(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に沿って複数の発光素子が一列に配置されている発光素子列を少なくとも１つ有する面光源装置において、前記発光素子列において端部に配置された発光素子の上に、その中心軸が前記第１の方向と直交し、かつ当該発光素子の光軸と一致するように配置される光束制御部材であって、
前記中心軸を回転軸とする回転対称の凹部の底面を構成し、前記発光素子からの出射光の少なくとも一部を入射させる第１入射面と、
前記凹部の側面を構成する第２入射面と、
前記凹部を取り囲むように配置され、前記中心軸を回転軸とする回転対称の曲面であって、前記第２入射面で入射した光を反射させる全反射面と、
前記中心軸と交わる位置に配置され、前記第１入射面で入射した光、および前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光を出射させる出射面と、
を有し、
前記中心軸に直交する方向の前記全反射面間の間隔は、前記凹部側から前記出射面側に向かうにつれて大きくなり、
前記出射面は、前記第１の方向および前記中心軸に直交する第２の方向において曲率を有さず、
前記出射面は、前記発光素子列における端部側に配置された第１出射領域と、前記中心軸と交わる位置に配置された第２出射領域と、前記発光素子列における中心側に配置された第３出射領域とを含み、
前記発光素子列上に配置されている複数の前記発光素子の前記光軸を含む断面において、
前記第１出射領域は、前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光が到達する面を含み、前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光の少なくとも一部を、前記中心軸よりも前記発光素子列における中心側に屈折させながら出射させ、
前記第２出射領域は、主として前記第１入射面で入射した光が到達する面を含み、
前記第３出射領域は、前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光が到達する凹曲面を含み、前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光束を発散させながら出射させる、
光束制御部材。
【請求項２】
前記発光素子列上に配置されている複数の前記発光素子の前記光軸を含む断面において、
前記第２出射領域は、前記発光素子から５°以上かつ２０°以下の出射角で出射され、かつ前記第１入射面で入射した光が到達する面を含み、前記発光素子から５°以上かつ２０°以下の出射角で出射され、かつ前記第１入射面で入射した光の少なくとも一部に対して正のパワーを有する、
請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
前記第１入射面は、入射させる光に対して正のパワーを有する、請求項１または請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項４】
第１の方向に沿って複数の発光素子が一列に配置されている発光素子列と、
前記発光素子列において端部に配置された前記発光素子の上に、その中心軸が前記第１の方向と直交し、かつ当該発光素子の光軸と一致するように配置された第１光束制御部材と、
を有し、
前記第１光束制御部材は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光束制御部材であり、かつ前記第１出射領域が前記発光素子列における端部側に位置するように配置されている、
面光源装置。
【請求項５】
前記発光素子列において端部以外に配置された前記発光素子の上に、その中心軸である第２中心軸が前記第１の方向と直交し、かつ当該発光素子の光軸と一致するように配置された第２光束制御部材をさらに有し、
前記第２光束制御部材は、
前記第２中心軸を回転軸とする回転対称の第２凹部の底面を構成し、前記発光素子からの出射光の少なくとも一部を入射させる第３入射面と、
前記第２凹部の側面を構成する第４入射面と、
前記第２凹部を取り囲むように配置され、前記第２中心軸を回転軸とする回転対称の曲面であって、前記第４入射面で入射した光を反射させる第２全反射面と、
前記第２中心軸と交わる位置に配置され、前記第３入射面で入射した光、および前記第４入射面で入射し、かつ前記第２全反射面で反射した光を出射させる第２出射面と、
を有し、
前記第２中心軸に直交する方向の前記第２全反射面間の間隔は、前記第２凹部側から前記第２出射面側に向かうにつれて大きくなり、
前記第２出射面は、前記第２の方向において曲率を有さず、
前記第２出射面は、前記第２中心軸と交わる位置に配置された第４出射領域と、前記第１の方向において前記第４出射領域を挟み込むように配置された２つの第５出射領域とを含み、
前記第４出射領域は、主として前記第３入射面で入射した光が到達する面を含み、
前記第５出射領域は、前記第４入射面で入射し、かつ前記第２全反射面で反射した光が到達する凹曲面を含み、前記第４入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光束を発散させながら出射させる、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の面光源装置と、
前記面光源装置からの出射光を照射される被照射部材と、
を有する、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子列において端部に配置された発光素子からの出射光の配光を制御する光束制御部材、この光束制御部材を有する面光源装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、速度表示などの情報をスクリーン（例えば、車のフロントガラス）に直接表示することができるヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display；以下「ＨＵＤ」と略記する）が使用されている。ＨＵＤには、発光素子からの出射光が、レンズ（光束制御部材）で配光を制御された後、液晶パネルなどを介してスクリーンに投影されるものがある。この場合、ユーザーは、スクリーンからの反射光により投影された情報を認識することができる。
【０００３】
ＨＵＤでは、光源として、複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ）を使用した面光源装置が採用されうる。しかし、複数の発光素子を使用した場合、面光源装置の出射面において輝度の高い領域と輝度の低い領域とが生じ、いわゆる輝度ムラとなることがある。そこで、このような輝度ムラを解消する手段が、いくつか提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図１Ａは、特許文献１に記載の面光源装置１０の構成を示す断面図であり、図１Ｂは、特許文献１に記載のレンズアレイ１４の概略を示す平面図であり、図１Ｃは、特許文献１に記載のレンズアレイ１４からの出射光の輝度分布（相対輝度）を示すグラフであり、図１Ｄは、隣接する２つのレンズの境界線に凹凸形状を有しないレンズアレイからの出射光の輝度分布（相対輝度）を示すグラフである。
