(57)【要約】      （修正有）【課題】点状光源からの光の均一化をより図ることが可能な光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置を提供する。【解決手段】光制御板ユニット２１は、一方向に延在し延在方向に略直交する方向に配置された複数の凸状部３３ｉ（ｉ＝１，２）を片面に有する第１及び第２の光制御板３０１，３０２を備える。各光制御板の凸状部の延在方向に略直交する直交断面において、凸状部の両端をとおる軸線をｘ軸としたｘｚ座標系で、凸状部の幅をｗａとしたとき、凸状部３３ｉの断面形状は、それぞれ独立に-0.475wa≦x≦0.475waにおいて0.95ｚ０（ｘ）≦ｚ（ｘ）≦1.05ｚ０（ｘ）を満たす。z0(x)は次式を満たす。[数１]2012078819.tif 000009（式（１）中、ｋ＝１〜８に対する各Ｃ２ｋは所定の定数である）【選択図】図６
2012078819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在する複数の凸状部が片面に形成されており、複数の前記凸状部が前記凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている第１及び第２の光制御板を備え、
前記第１及び２の光制御板は板厚方向に重ね合わせて備えられており、
前記第１の光制御板が有する凸状部の延在方向と前記第２の光制御板が有する凸状部の延在方向とは略直交しており、
前記第１及び第２の光制御板の各々が有する前記凸状部の延在方向に略直交する直交断面において、当該凸状部の両端をとおる軸線をｘ軸とし、前記ｘ軸上において前記両端の中心をとおり前記ｘ軸に直交する軸線をｚ軸とし、当該凸状部のｘ軸方向の長さをｗａとしたとき、前記第１の光制御板が有する前記凸状部の断面形状及び前記第２の光制御板が有する前記凸状部の断面形状は、それぞれ独立に、−０．４７５×ｗａ≦ｘ≦０．４７５×ｗａにおいて式（１）を満たすｚ（ｘ）で表される、
光制御板ユニット。
【数１】
2012078819.tif 000007
ただし、式（１）において、ｚ０（ｘ）は式（２）で示される。
【数２】
2012078819.tif 000008
（式(２)中、
Ｃ２＝０．７６２４６９８２４２５７５５３、Ｃ４＝０．２９８０７５６６２２６２９２７、Ｃ６＝−０．５５９６２９３３８１５３６６１、Ｃ８＝０．８９６４６８２８０２５３２６５、Ｃ１０＝−０．６５７１６４１６６２１３７１５、Ｃ１２＝−０．６１５７２６４１８４９５９８５、Ｃ１４＝１．２４５１５１３５３９３８５６０及びＣ１６＝−０．５２０５５９０８３７６９４８２であるか、
Ｃ２＝０．８２８０３４７９０３３８６４７、Ｃ４＝０．３２２１６４１０８６２５２７５、Ｃ６＝−０．６８３４０９３８８４０８３５３、Ｃ８＝１．２２１６４５２３２７４８１４０、Ｃ１０＝−１．２０４３８１２５９３３７２１０、Ｃ１２＝−０．１４０９１３８７１７８７７２４、Ｃ１４＝１．０３３１１０８５８２１９４２０、Ｃ１６＝−０．４７５３８８３４５５４０７０８であるか、または、
Ｃ２＝０．９０８７４３０５３４１３４７３、Ｃ４＝０．４１２１３６０７４２４５７２９、Ｃ６＝−１．０５２２４４４４１１０９３３０、Ｃ８＝１．９３９７４６２１４２８４０２０、Ｃ１０＝−２．０１３３００１１５２３１６２０、Ｃ１２＝０．０７４６７８４８９２６１３５７、Ｃ１４＝１．３７６９３２２９３６２３５７０、Ｃ１６＝−０．６８００８１０６８８１５９４６である。）
【請求項２】
一方向に延在する複数のプリズム部が片面に形成されており、複数の前記プリズム部が前記プリズム部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている第１及び第２のプリズム板を更に備え、
前記第１及び第２の光制御板並びに第１及び第２のプリズム板は、前記第１及び第２の光制御板のうちの一方を最下段として板厚方向に重ね合わせて備えられており、
前記第１のプリズム板が有する前記プリズム部の延在方向と前記第２のプリズム板が有する前記プリズム部の延在方向とは略直交している、
請求項１記載の光制御板ユニット。
【請求項３】
前記第１及び第２の光制御板の間に前記第１及び第２のプリズム板の一方が配置されており、
前記第１及び第２の光制御板の間に配置された当該プリズム板が有する前記プリズム部の延在方向と、最下段の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とは略平行である、請求項２記載の光制御板ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の光制御板ユニットと、
前記光制御板ユニットに光を供給する複数の点状光源と、
を備え、
複数の前記点状光源は、互いに離間していると共に、前記光制御板ユニットの背面側に配置されている、
面光源装置。
【請求項５】
前記点状光源は、以下の第１の配光特性又は第２の配光特性を有する請求項４記載の面光源装置。
第１の配光特性：
光の出射角度が７０°以上８０°以下の範囲に最大出射光強度Ｉｍａｘを有する配光特性であって、
前記出射角度が０°の場合の出射光強度Ｉ０が、
０．１２×Ｉｍａｘ≦Ｉ０≦０．２０×Ｉｍａｘを満し、
出射光強度が（Ｉ０＋Ｉｍａｘ）／２となる前記出射角度が６０°以上７０°以下であり、及び、
前記出射光強度が（Ｉ０＋Ｉｍａｘ）／４となる前記出射角度が４７．５°以上５７．５°以下である配光特性。
第２の配光特性：
光の出射角度が６５°以上７５°以下の範囲に最大出射光強度Ｉｍａｘを有する配光特性であって、
前記出射角度が０°の場合の出射光強度Ｉ０が、
０．２２×Ｉｍａｘ≦Ｉ０≦０．３０×Ｉｍａｘを満し、
出射光強度が（Ｉ０＋Ｉｍａｘ）／２となる前記出射角度が４５°以上５５°以下であり、及び、
前記出射光強度が（Ｉ０＋Ｉｍａｘ）／４となる前記出射角度が２０°以上３０°以下である配光特性。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の面光源装置と、
前記面光源装置から出力される光が照射される透過型画像表示部と、
を備え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、光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過型画像表示装置の一例である直下型画像表示装置４０として、例えば図１６に示すように、透過型画像表示部１０の背面側に光源４３が配置されたものが広く用いられている。透過型画像表示部１０としては、例えば液晶セル１１の両面に直線偏光板１２，１３が配置された液晶表示パネルが挙げられる。光源４３としては、直管型の冷陰極線管などのような線状光源が複数本、互いに平行に配置されて用いられている。
【０００３】
かかる直下型画像表示装置４０としては、光源４３からの光を均一に分散させて透過型画像表示部１０を均一に照明できることが望ましく、このため光源４３と透過型画像表示部１０との間には、光源４３側から入射した光を、その向きを変えて反対側の透過型画像表示部１０側から出射させる機能を有する一枚の光拡散板といった光制御板４２が配置されて用いられている（例えば特許文献１：特開平７−１９８９１３号公報参照）。なお、光源４３から出力された光は光制御板４２により面状の光として出射されるため、光源４３と光制御板４２とは面光源装置４１を構成していることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９８９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、直管型冷陰極線管に代えて、省エネルギーの観点から、発光ダイオードを光源として用いることが検討されている。発光ダイオードは通常、点状光源であり、これを離散的に配置して用いられる。
【０００６】
