WO2017017981A1 - 光デバイス - Google Patents

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WO2017017981A1
WO2017017981A1 PCT/JP2016/057211 JP2016057211W WO2017017981A1 WO 2017017981 A1 WO2017017981 A1 WO 2017017981A1 JP 2016057211 W JP2016057211 W JP 2016057211W WO 2017017981 A1 WO2017017981 A1 WO 2017017981A1
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WO
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light
light guide
guide plate
deflecting
light source
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PCT/JP2016/057211
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English (en)
French (fr)
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篠原　正幸
靖宏 田上
智和 北村
和幸 岡田
直志 松岡
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オムロン株式会社
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Publication date
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    • G03B35/18—Stereoscopic photography by simultaneous viewing
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Definitions

  • the present invention relates to an optical device.
  • a stereoscopic display device comprising a light guide plate, a light source provided on an end surface of the light guide plate, and a parallax barrier type or lens array type mask or lens array disposed on the surface side of the light guide plate is known.
  • the light source When the light source is provided on the end face of the light guide plate, there is a problem that the alignment between the light source and the end face of the light guide plate is not easy.
  • the direction of the light emitted from the light guide plate may change.
  • substrate which mounted the light emitting element became parallel to an end surface, and the subject that it was necessary to ensure the space of the magnitude
  • the optical device has a light guide plate that guides light in a plane parallel to the emission surface, a surface parallel to at least one of the surface opposite to the emission surface and the surface on the emission surface side.
  • the light that enters the light guide plate from the light source provided in the opposite direction is deflected in the light guide direction of the light guide plate, and the light that is deflected by the deflection optical surface and guided by the light guide plate enters the space.
  • a plurality of lights each having an optical surface that emits outgoing light in a direction substantially converging at one upper convergence point or convergence line or substantially diverging from one convergence point or convergence line in space.
  • a plurality of light converging portions are formed along a predetermined line in a plane parallel to the exit surface, and a convergence point or a convergence line is different between the plurality of light converging portions,
  • An image is formed in space by a collection of multiple convergence points or convergence lines It is.
  • the light source is provided to face at least one of the surface opposite to the exit surface of the light guide plate and the surface on the exit surface side, and light is incident on the light guide plate from at least one surface where the light source is provided. Good.
  • the deflection optical surface is provided on a surface opposite to the surface on which the light source is provided, and has a deflection reflection surface that reflects light incident on the light guide plate from the light source and deflects it in the light guide direction of the light guide plate. It's okay.
  • the length of the deflection reflection surface may be shorter than the length of the exit port from which light from the light source exits toward the light guide plate.
  • the divergence angle of light deflected by the deflecting reflecting surface and guided by the light guide plate may be 5 ° or less in a plane parallel to the emitting surface.
  • the distance between the light incident end surface of the light guide plate and the center of the region where the light converging portion 30 is formed on the light exit plate is L, and the deflecting reflection surface in a direction parallel to the light exit surface and substantially perpendicular to the light guide plate of the light guide plate When W is W, W ⁇ L / 10 may be satisfied.
  • a reflection film provided on the deflecting reflection surface may be further provided.
  • It may further include a reflection assisting part that has a surface provided with a reflection film and is mounted on the light guide plate so that the reflection film is in contact with the deflecting reflection surface.
  • a plurality of deflection reflection surfaces are provided in a direction along the light guide direction of the light guide plate, and each of the plurality of deflection reflection surfaces is perpendicular to the emission surface in a plane orthogonal to the emission surface and along the light guide direction of the light guide plate. At least one of the length of the direction and the angle with respect to the plane parallel to the exit surface may be different from that of the other deflecting and reflecting surfaces.
  • the deflection reflection surface has a first deflection reflection surface and a second deflection reflection surface following the first deflection reflection surface along the light guide direction of the light guide plate, and is orthogonal to the emission surface and is perpendicular to the light guide plate.
  • the inclination of the first deflecting / reflecting surface with respect to the surface parallel to the emitting surface may be different from the inclination of the second deflecting / reflecting surface with respect to the surface parallel to the emitting surface.
  • the first deflection reflection surface and the second deflection reflection surface form a part of a concave portion formed on the surface of the light guide plate opposite to the surface where the light source is provided, and are orthogonal to the emission surface.
  • the inclination of the second deflecting / reflecting surface with respect to the surface parallel to the emitting surface may be smaller than the inclination of the first deflecting / reflecting surface with respect to the surface parallel to the emitting surface.
  • the deflection reflection surface may have a plurality of reflection surfaces in a direction in which light incident on the light guide plate from the light source is spread in a plane parallel to the light guide direction of the light guide plate.
  • the light source makes light incident on the light guide plate toward the second end surface opposite to the first end surface in the light guide direction of the light guide plate, and the deflection optical surface is provided on the second end surface.
  • the deflecting optical surface further includes a deflecting member provided on a second end surface opposite to the first end surface in the light guide direction of the light guide plate, and the deflecting optical surface transmits light from the light source to the first end surface.
  • the light source may have a deflecting / reflecting surface that converts light that is substantially parallel to the end surface of the light source, and the light source may be incident on the deflecting member.
  • a plurality of light sources are arranged side by side in a direction perpendicular to the light guide direction of the light guide plate and parallel to the exit surface, and the reflection surface is orthogonal to the light guide direction of the light guide plate and parallel to the exit surface.
  • a plurality of light sources may be provided side by side corresponding to a plurality of light sources.
  • a light source may be further provided.
  • the display apparatus 10 in one Embodiment is shown schematically with the three-dimensional image projected on space.
  • the cross section of yz plane of the display apparatus 10 is shown schematically.
  • the top view in xy plane of the display apparatus 10 is shown roughly.
  • the dependence of the amount of luminous flux coupled to the light guide plate on the forward angle ⁇ and the depth h is shown.
  • 10 schematically shows a display device 10 ⁇ / b> A as a modification of the display device 10.
  • the display apparatus 10B as a modification of the display apparatus 10 is shown schematically.
  • the display apparatus 100 as a modification of the display apparatus 10 is shown schematically.
  • the relationship between the divergence angle (DELTA) (theta) of the incident light to one reflective surface among the reflective surfaces which the light converging part 30 has, and the divergence angle (PHI) ⁇ of emitted light are shown roughly.
  • 10 schematically shows a display device 10 ⁇ / b> C as a modification of the display device 10.
  • a display device 10D as a modification of the display device 10 is schematically shown.
  • a part of a display device 10E as a modification of the display device 10 is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10F as a modification of the display device 10 is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10G as a modification of the display device 10 is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10H as a modification of the display device 10 is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10I as a modification of the display device 10H is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10J as a modification of the display device 10 is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10K as a modification of the display device 10 is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10L as a modification of the display device 10 is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10M as a modification of the display device 10 is schematically shown in an enlarged manner.
  • a part of a display device 10N as a modification of the display device 10M is schematically shown in an enlarged manner. It is a perspective view which shows roughly an example of the optical system 500 with a three-dimensional image. 1 schematically shows a yz cross section of an optical system 500. The other example of the three-dimensional image which the display apparatus 10P forms is shown.
  • FIG. 1 schematically shows a display device 10 according to an embodiment together with a stereoscopic image projected onto a space.
  • the figure used for description of embodiment shall be schematic or typical for the purpose of explaining in an easy-to-understand manner.
  • the figure used for description of the embodiment may not be drawn on an actual scale.
  • the display device 10 has an emission surface 71 that emits light.
  • the display device 10 forms an image 6 as a three-dimensional image with light emitted from the emission surface 71.
  • the image 6 is a stereoscopic image that is recognized in space by the user.
  • the three-dimensional image refers to an image that is recognized as being at a position different from the emission surface 71 of the display device 10.
  • the three-dimensional image includes, for example, a two-dimensional image recognized at a position away from the emission surface 71 of the display device 10. That is, the stereoscopic image is a concept including not only an image recognized as a stereoscopic shape but also an image having a two-dimensional shape recognized at a position different from the display surface of the display device 10.
  • the display device 10 includes a light guide plate 70 and a light source 20.
  • the light guide plate 70 is formed of a resin material that is transparent and has a relatively high refractive index.
  • the material forming the light guide plate 70 may be, for example, polycarbonate resin (PC), polymethyl methacrylate resin (PMMA), glass, or the like.
  • the light guide plate 70 has a back surface 72 opposite to the exit surface 71.
  • the light source 20 is provided on the back surface 72 side. Light from the light source 20 enters the light guide plate 70 from the back surface 72.
  • the light guide plate 70 includes an end surface 73, an end surface 74, an end surface 75, and an end surface 76 that are the four end surfaces of the light guide plate 70.
  • the end surface 74 is a surface opposite to the end surface 73.
  • the end surface 76 is a surface opposite to the end surface 75.
  • the light guide plate 70 spreads the light from the light source 20 in a plane shape in a plane parallel to the emission surface 71 and guides the light toward the end surface 74.
  • a right-handed orthogonal coordinate system of the x axis, the y axis, and the z axis may be used.
  • the z-axis direction is determined in a direction perpendicular to the emission surface 71.
  • the direction from the back surface 72 to the emission surface 71 is defined as the z-axis plus direction.
  • the y-axis direction is determined in a direction perpendicular to the end face 73.
  • the direction from the end surface 73 to the end surface 74 is defined as the y-axis plus direction.
  • the x-axis is a direction perpendicular to the end face 75 and the end face 76, and the direction from the end face 75 to the end face 76 is defined as the x-axis plus direction.
  • a plane parallel to the xy plane may be called an xy plane
  • a plane parallel to the yz plane may be called a yz plane
  • a plane parallel to the xz plane may be called an xz plane.
  • the light source 20 is provided to face the back surface 72. Light from the light source 20 enters the light guide plate 70 from the back surface 72.
  • a deflection reflection unit 40 is provided on the emission surface 71 of the light guide plate 70.
  • the deflecting / reflecting unit 40 reflects light from the light source 20 incident on the light guide plate 70 and deflects the light in the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the deflecting / reflecting unit 40 reflects light from the light source 20 incident on the light guide plate 70 and deflects the light toward the end face 74.
  • the light guide plate 70 spreads the light deflected by the deflecting / reflecting portion 40 in a plane parallel to the emission surface 71 and guides the light toward the end surface 74.
  • a plurality of light converging portions 30 including a light converging portion 30a, a light converging portion 30b, and a light converging portion 30c are formed on the back surface 72 of the light guide plate 70.
  • the light converging part 30 is formed substantially continuously in the x-axis direction. Light guided by the light guide plate 70 is incident on each position of the light converging unit 30 in the x-axis direction.
  • the light converging unit 30 substantially converges the light incident on each position of the light converging unit 30 to fixed points respectively corresponding to the light converging unit 30.
  • FIG. 1 particularly shows a light converging unit 30a, a light converging unit 30b, and a light converging unit 30c as a part of the light converging unit 30, and in each of the light converging unit 30a, the light converging unit 30b, and the light converging unit 30c.
  • a state in which a plurality of light beams emitted from the light converging unit 30a, the light converging unit 30b, and the light converging unit 30c converge is shown.
  • the light converging unit 30 a corresponds to the fixed point PA on the image 6. Light rays from each position of the light converging unit 30a converge to a fixed point PA. Therefore, the wavefront of the light from the light converging unit 30a becomes a wavefront of light emitted from the fixed point PA.
  • the light converging unit 30 b corresponds to the fixed point PB on the image 6. Light rays from each position from the light converging unit 30b converge to the fixed point PB. As described above, the light beam from each position of the arbitrary light converging unit 30 substantially converges to a fixed point corresponding to the light converging unit 30.
  • a wavefront of light that emits light from a corresponding fixed point can be provided by an arbitrary light converging unit 30.
  • the fixed points corresponding to each light converging unit 30 are different from each other, and an image 6 recognized in space is formed by a collection of a plurality of fixed points respectively corresponding to the light converging units 30.
  • the display device 10 projects a stereoscopic image on the space.
  • each of the light converging portions 30 includes a large number of reflecting surfaces formed substantially continuously in the x-axis direction.
  • the reflected light of the reflecting surface of each arbitrary light converging unit 30 converges to a fixed point corresponding to the light converging unit 30.
  • the light beams of the plurality of reflected lights from the plurality of reflecting surfaces included in the light converging unit 30a converge on the fixed point PA.
  • the light beams of the plurality of reflected lights from the plurality of reflecting surfaces of the light converging unit 30b converge at the fixed point PB.
  • the light beams of the plurality of reflected lights from the plurality of reflecting surfaces of the light converging unit 30c converge on the fixed point PC.
