(57)【要約】      （修正有）【課題】光吸収によらず射出方向を制御することで光利用効率が高い照明装置並びに該照明装置を用いた表示装置を提供する。【解決手段】Ｘ方向と直交する断面形状が略三角形状となるように反射面と傾斜面とで形成され、反射面が為す角が１°以上１０°以下の範囲内で設定された光偏向要素の設けられた導光体７と、頂角が５０°以上７０°以下の範囲で設定されてなるプリズムレンズを備える第１のレンズシート８とを有し、射出光ピークが法線方向に対して３°以上１０°以下の範囲で傾くようにする。【選択図】図１
2015210844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視略矩形とされ第１主面および前記第１主面と対向して射出面となる第２主面を有する透光性の導光体と、
前記導光体の入射面に臨むよう配置された光源と、
前記導光体の前記第２主面側に配置される第１のレンズシートと、
拡散性シートと、
を備えた照明装置であって、
前記導光体は、前記第１主面と前記第２主面とを接続する側端面のうちＸ方向に延在する面が前記入射面とされ、
前記導光体の前記第１主面には、前記入射面から入射し前記導光体内を導光する光を前記第２主面側へと偏向する凹状または凸状の光偏向要素が形成され、
前記導光体の前記光偏向要素は、前記Ｘ方向と直交する断面形状が略三角形状となるように反射面と傾斜面とで形成され、前記光源から入射した光を直接反射可能な反射面が前記第１主面と為す角が１°以上１０°以下の範囲内で設定され、
前記導光体の第２主面には、前記導光体の前記入射面の法線方向となるＹ方向に延在するレンズアレイが設けられ、
前記第１のレンズシートは、前記導光体の第２主面と対向する面に、前記導光体の前記入射面と略平行方向に延在し、延在する方向と直交する方向における該レンズシートからの射出光ピークが、該レンズシート射出面の法線方向に対して３°以上１０°以下の範囲で傾くように、頂角が５０°以上７０°以下の範囲で設定されてなるプリズムレンズを備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記導光体の第１主面に形成される凹状または凸状の前記光偏向要素は、前記入射面の法線方向断面における略三角形状における前記傾斜面が前記第１主面と為す角が４０°以上７０°以下の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記導光体の第１主面に形成される前記光偏向要素が、前記入射面と平行方向に延在する略三角形状プリズムレンズであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光体の第１主面に形成される光偏向要素が、各々独立して点在するドット形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記導光体の第１主面に形成される前記光偏向要素は各々が独立して配置される凹状、または凸状のドット形状であり、
前記光偏向要素が単位面積当たりに存在する個数を表す光偏向要素密度Ｄは、前記Ｙ方向において前記入射面からの距離が増大するにつれて一度減少した後、増大し、
前記入射面と該入射面と対向する面までの距離をＬとしたとき、前記光偏向要素密度Ｄが最小となる位置は、前記入射面からＬ／１０以上４×Ｌ／１０以下の範囲に設定されてなることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光偏向要素の配置パターンは前記Ｙ方向に複数の領域に分けられており、
同一の前記領域内においては、前記Ｘ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは略一定であり、
前記Ｙ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは、前記入射面から前記光偏向要素密度Ｄが最小となる位置までは前記入射面から離れるほど大きくなるよう、該光偏向要素密度Ｄが最小となる位置から前記入射面と対向する面までは前記入射面から放れるほど小さくなるよう変化し、
前記複数の領域間においては、前記Ｘ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは不連続に変化すると共に前記入射面から離れる前記領域ほど、前記光偏向要素密度Ｄが最小となる位置までの該領域間においては大きく、該光偏向要素密度Ｄが最小となる位置から前記入射面と対向する面までの該領域間においては小さくなり、
前記Ｙ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは前記領域間で不連続に変化することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記導光体の第２主面に形成されるレンズアレイが、アスペクト比２％以上６０％以下のレンチキュラーレンズアレイ、プリズムレンズアレイ、またはラウンドプリズムアレイであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
前記導光体の前記第１主面と対向する位置には反射シートを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の照明装置。
【請求項９】
前記反射シートは、鏡面性反射シートであることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１のレンズシートと前記拡散性シートとの間に、更に第２のレンズシートを備え、
前記第２のレンズシートの前記第１のレンズシートと対向する面には、前記導光体の前記入射面の略法線方向へと延在するラウンドプリズム、またはレンチキュラーレンズが形成されてなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載される照明装置と、
画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、
を具備することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に照明光路制御に使用される照明装置並びに表示装置に関し、特に、車載用表示装置において車のフロントガラスへの映像映り込みを低減する照明装置、その照明装置を備えた車載用表示装置に用いて好適な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載用表示装置としては一般的に液晶ディスプレイが用いられる。液晶ディスプレイは非自発光ディスプレイのため、液晶パネルの背面に照明装置を備える。光源として複数の冷陰極管やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられ、導光板を用いたエッジライト方式の照明装置が一般的である。
【０００３】
ところで、液晶ディスプレイに用いられる一般的な照明装置からは運転者方向だけでなく、あらゆる斜め方向にも多くの光が射出される。そのため、一般的な照明装置を備えた車載用表示装置からは運転者、その他観察者が必要としない方向にも映像光が射出される。そうした光のうち、車のフロントガラスへと射出された光がフロントガラスで反射し運転者の目に入ることは、安全上大きな問題となる。
