專利名稱：光偏轉(zhuǎn)元件及使用該元件的光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在筆記本PC、液晶電視、手機、便攜式信息終端中構(gòu)成用作顯示部的液晶顯示裝置等的邊緣照明方式的光源裝置、以及用于其中的光偏轉(zhuǎn)元件，尤其涉及在導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)扰渲玫母倪M的光偏轉(zhuǎn)元件。
背景技術(shù)：
近年來，彩色液晶顯示裝置，作為便攜式筆記本PC、P等監(jiān)視器，或作為液晶電視、視頻一體型液晶電視、手機、便攜式信息終端等的顯示部，可廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。此外，隨著信息處理量的增加、需求的多樣化、以及適應(yīng)多媒體，正流行進入到液晶顯示裝置的大屏幕化和高清晰化。
液晶顯示裝置，基本上由背光部及液晶顯示元件部構(gòu)成。背光部通常有兩種方式，一是在液晶顯示元件部的正下方配置光源的背部照明方式、二是與導(dǎo)光體的側(cè)端面相對配置光源的邊緣照明方式，從液晶顯示裝置結(jié)構(gòu)緊湊的觀點考慮，大多采用邊緣照明方式。
近年來，屏幕尺寸相對較小的顯示裝置，即觀察方向范圍相對較窄的例如用作手機顯示部的液晶顯示裝置，從降低功耗的觀點考慮，作為邊緣照明方式的背后照明部，為了有效地利用一次光源所發(fā)光的光量，通常使屏幕所出射光束的展寬角度盡量小、集中于需要的角度范圍使光出射。
這樣限制觀察方向范圍的顯示裝置中所用的光源裝置，作為為了提高一次光源光量的利用效率、降低功耗、而集中于較窄范圍進行光出射的光源裝置，本申請人在日本專利特開2001-143515號公報中，提出采用在導(dǎo)光體的光出射面鄰接、兩面具有棱鏡形成面的棱鏡片的方案。在該兩面棱鏡片，作為其中一面的光進入面及作為其中另一面的光導(dǎo)出面分別形成有相互平行的多個棱鏡列，光進入面及光導(dǎo)出面兩者使棱鏡列的方向一致并將各棱鏡列配置于對應(yīng)位置。這樣，在相對于光出射面傾斜的方向上該導(dǎo)光體的光出射面具有出射光峰值、分布于適宜的角度范圍的出射光，從棱鏡片的光進入面其中之一的棱鏡面入射，在其中另一棱鏡面發(fā)生內(nèi)面反射，進而受到光導(dǎo)出面的棱鏡的折射作用，使光在相對較窄的所需方向上集中出射。
利用這樣的光源裝置，便能夠進行較窄角度范圍的集中出射，但作為用作光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡片，需要使兩面相互平行的多個棱鏡列、在光進入面及光導(dǎo)出面兩者均使棱鏡列方向保持一致、并將各棱鏡列配置于對應(yīng)位置，其成型很復(fù)雜。
因此，本發(fā)明的目的是提供這樣的光偏轉(zhuǎn)元件及光源裝置出射光分布控制得非常窄、可提高一次光源光量的利用效率(具體來說，使一次光源所發(fā)出光在所需觀察方向上集中出射的效率提高)，而且容易以簡潔構(gòu)成提高作為圖像形成用照明的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
具體來說，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有入射光的光進入面以及位于其相反側(cè)、使所入射光出射的光導(dǎo)出面，所述光進入面上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該棱鏡列其中至少之一棱鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的平面所構(gòu)成，越接近所述光導(dǎo)出面一側(cè)位置的平面其傾斜角越大，最接近所述光導(dǎo)出面的平面的傾斜角與離所述光導(dǎo)出面最遠的平面的傾斜角兩者之差為15度或以下。
此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有入射光的光進入面以及位于其相反側(cè)、使所入射光出射的光導(dǎo)出面，所述光進入面上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該棱鏡列其中至少之一棱鏡面由至少3個彼此傾斜角不同的平面所構(gòu)成，越接近所述光導(dǎo)出面一側(cè)位置的平面其傾斜角越大。
此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有入射光的光進入面以及位于其相反側(cè)、使所入射光出射的光導(dǎo)出面，所述光進入面上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該棱鏡列其中至少之一棱鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的凸曲面所構(gòu)成，越接近所述光導(dǎo)出面一側(cè)位置的凸曲面其傾斜角越大。
此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有入射光的光進入面以及位于其相反側(cè)、使所入射光出射的光導(dǎo)出面，所述光進入面上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該棱鏡列其中至少之一棱鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的平面和至少1個凸曲面所構(gòu)成，越接近所述光導(dǎo)出面一側(cè)位置的平面或凸曲面其傾斜角越大。
此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件，使其中之一面作為光進入面，且其相反側(cè)的面作為光導(dǎo)出面，所述光進入面上形成有相互并排排列的多個棱鏡列，該棱鏡列具有第1棱鏡面和第2棱鏡面這2個棱鏡面，至少所述第2棱鏡面、其位于所述棱鏡列頂部一側(cè)的一部分由大致平面構(gòu)成，而位于所述光導(dǎo)出面一側(cè)的其他部分為凸曲面形狀，其特征在于，所述棱鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對于所述棱鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～60％。
另外，本發(fā)明的光源裝置，其特征在于，由以下部分構(gòu)成一次光源；對該一次光源所發(fā)出光導(dǎo)光并具有使所述一次光源所發(fā)出光入射的光入射面和使經(jīng)過導(dǎo)光的光出射的光出射面的導(dǎo)光體；以及與該導(dǎo)光體的光出射面鄰接配置的所述光偏轉(zhuǎn)元件。


圖1是示出本發(fā)明光源裝置的示意性立體圖；圖2是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面的棱鏡列形狀的說明圖；圖3是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖4是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖5是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖6是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖7是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖8是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖9是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖10是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖11是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖12是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)各區(qū)域出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖13是示出光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面(平面)整體出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖14是示出本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的第2棱鏡面整體出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖15是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面的棱鏡列形狀的說明圖；圖16是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面的棱鏡列形狀的說明圖；圖17是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面的棱鏡列形狀的說明圖；圖18是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面的棱鏡列形狀的說明圖；圖19是示出光偏轉(zhuǎn)元件出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖20是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面的棱鏡列形狀的說明圖；圖21是出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬的說明圖；圖22是光源裝置的展開長度的說明圖；圖23是光源裝置的展開長度的說明圖；圖24是示出本發(fā)明光源裝置的光偏轉(zhuǎn)元件出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖25是示出本發(fā)明光源裝置的光偏轉(zhuǎn)元件出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的曲線圖；圖26是示出本發(fā)明光擴散元件各向異性的擴散特性的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的說明圖；圖27是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件各向異性的擴散特性的說明圖；圖28是示出本發(fā)明擴散特性為各向異性的光偏轉(zhuǎn)元件的凹凸結(jié)構(gòu)的示意圖；圖29是示出本發(fā)明擴散特性為各向異性的光偏轉(zhuǎn)元件的凹凸結(jié)構(gòu)的示意圖；圖30是示出本發(fā)明擴散特性為各向異性的光偏轉(zhuǎn)元件的凹凸結(jié)構(gòu)的示意圖；圖31是示出本發(fā)明面光源裝置的示意性立體圖；圖32是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面的棱鏡列形狀的示意性局部剖面圖；圖32是本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面的棱鏡列形狀的示意性局部剖面圖。
具體實施例方式
形成于導(dǎo)光體3表面的粗面、透鏡列，從實現(xiàn)光出射面33內(nèi)亮度均勻性的觀點考慮，按照ISO4287/1-1984規(guī)定的平均傾斜角θa較好是為0.5～15度范圍。平均傾斜角θa取1～12度范圍更好，取1.5～11度范圍更為理想。該平均傾斜角θa，最好以入射光傳送方向長度(L)與導(dǎo)光體3厚度(t)之比(L/t)設(shè)定最合適的范圍。具體來說，作為導(dǎo)光體3使用L/t為20～200量級時，平均傾斜角θa較好是取0.5～7.5度，取1～5度范圍更好，取1.5～4度范圍更為理想。此外，作為導(dǎo)光體3，在使用L/t為20或以下量級時，平均傾斜角θa較好是取7～12度，取8～11度范圍更好。
按照ISO4287/1-1984，使用觸針式表面粗度計測量粗面形狀，設(shè)測量方向的坐標為x，可利用以下(1)式及(2)式從所得到的傾斜函數(shù)f(x)中求得形成于導(dǎo)光體3粗面的平均傾斜角θa。這里，L是測量長度，Δa是平均傾斜角θa的正切值。
Δa=(1/L)∫0L|(d/dx)f(x)|dx---(1)]]>θa＝tan-1(Δa) …(2)此外，作為導(dǎo)光體3來說，其光出射率較好是在0.5～5％范圍，在1～3％范圍則更好。這是由于，當光出射率小于0.5％時從導(dǎo)光體3出射的光量少，有不能得到足夠亮度的傾向，當光出射率大于5％時、在一次光源1附近有大量光出射，在光出射面33內(nèi)X方向光的衰減明顯，出現(xiàn)光出射面33的亮度均勻度下降的傾向。通過這樣使導(dǎo)光體3的光出射率為0.5～5％，光出射面的出射光的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的峰值光的角度(峰值角度)處在相對于光出射面的法線50～80度的范圍，可使出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為10～40度那樣的取向性高的出射特性的光從導(dǎo)光體3出射，可使其出射方向通過光偏轉(zhuǎn)元件4得到有效的偏轉(zhuǎn)，從而可提供具有高亮度的面光源元件。
本發(fā)明中，對導(dǎo)光體3的光出射率作如下定義。光出射面33靠光入射面31一側(cè)的邊緣其出射光強度(IO)與距光入射面31一側(cè)邊緣L的位置處的出射光強度(I)的關(guān)系，令導(dǎo)光體3厚度(Z方向尺寸)為t時，可用下式表示。
I＝I0·α(1-α)L/t…(3)這里，常數(shù)α是光出射率，是光出射面33中與光入射面31正交的X方向上每單位長度(相當于導(dǎo)光體厚度t的長度)導(dǎo)光體3所出射光的比例(％)。通過縱軸取光出射面23的出射光的光強對數(shù)，橫軸取(L/t)，對兩者關(guān)系繪圖，可根據(jù)其梯度求得該光出射率α。
此外，不賦予取向性光出射功能部的其他主面，為了控制導(dǎo)光體3的出射光與光源1平行面(YZ面)上的取向性，最好形成排列在與光入射面31大致垂直方向(X方向)上延伸的大量透鏡列的透鏡面。圖1的實施方式中，光出射面33形成粗面，背面34形成由大致垂直于光入射面31的方向(X方向)上延伸的大量透鏡列排列所構(gòu)成的透鏡面。本發(fā)明中，也可以與圖1所示方式相反，在光出射面33形成透鏡面，將背面34作成粗面如圖1所示，導(dǎo)光體3的背面34或光出射面33形成透鏡列時，作為此透鏡列可列舉出在大致X方向上延伸的棱鏡列、雙凸透鏡列、V字狀槽等，但較好是YZ剖面形狀形成為大致三角形的棱鏡列。
本發(fā)明中，導(dǎo)光體3形成棱鏡列作為透鏡列時，較好是使其頂角為70～150度范圍。這是由于，可通過使頂角在該范圍來使導(dǎo)光體3的出射光充分聚光，可謀求作為面光源裝置的亮度的充分提高。具體來說，可通過使棱鏡頂角處于此范圍內(nèi)，在與包含出射光光強分布(XZ面內(nèi))中峰值光的XZ面相垂直面上使出射光光強分布的半高寬為35～65度的經(jīng)過聚光的出射光出射，從而可提高作為面光源裝置的亮度。另外在光出射面33形成棱鏡列時，頂角較好是為80～100度范圍，而在背面34形成棱鏡列時，頂角較好是為70～80度或100～150度范圍。
而且，本發(fā)明中，也可以通過在導(dǎo)光體內(nèi)部混入分散光擴散性微粒賦予取向性光出射功能，以取代或者與此并用前面所述在光出射面33或其背面34形成光出射功能部。此外，作為導(dǎo)光體3不限于如圖1所示的剖面形狀，也可使用楔形、船形等種種剖面形狀的導(dǎo)光體。
圖2是光偏轉(zhuǎn)元件4棱鏡列形狀的說明圖，光偏轉(zhuǎn)元件4將主表面其中之一作為光進入面41，將另一面作為光導(dǎo)出面42。光進入面41大致并排排列有許多棱鏡列，各棱鏡列由位于光源一側(cè)的第1棱鏡面44和位于遠離光源一側(cè)的第2棱鏡面45這2個棱鏡面所構(gòu)成。圖2所示的實施方式中，第1棱鏡面44是平面，第2棱鏡面45由3個彼此傾斜角不同的平面46～48所構(gòu)成，越接近光導(dǎo)出面的平面其傾斜角越大。此外，平面46～48當中最接近光導(dǎo)出面的平面48和離光導(dǎo)出面最遠的平面46兩者傾斜角之差為15度或以下。另外，本發(fā)明中所謂平面的傾斜角，是指各平面相對于棱鏡列形成平面43的傾斜角度。
