(57)【要約】      （修正有）【課題】二方向について指向性を調整することができるプリズムシート、及び面光源装置を提供する。【解決手段】プリズムシート１３は、シート入射面１５に複数の柱状プリズム１９が並列配置されているプリズムシートであって、柱状プリズム１９は、複数の光偏向セルを連続的に縦列して配置することによって形成されており、各光偏向セルは、同一形状の２つの略切頭三角錐形状のサブセルの底面同士を接合した形状を備え、各サブセルの底面の各頂点から切頭面の各頂点に延びる辺を連結して構成される光偏向セルの稜線部分が、サブセルの底面の位置を谷部とした略Ｖ字形状を有する。【選択図】図１
2010128104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面に複数の柱状プリズムが並列配置されているプリズムシートであって、
前記柱状プリズムは、複数の光偏向セルを連続的に縦列して配置することによって形成されており、
各光偏向セルは、同一形状の２つの略切頭三角錐形状のサブセルの底面同士を接合した形状を備え、
各サブセルの底面の各頂点から切頭面の各頂点に延びる辺を連結して構成される光偏向セルの稜線部分が、前記サブセルの底面の位置を谷部とした略Ｖ字形状を有すること、
を特徴とするプリズムシート。
【請求項２】
前記光偏向セルは、柱状体であって、一方のサブセルの切頭面を頂面とし、他方のサブセルの切頭面を底面とし、高さ方向にわたって三角形断面を有するものによって形成されており、３つの側面がそれぞれ、光が入射されるセル入射面と、前記プリズムシートの入射面と接合されたセル出射面と、前記セル入射面に入射されて当該光偏向セルに入った光を前記セル出射面の方向に反射するセル反射面を構成している請求項１に記載のプリズムシート。
【請求項３】
前記光偏向セルは、さらに、前記セル入射面における光偏向セル軸線方向中央近傍に調整面を備えており、
この調整面の光偏向セル軸線に対する傾斜角度は、前記セル入射面の光偏向セル軸線に対する傾斜角度よりも小さくなっている請求項２に記載のプリズムシート。
【請求項４】
前記調整面は、三角形状を有し、その底辺が前記セル入射面と前記セル出射面の間の稜線部分に沿って形成され、その頂点が、前記セル入射面と前記セル反射面の間の稜線部分の前記谷部に形成されている請求項３に記載のプリズムシート。
【請求項５】
入射面に複数の柱状のプリズムが並列配置されているプリズムシートであって、
前記柱状プリズムは、複数の光偏向セルを連続的に縦列して配置することによって形成されており、
各光偏向セルは、前記柱状プリズムの軸方向中央の断面が、底辺が入射面上に形成された三角形とされ、さらに両端面が前記入射面から垂直に立ち上がる同一形状の三角形とされ、その底辺が入射面上に形成されており、
前記両端面は、前記柱状プリズムの軸方向中央の断面について対称に配置され、
前記柱状プリズムの軸方向中央の断面の頂角と、両端面の頂角の位置が、前記入射面からの高さ方向、及びプリズムの配列方向にずれていること、
を特徴とするプリズムシート。
【請求項６】
光を出射させる光源と、
この光源から出射された光を伝搬する導光板であって、前記光源に隣接した導光板入射面と、導光板入射面に入射した光を出射する導光板出射面とを備える導光板と、
入射面に複数の柱状プリズムが並列配置されているプリズムシートであって、前記柱状プリズムは、複数の光偏向セルを連続的に縦列して配置することによって形成されており、各光偏向セルは、同一形状の２つの略切頭三角錐形状のサブセルの底面同士を接合した形状を備え、各サブセルの底面の各頂点から切頭面の各頂点に延びる辺を連結して構成される光偏向セルの稜線部分が、前記サブセルの底面の位置を谷部とした略Ｖ字形状を有するプリズムシートとを有すること、
を特徴とする面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリズムシート及びこのプリズムシートを用いた面光源装置に係わり、特に、入射面に多数の略三角柱状のプリズムが並列配置されているプリズムシート及び面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶パネルのバックライトのような面光源装置では、導光板から出射された光の方向を調整して出射させるプリズムシートが知られている。このようなプリズムシートでは、導光板と対向する入射面から光を内部に導入し、内部の光を入射面とは反対側の出射面から出射させるようになっている。そしてこのようなプリズムシートでは、導光板側にある光の入射面に、例えば三角形断面の柱状プリズムアレイを設けてこの柱状プリズムによって導光板からの光を偏光するように構成されている。
