(57)【要約】【課題】光源が光の射出方向に存在しても影が生じることなく、均一な照度分布が得られ、光の利用効率の良い光源装置を提供する。【解決手段】光源装置は、第１光源を有する第１光源ユニットを備える。第１光源ユニットは、互いに対向する第１平面及び第２平面と、第１平面及び第２平面と接する第１光射出面と、第１平面及び第２平面と接し、第１仮想曲面の一部からなる第１反射面と、を有する。第１反射面は、第１仮想曲面の焦点または焦点近傍と第１仮想曲面の頂点又は頂点近傍とを含み、第１光射出面と概垂直である切断平面で切断された形状を有する。第１光源は、第１仮想曲面の焦点または焦点近傍に配置されている。【選択図】図１
2013214414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源を有する第１光源ユニットを備え、
前記第１光源ユニットは、互いに対向する第１平面及び第２平面と、前記第１平面及び第２平面と接する第１光射出面と、前記第１平面及び第２平面と接し、第１仮想曲面の一部からなる第１反射面と、を有し、
前記第１反射面は、前記第１仮想曲面の焦点または焦点近傍と前記第１仮想曲面の頂点又は頂点近傍とを含み、前記第１光射出面と概垂直である切断平面で切断された形状を有し、
前記第１光源は、前記第１仮想曲面の前記焦点または焦点近傍に配置されている光源装置。
【請求項２】
さらに、第２光射出面を有する第２光源ユニットを備え、
前記第２光源ユニットは、前記第１平面と隣接するように配置され、
前記第１光射出面は、前記第２光射出面と概平行であり、
前記第１光源は、前記第２光源から前記第１方向にずれて配置されている請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第２光源ユニットは、互いに対向する第３平面及び第４平面と、前記第３平面及び第４平面と接する第２光射出面と、前記第３平面及び第４平面と接し、第２仮想曲面の一部からなる第２反射面と、を有し、
前記第２反射面は、前記第２仮想曲面の焦点または焦点近傍と前記第２仮想曲面の頂点又は頂点近傍とを含み、前記第２光射出面と概垂直である平面で切断された形状を有し、
前記第２光源は、前記第２仮想曲面の前記焦点または焦点近傍に配置され、
前記第２光源ユニットは、前記第２光源が前記第１光源から前記第２光射出面と平行な方向にずれるよう配置されている請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１光源ユニットは、前記第２光源ユニットと異なる大きさを有する請求項２または３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１光源ユニットは、前記第１光射出面と前記第１反射面が近接する第１端部を有し、
前記第２光源ユニットは、前記第２光射出面と前記第２反射面が近接する第２端部を有し、
前記第１平面に垂直な方向から見て、前記第１光源および前記第２光源は、前記第１端部と前記第２端部の間に配置される請求項２乃至４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
さらに、前記第１光源ユニットに接続された第１配線と、前記第２光源ユニットに接続された第２配線とを有し、
前記第１配線と前記第２配線は、前記第１平面と概垂直な方向に引き出される請求項２乃至５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第２光源ユニットは、さらに第１導光体を有し、
前記第１導光体は、第１端面から第１先端部に向かって厚みが薄くなる楔形状であり、
前記第２光源は、前記第１端面上に配置される請求項２に記載の光源装置。
【請求項８】
さらに第３光源と、第２導光体とを有する第３光源ユニットを有し、
前記第２導光体は、第２端面から第２先端部に向かって厚みが薄くなる楔形状であり、
前記第２光源ユニットは、前記第１光源ユニットと第３光源ユニットの間に配置され、
前記第３光源は、前記第２端面上に配置され、
前記第２光源は、前記第２先端部側に位置するよう配置され、
前記第３光源は、前記第１先端部側に位置するよう配置されている請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
さらに、第２光源ユニットを備え、
前記第１光源ユニットは、前記第１平面と平行な方向に前記第２光源ユニットと隣接し、
前記第２光源ユニットは、互いに対向する第３平面及び第４平面と、前記第３平面及び第４平面と接する第２光射出面と、前記第３平面及び第４平面と接し、第２仮想曲面の一部からなる第２反射面と、を有し、
前記第２反射面は、前記第２仮想曲面の焦点または焦点近傍と前記第２仮想曲面の頂点又は頂点近傍とを含み、前記第２光射出面と概垂直である平面で切断された形状を有し、
前記第２光源は、前記第２仮想曲面の前記焦点または焦点近傍に配置され、
前記第１光源は、前記第２光射出面における前記第２光源から離れた部分近傍に配置されている請求項１に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第１仮想曲面は、前記第１平面に垂直な方向から見ると曲率を有し、前記第１平面に平行な方向から見ると平面である請求項１乃至９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第１光源ユニットは、前記第１光源から射出された光の一部が前記第１反射面における第１光源から離れた部分近傍に配分されるよう構成された配光調整部を有する請求項１乃至１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光源装置と、
少なくとも前記第１及び第２光源ユニットからの光が入射し、前記光を内部で伝播させて、前記光を外部に射出する導光体と、を備える面光源装置。
【請求項１３】
さらにプリズムシートを有し、
前記導光体は、外部に前記光を射出する主面と、前記第１及び第２光源ユニットからの光が入射する端面と、先端部と、を有し、
前記導光体は前記端面から前記先端部に向かって厚みが薄くなる楔形状であり、
前記プリズムシートは、前記主面から射出された光の進行方向を変更する請求項１２に記載の面光源装置。
【請求項１４】
さらに前記導光体の前記光を射出する主面を有し、
前記導光体は、前記主面上に複数のプリズムを有し、
前記複数のプリズムは、前記主面から射出された光の進行方向を変更する請求項１２に記載の面光源装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備える表示装置。
【請求項１６】
請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の面光源装置を備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、面光源装置、表示装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
指向性を有する光を射出可能な発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ，以下、ＬＥＤと略記する）が提案されている。例えば、特許文献１には、内部に凹面形状の反射面を有する凹状ケースと、凹状ケースの開口部側中央に素子マウント部が位置するように設けられたリード構造と、リード構造の素子マウント部に配置された発光素子と、を備えた反射型ＬＥＤが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、発光部と反射部を有する照明ユニットが開示されている。この照明ユニットは、光出射側が解放側となる放物面からなる反射面を複数形成した第１反射部と、第１反射部のさらに光出射側に設けられ、平板状の反射面を形成した第２反射部とが一体となった反射鏡部材を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８７０１５号公報
【特許文献２】特開２００７−７３３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される反射型ＬＥＤは放物面の焦点位置に光源が設置されているため、反射面方向に光を射出することで指向性を有する光が得られる。しかし、特許文献１に開示される反射型ＬＥＤでは、光源が光の射出方向に存在し、射出光に対して遮蔽物となって、影が生じる。また、特許文献１に開示される反射型ＬＥＤを複数並べて用いた場合、例えば指向性面光源の入光部として用いた場合、境界部において暗線が発生する。
【０００６】
特許文献２に開示される照明ユニットでは、光源の配光分布を鑑みると、均一な照度分布を得るのは困難であり、光の利用効率が悪い。また、特許文献２に開示される照明ユニットは、薄型化が困難である。
【０００７】
本発明の態様はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光源が光の射出方向に存在しても影が生じることを抑制する光源装置を提供することを目的とする。また、本発明の態様においては、均一な照度分布が得られ、光の利用効率の良い光源装置を提供することを目的とする。また、本発明の態様においては、これらの面光源装置を備えた表示装置および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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様における光源装置は、第１光源を有する第１光源ユニットを備え、前記第１光源ユニットは、互いに対向する第１平面及び第２平面と、前記第１平面及び第２平面と接する第１光射出面と、前記第１平面及び第２平面と接し、第１仮想曲面の一部からなる第１反射面と、を有し、前記第１反射面は、前記第１仮想曲面の焦点または焦点近傍と前記第１仮想曲面の頂点又は頂点近傍とを含み、前記第１光射出面と概垂直である切断平面で切断された形状を有し、前記第１光源は、前記第１仮想曲面の前記焦点または焦点近傍に配置されるように構成されている。
【０００９】
本発明の一態様における光源装置において、さらに、第２光射出面を有する第２光源ユニットを備え、前記第２光源ユニットは、前記第１平面と隣接するように配置され、前記第１光射出面は、前記第２光射出面と概平行であり、前記第１光源は、前記第２光源から前記第１方向にずれて配置されていてもよい。
【００１０】
本発明の一態様における光源装置において、前記第２光源ユニットが、互いに対向する第３平面及び第４平面と、前記第３平面及び第４平面と接する第２光射出面と、前記第３平面及び第４平面と接し、第２仮想曲面の一部からなる第２反射面と、を有し、前記第２反射面は、前記第２仮想曲面の焦点または焦点近傍と前記第２仮想曲面の頂点又は頂点近傍とを含み、前記第２光射出面と概垂直である平面で切断された形状を有し、前記第２光源は、前記第２仮想曲面の前記焦点または焦点近傍に配置され、前記第２光源ユニットは、前記第２光源が前記第１光源から前記第２光射出面と平行な方向にずれるよう配置されていてもよい。
【００１１】
