  • the exit surface 32 of the lens cap 3 has the curvature of the lens cap 3 according to the fifth embodiment except that the lens cap 3 has a different size and a different curvature as described above. It is formed in the same manner as the emission surface 32.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing another example of the schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the light source unit 1 shown in FIG. 11 has the same configuration as the light source unit 1 shown in FIG. 10 except that the shape of the exit surface 32 of the lens cap 3 is different.
  • the light source unit 1 shown in FIG. 11 has convex portions 37 that protrude in an oblique direction and are formed at both ends in the X-axis direction perpendicular to the Y-axis direction, which is the axial direction of the biconcave lens, on the exit surface 32 of the lens cap 3. Has curvature.
  • the protrusion 37 does not necessarily have to be formed at an acute angle as long as it protrudes obliquely at both ends in the X-axis direction, and has a curvature as described above. It doesn't matter.
  • the convex portion 37 has a curvature
  • the light emitted from the convex portion 37 is diffused as the curvature increases.
  • the convex part 37 has a corner
  • the convex portion 37 has a curvature as described above, as shown in FIG. 11, at least the tip portion of the convex portion 37 has a long cross section in the X-axis direction and the protruding direction of the convex portion 37 is long. It preferably has an elliptical arc shape in the axial direction. Further, it is preferable that the curvature is as small as possible.
  • the tip of the convex portion 37 Since at least the tip of the convex portion 37 has the elliptical arc shape as described above, light diffusion can be suppressed and light can be condensed. Further, by adjusting the direction of the convex portion 37, the light emission direction can be easily adjusted.
  • ⁇ Schematic configuration of lens cap 3 and light source unit 1> 12 and 13 are cross-sectional views schematically showing an example of a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the present embodiment are the lenses according to the fifth or sixth embodiment except that the exit surface 32 of the lens cap 3 is a flat surface.
  • the cap 3 and the light source unit 1 have the same configuration.
  • the lens cap 3 has a plano-concave lens shape.
  • the lens cap 3 has a plano-concave cylindrical lens shape.
  • the lens cap 3 is not provided with the light shielding region 34 also in the present embodiment.
  • the incident surface 31 of the lens cap 3 is curved in a concave shape, so that the light incident on the lens cap 3 from the light source 2 is diffused by the concave lens effect. Can be made.
  • the lens cap 3 has a plano-concave lens shape or a plano-concave cylindrical lens shape in which the exit surface 32 is a flat surface, so that the exit surface of the lens cap 3 is obtained.
  • a convex portion 37 having a corner portion and projecting in an oblique direction is provided. For this reason, light can be condensed and emitted in an oblique direction.
  • the light source unit 1 can be suitably used for applications requiring directivity in an oblique direction, such as a backlight for a dual view liquid crystal display device.
  • ⁇ Schematic configuration of lens cap 3 and light source unit 1> 14 and 15 are cross-sectional views schematically showing an example of a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the lens cap 3 has a light-transmitting region 33 and a light-shielding region 34 similar to the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the first embodiment in plan view. Except for the point provided, it has the same configuration as the lens cap 3 and the light source unit 1 shown in FIG.
  • the light transmitting region 33 and the light shielding region 34 may have, for example, the shape illustrated in FIG. 1B or the shape illustrated in FIG. 4 or 5 in a plan view. .
  • the present embodiment is not limited to this, and the light shielding layer 35 may be formed on the exit surface 32 of the lens cap 3 shown in FIG. 9, FIG. 11, or FIG. Needless to say.
  • the effect of the light shielding region 34 shown in Embodiment 1 is combined. Can be obtained. Therefore, the peak luminance can be provided in a more oblique direction.
  • a reflective portion 36 may be formed on the light emitting surface 23 side of the light source 2 in the light shielding region 34 of the lens cap 3, and the light shielding region 34 itself is reflected.
  • the light shielding layer 35 itself may be a reflective layer (reflective portion 36) by being formed of a material.
  • FIG. 16A is a sectional view schematically showing a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment
  • FIG. 16B is a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • lens units 50 and 60 each made of a biconvex lens are provided in the lens units 50 and 60, respectively.
  • the lens ends 50a and 60a are connected to each other.
  • the lens surfaces of the lens units 50 and 60 are used as the entrance surface 31 and the exit surface 32, respectively.
  • each lens surface in the lens unit 50 forms part of the entrance surface 31 and the exit surface 32, respectively, the entrance surface 51 (first entrance surface) and the exit surface 52 (first surface). 1 emission surface).
  • each lens surface in the lens unit 60 forms part of the entrance surface 31 and the exit surface 32, respectively, the entrance surface 61 (second entrance surface) and the exit surface 62 (first surface). 2 emission surface).
  • the lens cap 3 has the entrance surface 31 having a boundary line 38 on the optical axis of the light source 2 (see FIG. 16B).
  • Inverted V-shaped triangular roof
  • the exit surface 32 has an exit surface 52 and an exit surface 62 opposite to the entrance surface 51 and the entrance surface 61, respectively. It has a cross-sectional shape.
  • the lens unit 50 and the lens unit 60 are formed symmetrically with respect to a virtual plane 71 (see FIG. 16B) passing through the boundary line 38 and parallel to the boundary line 38.
  • an air layer 41 space portion having a substantially triangular cross section is formed between the light source 2 and the incident surface 31.
  • the light emitted from the light source 2 is incident on the entrance surface 51 and the exit surface 62 of the lens units 50 and 60 through the air layer 41. Then, the light incident on the incident surface 51 passes through the light guide that is the main body portion of the lens unit 50 and is emitted from the emission surface 52 that faces the incident surface 51.
  • the light incident on the incident surface 61 passes through the light guide portion that is the main body portion of the lens portion 60 and is emitted from the emission surface 62 that faces the incident surface 61.
  • the light shielding region 34 is not formed in the lens cap 3, the light traveling in the front direction of the light source 2 is suppressed, and the light is dispersed and emitted in the oblique direction of the light source 2. Can do. For this reason, peak luminance can be provided in the oblique direction of the light source 2.
  • the light source unit 1 according to the present embodiment can be suitably used for applications that require light directivity in an oblique direction, such as a backlight for a dual view liquid crystal display device.
  • the focal point on the incident surface 51 side of the lens unit 50 and the focal point on the incident surface 61 side of the lens unit 60 coincide with the emission center 24 of the light source 2.
  • FIG. 16A a straight line passing through the light emission center 24, the center point (optical axis) of the lens unit 50, and each focal point on the incident surface 51 side and the emission surface 52 side of the lens unit 50 is indicated by a two-dot chain line. .
  • FIG. 16A two straight lines passing through the light emission center 24, the center point (optical axis) of the lens unit 60, and the focal points of the lens unit 60 on the entrance surface 61 side and the exit surface 62 side are shown. Shown with a dotted line.
  • the focal points of the lens units 50 and 60 are indicated by “ ⁇ ” marks.
  • the light beam emitted from the focal point of the biconvex lens becomes a straight line parallel to the optical axis of the biconvex lens after passing through the biconvex lens.
  • the light that has exited from the light emission center 24 of the light source 2 and entered the entrance surface 51 in the light source unit 1 according to the present embodiment is transmitted from the exit surface 52 to the lens unit 50.
  • the light is emitted parallel to the optical axis.
  • light that has exited from the light emission center 24 of the light source 2 and entered the incident surface 61 in the light source unit 1 according to the present embodiment is emitted from the exit surface 62 in parallel to the optical axis of the lens unit 60.
  • the light emitted from the emission surface 52 and the emission surface 62 travels straight toward the irradiated region of the irradiated object without crossing the optical axis of the light source 2.
  • the present embodiment it is possible to efficiently irradiate the light emitted from the lens cap 3 in an oblique direction and to easily control the light emission direction.
  • ⁇ Modification> 16A and 16B a case where the focal point on the incident surface 51 side of the lens unit 50 and the focal point on the incident surface 61 side of the lens unit 60 coincide with the emission center 24 of the light source 2.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a main part of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 17 shows the emission center 24 and each lens when a concave reflector 25 is provided on the opposite side of the lens cap 3 (for example, the surface of the recess 21 b) with respect to the emission center 24 of the light source 2.
  • a concave reflector 25 is provided on the opposite side of the lens cap 3 (for example, the surface of the recess 21 b) with respect to the emission center 24 of the light source 2.
  • the relationship with the virtual focus on the incident surface side in the parts 50 and 60 is schematically shown.
  • the concave reflector 25 when the concave reflector 25 is provided on the side opposite to the lens cap 3 with respect to the light emission center 24 of the light source 2, the light is emitted from the light emission center 24 of the light source 2 and reflected by the reflector 25.
  • the virtual focus when the reflected light is collected on the side opposite to the light emission center 24 of the light source 2 across the reflector 25 coincides with the focus of the lens portions 50 and 60 on the incident surface 51 and the incident surface 61 side.
  • the lens cap 3 having a biconvex lens shape has the same size as the package substrate 21 (package portion) that is the mounting substrate of the light source 2 in plan view. This is shown by way of example.
  • the present embodiment is not limited to this. Also in the present embodiment, the lens cap 3 may be formed larger than the package substrate 21 (package part) in plan view.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the present embodiment have the same configuration as the lens cap 3 and the light source unit 1 shown in FIG. 17 except that the lens portions 50 and 60 have a plano-convex lens shape. Have.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 shown in FIG. 18 have the same configuration as the lens cap 3 and the light source unit 1 shown in FIG. 17 except that the exit surfaces 52 and 62 are flat.
  • the light emitted from the light source 2 is incident on the incident surfaces 51 and 61 of the lens units 50 and 60 via the air layer 41. Then, the light incident on the incident surface 51 passes through the light guide that is the main body portion of the lens unit 50 and is emitted from the emission surface 52 that faces the incident surface 51. The light incident on the incident surface 61 passes through the light guide portion that is the main body portion of the lens portion 60 and is emitted from the emission surface 62 that faces the incident surface 61.
  • the light shielding region 34 is not formed in the lens cap 3, the light traveling in the front direction of the light source 2 is suppressed and the light is dispersed in the oblique direction of the light source 2. Can be emitted. For this reason, peak luminance can be provided in the oblique direction of the light source 2.
  • the light source unit 1 according to the present embodiment can be suitably used for applications that require light directivity in an oblique direction, such as a backlight for a dual view liquid crystal display device.
  • each of the emission surfaces 52 and 62 is a flat surface, the degree of diffusion of the emitted light is greater than that of the lens cap 3 and the light source unit 1 shown in the ninth embodiment. .
  • the present embodiment is not limited to this, and two plano-convex lenses may be used in combination so that each of the exit surfaces 52 and 62 has a convex shape.
  • the condensing effect is increased as compared with the case where two plano-convex lenses are used in combination so that the exit surfaces 52 and 62 are flat.
  • the lens cap 3 has the same size as the package substrate 21 (package portion) that is the mounting substrate of the light source 2 in plan view. Shown with illustrations.
  • the lens cap 3 may be formed larger than the package substrate 21 (package part) in plan view.
  • Embodiment 11 The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIGS. In the present embodiment, differences from the tenth embodiment will be mainly described. For convenience of explanation, components having the same functions as those described in Embodiments 1 to 10 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • ⁇ Schematic configuration of lens cap 3 and light source unit 1> 19 and 20 are cross-sectional views schematically showing an example of a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment.
  • the lens cap 3 and the light source unit 1 according to the present embodiment have the same configuration as the lens cap 3 and the light source unit 1 shown in the tenth embodiment, except that the lens units 50 and 60 are formed of Fresnel lenses. have.
  • the light emitted from the light source 2 is incident on the incident surfaces 51 and 62 of the lens units 50 and 60 via the air layer 41. Then, the light incident on the incident surface 51 passes through the light guide that is the main body portion of the lens unit 50 and is emitted from the emission surface 52 that faces the incident surface 51. The light incident on the incident surface 61 passes through the light guide portion that is the main body portion of the lens portion 60 and is emitted from the emission surface 62 that faces the incident surface 61.
  • the light traveling in the front direction of the light source 2 is suppressed and the light is dispersed in the oblique direction of the light source 2 without forming the light shielding region 34 in the lens cap 3. Can be emitted. For this reason, peak luminance can be provided in the oblique direction of the light source 2.
  • the light source unit 1 according to the present embodiment can be suitably used for applications that require light directivity in an oblique direction, such as a backlight for a dual view liquid crystal display device.
  • a biconvex lens is used for each lens unit 50/60 as shown in the ninth embodiment.
  • the thickness can be made thinner than when a plano-convex lens is used as shown in the tenth embodiment.
  • FIGS. 21A to 21C to 23A to 23C Still another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 21A to 21C to 23A to 23C.
  • components having the same functions as those described in the first to eleventh embodiments are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • the relationship between the positional relationship between the focal points of the lens units 50 and 60 and the light emission center 24 of the light source 2 and the light emission angle will be described. .
  • the lens unit 50 is illustrated as an example of the lens unit.
  • the lens unit 50 and the lens unit 60 are As described above, the plane is symmetrical with respect to the virtual plane 71 parallel to the boundary line 38. Accordingly, the same description applies to the lens unit 60.
  • the lens unit 50 is simply regarded as a single focus lens and described as a virtual single focus convex lens model.
  • the light emission center 24 of the light source 2 is provided on the optical axis of the lens unit 50.
  • 21A to 21C sequentially show (a) when the emission center 24 of the light source 2 is outside the focal point A of the lens unit 50, and (b) the focal point A of the lens unit 50 is the light source 2. (C) shows the case where the light emission center 24 of the light source 2 is located inside the focal point A of the lens unit 50.
  • the light emitted from the lens unit 50 is collected in the case (a), parallel in the case (b), and diffused in the case (c).
  • the light emitted from the light emission center 24 of the light source 2 that passes through the focal point A is emitted in parallel to the optical axis of the lens unit 50.
  • 22A to 22C also sequentially show (a) when the emission center 24 of the light source 2 is outside the focal point A of the lens unit 50, and (b) the focal point A of the lens unit 50 is the light source. 2 coincides with the light emission center 24 of FIG. 2, (c) shows the case where the light emission center 24 of the light source 2 is located inside the focal point A of the lens unit 50.
  • the light emitted from the lens unit 50 is collected in the case of (a) above, and in the case of (b). It becomes parallel, and in the case of (c), it is diffused.
  • the distance from the lens unit 50 to the focal point A (not shown) on the first emission surface 52 side is longer than when a biconvex lens is used for the lens unit 50.
  • the light emitted from the lens unit 50 is diffused more than when a biconvex lens is used for the lens unit 50.
  • 23A to 23C also sequentially show (a) when the light emission center 24 of the light source 2 is outside the focal point A of the lens unit 50, (b) the focal point A of the lens unit 50 is the light source. 2 coincides with the light emission center 24 of FIG. 2, (c) shows the case where the light emission center 24 of the light source 2 is located inside the focal point A of the lens unit 50.
  • any of the patterns (a) to (c) described above is used.
  • light emitted from the lens unit 50 tends to be diffused more than when a plano-convex lens having a flat exit surface 52 is used and when a plano-convex lens having a flat exit surface 52 is used. is there.
  • the peak luminance in the oblique direction is increased as compared with the case where a plano-convex lens is combined so that the incident surface 51 side is a flat surface. I can see that
  • the focal point of the lens unit 50 on the incident surface 51 side is the emission center of the light source 2 when viewed from the lens surface of the lens unit 50. If it is located behind 24, the distance from the lens unit 50 to the focal point A on the exit surface 52 side can be shortened by using a biconvex lens for the lens unit 50.