【０００３】
プリズムシートの入射面側に、柱状プリズムを並列配置すると、柱状プリズムの反射面で光が全反射するため、このアレイを形成する柱状プリズムの配列方向と同一の方向についての光の指向性を調整することができるようになっている（例えば特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５０６２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このためこのような面光源装置では、一方向についての指向性しか調整することができないという問題があった。これを解決するために、プリズムシートの柱状プリズムの配列方向と同一の方向に加えて、これに直交する方向における光の指向性を調整するために、導光板の出射面とは反対側の反射面に、プリズムシートの柱状プリズムと直交して延びる柱状プリズムを並列配置することも考えられる。この場合、導光板にも柱状プリズムを設けることによって、導光板内部で、そこに設けられた柱状プリズムの配列方向と同一の方向への光の指向性を調整して、さらにプリズムシートにおいてこれと直交する方向への光の指向性を調整することとしている。
【０００６】
導光板にも柱状プリズムを形成することで、互いに直交する２方向で光の指向性を調整することが可能となるが、このような従来技術では、導光板にも加工を施す必要があるという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、二方向について光の指向性を調整することができるプリズムシート、及び面光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、入射面に複数の柱状プリズムが並列配置されているプリズムシートであって、柱状プリズムは、複数の光偏向セルを連続的に縦列して配置することによって形成されており、各光偏向セルは、同一形状の２つの略切頭三角錐形状のサブセルの底面同士を接合した形状を備え、各サブセルの底面の各頂点から切頭面の各頂点に延びる辺を連結して構成される光偏向セルの稜線部分が、サブセルの底面の位置を谷部とした略Ｖ字形状を有することを特徴とする。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、柱状プリズムの形状を各光偏向セルの稜線部分を略Ｖ字形状とし、このような光偏向セルを連続的に縦列して配置させたような形状とすることができ、これによってプリズムの配列方向、及び柱状プリズム軸線方向で光の指向性を調整することができる。
【００１０】
また、本発明において好ましくは、光偏向セルは、柱状体であって、一方のサブセルの切頭面を頂面とし、他方のサブセルの切頭面を底面とし、高さ方向にわたって三角形断面を有するものによって形成されており、３つの側面がそれぞれ、光が入射されるセル入射面と、プリズムシートの入射面と接合されたセル出射面と、セル入射面に入射されて当該光偏向セルに入った光をセル出射面の方向に反射するセル反射面を構成している。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、光偏向セルは、さらに、セル入射面における光偏向セル軸線方向中央近傍に調整面を備えており、この調整面の光偏向セル軸線に対する傾斜角度は、セル入射面の光偏向セル軸線に対する傾斜角度よりも小さくなっている。
【００１２】
このように構成された本発明によれば、セル入射面における光偏向セル軸線方向中央近傍に、セル入射面よりも光偏向セル軸線に対する傾斜角度が小さい調整面を設けることができる。これにより、光偏向セルの中央近傍で光偏向セルに入った光を損失させることなく、セル反射面の方向に屈折させることができる。
【００１３】
また、本発明において好ましくは、調整面は、三角形状を有し、その底辺がセル入射面とセル出射面の間の稜線部分に沿って形成され、その頂点が、セル入射面とセル反射面の間の稜線部分の谷部に形成されている。
【００１４】
また本発明は、入射面に複数の柱状のプリズムが並列配置されているプリズムシートであって、柱状プリズムは、複数の光偏向セルを連続的に縦列して配置することによって形成されており、各光偏向セルは、柱状プリズムの軸方向中央の断面が、底辺が入射面上に形成された三角形とされ、さらに両端面が入射面から垂直に立ち上がる同一形状の三角形とされ、その底辺が入射面上に形成されており、両端面は、柱状プリズムの軸方向中央の断面について対称に配置され、柱状プリズムの軸方向中央の断面の頂角と、両端面の頂角の位置が、入射面からの高さ方向、及びプリズムの配列方向にずれていることを特徴とする。
