(57)【要約】【課題】  直視型の液晶表示装置に好適に用いられる光利用効率の高い照明装置を提供する。【解決手段】  光源１２と、導光板１４と、導光板の出射面から出射された光を偏光方向が互いに直交する第１および第２直線偏光（Ｐ１、Ｐ２）に分離し、第１および第２直線偏光の主光線を互いに分離角θだけ異なる方向に出射する偏光分離素子２０と、第１および第２直線偏光をそれぞれ集光し、第１および第２集光スポットを形成する集光素子３２と、第１および第２集光スポットの内の少なくとも一方の近傍に配置され、当該直線偏光の少なくとも一部の偏光方向を変える偏光変換素子３３とを備える。導光板の入射端面の延びる方向と、偏光分離素子によって分離された第１および第２直線偏光の主光線によって規定される面とが略直交し、且つ、集光素子は面内で第１および第２直線偏光を集光するように配置されている。【選択図】  図１
2005070299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を受ける入射端面と、前記入射端面と交差し前記入射面から入射した光を出射する出射面とを有する導光板と、
前記出射面から出射された光を受け、偏光方向が互いに直交する第１および第２直線偏光に分離し、前記第１および前記第２直線偏光の主光線を互いに分離角θだけ異なる方向に出射する偏光分離素子と、
前記偏光分離素子から出射された前記第１および第２直線偏光を受け、前記第１および第２直線偏光をそれぞれ集光し、第１および第２集光スポットを形成する集光素子と、
前記第１および第２集光スポットの内の少なくとも一方の近傍に配置され、当該直線偏光の少なくとも一部の偏光方向を変える偏光変換素子とを備え、
前記入射端面の延びる方向と、前記偏光分離素子によって分離された前記第１および第２直線偏光の主光線によって規定される面とが略直交し、且つ、前記集光素子は前記面内で前記第１および第２直線偏光を集光するように配置されている、照明装置。
【請求項２】
前記導光板は第１方向に略平行な第１辺と、前記第１方向に略直交する第２方向に略平行な第２辺とを有し、前記入射端面は前記第２方向に平行であって、
前記集光素子は複数のレンチキュラーレンズを備え、前記複数のレンチキュラーレンズのそれぞれの延設方向は前記第２方向と略平行である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記複数のレンチキュラーレンズは前記第１方向にピッチＰで配列されており、
前記偏光変換素子は複数の偏光変換素子部を有し、前記複数の偏光変換素子部は前記ピッチＰで配列されており、前記複数の偏光変換素子部のそれぞれの前記第１方向の幅はＰ／２である、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記分離角θは、前記レンチキュラーレンズと前記偏光変換素子との間の距離をｄ、この間に存在する媒体の屈折率をｎとすると、θ＝２×ｔａｎ-1（ｎ×Ｐ／４ｄ）の関係を満足する、請求項１から３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記導光板の前記出射面から出射される光の、前記第１および前記第２直線偏光の主光線を含む面内の配光分布の半値幅角は約３０°以下である、請求項１から４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置から出射された光を用いて画像を表示する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを介して互いに対向するように配置された一対の偏光素子と、
を有し、前記照明装置の前記偏光変換素子から出射された直線偏光の偏光方向が、前記液晶表示パネルと前記照明装置との間に配置された偏光板の透過軸と略一致している、画像表示装置。
【請求項７】
前記導光板の前記出射面から出射される光の、前記第１および前記第２直線偏光の主光線を含む面内の配光分布の半値幅角は、前記液晶表示パネルから観察者側への出射光の配光分布の半値幅角と略等しい、請求項６に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光分離素子を利用した照明装置、およびそれを備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、偏光の状態を液晶層で変化させることによって表示を行う。自然光に含まれる偏光方向（偏波面ともいわれる。）が互いに直交する直線偏光の内の一方だけが表示に利用され、他方は例えば偏光板によって吸収される。このような液晶表示装置における光の利用効率を高めるために、偏光を変換する方法が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、投影型表示装置用いられる偏光変換を利用する照明光学系として、図１０に示す構成が開示されている。