  • the light source unit 1 satisfying such a condition as a direct type backlight, it is possible to reduce the thickness of a device such as a liquid crystal display device mounted with the backlight and to increase the peak luminance in an oblique direction. It can be seen that can be increased.
  • FIGS. 24A and 24B and FIGS. 25A and 25B Still another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 24A and 24B and FIGS. 25A and 25B. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described. For convenience of explanation, components having the same functions as those described in the first to twelfth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • 24A is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment
  • FIG. 24B is a diagram of the light source unit 1 shown in FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a light transmission control member 80.
  • FIG. 24A is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light source unit 1 according to the present embodiment
  • FIG. 24B is a diagram of the light source unit 1 shown in FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of a light transmission control member 80.
  • the case where the light-transmitting region 33 and the light-shielding region 34 are formed on the lens cap 3 by forming the light-shielding layer 35 made of a light-shielding material on a part of the lens cap 3 has been described as an example. .
  • the light shielding region 34 is electrically formed by providing the light shielding region 34 with the light transmission control member 80 that electrically switches between light transmission and light shielding.
  • the light transmission control member 80 used in the present embodiment is a liquid crystal shutter.
  • the liquid crystal shutter according to the present embodiment includes, for example, a liquid crystal layer 81 and a pair of transparent electrodes 82 and 83 for applying an electric field to the liquid crystal layer 81 as shown in FIG. .
  • the transparent electrode 83 is preferably covered with a transparent insulating sheet (not shown).
  • FIG. 25A shows the state of the liquid crystal layer 81 when no electric field is applied when a liquid crystal shutter is used for the light transmission control member 80
  • FIG. 25B shows the state of the light transmission control member 80.
  • the state of the liquid crystal layer 81 when an electric field is applied when the liquid crystal shutter is used is shown.
  • FIGS. 25A and 25B the case where light is blocked when no electric field is applied to the liquid crystal layer 81 and light is transmitted when an electric field is applied is shown as an example. Is not limited to this.
  • the driving method of the liquid crystal material and the liquid crystal layer 81 is not particularly limited, and various known liquid crystal materials and driving methods can be used.
  • the case where the pair of transparent electrodes 82 and 83 are provided with the liquid crystal layer 81 interposed therebetween is shown as an example, but this embodiment is limited to this.
  • the transparent electrodes 82 and 83 may be formed on the same plane by using, for example, comb electrodes as the pair of transparent electrodes 82 and 83.
  • the light shielding region 34 is electrically turned on / off in this manner to switch between light transmission and light shielding.
  • light incident from the light source 2 is separated to have a peak luminance in an oblique direction, as shown in FIG. 25B, light incident from the light source 2 is transmitted in the front direction to have a peak luminance in the front direction. It is possible to achieve both cases.
  • the reflective portion 36 is formed in the light shielding region 34 by forming a reflective layer on the light emitting surface 23 side of the light source 2 in the light shielding region 34 of the lens cap 3. May be. As a result, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.
  • Embodiment 14 Still another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 26 (a) and 26 (b). In this embodiment, differences from Embodiment 13 will be mainly described. For convenience of explanation, components having the same functions as those described in the first to thirteenth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIGS. 26A and 26B are diagrams showing a method of electrically switching light transmission and blocking by the light transmission control member 80 according to the present embodiment, and FIG. FIG. 26 (b) shows a case where light is transmitted.
  • the present embodiment is different from the thirteenth embodiment in that a slide shutter is provided as a translucent control member 80 in the light shielding region 34. .
  • the slide shutter according to the present embodiment electrically connects a pair of light shielding members 91 and 92 and at least one of the light shielding members 91 and 92 electrically. And a slide mechanism 93 that slides and moves.
  • the light shielding member 91 (first light shielding member) is a fixed member
  • the light shielding member 92 (second light shielding member) is a movable member.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the light shielding member 91 is provided with light shielding portions 91a and light transmitting portions 91b alternately.
  • the light blocking member 92 is provided with light blocking portions 92a and light transmitting portions 92b alternately.
  • a light absorbing light shielding film such as a black film or a reflective film such as a metal film can be used.
  • a transparent film can be used for the translucent portions 91b and 92b.
  • a transparent resin material similar to the lens cap 3 can be used.
  • the slide mechanism 93 includes a slide material portion 94 such as a slide rail, and a drive portion 95 that drives the slide material portion 94 by a repulsive force or an attractive force such as a motor or electricity.
  • the slide mechanism 93 includes a light shielding member 91/92 such that the light shielding portion 91a and the light transmitting portion 92b overlap each other, and the light transmitting portion 91b and the light shielding portion 92a overlap each other. At least one light shielding member is electrically slid to form a continuous light shielding portion in plan view. Thereby, the light shielding region 34 for separating (dividing) the light transmitting region 33 can be formed.
  • the slide mechanism 93 includes light shielding members 91 and 92 such that the light shielding portion 91a and the light shielding portion 92a overlap each other, and the light transmitting portion 91b and the light transmitting portion 92b overlap each other. At least one of the light shielding members is electrically slid to transmit light through the overlapping region of the light transmitting portion 91b and the light transmitting portion 92b.
  • light in the front direction of the light source 2 as shown in FIG. 26A is obtained by electrically switching between light transmission and light shielding by the light transmission control member 80 as described above.
  • the peak luminance is given in the oblique direction of the light source 2 by blocking the transmission of light
  • the reflective portion 36 is formed in the light shielding region 34 by forming a reflective layer on the light emitting surface 23 side of the light source 2 in the light shielding region 34 of the lens cap 3. May be. As a result, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.
  • Embodiment 15 Still another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 27A and 27B. In this embodiment, differences from Embodiments 13 and 14 will be mainly described. For convenience of explanation, components having the same functions as those described in Embodiments 1 to 14 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIGS. 27A and 27B are diagrams showing a method of electrically switching between transmission and blocking of light by the light transmission control member 80 according to the present embodiment.
  • FIG. FIG. 27B shows a case where light is transmitted.
  • this embodiment is different from Embodiments 13 and 14 in that a rotating shutter is provided as a light transmission control member 80 in the light shielding region 34. ing.
  • the rotary shutter according to the present embodiment includes a plurality of louvered blades 101 provided in parallel to each other, and these blades 101 are connected to a motor or an electric motor. And a rotating mechanism 102 that is rotated by a repulsive force or an attractive force.
  • each blade 101 is rotated by the rotation mechanism 102 to change the angle of the blade 101 with respect to the surface of the lens cap 3.
  • the blade surface of the blade plate 101 covers the surface of the lens cap 3 (for example, the blade surface of the blade plate 101 is parallel to the surface of the lens cap 3).
  • a light shielding region 34 that separates the light transmitting region 33 can be formed.
  • light transmission and light shielding are electrically switched by the light transmission control member 80 in this way, so that light is transmitted in the front direction of the light source 2 as shown in FIG. And having the peak luminance in the oblique direction of the light source 2 and the case where the light incident from the light source 2 is transmitted in the front direction and has the peak luminance in the front direction as shown in FIG. It is possible to achieve both.
  • the blade 101 may be made of a light absorbing material or a reflective material.
  • a light-transmitting layer made of a light-transmitting material such as a transparent resin and a light-shielding layer made of a light-shielding material such as a light-absorbing material or a reflecting material may be laminated.
  • the light-shielding material such as the light-absorbing material or the reflective material
  • the light-shielding material exemplified in Embodiment 1 or the like can be used.
  • the laminating method is not particularly limited, and for example, a known laminating method such as vapor deposition, laminating, coating, joining, or integral molding may be used. it can.
  • the reflective portion 36 is formed in the light shielding region 34 by forming a reflective layer on the light emitting surface 23 side of the light source 2 in the light shielding region 34 of the lens cap 3. May be. As a result, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.
  • the lens according to one aspect of the present invention is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction of the light source by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source, and in plan view, A light-transmitting region that transmits light incident from the light source; and a light-shielding region that blocks light incident from the light source.
  • the light-transmitting region passes through the light-transmitting region. It is separated into a plurality of regions by the light shielding region so as to be emitted in a plurality of directions.
  • the light incident from the light source can be split and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction. Therefore, it is possible to provide a lens capable of obtaining a light source unit that is suitably used for applications that require oblique light directivity.
  • the light shielding region is preferably formed of a light shielding layer made of a light shielding material, for example.
  • the light shielding region as a light shielding layer made of a light shielding material, the light shielding region can be formed by a simple method and a simple configuration can be achieved. Therefore, the lens, and further, the light source unit using the lens can be manufactured at low cost.
  • the light shielding region is formed at the center of the emission surface in plan view.
  • the lens is arranged directly below the center of the lens so that its optical axis coincides with the optical axis of the light source. Covering the light source with the lens so that the light-emitting surface of the light source is located directly below the light-shielding region provided in the center of the emission surface in plan view, so that straight light from the light source can be blocked. And the peak luminance in the oblique direction can be increased.
  • the lens covers the emission range of light emitted from the light source.
  • the lens is bonded to a substrate on which the light source is mounted.
  • the lens may have a configuration in which a concave portion for arranging the light source is provided on the incident surface side. That is, the lens may have a size that covers the light source.
  • the area where the light can be controlled (the space of the lens itself) is expanded by enlarging the lens in this way, the desired light can be controlled.
  • the lens is large in the lateral direction, light can be irradiated over a wide range.
  • the lens may have a curvature on the exit surface.
  • the emission surface may be formed in a convex shape or a concave shape.
  • the exit surface is formed in a convex shape or a concave shape, compared to the case where the exit surface is a plane, Light can be irradiated in a more oblique direction.
  • the lens preferably includes a light transmission control member that electrically switches light transmission and light shielding, and the light shielding region is electrically formed by the light transmission control member.
  • the light transmission control member electrically switches between light transmission and light shielding so that light incident from the light source is separated to have a peak luminance in an oblique direction, and light incident from the light source is It is possible to achieve both the case of transmitting in the direction and providing the peak luminance in the front direction.
  • the light transmission control member is a liquid crystal shutter having a liquid crystal layer and a transparent electrode that applies an electric field to the liquid crystal layer, and the light transmission control member determines whether or not an electric field is applied to the liquid crystal layer.
  • the light shielding region can be formed by switching.
  • the light transmission control member includes a light shielding portion and a light transmission portion, and electrically connects at least one light shielding member of the pair of light shielding members and the pair of light shielding members.
  • a sliding mechanism including a sliding mechanism for sliding movement, wherein the light transmission control member includes the pair of light shielding members so that a light shielding portion of one light shielding member covers a light transmitting portion of the other light shielding member.
  • the light shielding region that separates the light transmitting region may be formed by sliding at least one of the light shielding members to form a continuous light shielding part in plan view.
  • the light transmission control member is a rotary shutter including a plurality of blades provided in parallel to each other and a rotation mechanism that rotates the blades, and the light transmission control member rotates the blades.
  • the light shielding area that separates the light transmitting area may be formed by changing the angle of the blade with respect to the lens surface to form a continuous light shielding part in a plan view.
  • a reflection layer for reflecting light is provided in the light shielding region.
  • a reflective layer may be formed on the light emitting surface side of the light source in the light shielding region of the lens, or the reflective layer itself may be formed as a light shielding layer in the light shielding region.
  • the lens has a concave shape in which an incident surface on which light emitted from the light source is incident is more curved than a light emitting surface of the light source.
  • emitted from the said light source has the concave shape curved more largely than the light emission surface of the said light source, Therefore The light can be split and emitted in the oblique direction. Therefore, the peak luminance in the oblique direction can be increased.
  • the lens according to one embodiment of the present invention is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction of the light source by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source.
  • the incident surface on which the light emitted from the light is incident has a concave shape that is curved more greatly than the light emitting surface of the light source.
  • the light incident from the light source can be split and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction. Therefore, according to said structure, the lens which can obtain the light source unit used suitably for the use for which the directivity of the light of an oblique direction is required can be provided.
  • both ends of the lens in the direction perpendicular to the axial direction of the lens on the exit surface for emitting the light incident from the light source have convex portions protruding in an oblique direction.
  • the lens Since the lens has the convex portion, light can be condensed and emitted in an oblique direction. Therefore, according to said structure, the light which goes to the front direction of the said light source can be suppressed, and it becomes possible to have a peak brightness
  • the lens may have, for example, a biconcave lens shape whose exit surface is a concave surface, or a plano-concave lens shape whose exit surface is a plane.
  • the light incident from the light source can be diffused by the concave lens effect on the incident surface, and the light can be condensed and emitted in an oblique direction. Therefore, according to each of the above-described configurations, it is possible to suppress light traveling in the front direction of the light source and to have peak luminance in the oblique direction of the light source 2.
  • the lens has, for example, a configuration in which at least a tip portion of the convex portion has an elliptical arc shape in which a cross section in a direction perpendicular to the axial direction of the lens has a long axis direction in the protruding direction of the convex portion. You may have.
  • the tip portion of the convex portion has the elliptical arc shape as described above, it is possible to suppress the diffusion of light and collect the light. Moreover, it becomes easy to adjust the light emission direction by adjusting the direction of the convex portion.
  • the lens according to one embodiment of the present invention is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction of the light source by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source.
  • An incident surface on which light emitted from the light source is incident is divided into a first incident surface and a second incident surface having a boundary line on the optical axis of the light source, and an output surface that emits light incident from the light source Has an inverted V-shaped cross-section having first and second exit surfaces facing the first and second entrance surfaces, respectively, and borders a plane passing through the boundary line and parallel to the boundary line It is formed as plane symmetry.
  • the light incident from the light source can be split and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction. Therefore, according to said structure, the lens which can obtain the light source unit used suitably for the use for which the directivity of the light of an oblique direction is required can be provided.
  • At least one of the entrance surface and the exit surface of the lens has a convex shape.
  • the light beam emitted from the focal point of the convex lens becomes a straight line parallel to the optical axis of the convex lens after passing through the convex lens.
  • the focal point of the lens on the first and second incident surface sides is the position of the light source when viewed from the lens surface of the lens. In the case where it is located behind the center point of light emission, the light emitted from the first emission surface and the second emission surface does not cross the optical axis of the light source and does not cross the object. Condensed toward the irradiation area.
  • the lens is formed obliquely by forming the lens so that the relationship between the light emission center of the light source and the focal position has the above relationship.
  • the peak luminance in the direction can be further increased, and the effect that the light emission direction can be easily controlled can be obtained.
  • the lens has a shape in which two biconvex lenses are joined at one lens end of each biconvex lens, and each lens surface of each biconvex lens becomes the entrance surface and the exit surface, respectively. can do.
  • the lens has a shape in which two plano-convex lenses are joined at one lens end of each plano-convex lens, and each lens surface of each plano-convex lens becomes the entrance surface and the exit surface, respectively. be able to.
  • the lens may have a configuration in which two Fresnel lenses are joined at one lens end of each Fresnel lens, and each lens surface of each Fresnel lens becomes the entrance surface and the exit surface, respectively. Good.
  • the thickness can be reduced as compared with the case where at least one of the entrance surface and the exit surface of the lens has a convex shape.
  • a light source unit is a light source unit including a light source and a lens that covers a light emitting surface of the light source, and the lens is any one of the lenses described above. Have.
  • the light incident from the light source can be split and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • a light source unit that is suitably used for applications that require directivity of light in an oblique direction, such as a backlight for a liquid crystal display device of a dual view type or a quartet view type. Can do.
  • the light shielding region is preferably formed on the optical axis of the light source in plan view.
  • the light-shielding region is formed on the optical axis of the light source in plan view, it is possible to block the straight light from the light source and increase the peak luminance in the oblique direction.