【０００５】
特許文献１に記載の面光源装置１０は、基板１１上に配置された複数のＬＥＤ１２と、レンズアレイ１４と、拡散板１５とを有する。図１Ａに示されるように、面光源装置１０では、７つのＬＥＤ１２がｘ方向において一列に配置されている。図１Ｂに示されるように、レンズアレイ１４では、７つのＬＥＤ１２に対応して７つのレンズ１３がｘ方向において一列に配置されている。面光源装置１０は、ＬＥＤ１２からの出射光をレンズ１３でそれぞれ集束させ、集束させた光を拡散板１５で拡散させる。レンズアレイ１４では、隣接する２つのレンズ１３の境界線１６上の少なくとも一部に凹部１７および凸部１８が形成されている。この凹凸形状により、レンズアレイ１４からの出射光の輝度が平均化される。その結果、凹凸形状が形成されていない場合と比較して（図１Ｄ参照）、輝度が高い領域と輝度が低い領域とで輝度の差が小さくなる（図１Ｃ参照）。したがって、特許文献１に記載の面光源装置１０では、複数のＬＥＤ１２（発光素子）を使用した場合であっても輝度ムラが低減されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−７６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるように、特許文献１に記載の面光源装置１０では、十分に輝度ムラが低減されているとはいえない。また、特許文献１に記載の面光源装置１０は、拡散板１５によりレンズ１３で集束させた光を拡散させている。このため、特許文献１に記載の面光源装置１０をＨＵＤの光源として使用する場合、面光源装置１０からの出射光が液晶パネル以外の領域にも照射され、光利用効率が低下してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数の発光素子が一列に配置されている発光素子列を少なくとも１つ有する面光源装置であって、輝度ムラが小さく、かつ光利用効率が高い面光源装置を提供することを目的とする。また、本発明は、この面光源装置を有する表示装置、およびこの面光源装置に使用される光束制御部材を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る光束制御部材は、第１の方向に沿って複数の発光素子が一列に配置されている発光素子列を少なくとも１つ有する面光源装置において、前記発光素子列において端部に配置された発光素子の上に、その中心軸（第１中心軸）が前記第１の方向と直交し、かつ当該発光素子の光軸と一致するように配置される光束制御部材であって、前記中心軸を回転軸とする回転対称の凹部の底面を構成し、前記発光素子からの出射光の少なくとも一部を入射させる第１入射面と、前記凹部の側面を構成する第２入射面と、前記凹部を取り囲むように配置され、前記中心軸を回転軸とする回転対称の曲面であって、前記第２入射面で入射した光を反射させる全反射面（第１全反射面）と、前記中心軸と交わる位置に配置され、前記第１入射面で入射した光、および前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光を出射させる出射面（第１出射面）と、を有し、前記中心軸に直交する方向の前記全反射面間の間隔は、前記凹部側から前記出射面側に向かうにつれて大きくなり、前記出射面は、前記発光素子列における端部側に配置された第１出射領域と、前記中心軸と交わる位置に配置された第２出射領域と、前記発光素子列における中心側に配置された第３出射領域とを含み、前記発光素子列上に配置されている複数の前記発光素子の前記光軸を含む断面において、前記第１出射領域は、前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光が到達する面を含み、前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光の少なくとも一部を、前記中心軸よりも前記発光素子列における中心側に屈折させながら出射させ、前記第２出射領域は、主として前記第１入射面で入射した光が到達する面を含み、前記第３出射領域は、前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光が到達する面を含み、前記第２入射面で入射し、かつ前記全反射面で反射した光束を発散させながら出射させる、構成を採る。
【００１０】
本発明に係る面光源装置は、第１の方向に沿って複数の発光素子が一列に配置されている発光素子列と、前記発光素子列において端部に配置された前記発光素子の上に、その中心軸（第１中心軸）が前記第１の方向と直交し、かつ当該発光素子の光軸と一致するように配置された第１光束制御部材と、を有し、前記第１光束制御部材は、本発明に係る光束制御部材であり、かつ前記第１出射領域が前記発光素子列における端部側に位置するように配置されている、構成を採る。
【００１１】
本発明に係る表示装置は、本発明に係る面光源装置と、前記面光源装置からの出射光を照射される被照射部材と、を有する、構成を採る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る面光源装置は、輝度ムラを抑制し、かつ発光素子からの出射光を高効率で利用することができる。したがって、本発明に係る表示装置は、表示ムラを抑制し、かつ複数の発光素子からの出射光を効率よく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａ、Ｂは、特許文献１に記載の面光源装置の構成を説明するための図であり、図１Ｃ、Ｄは、レンズアレイからの出射光の輝度分布を説明するためのグラフである。
【図２】図２は、実施の形態に係る表示装置の断面図である。
【図３】図３Ａ〜Ｅは、第１光束制御部材の構成を説明するための図である。
【図４】図４Ａ〜Ｅは、第２光束制御部材の構成を説明するための図である。
【図５】図５Ａ、Ｂは、第１光束制御部材または第２光束制御部材からの出射光について、第１出射角θ１および第２出射角θ２の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、被照射部材に到達するまでの実施の形態に係る面光源装置における光の光路を示す図である。
【図７】図７Ａは、発光素子からの出射光の出射角と相対光度との関係を示すグラフであり、図７Ｂは、第１光束制御部材からの出射光の出射角と相対光度との関係を示すグラフである。