【０００４】
こうした問題に対し、光の射出方向を制限するライトコントロールフィルム（特許文献１）が用いられることがある。ライトコントロールフィルムとは、微小なルーバー構造を有する視野制御フィルムであり、特定視野方向へと射出する光以外は黒層によって吸収するものである。しかしながら周期的なルーバー構造が液晶パネルの画素構造との間でモアレ干渉縞が発生するという問題や、黒層で光を吸収するため光の利用効率が大きく低下してしまうといった問題がある。
【０００５】
特許文献２においては、黒層ルーバー構造による光の吸収度合が示されている。一例ではあるが、拡散中空ライトボックスから射出される拡散光がルーバー構造に入射することによって、斜め方向だけでなく正面方向も３０％強、輝度が低下していることが見て取れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０５３１２号公報
【特許文献２】特表２０１１−５０８２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１記載の技術および特許文献２記載の技術では、光吸収材料を利用しており、入射した全ての光量を表示用に用いているわけではなく、これらの技術では視認者がによっては暗いと感じる場合があり、同程度の消費電力で、より明るく感じられる表示装置が求められていた。
また、車載用表示装置のうち、例えば、収納可能なタイプの装置であると、設置位置や角度が変更できないため、フロントガラス反射等を防止することが特に要求されている。さらに、このような要求を低コストに実現した表示装置を提供したいという要求もある。
【０００８】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、光吸収によらず射出方向を制御することで光利用効率が高い照明装置並びに該照明装置を用いた表示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】
【０００９】
本発明の照明装置は、平面視略矩形とされ第１主面および前記第１主面と対向して射出面となる第２主面を有する透光性の導光体と、前記導光体の入射面に臨むよう配置された光源と、前記導光体の前記第２主面側に配置される第１のレンズシートと、拡散性シートと、を備えた照明装置であって、前記導光体は、前記第１主面と前記第２主面とを接続する側端面のうちＸ方向に延在する面が前記入射面とされ、前記導光体の前記第１主面には、前記入射面から入射し前記導光体内を導光する光を前記第２主面側へと偏向する凹状または凸状の光偏向要素が形成され、前記導光体の前記光偏向要素は、前記Ｘ方向と直交する断面形状が略三角形状となるように反射面と傾斜面とで形成され、前記光源から入射した光を直接反射可能な反射面が前記第１主面と為す角が１°以上１０°以下の範囲内で設定され、前記導光体の第２主面には、前記導光体の前記入射面の法線方向となるＹ方向に延在するレンズアレイが設けられ、前記第１のレンズシートは、前記導光体の第２主面と対向する面に、前記導光体の前記入射面と略平行方向に延在し、延在する方向と直交する方向における該レンズシートからの射出光ピークが、該レンズシート射出面の法線方向に対して３°以上１０°以下の範囲で傾くように、頂角が５０°以上７０°以下の範囲で設定されてなるプリズムレンズを備えることにより上記課題を解決した。
本発明において、前記導光体の第１主面に形成される凹状または凸状の前記光偏向要素は、前記入射面の法線方向断面における略三角形状における前記傾斜面が前記第１主面と為す角が４０°以上７０°以下の範囲内であることがより好ましい。
本発明は、前記導光体の第１主面に形成される前記光偏向要素が、前記入射面と平行方向に延在する略三角形状プリズムレンズであることが可能である。
また、本発明において、前記導光体の第１主面に形成される光偏向要素が、各々独立して点在するドット形状である手段を採用することもできる。
また、記導光体の第１主面に形成される前記光偏向要素は各々が独立して配置される凹状、または凸状のドット形状であり、前記光偏向要素が単位面積当たりに存在する個数を表す光偏向要素密度Ｄは、前記Ｙ方向において該入射面からの距離が増大するにつれて一度減少した後、増大し、前記入射面と該入射面と対向する面までの距離をＬとしたとき、前記光偏向要素密度Ｄが最小となる位置は、前記入射面からＬ／１０以上４×Ｌ／１０以下の範囲に設定されてなることができる。
また、前記光偏向要素の配置パターンは前記Ｙ方向に複数の領域に分けられており、同一の前記領域内においては、前記Ｘ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは略一定であり、前記Ｙ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは、前記入射面から前記光偏向要素密度Ｄが最小となる位置までは前記入射面から離れるほど大きくなるよう、該光偏向要素密度Ｄが最小となる位置から前記入射面と対向する面までは前記入射面から放れるほど小さくなるよう変化し、前記複数の領域間においては、前記Ｘ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは不連続に変化すると共に前記入射面から離れる前記領域ほど、前記光偏向要素密度Ｄが最小となる位置までの該領域間においては大きく、該光偏向要素密度Ｄが最小となる位置から前記入射面と対向する面までの該領域間においては小さくなり、前記Ｙ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは前記領域間で不連続に変化することができる。
また、前記導光体の第２主面に形成されるレンズアレイが、アスペクト比２％以上６０％以下のレンチキュラーレンズアレイ、プリズムレンズアレイ、またはラウンドプリズムアレイであることができる。
また、前記導光体の前記第１主面と対向する位置には反射シートを備えることができる。
本発明においては、前記反射シートは、鏡面性反射シートであることが望ましい。
前記第１のレンズシートと前記拡散性シートとの間に、更に第２のレンズシートを備え、
前記第２のレンズシートの前記第１のレンズシートと対向する面には、前記導光体の前記入射面の略法線方向へと延在するラウンドプリズム、またはレンチキュラーレンズが形成されてなる
本発明の表示装置においては、上記のいずれかに記載される照明装置と、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、を具備することが好ましい。
【００１０】