  • the lens may have a configuration in which a concave portion is provided on the incident surface side, and the light source is disposed in the concave portion. That is, the lens may have a size that covers the light source.
  • the area where the light can be controlled (the space of the lens itself) is expanded by enlarging the lens in this way, the desired light can be controlled.
  • the lens is large in the lateral direction, light can be irradiated over a wide range.
  • the light source unit is a light source unit including a light source and a lens that covers a light emitting surface of the light source, and the lens has the following configuration.
  • the lens is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source, and an incident surface on which the light emitted from the light source is incident.
  • the first and second incident surfaces are divided into two, first and second incident surfaces having a boundary line on the optical axis of the light source, and the exit surfaces for emitting the light incident from the light source are the first and second incident surfaces.
  • the light beam emitted from the focal point of the convex lens becomes a straight line parallel to the optical axis of the convex lens after passing through the convex lens.
  • light that has exited from the light emission center point of the light source and entered the first incident surface is emitted from the first emission surface in parallel to the optical axis of the lens.
  • light that has exited from the light emission center point of the light source and entered the second incident surface is emitted from the second emission surface in parallel to the optical axis of the lens.
  • the light incident from the light source can be dispersed and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • emitted from said 1st output surface and 2nd output surface goes straight toward the to-be-irradiated area
  • the light emitted from the lens can be efficiently irradiated in an oblique direction, and the light emission direction can be easily controlled.
  • the light source unit is a light source unit including a light source and a lens that covers a light emitting surface of the light source, and the lens has the following configuration.
  • the lens is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source, and an incident surface on which the light emitted from the light source is incident.
  • the first and second incident surfaces are divided into two, first and second incident surfaces having a boundary line on the optical axis of the light source, and the exit surfaces for emitting the light incident from the light source are the first and second incident surfaces.
  • Each having an inverted V-shaped cross-sectional shape having first and second emission surfaces opposed to each other, and is formed symmetrically with respect to a plane passing through the boundary line and parallel to the boundary line, At least one of the entrance surface and the exit surface has a convex shape.
  • the light source unit is provided with a concave reflector on the side opposite to the lens with respect to the light emission center point of the light source, and is radiated from the light emission center point of the light source.
  • the virtual focus when the light reflected by the light is condensed on the side opposite to the light emission center point of the light source across the reflector is the focal point of the biconvex lenses on the first and second incident surface sides. Matches.
  • the light beam emitted from the focal point of the convex lens becomes a straight line parallel to the optical axis of the convex lens after passing through the convex lens.
  • light that has exited from the light emission center point of the light source and entered the first incident surface is emitted from the first emission surface in parallel to the optical axis of the lens.
  • light that has exited from the light emission center point of the light source and entered the second incident surface is emitted from the second emission surface in parallel to the optical axis of the lens.
  • the light incident from the light source can be dispersed and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • emitted from said 1st output surface and 2nd output surface goes straight toward the to-be-irradiated area
  • the light emitted from the lens can be efficiently irradiated in an oblique direction, and the light emission direction can be easily controlled.
  • the light source unit is a light source unit including a light source and a lens that covers a light emitting surface of the light source, and the lens has the following configuration.
  • the lens is a lens that guides light emitted from the light source in an oblique direction by being disposed so as to cover the light emitting surface of the light source, and an incident surface on which the light emitted from the light source is incident.
  • the first and second incident surfaces are divided into two, first and second incident surfaces having a boundary line on the optical axis of the light source, and the exit surfaces for emitting the light incident from the light source are the first and second incident surfaces.
  • the focal point of the lens on the first and second incident surface sides is located behind the light emission center point of the light source when viewed from the lens surface of the lens.
  • the light incident on the first incident surface is emitted from the first emission surface
  • the light incident on the second incidence surface is emitted from the second emission surface
  • the light incident from the light source can be dispersed and emitted in the oblique direction of the light source, and the peak luminance can be given in the oblique direction.
  • the focal point of the lens on the first and second incident surface sides is located behind the center point of light emission of the light source when viewed from the lens surface of the lens.
  • the light emitted from the first emission surface and the second emission surface is collected toward the irradiated region of the irradiated object without crossing the optical axis of the light source. Therefore, the peak luminance in the oblique direction can be further increased, and the light emission direction can be easily controlled.
  • the present invention can be used for a light source unit and a light source cover lens that are suitably used for applications that require oblique light directivity, such as a backlight for a liquid crystal display device of a dual view type or a quartet view type. it can.
  • Light source unit 2 Light source 3 Lens cap (lens) 3a concave portion 21 package substrate 21a sealing frame 21b concave portion 21c side surface 22 light emitting portion 23 light emitting surface 24 light emitting center 25 reflector 31 incident surface 32 light emitting surface 33 light transmitting region 34 light shielding region 35 light shielding layer 35a first light shielding layer 35b second Light-shielding layer 36 reflecting portion 37 convex portion 38 boundary line 39 fitting portion 41 air layer 50 lens portion (first lens portion) 50a / 60a Lens end 51 Incident surface (first incident surface) 52 exit surface (first exit surface) 60 Lens part (second lens part) 61 Incident surface (second incident surface) 62 Output surface (second output surface) 71 Virtual surface 80 Light transmission control member 81 Liquid crystal layer 82/83 Transparent electrode 91 Light shielding member (first light shielding member) 92 Light shielding member (second light shielding member) 91a / 92a Light-shielding part 91b / 92b Light-transmitting part 93 Slide

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Abstract

 レンズキャップ(3)は、光源(2)の発光面(23)を覆うように配置されることで光源(2)から出射された光を光源(2)の斜め方向に導く。レンズキャップ(3)は、平面視で、透光領域(33)と遮光領域(34)とを備え、透光領域(33)は、光源(2)から入射した光が、透光領域(33)を通って複数の方向に分離して出射されるように、遮光領域(34)によって複数の領域に分離されている。

Description

レンズおよび光源ユニット
 本発明は、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズおよび該レンズを備えた光源ユニットに関するものである。
 近年、液晶TV(テレビジョン)等に用いられる表示装置のバックライトにおいては、装置の大型化に伴って、液晶パネルの背面全体に光源を配置することができ、大画面でも高輝度が得られ易い直下型の面光源装置からなるバックライトが広く採用されている。
 このようなバックライトとしては、薄型化を図るとともに消費電力の低減を図ることを目的として、LED等の固体発光素子を光源とするバックライトが広く採用されている。
 図29は、直下型の面光源装置からなるバックライト330を備えた液晶表示装置300の概略構成を模式的に示す断面図である。
 図29に示すように、バックライト330は、光源ユニットとして、図示しないレンズキャップで覆われた複数のLED331を備えている。LED331は、液晶パネル310とほぼ同形状の図示しないバックライト基板上に、例えばマトリクス状あるいは千鳥状等に複数並列して設けられている。
 また、上記バックライト基板上には、該バックライト基板において反射される光の反射効率を高めるために、反射シート等の反射材332が、例えばバックライト基板全面に渡って設けられている。
 なお、LED331は、上記したように、図示しないレンズキャップで覆われており、LED331から出射された光は、レンズキャップを介して、被照射物である液晶パネル310の被照射面に照射される。但し、図29では、図面の簡略化のために、レンズキャップの図示を省略している。
 また、LED331と液晶パネル310との間には、LED331の輝線による輝度の明暗(いわゆるLEDの目玉)を防止するとともに面内での輝度ムラを抑えるために、光を拡散する拡散板320が設けられている。
 なお、図29において、バックライト330から出射された光がとる光路を矢印にて示す。
 このようなLED331を光源とした直下型のバックライト330の一例として、特許文献1に示す平面光源が知られている。
 図28は、特許文献1に記載の平面光源400の概略構成を示す斜視図である。
 図28に示すように、特許文献1に記載の平面光源400は、平面状に点在する複数のLEDチップ401と、該LEDチップ401の出射光に対応させて配置されたマイクロレンズアレイ411とを有している。
 特許文献1では、LEDチップ401が設けられた背面基板402上に、複数のLEDチップ401に一対一で対応したマイクロレンズアレイ411がレンズキャップとして設けられた前面基板412を配置することで、LEDチップ401から出射された光を、マイクロレンズアレイ411を介して、コリメート光として出射するようになっている。
日本国公開特許公報「特開2002-49326号公報(2002年2月15日公開)」
 このようなマイクロレンズアレイ411を用いた平面光源400では、マイクロレンズアレイ411を通過した光は、平面に対して略垂直方向にのみ出射し、LEDチップ401の斜め方向(例えば±45°)には出射しない。
 図30は、従来の直下型のバックライト330を用いた液晶表示装置における視野角と輝度値との関係を示すグラフである。
 図30に示すように、従来の直下型のバックライト330は、液晶表示装置を正面方向から視認するため、正面方向にピーク輝度をもたせてある。
 このように従来の直下型のバックライト330では、正面方向に輝度ピークがあり、視野角が大きくなるにつれて輝度が下がるのが一般的である。
 このため、このようなバックライト330を、斜め方向(例えば±45°)から表示画面を視認するデュアルビュー液晶表示装置に使用すると、実際の表示画面の視認は、正面ではなく斜め方向になるため、図30に示すように、輝度値が大きく低下し、表示品位が悪くなる。
 従来の直下型のバックライト330では、一例として、例えば、視野角45°では、ピーク輝度の40%程度にまで輝度値が低下する。