【０００４】
光源１１０より出射された自然光（非偏光）は、偏光分離素子１２０により偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光に分離される。ここでは、紙面に垂直な方向の偏光方向を持つ直線偏光Ｐ１と紙面に平行な方向の偏光方向を持つ直線偏光Ｐ２とに分離する。
【０００５】
互いに直交する偏光方向を持つ２つの直線偏光は、複数のレンズを規則的に配列してなる第１レンズアレイ１４０に入射する。第１レンズアレイ１４０により、第２レンズアレイ１５０の開口上に離散的な集光スポットが形成される。
【０００６】
第２レンズアレイ１５０は、透明基板１５１の光出射側に複数のレンズ１５２が規則的に配列されており、透明基板１５１の光入射側に複数のλ／２板１５３が所定の間隔で規則的に設けられている。λ／２板１５３は、第１レンズアレイ１４０によって直線偏光Ｐ１が集光される位置に、その偏光方向を９０°回転させるように配置されている。直線偏光Ｐ１はλ／２板１５３を通過することによって直線偏光Ｐ２に変化されるので、第２レンズアレイ１５０を通過した直線偏光は、いずれも紙面に平行な偏光方向を有する直線偏光Ｐ２となる。
【０００７】
ここで、第１レンズアレイ１４０の役割は、第２レンズアレイ１５０上に光を集光することであり、第２レンズアレイ１５０の役割は、第１レンズアレイ１４０の各レンズ面をパネル面で重ね合わせて結像させることである。この照明光学系においては、第１レンズアレイ１４０および第２レンズアレイ１５０は不可欠である。
【０００８】
一方、直視型表示装置に用いられる偏光変換システムとして、図１１に示す構成が知られている。
【０００９】
図１1に示す偏光変換光学系は、導光板１１４と導光板１１４の光出射面側に設けられた偏光選択反射板１１６とを有している。偏光選択反射板１１４は、入射光の偏光方向に応じて選択的に透過または反射する性質を有している。ここでは、直線偏光Ｐ２を透過し、直線偏光Ｐ１を反射するものを例示する。偏光選択反射板１１４で反射された直線偏光Ｐ１は導光板１１４で反射され、再び偏光選択反射板１１４に入射する。導光板１１４で反射される際に一部の偏光の偏光方向が変化するので、偏光方向が偏光選択反射板１１６の透過軸方向と一致する偏光Ｐ２は偏光選択反射板１１４を透過する。偏光選択反射板としては、例えば３Ｍ社製のＤ−ＢＥＦが用いられる。
【特許文献１】特開平１０−１９７８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１１を参照しながら説明した偏光選択反射板を用いた偏光変換光学系では、偏光選択反射板１１６を透過できない偏光を反射して導光板１１４に戻すことになるため、導光板１１４あるいは偏光選択反射板１１６において光の反射ロスが発生し、その結果、光の利用効率が低下する、という問題がある。また、導光板１１４に再入射した全ての偏光の偏光方向が、偏光選択反射板１１６の透過軸と一致する方向に変化される訳ではないので、導光板１１４および偏光選択反射板１１６との間で反射を繰り返し、反射ロスによって減衰してしまい、その結果、利用効率が低下する。
【００１１】
本発明の主な目的は、直視型の液晶表示装置に好適に用いられる光利用効率の高い照明装置およびそのような照明装置を備えた画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の照明装置は、光源と、前記光源から出射された光を受ける入射端面と、前記入射端面と交差し前記入射面から入射した光を出射する出射面とを有する導光板と、前記出射面から出射された光を受け、偏光方向が互いに直交する第１および第２直線偏光に分離し、前記第１および前記第２直線偏光の主光線を互いに分離角θだけ異なる方向に出射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子から出射された前記第１および第２直線偏光を受け、前記第１および第２直線偏光をそれぞれ集光し、第１および第２集光スポットを形成する集光素子と、前記第１および第２集光スポットの内の少なくとも一方の近傍に配置され、当該直線偏光の少なくとも一部の偏光方向を変える偏光変換素子とを備え、前記入射端面の延びる方向と、前記偏光分離素子によって分離された前記第１および第２直線偏光の主光線によって規定される面とが略直交し、且つ、前記集光素子は前記面内で前記第１および第２直線偏光を集光するように配置されている。
