(57)【要約】【課題】  複数の発光波長の異なる点光源を１次元方向に１列に配した単位の光源部を複数、一平面上に配列して、面光源を形成している光源装置であって、輝度及び色を効率的に均一化して、収束させて、輝度ムラ、色ムラを解消しつつ、ピーク輝度を向上させることができる、面光源装置を提供する。同時に、そのような面光源装置を表示パネルのバックライトとして用いた透過型表示装置を提供する。【解決手段】  単位の光源部は、前記複数の発光波長の異なる点光源を1 列に配列しているロッドと、前記ロッドの点光源を覆うように前記ロッドを囲む半円筒状のシートとを備えたものであり、且つ、該半円筒状のシートは、前記の列の方向に直交して、その出光側の表面に沿い、楕円の一部の断面形状を持つレンズを、出光側に突出して、多数、配列して設けている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光波長の異なる点光源を１次元方向に１列に配した単位の光源部を備えた光源装置であって、前記単位の光源部は、前記複数の発光波長の異なる点光源を1 列に配列しているロッドと、前記ロッドの点光源を覆うように前記ロッドを囲む半円筒状のシートとを備えたものであり、且つ、該半円筒状のシートは、前記の列の方向に直交して、その出光側の表面に沿い、楕円の一部の断面形状を持つレンズを、出光側に突出して、多数、配列して設けていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置であって、前記単位の光源部を複数、一平面上に配列して、面光源を形成していることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載の光源装置であって、前記光源の観察者側に、光学シートを配設していることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光源装置であって、前記光学シートがその出光側にレンズ形状を持つ板状のレンチキュラーレンズシートであり、そのレンズの長手方向が前記単位の光源部の長手方向と一致するように、配設していることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項３ないし４のいずれか１項に記載の光源装置であって、前記光学シートが、前記半円筒状のシートに接していることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光源装置であって、前記半円筒のシートの表面のレンズの頂点を含む、前記レンズの列方向の断面において、前記半円筒状のシートが前記光学シートに接している単位の光源部に対し、その半円筒状のシートに、隣の単位の光源部のロッドの中心軸から引いた接線が、前記光学シートと交わる位置と、前記単位の光源部の円筒状のシートが前記光学シートに接している位置との、前記レンズの列方向の距離をｄ、前記接線と前記光学シートの法線との成す角をθ、前記光学シートの厚さをＴ、前記光学シートの屈折率をｎ、としたとき、
−Ｔ＜Ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｓｉｎθ）／ｎ））−ｄ＜Ｔ／２        （１）
の関係を満たすことを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光源装置であって、前記単位の光源部の配列の間隔をＬとしたとき、  ａｂｓ（Ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｓｉｎθ）／ｎ））−ｄ）＜Ｌ×０．２  （２）
の関係を満たすことを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の面光源装置を、表示用パネルのバックライト用として用いていることを特徴とする透過型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の照明に供される面光源装置と透過型表示装置に関し、特に、複数の発光波長の異なる点光源を１次元方向に１列に配した単位の光源部を複数、一平面上に配列して、面光源を形成している光源装置と、そのような面光源装置を表示パネルのバックライトとして用いている透過型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＣＤ表示パネルに用いられる照明は、ＬＣＤ表示パネルのサイドより陰極線管を用いて光を導入したり、背面より並列の陰極線管を用いて光を導入していたが、これらの場合には、陰極線管とＬＣＤパネルの距離をとり、その間に拡散板を用いそれに光を収束させる為のシートを複数組み合わせて使用していた。
しかし、これまでの方式では、必要とする光学シートの枚数が多い割には収束特性が不十分で、それを補う為に、ＬＣＤパネル側で改良して、斜め方向からの入射光に対しても画質を落とさない構造とする方式も採られていた。