本発明の一態様における光源装置において、前記第１光源ユニットは、前記第２光源ユニットと異なる大きさを有していてもよい。
【００１２】
本発明の一態様における光源装置において、前記第１光源ユニットは、前記第１光射出面と前記第１反射面が近接する第１端部を有し、前記第２光源ユニットは、前記第２光射出面と前記第２反射面が近接する第２端部を有し、前記第１平面に垂直な方向から見て、前記第１光源および前記第２光源は、前記第１端部と前記第２端部の間に配置されてもよい。
【００１３】
本発明の一態様における光源装置は、さらに前記第１光源ユニットに接続された第１配線と、前記第２光源ユニットに接続された第２配線とを有し、前記第１配線と前記第２配線は、前記第１平面と概垂直な方向に引き出されてもよい。
【００１４】
本発明の一態様における光源装置において、前記第２光源ユニットは、さらに第１導光体を有し、前記第１導光体は、第１端面から第１先端部に向かって厚みが薄くなる楔形状であり、前記第２光源は、前記第１端面上に配置されてもよい。
【００１５】
本発明の一態様における光源装置は、さらに第３光源と、第２導光体とを有する第３光源ユニットを有し、前記第２導光体は、第２端面から第２先端部に向かって厚みが薄くなる楔形状であり、前記第２光源ユニットは、前記第１光源ユニットと第３光源ユニットの間に配置され、前記第３光源は、前記第２端面上に配置され、
前記第２光源は、前記第２先端部側に位置するよう配置され、前記第３光源は、前記第１先端部側に位置するよう配置されていてもよい。
【００１６】
本発明の一態様における光源装置において、さらに、第２光源ユニットを備え、前記第１光源ユニットは、前記第１平面と平行な方向に前記第２光源ユニットと隣接し、前記第２光源ユニットは、互いに対向する第３平面及び第４平面と、前記第３平面及び第４平面と接する第２光射出面と、前記第３平面及び第４平面と接し、第２仮想曲面の一部からなる第２反射面と、を有し、前記第２反射面は、前記第２仮想曲面の焦点または焦点近傍と前記第２仮想曲面の頂点又は頂点近傍とを含み、前記第２光射出面と概垂直な平面で切断された形状を有し、前記第２光源は、前記第２仮想曲面の前記焦点または焦点近傍に配置され、前記第１光源は、前記第２光射出面における前記第２光源から離れた部分近傍に配置されていてもよい。
【００１７】
本発明の一態様における光源装置において、前記第１仮想曲面は、前記第１平面に垂直な方向から見ると曲率を有し、前記第１平面に平行な方向から見ると平面であってもよい。
【００１８】
本発明の一態様における光源装置において、前記第１光源ユニットは、前記第１光源から射出された光の一部が前記第１光源から離れた部分近傍に配分されるよう構成された配光調整部を有してもよい。
【００１９】
本発明の他の態様における面光源装置は、前記光源装置と、少なくとも前記第１及び第２光源ユニットからの光が入射し、前記光を内部で伝播させて、前記光を外部に射出する導光体と、を備える。
【００２０】
本発明の他の態様における面光源装置は、さらにプリズムシートを有し、前記導光体が、外部に前記光を射出する主面と、前記第１及び第２光源ユニットからの光が入射する端面と、先端部と、を有し、前記導光体が、前記端面から前記先端部に向かって厚みが薄くなる楔形状であり、前記プリズムシートが、前記主面から射出された光の進行方向を変更してもよい。
【００２１】
本発明の他の態様における面光源装置は、さらに前記導光体の前記光を射出する主面を有し、前記導光体は、前記主面上に複数のプリズムを有し、前記複数のプリズムは、前記主面から射出された光の進行方向を変更してもよい。
【００２２】
本発明のさらに他の態様における表示装置は、前記面光源装置と、前記面光源装置から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備える。
【００２３】
本発明のさらに他の態様における照明装置は、前記面光源装置を備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の態様によれば、光源が光の射出方向に存在しても、影が生じることを抑制する光源装置が実現できる。また、均一な照度分布が得られ、光の利用効率の良い光源装置が実現できる。さらに、上記の効果を有する面光源装置を備えた表示装置および照明装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態の光源装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の光源装置を示す正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の光源装置を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の図１に示す光源装置とは異なる方向から見た光源装置を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）本発明の第１実施形態の光源ユニットの斜視図であり、（Ｂ）本発明の第１実施形態の光源ユニットの平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態のレンズの構造を示す平面図である。
【図７】（Ａ）光の伝播を説明するための比較例を示す平面図であり、（Ｂ）本発明の第１実施形態の光源ユニットの平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態の光源ユニットの断面図である。
【図９】（Ａ）パラボラ形状の光源ユニットの平面図と、光源ユニットの光射出面における光の照度分布を示す図であり、(Ｂ) 本発明の第１実施形態のハーフパラボラ形状の光源ユニットの平面図と、光源ユニットの光射出面における光の照度分布を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の光源ユニットを積層した場合の、光射出面における積算光量について説明する図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の二つのハーフパラボラ形状の光源ユニットを積層した場合の平面図と、積層した光源ユニットの光射出面における光の照度分布を示す図である。
【図１２】本発明の第１実施形態のハーフパラボラ形状の光源ユニットを２段に積層した場合の、光射出面における光の積算光量について説明する図である。
【図１３】本発明の第１実施形態のハーフパラボラ形状の光源ユニットを２段積層し、さらにＸ方向に沿って並べた場合の、光射出面における光の積算光量について説明する図である。
【図１４】比較例として、パラボラ形状の光源ユニットをＸ方向に配列した場合の、光射出面における光の積算光量について説明する図である。
【図１５】（Ａ）比較例として、パラボラ形状の光源ユニットを２段積層し、さらにＸ方向に並列した場合の、光射出面における光の積算光量について説明する図であり、（Ｂ）図１５（Ａ）で示す光源ユニットの光射出面における光源部分の拡大正面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態の光源ユニットを積層した際の、光源と外部回路とを接続する配線の引き出し構造を示す図である。
【図１７】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の第１実施形態の光源ユニットを積層した際の、光源と外部回路とを接続する配線の引き出し構造を示す図である。
【図１８】本発明の第１実施形態の光源ユニットを積層した際の、光源ユニットの光源を駆動するための配線の引き出し構造を示す図である。
【図１９】本発明の第１実施形態の変形例における光源装置の平面図である。
【図２０】本発明の第２実施形態の光源ユニットの平面図である。
【図２１】（Ａ）配光調整部を設けていない光源ユニットの光射出面における照度分布を示し、（Ｂ）配光調整部を設けた本発明の第２実施形態の光源ユニットの光射出面における照度分布を示す。
【図２２】本発明の第２実施形態の変形例である光源装置の斜視図である。
【図２３】本発明の第３実施形態の光源装置の斜視図である。
【図２４】（Ａ）本発明の第３実施形態の変形例である光源装置の平面図であり、（Ｂ）図２４（Ａ）で示す光源ユニットの拡大平面図である。
【図２５】本発明の第３実施形態の変形例である光源装置の平面図である。
【図２６】（Ａ）本発明の第４実施形態の光源装置の斜視図であり、（Ｂ）楔形導光棒を有する光源ユニットを積層した状態を示す平面図であり、（Ｃ）楔形導光棒の作用を説明するための平面図である。
【図２７】（Ａ）本発明の第５実施形態の面光源装置の斜視図であり、（Ｂ）面光源装置の断面図である。
【図２８】本発明の第５実施形態の変形例における導光体の断面図である。
【図２９】本発明の第６実施形態の表示装置を示す断面図である。
【図３０】本発明の第７実施形態の表示装置を示す断面図である。
【図３１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第８実施形態の照明装置の概略構成を示す図である。
【図３２】本発明の第８実施形態の照明装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１３を用いて説明する。
図１は、本実施形態の光源装置１０００を示す斜視図である。図２は、本実施形態の光源装置１０００の正面図である。図３は、本実施形態の光源装置１０００の平面図である。図４は、図１に示す光源装置とは異なる方向から見た本実施形態の光源装置１０００を示す斜視図である。なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２７】
本実施形態の光源装置１０００は、図１に示すように、複数の光源ユニット１００を備える。複数の光源ユニット１００は、Ｘ方向に一列に配置されている第１光源ユニット群と、第１光源ユニット群上に配置され、Ｘ方向に一列に配置されている第２光源ユニット群とを含む構成とする。
【００２８】
本実施形態において、第１光源ユニット群に含まれる光源ユニット１００を第１光源ユニット１１０、第２光源ユニット群に含まれる光源ユニット１００を第２光源ユニット１２０と呼ぶことがある。本実施形態において、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０の構成は同一である。
【００２９】
以下に、光源ユニット１００の構成について、図５（Ａ）〜図８を参照して説明する。図５（Ａ）は、本実施形態における光源ユニット１００の斜視図を示す。図５（Ｂ）は、本実施形態における光源ユニット１００の平面図を示す。図６は、本実施形態におけるレンズの構造を説明する図である。図７（Ａ）は、光の伝播を説明するための比較例を示す平面図である。図７（Ｂ）は、本実施形態の光源ユニットの平面図である。図８は、本実施形態における光源ユニット１００の断面図である。
【００３０】
