(57)【要約】【課題】  指向性の高い光が得られ、かつ面内分布が均一な光源装置を提供する【解決手段】  本発明の光源装置は、発光素子２と前記発光素子から射出された光を反射する凹面ミラー３と、入射した光の少なくとも一部の進行方向を変える方向変更素子４を備え、前記凹面ミラーは、軸に平行な平面で切断したときの断面形状が、焦点を有する曲線形状を少なくとも一部に有し、前記発光素子２の発光面と方向変更素子４のいずれか、もしくはそれらを結んだ線上に前記焦点が位置するように配置されるとともに、発光素子２からの光の少なくとも一部が方向変更素子４により進行方向を変更され、前記凹面ミラー３を介して出射されるように構成されている。【選択図】図１
2014135121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と前記発光素子から射出された光を反射する凹面ミラーと、入射した光の少なくとも一部の進行方向を変える方向変更素子を備え、前記凹面ミラーは、軸に平行な平面で切断したときの断面形状が、焦点を有する曲線形状を少なくとも一部に有し、前記発光素子の発光面と方向変更素子のいずれか、もしくはそれらを結んだ線上に前記焦点が位置するように配置されるとともに、発光素子からの光の少なくとも一部が方向変更素子により進行方向を変更され、前記凹面ミラーを介して出射される構成とされたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記方向変更素子が、入射した光の少なくとも一部を透過し、残りを反射するハーフミラーであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記曲線形状が放物面であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記発光素子と方向変更素子の間にミラーが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記凹面ミラーの曲線形状以外の面を囲うミラーを備えていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
前記凹面ミラーが対象軸に沿って切断された曲線形状を有しており、対象軸上にミラーが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
前記凹面ミラーが中心軸を通るあらゆる平面で切断しても曲面形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
前記方向変更素子が円錐形状を有していることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記発光素子の発光主面が凹面ミラー側に向いていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記発光素子の発光主面が凹面ミラー側に対して垂直な方向を向いていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記発光素子が白色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記発光素子が青色ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記発光素子が紫外線ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記ハーフミラーが透明基材と、透明基材上に金属膜で形成された反射部によって
形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記ハーフミラー上の反射部がドット形状をしていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記ハーフミラー上の反射部がストライプ形状をしていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項１７】
前記ハーフミラー上の反射部が波状の形状をしていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記光源装置と、前記光源装置から射出された光を端面から入射させ、内部で伝播させる間に主面から射出させる導光体と、を備えていることを特徴とする面光源装置。
【請求項１９】
前記導光体は、前記光の伝播方向において前記主面に対して所定の傾斜角をなす反射面を有することを特徴とする請求項１８に記載の面光源装置。
【請求項２０】
前記導光体が前記端面に近い側から前記端面から遠い側に向けて厚みが薄くなる楔形状を有していることを特徴とする請求項１８に記載の面光源装置。
【請求項２１】
前記導光体の端面に、前記光源が、前記主面に平行、かつ前記光の伝播方向に垂直な方向に複数並べて配置されていることを特徴とする請求項１８に記載の面光源装置。
【請求項２２】
前記導光体の主面から射出された光の進行方向を、前記主面の法線により近い方向に変更する方向変更用部材が備えられたことを特徴とする請求項１８に記載の面光源装置。
【請求項２３】
請求項１８に記載の面光源装置と、前記面光源装置から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２４】
前記表示素子が視野角拡大フィルムを有する液晶パネルであることを特徴とする請求項２３に記載の表示装置。
【請求項２５】
前記表示素子が蛍光励起方式の液晶パネルであることを特徴とする請求項２３に記載の表示装置。
【請求項２６】
凹面ミラーに発光主面が向いている前記発光素子と前記導光体に向いている発光素子の少なくとも二つを有する請求項１８に記載の面光源装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の面光源装置と、前記面光源装置から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の表示素子が、液晶配向が基板に対して平行で、平行方向に印加される電界によってスイッチングされる液晶パネルであることを特徴とする請求項２７に記載の表示装置。
【請求項２９】
前記発光素子の背面にレンズが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３０】
前記方向変更素子が、レンズであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３１】