しかし、この方式では光利用効率が低下する上、ＬＣＤパネルの構成も複雑となり、コスト増の要因となってしまっていた。
特に、背面より光を導入する場合には、陰極線管の間隙部分と直下との光強度や色のムラが発生したり、これを抑えるために陰極線管とＬＣＤとの間隔を大きく取った為に、ディスプレイ装置の厚さが厚くなってしまうという問題があった。
また、ムラを抑えるために拡散を強くしたり、透過量を制限したりすることで、有効な光の使用量が低減してしまうという問題があった。
例えば、特開平０５−１１９７０３号公報（特許文献１）や特開平１１−２４２２１９号公報（特許文献２）に記載のものにように、遮光部分を設けることで均一性を維持する方式は各種報告されている。
【特許文献１】特開平０５−１１９７０３号公報
【特許文献２】特開平１１−２４２２１９号公報
【０００３】
また、冷陰極管に代えて例えば、光の三原色である赤、緑、青の３色の独立した点光源状の発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光源に使用する技術が、特開２００５−１１５３７２号公報（特許文献３）に開示されている。
しかし、発光色の独立したＬＥＤを並べて使用すると、先に示した輝度ムラに加えて色ムラが発生するという問題があった。
また、ＬＥＤは、略点光源であるために、冷陰極管の場合に比べて、輝度ムラが２次元方向で発生してしまうという問題があった。
【特許文献３】特開２００５−１１５３７２号公報  また、最近では、図６に示すような、陰極線管１１１を光源として複数用い、レンチキュラーレンズシート１１３の背面に配した面光源（光源装置１１０）も、本願出願人により、特願２００５−０７５２８０号（特許文献４）にて提案されている。
【特許文献４】特願２００５−０７５２８０号  尚、図６中、１１０は光源装置（面光源）、１１１は陰極線管、１１２は反射板、１１３はレンチキュラーレンズシート、１１３ａはレンズ、１１７はＬＣＤパネル、１２０は透過型表示装置である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、最近では、ＬＣＤ表示パネルの照明に供される光源装置の光源部として、光の三原色である赤、緑、青の３色の独立した点光源状の発光ダイオード（ＬＥＤ）を発光源に使用し、これらを２次元方向に多数配列して面状とした面光源が用いられるようになってきたが、輝度ムラに加えて色ムラが発生し、これらの対応が求められていた。
本発明はこれらに対応するもので、具体的には、複数の発光波長の異なる点光源を１次元方向に１列に配した単位の光源部を複数、一平面上に配列して、面光源を形成している光源装置であって、輝度及び色を効率的に均一化して、収束させて、輝度ムラ、色ムラを解消しつつ、ピーク輝度を向上させることができる、面光源装置を提供しようとするものである。
同時に、そのような面光源装置を、表示用パネルのバックライト用として用いていた透過型表示装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光源装置は、複数の発光波長の異なる点光源を１次元方向に１列に配した単位の光源部を備えた光源装置であって、前記単位の光源部は、前記複数の発光波長の異なる点光源を1 列に配列しているロッドと、前記ロッドの点光源を覆うように前記ロッドを囲む半円筒状のシートとを備えたものであり、且つ、該半円筒状のシートは、前記の列の方向に直交して、その出光側の表面に沿い、楕円の一部の断面形状を持つレンズを、出光側に突出して、多数、配列して設けていることを特徴とするものである。
そして、上記の光源装置であって、前記単位の光源部を複数、一平面上に配列して、面光源を形成していることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかの光源装置であって、前記光源の観察者側に、光学シートを配設していることを特徴とするものであり、また、前記光学シートがその出光側にレンズ形状を持つ板状のレンチキュラーレンズシートであり、そのレンズの長手方向が前記単位の光源部の長手方向と一致するように、配設していることを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項３ないし４のいずれか１項に記載の光源装置であって、前記光学シートが、前記半円筒状のシートに接していることを特徴とするものである。
そして、上記の光源装置であって、前記半円筒のシートの表面のレンズの頂点を含む、前記レンズの列方向の断面において、前記半円筒状のシートが前記光学シートに接している単位の光源部に対し、その半円筒状のシートに、隣の単位の光源部のロッドの中心軸から引いた接線が、前記光学シートと交わる位置と、前記単位の光源部の円筒状のシートが前記光学シートに接している位置との、前記レンズの列方向の距離をｄ、前記接線と前記光学シートの法線との成す角をθ、前記光学シートの厚さをＴ、前記光学シートの屈折率をｎ、としたとき、