  • the light flux guided by the light guide plate 70 and passing through each position in the light guide plate 70 has a divergence angle smaller than a predetermined value around the direction connecting each position in the light guide plate 70 and the light source 20. have.
  • a light beam that is guided by the light guide plate 70 and passes through each position in the light guide plate 70 in a plane that includes a line connecting each position in the light guide plate 70 and the light source 20 and that is orthogonal to the xy plane is transmitted through the light guide plate 70.
  • a divergence angle smaller than a predetermined value with a direction connecting each position and the light source 20 as a center is transmitted through the light guide plate 70.
  • the light converging unit 30 When the light converging unit 30 is provided at a position away from the light source 20, the light beam that is guided by the light guide plate 70 and is incident on the light converging unit 30 has a spread in the xy plane with the y-axis direction as the center. do not do. Therefore, for example, on a plane that includes the fixed point PA and is parallel to the xz plane, the light from the light converging unit 30a substantially converges to one fixed point.
  • the spread of the light beam that passes through the point inside and outside the light guide plate refers to the spread of light when the light beam is regarded as light that diverges from that point. Further, the spread of the light beam passing through the points inside and outside the light guide plate may be simply referred to as the spread of light.
  • the light converging part 30a is formed along the line 190a.
  • the light converging part 30b is formed along the line 190b.
  • the light converging part 30c is formed along the line 190c.
  • the line 190a, the line 190b, and the line 190c are straight lines substantially parallel to the x-axis.
  • the arbitrary light converging part 30 is formed substantially continuously along a straight line substantially parallel to the x-axis.
  • the light converging part 30 is formed along a predetermined line in a plane parallel to the emission surface 71. Then, each of the light converging units 30 causes the light guided by the light guide plate 70 to enter, and emit the emitted light in a direction substantially converging to one convergence point in space from the emission surface 71.
  • the emitted light is light in a direction diverging from the fixed point. Therefore, when the fixed point is on the rear surface 72 side of the light guide plate 70, the reflection surface of the light converging unit 30 causes the emission surface 71 to emit the emitted light in a direction substantially diverging from one convergence point in space.
  • light from the light converging unit 30 substantially converges to a fixed point as described above.
  • the light guided by the light guide plate 70 has a spread in the direction along the yz plane
  • the light reflected by the reflection surface of the light converging unit 30 is substantially on a convergence line parallel to the yz plane and parallel to the exit surface.
  • light from the light converging unit 30a includes PA, and substantially converges on a line parallel to the yz plane and parallel to the exit surface.
  • each of the light converging units 30 may be formed by a part of a Fresnel lens.
  • One light converging part 30 may be formed by one continuous Fresnel lens.
  • FIG. 2 schematically shows a cross section of the yz plane of the display device 10.
  • FIG. 3 schematically shows a plan view in the xy plane of the display device 10.
  • the light source 20 is, for example, an LED light source.
  • the light source 20 makes light incident from the back surface 72 in a direction along the z-axis.
  • the deflecting / reflecting unit 40 is a groove that is recessed in the emission surface 71.
  • the deflecting / reflecting portion 40 is a groove having a substantially V-shaped cross section in the yz plane.
  • the deflection reflection unit 40 has a deflection reflection surface 41.
  • the deflecting / reflecting surface 41 is a surface of the two surfaces of the substantially V-shaped groove in the yz plane on the side where the light guide plate 70 guides light.
  • the deflecting / reflecting surface 41 forms a forward angle ⁇ with respect to an axis parallel to the z axis in the yz plane.
  • the depth h of the deflecting / reflecting surface 41 is the length from the emitting surface 71 to the tip of the deflecting / reflecting surface 41.
  • the light source 20 is located on the negative side of the z-axis of the deflecting / reflecting surface 41. Light from the light source 20 is reflected by the deflection reflection surface 41 and deflected in the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the display device 10 since the light source 20 is provided on the back surface 72, alignment of the light source 20 is easier than in the case where the light source 20 is provided on the end surface 73.
  • the substrate on which the light emitting element is mounted does not have to be parallel to the end surface, it is not necessary to secure a space large enough to accommodate the substrate near the end surface 73.
  • the light source 20 When the light source 20 is provided on the end face 73, if the position of the light source 20 is shifted in the x-axis direction, the base point of light incident on the light guide plate 70 is shifted in the x-axis direction. For this reason, the position of the convergence point of the light from the light converging unit 30 is also displaced in the x-axis direction, and the image formed by the light converging unit 30 may be displaced or deformed in the x-axis direction.
  • the display device 10 the light emitted from the light source 20 enters the light guide plate 70 from the back surface 72, and the light deflected by the deflection reflection surface 41 is guided by the light guide plate 70.
  • the base point of the light guided by the light guide plate 70 is determined at the position where the deflection reflection surface 41 is formed. Therefore, even if the position of the light source 20 is shifted in the x-axis direction, the light base point does not shift. Therefore, according to the display apparatus 10, it can suppress that the image formed by the light converging part 30 shifts
  • FIG. 4 shows the dependence of the amount of luminous flux coupled to the light guide plate on the forward angle ⁇ and the depth h.
  • the material of the light guide plate is PC, and the plate thickness of the light guide plate is 0.3 mm. This dependency is obtained by fixing the groove depth h, which is the length from the exit surface 71 to the tip of the deflecting / reflecting surface 41.
  • the reflectivity of the deflecting reflecting surface 41 was 80%.
  • the forward angle ⁇ of the deflecting / reflecting surface 41 is preferably about 65 °.
  • FIG. 5 schematically shows a display device 10 ⁇ / b> A as a modification of the display device 10.
  • a reflective film 120 is formed in addition to the components included in the display device 10.
  • the reflection film 120 is provided on the deflection reflection surface 41.
  • the reflective film 120 is provided on the upper surface of the emission surface 71.
  • the reflection film 120 is provided so as to cover at least the deflection reflection surface 41.
  • the reflective film 120 may be a silver vapor deposition film, for example. By providing the reflective film 120 on the deflecting / reflecting portion 40, the coupling efficiency can be increased.
  • a silver-plated copper alloy strip or a reflective sheet can be applied as the reflective film 120.
  • FIG. 6 schematically shows a display device 10B as a modification of the display device 10.
  • the display device 10 ⁇ / b> B includes a reflection auxiliary unit 110 in addition to the components included in the display device 10.
  • the reflection assisting part 110 has a main body part 130 and a reflective film 120B.
  • the main body 130 of the reflection assisting part 110 has a protrusion 114 having a shape that fits into the concave deflecting reflection part 40.
  • a reflective film 120B is formed on at least a part of the protrusion 114.
  • the protrusion 114 has a surface 111 corresponding to the deflection reflection surface 41 when the auxiliary reflection portion 110 and the deflection reflection portion 40 are fitted, and the reflection film 120B is formed on the surface 111. Is done.
  • the reflective film 120B is provided so as to cover at least the surface 111.
  • the reflecting film 120 ⁇ / b> B substantially contacts the deflecting / reflecting surface 41.
  • the reflective film 120B may be a silver vapor deposition film, for example.
  • the reflection assisting part 110 has the surface 111 on which the reflection film 120B is provided, and is attached to the light guide plate 70 so that the reflection film 120B is in contact with the deflecting reflection surface 41. Therefore, the light coupling efficiency between the light source 20 and the light guide plate 70 can be increased without directly forming a reflective film on the light guide plate 70.
  • a silver-plated copper alloy strip or a reflective sheet can be applied as the reflective film 120.
  • a silver plating film, a chromium plating film, an aluminum deposition film, a reflection sheet, or the like can be applied as the reflection film 120B.
  • the main body part 130 of the auxiliary reflection part 110 may be a translucent member or a non-translucent member.
  • the reflective film 120B is not provided, and the surface 111 of the main body part 130 of the reflection assisting part 110 may be mirror-finished.
  • the material of the main body 130 may be a metal.
  • FIG. 7 schematically shows a display device 100 as a modification of the display device 10.
  • the display device 100 includes a deflection reflection unit 400 instead of the deflection reflection unit 40.
  • the deflecting / reflecting unit 400 has the same structure as that of the deflecting / reflecting unit 40 except that the length W in the x-axis direction is shorter than that of the deflecting / reflecting unit 40.
  • the length of the emission port 21 from which the light from the light source 20 is emitted toward the light guide plate 70 is w.
  • the length W of the deflecting / reflecting part 400 is shorter than the length w of the exit port 200.
  • the x-axis direction is a direction substantially orthogonal to the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the length W of the deflecting / reflecting portion 400 can be made shorter than the length w of the exit port 21, the light guided through the light guide plate 70 can be reduced without limiting the size of the opening of the exit port 21.
  • the spread in the xy plane can be reduced. Thereby, for example, light having a light spreading angle smaller than a predetermined value in the xy plane can be incident on one of the reflecting surfaces of the light converging unit 30. Therefore, the resolution of the stereoscopic image 6 is increased.
  • the length W of the deflecting / reflecting unit 400 in the x-axis direction may be applied as the spreading width of the light from the deflecting / reflecting unit 400.
  • the spread width of the intensity distribution of the light deflected by the deflection reflection unit 400 may be applied as D.
  • the full width at the position where the light intensity is half of the maximum value (full width at half maximum). ) May be applied as D.
  • FIG. 8 schematically shows the relationship between the spread angle ⁇ of incident light on one of the reflecting surfaces of the light converging unit 30 and the divergence angle ⁇ ⁇ of the emitted light.
  • ⁇ is a light spreading angle guided by the light guide plate 70 at the position of the reflecting surface.
  • ⁇ is a spread angle in the xy plane, that is, a spread angle in a plane parallel to the emission surface 71.
  • ⁇ may be a width (full width at half maximum) at a position where the light intensity is half of the maximum value in the light intensity distribution in the angular direction.
  • ⁇ x represents the spread in the x-axis direction of the emitted light from the reflecting surface 140 at the fixed point P1.
  • d represents the distance from the emission surface 71 to the fixed point P.
  • the spread of light incident on the reflection surface and light emitted from the reflection surface is smaller than a predetermined value.
  • ⁇ x and ⁇ are very small.
  • the divergence angle ⁇ ⁇ x is larger than ⁇ .
  • the divergence angle ⁇ ⁇ x is C ⁇ times ⁇ .
  • C ⁇ is a value greater than 1.
  • 1.5 may be applied as C ⁇ .
  • d is preferably 8 mm or more. This is because if d is less than 8 mm, it may not be recognized as a stereoscopic image.
  • ⁇ x is preferably 1 mm or less. This is because if ⁇ x exceeds 1 mm, a stereoscopic image may not be formed with sufficient resolution.
  • ⁇ ⁇ x is not more than atan (1/8). That is, ⁇ preferably satisfies C ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ atan (1/8). In consideration of C ⁇ , ⁇ is preferably 5 ° or less. That is, the divergence angle of the light deflected by the deflecting / reflecting unit 400 and guided by the light guide plate 70 is preferably 5 ° or less in a plane parallel to the emission surface 71. Therefore, it is preferable that the width W of the deflecting / reflecting unit 400 has a value at which the light divergence angle is 5 ° or less in a plane parallel to the emission surface 71.
  • FIG. 9 schematically shows a display device 10 ⁇ / b> C as a modification of the display device 10.
  • FIG. 9A shows a cross section in the yz plane
  • FIG. 9B shows a top view in the xy plane.
  • the display device 10 ⁇ / b> C has substantially the same configuration as the display device 10 except that the shape of the deflecting / reflecting unit 40 ⁇ / b> C is different from that of the deflecting / reflecting unit 40.
  • the deflecting / reflecting part 40 is a V-shaped groove having a slope on the end face 73 side and the end face 74 side, whereas the deflecting / reflecting part 40C is a V-shaped groove having a slope on the end face 74 side but no slope on the end face 73 side. It is.
  • FIG. 10 schematically shows a display device 10 ⁇ / b> D as a modification of the display device 10.
  • 10A shows a cross section in the yz plane
  • FIG. 10B shows a top view in the xy plane.
  • the display device 10 ⁇ / b> D has substantially the same configuration as the display device 10 except that the shape of the deflecting / reflecting unit 40 ⁇ / b> D is different from that of the deflecting / reflecting unit 40.
  • the deflection reflection unit 40 has one deflection reflection surface 41, whereas the deflection reflection unit 40D has a plurality of deflection reflection surfaces 41D.
  • a plurality of deflection reflection surfaces 41 are provided in a direction along the light guide direction of the light guide plate 70.
  • FIG. 11 schematically shows an enlarged part of a display device 10E as a modification of the display device 10.