【図８】図８Ａは、第２光束制御部材からの出射光の出射角と相対光度との関係を示すグラフであり、図８Ｂは、２つの第１光束制御部材および１つの第２光束制御部材からの出射光の出射角と相対光度との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、実施の形態に係る表示装置における被照射部材に到達した光の照度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、ＨＵＤにおいて、スクリーンに情報を表示するために使用されうる表示装置について説明する。ＨＵＤは、表示装置と、表示装置からの光を適切にスクリーンに投影するための投影レンズと、スクリーンとを有する。表示装置からの出射光は、投影レンズなどを含む投影光学系を経てスクリーンに照射される。
【００１５】
（面光源装置および表示装置の構成）
図２は、本発明の実施の形態に係る表示装置１００の断面図である。図２に示されるように、表示装置１００は、面光源装置１１０および被照射部材１２０を有する。ここで、図２に示されるように、３つの発光素子１４０が配列されている方向をｘ方向（第１の方向）とする。また、ｘ方向に垂直で、かつ基板１３０の表面に平行な方向（図２の紙面の奥行き方向）をｙ方向（第２の方向）とする。
【００１６】
面光源装置１１０は、表示装置１００の光源である。面光源装置１１０は、基板１３０と、複数の発光素子１４０と、２つの第１光束制御部材１５０と、１つまたは２つ以上の第２光束制御部材１６０とを有する。
【００１７】
基板１３０は、発光素子１４０、第１光束制御部材１５０および第２光束制御部材１６０を支持する。基板１３０の種類は、特に限定されない。基板１３０は、発光素子１４０に電気を供給する観点から、回路基板を用いることが好ましい。たとえば、基板１３０は、ガラスコンポジット基板やガラスエポキシ基板、Ａｌ基板などである。
【００１８】
複数の発光素子１４０は、面光源装置１１０の光源であり、基板１３０上に固定されている。複数の発光素子１４０は、ｘ方向に沿って一列に配置されている。以下の説明では、一列に配置された複数の発光素子１４０を「発光素子列」ともいう。発光素子１４０の数は、被照射部材１２０の大きさや、基板１３０と被照射部材１２０との間の距離などに応じて適宜変更されうる。本実施の形態では、発光素子１４０の数は、３つである。また、２つの発光素子１４０間の間隔は、特に限定されない。２つの発光素子１４０間の間隔は、発光素子１４０の輝度や、第１光束制御部材１５０および第２光束制御部材１６０の配光特性などに応じて適宜変更されうる。ここで、「発光素子１４０の光軸ＬＡ」とは、１つの発光素子１４０から立体的に出射された全光束の中心における光の進行方向をいう。発光素子１４０の種類は、特に限定されない。発光素子１４０の種類は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やハロゲンランプなどである。
【００１９】
第１光束制御部材１５０および第２光束制御部材１６０は、発光素子１４０からの出射光の配光をそれぞれ制御する。第１光束制御部材１５０は、発光素子列において端部に配置された発光素子１４０の上に、その中心軸である第１中心軸ＣＡ１がｘ方向と直交し、かつ当該発光素子１４０の光軸ＬＡと一致するように配置されている。また、第２光束制御部材１６０は、発光素子列において端部以外（中心）に配置された発光素子１４０の上に、その中心軸である第２中心軸ＣＡ２がｘ方向と直交し、かつ当該発光素子１４０の光軸ＬＡと一致するように配置されている。ここで、「第１中心軸ＣＡ１」とは、後述する第１光束制御部材１５０の第１入射面１５１、第２入射面１５２および第１全反射面１５３の回転対称軸をいう。また、「第２中心軸ＣＡ２」とは、後述する第２光束制御部材１６０の第３入射面１６１、第４入射面１６２および第２全反射面１６３の回転対称軸をいう。第１光束制御部材１５０および第２光束制御部材１６０の詳細については、後述する。なお、第１中心軸ＣＡ１および第２中心軸ＣＡ２は、ｙ方向とも直交する。
【００２０】
被照射部材１２０は、面光源装置１１０から出射された光を照射される。被照射部材１２０は、例えば、液晶パネル、または液晶パネルと拡散板との組み合わせである。拡散板の例には、光拡散処理（例えば、粗面化処理）が行われた透明な板状の部材、およびビーズなどの散乱子が配合された透明な板状の部材が含まれる。または、液晶パネルの透明基板に直接、光拡散処理が施されていてもよい。
【００２１】
（第１光束制御部材の構成）
次に、本実施の形態に係る第１光束制御部材１５０および第２光束制御部材１６０の構成について説明する。まず、発光素子列において端部に配置された発光素子１４０の上に配置される第１光束制御部材１５０の構成について説明する。
【００２２】
図３は、第１光束制御部材１５０の構成を説明するための図である。図３Ａは、第１光束制御部材１５０の平面図であり、図３Ｂは、正面図であり、図３Ｃは、底面図であり、図３Ｄは、図３Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図３Ｅは、図３Ａに示されるＥ−Ｅ線の断面図である。
【００２３】
第１光束制御部材１５０は、発光素子列において端部に配置された発光素子１４０からの出射光の配光を制御する。第１光束制御部材１５０は、第１入射面１５１、第２入射面１５２、第１全反射面１５３および第１出射面１５４を有する。なお、第１光束制御部材１５０には、第１フランジ１５５ａ、第２フランジ１５５ｂおよび第２フランジ１５５ｃが設けられていてもよい。第１フランジ１５５ａは、第１出射領域１５４ａ（後述）の外側に設けられ、第２フランジ１５５ｂは、第２出射領域１５４ｂ（後述）の外側に設けられ、第３フランジ１５５ｃは、第３出射領域１５４ｃ（後述）の外側に設けられている。これらのフランジの裏側には、第１光束制御部材１５０を基板１３０に固定するための第１支持部１５６が設けられていてもよい。第１光束制御部材１５０を基板１３０に固定する方法は、特に限定されない。たとえば、第１光束制御部材１５０および基板１３０は、第１支持部１５６を接着剤により基板１３０に接着することで互いに固定されうる。
【００２４】
第１光束制御部材１５０の平面視形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１光束制御部材１５０の平面視形状は、ｘ方向を短手方向とし、ｙ方向を長手方向とする長方形である。本実施の形態に係る第１光束制御部材１５０のｘ方向の長さは、１２ｍｍ程度であり、ｙ方向の長さは、１６ｍｍ程度である。
【００２５】
第１入射面１５１は、発光素子１４０からの出射光のうち光軸ＬＡに対して比較的小さな角度で出射された光を入射させるとともに、入射光を第１出射面１５４に向けて屈折させる。第１入射面１５１は、第１中心軸ＣＡ１を回転軸とする回転対称の第１凹部の底面を構成し、第１中心軸ＣＡ１と交わるように形成されている。第１入射面１５１の形状は、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。また、第１入射面１５１の表面は、球面であってもよく、非球面であってもよい。本実施の形態では、第１入射面１５１は、発光素子１４０からの出射光の少なくとも一部に対して正のパワーを有する。すなわち、第１入射面１５１の形状は、凸レンズ形状であり、第１入射面１５１の表面は、非球面である。
【００２６】
