專(zhuān)利名稱(chēng)：光偏轉(zhuǎn)元件及光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及筆記本電腦、液晶電視機(jī)、便攜式電話(huà)、便攜式信息終端裝置等中構(gòu)成作為顯示單元使用的液晶顯示裝置等的邊緣照明方式的光源裝置以及用于該裝置的光偏轉(zhuǎn)元件，特別是涉及配置于光源裝置的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)鹊墓馄D(zhuǎn)元件的改良。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，彩色液晶顯示裝置作為便攜式的筆記本電腦和個(gè)人電腦等的監(jiān)視器，或作為液晶電視機(jī)、視頻一體化型液晶電視機(jī)、便攜式電話(huà)、便攜式信息終端裝置等的顯示單元，一直在各種領(lǐng)域得到廣泛使用。而且，隨著信息處理量的增大、需求的多樣化、和與多媒體對(duì)應(yīng)等的需要，液晶顯示裝置的大畫(huà)面化和高清晰度化正在發(fā)展。
液晶顯示裝置基本上由背照光單元和液晶顯示元件單元構(gòu)成。背照光單元有在液晶顯示元件單元的正下方配置一次光源的正下方方式的背照光單元和與導(dǎo)光體的側(cè)端面相對(duì)地配置一次光源的邊緣照明方式的背照光單元，從使液晶顯示裝置緊湊的目的出發(fā)，多采用邊緣照明方式。
但是，近年來(lái)，作為畫(huà)面尺寸較小的顯示裝置，例如作為觀察方向范圍比較狹窄的便攜式電話(huà)顯示單元使用的液晶顯示裝置等，從減少耗電的目標(biāo)出發(fā)，為了有效利用從一次光源發(fā)出的光量，作為邊緣照明方式的背照光單元采用盡可能縮小從畫(huà)面中射出的光束的擴(kuò)散角度，使射出的光線(xiàn)集中于所需要的角度范圍的結(jié)構(gòu)。
作為這樣限定觀察方向范圍的顯示裝置，即為了提高一次光源的光量的利用效率、減小電力消耗，集中于比較狹窄的范圍射出光線(xiàn)的光源裝置，在日本專(zhuān)利特開(kāi)2001-143515號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了鄰近導(dǎo)光體的光射出面，使用在兩個(gè)面上具有棱鏡形成面的棱鏡片的技術(shù)方案。這種兩面棱鏡片，其一個(gè)面即入光面和另一個(gè)面即出光面上分別形成相互平行的多個(gè)棱鏡列，在入光面和出光面使棱鏡列方向一致，而且將彼此棱鏡列配置于相對(duì)應(yīng)的位置上。以此使從導(dǎo)光體的光射出面向相對(duì)于該光射出面傾斜的方向，具有射出光的峰值并且在合適的角度范圍分布地射出的光線(xiàn)，能夠從棱鏡片的入光面的一個(gè)棱鏡面射入，在另一棱鏡面受到內(nèi)表面反射，再使其受到出光面的棱鏡的折射作用，向比較狹窄的所要的方向集中射出光線(xiàn)。
但是，采用這樣的光源裝置，雖然能夠集中在狹窄的角度范圍射出，但是，作為使用為光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡片，對(duì)于兩面互相平行的多個(gè)棱鏡列，必須在入光面和出光面使棱鏡列方向一致，而且將彼此的棱鏡列配置在對(duì)應(yīng)位置，這樣成型比較復(fù)雜。
在日本特開(kāi)平10-254371號(hào)公報(bào)中，構(gòu)成棱鏡列的一個(gè)面的傾斜角度α采用4.7～5.7°，另一面的傾斜角度β采用34.2～35°，以此謀求提高法線(xiàn)方向的輝度，但是，由于另一個(gè)面采用平面，不能夠得到充分的效果。
日本特表平9-507584號(hào)公報(bào)(國(guó)際公開(kāi)WO94/20871號(hào)公報(bào))和特開(kāi)平9-105804號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了構(gòu)成棱鏡列的一個(gè)面采用凸曲面或凹曲面的棱鏡片。又，特開(kāi)2002-197908號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了構(gòu)成棱鏡列的一個(gè)面由多個(gè)平面或一個(gè)凸曲面構(gòu)成的棱鏡片。但是，在這些公報(bào)中，對(duì)于將構(gòu)成棱鏡列的一個(gè)面的傾斜角度和另一個(gè)面的傾斜角度設(shè)定為特別的關(guān)系以謀求提高使用棱鏡片的光源裝置的性能沒(méi)有記載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供能夠?qū)⑸涑龉獾姆植伎刂瞥煞浅＊M窄，提高一次光源的光量的利用效率(即，使從一次光源發(fā)出的光線(xiàn)集中于所要的觀察方向射出的效率提高)，而且容易以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)提高圖像質(zhì)量的光偏轉(zhuǎn)元件和光源裝置。
按照本發(fā)明，提供這樣的光偏轉(zhuǎn)元件實(shí)現(xiàn)上述目的，即其特征在于，具有光線(xiàn)射入的入光面和位于其相反側(cè)、使射入光射出的出光面，所述入光面上相互并列排列多列由兩個(gè)棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該兩個(gè)棱鏡面的至少一個(gè)面由非單一平面構(gòu)成，并且構(gòu)成所述棱鏡列的一個(gè)棱鏡面的頂部分配角α為2～25°，另一個(gè)棱鏡面的頂部分配角β為33～40°，所述頂部分配角α與所述頂部分配角β之差|α-β|為8～35°。在本發(fā)明中，所謂非單一平面是指由單一平面構(gòu)成的面以外的面。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述頂部分配角α為11～25°。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述兩個(gè)棱鏡面的一個(gè)面由非單一平面構(gòu)成，而且另一個(gè)面由單一平面構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述非單一平面由至少一個(gè)凸曲面構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述非單一平面由傾斜角互不相同的兩個(gè)或兩個(gè)以上的平面構(gòu)成，或由傾斜角互不相同的兩個(gè)或兩個(gè)以上的凸曲面構(gòu)成，或由一個(gè)或一個(gè)以上的平面和～個(gè)或一個(gè)以上的凸曲面構(gòu)成。在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述非單一平面，越是位于接近所述出光面一側(cè)的所述平面或所述凸曲面其傾斜角越大。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述非單一平面中，最接近所述棱鏡列的頂部的面的傾斜角和最接近所述出光面的面的傾斜角之差為1～15°。本發(fā)明的一種形態(tài)中，在構(gòu)成所述非單一平面的所述平面和/或所述凸曲面的各面上全反射后從所述出光面射出的光線(xiàn)在所述各面上的射出光分布的峰值方向是形成所述棱鏡列的平面的大致法線(xiàn)方向。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，構(gòu)成所述非單一平面的凸曲面，其曲率半徑r與所述棱鏡列的間距P之比r/P為2～50。在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述非單一平面與連接所述棱鏡列的頂部和底部的假想平面的最大距離d，與所述棱鏡列的間距P之比d/P為0.4～5％。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述棱鏡列，在其截面上以頂點(diǎn)的坐標(biāo)為原點(diǎn)、所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，由連接點(diǎn)1(-0.111、1.27)、點(diǎn)2(0.0、0.0)、點(diǎn)3(0.159、0.195)、點(diǎn)4(0.212、0.260)、點(diǎn)5(0.265、0.328)、點(diǎn)6(0.319、0.398)、點(diǎn)7(0.372、0.470)、點(diǎn)8(0.425、0.544)、點(diǎn)9(0.478、0.621)、點(diǎn)10(0.531、0.699)、點(diǎn)11(0.584、0.780)、點(diǎn)12(0.637、0.861)、點(diǎn)13(0.690、0.945)、點(diǎn)14(0.743、1.030)、點(diǎn)15(0.796、1.117)、點(diǎn)16(0.889、1.27)這16個(gè)點(diǎn)或其近旁點(diǎn)的形狀構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述棱鏡列，在其截面上以頂點(diǎn)的坐標(biāo)為原點(diǎn)，所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，由連接點(diǎn)1(-0.206、1.168)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(0.159、0.204)、點(diǎn)4(0.212、0.273)、點(diǎn)5(0.265、0.343)、點(diǎn)6(0.319、0.416)、點(diǎn)7(0.372、0.490)、點(diǎn)8(0.425、0.567)、點(diǎn)9(0.478、0.646)、點(diǎn)10(0.531、0.727)、點(diǎn)11(0.584、0.810)、點(diǎn)12(0.637、0.897)、點(diǎn)13(0.794、1.168)這13個(gè)點(diǎn)或其近旁點(diǎn)的形狀構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述棱鏡列，在其截面上以頂點(diǎn)的坐標(biāo)為原點(diǎn)、所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，由連接點(diǎn)1(-0.284、1.059)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(0.212、0.278)、點(diǎn)4(0.265、0.350)、點(diǎn)5(0.319、0.423)、點(diǎn)6(0.372、0.501)、點(diǎn)7(0.425、0.581)、點(diǎn)8(0.478、0.663)、點(diǎn)9(0.531、0.748)、點(diǎn)10(0.584、0.834)、點(diǎn)11(0.637、0.922)、點(diǎn)12(0.716、1.059)這12個(gè)點(diǎn)或其近旁點(diǎn)的形狀構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述棱鏡列，在其截面上所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，從所述16點(diǎn)、13點(diǎn)或12點(diǎn)選擇出的至少5個(gè)點(diǎn)，由將處于以這些點(diǎn)為中心的半徑為0.021的圓內(nèi)的所述近旁點(diǎn)連接的形狀構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述棱鏡列的間距P與構(gòu)成所述棱鏡列的頂部分配角β的所述棱鏡面的剖面形狀中、連接棱鏡頂部與谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L2，滿(mǎn)足L2/P＝1.1～1.7的關(guān)系。在本發(fā)明的一種形態(tài)中，頂部分配角α的所述棱鏡面的剖面形狀中連接棱鏡頂部與谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L1，與頂部分配角β的所述棱鏡面的剖面形狀中連接棱鏡頂部與谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L2，滿(mǎn)足L2/L1＝1.1～1.3的關(guān)系。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，構(gòu)成所述棱鏡列的兩個(gè)棱鏡面形成的棱線(xiàn)，在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，相對(duì)于其基準(zhǔn)線(xiàn)形成0.018～0.354的凹凸形狀。在本發(fā)明的一種形態(tài)中，構(gòu)成所述棱鏡列的兩個(gè)棱鏡面，在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，相對(duì)于其基準(zhǔn)面形成0.012～0.334的凹凸形狀。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，相鄰的棱鏡列之間設(shè)置平坦部。在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述平坦部設(shè)置于從棱鏡谷部向棱鏡列的高度方向上2～10微米的位置上。在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述平坦部在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，設(shè)置于從棱鏡谷部向棱鏡列的高度方向上0.035～0.18的位置上。在本發(fā)明的一種形態(tài)中，在頂部分配角β的所述棱鏡面的剖面形狀中連接棱鏡頂部與棱鏡谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L2標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，所述平坦部設(shè)置于從棱鏡谷部向棱鏡列的高度方向上0.022～0.16的位置上。