前記レンズが、４次関数で近似できる曲面を有していることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源装置の一例として、発光ダイオード（Light Emitting Diode, 以下、ＬＥＤと略記する）等の光源と、ＬＥＤからの光を反射させるリフレクターとを有する反射型光源装置が知られている。リフレクターは軸を中心に放物面を回転させた形状を有している。また、ＬＥＤの発光点は、リフレクターの放物面の焦点に位置しており、ＬＥＤからの光はリフレクターで反射され、高い指向性を持って射出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８７０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された光源装置において、ＬＥＤの配光分布が一般的なランバート分布となっており、正面方向ほど光度が大きく、極角が大きくなるにつれて光度が小さくなる場合、リフレクターで反射された後の面内照度分布は中心に近いほど明るく、リフレクターの外周に近いほど暗い不均一な分布となる。この面内輝度分布が不均一な光源を例えば液晶表示装置の表示パネルの背面側に設けられる面光源（以下、バックライト）の入光用光源として用いる場合、発光面内の輝度ムラの発生する要因となり、液晶表示装置の画像が正しく表示できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の光源装置の面内照度不均一性に起因する課題を解決するためになされたものであって、指向性の高い光が得られ、かつ面内分布が均一な光源装置を提供することを目的とする。また、この種の光源装置を備えた表示装置および照明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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の光源装置は、発光素子と前記発光素子から射出された光を反射する凹面ミラーと、入射した光の少なくとも一部の進行方向を変える方向変更素子を備え、前記凹面ミラーは、軸に平行な平面で切断したときの断面形状が、焦点を有する曲線形状を少なくとも一部に有し、前記発光素子の発光面と方向変更素子のいずれか、もしくはそれらを結んだ線上に前記焦点が位置するように配置されるとともに、発光素子からの光の少なくとも一部が方向変更素子により進行方向を変更され、前記凹面ミラーを介して出射される構成とされたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の光源装置は、前記方向変更素子が、入射した光の少なくとも一部を透過し、残りを反射するハーフミラーであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光源装置は、前記曲線形状が放物面であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光源装置は、前記発光素子と方向変更素子にミラーが形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光源装置は、前記凹面ミラーの曲線形状以外の面を囲うミラーを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の光源装置は、前記凹面ミラーが対象軸に沿って切断された曲線形状を有しており、対象軸上にミラーが設置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の光源装置は、前記凹面ミラーが中心軸を通るあらゆる平面で切断しても曲面形状を有していることを特徴とする。
【００１３】
本発明の光源装置は、前記方向変更素子が円錐形状を有していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光源装置は、前記発光素子の発光主面が凹面ミラー側に向いていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の光源装置は、前記発光素子の発光主面が凹面ミラー側に対して垂直な方向を向いていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の光源装置は、前記発光素子が白色ＬＥＤであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の光源装置は、前記発光素子が青色ＬＥＤであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の光源装置は、前記発光素子が紫外線ＬＥＤであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の光源装置は、前記ハーフミラーが透明基材と、透明基材上に金属膜で形成された反射部によって形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の光源装置は、前記ハーフミラー上の反射部がドット形状をしていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の光源装置は、前記ハーフミラー上の反射部がストライプ形状をしていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の光源装置は、前記ハーフミラー上の反射部が波状の形状をしていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の面光源装置は、前記光源装置と、前記光源装置から射出された光を端面から入射させ、内部で伝播させる間に主面から射出させる導光体と、を備えていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の面光源装置は、前記導光体が、前記光の伝播方向において前記主面に対して所定の傾斜角をなす反射面を有することを特徴とする。
【００２５】
本発明の面光源装置は、前記導光体が前記端面に近い側から前記端面から遠い側に向けて厚みが薄くなる楔形状を有していることを特徴とする。
【００２６】
本発明の面光源装置は、前記導光体の端面に、前記光源が、前記主面に平行、かつ前記光の伝播方向に垂直な方向に複数並べて配置されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明の面光源装置は、前記導光体の主面から射出された光の進行方向を、前記主面の法線により近い方向に変更する方向変更用部材が備えられたことを特徴とする。
【００２８】
本発明の表示装置は、前記面光源装置と、前記面光源装置から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えたことを特徴とする。
【００２９】
本発明の表示装置は、前記表示素子が視野角拡大フィルムを有する液晶パネルであることを特徴とする。
【００３０】
本発明の表示装置は、前記表示素子が蛍光励起方式の液晶パネルであることを特徴とする。
【００３１】
本発明の面光源装置は、凹面ミラーに発光主面が向いている前記発光素子と前記導光体に向いている発光素子の少なくとも二つを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の表示装置は、前記面光源装置と、前記面光源装置から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【００３３】
本発明の表示装置は、前記表示素子が、液晶配向が基板に対して平行で、平行方向に印加される電界によってスイッチングされる液晶パネルであることを特徴とする。
【００３４】
本発明の光源装置は、前記発光素子の背面にレンズが設置されていることを特徴とする。
【００３５】