第２入射面１５２は、発光素子１４０からの出射光のうち光軸ＬＡに対して比較的大きな角度で出射された光を入射させるとともに、入射光を第１全反射面１５３に向けて屈折させる曲面である。第２入射面１５２は、第１凹部の側面を構成する。第２入射面１５２は、第１光束制御部材１５０を成形する観点から、第１中心軸ＣＡ１に対して僅かに傾斜していることが好ましい。この場合、第２入射面１５２は、第１光束制御部材１５０の下端（第１支持部１５６の下端）を含む面（第１基準面）に近づくにつれて、第１中心軸ＣＡ１から離れるように傾斜している。第２入射面１５２の傾斜角度は、第１中心軸ＣＡ１を含む任意の断面において、第１中心軸ＣＡ１に対して０°超であって、１０°以下の範囲内であることが好ましく、５°以下であることがさらに好ましい。本実施の形態では、第２入射面１５２の傾斜角度は、５°である。
【００２７】
第１全反射面１５３は、第２入射面１５２で入射した光を第１出射面１５４に向けて反射させる。第１全反射面１５３は、第１凹部を取り囲むように配置され、第１中心軸ＣＡ１を回転軸とする回転対称の曲面である。また、第１全反射面１５３は、錐面であっても、球面であっても、非球面であってもよい。本実施の形態では、第１全反射面１５３は、非球面である。また、第１全反射面１５３は、到達した光を全反射させる観点から、第１中心軸ＣＡ１に対して傾斜していることが好ましい。第１中心軸ＣＡ１に直交する方向の第１全反射面１５３間の間隔、すなわち第１全反射面１５３の外径は、第１凹部側から第１出射面１５４側に向かうにつれて大きくなる。
【００２８】
第１出射面１５４は、第１中心軸ＣＡ１と交わる位置に配置されている。第１出射面１５４は、第１入射面１５１で入射した光、および第２入射面１５２で入射し、かつ第１全反射面１５３で反射した光を出射させる。第１出射面１５４は、ｘ方向において、曲率を有する曲面である。第１出射面１５４は、ｙ方向、すなわちｘ方向に直交し、かつ第１中心軸ＣＡ１に平行な断面において、曲率を有していてもよいし、有していなくてもよい。本実施の形態では、第１出射面１５４は、ｙ方向において曲率を有しない。
【００２９】
第１出射面１５４は、面光源装置１１０において、発光素子列における端部側に配置される第１出射領域１５４ａと、第１中心軸ＣＡ１と交わる位置に配置される第２出射領域１５４ｂと、発光素子列における中心側に配置される第３出射領域１５４ｃとを含む（図２および図３Ｄ参照）。
【００３０】
第１出射領域１５４ａは、第１光束制御部材１５０の発光素子列における端部側の部分において、第２入射面１５２で入射し、かつ第１全反射面１５３で反射した光が到達する面を含む。第１出射領域１５４ａは、第２入射面１５２で入射し、かつ第１全反射面１５３で反射した光の少なくとも一部を、第１中心軸ＣＡ１よりも発光素子列おける中心側（第２光束制御部材１６０側）に屈折させながら出射させる。
【００３１】
第２出射領域１５４ｂは、主として第１入射面１５１で入射した光が到達する面を含む。第１中心軸ＣＡ１を含み、ｙ方向に平行な仮想面を境界として、第２出射領域１５４ｂの第１出射領域１５４ａ側（発光素子列における端部側）の領域は、第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側（発光素子列における中心側）の領域に比べて、到達した光（第１入射面１５１で内部入射した光）を第１中心軸ＣＡ１へ向けて、より屈折させるように形成されている。すなわち、第２出射領域１５４ｂの第１出射領域１５４ａ側の領域の正のパワーは、第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側の領域よりも強い。これは、一般的に、発光素子列上に配置された発光素子１４０に対向する被照射面（被照射部材１２０）において、第１光束制御部材１５０よりも発光素子列における端部側に対応する領域は、第１光束制御部材１５０と第２光束制御部材１６０との間隔に対応する領域より狭く、第２出射領域１５４ｂの第１出射領域１５４ａ側の領域から出射される光を大きく拡げる必要がないことによる。第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側の領域の形状は、第１光束制御部材１５０と隣接する第２光束制御部材１６０との間隔に応じて適宜設計されうる。第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側の領域は、正のパワーを有していてもよく、負のパワーを有していてもよい。たとえば、第１光束制御部材１５０と隣接する第２光束制御部材１６０との間隔が短い場合、第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側の領域の形状は、正のパワーを有する凸レンズ形状である。一方、第１光束制御部材１５０と隣接する第２光束制御部材１６０との間隔が長い場合、第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側の領域の形状は、負のパワーを有する凹レンズ形状である。また、第２出射領域１５４ｂは、発光素子１４０から５°以上かつ２０°以下の出射角で出射され、かつ第１入射面１５１で入射した光が到達する面を含むことが好ましい。本実施の形態では、第２出射領域１５４ｂは、発光素子１４０から５〜２０°の出射角で出射され、かつ第１入射面１５１で入射した光を含み、当該光の少なくとも一部に対して正のパワーを有する。すなわち、ｘ方向および発光素子１４０の光軸ＬＡと平行な断面において、第２出射領域１５４ｂは、略凸レンズ形状である領域を含む。その他、第２出射領域１５４ｂには、発光素子１４０から５〜２０°以外の出射角で出射され、かつ第１入射面１５１で入射した光と、第２入射面１５２（第２入射面１５２のうちｙ方向の両端に位置する領域）で入射し、かつ第１全反射面１５３（第１全反射面１５３のうちｙ方向の両端に位置する領域）で反射した光も到達する。第２出射領域１５４ｂは、これらの光も出射させる。
【００３２】
第３出射領域１５４ｃは、第１光束制御部材１５０の発光素子列における中心側の部分において、第２入射面１５２で入射し、かつ第１全反射面１５３で反射した光が到達する面を含む。第３出射領域１５４ｃは、第２入射面１５２で入射し、かつ第１全反射面１５３で反射した光束を発散させながら出射させる。すなわち、ｘ方向および発光素子１４０の光軸ＬＡに平行な断面において、第３出射領域１５４ｃは、略凹レンズ形状である領域を含み、第２入射面１５２で入射し、かつ第１全反射面１５３で反射した光の少なくとも一部に対して負のパワーを有する。
【００３３】
第１光束制御部材１５０の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。第１光束制御部材１５０の材料は、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂、またはガラスである。第１光束制御部材１５０は、例えば射出成形により製造することができる。
【００３４】
（第２光束制御部材の構成）