按照本發(fā)明，提供這樣的光偏轉(zhuǎn)元件實(shí)現(xiàn)上述目的，即其特征在于，具有使光射入的入光面和位于其相反側(cè)、使射入的光線(xiàn)射出的出光面，所述入光面上相互并列排列多個(gè)由兩個(gè)棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該兩個(gè)棱鏡面的至少一個(gè)面由非單一平面構(gòu)成，而且構(gòu)成所述棱鏡列的一個(gè)棱鏡面的頂部分配角α為2～25°，另一棱鏡面的頂部分配角β為33～40°，兩個(gè)棱鏡面形成的棱線(xiàn)，在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，相對(duì)于其基準(zhǔn)面形成0.018～0.354的凹凸形狀。
按照本發(fā)明，提供這樣的光偏轉(zhuǎn)元件實(shí)現(xiàn)上述目的，即其特征在于，具有使光射入的入光面和位于其相反側(cè)、使射入的光線(xiàn)射出的出光面，所述入光面上相互并列排列多個(gè)由兩個(gè)棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該兩個(gè)棱鏡面的至少一個(gè)面由非單一平面構(gòu)成，而且構(gòu)成所述棱鏡列的一個(gè)棱鏡面的頂部分配角α為2～25°，另一棱鏡面的頂部分配角β為33～40°，兩個(gè)棱鏡面在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，相對(duì)于其基準(zhǔn)面形成0.012～0.334的凹凸形狀。
還有，按照本發(fā)明，提供這樣的光偏轉(zhuǎn)元件實(shí)現(xiàn)上述目的，即其特征在于，具備一次光源；有從該光源發(fā)出的光線(xiàn)射入的光射入面、而且有引導(dǎo)射入的光線(xiàn)并且使引導(dǎo)的光線(xiàn)射出的光射出面的導(dǎo)光體；以及使所述入光面與該導(dǎo)光體的所述光射出面對(duì)置地配置的所述光偏轉(zhuǎn)元件。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述光偏轉(zhuǎn)元件，其棱鏡列的頂部分配角α的所述棱鏡面配置于接近所述一次光源的一側(cè)，其棱鏡列的頂部分配角β的所述棱鏡面配置于遠(yuǎn)離所述一次光源的一側(cè)。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，所述一次光源靠近所述導(dǎo)光體的角落部分配置，并且所述光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡列大致以所述一次光源為中心配置為大致同心圓狀。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，具有與所述光偏轉(zhuǎn)元件的出光面相鄰配置的光擴(kuò)散元件，該光擴(kuò)散元件在使平行光射入時(shí)的射出光分布的半高寬度具有各向異性。


圖1是表示本發(fā)明的光源裝置的示意立體圖。
圖2是本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件的入光面的棱鏡列的形狀的說(shuō)明圖。
圖3是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖4是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖5是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖6是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖7是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖8是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖9是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖10是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖11是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖12是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖13是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖14是表示來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的各種射出光分布的說(shuō)明圖。
圖15是表示由于棱鏡面的傾斜角的不同造成的光線(xiàn)折射和棱鏡剖面長(zhǎng)度的不同的說(shuō)明圖。
圖16是表示由于棱鏡面的傾斜角的不同造成的光線(xiàn)折射和棱鏡剖面長(zhǎng)度的不同的說(shuō)明圖。
圖17是本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件的入光面的棱鏡列的形狀的說(shuō)明圖。
圖18是將大致為點(diǎn)狀光源與導(dǎo)光體的角落部分相鄰配置的立體圖。
圖19是射出光分布的半高寬度的說(shuō)明圖。
圖20是本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件的入光面的棱鏡列的形狀的說(shuō)明圖。
最佳實(shí)施方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的光源裝置的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的示意立體圖。如圖1所示，本實(shí)施形態(tài)的發(fā)明的面光源裝置由以下構(gòu)件構(gòu)成，即至少以一個(gè)側(cè)端面作為光射入面31、以與其大致垂直的一個(gè)表面作為光射出面33的導(dǎo)光體3；與該導(dǎo)光體3的光射入面31相對(duì)配置、以光源反射器2覆蓋的線(xiàn)狀或棒狀的一次光源1；配置于導(dǎo)光體3的光射出面33上的光偏轉(zhuǎn)元件4和配置于其上的光擴(kuò)散元件6；以及與導(dǎo)光體3的光射出面33相反一側(cè)的背面34相對(duì)配置的光反射元件5。
導(dǎo)光體3與XY平面平行設(shè)置，整體上形成矩形板狀。導(dǎo)光體3具有4個(gè)側(cè)端面，其中與YZ面平行的1對(duì)側(cè)端面中的至少一個(gè)側(cè)端面作為光射入面31。光射入面31與一次光源1相對(duì)配置，一次光源發(fā)生的光從光射入面31射入導(dǎo)光體3內(nèi)。在本發(fā)明中，也可以例如在與光射入面31相反的一側(cè)的側(cè)端面32等其他側(cè)端面配置一次光源。
與導(dǎo)光體3的光射入面31大致垂直的兩個(gè)主面處于分別與XY面大致平行的位置，任意一個(gè)面成為光射出面33(圖中是上表面)。對(duì)該光射出面33或與其相反一側(cè)的背面34中的至少一個(gè)面，賦予由粗糙表面構(gòu)成的指向性光射出功能部，或由棱鏡列、雙凸透鏡列、V字形槽等多種透鏡列與光射入面31大致平行地并列形成的透鏡面構(gòu)成的指向性光射出功能部，以此在導(dǎo)光體3中引導(dǎo)從光射入面31射入的光線(xiàn)，同時(shí)使與光射入面31和光射出面33垂直的面(XZ面)內(nèi)的射出光分布中有指向性的光線(xiàn)從光射出面33射出。該XZ面內(nèi)分布的射出光分布的峰值方向與光射出面33形成的角度記為a，該角度a最好是采用10～40°，射出光分布的半高寬度最好是10～40°。
導(dǎo)光體3表面形成的粗糙面或透鏡列，根據(jù)ISO4287/1-1984，平均傾斜角θa取0.5～15°的范圍對(duì)于在光射出面33內(nèi)謀求輝度均勻是有利的。平均傾斜角θa比較理想的范圍是1～12°，更加理想的范圍是1.5～11°。該平均傾斜角θa的最佳范圍最好是根據(jù)導(dǎo)光體3的厚度t與射入光傳播的方向的長(zhǎng)度L之比L/t設(shè)定。亦即導(dǎo)光體3使用L/t超過(guò)20但是小于200的尺寸的情況下，使平均傾斜角θa為0.5～7.5°為佳，1～5°范圍則更加理想，1.5～4°范圍最為理想。又，導(dǎo)光體3使用L/t小于20的尺寸的情況下，使平均傾斜角θa為7～12°為佳，8～11°范圍則更加理想。
形成為導(dǎo)光體3的粗糙面的平均傾斜角θa可根據(jù)ISO4287/1-1984，使用觸針式表面粗糙度測(cè)量?jī)x測(cè)定粗糙面的形狀，以測(cè)定方向的坐標(biāo)為x，從得到的傾斜函數(shù)f(x)利用下述式(1)和式(2)求出。在這里，L是測(cè)定長(zhǎng)度，a是平均傾斜角θa的正切。
Δa=(1/L)∫0L|(d/dx)f(x)|dx---(1)]]>θa＝tan-1(Δa)……(2)還有，導(dǎo)光體3，其光射出率為0.5～5％范圍為佳，更理想的是1～3％范圍。這是因?yàn)?，如果光射出率小?.5％，則從導(dǎo)光體3射出的光量少，傾向于不能夠得到充分的輝度，如果光射出率大于5％，則在一次光源1的近旁有大量的光射出，在光射出面33內(nèi)X方向的光的衰減顯著，在光射出面33的輝度均勻性有下降傾向。這樣，導(dǎo)光體3的光射出率采用0.5～5％，能夠使從光射出面射出的光線(xiàn)的射出光分布的峰值光的角度(峰值角度)相對(duì)于光射出面的法線(xiàn)處于50～80°的范圍，使從導(dǎo)光體3射出具有高指向性的射出特性的光，即垂直于光射入面與光射出面兩者的XZ面上的射出光分布的半高寬度為10～40°的高指向性光，能夠用光偏轉(zhuǎn)元件4有效地使其射出方向偏轉(zhuǎn)，能夠提供具有高輝度的面光源裝置。
在本發(fā)明中，來(lái)自導(dǎo)光體3的光射出率如下所述定義。光射出面33的光射入面31一側(cè)的端緣的射出光的光強(qiáng)(I0)與光射入面31一側(cè)的端緣起距離L的位置上的射出光的強(qiáng)度(I)的關(guān)系滿(mǎn)足下述關(guān)系式(3)，其中t表示導(dǎo)光體3的厚度(Z方向的尺寸)。
I＝I0·A(1-A)L/t……(3)在這里，常數(shù)A為光射出率，是在光射出面33中與光射入面31垂直的X方向的每單位長(zhǎng)度(相當(dāng)于導(dǎo)光體厚度t的長(zhǎng)度)的導(dǎo)光體3射出的光的比例(％)。在縱軸上表示來(lái)自光射出面23的射出光的光強(qiáng)度的對(duì)數(shù)，在橫軸上表示L/t，作出其關(guān)系曲線(xiàn)，該光射出率A從其斜率求出。