本発明の光源装置は、前記方向変更素子が、レンズであることを特徴とする。
【００３６】
本発明の光源装置は、前記レンズが、４次関数で近似できる曲面を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、指向性の高く、かつ面内の輝度均一性の高い射出光が得られる光源装置を提供することができる。また、この種の光源装置を備えた面光源装置、表示装置および照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態の光源装置を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図、（Ｂ）図３のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のハーフミラーの反射部の形状図である。
【図４】本発明の第２実施形態の光源装置を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の光源装置を示す斜視図である。
【図６】本発明の第４実施形態の光源装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第４実施形態の光源装置を示す断面図である。
【図８】（Ａ）ハーフミラーが無い場合の輝度-角度プロファイル図、（Ｂ）第４実施形態の輝度-角度プロファイル図、（Ｃ）ハーフミラーがない場合と第４実施形態の比較グラフである。
【図９】（Ａ）ハーフミラーが無い場合の輝度-空間プロファイル図、（Ｂ）第４実施形態の輝度-空間プロファイル図、（Ｃ）ハーフミラーがない場合と第４実施形態の比較グラフである。
【図１０】本発明の第５実施形態の光源装置を示す断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態の光源装置を示す斜視図である。
【図１２】（Ａ）図２（Ａ）に相当する第６実施形態の光源装置を示す斜視図、（Ｂ）図２（Ｂ）に相当する第６実施形態の光源装置を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第７実施形態の光源装置を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第７実施形態の光源装置を示す断面図である。
【図１５】本発明の第８実施形態の面光源装置を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第８実施形態の面光源装置を示す断面図である。
【図１７】本発明の第９実施形態の表示装置を示す断面図である。
【図１８】本発明の第１０実施形態の表示装置を示す断面図である。
【図１９】本発明の第１１実施形態の表示装置の光源部を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第１１実施形態の表示装置を示す断面図である。
【図２１】本発明の第１２実施形態の光源装置を示す断面図である。
【図２２】本発明の第１３実施形態の光源装置を示す断面図である。
【図２３】本発明の表示装置の一構成例である液晶表示装置の概略構成を示す正面図である。
【図２４】本発明の照明装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、例えば液晶表示装置のバックライトの入光用光源として好適な光源装置の一例を示す。図１は、本実施形態の光源装置を示す斜視図である。図２（Ａ）は、図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図２（Ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００４０】
本実施形態の光源装置１は、図１に示すように、光源部２と、凹面ミラー３と、ハーフミラー４と、から構成されている。凹面ミラー３は、光源部２から射出された光を反射面でほぼ平行光として主面から射出させる機能を有する。ハーフミラー４は、光源部２から射出された光の一部を透過して凹面ミラー３に入射させ、残りの光は反射させて進行方向を変更させた後に凹面ミラー３に入射させる機構を有する。光源部２はＬＥＤである。
【００４１】
凹面ミラー３は、シリンドリカルレンズ５（凹レンズ）と、ミラー６と、を備えている。シリンドリカルレンズ５は、例えばアクリル樹脂等の樹脂で構成されている。シリンドリカルレンズ５は、一方が凹面、他方が平坦面となったレンズ、いわゆる平凹レンズである。シリンドリカルレンズ５を図中のｘｙ平面で切断した断面形状を見ると、図２（Ａ）に示すように、凹面のうち、湾曲面５ｂは焦点Ｐを有する曲線形状を有している。本実施形態の場合、具体的には、湾曲面５ｂの断面形状は放物線状である。一方、シリンドリカルレンズ５をｘｚ平面で切断した断面形状を見ると、図２（Ｂ）に示すように、湾曲面５ｂは直線形状である。すなわち、シリンドリカルレンズ５の湾曲面５ｂは、ｘｙ平面内において湾曲し、ｘｙ平面内においては湾曲していない放物面である。
【００４２】
シリンドリカルレンズ５の湾曲面５ｂに沿ってミラー６が設けられている。ミラー６は、シリンドリカルレンズ５の湾曲面５ｂに直接形成されたアルミニウムや銀等の光反射率の高い金属膜で構成されている。このように、シリンドリカルレンズ５の湾曲面５ｂとミラー６とが密着しているため、ミラー６の形状は湾曲面５ｂの形状が反映された放物面となる。したがって、凹面ミラー３の焦点の位置はシリンドリカルレンズ５の焦点の位置と一致する。焦点を図２（Ａ）に点Ｐで示す。なお、シリンドリカルレンズ５の湾曲面５ｂにミラー６を直接形成する構成に代えて、シリンドリカルレンズとは別体に作製したミラー、たとえば樹脂に形成された誘電体ミラーを貼り合わせた構成としても良い。
【００４３】
ハーフミラー４はｘ軸と平行に、ｘｚ平面に対しては傾いて設置された２枚のハーフミラー４ａとハーフミラー４ｂから構成されている。本実施例では、それぞれｘｚ平面に対して４５°傾いているとする。それぞれのハーフミラーは透明基材７上に反射部８が形成されている構造を有している。本実施例では、透過率２０％、反射率８０％となるよう、反射部８は透明基材７の表面の８０％を被覆している。反射部８は透明基材７上にアルミニウムや銀等の光反射率の高い金属膜で形成されていても良いし、別の透明基材上に反射部８が形成されている別体を透明基材７に貼り合わせた構成としてもよい。また、反射部８の形状は図３（Ａ）のようにドット状でも良いし、図３（Ｂ）のようにストライプ状でも良いし、図３（Ｃ）のように波状でも良い。本実施例においては、ハーフミラー４ａと４ｂの接線４ｃと光源部２のｘ軸に平行な中心線２ｃを結んだ直線の中点に凹面ミラー３の焦点Ｐが位置するようにハーフミラー４と光源部２を設置する。
【００４４】
光源部２は前述のとおり一般的なＬＥＤからなり、ＬＥＤの配光分布は正面方向ほど光度が大きく、極角が大きくなるにつれて光度が小さくなるランバート分布となっている。発光主面２ａは凹面ミラー３側に向いており、ＬＥＤから射出された光の大半は凹面ミラー３もしくはハーフミラー４に照射される。より具体的には、ＬＥＤからの射出光のうち、極角が大きい光は直接凹面ミラー３に入射し、極角の小さい光はハーフミラー４で透過もしくは反射された後に凹面ミラー３に入射する。ハーフミラー４で反射された光は極角が大きくなり、凹面ミラー３の中心より遠い領域に照射される。
