(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を面状に出射する面状光源と、入射した光を偏向させて出射するとともに、前記光が入射する位置によってこの光を偏向させる方向が異なる偏向素子と、透過領域と吸収領域とを含み、前記光の光路に介在し前記光の進行方向を前記光路に平行な方向に規制して前記光の指向性を高める光線方向規制素子と、を有し、前記面状光源からの光を、外部に位置する仮想的な１個の点、又は、前記光線方向規制素子の光線規制方向と直交する１本の直線に向かって集光するように構成された光源装置において、
前記光線方向規制素子は、その透過領域の屈折率が空気の屈折率よりも大きいことで、当該光線方向規制素子により規制されて出射された光の主軸方向と当該面状光源の面法線方向とのなす角度が、当該光線方向規制素子へ入射した光の主軸方向と前記面法線方向とのなす角度より大きい角度となるものであることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光線方向規制素子の光線規制方向と直交する１本の直線に向かって集光する光源装置であって、
前記偏向素子は、入射した光を１次元的に集光するフレネルレンズシートから構成され、前記光線方向規制素子における前記透過領域と吸収領域との界面である透過吸収界面の方向が、前記フレネルレンズシートにより集光された光の光路に平行と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３】
前記光線方向規制素子の光線規制方向と直交する１本の直線に向かって集光する光源装置であって、
前記面状光源は、面方向に光を拡散する拡散面状光源であって、
前記偏向素子は、前記直線に直交する方向に配列されその稜線が延びる方向が前記直線と平行である三角柱形状のプリズムを複数個有するプリズムシートからなり、前記各プリズムにおける前記直線から遠い側の側面と前記光路に直交する平面とのなす角度は、前記直線から遠いほど大きくなっ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４】
前記光を外部に位置する仮想的な１個の点に向かって集光する光源装置であって、
前記面状光源は、面方向に光を拡散する拡散面状光源であって、
前記偏向素子は、前記光路に交差する２つの方向に２次元的に配列された複数個の三角錐形状または円錐形状のプリズムを有するプリズムシートからなり、前記各プリズムにおける前記点から遠い側の側面と前記光路に直交する平面とのなす角度は、前記点から遠いほど大きくなっ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】
前記光を外部に位置する仮想的な１個の点に向かって集光する光源装置であって、
前記偏向素子は、同心円状のレンズ形状が形成されるとともに、焦点に向けて前記面状光源の面方向に２次元的に集光するフレネルレンズシートから構成され、前記光線方向規制素子における前記透過領域と吸収領域との界面である透過吸収界面の方向が、前記フレネルレンズシートにより集光された光の光路に同心円状に一致するように構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６】
前記光を外部に位置する仮想的な１個の点に向かって集光する光源装置であって、
前記光線方向規制素子は、透過領域と吸収領域とが１次元方向に交互に配列されてなるルーバーが２つ積層されて構成され、当該２つのルーバーは、前記透過領域及び吸収領域の配列方向が互いに直交していることを特徴とする請求項１又は５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記光を外部に位置する仮想的な１個の点に向かって集光する光源装置であって、
前記光線方向規制素子は、透過領域と吸収領域とが同心円状に交互に配列されたルーバーから構成されることを特徴とする請求項１又は５に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光線方向規制素子から出射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光源装置と、この光源装置から出射した光を透過させることによりこの光に画像を付加する表示パネルと、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の表示装置を有することを特徴とする端末装置。
【請求項１１】
テレビ受像機、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、ＡＴＭ、自動販売機、車載用テレビ受像機、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、ビデオプレーヤ又は携帯電話であることを特徴とする請求項１０に記載の端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状に出射される光の指向性を高める光学部材を備え、指向性が高い光を出射可能な光源装置、この光源装置を備えた表示装置、及びこの表示装置を搭載した端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、平面型の表示装置として液晶表示装置（Liquid Crystal Display：以下、ＬＣＤともいう）が使用されている。ＬＣＤは、携帯端末の表示装置としても多用されている。このような携帯端末においては、表示される情報を他人に覗かれたくない場合が多く、そのような場合にはＬＣＤの視野角は狭いことが望ましい。一方、携帯端末においては、表示される情報を他人と共有して見る場合もあり、このような場合にはＬＣＤの視野角は広いことが望ましい。このため、使用状況に応じて視野角を切り替える技術が要望されている。
【０００３】
このような要求を満たす液晶表示装置が、例えば特許文献１に開示されている。図３０は、特許文献１に記載されている従来の視野角制御型液晶表示装置を示す断面図であり、図３１は、この視野角制御型液晶表示装置に設けられた照明装置を示す斜視図である。図３０に示すように、従来の視野角制御型液晶表示装置１０１においては、液晶表示パネル１０２、散乱性制御手段１０３、及び照明装置１０４がこの順に配置されている。
【０００４】
図３１に示すように、照明装置１０４においては、遮光スリット付シート１２０及び照射部１２１が設けられている。照射部１２１には、蛍光管等の光源１２２と、光源１２２から出射された光を反射させる反射シート１２４とが設けられており、光源１２２から見て反射シート１２４の反対側の面が光出射面１２３となっている。そして、この光出射面１２３から出射した光が、遮光スリット付シート１２０に入射するようになっている。遮光スリット付シート１２０においては、透明シートの一方の面に、厚さを持った帯状の遮光材が互いに平行に多数配列されている。遮光材が延設される方向は、表示部の垂直方向に一致している。また、遮光材の側面は、表示装置７０１の画面に垂直な方向に平行である。
【０００５】
また、散乱性制御手段１０３は、電圧が印加されることにより、入射した光を散乱させる程度が変化するものである。例えば、電圧が印加されていないときは透明状態となって、入射した光を散乱させずにそのまま透過させ、電圧が印加されているときには白濁状態となって、入射した光を散乱させて通過させるものである。
【０００６】
この従来の視野角制御型液晶表示装置においては、図３１に示すように、光源１２２から出力された光は、直接又は反射シート１２４により反射して光出射面１２３から出射して、遮光スリット付シート１２０に入射する。そして、遮光スリット付シート１２０を通過するときに、遮光スリット付シート１２０の表面に垂直な方向（法線方向）から遮光材の配列方向に一定角度以上傾斜した方向から入射した光は、遮光材によって遮断される。このため、法線方向からの傾斜角が一定角度未満である光のみが遮光スリット付シート１２０を通過することができる。この結果、照射部１２１から出射された光は、遮光スリット付シート１２０を通過することにより、指向性が高められる。
【０００７】
そして、遮光スリット付シート１２０から出射した光が、散乱性制御手段１０３に入力する。このとき、散乱性制御手段１０３が散乱状態にある場合には、入射した光は散乱性制御手段１０３により散乱され、指向性が低下した状態で出射する。一方、散乱制御素子１０３が透明状態にある場合には、入射した光は散乱性制御手段１０３をそのまま透過し、指向性が高い状態のまま出射する。
【０００８】
散乱性制御手段１０３から出射した光は、液晶表示パネル１０２に入射し、液晶表示パネル１０２を透過することによって画像が付加される。このとき、散乱性制御手段１０３が散乱状態にあると、指向性が低い光が液晶表示パネル１０２に入射し、液晶表示パネル１０２を透過して全視角方向に抜けていく。これにより、照明装置１０４の表示面に垂直な方向に相当する位置（以下、正面位置という）だけでなく、正面位置から画面の水平方向に外れた位置（以下、斜め位置という）からも画像を視認することができる。これに対して、散乱性制御手段１０３が透明状態にあると、指向性が高い光が液晶表示パネル１０２に入射し、液晶表示パネル１０２を透過して正面方向のみに抜けていく。この結果、正面位置からは画像を視認することができるものの、斜め位置には液晶表示パネル１０２を透過した光が到達しないため、斜め位置から見ると画面が真っ暗になり、画像を視認することができない。
【０００９】
このように、視野角制御型液晶表示装置７０１においては、散乱性制御手段１０３によって光の散乱性を制御できるため、表示の視野角を制御できる。そして、照明装置１０４は、遮光スリット付シート１２０を備えることにより、指向性が高い光を液晶表示パネル１０２に向けて出射することができるため、散乱性制御手段１０３が透過状態にあるときには、正面位置の観察者だけが表示内容を認識できる。従って、照明装置１０４においては、視野角依存性が少なく全視角方向について表示特性が均一に保たれる広視野角表示と、表示部に正対する位置（正面位置）からのみ表示画像を視認できる狭視野角表示とを、任意に切り替えることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の表示装置には、以下に示すような問題点がある。この表示装置を大きな表示画面に適用する場合、表示装置の正面位置に位置する視聴者から見ると、画面端部の見込み角が大きくなってしまう。即ち、画面中央部では視線方向と画面法線方向が一致するものの、画面端部では一致しない。このため、狭視野角表示を行なう場合、画面端部から出射した光は正面位置に位置する視聴者に届きにくい。この結果、観察者は、画面端部で輝度低下を感じ、この領域の視認性が低下する。特に、比較的大きな表示画面を持つ表示装置においては、画面端部における見込み角が大きくなるため、この影響が顕著に現れる。
【００１１】
例えば、特許文献２には、遮光スリット付シートのスリット間隔に分布を持たせた液晶表示装置が開示されている。特許文献２に記載の液晶表示装置は、表示パネルとして高分子分散型液晶パネルを使用したものである。図３２は、特許文献２に記載された高分子分散型液晶表示装置を示す断面図である。図３２に示すように、この液晶表示装置２０１においては、バックライト部２０２と、異方性光吸収フィルム２０３と、高分子分散型液晶パネル２０４とがこの順に配列されている。そして、バックライト部２０２においては、導光板２０５が設けられており、この導光板２０５の側方に、光源２０６が配置されている。導光板２０５は、その側面から入射された光をその主面、即ち、異方性光吸収フィルム２０３に対向する側の面から出射するものである。また、導光板２０５から見て、異方性光吸収フィルム２０３の反対側には、光吸収層２０７が配置されている。
【００１２】
異方性光吸収フィルム２０３は、透明部２０８及び不透明部２０９からなり、その界面はフィルム２０３の表面に対して垂直になっている。フィルム２０３の表面に垂直な方向から見て、透明部２０８は複数の部分に区画されており、この各部分の形状は円形又は多角形となっており、この各部分を不透明部２０９が囲んでいる。そして、透明部２０８の各部分の最大内径をＡとし、異方性光吸収フィルム２０３の厚さをｔとするとき、比（ｔ／Ａ）の値を、表示領域内で相互に異ならせている。
【００１３】
また、高分子分散型液晶パネル２０４においては、１対の透明基板２１０が相互に平行に且つ離隔して設けられており、透明基板２１０間には調光層２１１が配置されている。調光層２１１は高分子材料２１２と、この高分子材料２１２中に封止された液晶材料２１３とから構成されている。
【００１４】
この液晶表示装置２０１においては、上述の如く、異方性光吸収フィルム２０３の面内で比（ｔ／Ａ）の値に分布を持たせている。この技術を応用すれば、画面端部における比（ｔ／Ａ）の値を中央部における比（ｔ／Ａ）の値よりも小さくすることにより、画面端部の輝度を中央部の輝度よりも高くし、画面を正面位置から見た場合の輝度を画面内で均一にすることも考えられる。