又，在沒(méi)有形成指向性光射出功能部的其他主面上，為了控制來(lái)自導(dǎo)光體3的射出光在與一次光源1平行的面(YZ面)上的指向性，最好是形成將在與光射入面31大致垂直的方向(X方向)上延伸的多個(gè)透鏡列排列的透鏡面。在圖1所示的實(shí)施形態(tài)中，光射出面33形成粗糙面，在背面34上形成朝與光射入面31大致垂直的方向(X方向)延伸的多個(gè)透鏡列排列構(gòu)成的透鏡面。在本發(fā)明中也可以與圖1所示的形態(tài)相反，在光射出面33上形成透鏡面，背面34采用粗糙面。
如圖1所示，在導(dǎo)光體3的背面34或光射出面33上形成透鏡列的情況下，該透鏡列可以舉出例如大致在X方向上延伸的棱鏡列、雙凸透鏡列、V字形槽等，但最好是采用YZ剖面的形狀大致為三角形的棱鏡列。
在形成這樣的棱鏡列的情況下，最好是其頂角采用70～150°范圍的角度。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)將頂角選擇為該范圍能夠充分將來(lái)自導(dǎo)光體3的射出光加以聚焦，能夠謀求充分提高面光源裝置的輝度。也就是說(shuō)，通過(guò)將棱鏡頂角選定為該范圍，包含射出光分布中的峰值光，能夠射出在垂直于XZ面的面上射出光分布的半高寬度為35～65°的聚焦后的射出光，能夠提高作為面光源元件的輝度。還有，在將棱鏡列形成于光射出面33的情況下，頂角最好是采用80～100°的范圍，在將棱鏡列形成于背面34的情況下，頂角最好是采用70°～80°范圍或100°～150°范圍。
還有，在本發(fā)明中，也可以在導(dǎo)光體內(nèi)部混入光漫射性微顆粒使其漫射，以此賦予其指向性光射出功能，以此取代如上所述的光射出面33或其背面34上形成光射出功能部的方法或兩者并用。又，作為導(dǎo)光體3不限于圖1所示的剖面形狀，也可以使用具有楔形形狀、船形狀等各種形狀的導(dǎo)光體。
圖2是說(shuō)明光偏轉(zhuǎn)元件4中的棱鏡列的形狀的說(shuō)明圖。光偏轉(zhuǎn)元件4以主表面之一作為入光面41，以另一面作為出光面42。入光面41上并列排列多個(gè)棱鏡列，各棱鏡列由位于靠近光源側(cè)位置的第1棱鏡面44和位于偏離光源側(cè)的位置的第2棱鏡面45這兩個(gè)棱鏡面構(gòu)成。圖2所示的實(shí)施形態(tài)中，第1棱鏡面44是平面，第2棱鏡面45是3個(gè)相互傾斜角不同的平面46～48構(gòu)成的非單一平面，這3個(gè)平面越是接近出光面42的平面其傾斜角越大。還有，在本發(fā)明中，棱鏡列的面的傾斜角，是指相對(duì)于棱鏡列形成平面43的各面的傾斜角度。
光偏轉(zhuǎn)元件4的第1棱鏡面44的頂部分配角α采用2～25°，第2棱鏡面45的頂部分配角β采用33～40°，α與β之差的絕對(duì)值|α-β|采用8～35°，這樣能夠發(fā)揮高聚光效果，光源裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高輝度。還有，在本發(fā)明中，所謂頂部分配角α、β，是指棱鏡列的頂角的相對(duì)于棱鏡列形成平面43的法線(xiàn)左右的分配角，將第1棱鏡面44的頂部與棱鏡列形成平面43的法線(xiàn)方向形成的角度記為α，第2棱鏡面45的頂部與棱鏡列形成平面43的法線(xiàn)方向形成的角度記為β。而且，利用越是位于接近出光面42一側(cè)的面傾斜角越大的兩個(gè)或兩個(gè)以上的面形成棱鏡面，使在各面上全反射，從出光面42射出的光線(xiàn)的峰值角度在所有的面上一致，這樣能夠得到極高的輝度。這時(shí)，最接近出光面的面與最遠(yuǎn)離出光面的面其傾斜角之差在1°～15°范圍內(nèi)，比較理想的是5～12°范圍內(nèi)，更理想的是7～10°范圍內(nèi)。又，通過(guò)這樣構(gòu)成第2棱鏡面45，容易設(shè)計(jì)具有所希望的聚光性的光偏轉(zhuǎn)元件，同時(shí)也能夠穩(wěn)定制造具有一定的光學(xué)特性的光偏轉(zhuǎn)元件。
下面對(duì)本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡面的形成和功能進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖3～圖12表示，兩個(gè)棱鏡面都由單一平面構(gòu)成，相對(duì)于出光面法線(xiàn)方向，分別形成角度α和β(對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的頂部分配角α和β)，而且相對(duì)于出光面的法線(xiàn)方向?qū)ΨQ(chēng)配置，對(duì)于棱鏡的頂角為65.4°(α＝β＝32.7°)的已有的光偏轉(zhuǎn)元件，來(lái)自導(dǎo)光體的射出光分布的峰值角度相對(duì)于光射出面為20°的光，在垂直于導(dǎo)光體的光射入面和光射出面這兩個(gè)面的平面上，以怎樣的射出光分布從光偏轉(zhuǎn)元件射出。圖3～圖12表示由第1棱鏡面射入的射入光由第2棱鏡面全反射，從出光面42射出的狀態(tài)，以及將第2棱鏡面在x方向上均勻分割為10個(gè)區(qū)域，來(lái)自各區(qū)域的射出光的分布。10個(gè)區(qū)域從靠近棱鏡頂部的一方起依序記為部分1、部分2、……、部分10。由第2棱鏡面全反射、射出的全部光線(xiàn)的射出光分布中，如圖13所示，其峰值光向棱鏡列形成平面的法線(xiàn)方向射出，具有22°的半高寬度。
但是，觀察部分1、部分2、……、部分10各區(qū)域的射出光分布可見(jiàn)，該峰值角度在部分1和部分2向約-9°(負(fù)角度值表示以法線(xiàn)方向?yàn)?°，偏向于光源方向的情況)附近射出，在部分3～部分7中，峰值光依序向0°方向(棱鏡列形成平面的法線(xiàn)方向)變化，在部分8～部分10中，峰值光依序向正的角度方向變化。在最接近出光面42的區(qū)域(部分10)全反射的射出光的峰值角度為7°。第2棱鏡面的各區(qū)域(部分1～部分10)之間峰值角度有16°的展開(kāi)。而且來(lái)自各區(qū)域的峰值光的強(qiáng)度從部分1到部分10慢慢變小。
這樣，可知在由一個(gè)平面構(gòu)成的棱鏡面全反射后射出的光線(xiàn)，取決于棱鏡面的全反射的區(qū)域，在相當(dāng)大的范圍漫射。通過(guò)分別調(diào)整各區(qū)域的面的傾斜角，使各區(qū)域來(lái)的射出光的分布中的峰值光在射出時(shí)在所有的區(qū)域峰值角度為大致相同方向，這樣能夠使大部分射出光集中于特定的方向上射出。這時(shí)，使各區(qū)域的棱鏡面的傾斜角，越是接近出光面42的區(qū)域的面該傾斜角越大，即，從部分1到部分10依序變大。這樣，通過(guò)調(diào)整各區(qū)域的面的傾斜角，能夠如圖14所示，使整個(gè)棱鏡面全反射的射出光聚光于一定的方向上。能夠射出指向性高而且峰值強(qiáng)度大的光線(xiàn)。本發(fā)明是根據(jù)這樣的設(shè)想作出的。
但是，在第1棱鏡面44的頂部分配角α＝32.7°的情況下，在第2棱鏡面45接收的光量不太多，因此峰值強(qiáng)度的提高是有限的。因此通過(guò)取α為2～25°，能夠增大照射于第2棱鏡面45的光量，其結(jié)果是，峰值強(qiáng)度也得以增加。這是由于，與圖15相比，如圖16所示在第1棱鏡面44的折射效果大，而且通過(guò)尺寸調(diào)整，使棱鏡有相同的間距，這樣能夠使棱鏡面45的剖面形狀上的長(zhǎng)度變長(zhǎng)。例如，如圖16所示，如果設(shè)定α為5°，β為38°，則如圖15所示，與α＝β＝32.7°的情況相比，在第2棱鏡面45能夠接收1.29倍的光量。這樣，減小α能夠增大照射于棱鏡面45的光量，但是如果第2棱鏡面45是單一平面，則不能夠使全反射的光線(xiàn)高效率地大致向著法線(xiàn)方向。因此有必要用非平面、例如曲面，及/或者幾個(gè)面、例如平面構(gòu)成。
第2棱鏡面45的區(qū)域的數(shù)目如果多，則能夠在棱鏡面整個(gè)面上仔細(xì)調(diào)整峰值角度，能夠在整體上提高射出光的聚光程度。但是必須細(xì)細(xì)地形成傾斜角度不同的平面，用于形成光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡面的金屬切削用的刀刃(bite)的設(shè)計(jì)和制造都變得復(fù)雜，同時(shí)也難于穩(wěn)定地得到具有一定的光學(xué)特性的光偏轉(zhuǎn)元件。因此形成于棱鏡面的區(qū)域的數(shù)目選擇為3～20個(gè)比較理想，更加理想的是4～15個(gè)。最好是該棱鏡面分割為多個(gè)區(qū)域時(shí)能夠均勻分割，但是也未必一定均等分割，可以根據(jù)整個(gè)棱鏡面的所希望的射出光分布進(jìn)行調(diào)整。
α值采用2～25°，比較理想的是5～25°，特別是11～25°，更加理想的是11～20°，最理想的范圍是12～15°，β值采用33～40°，比較理想的是33.5～39.5°，更加理想的是33.5～38°，最理想的范圍是34～38°，而α與β之差的絕對(duì)值|α-β|采用8～35°，比較理想的是8～34.5°，更加理想的是13～27°，最理想的范圍是19～23°，α小則峰值強(qiáng)度大，但是在α＝0°的情況下使峰值角度大致向著法線(xiàn)方向是困難的。而且如果α做得小，為了使峰值角度大致向著法線(xiàn)方向，棱鏡頂角(α+β)也做得小，因此存在制造變得困難的傾向，特別是在棱鏡列成型時(shí)容易在棱鏡列上形成傷痕和毛刺等光學(xué)缺陷?？紤]到這些存在問(wèn)題，α采用5°以上而且每一面的射出光分布的峰值角度大致為法線(xiàn)方向的截面形狀最為理想。另一方面，α值如果過(guò)大，則有聚光效果不充分的傾向。而且如果|α-β|過(guò)小，則使α增大，則有聚光效果不充分的傾向，如果|α-β|過(guò)大，則使α減小，成型時(shí)棱鏡列上容易發(fā)生光學(xué)缺陷。
具體的棱鏡形狀，有例如在以棱鏡頂點(diǎn)的坐標(biāo)為原點(diǎn)，棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，以(x、y)坐標(biāo)表示，連接點(diǎn)1(-0.111、1.27)、點(diǎn)2(0.0、0.0)、點(diǎn)3(0.159、0.195)、點(diǎn)4(0.212、0.260)、點(diǎn)5(0.265、0.328)、點(diǎn)6(0.319、0.398)、點(diǎn)7(0.372、0.470)、點(diǎn)8(0.425、0.544)、點(diǎn)9(0.478、0.621)、點(diǎn)10(0.531、0.699)、點(diǎn)11(0.584、0.780)、點(diǎn)12(0.637、0.861)、點(diǎn)13(0.690、0.945)、點(diǎn)14(0.743、1.030)、點(diǎn)15(0.796、1.117)、點(diǎn)16(0.889、1.27)這16個(gè)點(diǎn)的截面形狀的15個(gè)平面構(gòu)成的形狀。也可以是連接點(diǎn)1(-0.284、1.059)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(0.212、0.278)、點(diǎn)4(0.265、0.350)、點(diǎn)5(0.319、0.423)、點(diǎn)6(0.372、0.501)、點(diǎn)7(0.425、0.581)、點(diǎn)8(0.478、0.663)、點(diǎn)9(0.531、0.748)、點(diǎn)10(0.584、0.834)、點(diǎn)11(0.637、0.922)、點(diǎn)12(0.716、1.059)這12個(gè)點(diǎn)的截面形狀的11個(gè)平面構(gòu)成的形狀。還可以是連接點(diǎn)1(-0.206、1.168)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(0.159、0.204)、點(diǎn)4(0.212、0.273)、點(diǎn)5(0.265、0.343)、點(diǎn)6(0.319、0.416)、點(diǎn)7(0.372、0.490)、點(diǎn)8(0.425、0.567)、點(diǎn)9(0.478、0.646)、點(diǎn)10(0.531、0.727)、點(diǎn)11(0.584、0.810)、點(diǎn)12(0.637、0.897)、點(diǎn)13(0.794、1.168)這13個(gè)點(diǎn)的截面形狀的12個(gè)平面構(gòu)成的形狀。