【００１３】
ある実施形態において、前記導光板は第１方向に略平行な第１辺と、前記第１方向に略直交する第２方向に略平行な第２辺とを有し、前記入射端面は前記第２方向に平行であって、前記集光素子は複数のレンチキュラーレンズを備え、前記複数のレンチキュラーレンズのそれぞれの延設方向は前記第２方向と略平行である。
【００１４】
ある実施形態において、前記複数のレンチキュラーレンズは前記第１方向にピッチＰで配列されており、前記偏光変換素子は複数の偏光変換素子部を有し、前記複数の偏光変換素子部は前記ピッチＰで配列されており、前記複数の偏光変換素子部のそれぞれの前記第１方向の幅はＰ／２である。
【００１５】
ある実施形態において、前記分離角θは、前記レンチキュラーレンズと前記偏光変換素子との間の距離をｄ、この間に存在する媒体の屈折率をｎとすると、θ＝２×ｔａｎ-1（ｎ×Ｐ／４ｄ）の関係を満足する。
【００１６】
ある実施形態において、前記導光板の前記出射面から出射される光の、前記第１および前記第２直線偏光の主光線を含む面内の配光分布の半値幅角は約３０°以下である。
【００１７】
本発明の画像表示装置は、上記のいずれかの照明装置と、前記照明装置から出射された光を用いて画像を表示する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを介して互いに対向するように配置された一対の偏光素子とを有し、前記照明装置の前記偏光変換素子から出射された直線偏光の偏光方向が、前記液晶表示パネルと前記照明装置との間に配置された偏光板の透過軸と略一致している。
【００１８】
ある実施形態において、前記導光板の前記出射面から出射される光の、前記第１および前記第２直線偏光の主光線を含む面内の配光分布の半値幅角は、前記液晶表示パネルから観察者側への出射光の配光分布の半値幅角と略等しい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の照明装置では、導光板の入射端面の延びる方向と、偏光分離素子によって分離された２つの直線偏光の主光線によって規定される面（「偏光主光線面」と呼ぶことがある。）とが略直交し、且つ、集光素子は偏光主光線面の面内で２つの直線偏光を集光するように配置されている。従って、導光板の出射面から出射される光の、入射端面に直交する方向における平行度が入射端面の延びる方向における平行度よりも高いという特徴を有する、現在広く用いられているエッジライト方式の光源ユニットを用いた場合に、集光素子による偏光の集光効率が向上し、その結果、光の利用効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明による実施形態の照明装置および液晶表示装置を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
まず、図１（ａ）に本発明による本発明による照明装置の構成を模式的に示し、図１（ｂ）に液晶表示装置の構成を模式的に示す。
【００２２】
図１（ａ）に示す照明装置は、光源ユニット１０、偏光分離素子２０、偏光集光・偏光変換素子３０とを有している。
【００２３】
光源ユニット１０は、光源１２および導光板１４を有し、導光板１４の入射端面に光源１２を配置したエッジライト方式の構成を有している。光源１２として例えば冷陰極管を用いる。光源ユニット１０は、エッジライト方式の構成を有している。
【００２４】
偏光分離素子２０は、導光板１４の出射面から出射された光を受け、導光板１４の入射端面の延びる方向（紙面法線方向）に略直交する面内（紙面に平行な面内）で、偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光Ｐ１（偏光方向が紙面法線方向）およびＰ２（偏光方向が紙面に平行）に分離し、直線偏光を互いに異なる方向に出射する。偏光分離素子２０によって分離された２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２の主光線が規定する面（すなわち、偏光主光線面）は、紙面に平行である。