本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件4，用彼此傾斜角不同的至少2個平面構(gòu)成第2棱鏡面45，這些平面的傾斜角是越接近光導(dǎo)出面越大，最接近光導(dǎo)出面的平面和離光導(dǎo)出面最遠的平面兩者傾斜角之差為15度或以下，因而可發(fā)揮極高的聚光效果，可得到作為光源裝置的極高亮度。這種最接近光導(dǎo)出面的平面和離光導(dǎo)出面最遠的平面兩者傾斜角之差，以0.5～10度范圍為好，1～7度范圍則更好。另外，形成3個或以上傾斜角不同的平面時，此傾斜角之差最好取上述范圍，但不特別限于這個范圍。此外，還可通過使第2棱鏡面45形成為這種結(jié)構(gòu)，來方便地設(shè)計具有所需聚光性的偏轉(zhuǎn)元件，同時可以可靠地制造其具有的光學(xué)特性不變的光偏轉(zhuǎn)元件。
下面對本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡面形狀進行說明。圖3～圖14示出的是，2個棱鏡面都是平面，利用棱鏡頂角是65.4度的現(xiàn)有光偏轉(zhuǎn)元件，導(dǎo)光體的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的峰值角度為20度的光，在垂直于導(dǎo)光體的光入射面和光出射面兩者面的平面上以怎樣的出射光光強分布(XZ面內(nèi))從光偏轉(zhuǎn)元件出射。圖3～圖12示出的是，第1棱鏡面所入射的入射光，由第2棱鏡面全反射，并由光導(dǎo)出面42出射這種狀態(tài)，以及第2棱鏡面在X方向上均分為10個區(qū)域時各區(qū)域的出射光光強分布(XZ面內(nèi))。10個區(qū)域從接近棱鏡頂部算起依次為第1部分、第2部分、…第10部分。通過第2棱鏡面全反射后出射的全部光的出射光光強分布(XZ面內(nèi))如圖1所示，其峰值光在法線方向上出射，具有22度的半高寬。但觀察第1部分～第10部分各區(qū)域中出射光光強分布(XZ面內(nèi))的話，便由這些分布可知，其峰值角度在第1部分及第2部分以約-9度(負的角度值是以法線方向作為0度表示靠一次光源一側(cè)的情形)出射至附近，峰值光在第3部分～第7部分則偏移至0度方向(法線方向)，而在第8部分～第10部分峰值光則依次偏移至正角度方向。經(jīng)最接近光導(dǎo)出面42的區(qū)域(第10部分)全反射后出射的峰值角度為7度，第2棱鏡面(第1部分～第10部分)其峰值角度有16度的展寬。此外，來自各區(qū)域的峰值光強度，從第1部分向第10部分慢慢減小。由此可知，利用由一個平面構(gòu)成的棱鏡面全反射后出射的光，隨棱鏡面的全反射區(qū)域而分散在相當廣的范圍。通過分別調(diào)整各區(qū)域的傾斜角，在所有的區(qū)域內(nèi)使峰值角度處于大致同一方向這樣使各區(qū)域的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的峰值光出射，便可使大部分的出射光集中于規(guī)定方向上出射。此時各區(qū)域面的傾斜角，按第1部分至第10部分的順序趨大，具體來說，越接近光導(dǎo)出面42的區(qū)域的棱鏡面其傾斜角越大。通過這樣調(diào)整各區(qū)域面的傾斜角，便可以如圖14所示使利用棱鏡面整體全反射的出射光聚光于一定的方向，從而可使取向性更高、峰值強度大的光出射。
分割棱鏡面的各區(qū)域只要至少設(shè)定2個就行，該區(qū)域數(shù)(傾斜角不同的平面數(shù))過少時，光偏轉(zhuǎn)元件的聚光性便降低，出現(xiàn)有損于亮度提高效果的傾向，因此較好是形成為3個或以上，更好是形成為5個或以上，更為理想的是形成為6個或以上。此外，區(qū)域數(shù)為2個時，為了能在一定程度上避免聚光特性的降低，必須使2個平面的傾斜角之差為15度或以下，較好是為0.5～10度范圍，更好是為1～7度范圍。區(qū)域數(shù)為3個或以上時，出于聚光特性的考慮也較好是使最接近光導(dǎo)出面的平面的傾斜角與最遠離光導(dǎo)出面的平面的傾斜角之差為15度或以下，0.5～10度更好，1～7度范圍更為理想。
另外，增多此區(qū)域數(shù)時，可用棱鏡面在整面范圍內(nèi)精密調(diào)整峰值角度，因而可提高整體的集中度，但必須精密形成傾斜角不同的平面，這不僅使形成光偏轉(zhuǎn)元件棱鏡面用的金屬模具切削用刀具的設(shè)計及制造變得復(fù)雜，而且難以可靠地獲得具有一定光學(xué)特性的光偏轉(zhuǎn)元件。因此，棱鏡面上形成的區(qū)域數(shù)以20或以下為好，12或以下更好。該棱鏡面的分割最好均分，但不一定非要均分不可，可根據(jù)所需的棱鏡面整體的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))進行調(diào)整。此外，具有不同傾斜角的各平面的幅度(棱鏡列剖面中的各平面部分的長度)，相對于棱鏡列的間距以取4～47％范圍為好，6～30％更好，7～20％范圍更為理想。本發(fā)明中，例如如圖15及16所示，可將前面所述具有不同傾斜角的平面其中至少1個作成凸曲面，也可將全部的平面作成凸曲面。圖15中，將第2棱鏡面45分成4個區(qū)域，由3個平面49～51與1個凸曲面52構(gòu)成。圖16中，將第2棱鏡面45分成2個區(qū)域，由形狀不同的2個凸曲面53、54構(gòu)成。圖中，55是決定曲面53形狀的非圓形狀，56是決定曲面54形狀的圓形。此外，也可用所分割的各區(qū)域的邊界連通的曲面構(gòu)成第2棱鏡面45，此時只要是不引起亮度大幅度降低的范圍，曲面即使離各區(qū)域邊界有些偏離也可。例如，曲面的通過位置(離棱鏡頂部的距離)相對于棱鏡列間距的比例相對于區(qū)域邊界比例的偏離以4％或以下為好，2％或以下更好，1％或以下范圍更為理想。另外，本發(fā)明中，所謂凸曲面的傾斜角，指的是在1個凸曲面的全部位置的傾斜角的平均值。這樣，在以不同傾斜角的多個凸曲面構(gòu)成棱鏡面時，與不同傾斜角的平面構(gòu)成的情況相比，區(qū)域數(shù)可減少，可以取2～10個區(qū)域數(shù)，最好為2～8的范圍。但是，區(qū)域數(shù)過少時，難以設(shè)計調(diào)整所需的出射光光強分布(XZ面內(nèi))用的各凸曲面，因此、區(qū)域數(shù)取3～8的范圍更好。此外，凸曲面的形狀，其XZ剖面的形狀可做成圓弧或非圓弧。而用多個凸曲面構(gòu)成棱鏡面時，最好使各凸曲面的形狀不同，可以使剖面圓弧形狀的凸曲面與剖面非圓弧形狀的凸曲面組合，但最好使至少1個凸曲面做成剖面非圓弧形狀。將多個的凸曲面作成剖面圓弧形狀時，可使各凸曲面的曲率改變。作為非圓弧形狀，可列舉橢圓形狀的一部分、拋物線形狀的一部分等。
另外，凸曲面，其曲率半徑(r)與棱鏡列的間距(P)之比(r/P)以2～50的范圍為好，5～30更好，7～10的范圍更為理想。當該r/P小于2、或超過50時，不能發(fā)揮充分的聚光特性，有使亮度下降的傾向。
這種傾斜角不同的平面和凸曲面，設(shè)計成利用各平面及凸曲面全反射的光從光導(dǎo)出面出射時的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))中的峰值角度為大致一定的角度，但該各峰值角度也不一定非成為大致一定的角度不可，可使總體的峰值角度處于15度以內(nèi)的范圍內(nèi)進行設(shè)計，以10度或以下為好，7度或以下更好，5度或以下的范圍則更為理想。
此外，這種構(gòu)成的棱鏡列中，如圖3～12所示，第1部分～第5部分區(qū)域全反射、接著從光導(dǎo)出面出射光的出射光光強分布(XZ面內(nèi))中的強度，占棱鏡面全體全反射、接著從光導(dǎo)出面出射光的出射光光強分布(XZ面內(nèi))中的強度的75％或以上，所以、使這些區(qū)域全反射出射的光的出射光朝所需方向聚光至關(guān)重要。為此，令離棱鏡列的棱鏡頂部的高度為h、以棱鏡列全體的高度為H時，至少在h/H為60％或以下時的高度h內(nèi)區(qū)間、以形成至少2個傾斜角不同的平面或凸曲面為好，形成3個或以上更好。高度h內(nèi)的領(lǐng)域，h/H為50％或以下區(qū)間為更好，40％或以下區(qū)間更為理想。而高度h內(nèi)區(qū)間過小時、出現(xiàn)得不到充分聚光特性的傾向，金屬模具的制造也復(fù)雜，所以、h/H最好為20％或以上。此時高度h內(nèi)區(qū)間中的區(qū)域數(shù)，以3～8的范圍為好、3～6更好，3～4的范圍更為理想。
此外，以傾斜角不同的多個平面或凸曲面構(gòu)成棱鏡面時，為確保充分的聚光特性，連結(jié)棱鏡列的頂部及底部(谷部)的假想平面Q(圖2、15、16)與多個的平面或凸曲面(實際的棱鏡面)間的最大距離d相對于棱鏡列的間距(P)的比例(d/P)最好為0.4～5％。這是由于，當d/P小于0.4％或超過5％時，出現(xiàn)聚光特性降低的傾向、不能實現(xiàn)充分提高亮度的傾向，所以，以0.4～3％更好，0.7～2.2％更為理想。
本發(fā)明中，棱鏡列的頂角在考慮聚光特性及利用效率時，以35～80度為好、35～70度的范圍更好，40～70度的范圍更為理想。此外，相對于棱鏡頂角的法線的左右分角(相對于2個棱鏡面的法線的傾斜角度)α、β，也可相同也可不同，要有效地提高大致法線方向(指以法線方向為0度時XZ面內(nèi)的±10度范圍)的亮度時，最好設(shè)定為不同的角度。此時，位于光源側(cè)的分角α最好取40度或以下、β取25～50度的范圍。該頂角的分角α、β，稍有差異時、能提高光利用效率、使亮度進一步提高，因此、取分角α為25～40度、取分角β為25～45度、分角α與β之差的絕對值|(α-β)|取0.5～10度為好、1～10度更好，1～8度范圍更為理想。使出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值光在大致法線以外時，可通過調(diào)整棱鏡頂角的分角α、β，獲得在期望方向具有峰值光的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))。
此外，即使分角α取20度或以下也能提高光利用效率、使亮度進一步提高。該分角α做得越小越能提高光利用效率，但分角α過分小時，出現(xiàn)棱鏡列的頂角小的傾向，棱鏡片的制造困難，因此、分角α以3～15度的范圍為好、5～10度的范圍更好。此時、為了使出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值光處在離法線方向±2度的范圍、使法線亮度提高，分角β可取35～40度的范圍。
這樣、在分角α取20度或以下時，棱鏡列的剖面形狀中連結(jié)棱鏡頂部和谷部的2條直線的長度比(離光源遠側(cè)的直線長度L2相對于接近光源側(cè)的直線長度L1之比L2/L1)最好取1.1倍或以上。這是由于，L2/L1取1.1倍或以上可使從接近一次光源一側(cè)棱鏡面的入射光在遠離一次光源一側(cè)棱鏡面上高效地受光，可提高光利用效率，使亮度進一步提高，因此取1.15倍或以上更好，取1.17倍或以上更為理想。另外，L2/L1過大時便出現(xiàn)棱鏡列頂角減小的傾向，棱鏡片的制造困難，因此，以取1.3倍或以下為好，取1.25倍或以下更好，取1.2倍或以下更為理想。此外，遠離一次光源一側(cè)的直線長度L2相對于棱鏡列間距P的比(L2/P)由于同樣的理由以取1.25倍或以上為好，取1.3倍或以上更好，取1.4倍或以上更為理想。另外，L2/P過大時便出現(xiàn)棱鏡列頂角減小的傾向，棱鏡片的制造困難，因此，以取1.8倍或以下為好，取1.6倍或以下更好，取1.5倍或以下更為理想。此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件，也可以如圖17、18所示在鄰接的棱鏡列間形成傾斜角比棱鏡列傾斜角小的凸形或平面(光透過區(qū)域)。由于形成這樣的光透過區(qū)域，能將從液晶屏一側(cè)入射的外光57從該部分導(dǎo)入光源裝置內(nèi)，利用鄰接配置于導(dǎo)光體背面的反射片(光反射元件)5進行反射，再在液晶屏一側(cè)作為出射光58出射，從而使外光也能有效利用。此時，為維持反射片5所反射外光的均勻性，最好賦予反射片微弱的擴散性，或者在光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面上形成光擴散層，或者在光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面上載置光擴散片。此外，提高外光利用效率時，作為背光的光利用效率便下降，因此考慮到使用方式，需決定光透過區(qū)域的比例。例如，光透過區(qū)域的寬度，以棱鏡列間距的20～50％范圍為好、20～40％范圍更好。作為光透過領(lǐng)域，可列舉出如圖17所示的平面形狀區(qū)域59、如圖18所示的曲面形狀區(qū)域60、或多角柱面形狀區(qū)域等。其中，通過將光透過區(qū)域形成為多角柱面形狀或曲面形狀，可控制外光的反射，所以最好。
本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件中，使光聚光出射時來自導(dǎo)光體的出射光光強分布(XZ面內(nèi))可有很強的反映，因此來自光偏轉(zhuǎn)元件光導(dǎo)出面的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))在法線方向前后角度有成為非對稱分布的傾向。以1個曲面構(gòu)成第2棱鏡面45時，導(dǎo)光體的光入射面一側(cè)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))急劇下降，從法線方向觀察時可明顯分辨出在有效視野角范圍內(nèi)的非對稱性。因此，本發(fā)明中可通過用傾斜角不同的多個平面或凸曲面構(gòu)成棱鏡面來緩和如上所述出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的非對稱性。具體來說，如圖19所示，出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的非對稱性，可通過光偏轉(zhuǎn)元件出射的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值角度和亮度為峰值光亮度(峰值亮度)1/2時的角度之差的絕對值(展寬寬度)Δθa、Δθb兩者差的絕對值(|Δθa-Δθb|)來定義。所以，可通過調(diào)整構(gòu)成棱鏡面的平面或凸曲面的傾斜角，使該|Δθa-Δθb|為9度或以下，來緩和出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的非對稱性。此|Δθa-Δθb|，以6度或以下更好，4度或以下范圍更為理想。|Δθa-Δθb|在9度或以下時辨認性相當好，4度或以下時幾乎已感覺不到非對稱性引起的不悅了。
此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件4中，如圖20所示，第1棱鏡面44的平面，有時出現(xiàn)棱鏡列成型時發(fā)生的翹曲引起的形狀變化(相對于連結(jié)棱鏡列頂部和底部的平面的位移)。這種平面位移大時，會使光偏轉(zhuǎn)元件4的光學(xué)特性受影響，所以最好將位移抑制至微小程度。具體來說，棱鏡面相對于連結(jié)棱鏡列頂部和底部的平面的位移，以與所述平面間的最大距離S相對于棱鏡列間距P的比例(S/P)為0.008或以下為好，0.0065或以下更好，0.005或以下范圍更為理想。這種大致平面的變形，主要由棱鏡列成型時重合收縮等影響引起，所以最好對重合收縮引起的變形程度預(yù)先進行定量化，在設(shè)計金屬模具的棱鏡列形狀時能考慮將此變形抵消。本發(fā)明中，最好至少在遠離一次光源一側(cè)面(第2棱鏡面45)上形成具有如上所述凸曲面形狀部的棱鏡面。這樣，便可在導(dǎo)光體3的端面32也配置一次光源時光偏轉(zhuǎn)元件4出射光的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))中使分布足夠小。有凸曲面形狀部的棱鏡面，在例如通過導(dǎo)光體3的傳導(dǎo)光經(jīng)光入射面31的相反側(cè)端面32反射返回的比例相對較高時、或在導(dǎo)光體3相對的2個端面分別配置一次光源1時，較好是接近一次光源1一側(cè)的棱鏡面(第1棱鏡面44)也形成為具有同樣凸曲面形狀部的棱鏡面。另外，在通過導(dǎo)光體3的傳導(dǎo)光經(jīng)光入射面31的相反側(cè)端面32反射返回的比例相對較低時，也可將接近一次光源1一側(cè)的棱鏡面形成為大致平面。此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件4，最好以大致平面構(gòu)成其棱鏡列頂部某一側(cè)。能夠更正確形成棱鏡列形成用的成型用型材的形狀復(fù)制面形狀，可抑制將光偏轉(zhuǎn)元件4載置于導(dǎo)光體3上時發(fā)生粘附現(xiàn)象。