上述截面形狀的16點(diǎn)、12點(diǎn)、以及13點(diǎn)不必嚴(yán)格地完全通過(guò)，與這些點(diǎn)稍有偏離(即通過(guò)各點(diǎn)的近旁那樣的情況)對(duì)峰值的強(qiáng)度沒(méi)有大影響。但是，在將棱鏡列的間距P的程度標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，對(duì)于16點(diǎn)、12或13點(diǎn)中的至少5點(diǎn)，比較理想的是，對(duì)上述規(guī)定的坐標(biāo)的偏離處在以這些點(diǎn)為中心的半徑為0.021的圓內(nèi)。半徑為0.018的圓內(nèi)更好，最好是半徑為0.014的圓內(nèi)。又，8點(diǎn)處在半徑為0.014的圓內(nèi)最理想。
在本發(fā)明中，如例如圖17所示，棱鏡面的具有上述那樣的不同的傾斜角的面的至少一個(gè)也可以采用凸曲面，也可以所有的面都采用凸曲面。也就是說(shuō)，也可以由一個(gè)或一個(gè)以上的平面和一個(gè)或一個(gè)以上的凸曲面構(gòu)成棱鏡面，又可以由傾斜角不同的2個(gè)或2個(gè)以上的凸曲面構(gòu)成。在圖17中，將第2棱鏡面45分割為4個(gè)區(qū)域，由兩個(gè)平面49、50和兩個(gè)凸曲面51、52構(gòu)成。凸曲面51在其截面形狀中構(gòu)成中心為(-5.025、4.389)、半徑R＝6.669的圓的一部分，凸曲面52在其截面形狀中構(gòu)成中心為(-6.672、5.537)、半徑R＝8.677的圓的一部分。這樣，在用不同傾斜角的多個(gè)凸曲面構(gòu)成棱鏡面的情況，與利用不同傾斜角的平面構(gòu)成的情況相比，區(qū)域數(shù)目可以減少為例如2～10個(gè)，比較理想的是2～5個(gè)。但是如果區(qū)域數(shù)目過(guò)小，則為調(diào)整所希望的射出光分布而對(duì)各凸曲面進(jìn)行的設(shè)計(jì)不容易。因此區(qū)域數(shù)目采用3～4個(gè)更加理想。
又，凸曲面的形狀不僅可以將其XY截面形狀做成圓形，還可以做成非圓形。還有，在利用多個(gè)凸曲面構(gòu)成棱鏡面的情況下，最好是各凸曲面的形狀不相同，也可以是截面為圓形的凸曲面與截面為非圓形的凸曲面組合。非圓形的形狀有例如橢圓形的一部分、拋物線(xiàn)形狀的一部分等。
在本發(fā)明中，所謂凸曲面情況下的傾斜角，是指連接凸曲面的兩端邊緣的面(截面形狀中相當(dāng)于凸曲線(xiàn)部的弦)相對(duì)于棱鏡列形成平面43的傾斜角度。又，在凸曲面構(gòu)成頂部的情況下，頂部分配角是指連接凸曲面的兩端邊緣的面相對(duì)于棱鏡列形成平面43的法線(xiàn)方向構(gòu)成的角度。
對(duì)于棱鏡列的間距P與連接棱鏡列的頂部與該棱鏡列的棱鏡面45的谷部的長(zhǎng)度L2的關(guān)系，為了增加在棱鏡面45接收的光量，使構(gòu)成棱鏡列的棱鏡面的各區(qū)域的射出光分布的峰值角度向著法線(xiàn)方向，使棱鏡頂角(α+β)不過(guò)小，L2/P＝1.1～1.7比較合適。更加理想的是L2/P＝1.16～1.6，L2/P＝1.27～1.56則還要理想。又，連接棱鏡列的頂部和該棱鏡面44的谷部的長(zhǎng)度L1與連接棱鏡列的頂部和棱鏡面45的谷部的長(zhǎng)度L2的關(guān)系，L2/L1＝1.1～1.3比較合適。更加理想的是L2/L1＝1.13～1.25，L2/L1＝1.16～1.22還要理想。
在本發(fā)明中，棱鏡列的棱鏡谷部的切入角小。因此制造時(shí)棱鏡谷部容易發(fā)生毛刺，有時(shí)候棱鏡谷部發(fā)生看起來(lái)像筋那樣的缺陷。為了防止發(fā)生這樣的缺陷，如圖20所示，最好是在相鄰的棱鏡列之間設(shè)置平坦部59。該平坦部59如圖所示，設(shè)置于從不形成該平坦部時(shí)的棱鏡谷部在棱鏡的高度方向上的2～10微米的位置比較理想，設(shè)置于2.5～5微米更好，3～4微米的位置還要好。在該位置不到2微米的情況下，使該棱鏡列的圖案成形的切削刀刃的精密加工比較困難，而超過(guò)10微米則有導(dǎo)致輝度下降的傾向。又，平坦部的形成位置，也可以是在棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度規(guī)一化時(shí)從不形成該平坦部的情況下的棱鏡谷部在高度方向上的0.035～0.18范圍，也可以是在頂部分配角β的棱鏡面的截面形狀中，連接棱鏡頂部和棱鏡谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L2規(guī)一化時(shí)，從棱鏡谷部在棱鏡列的高度方向上的0.022～0.016的范圍。
可以將構(gòu)成棱鏡列的2個(gè)棱鏡面所形成的棱線(xiàn)形成為，在棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，相對(duì)于棱線(xiàn)的基準(zhǔn)線(xiàn)(位于棱鏡列的平均高度的線(xiàn))為0.018～0.354的凹凸?fàn)?。相?duì)于棱線(xiàn)的基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸的程度以0.018～0.177為宜，比較理想的是0.018～0.088，更理想的是0.035～0.063。這在本發(fā)明那樣可以將射入的光向觀察方向極其集中射出的光偏轉(zhuǎn)元件中，通過(guò)使接近平行的光線(xiàn)向液晶顯示元件等射入，利用使棱線(xiàn)在Z方向形成凹凸?fàn)?，能夠防止在觀察液晶顯示元件時(shí)能夠看出來(lái)的閃光，同時(shí)能夠使得導(dǎo)光板和光偏轉(zhuǎn)元件的缺陷不容易看出來(lái)，能夠減少輝度的不均勻等，起著提高品位的作用。另一方面，將棱線(xiàn)形成凹凸?fàn)?，就能夠在?dǎo)光板和光偏轉(zhuǎn)元件之間形成若干間隙。因此從導(dǎo)光板射出的光線(xiàn)更多地照射到光源相反側(cè)的棱鏡列而不是沒(méi)有間隙時(shí)應(yīng)該照射的棱鏡列，特別是從導(dǎo)光體比峰值射出光更加向靠近法線(xiàn)射出的光線(xiàn)有時(shí)候不能夠照射到棱鏡列的主要的反射面(離一次光源遠(yuǎn)的一側(cè)的棱鏡面)，在這種情況下，有可能與此相應(yīng)減少總體輝度。但是，在本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件中，由于將這樣的棱線(xiàn)做成凹凸?fàn)?，補(bǔ)償輝度下降的份額，謀求輝度的大幅度提高，能夠防止總體輝度的下降。但是，為了使本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件的效果能夠充分發(fā)揮，最好是棱線(xiàn)的凹凸程度采用上述范圍。使棱線(xiàn)形成凹凸?fàn)畹姆椒](méi)有特別限定。例如在切削形成透鏡圖案時(shí)可以使用一邊給予特定的振動(dòng)一邊進(jìn)行切削的透鏡型成形的方法或?qū)σ延械耐哥R片的透鏡單元的棱線(xiàn)部使用很細(xì)砂紙等進(jìn)行磨削加工的方法等進(jìn)行成形。
又，使構(gòu)成棱鏡列的2個(gè)棱鏡面，在棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，對(duì)于棱鏡面的基準(zhǔn)面(包含棱線(xiàn)的基準(zhǔn)線(xiàn)和棱鏡面的底邊(谷部側(cè)的邊)的中心線(xiàn)的面)形成為0.012～0.334的凹凸?fàn)睿源丝梢耘c上述將棱線(xiàn)做成凹凸?fàn)畹那闆r一樣謀求提高品位。相對(duì)于棱鏡基準(zhǔn)面的凹凸程度以0.012～0.152為佳，比較理想的是0.012～0.076，更加理想的是0.022～0.046。
這樣將上述那樣的光偏轉(zhuǎn)元件4載置于導(dǎo)光體3的光射出面33上，使該棱鏡列形成面成為入光面?zhèn)?，能夠使得?dǎo)光體3的光射出面33射出的指向性射出光在XZ面內(nèi)的射出光分布更加狹窄，能夠謀求光源裝置的高輝度化。也就是說(shuō)，在本發(fā)明中，在光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列形成面與導(dǎo)光體3的光射出面33相對(duì)配置的光源裝置中，使棱鏡列的作為主面的反射面(遠(yuǎn)離一次光源一側(cè)的棱鏡面)的形狀最佳化，加長(zhǎng)其長(zhǎng)度，同時(shí)設(shè)定棱鏡列的光射入面(接近一次光源的一側(cè)的棱鏡面)的傾斜角度使來(lái)自導(dǎo)光體3的射出光射入棱鏡列時(shí)，使射入光能夠向與光偏轉(zhuǎn)元件4的光射出面42遠(yuǎn)離的方向折射，以此能夠抑制光線(xiàn)向不需要的方向散射，從而提高光的利用效率，能夠使光向所希望的方向集中射出，能夠謀求光源裝置輝度的極大的提高。
如上所述的光偏轉(zhuǎn)元件4中，在棱鏡面利用傾斜角度不同的多個(gè)平面或凸曲面構(gòu)成時(shí)，為了確保充分的聚光特性，連接棱鏡列的頂部和底部的假想平面與多個(gè)平面或凸曲面(實(shí)際棱鏡面)的最大距離d與棱鏡列的間距P之比d/P最好是采用0.4～5％。這是因?yàn)槿绻鹍/P低于0.4％或高于5％，則聚光特性有下降傾向，不能夠充分提高輝度，0.4～4.5％的范圍是比較理想的范圍，更理想的范圍是0.7～4.0％的范圍。又，凸曲面最好是其曲率半徑r與棱鏡列的間距P之比r/P在2～50范圍內(nèi)，5～30的范圍更加理想，6.5～12的范圍還要理想。該r/P小于2或大于50則不能夠發(fā)揮足夠的聚光特性，輝度有降低的傾向。
這樣的光偏轉(zhuǎn)元件4射出的射出光在XZ面內(nèi)的射出光分布的半高寬度以5度以上25度以下為宜，比較理想的是10～20度范圍，更理想的是11～15度范圍。這是因?yàn)槭乖撋涑龉夥植嫉陌敫邔挾仍?度以上能夠消除由于視野極端狹窄而造成的不易看清圖像等的現(xiàn)象，而采用25度以下能夠謀求高輝度化。
一次光源1是在Y方向上延伸的線(xiàn)狀光源，該一次光源1可以使用例如熒光燈或冷陰極管。還有，在本發(fā)明中，一次光源1不限定于線(xiàn)狀光源，也可以使用LED光源、鹵素?zé)?、金屬鹵化物燈等那樣的點(diǎn)光源。特別是在使用于便攜式電話(huà)、便攜式信息終端機(jī)等比較小的畫(huà)面尺寸的顯示裝置中的情況下，最好是使用LED等小型的點(diǎn)光源。又，一次光源1如圖1所示，不僅可以設(shè)置于導(dǎo)光體3的一個(gè)側(cè)端面，根據(jù)需要也可以在相對(duì)的另一側(cè)端面再加以設(shè)置。
在本發(fā)明中，如圖1所示，一次光源1使用線(xiàn)狀光源的情況下，形成于光偏轉(zhuǎn)元件4上的棱鏡列與一次光源1大致平行延伸，或在相對(duì)于一次光源1傾斜20度以下的方向上延伸，但是，形成于光偏轉(zhuǎn)元件4上的棱鏡列的配置可以因光源的不同根據(jù)在導(dǎo)光體3中傳播的光的傳播方向變更。例如，如圖18所示，在一次光源1是將LED光源等大致為點(diǎn)狀的光源配置于導(dǎo)光體3的角部等處使用的情況下，射入導(dǎo)光體3的光線(xiàn)在與光射出面33同一平面上大致以一次光源1為中心在導(dǎo)光體3中輻射狀傳插，從光射出面33射出的射出光也一樣以一次光源1為中心輻射狀射出。為了能夠使這樣輻射狀射出的射出光與其射出方向無(wú)關(guān)地高效率地偏轉(zhuǎn)到所希望的方向，最好是使形成于光偏轉(zhuǎn)元件4上的棱鏡列以包圍著一次光源1的形態(tài)大致并列排列配置為弧狀。這樣，通過(guò)使棱鏡列包圍著一次光源1大致并列排列配置為弧狀，從光射出面33輻射狀射出的光線(xiàn)幾乎都向光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列大致垂直射入，因此能夠在導(dǎo)光體3的光射出面33的全部區(qū)域使射出光高效率地射向特定方向，能夠提高輝度的均勻性。在光偏轉(zhuǎn)元件4上形成的大致為弧狀的棱鏡列，最好是根據(jù)在導(dǎo)光體3中傳播的光線(xiàn)的分布選定其弧狀的程度，從光射出面33輻射狀射出的光線(xiàn)幾乎都大致垂直射入到光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列。具體地說(shuō)，可以舉出配置為以LED等點(diǎn)狀光源為大致中心的大致同心圓狀，圓弧的大致半徑逐漸加大地并列配置的情況，棱鏡列的半徑范圍根據(jù)面光源系統(tǒng)中的點(diǎn)狀光源的位置和與液晶顯示區(qū)域相當(dāng)?shù)拿婀庠吹挠行^(qū)域的位置關(guān)系和大小決定。