  • the display device 10 ⁇ / b> E has substantially the same configuration as the display device 10 except that the shape of the deflecting / reflecting unit 40 ⁇ / b> E is different from that of the deflecting / reflecting unit 40.
  • the deflection reflection unit 40 has one deflection reflection surface 41, while the deflection reflection unit 40E has a plurality of deflection reflection surfaces 41E.
  • a plurality of the deflection reflection surfaces 41 ⁇ / b> E are provided in a direction along the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the deflection reflection surface 41E has different groove depths from the emission surface 71.
  • each of the plurality of deflection reflection surfaces 41E has a length in a direction perpendicular to the emission surface 71 within the plane perpendicular to the emission surface 71 and along the light guide direction of the light guide plate 70, and the other deflection reflection surface 41E. Is different.
  • FIG. 12 schematically shows an enlarged part of a display device 10F as a modified example of the display device 10.
  • the display device 10F has substantially the same configuration as the display device 10 except that the shape of the deflecting / reflecting unit 40F is different from that of the deflecting / reflecting unit 40.
  • the deflection reflection unit 40 has one deflection reflection surface 41, whereas the deflection reflection unit 40F has a plurality of deflection reflection surfaces 41F.
  • the plurality of deflection reflection surfaces 41 ⁇ / b> F are provided in a direction along the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the deflection reflection surface 41 ⁇ / b> F has a different groove depth from the emission surface 71 and an angle with respect to the emission surface 71.
  • each of the plurality of deflection reflection surfaces 41F is a surface that is perpendicular to the emission surface 71 and is parallel to the emission surface 71 in a direction perpendicular to the emission surface 71 in a plane perpendicular to the emission surface 71 and along the light guide direction of the light guide plate 70. Is different from the other deflecting / reflecting surfaces 41F.
  • FIG. 13 schematically shows an enlarged part of a display device 10G as a modification of the display device 10.
  • the display device 10G has substantially the same configuration as the display device 10 except that the shape of the deflecting / reflecting part 40G is different from that of the deflecting / reflecting part 40.
  • the deflection reflection unit 40 has one deflection reflection surface 41, whereas the deflection reflection unit 40G has a plurality of deflection reflection surfaces 41G.
  • a plurality of the deflection reflection surfaces 41G are provided in a direction along the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the deflecting / reflecting surface 41G is different in the depth of the groove from the exit surface 71 and the angle with respect to the exit surface 71.
  • each of the plurality of deflecting and reflecting surfaces 41G is a surface having a length in a direction perpendicular to the emission surface 71 and parallel to the emission surface 71 in a plane orthogonal to the emission surface 71 and along the light guide direction of the light guide plate 70. Is different from the other deflecting reflecting surface 41G. Further, unlike the deflecting / reflecting part 40F, a gap surface parallel to the emitting surface 71 is provided between the deflecting / reflecting surfaces 41G.
  • FIG. 14 schematically shows an enlarged part of a display device 10H as a modification of the display device 10.
  • the display device 10H has substantially the same configuration as the display device 10 except that the shape of the deflecting / reflecting part 40H is different from that of the deflecting / reflecting part 40.
  • the deflecting / reflecting unit 40 has one deflecting / reflecting surface 41, while the deflecting / reflecting unit 40H has two deflecting / reflecting surfaces 41Ha and a deflecting / reflecting surface following the deflecting / reflecting surface 41Ha along the light guide direction of the light guide plate 70.
  • Surface 41Hb is one deflecting / reflecting surface 41
  • the deflection reflection surface 41Ha and the deflection reflection surface 41Hb form a partial surface on the plus side of the y-axis of the deflection reflection portion 40H formed in a concave shape on the exit surface 71 side in the light guide plate 70.
  • the deflection reflection surface 41Hb is a surface located on the y-axis plus side from the deflection reflection surface 41Ha.
  • the light source 20 is provided on the negative side of the z-axis of the deflecting / reflecting surface 41Ha.
  • the deflection reflection surface 41Ha is provided at a position closer to the light source 20 than the deflection reflection surface 41Hb.
  • the angle ⁇ b formed by the surface parallel to the emission surface 71 and the deflecting / reflecting surface 41 ⁇ / b> Hb is the surface parallel to the emitting surface 71 and the deflecting / reflecting surface 41 ⁇ / b> Ha. Is different from the angle ⁇ a formed by.
  • the angle ⁇ a is an acute angle between the plane parallel to the emission surface 71 and the deflection reflection surface 41Ha, and represents the inclination of the deflection reflection surface 41Ha with respect to the plane parallel to the emission surface 71.
  • angle ⁇ b is an acute angle sandwiched between the plane parallel to the exit surface 71 and the deflection reflection surface 41Hb, and represents the inclination of the deflection reflection surface 41Hb with respect to the plane parallel to the exit surface 71.
  • the inclination of the deflecting / reflecting surface 41 ⁇ / b> Hb with respect to the surface parallel to the emitting surface 71 in the plane orthogonal to the emitting surface 71 and along the light guide direction of the light guide plate 70 is the deflecting / reflecting surface with respect to the surface parallel to the emitting surface 71. It is different from the slope of 41Ha.
  • the inclination of the deflection reflection surface 41 ⁇ / b> Hb with respect to the surface parallel to the emission surface 71 is deflected and reflected with respect to the surface parallel to the emission surface 71. It is smaller than the inclination of the surface 41Ha. Therefore, the area of the deflection reflection surface can be increased. Therefore, more light from the light source 20 can be supplied to the light guide plate 70.
  • three or more continuous deflection reflection surfaces may be provided along the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the deflection reflection surface 41 is selected in order along the direction in which the light guide plate 70 guides light in a plane perpendicular to the emission surface 71 and along the light guide direction of the light guide plate 70, the inclination of the deflection reflection surface is determined. Gradually decreases. That is, the inclination of each deflection reflection surface is smaller than the inclination of any other deflection reflection surface on the side close to the light source 20.
  • FIG. 15 schematically shows an enlarged part of a display device 10I as a modification of the display device 10H.
  • the display device 10I has substantially the same configuration as the display device 10H except that the shape of the deflecting / reflecting part 40Ib is different from that of the deflecting / reflecting part 40Hb.
  • the deflection reflection surface 41Hb is a flat surface
  • the deflection reflection surface 41Ib is a curved surface.
  • the angle between the plane parallel to the emission surface 71 and the deflecting reflection surface 41Ia is ⁇ a in a plane orthogonal to the emission surface 71 and along the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the acute angle between the surface parallel to the emission surface 71 and the tangent line of the deflection reflection surface 41Ib is any position of the deflection reflection surface 41Ib. Is smaller than the angle ⁇ a.
  • an acute angle between the plane parallel to the emission surface 71 and the tangent line of the deflection reflection surface 41Ib in a plane perpendicular to the emission surface 71 and along the light guide direction of the light guide plate 70 is the direction in which the light guide plate 70 guides light. It decreases gradually along.
  • the inclination of the deflecting / reflecting surface 41Hb with respect to the plane parallel to the emitting surface 71 at any position of the deflecting / reflecting surface 41Hb is within the plane orthogonal to the emitting surface 71 and along the light guide direction of the light guide plate 70. It is smaller than the inclination of the deflecting / reflecting surface 41Ha with respect to a surface parallel to the surface 71.
  • the inclination of the deflecting / reflecting surface 41Ib with respect to a surface parallel to the emission surface 71 gradually decreases along the direction in which the light guide plate 70 guides light.
  • the deflection reflection surface 41I can also increase the area of the deflection reflection surface and supply more light from the light source 20 to the light guide plate 70.
  • FIG. 16 schematically shows a part of a display device 10J as a modification of the display device 10 in an enlarged manner.
  • FIG. 16A shows a cross section in the yz plane
  • FIG. 16B shows a top view in the xy plane.
  • the display device 10 ⁇ / b> J has substantially the same configuration as the display device 10 except that the shape of the deflecting / reflecting unit 40 ⁇ / b> J is different from that of the deflecting / reflecting unit 40.
  • the deflection reflection unit 40 has a deflection reflection surface 41, whereas the deflection reflection unit 40J is a microprism. The light from the light source 20 is reflected and deflected by the microprism of the deflection reflection unit 40J.
  • FIG. 17 schematically shows an enlarged part of a display device 10K as a modification of the display device 10.
  • FIG. 17A shows a cross section in the yz plane
  • FIG. 17B shows a top view in the xy plane.
  • the display device 10 ⁇ / b> K is different from the deflection reflection unit 40 in the shape of the deflection reflection unit 40 ⁇ / b> K.
  • the light from the light source 20 is incident on the back surface 72 at an angle from the z axis.
  • the light source 20 makes light incident on the light guide plate 70 from a direction different from the vertical direction of the back surface 72. Except for these points, the display device 100 ⁇ / b> K has substantially the same configuration as the display device 10.
  • the deflecting / reflecting unit 40K has a plurality of reflecting surfaces arranged along the x-axis.
  • the plurality of reflecting surfaces of the deflecting / reflecting unit 40 ⁇ / b> K reflects light from the light source 20 so as to spread in a plane parallel to the emission surface 71.
  • FIG. 18 schematically shows an enlarged part of a display device 10L as a modification of the display device 10.
  • FIG. 18A shows a cross section in the yz plane
  • FIG. 18B shows a top view in the xy plane.
  • the shape of the deflection reflection unit 40L is different from that of the deflection reflection unit 40.
  • the display device 100 ⁇ / b> L has substantially the same configuration as the display device 10.
  • the deflecting / reflecting unit 40 ⁇ / b> L is provided on the emission surface 71 and reflects the light from the light source 20 so as to spread in a plane parallel to the emission surface 71.
  • FIG. 19 schematically shows an enlarged part of a display device 10M as a modification of the display device 10.
  • FIG. 19A shows a cross section in the yz plane
  • FIG. 19B shows a top view in the xy plane.
  • the display device 10M includes a light source 20-1M, a light source 20-2M, and a light source 20-3M.
  • the light guide plate 70M has a recess on the back surface 72, and the light source 20-1M, the light source 20-1M, and the light source 20-1M are provided on the end surface 73 side of the recess.
  • the light guide plate 70 ⁇ / b> M has the deflecting / reflecting unit 40 on the end surface 73. Except for these points, the display device 100M has substantially the same configuration as the display device 10.
  • the light source 20-1M, the light source 20-2M, and the light source 20-3M are provided side by side in a direction along a plane orthogonal to the light guide direction of the light guide plate 70M and parallel to the emission surface 71.
  • the light source 20-1M, the light source 20-2M, and the light source 20-3M each enter light into the light guide plate 70M toward the end surface 73 of the light guide plate 70M.
  • the deflection reflection unit 40M is provided on the end face 73.
  • the deflection reflection unit 40M includes a deflection reflection surface 41-1M, a deflection reflection surface 41-2M, and a deflection reflection surface 41-3M.
  • the deflection reflection surface 41-1M, the deflection reflection surface 41-2M, and the deflection reflection surface 41-3M are orthogonal to the light guide direction of the light guide plate 70M corresponding to the light source 20-1M, the light source 20-2M, and the light source 20-3M. And arranged side by side in a direction along a plane parallel to the emission surface 71.
  • the deflection reflection surface 41-1M, the deflection reflection surface 41-2M, and the deflection reflection surface 41-3M substantially reflect the light from the light source 20-1M, the light source 20-2M, and the light source 20-3M toward the end surface 74. To light that is substantially parallel to the light.
  • Each of the deflection reflection surface 41-1M, the deflection reflection surface 41-2M, and the deflection reflection surface 41-3M is, for example, a mirror having a parabolic surface.
  • the light source 20-1M is preferably provided in the vicinity of the focal position of the paraboloid of the deflecting reflection surface 41-1M or the focal position of the paraboloid.
  • the light source 20-2M is provided at the focal point position of the parabolic surface of the deflecting reflection surface 41-2M or in the vicinity of the focal point position of the parabolic surface
  • the light source 20-3M is provided by the deflecting reflection surface 41-3M. It is preferable to be provided in the vicinity of the focal position of the paraboloid or the focal position of the paraboloid.
  • FIG. 20 schematically shows an enlarged part of a display device 10N as a modification of the display device 10.
  • FIG. 20A shows a cross section in the yz plane
  • FIG. 20B shows a top view in the xy plane.
  • the display device 10N includes a deflection member 50 having a deflection reflection unit 40N.
  • the display device 10N includes a light source 20-1N, a light source 20-2N, and a light source 20-3N. Except for these points, the display device 100N has substantially the same configuration as the display device 10.
  • the deflection member 50 is provided on the end surface 73.
  • the deflecting member 50 has an end surface 54 that faces the end surface 73 of the light guide plate 70N, and an end surface 53 opposite to the end surface 54.