這樣，便可通過將前面所述的光偏轉(zhuǎn)元件4載置于導(dǎo)光體3的光出射面33上使其棱鏡列形成面成為光進入面?zhèn)龋瑏硎箤?dǎo)光體3的光出射面33所出射的取向性出射光的出射光光強分布(XZ面內(nèi))更窄，從而可實現(xiàn)作為光源裝置的高亮度、窄視野。這種光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的半高寬，以5～25度范圍為好，10～20度范圍更好，12～18度范圍更為理想。這是由于，該出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的半高寬取5度或以上可避免極端的窄視野化引起的圖像等的缺失，而取25度或以下可實現(xiàn)高亮度和窄視野。
本發(fā)明光偏轉(zhuǎn)元件4的窄視野，受到導(dǎo)光體3的光出射面33的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的展寬程度(半高寬)的影響，所以光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面42的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬A相對于導(dǎo)光體3的光出射面33的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B的比例也隨導(dǎo)光體3的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B而變化。例如，導(dǎo)光體3的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B小于26度時，半高寬A以半高寬B的30～95％范圍為好，30～80％范圍更好，30～70％范圍更為理想。此外，導(dǎo)光體3的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B為26度或以上時，半高寬A以半高寬B的30～80％范圍為好，30～70％范圍更好，30～60％范圍更為理想。特別是，導(dǎo)光體3的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B為26～36度時，半高寬A以半高寬B的30～80％范圍為好，30～70％范圍更好，30～60％范圍更為理想。而導(dǎo)光體3的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B超過36度時，半高寬A以半高寬B的30～70％范圍為好，30～60％范圍更好，30～50％范圍更為理想。一般認為，要提高導(dǎo)光體的出射效率時，導(dǎo)光體3的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B便要增大，致使聚光效率降低，但實際上如前面所述，為增大窄視野效果，從窄視野效率和作為面光源裝置的光利用效率方面考慮，最好與出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B為26度或以上的導(dǎo)光體組合使用光偏轉(zhuǎn)元件，更好是半高寬B超過36度的導(dǎo)光體。此外，導(dǎo)光體3的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬小時，窄視野效果小，但由于導(dǎo)光體3的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬越小越能實現(xiàn)高亮度，所以從高亮度方面考慮，最好與出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬B不到26度的導(dǎo)光體相組合使用光偏轉(zhuǎn)元件。
一次光源1是在Y方向延伸的線狀的光源，作為該一次光源1可采用諸如熒光燈及冷陰極管。另外，本發(fā)明中，作為一次光源1不限于線狀光源，LED光源、鹵素?zé)?、亞鹵燈等點光源也可以用。尤其在手機、便攜式信息終端等屏幕尺寸較小的顯示裝置中使用時，最好使用LED等小的點光源。此外，一次光源1不僅如圖1所示那樣設(shè)置于導(dǎo)光體3其中某一側(cè)端面，也可根據(jù)需要設(shè)置于相反側(cè)端面。例如，在導(dǎo)光體3的角部等配置用作一次光源1的LED光源等大致點狀光源時，在與光出射面33平行的平面內(nèi)導(dǎo)光體3的入射光以一次光源1為大致中心、以放射狀在導(dǎo)光體3中傳導(dǎo)、從光出射面33出射的出射光也同樣以一次光源1為大致中心、以放射狀出射。為了使這樣的以放射狀出射的出射光與其出射方向無關(guān)、高效地偏轉(zhuǎn)至所需方向，最好將形成于光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列圍繞一次光源1以大致弧狀大致并排進行配置。通過這樣將棱鏡列圍繞一次光源1以大致弧狀大致并排進行配置，從光出射面33以放射狀出射的光幾乎都相對于光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列延伸方向大致垂直入射，所以可在導(dǎo)光體3的光出射面33整個區(qū)域的出射光高效地朝向特定方向，并使亮度均勻性提高。形成于光偏轉(zhuǎn)元件4的大致弧狀棱鏡列，最好能根據(jù)導(dǎo)光體3中所傳導(dǎo)光的分布選定其弧狀的程度、使得從光出射面33以放射狀出射的光幾乎都相對于光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列延伸方向大致垂直入射。具體來說，可列舉出以LED等點狀光源作為大致中心按同心圓狀、圓弧半徑逐漸一點點增大、大致并排配置的棱鏡列，棱鏡列的圓弧半徑的范圍，可由面光源系統(tǒng)的點狀光源位置和相當于液晶顯示區(qū)域的面光源的有效區(qū)域兩者的位置關(guān)系、大小來決定。光源反射體2用來將一次光源1的光很少損耗地導(dǎo)向?qū)Ч怏w3。作為材料，可采用諸如表面具有金屬蒸鍍反射層的塑料薄膜。如圖1所示，光源反射體2，從光反射元件5的端緣部外面經(jīng)一次光源1的外面向光擴散元件6的出射面端緣部彎卷而成。另外，光源反射體2也可以避開光擴散元件6、從光反射元件5的端緣部外面經(jīng)一次光源1的外面向光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面端緣部或?qū)Ч怏w3的光出射面端緣部彎卷而成。
可以將這樣的光源反射體2及同樣的反射構(gòu)件設(shè)置在導(dǎo)光體3的側(cè)端面31以外的側(cè)端面。作為光反射元件5，可采用諸如表面具有金屬蒸鍍反射層的塑料片。本發(fā)明中，作為光反射元件5代替反射片，可形成為在導(dǎo)光體3的背面34借助于金屬蒸鍍形成的光反射層等。
本發(fā)明的導(dǎo)光體3及光偏轉(zhuǎn)元件4，可由光透過率高的合成樹脂構(gòu)成。作為這種合成樹脂來說，可例舉的有甲基丙烯酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、氯乙烯系樹脂。尤其是甲基丙烯酸樹脂在光透過率高度、耐熱性、力學(xué)特性、成型加工性能方面較出色，故而最佳。作為這種甲基丙烯酸樹脂來說，較好是以甲基丙烯酸甲酯為主要成分的樹脂，甲基丙烯酸甲酯為80重量％或以上的那種樹脂。在形成導(dǎo)光體3及光偏轉(zhuǎn)元件4的粗面的表面結(jié)構(gòu)及棱鏡列等的表面結(jié)構(gòu)時，可采用具有所需表面結(jié)構(gòu)的模具部件對透明合成樹脂板進行熱壓形成，也可通過絲網(wǎng)印刷、擠壓成型、或射出成型等在成型的同時做成形狀。此外，在由聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、氯乙烯系樹脂、聚甲基丙烯酰亞胺樹脂等制成的透明膜或紙等透明基材上，也可以在表面上形成由活性能量線硬化型樹脂制成的粗面結(jié)構(gòu)或透鏡列排列結(jié)構(gòu)，也可以靠這種紙粘接、熔接等方法讓各個透明基材靠接合形成為一體。作為活性能量線硬化型樹脂來說，可以使用多官能(甲基)丙烯酸化合物、乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯類、烯丙基化合物、(甲基)丙烯酸的金屬鹽等。由如上所述的一次光源1、光源反射體2、導(dǎo)光體3、光偏轉(zhuǎn)元件4、光反射元件5及光擴散元件6構(gòu)成的面光源裝置的發(fā)光面(光擴散元件6的出射面62)上通過配置液晶顯示元件構(gòu)成液晶顯示裝置。液晶顯示裝置從圖1的上方通過液晶顯示元件由觀察者觀察。此外，本發(fā)明中經(jīng)過充分準直的狹窄分布的光能夠從面光源裝置入射液晶顯示元件，所以，可得到液晶顯示元件中無灰度反轉(zhuǎn)等的亮度、色度均勻性良好的圖像顯示，同時可得到集中于所需方向的光照射，提高一次光源的發(fā)光光量用于該方向照明的利用效率。此外，本發(fā)明中，象這樣利用光偏轉(zhuǎn)元件4實施窄視野、高亮度的光源裝置中，為了盡可能不使亮度降低、并根據(jù)需要適當控制視野范圍，在光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面上鄰接配置光擴散元件6。此外，本發(fā)明中、通過這樣配置光擴散元件6，可抑制造成品質(zhì)下降的晃眼及亮斑等，來實現(xiàn)品質(zhì)提高。
在光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面?zhèn)龋鈹U散元件6可以與光偏轉(zhuǎn)元件4一體化形成，也可個別地將光擴散元件6載置于光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面?zhèn)取Ｗ詈檬莻€別地配置光擴散元件6。個別地載置光擴散元件6時，光擴散元件6與光偏轉(zhuǎn)元件4相對的入射面61，為防止與光偏轉(zhuǎn)元件4的粘附，最好賦予凹凸結(jié)構(gòu)。同樣，光擴散元件6的出射面62中，有必要考慮與其上配置的液晶顯示元件之間的粘附問題，最好在光擴散元件6的出射一側(cè)面上也賦予凹凸結(jié)構(gòu)。該凹凸結(jié)構(gòu)僅用來防止粘附而賦予時，以采用平均傾斜角為0.7度或以上這種結(jié)構(gòu)為好，1度或以上更好，1.5度或以上更為理想。
本發(fā)明中，考慮亮度特性、辨認性及品質(zhì)等的平衡，最好使用具有光擴散特性使光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光適度擴散的光擴散元件6。具體來說，光擴散元件6的光擴散性低時，難以充分展寬視野角，導(dǎo)致辨認性降低，同時有品質(zhì)改善效果不充分的傾向，相反光擴散性過高時，光偏轉(zhuǎn)元件4產(chǎn)生的窄視野效果受損，同時有全光透過率降低、亮度降低的傾向。因此，本發(fā)明的光擴散元件6中，所使用的入射平行光時出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為1～13度范圍。光擴散元件6的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬，以3～11度范圍為好，4～8.5度范圍則更好。此外，本發(fā)明中，所謂光擴散元件6的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬，如圖21所示，示出的是入射光擴散元件6的平行光在出射時以怎樣的程度擴散展寬，所以，它指的是相對于光擴散元件6透過擴散的出射光的光強分布(XZ面內(nèi))中峰值為半值的展寬角的整個角寬度(ΔθH)可通過在光擴散元件6中混入光擴散劑，或在光擴散元件6其中至少之一表面賦予凹凸結(jié)構(gòu)，來賦予這樣的光擴散特性。表面形成的凹凸結(jié)構(gòu)，在光擴散元件6其中之一表面形成時與形成于兩者表面時其程度有所不同。在光擴散元件6其中之一表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以取0.8～12度范圍為好，3.5～7度更好，4～6.5度更為理想。在光擴散元件6其兩者表面均形成凹凸結(jié)構(gòu)時，形成于其中之一表面的凹凸結(jié)構(gòu)的平均傾斜角以取0.8～6度為好，2～4度更好，2.5～4度更為理想。此時，為了抑制光擴散元件6的全光透過率的降低，最好使光擴散元件6的入射面?zhèn)鹊钠骄鶅A斜角比出射面?zhèn)鹊钠骄鶅A斜角大。
此外，光擴散元件6的光擴散混濁度值，考慮到提高亮度特性和改善辨認性，較好是形成為8～82％范圍，取30～70％范圍更好，40～65％范圍更為理想。
本發(fā)明的光源裝置，還要求從其發(fā)光面(光擴散元件6的出射面62)的法線方向觀察時的顯示區(qū)域(即對應(yīng)于與光源裝置組合使用的液晶顯示元件等顯示元件有效顯示區(qū)域的有效發(fā)光領(lǐng)域)內(nèi)的亮度應(yīng)均勻。該亮度均勻性取決于光源的顯示區(qū)域大小，在適用于例如筆記本PC、PC監(jiān)視器等有效顯示區(qū)域大的場合的大型光源裝置中，有時要求比較寬的視野角特性，要求從發(fā)光面出射的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))更寬。另外，用在手機、便攜式信息終端等有效顯示區(qū)域小的場合的小型光源裝置中，有時優(yōu)先考慮的是高亮度和提高顯示畫像形成用照明的品質(zhì)，此時從發(fā)光面出射的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))也可較窄。為此，作為光擴散元件6，最好能根據(jù)光源裝置的顯示區(qū)域的大小使用具有適當光擴散特性的光擴散元件。
對這種光源裝置與顯示區(qū)域大小相對應(yīng)的光擴散元件6的光擴散特性進行說明。此外，光源裝置顯示區(qū)域的大小以其展開長度為基準進行說明。這里，所謂的光源裝置的展開長度(導(dǎo)光體3的展開長度)，是指如圖22所示以線狀冷陰極光源作為一次光源1、與導(dǎo)光體3的光入射面31相對配置時在導(dǎo)光體3的入射光的導(dǎo)光方向即與光入射面31垂直的X方向上顯示區(qū)域AR的最長距離L。此外，是指如圖23所示與導(dǎo)光體3的角部形成的光入射面31相對配置LED等點光源作為一次光源1時連結(jié)顯示區(qū)域AR距點光源最遠位置和最近位置的連線距離L。
(1)導(dǎo)光體3的展開長度為8cm或以下時這種光源裝置，可使用線狀冷陰極管(單燈型)、LED等作為一次光源1，用于手機、便攜式信息終端、數(shù)字相機等有效顯示面積小的顯示裝置，所以沒有必要做大視野角，需要通過光擴散元件6來賦予足以抑制造成品質(zhì)低下的晃眼、亮斑等的光擴散性，在提高光利用效率、維持高亮度的同時降低功耗。為此，作為光擴散元件6來說，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬以1～6度為好，1～5度更好，2～5度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值來說，以8～60％范圍為好，8～50％更好，20～50％更為理想。此外，在光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以0.8～5度范圍為好，0.8～4度更好，2～4度范圍更為理想。