 このため、例えば特許文献1に示す平面光源400のような従来の直下型のバックライト330は、上記したように正面方向に輝度ピークがあり、斜め方向(例えば±45°)には光が出射されない。
 しかしながら、液晶表示装置300がデュアルビュー液晶表示装置である場合、斜め方向(例えば±45°)から視認が行われるため、バックライトとしては、斜め方向にピーク輝度をもたせる必要がある。
 しかしながら、従来の直下型のバックライト330では、例えば拡散板320を使用することで、LED331の直進光を拡散させ、バックライト330の面内の均一性を上げることやLED331の目玉を消すことに特化しているにとどまっている。
 このため、従来の直下型のバックライト330は、デュアルビュー液晶表示装置向けに斜め方向にピーク輝度をもたせることができておらず、デュアルビュー液晶表示装置には適さない。
 本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズおよび該レンズを備えた光源ユニットを提供することにある。
 本発明にかかるレンズは、上記の課題を解決するために、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、平面視で、上記光源から入射した光を透過する透光領域と、上記光源から入射した光を遮光する遮光領域とを備え、上記透光領域は、上記光源から入射した光が、上記透光領域を通って複数の方向に分離して出射されるように、上記遮光領域によって複数の領域に分離されていることを特徴としている。
 上記の構成によれば、上記透光領域が、平面視で、上記光源から入射した光が、上記透光領域を通って複数の方向に分離して出射されるように、上記遮光領域によって複数の領域に分離されていることで、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプあるいはカルテットビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを得ることができるレンズを提供することができる。
 また、本発明にかかるレンズは、上記の課題を解決するために、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の発光面よりも大きく湾曲した凹形状を有していることを特徴としている。
 上記の構成によれば、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の発光面よりも大きく湾曲した凹形状を有していることで、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを得ることができるレンズを提供することができる。
 また、本発明にかかるレンズは、上記の課題を解決するために、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されていることを特徴としている。
 上記の構成によれば、上記第1の入射面に入射された光は、上記第1の入射面に対向する第1の出射面から出射される。また、上記第2の入射面に入射された光は、上記第2の入射面に対向する第2の出射面から出射される。
 このため、上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを得ることができるレンズを提供することができる。
 また、本発明にかかる光源ユニットは、光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、上記レンズが、上記で説明した何れかのレンズであることを特徴としている。
 上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプあるいはカルテットビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを提供することができる。
 また、本発明にかかる光源ユニットは、光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、上記レンズが以下の構成を有している。
 すなわち、上記レンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されているとともに、上記入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有しており、上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記光源の発光の中心点に一致する。
 凸レンズの焦点から出た光線は、凸レンズを通った後、凸レンズの光軸に平行な直線となる。
 したがって、上記の構成によれば、上記光源の発光の中心点から出て上記第1の入射面に入射した光は、上記第1の出射面から、上記レンズの光軸に平行に出射される。また、上記光源の発光の中心点から出て上記第2の入射面に入射した光は、上記第2の出射面から、上記レンズの光軸に平行に出射される。
 このため、上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを提供することができる。
 また、上記の構成によれば、上記第1の出射面および第2の出射面から出射される光は、上記光源の光軸を横切ることなく、被照射物の被照射領域に向かって直進する。
 このため、上記の構成によれば、上記レンズから出射される光を斜め方向に効率良く照射することができるとともに、光の出射方向を制御し易い。
 また、本発明にかかる光源ユニットは、光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、上記レンズが以下の構成を有している。
 すなわち、上記レンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されているとともに、上記入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有している。また、上記光源ユニットは、上記光源の発光の中心点に対し、上記レンズとは反対側に、凹形状の反射体が設けられており、上記光源の発光の中心点から放射されて上記反射体で反射された光が上記反射体を挟んで上記光源の発光の中心点とは反対側で集光したときの仮想焦点が、上記第1および第2の入射面側の上記各両凸レンズの焦点に一致する。
 凸レンズの焦点から出た光線は、凸レンズを通った後、凸レンズの光軸に平行な直線となる。
 したがって、上記の構成によれば、上記光源の発光の中心点から出て上記第1の入射面に入射した光は、上記第1の出射面から、上記レンズの光軸に平行に出射される。また、上記光源の発光の中心点から出て上記第2の入射面に入射した光は、上記第2の出射面から、上記レンズの光軸に平行に出射される。
 このため、上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを提供することができる。
 また、上記の構成によれば、上記第1の出射面および第2の出射面から出射される光は、上記光源の光軸を横切ることなく、被照射物の被照射領域に向かって直進する。
 このため、上記の構成によれば、上記レンズから出射される光を斜め方向に効率良く照射することができるとともに、光の出射方向を制御し易い。
 また、本発明にかかる光源ユニットは、光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、上記レンズが以下の構成を有している。
 すなわち、上記レンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されているとともに、上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記レンズのレンズ面から見て上記光源の発光の中心点よりも後方に位置している。
 上記の構成によれば、上記第1の入射面に入射した光は、上記第1の出射面から出射され、上記第2の入射面に入射した光は、上記第2の出射面から出射される。
 このため、上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを提供することができる。
 また、上記の構成によれば、上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記レンズのレンズ面から見て上記光源の発光の中心点よりも後方に位置している場合、上記第1の出射面および第2の出射面から出射される光は、上記光源の光軸を横切ることなく、被照射物の被照射領域に向かって集光する。したがって、斜め方向のピーク輝度をより高めることができるとともに、光の出射方向を制御し易い。
 本発明によれば、光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、本発明によれば、デュアルビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを得ることができるレンズ並びに光源ユニットを提供することができる。
(a)は、本発明の実施の形態1にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図であり、(b)は、本発明の実施の形態1にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す平面図である。 図1に示す光源ユニットを複数個搭載した直下型の面光源装置からなるバックライトを備えた液晶表示装置の概略構成を模式的に示す断面図である。 図2に示すバックライトを備えた液晶表示装置における視野角と輝度値との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態1にかかるレンズキャップにおける透光領域および遮光領域の平面形状の他の例を示す平面図である。 本発明の実施の形態1にかかるレンズキャップにおける透光領域および遮光領域の平面形状のさらに他の例を示す平面図である。 本発明の実施の形態2にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態3にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態4にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態5にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態6にかかる光源ユニットの概略構成の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態6にかかる光源ユニットの概略構成の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態7にかかる光源ユニットの概略構成の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態7にかかる光源ユニットの概略構成の他の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態8にかかる光源ユニットの概略構成の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態8にかかる光源ユニットの概略構成の他の一例を模式的に示す断面図である。 (a)は、本発明の実施の形態9にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図であり、(b)は、本発明の実施の形態9にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態9にかかる光源ユニットにおける光源の発光中心と第1のレンズ部および第2のレンズ部の仮想焦点との関係を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態10にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態11にかかる光源ユニットの概略構成の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態11にかかる光源ユニットの概略構成の他の一例を模式的に示す断面図である。 (a)~(c)は、本発明の実施の形態12にかかる図であり、本発明の実施の形態9において第1のレンズ部に両凸レンズを用いたときの第1のレンズ部の焦点と光源の発光中心との位置関係と、光の出射角度との関係を示す図である。 (a)~(c)は、本発明の実施の形態12にかかる図であり、本発明の実施の形態10において、第1のレンズ部に、平凸レンズを、第1の出射面側が平面となるように用いたときの第1のレンズ部の焦点と光源の発光中心との位置関係と、光の出射角度との関係を示す図である。 (a)~(c)は、本発明の実施の形態12にかかる図であり、本発明の実施の形態10において、第1のレンズ部に、平凸レンズを、第1の入射面側が平面となるように用いたときの第1のレンズ部の焦点と光源の発光中心との位置関係と、光の出射角度との関係を示す図である。 (a)は、本発明の実施の形態13にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図であり、(b)は、(a)に示す光源ユニットにおける透光制御部材の概略構成を模式的に示す断面図である。 (a)は、上記透光制御部材に液晶シャッタを用いたときの電界無印加時の液晶層の状態を示し、(b)は、上記透光制御部材に液晶シャッタを用いたときの電界印加時の液晶層の状態を示す。 (a)・(b)は、本発明の実施の形態14にかかる透光制御部材により光の透過および遮断を電気的に切り替える方法を示す図であり、(a)は、光を遮断する場合を示し、(b)は、光を透過させる場合を示す。 (a)・(b)は、本発明の実施の形態15にかかる透光制御部材により光の透過および遮断を電気的に切り替える方法を示す図であり、(a)は、光を遮断する場合を示し、(b)は、光を透過させる場合を示す。 特許文献1に記載の平面光源の概略構成を示す斜視図である。 直下型の面光源装置からなるバックライトを備えた液晶表示装置の概略構成を模式的に示す断面図である。 従来の直下型のバックライトを用いた液晶表示装置における視野角と輝度値との関係を示すグラフである。
 以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
 〔実施の形態1〕
 以下、本発明の実施の一形態について、図1の(a)・(b)~図5に基づいて説明すれば、以下の通りである。
 <光源ユニットの概略構成>
 図1の(a)は、本実施の形態にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す断面図であり、図1の(b)は、本実施の形態にかかる光源ユニットの概略構成を模式的に示す平面図である。
 図1の(a)に示すように、本実施の形態にかかる光源ユニット1は、光源2と、光源2の発光面23を覆う光源カバーレンズとしてのレンズキャップ3(レンズ)とを備えている。
 なお、以下、本実施の形態では、光源2として、LED(発光ダイオード)を用いる場合を例に挙げて説明するが、光源2の種類は、これに限定されるものではない。
 本実施の形態で用いられるLEDは、表面実装型(SMD型)のLEDであり、図示しないLED素子が、パッケージ技術により、封止枠21aが設けられたパッケージ基板21(実装基板)と一体化された、LED素子の樹脂モールドパッケージ品(LEDパッケージ)である。
 表面実装型のLEDおよびLED素子の構成は公知であり、上記LEDおよびLED素子としては、公知公用のLEDおよびLED素子を用いることができる。例えば、上記LED素子としては、特許文献1に記載のLEDチップを用いることができる。
 このため、詳細な説明並びに図示は省略するが、このような表面実装型のLEDでは、パッケージ基板21として、例えば、封止枠21aによる凹部21bが設けられた配線基板等が使用される。封止枠21aとしては、例えば反射板(リフレクタ)が用いられる。
 LED素子は、パッケージ基板21における封止枠21aで囲まれた凹部21b内にダイボンディングされ、LED素子とパッケージ基板21とは、ワイヤボンディングで接続されている。
 凹部21b内には、LED素子を覆うように、例えば蛍光体と封止樹脂とが充填されている。なお、蛍光体は、封止樹脂に混合することで充填されていてもよく、封止樹脂とは別に充填されていてもよい。すなわち、凹部21b内に蛍光体溶液を塗布して乾燥させた後、封止樹脂を塗布して乾燥することで、蛍光体が凹部21b内に封止されていても構わない。但し、本実施の形態では、レンズキャップ3を封止材として使用することができる。このため、後者の場合、凹部21b内に別途封止樹脂を充填する必要は必ずしもない。
 したがって、上記光源ユニット1は、該光源ユニット1そのものを、LED光源(LEDパッケージ)と見なすこともできる。
 本実施の形態では、上記LEDにおける、封止枠21aで囲まれた領域が、LEDの発光部22であり、発光部22の表面(つまり、発光部22の露出面)が、LEDの発光面23となる。また、LEDの発光中心24(発光の中心点)にLED素子が位置している。
 なお、上記LEDは1つのパッケージ内、言い換えれば、凹部21b内に、LED素子が1つのみ実装されたシングルチップであってもよく、凹部21b内に、複数のLED素子が実装されたマルチチップであってもよい。
 <レンズキャップ3の構成>
 本実施の形態では、レンズキャップ3の光軸が、光源2の光軸と一致するようにレンズキャップ3が設けられている。
 図1の(a)・(b)では、レンズキャップ3として、矩形状のレンズを用いている。
 レンズキャップ3は、光源2から出射された光が入射する入射面31と、光源2から入射面31に入射した光を出射させる出射面32とを有している。入射面31と出射面32との間の領域は、導光部として機能する。
 レンズキャップ3は、光源2の実装基板であるパッケージ基板21(パッケージ部)に接合されて光源2の発光面を覆っている。言い換えれば、光源2の発光部22における光の出射方向を覆っている。これにより、レンズキャップ3は、光源2と被照射物(図示せず)との間に介在する。
 光源ユニット1は、光源2から出射された光を、レンズキャップ3を介して、被照射物に照射する。
 レンズキャップ3の入射面31は、接合剤等により、光源2と接合されている。図1の(a)・(b)に示す例では、レンズキャップ3の入射面31は、光源2の発光面23に接触して設けられている。
 レンズキャップ3の入射面31は、光源2の発光面23に密着して設けられていてもよし、レンズキャップ3の入射面31と光源2の発光面23との間に、放熱のための図示しない溝等の隙間(空気層、熱流路)等が設けられていてもよい。
 なお、上記接合剤としては、例えば、エポキシ樹脂系の接着剤やシリコーン樹脂系の接着剤等、公知の透明接合剤を用いることができる。
 上記レンズキャップ3は、平面視、つまり、レンズ面である入射面31または出射面32側からレンズキャップ3を見たときに、光源2から入射した光を透過させる透光領域33と、光源2から入射した光を遮光する遮光領域34とを備えている。
 図1の(a)に示すように、光源2から出射された光は、レンズキャップ3の入射面31に入射され、導光部を通ってレンズキャップ3の出射面32における透光領域33から出射される。
 すなわち、レンズキャップ3に入射した光は、透光領域33からのみ外部に出射され、遮光領域34からは出射されない。
 <レンズ材料>
 レンズキャップ3の本体部分の材料、すなわち、光を透過するレンズとして機能する透光領域33の材料は、透光性を有する材料であれば、特に限定されないが、光学的に透明で空気よりも屈折率が高い材料が好ましい。
 このような材料としては、例えば、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)等の(メタ)アクリル系樹脂、PC(ポリカーボネート樹脂)、EP(エポキシ樹脂)、COP(シクロオレフィン樹脂)、シリコーン樹脂等の透明樹脂が挙げられる。
 <遮光材料並びに遮光領域34の形成方法の一例>
 遮光領域34は、例えば、透光領域33の一部、すなわち、レンズキャップ3のレンズ面の一部に、遮光性材料を例えば塗布または印刷したり、予め成型した遮光性部材を貼着したりすることで形成することができる。
 なお、レンズキャップ3の形成方法は、特に限定されるものではなく、射出成型やモールド成型等、公知の成型方法を用いて形成することがでできる。
 なお、図1の(a)では、レンズキャップ3の出射面32の一部に、遮光性材料からなる遮光層35が設けられている場合を例に挙げて示している。
 <遮光性材料>
 なお、上記遮光性材料としては、光を透過しないものであればよく、光を吸収する光吸収性材料であってもよく、光を反射する反射材料であってもよい。
 上記遮光性材料の一例としては、黒色の顔料あるいは染料等の黒色材料、アルミニウムや銀等の金属材料、白色プラスチック、白色塗料等の白色材料が挙げられる。
 そのような遮光性材料は、例えば塗料あるいはインクとして塗布または印刷して乾燥させてもよいし、粘着テープや接着テープあるいはフィルム状等の薄膜状にして貼り着けてもよい。また、蒸着あるいはパターニング等の技術を用いてそのような遮光性材料からなる遮光層35を形成してもよい。
 また、光源2の波長特性に応じた薄膜誘電体を、蒸着あるいはラミネート等により積層してもよい。
 また、勿論、上記したように透光領域33の表面に遮光性材料からなる遮光層35を形成(積層)してもよく、透光領域33に凹部を設け、該凹部に透光性材料からなる遮光層35を形成してもよい。
 なお、このように透光領域33に凹部を設け、該凹部に透光性材料からなる遮光層35を形成する場合、図1の(a)に示すように出射面32側に遮光層35を形成する代わりに、入射面31側に、光源2の発光面23よりも小さいサイズの遮光層35を形成することもできる。