  • the deflecting member 50 has an end surface 51 substantially parallel to the emission surface 71 of the light guide plate 70N, and a back surface 52 opposite to the surface 51.
  • the display device 10N has a configuration in which the deflecting / reflecting portion 40N corresponding to the deflecting / reflecting portion 40M is provided in the deflecting member 50 in the display device 10M.
  • the deflection member 50 has a deflection reflection portion 40N on the end surface 53. Further, the deflection member 50 has a recess on the back surface 52.
  • the light source 20 is provided on the end surface 53 side of the recess.
  • the light source 20-1N, the light source 20-2N, and the light source 20-3N are provided side by side in a direction along a plane orthogonal to the light guide direction of the light guide plate 70N and parallel to the emission surface 71.
  • the light source 20-1N, the light source 20-2N, and the light source 20-3N each enter light into the deflection member 50 toward the end surface 53 of the deflection member 50.
  • the deflection reflection unit 40N includes a deflection reflection surface 41-1N, a deflection reflection surface 41-2N, and a deflection reflection surface 41-3N.
  • the deflection reflection surface 41-1N, the deflection reflection surface 41-2N, and the deflection reflection surface 41-3N are orthogonal to the light guide direction of the light guide plate 70N corresponding to the light source 20-1N, the light source 20-2N, and the light source 20-3N. And arranged side by side in a direction along a plane parallel to the emission surface 71.
  • the deflecting / reflecting surface 41-1N, the deflecting / reflecting surface 41-2N, and the deflecting / reflecting surface 41-3N substantially reflect the light from the light source 20-1N, the light source 20-2N, and the light source 20-3N toward the end surface 74. To light that is substantially parallel to the light.
  • Each of the deflection reflection surface 41-1N, the deflection reflection surface 41-2N, and the deflection reflection surface 41-3N is, for example, a mirror having a parabolic surface.
  • the light source 20-1N is preferably provided in the vicinity of the focal point position of the parabolic surface of the deflecting reflecting surface 41-1N or in the vicinity of the focal point position of the parabolic surface.
  • the light source 20-2N is provided in the vicinity of the focal point position of the parabolic surface of the deflecting reflection surface 41-2N or in the vicinity of the focal point position of the parabolic surface
  • the light source 20-3N is provided in the deflecting reflection surface 41-3N. It is preferable to be provided in the vicinity of the focal position of the paraboloid or the focal position of the paraboloid.
  • the light source 20 is provided on the deflection member 50.
  • a configuration in which the light source 20 is provided on the light guide plate 70N may be employed as in the display device 10M.
  • the deflection reflection unit described above is an example of a deflection optical surface that deflects light from the light source in the light guide direction of the light guide plate.
  • a diffractive surface can be applied in addition to the reflecting surface.
  • an optical surface that deflects light from the light source by refraction may be used.
  • the deflection optical surface is provided on the emission surface 71 side.
  • the deflection optical surface may be provided on the back surface 72 side.
  • the light from the light source 20 that has entered the back surface 72 side light guide plate 70 may be deflected in the light guide direction of the light guide plate 70 by diffracting or refracting light by a deflecting optical surface provided on the back surface 72 side.
  • the deflecting optical surface may be provided on the same back surface 72 side as the side on which the light source 20 is provided.
  • the light source 20 is provided on the emission surface 71 side, contrary to the display device 10 and the modification examples of the display device 10 other than the display device 10M.
  • a deflecting optical surface may be provided on the back surface 72 side.
  • the light source 20 may be provided on the exit surface 71 side, and the deflection optical surface may be provided on the exit surface 71 side.
  • the light from the light source 20 that has entered the light guide plate 70 from the emission surface 71 side may be deflected or refracted in the light guide direction of the light guide plate 70.
  • the deflection optical surface may be provided on the same emission surface 71 side as the side on which the light source 20 is provided.
  • the light source 20 is provided on the light guide plate 70 except for the display device 10 ⁇ / b> N in the display device 10 and the modified examples of the display device 10 described above.
  • the light source 20 may be provided on a member provided separately from the light guide plate 70, similarly to the display device 10N.
  • the deflection optical surface may be provided on a member separate from the light guide plate 70 provided with the light source 20.
  • the structure which does not have the light source 20 may be employ
  • FIG. 21 is a perspective view schematically showing an example of the optical system 500 together with a stereoscopic image.
  • FIG. 22 schematically shows a yz section of the optical system 500.
  • the optical system 500 includes a display device 10P, a portable terminal 510, and a terminal cover 530.
  • the display device 10P is a modification of the display device 10.
  • the display device 10P includes a deflection reflection unit 40P corresponding to the deflection reflection unit 40.
  • the terminal cover 530 is formed of a translucent member.
  • the mobile terminal 510 is an electronic device such as a smartphone.
  • the portable terminal 510 has a shooting function.
  • the mobile terminal 510 includes a display 518, a light source 520, and a camera unit 528.
  • the display 518 has a touch panel function that accepts user operations.
  • the light source 520 emits light that illuminates the subject when the camera unit 528 captures an image.
  • the light source 520 emits light from the main surface 512 opposite to the main surface 511 provided with the display 518.
  • the display device 10P is provided between the terminal cover 530 and the main surface 512 of the mobile terminal 510.
  • the exit surface 71 of the light guide plate 70 substantially contacts the terminal cover 530, and the back surface 72 of the light guide plate 70 substantially contacts the main surface 512 of the mobile terminal 510.
  • the display device 10 ⁇ / b> P has an outer shape that substantially matches the outer shape of the mobile terminal 510.
  • the display device 10P has an outer shape that substantially matches the outer shape of the main surface 512 of the mobile terminal 510, and the display device 10P is aligned with the main surface 512 by aligning the outer shape of the display device 10P with the outer shape of the main surface 512. Is done.
  • the display device 10P In a state where the display device 10P is aligned with the main surface 512, the display device 10P is fixed to the terminal cover 530 by covering the bottom surface of the concave portion of the terminal cover 530 on the emission surface 71 of the light guide plate 70.
  • the deflecting / reflecting portion 40P is formed at a position facing the light source 520 when the display device 10P is aligned with the main surface 512.
  • the deflecting / reflecting part 40P occupies a part of the exit aperture of the light source 520 when projected onto the xy plane.
  • the light source 520 emits light
  • part of the light from the light source 520 is incident on the deflecting / reflecting part 40P, reflected by the deflecting / reflecting part 40P, and becomes light propagating through the light guide plate 70.
  • the light that has not entered the deflecting / reflecting portion 40 ⁇ / b> P passes through the light guide plate 70 and the terminal cover 530 and exits from the optical system 500.
  • a light converging part 30P for forming an image 506 as a stereoscopic image is formed on the back surface 72 of the light guide plate 70.
  • a part of the light propagating in the light guide plate 70 is deflected by the light converging unit 30P, passes through the emission surface 71 and the terminal cover 530, exits from the optical system 500, and enters the image 506 in a space outside the optical system 500.
  • the image 506 can be formed in a space outside the optical system 500 by causing the light source 520 to emit light when photographing with the mobile terminal 510, for example.
  • the portable terminal 510 incorporates software that causes the light source 520 to emit light when a predetermined light emission condition is satisfied.
  • the portable terminal 510 causes the light source 520 to emit light when a predetermined condition is satisfied according to the control of the software.
  • the portable terminal 510 displays a button for accepting an instruction to form the image 506 on the display 518 before shooting, and causes the light source 20 to emit light when the button is touched. Thereafter, when a button for receiving a shooting instruction is touched, the portable terminal 510 causes the light source 20 to emit light during the shooting operation of the camera unit 528 according to the brightness outside the optical system 500, a predetermined shooting condition, or the like. .
  • FIG. 23 shows another example of a stereoscopic image formed by the display device 10P.
  • FIG. 23A shows a case where an image 556 for notifying receipt of an e-mail is formed with light from the light converging unit 30.
  • the light emission condition of the light source 20 is set by software so that the light source 520 emits light when the mobile terminal 510 receives an e-mail.
  • FIG. 23B shows a case where an image 566 for notifying that the mobile terminal 510 is being charged is formed with light from the light converging unit 30.
  • the light emission condition of the light source 20 is set by software so that the light source 520 emits light when the battery in the portable terminal 510 is being charged.
  • FIG. 23A shows a case where an image 556 for notifying receipt of an e-mail is formed with light from the light converging unit 30.
  • the light emission condition of the light source 20 is set by software so that the light source 520 emits light when the mobile terminal 510 receives an e-mail.
  • 23C shows a case where an image 576 that notifies that the charging of the portable terminal 510 is completed is formed with light from the light converging unit 30.
  • the light emission conditions of the light source 20 are set by software so that the light source 520 emits light when the battery in the portable terminal 510 is fully charged.
  • the display device 10P may be provided with a plurality of light deflection unit groups that emit light that forms a plurality of images.
  • the display device 10P is provided with a first light deflection unit group that forms an image 556, a second light deflection unit that forms an image 566, and a third light deflection unit group that forms an image 576. It's okay.
  • the first light deflection unit group selectively deflects and emits light in the first wavelength region (for example, light in the blue wavelength region) out of the light guided by the light guide plate 70
  • the light deflection unit group selectively deflects and emits light in the second wavelength region (for example, light in the red wavelength region) out of the light guided by the light guide plate 70, and outputs the third light deflection unit.
  • the group may selectively deflect and emit light in the third wavelength range (for example, light in the green wavelength range) out of the light guided by the light guide plate 70.
  • a dichroic mirror that selectively reflects light in a corresponding wavelength range may be formed on the reflection surface of each light deflection unit group.
  • a predetermined first light emission condition such as receiving an e-mail
  • light in the first wavelength band is emitted to the light source 520 and the battery is being charged.
  • the light source 520 emits light in the second wavelength range
  • the predetermined third light emission condition such as the battery is fully charged is satisfied.
  • the software is set so that the light source 520 emits light in the wavelength range of 3.
  • the display device 10P may be provided integrally with the terminal cover 530. At least one of the deflecting / reflecting part 40P and the light converging part 30P may be formed on the terminal cover 530.
  • the display device 10P may be provided on the main surface 511 side of the mobile terminal 510. Further, the deflecting / reflecting unit 40P may be provided at a position facing a partial area of the display 518, and light emitted from the partial area of the display 518 may be used as incident light to the display device 10P.