(2)導(dǎo)光體3的展開長度超過8cm、但為23cm或以下時(使用單燈型冷陰極管作為一次光源1)這種光源裝置，用于筆記本PC、臺式PC監(jiān)視器、相對較小型液晶電視機等的顯示裝置，所以需要較寬視野角，需要與液晶顯示裝置高分辨率要求相適應(yīng)的高品質(zhì)的高亮度。為此，作為光擴散元件6，較好是出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為3～11度范圍，4～10度更好，4～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～80％范圍為好，40～73％更好，45～70％更為理想。此外，光擴散元件6表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以3～9.5度范圍為好，3.5～8.5度更好，4.5～7度的范圍更為理想。
尤其是導(dǎo)光體3的展開長度超過8cm、但為18cm或以下時，例如用于較小型筆記本PC的顯示裝置，所以，需要的視野角稍窄。為此，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬以3～8度范圍為好，4～8度更好，4～7度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～70％范圍為好，40～65％更好，45～60％更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以3～7度范圍為好，3.5～6.5度更好，4.5～6度范圍更為理想。
此外，尤其是導(dǎo)光體3的展開長度超過18cm、但為22cm或以下時，用于例如相對較大型筆記本PC的顯示裝置，所以需要相對較寬的視野角，同時需要滿足顯示區(qū)域內(nèi)亮度的均勻性。為此，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬以4～10度范圍為好，5～9度更好，5～8.5度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以40～75％范圍為好，50～70％更好，50～65％更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以3.5～8度范圍為好，4～7度更好，4.5～6.5度范圍更為理想。
此外，尤其是導(dǎo)光體3的展開長度超過22cm、但為23cm或以下時，用于例如相對較大型筆記本PC等的顯示裝置。這屬于使用單燈型冷陰極管作為一次光源1的筆記本PC其顯示區(qū)域大的情形，與導(dǎo)光體3的展開長度為22cm或以下情形相比較時，便需要進一步提高光利用效率，使亮度提高。若這樣進一步提高亮度的話，便需要使用例如取向性反射特性優(yōu)的銀反射片、鋁反射片等金屬反射片以取代取向性反射性低的發(fā)泡PET反射薄膜，作為配置于光源裝置的導(dǎo)光體3背面的反射片。但使用金屬反射薄膜時，有明顯出現(xiàn)金屬反射特有的晃眼，顯現(xiàn)于導(dǎo)光體光入射面附近的暗線和明線，以及顯現(xiàn)于導(dǎo)光體光入射面兩端部附近的暗部等缺陷，有損于作為光源裝置的品質(zhì)的傾向。為了抑制這樣的品質(zhì)低下，應(yīng)使用出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬超過9度這種光擴散性高的光擴散元件6，但使用這種光擴散元件6時，光擴散性過大，而且造成全光透過率大幅降低，所以存在往往得不到足夠高亮度的問題。為此，除了用導(dǎo)光體3、光偏轉(zhuǎn)元件4抑制這種品質(zhì)降低以外，而且作為光擴散元件6來說，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬以5～11度范圍為好，6～10度更好，7～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以50～80％范圍為好，55～73％更好，55～70％更為理想。而且，在光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以4.5～9.5度范圍為好，5～8.5度更好，5～7度范圍更為理想。
(3)導(dǎo)光體3的展開長度超過8cm、但為28cm或以下時(使用多燈型冷陰極管作為一次光源1)這種光源裝置，用于臺式PC監(jiān)視器、液晶電視機等顯示裝置，所以需要相對較寬的視野角，而且還需要高亮度。為此，作為一次光源1來說，可使用導(dǎo)光體3相互大致平行的2個端面分別配置1個或以上冷陰極管的多燈型光源。這種光源裝置中，與用單燈型一次光源1的情形相比與品質(zhì)相關(guān)的辨認性有所不同，如后面述及的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的非對稱性喪失，光源裝置的中央部附近的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))D1如圖24所示，即使不使用光擴散元件6對稱性也提高。而且，接近一次光源的兩端部附近的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))D2、D3，各自受到從最近的一次光源1出射、并經(jīng)過導(dǎo)光的光的影響，成為帶有若干非對稱性的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))。具體來說，圖24左側(cè)端部附近，具有出射光亮度分布(XZ面內(nèi))D2中靠近一次光源側(cè)陡直而中央側(cè)平滑延伸這種傾向，所以左端部附近光的出射方向大多為稍稍朝向中央部的成分。因此，可得到從中央部觀察兩端部附近時辨認性優(yōu)異的出射光特性，有利于構(gòu)成直到端部均為高品質(zhì)高亮度的光源裝置。為此，作為光擴散元件6來說需要得到寬視野角的光擴散性，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬以0.7～13度范圍為好，1～11度更好，2～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～82％范圍為好，35～75％更好，40～70％更為理想。而且，光擴散元件6表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以0.8～12度范圍為好，1～8.5度更好，1.5～7度范圍更為理想。
尤其是導(dǎo)光體3的展開長度超過22cm、但為28cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬以6～13度范圍為好，7～11度更好，7～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以50～82％范圍為好，60～75％更好，65～70％范圍更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以4.5～12度范圍為好，5.5～8.5度更好，6～7度范圍更為理想。
此外，導(dǎo)光體3的展開長度超過8cm、但為22cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬以0.7～6度范圍為好，1～5度更好，2～4度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～60％范圍為好，35～55％更好，40～50％范圍更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以0.8～6度范圍為好，1～5度更好，1.5～4.5度范圍更為理想。
本發(fā)明的光源裝置中，使用如上所述的光擴散元件6時，使用光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的半高寬為19～26度左右的聚光性相對較弱的光偏轉(zhuǎn)元件4，同時由于可抑制YZ面內(nèi)擴散所造成的亮度降低，所以從提高亮度的觀點考慮有時較好是用光擴散性較弱的光擴散元件6。此時，作為光擴散元件6，需要得到寬視野角的光擴散性，較好是所用的光擴散元件其出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為1～8度范圍，2～8度更好，3～7度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以8～70％范圍為好，30～65％更好，40～60％更為理想。而且，光擴散元件6其中之一表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其平均傾斜角以0.8～7度范圍為好、3～6.5度更好，3.5～6度范圍更為理想。在兩面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其中之一表面的平均傾斜角以0.8～4度范圍為好，1～4度更好，2～4度范圍更為理想。本發(fā)明的光源裝置中，從光偏轉(zhuǎn)元件4光導(dǎo)出面出射的出射光，有時具有如圖25所示那樣的非對稱出射光亮度分布(XZ面內(nèi)無光擴散元件)。該出射光亮度分布(XZ面內(nèi))來源于從導(dǎo)光體3出射的出射光光強分布(XZ面內(nèi))。這種非對稱出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，例如來自光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光的亮度分布(XZ面內(nèi))的半高寬，往往出現(xiàn)在20度或以下的取向性高的出射光出射時。尤其是顯示區(qū)域相對較大的光源裝置，為了使這種出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的非對稱性緩和，需使用光擴散性相對較強的光擴散元件6(圖25中示出的是用這種光擴散元件時的出射光亮度分布(有光擴散元件))。另外，作為光擴散元件6，使用出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為4度或以上、光擴散混濁度值為35％或以上的光擴散元件時，從光擴散元件6出射的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的峰值角度相對于來自光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光的亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值角度，有時朝一次光源的相反側(cè)方向有1～3度左右的偏角。此時，來自光偏轉(zhuǎn)元件的出射光的亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值角度處于所需方向(例如法線方向)時，由于使用光擴散元件6導(dǎo)致所需方向的亮度降低。因此，來自光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光的亮度分布(XZ面內(nèi))的半高寬為20度或以下時使用如上所述光擴散元件6的時候，較好是預(yù)先設(shè)計好光偏轉(zhuǎn)元件4，如圖7所示使得來自光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光的亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值角度從所需方向向光源側(cè)傾斜0.5～3度，0.5～2度更好，1～2度更為理想。
本發(fā)明中，作為光擴散元件6，最好使用光擴散特性為各向異性的光擴散元件，原因是可提高光擴散元件6的全光透過率，使來自光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光有效擴散。在例如與導(dǎo)光體3的1個端面相對將線狀冷陰極管作為一次光源1配置的光源裝置中，在XZ面內(nèi)利用光偏轉(zhuǎn)元件4對導(dǎo)光體3光出射面出射的出射光主要謀求窄視野，設(shè)法由光擴散元件6進一步使該XZ面內(nèi)經(jīng)過窄視野化的光主要通過擴散來展寬視野角。但使用各向同性擴散特性的光擴散元件6時，即使不能利用光偏轉(zhuǎn)元件進行窄視野化的YZ面內(nèi)也能同等進行光擴散，從而引起亮度降低。因此，可通過如圖26所示使用與YZ面內(nèi)相比在XZ面內(nèi)具有更高光擴散性的各向異性擴散特性的光擴散元件6，使由光偏轉(zhuǎn)元件4實現(xiàn)窄視野化的XZ面內(nèi)的光擴散得到強化，從而減弱未實現(xiàn)窄視野化的YZ面內(nèi)的光擴散，可如此使來自光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光有效擴散，從而可將亮度的降低盡量抑制至最小。
本發(fā)明中，對于這種光擴散元件6的各向異性擴散特性，使用具有怎樣的各向異性的光擴散元件6，并非是僅僅如上所述XZ面內(nèi)和YZ面內(nèi)各向異性的因素所決定，還可根據(jù)導(dǎo)光體3的光出射功能部形狀、光偏轉(zhuǎn)元件4的透鏡形狀、排列、光源裝置的用途等作適當選定。具體來說，如圖27所示，設(shè)想包含光擴散元件6出射面的法線軸及出射面內(nèi)的任意方向(P-n方向(n＝1，2，…))的任意面(ZP-n方向(n＝1，2，…))，可通過使這些任意面上的出射光光強分布的半高寬不同來賦予各向異性另外，令ZP-n面的半高寬中最大者為最大半高寬，而最小者為最小半高寬。同樣，對于使光擴散元件6賦予各向異性擴散特性的凹凸結(jié)構(gòu)的平均傾斜角，可通過使ZP-n面與光擴散元件6(XY面)正交的任意P-n方向的平均傾斜角不同，來賦予平均傾斜角的各向異性。此時，P-n方向的平均傾斜角中最大者為最大平均傾斜角，而最小者為最小平均傾斜角。
例如與導(dǎo)光體3的一個端面相對配置線狀冷陰極管作為一次光源1時，光偏轉(zhuǎn)元件4主要在XZ面內(nèi)謀求窄視野，在YZ面幾乎不起作用，因此適宜使用具有使來自光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光在XZ面內(nèi)有效擴散、在YZ面內(nèi)不擴散這種各向異性擴散特性的光擴散元件6。因此，作為光擴散元件6，最好具有在XZ面內(nèi)給出最大半高寬、在YZ面內(nèi)給出最小半高寬這種各向異性擴散特性。同樣，形成于光擴散元件6的凹凸結(jié)構(gòu)，最好也形成為在X方向具有最大平均傾斜角、在Y方向具有最小平均傾斜角這種結(jié)構(gòu)或配置。
具有這種各向異性擴散特性的光擴散元件6中，考慮到亮度特性、辨認性和品質(zhì)等的平衡，最好使用具有使光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光適當擴散的光擴散特性的光擴散元件6。具體來說，光擴散元件6的光擴散性低時，視野角難以充分展寬，使辨認性降低，同時有品質(zhì)改善效果不夠的傾向，反之光擴散性過高時，有損于光偏轉(zhuǎn)元件4產(chǎn)生的窄視野效果，同時有全光透過率也降低、亮度降低的傾向。因此，可使用出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬為1～13度范圍的光偏轉(zhuǎn)元件，以3～11度范圍為好，4～9度范圍更好。此外，最大半高寬相對于最小半高寬之比(最大半高寬/最小半高寬)以1.1～20范圍為好，2～15范圍更好，4～10范圍更為理想。這是由于，最大半高寬/最小半高寬取1.1或以上，能使光的利用效率提高、亮度提高，而取20或以下，可抑制由于較強光擴散性引起的亮度降低。
在光擴散元件6其中之一表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以取0.8～15度范圍為好，取3.5～11度更好，取4～9度更為理想。此外，從與最大半高寬/最小半高寬同樣的各向異性的觀點考慮，最大平均傾斜角相對于最小平均傾斜角之比(最大平均傾斜角/最小平均傾斜角)，以1.1～20范圍為好，2～15范圍更好，4～10范圍更為理想。凹凸結(jié)構(gòu)也可在光擴散元件6兩者表面形成，此時，為了抑制光擴散元件6的全光線透過率降低，最好使光擴散元件6的入射面?zhèn)绕骄鶅A斜角比出射面?zhèn)绕骄鶅A斜角大。此外，作為光擴散元件6的光擴散混濁度值，從提高亮度特性和改善辨認性的觀點考慮，以取8～82％范圍為好，30～70％范圍更好，40～65％范圍更為理想。