【００４５】
光源部２およびハーフミラー４はいずれも凹面ミラー３の焦点Ｐ近傍に位置しているため、光源部２から直接凹面ミラーに入射した光も、ハーフミラー４を透過もしくは反射した光も凹面ミラー３によって反射されｘｚ平面に対してほぼ平行な方向に指向性を持って射出される。
【００４６】
射出面の照度がほぼ均一になるためには光源部からの射出光束が高角側ほど大きく、正面方向は小さい方が望ましい。一般的なＬＥＤは逆に正面方向の射出光束が大きく、高角側が小さいため、そのまま凹面ミラー３に入射させると光源部に近い箇所ほど明るくなり、外側ほど暗くなる。これに対し、ハーフミラー４で正面方向に射出された光束の一部を高角側に反射させることで、高い指向性を持たせたまま、面内で射出光を均一に射出することが可能になる。
[第２実施形態]
【００４７】
以下、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。本実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光源部２とハーフミラー４の間にミラー９を追加している点のみが第１実施形態と異なるのみである。図４は、本実施形態の面光源装置をｘｙ平面で切断した断面図であり、第１実施形態の図２（Ａ）に相当する図である。図４において図２（Ａ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
本実施例においては、ハーフミラー４ａと４ｂの接線４ｃと光源部２のｘ軸に平行な中心線２ｃを結んだ直線上にミラー９を設置する。ミラー９を設置することで、光源部のうち中心線２ｃよりも負の方向の領域２ｌから射出されてハーフミラー４ｂに入射する光、および光源部のうち中心線２ｃよりも正の方向の領域２ｒから射出されてハーフミラー４ａに入射する光がなくなるため、より高い指向性を得ることができるようになる。
[第３実施形態]
【００４９】
以下、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。本実施形態の光源装置の基本構成は第２実施形態と同様であり、凹面ミラー３の周囲にミラー１０を追加している点のみが第２実施形態と異なる。図５は、本実施形態の光源装置の斜視図であり、第１実施形態の図１に相当する図である。図５において図１および図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
本実施例においては、ミラー１０を凹面ミラーの射出面以外の周囲４辺に設置する。ミラー１０を設置することで、光源部２から射出されて直接凹面ミラー３に当たらなかった光を反射して凹面ミラー３に当て、光源部２から射出された全光束に対する凹面ミラーからの取出効率を向上させることが可能になる。凹面ミラー３とミラー１０は一体に成形されていてもよい。
[第４実施形態]
【００５１】
以下、本発明の第４実施形態について、図６および７を用いて説明する。本実施形態の光源装置の基本構成は第３実施形態と同様であり、凹面ミラー３の形状が第３実施形態の形状に対してミラー９を通る平面で切断された形状に変更され、切断面にミラー１１が設置されている点が異なる。図６は、本実施形態の光源装置の斜視図であり、第１実施形態の図１に相当する図である。また、図７は第１実施形態の図２（Ａ）に相当する図である。図４において図２（Ａ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５２】
本実施形態では、凹面ミラーの形状が第３実施形態の形状に対してミラー９を通る平面で切断された形状の凹面ミラー３´に変更されている。また、切断面にミラー１１が新たに設置されている。凹面ミラーは半分になるが、光源部２から射出された光線はミラー１１によって折り返されて凹面ミラー３´に当たるため、第３実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００５３】
本発明者らは、本実施形態の光源装置を前提として、凹面ミラーから射出される光の輝度−角度プロファイルおよび輝度−空間プロファイルに関する光学シミュレーションを行った。凹面ミラー３の曲率半径を２．０ｍｍ、凹面ミラーのｙ方向の幅を４．０ｍｍ、光源部２のｙ方向の幅を０．２ｍｍ、ハーフミラー４の長さを０．２８３ｍｍ、ハーフミラー４とｘｙ平面のなす角を４５°、光源部２と焦点Ｐの距離およびハーフミラー４とミラー９の接点と焦点Ｐとの距離をそれぞれ０．１ｍｍとしてモンテカルロ法による光線追跡シミュレーションを行った。図８（Ａ）はハーフミラー９が無く、焦点位置に光源部２がある場合の輝度−角度プロファイル、図８（Ｂ）は本実施形態の輝度−角度プロファイル、図９（Ａ）はハーフミラー９が無く、焦点位置に光源部２がある場合の輝度−空間プロファイル、図８（Ｂ）は本実施形態の輝度−空間プロファイルである。図８（Ａ）および（Ｂ）の比較より、ハーフミラー９の有無で光線の存在する角度範囲がほとんど変わっていないにもかかわらず、図９（Ａ）および（Ｂ）の比較より、空間的な輝度の均一性が大きく向上していることがわかり、本発明の有効性が実証されている。
[第５実施形態]
【００５４】
以下、本発明の第５実施形態について、図１０を用いて説明する。本実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光源部２がｘｚ平面と垂直な方向に射出面を持つ背中合わせの一組みのＬＥＤ２ａおよびＬＥＤ２ｂから構成されており、それぞれにハーフミラー４ａおよび４ｂがｘｙ平面とある角度を持って設置されている点が異なる。図１０は、第１実施形態の図２（Ａ）に相当する図である。図１０において図２（Ａ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
本実施形態において、光源部２はｘｚ平面と垂直な方向に射出面を持つ背中合わせの一組みのＬＥＤ２ａおよびＬＥＤ２ｂから構成されており、それぞれにハーフミラー４ａおよび４ｂがｘｙ平面とある角度を持って設置されている。第１実施例と異なり、ＬＥＤ２ａおよびＬＥＤ２ｂの射出光束が大きい発光面の正面方向が高角側を向いているため、ハーフミラー４ａおよびハーフミラー４ｂの透過部の割合を高くすることで第１実施例と同様の効果を得ることができる。
[第６実施形態]
【００５６】
以下、本発明の第６実施形態について、図１１および１２を用いて説明する。本実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、凹面ミラー３が中心軸を通りｘｙ平面と直交するいかなる平面で切断しても曲面形状、例えば放物面形状を有する形状となっており、同時にハーフミラー４も円錐形状になっている点が異なる。図１１は、本実施形態の光源装置の斜視図であり、第１実施形態の図１に相当する図である。また、図１２（Ａ）は第１実施形態の図２（Ａ）、図１２（Ｂ）は第１実施形態の図２（Ｂ）に相当する図であり、共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