しかし、従来の面光源装置が有する光制御板は、発光ダイオードのような点状光源と組み合わせて直下型画像表示装置に用いると、点状光源からの光を十分に均一なものとすることができず、透過型画像表示部によって表示される画像は、点状光源の近傍と、点状光源から離れた位置とで明るさが異なるものになるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、点状光源からの光の均一化をより図ることが可能な光制御板ユニット、面光源装置及び透過型画像表示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】
【０００８】
本発明に係る光制御板ユニットは、一方向に延在する複数の凸状部が片面に形成されており、複数の凸状部が凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている第１及び第２の光制御板を備え、（ａ）第１及び２の光制御板は板厚方向に重ね合わせて備えられており、（ｂ）第１の光制御板が有する凸状部の延在方向と前記第２の光制御板が有する凸状部の延在方向とは略直交しており、（ｃ）第１及び第２の光制御板の各々が有する凸状部の延在方向に略直交する直交断面において、その凸状部の両端をとおる軸線をｘ軸とし、ｘ軸上において上記両端の中心をとおりｘ軸に直交する軸線をｚ軸とし、凸状部のｘ軸方向の長さをｗａとしたとき、第１の光制御板が有する凸状部の断面形状及び第２の光制御板が有する凸状部の断面形状は、それぞれ独立に、−０．４７５×ｗａ≦ｘ≦０．４７５×ｗａにおいて式（１）を満たすｚ（ｘ）で表される。
【数１】
2012078819.tif 000003
ただし、式（１）において、ｚ０（ｘ）は、式（２）で示される。
【数２】
2012078819.tif 000004
（式(２)中、
Ｃ２＝０．７６２４６９８２４２５７５５３、Ｃ４＝０．２９８０７５６６２２６２９２７、Ｃ６＝−０．５５９６２９３３８１５３６６１、Ｃ８＝０．８９６４６８２８０２５３２６５、Ｃ１０＝−０．６５７１６４１６６２１３７１５、Ｃ１２＝−０．６１５７２６４１８４９５９８５、Ｃ１４＝１．２４５１５１３５３９３８５６０及びＣ１６＝−０．５２０５５９０８３７６９４８２であるか、
Ｃ２＝０．８２８０３４７９０３３８６４７、Ｃ４＝０．３２２１６４１０８６２５２７５、Ｃ６＝−０．６８３４０９３８８４０８３５３、Ｃ８＝１．２２１６４５２３２７４８１４０、Ｃ１０＝−１．２０４３８１２５９３３７２１０、Ｃ１２＝−０．１４０９１３８７１７８７７２４、Ｃ１４＝１．０３３１１０８５８２１９４２０、Ｃ１６＝−０．４７５３８８３４５５４０７０８であるか、または、
Ｃ２＝０．９０８７４３０５３４１３４７３、Ｃ４＝０．４１２１３６０７４２４５７２９、Ｃ６＝−１．０５２２４４４４１１０９３３０、Ｃ８＝１．９３９７４６２１４２８４０２０、Ｃ１０＝−２．０１３３００１１５２３１６２０、Ｃ１２＝０．０７４６７８４８９２６１３５７、Ｃ１４＝１．３７６９３２２９３６２３５７０、Ｃ１６＝−０．６８００８１０６８８１５９４６である。）
【０００９】
この構成では、第１及び第２の光制御板は、第１及び第２の光制御板の各々が有する凸状部の延在方向が略直交するように、板厚方向に重ね合わせて設けられている。そして、第１及び第２の光制御板の各々の凸状部が上記ｚ（ｘ）で表される輪郭形状を有することから、点状光源からの光を光制御板ユニットに入射させた場合に、点状光源からの光の均一化をより図ることができる。
【００１０】
本発明に係る光制御板ユニットは、一方向に延在する複数のプリズム部が片面に形成されており、複数のプリズム部の延在方向に略直交する方向に配列されている第１及び第２のプリズム板を更に備え、第１及び第２の光制御板並びに第１及び第２のプリズム板は、第１及び第２の光制御板のうちの一方を最下段として板厚方向に重ね合わせて備えられており、第１のプリズム板が有するプリズム部の延在方向と第２のプリズム板が有するプリズム部の延在方向とは略直交している、とすることができる。
【００１１】
この場合、上記のように配置された２つのプリズム板を更に有するので、点状光源からの光を光制御板ユニットに入射させた場合に、点状光源からの光の均一化を更に図ることが可能である。
【００１２】
この場合、第１及び第２の光制御板の間に第１及び第２のプリズム板の一方が配置されており、第１及び第２の光制御板の間に配置されたそのプリズム板が有するプリズム部の延在方向と、最下段の光制御板が有する凸状部の延在方向とは略平行である、とすることができる。
【００１３】
本発明に係る面光源装置は、本発明に係る光制御板ユニットと、光制御板ユニットに光を供給する複数の点状光源と、を備える。この面光源装置では、複数の点状光源は、互いに離間していると共に、光制御板ユニットの背面側に配置されている。
【００１４】
本発明に係る面光源装置は、本発明に係る光制御板ユニットを有しているので、点状光源からの光の均一化をより図ることができる。
【００１５】
上記点状光源は、以下の第１の配光特性又は第２の配光特性を有する点状光源とすることができる。
第１の配光特性：光の出射角度が７０°以上８０°以下の範囲に最大出射光強度Ｉｍａｘを有する配光特性であって、出射角度が０°の場合の出射光強度Ｉ０が、
０．１２×Ｉｍａｘ≦Ｉ０≦０．２０×Ｉｍａｘ
を満し、出射光強度が（Ｉ０＋Ｉｍａｘ）／２となる出射角度が６０°以上７０°以下であり、及び、出射光強度が（Ｉ０＋Ｉｍａｘ）／４となる出射角度が４７．５°以上５７．５°以下である配光特性。
第２の配光特性：光の出射角度が６５°以上７５°以下の範囲に最大出射光強度Ｉｍａｘを有する配光特性であって、出射角度が０°の場合の出射光強度Ｉ０が、
０．２２×Ｉｍａｘ≦Ｉ０≦０．３０×Ｉｍａｘ
を満し、出射光強度が（Ｉ０＋Ｉｍａｘ）／２となる出射角度が４５°以上５５°以下であり、及び、出射光強度が（Ｉ０＋Ｉｍａｘ）／４となる出射角度が２０°以上３０°以下である配光特性。
【００１６】
本発明に係る透過型画像表示装置は、本発明に係る面光源装置と、面光源装置から出力される光が照射される透過型画像表示部と、を備える。
【００１７】
本発明に係る透過型画像表示装置は、本発明に係る面光源装置を有しているので、点状光源からの光の均一化をより図ることができる。そして、均一化された光で透過型画像表示部を照明するので、より高品質な画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、点状光源からの光の均一化をより図ることが可能な光制御板ユニット、面光源装置、及び透過型画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】点状光源の配置の一例を示す図面である。
【図３】点状光源の配置の他の例を示す図面である。
【図４】図１に示した透過型画像表示装置に用いられる点状光源の配光分布の一例を示す図面である。
【図５】図１に示した透過型画像表示装置に用いられる点状光源の配光分布の他の例を示す図面である。
【図６】図１に示した光制御板ユニットの一実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６に示した光制御板ユニットの第１及び第２の光制御板が有する凸状部の断面形状の例を示す図面である。
【図８】（ａ）図６に示した第１及び第２の光制御板の凸状部の断面形状を示すｚ（ｘ）を規定する係数の一例を示す図表である。（ｂ）図６に示した第１及び第２の光制御板の凸状部の断面形状を示すｚ（ｘ）を規定する係数の他の例を示す図表である。（ｃ）図６に示した第１及び第２の光制御板の凸状部の断面形状を示すｚ（ｘ）を規定する係数の更に他の例を示す図表である。
【図９】第１及び第２の光制御板が有する凸状部の断面形状が満たす条件を示す図面である。
【図１０】図６に示した光制御板ユニットの第１及び第２の光制御板が有する凸状部の断面形状の他の例を示す図面である。
【図１１】図６に示した光制御板ユニットの第１及び第２の光制御板が有する凸状部の断面形状の更に他の例を示す図面である。
【図１２】図６に示した光制御板ユニットの第３及び第４の光制御板が有する凸状部の断面形状を説明するための図面である。
【図１３】光制御板ユニットの他の実施形態を示す斜視図である。