作為所用的光擴散元件6來說，最好根據(jù)光源裝置的顯示區(qū)域大小具有適當?shù)墓鈹U散特性。導(dǎo)光體3的展開長度為8cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬以1～6度為好，1～5度更好，2～5度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以8～60％范圍為好，8～50％更好，20～50％更為理想。此外，光擴散元件6表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以0.8～5度范圍為好，0.8～4度更好，2～4度范圍更為理想。
導(dǎo)光體3的展開長度超過8cm、但為23cm或以下時(使用單燈型冷陰極管作為一次光源1)，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬以3～13度范圍為好，4～10度更好，4～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～80％范圍為好，40～73％更好，45～70％更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以3～15度范圍為好，3.5～10度更好，4.5～8度范圍更為理想。其中，導(dǎo)光體3的展開長度超過8cm、但為18cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬以3～10度范圍為好，4～10度更好，4～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～70％范圍為好，40～65％更好，45～60％更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以3～9度范圍為好，3.5～8度更好，4.5～8度范圍更為理想。導(dǎo)光體3的展開長度超過18cm、但為22cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬以4～13度范圍為好，5～11度更好，5～8.5度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以40～75％范圍為好，50～70％更好，50～65％更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以3.5～15度范圍為好，4～9度更好，4.5～6.5度范圍更為理想。而導(dǎo)光體3的展開長度超過22cm、但為23cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬以5～13度范圍為好，6～12度更好，7～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以50～80％范圍為好，55～73％更好，55～70％更為理想。此外，光擴散元件6表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以4.5～15度范圍為好，5～10度更好，5～7度范圍更為理想。
導(dǎo)光體3的展開長度超過8cm、但為28cm或以下時(使用多燈型冷陰極管作為一次光源1)，所用的光擴散元件6需要能得到寬視野角的光擴散性，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬以0.7～13度范圍為好，1～11度更好，2～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～82％范圍為好，35～75％更好，40～70％更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以0.8～15度范圍為好，1～13度更好，1.5～7度范圍更為理想。其中，導(dǎo)光體3的展開長度超過22cm、但為28cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬以6～13度范圍為好，7～11度更好，7～9度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以50～82％范圍為好，60～75％更好，65～70％范圍更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以4.5～15度范圍為好，5.5～13度更好，6～7度范圍更為理想。導(dǎo)光體3的展開長度超過8cm、但為22cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大半高寬以0.7～6度范圍為好，1～5度更好，2～4度范圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～60％范圍為好，35～55％更好，40～50％范圍更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結(jié)構(gòu)時，其最大平均傾斜角以0.8～10度范圍為好，1～7度更好，1.5～5度范圍更為理想。
作為具有這種各向異性擴散特性的光擴散元件6擴散性賦予結(jié)構(gòu)，可列舉出諸如圖28～圖30所示凹凸結(jié)構(gòu)。圖28中示出的凹凸結(jié)構(gòu)，是大量并排連續(xù)設(shè)置在一軸上延長的雙凸透鏡列等透鏡列6a的排列結(jié)構(gòu)。這種透鏡列的排列間隔，較好是相對于光源裝置所用的液晶顯示元件的像素排列間隔及光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列等透鏡列的排列間隔選定難以發(fā)生干涉條紋的間隔，或者形成為隨機排列間隔。通常，透鏡列的排列間隔，以1～70μm范圍為好，從容易制造和防止發(fā)生干涉條紋的觀點考慮取5～40μm更好，10～30μm范圍更為理想。此外，從提高亮度和辨認性的觀點考慮，與透鏡列長度方向相垂直方向的平均傾斜角以0.8～15度范圍為好，3.5～11度更好，4～9度范圍更為理想。
如圖29所示的凹凸結(jié)構(gòu)，是將大量圓柱形透鏡形狀體6b離散排列的結(jié)構(gòu)。圓柱形透鏡形狀體的排列間隔，可以是具有一定規(guī)則的間隔，也可以是隨機的排列間隔。通常，圓柱形透鏡形狀體的排列間隔，以1～70μm范圍為好，從容易制造和防止發(fā)生干涉條紋的觀點考慮，取5～40μm更好，10～30μm范圍更為理想。此外，從提高亮度和辨認性的觀點考慮，與圓柱形透鏡形狀體長度方向相垂直方向的平均傾斜角以0.8～15度范圍為好，3.5～11度更好，4～9度范圍更為理想。這種離散排列結(jié)構(gòu)，排列時最好使要求給出最大半高寬的面與光擴散元件6的出射面相交的交線、與圓柱形透鏡形狀體的長度方向大致正交的概率高。此外，排列時最好使要求給出最小半高寬的面與光擴散元件6的出射面相交的交線、與圓柱形透鏡形狀體的長度方向大致平行的概率高。
圖30所示的凹凸結(jié)構(gòu)是發(fā)線結(jié)構(gòu)。與發(fā)線6c的延伸方向相正交方向的平均傾斜角，從提高亮度和辨認性的觀點考慮以0.8～15度為好，3.5～11度更好，4～9度范圍更為理想。發(fā)線的延伸方向最好是與作為光擴散元件6需要為最大半高寬的面與光擴散元件6出射面相交的交線大致正交的方向。
形成有賦予這種各向異性擴散特性的凹凸結(jié)構(gòu)的形成面及其背面其中至少之一形成粗面結(jié)構(gòu)，可抑制晃眼、亮斑等、使品質(zhì)提高。但增強粗面結(jié)構(gòu)的光擴散性的話，有時會有損于各向異性擴散特性，導(dǎo)致亮度降低，所以最好賦予光擴散性相對較弱的粗面結(jié)構(gòu)。作為這種粗面結(jié)構(gòu)，平均傾斜角以0.5～5度范圍為好，0.8～4度更好，1～3.5度范圍更為理想。另外，帶各向異性凹凸結(jié)構(gòu)的表面賦予粗面結(jié)構(gòu)時其粗面結(jié)構(gòu)的平均傾斜角，指的是除了凹凸結(jié)構(gòu)所造成的平均傾斜角以外的粗面結(jié)構(gòu)本身的平均傾斜角。這種平均傾斜角，可按無凹凸結(jié)構(gòu)的部分或與凹凸結(jié)構(gòu)長度方向相平行方向進行測定，可采用觸針粗度計進行的測量、對光擴散元件6剖面形狀進行圖像解析的方法、用原子間作用力顯微鏡等進行測定。
本發(fā)明中，還可以用光偏轉(zhuǎn)元件4使導(dǎo)光體3的出射光在法線方向等特定方向出射，利用具有各向異性擴散特性的光擴散元件6使該出射光在所需方向上出射。此時可對光擴散元件6賦予各向異性擴散作用和光偏轉(zhuǎn)作用這兩方面功能。在例如采用雙凸透鏡列、圓柱形透鏡形狀體作為凹凸結(jié)構(gòu)的情形中，可通過將其剖面形狀作成非對稱形狀，來賦予各向異性擴散作用和光偏轉(zhuǎn)作用這兩種功能。
此外，本發(fā)明中，還可調(diào)整作為光源裝置的視野角，并出于使品質(zhì)提高的目的使光偏轉(zhuǎn)元件4、光擴散元件6中含有光擴散材料。作為這種光擴散材料，可使用構(gòu)成光偏轉(zhuǎn)元件4、光擴散元件6的基材和折射率不同的透明微粒，例如可列舉硅珠、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、氟化甲基丙烯酸鹽等單體聚合物或共聚合物等。作為光擴散材料，需要對含量、粒徑、折射率等作適當選擇，以避免損及光偏轉(zhuǎn)元件4產(chǎn)生的窄視野效果、光擴散元件6產(chǎn)生的適當?shù)臄U散效果。例如光擴散材料的折射率，當與光偏轉(zhuǎn)元件4、光擴散元件6的基材的折射率差過小時擴散效果很小，而過大時則產(chǎn)生過剩的漫折射作用，所以折射率差以0.01～0.1范圍為好，0.03～0.08更好，0.03～0.05更為理想。而光擴散材料的粒徑，一旦粒徑過大便使漫射增強，造成晃眼、亮度降低，而過小則會發(fā)生著色，所以平均粒徑以0.5～20μm范圍為好，2～15μm更好，2～10μm范圍更為理想。
另外用本發(fā)明所述光偏轉(zhuǎn)元件的光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，有時示出的是以峰值位置為界、在一次光源側(cè)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))其亮度隨著遠離峰值光而急劇降低，而在遠離一次光源一側(cè)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))其亮度的降低相對比較和緩的非對稱出射光亮度分布(XZ面內(nèi))。當例如將這種出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的光源裝置用于10英寸或以上筆記本PC等需要相對較寬視野角的液晶顯示裝置時，將光擴散性相對較高的光擴散元件配置于光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面上，來展寬出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并展寬視野角。采用光擴散混濁度值為50％或以上這種光擴散性強的光擴散元件時，出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值角度以1～3度左右偏轉(zhuǎn)至遠離光源一側(cè)。為此，當來自光偏轉(zhuǎn)元件的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值角度位于其光導(dǎo)出面法線方向時，由于光擴散元件，出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值角度以1～3度左右偏轉(zhuǎn)至遠離光源一側(cè)，結(jié)果從法線方向觀察時便使亮度極度下降。這是由于，通過使用光擴散元件，光偏轉(zhuǎn)元件出射的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的非對稱性雖得到幾分緩和，但亮度相對急劇降低的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))的部位位于法線方向。為避免這種亮度的極度下降，最好預(yù)先使光偏轉(zhuǎn)元件的出射光的亮度分布(XZ面內(nèi))的峰值角度從法線方向向光源側(cè)傾斜1～3度。
以下參照

其他本發(fā)明實施方式。
圖31是示出本發(fā)明面光源裝置一實施方式的示意性立體圖。如圖31所示，本實施方式的面光源裝置，由以下各部分構(gòu)成使至少一側(cè)端面作為光入射面31、與其大致正交的一表面作為光出射面33的導(dǎo)光體3；與該導(dǎo)光體3的光入射面31相對配置、并由光源反射體2覆罩的一次光源1；配置于導(dǎo)光體3光出射面上的光偏轉(zhuǎn)元件4；以及與導(dǎo)光體3的光出射面33的背面34相對配置的光反射元件5。這些部件中，一次光源1、光源反射體2、導(dǎo)光體3以及光反射元件5，由于與所述圖1以外實施方式相關(guān)說明的內(nèi)容相同，這里說明從略。
圖32是光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列形狀的說明圖，光偏轉(zhuǎn)元件4以主表面其中之一為光進入面41、以另一面為光導(dǎo)出面42。光進入面41上并排排列有大量的棱鏡列，各棱鏡列由位于一次光源側(cè)的第1棱鏡面44和位于遠離一次光源一側(cè)的第2棱鏡面45這2個棱鏡面所構(gòu)成。圖32所示的實施方式中，第1棱鏡面44是平面，第2棱鏡面45其位于棱鏡列頂部一側(cè)的部分由大致平面所構(gòu)成，位于光導(dǎo)出面?zhèn)鹊钠渌糠謩t形成為凸曲面形狀。
本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件4，可通過將第2棱鏡面45形成為特定形狀，得到極高的聚光效果，從而作為光源裝置可得到極高亮度。具體來說，第1棱鏡面44的傾斜角(棱鏡頂角其中之一分角)α取28～34度，第2棱鏡面45的傾斜角(棱鏡頂角另一分角)β取32.5～37度，凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～35度，棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度[即棱鏡列頂部至大致平面部147與凸曲面形狀部146的分界的高度](h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)取25～60％，所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)取5～11。這里，傾斜角α、β、γ，是指棱鏡列形成面43相對于法線的角度。此外，凸曲面形狀部46的弦，指的是對應(yīng)于連結(jié)凸曲面形狀部146的兩端部Q1、Q2的平面。
此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件4中，所述凸曲面形狀不限于如上所述按r/P規(guī)定的剖面圓弧狀，也可以是凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％這種剖面非圓弧形狀。
而且，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件4中，如圖33所示，在棱鏡面44的大致平面上，有時會產(chǎn)生棱鏡列成型時發(fā)生的翹曲引起的形狀變化(距離連接棱鏡列頂部和底部的連接平面的位移)。當這種大致平面位移大時給光偏轉(zhuǎn)元件4的光學(xué)特性帶來影響，所以最好進行最大限度的抑制。具體來說，大致平面偏離連結(jié)棱鏡列頂部和底部的連接平面的位移，與所述平面的最大距離S相對于棱鏡列間距P的比例以0.008或以下為好，0.0065或以下更好，0.005或以下范圍更為理想。這種大致平面的變形，主要由棱鏡列成型時重合收縮等的影響引起，所以最好預(yù)先將重合收縮引起的變形程度定量化，在設(shè)計金屬模具時就將它抵消。