次に、発光素子列において端部以外（中心）に配置された発光素子１４０の上に配置される第２光束制御部材１６０の構成について説明する。
【００３５】
図４は、第２光束制御部材１６０の構成を説明するための図である。図４Ａは、第２光束制御部材１６０の平面図であり、図４Ｂは、正面図であり、図４Ｃは、底面図であり、図４Ｄは、図４Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図４Ｅは、図４Ａに示されるＥ−Ｅ線の断面図である。
【００３６】
第２光束制御部材１６０は、３つの発光素子１４０のうち発光素子列において端部以外（中心）に配置された発光素子１４０からの出射光の配光を制御する。第２光束制御部材１６０は、ｘ方向（発光素子列）において、２つの第１光束制御部材１５０の間に配置されている。第２光束制御部材１６０は、第３入射面１６１、第４入射面１６２、第２全反射面１６３および第２出射面１６４を有する。なお、第２光束制御部材１６０には、第４フランジ１６５ａおよび第５フランジ１６５ｂが設けられていてもよい。第４フランジ１６５ａは、第４出射領域１６４ａ（後述）の外側に設けられ、第５フランジ１６５ｂは、第５出射領域１６４ｂ（後述）の外側に設けられている。これらのフランジの裏側には、第２光束制御部材１６０を基板１３０に固定するための第２支持部１６６が設けられていてもよい。第２光束制御部材１６０を基板１３０に固定する方法は、特に限定されない。たとえば、第２光束制御部材１６０および基板１３０は、第２支持部１６６を接着剤により基板１３０に接着することで互いに固定されうる。
【００３７】
第２光束制御部材１６０の平面視形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第２光束制御部材１２０の平面視形状は、ｘ方向を短手方向とし、ｙ方向を長手方向とする長方形である。本実施の形態に係る第２光束制御部材１６０のｘ方向の長さは、１２ｍｍ程度であり、ｙ方向の長さは、１６ｍｍ程度である。また、第２光束制御部材１６０の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されず、例えば、第１光束制御部材１５０の材料と同様である。
【００３８】
第３入射面１６１は、発光素子１４０からの出射光のうち光軸ＬＡに対して比較的小さな角度で出射された光を入射させるとともに、入射光を第２出射面１６４に向けて屈折させる。第３入射面１６１は、第２中心軸ＣＡ２を回転軸とする回転対称の第２凹部の底面を構成し、第２中心軸ＣＡ２と交わるように形成されている。第３入射面１６１は、発光素子１４０からの出射光の少なくとも一部に対して正のパワーを有する。第３入射面１６１の形状は、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。また、第３入射面１６１は、球面であってもよく、非球面であってもよい。本実施の形態では、第３入射面１６１の形状は、略円錐状であり、第３入射面１６１は、非球面である。
【００３９】
第４入射面１６２は、発光素子１４０からの出射光のうち光軸ＬＡに対して比較的大きな角度で出射された光を入射させるとともに、入射光を第３全反射面１６３に向けて屈折させる曲面である。第４入射面１６２は、第２中心軸ＣＡ２を回転軸とする回転対称の第２凹部の側面を構成する。第４入射面１６２は、第２光束制御部材１６０を成形する観点から、第２中心軸ＣＡ２に対して僅かに傾斜していることが好ましい。この場合、第４入射面１６２は、第２光束制御部材１６０の下端（第２支持部１６６の下端）を含む面（第２基準面）に近づくにつれて、第２中心軸ＣＡ２から離れるように傾斜している。第４入射面１６２の傾斜角度は、第２中心軸ＣＡ２を含む任意の断面において、第２中心軸ＣＡ２に対して０°超であって、１０°以下の範囲内であることが好ましく、５°以下であることがさらに好ましい。本実施の形態では、第４入射面１６２の傾斜角度は、５°である。
【００４０】
第２全反射面１６３は、第４入射面１６２で入射した光を第２出射面１６４に向けて反射させる。第２全反射面１６３は、第２凹部を取り囲むように配置され、第２中心軸ＣＡ２を回転軸とする回転対称の曲面である。また、第２全反射面１６３は、錐面であっても、球面であっても、非球面であってもよい。本実施の形態では、第２全反射面１６３は、非球面である。また、第２全反射面１６３は、到達した光を全反射させる観点から、第２中心軸ＣＡ２に対して傾斜していることが好ましい。第２中心軸ＣＡ２に直交する方向の第２全反射面１６３間の間隔、すなわち第２全反射面１６３の外径は、第２凹部側から第２出射面１６４側に向かうにつれて大きくなる。
【００４１】
第２出射面１６４は、第２中心軸ＣＡ２と交わる位置に配置されている。第２出射面１６４は、第３入射面１６１で入射した光、および第４入射面１６２で入射し、かつ第２全反射面１６３で反射した光を出射させる。第２出射面１６４は、ｘ方向において、曲率を有する曲面である。第２出射面１６４は、ｙ方向、すなわちｘ方向に直交し、かつ第２中心軸ＣＡ２平行な断面において、曲率を有していてもよいし、有していなくてもよい。また、第２光束制御部材１６０の第２出射面１６４のｙ方向における曲率は、第１光束制御部材１５０の第１出射面１５４のｙ方向における曲率と異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。これらの曲率を同じにすることで、第１光束制御部材１５０におけるｙ方向の配光幅と第２光束制御部材１６０におけるｙ方向の配光幅とを略同一にすることができる。本実施の形態では、第２出射面１６４のｙ方向における曲率は、第１出射面１５４のｙ方向における曲率と同じであり、ｙ方向において曲率を有しない。
【００４２】
第２出射面１６４は、面光源装置１１０において、第２中心軸ＣＡ２と交わる位置に配置される第４出射領域１６４ａと、ｘ方向において第４出射領域１６４ａを挟み込むように配置される２つの第５出射領域１６４ｂとを含む（図２および図４Ｄ参照）。
【００４３】
第４出射領域１６４ａは、主として第３入射面１６１で入射した光が到達する面を含む。第４出射領域１６４ａの形状は、隣接する光束制御部材（第１光束制御部材１５０または第２光束制御部材１６０）との間隔に応じて、適宜設計されうる。たとえば、隣接する光束制御部材との間隔が長い場合、第４出射領域１６４ａの形状は、凹レンズ形状に形成される。本実施の形態では、第４出射領域１６４ａは、発光素子１４０から５〜２０°の出射角で出射され、かつ第３入射面１６１で入射した光の少なくとも一部に対して正のパワーを有する。すなわち、第４出射領域１６４ａは、略凸レンズ形状である領域を含む。その他、本実施の形態では、第４出射領域１６４ａには、発光素子１４０から５〜２０°以外の出射角で出射され、かつ第３入射面１６１で入射した光と、第４入射面１６２（第４入射面１６２のうちｙ方向の両端に位置する領域）で入射し、かつ第２全反射面１６３（第２全反射面１６３のうちｙ方向の両端に位置する領域）で反射した光も到達する。第４出射領域１６４ａは、これらの光も出射させる。