本発明における第１の発明による照明装置は、平面視略矩形とされ第１主面および前記第１主面と対向して射出面となる第２主面を有する透光性の導光体と、前記導光体の入射面に臨むよう配置された光源と、前記導光体の前記第２主面側に配置される第１のレンズシートと、拡散性シートと、を備えた照明装置であって、前記導光体は、前記第１主面と前記第２主面とを接続する側端面のうちＸ方向に延在する面が前記入射面とされ、前記導光体の前記第１主面には、前記入射面から入射し前記導光体内を導光する光を前記第２主面側へと偏向する凹状または凸状の光偏向要素が形成され、前記導光体の前記光偏向要素は、前記Ｘ方向と直交する断面形状が略三角形状となるように反射面と傾斜面とで形成され、前記光源から入射した光を直接反射可能な反射面が前記第１主面と為す角が１°以上１０°以下の範囲内で設定され、前記導光体の第２主面には、前記導光体の前記入射面の法線方向となるＹ方向に延在するレンズアレイが設けられ、前記第１のレンズシートは、前記導光体の第２主面と対向する面に、前記導光体の前記入射面と略平行方向に延在し、延在する方向と直交する方向における該レンズシートからの射出光ピークが、該レンズシート射出面の法線方向に対して３°以上１０°以下の範囲で傾くように、頂角が５０°以上７０°以下の範囲で設定されてなるプリズムレンズを備えること、つまり、透光性の導光体と、前記導光体の入射面に臨むよう配置された光源と、を備えた照明装置であって、前記導光体は、第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、前記第１主面と前記第２主面とを接続する４つの側端面を有し、前記４つの側端面の少なくとも１つが前記入射面であり、該入射面の延在方向（Ｘ方向）には複数の前記光源が配置され、前記第１主面には、前記入射面から入射し前記導光体内を導光する光を前記第２主面側へと偏向する光偏向要素が形成され、該導光体の前記第２主面側に配置される第１のレンズシートと、更に拡散性シートを有し、前記導光体の第１主面に形成される凹状または凸状の前記光偏向要素は前記入射面の法線方向断面形状が略三角形状であって、斜辺の何れか一方の角が１°以上１０°以下の範囲内で設定され、前記導光体の第２主面には、前記導光体の前記入射面の法線方向（Ｙ方向）に延在するレンズアレイを備え、前記第１のレンズシートは、前記導光体の第２主面と対向する面に、前記導光体の前記入射面と略平行方向に延在し、延在する方向と直交する方向における該レンズシートからの射出光ピークが、該レンズシート射出面の法線方向に対して３°以上１０°以下の範囲で傾くように、頂角が５０°以上７０°以下の範囲で設定されてなるプリズムレンズを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、第１主面に断面が略三角形状で斜辺の一方の角が１°以上１０°以下の光偏向要素を、第２主面にレンズアレイを備えた透光性の導光体と、頂角が５０°以上７０度以下の範囲であるプリズムレンズを備えた第１のレンズシートと、拡散性シートを備えることで、該第１のレンズシートを構成するプリズムレンズの延在する方向と直交する方向断面における射出輝度分布の片側半値角が１０°以上２０°以下の範囲となる集光された輝度分布を得ることができる。更に射出輝度分布のピークが第１のレンズシート射出面の法線方向に対して３°以上１０°以下の範囲で傾いている。従って、照明装置から射出される光のうち、車のフロントガラスへと映り込む方向に射出される光量を大幅に低減することができる。
【００１２】
本発明における第２の発明は、前記導光体の第１主面に形成される凹状または凸状の前記光偏向要素は、前記Ｙ方向断面における略三角形状における他方のなす角が４０°以上７０°以下の範囲内であることを特徴とする。
本発明によれば、導光体の第１主面に形成される凹状または凸状の光偏向要素のＹ方向断面における他方の斜辺の角度が４０°以上のため、導光体内部を導光する光のうち、他方の斜面によって散乱される光を大幅に低減することができる。一方で導光体の成形性から７０°以下とすることが望ましい。
【００１３】
本発明における第３の発明は、前記導光体の第１主面に形成される前記光偏向要素が、前記Ｘ方向に延在する略三角形状プリズムレンズであることを特徴とする。
本発明によれば、光偏向要素がＸ方向に延在するプリズムレンズであるため、光源から入射面を介して導光体に入射した光をムラ無く偏向することができる。
【００１４】
本発明における第４の発明は、前記導光体の第１主面に形成される光偏向要素が、各々独立して点在するドット形状であることを特徴とする。
本発明によれば、光偏向要素が各々独立して点在するドット形状で面内に分散されて配置されるため、光偏向要素が視認されにくくなる。また照明装置の面内輝度において局所的な明暗部などが発生したとき調整が容易なため望ましい。
【００１５】
本発明における第５の発明は、前記導光体の第１主面に形成される前記光偏向要素は各々が独立して配置される凹状、または凸状のドット形状であり、前記光偏向要素が単位面積当たりに存在する個数を表す光偏向要素密度Ｄは、前記Ｙ方向において該入射面からの距離が増大するにつれて一度減少した後、増大し、前記入射面と該入射面と対向する面までの距離をLとしたとき、前記光偏向要素密度Dが最小となる位置は、前記入射面からＬ／１０以上４×Ｌ／１０以下の範囲に設定されてなることを特徴とする。
本発明によれば、光偏向要素密度Ｄは入射面から離れるにつれ減少した後、増大へと転じることで輝度均一性の高い照明装置を得ることができる。
【００１６】
本発明における第６の発明は、前記光偏向要素の配置パターンは前記Ｙ方向に複数の領域に分けられており、同一の前記領域内においては、前記Ｘ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは略一定であり、前記Ｙ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは、前記入射面から前記光偏向要素密度Ｄが最小となる位置までは前記入射面から離れるほど大きくなるよう、該光偏向要素密度Ｄが最小となる位置から前記入射面と対向する面までは前記入射面から放れるほど小さくなるよう変化し、前記複数の領域間においては、前記Ｘ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは不連続に変化すると共に前記入射面から離れる前記領域ほど、前記光偏向要素密度Ｄが最小となる位置までの該領域間においては大きく、該光偏向要素密度Ｄが最小となる位置から前記入射面と対向する面までの該領域間においては小さくなり、前記Ｙ方向における前記光偏向要素の配列ピッチは前記領域間で不連続に変化することを特徴とする。
本発明によれば、光偏向要素の配置パターンをＹ方向に複数の領域に分割し、領域間においてＸ方向の配列ピッチを不連続に変化させることによって、光偏向要素が視認しにくい配置パターンを容易に設計することが可能となる。
【００１７】
本発明における第７の発明は、前記導光体の第２主面に形成されるレンズアレイが、アスペクト比２％以上６０％以下のレンチキュラーレンズアレイ、プリズムレンズアレイ、またはラウンドプリズムアレイであることを特徴とする。
本発明によれば、導光体の第２主面にアスペクト比が２％以上６０％以下のレンズアレイを形成することで、導光体の４つの側端面のうちＹ方向に延在する２つの側端面から導光体外へと漏れる光を低減することで、高効率な照明装置を得ることができる。
【００１８】
本発明における第８の発明は、前記導光体の前記第１主面と対向する位置には反射シートを備えることを特徴とする。
本発明における第９の発明は、前記反射シートは、鏡面性反射シートであることを特徴とする。
本発明によれば、第１主面と対向する位置に反射シートを備えることによって、光偏向要素を介して第１主面から導光体外へと漏れる光を反射し、高効率な照明装置を得ることができる。特に本発明においては鏡面性反射シートであることが望ましい。