本実施形態において、凹面ミラー３は中心軸を通りｘｙ平面と直交するいかなる平面で切断しても曲面形状、例えば放物面形状を有する形状となっている。また、ハーフミラー４は円錐形状となっている。第１実施形態がｘｚ平面に対してほぼ平行な方向に指向性を持ち、それと垂直な方向には拡散されて光が射出されるのに対し、本実施形態ではｙｚ平面にほぼ垂直な方向に射出され、全ての方位角において高い指向性を持った光を射出することが可能である。
[第７実施形態]
【００５８】
以下、本発明の第７実施形態について、図１３および１４を用いて説明する。本実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光源部２の出射面がｘｙ平面と平行な方向を向いており、光源部２の出射面と接する位置にテレセントリックレンズ１２が形成されており、テレセントリックレンズ１２の出射面が凹面ミラー３の焦点Ｐに位置し、かつハーフミラー４が形成されている点が異なっている。図１３は、本実施形態の光源装置の斜視図であり、第１実施形態の図１に相当する図である。また、図１４は第１実施形態の図２（Ａ）に相当する図であり、共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
本実施形態において、光源部２の射出部はｘｙ平面と平行な面を向いており、射出された光はテレセントリックレンズ１２に入射し、ｘｙ平面と垂直な方向に射出される。テレセントリックレンズ１２から射出された光はハーフミラー４によって反射、もしくは透過した後、凹面ミラーによってｘｚ平面と平行な方向に指向性を持って射出される。第１実施形態に比べて射出面を覆っている光源部２の面積が小さいため光源部２の影ができにくく、また、光源部２の下面に放熱機構を設けやすく、冷却しやすいという特徴がある。
【００６０】
テレセントリックレンズ１２の入射部および射出部以外の面はアルミニウムや銀等の反射率の高い金属膜で覆われた反射部となっていてもよい。また、ハーフミラー４とテレセントリックレンズ１２が一体で形成されていてもよい。
[第８実施形態]
【００６１】
以下、本発明の第８実施形態について、図１５〜図１６を用いて説明する。本実施形態では、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いて好適な面光源装置の一例を示す。図１５は、本実施形態の面光源装置を示す斜視図である。図１６は、図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【００６２】
本実施形態の面光源装置１３は、図１５および図１６に示すように、光源装置１と、導光体１４と、プリズムシート１５（方向変更用部材）と、から構成されている。導光体１４は、光源装置１から射出された光を端面から入射させ、内部で伝播させる間に主面から射出させる機能を有する。プリズムシート１５は、導光体１４の主面から射出された光の進行方向を、主面の法線により近い方向に変更する機能を有する。光源装置１は、第１実施形態と同じ構成の光源装置である。
【００６３】
導光体１４は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる板体である。導光体１４は、光源装置１が設けられた端面１４ａに近い側から遠い側に向けて厚みが徐々に薄くなる楔形の形状を有している。すなわち、図１６に示すように、後述する第１主面１４ｂに垂直な面（ｘｚ平面）で切断したときの導光体１４の断面形状は直角三角形である。導光板１４の端面１４ａは、光源装置１から射出された光を入射させる光入射端面である。導光体１４の第１主面１４ｂ（図２における上側の面）は、内部に入射した光を射出させる光射出面である。
【００６４】
なお、本実施形態において、導光体１４の第１主面１４ｂの面内における光の伝播方向をｘ軸方向、光の伝播方向と直交する方向をｙ軸方向、第１主面と直交する方向（導光体１４の厚み方向）をｚ軸方向、と定義する。したがって、本明細書における「光の伝播方向」とは、図１５に示す導光体１４のｘｚ断面内で光（１点鎖線の矢印Ｌで示す）が反射しつつ伝播する方向を意味するのではなく、導光体１４の第１主面１４ｂの法線方向から見て光が伝播する方向（実線の矢印Ｘで示す）を意味する。
【００６５】
導光体１４の第１主面１４ｂに対向する第２主面１４ｃ（図１６における下側の面）は、光の伝播方向において第１主面１４ｂに対して一定の傾斜角をもって傾斜している。第１主面１４ｂに対する第２主面１４ｃの傾斜角θ１（第１主面１４ｂと第２主面１４ｃとのなす角度、導光体１４の先端角と呼ぶ場合もある）は、例えば２°程度に設定される。第２主面１４ｃには、例えばアルミニウム等の光反射率の高い金属膜からなる反射ミラー１７が設けられている。反射ミラー１７が設けられたことで、第２主面１４ｃは、その全体が導光体１４の内部を伝播する光を反射させる反射面として機能する。なお、反射ミラー１７は、導光体１４の第２主面１４ｃに直接形成された金属膜で構成しても良いし、導光体１４とは別体に作製した反射板を貼り合わせた構成としても良い。
【００６６】
図１５および図１６に示すように、プリズムシート１５が、導光体１４の光射出面１４ｂに対向する位置（図１６における導光体１４の上方）に設けられている。プリズムシート１５は、光の伝播方向Ｘと直交する方向に延在する複数のプリズム構造体１６が一面に設けられたものである。プリズムシート１５は、複数のプリズム構造体１６が設けられた面が導光体１４の光射出面１４ｂに対向するように配置されている。ｘｚ平面で切断した断面における一つのプリズム構造体１６の断面形状は三角形状である。プリズム構造体１６は、導光体１４の光射出面１４ｂに対して直交する第１面１６ａと、第１面１６ａに対して所定の先端角θ２をなす第２面１６ｂと、を有している。
【００６７】
以下、上記構成の面光源装置１３の作用について説明する。光源部２から発せられた光Ｌは、一部は直接凹面ミラー３に入射し、一部はハーフミラー４を透過もしくは反射された後に凹面ミラー３に入射し、いずれもｘｚ平面に平行な方向に指向性を持って射出される。一方で、ｘｙ平面に平行な方向には指向性を持たない状態となっている。次に、光入射端面１４ａから導光体１４に入射された光Ｌは、図１６に示すように、第１主面１４ｂ（光射出面）と第２主面１４ｃ（反射面）との間で反射を繰り返しつつ、導光体１４の内部を光の伝播方向Ｘ（図１６の右側）に向けて進行する。仮に第１主面と第２主面とが平行であったとすると、光が反射を繰り返しても、第１主面および第２主面への光の入射角は変化しない。ところが、本実施形態の場合、導光体１４は光入射端面１４ａ側から離れるにつれて厚みが徐々に薄くなる楔形であり、第１主面１４ｂに対して第２主面１４ｃが所定の傾斜角を有している。そのため、光Ｌは、第１主面１４ｂおよび第２主面１４ｃで反射する毎に第１主面１４ｂおよび第２主面１４ｃへの入射角が小さくなる。
【００６８】
ここで、例えば導光体１４を構成するアクリル樹脂の屈折率が１．５、空気の屈折率を１．０とすると、導光体１４の第１主面１４ｂ（光射出面）における臨界角、すなわち導光体１４を構成するアクリル樹脂と空気との界面における臨界角は、スネルの法則から４２°程度となる。導光体１４に入射した直後の光が第１主面１４ｂに入射した際、第１主面１４ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも大きい間は全反射条件を満たすため、光Ｌは第１主面１４ｂで全反射する。その後、光Ｌが第１主面１４ｂと第２主面１４ｃとの間で反射を繰り返し、第１主面１４ｂへの光Ｌの入射角が臨界角である４２°よりも小さくなった時点で全反射条件を満たさなくなり、光Ｌは外部空間に射出される。
