(57)【要約】【課題】  複数領域毎の調光制御が可能であり、且つ、輝度の均一性が確保された面照明装置を提供する。【解決手段】  一実施形態の面照明装置は、互いに積層された複数の面光源ユニット及び調光制御部を備える。面光源ユニットの各々は、光透過性を有し且つ板状に形成される導光板と、前記導光板の一側面に向けて光を照射する複数の発光ユニットを含むライン状光源と、を備える。調光制御部は、発光ユニット毎に発光量を調整可能である。最下層の面光源ユニットの導光板は、前記側面から入射した光を導光板の表面から射出させる光射出領域を有する。最下層以外の面光源ユニットの導光板は、前記側面から入射した光を導光板の表面から射出させる光射出領域と、下層の面光源ユニットから射出される光を透過して前記表面から射出させる窓領域とを有する。前記表面には、発光ユニットの配列方向に光が拡散するのを抑制するための光伝搬制御部が設けられている。【選択図】図１
2012104342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに積層された複数の面光源ユニットであって、各々が、光透過性を有し、且つ、表面、背面及び複数の側面を有する板状に形成される導光板と、前記側面のうちの１つの側面に対向配置され、当該側面に沿ってライン状に配列され且つ当該側面に向けて光を照射する複数の発光ユニットを含むライン状光源と、を備える複数の面光源ユニットと、
前記発光ユニット毎に発光量を調整可能な調光制御部と、
を具備し、
前記面光源ユニットのうちの最下層の面光源ユニットの前記導光板は、前記ライン状光源が対向配置される側面から入射した光を前記表面から射出させる光射出領域を有し、
前記最下層より上層の面光源ユニットの各々の前記導光板は、前記ライン状光源が対向配置される側面から入射した光を前記表面から射出させる光射出領域と、より下層の面光源ユニットの各々から射出される光を透過して前記表面から射出させる窓領域とを有し、
前記表面には、前記ライン状光源の発光ユニットの配列方向に光が拡散するのを抑制するための光伝搬制御部が設けられていることを特徴とする面照明装置。
【請求項２】
前記最下層より上層の面光源ユニットの各々について、前記窓領域は、前記ライン状光源が対向配置される側面側に設けられ、前記光射出領域は、前記ライン状光源が対向配置される側面と対向する側面側に設けられ、
前記窓領域は、前記面光源ユニットが下層になるに従って、前記ライン状光源が配置される側面に垂直な方向に短くなるとともに、前記導光板は、前記面光源ユニットが下層になるに従って、前記ライン状光源が配置される側面に垂直な方向に短くなることを特徴とする請求項１に記載の面照明装置。
【請求項３】
前記光伝搬制御部は、前記ライン状光源が対向配置される側面と垂直な方向に沿ってライン状に形成される凹凸形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面照明装置。
【請求項４】
各層の面光源ユニットの前記ライン状光源から射出された光が他の層の面光源ユニットの前記導光板に入射するのを防ぐための光遮蔽部をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の面照明装置。
【請求項５】
前記側面及び前記背面の一部又は全面に光を吸収する光吸収処理を施したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の面照明装置。
【請求項６】
互いに積層された複数の面光源ユニットであって、各々が、光透過性を有し、且つ、表面、背面及び複数の側面を有する板状に形成される導光板と、前記側面のうちの互いに対向する２つの側面の各々に対向配置され、当該側面に沿ってライン状に配列され且つ当該側面に向けて光を照射する複数の発光ユニットを含むライン状光源と、を備える複数の面光源ユニットと、
前記発光ユニット毎に発光量を調整可能な調光制御部と、
を具備し、
前記面光源ユニットのうちの最下層の面光源ユニットの前記導光板は、前記ライン状光源が対向配置される２つの側面から入射した光を前記表面から射出させる２つの光射出領域を有し、
前記最下層より上層の面光源ユニットの各々の前記導光板は、前記ライン状光源が対向配置される２つの側面から入射した光を前記表面から射出させる２つの光射出領域と、より下層の面光源ユニットの各々から射出される光を透過して前記表面から射出させる２つの窓領域とを有し、
前記導光板の表面には、前記ライン状光源の発光ユニットの配列方向に光が拡散するのを抑制するための光伝搬制御部が設けられていることを特徴とする面照明装置。
【請求項７】
前記面光源ユニットのうちの最上層の面光源ユニットの前記導光板は、前記ライン状光源が対向配置される側面の各々から離れた中央部に前記２つの光射出領域を有し、