【図１４】光制御板ユニットの更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１５】光制御板ユニットの更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１６】従来の透過型画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２１】
図１は、本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図１は、透過型画像表示装置１を分解して示している。
【００２２】
透過型画像表示装置１は、透過型画像表示部１０と、図１において透過型画像表示部１０の背面側に配置された面光源装置２０とを備えている。以下の説明では、図１に示すように、面光源装置２０と透過型画像表示部１０の配列方向をＺ方向（板厚方向）と称し、Ｚ方向に直交しており互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向と称す。
【００２３】
透過型画像表示部１０としては、例えば液晶セル１１の両面に直線偏光板１２，１３が配置された液晶表示パネルが挙げられる。この場合、透過型画像表示装置１は液晶表示装置（又は液晶テレビ）である。液晶セル１１，偏光板１２，１３は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置１で用いられているものを用いることができる。液晶セル１１としてはＴＦＴ型、ＳＴＮ型等の公知の液晶セルが例示される。
【００２４】
面光源装置２０は、いわゆる直下型の面光源装置である。面光源装置２０は、光制御板ユニット２１と、図１においてその背面側（図１中、下側）に配置された複数の点状光源２２と、を含む。光制御板ユニット２１は、複数の光制御板を含む複合光制御板である。このように、光制御板２１は、複数の光制御板を含むが、図１では、模式的に示している。
【００２５】
図２は、複数の点状光源の配置関係の一例を示す図面である。図２に示すように、複数の点状光源２２は、Ｘ方向に等間隔Ｌｘ及びＹ方向に等間隔Ｌｙで配置することができる。図２では、一例として、Ｘ方向の間隔ＬｘがＹ方向の間隔Ｌｙより大きいとしているが、間隔Ｌｙの方が間隔Ｌｘより大きくてもよいし、間隔Ｌｘ及び間隔Ｌｙが同じでもよい。間隔Ｌｘ及び間隔Ｌｙは、点状光源２２の発光部間の距離とすることができ、通常１０ｍｍ〜１５０ｍｍである。
【００２６】
また、複数の点状光源２２は、図３に示した千鳥格子状に配置してもよい。図３は図２の場合の変形とみなすことができるので、点状光源２２間のＸ方向及びＹ方向の間隔は、図２の場合と同様とすることができる。具体的に説明する。
【００２７】
図２に示した長方形格子は、Ｘ方向に配置された複数の点状光源２２からなる点状光源列が、Ｙ方向に複数並列されたものとみなすことができる。この場合、図３の千鳥格子状の配置は、Ｙ方向に配列された複数の点状光源列のうち隣接する点状光源列をＸ方向に半周期ずらして配置しているものとなる。よって、図３に示した配置においても、Ｙ方向の間隔Ｌｙは、図２に示した場合と同様、すなわち、Ｙ方向に並列された上記点状光源列の間の間隔とすることができる。図３では、一例として、Ｙ方向に並列された上記点状光源列のうち隣接する点状光源列がＸ方向に半周期ずれているとしたが、上記説明においてＸ方向及びＹ方向が反対であってもよい。
【００２８】
点状光源２２は、いわゆるサイドエミッティング型の光源である。点状光源２２の例は、発光ダイオードである。点状光源２２は、図４に例示する第１の配光特性又は図５に例示する第２の配光特性を有するものとすることができる。図４及び図５は、面光源装置が有する点状光源の配光分布の一例をそれぞれ示す図面である。図４及び図５の横軸は出射角度θ（°）（図１参照）を示しており、縦軸は、最大の出射光強度で規格化した規格化出射光強度を示している。本実施形態において、θ＝０は、図１におけるＺ方向に対応する。
【００２９】
図４に例示する第１の配光特性は次の条件を満たす。
・出射光強度が最大である最大出射光強度Ｉｍａｘの出射角度θ１（以下、ピーク角度θ１と称す）が７０°以上８０°以下の範囲内にある。
・正面方向（出射角度θが０°方向）からピーク角度θ１まで出射光強度が略単調増加している。
・正面方向の出射光強度をＩ０としたとき、Ｉ０は、
０．１２×Ｉｍａｘ≦Ｉ０≦０．２０×Ｉｍａｘ
を満たす。
・出射光強度が(Ｉｍａｘ＋Ｉ０）／２となる出射角度θ２が、６０°以上７０°以下の範囲にある。
・出射光強度が(Ｉｍａｘ＋Ｉ０）／４となる出射角度θ３が４７．５°以上５７．５°以下の範囲にある。
【００３０】
図４に例示した配光特性では、縦軸が規格化出射光強度であることから、Ｉｍａｘ＝１．０００００であり、対応する出射角度θ１は７６．８°である。Ｉ０は０．１４０である。この場合、(Ｉｍａｘ＋Ｉ０）／２＝０．５７０であり、対応する出射角度θ２は６６．５°である。また、(Ｉｍａｘ＋Ｉ０）／４＝０．２８５であり、対応する出射角度θ３は５２．５°である。よって、図４に示した点状光源２２の配光特性は、上述した条件を満たしている。
【００３１】
また、図５に例示する第２の配光特性は、次の条件を満たす。
・ピーク角度θ１が６５°以上７５°以下の範囲内にある。
・正面方向（出射角度θが０°方向）からピーク角度θ１まで出射光強度が略単調増加している。
・正面方向の出射光強度Ｉ０は、
０．２２×Ｉｍａｘ≦Ｉ０≦０．３０×Ｉｍａｘ
を満たす。
・出射光強度が(Ｉｍａｘ＋Ｉ０）／２となる出射角度θ２が、４５°以上５５°以下の範囲にある。
・出射光強度が(Ｉｍａｘ＋Ｉ０）／４となる出射角度θ３が２０°以上３０°以下の範囲にある。
【００３２】
図５に例示した配光特性では、縦軸が規格化出射光強度であることから、Ｉｍａｘ＝１．０００００であり、対応する出射角度θ１は約７０°である。Ｉ０は０．２６５である。この場合、(Ｉｍａｘ＋Ｉ０）／２＝０．６３４であり、対応する出射角度θ２は約４９°である。また、(Ｉｍａｘ＋Ｉ０）／４＝０．３１７であり、対応する出射角度θ３は約２５°である。よって、図５に示した点状光源２２の配光特性は、上述した条件を満たしている。
【００３３】
次に、光制御板ユニット２１について説明する。光制御板ユニット２１は、４枚の第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第３の光制御板３０３及び第４の光制御板３０４を備えることができる。
【００３４】
第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の平面視形状（Ｚ方向からみた形状）はほぼ同一であり、通常、長方形である。第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の平面視形状、換言すれば、光制御板ユニット２１の平面視形状のサイズは、目的とする透過型画像表示装置１の画面サイズに適合するように選択されるが、通常は２５０ｍｍ×４４０ｍｍ以上、好ましくは１０２０ｍｍ×１８００ｍｍ以下である。第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。
【００３５】
第１〜第４の光制御板３０１〜３０４を有する光制御板ユニット２１は、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の配置の順番において、３つの実施形態を有する。以下、光制御板ユニット２１の第１〜第３の実施形態について説明する。第１〜第３の実施形態における光制御ユニット２１をそれぞれ光制御板ユニット２１Ａ、光制御板ユニット２１Ｂ及び光制御板ユニット２１Ｃと称す。
【００３６】
（光制御板ユニット２１Ａ）
図６は、光制御板ユニットの一実施形態の構成を示すための斜視図である。光制御板ユニット２１Ａを示した図６を参照して、光制御板ユニット２１Ａ〜２１Ｃに共通する第１〜第４の光制御板３０１，３０２，３０３，３０４について説明する。図６では、説明のために、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４を離して配置しているが、後述するように、第１の光制御板３０１上に第２〜第４の光制御板３０２〜３０４を隣接する２枚が接するように設けてもよい。