【００１５】
しかしながら、この場合は、画面の端部を通過する光の指向性が、画面の中央部を通過する光の指向性よりも低くなってしまうという問題点がある。また、画面端部の輝度を相対的に高くするために、画面中央部の輝度を必要以上に低くする必要があり、光の利用効率が低くなる。
【００１６】
そこで、光の指向性を高める光線方向規制素子として、図３１に示す遮光スリット付シート１２０及び図３２に示す異方性光吸収フィルム２０３の替わりに、特許文献３に記載された集光ルーバーを使用することが考えられる。図３３は、特許文献３に記載された集光ルーバーを示す斜視図である。図３３に示すように、この従来の集光ルーバー３０１はシート状になっており、集光ルーバー３０１の表面に平行な一方向に沿って、透過層３０２と遮光層３０３とが周期的に配列されている。そして、透過層３０２と遮光層３０３との界面は、集光ルーバー３０１の表面に垂直な方向に対して傾斜しており、この傾斜角は、集光ルーバー３０１の中央部では小さく、透過層３０２と遮光層３０３との配列方向に沿って端部に向かうほど大きくなっている。
【００１７】
この集光ルーバー３０１を表示装置に組み込むことにより、画面の各位置における光線規制方向を、正面位置に向けることができる。これにより、画面端部から正面位置に向かう方向の光が遮断されなくなる。この結果、この表示装置は、特許文献１に記載の表示装置と比較して、正面位置から見た画面端部の輝度が向上する。また、正面位置からは、遮光層３０３はその側面しか見えないため、遮光層３０３が画像に及ぼす影響を低減することができ、視認性を向上させることができる。
【００１８】
【特許文献１】特開平９−２４４０１８号公報（図３）
【特許文献２】特開平１１−２９５７０５号公報（図８）
【特許文献３】米国特許第３９１９５５９号（ｆｉｇ．７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。上述の如く、表示装置の光線方向規制素子として特許文献３に記載されている集光ルーバー（図３３参照）を使用すると、画面端部から正面位置に向かう方向の光が遮断されなくなる。しかし、その場合においても、画面端部の輝度を十分に向上させることはできない。以下、その理由について説明する。
【００２０】
図３４は、光線方向規制素子として特許文献３に記載の集光ルーバーを備えた光源装置の動作を模式的に示す斜視図である。図３４に示すように、この光源装置は、面状光源４２１及び集光ルーバー４２２を備えている。面状光源４２１から出射される光の配光特性は面内で均一であるため、光束４０１が光出射面に規則的に配列していると考えることができる。光束４０１においては、面状光源４２１の光出射面に垂直な方向の輝度が最も高く、この方向が主たる光線方向となっている。光束４０１のうち、この主たる光線方向の成分を主方向成分４０２とする。また、光束４０１のうち、主方向成分４０２以外の成分を側方向成分４０３とする。側方向成分４０３は主方向成分４０２よりも小さい。
【００２１】
一方、集光ルーバー４２２においては、図３３に示す集光ルーバーと同様に、透過層４１０と遮光層４１１とが交互に配列されており、この配列方向において、透過層４１０と遮光層４１１との界面の傾斜角度が変化している。
【００２２】
次に、この表示装置の動作について説明する。面状光源４２１から出射し、主方向成分４０２及び側方向成分４０３からなる光束４０１が、集光ルーバー４２２に入射する。このとき、集光ルーバー４２２において、透過層４１０と遮光層４１１との配列方向中央部に入射した光束４０１は、側方向成分４０３が遮光層４１１によって遮断されて、主方向成分４０２のみが集光ルーバー４２２を通過する。これに対して、集光ルーバー４２２における前記配列方向の両端部に入射した光束４０１は、主方向成分４０２は遮光層４１１によって遮光されてしまい、側方向成分４０３のうち、透過層４１０と遮光層４１１との界面に略平行な成分のみが集光ルーバー４２２を通過する。これにより、集光ルーバー４２２の配列方向中央部からは光束４０１の主方向成分４０２が出射し、配列方向両端部からは側方向成分４０３の一部が出射する。
【００２３】
ところが、この側方向成分４０３の一部の強度は、主方向成分４０２の強度よりも低いため、正面方向に位置する視聴者から見ると、やはり画面の両端部が暗く見えてしまう。換言すれば、遮光層４１１の傾き具合により光の吸収率は変化するため、遮光層の傾きが大きい端部では透過率が小さく、遮光層が垂直に配列する中央付近では透過率が大きくなる。これにより、面状光源から出射した光出射面に垂直な方向の光は、傾斜角がより大きい遮光層４１１でより多く吸収されるため非効率的であると共に、配列方向において集光ルーバー４２２の光吸収率に分布があるため、面内で明るさのむらが発生する。
【００２４】
なお、面状光源４２１として、光を等方的に出射する光源を使用して、集光ルーバー４２２における光の透過率を均一にすることも考えられる。しかしながら、その場合、集光ルーバー４２２の遮光層４１１により遮光される光量の割合が大きくなり、光の透過効率が極めて低くなる。この結果、光の利用効率が著しく低下してしまい、消費電力が増大するか、画質が低下してしまう。
【００２５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、光の利用効率が高く、面状に出射された光の指向性を高め、視点に対して輝度を均一にすることができる光学部材を備え、面状で指向性が高い光を効率よく且つ視点に対して均一に出射する光源装置、光の利用効率が高く画面内で輝度が均一な表示装置、及び端末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】
【００２６】
本発明に係る第１の光源装置は、光を面状に出射する面状光源と、入射した光を偏向させて出射するとともに、前記光が入射する位置によってこの光を偏向させる方向が異なる偏向素子と、透過領域と吸収領域とを含み、前記光の光路に介在し前記光の進行方向を前記光路に平行な方向に規制して前記光の指向性を高める光線方向規制素子と、を有し、前記面状光源からの光を、外部に位置する仮想的な１個の点、又は、前記光線方向規制素子の光線規制方向と直交する１本の直線に向かって集光するように構成された光源装置において、前記光線方向規制素子は、その透過領域の屈折率が空気の屈折率よりも大きいことで、当該光線方向規制素子により規制されて出射された光の主軸方向と当該面状光源の面法線方向とのなす角度が、当該光線方向規制素子へ入射した光の主軸方向と前記面法線方向とのなす角度より大きい角度となるものであることを特徴とする。
【００２７】
本発明においては、偏向素子が光を偏向させることにより、面状の光を視点に向けることができる。そして、光線方向規制素子が光の光路に介在して、この光の進行方向を光路に平行な方向に規制することにより、光が光線方向規制素子を透過する透過率を均一に且つ高くしたまま、光の指向性を向上させることができる。これにより、光の利用効率を高く維持したまま輝度を均一化することができる。また、本発明においては、面状光源から出射した面状の光を、光学部材に入射させることより、この光を効率よく且つ視点に対して均一に出射することができる。
【００３０】
本発明においては、前記光線方向規制素子の光線規制方向と直交する１本の直線に向かって集光する光源装置であって、前記偏向素子は、入射した光を１次元的に集光するフレネルレンズシートから構成され、前記光線方向規制素子における前記透過領域と吸収領域との界面である透過吸収界面の方向が、前記フレネルレンズシートにより集光された光の光路に平行とされていることができる。
【００３１】
本発明においては、光線方向規制素子が光の指向性を高めた後、フレネルレンズシートが光を偏向させることにより、光を視点に向けることができる。このとき、偏向前の光に対して光線方向の規制を行っているため、光が光線方向規制素子を透過する透過率を均一に且つ高くすることができる。これにより、光の利用効率を高く維持したまま輝度を均一化ことができる。また、これにより、光源装置を薄型化することができる。
【００４１】
また、前記光源装置は、前記光線方向規制素子から出射した光を透過させる透明状態と散乱させる散乱状態とに切替可能な透明・散乱切替素子を有することが好ましい。これにより、光の出射角度範囲を切り替えることができる。
【００４２】
本発明に係る表示装置は、前記光源装置と、この光源装置から出射した光を透過させることによりこの光に画像を付加する表示パネルと、を有することを特徴とする。
【００４３】
本発明に係る端末装置は、前記表示装置を有することを特徴とする。また、この端末装置は、テレビ受像機、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）、ＡＴＭ（Automated Teller Machine：自動窓口機）、自動販売機、車載用テレビ受像機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance：個人用情報端末）、ゲーム機、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、ビデオプレーヤ又は携帯電話であってもよい。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、偏向素子が光を偏向させることにより、面状の光を視点に向け、光線方向規制素子が光の光路に介在して、この光の進行方向を光路に平行な方向に規制することにより、光が光線方向規制素子を透過する透過率を均一に且つ高くしたまま、光の指向性を向上させることができる。これにより、光の利用効率を高く維持したまま、視点に対して輝度を均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る光源装置を示す斜視図であり、図２（ａ）はこの光源装置の動作を模式的に示す斜視図及び平面図であり、（ｂ）はフレネルレンズシートから出射される光束において、横軸に位置をとり、縦軸に輝度が最大となる角度をとって、フレネルレンズシートの偏向特性を示すグラフ図であり、（ｃ）は、ルーバーから出射される光束において、横軸に位置をとり、縦軸に輝度が最大となる角度をとって、光線方向規制素子としてのルーバーの光線方向規制特性を示すグラフ図である。
【００４６】
図１に示すように、本実施形態に係る光源装置１においては、面状光源２、リニア型のフレネルレンズシート３、ルーバー４がこの順に設けられている。面状光源２は、光を面状に出射するものである。そして、面状光源２から出射された光が、フレネルレンズシート３を通過して、ルーバー４に入射するようになっている。フレネルレンズシート３は、面状光源２から入射された光を偏向させて、この光を光源装置１の外部にある仮想的な直線（焦線、図示せず）に向かって１次元的に集光する偏向素子である。ルーバー４は、フレネルレンズシート３から出射された光の光路に介在しており、この光の進行方向をこの光の光路に平行な方向に規制することにより、この光の指向性を高める光線方向規制素子である。
【００４７】
ルーバー４の形状はシート状であり、透過領域４ａと吸収領域４ｂとが交互に配列されている。透過領域４ａは光を透過させる領域であり、吸収領域４ｂは光を吸収する領域である。透過領域４ａと吸収領域４ｂとの配列方向は、フレネルレンズシート３の集光方向と一致している。また、透過領域４ａと吸収領域４ｂとの界面（以下、透過吸収界面ともいう）とルーバー４の表面とがなす角度は、ルーバー４における前記配列方向の位置によって異なり、配列方向中央部では前記角度は直角となっており、両端部に行くほど角度が小さくなっている。そして、この透過吸収界面の方向は、フレネルレンズシート３により集光された光の光路に平行になっている。フレネルレンズシート３及びルーバー４により、本実施形態に係る光学部材が構成されている。
【００４８】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る光源装置の動作について説明する。図２（ａ）に示すように、面状光源２から出射される光束Ｌは、面状光源２の光出射面に垂直な方向の成分が最も強くなっている。即ち、光束Ｌの主たる光線方向は面状光源２の光出射面に垂直な方向となっている。そこで、光束Ｌにおけるこの方向の成分を主方向成分Ｌ１とし、光束Ｌにおける主方向成分Ｌ１以外の成分を側方向成分Ｌ２とする。
【００４９】
この光束Ｌが、フレネルレンズシート３に入射する。すると、フレネルレンズシート３の各位置において、光束Ｌが偏向されてその進行方向が変化する。即ち、図２（ｂ）に示すように、フレネルレンズシート３の集光方向両端部においては、屈折角θＲが大きく、光束Ｌの主方向成分Ｌ１が集光方向中央部に向かって偏向する。このとき、光束Ｌの側方向成分Ｌ２も、主方向成分Ｌ１と同じ方向に偏向する。また、フレネルレンズシート３の集光方向中央部においては、屈折角θＲが小さく、主方向成分Ｌ１が偏向されずにそのままフレネルレンズシート３を透過する。この結果、光束Ｌはフレネルレンズシート３を通過することにより、１次元的に集光される。