【００２５】
偏光集光・偏光変換素子３０は、透明基板（例えばガラス基板）３１の光入射側に設けられた集光素子３２と、光出射側に設けられた偏光変換素子３３とを有する。すなわち、素子３０は、集光素子３２と偏光変換素子３３とが一体にされたものである。
【００２６】
集光素子３２は、２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２を偏光分離面内（紙面に平行）で集光する作用を有しており、２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２を集光し、２つの集光スポット（点状である必要はなく、線状であってもよい。）を形成する。なお、集光素子３２は、例えば、表示パネルの画素に一対一で対応するように、あるいは、複数の画素を含む行に対応して設けられるが、ここでは、１つの集光素子３２の機能を説明する。また、集光素子３２は２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２を偏光主光線面内で集光する作用を有していればよく、他の方向（例えば偏光主光線面に直交する方向：紙面法線方向）に集光作用を有していてもよいし、あるいは、有しなくてもよい。
【００２７】
偏光変換素子３３は、集光素子３２によって形成された２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２の集光スポットの内の一方の近傍に配置され、当該直線偏光（図１ではＰ１）の少なくとも一部の偏光方向を変える。偏光変換素子３３は、例えば直線偏光Ｐ１の偏光方向を９０°回転させるように配置されたλ／２板である。従って、偏光変換素子３３は、直線偏光Ｐ１の偏光方向を変化させ、直線偏光Ｐ２の偏光方向と一致させる。
【００２８】
なお、ここで例示したように、偏光変換素子３３は集光素子３２によって形成される２つの集光スポットの内の一方に配置すれば、１方の直線偏光の偏光方向を他方の偏光方向に一致させることができるが、これに限られない。例えば、２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２の集光スポットに対応して２つの偏光変換素子３３を設けて、２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２の両方の偏光方向を変化させ、いずれの偏光方向とも異なる第３の方向で偏光方向が互いに一致にするようにしてもよい。例えば、偏光変換素子３３としてλ／２板を用いて、直線偏光Ｐ１の集光スポットに対応して設けられるλ／２板の遅相軸の方向と直線偏光Ｐ１の偏光方向とのなす角および、直線偏光Ｐ２の集光スポットに対応して設けられるλ／２板の遅相軸の方向と直線偏光Ｐ２の偏光方向とのなす角を適宜設定することによって、２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２の偏光方向を第３の方向に一致させることができる。
【００２９】
以下では、集光素子３２として、それぞれが画素行に対応して設けられた複数の半円柱状レンズを有するレンチキュラーレンズを用い、偏光変換素子３３として半円柱状レンズと平行に延びる短冊状のλ／２板を用いた構成を例に本発明による実施形態を説明する。なお、個々の半円柱状レンズに対応して設けられる偏光変換素子を偏光変化素子部と称することもあるが、共通の参照符号３３で示すことにする。
【００３０】
図１（ｂ）に示す液晶表示装置は、図１（ａ）に示した照明装置と、この照明装置から出射された偏光を利用して表示を行う液晶表示素子５０とを有している。液晶表示素子５０は、液晶表示パネル５１と、液晶表示パネル５１の光入射側（照明装置側）に配置された偏光板５２と観察者側に配置された偏光板５３とを有している。照明装置側に配置される偏光板５２の透過軸方向は、偏光変換素子３３を通過した光の偏光方向と一致するように配置されている。図示した例では、偏光板５２に透過軸は、紙面内の上下方向に平行で、偏光Ｐ２を透過するように配置されている。観察者側の偏光板５３の透過軸は、液晶表示パネルの表示モード（液晶セルが有する液晶層の配向モードおよびＮＷまたはＮＢモード）などに応じて、偏光板５２の透過軸と所定の関係（例えば直交または平行）となるように配置されている。もちろん、照射装置から液晶表示パネルに出射する直線偏光の偏光方向はこれに限られず、上述したように偏光変換素子３３を適宜変更することによって、任意の方向にすることができる。