  • Display device 20 Light source 21 Emission port 30 Light converging unit 70 Light guide plate 71 Emission surface 72 Rear surface 40 Deflection reflection unit 41 Deflection reflection surface 50 Deflection member 51 End surface 52 Rear surface 53, 54 End surface 73 End surface 74 End surface 75 End surface 76 End surface 100 Display device 110 Auxiliary reflection portion 111 Surface 114 Projection portion 120 Reflection film 130 Main body portion 140 Reflection surface 190 Line 200 Exit port 400 Deflection reflection portion 500 Optical system 506, 556, 566, 576 Image 510 Portable terminal 511, 512 Main surface 518 Display 520 Light source 528 Camera unit 530 Terminal cover

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Abstract

光デバイスは、出射面に平行な面内で光を導く導光板と、出射面とは反対側の面及び出射面側の面の少なくとも一方の面に平行な面に対向して設けられた光源から導光板内に入射した光を導光板の導光方向に偏向する偏向光学面と、偏向光学面によって偏向されて導光板によって導かれている光が入射し、空間上の１つの収束点又は収束線に実質的に収束する又は空間上の１つの収束点又は収束線から実質的に発散する方向の出射光を出射面から出射させる光学面をそれぞれ有する複数の光収束部とを備え、複数の光収束部は、出射面に平行な面内でそれぞれ予め定められた線に沿って形成され、収束点又は収束線は複数の光収束部の間で互いに異なり、複数の収束点又は収束線の集まりによって空間上に像が形成される。

Description

光デバイス
　本発明は、光デバイスに関する。
　導光板と、導光板の端面に設けられた光源と、導光板の表面側に配置した、パララックスバリア方式又はレンズアレイ方式におけるマスク又はレンズアレイとを備えた、立体視可能な表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　特許文献１　特開２０１２－００８４６４号公報
　導光板の端面に光源を設ける場合、光源と導光板の端面との間の位置合わせが容易でないという課題があった。また、導光板の端面において、導光板の出射面に平行な方向において光源が所定の位置からずれると、導光板から出射する光の方向が変わってしまう場合がある。また、発光素子を搭載した基板が端面に平行になり、基板を収容する大きさのスペースを端面近くに確保する必要があるという課題があった。
　第１の態様においては、光デバイスは、出射面に平行な面内で光を導く導光板と、出射面とは反対側の面及び出射面側の面の少なくとも一方の面に平行な面に対向して設けられた光源から導光板内に入射した光を導光板の導光方向に偏向する偏向光学面と、偏向光学面によって偏向されて導光板によって導かれている光が入射し、空間上の１つの収束点又は収束線に実質的に収束する又は空間上の１つの収束点又は収束線から実質的に発散する方向の出射光を出射面から出射させる光学面をそれぞれ有する複数の光収束部とを備え、複数の光収束部は、出射面に平行な面内でそれぞれ予め定められた線に沿って形成され、収束点又は収束線は複数の光収束部の間で互いに異なり、複数の収束点又は収束線の集まりによって空間上に像が形成される。
　光源は、導光板の出射面とは反対側の面及び出射面側の面の少なくとも一方の面に対向して設けられ、光源が設けられた少なくとも一方の面から導光板に光を入射してよい。
　偏向光学面は、光源が設けられた面とは反対側の面に設けられ、光源から導光板内に入射した光を反射して、導光板の導光方向に偏向する偏向反射面を有してよい。
　導光板の導光方向に略直交する方向において、偏向反射面の長さは、光源からの光が導光板に向けて出射する出射口の長さより短くてよい。
　偏向反射面によって偏向されて導光板が導く光の発散角は、出射面に平行な面内で５°以下であってよい。
　導光板の入光端面と出射面の光収束部３０が形成された領域の中央との間の距離をＬとし、出射面に平行であり導光板の導光板に略直交する方向における偏向反射面の幅をＷとした場合、Ｗ≦Ｌ／１０を満たしてよい。
　偏向反射面に設けられた反射膜をさらに備えてよい。
　反射膜が設けられた面を有し、反射膜が偏向反射面に接するように導光板に装着された反射補助部をさらに備えてよい。
　偏向反射面は、導光板の導光方向に沿う方向に複数設けられ、複数の偏向反射面のそれぞれは、出射面に直交し導光板の導光方向に沿う面内において、出射面に垂直な方向の長さ及び出射面に平行な面に対する角度の少なくとも一方が、他の偏向反射面とは異なってよい。
　偏向反射面は、導光板の導光方向に沿って、第１の偏向反射面と、第１の偏向反射面に続く第２の偏向反射面とを有し、出射面に直交し導光板の導光方向に沿う面内において、出射面に平行な面に対する第１の偏向反射面の傾きは、出射面に平行な面に対する第２の偏向反射面の傾きと異なってよい。
　第１の偏向反射面及び第２の偏向反射面は、導光板において光源が設けられた面とは反対側の面に形成された凹部の一部の面を形成し、出射面に直交し導光板の導光方向に沿う面内において、出射面に平行な面に対する第２の偏向反射面の傾きは、出射面に平行な面に対する第１の偏向反射面の傾きより小さくてよい。
　偏向反射面は、光源から導光板内に入射した光を、導光板の導光方向に平行な面内で広げる向きに複数の反射面を有してよい。
　光源は、導光板の導光方向の第１端面とは反対側の第２の端面に向けて導光板内に光を入射し、偏向光学面は、第２の端面に設けられ、光源からの光を、第１の端面に向かう実質的に略平行な光に変換する偏向反射面を有してよい。
　偏向光学面を有し、導光板の導光方向の第１の端面とは反対側の第２の端面に設けられた偏向部材をさらに備え、偏向光学面は、光源からの光を、第１の端面に向かう実質的に略平行な光に変換する偏向反射面を有し、光源は、偏向反射面に向かう光を偏向部材に入射してよい。
　光源は、導光板の導光方向に直交し出射面に平行な面に沿う方向に複数並べて設けられ、反射面は、導光板の導光方向に直交し出射面に平行な面に沿う方向に、複数の光源に対応して複数並べて設けられてよい。
　光源をさらに備えてよい。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
一実施形態における表示装置１０を、空間上に投影される立体像と共に概略的に示す。 表示装置１０のｙｚ平面の断面を概略的に示す。 表示装置１０のｘｙ面内の平面図を概略的に示す。 導光板への結合光束量の前方角θ依存性及び深さｈ依存性を示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ａを概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｂを概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１００を概略的に示す。 光収束部３０が有する反射面のうちの１つの反射面への入射光の発散角Δθと、出射光の発散角ΦΔとの関係を概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｃを概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｄを概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｅの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｆの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｇの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｈの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０Ｈの変形例としての表示装置１０Ｉの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｊの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｋの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｌの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｍの一部を拡大して概略的に示す。 表示装置１０Ｍの変形例としての表示装置１０Ｎの一部を拡大して概略的に示す。 光システム５００の一例を立体像と共に概略的に示す斜視図である。 光システム５００のｙｚ断面を概略的に示す。 表示装置１０Ｐが形成する立体像の他の例を示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、一実施形態における表示装置１０を、空間上に投影される立体像と共に概略的に示す。なお、分かり易く説明することを目的として、実施形態の説明に用いる図は概略的又は模式的なものとする。実施形態の説明に用いる図は、実際のスケールで描かれていない場合がある。
　表示装置１０は、光を出射する出射面７１を有する。表示装置１０は、出射面７１から出射する光によって、立体像としての像６を形成する。像６は、ユーザによって空間上に認識される立体像である。なお、立体像とは、表示装置１０の出射面７１とは異なる位置にあるように認識される像をいう。立体像とは、例えば、表示装置１０の出射面７１から離れた位置に認識される２次元像も含む。つまり、立体像とは、立体的な形状として認識される像だけでなく、表示装置１０の表示面上とは異なる位置に認識される２次元的な形状の像も含む概念である。
　表示装置１０は、導光板７０と、光源２０とを備える。導光板７０は、透明で屈折率が比較的に高い樹脂材料で成形される。導光板７０を形成する材料は、例えばポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ガラス等であってよい。
　導光板７０は、出射面７１とは反対側の背面７２とを有する。光源２０は、背面７２側に設けられる。光源２０からの光は、背面７２から導光板７０に入射する。また、導光板７０は、導光板７０の四方の端面である端面７３、端面７４、端面７５及び端面７６を有する。端面７４は、端面７３とは反対側の面である。端面７６は、端面７５とは反対側の面である。導光板７０は、光源２０からの光を出射面７１に平行な面内で面状に広げて、端面７４に向かう方向に導く。
　実施形態の説明において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の右手系の直交座標系を用いる場合がある。ｚ軸方向を、出射面７１に垂直な方向で定める。背面７２から出射面７１への向きをｚ軸プラス方向と定める。また、ｙ軸方向を、端面７３に垂直な方向で定める。端面７３から端面７４への向きをｙ軸プラス方向と定める。ｘ軸は、端面７５及び端面７６に垂直な方向であり、端面７５から端面７６への向きをｘ軸プラス方向と定める。なお、記載が冗長にならないよう、ｘｙ平面に平行な面のことをｘｙ面、ｙｚ平面に平行な面のことをｙｚ面、ｘｚ平面に平行な面のことをｘｚ面と呼ぶ場合がある。
　光源２０は、背面７２に対向して設けられる。光源２０からの光は、背面７２から導光板７０内に入射する。導光板７０の出射面７１には、偏向反射部４０が設けられている。偏向反射部４０は、導光板７０に入射した光源２０からの光を反射して、導光板７０の導光方向に偏向する。例えば、偏向反射部４０は、導光板７０に入射した光源２０からの光を反射して、端面７４に向かう方向の光に偏向する。導光板７０は、偏向反射部４０で偏向した光を出射面７１に平行な面内で面状に広げて、端面７４に向かう方向に導く。
　導光板７０の背面７２には、光収束部３０ａ、光収束部３０ｂ及び光収束部３０ｃを含む複数の光収束部３０が形成されている。光収束部３０はｘ軸方向に実質的に連続して形成されている。光収束部３０のｘ軸方向の各位置には、導光板７０によって導かれている光が入射する。光収束部３０は、光収束部３０の各位置に入射した光を、光収束部３０にそれぞれ対応する定点に実質的に収束させる。図１には、光収束部３０の一部として、光収束部３０ａ、光収束部３０ｂ及び光収束部３０ｃが特に示され、光収束部３０ａ、光収束部３０ｂ及び光収束部３０ｃのそれぞれにおいて、光収束部３０ａ、光収束部３０ｂ及び光収束部３０ｃのそれぞれから出射された複数の光線が収束する様子が示されている。
　具体的には、光収束部３０ａは、像６上の定点ＰＡに対応する。光収束部３０ａの各位置からの光線は、定点ＰＡに収束する。したがって、光収束部３０ａからの光の波面は、定点ＰＡから発するような光の波面となる。光収束部３０ｂは、像６上の定点ＰＢに対応する。光収束部３０ｂからの各位置からの光線は、定点ＰＢに収束する。このように、任意の光収束部３０の各位置からの光線は、光収束部３０に対応する定点に実質的に収束する。これにより、任意の光収束部３０によって、対応する定点から光が発するような光の波面を提供できる。各光収束部３０が対応する定点は互いに異なり、光収束部３０にそれぞれ対応する複数の定点の集まりによって、空間上に認識される像６が形成される。このようにして、表示装置１０は空間上に立体像を投影する。