−Ｔ＜Ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｓｉｎθ）／ｎ））−ｄ＜Ｔ／２        （１）
の関係を満たすことを特徴とするものであり、前記単位の光源部の配列の間隔をＬとしたとき、
ａｂｓ（Ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｓｉｎθ）／ｎ））−ｄ）＜Ｌ×０．２  （２）
の関係を満たすことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の透過型表示装置は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の面光源装置を、表示用パネルのバックライト用として用いていることを特徴とするものである。
【０００８】
（作用）
本発明の光源装置は、このような構成にすることにより、単位の光源部の、点光源を配列した１次元方向の輝度ムラ、色ムラを効率的に回避できるものとしている。
また、光源の厚さも薄いものとできる。
具体的には、単位の光源部は、前記複数の発光波長の異なる点光源を1 列に配列しているロッドと、前記ロッドの点光源を覆うように前記ロッドを囲む半円筒状のシートとを備えたものであり、且つ、該半円筒状のシートは、前記の列の方向に直交して、その出光側の表面に沿い、楕円の一部の断面形状を持つレンズを、出光側に突出して、多数、配列して設けていることにより、これを達成している。
詳しくは、該半円筒状のシートは、前記の列の方向に直交して、その出光側の表面に沿い、楕円の一部の断面形状を持つレンズを、出光側に突出して、多数、配列して設けていることにより、単位の光源部の点光源を配列した１次元方向、即ち、半円筒状のシートのレンズの列の並ぶ方向において、輝度及び色を効率的に均一化して、収束させて、輝度ムラ、色ムラを解消しつつ、ピーク輝度を向上させることができるものとしている。
これにより、１次元方向に点光源を有する単位の光源部を、実質的に、線状の光源部として扱うことを可能としている。
【０００９】
そして、前記単位の光源部を複数、一平面上に配列して、面光源を形成する形態が好適な形態として挙げられる。
これにより、そのような面光源装置を、表示用パネルのバックライト用として用いている透過型表示装置の提供を可能としている。
また、前記光源の観察者側に、光学シートを配設している、請求項３の発明の形態とすることにより、光学シートの機能を有効に利用できるものとしている。
特に、前記光学シートがその出光側にレンズ形状を持つ板状のレンチキュラーレンズシートであり、そのレンズの長手方向が前記単位の光源部の長手方向と一致するように、配設している、請求項４の発明の形態とすることにより、点光源からの光を、その表面にレンズを配した半円筒状のシートと、板状のレンチキュラーレンズシートとにより、単位の光源部の長手方向と、これに直交する方向との２方向について、輝度及び色を効率的に均一化して、収束させて、輝度ムラ、色ムラを解消しつつ、ピーク輝度を向上させることができるものとしている。
尚、更に、前記光源の観察者側、半円筒状のシート側に、板状の拡散板が配置されている形態とすることにより、輝度ムラ、色ムラの低減を効果的にしている。
【００１０】
また、前記光学シートが、面光源の半円筒状のシートに接している、請求項５の発明の形態とすることにより、輝度ムラ、色ムラの低減をより効果的にしている。
ここで、前記半円筒のシートの表面のレンズの頂点を含む、前記レンズの列方向の断面において、前記半円筒状のシートが前記光学シートに接している単位の光源部に対し、その半円筒状のシートに、隣の単位の光源部のロッドの中心軸から引いた接線が、前記光学シートと交わる位置と、前記単位の光源部の円筒状のシートが前記光学シートに接している位置との、前記レンズの列方向の距離をｄ、前記接線と前記光学シートの法線との成す角をθ、前記光学シートの厚さをＴ、前記光学シートの屈折率をｎ、としたとき、
−Ｔ＜Ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｓｉｎθ）／ｎ））−ｄ＜Ｔ／２        （１）
の関係を満たす、請求項６の発明の形態とすることにより、照度分布を均一にでき、ムラをなくすことができるものとしている。
角度θで規定される角度範囲で、隣接する光源部から入射される照明光は、半円筒状のシートが前記光学シートに接している単位の光源部に対し、その円筒状のシートが前記光学シートに接している位置近傍において、即ち、線状の単位の光源部の上部において、ムラのないものとする。
更にここで、前記単位の光源部の配列の間隔をＬとしたとき、
ａｂｓ（Ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｓｉｎθ）／ｎ））−ｄ）＜Ｌ×０．２  （２）