【００３１】
次に、図２（ａ）、（ｂ）および図３を参照しながら、光源ユニット１０の構成および配向特性を説明する。図２（ａ）は光源ユニット１０を模式的に示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００３２】
図２（ａ）および（ｂ）に模式的に示すように、光源ユニット１０は、光源１２が導光板１４の少なくとも一方の端面（入射端面）側に配置されたエッジライト方式の光源ユニットである。光源１２としては例えば冷陰極管を用いることが出来る。このエッジライト方式の光源は、液晶表示装置用の光源ユニットとして、現在広く利用されている。
【００３３】
光源１２から出射され導光板１４の入射端面から導光板１４内に入射した光は、導光板１４中を第１の方向（図２中の矢印参照）伝播しながら、出射面（紙面に平行な面）から、表示パネルに向けて出射される。線状の光源１２は第２の方向（図中の矢印参照）に沿って配置されており、第１の方向は第２の方向に直交する。一般に導光板１４は、第１の方向を長手方向とする長方形である。導光板１４のＢ−Ｂ’線（第１の方向）に沿った断面の形状は、例えば図２（ｂ）に示すような楔型であるが、これに限られない。特に、光源１２を両側に配置した導光板はＢ−Ｂ’線に沿った断面形状は一般に左右対称である。
【００３４】
エッジライト方式の光源ユニット１０の出射面から出射される光の強度分布（配光分布）は、図３に示すように、方向依存性を有している。図３の横軸は出射面法線と出射光とが成す角度であり、縦軸は出射光強度である。ここでは、取り込み角が±60度で測定した結果を例示している。
【００３５】
図３に示したように、光の伝播方向である第１方向（図２中Ａ−Ａ’線方向）においては、出射光の平行度は低く、第１方向に直交する第２方向（図２中Ｂ−Ｂ´線方向）においては、出射光の平行度が高い。特に、出射光の平行度が、図３の配光分布を示すグラフにおける半値幅（ＦＷＨＭ）角が３０°（±１５°）以下であると、レンチキュラーレンズなどの集光素子で効率良く集光することが出来る。
【００３６】
本実施形態の照明装置では、図１に示したように、導光板１４の第１方向（図２中のＡ−Ａ’方向）を含む面内で、偏光分離素子２０は２つの直線偏光Ｐ１とＰ２とに分離し、且つ、集光素子３２はそれぞれの直線偏光Ｐ１およびＰ２を集光するように構成されている。すなわち、光学ユニット１０から出射される光の内で平行度が高い方の光を効率的に利用することによって、光源１２から出射される光全体の利用効率を向上することができる。偏光変換素子３３は、集光素子３２によって形成された集光スポットの一方に配置されており、その集光スポットを形成する直線偏光（ここではＰ１）の偏光方向を他方の直線偏光（ここではＰ２）の偏光方向と一致するように変換する。従って、所望の偏光方向（ここでは他方の直線偏光Ｐ２の偏光方向）を有する直線偏光を効率良く出射することができる。
【００３７】
偏光分離素子２０としては、例えば、図４に示すものを好適に用いることが出来る。図４に示す偏光分離素子２０は、一対の透明基板２２および２３と、透明基板２２と２３との間に設けられたプリズム２１ａおよび光学的異方性物質層２１ｂとを有している。プリズム２１ａは、紙面の上下方向（図２中の第１方向に対応）に規則正しく一定の周期的で設けられた三角プリズムであり、例えば透明基板２３に一体に形成され得る。
【００３８】
光学的異方性物質層２１ｂは、第１方向（プリズム２１ａの周期方向）の偏光方向を有する直線偏光（ここではＰ１）に対する屈折率は、プリズムの屈折率と略一致しており、これに直交する偏光方向を有する直線偏光（ここではＰ２）に対する屈折率は、プリズムの屈折率と異なっている。
【００３９】
偏光分離素子２０に透明基板２２の法線方向から入射した光の内の直線偏光Ｐ２にとっては、光学的異方性物質層２１ｂおよびプリズム２１ａの屈折率は互いに略一致しているので、これらの界面で屈折されること無く直進する。これに対し、直線偏光Ｐ１にとっては、光学的異方性物質層２１ｂおよびプリズム２１ａの屈折率は互いに異なるので、この界面で屈折される。その結果、直線偏光Ｐ１とＰ２とは、偏光分離素子２０の透明基板２３から異なる角度（分離角θ）で出射される。分離角θは、プリズム２１ａと光学的異方性物質層２１ｂとの界面における屈折角を調整することによって制御され得る。