如上所述的棱鏡列形狀，取決于導(dǎo)光體3出射的出射光光強分布的半高寬、峰值角度、第1棱鏡面44的傾斜角α與第2棱鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值。下面說明適合于本發(fā)明光源裝置的導(dǎo)光體及光偏轉(zhuǎn)元件的典型例。
當導(dǎo)光體3的出射光光強分布中峰值角度相對于光出射面33的法線為60～75度、半高寬為26～35度、第1棱鏡面44的傾斜角α與第2棱鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)為0.3或以上但小于1.8時，以下列取值為好第1棱鏡面44的傾斜角α取32～33.5度、第2棱鏡面45的傾斜角β取32.5～34.5度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～31.5度、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)取25～60％、所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)取5～9.5、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％。以下列取值更好傾斜角α取32.2～33.1度、傾斜角β取32.8～33.8度、傾斜角γ取30.4～31.3度、h/H取30～56％、r/P取5.5～8.5、d/P為0.23～1.1％。以下列取值更為理想傾斜角α取32.4～32.8度、傾斜角β取33～33.4度、傾斜角γ取30.8～31.2度、h/H取38～50％、r/P取6～8.5、d/P為0.25～0.68％。
第1棱鏡面44的傾斜角α與第2棱鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)小于0.3時，以下列取值為好第1棱鏡面44的傾斜角α取32.5～34度、第2棱鏡面45的傾斜角β取32.5～34度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～31.5度、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)取25～50％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)取5～10、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～1.5％。以下列取值更好傾斜角α取32.7～34度、傾斜角β取32.7～34度、傾斜角γ取30.4～31.3度、h/H取30～41％、r/P取6～10、d/P為0.2～1.3％。以下列取值更為理想傾斜角α取33.5～33.9度、傾斜角β取33.5～33.9度、傾斜角γ取30.8～31.2度、h/H取35～39％、r/P取7～8.5、d/P為0.3～1.1％。
第1棱鏡面44的傾斜角α與第2棱鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)為1.8或以上、但為8.5或以下時，以下列取值為好第1棱鏡面44的傾斜角α取28～32度、第2棱鏡面45的傾斜角β取33～37度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取32～34度、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)取30～45％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)取5～11、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％。以下列取值更好傾斜角α取28.5～31.5度、傾斜角β取33.5～36度、傾斜角γ取31.7～33.2度、h/H取33～42％、r/P取5.2～10.5、d/P為0.3～1％。以下列取值更為理想傾斜角α取29.5～30.9度、傾斜角β取34.5～34.9度、傾斜角γ取31.5～32.5度、h/H取37.5～39％、r/P取5.3～10、d/P為0.4～0.85％。
當導(dǎo)光體3的出射光光強分布中的峰值角度相對于光出射面33的法線為60～75度、半高寬小于26度、第1棱鏡面44的傾斜角α與第2棱鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)為0.3或以上、但小于1.8時，以下列取值為好第1棱鏡面44的傾斜角α取32～33.5度、第2棱鏡面45的傾斜角β取32.5～34.5度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～31.5度、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)取30～55％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)取5～9、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.25～2％。以下列取值更好傾斜角α取32.2～33.1度、傾斜角β取32.7～33.7度、傾斜角γ取30.4～31.3度、h/H取37～52％、r/P取5.5～8.5、d/P為0.28～1.1％。以下列取值更為理想傾斜角α取32.4～32.8度、傾斜角β取33～33.4度、傾斜角γ取30.8～31.2度、h/H取43～50％、r/P取6～8、d/P為0.3～0.7％。
第1棱鏡面44的傾斜角α與第2棱鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)小于0.3時，以下列取值為好第1棱鏡面44的傾斜角α取33.5～34度、第2棱鏡面45的傾斜角β取33.5～34度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～31.5度、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)取35～48％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)取7～9、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.3～2％。以下列取值更好傾斜角α取33～33.5度、傾斜角β取33～33.5度、傾斜角γ取30.4～31.3度、h/H取37～42％、r/P取7.2～8.8、d/P為0.33～1.1％。以下列取值更為理想傾斜角α取32.5～32.9度、傾斜角β取32.5～32.9度、傾斜角γ取30.8～31.2度、h/H取37～40％、r/P取7.8～8.2、d/P為0.35～0.7％。
第1棱鏡面44的傾斜角α與第2棱鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)為1.8或以上、但為8.5或以下時，以下列取值為好第1棱鏡面44的傾斜角α取28～31.5度、第2棱鏡面45的傾斜角β取33～37度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取31～35度、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)取30～45％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)取6～9、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.43～2％。以下列取值更好傾斜角α取28.6～31.4度、傾斜角β取33.5～36度、傾斜角γ取31.5～35度、h/H取33～42％、r/P取6.8～8.8、d/P為0.45～0.9％。以下列取值更為理想傾斜角α取28.5～31.3度、傾斜角β取34.5～34.9度、傾斜角γ取31.5～35度、h/H取33～42％、r/P取7.8～8.2、d/P為0.5～0.6％。
此外，棱鏡列最適宜的形狀，作為第1棱鏡面44的傾斜角α、第2棱鏡面45的傾斜角β、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)的最適宜范圍，如下面表1和表2所示間斷存在。表1給出的最適宜范圍，是導(dǎo)光體出射光光強分布的半高寬較寬情形(半高寬為26度或以上)的范圍，表2給出的最適宜范圍，是導(dǎo)光體出射光光強分布的半高寬較窄情形(半高寬小于26度)的范圍。此外，表1和表2所示范圍給出的是最適宜范圍的一部分，不是全部。
表1

表2

第2棱鏡面45的形狀可例如設(shè)定如下。
具體來說，設(shè)定以傾斜角α及β的2個棱鏡面所構(gòu)成的剖面三角形的假想棱鏡列I。該假想棱鏡列I的2個棱鏡面I-1、I-2的傾斜角α及β可這樣設(shè)定使來自導(dǎo)光體3的光出射面33的光在XZ面內(nèi)的強度分布的峰值出射光(傾斜角a)入射假想棱鏡列I、由假想棱鏡面I-2內(nèi)面全反射后、又從光導(dǎo)出面42沿規(guī)定方向(最好相對于光導(dǎo)出面42的法線為±10度范圍)出射下面，以如上所述設(shè)定形狀的假想棱鏡列I的形狀為基準，使其中至少之一棱鏡面I-2的一部分為凸曲面形狀，根據(jù)凸曲面形狀的弦的傾斜角γ、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)、或凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)來設(shè)定凸曲面形狀部146，確定實際棱鏡列的形狀。另外，圖32所示的K2，是導(dǎo)光體3的光出射面33的出射光其出射光光強分布的峰值出射光(傾斜角a)掠過一次光源1一側(cè)鄰接的棱鏡列頂部再入射到假想棱鏡列I這樣設(shè)定假想光，為該假想光在K1通過假想棱鏡面I-1位置接著到達假想棱鏡面I-2的位置。
設(shè)想例如在假想棱鏡列I的位置K2處的內(nèi)面全反射光在光導(dǎo)出面42的法線方向上出射這一情況的話，圖32中所示尺寸z(棱鏡列頂點與假想棱鏡面I-2的內(nèi)面反射位置K2間的Z方向距離)為以下(4)式表示的值或以上的Z方向位置，實際棱鏡面具有的傾斜角大于以下(5)式中表示的假想棱鏡列I的棱鏡面I-2的傾斜角(另外式中n是棱鏡列的折射率)。
z＝{(P·tanα·cot[θ/2])/(tanα+cot[θ/2])}·〔cot[θ/2]+{cotθ/(cot[θ/2]-cotθ)}〕 …(4)ncos[3θ/2]＝sin(α-[θ/2])…(5)可通過如上所述設(shè)定光進入面41的棱鏡列形狀，來減小光偏轉(zhuǎn)元件4出射光的分布角度(半高寬)。其理由如下。具體來說，到達比假想棱鏡列I中棱鏡面I-2的內(nèi)面全反射位置K2更接近光導(dǎo)出面42的位置的光，是從一次光源一側(cè)鄰接假想棱鏡列的頂部的下側(cè)、以大于a的傾斜角入射的光線的集合。因此，其分布峰值的方向是比a大的傾斜的方向，其內(nèi)面全反射的分布峰值的方向，便成為從光導(dǎo)出面42的法線方向朝向沿內(nèi)面全反射的假想棱鏡面的方向這一側(cè)傾斜的方向。這樣的光起到展寬來自光導(dǎo)出面42的出射光角度分布的作用。因此，為了向特定方向集中出射光量，在比假想棱鏡列I中的棱鏡面I-2的內(nèi)面全反射位置K2更接近光導(dǎo)出面42的位置、將實際棱鏡列的棱鏡面傾斜角做得比相應(yīng)假想棱鏡面的傾斜角大，可將該區(qū)域中實際內(nèi)面全反射的光的進行方向修改為相對于假想棱鏡面上的反射光移動到光導(dǎo)出面42的法線方向這一側(cè)，從而可謀求實現(xiàn)高亮度、窄視野。本發(fā)明中，凸曲面形狀部146，根據(jù)棱鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～60％這種位置，形成凸曲面形狀部146，可謀求實現(xiàn)如上所述的高亮度、窄視野，以取30～56％范圍為好，取33～50％范圍更好。這是由于，h/H超出25～60％范圍時往往造成亮度下降。
這里，第1棱鏡面44的傾斜角α，為避免亮度的降低以取28～34度范圍為好，28.5～34度范圍更好，29.5～33.9度范圍更為理想。此外，第2棱鏡面45的傾斜角β，為了避免所觸及的出射光亮度分布的峰值角度較大造成亮度降低，以取32.5～37度范圍為好，32.7～36度范圍更好，33～34.9度范圍更為理想。
這里，凸曲面形狀部146，其曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)以取5～11范圍為好，5.2～10.5范圍更好，5.3～10范圍更為理想。這是由于，可通過將r/P形成為該范圍，使光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面42出射的出射光亮度分布的半高寬足夠窄，可充分提高作為光源裝置的亮度。例如，棱鏡列間距為40～60μm時，曲率半徑r以取200～660μm范圍為好，取205～630μm范圍更好，210～600μm范圍更為理想。
此外，作為凸曲面形狀部146，較好是形成為凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％范圍這種相對較緩和曲面形狀，取0.2～1.5％范圍更好，0.25～1.1％范圍更為理想。這是由于，d/P一旦超過2％便有損于光偏轉(zhuǎn)元件4產(chǎn)生的聚光效果，往往造成光發(fā)散，往往不能使光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面42出射的出射光亮度分布的半高寬足夠窄。反之，d/P一旦小于0.2％，往往光偏轉(zhuǎn)元件4產(chǎn)生的聚光效果不充分，往往不能使光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面42出射的出射光亮度分布的半高寬足夠窄。
第2棱鏡面45中大致平面部47與凸曲面形狀部146的連接部分(分界部分)也可設(shè)計為該點的凸曲面形狀部146與大致平面部147的傾斜相等，即平滑連續(xù)，但可通過使其連接部分的棱鏡列形成面43的法線與連接凸曲面形狀部146的兩端部Q1、Q2的連接平面(凸曲面形狀部的弦)兩者間的角度(傾斜角γ)為30～50度范圍，即使大致平面147與凸曲面形狀部146在接線部分的傾斜不連續(xù)時，但通過調(diào)整第2棱鏡面的傾斜角β及凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)，也能得到不會引起光學(xué)特性降低的優(yōu)質(zhì)光偏轉(zhuǎn)元件。該傾斜角γ，以30.4～35度范圍為好，30.8～35度范圍更為理想。
本發(fā)明中，具有如上所述凸曲面形狀部146的棱鏡面，最好形成于至少遠離一次光源1一側(cè)面(第2棱鏡面45)。這樣便可在導(dǎo)光體3的端面32上也配置一次光源時將光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光的分布角度做得充分小。具有凸曲面形狀部146的棱鏡面，在例如導(dǎo)光體3的傳導(dǎo)光由光入射面31的相反側(cè)端面32反射返回的比例相對較高時、或?qū)Ч怏w3相對的2個端面分別配置一次光源1時，較好是接近一次光源1一側(cè)的棱鏡面(第1棱鏡面44)也做成同樣形狀。另外，導(dǎo)光體3的傳導(dǎo)光由光入射面31的相反側(cè)端面32反射返回的比例相對較低時，也可將接近一次光源1一側(cè)的棱鏡面作成大致平面。此外，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件4，由于其棱鏡列頂部由2個大致平面構(gòu)成，因此可更正確地形成棱鏡列形成用的成型構(gòu)件的形狀復(fù)制面形狀，可抑制將光偏轉(zhuǎn)元件4載置于導(dǎo)光體3時粘附現(xiàn)象的發(fā)生。
本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件，為了精確制作所需棱鏡形狀、獲得穩(wěn)定的光學(xué)性能，同時為了抑制裝配作業(yè)時、作為面光源裝置使用時棱鏡頂部的磨損、變形，可在棱鏡列頂部形成平整部或曲面部。此時，從抑制面光源裝置的亮度降低、粘附現(xiàn)象引起的亮度不均勻條紋發(fā)生的觀點考慮，較好是形成于頂部的平整部或曲面部的寬度取3μm或以下，取2μm或以下更好，1μm或以下更為理想。
