(57)【要約】【課題】光源(21、22、…)の数が少なくても、均一で高い輝度を確保できる面光源装置(1)を提供する。【解決手段】本発明の面光源装置(1)は、複数の光源(21、22、…)が互いに間隔(L)を空けて配置され、これら複数の光源(21、22、…)の前面側に、光源からの光(F1、F2、…)の向きを変える偏向構造板(3)が配置されてなり、この偏向構造板(3)は、複数の光源(21、22、…)のうちの隣り合う２つの光源(21、22)の間の全面に亘って、この２つの光源(21、22)からの光(F1、F2)を共に前面側に向けて法線方向(a)に出射するように構成されていることを特徴とする。本発明の面光源装置(1)が、透過型画像表示部(5)の背面側に配置されてなる透過型画像表示装置(4)は、均一で明るい表示画像を与えることができる。【選択図】図２
2007287673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源が互いに間隔を空けて配置され、該複数の光源の前面側に、該複数の光源からの光の向きを変える偏向構造板が配置されてなる面光源装置であり、
前記偏向構造板は、前記複数の光源のうちの隣り合う２つの光源の間の全面に亘って、該２つの光源からの光を共に前面側に向けて法線方向に出射するように構成されていることを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の面光源装置が透過型画像表示部の背面側に配置されてなる透過型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型画像表示装置(4)としては、例えば図１に示すように、透過型液晶セルなどの透過型画像表示部(5)の背面側に、直下型の面光源装置(1)が配置されたものが広く知られており、かかる面光源装置(1)としては、面内に複数の光源(21、22、…)が互いに間隔(L)を空けて配置され、該複数の光源(21、22、…)の前面側には、これらの光源からの光(F1、F2、…)の向きを変えて出射させる偏向構造板(3)が配置されたものが知られている〔特許文献１：特開平７−１４１９０８号公報の段落番号００１２および図１〕。同文献に記載の偏向構造板は、隣り合う２つの光源(21、22)の間において、より近い方の光源からの光を前面側に向けて法線方向に出射させるように構成されているが、他方の光源からの光の出射方向は何ら考慮されていないのが通常であり、該他方の光源からの光を必ずしも法線方向に出射させ得るものではなかった。
【０００３】
ところで、面光源装置(1)を構成する光源(21、22、…)の数は少ない方が、省エネルギーなどの観点から好ましい。
しかし、光源の数が少ないと、均一で高い輝度を確保することが困難である。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１４１９０８号公報の段落番号００１２および図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明者は、光源(21、22、…)の数が少なくても、均一で高い輝度を確保できる面光源装置(1)を開発するべく鋭意検討した結果、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明は、面内に複数の光源(21、22、…)が互いに間隔(L)を空けて配置され、該複数の光源(21、22、…)の前面側に、該複数の光源からの光(F1、F2、…)の向きを変える偏向構造板(3)が配置されてなる面光源装置(1)であり、
前記偏向構造板(3)は、前記複数の光源(2)のうちの隣り合う２つの光源(21、22)の間の全面に亘って、該２つの光源(21、22)からの光(F1、F2)を共に前面側に向けて法線方向(a)に出射するように構成されてなることを特徴とする面光源装置(1)を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の面光源装置(1)は、隣り合う２つの光源(21、22)の間の全面に亘って、この２つの光源(21、22)からの光(F1、F2)を共に前面側に向けて法線方向(a)に出射することができるので、均一で明るく照明することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１には、本発明の面光源装置(1)の一例を模式的に示す。
この面光源装置(1)は、等しい間隔(L)で棒状の光源(21、22、…)が同一面内に配置されている。光源(21、22、…)間の間隔(L)は通常１５ｍｍ〜１５０ｍｍである。光源(21、22、…)としては、例えば蛍光ランプ（冷陰極線管）のような直管状のもの、ＬＥＤのような点光源などを用いることができる。
【０００９】
複数の光源(21、22、…)は通常、ランプボックス(6)内に配置されている。このランプボックス(6)の内面は通常、光反射面になっている。
【００１０】
複数の光源(21、22、…)の前面側には偏向構造板(3)が備えられている。偏向構造板(3)は通常、透明材料、例えば透明樹脂、透明ガラスからなる板状のものが使用される。
【００１１】
透明樹脂としては、例えばポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体樹脂）、メタクリル樹脂、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂）、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などが挙げられる。偏向構造板(3)は、光拡散材が分散されていてもよい。
【００１２】
偏向構造板(3)の厚みは、通常は０．１ｍｍ〜１５ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００１３】