【００３７】
[第１の光制御板]
第１の光制御板３０１は、略平坦な下面（第１の光制御板の第１の面）３１１と、第２の光制御板３０２側に凸である凸状部（第１の光制御板の凸状部）３３１が複数形成された上面（第１の光制御板の第２の面）３２１とを有する板状体である。
【００３８】
第１の光制御板３０１は、例えば凸状部３３１からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第１の光制御板３０１は、凸状部３３１からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称されているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。
【００３９】
凸状部３３１は、Ｙ方向に略平行なＹ１方向（第１の光制御板の第１の方向）に延びている。複数の凸状部３３１は、Ｙ１方向に略直交するＸ１方向（第１の光制御板の第２の方向）に並列配置されている。Ｘ１方向及びＹ１方向はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行であることが好ましいが、Ｘ１方向及びＹ１方向はそれぞれ例えば製造誤差等によりＸ方向及びＹ方向から±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３１の断面形状は、凸状部３３１間でほぼ同一である。また、凸状部３３１の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３１，３３１の端３３ａ１はＸ１方向において同じ位置にある。第１の光制御板３０１の厚さｄ１は、下面３１１と凸状部３３１の頂部３３ｂ１とのＺ方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００４０】
[第２の光制御板]
第２の光制御板３０２は、略平坦な下面（第２の光制御板の第１の面）３１２と、外側に凸である凸状部（第２の光制御板の凸状部）３３２が複数形成された上面（第２の光制御板の第２の面）３２２とを有する板状体である。第２の光制御板３０２は、第１の光制御板３０１と同様に光拡散板であり、偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称されているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。
【００４１】
凸状部３３２は、Ｘ方向に略平行なＸ２方向（第２の光制御板の第１の方向）に延びている。複数の凸状部３３２は、Ｘ２方向に略直交するＹ２方向（第２の光制御板の第２の方向）に並列配置されている。Ｘ２方向及びＹ２方向はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行であることが好ましいが、第１の光制御板３０１の場合と同様に、Ｘ２方向及びＹ２方向はそれぞれ例えば製造誤差等によりＸ方向及びＹ方向から±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３２の断面形状は、凸状部３３２間でほぼ同一である。また、凸状部３３２の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３２，３３２の端３３ａ２，３３ａ２はＹ２方向において同じ位置にある。第２の光制御板３０２の厚さｄ２は、下面３１２と凸状部３３２の頂部３３ｂ２とのＺ方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００４２】
[第３の光制御板]
第３の光制御板（第１のプリズム板）３０３は、略平坦な下面（第３の光制御板の第１の面）３１３と、外側に凸である凸状部（第３の光制御板の凸状部）３３３が複数形成された上面（第３の光制御板の第２の面）３２３とを有する板状体である。凸状部３３３は、断面が三角形状のプリズム部であり、第３の光制御板３０３はいわゆるプリズム板である。ここでは、「板」と称されているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。
【００４３】
凸状部３３３は、Ｙ方向に略平行なＹ３方向（第３の光制御板の第１の方向）に延びている。複数の凸状部３３３は、Ｙ３方向に略直交するＸ３方向（第３の光制御板の第２の方向）に並列配置されている。Ｘ３方向及びＹ３方向はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行であることが好ましいが、第１の光制御板３０１の場合と同様に、Ｘ３方向及びＹ３方向はそれぞれ例えば製造誤差等によりＸ方向及びＹ方向から±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３３の断面形状は、凸状部３３３間でほぼ同一である。また、凸状部３３３の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３３，３３３の端３３ａ３，３３ａ３はＸ３方向において同じ位置にある。第３の光制御板３０３の厚さｄ３は、下面３１３と凸状部３３３の頂部３３ｂ３とのＺ方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００４４】
[第４の光制御板]
第４の光制御板（第２のプリズム板）３０４は、略平坦な下面（第４の光制御板の第１の面）３１４と、外側に凸である凸状部（第４の光制御板の凸状部）３３４が複数形成された上面（第４の光制御板の第２の面）３２４とを有する板状体である。凸状部３３４は、断面が三角形状のプリズム部である。第４の光制御板３０４は、第３の光制御板３０３と同様にいわゆるプリズム板である。ここでは、「板」と称されているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。
【００４５】
凸状部３３４は、Ｘ方向に略平行なＸ４方向（第４の光制御板の第１の方向）に延びている。複数の凸状部３３４は、Ｘ４方向に略直交するＹ４方向（第４の光制御板の第２の方向）に並列配置されている。Ｘ４方向及びＹ４方向はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行であることが好ましいが、第１の光制御板３０１の場合と同様に、Ｘ４方向及びＹ４方向はそれぞれ例えば製造誤差等によりＸ方向及びＹ方向から±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３４の断面形状は、凸状部３３４間でほぼ同一である。また、凸状部３３４の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３４，３３４の端３３ａ４，３３ａ４はＹ４方向において同じ位置にある。第４の光制御板３０４の厚さｄ４は、下面３１４と凸状部３３４の頂部３３ｂ４とのＺ方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００４６】
[第１及び第２の光制御板の凸状部]
第１及び第２の光制御板３０１，３０２の各々が有する凸状部３３１，３３２の形状について説明する。ここでは、凸状部３３１，３３２を、特に断らない限り凸状部３３ｉ（ｉは１又は２）と称して説明する。図７では、凸状部３３ｉの延在方向に直交する方向をｘ軸としてｘｚ座標系を設定している。凸状部３３１及び凸状部３３２に対応するｘ軸方向は、それぞれＸ１方向及びＹ２方向である。また、凸状部３３１及び凸状部３３２に対応するｚ軸方向は何れもＺ方向である。
【００４７】
このｘｚ座標系のｘｚ面において、凸状部３３ｉの両端３３ａｉ，３３ａｉはｘ軸上に位置し、凸状部３３ｉの断面での輪郭形状（断面形状）は、式（３）を満たすｚ（ｘ）で表される。
【数３】