前記最上層より下層の面光源ユニットの前記導光板は、前記ライン状光源が対向配置される側面の各々から離れた中央部において分離されていることを特徴とする請求項６に記載の面照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、複数領域毎の調光制御が可能な面照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型且つ薄型のテレビジョン装置及びディスプレイ装置として液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）の利用が大幅に拡大されている。ＬＣＤは、それ自体では発光表示することが不可能なため、光源装置としての面照明装置（バックライト）を備えている。
【０００３】
バックライトは、大別すると直下型とエッジライト型に分類できる。従来、冷陰極管光源（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）を用いた直下型のバックライトが使用されている。近年では、ＬＥＤがハイパワー化し発光効率も向上したので、バックライト用の光源としてＬＥＤが用いられるようになってきている。
【０００４】
バックライト用の光源としてＬＥＤを用いる場合、複数のＬＥＤを１つのブロックとして接続し、それらをブロック毎に独立して制御することにより、複数領域毎の調光制御（ローカルディミング制御）が可能となる。また、表示する映像に応じて、領域毎にバックライトの輝度を制御することにより、明暗部分のコントラスト比を大きくとることができるとともに、消費電力を低減することができる。
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤを用いた直下型バックライトでは、多数のＬＥＤが必要となるため、コストが増大する問題がある。また、ＬＥＤが点光源であることから、輝度分布の均一性を得るために、ＬＥＤと液晶パネルとの間に拡散板が必要となる。輝度分布の十分な均一性を達成するためには、ＥＬＤと拡散板との距離をある程度大きくとる必要があり、ＬＥＤを用いた直下型バックライトは薄型化を達成するには不向きである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０１１７２２号公報
【特許文献２】特許第４４８２２８６号公報
【特許文献３】特開２００９−１９３８９２号公報
【特許文献４】特開２０１０−９７９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような問題を解決するために、ＬＥＤ及び導光板を組み合わせて用いたエッジライト型のバックライトが提案されている。しかしながら、エッジライト型のバックライトでは、輝度むらが発生しやすい問題がある。また、輝度むらを防止するために多数の拡散シートを使用すると、部材コストが増大し、且つ、光の利用効率が低下する問題が生じる。
【０００８】
本開示は、上記問題点を解決するためになされたものであり、複数領域毎の調光制御が可能であり、且つ、輝度の均一性が確保された面照明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】
【０００９】
一実施形態に係る面照明装置は、互いに積層された複数の面光源ユニット及び調光制御部を備える。面光源ユニットの各々は、光透過性を有し、且つ、表面、背面及び複数の側面を有する板状に形成される導光板と、前記側面のうちの１つの側面に対向配置され、当該側面に沿ってライン状に配列され且つ当該側面に向けて光を照射する複数の発光ユニットを含むライン状光源と、を備える。調光制御部は、前記発光ユニット毎に発光量を調整可能である。前記面光源ユニットのうちの最下層の面光源ユニットの前記導光板は、前記ライン状光源が対向配置される側面から入射した光を前記表面から射出させる光射出領域を有する。前記最下層より上層の面光源ユニットの各々の前記導光板は、前記ライン状光源が対向配置される側面から入射した光を前記表面から射出させる光射出領域と、より下層の面光源ユニットの各々から射出される光を透過して前記表面から射出させる窓領域とを有する。前記表面には、前記ライン状光源の発光ユニットの配列方向に光が拡散するのを抑制するための光伝搬制御部が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る面照明装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、図１に示した上層の面光源ユニットを概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、図１に示した下層の面光源ユニットを概略的に示す平面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示した導光板に形成されている光伝搬制御部の一例を示す図であり、（ｂ）は、光伝搬制御部の他の例を示す図である。
【図４】図１に示したライン状光源をより詳細に示すブロック図である。
【図５】（ａ）は、図１に示した上層の面光源ユニットにおいて、特定の発光ユニットに対応する発光領域を示す図であり、（ｂ）は、図１に示した下層の面光源ユニットにおいて、特定の発光ユニットに対応する発光領域を示す図である。