 但し、光の利用効率を高めるとともに、光源2の正面方向に出射される光をより確実に遮断するためには、出射面32側に遮光層35が形成されていることが、より好ましい。
 また、透光性材料からなる透明樹脂層と遮光性材料からなる遮光層とを接合あるいは一体的に成型しても構わない。すなわち、上記レンズキャップ3の導光部に遮光層が形成されていても構わない。
 このように遮光領域34を遮光性材料からなる遮光層とすることで、簡便な方法で遮光領域34を形成することができるとともに、簡素な構成とすることができるので、安価に製造することができる。
 <光の指向性>
 図1の(a)・(b)に示すように、遮光領域34は、レンズキャップ3の中央、すなわち、光源2の光軸上に形成されている。
 遮光領域34は、光源2の発光部22の面積、すなわち、発光面23の面積よりも小さく形成されている。
 これにより、図1の(a)に示すように、光軸方向(すなわち、光源2の正面方向)であるZ軸方向への直進光を遮断することができ、光源2から入射した光を、光源2の斜め方向に分離(分光)して出射させることができる。
 すなわち、レンズキャップ3は、光源2から出射された光を、光源2の斜め方向に導くことで、斜め方向に光の指向性を有している。
 本実施の形態では、透光領域33は、平面視で、光源2から入射した光が透光領域33を通って光源2の斜め方向に分離して出射されるように、遮光領域34によって複数の領域(図1の(b)に示す例では左右2つの領域)に分離されている。
 なお、以下、図1の(b)において紙面横方向(左右方向)に相当する方向をX軸方向とし、紙面縦方向(上下方向)に相当する方向をY軸方向とし、紙面に垂直な方向に相当する方向(光源2の光軸方向)をZ軸方向と称する。
 透光領域33は、被照射物の被照射領域の方向に対応して形成されている。これにより、光源2からレンズキャップ3に入射した光は、被照射物の被照射領域に分光されて出射される。
 このように、本実施の形態にかかる光源ユニット1は、光源2を覆うように、光源2からの出射光を斜め方向に取り出すことができるレンズキャップ3が設けられている。
 したがって、このようなレンズキャップ3を搭載した複数個の光源ユニット1が平面状に点在して設けられたバックライトを用いれば、斜め方向にピーク輝度をもたせることができる。
 図2は、複数個の光源ユニット1を搭載した直下型の面光源装置からなるバックライト230を備えた液晶表示装置200の概略構成を模式的に示す断面図である。
 図2に示す液晶表示装置200は、比較のために、図29に示す液晶表示装置300においてバックライト330をバックライト230に置き換えた点のみが異なっており、それ以外の構成は、図29に示す液晶表示装置300と同じである。
 図2に示すバックライト230は、光源ユニットとして、図1の(a)・(b)に示す光源ユニット1を備えている。
 光源ユニット1は、液晶パネル210とほぼ同形状の図示しないバックライト基板上に、例えばマトリクス状あるいは千鳥状等に複数並列して設けられている。
 また、図2に示す液晶表示装置200でも、上記バックライト基板上には、該バックライト基板において反射される光の反射効率を高めるために、反射シート等の、反射材332と同様の反射材231が、例えばバックライト基板全面に渡って設けられている。
 なお、図2では、図面の簡略化のために、レンズキャップ3の図示を省略しているが、図2でも、図1の(a)・(b)に示したように、光源2はレンズキャップ3で覆われている。また、光源2には、LEDを使用している。
 このため、光源2から出射された光は、レンズキャップ3を介して、被照射物である液晶パネル210の被照射領域に照射される。
 また、光源ユニット1と液晶パネル210との間には、LED331の輝線による輝度の明暗(いわゆるLEDの目玉)を防止するとともに面内での輝度ムラを抑えるために、光を拡散する拡散板220が設けられている。
 なお、図2において、バックライト230から出射された光がとる光路を矢印にて示す。
 また、図3は、上記バックライト230を備えた液晶表示装置200における視野角と輝度値との関係を示すグラフである。
 図3に示すように、本実施の形態にかかるレンズキャップ3を搭載した複数個の光源ユニット1が平面状に点在して設けられた面光源装置を直下型のバックライト230として用いれば、斜め方向(例えば±45°)にピーク輝度をもたせることができる。
 したがって、本実施の形態によれば、例えばデュアルビュー液晶表示装置に最適なバックライト230を提供することができる。
 <遮光領域34の平面形状>
 なお、図1の(b)では、平面視で、光源2および該光源2を覆うレンズキャップ3を正方形状とし、かつ、レンズキャップ3のX軸方向の中央部に、レンズキャップ3の出射面32を2分割するように、レンズキャップ3のY軸方向の辺に平行に伸びる長方形状の遮光領域34を設けた場合を例に挙げて示している。
 これにより、図1の(b)に示す例では、平面視で、レンズキャップ3のY軸方向の辺に平行な長軸を有する長方形状の透光領域33が、遮光領域34を挟んで、X軸方向に2つ形成されている。
 しかしながら、レンズキャップ3における透光領域33および遮光領域34の平面形状、言い換えれば、平面視でのレンズキャップ3の遮光パターンは、これに限定されるものではない。
 図4および図5は、それぞれ、レンズキャップ3における透光領域33および遮光領域34の平面形状の他の例を示す平面図である。
 なお、図4および図5でも、平面視で、レンズキャップ3を正方形状としている。つまり、平面視で、レンズキャップ3の出射面32を正方形状としている。
 しかしながら、図4に示す例では、平面視で、レンズキャップ3の一つの対角線上に帯状に遮光領域34を設けることで、レンズキャップ3における遮光領域34が設けられていない2つの角部に、遮光領域34を挟むようにそれぞれ三角形状の透光領域33が形成されている。
 また、図5に示す例では、平面視で、レンズキャップ3の透光領域33を4分割するように、十字状の遮光領域34が設けられている。
 なお、図5に示す例では、平面視で、X軸方向およびY軸方向に沿って、レンズキャップ3の対向する各辺を結ぶように十字状の遮光領域34を設けることで、レンズキャップ3の各角部に、それぞれ、遮光領域34で分離された矩形状の4つの透光領域33を設けている。
 しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、平面視で、レンズキャップ3の各角部を結ぶように各対角線上に十字状に遮光領域34を形成することで、レンズキャップ3の各辺を一辺とする三角形状の透光領域33が4つ形成されていてもよいことは、言うまでもない。
 何れの場合にも、図1の(b)に示す場合と同様に、光軸方向(すなわち、光源2の正面方向)であるZ軸方向への直進光を遮断し、光源2から入射した光を、光源2の斜め方向に分光して出射させることができる。
 また、上記したように遮光領域34を十字状に形成すれば、4方向に光を分離することができるので、カルテットビュータイプの液晶表示装置用のバックライトに好適に用いられる光源ユニット1並びにそのような光源ユニット1を得ることができるレンズキャップ3を得ることができる。
 <光源2の変形例>
 なお、本実施の形態では、上記したように光源2として表面実装型のLEDを用いた場合を例に挙げて説明したが、前記したように、光源2の種類はこれに限定されるものではない。
 例えば、光源2としては、砲弾型のLED等、表面実施型のLED以外のLEDを用いることができる。
 また、本実施の形態では、図1の(b)に示すように、光源2をその発光面23側から見たとき、すなわち、平面視で正方形状のLEDを用いたが、LEDの平面形状はこれに限定されるものではなく、菱形状あるいは長方形状等の矩形状であってもよい。また、円形状あるいは楕円形状であってもよい。
 また、光源2は、上記したようにLEDに限定されるものではなく、レーザダイオード等、LED以外の固体発光素子であってもよい。このように、LEDやレーザダイオード等の固体発光素子を光源2として用いることで、装置の小型化および薄型化を図ることができる。
 但し、光源2としては、固体発光素子のようないわゆる点状光源に限定されるものではなく、例えば冷陰極管、熱陰極管等の直管形光源に代表される、いわゆる線状光源であってもよく、白熱電球やハロゲンランプであってもよい。光源2としては、特に限定されるものではない。
 また、1つの光源ユニット1に用いられる光源2の数も特に限定されるものではない。例えば、上記レンズキャップ3は、平面視で長方形状を有し、遮光領域34に沿って、複数の光源2が設けられていても構わない。
 上記したように、本実施の形態にかかる光源ユニット1は、デュアルビュータイプあるいはカルテットビュータイプの液晶表示装置用のバックライトをはじめする、斜め方向の光の指向性が必要とされる各種用途に好適に用いることができる。
 〔実施の形態2〕
 本発明の実施の他の形態について、図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態1との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 図6は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成を模式的に示す断面図である。
 本実施の形態にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1は、実施の形態1にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1とはレンズキャップ3の大きさ並びに断面形状が異なる点を除けば、実施の形態1にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1と同じ構成を有している。
 実施の形態1では、例えば図1の(a)・(b)に示すように、レンズキャップ3が、平面視で、光源2の実装基板であるパッケージ基板21(パッケージ部)と同じ大きさを有している(図1の(a)・(b)に示す例では、光源2であるLEDと平面視で同じ大きさを有している)場合を例に挙げて説明した。
 しかしながら、レンズキャップ3は、前記したように、光源2の発光部22、言い換えれば、光源2の発光面23を覆っていればよい。
 したがって、図6に示すように、レンズキャップ3は、平面視で、光源2の実装基板であるパッケージ基板21(パッケージ部)よりも大きく形成されていても構わない。
 図6では、レンズキャップ3が、LEDパッケージ全体を包み込むように、パッケージ基板21の側面21cを含めて、光源2の端子面(すなわち、光源ユニット1を実装する、バックライト基板等の実装基板への実装面)以外の面を全て覆っている。
 本実施の形態にかかる光源ユニット1では、レンズキャップ3における入射面31側、つまり、出射面32とは反対側のレンズ面に、光源2を配置(挿入)するための凹部3aが設けられており、該凹部3aに光源2が嵌合されている。
 これにより、凹部3aにおける、光源2の発光面23と対向する面が、レンズキャップ3の入射面31として用いられている。
 本実施の形態によれば、このようにレンズキャップ3が光源2を覆うようにレンズキャップ3を大きくすることで、光を制御できる領域(レンズキャップ3自体の空間)が広がるので、より所望する光の制御ができる。特に、上記レンズキャップ3が横方向に大きいと、広い範囲に光を照射することができる。
 なお、レンズキャップ3の大きさは、このように、該レンズキャップ3を用いた光源ユニット1の用途(照射範囲)や、透光領域33に使用する材料の種類、出射面32の形状等に応じて、被照射物における所望の領域に光を照射することができるように適宜設定すればよく、上記したように、光源2の発光面23を覆ってさえいえば、特に限定されるものではない。
 なお、本実施の形態では、図6に示すように、凹部3aに光源2が嵌合されている場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態は、これに限定されるものではなく、光源2よりも凹部3aが大きく形成されていてもよい。
 なお、このように、レンズキャップ3に、光源2よりも大きなサイズの凹部3aが形成されている場合、レンズキャップ3の入射面31側に遮光層35を形成してもよい。
 すなわち、レンズキャップ3に、光源2よりも大きなサイズの凹部3aが形成されている場合、レンズキャップ3の入射面31と光源2との間には、空気層による隙間(空間部)が形成される。
 したがって、レンズキャップ3の出射面32に遮光層35を形成する代わりに、このレンズキャップ3の入射面31と光源2との間の隙間に遮光層35を形成しても構わない。
 但し、光の利用効率を高めるとともに、光源2の正面方向に出射される光をより確実に遮断するためには、前記したように、出射面32側に遮光層35が形成されていることが、より好ましい。
 〔実施の形態3〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図7に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態2との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1、2で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 図7は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成を模式的に示す断面図である。
 実施の形態1、2では、光源ユニット1が矩形状であり、レンズキャップ3の出射面32が平面である場合を例に挙げて説明した。
 しかしながら、レンズキャップ3の出射面32の断面形状はこれに限定されるものではなく、図7に示すように、湾曲していても構わない。
 本実施の形態にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1は、レンズキャップ3が、光源2を覆うドーム状に形成されており、出射面32が凸面になっている点を除けば、実施の形態2にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1と同じ構成を有している。
 図7に示す一点鎖線は、出射面32の曲率の変異点であり、本実施の形態にかかるレンズキャップ3は、この一点鎖線で示す曲率の変異点を境に、図6に示すレンズキャップ3とは集光方向が反転する。
 このため、本実施の形態によれば、実施の形態2と比較して、より斜め方向に向けて光を照射させることができる。
 なお、出射面32の曲率は、光源2の斜め方向に光を集光させることができるとともに、所望する角度に光が集まるように、レンズキャップ3の大きさ、透光領域33に使用する材料の種類等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
 また、図7に示す例では、実施の形態2と同様に、レンズキャップ3が、平面視で、光源2の実装基板であるパッケージ基板21(パッケージ部)よりも大きく形成されており、レンズキャップ3における入射面31側に形成された凹部3aに光源2が嵌合されている場合を例に挙げて図示した。
 しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではない。レンズキャップ3には、光源2よりも大きな凹部3aが形成されていてもよい。また、レンズキャップ3が、平面視で、光源2と同じ大きさ(パッケージ基板21と同じ大きさ)を有していてもよい。また、レンズキャップ3は、光源2の発光面23よりも大きく、かつ、パッケージ基板21よりも小さいサイズを有していても当然構わない。
 また、本実施の形態では、図7に示すように、レンズキャップ3の出射面32が、上記したように凸状に形成されている場合を例に挙げて説明した。
 しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、上記出射面32が、例えば後述する実施の形態に示すように凹状に形成されていても構わない。
 すなわち、レンズキャップ3に、平面視で、上記したように遮光領域34が設けられている場合、出射面32は、平面であってもよく、曲率を有していてもよい。
 このように、レンズキャップ3に、平面視で、上記したように遮光領域34が設けられている場合に、上記出射面32が凸状または凹状に形成されていることで、正面方向への直進光を遮断する一方、上記出射面32が平面である場合と比較して、より斜め方向に向けて光を照射させることができる。
 〔実施の形態4〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態1との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~3で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3および光源ユニット1の概略構成>
 図8は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成を模式的に示す断面図である。
 本実施の形態にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1は、図8に示すように、レンズキャップ3の遮光領域34における光源2の発光面23側に、反射部36が形成されている点を除けば、実施の形態1にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1と同じ構成を有している。
 本実施の形態にかかるレンズキャップ3は、図8に示すように、例えば、遮光層35が、非反射材料からなる第1の遮光層35aと、反射材料からなる第2の遮光層35bとの積層構造(2層構造)を有している。
 但し、第2の遮光層35bは、平面視で、第1の遮光層35aと同じ大きさを有している必要は必ずしもない。第2の遮光層35bは、第1の遮光層35aにおける光源2の発光面23側の少なくとも一部に形成されていればよい。
 これにより、遮光層35における光源2の発光面23側の少なくとも一部に、第2の遮光層35bからなる反射部36が形成されている構成とすることができる。
 <遮光材料>
 なお、上記第1の遮光層35aの材料としては、光を透過しない非反射材料であれば、特に限定されるものではない。このような遮光材料としては、光吸収材料であってもよく、前記したような黒色材料であってもよい。
 また、上記第2の遮光層35bの材料としては、光を透過しない反射材料であれば、特に限定されるものではない。このような遮光材料としては、アルミニウムや銀等の金属材料(正反射材料)、白色プラスチックや白色塗料等の白色材料(拡散反射材料)等が挙げられる。
 <遮光層35の形成方法の一例>
 したがって、上記遮光層35は、例えば、黒色テープや黒色シートの片面における少なくとも一部の領域に、上記した正反射材料を蒸着したり、白色インキを塗布したりすることで、容易に形成することができる。
 但し、遮光層35の形成方法はこれに限定されるものではなく、例えば、実施の形態1に示した遮光層35の形成方法を組み合わせる等すればよい。
 なお、第2の遮光層35bが正反射層である場合、その表面は、鏡面(平滑面)であることが好ましい。
 <効果>
 このようにレンズキャップ3の遮光領域34における光源2の発光面23側を白色や鏡面にして反射部36を形成することで、光源2の正面方向の直進光を、遮光領域で吸収するのではなく、反射させることが可能となる。これにより、反射光を有効利用することができる。したがって、例えば、上記光源ユニット1を複数搭載した面光源装置をバックライト230として使用することで、輝度アップが可能となる。
 <パッケージ基板21の変形例>
 また、光源2の実装基板であるパッケージ基板21、特に、凹部21bの表面を上記したように白色または鏡面にする等して、光源2の発光中心24に対し上記レンズキャップ3とは反対側に、例えば凹形状の反射体を形成することで、該反射体による反射光をより有効利用することができる。
 したがって、例えば、このような光源ユニット1を複数搭載した面光源装置をバックライト230として使用することで、バックライト230のさらなる輝度アップが可能となる。
 <遮光層35の変形例>
 なお、図8では、上記したようにレンズキャップ3の遮光領域34における光源2の発光面23側のみに反射部36を設ける場合を例に挙げて図示した。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、遮光領域34そのものを反射材料で形成することにより、遮光層35そのものを反射層(反射部36)としてもよい。
 すなわち、例えば、実施の形態1に示したように遮光層35の遮光材料として反射材料を使用することで、遮光層35として、例えば、アルミニウムや銀等の正反射層、あるいは、白色プラスチック、白色塗料等の白色材料等からなる白色反射板や白色の拡散反射シート等を形成してもよい。
 なお、このような光源ユニット1を複数搭載した面光源装置を直下型のバックライト230として使用する場合、該バックライト230と液晶パネル210との間には、LEDの目玉防止のために、図2に示すように拡散板220を設ける必要がある。
 しかしながら、この場合、拡散板220を透過しきれずに反射した光(LED光)を、遮光領域34で再び反射させて再帰利用することが可能となる。このため、バックライト230の輝度アップにつながる。
 〔実施の形態5〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図9に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態1との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~4で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3および光源ユニット1の概略構成>