　本実施形態において、光収束部３０のそれぞれは、ｘ軸方向に実質的に連続して形成された多数の反射面を含む。任意の光収束部３０がそれぞれ有する反射面の反射光は、光収束部３０に対応する定点に収束する。例えば、光収束部３０ａが有する複数の反射面のそれぞれによる複数の反射光の光線は、定点ＰＡに収束する。また、光収束部３０ｂが有する複数の反射面のそれぞれによる複数の反射光の光線は、定点ＰＢに収束する。また、光収束部３０ｃが有する複数の反射面のそれぞれによる複数の反射光の光線は、定点ＰＣに収束する。
　なお、ｘｙ面内において、導光板７０によって導かれて導光板７０内の各位置を通過する光束は、導光板７０内の各位置と光源２０とを結ぶ方向を中心として所定値より小さい広がり角を持つ。また、導光板７０内の各位置と光源２０とを結ぶ線を含みｘｙ面に直交する面内において、導光板７０によって導かれて導光板７０内の各位置を通過する光束は、導光板７０内の各位置と光源２０とを結ぶ方向を中心として所定値より小さい広がり角を有する。光収束部３０が光源２０から離れた位置に設けられている場合、導光板７０によって導かれて光収束部３０に入射する光束は、概ねｙ軸方向を中心として、ｘｙ面内において広がりを有しない。したがって、例えば定点ＰＡを含みｘｚ平面に平行な面では、光収束部３０ａからの光は実質的に１つの定点に収束する。なお、本明細書において、導光板内外の点を通過する光束の広がりとは、当該光束がその点から発散する光とみなした場合の光の広がりのことをいう。また、導光板内外の点を通過する光束の広がりのことを、単に光の広がりと呼ぶ場合がある。
　図１に示されるように、光収束部３０ａは、線１９０ａに沿って形成されている。光収束部３０ｂは、線１９０ｂに沿って形成されている。光収束部３０ｃは、線１９０ｃに沿って形成されている。ここで、線１９０ａ、線１９０ｂ及び線１９０ｃは、ｘ軸に略平行な直線である。任意の光収束部３０は、ｘ軸に略平行な直線に沿って実質的に連続的に形成される。
　このように、光収束部３０は、出射面７１に平行な面内でそれぞれ予め定められた線に沿って形成されている。そして、光収束部３０のそれぞれは、導光板７０によって導かれている光が入射し、空間上の１つの収束点に実質的に収束する方向の出射光を出射面７１から出射させる。なお、定点が導光板７０の背面７２側の場合は、出射光は、定点から発散する方向の光となる。したがって、定点が導光板７０の背面７２側の場合、光収束部３０が有する反射面は、空間上の１つの収束点から実質的に発散する方向の出射光を出射面７１から出射させる。
　なお、導光板７０によって導かれる光がｙｚ面に沿う方向に広がりを有しない場合、上述したように、光収束部３０からの光は定点に実質的に収束する。一方、導光板７０によって導かれる光がｙｚ面に沿う方向に広がりを有する場合、光収束部３０の反射面で反射した光は、ｙｚ面に平行かつ出射面に平行な収束線上に実質的に収束する。例えば、光収束部３０ａによる光は、ＰＡを含み、ｙｚ面に平行かつ出射面に平行な線上に実質的に収束する。定点が導光板７０の背面７２側の場合も同様に、光収束部３０が有する反射面は、空間上の１つの収束線から実質的に発散する方向の出射光を出射面７１から出射させる。なお、本実施形態では、記載が冗長にならないよう、光収束部３０からの光は実質的に収束点に収束するとして説明する場合がある。なお、光収束部３０は、それぞれフレネルレンズの一部により形成されてよい。また、１つの光収束部３０が、１つの連続するフレネルレンズにより形成されてもよい。
　図２は、表示装置１０のｙｚ平面の断面を概略的に示す。図３は、表示装置１０のｘｙ面内の平面図を概略的に示す。
　光源２０は、例えばＬＥＤ光源である。光源２０は、ｚ軸に沿う方向に、背面７２から光を入射する。偏向反射部４０は、出射面７１に凹設された溝である。具体的には、偏向反射部４０は、ｙｚ面内の断面形状が略Ｖ字の溝である。偏向反射部４０は、偏向反射面４１を有する。偏向反射面４１は、ｙｚ面内における略Ｖ字の溝の２つの面のうち、導光板７０が光を導く側の面である。偏向反射面４１は、ｙｚ面内においてｚ軸に平行な軸に対して前方角θをなす。偏向反射面４１の深さｈは、出射面７１からの偏向反射面４１の先端までの長さである。光源２０は、偏向反射面４１のｚ軸マイナス側に位置する。光源２０からの光は、偏向反射面４１で反射して、導光板７０の導光方向に偏向される。
　表示装置１０によれば、光源２０を背面７２に設けるので、光源２０を端面７３に設ける場合と比べて、光源２０の位置合わせが容易となる。また、発光素子を搭載した基板が端面に平行にならずに済むので、基板を収容する大きさのスペースを端面７３近くに確保する必要がない。
　なお、光源２０を端面７３に設ける場合、光源２０の位置がｘ軸方向にずれると、導光板７０に入射する光の基点がｘ軸方向にずれることになる。そのため、光収束部３０からの光の収束点の位置もｘ軸方向にずれてしまい、光収束部３０によって形成される像がｘ軸方向にずれたり変形したりする場合がある。これに対し、表示装置１０によれば、光源２０が発した光は背面７２から導光板７０に入射され、偏向反射面４１で偏向された光が導光板７０によって導光される。そのため、導光板７０によって導光する光の基点は、偏向反射面４１が形成された位置で定まる。そのため、光源２０の位置がｘ軸方向にずれたとしても、光の基点がずれることがない。そのため、表示装置１０によれば、光収束部３０によって形成される像がｘ軸方向にずれたり変形したりすることを抑制できる。
　図４は、導光板への結合光束量の前方角θ依存性及び深さｈ依存性を示す。導光板の材料はＰＣであり、導光板の板厚は０．３ｍｍである。なお、この依存性は、出射面７１から偏向反射面４１の先端までの長さである溝深さｈを固定して得られたものである。偏向反射面４１面の反射率は８０％とした。反射面深さを固定した場合、結合光束量は、θが約６５°の場合に最大となる。また、結合光束量は、深さｈに依存する。この結果から、偏向反射面４１の前方角θは、６５°程度にすることが望ましい。
　図５は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ａを概略的に示す。表示装置１０Ａは、表示装置１０が備える構成要素に加えて、反射膜１２０が形成されている。反射膜１２０は、偏向反射面４１に設けられる。反射膜１２０は、出射面７１の上部に設けられる。反射膜１２０は、少なくとも偏向反射面４１を覆うように設けられる。反射膜１２０は、例えば銀蒸着膜であってよい。反射膜１２０を偏向反射部４０に設けることで、結合効率を高めることができる。なお、反射膜１２０として、銀蒸着膜以外に、銀めっき銅合金条又は反射シート等を適用できる。
　図６は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｂを概略的に示す。表示装置１０Ｂは、表示装置１０が備える構成要素に加えて、反射補助部１１０を備える。反射補助部１１０は、本体部１３０と反射膜１２０Ｂとを有する。
　反射補助部１１０の本体部１３０は、凹形状の偏向反射部４０に嵌合する形状を持つ突部１１４を有する。突部１１４の少なくとも一部には、反射膜１２０Ｂが形成されている。具体的には、突部１１４は、反射補助部１１０と偏向反射部４０とが嵌合した場合に偏向反射面４１に対応する面１１１を有しており、反射膜１２０Ｂは、面１１１に形成される。反射膜１２０Ｂは、少なくとも面１１１を覆うように設けられる。反射補助部１１０と偏向反射部４０とが嵌合した場合に、反射膜１２０Ｂが偏向反射面４１に実質的に接する。反射膜１２０Ｂは、例えば銀蒸着膜であってよい。
　このように、反射補助部１１０は、反射膜１２０Ｂが設けられた面１１１を有し、反射膜１２０Ｂが偏向反射面４１に接するように導光板７０に装着される。そのため、導光板７０に反射膜を直接に形成することなく、光源２０と導光板７０との間の光の結合効率を高めることができる。なお、反射膜１２０として、銀蒸着膜以外に、銀めっき銅合金条又は反射シート等を適用できる。また、反射膜１２０Ｂとして、その他に、銀めっき膜、クロムめっき膜、アルムニウム蒸着膜又は反射シート等を適用できる。反射補助部１１０の本体部１３０は透光性の部材であってよく、非透光性の部材であってもよい。
　なお、反射補助部１１０の変形例としては、反射膜１２０Ｂを有さず、反射補助部１１０の本体部１３０の面１１１に鏡面加工が施されてもよい。本体部１３０の材料は金属であってもよい。
　図７は、表示装置１０の変形例としての表示装置１００を概略的に示す。表示装置１００は、偏向反射部４０に代えて偏向反射部４００を有する。偏向反射部４００は、偏向反射部４０と比べて、ｘ軸方向の長さＷが短いことを除いて、偏向反射部４０と同様の構造を持つ。
　図示されるように、ｘ軸方向において、光源２０からの光が導光板７０に向けて出射する出射口２１の長さはｗである。ｘ軸方向において、偏向反射部４００の長さＷは出射口２００の長さｗより短い。なお、ｘ軸方向は、導光板７０の導光方向に略直交する方向である。
　このように、出射口２１の長さｗより偏向反射部４００の長さＷを短くすることで、出射口２１の開口の大きさを制限しなくても、導光板７０内を導かれる光のｘｙ面内の広がりを小さくすることができる。これにより、例えば光収束部３０が有する反射面のうちの１つの反射面には、ｘｙ面内における光の広がり角が所定値より小さい光を入射することができる。したがって、立体像６の解像度が高まる。
　一例として、導光板７０の偏向反射部４００の位置と出射面７１の中央の位置Ｃとの間の距離をＬとし、偏向反射部４００の位置の光の広がり幅をＤとした場合、立体像を高解像度で形成するためには、Ｄ≦Ｌ／１０を満たすことが好ましい。ここで、偏向反射部４００からの光の広がり幅として、偏向反射部４００のｘ軸方向の長さＷを適用してよい。他にも、偏向反射部４００で偏向された光の強度分布の広がり幅を、Ｄとして適用してよい。例えば、ｘ軸方向の位置を横軸とし、偏向反射部４００で偏向された光の強度を縦軸で表した光の強度分布において、光強度が最大値の半分となる位置の全幅（半値全幅）を、Ｄとして適用してよい。
　図８は、光収束部３０が有する反射面のうちの１つの反射面への入射光の広がり角Δθと、出射光の発散角ΦΔとの関係を概略的に示す。なお、Δθは、反射面の位置における導光板７０が導く光の広がり角である。具体的には、Δθはｘｙ面内の広がり角、すなわち、出射面７１に平行な面内での広がり角である。Δθは、角度方向の光強度分布において、光強度が最大値の半分となる位置の幅（半値全幅）であってよい。
　図８において、Δｘは、定点Ｐ１における反射面１４０による出射光のｘ軸方向の広がりを表す。ｄは、出射面７１から定点Ｐまでの距離を表す。ここで、反射面への入射光及び反射面による出射光の光の広がりは所定値より小さいものとする。例えば、Δｘ及びΔθが微小であるとする。この場合、ΦΔｘ＝Δｘ／ｄが近似的に成り立つ。このように、ｘ軸方向の偏向反射部４００の長さＷを短くすることで、出射光の広がりΔｘを小さくすることができる。すなわち、立体像の解像度を高めることができる。
　実際には、出射光が出射面７１における屈折等の影響等を受けるので、発散角ΦΔｘはΔθより大きくなる。ここで、発散角ΦΔｘは、ΔθのＣα倍になるとする。Ｃαは、１より大きい値である。一例として、Ｃαとして１．５を適用してよい。
　ここで、定点Ｐが出射面７１側にある場合、すなわち、定点Ｐが観察者側にある場合、ｄは８ｍｍ以上であることが好ましい。ｄが８ｍｍ未満であると、立体像として認識できない場合があるからである。また、Δｘは１ｍｍ以下であることが好ましい。Δｘが１ｍｍを超えると、立体像を十分な解像度で形成できない場合があるからである。
　したがって、ΦΔｘは、ａｔａｎ（１／８）以下であることが好ましい。すなわち、Δθは、Ｃα×Δθ≦ａｔａｎ（１／８）を満たすことが好ましい。Ｃαを考慮して、Δθは５°以下であることが好ましい。すなわち、偏向反射部４００によって偏向されて導光板７０が導く光の発散角は、出射面７１に平行な面内で５°以下であることが好ましい。そこで、偏向反射部４００の幅Ｗは、光の発散角が出射面７１に平行な面内で５°以下になる値を持つことが好ましい。
　図９は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｃを概略的に示す。図９（ａ）はｙｚ面内の断面を示し、図９（ｂ）は、ｘｙ面内の上面図を示す。表示装置１０Ｃは、偏向反射部４０Ｃの形状が、偏向反射部４０と異なる点を除いて、表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０が端面７３側及び端面７４側に斜面を持つＶ字溝であるのに対し、偏向反射部４０Ｃは、端面７４側に斜面を持つが端面７３側に斜面を持たないＶ字溝である。
　図１０は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｄを概略的に示す。図１０（ａ）はｙｚ面内の断面を示し、図１０（ｂ）は、ｘｙ面内の上面図を示す。表示装置１０Ｄは、偏向反射部４０Ｄの形状が、偏向反射部４０と異なる点を除いて、表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０が偏向反射面４１を１つ持つのに対し、偏向反射部４０Ｄは、複数の偏向反射面４１Ｄを持つ。複数の偏向反射面４１は、導光板７０の導光方向に沿う方向に、複数設けられる。