【図６】図１の面照明装置を液晶表示装置のバックライトとして利用した場合の輝度制御が可能な領域を示す概略図である。
【図７】（ａ）は、第１の実施形態の変形例に係る上層の光源ユニットを概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、第１の実施形態の変形例に係る下層の光源ユニットを概略的に示す平面図である。
【図８】第１の実施形態の変形例に係る上層及び下層の面光源ユニットの輝度分布を概略的に示すグラフである。
【図９】（ａ）は、図１の各層のライン状光源から他の層の導光板に直接に光が入射する様子を示す図であり、（ｂ）は、図１の各層のライン状光源から他の層の導光板に直接に光が入射するのが光遮蔽部によって防止される様子を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る面照明装置を概略的に示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は、図１０に示した上層の光源ユニットを概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、図１０に示した下層の光源ユニットを概略的に示す平面図である。
【図１２】第３の実施形態に係る面照明装置を概略的に示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は、図１２に示した上層の光源ユニットを概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、図１２に示した下層の光源ユニットを概略的に示す平面図である。
【図１４】図１０の面照明装置を液晶表示装置のバックライトとして利用した場合の輝度制御が可能な領域を示す概略図である。
【図１５】第４の実施形態に係る面照明装置を概略的に示す斜視図である。
【図１６】（ａ）は、図１５に示した上層の光源ユニットを概略的に示す平面図であり、（ｂ）は、図１５に示した下層の光源ユニットを概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、必要に応じて図面を参照しながら、実施形態に係る面照明装置を説明する。実施形態の面照明装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトとして利用される。液晶表示装置のバックライトとして利用される場合、面照明装置は、その光照射面が液晶パネルの背面に対向するように配置される。
【００１２】
なお、以下の実施形態では、同一の番号を付した部分については同様の動作を行うものとして、重ねての説明を省略する。
【００１３】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る面照明装置を概略的に示している。この面照明装置は、図１に示されるように、複数の（図１では２つの）面光源ユニット１１０、１２０を積層した構造を有する。面光源ユニット１１０、１２０は、導光板１１１、１２１及びライン状光源１１２、１２２を夫々備える。導光板１１１、１２１及びライン状光源１１２、１２２は、図示しない枠状の筐体に支持固定されている。
【００１４】
導光板１１１、１２１は、光透過性を有する材料で作られ、薄い板状に形成されている。導光板１１１、１２１の材料としては、例えば、アクリル樹脂及びポリカーボネート樹脂等の樹脂材料を用いることができる。
【００１５】
導光板１１１、１１２の各々は、表面、背面、及び４つの側面を有する。表面と背面とは、積層方向（即ち、導光板の厚み方向）に互いに対向する面である。図１では、導光板１１１の表面が面照明装置の光照射面に対応し、導光板１１１の背面が導光板１２１と対向する側の面である。また、導光板１２１の表面は、導光板１１１と対向する側の面である。本実施形態では、導光板１２１から導光板１１１に向かう方向を上方向とし、導光板１１１から導光板１２１に向かう方向を下方向として、上下方向を規定する。この場合、導光板１１１及び１２１の各々において、上側の面が表面（上面）となり、下側の面が背面（下面）となる。
【００１６】
ライン状光源１１２は、導光板１１１の１つの側面に対向して配置され、この側面に向けて光を照射する。また、ライン状光源１２２は、ライン状光源１１２と並列に且つ導光板１２１の１つの側面に対向して配置され、この側面に向けて光を照射する。ライン状光源１１２、１２２は、複数の（例えば、８つの）発光ユニット１０１を備え、これらの発光ユニット１０１は、導光板１１１、１２１の側面に沿ってライン状に配列される。さらに、各発光ユニット１０１は、１つの発光素子を有し、或いは、発光ユニット１０１の配列方向に沿ってライン状に配列された複数の発光素子を有する。
【００１７】
導光板１１１は、ライン状光源１１２からの光を上方向に向けて射出する光射出領域１１３、及び面光源ユニット１２０からの光を透過して伝搬させる窓領域１１４を含む。導光板１２１は、ライン状光源１２２からの光を上方向に射出する光射出領域１２３を含む。導光板１１１の窓領域１１４と導光板１２１の光射出領域１２３とは、積層方向に互いに重なり合っている。