【００１５】
このように構成された本発明によれば、柱状プリズムの形状を、柱状プリズムの軸方向中央の断面の頂角と、両端面の頂角の位置が、入射面からの高さ方向、及びプリズムの配列方向にずれている形状とすることができ、これによってプリズムの配列方向、及び柱状プリズム軸線方向で光の指向性を調整することができる。
【００１６】
また本発明は、光を出射させる光源と、この光源から出射された光を伝搬する導光板であって、光源に隣接した導光板入射面と、導光板入射面に入射した光を出射する導光板出射面とを備える導光板と、入射面に複数の柱状プリズムが並列配置されているプリズムシートであって、柱状プリズムは、複数の光偏向セルを連続的に縦列して配置することによって形成されており、各光偏向セルは、同一形状の２つの略切頭三角錐形状のサブセルの底面同士を接合した形状を備え、各サブセルの底面の各頂点から切頭面の各頂点に延びる辺を連結して構成される光偏向セルの稜線部分が、サブセルの底面の位置を谷部とした略Ｖ字形状を有するプリズムシートとを有することを特徴とする。
【００１７】
このように構成された本発明によれば、プリズムシートの柱状プリズムの形状を各光偏向セルの稜線部分を略Ｖ字形状とし、このような光偏向セルを連続的に縦列して配置させたような形状とすることができ、これによってプリズムの配列方向、及び柱状プリズム軸線方向で光の指向性を調整することができる。
【発明の効果】
【００１８】
このように本発明によれば、二方向について光の指向性を調整することができるプリズムシート、及び面光源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態による面光源装置について説明する。図１は、面光源装置を示す斜視図である。
【００２０】
まず、図１に示すように面光源装置１は、楔方断面の板状の導光板３と、導光板３の入射面３ａに対向して配置された冷陰極管５と、導光板３の入射面３ａと協働して冷陰極管５を囲うように配置されたリフレクタ７と、導光板３と対向して配置された反射シート９と、導光板３の出射面１１と対向して配置されたプリズムシート１３を備える。
【００２１】
導光板３は、所定の厚さの板状のアクリル等によって構成されている。この導光板３の一方の端面は、冷陰極管５が出射した光を受け入れるための入射面３ａを構成し、導光板３の上面は、導光板３内部の光を外部に出射させるための出射面１１を構成し、さらに導光板３の下面は、導光板３内部の光を出射面１１に向けて反射するための反射面３ｂを構成する。そして導光板３の出射面１１及び反射面３ｂは、各々平坦に形成されており、さらに反射面３ｂは、入射面３ａから離れる従って出射面１１に近づくように傾斜している。そして導光板３は、入射面３ａに入射された光を内部で反射させ、臨界角より小さい角度で出射面１１に入射された光を屈折させて、出射面１１から出射させるようになっている。
【００２２】
冷陰極管５は、導光板３の入射面３ａの長手方向に沿って延び、この入射面３ａに対向して配置されている。冷陰極管５の周りには、リフレクタ７が配置されており、冷陰極管５が入射面３ａの方向以外の方向に向けて出射した光を反射して導光板３の入射面３ａに導くようになっている。
【００２３】
反射シート９は、導光板３の反射面３ｂと対向して配置されており、臨界角を超えて導光板３の下面に当たり導光板３から出射された光を導光板３内部に向けて反射するようになっている。
【００２４】
プリズムシート１３は、導光板３から出射された光が当たるシート入射面１５と、シート入射面１５に入射してプリズムシート１３内部に入った光を出射させるためのシート出射面１７を備える。このプリズムシート１３は、そのシート入射面１５が、導光板３の出射面１１と対向して配置されており、導光板３の出射面１１から出射された光を、プリズムシート１３内部に導くようになっている。そしてプリズムシート１３のシート入射面１５には、複数の三角形柱状のプリズム１９が並列配置されている。
【００２５】
図２は、プリズムシートに形成されたプリズムを示す、プリズムシートのシート入射面の平面図であり、図３は、このプリズムを構成する光偏向セルを示す斜視図であり、図４は、光偏向セルの側面図であり、さらに図５は、この光偏向セルを半分に分割したときの形状を示す斜視図である。