光源反射器2是使一次光源1的光線(xiàn)少損失地引向?qū)Ч怏w3的元件。其材料可以使用例如表面具有金屬蒸鍍反射層的塑料片。如圖所示，光源反射器2從光反射元件5的端緣部外面經(jīng)過(guò)一次光源1的外面向光漫射元件6的出光面端緣部卷起。另一方面，光源反射器2也可以避開(kāi)光漫射元件6和光偏轉(zhuǎn)元件4，從光反射元件5的端緣部外面經(jīng)過(guò)一次光源1的外面向?qū)Ч怏w3的光射出面端緣部卷起。
和這樣的光源反射器2相同的反射構(gòu)件也可以附在導(dǎo)光體3的側(cè)端面31以外的側(cè)端面。光反射元件5可以使用例如在表面蒸鍍金屬反射層的塑料片。在本發(fā)明中，光反射元件5也可以采用在導(dǎo)光體3的背面34利用蒸鍍金屬等形成的光反射層等，代替反射片。
本發(fā)明的導(dǎo)光體3和光偏轉(zhuǎn)元件4可以用光透射率高的合成樹(shù)脂構(gòu)成。這樣的合成樹(shù)脂有例如甲基丙烯樹(shù)脂、丙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂。特別是，甲基丙烯樹(shù)脂其光透射率高、耐熱性能、力學(xué)性能、加工成型性能優(yōu)異，最為適合。這樣的甲基丙烯樹(shù)脂是以甲基丙烯酸甲酯為主成分的樹(shù)脂，最好是采用甲基丙烯酸甲酯含量80重量％以上的材料。在形成導(dǎo)光體3和光偏轉(zhuǎn)元件4的粗糙面的表面結(jié)構(gòu)和棱鏡列等的表面結(jié)構(gòu)時(shí)，可以采用具有所希望的表面結(jié)構(gòu)的模具構(gòu)件對(duì)透明合成樹(shù)脂板進(jìn)行熱壓成型，也可以利用網(wǎng)板印刷、擠壓成型或射出成型等，與成型同時(shí)賦予其形狀。又可以利用熱和光固化型樹(shù)脂等形成構(gòu)造面。還有，可以在聚酯樹(shù)脂、丙烯樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸酰亞胺(polymethacrylic imido)系樹(shù)脂等構(gòu)成的透明薄膜或薄片等透明基材上，在其表面形成活性能量線(xiàn)固化型樹(shù)脂構(gòu)成的粗糙面結(jié)構(gòu)或透鏡列排列結(jié)構(gòu)，又可以利用粘接、熔接等方法將這樣的薄片粘接在別的透明基材上結(jié)合形成一體?；钚阅芰烤€(xiàn)固化型樹(shù)脂可以使用多官能團(tuán)(meta偏)丙烯化合物、乙烯化合物、(meta偏)丙烯酸酯類(lèi)、丙烯基化合物、(meta偏)丙烯酸的金屬鹽等。
如上所述的一次光源1、光源反射器2、導(dǎo)光體3、光偏轉(zhuǎn)元件4、光反射元件5、還有光漫射元件6構(gòu)成的面光源裝置的發(fā)光面(光偏轉(zhuǎn)元件4的出光面42還有光漫射元件6的表面)上，通過(guò)配置液晶顯示元件構(gòu)成液晶顯示裝置。對(duì)液晶顯示裝置，觀察者從圖1中的上方通過(guò)液晶顯示元件進(jìn)行觀察。又，在本發(fā)明中，能夠使充分準(zhǔn)直化的狹窄分布的光線(xiàn)從面光源裝置射入液晶顯示元件，因此能夠得到在液晶顯示元件中沒(méi)有灰度反轉(zhuǎn)等，亮度、色相均勻性良好的圖像顯示，同時(shí)能夠得到集中于所希望方向的光照射，能夠提高對(duì)于該方向的照明的一次光源的發(fā)光光量的利用效率。
還有，在本發(fā)明中，在這樣利用光偏轉(zhuǎn)元件4使視野狹窄化、高輝度化的光源裝置中，能夠盡可能不導(dǎo)致輝度下降地，根據(jù)目的適當(dāng)控制視野范圍，能夠?qū)⒐饴湓?鄰近配置于光偏轉(zhuǎn)元件4的出光面上。又，在本發(fā)明中，這樣配置光漫射元件6，能夠抑制成為質(zhì)量低下的原因的閃爍和輝度斑點(diǎn)等，謀求提高質(zhì)量。
光漫射元件6也可以在光偏轉(zhuǎn)元件4的出光面一側(cè)與光偏轉(zhuǎn)元件4形成一體，又可以將光漫射元件6另行載置于光偏轉(zhuǎn)元件4的出光面一側(cè)，但最好是另行配置光漫射元件6。在另行載置光漫射元件6的情況下，在光漫射元件6的鄰近光偏轉(zhuǎn)元件4的一側(cè)的面上，為了防止與光偏轉(zhuǎn)元件4粘附，最好是賦予其凹凸結(jié)構(gòu)。同樣，在光漫射元件6的射出面上，也有必要考慮與在其上配置的液晶顯示元件之間的粘附，最好是對(duì)光漫射元件6的射出面也賦予凹凸結(jié)構(gòu)。該凹凸結(jié)構(gòu)在僅僅是為了防止粘附為目的而形成的情況下，采用平均傾斜角0.7°以上那樣的結(jié)構(gòu)為宜，比較理想的是1°以上，更加理想的是1.5°以上。
在本發(fā)明中，考慮輝度特性、視覺(jué)特性以及質(zhì)量等的平衡，有必要使用具有適度使來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件4的射出光漫射的光漫射特性的光漫射元件6。也就是說(shuō)，在光漫射元件6的光漫射性能低下的情況下，難于使視野角度充分?jǐn)U展，使視覺(jué)性能降低，同時(shí)不能夠充分改善質(zhì)量，反之，在光漫射性能過(guò)高的情況下，光偏轉(zhuǎn)元件4產(chǎn)生的視野狹窄化效果受到損害，同時(shí)總光線(xiàn)透射率也降低，有輝度下降的傾向。因此在本發(fā)明的光漫射元件6中，使用使平行光射入時(shí)的射出光分布的半高寬度為1～13°范圍的元件。光漫射元件6的半高寬度以3～11°范圍為宜，更理想的是4～8.5°范圍。還有，在本發(fā)明中所謂光漫射元件6的射出光分布的半高寬度，是如圖19所示，表示射入光漫射元件6的平行光線(xiàn)在射出時(shí)漫射擴(kuò)散到怎樣的程度的數(shù)值，是指相對(duì)于透過(guò)光漫射元件6漫射的射出光的光度分布中峰值的一半處的擴(kuò)展角的全部寬度的角度(Δθ11)。
這樣的光漫射特性可以利用在光漫射元件6中混入光漫射劑，或在光漫射元件6的至少一個(gè)表面上形成凹凸結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。形成于表面的凹凸結(jié)構(gòu)，在形成于光漫射元件6的一個(gè)表面的情況下和在兩面都形成的情況下其程度不同。在光漫射元件6的一個(gè)表面上形成凹凸結(jié)構(gòu)的情況下，使其平均傾斜角度在0.8～12°的范圍內(nèi)為宜，比較理想的是3.5～7°，更加理想的是4～6.5°。在光漫射元件6的兩個(gè)表面部形成凹凸結(jié)構(gòu)的情況下，其一個(gè)表面上形成的凹凸結(jié)構(gòu)平均傾斜角以0.8～6°范圍為宜，比較理想的是2～4°，更加理想的是2.5～4°。在這種情況下，為了抑制光漫射元件6的總光線(xiàn)透射率的下降，最好是使光漫射元件6的射入面?zhèn)鹊钠骄鶅A斜角比射出面?zhèn)鹊钠骄鶅A斜角大。又，從提高輝度特性和改善視覺(jué)性能的觀點(diǎn)出發(fā)，光漫射元件6的光擴(kuò)散透過(guò)率比值以8～82％的范圍為宜，比較理想的是30～70％，更理想的是40～65％范圍。
在本發(fā)明的光源裝置中，也要求從其發(fā)光面(光漫射元件6的射出面)的法線(xiàn)方向觀察的情況下的顯示區(qū)域內(nèi)的輝度均勻。該輝度的均勻性也取決于光源的顯示區(qū)域的大小，例如在筆記本電腦或監(jiān)視器等的顯示區(qū)域大的大型光源裝置中，有時(shí)候要求比較寬廣的視野角度特性，要求使從發(fā)光面射出的射出光的分布更寬。另一方面，在便攜式電話(huà)和便攜式信息終端等顯示區(qū)域小的小型光源裝置的情況下，有時(shí)候優(yōu)先要求高輝度和提高顯示質(zhì)量，來(lái)自發(fā)光面的射出光分布也可以比較狹窄。因此光漫射元件6最好使用相應(yīng)于光源裝置的顯示區(qū)的大小具有合適的光漫射特性的元件。
在本發(fā)明中，能夠使用光偏轉(zhuǎn)元件4使從導(dǎo)光體3來(lái)的射出光向法線(xiàn)方向等特定方向射出，用具有各向異性漫射性能的光漫射元件6使該射出光向所希望的方向射出。在這種情況下，也可以對(duì)光漫射元件6賦予各向異性漫射作用和光偏轉(zhuǎn)作用兩種功能。例如凹凸結(jié)構(gòu)使用雙凸透鏡列或柱狀透鏡形狀的物體的情況下，將其剖面形狀形成為非對(duì)稱(chēng)形狀，以此能夠?qū)ζ滟x予各向異性漫射作用和光偏轉(zhuǎn)作用兩種功能。
又，在本發(fā)明中，對(duì)作為光源裝置的視野角度進(jìn)行調(diào)整，出于使其提高質(zhì)量的目的，也可以使光偏轉(zhuǎn)元件4和光漫射元件6含有光漫射材料。這樣的光漫射材料可以使用與構(gòu)成光偏轉(zhuǎn)元件4和光漫射元件6的材料不同折射率的透明的微顆粒，例如可以使用硅微粒、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、氟化丙烯酸甲酯(フツ素化メタクリレ一ト)、等單獨(dú)聚合物或共聚物等。作為光漫射材料有必要對(duì)含量、顆粒直徑、折射率等進(jìn)行適當(dāng)選定，以避免損害光偏轉(zhuǎn)元件4形成的狹窄視野效果和光漫射元件6造成的適度的漫射效果。例如光漫射材料的折射率與構(gòu)成光偏轉(zhuǎn)元件4和光漫射元件6的材料的折射率差如果過(guò)小，則漫射效果小，如果過(guò)大則產(chǎn)生過(guò)剩散射折射作用，因此折射率之差以0.01～0.1范圍為宜，比較理想的是0.03～0.08，更理想的范圍是0.03～0.05。又，光漫射材料的粒徑如果過(guò)大則散射效果強(qiáng)，會(huì)引起閃爍并且使輝度下降，如果過(guò)小則發(fā)生著色，因此平均粒徑以采用0.5～20微米范圍為宜，比較理想的是2～15微米，更理想的范圍是2～10微米。
還有，有時(shí)候使用本發(fā)明那樣的光偏轉(zhuǎn)元件的光源裝置的射出光分布以峰值位置為界，在一次光源側(cè)的射出光分布隨著遠(yuǎn)離峰值光其輝度急劇下降，在遠(yuǎn)離一次光源的一側(cè)射出光分布，輝度比較緩慢下降，顯示出非對(duì)稱(chēng)的射出光分布。例如，在將這樣的射出光分布的光源裝置使用于254mm(10英寸)以上的筆記本電腦等需要比較寬的視野角度的液晶顯示裝置的情況下，將光漫射性比較大的光漫射元件配置于光偏轉(zhuǎn)元件的出光面上使射出光分布擴(kuò)展，擴(kuò)大視野角度。在使用海斯值為50％以上的光漫射性強(qiáng)的光漫射元件的情況下，射出光分布的峰值角度向遠(yuǎn)離一次光源的一側(cè)偏轉(zhuǎn)1～3°左右。因此來(lái)自光偏轉(zhuǎn)元件的射出光分布的峰值角度位于其出光面的法線(xiàn)方向的情況下，利用光漫射元件使射出光分布的峰值角度從法線(xiàn)方向向遠(yuǎn)離光源一側(cè)偏離1～3°的角度，其結(jié)果是，使從法線(xiàn)方向觀察的情況下的輝度極端下降。這是由于，通過(guò)使用光漫射元件，雖然從光偏轉(zhuǎn)元件射出的射出光分布的非對(duì)稱(chēng)性有幾分緩和，但是輝度比較嚴(yán)重下降的射出光分布的部位位于法線(xiàn)方向的緣故。為了避免這樣的輝度極端下降，最好是預(yù)先使光偏轉(zhuǎn)元件來(lái)的射出光分布的峰值角度從法線(xiàn)方向向光源側(cè)傾斜1～3°。
下面利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明具體進(jìn)行說(shuō)明。還有，下面的實(shí)施例中的各物性的測(cè)定如下所述進(jìn)行。
面光源裝置的法線(xiàn)輝度、光度半高寬度的測(cè)定使用冷陰極管作為光源，對(duì)逆變器(哈利遜公司制造的HIU-742A)施加12V直流電壓以高頻電流使其點(diǎn)亮。導(dǎo)光體的光度半高寬度，通過(guò)在導(dǎo)光體的表面固定具有4mm的針孔的黑色紙，使針孔位于表面的中央，調(diào)整距離使輝度計(jì)的測(cè)定圓為8～9mm，在冷陰極管的長(zhǎng)度方向軸的垂直方向和平行方向以針孔為中心，測(cè)向(gonio)軸旋轉(zhuǎn)以進(jìn)行調(diào)節(jié)。在各方向一邊使旋轉(zhuǎn)軸從+80°到-80°以1°的間隔一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊用輝度計(jì)測(cè)定射出光的光度分布，求峰值角度、光度分布的半高寬度(峰值的1/2的分布的擴(kuò)展角)。又，面光源裝置的輝度半高寬度使輝度計(jì)的視野角度為0.1°，調(diào)整為位于面光源裝置的中央的面部，調(diào)節(jié)使測(cè)向旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在各方向使旋轉(zhuǎn)軸從+80°到-80°以1°的間隔轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊用輝度計(jì)測(cè)定射出光的輝度分布，求峰值輝度、峰值角度。峰值角度以光源裝置的法線(xiàn)法線(xiàn)為0°，以一次光源一側(cè)為負(fù)，其相反側(cè)為正。