2012078819.tif 000005
ただし、式（３）において、ｚ０（ｘ）は、
【数４】
2012078819.tif 000006
を満たす。
【００４８】
式（４）中、ｗａは凸状部３３ｉのｘ軸方向の長さである。また、式（４）においてｋ＝１〜８の各々に対するＣ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１４及びＣ１６の組み合わせは、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）にそれぞれ示す図表の何れかとすることができる。  
【００４９】
図７では、図８（ａ）に示したＣ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１４及びＣ１６の組み合わせに対応するｚ（ｘ）を示している。図７に示した凸状部３３ｉの断面形状は、式(３)を満たす範囲内でｚ０（ｘ）をＺ方向に所定倍（例えば１倍）だけ伸縮した形状を例示している。この場合、凸状部３３ｉはｚ軸に対して対称な断面形状を有する。
【００５０】
凸状部３３ｉの断面形状は、ｚ０（ｘ）をＺ方向に所定倍（例えば１倍）だけ伸縮した形状に限定されず、式（３）を満たしていればよい。式（３）においてｚ（ｘ）は、図９に示すように、ある幅ｗａに対してｚ０（ｘ）を決定した際に、０．９５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線と、１．０５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線の間の領域をとおる輪郭線で表される断面形状であればよい。換言すれば、式（３）において、任意の位置ｘｎに対するｚ（ｘｎ）は、位置ｘｎにおける凸状部３３ｉの高さに対応する。よって、任意の位置ｘｎに対するｚ（ｘｎ）が、０．９５ｚ０（ｘｎ）以上１．０５ｚ０（ｘｎ）を満たしていればよい。
【００５１】
前述したように式（４）のｋ＝１〜８の各々に対するＣ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８，Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１４及びＣ１６の組み合わせは、図８（ａ）に示したものに限定されず、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示したものとすることができる。
【００５２】
図１０は、図８（ｂ）に示したＣ２〜Ｃ１６の組み合わせに対するｚ（ｘ）の一例を示す図面である。図１０では、ｚ（ｘ）が満たす条件を示すために、図９と同様に、０．９５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線と、１．０５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線とを一点鎖線で示している。図８（ｂ）に示したＣ２〜Ｃ１６の組み合わせに基づく断面形状も、０．９５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線と、１．０５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線の間の領域をとおる輪郭線で表される断面形状であればよい。
【００５３】
図１１は、図８（ｃ）に示したＣ２〜Ｃ１６の組み合わせに対するｚ（ｘ）の一例を示す図面である。図１１では、ｚ（ｘ）が満たす条件を示すために、図９と同様に、０．９５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線と、１．０５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線とを一点鎖線で示している。図８（ｃ）に示したＣ２〜Ｃ１６の組み合わせに基づく断面形状も、０．９５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線と、１．０５×ｚ０（ｘ）で表される輪郭線の間の領域をとおる輪郭線で表される断面形状であればよい。
【００５４】
凸状部３３ｉの幅ｗａとしては、凸状部３３ｉの形成が容易であることから、通常４０μｍ以上、好ましくは８０μｍ以上であり、凸状部３３ｉに起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常８００μｍ以下、好ましくは４５０μｍ以下である。幅ｗａとして具体的には、４１０μｍ、４００μｍ、３２５μｍ、２８０μｍ及び１００μｍが例示できる。ただし、ｗａの値はこれに限定されない。
【００５５】
上記説明では、凸状部３３ｉの断面形状が式（３）を満たすｚ（ｘ）で表されるとした。ただし、凸状部３３ｉの断面形状は、−０．４７５×ｗａ≦ｘ≦０．４７５×ｗａにおいて式（３）を満たすｚ（ｘ）で表されていればよい。凸状部３３ｉの裾付近（端部近傍）では成形誤差が比較的大きくなる傾向にある一方、裾付近の形状が光の拡散性に与える影響は小さいからである。
【００５６】
また、凸状部３３１及び凸状部３３２の断面形状は、同じであってもよいが、それぞれ独立に、式（３）を満たすｚ（ｘ）で表される形状であればよい。
【００５７】
[第３及び第４の光制御板の凸状部]
第３及び第４の光制御板３０３，３０４が有する凸状部３３３,３３４の断面形状について説明する。ここでは、凸状部３３３，３３４を、特に断らない限り凸状部３３ｊ（ｊは３又は４）と称して説明する。図１２は、凸状部３３ｊの形状を説明するための図面であり、凸状部３３ｊの延在方向からみた場合の側面を示す図面である。凸状部３３ｊは、延在方向に略均一な形状であるため、図１２に示すように、延在方向から見た側面形状は、凸状部３３ｊの延在方向に略直交する断面形状に対応する。
【００５８】
凸状部３３ｊの側面形状（或いは、断面形状）は、頂角αが略直角である略直角三角形であり、頂角を構成する二辺の長さがほぼ等しい略直角二等辺三角形であることが好ましい。頂角αは９０°が好ましいが、８０°〜１００°の範囲であればよい。隣接する２つの凸状部３３ｊ，３３ｊのピッチＰは、１０μｍ〜１０００μｍが例示でき、好ましくは、２０μｍ〜５００μｍ、更に好ましくは、４０μｍ〜２５０μｍである。凸状部３３ｊの幅は、凸状部３３ｊのピッチＰが上記範囲の所定の値になるように設定すればよい。
【００５９】
〔第１〜第４の光制御板の層構成〕
第１〜第４の光制御板３０１〜３０４は、単独の透明材料で構成された単層板であってもよいし、互いに異なる透明材料で構成された層が積層された多層構造の多層板であってもよい。第１〜第４の光制御板３０１〜３０４が多層板である場合、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の片面または両面は、通常１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは２０μｍ〜１００μｍの厚みのスキン層が形成された構造とし、このスキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いることが好ましい。かかる構成とすることにより、点状光源２２や外部からの光に含まれることのある紫外線による第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の劣化を防止することができ、特に点状光源２２として紫外線の占める割合が比較的大きいものを用いた場合には、紫外線による劣化を防止できることから、下面３１１〜３１４にスキン層が形成されていることが好ましく、このとき上面３２１〜３２４にはスキン層が形成されていないことが、コストの面でさらに好ましい。スキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いる場合、その含有量は、透明樹脂材料を基準として通常０．５質量％〜５質量％、好ましくは１質量％〜２．５質量％である。
【００６０】