偏向構造板(3)は通常、複数の光源(21、22)の全てを覆うように配置される。光源(21、22、…)と偏向構造板(3)との間の距離(d)は通常５ｍｍ〜５０ｍｍである。
【００１４】
偏向構造板(3)は、隣り合う２つの光源(21、22)の間で、全面に亘って、該２つの光源(21、22)からの光(F1、F2)を共に前面側に向けて法線方向(a)に出射するように構成されている。
【００１５】
〔第一実施態様〕
図２および図３に、本発明の面光源装置(1)を構成する偏向構造板(3)の実施態様の一例を模式的に示す。この偏向構造板(3)が適用される面光源装置(1)は、光源として３０ｍｍの間隔(L)で配置された複数の蛍光ランプ(21、22、…)を用いたものである。偏向構造板(3)は、この蛍光ランプ(21、22、…)と２１ｍｍの距離(d)を空けて配置されている。また、この偏向構造板(3)は、厚さ２ｍｍで、屈折率１．５７の透明樹脂で構成されている。
【００１６】
図２に示すように、この偏向構造板(3)は、その光入射面、即ち光源側の表面が全面に亘って平坦である。
【００１７】
また、この偏向構造板(3)は、隣り合う２つの光源(21、22)の間が３０の領域(Ａm、ｍ＝0、1、2、…29)に区切られている。各領域(Ａm)の長さは１０００μｍ（１ｍｍ）である。
【００１８】
図３に示すように、両光源(21、22)の直近に位置する領域(Ａ0(ｍ＝０))において、光の出射面は平坦面になっており、その直下の光源(21、22)からの光は、そのまま、前面側に向けて、偏向構造板(3)の法線方向(a)に出射する。
【００１９】
また、２つの光源(21、22)の間の２９個の領域(Ａm(ｍ＝1、2、…29))において、偏向構造板(3)の光出射面は、それぞれ同じ断面形状の三角形が配列されたプリズムから構成されている。各領域(Ａ1、Ａ2、…Ａ29)における三角形の数は、それぞれ２０個であり、三角形の間隔(p)は５０μｍである。また、各領域(Ａ1、Ａ2、…Ａ29)において、プリズムを構成する各三角形の２つの斜辺が法線(a)と為す角度(αm、βm)は、第１表に示すとおりである。
【００２０】
第 １ 表                        
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
ｍ    αm(°)  βm(°)        ｍ    αm(°)  βm(°)  
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
１    85.1     24.2           16    38.1     41.9     
２    80.5     24.8           17    36.3     44.1     
３    76.1     25.4           18    34.7     46.5     
４    72.0     26.1           19    33.3     49.0     
５    68.0     26.8           20    32.0     51.7     
６    64.4     27.7           21    30.7     54.5     
７    60.9     28.6           22    29.6     57.6     
８    57.6     29.6           23    28.6     60.9     
９    54.5     30.7           24    27.7     64.4     
10    51.7     32.0           25    26.8     68.0     
11    49.0     33.3           26    26.1     72.0     
12    46.5     34.7           27    25.4     76.1     
13    44.1     36.3           28    24.8     80.5     
14    41.9     38.1           29    24.2     85.1     
15    39.9     39.9                                   
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【００２１】
かかるプリズムにより、両光源(21、22)の間の全ての領域(Ａ1、Ａ2、…Ａ29)において、両側の光源(21、22)からの光(F1、F2)を、いずれも、前面側に向けて、偏向構造板(3)の法線方向(a)に出射させることができる。
【００２２】
また、両光源(21、22)の間の２９個の領域(Ａ1、Ａ2、…Ａ29)のそれぞれにおいて、同じ断面形状の三角形が２０個ずつ配列されているので、面光源装置(1)からの配向分布（出射光の角度分布）を適当な範囲に広げることができる。
【００２３】
〔第二実施態様〕
図４および図５には、偏向構造板(3)の他の実施態様の一例を模式的に示す。この偏向構造板(3)が適用される面光源装置(1)は、光源として３０ｍｍの間隔(L)で配置された複数の蛍光ランプ(21、22、…)を用いたものである。偏向構造板(3)は、この蛍光ランプ(21、22、…)と２１ｍｍの距離(d)を空けて配置されている。この偏向構造板(3)は、厚さ２ｍｍで、屈折率１．４９の透明樹脂で構成されている。
【００２４】
図４に示すように、この偏向構造板(3)の光入射面、即ち光源側の表面は、全面に亘って平坦である。
【００２５】
図５に示すように、隣り合う２つの光源(21、22)の間において、光出射面は、２９個の三角形が配列された構造のプリズムで構成されており、各三角形の２つの斜辺が法線(a)と為す角度(αn、βn、ｎ＝1、…、29)は、第２表に示すとおりである。