【００５０】
そして、フレネルレンズシート３から出射した光が、ルーバー４に入射する。図２（ｃ）に示すように、ルーバー４における透過領域４ａと吸収領域４ｂとの界面（透過吸収界面）は、フレネルレンズシート３により集光された光の光路、即ち、光束Ｌの主方向成分Ｌ１の進行方向に平行になっている。このため、光線方向規制角θＬは、Ｘ軸方向の位置に関して、屈折角θＲと同様な依存性を持っており、光束Ｌのうち、主方向成分Ｌ１は吸収領域４ｂにほとんど吸収されることなく、ルーバー４を通過するが、側方向成分Ｌ２は吸収領域４ｂにより吸収されてしまい、遮断される。これにより、光束Ｌの指向性が高められる。
【００５１】
より厳密に言えば、光束Ｌのうち主方向成分Ｌ１は吸収領域４ｂにほとんど吸収されないが、主方向成分Ｌ１以外の成分は、その進行方向が主方向成分Ｌ１の進行方向から傾斜するに従って吸収領域４ｂに吸収される割合が増え、主方向成分Ｌ１の進行方向から一定角度以上傾斜した方向に進行する成分（この成分を側方向成分Ｌ２という）は全て吸収領域４ｂに吸収される。この結果、光束Ｌの進行方向が、その主方向成分Ｌ１の進行方向を中心とした一定角度範囲の方向に規制される。以下、本明細書においては、このような現象を「光束Ｌの進行方向が、その主方向成分Ｌ１の進行方向に規制される」と表現する。
【００５２】
なお、フレネルレンズシート３を構成する材料の屈折率と、ルーバー４を構成する材料の屈折率とが相互に等しい場合は、図２（ｂ）に示すフレネルレンズの偏向特性を示す曲線と、図２（ｃ）に示すルーバーの光線規制特性を示す曲線とは、相互に一致させることが好ましい。
【００５３】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態に係る光源装置１によれば、所定の方向に偏向させた光を、高い指向性で出射することができる。このため、この光源装置１を透過型液晶表示装置のバックライトとして使用すれば、フレネルレンズシート３が光を偏向させることにより、光を透過型液晶表示装置の正面位置に向けることができる。また、ルーバー４により光の進行方向を規制することにより、光の指向性を高めることができる。これにより、透過型液晶表示装置に表示される画像を正面位置からは視認できるが、この正面位置から前記配列方向に外れた斜め位置からは視認できない。また、このとき、偏向後の光の進行方向とルーバー４による光線規制方向とが一致しているため、光がルーバー４を透過する透過率を均一に且つ高くすることができる。これにより、光の利用効率を高く維持したまま、正面位置から見て画面の輝度を均一にすることができる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係る表示装置を示す断面図であり、図４は、この表示装置におけるフレネルレンズを示す斜視図であり、図５は、この表示装置におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図であり、図６は、本実施形態に係る端末装置を示す斜視図である。
【００５５】
図３に示すように、本実施形態に係る表示装置７においては、光源装置１と、透明・散乱切替素子５と、透過型の液晶表示パネル６とがこの順に設けられており、光源装置１から出射した光が、透明・散乱切替素子５を介して、液晶表示パネル６に入射するようになっている。液晶表示パネル６は例えば対角が１５インチのパネルであり、表示領域の大きさは、縦が２２８ｍｍ、横が３０４ｍｍである。
【００５６】
光源装置１の構成は、フレネルレンズシート３のレンズ加工面が面状光源２側を向いていることを除いて、前述の第１の実施形態と同様である。即ち、面状光源２が設けられており、面状光源２の上には、フレネルレンズシート３が設けられており、フレネルレンズシート３の上には、ルーバー４が設けられている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００５７】
面状光源２においては、光源１１と、この光源１１から入射された光を伝搬して面状に出射する導光板１２と、導光板１２の光出射面上に配置されたプリズムシート１３と、導光板１２から見てプリズムシート１３の反対側に配置された反射シート１４とが設けられている。光源１１は冷陰極管からなる線光源であり、導光板１２の光入射面となる側面に対向するように配置されている。導光板１２は、プリズムシート１３側の面（光出射面）にマット形状（図示せず）が形成され、その反対側の面である反射シート１４側の面（光拡散面）にプリズム列（図示せず）が形成されたマットプリズム導光板である。このプリズム列は、光源１１が延びる方向と平行な方向に延び、光源１１が延びる方向と直交する方向に配列されている。また、プリズムシート１３は、プリズム面を導光板１２側に向けて配置されており、プリズムシート１３のプリズム列の配列方向は、光源１１が延びる方向に垂直な方向となっている。反射シート１４は、導光板１２の光拡散面から漏洩した光を導光板１２に向けて反射するものである。
【００５８】
なお、本明細書においては、便宜上、以下のようにＸＹＺ直交座標系を設定する。光源１１から導光板１２に向かう方向を＋Ｘ方向とし、その反対方向を−Ｘ方向とする。＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を総称してＸ軸方向という。また、導光板１２の光出射面に平行な方向のうち、Ｘ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。更に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向とし、このＺ軸方向のうち、光拡散面から光出射面に向かう方向を＋Ｚ方向とし、その反対方向を−Ｚ方向とする。＋Ｚ方向は前方、即ち、視聴者に向かう方向である。そして、＋Ｙ方向は、右手座標系が成立する方向とする。即ち、人の右手の親指を＋Ｘ方向、人差指を＋Ｙ方向に向けたとき、中指は＋Ｚ方向を向くようにする。
【００５９】
上述の如く、ＸＹＺ直交座標系を設定すると、導光板１２の光出射面はＸＹ平面となり、光源１１は導光板１２から見て−Ｘ方向に配置され、フレネルレンズシート３は＋Ｚ方向に配置されていることになる。また、光源１１、導光板１２の光拡散面に形成されたプリズム列、プリズムシート１３に形成されたプリズム列が延びる方向はＹ軸方向であり、前記各プリズム列の配列方向はＸ軸方向である。更に、光源１１は拡散性の光源であり、光源１１から出射した光は導光板１２の内部において、少なくともＸＹ方向に拡散する。
【００６０】
図４及び図５に示すように、フレネルレンズシート３においては、透明材料からなる平板部が形成されており、この平板部の片側の表面にリニア型のフレネルレンズが形成されている。平坦面はＸＹ平面に平行に配置されており、レンズの凹凸面は−Ｚ方向、即ち、面状光源２側を向いている。また、レンズの凹凸が配列する方向は、Ｘ軸方向である。そして、フレネルレンズシート３の平坦面は、ルーバー４に密着している。
【００６１】
フレネルレンズシート３は、溝の深さを一定として、レンズピッチを変調させたタイプのフレネルレンズである。溝深さｄが一定であるため、全体の厚さは一定である。また、Ｘ軸方向中央部においては屈折角θＲが小さく、Ｘ軸方向両端部では屈折角θＲが大きくなっている。これにより、入射した光をＸ軸方向に集光することができる。即ち、Ｚ軸方向に通過する光が、Ｘ軸方向においてのみ集光され、Ｙ軸方向には集光されないようになっている。これにより、フレネルレンズシート３は、表示装置７の外部にあってＹ軸方向に延びる仮想的な直線（焦線）に向かって光を集光する。フレネルレンズシート３の焦点距離は、表示装置７の観測者が通常位置する視点位置までの距離に設定されており、例えば、６００ｍｍに設定されている。導光板１２とフレネルレンズシート３の材料には、加工の容易さから透明樹脂が好適に使用されるが、本実施形態においては、屈折率が１．５であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ：polymethyl-methacrylate）が使用されている。
【００６２】
前述の第１の実施形態において説明したように、ルーバー４は、光を透過する透明領域４ａと、光を吸収する吸収領域４ｂとが、ルーバー４の表面に平行な方向に交互に配置されて形成されている。透明領域４ａと吸収領域１４ｂとの配列方向は、Ｘ軸方向である。また、ルーバー４において、透明領域４ａと吸収領域４ｂとの重心配列ピッチは一定であり、例えば９０μｍである。即ち、ルーバー４のＺＸ断面において、ルーバー４の上端縁及び下端縁から等距離にある仮想的な直線と、吸収領域４ｂの中心線との交点を吸収領域４ｂの重心位置とすると、この重心位置はＸ軸方向に沿って等間隔で配列されており、その間隔は９０μｍである。透過吸収界面が＋Ｚ方向から傾斜する角度は、ルーバー４内の位置によって異なっており、この透過吸収界面は正面位置に位置する観察者の視線と平行になるように傾斜している。
【００６３】
Ｘ軸方向において、透過吸収界面と＋Ｚ方向とがなす角度は、スネルの法則に基づき計算されている。即ち、フレネルレンズシート３を形成する材料の屈折率をｎ１とし、フレネルレンズシート３からルーバー４に光が入射する際の入射角度をθ１とし、ルーバー４を形成する材料の屈折率をｎ２とし、フレネルレンズシート３からルーバー４への光の出射角度をθ２とするとき、以下の数式が成立するように、出射角度θ２が設定されている。
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２
【００６４】
本実施形態においては、傾斜角度が最も大きい画面端部において、角度θ２は±９．４度程度であり、画面中央部においては、角度θ２は０度である。遮光層の高さは例えば３００μｍである。本実施形態において、ルーバー４の透明領域４ａは、屈折率が１．５であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）により形成されている。
【００６５】
図３に示すように、透明・散乱切替素子５においては、相互に平行に配置された１対の透明基板２１が設けられており、各透明基板２１における他方の透明基板２１に対向する面に、透明基板２１の表面を覆うように電極２２が設けられている。そして、１対の透明基板２１間、即ち、電極２２間には、ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid-Crystal：高分子分散型液晶）層２３が設けられている。ＰＤＬＣ層２３においては、高分子マトリクス２３ａ中に液晶分子２３ｂが分散している。ＰＤＬＣ層２３は、例えば光硬化性樹脂と液晶材料の混合物を露光して硬化させることにより形成されたものである。このように、透明・散乱切替素子５は、高分子・液晶複合膜が一対の電極で挟持されたものであり、高分子・液晶複合膜は、高分子層中に液晶液滴が含有されたものである。
【００６６】
そして、透明・散乱切替素子５においては、１対の電極２２によりＰＤＬＣ層２３に電圧を印加することにより、ＰＤＬＣ層２３中の液晶分子２３ｂの配向状態が変化する。例えば、ＰＤＬＣ層に電界が印加されていないときは、高分子マトリクスと液晶分子の見かけの屈折率が異なるために、入射した光が散乱して出射される散乱状態となる。一方、ＰＤＬＣ層に電界が印加されているときは、高分子マトリクスと液晶分子の見かけの屈折率がほぼ一致して、入射した光がほとんど散乱されずに透過される透明状態となる。このようにして、透明・散乱切替素子５は、ルーバー４から入射された光を散乱又は透過して透過型液晶パネル６に対して出射する。
【００６７】
液晶表示パネル６においては、１対の透明基板３１が設けられており、その間に液晶層３２が設けられている。一方の透明基板３１の内面上、即ち、液晶層３２側の表面上には、画素領域を画定する画素電極３３がマトリクス状に設けられている。また、他方の透明基板３１の内面上には、液晶層３２に電圧を印加するための共通電極３４及びブラックマトリクス３５が設けられている。更に、透明基板３１の外面上には、夫々偏光板３６が設けられている。
【００６８】
図６に示すように、本実施形態に係る端末装置は、ノート型パーソナルコンピュータ５１である。このノート型パーソナルコンピュータ５１の表示部には、本実施形態に係る表示装置７が搭載されている。表示装置７は、ノート型パーソナルコンピュータ５１の表示画面の横方向及び縦方向が、表示装置７のＸ軸方向及びＹ軸方向と一致するように配置されている。即ち、ノート型パーソナルコンピュータ５１において、光源１１（図１参照）は、表示画面の側方に配置されている。