【００１８】
光射出領域１１３、１２３は、光を拡散反射する散乱マークを多数配列することによって導光板１１１、１２１に夫々形成される。散乱マークは、導光板１１１、１２１の背面に立体的に形成された微小な凹凸形状であってもよく、導光板１１１、１２１の背面にシルクスクリーン印刷等によって施された白色印刷であってもよい。また、散乱マークは、導光板１１１、１２１内に付加された光散乱性を有する微粒子であってもよい。
【００１９】
図２（ａ）及び（ｂ）は、面光源ユニット１１０及び１２０を分離して夫々を示しており、面光源ユニット１１０及び１２０を上方から見た平面図である。図２（ａ）に示されるように、面光源ユニット１１０の導光板１１１では、ライン状光源１１２が配置されている側の約半分の領域が窓領域１１４であり、残りの領域が光射出領域１１３である。また、図２（ｂ）に示されるように、面光源ユニット１２０の導光板１２１では、ライン状光源１２２が配置されている側の約半分の領域が光射出領域１２３である。
【００２０】
図３（ａ）は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すIII-III線に沿う導光板１１１、１２１の断面形状の一例を示している。図３（ａ）に示されるように、導光板１１１、１２１の表面には、光伝搬制御部３０１、３０２が夫々設けられている。光伝搬制御部３０１、３０２の各々は、複数のリニアプリズムが並列に配置されたプリズム構造を有する。図３（ａ）では、リニアプリズムの各々の断面が二等辺三角形状である例が示されている。
【００２１】
導光板１１１、１２１の各々に設けられるリニアプリズムは、ライン状光源１１２、１２２の各々が光を射出する方向（光射出方向）に沿って形成されている。ライン状光源１１２及び１２２の光射出方向は、発光ユニット１０１の配列方向に略垂直な方向を指し、即ち、ライン状光源１１２及び１２２が対向配置される側面に略垂直な方向を指す。
【００２２】
導光板１１１中を伝搬する光のIII-III線の断面方向成分は、プリズム構造の再帰性反射を受ける。ライン状光源１１２から射出され導光板１１１の側面から入射した光は、導光板１１１中では再帰性反射を受けながら伝搬するので、ライン状光源１１２の光射出方向には広く拡散され、発光ユニット１０１の配列方向と平行な方向には拡散されにくい。
【００２３】
同様に、導光板１２１中を伝搬する光のIII-III線の断面方向成分は、プリズム構造の再帰性反射を受ける。ライン状光源１２２から射出され導光板１２１の側面から入射した光は、導光板１２１中では再帰性反射を受けながら伝搬するので、ライン状光源１２２の光射出方向には広く拡散され、発光ユニット１０１の配列方向と平行な方向には拡散されにくい。
【００２４】
なお、光伝搬制御部３０１、３０２は、図３（ａ）のように断面形状が二等辺三角形であるリニアプリズムを備える例に限らず、発光ユニット１０１の配列方向に光が拡散するのを抑制するように再帰性反射を得られれば、断面形状が半円形又は台形であるリニアプリズムを複数配列した構造であってもよい。また、各々のリニアプリズムの大きさが異なっていてもよく、断面形状が三角形、半円形、台形であるリニアプリズムを組み合わせて用いてもよい。さらに、製造性を考慮に入れて、光伝搬制御部３０１、３０２は、図３（ｂ）に示すように、頂点が丸みを帯びた三角形状の断面を有するリニアプリズムを並列に配置した構造を有するものであってもよい。
【００２５】
図４は、ライン状光源１１２、１２２をより詳細に示している。図４に示されるように、ライン状光源１１２、１２２の各々は、ライン状光源１１２、１２２の各々が対向配置される側面に沿ってライン状に配列された複数の発光ユニット１０１を備える。発光ユニット１０１の各々は、ライン状光源１１２及び１２２の各々が対向配置される側面に沿って、即ち、発光ユニット１０１の配列方向に沿って、ライン状に配列された複数の発光素子４０１を備える。発光素子４０１としては、例えば、白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができる。
【００２６】
なお、発光素子４０１は、異なる色のＬＥＤを複数組み合わせて用いて白色光を発生するＬＥＤモジュールであってもよい。一例として、白色光を発生するＬＥＤモジュールは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを有する。
【００２７】
発光ユニット１０１の各々は、調光制御部４０２と電気的に接続されており、調光制御部４０２は、発光ユニット１０１毎に独立してオン・オフ制御及び発光量の制御が可能である。一例では、調光制御部４０２は、発光ユニット１０１に直流電流を供給し、その電流値を変化させることにより、発光ユニット１０１の発光量の制御を行う。他の例では、調光制御部４０２は、発光ユニット１０１に高周波のパルス電流を供給して発光素子４０１を高速に点滅させ、そのパルス電流のデューティ比を変化させることにより、発光ユニット１０１の発光量の制御を行う。