【００２６】
図２に示すように、プリズムシート１３のシート入射面１５に形成されたプリズム１９は、複数の光偏向セル２１を連続的に縦列して配置して形成されている。以下、この方向をプリズム配列方向(ｚ軸方向)とする。プリズム１９は、プリズムシート１３のシート入射面１５に形成された柱状体であり、さらにこの断面を構成する三角形の大きさがプリズム軸方向(ｙ軸方向)に沿って変化するような形状を有する。プリズムシート１３のシート入射面１５を導光板３側から見ると、プリズム１９は、全体として三角波形状を有しており、一方に向いた山部２３の振幅が他方を向いた山部２５の振幅よりも大きくなるようになっている。そして振幅がより大きい山部２３の先端が導光板３の入射面３ａ及び冷陰極管５の方向を向くようになっている。
【００２７】
また三角柱状のプリズム１９の３つの側面は、導光板３から出射された光が入射されるプリズム入射面２７と、プリズム本体との境界面を形成しプリズム入射面２７からプリズム１９内部に入った光をプリズムシート本体に導くためのプリズム出射面２９と、プリズム１９内部の光をプリズム出射面２９の方向に反射するプリズム反射面３１を構成する。これら３つの面のうち、プリズム１９のプリズム出射面２９は、プリズムシート本体のシート入射面１５と接合されて形成されており、プリズム１９のプリズム入射面２７及び反射面２９は、プリズムシート本体のシート入射面１５から導光板３側に向けて立ち上がるように形成されている。そして、プリズム１９のプリズム入射面２７は、上述した振幅が大きくなっている山部２３の側、すなわち導光板３の入射面３ａ及び冷陰極管５側に形成され、プリズム１９のプリズム反射面３１は、振幅が小さくなっている山部２５の側に形成されている。そしてこのような形状のプリズム１９における、プリズム入射面２７とプリズム出射面２９の間の第１稜線３３と、プリズム入射面２７とプリズム反射面３１の間の第２稜線３５と、プリズム反射面３１とプリズム出射面２９の間の第３稜線３７は、同一の波長を有し、各々振幅の異なる三角波形状を有する。そして、その振幅は、第１稜線３３、第２稜線３５、第３稜線３７の順番、すなわち導光板３の入射面３ａ及び冷陰極管５から離れるにつれて小さくなるようになっている。
尚、本実施形態では、第１稜線３３、第２稜線３５、及び第３稜線３７が三角波形状を有するものとするが、本発明によればこれらの稜線の形状を山部にＲ形状を持つ略三角波あるいは正弦波形状としてもよい。
【００２８】
図３及び図４に示すように、プリズム１９を形成する光偏向セル２１は、プリズム１９のプリズム入射面２７を形成するためのセル入射面３９と、プリズム１９のプリズム出射面２９を形成するためのセル出射面４１と、プリズム１９のプリズム反射面３１を形成するためのセル反射面４３を有し、プリズムシート１３のシート入射面１５上に横たわるように形成された略三角柱状構造を有する。これらのうちセル出射面４１は、平坦に形成されている。また、セル入射面３９とセル反射面４３は、それぞれ、プリズム１９の軸方向中央において、プリズムシート１３のシート入射面１５と直交する方向に二分されており、その中央から各々の端部にかけて互いに対称となる２つの面から構成される。具体的には、セル入射面３９を形成する二つの面及びセル反射面４３を形成する二つの面は、互いにプリズム配列方向、及びプリズム軸線方向の二方向に対して傾斜している。
【００２９】
またセル入射面３９とセル出射面４１の間の第１稜線部分４５と、セル入射面３９とセル反射面４３の間の第２稜線部分４７と、セル反射面４３とセル出射面４１の間の第３稜線部分４９は、それぞれ光偏向セル２１のプリズム軸線方向中央を谷部としたＶ字形状を有し、それぞれの稜線部分４５，４７，４９は、複数の光偏向セル２１を接合したときに三角波状の第１稜線３３と、第２稜線３５と、第３稜線３７を形成する。また、セル入射面３９と、セル出射面４１と、セル反射面４３も同様に、複数の光偏向セル２１を接合したときにそれぞれがプリズム１９のプリズム入射面２７と、プリズム１９のプリズム出射面２９と、プリズム１９のプリズム反射面３１を形成する。
【００３０】