【００６９】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る表示装置の動作について説明する。図３に示すように、先ず、光源１１が光を出射する。この光は、導光板１２にその−Ｘ方向側の側面から入射し、＋Ｚ方向側の面（光出射面）と−Ｚ方向側の面（光拡散面）とで全反射しながら、＋Ｘ方向に伝搬する。この際に、導光板１２の光出射面に形成されたマット形状により、一部の光が全反射条件から外れ、導光板１２から出射する。この導光板１２から出射する光は、＋Ｘ方向に伝搬する途中で導光板１２の全反射条件を僅かに外れた光であるため、Ｘ軸方向に関する指向性はある程度高くなっており、この光の主方向は、＋Ｚ方向から＋Ｘ方向に６５度傾斜した方向となっている。
【００７０】
この光がプリズムシート１３に入射し、入射側のプリズム斜面で屈折した後に、反対側のプリズム斜面で全反射して正面方向に出射する。これにより、光の主方向は、略＋Ｚ方向となる。なお、導光板１２の反射シート１４側にプリズム列を形成することにより、導光板１２から出射する光におけるＹ軸方向の指向性もある程度高めている。この結果、図２（ａ）に示すように、面状光源２から出射される光束Ｌは、主方向成分Ｌ１が＋Ｚ方向に向いたものとなる。
【００７１】
面状光源２から出射された光は、フレネルレンズシート３に入射する。フレネルレンズシート３における動作は、前述の第１の実施形態と同様である。即ち、フレネルレンズシート３に入射した光は、入射した位置に応じて夫々の方向に屈折して偏向され、＋Ｚ方向側に出射する。フレネルレンズシート３はリニア型であるため、フレネルレンズシート３から出射した光は、シート下面の凹凸が配列されている方向、即ち、Ｘ軸方向に一次元的に集光される。
【００７２】
フレネルレンズシート３から出射した光は、ルーバー４に入射する。このとき、フレネルレンズシート３を形成する材料の屈折率及びルーバー４の透過領域４ａを形成する材料の屈折率に応じて、入射光が屈折する。ルーバー４における動作は、前述の第１の実施形態と同様である。即ち、ルーバー４に入射した光は、吸収領域４ｂによってその方向が規制され、指向性が高められる。このとき、ルーバー４によって規制される方向は、フレネルレンズシート３によって集光された光束Ｌの主方向成分Ｌ１の方向と一致しているため、ルーバー４からは光束Ｌの主方向成分Ｌ１のみが出射する。ルーバー４から出射した指向性が高い光は、透明・散乱切替素子５に入射する。
【００７３】
広視野角表示を行う場合は、ＰＤＬＣ層２３には電圧は印加されない。そのため、ＰＤＬＣ層２３は、高分子マトリクス２３ａ中に液晶分子２３ｂがランダムに分散した状態となっている。従って、透明・散乱切替素子５に入射した光は、ＰＤＬＣ層２３によって均一に散乱されて、広い角度範囲に分散される。即ち、ルーバー４によって指向性が高められた光は、透明・散乱切替素子５によって散乱されて指向性が低下し、広角の光となる。この広範囲に広がった分布の光は、液晶表示パネル６に入射し、液晶表示パネル６を透過することによって画像が付加された後、広角の光のまま出射する。このようにして、広視野角で画像が表示される。
【００７４】
狭視野角表示を行う場合は、ＰＤＬＣ層２３に所定の電圧が印加される。これにより、高分子マトリクス２３ａ中に分散された液晶分子２３ｂが配向して、ＰＤＬＣ層２３は透明状態になる。従って、透明・散乱切替素子５に入射した光は、そのまま透過する。即ち、ルーバー４によってＸ軸方向の指向性が高められた光は、高指向性を保った状態で透明・散乱切替素子５から出射される。この指向性が高い光は、液晶表示パネル６に入射し、液晶表示パネル６を透過することによって画像が付加された後、指向性が高い状態のまま出射する。このようにして、狭視野角で画像が表示される。
【００７５】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態においては、透明・散乱切替素子５が設けられているため、広視野角表示と狭視野角表示とを切り替えることができる。図６に示すノート型パーソナルコンピュータ５１においては、光源装置１のＸ軸方向が画面の水平方向となっている。従って、画面の水平方向に沿って、広視野角表示と狭視野角表示とに切り替えることができる。このため、広視野角表示にすれば、水平方向に並んだ複数の視聴者が同一の画像を見ることができる。また、狭視野角表示にすれば、正面位置に位置する視聴者のみが画像を視認でき、この視聴者の左右からの覗き見を防止できる。
【００７６】
そして、狭視野角表示を行う場合において、面状光源２から出射した光を、フレネルレンズシート３により正面位置に向けて集光しているため、光を画面の全領域から正面位置に到達させることができる。また、このとき、ルーバー４が光の進行方向を規制することにより、光の指向性を高めることができる。これにより、視野角をより効果的に狭めることができる。更に、集光された光の進行方向とルーバー４による光線規制方向とが一致しているため、光がルーバー４を透過する透過率を均一に且つ高くすることができる。これにより、光の利用効率を高く維持したまま、正面位置から見て画面の輝度を均一にすることができる。通常、パーソナルコンピュータ等のモニタにおいては、表示領域の形状は、垂直方向よりも水平方向の長さが長い矩形となっているため、この効果は特に大きい。更にまた、本実施形態においては、ルーバー４の吸収領域４ｂによる光の吸収損失が低いため、消費電力が小さい表示装置を得ることができる。
【００７７】
なお、本実施形態においては、面状光源２の出射光がある程度指向性を持つことを前提としている。面状光源として、完全に等方的な光を出射する光源を使用すれば、光束Ｌの主方向成分Ｌ１と側方向成分Ｌ２との大きさが等しくなるため、偏向素子を設けずにルーバーだけを設けても、表示面の端部において輝度が低下することはない。しかしながら、このような等方的な光源を使用すると、ルーバーにより遮光される光の割合が大きくなるため、光の利用効率が極めて低くなる。このため、面状光源はある程度の指向性を持つことが好ましい。
【００７８】
一方、面状光源として、出射光の指向性が極めて高い光源を使用することにより、ルーバーを省略することも考えられる。しかしながら、面状光源の指向性をいくら高めても、導光板内部での散乱等により、出射光の主方向から大きく傾斜した方向にも、僅かながら光が出射される。即ち、面状光源の輝度分布はなだらかに広がっており、輝度分布のピークの裾部においても僅かに輝度をもっている。このため、いかに指向性が高い面状光源を使用しても、面状光源と偏向素子だけでは、正面輝度を上げることにより正面位置からの視認性を高めることはできても、光線方向を効果的に規制することができず、視角制御の性能が低い。このため、覗き見を効果的に防止することができない。従って、ルーバーが必要である。
【００７９】
また、本実施形態においては、偏向素子としてフレネルレンズシートを使用しているため、光源装置１を薄型化することができる。この結果、この光源装置１を搭載する表示装置７及びノート型パーソナルコンピュータ５１も薄型化することができる。
【００８０】
更に、本実施形態においては、フレネルレンズシート３の平坦面をルーバー４の表面に密着させている。このため、光源装置１をより一層薄型化することができ、光源装置１の機械的強度を向上させることができ、光がフレネルレンズシート３からルーバー４に伝搬する際の損失を低減することができる。
【００８１】
更にまた、本実施形態においては、光源を点光源配置する必要がなく、導光板の光入射面に多数配置できるため、光源の光量を増やすことが可能である。これによって画面の輝度をより一層向上させることができる。
【００８２】
なお、本実施形態においては、面状光源として冷陰極管を備えたサイド型の光源を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されず、光源として冷陰極管を備えた直下型の光源を使用してもよい。また、冷陰極管の替わりにＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の点光源を使用してもよい。ＬＥＤを使用する場合は、導光板の光入射面に沿ってＬＥＤを複数個配置してもよい。
【００８３】
また、透過型液晶パネルの正面輝度が、狭視野角表示と広視野角表示とで同程度となるように光源の光量を調整してもよい。これにより、透過型液晶パネルの正面輝度を一定に保つことができ、狭視野角表示と広視野角表示の切替時の違和感を低減できる。なお、光源が白色ＬＥＤから構成され、白色ＬＥＤが、青色ＬＥＤと黄色蛍光体とから構成される場合には、電流のパルス幅変調により、白色ＬＥＤの光量を調整してもよい。青色ＬＥＤと黄色蛍光体とから構成される白色ＬＥＤでは、青色ＬＥＤの発する青色光の一部により黄色蛍光体が励起されて黄色光を発し、青色光及び黄色光が混合されて白色光が発生する。狭視野角表示の場合における透過型液晶パネルの正面輝度が、広視野角表示の場合と同等の値となるように電流量を調整した場合には、青色光及び黄色光の発光比率が変動するため、画像の色度が変化する。これに対して、パルス変調により光量を調整した場合には、発光する時間の割合を調整することにより光量を調整できるため、画像の色度変化を抑制できる。
【００８４】
更に、表示パネルは液晶表示パネルに限定されず、光源装置を使用する表示パネルであれば使用可能である。また、液晶表示パネルは透過型に限定されず、各画素に透過領域を有するパネルであれば使用可能であり、各画素の一部に反射領域を有する半透過型液晶パネル、微透過型液晶パネル、微反射型液晶パネルでも使用可能である。また、液晶パネルとしては、視野角依存性が少ないものが好適である。これにより、広視野角表示時の階調反転を抑制できる。このような液晶パネルのモードの例としては、横電界モードではＩＰＳ（インプレインスイッチング）方式、ＦＦＳ（フリンジ・フィールド・スイッチング）方式、ＡＦＦＳ（アドヴァンスト・フリンジ・フィールド・スイッチング）方式等が挙げられる。また、垂直配向モードではマルチドメイン化され視野角依存性が低減されたＭＶＡ（マルチドメイン・ヴァーティカル・アライメント）方式、ＰＶＡ（パターンド・ヴァーティカル・アライメント）方式、ＡＳＶ（アドヴァンスト・スーパー・ヴイ）方式等が挙げられる。更に、フィルム補償ＴＮモードの液晶表示パネルも好適に使用することができる。
【００８５】
更にまた、透明・散乱切替素子は、ＰＤＬＣ層を備えるものに限定されず、透明状態と散乱状態とをスイッチングできる素子であれば好適に使用できる。一例として、ポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）を使用した素子、及びダイナミック・スキャッタリング（ＤＳ）を使用した素子を挙げることができる。また、前述のＰＤＬＣ層においては、電圧を印加していないときは散乱状態であり、電圧印加時には透明状態であるものを使用している。これにより、透明・散乱切替素子は、散乱状態のときに電力を消費しないため、バックライト光源にその分の電力を割り当てることができ、散乱状態時の光源装置の明るさを向上できる。この結果、広視野角表示時に輝度が不足することを抑制できる。しかし、本発明はこれに限定されず、電圧を印加していないときに透明状態であり、電圧印加時には散乱状態であるＰＤＬＣ層を使用してもよい。このようなＰＤＬＣ層は、電圧を印加しながら露光して硬化させることにより得られる。これにより、携帯情報端末において使用頻度が高い狭視野角表示時に、ＰＤＬＣ層に電圧を印加する必要がなくなり、電力消費を抑制することができる。更に、ＰＤＬＣ層に使用する液晶分子としてコレステリック液晶又は強誘電性液晶等を用いてもよい。これらの液晶は、印加電圧をオフにしても電圧を印加していたときの配向状態のままであり、メモリー性がある。このようなＰＤＬＣ層を使用することにより、消費電力を低減することが可能となる。更にまた、透明・散乱切替素子は、液晶中に高分子繊維又はビーズ等を添加したものでもよく、カプセル化された液晶滴が高分子層中に埋め込まれたものでもよく、高分子マトリクス中に液晶が含滲されたものでもよい。
【００８６】
更にまた、本実施形態においては、面状光源２の光源１１が導光板１２から見て−Ｘ方向に配置され、且つノート型パーソナルコンピュータの表示画面の横方向がＸ軸方向である例について説明したが、本発明はこれに限定されず、面状光源が図３に示すＸＹ平面内で９０度回転した状態で配置され、光源１１が導光板１２から見てＹ軸方向に配置されていてもよい。これにより、この光源装置を端末装置に搭載する場合に、光源１１を画面の上方又は下方に配置することができ、端末装置の筐体を細くすることができる。この効果は、携帯電話等の小型の端末装置において特に有用である。また、前記配列方向は、ＸＹ平面内で回転配置されていてもよい。これにより、ルーバーと表示パネルとの間で発生するモアレを目立ちにくくすることができ、表示品質を向上させることができる。
【００８７】
更にまた、本実施形態においては、集光部材として、フレネルレンズシートの替わりに、通常のレンズ等を用いることもできる。但し、薄型化を考えれば、フレネルレンズを用いる方が好適である。フレネルレンズは、上向き、下向きどちらに取り付けてもよい。特に、下向きに取り付ける場合は、ルーバー表面と密着させることにより、良好な光透過効率を得ることができる。
【００８８】