図５（Ａ）に示すように、光源ユニット１００は、レンズ１０と、光源２０と、第１反射ミラー３０と、第２反射ミラー４０と、を有する。レンズ１０は、概ハーフパラボラ形状を有する。本実施形態におけるハーフパラボラ形状とは、ＸＹ平面における形状がパラボラ形状である概半筒形状を、曲面の焦点（または焦点近傍）と、曲面の頂点（または頂点近傍）とを含むＹＺ平面で切断した形状のことを指す。ハーフパラボラ形状の曲面上には、第１反射ミラー３０が設けられる。レンズ１０は、光源２０からの光が射出される光射出面１０ａと、曲面と光射出面１０ａと接する端面１０ｂと、を有する。なお、本実施形態においては、レンズ１０の光射出面１０ａを、光源ユニット１００の光射出面と称することがある。
【００３１】
レンズ１０の端面１０ｂは、Ｘ方向に隣接する光源ユニット１００と接する部分であり、具体的には、隣接する光源ユニット１００の光源２０と隣接する。
【００３２】
レンズ１０は、互いに対向する第１平面１０ｃと第２平面１０ｄを有する（図２参照）。本実施形態においては、第１平面１０ｃと第２平面１０ｄが互いに概平行に設けられているが、これに限定されない。第３平面１０ｅは、曲面と光射出面１０ａに接している（図５（Ｂ）参照）。
【００３３】
レンズ１０は、例えばアクリル樹脂、フェニール系もしくはジメチル系のシリコン樹脂等で形成されていてもよい。
【００３４】
図５（Ｂ）に示すように、第１反射ミラー３０は、レンズ１０の曲面上に設けられる。つまり、第１反射ミラー３０はハーフパラボラ形状の曲面を有する。本実施形態において、ハーフパラボラ形状の曲面とは、パラボラ形状の曲面、すなわち仮想曲面Ｓを、仮想曲面Ｓの焦点Ｆ（または焦点Ｆ近傍）と、仮想曲面Ｓの頂点Ｔ（または頂点Ｔ近傍）とを含み、光射出面１０ａに概垂直な平面（ＹＺ平面）で切断された形状のことを指す。仮想曲面Ｓは、Ｚ方向（レンズ１０の第１平面１０ｃに垂直な方向）から見ると曲率を有する。また、仮想曲面Ｓは、Ｘ方向（第１平面１０ｃに平行な方向）から見ると曲率を有していない。第１反射ミラー３０は、アルミニウム等の反射率の高い金属をスパッタもしくは蒸着することにより形成してもよい。また、第１反射ミラー３０は、アルミニウム等の反射率の高い金属を含む膜を、光学接着剤によりレンズ１０の曲面に貼り付けて形成してもよい。
【００３５】
第２反射ミラー４０は、レンズ１０の端面１０ｂ、第１平面１０ｃ、第２平面１０ｄ及び第３平面１０ｅ上に設けられている。第２反射ミラー４０は、第１反射ミラー３０と同様の方法で形成することができる。第２反射ミラー４０は、第１反射ミラー３０と一体形成されていてもよい。なお、レンズ１０の第１平面１０ｃ、第２平面１０ｄ及び第３平面１０ｅ上のいずれかに第２反射ミラー４０が形成されていなくてもよい。
【００３６】
光源２０は、仮想曲面Ｓの焦点Ｆまたは焦点Ｆ近傍に配置される。具体的には、光源２０の発光面２０ａ上に仮想曲面Ｓの焦点Ｆが位置するように、光源２０が配置される。本実施形態では、光源２０がレンズ１０の第３平面１０ｅと光射出面１０ａの接する部分に配置されている。しかしながら、光源２０は仮想曲面Ｓの焦点Ｆまたは焦点Ｆ近傍であれば、光射出面１０ａから離れた位置や、第３平面１０ｅから離れた位置に配置されてもかまわない。また、光源２０は、光源２０の発光面２０ａが第１反射ミラー３０と対向するように配置されている。光源２０は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等で構成される。
【００３７】
本実施形態の光源ユニット１００は、レンズ１０を有しているが、レンズ１０を有していない構成でもよい。光源ユニット１００は、少なくとも光源２０と、第１反射ミラー３０とを有し、レンズ１０の部分を空間とした構成であってもよい。
【００３８】
次に、光源ユニット１００における光源２０からの光の伝播について説明する。なお、以降の説明において、上述の仮想曲面Ｓの焦点Ｆを第１反射ミラー３０の焦点と呼ぶことがある。まずは、ＸＹ平面上における光の伝播について、図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ｂ）に示すように、光Ｌ１は、光源２０の発光面２０ａから様々な射出角度をもって第１反射ミラー３０へと射出される。発光面２０ａの位置は第１反射ミラー３０の焦点Ｆと概略一致しているため、光源２０から発せられた光Ｌは、第１反射ミラー３０に対してどのような角度で入射したとしても、Ｙ方向に沿って進行する。したがって、光源２０の発光面２０ａから発せられた拡散光は、第１反射ミラー３０により平行化され、光射出面１０ａからＸ方向に高い指向性を持つ光Ｌが射出される。光源２０の発光面２０ａに対してほぼ垂直に射出した光は、第１反射ミラー３０で反射されるが、光源２０によって遮られてしまうため影が生じる。
【００３９】
本実施形態のレンズ１０は、図６に示すように、光源２０を配置する部分に、加工部１１を有していてもよい。加工部１１の一部は円弧状となっている。光源２０からの光は、この円弧状となった部分から入射する。加工部１１と光源の発光部２０ａとの間は、空間になっている。この空間には、空気等、レンズ１０より屈折率の低い気体が存在する。この構成において、光源２０の発光面２０ａから射出された光は、空間へ射出された後、レンズ１０に入射する。空間における屈折率はレンズ１０より低いため、空間からレンズ１０に入射した光は、Ｓｎｅｌｌの法則にしたがって屈折し、レンズ１０内を伝播する。このように、レンズ１０に加工部１１を設けることにより、光源２０からの光をレンズ１０の端面１０ｂまで分配することができる。なお、前述の空間には、レンズ１０より屈折率の低い材料が充填されていてもよい。
【００４０】
なお、本実施形態におけるレンズ１０の端面１０ｂの面積は、隣接する光源２０のＺＹ平面における面積と概ね等しくてもよいが、これに限定されない。Ｙ方向において、端面１０ｂの寸法は、光源２０の寸法と同じ、もしくはこれより大きいことが好ましい。図７（Ａ）に示すように、Ｙ方向における端面１０ｄの寸法が、光源２０の寸法より小さい場合、光源２０の発光面２０ａから射出された光は端面１０ｂまで到達しない。したがって、射出される光の幅はＷ１となり、光射出面１０ａの端部からは、光が射出されない。一方で、図７（Ｂ）に示すように、Ｙ方向における端面１０ｄの寸法が、光源２０の寸法と同じ（もしくはＹ方向における端面１０ｄの寸法が、光源２０の寸法より大きい）場合、光源２０の発光面２０ａから射出された光は端面１０ｂまで到達する。したがって、射出される光の幅はＷ２となり、光射出面１０ａ全体から光が射出される。
【００４１】
次に、ＹＺ平面上における光の伝播について、図８を用いて説明する。図８に示すように、ＺＹ平面に垂直な方向（Ｘ方向）から見ると、第１反射ミラー３０は、概平面形状である。すなわち、第１反射ミラー３０は、ＺＹ平面に垂直な方向から見ると、光源２０の発光面２０ａから射出する光の指向性を向上させるための曲率を有していない。したがって、光源ユニット１００の光射出面１０ａからの光Ｌは、Ｚ方向には指向性を有していない。なお、第１反射ミラー３０は、Ｚ方向に指向性を有していない形状であれば、曲率を有していてもよい。
【００４２】
以上のように、本実施形態におけるハーフパラボラ形状を有する光源ユニット１００から射出される光Ｌは、Ｘ方向には高い指向性を有するが、Ｚ方向には指向性を有していない。
【００４３】
次に、図１を参照して、第１光源ユニット群と第２光源ユニット群との配置について説明する。説明の便宜上、第１光源ユニット群に含まれる光源ユニット１００のことを第１光源ユニット１１０、第２光源ユニット群に含まれる光源ユニット１００のことを第２光源ユニット１２０と称する。図１に示すように、複数の第１光源ユニット１１０は、同じ向きとなるように配置されている。すなわち、第１光源ユニット１１０は、第１光源ユニット１１０のレンズ１０の端面１０ｂが、これとＸ方向に隣接する第１光源ユニット１１０の光源２０と隣接するように配置されている。複数の第２光源ユニット１２０も第１光源ユニット１１０と同様に、同じ向きとなるように配置されている。すなわち、第２光源ユニット１２０は、第２光源ユニット１２０のレンズ１０の端面１０ｂが、これとＸ方向に隣接する第２光源ユニット１２０の光源２０と隣接するように配置されている。
【００４４】
図１、図３、及び図４に示すように、第２光源ユニット１２０は、第１光源ユニット１１０と反転して配置されている。つまり、第１光源ユニット１１０の光源２１は、この第１光源ユニット１１０上に配置されている第２光源ユニット１２０のレンズ１０の端面と近接するよう配置されている。言い換えれば、第１光源ユニット１１０の光源２１は、この第１光源ユニット１１０上に配置されている第２光源ユニット１２０の光源２２から遠い側になるように配置されている。
【００４５】
図２に示すように、第１光源ユニット１１０の光源２１は、この第１光源ユニット１１０上に配置された第２光源ユニット１２０の光源２２から、Ｘ方向にずれるよう配置されている。第１光源ユニット１１０の光源２１が第２光源ユニット１２０の光源からＸ方向にずれる量は、第２光源ユニット１２０の光源２２の幅（Ｘ）方向における寸法）であることが好ましい。このように第１光源ユニット１１０の光源２１と第２光源ユニット１２０の光源２２とがＸ方向にずれるよう配置されることにより、光源装置１０００から射出される光の照度分布が均一となるが、その詳細については後述する。
【００４６】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照して、光源ユニット５００がパラボラ形状である場合と、光源ユニット１００がハーフパラボラ形状である場合との比較について説明する。図９（Ａ）は、パラボラ形状の光源ユニット５００の平面図と、光源ユニット５００の光射出面５１０ａにおける光の照度分布を示す。図９（Ｂ）は、ハーフパラボラ形状の光源ユニット１００の平面図と、光源ユニット１００の光射出面１０ａにおける光の照度分布を示す。
【００４７】
図９（Ａ）に示すように、光源ユニット５００がパラボラ形状である場合、光源ユニット５００から射出される光がＸ方向に指向性を持つよう光源ユニット５００を構成するには、パラボラ形状の焦点（または概焦点）位置に光源５２０を配置する必要がある。したがって、光源５２０は光射出面５１０ａの概中央に配置される。その結果、光射出面５１０ａにおける光の照度分布に示すように、光源５２０の位置に相当する中央部分では影が生じ、光源５２０近傍では光強度が強く、光源５２０から離れるにしたがって光強度は弱くなる。
【００４８】
一方で、図９（Ｂ）に示すように、光源ユニット１００がハーフパラボラ形状である場合、すなわち本実施形態における光源ユニット１００の場合、光源２０は、前述のように光射出面１０ａの端部に配置される。その結果、光射出面１０ａにおける光の照度分布に示すように、光源２０の位置に相当する端の部分で影が生じ、光源２０近傍では光強度が強く、光源２０から離れるにしたがって光強度は弱くなる。
【００４９】
ここで、図１０及び図１１を参照して、本実施形態におけるハーフパラボラ形状の光源ユニット１００を二つ積層した場合の効果について説明する。図１０は、本実施形態における光源ユニット１００を積層した場合の、光射出面１０ａ（ＸＺ平面）における積算光量について説明する図である。図１１は、二つのハーフパラボラ形状の光源ユニット１００を積層した場合の平面図と、積層した光源ユニット１００の光射出面１０ａ（ＸＺ平面）における光の照度分布を示す。ここで、二つの光源ユニット１００の一方は、第１光源ユニット群に含まれる第１光源ユニット１１０であり、他方は第２光源ユニット群に含まれる第２光源ユニット１２０である。