の関係を満たすことにより、更に、より、半円筒状のシートが前記光学シートに接している単位の光源部に対し、その円筒状のシートが前記光学シートに接している位置近傍において、即ち、線状の単位の光源部の上部において、ムラのないものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記のように、複数の発光波長の異なる点光源を１次元方向に１列に配した単位の光源部を複数、一平面上に配列して、面光源を形成している光源装置であって、輝度及び色を効率的に均一化して、収束させて、輝度ムラ、色ムラを解消しつつ、ピーク輝度を向上させることができる、面光源装置の提供を可能とした。
同時に、そのような面光源装置を、表示用パネルのバックライト用として用いている透過型表示装置の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の面光源装置の実施の形態の１例の構成と、該第１の例の面光源装置を用いた透過型表示装置の構成を示した概略図で、図２は本発明の面光源装置の別の実施の形態例の構成と、該面光源装置を用いた透過型表示装置の構成を示した概略図で、図３（ａ）は単位の光源部の円筒状のシートと各点光源の配置を説明するための図で、図３（ｂ）は図３（ａ）のＳ１ーＳ２における円筒状のシートの断面と該断面を含む平面における点光源からの照明光の進み方を説明するための図で、図４は単位の光源部の各色ＬＥＤの配列で光源全体での各色ＬＥＤの配列を示した図で、図５は図１に示す例における単位の光源部の隣接する単位の光源部からの照明光の影響を示した図である。
図３（ａ）中、太い点線丸は、点光源であるＬＥＤの位置を示したもので、ロッドについては省略して示している。
図１〜図５中、１、１Ａは光源装置、２、２Ａは透過型表示装置、１０、１０ａ、１０ｂは単位の光源部、１１は半円筒状のシート、１２は（単位の）レンズ、１２ａは楕円、１２ｂは谷部、１３は点光源部（単に光源部とも言う）、１３ａはＬＥＤ、１３Ｒ、１３Ｒ−Ａ、１３Ｒ−Ｂは赤色ＬＥＤ、１３Ｇは緑色ＬＥＤ、１３Ｂは青色ＬＥＤ、１５はロッド、２０、２５はレンチキュラーレンズシート、２１はレンズ、３０はＬＣＤパネル、４０は反射板、５１、５２は光線である。
【００１３】
はじめに、本発明の面光源装置の実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。  本例の光源装置１は、複数の発光波長の異なる点光源を１次元方向に１列に配した単位の光源部１０を、複数、一平面上に配列して、面状の光源を形成している光源装置で、該面状の光源部に平行にして、楕円筒の一部である単位のレンズ部１２（これを単位レンズとも言う）をその出光側に突出して、多数、配列したレンチキュラーレンズシート２０を１枚、そのレンズの長手方向が前記単位の光源部の長手方向と一致するように配設したものである。
図１に示す透過型表示装置は、この光源装置１をＬＣＤパネル３０のバックライトとして用いている。
本例の光源装置１の単位の光源部１０は、発光波長の異なる赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの３色の点光源のうちの２色のＬＥＤを適宜選択して点光源として1 列に配列しているロッド１５と、ロッド１５の点光源を覆うようにロッド１５を囲む半円筒状のシート１１とを備えたもので、該半円筒状のシート１１は、前記列の方向（列の長手方向）に直交して、その出光側の表面に沿い、楕円の一部の断面形状を持つレンズを、出光側に突出して、多数、配列して設けている。
尚、単位の光源部１０の各色のＬＥＤの配列は、面状では、図４のようになっている。  ここでは、単位の光源部は、２つの色のＬＥＤを、それぞれ、決められた位置に等間隔に配し、３つの色のＬＥＤはそれぞれ、第１の方向（Ｘ方向）、第２の方向（Ｙ方向）との２方向にも等間隔となるように配置されている。
ここでは、２種類の単位の光源部１０ａ、１０ｂを交互に並べており、
Ｌ1R＝Ｌ1G＝Ｌ1B＝Ｌ2R＝Ｌ2G＝Ｌ2B＝Ｌ
である。
尚、ここで、Ｌ1R、Ｌ1G、Ｌ1Bは、それぞれ、第１の方向の赤色のＬＥＤ、緑色の光源部、青色の光源部のピッチ間隔で、Ｌ2R、Ｌ2G、Ｌ2Bは、それぞれ、第２の方向の赤色のＬＥＤ、緑色の光源部、青色の光源部のピッチ間隔である。
半円筒状のシート１１とレンチキュラーレンズシート２０は、いずれも、光制御シートとして機能するもので、半円筒状のシート１１、レンチキュラーレンズシート２０は、それぞれ、単位の光源部１０の長手方向、単位の光源部１０の長手方向に直交する方向について、輝度及び色を効率的に均一化して、収束させて、輝度ムラ、色ムラを解消しつつ、ピーク輝度を向上させることができるものとしている。
これにより、単位の光源部１０の長手方向と、単位の光源部１０の長手方向に直交する方向の２方向について、輝度及び色を効率的に均一化して、収束させて、輝度ムラ、色ムラを解消しつつ、ピーク輝度を向上させることができるものとしている。