　図１１は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｅの一部を拡大して概略的に示す。表示装置１０Ｅは、偏向反射部４０Ｅの形状が、偏向反射部４０と異なる点を除いて、表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０が偏向反射面４１を１つ持つのに対し、偏向反射部４０Ｅは、複数の偏向反射面４１Ｅを持つ。複数の偏向反射面４１Ｅは、導光板７０の導光方向に沿う方向に、複数設けられる。特に、偏向反射面４１Ｅは、出射面７１からの溝の深さが互いに異なる。すなわち、複数の偏向反射面４１Ｅのそれぞれは、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に垂直な方向の長さが、他の偏向反射面４１Ｅとは異なる。
　図１２は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｆの一部を拡大して概略的に示す。表示装置１０Ｆは、偏向反射部４０Ｆの形状が、偏向反射部４０と異なる点を除いて、表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０が偏向反射面４１を１つ持つのに対し、偏向反射部４０Ｆは、複数の偏向反射面４１Ｆを持つ。複数の偏向反射面４１Ｆは、導光板７０の導光方向に沿う方向に、複数設けられる。特に、偏向反射面４１Ｆは、出射面７１からの溝の深さ及び出射面７１に対する角度が互いに異なる。すなわち、複数の偏向反射面４１Ｆのそれぞれは、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に垂直な方向の長さが及び出射面７１に平行な面に対する角度が、他の偏向反射面４１Ｆとは異なる。
　図１３は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｇの一部を拡大して概略的に示す。表示装置１０Ｇは、偏向反射部４０Ｇの形状が、偏向反射部４０と異なる点を除いて、表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０が偏向反射面４１を１つ持つのに対し、偏向反射部４０Ｇは、複数の偏向反射面４１Ｇを持つ。複数の偏向反射面４１Ｇは、導光板７０の導光方向に沿う方向に、複数設けられる。特に、偏向反射面４１Ｇは、出射面７１からの溝の深さ及び出射面７１に対する角度が互いに異なる。すなわち、複数の偏向反射面４１Ｇのそれぞれは、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に垂直な方向の長さが及び出射面７１に平行な面に対する角度が、他の偏向反射面４１Ｇとは異なる。また、偏向反射部４０Ｆとは異なり、各偏向反射面４１Ｇの間に出射面７１と平行なギャップ面を持つ。
　図１４は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｈの一部を拡大して概略的に示す。表示装置１０Ｈは、偏向反射部４０Ｈの形状が、偏向反射部４０と異なる点を除いて、表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０が偏向反射面４１を１つ持つのに対し、偏向反射部４０Ｈは、導光板７０の導光方向に沿って、２つの偏向反射面４１Ｈａと、偏向反射面４１Ｈａに続く偏向反射面４１Ｈｂとを有する。
　偏向反射面４１Ｈａ及び偏向反射面４１Ｈｂは、導光板７０において出射面７１側に凹状に形成された偏向反射部４０Ｈの、ｙ軸プラス側の一部の面を形成する。偏向反射面４１Ｈｂは、偏向反射面４１Ｈａよりｙ軸プラス側に位置する面である。光源２０は、偏向反射面４１Ｈａのｚ軸マイナス側に設けられる。偏向反射面４１Ｈａは、偏向反射面４１Ｈｂより光源２０に近い位置に設けられる。
　出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に平行な面と偏向反射面４１Ｈｂとがなす角度θｂは、出射面７１に平行な面と偏向反射面４１Ｈａとがなす角度θａと異なる。なお、角度θａは、出射面７１に平行な面と偏向反射面４１Ｈａとによってはさまれる鋭角であり、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｈａの傾きを表す。また、角度θｂは、出射面７１に平行な面と偏向反射面４１Ｈｂとによってはさまれる鋭角であり、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｈｂの傾きを表す。
　このように、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｈｂの傾きは、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｈａの傾きと異なる。具体的には、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｈｂの傾きは、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｈａの傾きより小さい。そのため、偏向反射面の面積を大きくすることができる。したがって、光源２０からの光をより多く導光板７０に供給できる。
　なお、表示装置１０Ｈの変形例として、導光板７０の導光方向に沿って３つ以上の連続する偏向反射面を設けてもよい。この変形例では、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、導光板７０が光を導く向きに沿って偏向反射面４１を順に選択した場合、偏向反射面の傾きは漸減する。すなわち、各偏向反射面の傾きは、光源２０に近い側にある他のいずれの偏向反射面の傾きよりも小さい。
　図１５は、表示装置１０Ｈの変形例としての表示装置１０Ｉの一部を拡大して概略的に示す。表示装置１０Ｉは、偏向反射部４０Ｉｂの形状が、偏向反射部４０Ｈｂと異なる点を除いて、表示装置１０Ｈと略同様の構成を持つ。具体的には、偏向反射面４１Ｈｂが平面であるのに対し、偏向反射面４１Ｉｂは曲面である。
　表示装置１０Ｈと同様、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に平行な面と偏向反射面４１Ｉａとがなす角度はθａである。ここで、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に平行な面と偏向反射面４１Ｉｂの接線とによって挟まれる鋭角は、偏向反射面４１Ｉｂのどの位置においても、角度θａより小さい。また、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、出射面７１に平行な面と偏向反射面４１Ｉｂの接線とによって挟まれる鋭角は、導光板７０が光を導く向きに沿って漸減する。
　このように、出射面７１に直交し導光板７０の導光方向に沿う面内において、偏向反射面４１Ｈｂのどの位置においても、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｈｂの傾きは、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｈａの傾きより小さい。また、出射面７１に平行な面に対する偏向反射面４１Ｉｂの傾きは、導光板７０が光を導く向きに沿って漸減する。係る偏向反射面４１Ｉによっても、偏向反射面の面積を大きくすることができ、光源２０からの光をより多く導光板７０に供給できる。
　図１６は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｊの一部を拡大して概略的に示す。図１６（ａ）はｙｚ面内の断面を示し、図１６（ｂ）は、ｘｙ面内の上面図を示す。表示装置１０Ｊは、偏向反射部４０Ｊの形状が、偏向反射部４０と異なる点を除いて、表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０が偏向反射面４１を持つのに対し、偏向反射部４０Ｊはマイクロプリズムである。光源２０からの光は、偏向反射部４０Ｊのマイクロプリズムによって反射して偏向される。
　図１７は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｋの一部を拡大して概略的に示す。図１７（ａ）はｙｚ面内の断面を示し、図１７（ｂ）は、ｘｙ面内の上面図を示す。表示装置１０Ｋは、偏向反射部４０Ｋの形状が、偏向反射部４０と異なる。また、光源２０からの光は、ｚ軸から角度をなして背面７２に入射される。光源２０は、背面７２の垂直方向とは異なる方向から、導光板７０内に光を入射する。これらの点を除いて、表示装置１００Ｋは表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０Ｋは、ｘ軸に沿って並ぶ複数の反射面を有する。偏向反射部４０Ｋが有する複数の反射面は、光源２０からの光を出射面７１に平行な面内に広がるように反射する。
　図１８は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｌの一部を拡大して概略的に示す。図１８（ａ）はｙｚ面内の断面を示し、図１８（ｂ）は、ｘｙ面内の上面図を示す。表示装置１０Ｌは、偏向反射部４０Ｌの形状が、偏向反射部４０と異なる。これらの点を除いて、表示装置１００Ｌは表示装置１０と略同様の構成を持つ。偏向反射部４０Ｌは、出射面７１に設けられ、光源２０からの光を出射面７１に平行な面内に広がるように反射する。
　図１９は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｍの一部を拡大して概略的に示す。図１９（ａ）はｙｚ面内の断面を示し、図１９（ｂ）は、ｘｙ面内の上面図を示す。表示装置１０Ｍは、光源２０－１Ｍ、光源２０－２Ｍ及び光源２０－３Ｍを有する。また、導光板７０Ｍが背面７２に凹部を有し、光源２０－１Ｍ、光源２０－１Ｍ及び光源２０－１Ｍが凹部の端面７３側の面に設けられる。また、導光板７０Ｍは、端面７３に、偏向反射部４０を有する。これらの点を除いて、表示装置１００Ｍは表示装置１０と略同様の構成を持つ。
　光源２０－１Ｍ、光源２０－２Ｍ及び光源２０－３Ｍは、導光板７０Ｍの導光方向に直交し出射面７１に平行な面に沿う方向に複数並べて設けられる。光源２０－１Ｍ、光源２０－２Ｍ及び光源２０－３Ｍは、それぞれ導光板７０Ｍの端面７３に向けて導光板７０Ｍ内に光を入射する。
　偏向反射部４０Ｍは、端面７３に設けられる。偏向反射部４０Ｍは、偏向反射面４１－１Ｍ、偏向反射面４１－２Ｍ及び偏向反射面４１－３Ｍを有する。偏向反射面４１－１Ｍ、偏向反射面４１－２Ｍ及び偏向反射面４１－３Ｍは、光源２０－１Ｍ、光源２０－２Ｍ及び光源２０－３Ｍに対応して、導光板７０Ｍの導光方向に直交し出射面７１に平行な面に沿う方向に並べて設けられる。偏向反射面４１－１Ｍ、偏向反射面４１－２Ｍ及び偏向反射面４１－３Ｍは、光源２０－１Ｍ、光源２０－２Ｍ及び光源２０－３Ｍからの光を反射して、端面７４に向かう実質的に略平行な光に偏向する。
　偏向反射面４１－１Ｍ、偏向反射面４１－２Ｍ及び偏向反射面４１－３Ｍのそれぞれは、例えば放物面を持つミラーである。光源２０－１Ｍは、偏向反射面４１－１Ｍの放物面の焦点の位置又は当該放物面の焦点の位置の近傍に設けられることが好ましい。同様に、光源２０－２Ｍは、偏向反射面４１－２Ｍの放物面の焦点の位置又は当該放物面の焦点の位置の近傍に設けられ、光源２０－３Ｍは、偏向反射面４１－３Ｍの放物面の焦点の位置又は当該放物面の焦点の位置の近傍に設けられることが好ましい。
　図２０は、表示装置１０の変形例としての表示装置１０Ｎの一部を拡大して概略的に示す。図２０（ａ）はｙｚ面内の断面を示し、図２０（ｂ）は、ｘｙ面内の上面図を示す。表示装置１０Ｎは、偏向反射部４０Ｎを持つ偏向部材５０を有する。また、表示装置１０Ｎは、光源２０－１Ｎ、光源２０－２Ｎ及び光源２０－３Ｎを有する。これらの点を除いて、表示装置１００Ｎは表示装置１０と略同様の構成を持つ。
　偏向部材５０は、端面７３に設けられる。偏向部材５０は、導光板７０Ｎの端面７３に対向する端面５４と、端面５４とは反対側の端面５３とを有する。偏向部材５０は、導光板７０Ｎの出射面７１に実質的に平行な端面５１と、面５１とは反対側の背面５２とを有する。
　表示装置１０Ｎは、表示装置１０Ｍにおいて、偏向反射部４０Ｍに対応する偏向反射部４０Ｎを偏向部材５０に設けた構成を持つ。偏向部材５０は、端面５３に、偏向反射部４０Ｎを有する。また、偏向部材５０は、背面５２に凹部を有する。光源２０は凹部の端面５３側の面に設けられる。
　光源２０－１Ｎ、光源２０－２Ｎ及び光源２０－３Ｎは、導光板７０Ｎの導光方向に直交し出射面７１に平行な面に沿う方向に複数並べて設けられる。光源２０－１Ｎ、光源２０－２Ｎ及び光源２０－３Ｎは、それぞれ偏向部材５０の端面５３に向けて偏向部材５０内に光を入射する。
　偏向反射部４０Ｎは、偏向反射面４１－１Ｎ、偏向反射面４１－２Ｎ及び偏向反射面４１－３Ｎを有する。偏向反射面４１－１Ｎ、偏向反射面４１－２Ｎ及び偏向反射面４１－３Ｎは、光源２０－１Ｎ、光源２０－２Ｎ及び光源２０－３Ｎに対応して、導光板７０Ｎの導光方向に直交し出射面７１に平行な面に沿う方向に並べて設けられる。偏向反射面４１－１Ｎ、偏向反射面４１－２Ｎ及び偏向反射面４１－３Ｎは、光源２０－１Ｎ、光源２０－２Ｎ及び光源２０－３Ｎからの光を反射して、端面７４に向かう実質的に略平行な光に偏向する。
　偏向反射面４１－１Ｎ、偏向反射面４１－２Ｎ及び偏向反射面４１－３Ｎのそれぞれは、例えば放物面を持つミラーである。光源２０－１Ｎは、偏向反射面４１－１Ｎの放物面の焦点の位置又は当該放物面の焦点の位置の近傍に設けられることが好ましい。同様に、光源２０－２Ｎは、偏向反射面４１－２Ｎの放物面の焦点の位置又は当該放物面の焦点の位置の近傍に設けられ、光源２０－３Ｎは、偏向反射面４１－３Ｎの放物面の焦点の位置又は当該放物面の焦点の位置の近傍に設けられることが好ましい。
　表示装置１０Ｎにおいては、光源２０は偏向部材５０に設けられている。表示装置１０Ｎの変形例として、表示装置１０Ｍと同様に、光源２０を導光板７０Ｎに設けた構成を採用してよい。