【００５０】
図１０に示すように、第２光源ユニット１２０は、光源２２が配置される位置に相当するＸ軸において−５ｍｍの位置では積算光量が０であり（つまり影の部分）、光源２２近傍で積算光量が最大値となる。そして、光源２２からＸ軸においてプラスの方向に離れるにつれ、積算光量は減少していく。
【００５１】
また図１０において、第１光源ユニット１１０は、第２光源ユニット１２０とは反転するように配置されている。Ｚ方向から見た場合、第１光源ユニット１１０の第光射出面１０ａと第１反射ミラー３０が近接する端部と、第２光源ユニット１０２の光射出面１０ａと第１反射ミラー３０が近接する端部との間に、第１光源ユニット１１０の光源２１と第２光源ユニット１２０の光源２２が配置される。すなわち、第１光源ユニット１１０の光源２１が配置される位置に相当するＸ軸において５ｍｍの位置では積算光量が０であり、光源２１近傍で積算光量が最大値となる。そして、光源２１からＸ軸においてマイナスの方向に離れるにつれ、積算光量は減少していく。
【００５２】
図１０において、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０が積層された状態と、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０の光射出面１０ａ（ＸＺ平面）における積算光量が示されている。第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０は、第１光源ユニット１１０の第２平面１０ｄの一部が、第２光源ユニット１２０の第１平面１０ｃの一部と重なるように配置される。第１光源ユニット１１０の光源２１と第２光源ユニット１２０の光源２２は、互いにＸ方向にずれるよう配置されている。
【００５３】
このように第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０を配置することによって、第１光源ユニット１１０の積算光量が０の部分、すなわち、第１光源ユニット１１０の光源２１から射出された光が光源２１によって遮られることによって生じる影の部分に、第２光源ユニット１２０において積算光量が最大となる部分が重なる。さらに、図５（Ｆ）で示したように、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０は、Ｚ方向に指向性を有していないので、Ｚ方向では第１光源ユニット１１０から射出された光と、第２光源ユニット１２０から射出された光とが混ざり合う。
【００５４】
したがって、図１０の第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０が積層された状態の光射出面１０ａ（ＸＺ平面）における光の積算光量及び図１１に示す通り、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０の積算光量が足し合わされる。その結果、Ｘ軸において０ｍｍ近傍の積算光量は、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０それぞれの積算光量の最大値とほぼ同じになる。換言すれば、第１光源ユニット１１０の光源２１から射出された光が、光源２１によって遮られて生じる影の部分に、第２光源ユニット１２０の光源２２から射出された光が照射されることによって、積算光量の低い部分が生ずることを抑えることができる。つまり、第１光源ユニット１１０の光源２１と第２光源ユニット１２０の光源２２が、互いにＸ方向にずれるよう配置されることにより、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０から射出される光の積算光量がＸＺ平面において均一化される。
【００５５】
なお、第１光源ユニット１１０の光源２１と第２光源ユニット１２０の光源２２が、互いにＸ方向にずれる寸法は、光源２１または光源２２のＸ方向における寸法であることが好ましい。このように第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０を配置することにより、第１光源ユニットにおいて光射出面１０ａにおいて影となる部分に、第２光源ユニットにおいて積算光量が最大となる部分から光が照射される。しかしながら、第１光源ユニット１１０の光源２１と第２光源ユニット１２０の光源２２が互いにＸ方向にずれる寸法が、光源２１または光源２２のＸ方向における寸法より大きい場合においても、第１光源ユニット１１０において影となる部分に、第２光源ユニットにおいて積算光量が大きい部分の光が照射されれば、本実施形態の効果が得られる。また、第１光源ユニット１１０の光源２１と第２光源ユニット１２０の光源２２が互いにＸ方向にずれる寸法が、光源２１または光源２２のＸ方向における寸法より小さい場合においても、すなわち第１光源２１と第２光源２２がＸ方向において重なっている場合においても、第１光源２１と第２光源２２がＸ方向において重なる寸法が十分に小さければ、光射出面１０ａにおいて影となる部分が視認されず、本実施形態の効果が得られる。
【００５６】
次に、図１２を参照して、複数の光源ユニット１００を２段積層し、さらにＸ方向に沿って並べた例について説明する。図１２は、二つの第１光源ユニット１１０と二つの第２光源ユニット１２０を積層した場合の、光射出面１０ａ（ＸＺ平面）における光の積算光量について説明する図である。
【００５７】
図１２には、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０を積層した二組の光源ユニット２００、３００が示されている。これら二組の光源ユニット２００、３００は、それぞれ図１０に示される二つの積層された光源ユニット１００と同じ積算光量のプロファイルを有している。すなわち、一組の光源ユニット２００の光射出面１０ａ（ＸＺ平面）において、０ｍｍ近傍（光源２０の位置に相当する）において積算光量は最大となる。そして、光源２０からＸ軸方向に離れるにつれ積算光量は減少し、１０ｍｍおよび−１０ｍｍ付近で積算光量は０となる。
【００５８】
この二組の光源ユニット２００、３００を、一方の光源ユニットの組２００において積算光量が０となる部分と、他方の光源ユニットの組３００において積算光量が最大となる部分が重なるように積層すると、光射出面１０ａ（ＸＺ平面）における積算光量は、図１２に示すようなプロファイルとなる。
【００５９】
それぞれの光源ユニット１００は、前述のようにＺ方向に指向性を有していないため、一方の光源ユニットの組２００の積算光量と、他方の光源ユニットの組３００の積算光量とが足し合わされる。したがって、一方の光源ユニットの組２００において光源２０から離れ、積算光量が０となる部分（一方の光源ユニットの組のＸが１０ｍｍ付近の部分）は、他方の光源ユニットの組３００における光源２０近傍の積算光量(他方の光源ユニットの組のＸが０ｍｍ付近の部分)とほぼ同一となる。換言すれば、一方の光源ユニットの組２００において光源２０から離れ、光強度の低い部分に、他方の光源ユニットの組３００の光源２０から射出された光が照射されることによって、積算光量の低い部分が生じることを抑えることができる。つまり、二組の光源ユニット２００、３００から射出される光の積算光量がＸＺ平面において均一化される。
【００６０】
図１３は、図１２と同様に、複数の光源ユニット１００を２段積層し、さらにＸ方向に沿って並べた場合の、光射出面１０ａ（ＸＺ平面）における光の積算光量について説明する図である。図１３では二つの第１光源ユニット１１０と二つの第２光源ユニット１２０を積層しているが、図１４では、五つの第１光源ユニット１１０と五つの第２光源ユニット１２０を積層した例を示す。
【００６１】
図１３に示すように、積層された第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０において、第１光源ユニット１１０の積算光量が０の部分、すなわち、第１光源ユニット１１０の光源２１から射出された光が光源２１によって遮られることによって生じる影の部分に、第２光源ユニット１２０において積算光量が最大となる部分が重なる。つまり、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０の光源２１、２２が、互いにＸ方向にずれるよう配置されることにより、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０から射出される光の積算光量がＸＺ平面において均一化される。
【００６２】
これに加え、図１３においても、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０を積層したものを一組の光源ユニット２００と見なすと、隣接する二組の光源ユニット２００、３００において、一方の光源ユニットの組２００において光源２０から離れ、光強度の低い部分に、他方の光源ユニットの組３００から光が照射されることによって、積算光量の低い部分が生じることを抑えることができる。つまり、複数の光源ユニット１００から射出される光の積算光量がＸＺ平面において均一化される。
【００６３】
図１４は、比較例として、パラボラ形状の光源ユニット５００をＸ方向に配列した場合における、光射出面５１０ａ（ＸＺ平面）における光の積算光量について説明する図である。前述のように、パラボラ形状の光源ユニット５００を用いた場合、光射出面５１０ａの中央部分に光源５２０が配置される。光源５２０から射出され、反射ミラー５３０で反射した光のうちの一部が光源５２０によって遮られるため、図１４に示すように積算光量が０の部分が生じる。さらに、光源５２０から離れるにつれ、積算光量は小さくなり、光源ユニット５００が隣接する部分では積算光量が０となる。したがって、複数の光源ユニット５００のＸＺ平面においておける光の積算光量は不均一となる。
【００６４】
図１５（Ａ）は、比較例として、パラボラ形状の光源ユニット５００を２段積層し、さらにＸ方向に沿って並べた場合の、光射出面５１０ａ（ＸＺ平面）における光の積算光量について説明する図である。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）で示す光源ユニット５００の拡大正面図である。図１５（Ａ）に示すように、複数のパラボラ形状の光源ユニット５００は、二段に積層されている。このとき、下段の光源ユニット５００において、光源５２０から離れ、光強度の低い部分に、上段の光源ユニットの光源５２０によって光が照射されるように配置されている。換言すれば、下段の光源ユニット５００の光射出面の端部と、上段の光源ユニットの光源５２０が重なるように配置されている。しかしながら、図１５(Ｂ)に示すように、下段の光源ユニット５００の光源から射出された光が、光源５２０によって遮られることによって生じる影の部分には、上段の光源ユニット５００の光強度の低い部分が重なっている。したがって、図１５（Ａ）に示すように、光源５２０によって遮られることによって生じる影により、積算光量が０となる部分が生じ、複数の光源ユニット５００のＸＺ平面における光の積算光量は不均一となる。