【００４４】
第５出射領域１６４ｂは、第２光束制御部材１６０の発光素子列における端部側の部分において、第４入射面１６２で入射し、かつ第２全反射面１６３で反射した光が到達する面を含む。第５出射領域１６４ｃは、第４入射面１６２で入射し、かつ第２全反射面１６３で反射した光束を発散させながら出射させる。すなわち、第５出射領域１６４ｂは、略凹レンズ形状である領域を含み、第５出射領域１６４ｂは、第４入射面１６２で入射し、かつ第２全反射面１６３で反射した光の少なくとも一部に対して負のパワーを有する。
【００４５】
（光束制御部材の配光特性）
次に、第１光束制御部材１５０および第２光束制御部材１６０の配光特性について説明する。
【００４６】
図５は、発光素子１４０からの出射光の出射角（以下、「第１出射角θ１」ともいう）と、光束制御部材（第１光束制御部材１５０または第２光束制御部材１６０）からの出射光の出射角（以下、「第２出射角θ２」ともいう）との関係（シミュレーション結果）を示すグラフである。図５Ａ、Ｂにおいて、横軸は、第１出射角θ１（°）を示し、縦軸は、第２出射角θ２（°）を示している。また、図５Ａは、発光素子１４０の光軸ＬＡおよび光束制御部材の中心軸（第１中心軸ＣＡ１または第２中心軸ＣＡ２）を含み、かつｘ方向に沿う仮想平面内における、第１出射角θ１と第２出射角θ２との関係を示す。図５Ｂは、発光素子１４０の光軸ＬＡおよび光束制御部材の中心軸（第１中心軸ＣＡ１または第２中心軸ＣＡ２）を含み、かつｙ方向に沿う仮想平面内における、第１出射角θ１と第２出射角θ２との関係を示す。
【００４７】
図５Ａにおいて、第１光束制御部材１５０の下に配置された発光素子１４０の発光中心から、第１光束制御部材１５０の第１中心軸ＣＡ１より発光素子列における中心側（第３出射領域１５４ｃ側）に出射された光についてのシミュレーション結果を黒四角（■）で示す。この光は、第１光束制御部材１５０のうち、第１中心軸ＣＡ１より発光素子列における中心側（第３出射領域１５４ｃ側）の部分において配光を制御される。また、第１光束制御部材１５０の下に配置された発光素子１４０の発光中心から、第１光束制御部材１５０の第１中心軸ＣＡ１より発光素子列における端部側（第１出射領域１５４ａ側）に出射された光についてのシミュレーション結果を黒三角（▲）で示す。この光は、第１光束制御部材１５０のうち、第１中心軸ＣＡ１より発光素子列における端部側（第１出射領域１５４ａ側）の部分において配光を制御される。また、第２光束制御部材１６０の下に配置された発光素子１４０の発光中心から、第２光束制御部材１６０の第２中心軸ＣＡ２より発光素子列におけるいずれか一方の端部側（第５出射領域１６４ｂ側）に出射された光についてのシミュレーション結果を白丸（○）で示す。
【００４８】
一方、第１中心軸ＣＡ１または第２中心軸ＣＡ２を含み、ｙ方向に沿う仮想平面内における、第１光束制御部材１５０または第２光束制御部材１６０により配光を制御された光についてのシミュレーション結果は同じであった。このため、図５Ｂにおいて、第１光束制御部材１５０の下に配置された発光素子１４０の発光中心から、第１光束制御部材１５０の第１中心軸ＣＡ１よりｙ方向におけるいずれか一方の側に出射された光についての結果のみを黒三角（▲）で示す。
【００４９】
なお、これらのグラフにおいて、「第１出射角θ１」とは、発光素子１４０の光軸ＬＡに対する、発光素子１４０の発光中心から出射された光線の角度を意味する。また、「第２出射角θ２」とは、発光素子１４０の光軸ＬＡ（第１中心軸ＣＡ１または第２中心軸ＣＡ２と一致）に対する、第１光束制御部材１５０または第２光束制御部材１６０から出射された光線の角度を意味する。このとき、第１出射面１５４または第２出射面１６４で出射された光線について、光軸ＬＡに近づくように出射された光線の出射角を負の角度とし、光軸ＬＡと平行方向に出射された光線の出射角を０°とし、光軸ＬＡから離れるように出射された光線の出射角を正の角度とする。また、これらのグラフにおいて、第２出射角θ２がピーク値となるときの第１出射角θ１より小さな第１出射角θ１の角度範囲については、第１入射面１５１または第３入射面１６１で入射する光のシミュレーション結果を示す。第２出射角θ２がピーク値となるときの第１出射角θ１より大きな第１出射角θ１の角度範囲については、第２入射面１５２または第４入射面１６２で入射する光のシミュレーション結果を示す。
【００５０】
図６は、被照射部材１２０に到達するまでの上記実施の形態に係る面光源装置１１０における光の光路を示す図である。なお、図６では、光路を示すためにハッチングを省略している。また、基板１３０、第１光束制御部材１５０の第１フランジ１５５ａ、第２フランジ１５５ｂ、第３フランジ１５５ｃおよび第１支持部１５６、ならびに第２光束制御部材１６０の第４フランジ１６５ａ、第５フランジ１６５ｂおよび第２支持部１６６は、光路に影響を及ぼさないため、省略している。発光素子１４０の中心間距離（ピッチ）は１５ｍｍであり、発光素子１４０の発光面と被照射部材１２０との間隔は５０ｍｍである。
【００５１】
まず、第１光束制御部材１５０の第１中心軸ＣＡ１より発光素子列における端部側で配光を制御される光の光路について説明する。図５Ａにおいて黒三角（▲）で示されるように、ｘ方向に沿う仮想平面上の光線の第２出射角θ２は、第１出射角θ１に関係なく負の値である。すなわち、第１光束制御部材１５０の発光素子列における端部側で配光を制御される光は、図６に示されるように、第１出射面１５４から発光素子列における中心側に向けて出射される。具体的には、発光素子１４０から出射され、第２入射面１５２で入射し、第１全反射面１５３で反射した光は、主に第１出射領域１５４ａに到達する。第１出射領域１５４ａに到達した光は、第１出射領域１５４ａから発光素子列における中心側に向けて出射される。また、発光素子１４０から出射され、第１入射面１５１で入射した光は、主に第２出射領域１５４ｂに到達する。このうち、第２出射領域１５４ｂの第１出射領域１５４ａ側の領域に到達した光も、第１出射領域１５４ａと同様に発光素子列における中心側に向けて出射される。この光は、発光素子１４０から５〜２０°の出射角で出射された光を含み、第２出射領域１５４ｂの第１出射領域１５４ａ側の領域の正のパワーによって収束させられながら、発光素子列における中心側に向けて出射される。このように、第１中心軸ＣＡ１を含み、ｙ方向に平行な仮想面を境界として、当該仮想面よりも発光素子列における端部側の出射領域（第１光束制御部材１５０の第１出射領域１５４ａおよび第２出射領域１５４ｂの第１出射領域１５４ａ側の領域）から出射される光は、発光素子列における中心側、すなわち被照射部材１２０の中心側に向けて出射される。このため、面光源装置１１０からの出射光が被照射部材１２０（例えば液晶パネル）以外の領域に照射されることはなく、光利用効率の低下を防止することができる。
【００５２】