實(shí)施例1使用丙烯樹(shù)脂(三菱レイョン株式會(huì)社制アクリルペツト VH5#000)，通過(guò)射出成型制作一個(gè)面為無(wú)光澤面(平均傾斜角1.1°)的導(dǎo)光體。該導(dǎo)光體形成216mm×290mm、厚度2.0mm～0.7mm的楔形板狀。該導(dǎo)光體的鏡面?zhèn)壬?，與導(dǎo)光體的長(zhǎng)度216mm的邊(短邊)平行地，利用丙烯系紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂形成并列連續(xù)設(shè)置棱鏡列的棱鏡頂角100°，間距50m的棱鏡列的棱鏡層。沿著與導(dǎo)光體的長(zhǎng)度290mm的長(zhǎng)邊對(duì)應(yīng)的一個(gè)側(cè)端面(厚度2.0mm一側(cè)的端面)用光源反射器(麗光社制銀反射膜)覆蓋冷陰極管配置。而且，在另一側(cè)端面粘貼光漫射反射膜(東レ社制E60)，在棱鏡列排列面(背面)上配置反射片。將上述結(jié)構(gòu)裝入框體。該導(dǎo)光體，與光射入面和光射出面兩者垂直的面內(nèi)的射出光光度分布的最大峰值角度相對(duì)于光射出面法線(xiàn)方向?yàn)?0°，半寬高度為22.5°。
另一方面，使用折射率為1.5064的丙烯系紫外線(xiàn)固化性樹(shù)脂，制作棱鏡列，所述棱鏡列是截面為連接點(diǎn)1(-16.031、59.828)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(12.000、15.695)、點(diǎn)4(15.000、19.750)、點(diǎn)5(18.000、23.925)、點(diǎn)6(21.000、28.320)、點(diǎn)7(24.000、32.818)、點(diǎn)8(27.000、37.455)、點(diǎn)9(30.000、42.238)、點(diǎn)10(33.000、47.114)、點(diǎn)11(36.000、52.087)、點(diǎn)12(40.469、59.828)這12個(gè)點(diǎn)(坐標(biāo)值單位微米以下實(shí)施例中也相同)的形狀形成的11個(gè)平面構(gòu)成的間距56.5m的棱鏡列并列連續(xù)設(shè)置的棱鏡列形成面，被形成于厚度188微米的聚酯膜的一個(gè)表面上，制作棱鏡片。
在該棱鏡片上，頂部分配角α為15°，頂部分配角β為37.4°。對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)2～點(diǎn)12的10個(gè)平面的傾斜角度依序?yàn)?2.6°、53.5°、54.3°、55.5°、56.3°、57.1°、57.9°、58.4°、58.9°、60.0°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P為，L2/P＝1.279，L2/L1＝1.167。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)12的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為2.7％。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片幾乎不存在由棱鏡列的成形等引起的光學(xué)缺陷等。
將得到的棱鏡片如下所述配置得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著所述導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面(與連接點(diǎn)1和點(diǎn)2的線(xiàn)對(duì)應(yīng)在以下實(shí)施例中也相同)載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以下述比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例2除了截面為連接點(diǎn)1(-11.638、66.002)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(9.000、11.519)、點(diǎn)4(12.000、15.443)、點(diǎn)5(15.000、19.396)、點(diǎn)6(18.000、23.480)、點(diǎn)7(21.000、27.686)、點(diǎn)8(24.000、32.018)、點(diǎn)9(27.000、36.483)、點(diǎn)10(30.000、41.067)、點(diǎn)11(33.000、45.776)、點(diǎn)12(36.000、50.653)、點(diǎn)13(44.862、66.002)這13個(gè)點(diǎn)的形狀形成的12個(gè)平面構(gòu)成棱鏡列外，與實(shí)施例1一樣制作了棱鏡片。
在該棱鏡片中，頂部分配角α為10°，頂部分配角β為38°。對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)2～點(diǎn)13的11個(gè)平面的傾斜角度依序?yàn)?2.0°、52.6°、52.8°、53.7°、54.5°、55.3°、56.1°、56.8°、57.5°、58.4°、60.0°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P，L2/P＝1.414，L2/L1＝1.192。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)13的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為3.3％。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片有若干由棱鏡列的成形等而引起的光學(xué)缺陷。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例3除了截面由連接點(diǎn)1(-11.605、65.814)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(9.000、11.519)、點(diǎn)4(15.000、19.396)這4個(gè)點(diǎn)的3個(gè)平面、以及用以點(diǎn)A(-314.871、263.703)為中心的半徑為410.489的圓連接點(diǎn)4到點(diǎn)5(36.000、50.653)和用以點(diǎn)B(-502.516、376.787)為中心的半徑為629.574的圓連接點(diǎn)5到點(diǎn)6(44.895、65.814)的兩個(gè)凸曲面構(gòu)成棱鏡列外，與實(shí)施例2一樣制作了棱鏡片。
在該棱鏡片中，頂部分配角α為10°，頂部分配角β為38°。對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)2～點(diǎn)4的2個(gè)平面和對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)4～點(diǎn)6的2個(gè)凸曲面傾斜角度依序?yàn)?2.0°、52.7°、56.1°、59.6°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P，L2/P＝1.412，L2/L1＝1.194。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)6的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為3.1％。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片有若干由棱鏡列的成形等而引起的光學(xué)缺陷。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例4除了截面為連接點(diǎn)1(-6.292、71.920)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(9.000、10.996)、點(diǎn)4(12.000、14.687)、點(diǎn)5(15.000、18、527)、點(diǎn)6(18.000、22.494)、點(diǎn)7(21.000、26.563)、點(diǎn)8(24.000、30.753)、點(diǎn)9(27.000、35.070)、點(diǎn)10(30.000、39.517)、點(diǎn)11(33.000、44.050)、點(diǎn)12(36.000、48.669)、點(diǎn)13(39.000、53.378)、點(diǎn)14(42.000、58.179)、點(diǎn)15(45.000、63.114)、點(diǎn)16(50.208、71.920)這16個(gè)點(diǎn)的形狀形成的15個(gè)平面構(gòu)成棱鏡列外，與實(shí)施例1一樣制作了棱鏡片。
在該棱鏡片中，頂部分配角α為5°，頂部分配角β為39.3°。對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)16的14個(gè)平面的傾斜角依序?yàn)?0.7°、50.9°、52.0°、52.9°、53.6°、54.4°、55.2°、56.0°、56.5°、57.0°、57.5°58.0°、58.7°、59.4°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P，L2/P＝1.555，L2/L1＝1.217。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)16的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為3.7％。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片有若干由棱鏡列的成形等而引起的光學(xué)缺陷。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)龋忡R的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例5除了截面由連接點(diǎn)1(-6.322、72.265)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(12.000、14.687)、點(diǎn)4(15.000、18.527)這4個(gè)點(diǎn)的3個(gè)平面、以及用以點(diǎn)A(-283.909、247.987)為中心的半徑為376.827的圓連接點(diǎn)4到點(diǎn)5(30.000、39.517)和用以點(diǎn)B(-376.959、312.857)為中心的半徑為490.235的圓連接點(diǎn)5到點(diǎn)6(50.178、72.265)的兩個(gè)凸曲面構(gòu)成棱鏡列外，與實(shí)施例4一樣制作了棱鏡片。