【００１９】
本発明における第１０の発明は、前記第１のレンズシートと前記拡散性シートとの間に、更に第２のレンズシートを備え、前記第２のレンズシートの前記第１のレンズシートと対向する面には、前記導光体の前記入射面の略法線方向へと延在するラウンドプリズム、またはレンチキュラーレンズが形成されてなることを特徴とする。
本発明によれば、第２のレンズシートを形成するレンズの延在方向とは直交する方向の視野を拡大することができる。すなわち、第１のレンズシートによって一方の視野を狭くすることでフロントガラスへと映り込む角度の光量を大幅に低減し、他方の視野を広げることで、車の運転席、助手席に座る観察者方向への光量を増大させることができる。
【００２０】
本発明における第１１の発明は、表示装置であって、上記のいずれか１つに記載される照明装置と、画素単位での透過／遮光に応じて表示画像を規定する画像表示素子と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、内部導光を制御するレンズアレイと内部導光の進路を偏向して外部へと射出する光偏向要素とを備えた導光体と、該導光体から射出される光を集光して射出する第１のレンズシートを備えることで、光の吸収によらずレンズ機能によりフロントガラスへの映り込む光を低減することで高効率な照明装置並びに該照明装置を用いた表示装置を提供することができるという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にかかる照明装置の第１実施形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明にかかる照明装置の第１実施形態における導光体の光偏向要素による光路を説明する拡大図である。
【図３】本発明にかかる照明装置の第１実施形態における第１のレンズシートによる光路を説明する拡大図である。
【図４】本発明にかかる照明装置の第１実施形態における配置を示す模式図である。
【図５】本発明にかかる照明装置の第１実施形態において（ａ）光偏向要素が凹状のプリズムレンズである導光体の斜視図、（ｂ）光偏向要素が凸状のプリズムレンズである導光体の斜視図である。
【図６】本発明にかかる照明装置の第１実施形態において（ａ）光偏向要素の視認性について説明する図、（ｂ）光偏向要素の拡散イメージについて説明する図である。
【図７】本発明にかかる照明装置の第１実施形態において（ａ）光偏向要素の視認性について説明する図、（ｂ）光偏向要素の拡散イメージについて説明する図である。
【図８】本発明にかかる照明装置の第１実施形態において光偏向要素の配置パターンについて説明する図である。
【図９】本発明にかかる照明装置の第１実施形態において光偏向要素の配置パターンについて説明する図である。
【図１０】本発明にかか照明装置の第１実施形態において光偏向要素の配置について説明する図である。
【図１１】本発明にかかる照明装置の第１実施形態において面輝度ムラと中心輝度について説明する図である。
【図１２】本発明にかかる表示装置の第２実施形態を示す模式断面図である。
【図１３】本発明にかかる照明装置における水平方向断面輝度分布を示すグラフである。
【図１４】本発明にかかる照明装置における垂直方向断面輝度分布を示すグラフである。
【図１５】本発明にかかる照明装置における映り込みを示す模式図である。
【図１６】本発明にかかる表示装置の第２実施形態における実配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る照明装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における照明装置を示す模式断面図であり、図において、符号３は、照明装置である。図において、各部位の縮図は実際とは一致しない。
【００２４】
本実施形態における照明装置３は、略矩形の板状シートとされる透光性の導光体７と、導光体７の入射面７Ｌに臨むよう配置された光源６と、第１のレンズシート８、及び拡散性シート９を少なくとも含んで構成される。また反射板（反射シート）５を含んでもよい。
【００２５】
光源６としては例えば点光源６が挙げられる。点光源６としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）が挙げられ、ＬＥＤとしては白色ＬＥＤや光の３原色である赤色、緑色、青色のチップで構成されるＲＧＢ−ＬＥＤ等が挙げられる。これら点光源６が導光体７の４つの側端面のうち少なくとも１つの端面７Ｌ（入射面）の延在方向（Ｘ方向）に複数配置される。図１では、光源６が導光体７の１つの入射面７Ｌに配置された例を示しているが、これに限らず、対向する２つの端面に配置する場合もあり得る。または光源６はＣＣＦＬ（冷陰極管）に代表される蛍光管や面光源であっても良い。また導光体７の形状は、図１に示すような平板形状ではなく、楔形状等であっても良い。
【００２６】
導光体７の観察者Ｆ側（Ｚ方向外側）が射出面７ｂ（第２主面）であり、射出面７ｂとは反対側の面には光偏向面７ａ（第１主面）が形成され、光偏向面７ａは平坦面と光偏向要素１８とで構成される。光偏向要素１８は、導光体７内部を導光する光の角度を、射出面７ｂから射出される角度へと偏向する。図１では光偏向要素１８が凹状である場合について図示しているが凸状であっても良い。
【００２７】
一方、導光体７の射出面７ｂにはレンズアレイ１９が形成される。レンズアレイ１９は、光源６から入射面７Ｌを介して導光体７に入射される光の導光、及び射出面７ｂからの射出光を制御する効果を有する。レンズアレイ１９は一方向に延在するプリズム形状やレンチキュラーレンズ形状、またはラウンドプリズム形状であって、その延在方向はＸ方向と略直交する方向（Ｙ方向）である。ここで略直交する方向とは、９０°（直交）に対して±１０°の範囲を示す。すなわち光源６の光軸方向と略一致する。導光体７の製法上生じる角度ズレや、導光体７の射出面７ｂ側に規則的な構造を有する板やシート等を配置する際のモアレ抑止のために角度を傾ける場合もあり得る。このときＸ方向に対して±１０°の範囲であれば後述する本実施形態の照明装置３の特性を大きく損なうことはない。
【００２８】
導光体７の射出面７ｂ側には、第１のレンズシート８を備える。第１のレンズシート８は、導光体７の射出面７ｂと対向する面にプリズムレンズアレイ２０を備え、他方の面は平坦面、またはマット面である。プリズムレンズアレイ２０は、Ｘ方向に延在し、Ｙ方向に配列しており、その頂角は５０°から７０°の範囲で設定されるが詳細については後述する。またプリズム頂部は丸みを帯びていても良い。導光体７との耐擦性が向上するためである。しかしながら丸みを付け過ぎると後述する光学特性に影響が出るため、最大でもプリズムレンズアレイ２０のレンズ幅の１／１０以下であることが望ましい。
【００２９】
また第１のレンズシート８の射出面７ｂ側には拡散性シート９を備える。拡散性シート９は、導光体７と第１のレンズシート８との間に発生するモアレ干渉縞を抑制し、照明装置３の見た目のギラつきを低減する効果を備える。また、導光体７の偏向面７ａに配置された光偏向要素１８の視認性を低減させる効果も備える。
【００３０】