【００２８】
なお、ライン状光源１１２、１２２の各々に設けられる発光ユニット１０１の数は、図４に示されるような８個である例に限らず、７以下或いは９以上であってもよい。また、発光ユニット１０１の各々は、図４に示されるような３つの発光素子４０１を備える例に限らず、１つの発光素子４０１を備えてもよく、２つ又は４つ以上の発光素子４０１を備えてもよい。
【００２９】
このように、光伝搬制御部３０１を備える導光板１１１、及び複数の発光ユニット１０１を備えるライン状光源１１２を組み合わせることにより、導光板１１１の光射出領域１１３において、発光ユニット１０１の各々で発生した光が射出される領域は、プリズム構造の線方向（即ち、ライン状光源１１２の光射出方向）に沿った細長い領域となる。また、光伝搬制御部３０２を備える導光板１２１、及び複数の発光ユニット１０１を備えるライン状光源１２２を組み合わせることにより、導光板１２１の光射出領域１２３において、発光ユニット１０１の各々で発生した光が射出される領域は、プリズム構造の線方向（即ち、ライン状光源１２２の光射出方向）に沿った細長い領域となる。
【００３０】
面光源ユニット１１０では、図５（ａ）に示されるように、ライン状光源１１２内の１つの発光ユニット１０１を発光させると、この発光ユニット１０１からの光は、導光板１１１の窓領域１１４の内部では全反射を繰り返しながら伝搬し、光射出領域１１３に到達する。光射出領域１１３では、到達した光の一部は、導光板１１１の背面の散乱マークによって散乱反射されて導光板１１１の表面から上方向に向けて射出され、残りの部分は、発光ユニット１０１からさらに遠ざかる方向に伝搬する。
【００３１】
このとき、窓領域１１４及び光射出領域１１３の両方では、導光板１１１の表面に設けられている光伝搬制御部３０１によって、光はライン状光源１１２の発光ユニット１０１の配列方向に拡散することなく、ライン状光源１１２の光射出方向に伝搬する。それにより、この発光ユニット１０１からの光が射出される領域を、図５（ａ）に示される斜線を施した光射出領域１１３内の領域５０１に絞ることができる。従って、面光源ユニット１１０では、ライン状光源１１２内の発光ユニット１０１の各々の発光量を制御することにより、発光ユニット１０１の各々に対応した光射出領域１１３内の領域における発光量を制御することができる。
【００３２】
また、面光源ユニット１２０では、図５（ｂ）に示されるように、ライン状光源１２２内の１つの発光ユニット１０１を発光させると、この発光ユニット１０１からの光の一部は、光射出領域１２３では導光板１１１の背面の散乱マークによって散乱反射されて導光板１２１の表面から射出され、残りの部分は、発光ユニット１０１からさらに遠ざかる方向に伝搬する。
【００３３】
このとき、光射出領域１２３では、導光板１２１の表面に設けられている光伝搬制御部３０２によって、光はライン状光源１２２の発光ユニット１０１の配列方向に拡散することなく、ライン状光源１２２の光射出方向に伝搬する。それにより、この発光ユニット１０１からの光が射出される領域を、図５（ａ）に示される斜線を施した光射出領域１２３内の領域５０２に絞ることができる。従って、面光源ユニット１２０では、ライン状光源１２２内の発光ユニット１０１の各々の発光量を制御することにより、発光ユニット１０１の各々に対応した光射出領域１２３内の領域における輝度を制御することができる。
【００３４】
これらの面光源ユニット１１０及び面光源ユニット１２０を積層させることにより、図１の面照明装置は、光照射面内の各領域の輝度を制御することができる。輝度制御が可能な領域の数は、積層する面光源ユニットの数、及びライン状光源に含まれる発光ユニットの数に依存する。例えば、２つの面光源ユニットが積層され、面光源ユニットの各々に８つの発光ユニットが設けられた面照明装置では、光照射面を１６分割した領域毎に輝度を制御することが可能である。図６に示すように、このような面照明装置を液晶表示装置６００のバックライトとして利用した場合、水平方向に２分割され且つ垂直方向に８分割された領域毎に輝度を制御することが可能である。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る面照明装置においては、複数領域毎の調光制御（ローカルディミング制御）が可能であり、且つ、輝度の均一性を容易に確保することができる。本実施形態の面照明装置を液晶表示装置のバックライトに適用すると、ローカルディミング制御により、表示する映像の明暗部分のコントラスト比を大きくとることができ、画質を向上させることができる。また、映像に応じて必要な部分のみを明るくするといった制御が可能となり、消費電力を低減させることができる。
【００３６】