第１〜第４の光制御板３０１〜３０４は、片面または両面に帯電防止剤が塗布されていてもよい。帯電防止剤を塗布することにより、静電気によるホコリの付着などを防止して、ホコリの付着による光線透過率の低下を防止することができる。
【００６１】
またモアレ低減のために点状光源２２側の面を、光拡散性を有する面とすることもできる。例えば、マット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層で前述したように点状光源２２側の面を構成してもよいし、点状光源２２側の面にエンボス加工、ブラスト加工を施してもよいし、マット化剤及びバインダーを含む塗布液を塗布してマット層を形成してもよい。
【００６２】
〔構成材料〕
第１〜第４の光制御板３０１〜３０４は透明材料からなる。透明材料の屈折率は、通常１．４６〜１．６２である。透明材料としては、透明樹脂材料、透明ガラス材料が例示でき、透明樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂（屈折率：１．５９）、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、ポリスチレン樹脂（屈折率：１．５９）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、アクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率：１．４６〜１．５８）などが例示され、コストの面及び吸湿率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
【００６３】
透明材料として透明樹脂材料を用いる場合、この透明樹脂材料に紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、加工安定剤、難燃剤、滑剤などの添加剤を添加することもできる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６４】
紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン計紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられ、好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤である。
【００６５】
透明樹脂材料は通常、添加剤として光拡散剤を添加することなく用いられるが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、光拡散剤を添加して用いてもよい。
【００６６】
光拡散剤として通常は、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【００６７】
[第１〜第４の光制御板の製造方法]
第１〜第４の光制御板３０１〜３０４は、例えば透明材料から削り出す方法により製造することができる。また、透明材料として透明樹脂材料を用いる場合は、例えば射出成形法、押出成形法、フォトポリマー法、プレス成形法などの通常の方法により製造することができる。
【００６８】
[第１〜第４の光制御板の配置関係]
第１〜第４の光制御板３０１〜３０４は、Ｚ方向に以下の条件を満たして設けられている。
(i) 第１〜第４の光制御板３０１〜３０４のうち、最下段には、第１又は第２の光制御板３０１，３０２が位置し、最上段には、プリズム板としての第３又は第４の光制御板３０３，３０４が位置する。
(ii)第１〜第４の光制御板３０１〜３０４は板厚方向（Ｚ方向）に重ね合わせて設けられており、隣接する２つの光制御板のうち下側の光制御板の上面（凸状部が形成されている面）と、上側の光制御板の下面とが対向するように配置されている。
(iii)第１の光制御板３０１の凸状部３３１の延在方向（Ｙ１方向）と、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の延在方向（Ｙ２方向）とが略直交している。
(iv)第３の光制御板３０３の凸状部３３３の延在方向（Ｘ３方向）と、第４の光制御板３０４の凸状部３３４の延在方向（Ｘ４方向）とが略直交している。
(v)第１及び第２の光制御板３０１,３０２の一方の凸状部３０１，３０２の延在方向と、第３及び第４の光制御板３０３，３０４の一方の凸状部３０３，３０４の延在方向とは略平行になっている。
【００６９】
上記「直交」とは、２つ方向の間の角度が、８０°〜１００°である場合を意味する。２つの方向の角度は、好ましくは、９０°である。また、「平行」についても、２つの方向が一致していることが好ましいが、２つの方向が±１０°程度ずれていてもよい。
【００７０】
図６に示した光制御板ユニット２１Ａでは、最下段に第１の光制御板３０１が位置しており、最上段にプリズム板としての第４の光制御板３０４が位置している。第１〜第４の光制御板３０１〜３０４が板厚方向（Ｚ方向）に順に設けられており、隣接する２つの光制御板３０１〜３０４のうち下側の光制御板３０１〜３０３の上面３１１〜３１３と、上側の光制御板３０２〜３０４の下面３２２〜３２４とが対向するように配置されている。凸状部３３１の延在方向と、凸状部３３２の延在方向とは略直交している。また、凸状部３３３の延在方向と、凸状部３３４の延在方向とは略直交している。更に、第１の光制御板３０１（又は第２の光制御板３０２）の凸状部３０１（又は凸状部３０２）の延在方向と、第３の光制御板３０３（又は第４の光制御板３０４）の凸状部３０３（又は凸状部３０４）の延在方向とは略平行になっている。よって、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の配置は、上記配置条件(i)〜(v)を満たしている。
【００７１】
光制御板ユニット２１Ａにおいて、第１及び第２の光制御板３０１，３０２の間の距離ｄ１２は、凸状部３３１の頂部３３ｂ１と下面３１２との間のＺ方向の距離である。同様に、第２及び第３の光制御板３０２，３０３の間の距離ｄ２３は、凸状部３３２の頂部３３ｂ２と下面３１３との間のＺ方向の距離である。また、第３及び第４の光制御板３０３，３０４の間の距離ｄ３４は、凸状部３３３の頂部３３ｂ３と下面３１４との間のＺ方向の距離である。ｄ１２、ｄ２３及びｄ３４は、例えば５ｍｍ以下である。
【００７２】
（光制御板ユニット２１Ｂ）
図１３は、光制御板ユニットの他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。光制御板ユニット２１Ｂが有する第１〜第４の光制御板３０１,３０２,３０３,３０４の構成は、第１の実施形態の第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の構成と同じである。光制御板ユニット２１Ｂは、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の配置の順番において、光制御板ユニット２１Ａと相違する。この相違点を中心にして説明する。
【００７３】
光制御板ユニット２１Ｂでは、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４のうち、最下段には、第１の光制御板３０１が位置し、最上段に、プリズム板としての第４の光制御板３０４が位置する。また、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４は、第１の光制御板３０１、第３の光制御板３０３、第２の光制御板３０２及び第４の光制御板３０４の順に板厚方向（Ｚ方向）に設けられている。光制御板ユニット２１Ｂにおいても、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の延在方向と第２の光制御板３０２の凸状部３３２の延在方向とは略直交している。また、第３の光制御板３０３の凸状部３３３の延在方向と第４の光制御板３０４の凸状部３３４の延在方向とは略直交している。更に、第１の光制御板３０１（又は第２の光制御板３０２）の凸状部３０１（又は凸状部３０２）の延在方向と、第３の光制御板３０３（又は第４の光制御板３０４）の凸状部３０３（又は凸状部３０４）の延在方向とは略平行になっている。よって、光制御板ユニット２１Ｂが有する第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の配置は、配置条件(i)〜(v)を満たしている。