【００２６】
第 ２ 表                        
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
ｎ    αn(°)  βn(°)        ｎ    αn(°)  βn(°)  
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
１    84.4     19.2           16    32.5     36.6     
２    79.1     19.7           17    30.8     38.8     
３    74.1     20.3           18    29.2     41.3     
４    69.5     20.9           19    27.7     44.0     
５    65.1     21.6           20    26.4     46.9     
６    60.9     22.3           21    25.2     50.1     
７    57.1     23.2           22    24.1     53.4     
８    53.4     24.1           23    23.2     57.1     
９    50.1     25.2           24    22.3     60.9     
10    46.9     26.4           25    21.6     65.1     
11    44.0     27.7           26    20.9     69.5     
12    41.3     29.2           27    20.3     74.1     
13    38.8     30.8           28    19.7     79.1     
14    36.6     32.5           29    19.2     84.4     
15    34.4     34.4                                   
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
かかるプリズムにより、両光源(21、22)の間の全域に亘って、両側の光源(21、22)からの光(F1、F2)を、いずれも、前面側に向けて、偏向構造板(3)の法線方向(a)に出射させることができる。
【００２７】
〔第三実施態様〕
更に他の実施態様として、図４および図５に示す偏向構造板(3)であって、隣り合う２つの光源(21、22)の間に、光出射面は、５９９個の三角形が配列された構造のプリズムで構成されている場合において、各三角形の２つの斜辺が法線(a)と為す角度(αn、βn、ｎ＝1、…、599)の算出式を式（１）および式（２）として示す。
【００２８】
αn(°)＝-1.50×10-7×ｎ3+3.23×10-4×ｎ2-0.2503×ｎ+90・・・（１）
βn(°)＝-1.50×10-7×(600-ｎ)3+3.23×10-4×(600-ｎ)2-0.2503×(600-ｎ)+90
・・・（２）
【００２９】
かかるプリズムにより、両光源(21、22)の間の全域に亘って、両側の光源(21、22)からの光(F1、F2)を、いずれも、前面側に向けて、偏向構造板(3)の法線方向(a)に出射させることができる。
【００３０】
〔透過型液晶表示装置への適用〕
上記した本発明の面光源装置(1)は、均一で明るく照明することができるので、例えば図１に示すように、本発明の面光源装置(1)を透過型画像表示部(5)の背面側に配置した透過型画像表示装置(4)は、均一で明るい表示画像を与えることができる。透過型画像表示部(5)としては、例えば液晶セル(51)の両面に偏光板(52)が積層された透過型液晶表示装置が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】面光源装置(1)と透過型画像表示部(5)を備えた透過型画像表示装置(4)の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の面光源装置(1)の第一の実施態様の偏向構造板(3)と光源(21、22、…)を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の面光源装置(1)の第一の実施態様の偏向構造板(3)を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の面光源装置(1)の第一の実施態様の偏向構造板(3)と光源(21、22、…)を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の面光源装置(1)の第一の実施態様の偏向構造板(3)を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：面光源装置
21、22、…：光源    F1、F2、…：光源からの光                Ｌ：光源同士の間隔
３：偏向構造板      ａ：法線            Ａm（ｍ＝0、1、2、…29）：領域
ｄ：光源と偏向構造板との間の距離
αn、βn：２つの斜辺が法線(a)と為す角度
４：透過型画像表示装置
５：透過型画像表示部（透過型液晶表示装置）  51：液晶セル    52：偏光板
６：ランプボックス
【図１】
2007287673.tif 000003
【図２】
2007287673.tif 000004
【図３】
2007287673.tif 000005
【図４】
2007287673.tif 000006
【図５】
2007287673.tif 000007