また、この柱状構造の光偏向セル２１の両端面５１は、同一形状の鋭角三角形とされ、その底辺５３がプリズムシート１３のシート入射面１５に沿って延びるように形成され、プリズムシート１３のシート入射面１５から垂直に立ち上がっている。そして両端面５１の一方の斜辺５５がセル入射面３９の一辺を構成し、他方の斜辺５７がセル反射面４３の一辺を構成する。また、光偏向セル２１のプリズム１９の軸線方向中央における中央断面５９は、両端面５１とは大きさが異なる鋭角三角形とされる。そしてプリズム１９の中央断面５９は、底辺６１がプリズムシート１３のシート入射面１５に形成された鋭角三角形とされ、一方の斜辺６３が、セル入射面３９を二分する辺を構成し、他方の斜辺６５がセル反射面４３を二分する辺を形成する。そしてプリズム１９の形成時にそれぞれの端面５１は、隣接して配置される光偏向セルの端面と接合される。このようなプリズム１９の端面５１と中央断面５９は、中央断面５９の方が大きいような相似形又はこれに近い形状とされる。
【００３１】
また、二つの端面５１は、光偏向セル２１の中央断面５９について面対称となっており、さらに二つの端面５１の頂角６７と、中央断面の頂角６９が、プリズムシート１３のシート入射面１５又は各々の底辺５３からの高さ方向においてずれており、且つ中央断面５９の頂角６９までの高さが、二つの端面５１の頂角６７までの高さよりも高くなるようになっている。また、二つの端面５１の頂角６７と、中央断面５９の頂角６９は、プリズム１９の配列方向にずれており、中央断面５９の頂角６９が、二つの端面５１の頂角６７よりも、導光板３の入射面及び冷陰極管５に近くなるようになっている。これにより、二つの端面５１の頂角６７と中央断面５９の頂角６９を結んで形成される第２稜線部分４７が、平面視、及び側面視した場合の何れの場合においても、中央断面５９の頂角６９を谷部としたＶ字を描くようになる。
【００３２】
次に図５を参照して、上記とは異なる観点で光偏向セル２１の形状を説明する。図５は、光偏向セル２１のプリズムの軸線方向中央において光偏向セル２１を等しく二分した状態を示す。この図に示すように、光偏向セル２１を分割したサブセル７１は、切頭三角錐形状を有する。そして、光偏向セル２１は、このサブセル７１の底面同士を、その３つの頂点が重なり合うように接合したような形状を備える。このサブセル７１の頂面は、光偏向セル２１の端面５１に相当し、さらにサブセル７１の底面は、光偏向セル２１の中央断面５９に相当する。そして、サブセル７１の頂面（端面５１）の３つの頂点と底面（中央断面５９）の３つの頂点を結ぶ３つの辺は、それぞれ第１稜線部分４５の半分と、第２稜線部分４７の半分と、第３稜線部分４９の半分に相当する。また、サブセル７１の３つの側面は、それぞれセル入射面３９の半分、セル出射面４１の半分、セル反射面４３の半分に相当する。
【００３３】
図６は面光源装置の側面図を示し、図７はプリズムの斜視図を示し、図８は光偏向セルの上面図を示し、何れの図面も光の進行経路を説明するための図である。
【００３４】
先ず、図６に示すように、冷陰極管５が発した光は、導光板３の入射面３ａに入射されて導光板３内部に導かれる。そして光は、導光板３の出射面１１と反射面の間で反射されながら、入射面３ａと対向する端面に向かって進む。そして出射面１１に入射された光のうち、臨界角よりも小さい角度で出射面１１に入射された光は、導光板３の出射面１１から出射され、プリズムシート１３のシート入射面１５の方向に進む。そして、この光がプリズムシート１３のプリズム１９のプリズム入射面２７に入射すると、光はプリズム入射面２７で屈折させられてプリズム１９内部に入る。このとき光がプリズム入射面２７に入射される点を、点Ａとして示す。そして光がプリズム１９内部に入るとき、プリズム１９のプリズム反射面３１の方向に屈折され、点Ｂにおいてプリズム反射面３１に入射される。そしてプリズム反射面３１に入射された光は、プリズムシートの法線方向に反射され、点Ｃにおいてプリズムのプリズム出射面２９を通過し、プリズムシート本体に入る。そしてプリズムシート本体の光は、そのままプリズムシート１３のシート出射面１７から出射される。
【００３５】
次に、図７及び図８に示すように、プリズム１９のプリズム入射面２７に入射された光は、先ず、プリズム入射面２７で屈折させられる（点Ａ）。ここでプリズム入射面２７は、導光板３から出射された光の進行方向に対して、プリズム１３の配列方向及び軸線方向に傾斜しているので、プリズム入射面２７を通る光は、プリズム１３の配列方向、及び軸線方向に屈折させられる。さらにプリズム入射面２７によって屈折された光は、プリズム反射面３１によってプリズムシート１３の法線方向に反射され（点Ｂ）、プリズム出射面２９から出射する。このようにプリズム１９に入った光の指向性を、プリズム１９によってプリズムの配列方向、及び軸線方向に調整することができる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は第２の実施形態による光偏向セルを示す斜視図であり、図１０はこの光偏向セルを形成するサブセルを示す斜視図であり、図１１はこの光偏向セルを縦列に配置して形成されたプリズムを示す、プリズムシートの入射面の上面図である。