本実施形態の照明装置３はその使用目的に応じて、導光体７の光偏向面７ａ側に反射板５を備えても良い。光源６から入射面７Ｌを介して導光体７内を導光する光は、光偏向面７ａに形成される光偏向要素１８によって偏向され射出面７ｂから射出されるが、一部の光は光偏向要素１８で反射せずに屈折透過してしまう。従って光偏向面７ａ側に反射板５を備えることで、光偏向面７ａから射出される光を再度導光体７へと入射させる効果が得られるため、観察者側Ｆへと射出する光量を増やすことができる。反射板５は特に鏡面反射板５が望ましい。白色反射板５を配置する場合には、鏡面反射（正反射）率の高い白色反射板５を選択することが望ましい。拡散反射率の高い白色反射板を用いた場合、散乱光が増大することでフロントガラスへの映り込み角度へ射出する光量が増大するためである。
【００３１】
以下、本実施形態における照明装置３を構成する導光体７について詳細に述べる。
図２は導光体７の光偏向要素１８の拡大図である。
【００３２】
本実施形態における光偏向要素１８は、図２に示すように、Ｙ方向断面による形状が三角形状であり、一方の斜辺となる反射面１８ａと光偏向面７ａとのなす角度をθ１としたとき、角度θ１が１°以上１０°以下であることが望ましい。
【００３３】
導光体７が矩形板である場合、光偏向要素１８が無いと光源６から入射した光は光偏向面７ａ、光射出面７ｂ何れからも射出せず、導光体７内部で全反射を繰り返しながら入射面７Ｌと対向する面から射出される。
従って、光偏向要素１８によって導光する光の進路を偏向し、光射出面７ｂにおける導光体７と空気との全反射条件を崩すことで、光射出面７ｂから光が射出されることとなる。
このとき、光偏向要素１８の一方の斜辺となる反射面１８ａと光偏向面７ａとのなす角度θ１が小さいほど、射出される光の角度を限定する（射出光の角度分布を狭くする）ことができる。その効果については後述するが、そのため光偏向要素１８における反射面１８ａの傾斜角θ１は１０°以下であることが望ましい。また、光偏向要素１８における反射面１８ａの傾斜角θ１が小さすぎると、導光体７の入射面７Ｌ近傍において、導光する光のうち射出できる光の量が少な過ぎるために暗くなってしまうという問題が生じる。従って光偏向要素１８における反射面１８ａの一方の傾斜角θ１は１°以上であることが望ましい。
【００３４】
また、光偏向要素１８の他方の斜辺となる傾斜面１８ｂと光偏向面７ａとのなす角度をθ２としたとき、４０°以上７０°以下であることが望ましい。導光体７内部を導光する光は光偏向要素１８の反射面（一方の斜辺）１８ａで偏向することが望ましいためである。導光体７内部を導光する光は、導光体７の材質にもよるが、光偏向面７ａ及び光射出面７ｂに対して最大約４５度の角度で導光する。従って、角度θ２が４５°よりも小さい場合、導光する光の一部が光偏向要素１８の傾斜面（他方の斜辺）１８ｂで偏向されることとなる。しかしながら約４５°で導光する光は僅かであるため、角度θ２は４０°以上であることが望ましい。さらに望ましくは４５°以上である。一方で傾斜面（他方の斜辺）１８ｂの傾斜角度θ２を大きくし過ぎると、導光体７の成形が困難になるという課題が発生する。そのため角度θ２は７０°以下であることが望ましい。
また光偏向要素１８の反射面（一方の斜辺）１８ａと傾斜面（他方の斜辺）１８ｂとで形成される頂角、反射面（一方の斜辺）１８ａと光偏向面７ａとで形成される角、及び傾斜面（他方の斜辺）１８ｂと光偏向面７ａとで形成される角は、いずれも丸みを帯びていてもよい。
【００３５】
図５（ａ）は、光偏向要素１８がＸ方向に延在する凹状のプリズムレンズである場合の、導光体７を光偏向面７ａ側から見た斜視図であり、図５（ｂ）は、光偏向要素１８がＸ方向に延在する凸状のプリズムレンズである場合の、導光体７を光偏向面７ａ側から見た斜視図である。
光偏向要素１８が凹状である場合には、図５（ａ）に示すように、角度が１°以上１０°以下である反射面（一方の斜辺）１８ａが入射面７Ｌ側に位置するのに対し、光偏向要素１８が凸状である場合には、図５（ｂ）に示すように、角度が４０°以上７０°以下である傾斜面（他方の斜辺）１８ｂが入射面７Ｌ側に位置するよう配置されている。
【００３６】
図３は本実施形態の照明装置３における第１のレンズシート８の拡大図である。
第１のレンズシート８は、図３に示すように、プリズムレンズ２０を有するものとされる。導光体７から射出された光は、第１のレンズシート８のプリズムレンズ２０によって射出角度が更に偏向される。プリズムレンズ２０の頂角θ３は場所によらず一定であり、第１のレンズシート８への入射角とプリズムレンズ２０の頂角θ３によって第１のレンズシート８からの射出角度は決定される。
【００３７】
つまり、導光体７から射出され第１のレンズシート８へと入射する光の角度が限定される（入射光の角度分布が狭い）ほど、第１のレンズシート８から射出される光は狭い角度範囲に集光することが可能となる。よって先述したように、導光体７の光偏向要素１８の反射面（一方の斜辺）１８ａの傾斜角θ１が小さいほど、導光体７からの射出光の角度分布を狭くすることができるため望ましい。
そして本実施形態においては、第１のレンズシート８からの射出光のピーク角度が第１のレンズシート８の法線方向に対して３°以上１０°以下の範囲（図中θＬ）で傾いていることが望ましい。
【００３８】
図４は本実施形態の照明装置３を備えた表示装置１を実際に自動車に備えた場合の模式図である。
表示装置１は、図４に示すように、自動車のダッシュボード３１とフロントガラス３０との間に配置される。このときドライバーの身長にもよるが、目線は表示装置１の法線方向Ｚに対してθＬだけ傾いている。従って、照明装置３の射出光ピーク角度は、法線方向よりθＬだけ傾くことが望ましく、その角度としては３°以上１０以下の範囲であることが望ましい。第１のレンズシート８からの射出光のピーク角度が３°以上１０°以下の範囲で傾くよう、プリズムレンズ２０の頂角は５０°以上７０°以下の範囲で設定される。
【００３９】
導光体７と接する側のプリズムレンズ２０の頂部は丸みを帯びても良い。導光体７との耐擦性が向上するためである。しかしながら丸みが大き過ぎると上述した集光効果が低減してしまうため望ましくない。光学シミュレーションによって検証した結果、プリズムレンズ２０のレンズ幅に対して１／１０以下の曲率半径であることが望ましく、更に望ましくは１／３０以下の曲率半径であることが望ましい。またプリズムレンズ２０は二等辺三角形状であっても良いが、左右非対称の三角形状であっても良い。
【００４０】
次に光偏向要素１８の面内配置について詳細に説明する。
図６は光偏向要素１８が導光体７のＸ方向全長に延在するプリズムレンズである場合の、導光体７を光偏向面７ａ側から見た図である。
【００４１】
本実施形態の照明装置３においては、図６に示すように、導光体７の長さをＬとしたとき、光偏向要素１８の面内配置を示す光偏向要素密度Ｄは入射面７Ｌ側からＹ方向へと向かうにつれ、減少した後、上昇に転じるように設定する。このとき光偏向要素密度Ｄが減少から上昇へと転じる点をＬ０としたとき、Ｌ０はＬ／１０以上４×Ｌ／１０以下の範囲に設定される。
【００４２】
本実施形態においては、導光体７に形成された光偏向要素１８の反射面（一方の斜辺）１８ａの傾斜角θ１が１°以上１０°以下の範囲に設定されているため、導光体７からの射出光の角度分布を狭くして、第１のレンズシートによって狭い角度範囲へと集光される照明装置３とすることができる。このように、光偏向要素１８によって射出される方向へと偏向される光が限定されるため、入射面７Ｌ近傍では射出しにくくなってしまう。