　以上に説明した偏向反射部は、光源からの光を導光板の導光方向に偏向する偏向光学面の一例である。偏向光学面としては、反射面の他に、回折面を適用できる。反射、回折の他に、屈折によって光源からの光を偏向する光学面を用いてもよい。また、上述した表示装置１０及び表示装置１０の変形例のうち表示装置１０Ｍ以外の変形例では、偏向光学面は出射面７１側に設けられる。しかし、偏向光学面は、背面７２側に設けられてもよい。例えば、背面７２側導光板７０に入射した光源２０からの光を、背面７２側に設けた偏向光学面によって回折又は屈折することによって、導光板７０の導光方向に偏向してよい。このように、偏向光学面は、光源２０が設けられた側と同じ背面７２側に設けられてもよい。
　また、光源２０と偏向光学面との位置関係について、上述した表示装置１０及び表示装置１０の変形例のうち表示装置１０Ｍ以外の変形例とは逆に、光源２０が出射面７１側に設けられ、偏向光学面が背面７２側に設けられてもよい。また、光源２０が出射面７１側に設けられ、偏向光学面も出射面７１側に設けられてもよい。例えば、出射面７１側から導光板７０に入射した光源２０からの光を、回折又は屈折することによって、導光板７０の導光方向に偏向してよい。このように、偏向光学面は、光源２０が設けられた側と同じ出射面７１側に設けられてもよい。
　また、光源２０と導光板７０の位置関係について、上述した表示装置１０及び表示装置１０の変形例のうち、表示装置１０Ｎを除いて、光源２０は導光板７０に設けられる。しかし、光源２０は、表示装置１０Ｎと同様に、導光板７０とは別個に設けられた部材に設けられてよい。この場合、偏向光学面は、光源２０が設けられた、導光板７０とは別個の部材に設けられてよい。また、上述した表示装置１０及び表示装置１０の変形例において、光源２０を有しない構成を採用してよい。
　図２１は、光システム５００の一例を立体像と共に概略的に示す斜視図である。図２２は、光システム５００のｙｚ断面を概略的に示す。光システム５００は、表示装置１０Ｐと、携帯端末５１０と、端末カバー５３０とを備える。
　表示装置１０Ｐは、表示装置１０の変形例である。表示装置１０Ｐは、偏向反射部４０に対応する偏向反射部４０Ｐを有する。端末カバー５３０は、透光性の部材で形成される。
　携帯端末５１０は、スマートフォン等の電子機器である。携帯端末５１０は、撮影機能を有する。携帯端末５１０は、ディスプレイ５１８と、光源５２０と、カメラ部５２８とを有する。ディスプレイ５１８は、ユーザ操作を受け付けるタッチパネル機能を有する。光源５２０は、カメラ部５２８で撮影する場合に被写体を照明する光を出射する。光源５２０は、ディスプレイ５１８が設けられた主面５１１とは反対側の主面５１２から、光を出射する。
　表示装置１０Ｐは、端末カバー５３０と携帯端末５１０の主面５１２との間に挟まれて設けられる。導光板７０の出射面７１が端末カバー５３０に実質的に接し、導光板７０の背面７２が携帯端末５１０の主面５１２に実質的に接する。表示装置１０Ｐは、携帯端末５１０の外形と略一致する外形を有する。表示装置１０Ｐは、携帯端末５１０の主面５１２の外形に略一致する外形を有し、表示装置１０Ｐの外形と主面５１２の外形とを揃えることによって、表示装置１０Ｐが主面５１２に位置合わせされる。表示装置１０Ｐが主面５１２に位置合わせされた状態で、端末カバー５３０の凹部の底面を導光板７０の出射面７１に被せることによって、表示装置１０Ｐが端末カバー５３０に対して固定される。偏向反射部４０Ｐは、表示装置１０Ｐが主面５１２に位置合わせされた場合に光源５２０に対向する位置に形成されている。
　光システム５００において、偏向反射部４０Ｐは、ｘｙ面に投影した場合に光源５２０の出射開口の一部を占める。光源５２０が発光した場合、光源５２０からの光のうちの一部の光が偏向反射部４０Ｐに入射して、偏向反射部４０Ｐで反射し、導光板７０内を伝搬する光となる。光源５２０からの光のうち、偏向反射部４０Ｐに入射しなかった光は、導光板７０及び端末カバー５３０を通過して、光システム５００の外に出射する。
　導光板７０の背面７２には、立体像としての像５０６を形成する光収束部３０Ｐが形成されている。導光板７０内を伝搬する光は光収束部３０Ｐで一部が偏向されて、出射面７１及び端末カバー５３０を通過して光システム５００外に出射して、光システム５００外の空間に像５０６を形成する。光システム５００によれば、例えば携帯端末５１０で撮影する際に光源５２０を発光させることで、光システム５００外の空間に像５０６を形成することができる。
　携帯端末５１０には、予め定められた発光条件が満たされた場合に光源５２０を発光させるソフトウェアが組み込まれている。携帯端末５１０は、当該ソフトウェアの制御に従って、予め定められた条件が満たされた場合に光源５２０を発光させる。例えば、携帯端末５１０は、撮影前に像５０６を形成する指示を受け付けるボタンをディスプレイ５１８に表示して、当該ボタンがタッチされた場合に、光源２０を発光させる。その後、携帯端末５１０は、撮影指示を受け付けるボタンがタッチされた場合に、光システム５００外の明るさや予め定められた撮影条件等に応じて、カメラ部５２８の撮影動作中に光源２０を発光させる。
　図２３は、表示装置１０Ｐが形成する立体像の他の例を示す。図２３（ａ）は、電子メールの受信を通知する像５５６を光収束部３０からの光で形成する場合を示す。この場合、光源２０の発光条件は、携帯端末５１０で電子メールを受信した場合に光源５２０を発光させるように、ソフトウェアで設定される。図２３（ｂ）は、携帯端末５１０が充電中であることを通知する像５６６を光収束部３０からの光で形成する場合を示す。この場合、光源２０の発光条件は、携帯端末５１０内のバッテリを充電中の場合に光源５２０を発光させるように、ソフトウェアで設定される。図２３（ｃ）は、携帯端末５１０の充電が完了したことを通知する像５７６を光収束部３０からの光で形成する場合を示す。この場合、光源２０の発光条件は、携帯端末５１０内のバッテリが満充電の場合に光源５２０を発光させるように、ソフトウェアで設定される。
　なお、表示装置１０Ｐには、複数の像を形成する光を出射する複数の光偏向部群が設けられてよい。例えば、表示装置１０Ｐに、像５５６を形成する第１の光偏向部群と、像５６６を形成する第２の光偏向部と、像５７６を形成する第３の光偏向部群とが設けられてよい。第１の光偏向部群は、導光板７０によって導光される光のうち第１の波長域の光（例えば、青の波長域の光）を選択的に偏向して出射させ、第２の光偏向部群は、導光板７０によって導光される光のうち第２の波長域の光（例えば、赤の波長域の光）を選択的に偏向して出射させ、第３の光偏向部群は、導光板７０によって導光される光のうち第３の波長域の光（例えば、緑の波長域の光）を選択的に偏向して出射させてよい。例えば各光偏向部群の反射面には、それぞれ対応する波長域の光を選択的に反射するダイクロイックミラーが形成されてよい。そして、メールを受信する等の予め定められた第１の発光条件が満たされた場合に第１の波長域の光を光源５２０に発光させ、バッテリを充電中である等の予め定められた第２の発光条件が満たされている場合に第２の波長域の光を光源５２０に発光させ、バッテリが満充電である等の予め定められた第３の発光条件が満たされている場合に第３の波長域の光を光源５２０に発光させるよう、ソフトウェアで設定される。
　なお、表示装置１０Ｐは、端末カバー５３０と一体に設けられてよい。偏向反射部４０Ｐ及び光収束部３０Ｐの少なくとも一方は、端末カバー５３０に形成されてもよい。また、表示装置１０Ｐは、携帯端末５１０の主面５１１側に設けられてよい。また、偏向反射部４０Ｐをディスプレイ５１８の一部の領域に対向する位置に設けて、ディスプレイ５１８の一部の領域からの出射光を、表示装置１０Ｐへの入射光として用いてもよい。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
６　像
１０　表示装置
２０　光源
２１　出射口
３０　光収束部
７０　導光板
７１　出射面
７２　背面
４０　偏向反射部
４１　偏向反射面
５０　偏向部材
５１　端面
５２　背面
５３、５４　端面
７３　端面
７４　端面
７５　端面
７６　端面
１００　表示装置
１１０　反射補助部
１１１　面
１１４　突部
１２０　反射膜
１３０　本体部
１４０　反射面
１９０　線
２００　出射口
４００　偏向反射部
５００　光システム
５０６、５５６、５６６、５７６　像
５１０　携帯端末
５１１、５１２　主面
５１８　ディスプレイ
５２０　光源
５２８　カメラ部
５３０　端末カバー

Claims (16)

  1. 　出射面に平行な面内で光を導く導光板と、
    　前記出射面とは反対側の面及び前記出射面側の面の少なくとも一方の面に平行な面に対向して設けられた光源から前記導光板内に入射した光を前記導光板の導光方向に偏向する偏向光学面と、
    　前記偏向光学面によって偏向されて前記導光板によって導かれている光が入射し、空間上の１つの収束点又は収束線に実質的に収束する又は空間上の１つの収束点又は収束線から実質的に発散する方向の出射光を前記出射面から出射させる光学面をそれぞれ有する複数の光収束部と
    を備え、
    　前記複数の光収束部は、前記出射面に平行な面内でそれぞれ予め定められた線に沿って形成され、
    　前記収束点又は収束線は前記複数の光収束部の間で互いに異なり、複数の前記収束点又は収束線の集まりによって空間上に像が形成される
    光デバイス。
  2. 　前記光源は、前記導光板の前記出射面とは反対側の面及び前記出射面側の面の少なくとも一方の面に対向して設けられ、前記光源が設けられた前記少なくとも一方の面から前記導光板に光を入射する
    請求項１に記載の光デバイス。
  3. 　前記偏向光学面は、
    　前記光源が設けられた面とは反対側の面に設けられ、前記光源から前記導光板内に入射した光を反射して、前記導光板の導光方向に偏向する偏向反射面
    を有する請求項２に記載の光デバイス。
  4. 　前記導光板の導光方向に略直交する方向において、前記偏向反射面の長さは、前記光源からの光が前記導光板に向けて出射する出射口の長さより短い
    請求項３に記載の光デバイス。
  5. 　前記偏向反射面によって偏向されて前記導光板が導く光の発散角は、前記出射面に平行な面内で５°以下である
    請求項４に記載の光デバイス。
  6. 　前記導光板の入光端面と前記出射面の光収束部３０が形成された領域の中央との間の距離をＬとし、前記出射面に平行であり前記導光板の導光板に略直交する方向における前記偏向反射面の幅をＷとした場合、Ｗ≦Ｌ／１０を満たす
    請求項４又は５に記載の光デバイス。
  7. 　前記偏向反射面に設けられた反射膜
    をさらに備える請求項３から６のいずれか１項に記載の光デバイス。
  8. 　反射膜が設けられた面を有し、前記反射膜が前記偏向反射面に接するように前記導光板に装着された反射補助部
    をさらに備える請求項３から６のいずれか１項に記載の光デバイス。
  9. 　前記偏向反射面は、前記導光板の導光方向に沿う方向に複数設けられ、
    　複数の前記偏向反射面のそれぞれは、前記出射面に直交し前記導光板の導光方向に沿う面内において、前記出射面に直交する方向の長さ及び前記出射面に平行な面に対する角度の少なくとも一方が、他の前記偏向反射面とは異なる
    請求項３から８のいずれか１項に記載の光デバイス。
  10. 　前記偏向反射面は、前記導光板の導光方向に沿って、第１の偏向反射面と、前記第１の偏向反射面に続く第２の偏向反射面とを有し、
    　前記出射面に直交し前記導光板の導光方向に沿う面内において、前記出射面に平行な面に対する前記第１の偏向反射面の傾きは、前記出射面に平行な面に対する前記第２の偏向反射面の傾きと異なる
    請求項３から９のいずれか１項に記載の光デバイス。
  11. 　前記第１の偏向反射面及び前記第２の偏向反射面は、前記導光板において前記光源が設けられた面とは反対側の面に形成された凹部の一部の面を形成し、
    　前記出射面に直交し前記導光板の導光方向に沿う面内において、前記出射面に平行な面に対する前記第２の偏向反射面の傾きは、前記出射面に平行な面に対する前記第１の偏向反射面の傾きより小さい
    請求項１０に記載の光デバイス。
  12. 　前記偏向光学面は、前記光源から前記導光板内に入射した光を、前記導光板の導光方向に平行な面内で広げる向きに複数の反射面を有する
    請求項１に記載の光デバイス。
  13. 　前記光源は、前記導光板の導光方向の第１の端面とは反対側の第２の端面に向けて前記導光板内に光を入射し、
    　前記偏向光学面は、
    　前記第２の端面に設けられ、前記光源からの光を、前記第１の端面に向かう実質的に略平行な光に変換する偏向反射面
    を有する請求項２に記載の光デバイス。
  14. 　前記偏向光学面を有し、前記導光板の導光方向の第１の端面とは反対側の第２の端面に設けられた偏向部材
    をさらに備え、
    　前記偏向光学面は、前記光源からの光を、前記第１の端面に向かう実質的に略平行な光に変換する偏向反射面を有し、
    　前記光源は、前記偏向反射面に向かう光を前記偏向部材に入射する
    請求項１に記載の光デバイス。
  15. 　前記光源は、前記導光板の導光方向に直交し前記出射面に平行な面に沿う方向に複数並べて設けられ、
    　前記偏向反射面は、前記導光板の導光方向に直交し前記出射面に平行な面に沿う方向に、複数の前記光源に対応して複数並べて設けられる
    請求項１３又は１４に記載の光デバイス。
  16. 　前記光源をさらに備える
    請求項１から１５のいずれか一項に記載の光デバイス。
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