【００３７】
図９及び図１０に示すように第２の実施形態による光偏向セル１０１は、上面視したときにブーメラン形状を有しており、第１の実施形態で詳述した光偏向セル２１の構成に加えて、光入射面３９に調整面１０３を備え、また中央断面５９から両端面５１までの距離が長くなっている。
【００３８】
調整面１０３は、セル入射面３９における、光偏向セルのプリズム軸線方向中央に形成された三角形の面である。この調整面１０３の底辺１０５は第１稜線４５に沿って形成され、一方の斜辺１０７は、セル入射面３９中央の屈曲部の稜線に沿って形成される。そして他方の斜辺１０９は、底辺１０５から、セル入射面３９中央の屈曲部の稜線と第２稜線４７の交点まで延びる。そして調整面１０３は、セル入射面３９と同様にプリズム配列方向、及び軸線方向に傾斜しており、プリズム軸線方向とのなす角における傾斜は、同方向におけるセル入射面３９の傾斜よりも小さくなっており、セル入射面３９よりもプリズム軸線方向に平行に近づくように傾斜している。そして光偏向セル１０１は、このような調整面１０３を２面備え、各々の調整面１０３は、中央断面５９について面対称に配置されている。
【００３９】
また、図１０に示すように調整面１０３を備える光偏向セル１０１のサブセル１１１は光偏向セル１０１の中央断面に相当する、底面１１３の一辺の周辺が三角錐形状に切り欠かれた切頭三角錐の形状となる。調整面１０３の面積がセル入射面３９の面積に比べて微小なので、このようなサブセル１１１も、切頭三角錐と同一視できるような略切頭三角錐形状となっている。ここで、本明細書において略切頭三角錐形状とは、厳密な五面体からなるものの他に、角が丸みを帯びている形状のように、プリズムの指向性に殆ど影響を与えないような形状をいう。
【００４０】
図１１に示すように、調整面１０３の傾斜角度を調整することで、光偏向セル１０１を縦列に配置して形成されたプリズム１１５を、プリズムシート１３のシート入射面１５に密に配置することができ、プリズムシート１３のシート入射面１５の露出を抑制することで、光の利用効率を向上することができる。
【００４１】
図１２は光偏向セルの側面図を示し、図１３は光偏向セルの上面図を示し、何れの図面も光の進行経路を説明するための図である。
【００４２】
図１２及び図１３に示すように、第１経路１１７は、セル入射面３９を通って光偏向セル１０１内に入る光の経路を示し、第２経路１１９は、調整面１０３を通って光偏向セル１０１に入る光の経路を示す。第１経路１１７によって示すように、セル入射面３９に入射された光は、セル入射面３９で、光偏向セル１０１のプリズム軸線方向中央方向に屈折させられる（点Ａ）。そうすると、セル入射面３９の中央付近では、光偏向セル１０１のプリズム軸線方向中央近傍におけるセル入射面３９で屈折させられた光は、セル反射面４３の方向には向かわず、隣接するサブセルの方向に向かうため、プリズムシート本体の方向に反射されず、損失となってしまう。これに対して、光偏向セル１０１に調整面１０３を設け、調整面１０３の傾斜角度を調整することによって、第２経路１１９によって示すように、光偏向セル１０１のプリズム軸線方向中央近傍で光偏向セル１０１に入射される光の屈折角度を小さくすることができ、これにより光偏向セル１０１のプリズム軸線方向中央に入射された光をセル反射面４３の方向に屈折させて（点Ａ’）、損失を低減する効果が期待できる。
【００４３】
次に本発明の実施例について説明する。各実施例は、米ＯＲＡ(Optical Research Associates)社光学シミュレーションソフト(Light Tools)にて算出した結果である。光学モデルは以下の通りである。
【００４４】