 図9は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成を模式的に示す断面図である。
 本実施の形態にかかる光源ユニット1は、図9に示すように、レンズキャップ3として、両凹レンズを備えている。
 なお、図9に示すように、本実施の形態にかかるレンズキャップ3には、遮光領域34は設けられていない。
 光源2から出射された光は、レンズキャップ3の入射面31と光源2の発光面23との間の空気層41(空間部)を通ってレンズキャップ3の入射面31に入射し、レンズキャップ3の本体部分である導光部を通って出射面32から出射される。
 本実施の形態によれば、このようにレンズキャップ3として、両凹レンズを使用することで、入射面31の凹レンズ効果により、光源2から入射した光を拡散させることができる。したがって、遮光領域34を形成しなくても、光源2の斜め方向に光を出射させることができる。
 また、本実施の形態によれば、上記したようにレンズキャップ3に両凹レンズを使用することで、図9に示すように、レンズキャップ3の出射面32における、両凹レンズの軸方向であるY軸方向に垂直なX軸方向の両端部には、斜め方向に突出する凸部37がそれぞれ設けられている。このため、斜め方向に光を集光して出射させることができる。
 したがって、本実施の形態によれば、光源2の正面方向に向かう光を抑制し、光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記光源ユニット1は、デュアルビュー液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いることができる。
 <変形例>
 なお、図9では、実施の形態1同様、光源2が、矩形状のLEDパッケージである場合を例に挙げて示している。
 しかしながら、実施の形態1で説明したように、光源2の種類は特に限定されない。本実施の形態によれば、上記したように入射面31が凹状に湾曲していることで、凹レンズ効果により、光源2から入射した光を拡散させることができる。
 したがって、本実施の形態にかかる光源ユニット1は、レンズキャップ3の入射面31が、光源2の発光面23よりも大きく湾曲した凹形状を有してさえいえばよい。
 なお、本実施の形態並びに後述する各実施の形態において、レンズキャップ3の入射面31および出射面32の曲率並びにレンズキャップ3の構造は、光源2の斜め方向に光を集光させることができるとともに、所望する角度に光が集まるように適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
 なお、レンズキャップ3の入射面31および出射面32の曲率並びにレンズキャップ3の構造は、レンズキャップ3の入射面31の形状および出射面32の形状を併せて、所望する角度に光が集まるように設定する必要がある。
 〔実施の形態6〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図10および図11に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態5との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~5で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3および光源ユニット1の概略構成>
 図10は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。
 実施の形態5では、図9に示すように、両凹レンズ形状を有するレンズキャップ3が、平面視で、光源2の実装基板であるパッケージ基板21(パッケージ部)と同じ大きさを有している場合を例に挙げて説明した。
 図10に示す光源ユニット1は、レンズキャップ3が、平面視で、パッケージ基板21(パッケージ部)よりも大きく形成されており、かつ、レンズキャップ3の入射面31および出射面32がそれぞれ凹形状を有している。
 レンズキャップ3の入射面31側には、光源2のパッケージ基板21を配置するための凹部3aが形成されている。但し、本実施の形態では、凹部3aは、平凸シリンドリカルレンズ形状を有している。
 凹部3aには、光源2のパッケージ基板21の側面21cが嵌合される嵌合部39が形成されており、嵌合部39に光源2を嵌め込んだときに、レンズキャップ3における光源2の発光面23との対向面、すなわち入射面31が凹面となる。
 言い換えれば、本実施の形態にかかるレンズキャップ3は、光源2を覆うように配置したとき、つまり、凹部3aの嵌合部39に光源2を嵌め込んだときに、入射面31と光源2との間に形成される空気層41がシリンドリカルレンズ形状となる凹部3aを有している。
 したがって、本実施の形態でも、実施の形態5と同じく、レンズキャップ3の入射面31が凹状に湾曲していることで、凹レンズ効果により、光源2から入射した光を拡散させることができる。
 なお、図10に示す例では、レンズキャップ3の出射面32は、上記したようにレンズキャップ3の大きさが異なることで曲率が異なることを除けば、実施の形態5にかかるレンズキャップ3の出射面32と同様に形成されている。
 <変形例>
 図11は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成の他の一例を模式的に示す断面図である。
 図11に示す光源ユニット1は、レンズキャップ3の出射面32の形状が異なることを除けば、図10に示す光源ユニット1と同様の構成を有している。
 図11に示す光源ユニット1は、レンズキャップ3の出射面32における、両凹レンズの軸方向であるY軸方向に垂直なX軸方向の両端部に形成された、斜め方向に突出する凸部37が曲率を有している。
 このように、凸部37は、上記X軸方向の両端部に、斜め方向に突出して形成されていれば、必ずしも鋭角に形成されている必要はなく、上記したように曲率を有していても構わない。
 但し、凸部37が曲率を有している場合、曲率が大きいほど、凸部37から出射される光が拡散される。このため、凸部37は、角部を有していることが好ましく、鋭角に形成されていることがより好ましい。
 なお、上記したように凸部37が曲率を有している場合、図11に示すように、凸部37の少なくとも先端部は、上記X軸方向の断面が、凸部37の突出方向が長軸方向となる楕円弧形状を有していることが好ましい。また、できるだけ曲率が小さいことが好ましい。
 凸部37の少なくとも先端部が上記したように楕円弧形状を有していることで、光の拡散を抑制し、光を集光させることができる。また、凸部37の向きを調整することで、光の出射方向が調整し易くなる。
 〔実施の形態7〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図12および図13に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態5、6との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~6で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3および光源ユニット1の概略構成>
 図12および図13は、それぞれ、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。
 本実施の形態にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1は、図12および図13に示すように、レンズキャップ3の出射面32が平面である点を除けば、実施の形態5または6にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1と同じ構成を有している。
 図12に示す光源ユニット1は、レンズキャップ3が、平凹レンズ形状を有している。また、図13に示す光源ユニット1は、レンズキャップ3が、平凹シリンドリカルレンズ形状を有している。
 なお、図12および図13に示すように、本実施の形態でも、レンズキャップ3に遮光領域34は設けられていない。
 本実施の形態によれば、実施の形態5または6と同じく、レンズキャップ3の入射面31が凹状に湾曲していることで、凹レンズ効果により、光源2からレンズキャップ3に入射した光を拡散させることができる。
 また、本実施の形態によれば、上記したように、レンズキャップ3が、出射面32が平面である平凹レンズ形状または平凹シリンドリカルレンズ形状を有していることで、レンズキャップ3の出射面32における、レンズキャップ3の軸方向であるY軸方向に垂直なX軸方向の両端部には、角部を有し、かつ、斜め方向に突出する凸部37がそれぞれ設けられている。このため、斜め方向に光を集光して出射させることができる。
 したがって、本実施の形態でも、光源2の正面方向に向かう光を抑制し、光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記光源ユニット1は、デュアルビュー液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の指向性が必要とされる用途に好適に用いることができる。
 〔実施の形態8〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図14および図15に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態5~7との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~7で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3および光源ユニット1の概略構成>
 図14および図15は、それぞれ、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。
 図14および図15に示すレンズキャップ3および光源ユニット1は、レンズキャップ3に、平面視で、実施の形態1にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1と同様の透光領域33および遮光領域34が設けられている点を除けば、図10または図13に示すレンズキャップ3および光源ユニット1と同じ構成を有している。
 なお、上記透光領域33および遮光領域34は、平面視で、例えば図1の(b)に示す形状を有していてもよく、図4または図5に示す形状を有していてもよい。
 図14および図15では、一例として、図10または図13に示すレンズキャップ3に遮光層35が形成されている場合を例に挙げて図示した。しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではなく、図9、図11、または図12に示すレンズキャップ3の出射面32に遮光層35が形成されている構成としてもよいことは言うまでもない。
 本実施の形態によれば、実施の形態5~7に示す、レンズキャップ3の入射面31および出射面32の形状による効果に加えて、実施の形態1に示す、遮光領域34による効果を併せて得ることができる。したがって、より斜め方向にピーク輝度をもたせることができる。
 <変形例>
 なお、本実施の形態においても、実施の形態4同様、レンズキャップ3の遮光領域34における光源2の発光面23側には、反射部36が形成されていてもよく、遮光領域34そのものを反射材料で形成することにより、遮光層35そのものを反射層(反射部36)としてもよい。これにより、実施の形態4と同様の効果を得ることができる。
 〔実施の形態9〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図16の(a)・(b)および図17に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態5との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~8で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3および光源ユニット1の概略構成>
 図16の(a)は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成を模式的に示す断面図であり、図16の(b)は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成を模式的に示す斜視図である。
 本実施の形態にかかる光源ユニット1は、図16の(a)・(b)に示すように、レンズキャップ3として、それぞれ両凸レンズからなるレンズ部50・60が、各レンズ部50・60における一方のレンズ端50a・60aでそれぞれ接続された形状を有している。
 本実施の形態では、各レンズ部50・60における各レンズ面が、それぞれ、入射面31および出射面32として用いられる。
 このとき、レンズ部50(第1のレンズ部)における各レンズ面は、それぞれ、入射面31および出射面32の一部をなす、入射面51(第1の入射面)および出射面52(第1の出射面)として用いられる。
 同様に、レンズ部60(第2のレンズ部)における各レンズ面は、それぞれ、入射面31および出射面32の一部をなす、入射面61(第2の入射面)および出射面62(第2の出射面)として用いられる。
 これにより、図16の(a)・(b)に示すように、上記レンズキャップ3は、入射面31が、光源2の光軸上に境界線38(図16の(b)参照)を有する入射面51と入射面61とに2分割され、出射面32が、入射面51および入射面61にそれぞれ対向する出射面52およびの出射面62を有する、逆V字形状(三角屋根状)の断面形状を有している。
 上記レンズ部50とレンズ部60とは、上記境界線38上を通り、該境界線38に平行な仮想面71(図16の(b)参照)を境界面として面対称に形成されている。
 このため、図16の(a)・(b)に示す光源ユニット1は、光源2と入射面31との間に、断面略三角形状の空気層41(空間部)が形成されている。
 光源2から出射された光は、空気層41を介して各レンズ部50・60における入射面51および出射面62に入射される。そして、入射面51に入射された光は、レンズ部50の本体部分である導光部を通って、入射面51に対向する出射面52から出射される。入射面61に入射された光は、レンズ部60の本体部分である導光部を通って、入射面61に対向する出射面62から出射される。
 したがって、本実施の形態によれば、レンズキャップ3に遮光領域34を形成しなくても、光源2の正面方向に向かう光を抑制し、光源2の斜め方向に光を分光して出射させることができる。このため、光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせることができる。
 このため、本実施の形態にかかる光源ユニット1は、デュアルビュー液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いることができる。
 また、上記光源ユニット1は、レンズ部50における入射面51側の焦点およびレンズ部60における入射面61側の焦点が、光源2の発光中心24と一致している。
 図16の(a)に、発光中心24とレンズ部50の中心点(光軸)とレンズ部50における入射面51側および出射面52側の各焦点とを通る直線を二点鎖線にて示す。また、同様に、図16の(a)に、発光中心24とレンズ部60の中心点(光軸)とレンズ部60における入射面61側および出射面62側の各焦点とを通る直線を二点鎖線にて示す。
 また、図16の(a)に、各レンズ部50・60の各焦点を、それぞれ「○」印で示す。
 図16の(a)に示すように、両凸レンズの焦点から出た光線は、両凸レンズを通った後、両凸レンズの光軸に平行な直線となる。
 このため、図16の(a)に示すように、本実施の形態にかかる光源ユニット1における光源2の発光中心24から出て入射面51に入射した光は、出射面52から、レンズ部50の光軸に平行に出射される。また、本実施の形態にかかる光源ユニット1における光源2の発光中心24から出て入射面61に入射した光は、出射面62から、レンズ部60の光軸に平行に出射される。
 したがって、本実施の形態によれば、出射面52および出射面62から出射される光が、光源2の光軸を横切ることなく、被照射物の被照射領域に向かって直進する。
 このため、本実施の形態によれば、レンズキャップ3から出射される光を斜め方向に効率良く照射することができるとともに、光の出射方向を制御し易い。
 <変形例>
 なお、図16の(a)・(b)では、レンズ部50における入射面51側の焦点およびレンズ部60における入射面61側の焦点が、光源2の発光中心24と一致している場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
 図17は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の要部の概略構成を模式的に示す断面図である。
 図17は、光源2の発光中心24に対し、レンズキャップ3とは反対側(例えば凹部21bの表面)に、凹形状の反射体25が設けられている場合における、発光中心24と、各レンズ部50・60における入射面側の仮想焦点との関係を模式的に示している。
 図17に示すように、光源2の発光中心24に対し、レンズキャップ3とは反対側に凹形状の反射体25が設けられている場合、各レンズ部50・60における入射面側の仮想焦点は、「○」印で示すように、光源2の実際の発光中心24よりも後方側、すなわち、レンズキャップ3とは反対側に形成される。
 このように、光源2の発光中心24に対し、レンズキャップ3とは反対側に凹形状の反射体25が設けられている場合、光源2の発光中心24から放射されて上記反射体25で反射された光が上記反射体25を挟んで光源2の発光中心24とは反対側で集光したときの仮想焦点が、入射面51および入射面61側の各レンズ部50・60の焦点に一致するように上記光源ユニット1が設けられていることで、各レンズ部50・60から、各レンズ部50・60の光軸に平行に光を出射させることができる。
 また、本実施の形態では、例えば図17に示すように、両凸レンズ形状を有するレンズキャップ3が、平面視で、光源2の実装基板であるパッケージ基板21(パッケージ部)と同じ大きさを有している場合を例に挙げて図示した。
 しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではない。本実施の形態でも、レンズキャップ3は、平面視で、パッケージ基板21(パッケージ部)よりも大きく形成されていても構わない。
 〔実施の形態10〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図18に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態9との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~9で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3および光源ユニット1の概略構成>
 図18は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成を模式的に示す断面図である。
 本実施の形態にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1は、各レンズ部50・60が平凸レンズ形状を有している点を除けば、図17に示すレンズキャップ3および光源ユニット1と同じ構成を有している。
 すなわち、図18に示すレンズキャップ3および光源ユニット1は、各出射面52・62が平面であることを除けば、図17に示すレンズキャップ3および光源ユニット1と同じ構成を有している。
 したがって、実施の形態9同様、光源2から出射された光は、空気層41を介して各レンズ部50・60における各入射面51・61に入射される。そして、入射面51に入射された光は、レンズ部50の本体部分である導光部を通って、入射面51に対向する出射面52から出射される。入射面61に入射された光は、レンズ部60の本体部分である導光部を通って、入射面61に対向する出射面62から出射される。
 したがって、本実施の形態でも、実施の形態9同様、レンズキャップ3に遮光領域34を形成しなくても、光源2の正面方向に向かう光を抑制し、光源2の斜め方向に光を分光して出射させることができる。このため、光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせることができる。
 このため、本実施の形態にかかる光源ユニット1は、デュアルビュー液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いることができる。
 なお、本実施の形態によれば、上記したように、各出射面52・62が平面であることから、実施の形態9に示すレンズキャップ3および光源ユニット1よりも出射光の拡散度合いが増す。
 <変形例>
 なお、本実施の形態では、図18に示すように、2枚の平凸レンズを、各出射面52・62側が平面となるように組み合わせて用いた場合を例に挙げて説明した。
 しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、2枚の平凸レンズを、各出射面52・62側が凸形状を有するように組み合わせて用いても構わない。
 この場合、2枚の平凸レンズを、それぞれ、出射面52・62側が平面となるように組み合わせて用いた場合よりも集光効果が増す。
 また、本実施の形態でも、実施の形態9同様、レンズキャップ3が、平面視で、光源2の実装基板であるパッケージ基板21(パッケージ部)と同じ大きさを有している場合を例に挙げて図示した。
 しかしながら、本実施の形態でも、レンズキャップ3は、平面視で、パッケージ基板21(パッケージ部)よりも大きく形成されていても構わない。