【００６９】
すなわち、光Ｌは、第１主面１４ｂへの入射角が臨界角よりも大きい間は導光体１４の内部に閉じ込められ、第１主面１４ｂへの入射角が臨界角よりも小さくなった時点で第１主面１４ｂから順次射出される。光Ｌは第１主面３ｂから射出される際に屈折するので、第１主面１４ｂへの入射角が４２°程度の光は、射出角が７０°程度の光となって射出される。このように、光の伝播方向Ｘに平行、かつ導光体１４の光射出面１４ｂに垂直な平面（ｘｚ平面）内で見たとき、光Ｌは導光体１４に入射した時点では指向性を持たないが、導光体１４から射出する時点では高い指向性を有することになる。
【００７０】
導光体１４から射出するときの光Ｌの射出角は７０°程度であり、光Ｌはかなり水平に近い方向に射出される。したがって、プリズムシート１５を用いて、導光体１４から射出された光Ｌを導光体１４の第１主面１４ｂの法線方向に近い方向に立ち上げる必要がある。具体的には、先端角θ２が３８．５°程度のプリズム構造体１６を有するプリズムシート１５を用い、光Ｌを、プリズム構造体１６の第１面１６ａから入射させ、第２面１６ｂで反射させることで、導光体１４の第１主面１４ｂに対して略法線方向に立ち上げることができる。本実施形態の面光源装置１３においては、光源部２から発せられた光を一部ハーフミラー４で透過もしくは反射させた後に凹面ミラー３で反射させることで、導光体１４の光射出面１４ｂに平行な平面（ｘｙ平面）内で高い指向性を持たせた後、導光体１４を透過させることで、光の伝播方向Ｘに平行、かつ導光体１４の光射出面１４ｂに垂直な平面（ｘｚ平面）内でも高い指向性を持たせることができる。さらに、高い指向性を持つ光を、プリズムシート１５を透過させることで、導光体１４の第１主面１４ｂの法線方向に取り出すことができる。その結果、全ての方位角において高い指向性を持つ光を得ることができる。
［第９実施形態］
【００７１】
以下、本発明の第９実施形態について、図１７を用いて説明する。第９〜第１１実施形態では、上記実施形態の面光源装置を備えた表示装置の一例を示す。本実施形態は、第８実施形態の面光源装置をバックライトとして備えた液晶表示装置の一例である。
【００７２】
本実施形態の液晶表示装置２６は、図１７に示すように、バックライト１８（面光源装置）と、第１偏光板１９と、液晶パネル２０と、第２偏光板２１と、視野角拡大フィルム２２と、から構成されている。なお、図１７では、液晶パネル２０を模式的に１枚の板状に図示している。観察者は、視野角拡大フィルム２２が配置された図１７における液晶表示装置１７の上側から表示を見ることになる。よって、以下の説明では、視野角拡大フィルム２２が配置された側を視認側と称し、バックライト１８が配置された側を背面側と称する。本実施形態の液晶表示装置２６においては、バックライト１８から射出された光を
液晶パネル２０で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。また、液晶パネル２０から射出された光が視野角拡大フィルム２２を透過すると、射出光の角度分布が視野角拡大フィルム２２に入射する前よりも広がった状態となって光が視野角拡大フィルム２２から射出される。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。
【００７３】
液晶パネル２０としては、例えばアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを用いることができる。ただし、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限らず、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネル、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。液晶パネル２０には周知の一般的な液晶パネルを用いることができるため、詳細な構成の説明は省略する。
【００７４】
液晶表示装置１７の視認側には、視野角拡大フィルム２２が配置されている。視野角拡大フィルム２２は、基材２３と、基材２３の一面（視認側と反対側の面）に形成された複数の光拡散部２４と、基材２３の一面に形成された黒色層２５（光吸収層）と、から構成されている。視野角拡大フィルム２２は、光拡散部２４が設けられた側を第２偏光板２１に向け、基材２３の側を視認側に向けた姿勢で第２偏光板２１上に配置されている。
【００７５】
基材２３には、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム等の透明樹脂製の基材が好ましく用いられる。光拡散部２４は、例えばアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。光拡散部２４は、水平断面（ｘｙ断面）の形状が円形であり、光射出端面となる基材２３側の面の面積が小さく、光入射端面となる基材２３と反対側の面の面積が大きく、基材２３側から基材２３と反対側に向けて水平断面の面積が徐々に大きくなっている。すなわち、光拡散部２４は、基材２３側から見たとき、いわゆる逆テーパ状の円錐台状の形状を有している。光拡散部２４は、視野角拡大フィルム２２において光の透過に寄与する部分である。すなわち、光拡散部２４に入射した光は、光拡散部２４のテーパ状の側面で全反射しつつ、光拡散部２４の内部に略閉じこめられた状態で導光し、全方位に拡散した状態で射出される。
【００７６】
黒色層２５は、図４（Ａ）に示すように、基材２３の光拡散部２４が形成された側の面のうち、複数の光拡散部２４の形成領域以外の領域に形成されている。黒色層２５は、一例として、ブラックレジスト等の光吸収性および感光性を有する有機材料で構成されている。
【００７７】
例えば画面の正面方向、すなわち液晶パネルを垂直に透過する光を基準として、液晶表示装置の画質の調整を行った場合、指向性を持たない従来のバックライトを用いた液晶表示装置では、画面を正面方向から見たときと斜め方向から見たときとで色ずれが生じてしまう。これに対して、本実施形態の液晶表示装置１７では、正面方向に高い指向性を有する第１実施形態の面光源装置からなるバックライト１８を用いているため、液晶パネル２０において色変化が少ない角度範囲のみを透過する。その後、視野角拡大フィルム２２で光が全ての方位に拡散するため、観察者はどの方向から見ても色ずれの少ない高画質の映像を見ることができる。
［第１０実施形態］
【００７８】
以下、本発明の第１０実施形態について、図１８を用いて説明する。本実施形態は、第８実施形態の面光源装置をバックライトとして備えた蛍光励起型の液晶表示装置の一例である。
【００７９】
本実施形態の液晶表示装置２６は、図１８に示すように、バックライト１８（面光源装置）と、液晶素子２７、発光素子２８と、を備えている。本実施形態の液晶表示装置２６は、赤色光による表示を行う赤色用サブピクセル２９Ｒ、緑色光による表示を行う緑色用サブピクセル２９Ｇ、青色光による表示を行う青色用サブピクセル２９Ｂが隣接して配置されており、これら３つのサブピクセル２９Ｒ，２９Ｇ，２９Ｂにより表示を構成する最小単位である１つのピクセルが構成されている。