光偏向セルは３次元ＣＡＤ(Computer Aided Geometric Design)にて作製し、それをLight Tools  Ver.6.1.0（Optical  Research  Associates社）へ読み込んだ。偏向セルをプリズム配列方向に後述するピッチ（Ｌ１）で10個配置してプリズムシートとした。また、偏向セル列の両側に偏向セル列を挟むように且つ偏向セルと重ならないようにシンプルミラー面（正反射１００％）を配置し境界条件を設定した。ここで光偏向セルを構成する構造物の屈折率は1.51に設定した。光源は、後述する寸法の直方体に光源情報を与えた。光源となる直方体の寸法（幅、長さ）は、プリズム配列方向及び軸方向それぞれ偏向セルのプリズム軸方向の長さとプリズム配列ピッチに等しく、厚みは10μmとした。光源の位置は、プリズムシート内の最も光入射面側に位置する偏向セルの真下に、光源の第一稜線谷部を基準点として、プリズム配列方向中央と光源（直方体）中央を一致させて配置した。なお、ここで光源とプリズムとの距離は、０．１μｍ離して配置した。光源はプリズムシートと対面する面のみを光出射面とした。
【００４５】
また、光源の光出射面内では出射光強度分布を一様に設定した。光源情報（出射光分布）は、実際にCCFL光源を使用した指向性導光板の出射角度輝度分布をBM-7により測定し、輝度数値にｃｏｓθ（θは、出射光角度）を乗して算出した光度を用いた。
【００４６】
測定範囲は導光板出射面垂直軸の回転方向に10°刻みで0°〜360°、前記軸の傾斜方向に1°刻みで0°〜90°である。ここで、指向性導光板は出射面に鏡面加工、出射面の対面に凹凸加工が施されている。凹凸はグラデーション状に加工がしてあり、CCFL光源側がRa=0.01でその対面（反入光側）に向かうに連れてRa=0.11となっている。受光器はプリズムシート出射面から1μm距離を空けて設置したダミー面上に配置し、ダミー面のサイズは偏向セル列のプリズムシートサイズと等しくなるようにした。計算に用いる光線本数は、1億本としてシミュレーションを実施し、角度強度分布を緯度・経度共に1°刻みで出力した。得られた角度強度分布より、プリズム配列方向（垂直）およびプリズム軸方向（水平）における全半値（ピーク光強度の１／２光強度となる、角度合計。）およびピーク光強度を算出した。
【００４７】
第１の実施例では、上記光学モデル及び第１の実施形態で詳述した形状の光偏向セルを用いたシミュレーションの結果について説明する。
【００４８】
図１４は第１の実施例による光偏向セルの上面図であり、図１５は図１４のＸ‐Ｘ断面の断面図である。
【００４９】
図１４に示すように、光偏向セルは、プリズム軸線方向に対する第１稜線の傾きθが４０度、第３稜線の傾きφが２２．２度とされ、中央断面から端面までの長さＬ1が４０μｍ、中央断面のプリズム配列方向の長さＬ2が５０μｍとされる。そして、Ｘ‐Ｘ断面を形成する鋭角三角形の、第１稜線に対応する位置の角度αが６４度、第２稜線に対応する位置の角度βが６５度、第３稜線に対応する位置の角度γが５１度とされる。
【００５０】
図１６は、この光偏向セルの光の進行方向に対して垂直方向（プリズム配列方向）の光の分布、及び水平方向（プリズム軸線方向）の光の分布について、相対強度と法線方向に対する出射角の関係を示すグラフである。このとき垂直方向における相対強度の全半値は２１．３度であり、水平方向における相対強度の全半値は３２．２度であった。このように、垂直方向及び水平方向における光の分布がほぼ同じになっており、二方向における光の指向性が調整されていることが解る。
【００５１】
第２の実施例では、上記光学モデル及び第２の実施形態で詳述した形状の光偏向セルを用いたシミュレーションの結果について説明する。図１７は第２の実施例による光偏向セルの上面図であり、図１８は図１７のＸ‐Ｘ断面の断面図である。
【００５２】
図１７に示すように、光偏向セルは、プリズム軸線方向に対する、プリズム出射面の位置での第１稜線の傾きθ1が４０度、調整面の位置での第１稜線の傾きθ2が２２．２度、第３稜線の傾きφが２２．２度とされ、中央断面から端面までの長さＬ1が５４μｍ、中央断面のプリズム配列方向の長さＬ2が４０μｍとされる。そして、Ｘ‐Ｘ断面を形成する鋭角三角形における、第１稜線に対応する位置の角度αが６４度、第２稜線に対応する位置の角度βが６５度、第３稜線に対応する位置の角度γが５１度とされる。
【００５３】
図１９は、この光偏向セルの光の進行方向に対して垂直方向（プリズム配列方向）の光の分布、及び水平方向（プリズム軸線方向）の光の分布について、相対強度と法線方向に対する出射角の関係を示すグラフである。このとき垂直方向における相対強度の全半値は２０．６度であり、水平方向における相対強度の全半値は３２．５度であった。このように、垂直方向及び水平方向における光の分布がほぼ同じになっており、二方向における光の指向性が調整されていることが解る。
【００５４】