在該棱鏡片中，頂部分配角α為5°，頂部分配角β為39.3°。對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)2～點(diǎn)4的2個(gè)平面和對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)4～點(diǎn)6的2個(gè)凸曲面傾斜角依序?yàn)?0.7°、52.0°、54.4°、58.4°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P，L2/P＝1.560，L2/L1＝1.215。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)6的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為3.9％。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片有若干由棱鏡列的成形等而引起的光學(xué)缺陷。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例6除了截面由連接點(diǎn)1(-11.596、65.767)、點(diǎn)2(0.000、0.000)這2個(gè)點(diǎn)的1個(gè)平面、以及用以點(diǎn)A(-361.105、294.766)為中心的半徑為466.137的圓連接點(diǎn)2到點(diǎn)3(44.904、65.767)的1個(gè)凸曲面構(gòu)成棱鏡列外，與實(shí)施例1一樣制作棱鏡片。
在該棱鏡片中，頂部分配角α為10°，頂部分配角β為34.3°。對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)3的1個(gè)凸曲面傾斜角度為55.7°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P，L2/P＝1.409，L2/L1＝1.192。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)3的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為3.0％。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片有若干由棱鏡列的成形等而引起的光學(xué)缺陷。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例7除了截面由連接點(diǎn)1(-16.005、59.730)、點(diǎn)2(0.000、0.000)這2個(gè)點(diǎn)的1個(gè)平面、以及用以點(diǎn)A(-356.204、284.772)為中心的半徑為456.044的圓連接點(diǎn)2到點(diǎn)3(30.000、42.238)和用以點(diǎn)B(-531.365、390.952)為中心的半徑為660.857的圓連接點(diǎn)3到點(diǎn)4(40.495、59.730)的兩個(gè)凸曲面構(gòu)成棱鏡列外，與實(shí)施例1一樣制作了棱鏡片。
在該棱鏡片中，頂部分配角α為15°，頂部分配角β為35.4°。對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)4的2個(gè)凸曲面傾斜角依序?yàn)?4.6°、59.0°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P，L2/P＝1.277，L2/L1＝1.167。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)4的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為2.5％。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片幾乎沒(méi)有由棱鏡列的成形等而引起的光學(xué)缺陷。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例8除了截面由連接點(diǎn)1(-14.1776、61.4101)、點(diǎn)2(0.000、0.000)這2個(gè)點(diǎn)的1個(gè)平面、及用以點(diǎn)A(-392.9609、316.1078)為中心的半徑為504.3237的圓連接點(diǎn)2到點(diǎn)3(42.3224、61.4101)構(gòu)成棱鏡列外，與實(shí)施例1一樣制作了棱鏡片。在該棱鏡片中，頂部分配角α為13°，頂部分配角β為34.6°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P，L2/P＝1.320，L2/L1＝1.183。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)4的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為2.4％，其曲率半徑r與棱鏡列間距P之比r/P為8.93。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片幾乎沒(méi)有由棱鏡列的成形等而引起的光學(xué)缺陷。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例9除了棱鏡列采用從棱鏡的谷部在棱鏡的高度方向上3微米的位置上設(shè)置平坦部的結(jié)構(gòu)外，與實(shí)施例8一樣制作了棱鏡片。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例10除了棱鏡列采用從棱鏡的谷部在棱鏡的高度方向上5微米的位置上設(shè)置平坦部的結(jié)構(gòu)外，與實(shí)施例8一樣制作了棱鏡片。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例11除了棱鏡列采用從棱鏡的谷部在棱鏡的高度方向上7微米的位置上設(shè)置平坦部的結(jié)構(gòu)外，與實(shí)施例8一樣制作了棱鏡片。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例12除了棱鏡列采用從棱鏡的谷部在棱鏡的高度方向上10微米的位置上設(shè)置平坦部的結(jié)構(gòu)外，與實(shí)施例8一樣制作了棱鏡片。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)?，棱鏡的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
實(shí)施例13除了截面由連接點(diǎn)1(-19.7523、54.2691)、點(diǎn)2(0.000、0.000)這2個(gè)點(diǎn)的1個(gè)平面、以及用以點(diǎn)A(-368.9514、289.4.66)為中心的半徑為468.9151的圓連接點(diǎn)2到點(diǎn)3(36.74767、54.2691)構(gòu)成棱鏡列外，與實(shí)施例1一樣制作了棱鏡片。在該棱鏡片中，頂部分配角α為20°，頂部分配角β為33.8°。
構(gòu)成棱鏡列的面的長(zhǎng)度L1和L2相對(duì)于棱鏡片的棱鏡列間距P，L2/P＝1.160，L2/L1＝1.135。連接棱鏡列的頂部與底部的假想平面與對(duì)應(yīng)于點(diǎn)2～點(diǎn)4的實(shí)際棱鏡面的最大距離d與棱鏡列間距P之比d/P為2.3％，其曲率半徑r與棱鏡列間距P之比r/P為8.30。棱鏡的棱線(xiàn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的凹凸程度為0.053，棱鏡面相對(duì)于基準(zhǔn)面的凹凸程度為0.036。得到的棱鏡片幾乎沒(méi)有由棱鏡列的成形等而引起的光學(xué)缺陷等。
將得到的棱鏡片如下所述配置，得到面光源裝置，所述配置方法是，使棱鏡列形成面向著實(shí)施例1的導(dǎo)光體的光射出面?zhèn)龋忡R的棱線(xiàn)平行于導(dǎo)光體的光射入面，第1棱鏡面載放在光源一側(cè)。求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
又，將液晶顯示元件配置于該面光源裝置進(jìn)行觀察，結(jié)果表明是沒(méi)有閃爍等問(wèn)題的高質(zhì)量裝置。
比較例1除了棱鏡片的棱鏡列采用兩個(gè)棱鏡面都為平面，棱鏡頂角為65.4°的截面為等腰三角形(α＝β＝32.7°)的構(gòu)件外，與實(shí)施例1一樣制作，得到了面光源裝置，求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，取峰值輝度為1.00，測(cè)定峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
比較例2除了棱鏡片的棱鏡列采用兩個(gè)棱鏡面都為平面，一個(gè)面的頂部分配角α取5°，另一面的頂部分配角β取38°的結(jié)構(gòu)外，與實(shí)施例1一樣制作，得到了面光源裝置，求該面光源裝置的光射入面和光身射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。
比較例3除了棱鏡片的棱鏡列采用兩個(gè)棱鏡面都為平面，一個(gè)面的頂部分配角α取5°，另一面的頂部分配角β取35°的結(jié)構(gòu)外，與實(shí)施例1一樣制作，得到了面光源裝置，求該面光源裝置的光射入面和光射出面兩者的垂直面內(nèi)的射出光輝度分布，測(cè)定以比較例1為基準(zhǔn)的情況下的峰值輝度比例、峰值角度、具有峰值輝度的1/2輝度的角度(半高寬度)，其結(jié)果示于表1。

工業(yè)應(yīng)用性如以上說(shuō)明所述，采用本發(fā)明，構(gòu)成形成于光偏轉(zhuǎn)元件的入光面上的棱鏡列的棱鏡面的至少一個(gè)采用非單一平面，并且一個(gè)棱鏡面的頂部分配角α取2～25°，另一個(gè)棱鏡面的頂部分配角β取33～40°，頂部分配角α與頂部分配角β之差|α-β|取8～35°，以此能夠提供使從一次光源發(fā)出的光向所要的觀察方向聚光的射出的高效率(一次光源的光量利用效率)的光源裝置。
權(quán)利要求
1.一種光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有光線(xiàn)射入的入光面和位于其相反側(cè)、使射入的光射出的出光面，所述入光面上相互并列排列多列由兩個(gè)棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該兩個(gè)棱鏡面的至少一個(gè)面由非單一平面構(gòu)成，并且構(gòu)成所述棱鏡列的一個(gè)棱鏡面的頂部分配角α為2～25°，另一個(gè)棱鏡面的頂部分配角β為33～40°，所述頂部分配角α與所述頂部分配角β之差|α-β|為8～35°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述頂部分配角α為11～25°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述兩個(gè)棱鏡面的一個(gè)面由非單一平面構(gòu)成，而且另一個(gè)面由單一平面構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述非單一平面至少由一個(gè)凸曲面構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述非單一平面由傾斜角互不相同的兩個(gè)或兩個(gè)以上的凸曲面構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述非單一平面由傾斜角互不相同的兩個(gè)或兩個(gè)以上的平面構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述非單一平面由一個(gè)或一個(gè)以上的平面和一個(gè)或一個(gè)以上的凸曲面構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述非單一平面，越是位于靠近所述出光面一側(cè)的所述平面或所述凸曲面其傾斜角越大。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述非單一平面中，最接近所述棱鏡列的頂部的面的傾斜角和最接近所述出光面的面的傾斜角之差為1～15°。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，在構(gòu)成所述非單一平面的所述平面和/或所述凸曲面的各面上全反射后從所述出光面射出的光線(xiàn)在所述各面上的射出光分布的峰值方向是形成所述棱鏡列的平面的大致法線(xiàn)方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求4或6或7所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，構(gòu)成所述非單一平面的凸曲面，其曲率半徑r與所述棱鏡列的間距P之比r/P為2～50。