なお、２つの面光源ユニット１１０及び１２０が積層される例を説明したが、３つ以上の面光源ユニットが積層されてもよい。３つ以上の面光源ユニットが積層される場合、窓領域は、面光源ユニットがより下層になるに従って、ライン状光源が配置される側面に垂直な方向（即ち、ライン状光源の光射出方向）に短くなり、光射出領域は、面光源ユニットがより下層になるに従って、ライン状光源が配置される側面側にシフトする。
【００３７】
一例として、面照明装置が３つの面光源ユニットを積層した構造を有する場合を簡単に説明する。最下層の面光源ユニットの導光板においては、ライン状光源が対向配置される側面側の約３分の１の領域が光射出領域に設定される。中間層の面光源ユニットの導光板においては、ライン状光源が対向配置される側面側の約３分の１の領域が窓領域に設定され、中央部の約３分の１の領域が光射出領域に設定される。さらに、最上層の面光源ユニットの導光板においては、ライン状光源が対向配置される側面側の約３分の２の領域が窓領域に設定され、残りの領域が光射出領域１１３に設定される。
【００３８】
このようにして、積層する面光源ユニットの数を増やすことで、調光制御が可能な領域の数を増やすことができる。
【００３９】
次に、図７（ａ）、（ｂ）及び図８を参照して、第１の実施形態の変形例に係る面照明装置を説明する。  
上述のようなローカルディミング制御が可能な面照明装置においては、画面全体を全点灯するときの輝度分布の均一性が重要になる場合がある。全点灯時の輝度分布の均一性を確保するために、第１の実施形態の変形例に係る面照明装置では、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、導光板１１１の光射出領域１１３と窓領域１１４との間に輝度減衰領域７０１が設けられ、この輝度減衰領域７０１と重なるように導光板１２１に輝度減衰領域７０２が設けられる。
【００４０】
導光板１１１の輝度減衰領域７０１では、窓領域１１４の端から光射出領域１１３の端にかけて輝度が徐々に増大するように、散乱マークが分布している。即ち、導光板１１１の輝度減衰領域７０１では、ライン状光源１１２から遠ざかるにつれて分布密度が増大するように、散乱マークが設けられている。
【００４１】
また、導光板１２１の輝度減衰領域７０２では、光射出領域１２３の端から輝度が徐々に低減するように、散乱マークが分布している。即ち、導光板１２１の輝度減衰領域７０２では、ライン状光源１２２から遠ざかるにつれて密度分布が低減するように、散乱マークが設けられている。
【００４２】
輝度減衰領域７０１、７０２の散乱マークは、導光板１１１、１２１の背面に立体的に形成された微小な凹凸形状でもよく、導光板１１１、１２１の背面にシルクスクリーン印刷等によって施された白色印刷でもよい。
【００４３】
なお、輝度減衰領域７０１、７０２では、輝度の増大及び減衰の効果を高めるために、散乱マークに加えて、小さい黒塗り印刷等のような光吸収マークを分布させてもよく、黒塗り印刷を特定の広さで施すようにしてもよい。
【００４４】
図８は、第１の実施形態の変形例に係る面照明装置の光照射面での輝度分布の一例を示している。図８では、横軸がライン状光源からの距離を示し、縦軸が輝度を示す。また、図８では、上層の面光源ユニット１１０から照射される光の輝度分布は一点鎖線で示され、下層の面光源ユニット１２０から照射される光の輝度分布は実線で示されている。また、これら両方の輝度分布の合計である面照明装置から照射される光の輝度分布は、破線で示されている。
【００４５】
図８に示されるように、面光源ユニット１２０の輝度分布は、光射出領域１２３では略一定となり、輝度減衰領域７０２ではライン状光源１２２から遠ざかるに従い略線形に減衰して、略ゼロに達する。また、面光源ユニット１１０の輝度分布は、窓領域１１４では略ゼロとなり、輝度減衰領域７０１ではライン状光源１１２から遠ざかるに従い略線形に増大して、光射出領域１１３では、略一定になる分布になっている。
【００４６】
このように、面光源ユニット１１０、１２０に輝度減衰領域７０１、７０２が夫々設けられることにより、両方を同じ輝度で点灯させたときに、全体の輝度均一性を確保することができるようになる。また、導光板１１１、導光板１２１の位置ずれといった面照明装置の製造誤差に対してもマージンを高くすることができる。
【００４７】
上述した本実施形態及びその変形例に係る面照明装置では、導光板１１１、１２１の厚さ、並びにライン状光源１１２、１２２の発光部分の相対的な大きさによっては、図９（ａ）に示すように、下層のライン状光源１２２から射出された光が、上層の導光板１１１の背面に入射し、窓領域１１４から直接に射出される場合がある。また、バックライト向けの面照明装置では、最下層の導光板１２１の背面側に反射シート９０１が設けられる場合が多い。この場合、ライン状光源１１２から射出された光が、導光板１２１の表面から入射し、この導光板１２１を透過し、反射シート９０１により反射され、導光板１２１の光射出領域１２３及び導光板１１１の窓領域１１４を経由して射出されることがある。
【００４８】