図２０は第１の比較例によるプリズムシートの斜視図である。比較例１は、図２０に示すように、プリズム入射面側に、光偏向セルの変わりに、ピッチ５０μｍで、プリズム列長さ８０μｍ、頂角６５度の断面二等辺三角形の柱状プリズム列が１０列平行に配列されたプリズムシートを配置した。なお、柱状プリズムは、プリズム稜線がプリズム軸線方向と並行になるように配置した。
【００５５】
図２１は、このプリズムシートの光の進行方向に対して垂直方向（プリズム配列方向）の光の分布、及び水平方向（プリズム軸線方向）の光の分布について、相対強度と法線方向に対する出射角の関係を示すグラフである。このとき垂直方向における相対強度の全半値は１９．８度であり、水平方向における相対強度の全半値は９５．４度であった。このように、垂直方向の指向性は調整できるものの、水平方向における光の分布は、幅広く、指向性が調整されていない事が解る。
【００５６】
実施例１及び実施例２、比較例１におけるピーク光強度比率は、比較例１のピーク光強度を１とすると、実施例１のピーク光強度比率は１．３０、実施例２のピーク光強度比率は１．４２であった。実施例１および実施例２は、比較例１に対し、ピーク光強度比率が高い結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態による面光源装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるプリズムシートのシート入射面の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるプリズムを構成する光偏向セルを示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による光偏向セルの側面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による光偏向セルを半分に分割したときの形状を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による面光源装置の側面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態によるプリズムの斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態による光偏向セルの上面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による光偏向セルを示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による光偏向セルを形成するサブセルを示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による光偏向セルを縦列に配置して形成されたプリズムである。
【図１２】本発明の第２の実施形態による光偏向セルの側面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態による光偏向セルの上面図である。
【図１４】第１の実施例による光偏向セルの上面図である。
【図１５】図１４のＸ‐Ｘ断面の断面図である。
【図１６】第１の実施例における相対強度と法線方向に対する出射角の関係を示すグラフである。
【図１７】第２の実施例による光偏向セルの上面図である。
【図１８】図１７のＸ‐Ｘ断面の断面図である。
【図１９】第２の実施例における相対強度と法線方向に対する出射角の関係を示すグラフである。
【図２０】第１の比較例によるプリズムシートの斜視図である。
【図２１】第１の比較例における相対強度と法線方向に対する出射角の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１    面光源装置
３    導光板
５    冷陰極管
１３    プリズムシート
１５    シート入射面
１９    プリズム
２１，１０１    光偏向セル
２７    入射面
２９    出射面
３１    反射面
３９    セル入射面
４１    セル出射面
４３    セル反射面
４５    第１稜線部分
４７    第２稜線部分
４９    第３稜線部分
５１    端面
５９    中央断面
６７，６９    頂角
７１    サブセル
１０３    調整面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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