 〔実施の形態11〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図19および図20に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態10との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~10で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3および光源ユニット1の概略構成>
 図19および図20は、それぞれ、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。
 本実施の形態にかかるレンズキャップ3および光源ユニット1は、各レンズ部50・60がフレネルレンズで形成されている点を除けば、実施の形態10に示すレンズキャップ3および光源ユニット1と同じ構成を有している。
 したがって、実施の形態10同様、光源2から出射された光は、空気層41を介して各レンズ部50・60における各入射面51・62に入射される。そして、入射面51に入射された光は、レンズ部50の本体部分である導光部を通って、入射面51に対向する出射面52から出射される。入射面61に入射された光は、レンズ部60の本体部分である導光部を通って、入射面61に対向する出射面62から出射される。
 したがって、本実施の形態でも、実施の形態10同様、レンズキャップ3に遮光領域34を形成しなくても、光源2の正面方向に向かう光を抑制し、光源2の斜め方向に光を分光して出射させることができる。このため、光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせることができる。
 このため、本実施の形態にかかる光源ユニット1は、デュアルビュー液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いることができる。
 また、本実施の形態によれば、上記したように、各レンズ部50・60にフレネルレンズを使用することで、各レンズ部50・60に、実施の形態9に示すように両凸レンズを使用する場合や実施の形態10に示すように平凸レンズを使用する場合よりも厚みを薄くすることができる。
 したがって、厚み面での制約を緩和することができるので、例えば設計上、凸レンズ形状の厚みが確保できない場合でも、各レンズ部50・60にフレネルレンズを使用することで、上記効果を得ることができる。
 〔実施の形態12〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図21の(a)~(c)乃至図23の(a)~(c)に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態1~11で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 本実施の形態では、実施の形態9、10に示す光源ユニット1において、各レンズ部50・60の焦点と光源2の発光中心24との位置関係と、光の出射角度との関係について説明する。
 なお、図21の(a)~(c)乃至図23の(a)~(c)では、レンズ部としてレンズ部50を例に挙げて図示するが、レンズ部50とレンズ部60とは、前記したように境界線38に平行な仮想面71を境界面として面対称に形成されている。したがって、同じ説明がレンズ部60にも適用される。
 また、本実施の形態では、図示並びに説明の便宜上、レンズ部50を簡易的に単焦点レンズとみなして、仮想の単焦点の凸レンズモデルとして説明を行う。但し、レンズ部50から平行光を出射させるには、凸レンズの種類によって曲率を変更する必要がある。なお、以下のモデルでは、何れも、レンズ部50の光軸上に光源2の発光中心24をもってきた。
 <両凸レンズを用いる場合>
 図21の(a)~(c)は、実施の形態9においてレンズ部50に両凸レンズを用いたときのレンズ部50の焦点と光源2の発光中心24との位置関係と、光の出射角度との関係を示す図である。
 なお、図21の(a)~(c)は、順に、(a)レンズ部50の焦点Aの外側に光源2の発光中心24がある場合、(b)レンズ部50の焦点Aが光源2の発光中心24と一致する場合、(c)レンズ部50の焦点Aよりも内側に光源2の発光中心24がある場合を示している。
 レンズ部50に両凸レンズを用いた場合、レンズ部50から出射される光は、上記(a)の場合は集光され、(b)の場合は平行になり、(c)の場合は拡散される。
 なお、何れの場合にも、焦点Aを通る、光源2の発光中心24から出射された光は、レンズ部50の光軸に平行に出射される。
 <出射面52側が平面の平凸レンズを用いる場合>
 図22の(a)~(c)は、実施の形態10において、レンズ部50に、平凸レンズを、出射面52側が平面となるように用いたときのレンズ部50の焦点と光源2の発光中心24との位置関係と、光の出射角度との関係を示す図である。
 なお、図22の(a)~(c)もまた、順に、(a)レンズ部50の焦点Aの外側に光源2の発光中心24がある場合、(b)レンズ部50の焦点Aが光源2の発光中心24と一致する場合、(c)レンズ部50の焦点Aよりも内側に光源2の発光中心24がある場合を示している。
 レンズ部50に第1の出射面52側が平面となるように平凸レンズを用いた場合、レンズ部50から出射される光は、上記(a)の場合は集光され、(b)の場合は平行になり、(c)の場合は拡散される。
 但し、上記(a)の場合、レンズ部50から第1の出射面52側の焦点A(図示せず)までの距離は、レンズ部50に両凸レンズを用いた場合よりも遠くなる。
 また、上記(c)の場合、レンズ部50から出射される光は、レンズ部50に両凸レンズを用いた場合よりも拡散される。
 <入射面51側が平面の平凸レンズを用いる場合>
 また、図23の(a)~(c)は、実施の形態10において、レンズ部50に、平凸レンズを、入射面51側が平面となるように用いたときのレンズ部50の焦点と光源2の発光中心24との位置関係と、光の出射角度との関係を示す図である。
 なお、図23の(a)~(c)もまた、順に、(a)レンズ部50の焦点Aの外側に光源2の発光中心24がある場合、(b)レンズ部50の焦点Aが光源2の発光中心24と一致する場合、(c)レンズ部50の焦点Aよりも内側に光源2の発光中心24がある場合を示している。
 レンズ部50に、入射面51側が平面となるように平凸レンズを用いた場合、図23の(a)~(c)に示すように、上記(a)~(c)の何れのパターンの場合にも、同じパターン同士で比較した場合、出射面52側が平面の平凸レンズを用いる場合並びに出射面52側が平面の平凸レンズを用いる場合よりも、レンズ部50から出射する光が拡散される傾向にある。
 したがって、図16の(a)・(b)または図18に示す光源ユニット1を用いることで、入射面51側が平面となるように平凸レンズを組み合わせた場合よりも、斜め方向のピーク輝度を高めることができることが判る。
 また、図21の(b)、図22の(b)、および図23の(b)に示すように、レンズ部50の焦点Aが光源2の発光中心24と一致する場合、レンズ部50から、該レンズ部50の光軸に平行な光を出射させることができることが判る。
 また、レンズ部50の焦点Aの外側に光源2の発光中心24を設ける場合、言い換えれば、入射面51側におけるレンズ部50の焦点が、レンズ部50のレンズ面から見て光源2の発光中心24よりも後方に位置している場合、レンズ部50に両凸レンズを使用することで、レンズ部50から出射面52側の焦点Aまでの距離を短くすることができる。
 したがって、この場合、このような条件を満足する光源ユニット1を直下型バックライトに採用することで、該バックライトを搭載した液晶表示装置等の装置の薄型化を図るとともに、斜め方向のピーク輝度を高くすることができることが判る。
 〔実施の形態13〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図24の(a)・(b)および図25の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態1との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~12で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <レンズキャップ3の遮光領域34の概略構成>
 図24の(a)は、本実施の形態にかかる光源ユニット1の概略構成を模式的に示す断面図であり、図24の(b)は、図24の(a)に示す光源ユニット1における透光制御部材80の概略構成を模式的に示す断面図である。
 例えば実施の形態1では、レンズキャップ3の一部に遮光材料からなる遮光層35を形成することでレンズキャップ3に透光領域33と遮光領域34とを形成する場合を例に挙げて説明した。
 しかしながら、この場合、遮光領域34は固定されてしまうので、このようなレンズキャップ3を備えた光源ユニット1を例えば直下型のバックライト230に用いた液晶表示装置200では、常に光が分離(分断)される。
 そこで、本実施の形態では、遮光領域34に、光の透過および遮光を電気的に切り替える透光制御部材80を設けることで、電気的に遮光領域34を形成する。
 <透光制御部材80の構成>
 本実施の形態で用いられる透光制御部材80は液晶シャッタである。
 本実施の形態にかかる液晶シャッタは、図24の(b)に示すように、例えば、液晶層81と、上記液晶層81に電界を印加する一対の透明電極82・83とを有している。なお、透明電極83は、図示しない透明絶縁シートで覆われていることが望ましい。
 これにより、本実施の形態によれば、液晶層81への電界の印加の有無を切り替えることで、図25の(a)・(b)に示すように、液晶層81における光の透過および遮光を電気的に切り替える。
 なお、図25の(a)は、透光制御部材80に液晶シャッタを用いたときの電界無印加時の液晶層81の状態を示し、図25の(b)は、透光制御部材80に液晶シャッタを用いたときの電界印加時の液晶層81の状態を示す。
 なお、図25の(a)・(b)では、液晶層81への電界無印加時に光を遮断し、電界印加時に光を透過させる場合を例に挙げて示しているが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
 液晶材料並びに液晶層81の駆動方式は特に限定されるものではなく、公知の各種液晶材料並びに駆動方式を用いることができる。
 また、図24の(b)に示す例では、液晶層81を挟んで一対の透明電極82・83が設けられている場合を例に挙げて示しているが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、一対の透明電極82・83として例えば櫛歯電極を使用することで、透明電極82・83が、同一平面上に形成されていても構わない。
 本実施の形態によれば、このように遮光領域34を電気的にオン/オフして光の透過および遮光を切り替えることで、図24の(a)および図25の(a)に示すように光源2から入射した光を分離して斜め方向にピーク輝度をもたせる場合と、図25の(b)に示すように光源2から入射した光を正面方向に透過させて正面方向にピーク輝度をもたせる場合とを両立させることが可能となる。
 <変形例>
 なお、本実施の形態においても、実施の形態4同様、レンズキャップ3の遮光領域34における光源2の発光面23側に反射層を形成する等して遮光領域34に反射部36が形成されていてもよい。これにより、実施の形態4と同様の効果を得ることができる。
 〔実施の形態14〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図26の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態13との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~13で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <透光制御部材80の構成>
 図26の(a)・(b)は、本実施の形態にかかる透光制御部材80により光の透過および遮断を電気的に切り替える方法を示す図であり、図26の(a)は、光を遮断する場合を示し、図26の(b)は、光を透過させる場合を示している。
 本実施の形態は、図26の(a)・(b)に示すように、遮光領域34に、透光制御部材80としてスライドシャッタが設けられている点で、実施の形態13と異なっている。
 本実施の形態にかかるスライドシャッタは、図26の(a)・(b)に示すように、一対の遮光部材91・92と、これら遮光部材91・92のうち少なくとも一方の遮光部材を電気的にスライド移動させるスライド機構93とを備えている。
 なお、図26の(a)・(b)に示す例では、遮光部材91(第1の遮光部材)が固定部材であり、遮光部材92(第2の遮光部材)が可動部材である場合を例に挙げて示しているが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
 遮光部材91には、遮光部91aと透光部91bとが交互に設けられている。また、遮光部材92には、遮光部92aと透光部92bとが交互に設けられている。
 上記遮光部91a・92aは、例えば黒色フィルム等の光吸収性を有する遮光フィルム、あるいは、金属フィルム等の反射フィルムを使用することができる。
 また、透光部91b・92bには、透明フィルムを使用することができる。上記透明フィルムの材料としては、例えば、レンズキャップ3と同様の透明樹脂材料を用いることができる。
 スライド機構93は、例えばスライドレール等のスライド材部94と、上記スライド材部94を、モータや電気等の斥力あるいは引力により駆動する駆動部95とを備えている。
 スライド機構93は、図26の(a)に示すように、遮光部91aと透光部92bとが重畳し、透光部91bと遮光部92aとが重畳するように遮光部材91・92のうち少なくとも一方の遮光部材を電気的にスライド移動させることにより、平面視で連続した遮光部を形成する。これにより、透光領域33を分離(分断)する遮光領域34を形成することができる。
 また、スライド機構93は、図26の(b)に示すように、遮光部91aと遮光部92aとが重畳し、透光部91bと透光部92bとが重畳するように遮光部材91・92のうち少なくとも一方の遮光部材を電気的にスライド移動させることにより、透光部91bと透光部92bとの重畳領域を介して光を透過させる。
 本実施の形態によれば、このように、透光制御部材80によって、光の透過および遮光を電気的に切り替えることで、図26の(a)に示すように光源2の正面方向への光の透過を遮断して光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせる場合と、図26の(b)に示すように光源2から入射した光を正面方向に透過させて正面方向にピーク輝度をもたせる場合とを両立させることが可能となる。
 <変形例>
 なお、本実施の形態においても、実施の形態4同様、レンズキャップ3の遮光領域34における光源2の発光面23側に反射層を形成する等して遮光領域34に反射部36が形成されていてもよい。これにより、実施の形態4と同様の効果を得ることができる。
 〔実施の形態15〕
 本発明の実施のさらに他の形態について、図27の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、主に、実施の形態13、14との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1~14で説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
 <透光制御部材80の構成>
 図27の(a)・(b)は、本実施の形態にかかる透光制御部材80により光の透過および遮断を電気的に切り替える方法を示す図であり、図27の(a)は、光を遮断する場合を示し、図27の(b)は、光を透過させる場合を示している。
 本実施の形態は、図27の(a)・(b)に示すように、遮光領域34に、透光制御部材80として回転シャッタが設けられている点で、実施の形態13、14と異なっている。
 本実施の形態にかかる回転シャッタは、図27の(a)・(b)に示すように、互いに平行に設けられたルーバ状の複数の羽根板101と、これら羽根板101を、モータや電気等の斥力あるいは引力により回転させる回転機構102とを備えている。
 このような透光制御部材80では、上記回転機構102により各羽根板101を回転させることで、レンズキャップ3の表面に対する羽根板101の角度を変更する。
 このとき、図27の(a)に示すように、羽根板101の板面がレンズキャップ3の表面を覆う(例えば羽根板101の板面がレンズキャップ3の表面に平行になる)ように羽根板101を回転させて平面視で連続した遮光部を形成することで、透光領域33を分離する遮光領域34を形成することができる。
 また、図27の(b)に示すように、例えば羽根板101の板面がレンズキャップ3の表面に垂直になるように羽根板101を回転させることで、光源2の正面方向に光を透過させる。
 本実施の形態でも、このように、透光制御部材80によって、光の透過および遮光を電気的に切り替えることで、図27の(a)に示すように光源2の正面方向への光の透過を遮断して光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせる場合と、図27の(b)に示すように光源2から入射した光を正面方向に透過させて正面方向にピーク輝度をもたせる場合とを両立させることが可能となる。
 なお、上記羽根板101は、光吸収性材料で形成されていてもよく、反射材料で形成されていてもよい。また、透明樹脂等の透光性材料からなる透光層と、光吸収性材料や反射材料等の遮光性材料からなる遮光層とが積層された積層構造を有していてもよい。
 なお、光吸収性材料や反射材料等の遮光性材料としては、実施の形態1等で例示した遮光性材料を使用することができる。
 また、透光層と遮光層とを積層する場合、その積層方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、蒸着、ラミネート、塗布、接合、一体成型等の公知の積層方法を用いることができる。
 <変形例>
 なお、本実施の形態においても、実施の形態4同様、レンズキャップ3の遮光領域34における光源2の発光面23側に反射層を形成する等して遮光領域34に反射部36が形成されていてもよい。これにより、実施の形態4と同様の効果を得ることができる。
 <要点概要>
 以上のように、本発明の一態様にかかるレンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、平面視で、上記光源から入射した光を透過する透光領域と、上記光源から入射した光を遮光する遮光領域とを備え、上記透光領域は、上記光源から入射した光が、上記透光領域を通って複数の方向に分離して出射されるように、上記遮光領域によって複数の領域に分離されている。
 上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。したがって、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを得ることができるレンズを提供することができる。
 上記レンズにおいて、上記遮光領域は、例えば、遮光材料からなる遮光層で形成されていることが好ましい。
 上記の構成によれば、上記遮光領域を遮光性材料からなる遮光層とすることで、簡便な方法で遮光領域を形成することができるとともに、簡素な構成とすることができる。したがって、上記レンズ、さらには、上記レンズを用いた光源ユニットを、安価に製造することができる。
 また、上記遮光領域は、平面視で、上記出射面の中央に形成されていることが好ましい。
 照射の対称性の観点からすれば、上記レンズは、その光軸が光源の光軸と一致するように、レンズの中央真下に配される。上記光源の発光面が、平面視で、上記出射面の中央に設けられた遮光領域の真下に位置するように上記光源を上記レンズで覆うことで、上記光源からの直進光を遮断することができ、斜め方向のピーク輝度を大きくすることができる。
 なお、上記レンズは、上記光源から出射される光の放出範囲を覆っている。上記レンズは、例えば、上記光源を実装する基板に接合されている。
 また、上記レンズは、入射面側に、上記光源を配置するための凹部が設けられている構成を有していてもよい。つまり、上記レンズは、上記光源を覆う大きさを有していてもよい。
 このようにレンズを大きくすることで、光を制御できる領域(レンズ自体の空間)が広がるので、より所望する光の制御ができる。特に、上記レンズが横方向に大きいと、広い範囲に光を照射することができる。
 また、上記レンズは、上記出射面が曲率を有していてもよい。例えば、上記出射面は、凸状または凹状に形成されていてもよい。
 このように、上記レンズに、平面視で上記遮光領域が設けられている場合に、上記出射面が凸状または凹状に形成されている場合、上記出射面が平面である場合と比較して、より斜め方向に向けて光を照射させることができる。
 また、上記レンズは、光の透過および遮光を電気的に切り替える透光制御部材を備え、上記透光制御部材によって電気的に上記遮光領域が形成されることが好ましい。
 このように上記透光制御部材によって光の透過および遮光を電気的に切り替えることで、上記光源から入射した光を分離して斜め方向にピーク輝度をもたせる場合と、上記光源から入射した光を正面方向に透過させて正面方向にピーク輝度をもたせる場合とを両立させることが可能となる。
 この場合、上記透光制御部材は、液晶層と、上記液晶層に電界を印加する透明電極とを有する液晶シャッタであり、上記透光制御部材は、上記液晶層への電界の印加の有無を切り替えることで上記遮光領域を形成する構成とすることができる。