更にまた、フレネルレンズの形状を非球面形状とすることにより、球面収差を低減し、効率的に集光することができる。また、フレネルレンズを露光により作製すれば、極めて高いピッチ精度を実現することが可能である。
【００８９】
次に、本第２の実施形態の第１の変形例について説明する。図７は、本変形例におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。図７に示すように、本変形例においては、フレネルレンズシート３が、そのレンズ加工面がルーバー４側に向くように配置されている。本変形例によれば、ルーバー４とフレネルレンズシート３との間で発生する干渉縞の影響を低減でき、高画質化が可能となる。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００９０】
次に、本第２の実施形態の第２の変形例について説明する。図８は、本変形例におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。前述の第２の実施形態及びその第１の変形例においては、集光素子として、溝深さを等しくして溝ピッチを変調させたフレネルレンズシートが設けられている。これに対して、本変形例においては、図８に示すように、溝の深さを変調させたフレネルレンズシート３ａが設けられている。一例では、フレネルレンズシート３ａの中央部より端部の方が溝の深さが大きくなっている。本変形例によれば、フレネルレンズシート３ａはその中心部よりも端部の方が溝が深いため、ルーバー４とフレネルレンズシート３ａとが両端部以外で近接することがない。これにより、画面中央部を中心とした主要部において、ルーバー４とフレネルレンズシート３ａの間に十分なスペースを設けることができ、ニュートンリング等の干渉縞の発生を抑制できる。この結果、高画質化が可能となる。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００９１】
次に、本第２の実施形態の第３の変形例について説明する。図９は、本変形例におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。図９に示すように、本変形例においては、集光素子として、溝の深さを変調させたフレネルレンズシート３ａが設けられている。また、光線方向規制素子として、透過吸収界面がシート表面に垂直であるルーバー８が、フレネルレンズシート３ａのレンズ面に沿って湾曲した状態で設けられている。本変形例における上記以外の構成及び動作は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００９２】
本変形例によれば、透過吸収界面がシート表面に垂直であるルーバー８を湾曲させることにより、前述の第２の実施形態におけるルーバー４と等価な光学特性を実現することができる。透過吸収界面がシート表面に垂直であるルーバー８は、透過吸収界面がシート表面の法線方向から傾斜したルーバーに比べ、市販品として容易に入手できるため、光源装置の製造が容易であり、コストを低減することができる。
【００９３】
次に、本第２の実施形態の第４の変形例について説明する。図１０は、本変形例におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。図１０に示すように、本変形例は、前述の第２の実施形態の第３の変形例と比較して、集光素子として非加工面が湾曲したフレネルレンズシート３ｂを設け、このフレネルレンズシート３ｂの非加工面にルーバー８を密着させている点が異なっている。これにより、フレネルレンズシート３ｂとルーバー８との間の光の損失を抑制することができる。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第２の実施形態の第３の変形例と同様である。
【００９４】
次に、本第２の実施形態の第５の変形例について説明する。図１１は、本変形例におけるルーバーを示す側面図である。図１１に示すように、本変形例においては、ルーバーとして、複数種類、例えば３種類の部分を組み合わせたルーバー９が設けられている。ルーバー９の各部分９ａ、９ｂ、９ｃにおいては、透過吸収界面とルーバーの表面とのなす角度θＬが相互に異なっており、各部分内においては角度θＬが夫々一定である。即ち、ルーバー９の−Ｘ方向側の端部に位置する部分９ａにおいては、前記角度θＬは９０度未満であり、中央部に位置する部分９ｂにおいては、角度θＬは９０度であり、＋Ｘ方向側の端部に位置する部分９ｃにおいては、角度θＬは９０度より大きい。なお、部分９ａと部分９ｃとの間で、絶対値｜θＬ−９０｜の値は相互に等しくなっている。ルーバー９を構成する各部分９ａ、９ｂ、９ｃは夫々市販されているものが適用可能である。本変形例における上記以外の構成は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００９５】
本変形例においては、ルーバー９における光線規制方向、即ち、透過吸収界面の方向が、フレネルレンズシート３により集光された光の主方向と略一致するため、前述の第２の実施形態と略同等な効果を得ることができる。但し、本変形例においては、第２の実施形態と比較すると、ルーバー９の光線規制方向とフレネルレンズシート３により集光された光の主方向との間のずれがやや大きくなり、その分、光の利用効率及び画面端部の輝度はやや低下する。しかしながら、本変形例のルーバー９で使用する各部分９ａ、９ｂ、９ｃには、夫々市販のルーバーを使用できるため、ルーバーのコストを抑えることができる。なお、４種類以上の部分を組み合わせてルーバーを作製してもよい。
【００９６】
次に、本第２の実施形態の第６の変形例について説明する。図１２は、本変形例に係る端末装置を示す斜視図である。前述の第２の実施形態においては、端末装置がノート型パーソナルコンピュータである例を示したが、本変形例においては、図１２に示すように、端末装置が携帯電話５２である。そして、この携帯電話５２の表示部に、前述の第２の実施形態に係る表示装置７が搭載されている。本変形例における動作及び効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【００９７】
なお、本発明に係る端末装置は、ノート型パーソナルコンピュータ及び携帯電話に限定されず、表示部を備えた端末装置であればどのような端末装置であってもよい。例えば、テレビ受像機、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ＡＴＭ、自動販売機、車載用テレビ受像機、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ又はビデオプレーヤであってもよい。本発明に係る表示装置は、パーソナルコンピュータのモニタのように、横幅が大きい表示装置に適用する方が効果的であるが、小型の表示装置にも搭載可能である。
【００９８】
但し、端末装置の種類によって、搭載する表示装置のパネルサイズが異なり、表示装置のパネルサイズが異なると、光路の傾斜角度が異なる。表１に、代表的な端末装置について、その画面サイズ及び視点と画面との間の距離を示し、その場合の光路の最大傾斜角度を示す。また、図１３は、横軸にＸ軸方向における位置をとり、縦軸に光路及びルーバーの透過吸収界面の最大傾斜角度をとって、透過吸収界面の最大傾斜角度の位置依存性を示すグラフ図である。更に、図１４は、表１及び図１３の計算条件を示す図である。
【００９９】
図１４に示すように、視点、即ち、フレネルレンズシートの焦点とルーバーとの間の距離をｘ（ｃｍ）とし、ルーバーにおける透過吸収界面とルーバー表面とのなす角度をθ２とし、ルーバーから出射される光の出射角度をθ１とする。角度θ２は、ルーバー内における光の進行方向とルーバー表面とのなす角度に等しい。また、フレネルレンズシートとルーバーとは完全に密着しているものとする。更に、ルーバーの透過領域の屈折率を１．５とし、空気の屈折率を１．０とする。更にまた、表示領域の縦横比を（４：３）とし、表示領域の長手方向を画面の水平方向とする。
【０１００】
【表１】
0004741887.tif 000002
【０１０１】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１５は本実施形態に係る表示装置を示す断面図であり、図１６は、この表示装置におけるフレネルレンズシートとルーバーとの位置関係を示す側面図であり、図１７（ａ）はこの表示装置の動作を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）はルーバーから出射される光束において、横軸にＸ軸座標をとり縦軸に輝度が最大となる角度をとって、ルーバーの光線方向規制特性を示すグラフ図であり、（ｃ）ははフレネルレンズシートから出射される光束において、横軸にＸ軸座標をとり縦軸に輝度が最大となる角度をとって、フレネルレンズの偏向特性を示すグラフ図である。
【０１０２】
図１５及び図１６に示すように、本実施形態に係る光源装置は、前述の第２の実施形態に係る光源装置と比較して、フレネルレンズシートとルーバーとの積層順序が入れ替わっている。即ち、面状光源２側にルーバー８が配置されており、透明・散乱切替素子５側にフレネルレンズシート３が配置されている。ルーバー８は、前述の第２の実施形態の第３の変形例におけるルーバー８と同様に、透過領域８ａと吸収領域８ｂとの界面（透過吸収界面）が、ルーバー８の表面に対して直交している。即ち、吸収領域はルーバー８の表面に対して正立している。但し、前述の第２の実施形態の第３の変形例とは異なり、ルーバー８は湾曲されておらず、平坦である。また、フレネルレンズシート３のレンズ加工面が＋Ｚ方向を向いており、非加工面が−Ｚ方向を向いておりルーバー８に密着している。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１０３】
次に、本実施形態に係る表示装置の動作について説明する。図１７（ａ）に示すように、面状光源２から出射される光束Ｌは、その光出射面に垂直な方向の成分が最も強くなっている。即ち、光束Ｌにおける＋Ｚ方向の成分が、主方向成分Ｌ１となっている。この光束Ｌがルーバー８に入射すると、ルーバー８の透過吸収界面はＺ軸方向に平行になっているため、図１７（ｂ）に示すように、光束Ｌの進行方向は＋Ｚ方向を中心とした一定角度範囲の方向に規制される。これにより、ルーバー８からは、＋Ｚ方向を中心とした一定角度範囲の方向の成分、即ち、主方向成分Ｌ１のみが出射される。
【０１０４】
この光束Ｌがフレネルレンズシート３に入射すると、フレネルレンズシート３の各位置において、光束Ｌが偏向されてその進行方向が変化する。即ち、図１７（ｃ）に示すように、フレネルレンズシート３のＸ軸方向両端部においては、光束ＬがＸ軸方向中央部に向かって偏向し、フレネルレンズシート３のＸ軸方向中央部においては、光束Ｌが偏向されずにそのままフレネルレンズシート３を透過する。この結果、光束Ｌはフレネルレンズシート３を通過することにより、Ｘ軸方向において１次元的に集光される。その後、この光束が透明・散乱切替素子５に入射する。本実施形態における上記以外の動作は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１０５】
本実施形態においては、面状光源２から出射される光束Ｌの主たる進行方向（＋Ｚ方向）と、ルーバー８による光線規制方向（＋Ｚ方向）とが一致するため、光束Ｌの主方向成分Ｌ１がルーバー８を通過することができる。このため、ルーバー８による光の損失が少なく、特に、光出射面の端部において輝度が低下することがない。そして、フレネルレンズシート３が、ルーバー８を通過した後の指向性が高い光束を集光することにより、光束を正面位置に集めることができる。
【０１０６】
本実施形態においては、ルーバー８として、透過吸収界面の方向が揃った通常のルーバーを使用することができ、特に、透過吸収界面が正立したルーバーを使用することができる。このようなルーバーは市販品として調達可能であるため、本実施形態においては、光源装置の製造が容易であり、コストを低減することができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１０７】
次に、本第３の実施形態の第１の変形例について説明する。図１８は、本変形例におけるルーバーとフレネルレンズシートとの位置関係を示す側面図である。図１８に示すように、本変形例においては、フレネルレンズシートとして、溝の深さを変調させたフレネルレンズシート３ａが設けられている。本変形例によれば、フレネルレンズシート３ａと、その上に配置される透明・散乱切替素子５（図１５参照）とが近接する部分が少なくて済み、その間に十分なスペースを確保することができる。これにより、フレネルレンズシートと透明・散乱切替素子とに起因するニュートンリング等の干渉縞を低減でき、高画質化が可能である。本変形例に係る上記以外の構成は、前述の第３の実施形態と同様である。