半円筒状のシート１１とレンチキュラーレンズシート２０とは、光透過性があり、アクリル樹脂に限らず他の熱可塑性樹脂、紫外線硬化樹脂、電離放射線硬化樹脂等からなる。  レンチキュラーレンズシート２０の作製は、例えば、屈折率１．４９の透明なアクリル樹脂を用いた押し出し成型により一体成型されている。
半円筒状のシート１１作製方法としては、例えば、押出成型や、ＰＥＴベース上への電離放射線硬化樹脂によりレンズ成型してレンズシートを作製し、該レンズシートを円筒状に湾曲させて保持して作製する。
尚、シート状にて量産したものを下部で固定すれば円筒状になる。
ＬＣＤパネル３０は、透過型の液晶表示素子により形成されており、例えば、３０インチサイズ（７６．２ｍｍサイズ）で、８００×６００ドットの表示を行う。
ＬＥＤ１３ａは、単位の光源部１３を形成する点光源である。
光源部の背面には、反射板４０が設けられている。
反射板４０は、光源部１０のレンチキュラーレンズシート２０とは反対側（背面側）の全面にわたって設けられており、背面側へ進む照明光を拡散反射してレンチキュラーレンズシート２０方向（出射方向）へ向かわせ、入射光照度を均一に近付ける働きを持つ反射層である。
【００１４】
単位の光源部１０について、図３に基づき更に説明する。
単位の光源部１０ａは、例えば、図３（ａ）に示すように、発光波長の異なる赤色ＬＥＤ１３Ｒ、緑色ＬＥＤ１３Ｇの、２色の点光源を1 列に配列しているロッド（図示していない）を、その点光源を覆うように、囲む半円筒状のシート１１とを備えているが、半円筒状のシート１１には、その列の方向（点光源の列の長手方向）に直交して、その出光側の表面に沿い、楕円の一部の断面形状を持つ単位のレンズ１２を、出光側に突出して、多数、配列して設けている。
図３（ｂ）にその拡大した断面を示すように、楕円１２ａの一部の断面形状をもつレンズ１２を、出光側に突出して、配している。
ここで、半円筒状のシート１１における点光源からの照明光の進み方と輝度ムラについて説明する。
光源装置における輝度ムラは、発光源であるＬＥＤ１３ａ（１３Ｒ、１３Ｇの２色のＬＥＤ点光源）の真上付近が明るく、発光源であるＬＥＤ１３ａから最も遠い位置、すなわち隣り合うＬＥＤ１３ａの中間位置の真上付近が暗くなることが多い。
半円筒状のシート１１のレンズ１２は、ＬＥＤ１３ａの真上付近では、略垂直に入射する光を全反射して光源側に戻す作用を有しており（図３（ｂ）中の光線５２参照）、ＬＥＤ１３ａの真上付近が明るくなることを抑えている。
しかし、それだけでは、輝度ムラを完全に無くすことは困難である。
より輝度ムラを無くすためには、ＬＥＤ１３ａ同士の中間位置付近に到達する光を効率よく正面方向（出射角度０度方向）に近い方向で出射させ、ＬＥＤ１３ａの中間位置の真上付近から出射して観察者へ到達する光を増加させることが必要である。
ここで、レンズ１２間に形成された谷部１２ｂの直近に到達した照明光が、略法線方向に出射すれば、補正効果（均一化効果）が理想的に働いていることになる。
しかし、この部分への入射角度が大きくなると、ある角度から突然出射光が大幅に減少してしまい、その部分が暗く観察されてしまう（これを、暗部と呼ぶ）。
この暗部が発生するか否かは、上記レンズ１２端部角度と照明光の入射角度との関係で決まるが、入射光の角度は、ＬＥＤ１３ａと半円筒状のシート１１との位置関係により決まる。
そして、ＬＥＤ１３ａから直接半円筒状のシート１１へ到達する光の入射角度が最も大きくなるのは、ＬＥＤ１３ａの中間位置の真上付近である。
また、図３に示す単位の光源部１０は、発光波長分布の異なる赤色ＬＥＤ１３Ｒ、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、の２色の点光源を有していることから、仮に各色のＬＥＤが発光する光毎に輝度ムラが生じてしまうと、面光源装置として得られる照明光には、輝度ムラに加えて色ムラが生じてしまう。
したがって、赤色ＬＥＤ１３Ｒ、緑色ＬＥＤ１３Ｇをそれぞれを独立して発光させた場合に、それぞれの発光源からの光を、輝度ムラなく均一に出射させる必要がある。
すなわち、赤色ＬＥＤ１３Ｒからの赤い光、緑色ＬＥＤ１３Ｇからの緑の光の２色の光が、全体に輝度ムラなく均一に出射する必要がある。
そこで、本例では、第２の方向（Ｙ方向）断面での輝度ムラの防止効果に影響の大きい単位レンズ端部角度θと、ＬＥＤ１３ａ及び半円筒状のシート１１の配置関係に着目し、輝度ムラ及び色ムラを防ぐために必要なこれらの間の関係を規定している。
ここでは、赤色ＬＥＤ１３Ｒ、緑色ＬＥＤ１３Ｇを配列した単位の光源部１０ａ（図３、図４参照）について述べたが、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂを配列した単位の光源部１０ｂ（図４参照）についても基本的に同じに規定している。
【００１５】
更に、輝度ムラを防止する構成につい具体的に説明する。