 また、上記透光制御部材は、遮光部と透光部とをそれぞれ有し、互いに重畳して設けられた一対の遮光部材と、上記一対の遮光部材のうち少なくとも一方の遮光部材を電気的にスライド移動させるスライド機構とを備えたスライドシャッタであり、上記透光制御部材は、上記一対の遮光部材のうち一方の遮光部材の遮光部が他方の遮光部材の透光部を覆うように上記一対の遮光部材のうち少なくとも一方の遮光部材をスライド移動させて平面視で連続した遮光部を形成することで、上記透光領域を分離する上記遮光領域を形成する構成としてもよい。
 あるいは、上記透光制御部材は、互いに平行に設けられた複数の羽根板と、上記羽根板を回転させる回転機構とを備えた回転シャッタであり、上記透光制御部材は、上記羽根板を回転させてレンズ表面に対する羽根板の角度を変更して平面視で連続した遮光部を形成することで、上記透光領域を分離する上記遮光領域を形成する構成としてもよい。
 また、上記遮光領域には、光を反射する反射層が設けられていることが好ましい。
 この場合、例えば上記レンズの遮光領域における光源の発光面側に反射層を形成してもよく、上記遮光領域に、反射層そのものが遮光層として形成されていてもよい。
 前者の場合、光源の正面方向の直進光を、遮光領域で吸収するのではなく、反射させることが可能となる。これにより、反射光を有効利用することができる。したがって、例えば、上記レンズを用いた光源ユニットを複数搭載した面光源装置を液晶表示装置のバックライトとして使用することで、輝度アップが可能となる。
 なお、後者の場合、上記レンズを用いた光源ユニットを複数搭載した面光源装置を液晶表示装置のバックライトとして使用する際には、該バックライトと液晶パネルとの間には拡散板を設ける必要がある。しかしながら、この場合、拡散板を透過しきれずに反射した光を、上記遮光領域で再び反射させて再帰利用することが可能となる。このため、上記バックライトの輝度アップにつながる。
 また、上記レンズは、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の発光面よりも大きく湾曲した凹形状を有していることが好ましい。
 上記の構成によれば、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の発光面よりも大きく湾曲した凹形状を有していることで、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができる。したがって、上記斜め方向のピーク輝度を高めることができる。
 また、以上のように、本発明の一態様にかかるレンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の発光面よりも大きく湾曲した凹形状を有している。
 上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。したがって、上記の構成によれば、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを得ることができるレンズを提供することができる。
 また、上記レンズは、上記光源から入射した光を出射する出射面における、当該レンズの軸方向に垂直な方向の両端部が、斜め方向に突出する凸部を有していることが好ましい。
 上記レンズが上記凸部を有していることで、斜め方向に光を集光して出射させることができる。したがって、上記の構成によれば、上記光源の正面方向に向かう光を抑制し、光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 上記レンズは、例えば、上記出射面が凹面である両凹レンズ形状を有していてもよく、上記出射面が平面である平凹レンズ形状を有していてもよい。
 上記の各構成によれば、何れの場合にも、入射面の凹レンズ効果により、上記光源から入射した光を拡散させることができるとともに、斜め方向に光を集光して出射させることができる。したがって、上記の各構成によれば、上記光源の正面方向に向かう光を抑制し、光源2の斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 また、上記レンズは、例えば、上記凸部の少なくとも先端部が、当該レンズの軸方向に垂直な方向の断面が、上記凸部の突出方向が長軸方向となる楕円弧形状を有している構成を有していてもよい。
 上記凸部の少なくとも先端部が上記したように楕円弧形状を有していることで、光の拡散を抑制し、光を集光させることができる。また、上記凸部の向きを調整することで、光の出射方向が調整し易くなる。
 また、以上のように、本発明の一態様にかかるレンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されている。
 上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。したがって、上記の構成によれば、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを得ることができるレンズを提供することができる。
 この場合、上記レンズは、上記入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有していることが好ましい。
 凸レンズの焦点から出た光線は、凸レンズを通った後、凸レンズの光軸に平行な直線となる。また、上記入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有している場合、上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記レンズのレンズ面から見て上記光源の発光の中心点よりも後方に位置している場合には、上記第1の出射面および第2の出射面から出射される光は、上記光源の光軸を横切ることなく、被照射物の被照射領域に向かって集光する。
 したがって、上記レンズの入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有している場合、光源の発光中心と焦点位置との関係が上記関係を有するように上記レンズを形成することで、斜め方向のピーク輝度をより高めることができるとともに、光の出射方向を制御し易いという効果を得ることができる。
 この場合、上記レンズは、2つの両凸レンズが、各両凸レンズにおける一方のレンズ端でそれぞれ接合された形状を有し、各両凸レンズにおける各レンズ面がそれぞれ上記入射面および出射面となる構成とすることができる。
 また、上記レンズは、2つの平凸レンズが、各平凸レンズにおける一方のレンズ端でそれぞれ接合された形状を有し、各平凸レンズにおける各レンズ面がそれぞれ上記入射面および出射面となる構成とすることができる。
 あるいは、上記レンズは、2つのフレネルレンズが、各フレネルレンズにおける一方のレンズ端でそれぞれ接合された形状を有し、各フレネルレンズにおける各レンズ面がそれぞれ上記入射面および出射面となる構成としてもよい。
 この場合、上記レンズの入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有している場合と比較して、厚みを薄くすることができる。
 また、本発明の一態様にかかる光源ユニットは、光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、上記レンズが、上記で説明した何れかのレンズである構成を有している。
 上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプあるいはカルテットビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを提供することができる。
 また、上記遮光領域は、平面視で、上記光源の光軸上に形成されていることが好ましい。
 上記遮光領域が、平面視で、上記光源の光軸上に形成されていることで、上記光源からの直進光を遮断することができ、斜め方向のピーク輝度を大きくすることができる。
 また、上記レンズは、入射面側に凹部が設けられており、該凹部に上記光源が配置されている構成を有していてもよい。つまり、上記レンズは、上記光源を覆う大きさを有していてもよい。
 このようにレンズを大きくすることで、光を制御できる領域(レンズ自体の空間)が広がるので、より所望する光の制御ができる。特に、上記レンズが横方向に大きいと、広い範囲に光を照射することができる。
 また、本発明の一態様にかかる光源ユニットは、光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、上記レンズが以下の構成を有している。
 すなわち、上記レンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されているとともに、上記入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有しており、上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記光源の発光の中心点に一致する。
 凸レンズの焦点から出た光線は、凸レンズを通った後、凸レンズの光軸に平行な直線となる。
 したがって、上記の構成によれば、上記光源の発光の中心点から出て上記第1の入射面に入射した光は、上記第1の出射面から、上記レンズの光軸に平行に出射される。また、上記光源の発光の中心点から出て上記第2の入射面に入射した光は、上記第2の出射面から、上記レンズの光軸に平行に出射される。
 このため、上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを提供することができる。
 また、上記の構成によれば、上記第1の出射面および第2の出射面から出射される光は、上記光源の光軸を横切ることなく、被照射物の被照射領域に向かって直進する。
 このため、上記の構成によれば、上記レンズから出射される光を斜め方向に効率良く照射することができるとともに、光の出射方向を制御し易い。
 また、本発明の一態様にかかる光源ユニットは、光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、上記レンズが以下の構成を有している。
 すなわち、上記レンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されているとともに、上記入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有している。また、上記光源ユニットは、上記光源の発光の中心点に対し、上記レンズとは反対側に、凹形状の反射体が設けられており、上記光源の発光の中心点から放射されて上記反射体で反射された光が上記反射体を挟んで上記光源の発光の中心点とは反対側で集光したときの仮想焦点が、上記第1および第2の入射面側の上記各両凸レンズの焦点に一致する。
 凸レンズの焦点から出た光線は、凸レンズを通った後、凸レンズの光軸に平行な直線となる。
 したがって、上記の構成によれば、上記光源の発光の中心点から出て上記第1の入射面に入射した光は、上記第1の出射面から、上記レンズの光軸に平行に出射される。また、上記光源の発光の中心点から出て上記第2の入射面に入射した光は、上記第2の出射面から、上記レンズの光軸に平行に出射される。
 このため、上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを提供することができる。
 また、上記の構成によれば、上記第1の出射面および第2の出射面から出射される光は、上記光源の光軸を横切ることなく、被照射物の被照射領域に向かって直進する。
 このため、上記の構成によれば、上記レンズから出射される光を斜め方向に効率良く照射することができるとともに、光の出射方向を制御し易い。
 また、本発明の一態様にかかる光源ユニットは、光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、上記レンズが以下の構成を有している。
 すなわち、上記レンズは、光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されているとともに、上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記レンズのレンズ面から見て上記光源の発光の中心点よりも後方に位置している。
 上記の構成によれば、上記第1の入射面に入射した光は、上記第1の出射面から出射され、上記第2の入射面に入射した光は、上記第2の出射面から出射される。
 このため、上記の構成によれば、上記光源から入射した光を、上記光源の斜め方向に分光して出射させることができるとともに、斜め方向にピーク輝度をもたせることが可能となる。
 したがって、上記の構成によれば、デュアルビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットを提供することができる。
 また、上記の構成によれば、上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記レンズのレンズ面から見て上記光源の発光の中心点よりも後方に位置している場合、上記第1の出射面および第2の出射面から出射される光は、上記光源の光軸を横切ることなく、被照射物の被照射領域に向かって集光する。したがって、斜め方向のピーク輝度をより高めることができるとともに、光の出射方向を制御し易い。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
 本発明は、デュアルビュータイプあるいはカルテットビュータイプの液晶表示装置用のバックライト等、斜め方向の光の指向性が必要とされる用途に好適に用いられる光源ユニットおよび光源カバーレンズに利用することができる。
  1  光源ユニット
  2  光源
  3  レンズキャップ(レンズ)
 3a  凹部
 21  パッケージ基板
 21a 封止枠
 21b 凹部
 21c 側面
 22  発光部
 23  発光面
 24  発光中心
 25  反射体
 31  入射面
 32  出射面
 33  透光領域
 34  遮光領域
 35  遮光層
 35a 第1の遮光層
 35b 第2の遮光層
 36  反射部
 37  凸部
 38  境界線
 39  嵌合部
 41  空気層
 50  レンズ部(第1のレンズ部)
 50a・60a レンズ端
 51  入射面(第1の入射面)
 52  出射面(第1の出射面)
 60  レンズ部(第2のレンズ部)
 61  入射面(第2の入射面)
 62  出射面(第2の出射面)
 71  仮想面
 80  透光制御部材
 81  液晶層
 82・83 透明電極
 91  遮光部材(第1の遮光部材)
 92  遮光部材(第2の遮光部材)
 91a・92a 遮光部
 91b・92b 透光部
 93  スライド機構
 94  スライド材部
 95  駆動部
101  羽根板
102  回転機構
200  液晶表示装置
210  液晶パネル
220  拡散板
230  バックライト
231  反射材
  A  焦点

Claims (22)

  1.  光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、
     平面視で、上記光源から入射した光を透過する透光領域と、上記光源から入射した光を遮光する遮光領域とを備え、上記透光領域は、上記光源から入射した光が、上記透光領域を通って複数の方向に分離して出射されるように、上記遮光領域によって複数の領域に分離されていることを特徴とするレンズ。
  2.  上記遮光領域は、遮光材料からなる遮光層で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ。
  3.  光の透過および遮光を電気的に切り替える透光制御部材を備え、
     上記透光制御部材によって電気的に上記遮光領域が形成されることを特徴とする請求項1に記載のレンズ。
  4.  上記透光制御部材は、液晶層と、上記液晶層に電界を印加する透明電極とを有する液晶シャッタであり、
     上記透光制御部材は、上記液晶層への電界の印加の有無を切り替えることで上記遮光領域を形成することを特徴とする請求項3に記載のレンズ。
  5.  上記透光制御部材は、遮光部と透光部とをそれぞれ有し、互いに重畳して設けられた一対の遮光部材と、上記一対の遮光部材のうち少なくとも一方の遮光部材を電気的にスライド移動させるスライド機構とを備えたスライドシャッタであり、
     上記透光制御部材は、上記一対の遮光部材のうち一方の遮光部材の遮光部が他方の遮光部材の透光部を覆うように上記一対の遮光部材のうち少なくとも一方の遮光部材をスライド移動させて平面視で連続した遮光部を形成することで、上記透光領域を分離する上記遮光領域を形成することを特徴とする請求項3に記載のレンズ。
  6.  上記透光制御部材は、互いに平行に設けられた複数の羽根板と、上記羽根板を回転させる回転機構とを備えた回転シャッタであり、
     上記透光制御部材は、上記羽根板を回転させてレンズ表面に対する羽根板の角度を変更して平面視で連続した遮光部を形成することで、上記透光領域を分離する上記遮光領域を形成することを特徴とする請求項3に記載のレンズ。
  7.  上記遮光領域に、光を反射する反射層が設けられていることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載のレンズ。
  8.  上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の発光面よりも大きく湾曲した凹形状を有していることを特徴とする請求項1~7の何れか1項に記載のレンズ。
  9.  光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、
     上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の発光面よりも大きく湾曲した凹形状を有していることを特徴とするレンズ。
  10.  上記光源から入射した光を出射する出射面における、当該レンズの軸方向に垂直な方向の両端部が、斜め方向に突出する凸部を有していることを特徴とする請求項8または9に記載のレンズ。
  11.  上記出射面が凹面である両凹レンズ形状を有していることを特徴とする請求項10に記載のレンズ。
  12.  上記出射面が平面である平凹レンズ形状を有していることを特徴とする請求項10に記載のレンズ。
  13.  上記凸部の少なくとも先端部は、当該レンズの軸方向に垂直な方向の断面が、上記凸部の突出方向が長軸方向となる楕円弧形状を有していることを特徴とする請求項10に記載のレンズ。
  14.  光源の発光面を覆うように配置されることで光源から出射された光を光源の斜め方向に導くレンズであって、
     上記光源から出射された光を入射する入射面が、上記光源の光軸上に境界線を有する第1および第2の入射面に2分割されており、
     上記光源から入射された光を出射する出射面が、上記第1および第2の入射面にそれぞれ対向する第1および第2の出射面を有する逆V字形状の断面形状を有し、
     上記境界線上を通り上記境界線に平行な面を境界面として面対称に形成されていることを特徴とするレンズ。
  15.  上記入射面および出射面のうち少なくとも一方が凸形状を有していることを特徴とする請求項14に記載のレンズ。
  16.  2つの両凸レンズが、各両凸レンズにおける一方のレンズ端でそれぞれ接合された形状を有し、各両凸レンズにおける各レンズ面がそれぞれ上記入射面および出射面となることを特徴とする請求項14または15に記載のレンズ。
  17.  2つの平凸レンズが、各平凸レンズにおける一方のレンズ端でそれぞれ接合された形状を有し、各平凸レンズにおける各レンズ面がそれぞれ上記入射面および出射面となることを特徴とする請求項14または15に記載のレンズ。
  18.  2つのフレネルレンズが、各フレネルレンズにおける一方のレンズ端でそれぞれ接合された形状を有し、各フレネルレンズにおける各レンズ面がそれぞれ上記入射面および出射面となることを特徴とする請求項14に記載のレンズ。
  19.  光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、
     上記レンズが、請求項1~18の何れか1項に記載のレンズであることを特徴とする光源ユニット。
  20.  光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、
     上記レンズが、請求項15に記載のレンズであり、
     上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記光源の発光の中心点に一致することを特徴とする光源ユニット。
  21.  光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、
     上記レンズが、請求項15に記載のレンズであり、
     上記光源の発光の中心点に対し、上記レンズとは反対側に、凹形状の反射体が設けられており、
     上記光源の発光の中心点から放射されて上記反射体で反射された光が上記反射体を挟んで上記光源の発光の中心点とは反対側で集光したときの仮想焦点が、上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点に一致することを特徴とする光源ユニット。
  22.  光源と、上記光源の発光面を覆うレンズとを備えた光源ユニットであって、
     上記レンズが、請求項15に記載のレンズであり、
     上記第1および第2の入射面側の上記レンズの焦点が、上記レンズのレンズ面から見て上記光源の発光の中心点よりも後方に位置することを特徴とする光源ユニット。
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