【００６５】
以上のように、パラボラ形状の光源ユニット５００を用いた場合では、光源５２０が光射出面５１０ａの中央部分に配置される。そのため、光源ユニット５００を積層しても、下段の光源ユニット５００の光強度の低い部分と、上段の光源ユニット５００の光強度の高い部分とを重ねることができない。したがって、積層した光源ユニット５００のＸＺ平面における光の積算光量は不均一となる。
【００６６】
一方で、本実施形態のハーフパラボラ形状の光源ユニット１００を用いることによって、光源２０を光射出面１０ａの端に配置することができる。したがって、積層する第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０のそれぞれの光源２１、２２を互いにＸ方向にずらして配置することができる。このように第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０を配置することにより、第１光源ユニット１１０の光源２１によって遮られて生じる影の部分に、第２光源ユニット１２０の光源２２から射出された光が照射され、積算光量の低い部分が生ずることを抑えられる。これに加え、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０を積層する際、第１光源ユニット１１０は、第２光源ユニット１２０と反転して配置されている。つまり、第２光源ユニット１２０の光源２２が、第１光源ユニット１１０の光源２１から遠い側になるように配置されている。こうすることにより、第１光源ユニット１１０において光源２１から離れ、光強度の低い部分に、第２光源ユニット１２０の光源２２から射出された光が照射されることによって、積算光量の低い部分が生じることを抑えられる。つまり、積層された二つの光源ユニット１００から射出される光の積算光量がＸＺ平面において均一化される。言い換えれば、光源装置１０００から射出される光の積算光量が均一化される。
【００６７】
次に、本実施形態の光源ユニット１００を積層した際の、光源ユニット１００の光源２０を駆動するための配線の引き出し構造について図１６〜１５を参照して説明する。
【００６８】
図１６に示す光源装置１０００では、第１光源ユニット１１０の配線５１が第１光源ユニット１１０の下から引き出され、第２光源ユニット１２０の配線５２が第２光源ユニット１２０の上から引き出されている。この場合、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０を隙間なく配置することができる。したがって、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０から射出される光の積算光量がより均一化される。
【００６９】
図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）は、第１光源ユニット１１０に接続される配線５１を第２光源ユニット１２０側から引き出す例を示す。なお、図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）において、配線の引き出し方を容易に理解するため、各光源ユニット１００は実際より広い隙間をもって配置されるよう図示されている。図１７（Ａ）〜１４（Ｃ）に示すように、第１光源ユニット１１０の配線５１は、第２光源ユニット１２０の光源２２の下方及び側方を通って、第１光源ユニット１１０の上部まで引き出される。この場合、複数の光源ユニット１００の配線が一方から引き出されるため配線がまとめやすく、光源ユニット１００の設置が容易となる。
【００７０】
図１８は、積層された第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０の配線５１、５２を一つの回路として設ける例を示す。図１８に示すように、第１光源ユニット１１０の配線５１は、第２光源ユニット１２０の光源２２と接続する。言い換えれば第１光源２１と第２光源２２は、直列接続されている。そして、第２光源ユニット１２０の配線５２は、第２光源ユニット１２０の上部から引き出される。この場合、複数の光源ユニット１００の配線が一方から引き出されるため配線がまとめやすく、光源ユニット１００の設置が容易となる。
【００７１】
以上、本実施形態の複数のハーフパラボラ形状の光源ユニット１００を積層する例について説明した。本実施形態においては、第１光源ユニット１１０と、第２光源ユニット１２０が概略同一の大きさである場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０の光源２１、２２の位置が、互いにＸ方向にずれて配置されていれば、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０の大きさが異なっていてもよい。
【００７２】
例えば、図１９に示すように、第１光源ユニット１１０ａの光射出面１１０ａの配列した方向における寸法は、第２光源ユニット１２０の光射出面１０ａの配列した方向における寸法の約半分となっている。このような構成の第１光源ユニット１１０ａと第２光源ユニット１２０を積層した場合でも、第１光源ユニット１１０ａの光源２１ａから射出された光が、光源２１ａによって遮られて生じる影の部分に、第２の光源ユニット１２０の光源２２によって光が照射され、積算光量の低い部分が生ずることを抑えることができる。これに加え、第１光源ユニット１１０ａにおいて光源２１ａから離れ、光強度の低い部分に、第２光源ユニット１２０の光源２２によって光が照射されることによって、積算光量の低い部分が生じることを抑えることができる。つまり、積層された第１光源ユニット１１０ａと第２光源ユニット１２０から射出される光の積算光量が均一化される。
【００７３】
［第２実施形態］
本実施形態では、第１実施形態に記載の光源ユニット１００とは異なる形状の光源ユニット１３０について説明する。
【００７４】
図２０は、本実施形態における光源ユニット１３０の平面図である。本実施形態の光源ユニット１３０において、実施形態１の光源ユニット１００と共通する構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７５】
本実施形態における光源ユニット１３０は、光源２０から射出された光の一部が光源ユニット１３０の端部近傍に配分されるよう構成された部分（配光調整部）６０を有する点が第１実施形態と異なる。
【００７６】
配光調整部６０は、レンズ１０の第３平面１０ｅにおける光源２０近傍に設けられ、光源２０の発光面２０ａに対して傾斜した反射面６０ａを有する。このように、光源２０からの光の進行方向に配光調整部６０を設けることにより、図２０に示すように光源ユニット１３０の端部近傍へ光を配分することができる。このような配光調整部６０は、光源ユニット１３０の第３平面１０ｅを研削加工することにより形成することができる。
【００７７】
このような配光調整部６０を設ける理由について、図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）を参照して説明する。図２１（Ａ）は、配光調整部を設けていない光源ユニット１００の光射出面１０ａにおける照度分布を示す。図２１（Ｂ）は、配光調整部６０を設けた本実施形態の光源ユニット１３０の光射出面１０ａにおける照度分布を示す。
【００７８】
光源２０からの光は、光源２０の発光面２０ａから等方的に射出されるが、発光面２０ａに垂直な方向（中心軸）で最も光強度が高く、中心軸からの角度が大きくなるに従って光強度が低下していくランバーシアン配光特性を有している。したがって、図２１（Ａ）に示すように、配光調整部を設けていない場合、光源ユニット１００の光射出面１０ａにおける光源２０近傍では照度が大きく、光源２０から離れるにつれて照度は小さくなる。
【００７９】
一方で、図２１（Ｂ）に示すように、レンズ１０に配光調整部６０を設けた場合、光源２０の発光面２０ａに概垂直に射出される光強度の高い光の一部が、配光調整部６０によって反射する。配光調整部６０で反射した光は、光源２０から離れた第１反射ミラー３０にて反射するため、光強度の低い部分に光が配分されることになる。したがって、図２１（Ｂ）に示す照度分布に示すように、光源ユニット１３０の光射出面における照度分布は、配光調整部６０を設けない場合に比べて均一化される。
【００８０】
なお、図２０では、レンズ１０の第３平面１０ｅにおける光源２０近傍に設けられ、光源２０の光射出面１０ａに対して傾斜した反射面６０ａを有する配光調整部６０について説明したが、配光調整部６０の構成はこれに限定されない。例えば、図２２に示すように、光源２０の発光面２０ａから概垂直な方向に射出される光の光路上にハーフミラー６１を設けてもよい。光源の発光面２０ａから概垂直な方向に射出される光の一部Ｌ１は、ハーフミラー６１により反射され、光源２０から離れた第１反射ミラー３０で反射する。光源の発光面２０ａから概垂直な方向に射出される光のうち、ハーフミラー６１によって反射されなかった光Ｌ２は、ハーフミラー６１を透過し、光源２０に近い第１反射ミラー３０で反射する。このような構成により、光源ユニット１３０の光射出面における照度分布は均一化される。
【００８１】
なお、図２２に示す光源ユニットは、光源２０と、レンズ１０の一部と、第１反射ミラー３０の一部を含む第１部品１３０ａを作製し、これとハーフミラーである配光調整部と、レンズ１０の一部と、第１反射ミラー３０の一部を含む第２部品１３０ｂとを光学接着剤等を用いて張り合わせることで作製することができる。また、レンズ１０を形成するときに、ハーフミラー６１を固定するように樹脂を充填して固化することにより、ハーフミラー６１を有する光源ユニット１３０を形成してもよい。
【００８２】
以上のように、光源ユニット１３０に配光調整部６０を設けることにより、光源ユニット１３０の光射出面１０ａにおける照度分布は均一化される。本実施形態の光源ユニット１３０は、ハーフパラボラ形状であるため、光源２０が光源ユニット１３０の光射出面１０ａの端部に配置される。このため、光源２０の発光面２０ａから概垂直な方向に射出される光の光路上に配光調整部６０を設けることが容易である。なお、本実施形態の光源ユニット１３０は、第１実施形態における第１光源ユニット１１０及び第２光源ユニット１２０の両方に適用できる。
【００８３】
［第３実施形態］
本実施形態では、第１実施形態とは異なる構成の光源装置について図２３を参照して説明する。第１実施形態では、第１光源ユニット１１０と第２光源ユニット１２０とを積層することにより、第１光源ユニット１１０の光源２１から射出された光が、光源２１によって遮られて生じる影の部分に、第２光源ユニット１２０の光源２２によって光が照射されることで積算光量の低い部分が生ずることを抑えることができる。これに対し、本実施形態では、光源ユニット１００を積層せずに、積算光量の低い部分が生じることを抑えることができる構成について説明する。なお、本実施形態の光源装置１１００において、実施形態１の光源装置１０００と共通する構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８４】