説明が複雑になるので、最初に、赤色ＬＥＤ１３Ｒから出射する赤い光の輝度ムラを防止する構成について説明する。
図３（ａ）に示す、１つの単位の光源部１０について、赤色ＬＥＤ１３Ｒについて、その第２の方向（Ｙ方向）について赤い光の輝度ムラを考えてみる。
ここでは、先にも述べたように、第２の方向（Ｙ方向）における赤色ＬＥＤ１３Ｒの波長別ＬＥＤ間隔Ｌ＝Ｌ2Rである（図４参照）。
また、ＬＥＤ１３ａと半円筒状のシート１１との距離をＤ（図３（ｂ）参照）とする。  図３（ｂ）中に示すように赤色ＬＥＤ１３Ｒ−Ａから赤色ＬＥＤ１３Ｒ−Ｂに近寄るような方向へ進んで半円筒状のシート１１へ入射する光線５１を考える。
この光線５１の入射する位置が赤色ＬＥＤ１３Ｒ−Ａから赤色ＬＥＤ１３Ｒ−Ｂまでの距離の５０％の位置、すなわち、中間位置である場合であって、その光が単位レンズ１１の端部に到達したとしても略法線方向に出射させるようにすると、補正効果としては十分な効果を得ることができる。
そこでその関係を数式化すると、以下の式（３）、（４）となる。
ＣＯＳ-1（ｎ＊ＣＯＳ（Φ+ θ））≦θ                      （３）
Φ＝ＳＩＮ-1（ＳＩＮ（ＴＡＮ-1（Ｌ／２Ｄ））／ｎ）        （４）
ここで、ｎは、単位レンズ１１を形成する素材の屈折率であり、Φは、光線５１が半円筒状のシート１１に入射するときの屈折角である。
このようにし規定して、赤色ＬＥＤ１３Ｒが発光する照明光の、半円筒状のシート１１の第２の方向（Ｙ方向）断面で輝度ムラ及び色ムラを低減できる。
ここで、Ｌ＝Ｌ1R＝２５ｍｍ、Ｄ＝２０ｍｍ、ｎ＝１．４９とした場合、Φ＝２１°  となり、また、θ＝１５°である。
【００１６】
ここで、この具体的な値を、式（３）に代入すると、式（３）中の（ｎ＊ｃｏｓ（Φ＋θ））部分が１以上となり計算不能となるが、このような場合には、単位レンズ１１ｂに挟まれた谷部１１ｄのレンズ面において光が全反射する。
よって、その部分よりも傾斜の少ないレンズ面では、半円筒状のシート１１の法線方向に近い角度で出射することとなり、輝度ムラ及び色ムラの防止効果を得ることができ、式（５）及び式（６）を満足することと同等の効果を得られる。
よって、式（３）で計算不能となる場合であっても、以下の式（５）及び式（６）を満たせば、式（３）及び式（４）を満足する場合と同様に、輝度ムラ及び色ムラを低減できる。
ｎ＊ＣＯＳ（Φ＋θ）＞１                                  （５）
Φ＝ＳＩＮ-1（ＳＩＮ（ＴＡＮ-1（Ｌ／２Ｄ）) ／ｎ）        （６）
尚、上記は赤色ＬＥＤ１３Ｒについて述べたが、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂについても、同様である。
【００１７】
次に、赤色ＬＥＤ１３Ｒが発光する照明光の、レンチキュラーレンズシート２０の第１の方向（Ｘ方向）の断面での進み方と輝度ムラとについて説明する。
レンチキュラーレンズシート２０は、出射面に形成された単位レンズ２１の形状が半円筒状のシート１１のレンズ１２と同じく、楕円の一部を断面とする楕円筒の一部をレンズとするシートであり、半円筒状のシート１１のレンズ１２の並ぶ方向に対してレンズ２１の並ぶ方向が直交するように配置されているシートである。
レンチキュラーレンズシート２０の第１の方向（Ｘ方向）断面で光の進み方と輝度ムラについても、先に述べた１つの単位の光源部の半円筒状のシート１１の第２の方向（Ｙ方向）断面で光の進み方と輝度ムラと同様に考えることができる。
ここでは、Ｌ＝Ｌ1R＝Ｌ2Rとなっている。
レンチキュラーレンズシート２０においても、先に述べた１つの単位の光源部の半円筒状のシート１１の場合と同様、間隔Ｌ1R（Ｘ方向）に配列された単位の光源部１０同士の赤色ＬＥＤ１３Ｒについても、（３）、（４）式の関係を満たすように設定することにより、ＬＥＤ１３Ｒが発光する照明光の、レンチキュラーレンズシート２０の第１の方向（Ｘ方向）断面で輝度ムラ及び色ムラを低減できる。
【００１８】
したがって、レンチキュラーレンズシート２０を、単位の光源部の半円筒状のシート１１に対して、レンズの配列方向が直交するようにして配置することにより、光の収束方向を直交する２方向にできるとともに、直交する２方向において、輝度ムラ及び色ムラを低減できる。
ここでは、Ｌ＝Ｌ1R＝Ｌ2Rとなっており、第１の方向（Ｘ方向）においても、第２の方向（Ｙ方向）の場合と同様に考えることができる。
レンチキュラーレンズシート２０は、単位の光源部１０の半円筒状のシート１１のレンズとレンズ形状が同様な形状のシートであるから、第１の方向（Ｘ方向）において赤色ＬＥＤ１３Ｒから進む照明光は、基本的には、第２の方向（Ｙ方向）と同様な光の進み方をすることになる。
尚、レンチキュラーレンズシート２０は、半円筒状のシート１１よりもＬＥＤ１３ａからの距離が離れている。