【００４３】
一方で、導光体７に入射した光の量は入射面７Ｌから離れるほど減少していくため、光偏向要素密度Ｄは入射面７Ｌから離れるほど高くする必要がある。
本実施形態においては、図６に示すように、導光体７におけるＹ方向での光偏向要素密度Ｄを、入射面７Ｌ近傍では高く設定するとともに、Ｌ０の位置までは減少させて、さらに、Ｌ０を超えると上昇に転じるように設定することにより、入射面７Ｌ近傍と入射面７Ｌから離間した位置での射出光量を好適に制御することが可能となる。
【００４４】
なお、図において、光偏向要素１８が導光体７のＸ方向全長に延在するプリズムレンズとしたが、光偏向要素１８が導光体７のＸ方向全長に連続して延在しない部分があってもよく、また、光偏向要素１８が導光体７のＸ方向全長に断続的に延在する構成とすることもできる。この場合でも、入射面７Ｌ近傍と入射面７Ｌから離間した位置での射出光量を好適に制御することが可能となる。
【００４５】
次に光偏向要素１８が各々独立して配置されるドット形状である場合について説明する。
図７は、光偏向要素１８がドット形状である導光体７を光偏向面７ａ側から見た図である。図７においては、簡易のために、光偏向要素１８は上記Ｌ０からＬまでの配置について示し、入射面７ＬからＬ０までのドット配置は省略している。
【００４６】
光偏向要素１８の配置パターンは、図７に示すように、複数の領域に分割されて設定されている。図７の例では、Ｙ方向における導光体７表面の領域を領域ａ〜ｃの３領域に分割した場合を示している。領域の分割・設定はこの例に限らず分割数、及び領域の大きさは設計者が適宜好適な状態を選択することができる。
【００４７】
それぞれの領域ａ〜ｃでは、各領域内において光偏向要素１８が、Ｘ方向には一定のピッチで配置される。一方でそれぞれの領域ａ〜ｃでは、各領域内において光偏向要素１８が、Ｙ方向のピッチは入射面７Ｌからの距離が離れるほど小さくなり、光偏向要素密度Ｄが大きくなる。
【００４８】
領域ａを例として説明すると、図７に示すように、光偏向要素１８のＸ方向のピッチはどの場所においてもＰｘａで一定である。一方で、光偏向要素１８のＹ方向のピッチは入射面７Ｌに近い側から、Ｐｙ（ａ１）、Ｐｙ（ａ２）、・・・Ｐｙ（ａｎ）と変化し、入射面７Ｌから離れた位置のピッチほど値は小さくなる。
【００４９】
また、領域ｂにおいては、図７に示すように、光偏向要素１８のＸ方向のピッチはどこ場所においてもＰｘｂであり、領域ａのＰｘａと比べて小さくなる。すなわち、領域ａと領域ｂとの境界において、Ｘ方向のピッチは不連続に変化し、Ｘ方向に配列する１列当たりの光偏向要素１８の数は領域ｂの方が多くなる。
同様に、領域ｃにおいても、図７に示すように、光偏向要素１８のＸ方向のピッチはどこ場所においてもＰｘｃであり、領域ｂのＰｘｂと比べて小さくなる。
このように、光偏向要素１８のＸ方向のピッチを領域毎に変化させることで、光偏向要素１８の視認性を抑制しつつ、入射面７Ｌ近傍と入射面７Ｌから離間した位置での射出光量を好適に制御し、かつ、高輝度な照明装置３を提供することができる。
【００５０】
また、２つの領域境界において、入射面７Ｌに近い領域における境界に最も近い箇所のＹ方向のピッチと、入射面７Ｌから離れた領域における境界に最も近い箇所のＹ方向のピッチとを比べたとき、入射面７Ｌから離れた領域における境界に最も近い箇所のＹ方向のピッチの方が大きくなるよう設定される。
具体的には、領域ａと領域ｂとの境界において、Ｐｙ（ａｎ）とＰｙ（ｂ１）とを比べたとき、Ｐｙ（ｂ１）の方が大きくなるよう設定される。すなわち同一の領域内において光偏向要素１８のＹ方向におけるピッチは連続的に変化するが、２つの領域境界においては不連続に変化する。
【００５１】
一方で各領域ａ〜ｃにおける入射面７Ｌ側境界に近接したＹ方向のピッチ（図７のＰｙ（ａ１）、Ｐｙ（ｂ１）、及びＰｙ（ｃ１）を指す）の大小、及び各領域における入射面７Ｌから離れた境界に近接したＹ方向のピッチ（図７のＰｙ（ａｎ）、Ｐｙ（ｂｎ）、及びＰｙ（ｃｎ）を指す）の大小は特に制限されない。
【００５２】
ここで、光偏向要素密度Ｄの算出の範囲について述べる。
【００５３】
光偏向要素密度Ｄを算出する面積範囲を微小な範囲にとってしまうと密度Ｄの設定位置によって異なる密度Ｄになる可能性があるし、逆に光偏向要素密度Ｄを算出する面積範囲を広大な範囲にとってしまうと多くの密度Ｄはその設定位置によらず平均化されてしまう。
【００５４】
図８に、光偏向要素１８のＸ方向の配列と光偏向要素密度Ｄの算出面積範囲に関する模式図を示す。
【００５５】
本実施形態では、図８に示すように、同一領域内においてＸ方向では配列ピッチＰｘは一定であるため光偏向要素密度Ｄは一定であり、この密度Ｄを算出する範囲はＸ方向の長さに依存しない。他方、Ｙ方向では配列ピッチＰｙは同一領域内で入射面７Ｌから離れるに従って小さくなるため、隣り合う光偏向要素１８間の距離によって光偏向要素密度Ｄが決定される。
【００５６】
つまり、図８において破線に囲まれた範囲によって光偏向要素密度Ｄが決定される。図４では領域ａと領域ｂとの境界部の面積をＲ（ｍ）として、Ｙ方向に領域ａ側に番号ｍが減少しＹ方向に領域ｂ側に番号ｍが増加するように設定している。従って、領域ａと領域ｂとの間隔は光偏向要素密度Ｄが連続的に変化するように算出される。
【００５７】
ここまで光偏向要素１８の配置について、Ｌ０からＬまでの範囲について説明したが、入射面７ＬからＬ０までの間についても同様にして設定することができる。入射面７ＬからＬ０までは逆に光偏向要素密度Ｄが減少していくので、上記したＬ０からＬまでの大小を逆になるように設定すればよい。さらにはＬ０の位置は２つの領域の境界ではなく、１つの領域内に位置するように設定することが望ましい。
【００５８】
次に光偏向要素１８の視認性について説明する。
本実施形態では、光源６から導光体７へと入射した光が、導光体７内部を導光し、光偏向要素１８によってその進路を偏向され、射出面７ｂより射出する。従って、導光体７をＺ方向外側の観察者Ｆ側から詳細に観察すると、１つ１つの光偏向要素１８が光って視認されることとなる。光偏向要素１８の配置によっては光偏向要素１８が視認される場合が有りうる。
【００５９】
これを防止するため、光偏向要素１８のＸ方向のピッチＰｘとＹ方向のピッチＰｙとの比Ｐｙ／Ｐｘは０．２以上１．０以下の範囲であることが望ましい。Ｐｙ／Ｐｘがこの範囲に設定されていると、光偏向要素１８の視認性を抑制することができるためである。
Ｐｙ／Ｐｘが０．２を下回る配置の場合、Ｙ方向に延在する線状光として視認されてしまうため好ましくない。一方でＰｙ／Ｐｘが１．０を超える配置である場合、Ｘ方向に延在する線状光として視認されてしまうため好ましくない。
【００６０】
なお、本実施形態による導光体７では、図７に示すように、光偏向要素１８のＸ−Ｙ方向の配列パターンについて、光偏向要素１８のＸ方向の列を配列ピッチＰｘの１／２ずつＸ方向に交互にずらしてＹ方向に配列させた。しかし、光偏向要素１８の配列パターンはこれに限定されものではない。例えば、光偏向要素１８をＸ方向にずらすことなく整列させて配列させてもよい。或いは、光偏向要素１８をＸ方向に少しずつずらせて配列させてもよい。または光偏向要素１８のＸ方向のずれをランダムに設定してもよい。