【００７４】
光制御板ユニット２１Ｂにおいて、第１及び第３の光制御板３０１，３０３の間の距離ｄ１３は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第３の光制御板３０３の下面３１３との間のＺ方向の距離である。同様に、第３及び第２の光制御板３０３，３０２の間の距離ｄ３２は、第３の光制御板３０３の凸状部３３３の頂部３３ｂ３と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のＺ方向の距離である。また、第２及び第４の光制御板３０２，３０４の間の距離ｄ２４は、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の頂部３３ｂ２と第４の光制御板３０４の下面３１４との間のＺ方向の距離である。ｄ１３、ｄ３２及びｄ２４は、例えば、５ｍｍ以下である。
【００７５】
（光制御板ユニット２１Ｃ）
図１４は、光制御板ユニットの更に他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。光制御板ユニット２１Ｃが有する第１〜第４の光制御板３０１,３０２,３０３,３０４の構成は、第１の実施形態の第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の構成と同じである。光制御板ユニット２１Ｃは、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の配置の順番において、光制御板ユニット２１Ａと相違する。この相違点を中心にして説明する。
【００７６】
光制御板ユニット２１Ｃでは、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４のうち、最下段には、第１の光制御板３０１が位置し、最上段に、プリズム板としての第３の光制御板３０３が位置する。また、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４は、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第４の光制御板３０４及び第３の光制御板３０３の順に板厚方向（Ｚ方向）に設けられている。光制御板ユニット２１Ｃにおいても、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の延在方向と第２の光制御板３０２の凸状部３３２の延在方向とは略直交している。また、第３の光制御板３０３の凸状部３３３の延在方向と第４の光制御板３０４の凸状部３３４の延在方向とは略直交している。更に、第１の光制御板３０１（又は第２の光制御板３０２）の凸状部３０１（又は凸状部３０２）の延在方向と、第３の光制御板３０３（又は第４の光制御板３０４）の凸状部３０３（又は凸状部３０４）の延在方向とは略平行になっている。よって、光制御板ユニット２１Ｃが有する第１〜第４の光制御板３０１〜３０４の配置は、配置条件(i)〜(v)を満たしている。なお、光制御板ユニット２１Ｃの配置は、第１の実施形態の配置において、第３及び第４の光制御板３０３，３０４を板厚方向に直交する面内で９０°回転させたものに対応する。
【００７７】
また、光制御板ユニット２１Ｃにおいて、第２及び第４の光制御板３０２，３０４の間の距離ｄ２４は、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の頂部３３ｂ２と第４の光制御板３０２の下面３１４との間のＺ方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。第４及び第３の光制御板３０４，３０３の間の距離ｄ４３は、第４の光制御板３０４の凸状部３３４の頂部３３ｂ４と第３の光制御板３０３の下面３１３との間のＺ方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。第１及び第２の光制御板３０１，３０２の間の距離ｄ１２は、第１の実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。
【００７８】
光制御板ユニット２１の複数の実施形態の例として、３つの光制御板ユニット２１Ａ〜２１Ｃを例示したが、光制御板ユニット２１をコンパクトなものとする観点から、隣接する２つの光制御板間の距離は０ｍｍであるとすることができる。すなわち、下側の光制御板の凸状部の頂部に上側の光制御板の下面が接するように第１〜第４の光制御板３０１〜３０４が設けられていてもよい。この場合には、最下段の光制御板より上側の光制御板の厚さを、最下段の光制御板の厚さより薄いもの（例えばフィルム状のもの）とすることが好適である。最下段の光制御板をそれより上側の光制御板の支持台として用いることができるからである。
【００７９】
この点について、図６に示した光制御板ユニット２１Ａを用いて具体的に説明する。図６に示したｄ１２,ｄ２３及びｄ３４は、０ｍｍとすることができる。この場合、第１の光制御板３０１の凸状部３３１上に、第２〜第４の光制御板３０２〜３０４が、下段の凸状部３３１，３３２，３３３の頂部３３ｂ１，３３ｂ２，３３ｂ３に上段の下面３１２，３１３，３１４が接するように配置されることになる。このように、光制御板ユニット２１Ａのうち最も点状光源２２側に位置する第１の光制御板３０１上に、第２〜第４の光制御板３０２〜３０４を、隣接する２つの光制御板３０１〜３０４において上側及び下側の板が互いに接するように設ける場合には、第２〜４の光制御板３０２〜３０４の厚さｄ２〜ｄ４を第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。例えば、第２〜４の光制御板３０２〜３０４をフィルム状といったより薄いものとした場合、第１の光制御板３０１を第２〜４の光制御板３０２〜３０４の支持台として用いることができるからである。
【００８０】
[光制御板ユニットの配置]
光制御板ユニット２１は、光制御板ユニット２１Ａ〜２１Ｃの何れかとすることができ、ここで例示した各実施形態では、第１の光制御板３０１が最下段に位置する。この場合、光制御板ユニット２１は、点状光源２２から最下段の光制御板である第１の光制御板３０１の下面３１１までの距離Ｄが、通常３ｍｍ〜５０ｍｍとなるように、点状光源２２上に対して配置される。透過型画像表示装置１又は面光源装置２０では、Ｌｘ，Ｌｙ及びＤは、Ｌｘ／Ｄ及びＬｙ／Ｄがそれぞれ２以上、さらには２．５以上である値であることが、面光源装置２０を薄くすることができる点で、好ましい。
【００８１】
また、光制御板ユニット２１は、透過型画像表示装置１において、第１の光制御板３０１が有する凸状部３３１の延在方向が画面の縦方向になるように配置されてもよいし、横方向になるように配置してもよい。
【００８２】
次に、光制御板ユニット２１の作用効果について、図１に示したように、光制御板ユニット２１を含む面光源装置２０が透過型画像表示装置１に適用されている場合を例にして説明する。ここでは、Ｘ１方向、Ｘ２方向、Ｘ３方向及びＸ４方向はＸ方向に平行であるとし、Ｙ１方向、Ｙ２方向、Ｙ３方向及びＹ４方向はＹ方向に平行であるとする。
【００８３】
第１の光制御板３０１の凸状部３３１は、式（３）を満たすｚ（ｘ）で表される断面形状を有し、第３の光制御板３０３の凸状部３３３は、断面形状が略直角三角形であるプリズム部である。この構成では、図４及び図５を用いて説明した第１及び第２の配光特性の何れかを満たす点状光源２２上に、第１及び第３の光制御板３０１,３０３を凸状部３３１,３３３の延在方向が略平行になるように配置した場合、第１及び第３の光制御板３０１，３０３は、点状光源２２から出力された光を、輝度が均一な線状の光に変換して出射できる。同様に、第３の光制御板３０３の凸状部３３３は、式（３）を満たすｚ（ｘ）で表される断面形状を有し、第４の光制御板３０４の凸状部３３４は、断面形状が略直角三角形であるプリズム部である。そのため、第１及び第３の光制御板３０１，３０３の場合と同様に、第２及び第４の光制御板３０２，３０４も点状光源２２からの光を輝度が均一な線状の光に変換して出射できる。