このような光射出領域１１３及び１２３の散乱マークの散乱以外による漏れ出し光があると、ライン状光源１１２及び１２２付近の輝度が高くなり、先鋭な分布を持つ輝度むらが発生する。このような輝度むらの発生を防ぐために、図９（ｂ）に示すように、ライン状光源１１２とライン状光源１２２との間に、光を遮蔽する光遮蔽部９０２が設けられてもよい。上記のような漏れ出し光の発生を光遮蔽部９０２によって防止することで、先鋭な分布を持つ輝度むらの発生を抑えることができる。
【００４９】
（第２の実施形態）  
図１０は、第２の実施形態に係る面照明装置を概略的に示している。この面照明装置は、導光板１１１、及び導光板１１１の側面に対向配置されたライン状光源１１２を備える面光源ユニット１１０と、導光板１０２１、及び導光板１０２１の側面に対向配置されたライン状光源１２２を備える面光源ユニット１０２０とを積層した構造を有する。図１の面照明装置と図１０の面照明装置とでは、下層の面光源ユニットの導光板の形状が異なる。
【００５０】
第１の実施形態では、上層の導光板１１１及び下層の導光板１２１は同一の大きさであるが、第２の実施形態では、下層の導光板１０２１は、上層の導光板１１１に比べて、ライン状光源１２２の光射出方向の長さが短くなっている。即ち、導光板１０２１では、導光板１１１の光射出領域１２３以外の部分が削除された形状となっている。これにより、導光板１１１及び１０２１により形成される積層体は、段差を有する階段状となる。
【００５１】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、図１０の面光源ユニット１１０及び１０２０を分離して夫々を示しており、面光源ユニット１１０及び１０２０を上方から見た平面図である。図１１（ａ）に示される面光源ユニット１１０の導光板１１１においては、第１の実施形態で説明したように、ライン状光源１１２が配置されている側の約半分の領域が窓領域１１４であり、残りの領域が光射出領域１１３である。
【００５２】
図１１（ｂ）に示されるように、面光源ユニット１２０の導光板１０２１においては、略全ての領域が光射出領域１２３である。この導光板１０２１は、図２（ｂ）の導光板１２１の光射出領域１２３以外の部分を削除したものであり、表面に光伝搬制御部３０２が設けられ、背面全体に反射マークが設けられている。
【００５３】
さらに、本実施形態においても、第１の実施形態の変形例に示されるように、導光板１１１及び１０２１に輝度減衰領域を設けてもよい。また、図９に示されるように、面光源ユニット１１０と面光源ユニット１０２０との間に光遮蔽部９０２を設けてもよい。
【００５４】
以上のように、第２の実施形態に係る面照明装置は、第１の実施形態と同様に、ローカルディミング制御が可能であり、且つ、輝度の均一性を容易に確保することができる。さらに、下層の面光源ユニットの導光板をライン状光源の光射出方向に短くすることで、軽量化及び省資源化を図ることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）  
図１２は、第３の実施形態に係る面照明装置を概略的に示している。第３の実施形態は、図１に示した第１の実施形態の面照明装置を左右対称に配置し、左右の導光板を一体化させた構造を有する。ここで、左右方向は、ライン状光源の光射出方向を指す。
【００５６】
図１２の面照明装置は、導光板１２１１、並びに導光板１２１１の互いに対向する１対の側面に対向配置されるライン状光源１１２ａ及び１１２ｂを備える面光源ユニット１２１０と、導光板１２２１、並びに導光板１２２１の互いに対向する１対の側面に対向配置されるライン状光源１２２ａ及び１２２ｂを備える面光源ユニット１２２０と、を積層した構造を有する。
【００５７】
図１３（ａ）及び（ｂ）は、面光源ユニット１２１０及び１２２０を分離して夫々を示しており、面光源ユニット１２１０及び１２２０を上方から見た平面図である。図１３（ａ）に示されるように、面光源ユニット１２１０の導光板１２１１では、その中央部に光射出領域１１３ａ、１１３ｂが設けられ、ライン状光源１１２ａが対向配置される側面側の４分の１の領域に窓領域１１４ａが設けられ、ライン状光源１１２ｂが対向配置される側面側の４分の１の領域に窓領域１１４ｂが設けられている。光射出領域１１３ａは、ライン状光源１１２ａで発生した光を、導光板１２１１の表面から上方向へ向けて放射するように導き、光射出領域１１３ｂは、ライン状光源１１２ｂで発生した光を導光板１２１１の表面から上方向へ向けて放射するように導く。
【００５８】
また、図１３（ｂ）に示されるように、面光源ユニット１２２０の導光板１２２１では、ライン状光源１２２ａが対向配置される側面側の４分の１の領域に光射出領域１２３ａが設けられ、ライン状光源１２２ｂが対向配置される側面側の４分の１の領域に光射出領域１２３ｂが設けられている。
【００５９】
導光板１２１１の窓領域１１４ａと導光板１２２１の光射出領域１２３ａとは、積層方向に互いに重なり合っている。また、導光板１２１１の窓領域１１４ｂと導光板１２２１の光射出領域１２３ｂとは、積層方向に互いに重なり合っている。
【００６０】