【０１０８】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１９は本実施形態に係る表示装置の動作を模式的に示す斜視図及び平面図である。図１９に示すように、本実施形態においては、光源装置において、面状光源２上に、光を二次元的に集光するフレネルレンズシート１５が設けられており、このフレネルレンズシート１５上に、光の進行方向を二次元的に規制するルーバー１６が設けられている。フレネルレンズシート１５は、その表面に同心円状のレンズ形状が加工されたシートであり、表示装置の外部にある仮想的な１点（焦点）に向かって光を集光するものである。フレネルレンズシート１５の光軸は、フレネルレンズシート１５の中心を通りＺ軸方向に延びる直線となっている。また、ルーバー１６においては、透過領域１６ａと吸収領域１６ｂが同心円状に交互に配列されている。そして、前述の第２の実施形態と同様に、ルーバー１６の透過吸収界面の方向はルーバー１６の位置によって異なっており、ルーバー１６の中心においては、透過吸収界面はＺ軸方向に平行であり、中心から離れるにつれて、透過吸収界面はＺ軸方向から傾斜していく。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１０９】
次に、本実施形態に係る表示装置の動作について説明する。図１９に示すように、本実施形態においては、フレネルレンズシート１５が、面状光源２から入射した光を、フレネルレンズシート１５の光軸に向かう方向に偏向する。このとき、その偏向量はフレネルレンズシート１５の中心から離れるほど大きくなっている。この結果、フレネルレンズシート１５は、面状光源２から入射した光をフレネルレンズシート１５の光軸を中心として同心円状に集光する。即ち、フレネルレンズシート１５に入射された光は、フレネルレンズシート１５の焦点に向けてＸＹ平面において二次元的に集光される。そして、この光がルーバー１６に入射される。
【０１１０】
ルーバー１６を微視的に見ると、透過領域と吸収領域とは一次元的に配列されている。即ち、透過領域及び吸収領域がなす同心円の半径方向に配列されている。このため、ルーバー１６に入射した光は、前記同心円の半径方向においては、この光の主方向を中心とした一定角度範囲に規制され、指向性が高められる。これに対して、前記同心円の周方向においては、入射光の進行方向ほとんど規制されず、指向性は低いままである。この結果、図１９においてルーバー１６から出射される光束の配向特性を示す図形は、ルーバー１６に入射する前の楕円体から、潰れたラグビーボールのような形状に変化する。
【０１１１】
これにより、表示装置の正面位置、即ち、フレネルレンズシート１５の焦点位置には、表示面全体から光束Ｌの主方向成分Ｌ１が到達するため、この正面位置に位置する観察者から見ると、画面全体が均一に明るく見える。即ち、正面位置からの視認性が高い。これに対して、表示装置の正面位置からＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に外れた位置（斜め位置）には、光束Ｌの主方向成分Ｌ１は到達しない。但し、前述の如く、ルーバー１６を通過した光は、同心円の周方向にはほとんど規制されないため、斜め位置にも光束Ｌの側方向成分Ｌ２の一部が到達することがある。このため、斜め位置に位置する観察者から見ると、表示面のうち部分的に視認できる領域はあるものの、全体を視認することはできず、表示された画像を読み取ることはほとんど不可能である。即ち、斜め位置からの視認性は極めて低い。これにより、正面位置以外の斜め位置からの覗き見を防止することができる。
【０１１２】
このように、本実施形態によれば、狭視野角表示時に、表示画面の水平方向だけでなく垂直方向にも指向性が高い表示を行うことができる。この結果、正面位置から左右方向に外れた位置のみでなく、上下方向及び斜め方向に外れた位置からの覗き見も防止できる。本実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１１３】
次に、本第４の実施形態の第１の変形例について説明する。図２０は、本変形例におけるルーバーを示す斜視図である。図２０に示すように、本変形例においては、前述の第４の実施形態において、ルーバー１６（図１９参照）の替わりに、ルーバー１７が設けられている。ルーバー１７は、前述の第２の実施形態において示したルーバー４が２枚積層されて構成されている。この２枚のルーバー４は、その透過領域と吸収領域との配列方向が相互に直交するように積層されている。例えば、下層側のルーバー４は前記配列方向がＹ軸方向となっており、上層側のルーバー４は前記配列方向がＸ軸方向となっている。本変形例においては、表示装置の正面位置から左右方向にずれた位置からの覗き見と、上下方向にずれた位置からの覗き見とを同時に防止することができる。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第４の実施形態と同様である。
【０１１４】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図２１は、本実施形態に係る表示装置におけるプリズムシートを示す側面図であり、プリズム非加工面が面状光源側を向いている場合を示す。図２１に示すように、本実施形態に係る表示装置においては、偏向素子として、プリズムシート４１が設けられている。即ち、前述の第２の実施形態に係る表示装置において、フレネルレンズシート３（図３参照）の替わりに、プリズムシート４１が設けられている。プリズムシート４１の片面には、複数個のプリズム４２が形成されている。プリズム４２は三角柱形状であり、その稜線はＹ軸方向に延びている。また、複数個のプリズム４２は、Ｘ軸方向に沿って配列されている。プリズムシート４１におけるプリズム４２が形成された面の反対側の面は非加工面（平坦面）となっており、この非加工面が面状光源側を向いている。プリズムシート４１の形状は、ＹＺ平面（Ｘ＝０）に関して面対称である。また、本実施形態においては、出射される光の指向性が高い面状光源２（図３参照）の替わりに、拡散性の面状光源２ａが設けられている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１１５】
図２１に示すプリズムシート４１は屈折方式のプリズムシートである。プリズムシート４１から出射される光の方向とＺ軸方向とのなす角度を出射角度θ３とし、プリズムシート４１の中央から見て、プリズム４２における遠い側の側面４２ａとＸＹ平面とのなす角度をプリズム傾斜角度θ５ａとし、近い側の側面４２ｂとＸＹ平面とのなす角度をプリズム傾斜角度θ５ｂとすると、プリズム傾斜角度θ５ａは、Ｘ軸方向両端部で大きく、中央部に近づくほど小さくなり、プリズム傾斜角度θ５ｂは、Ｘ軸方向両端部で小さく、中央部に近づくほど大きくなる。例えば、Ｘ軸方向中央部（Ｘ＝０）に位置するプリズム４２においては、プリズム傾斜角度θ５ａ及びθ５ｂは４５度である。これに対して、Ｘ軸方向両端部に位置するプリズム４２においては、傾斜角度θ５ａは５４度であり、傾斜角度θ５ｂは３１度である。また、プリズム４２の頂角の二等分線は、Ｘ軸方向中央部を向いている。
【０１１６】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る光源装置の動作について説明する。拡散性面状光源２ａは、その出射面内において均一で、且つ等方的に広がる光を発する。そして、この光が、プリズムシート４１の非加工面に入射する。
【０１１７】
先ず、Ｘ軸方向中央部、即ち、Ｘ＝０の位置にあるプリズム４２の動作について説明する。拡散性面状光源２ａから＋Ｚ方向に出射した光は、プリズムシート４１の非加工面に到達した後、進行方向を変えずにプリズム４２内に入射する。Ｘ軸方向中央部のプリズム４２の側面４２ａの傾斜角度θ５ａは４５度であり、臨界角である４１．８度より大きいため、側面４２ａに到達した光は全反射し、拡散性面状光源２ａに戻される。
【０１１８】
一方、拡散性面状光源２ａから斜め方向に出射した光、一例では＋Ｚ方向に対して＋Ｘ方向側に２６度傾斜した方向に出射した光は、プリズム内に入射する際に屈折し、＋Ｚ方向に対して１７度の方向に進行し、このプリズム４２の側面４２ａに到達する。この側面４２ａは＋Ｚ方向に対して４５度傾斜しているため、光は側面４２ａの法線方向に対して２８度の角度で側面４２ａに入射することになる。この場合、入射角度は臨界角４１．８度より小さいため、側面４２ａの法線方向に対して４５度傾斜した方向、即ち、＋Ｚ方向に出射される。このようにして、Ｘ軸方向中央部（Ｘ＝０）に位置するプリズム４２では、正面方向に指向性の高い光が出射される。
【０１１９】
次に、プリズムシート４１における＋Ｘ方向側の端部（即ち、図２１における図示の右側の端部）に位置するプリズム４２の動作について説明する。拡散性面状光源２ａから＋Ｘ方向側に傾斜して出射した光、一例では＋Ｚ方向に対して＋Ｘ方向側に２６度傾斜した方向に出射した光は、プリズム４２内に入射する際に屈折し、＋Ｚ方向に対して＋Ｘ方向側に１７度傾斜した方向に進行する。この光は、このプリズム４２の側面４２ａに到達すると、側面４２ａが＋Ｚ方向に対して３６度傾斜しているため、光はこの側面４２ａの法線方向に対して３７度の角度で側面４２ａに入射することになる。このとき、側面４２ａに対する入射角度は臨界角４１．８度より小さいため、側面４２ａの法線方向に対して６４度傾斜した方向、即ち、＋Ｚ方向に対して−Ｘ方向側に１０度傾斜した方向に出射し、Ｘ軸方向中央側へ出射される。なお、側面４２ａに臨界角４１．８度以上の角度で入射した光は、側面４２ａで全反射されて、拡散性面状光源２ａに戻されるか、散乱されて迷光となる。
【０１２０】
一方、拡散性面状光源２ａから−Ｘ方向側に傾斜して出射した光、一例では＋Ｚ方向に対して−Ｘ方向に２６度傾斜した方向に出射した光は、プリズム４２内に入射する際に屈折し、＋Ｚ方向に対して−Ｘ方向に１７度傾斜した方向に進行する。この光は、このプリズム４２の側面４２ｂに到達すると、側面４２ｂが＋Ｚ方向に対して７０度傾斜しているため、光は側面４２ｂの法線方向に対して１３度の角度で側面４２ｂに入射することになる。このとき、側面４２ｂに対する入射角度は臨界角４１．８度より小さいため、側面４２ｂの法線方向に対して２０度傾斜した方向、即ち、＋Ｚ方向に対して−Ｘ方向に１０度傾斜した方向に出射し、Ｘ軸方向中央側へ出射される。なお、側面４２ｂに臨界角４１．８度以上の角度で入射した光は、側面４２ｂで全反射されて、拡散性面状光源２ａに戻されるか、散乱されて迷光となる。
【０１２１】
プリズムシート４１における−Ｘ方向側の端部に位置するプリズム４２の動作は、上述の＋Ｘ方向側の端部に位置するプリズム４２の動作をＹＺ平面に関して対称にした動作となる。このように、プリズムシート４１の両端部に位置するプリズム４２では、＋Ｚ方向からＸ軸方向中央部に向かって１０度傾斜した方向に指向性の高い光が出射される。この光は表示装置の正面位置に到達する。また、プリズムシート４１のＸ軸方向中央部と両端部との間に位置するプリズムでも、斜面の傾斜角がプリズムのＸ座標に依存して変化するため、各々のプリズムから出射される指向性の高い光は、正面位置に向けて出射されることになる。このようにして、プリズムシート４１から出射された光は、正面位置に向けて集光される。本実施形態における上記以外の動作は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１２２】
本実施形態においては、拡散性面状光源を使用した上で、プリズムシートから出射した光を表示装置の正面位置に集光させることができる。拡散性面状光源は、構成部材が一般的に拡散機能を有するため、この拡散機能により面内の輝度ムラを低減して均一性を向上させることができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１２３】
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。図２２は、本実施形態の動作を示す側面図であり、図２３はプリズムレンズシートの各プリズムの動作を示す拡大側面図であり、図２４は、横軸に図２３に示すプリズム頂角の二等分線と＋Ｚ方向がなす角度θ１２をとり、縦軸にプリズムシートの非加工面から出射される光の出射角度θ６をとって、両角度間の関係を示すグラフ図である。
【０１２４】
図２２に示すように、本実施形態においては、前述の第５の実施形態におけるプリズムシート４１（図２１参照）の替わりに、全反射方式のプリズムシート４３が設けられている。プリズムシート４３の−Ｚ方向側の面には、Ｙ軸方向に延びる三角柱形状のプリズム４４が複数個形成されており、Ｘ軸方向に沿って配列されている。また、このプリズムシート４３は、面状光源２を構成するプリズムシート１３（図３参照）を兼ねるものである。更に、前述の第５の実施形態における面状光源２ａの替わりに、光源１１と導光板１２とからなる面状光源が設けられている。導光板１２は、その下面、即ち、反射シート側の面が、＋Ｘ方向に対し＋Ｚ方向に４度傾斜した平坦面となっている。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第５の実施形態と同様である。