【００８４】
そして、光制御板ユニット２１では、上記のように、点状光源２２からの光を輝度がほぼ均一な線状の光に変換可能な第１及び第３の光制御板３０１,３０３の組と第２及び第４の光制御板３０２,３０４の組とが、Ｚ方向において、凸状部３３１(又は凸状部３３３）の延在方向と凸状部３３２（又は凸状部３３４）の延在方向とが略直交するように配置されている。そのため、点状光源２２からの光は、第１及び第３の光制御板３０１,３０３の組及び第２及び第４の光制御板３０２，３０４の組により、輝度が均一で略直交方向にそれぞれ線状の光に変換される。その結果、光制御板ユニット２１は、複数の点状光源２２からの光を均一に分散し、面状の光であって、Ｚ方向に直交する面において輝度均斉度がより高い面状の光として出射可能である。
【００８５】
面光源装置２０は、上記光制御板ユニット２１を備えているので、複数の点状光源２２からの光を均一に分散し、Ｚ方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光を出射することができる。また、透過型画像表示装置１は、上記光制御板ユニット２１を備えているので、複数の点状光源２２からの光が均一に分散されてＺ方向に直交する面における輝度均斉度がより高い面状の光によって、透過型画像表示部１０を照射することが可能である。その結果、より高品質な画像を表示することができる。
【００８６】
光制御板ユニット２１として、光制御板ユニット２１Ａを採用した場合には、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４が、Ｚ方向において凸状部３３１，３３２，３３３，３３４の延在方向が交互に略直交するように配置されている。そのため、第４の光制御板３０４から出射される面状の光にモアレ縞が生じにくい。よって、光制御板ユニット２１Ａと複数の点状光源２２を備えた面光源装置１０においても、モアレ縞が抑制された面状の光を出射できる。更に、光制御板ユニット２１Ａと複数の点状光源２２を備えた透過型画像標示装置１では、より高品質な画像を表示することが可能である。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、光制御板ユニット２１は、第１〜第４の光制御板３０１〜３０４を有するとしたが、図１６に示すように、第１及び第２の光制御板３０１，３０２の２枚の光制御板から構成されるものとすることもできる。第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、式（３）で示される輪郭形状を有する凸状部３３１，３３２をそれぞれ有する。そのため、図４及び図５を用いて説明した第１及び第２の配光特性の一方を有する点状光源２２上に第１及び第２の光制御板３０１,３０２を配置した際に、線状の光であって延在方向に輝度が略均一な線状の光に変換できる。そして、第１及び第２の光制御板３０１,３０２は、凸状部３３１,３３２が、それぞれの延在方向が略直交するように配置されている。その結果、輝度均斉度がより高い面状の光を生成することが可能である。換言すれば、第１及び第２の光制御板３０１，３０２から構成される光制御板ユニット２１の場合も、光制御板ユニット２１は、点状光源２２からの光を面状に均一に分散させることができる。
【００８８】
また、複数の点状光源２２の配置例を図２及び図３に示したが、例えば、正方格子、すなわち、前述したようにＸ方向及びＹ方向に隣接する点状光源２２間の間隔が同じであってもよい。また、隣接する凸状部３３１の断面形状における端３３ａ１は凸状部３３ａ１の配列方向において重なっているとして説明したが、隣接する凸状部３３ｉの端３３ａ１間に僅かな平坦部（例えば製造誤差により生じる程度のもの）などが生じていてもよい。これは、凸状部３３２〜３３４のそれぞれの配置についても同様である。
【００８９】
また、光制御板ユニット２１は、透過型液晶表示部１０側（例えば、液晶パネル側）に、拡散フィルム、マイクロレンズフィルム又は反射型偏光フィルム等の光学フィルムを更に有していてもよい。また、透過型画像表示装置１は、光制御板ユニット２１と、透過型液晶表示部１０との間に、上述した拡散フィルム、マイクロレンズフィルム又は反射型偏光フィルム等の光学フィルムを更に有する構成とすることもできる。
【００９０】
更に、面光源装置２０や透過型画像表示装置１は、点状光源２２から出力された光を光制御板ユニット２１側に反射する反射板といった反射手段を備えていても良い。反射手段は、図１に示した模式図において、点状光源２２に対して光制御板ユニット２１と反対側に設けられればよく、例えば、点状光源２２を保持するための保持部材の光源載置面を反射面とすることができる。
【００９１】
また、第１及び第２の光制御板３０１，３０２は光拡散板として説明したが、それぞれ凸状部３３１及び凸状部３３２が賦形された板状の光学部品であればよい
【００９２】
また、図６、図１３〜図１５に例示した光制御板ユニット２１が有する複数の光制御板のうち、最も点状光源２２側に位置する光制御板は、厚さが１．０ｍｍ以上のシート状のものとすることができる。この場合、光制御板の製造に押出成形法を用いることができる。当該光制御板の材料としては、屈折率１．５６〜１．６２程度のポリスチレン、ポリカーボネートが用いることができる。また、最も点状光源２２側に位置する光制御板以外の光制御板は、厚さが１．０ｍｍ未満のフィルム状のものとすることができる。この場合、凸状部の賦形にフォトポリマー法を用いることができる。当該光制御板の材料としては、屈折率１．４６〜１．５８のアクリル系紫外線硬化樹脂が用いることができ、コストの面やフィルムの黄変劣化防止の観点で、屈折率１．５１程度の低屈折率樹脂が用いられることが好ましい。
【００９３】
最も点状光源２２側に位置する光制御板は、厚さが１ｍｍ以上５ｍｍ以下のシート状のものが好ましく、最も点状光源側に位置する光制御板以外の光制御板は、厚さが１ｍｍ未満のフィルム状のものが望ましい。
【符号の説明】
【００９４】
１…透過型画像表示装置、１０…透過型画像表示部、２０…面光源装置、２１、２１Ａ〜２１Ｃ…光制御板ユニット、２２…点状光源、３０１，３０２…第１，第２の光制御板、３１１，３１２…第１，第２の光制御板の下面、３２１，３２２…第１，第２の光制御板の上面（第１，第２の光制御板の片面）、３３１，３３２…第１，第２の光制御板の凸状部、３３ａ１，３３ａ２…凸状部の端（第１，第２の光制御板の凸状部の端）、３０３，３０４…第３，第４の光制御板（第１，第２のプリズム板）、３１３，３１４…第３，第４の光制御板の下面、３２３，３２４…第３，第４の光制御板の上面（第１，第２のプリズム板の片面）、３３３，３３４…第３，第４の光制御板の凸状部（第１，第２のプリズム板のプリズム部）、Ｙ１…第１の光制御板の凸状部の延在方向、Ｘ１…Ｙ１方向に略直交する方向、Ｘ２…第２の光制御板の凸状部の延在方向、Ｙ２…Ｘ２方向に略直交する方向、Ｙ３…第３の光制御板（第１のプリズム板）の凸状部（プリズム部）の延在方向、Ｘ３…Ｙ３方向に略直交する方向、Ｘ４…第４の光制御板（第２のプリズム板）の凸状部（プリズム部）の延在方向、Ｙ４…Ｘ４方向に略直交する方向。
【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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【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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