本發(fā)明中，為了調(diào)整作為面光源裝置的視野角、或使品質(zhì)提高，也可在光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面?zhèn)刃纬晒鈹U散層，或使棱鏡列中含有光擴散劑。作為光擴散層，可通過在光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面?zhèn)容d置光擴散元件，或在光導(dǎo)出面?zhèn)扰c光偏轉(zhuǎn)元件一體形成光擴散層來形成。此時，為了盡可能避免光偏轉(zhuǎn)元件的窄視野化所產(chǎn)生的亮度提高效果受損，最好形成各向異性擴散特性的光擴散層，使光在所需方向上擴散。作為棱鏡列所分散的光擴散劑，可采用與棱鏡列折射率不同的透明微粒。此時，對光擴散劑的含量、粒徑、折射率等進行選定，以便也盡可能避免光偏轉(zhuǎn)元件的窄視野化所產(chǎn)生的亮度提高效果受損。
這樣，便可通過在導(dǎo)光體3的光出射面33上載置如上所述的光偏轉(zhuǎn)元件4以便其棱鏡列形成面處于光進入面一側(cè)，使導(dǎo)光體3的光出射面33出射的取向性出射光在XZ面內(nèi)的出射光光強分布更窄，從而可謀求實現(xiàn)作為光源裝置的高亮度、窄視野。這種光偏轉(zhuǎn)元件4的出射光在XZ面內(nèi)的出射光亮度分布其半高寬，以5～25度范圍為好，10～20度范圍更好，12～18度范圍更為理想。這是由于，可通過使該出射光亮度分布的半高寬為5度或以上來避免極端的窄視野造成的圖像缺失，從而可形成為25度或以下來謀求實現(xiàn)高亮度和窄視野。
本發(fā)明中光偏轉(zhuǎn)元件4的窄視野，受到導(dǎo)光體3的光出射面33的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的展寬程度(半高寬)的影響，光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面42的出射光亮度分布的半高寬A相對于導(dǎo)光體3的光出射面33的出射光光強分布的半高寬B的比例也隨導(dǎo)光體3的出射光光強分布的半高寬B而變化。例如，導(dǎo)光體3的出射光光強分布的半高寬B小于26度時，半高寬A以取半高寬B的30～95％范圍為好，取30～80％范圍更好，取30～70％范圍更為理想。此外，導(dǎo)光體3的出射光光強分布的半高寬B為26度或以上時，半高寬A以取半高寬B的30～80％范圍為好，取30～70％范圍更好，取30～60％范圍更為理想。尤其是導(dǎo)光體3的出射光光強分布的半高寬B為26～36度時，半高寬A以取半高寬B的30～80％范圍為好，取30～70％范圍更好，取30～60％范圍更為理想。此外，導(dǎo)光體3的出射光光強分布的半高寬B超過36度時，半高寬A以取半高寬B的30～70％范圍為好，取30～60％范圍更好，取30～50％范圍更為理想。
通常認為，要提高導(dǎo)光體出射效率時，會使導(dǎo)光體3的出射光光強分布的半高寬B變大，使聚光效率降低，但實際上如前所述，由于窄視野效果增大，在窄視野效率及面光源裝置的光利用效率方面，最好與出射光光強分布的半高寬B為26度或以上的導(dǎo)光體組合來使用光偏轉(zhuǎn)元件，半高寬B超過36度的導(dǎo)光體更好。此外，導(dǎo)光體3的出射光光強分布的半高寬小時窄視野效果減小，但導(dǎo)光體3的出射光光強分布的半高寬越小越有利于實現(xiàn)高亮度，所以在高亮度化方面最好與出射光光強分布的半高寬B小于26度的導(dǎo)光體組合來使用光偏轉(zhuǎn)元件。
在導(dǎo)光體3的角部等處鄰接配置LED光源等大致點狀光源用作一次光源1時，導(dǎo)光體3的入射光在與光出射面33平行的平面內(nèi)按以一次光源1為大致中心的放射狀在導(dǎo)光體3中傳導(dǎo)，從光出射面33出射的出射光也同樣按以一次光源1為中心的放射狀出射。為了使這種按放射狀出射的出射光與其出射方向無關(guān)、高效地偏轉(zhuǎn)至所需方向，最好使形成于光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列呈大致弧狀延伸，圍繞一次光源1作并排配置。這樣，通過圍繞一次光源1將棱鏡列以大致弧狀作并排配置，從光出射面33以放射狀出射的光幾乎都相對于光偏轉(zhuǎn)元件4的棱鏡列的延伸方向大致垂直地入射，因此可在導(dǎo)光體3的光出射面33的整個區(qū)域使出射光高效朝向特定方向，從而可提高亮度均勻性。形成于光偏轉(zhuǎn)元件4的大致弧狀的棱鏡列，最好根據(jù)導(dǎo)光體3中傳導(dǎo)光的分布選定其弧狀的程度，并使得光出射面33以放射狀出射的光幾乎都相對于光偏轉(zhuǎn)元件4棱鏡列的延伸方向大致垂直入射。具體可列舉出以LED等點狀光源為大致中心、以圓弧半徑一點點增大的同心圓狀并排配置的棱鏡列，棱鏡列的半徑范圍，可根據(jù)面光源系統(tǒng)中的點狀光源的位置和與液晶顯示元件的顯示區(qū)域相當?shù)拿婀庠从行^(qū)域兩者間的位置關(guān)系、大小適當?shù)貨Q定。
本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)元件4，可由與上述圖1以外的實施方式相關(guān)說明的情形相同的光透過率高的合成樹脂構(gòu)成。
在由如上所述一次光源1、光源反射體2、導(dǎo)光體3、光偏轉(zhuǎn)元件4及光反射元件5所構(gòu)成的面光源裝置的發(fā)光面(光偏轉(zhuǎn)元件4的光導(dǎo)出面42)上，通過配置液晶顯示元件構(gòu)成液晶顯示裝置。液晶顯示裝置可從圖31中的上方通過液晶顯示元件由觀察者觀察。此外，本發(fā)明中由于可使經(jīng)過充分準直的狹窄分布光從面光源裝置入射液晶顯示元件，因此可獲得液晶顯示元件內(nèi)無灰度反轉(zhuǎn)等的亮度、色度均勻性良好的圖像顯示，同時獲得集中于所需方向的光照射，可提高一次光源發(fā)光量對該方向照明的利用效率。
采用本發(fā)明這樣的光偏轉(zhuǎn)元件的光源裝置的出射光亮度分布，以峰值位置為界，一次光源側(cè)的出射光亮度分布隨著遠離峰值角亮度急劇下降，而遠離一次光源一側(cè)的出射光亮度分布，給出的是亮度相對較緩降低的非對稱出射光亮度分布。例如將這種出射光亮度分布的光源裝置用于10英寸或以上的筆記本PC等需要相對較寬視野角的液晶顯示裝置時，將光擴散性相對較高的光擴散元件配置于光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面上，展寬出射光亮度分布，從而展寬視野角。采用光擴散混濁度值為50％或以上這種光擴散性強的光擴散元件時，出射光亮度分布的峰值角以1～3度左右偏轉(zhuǎn)至遠離一次光源一側(cè)。因此，光偏轉(zhuǎn)元件的出射光亮度分布的峰值角位于其光導(dǎo)出面的法線方向時，由于光擴散元件，出射光亮度分布的峰值角度，從法線方向以1～3度左右偏轉(zhuǎn)至遠離一次光源一側(cè)，結(jié)果是使得從法線方向觀察時的亮度極端下降。這是由于，通過使用光擴散元件，光偏轉(zhuǎn)元件出射的出射光亮度分布的非對稱性雖有幾分緩和，但亮度相對急劇降低的出射光亮度分布部位處于法線方向位置。為了避免這種亮度的極端下降，最好預(yù)先使光偏轉(zhuǎn)元件的出射光亮度分布的峰值角從法線方向向一次光源側(cè)傾斜1～3度。
以下按照實施例對本發(fā)明作具體說明。
另外，以下實施例中對各特性值的測定如下進行。
法線亮度、半高寬、峰值角度的測量采用冷陰極管作為一次光源，其驅(qū)動電路的逆變器(ハリソン公司制HIU-742A)上施加DC12V，以高頻點亮。將面光源裝置或?qū)Ч怏w的表面分成3×5個20mm見方的正方形，用各正方形法線方向亮度值取15點平均亮度值求得法線亮度。就導(dǎo)光體的光強半高寬來說，在導(dǎo)光體的表面上固定帶有φ4mm針孔的黑紙使針孔位于導(dǎo)光體表面的中央，調(diào)整距離以便亮度計的測量圓為8～9mm，并在與冷陰極管長度方向軸相垂直方向和平行方向上調(diào)節(jié)使得角度旋轉(zhuǎn)軸以針孔為中心旋轉(zhuǎn)。在各自方向使旋轉(zhuǎn)軸在+80度～-80度間以1度間隔旋轉(zhuǎn)，并用亮度計測量出射光的光強分布(XZ面內(nèi))，求峰值角度、半高寬(峰值的1/2或以上值分布(XZ面內(nèi))的展寬角)。此外，就面光源裝置的亮度半高寬來說，使亮度計視野角度為0.1度，以面光源裝置的發(fā)光面中央作為測定位置進行調(diào)節(jié)使角度旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。在各自方向使旋轉(zhuǎn)軸在+80度～-80度間以1度間隔旋轉(zhuǎn)，并用亮度計測量出射光的亮度分布(XZ面內(nèi))，求峰值亮度、半高寬(峰值的1/2或以上值分布(XZ面內(nèi))的展寬角)。
平均傾斜角(θa)的測量按照ISO4287/1-1987，借助于用010-2528(1μmR、55度圓錐、鉆石)作為觸針的觸針式表面粗度計(東京精器(公司)制サ-フコム570A)，以驅(qū)動速度0.03mm/秒測定粗面的表面粗度。利用測量得到的曲線圖，扣除其平均值來修正傾斜，用上述(1)式及(2)式計算求得。
光擴散混濁度值的測量根據(jù)JIS K-7105的B法，采用積分球式反射透過率計(村上色彩技術(shù)研究社制RT-100型)，根據(jù)從50mm×50mm大小的試樣上得到的全光透過率(Tt)、擴散光透過率(Td)，用下式(6)計算求得。
光擴散混濁度值(％)＝Td/Tt…(6)光擴散元件的出射光光強分布的半高寬的測量用自動變角光強計(村上色彩研究所社制GP-200型)對50mm×50mm大小的試樣進行測定，以所求得的峰值光強的1/2光強的半高半寬角度的2倍作為半高寬角度(α)。另外，入射試樣的光，將來自光源的光通過聚光透鏡聚光于針孔，透過準直透鏡形成為平行光(平行度±0.5度)，通過光束光闌(開口徑10.5mm)入射試樣的入射面。透過試樣的光，通過受光透鏡(開口徑11.4mm)、(試樣面平滑時聚光到受光光闌的位置)，通過受光光闌到達受光元件，作為電壓值輸出。此外，使試樣旋轉(zhuǎn)，進行同樣的測定，求得最大半高寬(Maxα)與最小半高寬(Minα)。
通過用丙烯酸樹脂(三菱レイヨン(公司)制アクリペツト VH5#000)進行射出成型，制作其中之一面為粗面的導(dǎo)光體。該導(dǎo)光體，做成大小為216mm×290mm、厚度為2.0mm-0.7mm的楔板狀。該導(dǎo)光體的鏡面?zhèn)扔帽┧嵯底贤饩€硬化樹脂形成并排連續(xù)排列有棱鏡列的棱鏡頂角100°、間距50μm的棱鏡列的棱鏡層，使之與導(dǎo)光體長度為216mm的短邊平行。沿對應(yīng)于導(dǎo)光體的長度為290的長邊其中之一側(cè)端面(厚度2.0mm一側(cè)的端面)用光源反射體(麗光社制銀反射薄膜)覆罩配置冷陰極管。此外，其他側(cè)端面貼合光擴散反射薄膜(東レ社制E60)，在棱鏡列排列(背面)配置反射片。將以上構(gòu)成裝配到框架內(nèi)。該導(dǎo)光體，在與光入射面及光出射面兩者垂直的面內(nèi)的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大峰值角度相對于光出射面法線方向為70度，半高寬為22.5度。
另外，用折射率為1.5064的丙烯酸系紫外線硬化樹脂如表3所示將構(gòu)成棱鏡列的其中之一棱鏡面(第1棱鏡面)做成與法線呈32.5度角度(α)的平面，將另一棱鏡面(第2棱鏡面)作成2個凸曲面一個是，從棱鏡頂部至棱鏡列的高度21.4μm以內(nèi)、剖面為橢圓形狀(與長軸的交點的曲率半徑為400μm、與短軸的交點的曲率半徑為800μm的橢圓形狀與該橢圓形狀短軸的交點附近)的凸曲面(傾斜角＝56.6度，β＝33.8度)；另一是，棱鏡列離棱鏡頂部的高度為21.4μm或以上、曲率半徑為400μm的剖面為圓弧形狀的凸曲面(傾斜角＝59.0度)。制作將大致并排連設(shè)由上述2個凸曲面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1，2)構(gòu)成的間距為56.5μm的棱鏡列的棱鏡列形成面形成于聚酯薄膜的一方的表面的棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.03％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著所述導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
構(gòu)成棱鏡列的第2棱鏡面，如表3所示，被做成7個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、…7)，其1是從棱鏡頂部至棱鏡列的高度16μm以內(nèi)、傾斜角55.2度的平面(β＝34.8度)，另6個是從棱鏡列的高度16μm至棱鏡底部以內(nèi)、離接近棱鏡頂部側(cè)傾斜角為55.5度、56.2度、57.0度、57.8度、58.4度、59.4度的同樣寬度的6個平面；除了用以上7個平面構(gòu)成以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.10％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)取?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
構(gòu)成棱鏡列的第2棱鏡面，如表3所示，被做成2個平面及1個凸曲面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、3)，其1個平面是從棱鏡頂部至棱鏡列的高度10.6μm以內(nèi)、傾斜角56.4度的平面(β＝33.6度)，另1個平面是棱鏡列的高度10.6～21.3μm、傾斜角56.8度的平面，凸曲面是棱鏡列的高度21.3μm或以上、曲率半徑400μm的剖面圓弧形狀的凸曲面(傾斜角＝59.2度)；除了用以上2個平面1個凸曲面構(gòu)成以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.03％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4示出其結(jié)果。
構(gòu)成棱鏡列的第2棱鏡面，如表3所示，被做成2個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2)，其1個平面是從棱鏡頂部至棱鏡列的高度21.5μm以內(nèi)、傾斜角56.8度的平面(β＝33.2度)，另1個平面是棱鏡列的高度21.5μm或以上、傾斜角58.7度的平面，除了用以上2個平面構(gòu)成以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.76％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
如表3所示，構(gòu)成棱鏡列的第1棱鏡面與法線形成的角度(α)為29.0度，構(gòu)成棱鏡列的第2棱鏡面，被做成8個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、…8)，其1是從棱鏡頂部至棱鏡列的高度16.0μm以內(nèi)、傾斜角55.3度的平面(β＝34.7度)，另7個是從棱鏡列的高度16.0μm至棱鏡底部以內(nèi)、離接近棱鏡頂部側(cè)傾斜角為55.7度、56.5度、57.4度、58.2度、59.0度、59.6度、60.3度的同樣寬度的7個平面；除了用以上8個平面構(gòu)成以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.73％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
如表3所示，使實施例5的從棱鏡列的高度16.0μm至棱鏡底部以內(nèi)的7個區(qū)域以分別通過它們的分界的曲面構(gòu)成(離接近棱鏡頂部側(cè)的各區(qū)域的傾斜角為55.4度、56.2度、57.1度、57.9度、58.7度、59.3度、60.0度)以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.68％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)取?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