【００４０】
なお、図４に示した偏光分離素子２０を用いて分離した２つの直線偏光Ｐ１およびＰ２を、偏光集光・偏光変換素子３０に対して互いに対称に入射させるために、図５に示すように、偏光集光・偏光変換素子３０の基板３１の法線（図中の破線）が直線偏光Ｐ１とＰ２とのなす角（分離角）を二等分するように配置することが好ましい。このように配置することによって、液晶表示装置の視角依存の影響を最小限に抑えることができる。図５では、偏光集素子３２以降の構成要素を偏光分離素子２０の法線に対して傾ける構成としたが、液晶表示素子５０以降、または液晶表示パネル５１のみを傾ける構成としてもよい。
【００４１】
また、偏光分離素子２０以外の公知の偏光分離素子を用いることもできる。例えば、図６に示すような、方解石や水晶などの一軸性結晶から形成された２つのプリズムの光学軸を直交させて貼り合わせたウォラストン・プリズム等を用いてもよい。さらに、プリズムの代わりに回折格子を用いることもできる。
【００４２】
次に、図７（ａ）、（ｂ）および図８を参照しながら、偏光集光・変換素子３０の好ましい構成を説明する。
【００４３】
偏光集光・変換素子３０は、厚さｄの透明基板３１と、透明基板３１の光入射側にピッチＰで配列された半円柱状レンズ３２と、透明基板３１の光入射側にピッチＰで配列された偏光変換素子部（λ／２板）３３ａとを有している。個々の半円柱レンズ３２の幅はピッチＰとほぼ一致しているのに対し、偏光変換素子部３３ａの幅は略Ｐ／２であり、半円柱状レンズ３２と偏光変換素子部３３との配列周期の位相は一致している。すなわち、透明基板３１を介して半円柱状レンズ３２に対向する部分の半分は偏光変換素子部３３ａで占められており、他の半分（非偏光変換素子部３３ｂ）には、偏光変換素子部３３ａが設けられていない。偏光変換素子３３は、半円柱状レンズ３２と平行（すなわち第２方向に平行）にストライプ状に形成されている。
【００４４】
図８に示すように、半円柱レンズ３２および偏光変換素子３３は、レンズ３２と偏光変換素子３３との間の距離をｄ、この間に存在する媒体の屈折率をｎとすると、θ＝２×ｔａｎ-1（ｎ×Ｐ／４ｄ）の関係を満足するように配置されることが好ましい。なお、図８では簡単のために、透明基板３１を省略し、ｎ＝１の場合を図示しているが、透明基板３１として例えば屈折率が１．５２のガラス基板を用いると、θ＝２×ｔａｎ-1（１．５２×Ｐ／４ｄ）の関係を満足するように配置される。
【００４５】
レンズ３２に入射する光は、上述したように配光分布の半値幅角が３０°以下と平行度が高いので、レンズ３２の集光機能によって、レンズ３２から距離ｄの位置に、２つの直線偏光に対応して２つの集光スポットが形成される。すなわち、図８において、紙面に垂直な偏光方向を有する直線偏光Ｐ１は偏光変換素子部３３ａにその集光スポットが形成され、紙面に平行な偏光方向を有する直線偏光Ｐ２は非偏光素子部３３ｂにその集光スポットが形成される。
【００４６】
なお、集光スポットは収束点（光束の断面積が最も小さくなる点）と一致することを要しないが、偏光変換素子部３３ａにおける集光スポットの幅は、偏光変換素子部３３ａの幅よりも小さいことが好ましい。収束点は、例えば偏光分離素子３３の近傍から液晶表示パネル５１の画素の近傍との間に形成されることが好ましい。また、集光スポットの中心間の間隔は、レンズ３２のピッチＰの２分の１と略等しいことが好ましい。
【００４７】
レンズ３２で集光され偏光変換素子部３３ａに向けられた直線偏光Ｐ１は、偏光変換素子部３３ａを通過することによって、偏光方向が９０°回転され、直線偏光Ｐ２に変換される。レンズ３２で集光され非偏光変換素子部３３ｂに向けられた直線偏光Ｐ２はそのままの偏光方向を維持する。従って、偏光変換素子３３から出射される偏光は、直線偏光Ｐ２となる。
【００４８】
直線偏光Ｐ２の偏光方向と液晶表示素子５０の偏光板５２（図１（ｂ）参照）の透過軸を一致されることによって、偏光板５１による光の吸収を抑え、明るい液晶表示装置を得ることができる。
【００４９】