次に、第１光束制御部材１５０の第１中心軸ＣＡ１より発光素子列における中心側（第２光束制御部材１６０側）で配光を制御される光の光路について説明する。図５Ａにおいて黒四角（■）で示されるように、ｘ方向に沿う仮想平面上の光線の第２出射角θ２は、第１出射角θ１に関係なく正の値である。すなわち、第１光束制御部材１５０の発光素子列における中心側で配光を制御される光は、図６に示されるように、第１出射面１５４から発光素子列における中心側に向けて出射される。具体的には、発光素子１４０から出射され、第２入射面１５２で入射し、第１全反射面１５３で反射した光は、主に第３出射領域１５４ｃに到達する。第３出射領域１５４ｃに到達した光の少なくとも一部は、第３出射領域１５４ｃの負のパワーによって拡げられながら、発光素子列における中心側に向けて出射される。また、発光素子１４０から出射され、第１入射面１５１で入射した光は、主に第２出射領域１５４ｂに到達する。このうち、第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側の領域に到達した光も、第３出射領域１５４ｃと同様に発光素子列における中心側に向けて出射される。この光は、発光素子１４０から５〜２０°の出射角で出射された光を含み、発光素子列における中心側に向けて出射される。このように、第１中心軸ＣＡ１を含み、ｙ方向に平行な仮想面を境界として、当該仮想面より発光素子列における中心側の出射領域（第１光束制御部材１５０の第３出射領域１５４ｃおよび第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側の領域）から出射される光は、発光素子列における中心側、すなわち被照射部材１２０の中心側に向けて拡げられながら出射される。このため、被照射部材１２０（例えば液晶パネル）における第１光束制御部材１５０と第２光束制御部材１６０の間に対応する領域に暗部が発生することを防止することができる。
【００５３】
第１中心軸ＣＡ１を含み、ｙ方向に平行な仮想面を境界として、当該仮想面よりも発光素子列における中心側の出射領域（第３出射領域１５４ｃおよび第２出射領域１５４ｂの第３出射領域１５４ｃ側の領域）と、端部側の出射領域（第１出射領域１５４ａおよび第２出射領域１５４ｂの第１出射領域１５４ａ側の領域）との機能の違いは、図６に示される光線により確認されうる。第１出射面１５４に到達するまでの光束の拡がりは、発光素子列における中心側と端部側とにおいて、同じである。一方で、第１出射面１５４から出射される光束は、前述の仮想面よりも発光素子列における中心側において、大きく拡げられている。第３出射領域１５４ｃから出射される光束は、特に大きく拡げられている。このように、第３出射領域１５４ｃは、第２入射面１５２で入射し、かつ第１全反射面１５３で反射した光束を第３出射領域１５４ｃに到達する前よりも発散させながら出射させるように機能していることがわかる。
【００５４】
なお、第１出射面１５４がｙ方向に曲率を有していないため、図５Ｂにおいて黒三角（▲）で示されるように、ｙ方向に沿う仮想平面内における第２出射角θ２は、−５〜５°の範囲内である。したがって、特に図示しないが、ｙ方向に沿う仮想平面上の光線について見た場合は、第１光束制御部材１５０からの出射光は、光軸ＬＡに対してほぼ平行な角度で出射される。
【００５５】
次に、第２光束制御部材１６０で配光を制御される光の光路について説明する。図５Ａにおいて白丸（○）で示されるように、ｘ方向に沿う仮想平面上の光線の第２出射角θ２は、第１出射角θ１が０〜２５°の範囲において負の値であり、第１出射角θ１が３０〜８０°の範囲において正の値である。すなわち、第２光束制御部材１６０で配光を制御される光は、図６に示されるように、拡がるように第２出射面１６４で出射される。具体的には、発光素子１４０から出射され、第４入射面１６２で入射し、第２全反射面１６３で反射した光は、第５出射領域１６４ｂに到達する。第５出射領域１６４ｂに到達した光の少なくとも一部は、第５出射領域１６４ｂの負のパワーによって拡げられながら、発光素子１４０の光軸ＬＡから離れるように出射される。このように、第２光束制御部材１６０の第５出射領域１６４ｂから出射される光は、隣接する光束制御部材（第１光束制御部材１５０または第２光束制御部材１６０）側に向けて拡げられながら出射される。このため、被照射部材１２０（例えば液晶パネル）における第２光束制御部材１６０と第１光束制御部材１５０とまたは第２光束制御部材１６０の間に対応する領域に暗部が発生することを防止することができる。また、発光素子１４０から出射され、第３入射面１６１で入射した光は、第４出射領域１６４ａに到達する。この光は、発光素子１４０から５〜２０°の出射角で出射された光を含む。第４出射領域１６４ａに到達した光は、第４出射領域１６４ａの正のパワーによって収束させられながら、発光素子１４０の光軸ＬＡに近づくように出射される。第２光束制御部材１６０の第４出射領域１６４ａから出射される光は、被照射部材１２０より手前の光軸ＬＡ上で収束され、被照射部材１２０へは適度な拡がりをもって到達する。このため、被照射部材１２０（例えば液晶パネル）における第２光束制御部材１６０の直上の領域に暗部が発生することを防止することができる。
【００５６】
図７Ａは、発光素子１４０からの出射光の出射角と相対光度との関係を示すグラフである。図７Ｂは、第１光束制御部材１５０からの出射光の出射角と相対光度との関係を示すグラフである。図８Ａは、第２光束制御部材１６０からの出射光の出射角と相対光度との関係を示すグラフである。図８Ｂは、２つの第１光束制御部材１５０および１つの第２光束制御部材１６０（図２および図６に示される面光源装置１１０）からの出射光の出射角と相対光度との関係を示すグラフである。各グラフにおいて、横軸は、出射角（°）を示し、縦軸は、相対光度（最大値１）を示す。また、発光素子１４０および光束制御部材の中心軸（第１中心軸ＣＡ１または第２中心軸ＣＡ２）を含み、かつｘ方向に沿う仮想面上の光線の光度分布を実線で示し、発光素子１４０および光束制御部材の中心軸（第１中心軸ＣＡ１または第２中心軸ＣＡ２）を含み、かつｙ方向に沿う仮想面内上の光線の光度分布を破線で示す。なお、図７Ａでは、実線と破線は完全に重なっている。また、図７Ｂの実線では、発光素子１４０の光軸ＬＡ（第１光束制御部材１５０の第１中心軸ＣＡ１）より発光素子列における中心側（第２光束制御部材１６０側）を負の角度とし、発光素子列における端部側を正の角度とした。
【００５７】
図７Ａに示されるような光度分布を有する発光素子１４０を用いた場合、図７Ｂに示されるように、第１光束制御部材１５０により配光を制御された光の光度分布のピークは、ｙ方向に沿う仮想平面上では０°付近にあるのに対し、ｘ方向に沿う仮想平面上では−５°付近にあった。また、第１光束制御部材１５０により配光を制御された光の出射角の範囲は、ｙ方向に沿う仮想平面上では−１０〜＋１０°程度であるのに対し、ｘ方向に沿う仮想平面上では−３０〜＋１０°程度であった。これらのことからも、発光素子列における端部側に配置される第１光束制御部材１５０は、発光素子列における中心側に向けて光を拡げながら出射することがわかる。
【００５８】