【０１２５】
図２２及び図２３に示すように、導光板１２から出射する光の主方向と＋Ｘ方向とのなす角度をバックライト出射角度θ１１とし、導光板１２から出射されプリズム４４における−Ｘ方向側の側面４４ｂに入射する光の進行方向とこの側面４４ｂの法線とのなす角度をプリズム入射角度θ１０とし、この光が側面４４ｂからプリズム４４内に進入した後、光の進行方向と側面４４ｂの法線とのなす角度を屈折角度θ９とし、この光がプリズム４４内を進行してプリズム４４における＋Ｘ方向側の側面４４ａにおいて反射されたときに、この光の進行方向と側面４４ａとのなす角度を反射角度θ８とし、この側面４４ａにおいて反射された光の進行方向と＋Ｚ方向とのなす角度を透過角度θ７とし、プリズムシート４３から出射される光の方向と＋Ｚ方向とのなす角度をプリズム出射角度θ６とし、プリズム４４の頂角をθ１３とし、このプリズム頂角の二等分線４４ｃと＋Ｚ方向とのなす角度をプリズム傾斜角度θ１２とする。
【０１２６】
プリズム頂角の二等分線４４ｃは、−Ｚ方向に対してＸ軸方向両端部に向けて傾斜している。即ち、Ｘ軸方向中央部（Ｘ＝０の位置）から見て＋Ｘ方向側に位置するプリズム４４の頂角は−Ｚ方向よりも＋Ｘ方向側を向いており、−Ｘ方向側に位置するプリズム４４の頂角は−Ｘ方向側を向いている。
【０１２７】
また、プリズム傾斜角度θ１２は、−Ｘ方向側の端部に位置するプリズム４４から＋Ｘ方向側の端部に位置するプリズム４４まで連続的に変化しており、両端部に位置するプリズムの二等分線４４ｃのプリズム傾斜角度θ１２は例えば４度であり、Ｘ軸方向中央部に位置するプリズムのプリズム傾斜角度θ１２は０度である。即ち、Ｘ軸方向中央部に位置するプリズムの二等分線４４ｃはＺ軸方向を向いている。一例では、プリズム頂角θ１３は６５．７度であり、プリズム４４の屈折率は１．５である。
【０１２８】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る光源装置の動作について説明する。図２２及び図２３に示すように、光源１１が光を出射すると、この光は導光板１２に入射し、導光板１２のプリズムシート側の光出射面（上面）に到達するが、この光の進行方向が＋Ｚ方向に対してなす角度が臨界角である４１．８度よりも大きい場合は、この光は導光板１２から出射せずに全反射する。例えば、その進行方向が＋Ｚ方向に対してなす角度が４６．８度である光は、光出射面において全反射し、導光板１２の−Ｚ方向側の面（下面）に到達する。下面は＋Ｘ方向に対して＋Ｚ方向側に４度傾斜しているため、下面に到達した光は、下面の法線から４３度傾斜した方向に全反射し、導光板１２の光出射面に到達する。このとき、この光の進行方向は光出射面の法線方向である＋Ｚ方向に対して３９度傾斜しており、この入射角度は臨界角である４１．８度よりも小さいため、この光は導光板１２の外部に出射する。このとき、光は＋Ｚ方向に対して＋Ｘ方向側に傾斜する方向に出射し、その出射角度（バックライト出射角度θ１１）は２０度である。
【０１２９】
このように、導光板１２中を伝播する光のうち、光出射面に入射する角度が臨界角よりも大きな光は、導光板１２中を伝搬する過程で、＋Ｘ方向に対して４度傾斜している下面で全反射する度に、＋Ｚ方向に対する光の進行方向の角度が臨界角に近づくことになる。そして、この角度が臨界角より小さくなった時点で、光出射面から出射する。この結果、導光板１２から出射される光は、ＺＸ面内において、＋Ｚ方向から７０度傾斜した方向に強い指向性を持つことになる。
【０１３０】
このようにして、導光板１２から７０度の傾斜角で出射した光は、プリズムシート４３のプリズム４４の側面４４ｂにプリズム入射角度θ１０で入射する。このとき、プリズムシート４３を形成する材料の屈折率に応じて入射光が屈折し、側面４４ｂに対して所定の屈折角度θ９をなす方向に向けてプリズム４４内を進行する。この光は、側面４４ａにおいて反射し、プリズムシート４３の非加工面からプリズムシート４３の外部に出射する。
【０１３１】
以下、各プリズム４４における動作を具体的な数値を例に挙げて説明する。先ず、プリズムシート４３におけるＸ軸方向中央部（Ｘ＝０）に配置されたプリズム４４の動作について説明する。上述の如く、プリズム４４の頂角θ１３は６５．７度であり、プリズム４４を形成する材料の屈折率は１．５であり、バックライト出射角度θ１１は２０度である。また、Ｘ軸方向中央部に配置されたプリズムについては、プリズム傾斜角度θ１２は０度である。
【０１３２】
このため、このＸ軸方向中央部に位置するプリズム４４については、プリズム入射角度θ１０は１２．９度となり、屈折角度θ９は８．５度となり、側面４４ａにおける反射角度θ８は３２．８度となり全反射される。この結果、プリズム出射角度θ６は０度となり、光は、プリズムシート４３の非加工面（＋Ｚ方向側の面）から垂直に出射する。このようにして、Ｘ＝０の位置にあるプリズムに入射した光は、正面方向に高い指向性をもって出射する。
【０１３３】
また、プリズムシート４３の＋Ｘ方向側の端部に位置するプリズム４４については、このプリズム４４のプリズム傾斜角度θ１２は４度であるため、プリズム出射角度θ６は１０度となる。即ち、プリズムシート４３から出射した光は、＋Ｚ方向から−Ｘ方向側に１０度傾斜した方向に進行し、観察者に到達する。
【０１３４】
図２４は、プリズム頂角θ１３を６５．７度に固定した場合におけるプリズム傾斜角度θ１２とプリズム出射角度θ６との関係を示すものである。また、図２４においては、プリズムの頂角が＋Ｘ方向側を向いている場合、即ち、プリズム頂角の二等分線４４ｃが−Ｚ方向に対して＋Ｘ方向側に傾斜している場合のプリズム傾斜角度θ１２の値を正とし、プリズムシート４３から出射される光の進行方向が＋Ｚ方向に対して−Ｘ方向側に傾斜している場合のプリズム出射角度θ６の値を正としている。
【０１３５】
プリズムシート４３における−Ｘ方向側に配置されたプリズムにおいては、プリズム傾斜角度θ１２が負の値をとり、従って、図２４に示すように、プリズム出射角度θ６も負の値をとり、プリズムシート４３から出射される光の進行方向は＋Ｚ方向に対して＋Ｘ方向側に傾斜する。一方、＋Ｘ方向側に配置されたプリズムにおいては、プリズム傾斜角度θ１２が正の値をとり、プリズム出射角度θ６も正の値をとり、プリズムシート４３から出射される光の進行方向は＋Ｚ方向に対して−Ｘ方向側に傾斜する。また、図２４に示すように、プリズム傾斜角度θ１２の絶対値は、Ｘ軸方向両端部に位置するプリズムほど大きくなるため、プリズム出射角度θ６の絶対値も、Ｘ軸方向両端部に位置するプリズムほど大きくなる。この結果、プリズムシート４３から出射した光は、表示装置の正面位置に集光されることになる。
【０１３６】
本実施形態においては、偏向素子として指向性が高い全反射方式の下向きプリズムシートを使用しているため、光がルーバーを透過する効率を向上できる。本実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第５の実施形態と同様である。
【０１３７】
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。図２５（ａ）は、本実施形態に係る表示装置の動作を模式的に示す斜視図及び平面図であり、（ｂ）はプリズムシートから出射される光束において、横軸に位置をとり、縦軸に輝度が最大となる角度をとって、プリズムシートの偏向特性を示すグラフ図であり、（ｃ）は、ルーバーから出射される光束において、横軸に位置をとり、縦軸に輝度が最大となる角度をとって、ルーバーの光線方向規制特性を示すグラフ図である。
【０１３８】
図２５（ａ）に示すように、本実施形態においては、面状光源２上に、プリズムシート４５及びルーバー１０がこの順に設けられている。そして、図２５（ａ）及び（ｂ）に示すように、プリズムシート４５は、＋Ｚ方向に入射された光束を、全体的に＋Ｚ方向から＋Ｘ方向側に傾斜させ、更に集光させるものである。また、図２５（ｃ）に示すように、ルーバー１０は、プリズムシート４５から出射された光束Ｌをその主方向に規制して、光束Ｌの主方向成分Ｌ１のみを通過させるものである。これにより、面状光源２から出射された光は、プリズムシート４５により＋Ｘ方向側に偏向され、ルーバー１０により指向性が高められて出射する。このように、本実施形態においては、画面全体の光線方向を正面方向とは異なる方向に偏向させることができる。本実施形態における上記以外の構成及び動作は、前述の第５の実施形態と同様である。
【０１３９】
本実施形態に係る表示装置は、例えば車載用テレビ受像機に搭載することができる。この車載用テレビ受像機を運転席と助手席との間に設置して、上述の＋Ｘ方向を助手席側に設定すれば、狭視野角表示にしたときに、助手席からは画像が視認できるが、運転席からは画像が視認できないようにすることができる。これにより、運転中の運転者が画像を視認することを防止して、運転の安全性を高めることができる。また、広視野角表示にすれば、助手席と運転席の双方から画像を視認することができる。
【０１４０】
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。図２６は、本実施形態に係る表示装置におけるプリズムシートを示す斜視図である。図２６に示すように、本実施形態に係る表示装置おいては、偏向素子としてプリズムシート４６が設けられている。プリズムシート４６においては、その片面に、複数の三角錐形状のプリズム４７がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってマトリクス状に配列されている。そして、プリズムシート４６のプリズム加工面は、＋Ｚ方向、即ち、ルーバー側を向いている。プリズム４７の側面は、ＺＸ平面及びＹＺ平面による断面において前述の第５の実施形態で使用されたプリズム４２（図２１参照）の側面と同様な傾斜分布となっている。また、光源としては、前述の第５の実施形態と同様に、拡散性面状光源２ａが設けられている。拡散性面状光源２ａは、その出射面内において均一で且つ等方的に広がる光を発する。そして、この光が、プリズムシート４１の非加工面に入射する。非加工面に入射した光は、上述のような傾斜分布を持つＸ軸方向及びＹ軸方向のプリズム側面により、二次元的に集光される。プリズム４７の動作は、前述の第５の実施形態と同様である。
【０１４１】
なお、本実施形態においては、プリズム４７の配列方向を、ルーバーの透過領域と吸収領域との配列方向と異なる方向に設定してもよい。これにより、プリズムシートとルーバーとの間で発生するモアレを目立たなくすることができ、表示品質を向上させることができる。また、偏向素子として指向性が高い全反射方式の下向きプリズムシートを使用しているため、光がルーバーを透過する効率を向上できる。本実施形態における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第４の実施形態と同様である。
【０１４２】
次に、本第８の実施形態の第１の変形例について説明する。図２７は、本変形例におけるプリズムシートを示す斜視図である。図２７に示すように、本変形例に係る表示装置おいては、偏向素子としてプリズムシート４８が設けられている。プリズムシート４８においては、その片面に、複数の円錐形状のプリズム４９がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿ってマトリクス状に配列されている。プリズムシート４８のプリズム加工面は、−Ｚ方向、即ち、面状光源側を向いている。本変形例における面状光源は、前述の第６の実施形態と同様に、光源１１及び導光板１２（図２２参照）から構成されている。
【０１４３】
円錐形状のプリズム４９の中心線はＺ軸方向から傾斜しており、その傾斜角度はプリズム加工面内において以下のように分布している。即ち、ＺＸ平面による断面においては、前述の第６の実施形態で使用されたプリズムシートの頂角二等分線の傾斜分布と同様に分布している。また、ＹＺ平面による断面においても、第６の実施形態で使用されたプリズムシートの頂角二等分線の傾斜分布と同様に分布している。
【０１４４】
導光板１２から出射される光のうち、＋Ｘ方向に進行する光は、前述の第５の実施形態と同様にＺＸ平面で集光される。光源１１から出射される光は、少なくともＸＹ平面内に拡散するため、ＹＺ平面による断面でも、ＺＸ平面による断面の場合と同様の理論が成立する。この結果、プリズムシート４８から出射される光は２次元状に集光される。本変形例に係る光源装置は、その厚み方向、即ちＺ軸方向には、導光板、プリズムシート及びルーバーが配置されるだけであるため、薄型化が可能である。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第８の実施形態と同様である。
【０１４５】
なお、本変形例においては、円錐形状のプリズム４９の配列方向を、ルーバーの透過領域と吸収領域との配列方向と異なる方向に設定することにより、プリズムシートとルーバーとの間で発生するモアレを目立たなくすることができ、表示品質を向上させることができる。