【００８０】
バックライト１８は、発光素子２８の蛍光体層３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを励起させる励起光Ｌ１を射出するものであり、本実施形態では励起光Ｌ１として紫外光や青色光を射出する。液晶素子２７は、バックライト１８から射出された励起光Ｌ１の透過率を上記のサブピクセル２９Ｒ，２９Ｇ，２９Ｂ毎に変調するものである。発光素子２８には、液晶素子２７により変調された励起光Ｌ１が入射され、蛍光体層３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが励起されて発光した光が外部に射出される。したがって、本実施形態では、図１８に示す液晶表示装置２６の上方側が、観察者が表示を見る視認側となる。
【００８１】
液晶素子２７は、第１透明基板３１と第２透明基板３２との間に液晶層３３が挟持された構成となっている。本実施形態の場合、観察者から見て前面側に位置する第２透明基板３２は、発光素子の基板を兼ねている。第１透明基板３１の内面（液晶層３３側の面）には、サブピクセル毎に第１透明電極３４が形成され、第１透明電極３４を覆うように配向膜（図示略）が形成されている。第１透明基板３１の外面（液晶層３３側と反対側の面）には第１偏光板３６が設けられている。第１透明基板３１には、例えばガラス、石英、プラスチック等からなる励起光を透過し得る基板を用いることができる。第１透明電極３４には、例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性材料が用いられる。第１偏光板３６には、従来一般の外付けの偏光板を用いることができる。
【００８２】
一方、第２透明基板３２の内面（液晶層３３側の面）には、蛍光体層３０、第１光吸収層３７が基板側からこの順に積層されている。蛍光体層３０を構成する蛍光体材料は、サブピクセル毎に発光波長帯域が異なっている。バックライト１８からの励起光が紫外光である場合、赤色用サブピクセル２９Ｒには紫外光を吸収して赤色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層３０Ｒが設けられる。同様に、緑色用サブピクセル２９Ｇには紫外光を吸収して緑色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層３０Ｇが設けられる。青色用サブピクセル２９Ｂには紫外光を吸収して青色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層３０Ｂが設けられる。
【００８３】
もしくは、バックライト１８からの励起光が青色光である場合には、赤色用サブピクセル２９Ｒ、緑色用サブピクセル２９Ｇには青色光を吸収して赤色光、緑色光をそれぞれ発光する蛍光体材料からなる蛍光体層３０Ｒ，３０Ｇが設けられ、青色用サブピクセル２９Ｂには、蛍光体層に代えて、励起光である青色光を波長変換することなく拡散させて外部に射出させる光拡散層が設けられる。さらに、第２透明基板３２の内面には、光吸収層６４を覆うように第２偏光板６５が形成され、第２偏光板６５の表面に第２透明電極６６、配向膜（図示略）が積層されている。第２偏光板６５は、液晶素子２７の製造過程で塗布技術等を用いて作り込まれる偏光板であり、いわゆるイン・セル偏光板である。第２透明電極６６には、第１透明電極３４と同様、ＩＴＯ等の透明導電性材料が用いられる。
【００８４】
第２透明基板３２の外面側には第２光吸収層３８が形成されている。第２透明基板３２の内面に設けられた第１光吸収層３７は、バックライト１８からの励起光Ｌ１の漏れによるコントラスト低下を抑制するためのものである。第２透明基板３２の外面に設けられた第２光吸収層３８は、外光によるコントラスト低下を抑制するためのものである。
【００８５】
第９実施形態で述べた通り、通常の液晶表示装置は、斜め方向から見たときに色ずれが生じる。これに対して、本実施形態の蛍光励起型の液晶表示装置２６は、高い指向性を有する紫外光もしくは青色光の面光源装置をバックライト１８として用い、紫外光もしくは青色光を蛍光体層３０で色変換するものである。このとき、各色の光が蛍光体層３０から等方的に射出されるため、観察者はどの方向から見ても色ずれの少ない高画質の映像を見ることができる。
［第１１実施形態］
【００８６】
以下、本発明の第１１実施形態について、図１９および２０を用いて説明する。本実施形態は、第８実施形態の面光源装置の変形例をバックライトとして備えた液晶表示装置の一例である。図1および図１７と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８７】
第８実施形態においては、光源部２は全て発光主面２ａを凹面ミラー３に向けて設置していたが、本実施形態においては図１９のように光源部２と背中合わせに光源部３９を設置する。光源部３９の発光主面３９ａは導光体１４に向いており、光源部３９から射出された光は凹面ミラー３に当たることなく直接導光体１４内に入射する。よって、光源部２から射出された光が第８実施例で述べたように全方位に指向性を持って導光体１４から射出されるのに対し、光源部３９から射出された光はｙｚ平面に平行な方向にのみ指向性を持ち、ｘｚ平面と平行な方向には拡散して導光体１４から射出される。この特性を利用し、光源部２と光源部３９を切り替えることで射出光の指向性を切り替えることが可能になる。図２０のように液晶パネル４０と組み合わせることで、秘密性の高い情報を液晶パネル４０に表示させる場合は光源部２のみを点灯させて周囲からの覗き見を防止し、複数人で映像を見る場合には光源部３９も合わせて点灯し、多視点に向けて光を発するという使い分けが可能になる。
【００８８】
液晶パネル４０としては、例えばアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを用いることができる。ただし、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限らず、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネル、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。液晶パネル４０には周知の一般的な液晶パネルを用いることができるため、詳細な構成の説明は省略する。ただし、特に液晶パネル４０がＩＰＳ方式もしくはＦＦＳ方式など、初期の液晶配向が基板に対して平行で、平行方向に印加される電界によってスイッチングされる液晶パネルであった場合、複数人で見る場合も色ずれの少ない画像を観ることができるため、非常に有効である。
【００８９】
また、本実施例では光源部３９を光源部２と背中合わせに設置したが、発光主面３９ａが導光体１４に向いていればよく、例えば並んでいる凹面ミラー３の境界部近傍でもかまわない。
[第１２実施形態]
【００９０】