また、図８Ａに示されるように、第２光束制御部材１６０により配光を制御された光の光度分布のピークは、ｙ方向に沿う仮想平面上では０°付近に１つあるのに対し、ｘ方向に沿う仮想平面上では±５°付近に２つあった。これは、発光素子１４０から５〜２０°の出射角で出射された光を、第４出射領域１６４ａが収束することに起因する。また、第２光束制御部材１６０により配光を制御された光の出射角の範囲は、ｙ方向に沿う仮想平面上では−１０〜１０°程度であるのに対し、ｘ方向に沿う仮想平面上では−２０〜２０°程度であった。このことからも、発光素子列における中心側に配置される第２光束制御部材１６０は、隣接する光束制御部材（第１光束制御部材１５０または第２光束制御部材１６０）に向けて光を拡げながら出射することがわかる。
【００５９】
これらの結果、図８Ｂに示されるように、本実施の形態に係る面光源装置１１０から出射される光は、ｘ方向に沿う仮想平面上では−２０〜＋２０°の出射角で出射され、ｙ方向に沿う仮想平面上では−１０〜＋１０°の出射角で出射される。
【００６０】
（面光源装置の配光特性）
次に、上述した実施の形態に係る面光源装置１１０の配光特性について説明する。
【００６１】
ここでは、本実施の形態に係る面光源装置１１０と、第１光束制御部材１５０および第２光束制御部材１６０のいずれも有しない面光源装置（以下、「比較例に係る面光源装置」ともいう）の配光特性についてシミュレーションを行った。本シミュレーションでは、まず、本実施の形態に係る面光源装置１１０、および比較例に係る面光源装置からの出射光のうち、被照射部材１２０に到達する光の割合を算出し、光利用効率を得た。前述のとおり、ＨＵＤでは、面光源装置１１０は、投影レンズなどの投影光学系と組み合わせて使用されうる。そこで、本シミュレーションでは、実施の形態に係る面光源装置１１０、および比較例に係る面光源装置から出射され、被照射部材１２０を通過した後、さらに投影レンズに到達する光の割合を算出し、光利用効率を得た。
【００６２】
シミュレーションのための各パラメータは、発光素子１４０の中心間距離：１５ｍｍ、発光素子１４０と被照射部材１２０との間隔：５０ｍｍ、被照射部材１２０の面積：４０ｍｍ×２０ｍｍ、被照射部材１２０および投影レンズの間隔：２０ｍｍ、投影レンズの径：Φ１００ｍｍ、投影レンズの光の取り込み角：１２°以下とした。このとき、被照射部材１２０の中心（２つの対角線の交点）と、発光素子列における中心の発光素子１４０の光軸ＬＡおよび第２光束制御部材１６０の中心軸ＣＡ２上とは一致するように設定した。
【００６３】
シミュレーションの結果を表１に示す。光利用効率は、発光素子１４０が出射した全光束のうち、被照射部材１２０または投影レンズに到達した全光束の割合を意味する。
【００６４】
【表１】
0006437242.tif 000002
【００６５】
表１に示されるように、本実施の形態に係る面光源措置１１０では、発光素子１４０からの出射光のうち、７４％の光が被照射部材１２０まで到達でき、５７％の光が投影レンズまでさらに到達できることがわかる。これに対して、比較例に係る面光源装置では、発光素子１４０からの出射光のうち、８％の光のみが被照射部材１２０まで到達でき、４％の光のみが投影レンズまで到達できることがわかる。この結果から、本実施の形態に係る面光源装置１１０では、第１光束制御部材１５０および第２光束制御部材１６０により発光素子１４０からの配光を適切に制御し、高効率で光を利用できていることがわかる。
【００６６】
図９は、本実施の形態に係る表示装置１００における被照射部材１２０に到達した光のｘ方向およびｙ方向の照度分布を示すグラフである。図９において、ｘ方向の照度分布は実線で示し、ｙ方向の照度分布は破線で示している。横軸は、被照射部材１２０におけるｘ方向およびｙ方向の中心からの位置を示し、縦軸は、被照射部材１２０下面における照度（ｌｘ）を示している。この結果から、本実施の形態に係る面光源装置１１０は、被照射部材１２０を均一に照らせることがわかる。
【００６７】
（効果）
以上のように、本実施の形態に係る第１光束制御部材１５０では、発光素子列において、端部に配置された発光素子１４０からの出射光の配光を適切に制御できる。したがって、本実施の形態に係る面光源装置１１０および表示装置１００は、輝度ムラを抑制でき、かつ高い光利用効率を実現することができる。また、本実施の形態に係る表示装置１００は、表示ムラを抑制でき、かつ高い光利用効率を実現することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、第２光束制御部材１６０を有する表示装置１００および面光源装置１１０について説明したが、本発明に係る表示装置および面光源装置は、発光素子列に含まれる発光素子の数が２つの場合は、第２光束制御部材を有していなくてもよい。この場合、第２出射領域の第３出射領域側の領域の形状は、隣接する２つの第１光束制御部材との間隔に応じて適宜設計されうる。
【００６９】
また、本実施の形態では、ｘ方向（第１の方向）に沿って複数の発光素子１４０が一列に配置されている発光素子列を１つ有する面光源装置１１０および表示装置１００について説明した。しかし、本発明に係る面光源装置および表示装置は、２つ以上の発光素子列を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る面光源装置は、例えば、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の光源として有用である。また、本発明に係る表示装置は、例えば、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）などとして有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  面光源装置
１１  基板
１２  ＬＥＤ
１３  レンズ
１４  レンズアレイ
１５  拡散板
１６  境界線
１７  凹部
１８  凸部
１００  表示装置
１１０  面光源装置
１２０  被照射部材
１３０  基板
１４０  発光素子
１５０  第１光束制御部材
１５１  第１入射面
１５２  第２入射面
１５３  第１全反射面
１５４  第１出射面
１５４ａ  第１出射領域
１５４ｂ  第２出射領域
１５４ｃ  第３出射領域
１５５ａ  第１フランジ
１５５ｂ  第２フランジ
１５５ｃ  第３フランジ
１５６  第１支持部
１６０  第２光束制御部材
１６１  第３入射面
１６２  第４入射面
１６３  第２全反射面
１６４  第２出射面
１６４ａ  第４出射領域
１６４ｂ  第５出射領域
１６５ａ  第４フランジ
１６５ｂ  第５フランジ
１６６  第２支持部
ＣＡ１  第１中心軸
ＣＡ２  第２中心軸
ＬＡ  光軸
【図１】
0006437242.tif 000003
【図２】
0006437242.tif 000004
【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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