液晶表示素子５０としては、公知の液晶表示素子を広く用いることが出来るが、本発明による照明装置は、特に、携帯電話やＰＤＡなどの携帯電子機器に用いられる液晶表示素子（透過型または透過反射両用型）と好適に組み合わせて用いられる。本発明者らの検討によると、携帯機器用の液晶表示装置は、表示面から出射される光の配光分布の半値幅角が３０°以下であると、見やすい。これに対し、本発明による実施形態の照明装置は、上述したようにエッジライト方式の光源ユニットから出射される光の内で配光分布の半値幅角が３０°以内の光を利用しているので（図３参照）、この照明装置を用いると液晶表示装置から出射される光の配光分布の半値幅角を容易に３０°以下とすることができる。
【００５０】
なお、本発明による本実施形態の照明装置に用いられるエッジライト方式の光源ユニット１０としては、上述した冷陰極管を用いるタイプに限られず、例えば、発光ダイオード等を用いるタイプでもよい。例えば、図９に示す光源ユニット１２’のように、２つの発光ダイオード１２’ａと、２つの発光ダイオード１２’ａの間に、導光板１４の入射端面に対向する出射端面を有する線状の導光板１２’ｂを配置した光源ユニットを用いてもよい。また、発光ダイオードを導光板１４の入射端面に線状に複数個配列してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、直視型液晶表示装置のバックライトとして好適に用いられる、光の利用効率の高い照明装置が提供される。本発明による照明装置は、特に、携帯電話やＰＤＡなどの携帯電子機器の液晶表示装置用の照明装置として好適に用いられ、高輝度で見やすい表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は本発明による実施形態の照明装置の構成を模試的に示す図であり、（ｂ）は本発明による実施形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明による実施形態の照明装置に用いられるエッジライト方式の光源ユニットの構成を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】図２に示した光源ユニットから出射される光の配光分布を示すグラフである。
【図４】本発明による実施形態の照明装置に用いられる偏光分離素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明による実施形態の照明装置における偏光分離素子と偏光集光・変換素子との配置関係を示す模式図である。
【図６】本発明による実施形態の照明装置に用いられる他の偏光分離素子の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明による実施形態の照明装置に用いられる偏光集光・変換素子の構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図である。
【図８】本発明による実施形態の照明装置に用いられる偏光集光・変換素子の好適な配置を示す模式図である。
【図９】本発明による実施形態の照明装置に用いられる他のエッジライト方式の光源ユニットの構成を模式的に示す図である。
【図１０】従来の投影型表示装置用いられる偏光変換を利用する照明光学系の構成を示す模式図である。
【図１１】従来の直視型表示装置に用いられる偏光変換システムの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０    光源ユニット
１２    光源
１４    導光板
２０    偏光分離素子
３０    偏光集光・変換素子
３１    透明基板
３２    マイクロレンズ（レンチキュラーレンズ）
３３    偏光変換素子
３３ａ  偏光変換素子部
３３ｂ  非偏光変換素子部
５０    画像表示素子
５１    表示パネル
５２、５３  偏光板
１１０    光源
１２０    偏光分離素子
１４０    第１レンズアレイ
１５０    第２レンズアレイ
１５３    λ／２板
１１４    導光板
１１６    偏光選択反射板
【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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【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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