図２３に示すように、本実施形態の光源装置１１００では、複数の光源ユニット１４０が、Ｘ方向に一列に配置されている。
【００８５】
図２３に示すように、本実施形態の光源ユニット１４０のレンズ１０は、光源近傍に、隣接する光源ユニットのレンズ１０の端部が嵌め込まれる切り欠き部７０を有する。切り欠き部７０は、概ね三角形状であり、隣接する光源ユニットの端部（端面１０ｂ近傍の領域）に対応する形状を有する。光源２０は、切り欠き部７０と第１反射ミラー３０との間に配置される。隣接する光源ユニット１４０は、一方の光源ユニット１４０のレンズ１０の端部が、他方の光源ユニット１４０の切り欠き部７０に嵌め込まれるようＸ方向に沿って配置される。言い換えれば、隣接する光源ユニット１４０の一方の光源ユニット１４０の光源２０と、他方の光源ユニット１４０のレンズ１０の端部が隣接するように、これらの光源ユニット１４０を第１平面１０ｃと平行な方向に配列する。このとき、隣接する光源ユニット１４０の光射出面１０ａは概略同一平面上に存在する。
【００８６】
光射出面１０ａと平行な方向に隣接する光源ユニット１４０の一方の光源２０と、他方の光源ユニット１４０のレンズ１０の端部が重なる幅は、光射出面１０ａと平行な方向における光源２０の幅と同じであることが好ましいが、本実施形態はこれに限定されない。
【００８７】
このように複数の光源ユニット１４０を配置することにより、光源２０の発光面２０ａに対してほぼ垂直に射出した光が第１反射ミラー３０で反射され、光源２０によって遮られて影が生じる部分には、隣接する光源ユニット１４０の端部が重なる。こうすることにより、光射出面１０ａにおいて光源２０に起因する影が生じない。
【００８８】
本実施形態における光源ユニット１４０として、第２実施形態の光源ユニット１３０を用いると、光源ユニット１３０の光射出面における照度分布が均一化されるため、好ましい。
【００８９】
本実施形態の光源装置１１００では、光源の発光面２０ａに対してほぼ垂直に射出した光が第１反射ミラー３０で反射され、光源２０によって遮られて影が生じる部分と、隣接する光源ユニット１４０の端部が重なるため、光射出面１０ａにおいて影が生じない。よって、複数の光源ユニット１４０のＸＺ平面における照度分布が概ね均一となる。また、光源ユニット１４０が１層であるため、光源装置１１０の更なる薄型化が実現できる。
【００９０】
本実施形態の光源装置１１００では、複数の光源ユニット１４０を一列に配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、図２４（Ａ）に示す光源装置１１１０のように、光源ユニット１５０を一体として形成し、光源ユニット１５０のレンズ１０に複数の光源２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを嵌め込んでもよい。光源ユニット１５０は、複数のハーフパラボラ形状の第１反射ミラー３０を有する。光源２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、第１反射ミラー３０の焦点、又は焦点近傍に配置される。光源２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと光射出面１０ａの間には、隣接する光源からの光を反射する第１反射ミラー３０が配置される。例えば、光源２０Ｂと光射出面１０ａの間には、光源２０Ａからの光を反射する第１反射ミラー３０が配置される。なお、図２４（Ｂ）に示すように、光源２０ＡのＹ方向における寸法Ｄ１は、光源２０Ａと隣接する光源２０Ｂと光射出面１０ａとの距離Ｄ２より小さい。こうすることにより、光源装置１１００と同様の効果が得られる。
【００９１】
さらに、本実施形態の変形例として、例えば、図２５に示す光源装置１１２０のように、実施形態１の光源ユニット１００を用い、光学接着剤等を含む接着層８０用いて、基材１０１に光源ユニット１００を固定してもよい。光源ユニット１００を固定する際、光源ユニット１００のレンズ１０の端部近傍における第１反射ミラー３０と、隣接する光源ユニット１００の光源２０とが重なるように配置する。こうすることにより、光源装置１１００と同様の効果が得られる。
【００９２】
［第４実施形態］
本実施形態では、第１実施形態とは異なる構成の光源装置１２００について図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）を参照して説明する。第１実施形態では、第２光源ユニット１２０がハーフパラボラ形状を有していたが、本実施形態では、第２光源ユニット１２０として、楔形導光棒を有する光源ユニット４００を用いた光源装置について説明する。図２６（Ａ）は、本実施形態の光源装置１２００の斜視図である。図２６（Ｂ）は、本実施形態の楔形導光棒を有する光源ユニット４００を積層した状態を示す上面図である。図２６（Ｃ）は、本実施形態の光源装置１２００における楔形導光棒４１０の作用を説明するための図である。本実施形態の光源装置１２００において、実施形態１の光源装置１０００と共通する構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９３】
図２６（Ａ）に示すように、光源装置１２００は、Ｘ方向に一列に配置されている第１光源ユニット群と、第１光源ユニット群上に配置された第２光源ユニット４００と、第2光源ユニット上に配置された第３光源ユニット７００を備えている。
【００９４】
第１光源ユニット群に含まれる第１光源ユニット１１０は、第１実施形態同様ハーフパラボラ形状を有する。
【００９５】
第２光源ユニット４００は、光源４２０と、楔形の導光棒４１０と、を有する。第３光源ユニット７００は、楔形導光棒７１０と、光源７２０と、を有する。なお、第３光源ユニット７００は、第２光源ユニット４００と同一形状を有しているため、第３光源ユニット７００の詳細な説明は省略する。
【００９６】
第２光源ユニット４００は、楔形の導光棒４１０と、光源４２０と、プリズムシート４３０と、を有する。導光棒４１０は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる板体である。導光棒４１０は、光源４２０が設けられた端面４１１から先端部に向けて厚みが徐々に薄くなる楔形の形状を有している。すなわち、図２６（Ｃ）に示すように、ＸＹ平面における導光棒４１０の平面形状は、直角三角形である。導光棒の端面４１１ａは、光源４２０から射出された光を入射させる光入射面である。光源４２０からの光は導光棒内部を伝播し、光射出面４１２から射出される。
【００９７】
光射出面４１２に対向する反射面４１３は、光射出面４１２に対して一定の傾斜角を有する。光射出面４１２に対する反射面４１３の傾斜角θ１（光射出面４１２と反射面４１３とのなす角度、導光棒４１０の先端角と呼ぶ場合もある）は、例えば２°程度に設定される。反射面４１３には、例えばアルミニウム等の光反射率の高い金属膜が設けられている。なお、金属膜は、反射面４１３上に蒸着等により形成された金属膜であっても良いし、導光棒４１０とは別体に作製した金属板を光学接着剤により貼り合わせた構成であっても良い。
【００９８】
次に、導光棒４１０における光の伝播について図２６（Ｃ）を参照して説明する。導光棒４１０の内部を伝播する光Ｌ３は、図２６（Ｃ）に示すように、光射出面４１２と反射面４１３との間で反射を繰り返しつつ、導光棒４１０の内部を光の伝播方向Ａ（図２６（Ｃ）の−Ｘ方向）に向けて進行する。仮に光射出面４１２と反射面４１３とが平行であったとすると、光が反射を繰り返しても、光射出面および反射面への光の入射角は変化しない。ところが、本実施形態の場合、導光棒４１０は光入射面４１１側から離れるにつれて厚みが徐々に薄くなる楔形であり、光射出面４１２に対して反射面４１３が所定の傾斜角を有している。そのため、光Ｌ３は、光射出面４１２および反射面４１３で反射する毎に、光射出面４１２および反射面４１３への入射角が小さくなる。
【００９９】
ここで、例えば導光棒４１０を構成するアクリル樹脂の屈折率が１．５、空気の屈折率を１．０とすると、導光棒４１０の光射出面４１２における臨界角、すなわち導光棒４１０を構成するアクリル樹脂と空気との界面における臨界角は、Ｓｎｅｌｌの法則から４２°程度となる。導光棒４１０に入射した直後の光が光射出面４１２に入射した際、光射出面４１２への光Ｌ３の入射角が臨界角である４２°よりも大きいと、全反射条件を満たすため、光Ｌ３は光射出面４１２で全反射する。その後、光Ｌ３が光射出面４１２と反射面４１３との間で反射を繰り返し、光射出面４１２への光Ｌ３の入射角が臨界角である４２°よりも小さくなった時点で全反射条件を満たさなくなり、光Ｌ３は外部空間に射出される。
【０１００】
すなわち、光Ｌ３は、光射出面４１２への入射角が臨界角よりも大きい間は導光棒４１０の内部に閉じ込められ、光射出面４１２への入射角が臨界角よりも小さくなった時点で光射出面４１２から順次射出される。光Ｌは光射出面４１２から射出される際に屈折するので、光射出面４１２への入射角が４２°程度の光は、射出角が７０°程度の光となって射出される。このように、光の伝播方向Ａに平行、かつ導光棒４１０の光射出面４１２に垂直な平面（ＸＹ平面）内で見たとき、光Ｌ３は導光棒４１０に入射した時点では指向性を持たないが、導光棒４１０から射出する時点では高い指向性を有する。
【０１０１】
導光棒４１０から射出するときの光Ｌ３の射出角は７０°程度であり、光Ｌ３はかなり水平に近い方向に射出される。したがって、プリズム４３０を用いて、導光棒４１０から射出された光Ｌ３を導光棒４１０の射出面４１２の法線方向に近い方向に立ち上げる。具体的には、先端角θ２が３８．５°程度のプリズム構造体４３１を有するプリズム４３０を用い、光Ｌ３を、プリズム構造体４３１の第１面４３１ａから入射させ、第２面４３１ｂで反射させることで、導光棒４１０の光射出面４１２に対して略法線方向に立ち上げることができる。
【０１０２】
以上のように導光棒４１０内で伝播した光は、光射出面４１２から射出される。このような楔形の導光棒４１０においては、光源４２０近傍においては光の射出量が少なく、導光棒４１０の先端に行くほど光量は多くなる。
【０１０３】
光射出面４１２における照度分布を均一化するため、第２光源ユニット４００と、第３光源ユニット７００は、図２６（Ｂ）に示すように導光棒４１０の先端部と、導光棒７１０の先端部とが互い違いとなるよう配置されている。すなわち、第２光源ユニット４００の光源４２０が第３光源ユニット７００の導光棒７１０の先端部側に位置するように配置され、第３光源ユニット７００の光源７２０が第２光源ユニット４００の導光棒４１０の先端部側に位置するように配置されている。
【０１０４】