【００６１】
一方、導光体の射出面７ｂにはレンズアレイ１９が形成される。レンズアレイ１９はＹ方向に延在するプリズム形状やレンチキュラーレンズ形状、またはラウンドプリズム形状であって、Ｘ方向へ一定のピッチで配列される。このときレンズアレイ１９はギャップをあけて配列しても良い。図５にはレンズアレイ１９の形状がレンチキュラーレンズである場合を図示している。レンズアレイ１９は導光体７内を導光する光の進路と射出面７ｂから射出される光の射出方向を制御する。
【００６２】
図９は、レンズアレイ１９が無い導光体７において、内部を導光する光の振る舞いを図示している。図９（ａ）は射出面７ｂ側から見た図であり、図９（ｂ）は入射面７Ｌから見た図である。ここでは簡易的に、導光体７の入射面７Ｌに光源６が１つ配置された場合について図示している。図１１（ａ）は、レンズアレイ１９がない場合における導光体７の面輝度分布を示した図である。
【００６３】
レンズアレイ１９が無い場合、光源６から射出された光が入射面７Ｌから導光体７に入射し、導光体７内部を扇状に広がりながら導光する。
光路制御要素であるレンズアレイ１９が無い導光体７は、図１１（ａ）に示すように、図に符号Ｇで示される三角形状の暗部が生じてしまう。これは、図９（ａ）に示したように、光源６から導光体７に入射した光が扇状に広がって導光することに起因し、複数の光源６による導光の重ね合わせ、そして光源６が配置されない短辺の側端面からの光漏れなどによって発生する者である。従って、レンズアレイ１９が無い場合においては、光偏向要素１８の配置設計をする際、Ｘ方向の光偏向要素密度Ｄを一定とすることは難しく、Ｙ方向のみならずＸ方向にも疎密設計をして対処しなければならないという問題があった。
【００６４】
図１０は、光路制御要素１９がある導光体７において、内部を導光する光の振る舞いを図示している。図１０（ａ）は射出面７ｂ側から見た図であり、図１０（ｂ）は入射面７Ｌから見た図である。 図１１（ｂ）はレンズアレイ１９がある場合における導光体７の面輝度分布を示した図である。
【００６５】
レンズアレイ１９を設けた場合、光源６から入射した光は、レンズアレイ１９の傾斜面によりその反射角度が偏向され、扇状に広がることなくＹ方向へと導光する。
本実施形態のように、レンズアレイ１９を設けた場合、光源６から入射した光が扇状に広がらずＹ方向へと導光するため、図１１（ａ）で示したような暗部Ｇは生じない。また、図１１（ｂ）に示すように、光源６が配置されない短辺側端面からの漏れ光もほとんどなく、高効率な照明装置３を得ることができる。
【００６６】
このようにレンズアレイ１９によって導光体７の入射面７Ｌとは直交する２つの側端面からの漏れ光を防ぐことで高効率且つ面輝度均一性を向上することができる。このようなレンズとしては、上述したようにレンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、またはラウンドプリズムレンズが挙げられるが、レンズアレイ１９のアスペクト比（レンズ幅とレンズ高さとの比）が低過ぎると光源６から入射した光が導光体７内部を扇状に広がって伝搬してしまう。一方でアスペクト比が高すぎると、１つの光源６から入射した光が導光体７内部を広がらず、他の光源６と混ざりにくくなることで、光源６ムラが視認されやすくなる。従って、レンズアレイ１９のアスペクト比は２％以上６０％以下の範囲に設定することが望ましい。より好ましくは５%以上３３％以下の範囲である。
【００６７】
更にレンズアレイ１９は、光偏向要素１８の視認性を低減する機能を備える。本発明の照明装置３をディスプレイ用のバックライトとして適用する場合、光偏向要素１８が点状に視認されることは望ましくない。光路制御要素１９がプリズムレンズである場合、光偏向要素１８のイメージはスプリットされる。例えばレンズアレイ１９が三角プリズムレンズである場合、１つの光偏向要素１８のイメージが２つのイメージへとスプリットされる。従って光偏向要素１８の視認性低減が容易となる。一方でレンズアレイ１９が湾曲レンチキュラーレンズである場合、点状である光偏向要素１８のイメージは線状化されるため、光偏向要素１８の視認性低減が容易となる。
【００６８】
レンズアレイ１９は、Ｙ方向に延在しＸ方向に一定の間隔、またはランダムな間隔で配列されることができる。このときレンズアレイ１９の間に平坦面である隙間があっても良い。この隙間が、レンズアレイ１９が配列されるピッチの１０％以下であれば、上述した暗部Ｇの抑制機能、光偏向要素１８の視認性低減に影響を与えない。より望ましくはレンズアレイ１９が配列されるピッチの５％以下の隙間であることが好ましい。このような隙間を設けることで、導光体７の成形用金型の寿命を延ばし、且つ成形不良の発生を抑えることができる。
【００６９】
本実施形態に係る導光体７は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）に代表されるアクリル樹脂、またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル共重合体）、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン共重合体）等の透明樹脂を用いて、当該技術分野では良く知られている押出成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって、光偏向要素１８、及びレンズアレイ１９を一体で成形することができる。または、平板の導光体７を上述した製法で成形した後、光偏向要素１８、及びレンズアレイ１９を印刷法や、ＵＶ硬化樹脂、放射線硬化樹脂などを用いて形成しても良い。
【００７０】
本実施形態の導光体７は、上述した製法のうち、特に押出成形法を用いて、光偏向要素１８とレンズアレイ１９とを一体に成形することが望ましい。これにより、導光体７を作製するための工程数が減り、またロール・トゥ・ロールでの成形であるため、量産性が高いためである。
【００７１】
本実施形態の導光体７に形成される光偏向要素１８は、一次元方向の疎密パターンであるため、ロール金型の幅方向と一次元方向の疎密方向とを一致させ、ロール金型の周回方向は略一定の間隔で配置することが好ましい。これにより、シームレスでの導光体７の成形が可能となる。
【００７２】
以下、本発明に係る照明装置の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１２は、本実施形態における照明装置を搭載した表示装置を示す模式断面図であり、図において、符号１は、表示装置である。図において、各部位の縮図は実際とは一致しない。
【００７３】
本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、画像表示素子２を設けた点、第１のレンズシート８と拡散性シート９との間に第２のレンズシート１０が配置された点であり、それ以外の対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