赤色ＬＥＤ１３Ｒが発光する照明光は、第１の方向（Ｘ方向）においても、輝度ムラなく均一に出射する。
【００１９】
このように、赤色ＬＥＤ１３Ｒについては、第２の方向（Ｙ方向）及び第１の方向（Ｘ方向）の両方向において、上述のように式（３）及び式（４）の関係を満たしており、赤色ＬＥＤ１３Ｒが発光する赤い照明光は、第２の方向（Ｙ方向）及び第１の方向（Ｘ方向）の両方向において、輝度ムラなく出射する。
【００２０】
次に、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂの照明光についても、レンチキュラーレンズシート２０の第１の方向（Ｘ方向）の断面での進み方と輝度ムラとについて考える。
上述した赤色ＬＥＤ１３Ｒの場合と同様に、単位の光源部１０間の、第１の方向（Ｘ方向）における緑色ＬＥＤ１３Ｇ及び青色ＬＥＤ１３Ｂについても、先に示した式（３）及び式（４）の関係、又は、式（５）及び式（６）の関係を満足すれば、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂの照明光も、第２の方向（Ｙ方向）及び第１の方向（Ｘ方向）の両方向において、輝度ムラなく出射できる。
尚、ここで、図４に戻って、
Ｌ2R＝Ｌ1R＝Ｌ2G＝Ｌ1G＝Ｌ2B＝Ｌ1B＝Ｌ
である。
すなわち、波長別ＬＥＤ間隔Ｌで、例えば、２５ｍｍとなっており、３種類のＬＥＤ１３ａのいずれも第１の方向（Ｘ方向）及び第２の方向（Ｙ方向）について波長別ＬＥＤ間隔が等しくなっているから、赤色ＬＥＤ１３Ｒについて、式（３）及び式（４）、又は、式（５）及び式（６）の関係を満たしていれば、緑色ＬＥＤ１３Ｇ及び青色ＬＥＤ１３Ｂについても、同様に、式（３）及び式（４）、又は、式（５）及び式（６）の関係を満たしていることになる。
【００２１】
本例では、単位の光源部１０の半円筒状のシート１１、レンチキュラーレンズシート２０、及び、各色種のＬＥＤ１３ａが式（３）及び式（４）の関係を満たしているので、３種類の赤色ＬＥＤ１３Ｒ、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂのそれぞれについて、その中間位置付近に到達する光を効率よく正面方向（出射角度０度方向）に近い方向で出射させ、３種類のＬＥＤ１３Ｒ、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂの配列位置の中間位置の真上付近から出射して観察者へ到達する光を増加させることができる。
したがって、３種類のＬＥＤ１３Ｒ、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂのそれぞれが発光する照明光について、輝度ムラのない均一な照明光としながらも、不要な方向への出射を抑えて観察方向へ照明光を向けることができる。
よって、発光源であるＬＥＤの種類によって輝度が部分的に異なる等、色ムラが生じることもない。
また、半円筒状のシート１１とレンチキュラーレンズシート２０とを、レンズの方向を互いに直交させて配置したので、第２の方向（Ｙ方向）及び第１の方向（Ｘ方向）ともに光を制御することができ、輝度ムラ及び色ムラを抑える効果をさらに高め、かつ、正面輝度を高めることができる。
さらに、本例によれば、発光色の異なる発光ダイオードを光源部に並べて配置したので、発色を詳細に調整することが可能である。
そして、そのような配置の光源部であっても、輝度ムラ及び色ムラのない面光源とすることができる。
【００２２】
本例においては、図５に示すように、半円筒のシート１１が、直接、レンチキュラレンズシート２０に接しており、半円筒のシート１１の表面のレンズ１２の頂点を含む、半円筒のシート１１のレンズの列方向の断面において、半円筒状のシート１１が板状のレンチキュラレンズシート２０に接している単位の光源部１０に、隣の単位の光源部のロッド１５の中心軸１５ａから引いた接線が、板状のレンチキュラレンズシートと交わる位置Ｐ１と、前記面光源の円筒状のシートが該板状のレンチキュラレンズシートに接している位置Ｐ０との、半円筒のシート１１のレンズの列方向の距離をｄ、前記接線と前記板状のレンチキュラレンズシートの法線との成す角をθ、前記板状のレンチキュラレンズシートの厚さをＴ、前記板状のレンチキュラレンズシートの屈折率をｎ、としたとき、
−Ｔ＜Ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｓｉｎθ）／ｎ））−ｄ＜Ｔ／２        （１）
の関係を満たすものである。
このような角度θで規定される角度範囲で、隣接する光源部から入射される照明光は、出射されることとなり、これにより、隣接する光源部から入射される照明光は、半円筒状のシート１１が板状（平面状）のレンチキュラーレンズシート２０に接している単位の光源部１０に対し、その円筒状のシート１１が該板状のレンチキュラレンズシート２０に接している位置Ｐ０近傍において、即ち、線状の単位の光源部１０の上部において、ムラのないものとする。