このような楔形の導光棒４１０を有する第２光源ユニット４００から射出される光は、Ｘ方向における指向性を有しているが、Ｚ方向には指向性を有していない。したがって、第１光源ユニット１１０の光源２１から射出された光が、光源２１によって遮られて生じる影の部分に、楔形の導光棒４１０を有する第２光源ユニット４００の光が照射されることによって、ＸＺ面における積算光量の低い部分が生じることを抑えることができる。また、第１光源ユニット１１０において光源２１から離れ、光強度の低い部分に、第２光源ユニット４００の光が照射されることによって、ＸＺ面において積算光量の低い部分が生じることを抑えることができる。つまり、光源装置１２００から射出される光の積算光量が均一化される。なお、第３光源ユニット７００についても、第２光源ユニットと同様の作用が得られる。
【０１０５】
なお、本実施形態においては第２光源ユニット４００上に、第３光源ユニット７００を配置する例について説明した。しかしながら、光源装置１２００は、第３光源ユニット７００を設けず、第１光源ユニット上に第２光源ユニット４００を設けた構成であっても構わない。
【０１０６】
［第５実施形態］
本実施形態では、実施形態１の光源装置１０００を用いた面光源装置２０００について図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）を用いて説明する。図２７（Ａ）は、本実施形態の面光源装置２０００の斜視図である。図２７（Ｂ）は、本実施形態の面光源装置２０００の断面図である。なお、本実施形態の面光源装置２０００において、実施形態１の光源装置１０００と共通する構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０７】
本実施形態の面光源装置２０００は、光源装置１０００と、導光体６１０と、プリズムシート６２０と、を備える。光源装置１０００は、第１実施形態の光源装置と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。導光体６１０は、光源装置１０００から射出された光を端面６１１から入射させ、内部で伝播させる間に光射出面６１２から光を射出させる機能を有している。プリズムシート６２０は、導光体６１０の光射出面６１２から射出された光の進行方向を、光射出面６１２の法線により近い方向に変更する機能を有する。図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）に示すように、光源装置１０００は、導光体の端面６１１に配置される。プリズムシート６２０は、導光体６１０の光射出面６１２と対向するように配置される。
【０１０８】
導光体６１０は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる板体である。導光体６１０は、光源装置１０００が設けられた端面６１１から先端部に向けて厚みが徐々に薄くなる楔形の形状を有している。すなわち、図２７（Ｂ）に示すように、ＹＺ平面における導光体６１０の平面形状は、直角三角形である。導光体の端面６１１は、光源装置１０００から射出された光を入射させる光入射面である。光源装置１０００からの光は導光体６１０内部を伝播し、光射出面６１２から射出される。
【０１０９】
光射出面６１２に対向する反射面６１３は、光射出面６１２に対して一定の傾斜角を有する。光射出面６１２に対する反射面６１３の傾斜角θ１（光射出面６１２と反射面６１３とのなす角度、導光体６１０の先端角と呼ぶ場合もある）は、例えば２°程度に設定される。反射面６１３には、例えばアルミニウム等の光反射率の高い金属膜が設けられている。なお、金属膜は、反射面６１３上に蒸着等により形成された金属膜であっても良いし、導光体６１０とは別体に作製した金属板を光学接着剤により貼り合わせた構成であっても良い。
【０１１０】
なお、導光体６１０内での光Ｌ３の伝播に関しては、第４実施形態の導光棒４１０内の光の伝播と同様である。したがって、詳細な説明については省略する。光源装置１０００から射出されたＸ軸方向に指向性を有する光は、導光体６１０の光射出面６１２と反射面６１３との間で反射を繰り返しながら、Ｚ軸方向に指向性を有する光となって導光体６１０の光射出面６１２から射出される。導光体６１０から射出された光は、プリズムシート６２０を介して外部に射出されることにより、導光体６１０の光射出面６１２に対して略法線方向に沿った光を射出する。
【０１１１】
本実施形態の光源装置１０００から射出された光は、光源装置１０００の光射出面と平行な面において照度分布が均一であるので、導光体６１０から射出される光も同様に均一なものとなる。したがって、本実施形態の面光源装置２０００においては、指向性が高く、照度分布が均一な光を射出することが可能となる。
【０１１２】
なお、本実施形態では、導光体６１０とプリズムシート６２０を用いたが、図２８に示す導光体６３０を用いてもよい。図２８に示す導光体６３０は、第１平面（光射出面）６３１と第２平面６３２とが平行な平行平板である。導光体６３０の第１平面６３１には、光の伝播方向Ｙと垂直な方向（Ｘ方向）に延在する複数の光取り出し用プリズム６４０が所定の間隔をおいて設けられている。光取り出し用プリズム６４０は、導光体６３０と同じ屈折率を有する材料で構成されることが望ましい。光取り出し用プリズム６４０の断面形状は、導光体６３０の第１平面６３１に接する底辺の幅が狭く、第１平面６３１と反対側の辺の幅が広い形状、いわゆる逆テーパ形状である。
【０１１３】
一般に、導光体６４０の端面６３３に光源装置１０００を配置した場合、光の取り出し量は、導光体６４０の光射出面６３１において、光源装置１０００に近い部分で多く、光源装置１０００に遠い部分では少ない傾向を示す。したがって、導光体６４０の光射出面６３１での照度分布が不均一になる。そこで、本実施形態のように、複数の光取り出し用プリズム６４０を、導光体６３０の端面６３３に近いほど密度が低く、端面６３３から遠いほど密度が高くなるように配置することで、照度分布をより均一にすることができる。
【０１１４】
なお、本実施形態の光源装置２０００として、第１実施形態の光源装置１０００を用いたが、本実施形態はこれに限らず、他の実施形態の光源装置を適用してもよい。
【０１１５】
［第６実施形態］
以下、本実施形態について、図２９を用いて説明する。
本実施形態では、上記実施形態の光源装置を備えた表示装置の一例を示す。本実施形態は、第５実施形態の面光源装置２０００をバックライトとして備えた液晶表示装置３０００の一例である。
【０１１６】
本実施形態の液晶表示装置３０００（表示装置）は、図２９に示すように、液晶表示体１０２（表示体）と、視野角拡大フィルム１０３と、から構成されている。液晶表示体１０２は、上述した実施形態に係るバックライト１０４（面光源装置）と、第１偏光板１０５と、液晶パネル１０６と、第２偏光板１０７と、を有する。図２９では、液晶パネル１０６を模式的に１枚の板状に図示している。観察者は、視野角拡大フィルム１０３が配置された図２９における液晶表示装置３０００の上側から表示を見ることになる。よって、以下の説明では、視野角拡大フィルム１０３が配置された側を視認側と称し、バックライト１０４が配置された側を背面側と称する。
【０１１７】
本実施形態の液晶表示装置３０００においては、バックライト１０４から射出された光を液晶パネル１０６で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。また、液晶パネル１０６から射出された光が視野角拡大フィルム１０３透過すると、射出光の角度分布が視野角拡大フィルム１０３に入射する前よりも広がった状態となって光が視野角拡大フィルム１０３から射出される。これにより、観察者は広い視野角を持って表示を視認できる。
【０１１８】
本実施形態では、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明するが、本実施形態に適用可能な液晶パネル１０６はアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限るものではない。本実施形態に適用可能な液晶パネル１０６は、例えば半透過型（透過・反射兼用型）液晶パネルや反射型液晶パネルであっても良い。更には、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ, 以下、ＴＦＴと略記する）を備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。
【０１１９】
図２９に示すように、バックライト１０４は、上記実施形態に係る光源装置１０８と、光源装置１０８から射出された光の内部反射を利用して液晶パネル１０６に向けて射出させる導光体１０９と、を有している。なお、バックライト１０４は、光源装置１０８が導光体１０９の端面に配置された構成である。本実施形態で用いるバックライト１０４には、光の射出方向を制御して指向性を持たせたバックライト、いわゆる指向性バックライトを用いる。
【０１２０】
視野角拡大フィルム１０３は、図２９に示したように、基材１１３が視認側に向くように配置されるため、円錐台状の光拡散部１１１の２つの対向面のうち、面積の小さい面が光射出端面となり、面積の大きい面が光入射端面となる。また、光拡散部１１１の側面の傾斜角（光射出端面と側面とのなす角）は一例として８０°程度である。ただし、光拡散部１１１の側面の傾斜角度は、視野角拡大フィルム１０３から射出する際に入射光を十分に拡散することが可能な角度であれば、特に限定されない。基材１１３上であり、光拡散部が形成されていない部分には、光吸収層１１２が形成されている。
【０１２１】
本実施形態によれば、指向性が高く、照度分布が均一な光を射出する面光源装置をバックライト１０４として用いているため、表示ムラのない高画質の画像を表示することができる。また、バックライトの厚みを小さくすることができ、表示装置３０００全体として薄型化を図ることができる。
【０１２２】
[第７実施形態]
以下、本実施形態の表示装置４０００について、図３０を参照して説明する。本実施形態では、上記実施形態の光源装置を備えた表示装置の一例を示す。本実施形態は、第５実施形態の面光源装置２０００をバックライトとして備えた表示装置４０００の一例である。
【０１２３】
本実施形態の表示装置４０００は、図３０に示すように、上記実施形態の面光源装置３４２（バックライト）と、液晶素子３４３（光変調素子）、発光素子３４４と、を備えている。本実施形態の表示装置３００は、赤色光による表示を行う赤色用サブピクセル３４５Ｒ、緑色光による表示を行う緑色用サブピクセル３４５Ｇ、青色光による表示を行う青色用サブピクセル３４５Ｂが隣接して配置されており、これら３つのサブピクセル３４５Ｒ，３４５Ｇ，３４５Ｂにより表示を構成する最小単位である１つのピクセルが構成されている。
【０１２４】
バックライト３４２は、発光素子３４４の蛍光体層３４６Ｒ，３４６Ｇ，３４６Ｂを励起させる励起光Ｌ１を射出する。本実施形態において、バックライト３４２は、励起光Ｌ１として紫外光や青色光を射出する。液晶素子３４３は、バックライト３４２から射出された励起光Ｌ４の透過率を上記のサブピクセル３４５Ｒ，３４５Ｇ，３４５Ｂ毎に変調するものである。発光素子３４４には、液晶素子３４３により変調された励起光Ｌ４が入射され、蛍光体層３４６Ｒ，３４６Ｇ，３４６Ｂが励起されて発光した光が外部に射出される。したがって、本実施形態では、図３０に示す表示装置４０００の上方側が、使用者が表示を見る視認側となる。