第２のレンズシート１０は、図１２に示すように、第１のレンズシート９と対向する面に第２のプリズムレンズアレイ１１を備える。第２のプリズムレンズアレイ１１としては、三角プリズムレンズ、ラウンドプリズムレンズ、レンチキュラーレンズが挙げられるが、図１２ではラウンドプリズムレンズである場合を図示している。
第２のプリズムレンズアレイ１１は、第１実施形態におけるレンズアレイ１９のように、照明装置３から水平方向に射出される光のピークを運転席、及び助手席方向へとシフトするように、設定されている。
【００７５】
拡散性シート９は、第２のレンズシート１０と画像表示素子２との間に発生するモアレ干渉縞の発生を抑制するために配置される。拡散性シート９は偏光分離反射機能を有していても良い。
【００７６】
画像表示素子２は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する素子であることが好ましい。画素単位で光を透過／遮光して画像を表示するものであれば、本実施形態の照明装置３により、観察者Ｆ側への輝度が向上された光を有効に利用して、画像品位の高い画像を表示させることができる。
画像表示素子２は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、画素単位で光を透過／遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子に比べて、画像品位を高くすることができるとともに、製造コストを低減することができる。
【００７７】
本実施形態の照明装置３は、自動車のカーナビゲーションシステムとして設けられる表示装置１用のバックライトである。
図１６は表示装置１の実配置を示す模式図である。
表示装置１は、図１６に示されるように、自動車のダッシュボード３１の中央に通常配置される。運転席からも助手席からも視るためである。従って、画面水平方向において表示装置１を正面から見ることは少なく、斜めから見ることとなる。図１３に示す従来の表示装置用の照明装置は正面から視ることを想定した照明設計となっているため、正面方向の輝度が最も高くなるよう設計されている。
【００７８】
そこで本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、第２のレンズシート１０を更に配置することで、照明装置３から水平方向に射出される光のピークを運転席、及び助手席方向へとシフトできることを見出した。
【００７９】
本実施形態においては、第２のレンズシート１０を構成する第２のプリズムレンズアレイ１１がラウンドプリズム形状である場合、ラウンドプリズムの頂角が小さいほど、ピーク位置が広角方向へとシフトする。一方でラウンドプリズムの曲率半径を大きくするほど、斜め方向の視野を広げながら正面方向にも光を射出することができるため、実施例１に示されるような広い視野角範囲でフラットな輝度分布を得ることができる。
【００８０】
本実施形態においては、第２のプリズムレンズアレイ１１のアスペクト比は３０％以上７０％以下の範囲であることが望ましい。３０％以下の場合、水平視野を大きく広げることができないためである。一方で７０％を超えると、水平視野における輝度ピークが広角になり過ぎてしまう。
第２のプリズムレンズアレイ１１が特にラウンドプリズムレンズ１１である場合、プリズム頂角は６０度以上１００度以下の範囲であることが望ましい。また頂部の曲率半径は、プリズムレンズアレイ１１のレンズ幅の２０％以上５０％以下の範囲であることが望ましい。
【００８１】
図１３は照明装置３の水平方向断面輝度分布である。
図１３に示すグラフにおいては、正面（０度）方向を１００％として正規化されている。  ここで比較例として従来の正面方向に輝度ピークがある照明装置、実施例１として正面方向に輝度ピークがありながら水平視野を従来より広げた第１実施形態における照明装置さらに実施例２として、第２実施形態における運転席、助手席方向へと輝度ピークをシフトさせた例を示している。
【００８２】
図１３に示すように、実施例１による照明装置３の水平輝度分布は、従来照明装置と同様に、正面方向に輝度ピークを有しながらも、±３０度の視野においてほぼ輝度分布がフラットであり、大幅に水平視野角が広がっていることが見て取れる。一方で、実施例２による照明装置３の水平輝度分布は、輝度ピークがおよそ３０度方向にあるため、実際に運転席や助手席から最も明るく見える照明設計となっている。
【００８３】
図１４では比較例の正面輝度を１００％としたときの正規化輝度分布である。
図１３と同様、実施例１の正面輝度は比較例の正面輝度とほぼ同等であるが、実用視野範囲である３°以上１０°以下の範囲で傾いた視野においては約１０％輝度が高くなっていることが見て取れる。また上述した通り、特許文献２による黒層ルーバー構造を用いた場合には比較例に対して更に３０％近い輝度低下が見込まれる。
本実施形態による照明装置３は吸収によらずレンズによる視野の制御によってフロントガラス３０への映り込み光を低減しているため、従来にない高輝度な表示装置１を提供することが出来る。
【００８４】
本実施形態の表示装置１は、上述した第１実施形態と同様に、画面垂直方向においては法線方向より３°以上１０°以下の範囲で傾いた輝度ピークを有し、画面垂直方向の半値角が図１４に示されるように従来の照明装置に比べて狭いため、図１５に示されるようなフロントガラス３０への映り込む角度への射出光を十分に抑制することが可能となる。
また本実施形態の表示装置１は画面水平方向において、運転席Ｆ１、助手席Ｆ２方向に輝度ピークを有する輝度分布のため、図１６に示されるように、実用上、運転席、助手席から観察する人間が最も明るく見えるよう設計されている。
【００８５】
以上、本発明の照明装置３、並びに表示装置１について説明したが、本発明の照明装置３は表示装置１のみに限定されるものではない。
すなわち光源６から射出された光を効率的に集光する機能を有する照明装置３として例えば照明機器などにも適用できることは想像に難しくない。
【符号の説明】
【００８６】
１…表示装置
２…画像表示素子
３…照明装置
５…反射板（反射シート）
６…光源
７…導光体
７ａ…光偏向面７ａ
７ｂ…光射出面
７Ｌ…入射面
８…第１のレンズシート
９…拡散性シート
１０…第２のレンズシート
１８…光偏向要素
１８ａ…反射面（一方の斜辺）
１８ｂ…傾斜面（他方の斜辺）
１９…レンズアレイ
２０…プリズムレンズ
【図１】
2015210844.tif 000003
【図２】
2015210844.tif 000004
【図３】
2015210844.tif 000005
【図４】
2015210844.tif 000006
【図５】
2015210844.tif 000007
【図６】
2015210844.tif 000008
【図７】
2015210844.tif 000009
【図８】
2015210844.tif 000010
【図９】
2015210844.tif 000011
【図１０】
2015210844.tif 000012
【図１２】
2015210844.tif 000013
【図１３】
2015210844.tif 000014
【図１４】
2015210844.tif 000015
【図１５】
2015210844.tif 000016
【図１６】
2015210844.tif 000017
【図１１】
2015210844.tif 000018