更にここで、前記単位の光源部の配列の間隔をＬとしたとき、
ａｂｓ（Ｔ×ｔａｎ（ｓｉｎ-1（（ｓｉｎθ）／ｎ））−ｄ）＜Ｌ×０．２  （２）
の関係を満たすものである。
これにより、更に、より、半円筒状のシート１１が前記板状（平面状）のレンチキュラーレンズシート２０に接している単位の光源部１０に対し、その円筒状のシート１１が該板状のレンチキュラレンズシート２０に接している位置近傍において、即ち、線状の単位の光源部の上部において、ムラのないものとする。
これに対し、半円筒状のシート１１の径を大きくすると、ｄが大きくなり、円筒状のシート１１が該板状のレンチキュラレンズシート２０に接している位置近傍において、暗くなり、また、円筒状のシート１１の径を小さくすると、ｄが小さくなり、円筒状のシート１１が該板状のレンチキュラレンズシート２０に接している位置近傍において、明るくなる。
【００２３】
本発明は、図１に示す形態の光源装置に限定されるものではない。
例えば、図１に示す光源装置１のレンチキュラーレンズシート２０の出光側側に、レンチキュラーレンズシート２０のレンズの長手方向に直交するように、そのレンズの長手方向として、その出光側にレンズを配するレンチキュラーレンズシート２５を配した、図２に示すような形態も挙げられる。
この形態の場合には、図１に示す光源装置に比べて、更にレンチキュラーレンズシート２５を設けていることにより、より、第２の方向（Ｙ方向）の輝度ムラ、色ムラを少ないものとできる。
また、図１に示す光源装置において、光源部１３の出光側に拡散板を設けた形態も挙げられる。
【００２４】
また、第１例や第２の例やその変形の面光源の光源装置においては、一次元方向の線状の単位の光源部は２色の点光源を用い、これらを配列して面光源とした時に、バックライトとして赤色、緑色、青色の３色がバランスよく機能するようにしているが、これに限定はされない。
例えば、一次元方向の線状の単位の光源部に、赤色、緑色、青色の３色の点光源をバランスよく配し、白色光源として機能するようにして用いても良い。
勿論、この場合、線光源単独として用いるだけではなく、複数、配列して、面光源とし、表示装置用のバックライトとして用いても良い。
尚、このような白色光源を複数、配列して、面光源とし、表示装置用のバックライトとして用いる場合には、光学シートとして拡散板、レンチキュラーレンズシートを、あるいは、拡散板とレンチキュラーレンズシートを光源部の観察者側に、配する形態が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の面光源装置の実施の形態の１例の構成と、該第１の例の面光源装置を用いた透過型表示装置の構成を示した概略図である。
【図２】本発明の面光源装置の別の実施の形態例の構成と、該面光源装置を用いた透過型表示装置の構成を示した概略図である。
【図３】図３（ａ）は単位の光源部の円筒状のシートと各点光源の配置を説明するための図で、図３（ｂ）は図３（ａ）のＳ１ーＳ２における円筒状のシートの断面と該断面を含む平面における点光源からの照明光の進み方を説明するための図である。
【図４】単位の光源部の各色ＬＥＤの配列で光源全体での各色ＬＥＤの配列を示した図である。
【図５】図１に示す例における単位の光源部の隣接する単位の光源部からの照明光の影響を示した図である。
【図６】線光源の発光管を用いた光源装置を用いた透過型表示装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、１Ａ        光源装置
２、２Ａ        透過型表示装置
１０、１０ａ、１０ｂ  単位の光源部
１１            半円筒状のシート
１２          （単位の）レンズ
１２ａ          楕円
１２ｂ          谷部
１３            点光源部（単に光源部とも言う）
１３ａ          ＬＥＤ
１３Ｒ、１３Ｒ−Ａ、１３Ｒ−Ｂ  赤色ＬＥＤ
１３Ｇ          緑色ＬＥＤ
１３Ｂ          青色ＬＥＤ
１５            ロッド
１５ａ          中心軸
２０、２５      レンチキュラーレンズシート
２１            レンズ
３０            ＬＣＤパネル
４０            反射板
５１、５２      光線
１１０          光源装置
１１１          陰極線管
１１２          反射板
１１３          レンチキュラーレンズシート
１１３ａ        レンズ
１１７          ＬＣＤパネル
１２０          透過型表示装置
【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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