【０１２５】
液晶素子３４３は、第１透明基板３４７と、第２透明基板３４８と、液晶層３４９を有する。液晶層３４９は、第１透明基板３４７と、第２透明基板３４８との間に狭持されている。本実施形態の場合、使用者から見て前面側に位置する第２透明基板３４８は、上記実施形態における発光素子の基板を兼ねている。第１透明基板３４７の液晶層３４９側の面には、サブピクセル毎に第１透明電極３５０が形成されている。図示は省略するが、第１透明電極３５０を覆うように、配向膜が形成されている。第１透明基板３４７の液晶層側と反対側の面には、第１偏光板３５１が設けられている。第１透明基板３４７には、例えばガラス、石英、プラスチック等からなる励起光を透過し得る基板を用いることができる。第１透明電極３５０には、例えばインジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性材料が用いられる。第１偏光板３５１には、一般的に用いられる外付けの偏光板を用いることができる。
【０１２６】
一方、第２透明基板３４８の液晶層３４９側の面には、蛍光体層３４６、第１光吸収層３５９がこの順に積層されている。蛍光体層３４６を構成する蛍光体材料は、サブピクセル毎に発光波長帯域が異なっている。バックライト３４２からの励起光が紫外光である場合、赤色用サブピクセル３４５Ｒには、紫外光を吸収して赤色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層３４６Ｒが設けられる。緑色用サブピクセル３４５Ｇには、紫外光を吸収して緑色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層３４６Ｇが設けられる。青色用サブピクセル３４５Ｂには、紫外光を吸収して青色光を発光する蛍光体材料からなる蛍光体層３４６Ｂが設けられる。
【０１２７】
もしくは、バックライト３４２からの励起光が青色光である場合には、赤色用サブピクセル３４５Ｒ、緑色用サブピクセル３４５Ｇには紫外光を吸収して赤色光、緑色光をそれぞれ発光する蛍光体材料からなる蛍光体層が設けられる。青色用サブピクセル３４５Ｂには、蛍光体層に代えて、励起光である青色光を波長変換することなく拡散させて外部に射出させる光拡散層が設けられる。さらに、第２透明基板３４８の液晶層３４９側の面には、第１光吸収層３５９を覆うように第２偏光板３５３が形成される。第２偏光板３５３の表面には、第２透明電極３５４、配向膜（図示略）が積層されている。第２偏光板３５３は、液晶素子３４３の製造過程で塗布技術等を用いて作り込まれる偏光板であり、いわゆるイン・セル偏光板である。第２透明電極３５４には、第１透明電極３５０と同様、ＩＴＯ等の透明導電性材料が用いられる。
【０１２８】
液晶素子３４３の方式は特に限定されるものではなく、例えばサブピクセル毎に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ, 以下、ＴＦＴと略記する）等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス方式を採用しても良いし、ＴＦＴを持たないパッシブマトリクス方式を採用しても良い。また、液晶層３４９のモードも特に限定されるものではなく、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等、種々の液晶モードを採用できる。
【０１２９】
第２透明基板３４８の液晶層３４９側の面に、蛍光体層３４６Ｒ，３４６Ｇ，３４６Ｂ、第１光吸収層３５９、第２偏光板３５３、第２透明電極３５４がこの順に積層されている。さらに、第２透明基板３４８の液晶層３４９と逆側の面には、第２光吸収層３６０が形成されている。第１光吸収層３５９は、バックライト３４２からの励起光Ｌ４の漏れによるコントラスト低下を抑制するためのものである。第２光吸収層３６０は、外光によるコントラスト低下を抑制するためのものである。第１光吸収層３５９と第２光吸収層３６０とは同じ蛍光体材料により構成されていても良いし、励起光、外光のそれぞれに合わせて異なる蛍光体材料により構成されていても良い。
【０１３０】
本実施形態の表示装置４０００によれば、上述した実施形態に係る面光源装置をバックライト３４２として採用しているので、液晶素子３４３に指向性が高く、照度分布が均一な光を入射させることができる。よって、表示ムラのない高画質の画像を表示することができる。また、バックライト３４２の厚みを小さくすることができ、表示装置４０００全体として薄型化を図ることができる。
【０１３１】
［第８実施形態］
以下、本実施形態について、図３１（Ａ）、図３１（Ｂ）、図３２を用いて説明する。
本実施形態では、上記実施形態の光源装置を備えた照明装置の一例を示す。
【０１３２】
図３１（Ａ）は、光源部５１００として、上記実施形態の光源装置を備えた電気スタンド５０００を示している。図３１（Ｂ）は、電気スタンド５０００の光源部５１００を示している。この電気スタンド５０００では、光源部５１００からの光が高い指向性を有しているため、図３１（Ａ）に実線の矢印で示すように、狭い範囲を照明することができる。
【０１３３】
図３２は、上記実施形態の面光源装置を備えたシーリングライト６０００を示している。このシーリングライト６０００では、面光源装置からの光が高い指向性を有しているため、図３０に示すように、狭い範囲を照明することができる。
【０１３４】
なお本実施形態において、光源部として上述した実施形態の光源装置を用いて照明装置を構成してもよいし、光源部として上述した実施形態の面光源装置で照明装置を構成してもよい。上記の光源装置や面光源装置を照明装置として用いる場合、表示装置として用いる場合に比べて高い指向性は要求されない。したがって、光の出力を高めるために、大きめの光源部を用いることができる。
【０１３５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記第１〜第４実施形態においては、反射ミラーの形状はハーフパラボラ形状の曲面であると述べた。これに対し、上記の実施形態で用いることが可能な反射ミラーの形状は、必ずしもハーフパラボラ形状の曲面に限らない。上記の実施形態において、ハーフパラボラ形状の曲面とは、パラボラ形状の曲面、すなわち仮想曲面Ｓを、仮想曲面Ｓの焦点Ｆ（または焦点Ｆ近傍）と、仮想曲面Ｓの頂点Ｔ（または頂点Ｔ近傍）とを含み、光射出面１０ａに概垂直な平面で切断された形状のことを指すと述べた。この仮想曲面Ｓは、放物面を含む概念として円錐曲面であれば良い。円錐曲面の頂点Ｔを通る断面の形状を示す曲線は二次曲線と呼ばれる。二次曲線は、円錐を任意の平面で切り取った断面から得られる曲線である。凹面ミラーの径方向の座標をρ、凹面ミラーの中心軸方向の座標をｚ、コーニック係数をｋとすると、二次曲線を下記の（１）式、（２）式で表すことができる。
【０１３６】
【数１】
2013214414.tif 000003
【数２】
2013214414.tif 000004
【０１３７】
（１）式、（２）式におけるコーニック係数ｋの値によって二次曲線の形状は変化する。二次曲線は、例えばｋ＝０のときに円となり、ｋ＝−０．２５のときに楕円曲線となり、ｋ＝−１のときに放物線となり、ｋ＝−２のときに双曲線となる。上記の実施形態では、これらの二次曲線をｘｙ平面における断面形状とする凹面ミラーを用いることができる。なお、第１実施形態でも述べたように、光源からの光が到達する領域が少なくとも円錐曲面であれば良いので、光源からの光が到達しない領域は例えば平坦な面であっても良い。
【０１３８】
また、高原ユニットにおけるレンズは、設けなくてもよい。レンズが配置されていた部分が中空であってもよい。その他、上記実施形態で例示した光源装置及び面光源装置の各構成要素の形状、数、配置、材質等に関しては、適宜変更が可能である。例えば、導光体、反射ミラー、楔形導光棒等の部材には種々の材料を用いることができるが、これらの光源と接する部材には、耐熱性の高い材料を用いることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイなどの各種表示装置、もしくはこれらの表示装置に用いられる面光源装置、もしくは各種照明装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１４０】
１０…レンズ、１０ａ…光射出面、１０ｂ…端面、２０，２１，２２，４２０…光源、２０ａ…発光面、３０…第１反射ミラー、４０…第２反射ミラー、５１，５２…引き出し配線、６０…配光調整部、６０ａ…反射面、６１…ハーフミラー、７０…溝、１００，１３０，１４０，１５０…光源ユニット、１１０…第１光源ユニット、１２０，４００…第２光源ユニット、２００，３００…光源ユニットの組、４１０…導光棒、４１１，６１１…光入射面、４１２，６１２…光射出面、４１３，６１３…反射面、４３０，６２０…プリズムシート、６１０，６３０…導光体、６３１…第１平面、６３２…第２平面、６４０…プリズム、１０００，１１００，１１１０，１１２０，１２００…光源装置、２０００…面光源装置、３０００，４０００…表示装置、５０００，６０００…照明装置。
【図１】
2013214414.tif 000005
【図２】
2013214414.tif 000006
【図３】
2013214414.tif 000007
【図４】
2013214414.tif 000008
【図５】
2013214414.tif 000009
【図６】
2013214414.tif 000010
【図７】
2013214414.tif 000011
【図８】
2013214414.tif 000012
【図１０】
2013214414.tif 000013
【図１２】
2013214414.tif 000014
【図１３】
2013214414.tif 000015
【図１４】
2013214414.tif 000016
【図１５】
2013214414.tif 000017
【図１６】
2013214414.tif 000018
【図１７】
2013214414.tif 000019
【図１８】
2013214414.tif 000020
【図１９】
2013214414.tif 000021
【図２０】
2013214414.tif 000022
【図２１】
2013214414.tif 000023
【図２２】
2013214414.tif 000024
【図２３】
2013214414.tif 000025
【図２４】
2013214414.tif 000026
【図２５】
2013214414.tif 000027
【図２６】
2013214414.tif 000028
【図２７】
2013214414.tif 000029
【図２８】
2013214414.tif 000030
【図２９】
2013214414.tif 000031
【図３０】
2013214414.tif 000032
【図３１】
2013214414.tif 000033
【図３２】
2013214414.tif 000034
【図９】
2013214414.tif 000035
【図１１】
2013214414.tif 000036