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述非單一平面是連接所述棱鏡列的頂部和底部的假想平面的最大距離d，與所述棱鏡列的間距P之比d/P為0.4～5％。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列，在其截面上以頂點(diǎn)的坐標(biāo)為原點(diǎn)、所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，由連接點(diǎn)1(-0.111、1.27)、點(diǎn)2(0.0、0.0)、點(diǎn)3(0.159、0.195)、點(diǎn)4(0.212、0.260)、點(diǎn)5(0.265、0.328)、點(diǎn)6(0.319、0.398)、點(diǎn)7(0.372、0.470)、點(diǎn)8(0.425、0.544)、點(diǎn)9(0.478、0.621)、點(diǎn)10(0.531、0.699)、點(diǎn)11(0.584、0.780)、點(diǎn)12(0.637、0.861)、點(diǎn)13(0.690、0.945)、點(diǎn)14(0.743、1.030)、點(diǎn)15(0.796、1.117)、點(diǎn)16(0.889、1.27)這16個(gè)點(diǎn)或其近旁點(diǎn)的形狀構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列，在其截面上所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，從所述點(diǎn)1～點(diǎn)16選擇出的至少5個(gè)點(diǎn)，由將處于以這些點(diǎn)為中心的半徑為0.021的圓內(nèi)的所述近旁點(diǎn)連接的形狀構(gòu)成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列，在其截面上以頂點(diǎn)的坐標(biāo)為原點(diǎn)、所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，由連接點(diǎn)1(-0.206、1.168)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(0.159、0.204)、點(diǎn)4(0.212、0.273)、點(diǎn)5(0.265、0.343)、點(diǎn)6(0.319、0.416)、點(diǎn)7(0.372、0.490)、點(diǎn)8(0.425、0.567)、點(diǎn)9(0.478、0.646)、點(diǎn)10(0.531、0.727)、點(diǎn)11(0.584、0.810)、點(diǎn)12(0.637、0.897)、點(diǎn)13(0.794、1.168)這13個(gè)點(diǎn)或其近旁點(diǎn)的形狀構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列，在其截面上所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，從所述點(diǎn)1～點(diǎn)13選擇出的至少5個(gè)點(diǎn)，由將處于以這些點(diǎn)為中心的半徑為0.021的圓內(nèi)的所述近旁點(diǎn)連接的形狀構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列，在其截面上以頂點(diǎn)的坐標(biāo)為原點(diǎn)、所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，由連接點(diǎn)1(-0.284、1.059)、點(diǎn)2(0.000、0.000)、點(diǎn)3(0.212、0.278)、點(diǎn)4(0.265、0.350)、點(diǎn)5(0.319、0.423)、點(diǎn)6(0.372、0.501)、點(diǎn)7(0.425、0.581)、點(diǎn)8(0.478、0.663)、點(diǎn)9(0.531、0.748)、點(diǎn)10(0.584、0.834)、點(diǎn)11(0.637、0.922)、點(diǎn)12(0.716、1.059)這12個(gè)點(diǎn)或其近旁點(diǎn)的形狀構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列，在其截面上所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，從所述點(diǎn)1～點(diǎn)12選擇出的至少5個(gè)點(diǎn)，由將處于以這些點(diǎn)為中心的半徑為0.021的圓內(nèi)的所述近旁點(diǎn)連接的形狀構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列的間距P，與構(gòu)成所述棱鏡列的頂部分配角β的所述棱鏡面的剖面形狀中、連接棱鏡頂部與谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L2，滿(mǎn)足L2/P＝1.1～1.7的關(guān)系。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，頂部分配角α的所述棱鏡面的剖面形狀中連接棱鏡頂部與谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L1，與頂部分配角β的所述棱鏡面的剖面形狀中連接棱鏡頂部與谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L2，滿(mǎn)足L2/L1＝1.1～1.3的關(guān)系。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，構(gòu)成所述棱鏡列的兩個(gè)棱鏡面形成的棱線(xiàn)，在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，相對(duì)于其基準(zhǔn)線(xiàn)形成0.018～0.354的凹凸形狀。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，構(gòu)成所述棱鏡列的兩個(gè)棱鏡面，在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，相對(duì)于其基準(zhǔn)面形成0.012～0.334的凹凸形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，相鄰的棱鏡列之間設(shè)置平坦部。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述平坦部設(shè)置于棱鏡列的高度方向上離棱鏡谷部2～10微米的位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述平坦部，在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，設(shè)置于棱鏡列的高度方向上離棱鏡谷部0.035～0.18的位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，在頂部分配角β的所述棱鏡面的剖面形狀中連接棱鏡頂部與棱鏡谷部的假想直線(xiàn)的長(zhǎng)度L2標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，所述平坦部設(shè)置于棱鏡列的高度方向上離棱鏡谷部0.022～0.16的位置。
27.一種光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有使光射入的入光面和位于其相反側(cè)、使射入的光射出的出光面，所述入光面上相互并列排列多個(gè)由兩個(gè)棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該兩個(gè)棱鏡面的至少一個(gè)面由非單一平面構(gòu)成，而且構(gòu)成所述棱鏡列的一個(gè)棱鏡面的頂部分配角α為2～25°，另一棱鏡面的頂部分配角β為33～40°，兩個(gè)棱鏡面形成的棱線(xiàn)，在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，相對(duì)于其基準(zhǔn)面形成0.018～0.354的凹凸形狀。
28.一種光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有使光射入的入光面和位于其相反側(cè)、使射入的光射出的出光面，所述入光面上相互并列排列多個(gè)由兩個(gè)棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該兩個(gè)棱鏡面的至少一個(gè)面由非單一平面構(gòu)成，而且構(gòu)成所述棱鏡列的一個(gè)棱鏡面的頂部分配角α為2～25°，另一棱鏡面的頂部分配角β為33～40°，兩個(gè)棱鏡面在所述棱鏡列的間距P的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)化為1時(shí)，相對(duì)于其基準(zhǔn)面形成0.012～0.334的凹凸形狀。
29.一種光源裝置，其特征在于，具備一次光源；有從該一次光源發(fā)出的光線(xiàn)射入的光射入面、而且有引導(dǎo)射入的光線(xiàn)并且使引導(dǎo)的光線(xiàn)射出的光射出面的導(dǎo)光體；以及權(quán)利要求1～7、9、12～28中的任一項(xiàng)所述的光偏轉(zhuǎn)元件，所述光偏轉(zhuǎn)元件配置成使其入光面與該導(dǎo)光體的所述光射出面相對(duì)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光源裝置，其特征在于，所述光偏轉(zhuǎn)元件，其棱鏡列的頂部分配角α的所述棱鏡面配置于接近所述一次光源的一側(cè)，其棱鏡列的頂部分配角β的所述棱鏡面配置于遠(yuǎn)離所述一次光源的一側(cè)。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光源裝置，其特征在于，所述一次光源與所述導(dǎo)光體的角落部分鄰接地配置，并且所述光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡列大致以所述一次光源為中心配置成大致同心圓狀。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光源裝置，其特征在于，具有與所述光偏轉(zhuǎn)元件的出光面相鄰配置的光擴(kuò)散元件，該光擴(kuò)散元件在使平行光射入時(shí)的射出光分布的半高寬度具有各向異性。
全文摘要
本發(fā)明的面光源裝置，包括一次光源(1)；有從該光源發(fā)出的光線(xiàn)射入的光射入面(31)、而且有引導(dǎo)射入的光線(xiàn)并且使所引導(dǎo)的光線(xiàn)射出的光射出面(33)的導(dǎo)光體(3)；以及與導(dǎo)光體光射出面對(duì)置配置的光偏轉(zhuǎn)元件(4)。光偏轉(zhuǎn)元件(4)具有使光射入的入光面(41)、以及位于其相反側(cè)、使射入的光線(xiàn)射出的出光面(42)，入光面上相互并列地配置多個(gè)由兩個(gè)棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，這兩個(gè)棱鏡面中的至少一個(gè)由非單一平面構(gòu)成，并且構(gòu)成棱鏡列的一個(gè)棱鏡面的頂部分配角α為2～25°，另一棱鏡面的頂部分配角β為33～40°，頂部分配角α和頂部分配角β之差|α－β|為8～35°。以此本發(fā)明能夠提供可將射出光分布控制得狹窄，提高一次光源的利用效率，而且容易以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)提高圖像質(zhì)量的光源裝置。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1720467SQ20038010509
公開(kāi)日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2003年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
發(fā)明者山下友義, 小野雅江 申請(qǐng)人:三菱麗陽(yáng)株式會(huì)社