ライン状光源１２２ａで発生した光は、導光板１２２１の側面に入射し、光射出領域１２３ａ内の反射マークにより反射散乱され、光射出領域１２３ａの上方に向けて射出される。光射出領域１２３ａからの光は、導光板１２１１の窓領域１１４ａを透過して導光板１２１１の表面から上方に向けて射出される。
【００６１】
また、ライン状光源１２２ｂで発生した光は、導光板１２２１の側面に入射し、光射出領域１２３ｂ内の反射マークにより反射散乱され、光射出領域１２３ｂの上方に向けて射出される。光射出領域１２３ｂからの光は、導光板１２１１の窓領域１１４ｂを透過して導光板１２１１の表面から上方に向けて射出される。
【００６２】
さらに、導光板１２１１、１２２１の表面には、導光板１２１１、１２２１内で発光ユニット１０１の配列方向に光が拡散するのを抑制するために、図３（ａ）に示されるような光伝搬制御部３０１、３０２が夫々設けられている。
【００６３】
導光板１２１１の光射出領域１１３ａ、１１３ｂ及び窓領域１１４ａ、１１４ｂは、図１の導光板１１１の光射出領域１１３及び窓領域１１４と同じ機能であり、導光板１２２１の光射出領域１２３ａ、１２３ｂは、図１の導光板１２１の光射出領域１２３と同じ機能であるので、その詳細な説明を省略する。また、ライン状光源１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂは、図１のライン状光源１１２、１２２と同様であるのでその説明を省略する。
【００６４】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態の変形例に示されるように、導光板１２１１及び１２２１に輝度減衰領域を設けてもよい。また、図９に示されるように、ライン状光源１１２ａとライン状光源１２２ａとの間に、並びに、ライン状光源１１２ｂとライン状光源１２２ｂとの間に光遮蔽部を設けてもよい。さらに、３以上の面光源ユニットを積層させてもよい。
【００６５】
これらの面光源ユニット１２１０及び面光源ユニット１２２０を積層させることにより、面照明装置は、ローカルディミング制御が可能となる。本実施形態の面照明装置では、面光源ユニットの各々に８つの発光ユニット１０１が設けられているので、３２分割した領域毎に輝度を制御することが可能である。図１４に示すように、このような面照明装置を液晶表示装置１４００のバックライトとして利用した場合、水平方向に４分割され且つ垂直方向に８分割された領域毎に輝度を制御することができる。
【００６６】
本実施形態では、図１の面照明装置を左右対称に配置する例を説明したが、図１５、図１６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、図１０の面照明装置を左右対称に配置してもよい。この場合、上層の面光源ユニット１５１０は、図１２の面光源ユニット１２１０と同様の構成を有し、即ち、導光板１５１１、並びに導光板１５１１の互いに対向する１対の側面に対向配置されるライン状光源１１２ａ及び１１２ｂを備える。下層の面光源ユニット１５２０は、２つの導光板１５２１ａ及び１５２１ｂを備え、これらの導光板１５２１ａ及び１５２１ｂは、図１２の導光板１２２１の中央部を削除して分離したものに対応する。
【００６７】
図１５の面照明装置を液晶表示装置のバックライトに利用した場合にも、図１４に示されるような水平方向に４分割され且つ垂直方向に８分割された領域毎に輝度を制御することが可能になる。さらに、複数の面光源ユニットを積層させる場合、最上層以外の各層の導光板が短くなるので、軽量化及び省資源化を図ることができる。
【００６８】
上述した実施形態によれば、複数領域毎の調光制御（ローカルディミング制御）が可能であり、且つ、輝度の均一性の確保が容易な薄型軽量のバックライトを実現する面照明装置を提供することができる。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１０１…発光ユニット、１１０，１２０…面光源ユニット、１１１，１２１…導光板、１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１２２，１２２ａ，１２２ｂ…ライン状光源、１１３，１１３ａ，１１３ｂ，１２３，１２３ａ，１２３ｂ…光射出領域、１１４，１１４ａ，１１４ｂ…窓領域、３０１，３０２…光伝搬制御部、４０１…発光素子、４０２…調光制御部、６００，１４００…液晶表示装置、９０１…反射シート、９０２…光遮蔽部、１０２０，１２１０，１２２０，１５１０，１５２０…面光源ユニット、１０２１，１２１１，１２２１，１５１１，１５２１ａ，１５２１ｂ…導光板。
【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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【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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