【０１４６】
次に、本第８の実施形態の第２の変形例について説明する。図２８は、本変形例におけるプリズムシートを示す斜視図である。図２８に示すように、本変形例に係る表示装置おいては、偏向素子として２枚のプリズムシート４１が設けられている。このプリズムシート４１は、前述の第５の実施形態におけるプリズムシート４１と同じものである。そして、下層側に配置されたプリズムシート４１は、プリズム４２の稜線がＸ軸方向に延びるように配置されており、上層側に配置されたプリズムシート４１は、プリズム４２の稜線がＹ軸方向に延びるように配置されている。本変形例においては、一次元配列構造のプリズムシート４１を２枚組み合わせることにより、二次元配列構造のプリズム構造体を実現している。一次元配列構造のプリズムシートは二次元配列構造のプリズム構造体よりも製造が容易であるため、これにより、光源装置を低コスト化できる。本変形例における上記以外の構成、動作及び効果は、前述の第８の実施形態と同様である。
【０１４７】
次に、本発明の第９の実施形態について説明する。図２９は、本実施形態に係る表示装置の動作を模式的に示す側面図である。図２９に示すように、本実施形態に係る表示装置においては、前述の第２の実施形態と比較して、反射シートの形状及び面状光源の形状が異なっている。即ち、本実施形態においては、前述の第２の実施形態の反射シート１４の替わりに、反射シート２０が設けられている。そして、この反射シート２０の＋Ｚ方向側の表面には複数の凸部２０ａが設けられている。凸部２０ａは、反射シート２０と同じ材料により形成されており、その表面で光を反射するようになっている。
【０１４８】
各凸部２０ａは、−Ｘ方向に向いた斜面２０ｂと、＋Ｘ方向に向きＸ軸方向に垂直な垂直面２０ｃとにより三角柱形状に形成されており、斜面２０ｂと垂直面２０ｃとの間の稜線はＹ軸方向に延びている。また、複数の凸部２０ａがＸ軸方向に配列されており、これにより、反射シート２０のＺＸ断面における＋Ｚ方向側の端縁は鋸状になっている。斜面２０ｂと＋Ｘ方向とのなす傾斜角度θ１４はＸ軸方向に対して分布を持っており、光源１１に近いほど小さく、光源１１から離れるにつれて、即ち、＋Ｘ方向に向かうにつれて単調増加している。例えば、最も光源側、即ち、−Ｘ方向側に位置する凸部２０ａの斜面２０ｂの傾斜角度θ１４は３０度であり、Ｘ軸方向中央部の凸部２０ａの傾斜角度θ１４は３５度であり、最も＋Ｘ方向側の凸部２０ａの傾斜角度θ１４は４０度である。また、導光板１２の下面（−Ｚ方向側の面）は、＋Ｘ方向に対して例えば４度、＋Ｚ方向側に傾斜している。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第２の実施形態と同様である。
【０１４９】
次に、本実施形態の動作について説明する。本実施形態においては、光源１１から出射した光が導光板１２内を伝搬する際に、導光板１２から−Ｚ方向に漏洩した光が、反射シート２０によって導光板１２に向けて反射される。このとき、この反射光はＸ軸方向に集光される。これにより、導光板１２から＋Ｚ方向側に出射される光の一部が、Ｘ軸方向において一次元的に集光される。以下、この動作を詳細に説明する。
【０１５０】
図２９に示すように、光源１１から出射され、導光板１２に入射した光線は、導光板１２中を伝搬する。この伝搬する光のうち、導光板の光出射面（＋Ｚ方向側の面）に臨界角よりも大きな角度で入射した光は、導光板１２から出射せずに全反射する。例えば、臨界角が４１．８度であるとき、４２度の入射角度で光出射面に入射した光はこの光出射面で全反射し、導光板１２の下面に到達する。この下面は、＋Ｘ方向に対して＋Ｚ方向側に４度傾斜しているため、この光の下面に対する入射角度は３８度となる。この入射角度は臨界角である４１．８度よりも小さいため、光拡散面に入射した光は、下面の法線に対して６６度傾斜した方向に向けて、導光板１２の下面から出射する。即ち、導光板１２の下面から−Ｚ方向に対して＋Ｘ方向側に７０度傾斜した方向に、強い指向性を持つ光が出射される。
【０１５１】
このようにして導光板１２の下面から出射した光は、反射シート２０に到達する。反射シート２０における最も−Ｘ方向側に位置する凸部２０ａの斜面２０ｂの傾斜角度θ１４は３０度であるため、この最も−Ｘ方向側の凸部２０ａの斜面２０ｂに入射した光は、＋Ｚ方向から＋Ｘ方向側に１０度傾斜した方向に反射される。また、Ｘ軸方向中央部の凸部２０ａの斜面２０ｂに入射した光は、この斜面２０ｂの傾斜角度θ１４が３５度であるため、＋Ｚ方向に反射される。更に、最も＋Ｘ方向側の凸部２０ａの斜面２０ｂに入射した光は、この斜面２０ｂの傾斜角度θ１４が４０度であるため、＋Ｚ方向から−Ｘ方向側に１０度傾斜した方向に反射される。このように、＋Ｘ軸方向に多数配列する凸部２０ａの傾斜角度θ１４に分布をもたせることで、導光板から漏洩した光を正面位置に向けて集光することができる。
【０１５２】
そして、反射シート２０により反射され集光された光は、導光板１２を透過し、ルーバー４に入射する。ルーバー４においては、その透過吸収界面がこの光の進行方向と平行になっているため、この光の主方向成分のみを透過させ、その指向性を高める。なお、前述の第５の実施形態において説明したように、導光板からルーバー側へ＋Ｚ方向に対し＋Ｘ方向側に７０度傾斜した方向に出射される指向性の高い光があるが、この光はルーバーの遮光層により遮断される。このため、ルーバーからは、反射シート２０によって反射され正面位置に向かって集光する光のみが出射され、正面位置から見た画面輝度を均一化することができる。
【０１５３】
本実施形態においては、反射シート２０によって光をＸ軸方向に集光しているため、フレネルレンズシート等の偏向素子を設ける必要がない。このため、光源装置のコストを低減することができる。本実施形態における上記以外の動作及び効果は、前述の第２の実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源装置を示す斜視図である。
【図２】（ａ）はこの光源装置の動作を模式的に示す斜視図及び平面図であり、（ｂ）はフレネルレンズシートから出射される光束において、横軸に位置をとり、縦軸に輝度が最大となる角度をとって、フレネルレンズシートの偏向特性を示すグラフ図であり、（ｃ）は、ルーバーから出射される光束において、横軸に位置をとり、縦軸に輝度が最大となる角度をとって、光線方向規制素子としてのルーバーの光線方向規制特性を示すグラフ図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。
【図４】この表示装置におけるフレネルレンズを示す斜視図である。
【図５】この表示装置におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。
【図６】本実施形態に係る端末装置を示す斜視図である。
【図７】第２の実施形態の第１の変形例におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。
【図８】第２の実施形態の第２の変形例におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。
【図９】第２の実施形態の第３の変形例におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。
【図１０】第２の実施形態の第４の変形例におけるフレネルレンズとルーバーとの位置関係を示す側面図である。
【図１１】第２の実施形態の第５の変形例におけるルーバーを示す側面図である。
【図１２】第２の実施形態の第６の変形例に係る端末装置を示す斜視図である。
【図１３】横軸にＸ軸方向における位置をとり、縦軸に光路及びルーバーの透過吸収界面の最大傾斜角度をとって、透過吸収界面の最大傾斜角度の位置依存性を示すグラフ図である。
【図１４】表１及び図１３の計算条件を示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。
【図１６】この表示装置におけるフレネルレンズシートとルーバーとの位置関係を示す側面図である。
【図１７】（ａ）はこの表示装置の動作を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）はルーバーから出射される光束において、横軸にＸ軸座標をとり縦軸に輝度が最大となる角度をとって、ルーバーの光線方向規制特性を示すグラフ図であり、（ｃ）ははフレネルレンズシートから出射される光束において、横軸にＸ軸座標をとり縦軸に輝度が最大となる角度をとって、フレネルレンズの偏向特性を示すグラフ図である。
【図１８】第３の実施形態の第１の変形例におけるルーバーとフレネルレンズシートとの位置関係を示す側面図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る表示装置の動作を模式的に示す斜視図及び平面図である。
【図２０】第４の実施形態の第１の変形例におけるルーバーを示す斜視図である。
【図２１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施形態に係る表示装置におけるプリズムシートを示す側面図であり、（ａ）はプリズム加工面が面状光源側を向いている場合を示し、（ｂ）は非加工面が面状光源側を向いている場合を示す。
【図２２】第６の実施形態の動作を示す側面図である。
【図２３】プリズムレンズシートの各プリズムの動作を示す拡大側面図である。
【図２４】横軸に図２３に示すプリズム頂角の二等分線と＋Ｚ方向がなす角度θ１２をとり、縦軸にプリズムシートの非加工面から出射される光の出射角度θ７をとって、両角度間の関係を示すグラフ図である。
【図２５】（ａ）は、第７の実施形態に係る表示装置の動作を模式的に示す斜視図及び平面図であり、（ｂ）はプリズムシートから出射される光束において、横軸に位置をとり、縦軸に輝度が最大となる角度をとって、プリズムシートの偏向特性を示すグラフ図であり、（ｃ）は、ルーバーから出射される光束において、横軸に位置をとり、縦軸に輝度が最大となる角度をとって、ルーバーの光線方向規制特性を示すグラフ図である。
【図２６】本発明の第８の実施形態に係る表示装置におけるプリズムシートを示す斜視図である。
【図２７】第８の実施形態の第１の変形例におけるプリズムシートを示す斜視図である。
【図２８】第８の実施形態の第２の変形例におけるプリズムシートを示す斜視図である。
【図２９】本発明の第９の実施形態に係る表示装置の動作を模式的に示す側面図である。
【図３０】特許文献１に記載されている従来の視野角制御型液晶表示装置を示す断面図である。
【図３１】この視野角制御型液晶表示装置に設けられた照明装置を示す斜視図である。
【図３２】特許文献２に記載された高分子分散型液晶表示装置を示す断面図である。
【図３３】特許文献３に記載された集光ルーバーを示す斜視図である。
【図３４】光線方向規制素子として特許文献３に記載の集光ルーバーを備えた光源装置の動作を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１；光源装置
２；面状光源
２ａ；拡散性面状光源
３、３ａ、３ｂ、１５；フレネルレンズシート
４、８、９、１０、１６、１７；ルーバー
４ａ、８ａ、１６ａ；透過領域
４ｂ、８ｂ、１６ｂ；吸収領域
５；透明・散乱切替素子
６；液晶表示パネル
７；表示装置
９ａ、９ｂ、９ｃ；部分
１１；光源
１２；導光板
１３；プリズムシート
１４、２０；反射シート
１８；導光板
２０ａ；凸部
２０ｂ；斜面
２０ｃ；垂直面
２１；透明基板
２２；電極
２３；ＰＤＬＣ層
２３ａ；高分子マトリクス
２３ｂ；液晶分子
３１；透明基板
３２；液晶層
３３；画素電極
３４；共通電極
３５；ブラックマトリクス
３６；偏光板
４１、４３、４５、４６、４８；プリズムシート
４２、４４、４７、４９；プリズム
４２ａ、４４ａ、４４ｂ；側面
４４ｃ；プリズム頂角の二等分線
５１；ノート型パーソナルコンピュータ
５２；携帯電話
１０１；視野角制御型液晶表示装置
１０２；液晶表示パネル
１０３；散乱性制御手段
１０４；照明装置
１２０；遮光スリット付シート
１２１；照射部
１２２；光源
１２３；光出射面
１２４；反射シート
２０１；液晶表示装置
２０２；バックライト部
２０３；異方性光吸収フィルム
２０４；高分子分散型液晶パネル
２０５；導光板
２０６；光源
２０７；光吸収層
２０８；透明部
２０９；不透明部
２１０；透明基板
２１１；調光層
２１２；高分子材料
２１３；液晶材料
３０１；集光ルーバー
３０２；透過層
３０３；遮光層
４０１；光束
４０２；主方向成分
４０３；側方向成分
４１０；透過層
４１１；遮光層
４２１；面状光源
４２２；集光ルーバー
Ｌ；光束
Ｌ１；主方向成分
Ｌ２；側方向成分
【図１】
0004741887.tif 000003
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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