以下、本発明の第１２実施形態について、図２１を用いて説明する。本実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光源部２の背面にレンズ４３が設置されている点が異なる。図２１は、第１実施形態の図２（Ａ）に相当する図である。図２１において図２（Ａ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９１】
本実施形態において、光源部２の背面にレンズ４３が設置されており、レンズ４３は凹面ミラー３から射出された光の広がりをより平行光に近付けるように曲率が調整されている。レンズ４３を設置することで、より高い指向性を有した射出光を得ることができる。
[第１３実施形態]
【００９２】
以下、本発明の第１３実施形態について、図２２を用いて説明する。本実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、ハーフミラー４の代わりにレンズ４４が設置されている点が異なる。図２２は、第１実施形態の図２（Ａ）に相当する図である。図２２において図２（Ａ）と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９３】
本実施例においては、光源部２の前面にレンズ４４が設置されている。レンズ４４は４次関数で近似できる曲面を有し、光源部２の正面方向に射出された光の進行方向を高角側へ変更する。これにより、高い指向性を持たせたまま、面内で射出光を均一に射出することが可能になる。
［表示装置の構成例］
【００９４】
以下、表示装置の一構成例について、図２３を用いて説明する。図２３は、表示装置の一構成例である液晶表示装置の概略構成を示す正面図である。
【００９５】
本構成例の液晶テレビジョン４１は、図２３に示すように、表示画面として上記第９、第１０もしくは第１１実施形態の液晶表示装置を備えている。観察者側（図２３の手前側）には液晶パネルが配置され、観察者と反対側（図２３の奥側）にはバックライト（面光源装置）が配置されている。本構成例の液晶テレビジョン４１は、上記実施形態の液晶表示装置を備えたことで、高い画質の液晶テレビジョンとなる。
［照明装置の構成例］
【００９６】
以下、照明装置の一構成例について、図２４を用いて説明する。図２４は、照明装置の概略構成を示す図である。照明装置の基本構成は第８実施形態の面光源装置と略同様であるため、図２４において第８実施形態の図２と共通な構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９７】
本構成例の照明装置４２は、図１６に示した第８実施形態の面光源装置から
プリズムシートを除いたものである。照明装置７６はプリズムシートを備えていないため照明装置４２から発する光は、導光体１４の第１主面１４ｂ（光射出面）の法線方向に立ち上がることなく、第１主面１４ｂに対して大きな射出角で射出される。したがって、図２４に示すように、導光体１４を下方に向けた姿勢で照明装置７６を設置すると、照明装置４２の斜め下方に向けて光Ｌを照射することができる。
【００９８】
本構成例の照明装置４２を例えばホールの天井付近に設置すれば、照明装置４２から下方に向けて指向性の高い光が照射されるので、スポットライトとして用いることができる。
【００９９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記第１〜第８実施形態においては、凹面ミラーの形状は放物面であると述べた。これに対し、上記の実施形態で用いることが可能な凹面ミラーの形状は、必ずしも放物面に限ることなく、放物面を含む概念として円錐曲面であれば良い。円錐曲面の頂点を通る断面の形状を示す曲線は二次曲線と呼ばれる。二次曲線は、円錐を任意の平面で切り取った断面から得られる曲線である。凹面ミラーの径方向の座標をρ、凹面ミラーの中心軸方向の座標をｚ、コーニック係数をｋとすると、二次曲線を下記の（１）式、（２）式で表すことができる。
【数１】
2014135121.tif 000003
【数２】
2014135121.tif 000004
【０１００】
式、（２）式におけるコーニック係数ｋの値によって二次曲線の形状は変化する。二次曲線は、例えばｋ＝０のときに円となり、ｋ＝−０．２５のときに楕円曲線となり、ｋ＝−１のときに放物線となり、ｋ＝−２のときに双曲線となる。上記の実施形態では、これらの二次曲線をｘｙ平面における断面形状とする凹面ミラーを用いることができる。なお、第１実施形態でも述べたように、ＬＥＤからの光が到達する領域が少なくとも円錐曲面であれば良いので、ＬＥＤからの光が到達しない領域は例えば平坦な面であっても良い。
【０１０１】
また、上記実施形態では、光源部が複数の光源で構成されている例を挙げたが、例えば光の伝播方向と直交する方向の寸法が短い、棒状の導光体を用いる場合であれば、光源部が１つの光源のみで構成されていても良い。その他、上記実施形態で例示した面光源装置の各構成要素の形状、数、配置、材質等に関しては、適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、液晶表示装置、ＭＥＭＳなどのシャッター機能を有する各種表示装置、もしくはこれらの表示装置に用いられる面光源装置、もしくは各種照明装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  光源装置
２  光源部
３  凹面ミラー
４  ハーフミラー
５  シリンドリカルレンズ
６  ミラー
７  透明基材
８  反射部
９  ミラー
１０  ミラー
１１  ミラー
１２  テレセントリックレンズ
１３  面光源装置
１４  導光体
１５  プリズムシート
１６  プリズム構造体
１７  反射ミラー
１８  バックライト
１９  第１偏光板
２０  液晶パネル
２１  第２偏光板
２２  視野角拡大フィルム
２３  基材
２４  光拡散部
２５  黒色層
２６  液晶表示装置
２７  液晶素子
２８  発光素子
２９  サブピクセル
３０  蛍光体
３１  第１透明基材
３２  第２透明基材
３３  液晶層
３４  第１透明電極
３５  第２透明電極
３６  第１偏光板
３７  第１光吸収層
３８  第２光吸収層
３９  光源部
４０  液晶パネル
４１  液晶テレビジョン
４２  照明装置
４３  レンズ
４４  レンズ
【図１】
2014135121.tif 000005
【図２】
2014135121.tif 000006
【図３】
2014135121.tif 000007
【図４】
2014135121.tif 000008
【図５】
2014135121.tif 000009
【図６】
2014135121.tif 000010
【図７】
2014135121.tif 000011
【図８】
2014135121.tif 000012
【図９】
2014135121.tif 000013
【図１０】
2014135121.tif 000014
【図１１】
2014135121.tif 000015
【図１２】
2014135121.tif 000016
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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