如表3所示，將構(gòu)成棱鏡列的第1棱鏡面作成與法線形成角度(α)為15.0度的平面，第2棱鏡面，被做成11個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、…11)，其1是從棱鏡頂部至棱鏡列的高度10.4μm以內(nèi)、傾斜角52.0度的平面(β＝38度)，另10個是從棱鏡列的高度10.4μm至棱鏡底部以內(nèi)、離接近棱鏡頂部側(cè)傾斜角為52.6度、52.8度、53.7度、54.5度、55.3度、56.1度、56.8度、57.5度、58.4度、60.0度的同樣寬度的10個平面；除了用以上11個平面構(gòu)成以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.48％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
如表3所示，構(gòu)成棱鏡列的第1棱鏡面與法線形成角度(α)為10.0度，第2棱鏡面，被做成11個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、…11)，其1是從棱鏡頂部至棱鏡列的高度11.5μm以內(nèi)、傾斜角52.0度的平面(β＝38.0度)，另10個是從棱鏡列的高度11.5μm至棱鏡底部以內(nèi)、離接近棱鏡頂部側(cè)傾斜角為52.6度、52.8度、53.7度、54.5度、55.3度、56.1度、56.8度、57.5度、58.4度、60.0度的同樣寬度的10個平面；除了用以上11個平面構(gòu)成以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.64％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
如表3所示，構(gòu)成棱鏡列的第1棱鏡面與法線形成角度(α)為5度，第2棱鏡面，被做成11個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、…11)，其1是從棱鏡頂部至棱鏡列的高度12.9μm以內(nèi)、傾斜角52.0度的平面(β＝38度)，另10個是從棱鏡列的高度12.9μm至棱鏡底部以內(nèi)、離接近棱鏡頂部側(cè)傾斜角為52.6度、52.8度、53.7度、54.5度、55.3度、56.1度、56.8度、57.5度、58.4度、60.0度的同樣寬度的10個平面；除了用以上11個平面構(gòu)成以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.83％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
如表3所示，構(gòu)成棱鏡列的第1棱鏡面與法線形成角度(α)為0.1度，第2棱鏡面，被做成11個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、…11)，其1是從棱鏡頂部至棱鏡列的高度14.5μm以內(nèi)、傾斜角52.0度的平面(β＝38度)，另10個是從棱鏡列的高度14.5μm至棱鏡底部以內(nèi)、離接近棱鏡頂部側(cè)傾斜角為52.6度、52.8度、53.7度、54.5度、55.3度、56.1度、56.8度、57.5度、58.4度、60.0度的同樣寬度的10個平面；除了用以上11個平面構(gòu)成以外、與實施例1同樣地制作棱鏡片。棱鏡片的第2棱鏡面與假想平面的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為2.06％。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)取?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
除了將棱鏡片的棱鏡列作成2個棱鏡面都是平面、棱鏡頂角為65.4度的剖面等腰三角形(α＝β＝32.7度)以外，與實施例1同樣得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并以峰值亮度為1.00測量峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結(jié)果。
表3

除了用表5所示的傾斜角及分割高度的3個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、3)構(gòu)成棱鏡列其構(gòu)成第2棱鏡面以外，與實施例1同樣制作棱鏡片。載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表5給出其結(jié)果。
除了將構(gòu)成棱鏡列的第2棱鏡面整體作成曲率半徑452μm的剖面圓弧形狀的凸曲面(傾斜角＝57.3度、β＝36.3度)以外，與實施例1同樣地制作棱鏡片。載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)取?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表5給出其結(jié)果。
表5
通過用丙烯酸樹脂(三菱レイヨン(公司)制アクリペツトVH5#000)進行射出成型，制作其中之一面為粗面的導(dǎo)光體。該導(dǎo)光體，做成大小為230mm×310mm、厚度為3.5mm-1.2mm的楔板狀。該導(dǎo)光體的鏡面?zhèn)扔帽┧嵯底贤饩€硬化樹脂形成并排連續(xù)排列有棱鏡列的棱鏡頂角100°、間距50μm的棱鏡列的棱鏡層，使之與導(dǎo)光體長度為230mm的短邊平行。沿對應(yīng)于導(dǎo)光體的長度為310的長邊其中之一側(cè)端面(厚度3.5mm一側(cè)的端面)用光源反射體(麗光社制銀反射薄膜)覆罩配置冷陰極管。此外，其他側(cè)端面貼合光擴散反射薄膜(東レ社制E60)，在棱鏡列排列(背面)配置反射片。將以上構(gòu)成裝配到框架內(nèi)。該導(dǎo)光體，在與光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光光強分布(XZ面內(nèi))的最大峰值角度相對于光出射面法線方向為70度，半高寬為33度。
此外，除了用表6所示的傾斜角及分割高度的3個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2、3)構(gòu)成棱鏡列其構(gòu)成第2棱鏡面以外，與實施例1同樣制作棱鏡片。
載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)取?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例4為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表6給出其結(jié)果。
除了使用比較例2的棱鏡片外、與實施例23～34一樣、得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例4為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表6給出其結(jié)果。
除了使用比較例1的棱鏡片外、與實施例23～34一樣、得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，其峰值亮度取1.00，測量峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表6給出其結(jié)果。
表6
將構(gòu)成棱鏡列其中之一棱鏡面(第1棱鏡面)與法線形成的角度(α)、另一棱鏡面(第2棱鏡面)側(cè)的分角(β)作成如表7中所示的角度，除了用表7所示的傾斜角及分割高度的2個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2)構(gòu)成第2棱鏡面以外，與實施例1同樣制作棱鏡片。載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)取?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例5為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表7給出其結(jié)果。
除了將構(gòu)成棱鏡列的第2棱鏡面整體作成傾斜角55.0度(β＝35.0度)的平面以外，與實施例1同樣制作棱鏡片。載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，取其峰值亮度為1.00，并測量峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表7給出其結(jié)果。
表7
將構(gòu)成棱鏡列其中之一棱鏡面(第1棱鏡面)與法線形成的角度(α)、另一棱鏡面(第2棱鏡面)側(cè)的分角(β)作成如表8中所示的角度，除了用表8所示的傾斜角及分割高度的2個平面(離棱鏡頂部側(cè)區(qū)域1、2)構(gòu)成第2棱鏡面以外，與實施例23～34同樣制作棱鏡片。載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例1的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，并測量以比較例6為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表8給出其結(jié)果。
除了將構(gòu)成棱鏡列的第2棱鏡面整體作成傾斜角55.0度(β＝35.0度)的平面以外，與實施例1同樣制作棱鏡片。載置獲得的棱鏡片，使棱鏡列形成面向著實施例23～34的導(dǎo)光體的光出射面?zhèn)?、?dǎo)光體的光入射面上棱鏡棱線平行、第1棱鏡面處于一次光源側(cè)，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內(nèi)的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))，取其峰值亮度為1.00，并測量峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表8給出其結(jié)果。
表8
實施例1的面光源裝置中，其中之一表面是平均傾斜角7.27度的粗面，另一表面是平均傾斜角為0.7度的粗面，將出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為9.4度的光擴散元件載置于光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面上，使平均傾斜角7.27度的粗面朝向光偏轉(zhuǎn)元件一側(cè)，得到面光源裝置。表9給出所制得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質(zhì)評價結(jié)果。
其中之一表面是平均傾斜角5.0度的粗面，另一表面是平均傾斜角為0.7度的粗面，將出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為6度的光擴散元件載置于光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面上，使平均傾斜角為5度的粗面朝向光偏轉(zhuǎn)元件一側(cè)，除此以外與實施例1同樣得到面光源裝置。表9給出所制得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質(zhì)評價結(jié)果。
厚度為125μm的聚酯薄膜其中之一表面大致并排連設(shè)間距30μm的大量雙凸透鏡列，對雙凸透鏡列的表面進行粗面化處理，形成平均傾斜角1度、最大平均傾斜角10.4度、最大平均傾斜角/最小平均傾斜角為10.4的透鏡排列結(jié)構(gòu)，另一表面載置一形成平均傾斜角0.7度的粗面且出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為11.2度的光擴散元件，雙凸透鏡列與光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡列平行，透鏡排列結(jié)構(gòu)面朝向光偏轉(zhuǎn)元件一側(cè)，除此以外與實施例1同樣得到面光源裝置。表9給出所制得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質(zhì)評價結(jié)果。
厚度為125μm的聚酯薄膜其中之一表面形成最大平均傾斜角為8.2度的發(fā)線，而另一表面載置一形成平均傾斜角0.7度的粗面且出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為10.5度的光擴散元件，使發(fā)線方向與光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡列大致平行，發(fā)線形成面朝向光偏轉(zhuǎn)元件一側(cè)，除此以外與實施例1同樣得到面光源裝置。表9給出所制得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質(zhì)評價結(jié)果。
厚度為125μm的聚酯薄膜其中之一表面形成一透鏡排列結(jié)構(gòu)，即在同一方向上離散排列有通過蝕刻形成的寬度30μm、長度60μm的大量圓柱形透鏡形狀體，最大平均傾斜角為6.0度、最大平均傾斜角/最小平均傾斜角為6.0的透鏡排列結(jié)構(gòu)，另一表面則載置一形成平均傾斜角0.7度的粗面且出射光光強分布(XZ面內(nèi))的半高寬為7.0度的光擴散元件，圓柱形透鏡的排列方向與光偏轉(zhuǎn)元件的棱鏡列大致平行，透鏡排列結(jié)構(gòu)面朝向光偏轉(zhuǎn)元件一側(cè)，除此以外，與實施例1同樣得到面光源裝置。表9給出所制得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內(nèi))中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質(zhì)評價結(jié)果。
以下用圖6說明移動站的動作。
首先說明移動站的發(fā)送動作，接著說明移動站的接收動作。
移動站發(fā)送的已有的信道即DPDCH/DPCCH的數(shù)據(jù)，在光譜擴散器300a利用信道分離用擴散符號以公知的一般技術(shù)被光譜擴散之后，在擾頻器301a中以公知的一般技術(shù)加上移動站識別用符號，輸入到加法器302。
HSDPA用信道即HS-DPCCH的數(shù)據(jù)(ACK/NACK和QI)，在存在發(fā)送數(shù)據(jù)的場合，在(時間)合成器305中作時間多重合成使符合格式，在光譜擴散器300b中利用信道擴散符號以公知的一般技術(shù)被光譜擴散之后，在擾頻器301b中以公知的一般技術(shù)加上移動站識別用符號，輸入到加法器302。
經(jīng)加法器相加的擾頻器301a和擾頻器301b的輸出作為所謂的基帶頻率信號在(發(fā)送用)頻率變換器303中以公知的一般技術(shù)變換為無線電頻率信號之后，從收發(fā)天線304向基站作上行鏈路發(fā)送。
另一方面，收發(fā)天線304接收到的來自基站的無線電頻率信號在(接收用)頻率變換器306以公知的一般技術(shù)變換為基帶信號?；鶐盘栐谀鏀_頻器307中以公知的一般技術(shù)加上接收的基站的識別符號即擾頻編號。
已有的信道即DPDCH/DPCCH由逆擴散器308a以公知的一般技術(shù)作逆擴散，從而作為原來數(shù)據(jù)取出，同時輸入到QI發(fā)送控制器309，取出并保持QI發(fā)送參數(shù)。
共用信道即CPICH由逆擴散器308b以公知的一般技術(shù)作逆擴散。以逆擴散器308b的輸出為基礎(chǔ)，在換算器310算出CPUCH的SN比，生成發(fā)送的QI信息數(shù)據(jù)，QI發(fā)送定時控制器311以QI發(fā)送控制器309的參數(shù)為基礎(chǔ)進行定時控制，成為HS-DPCCH被發(fā)送。
作為CPICH的SN比與QI信息數(shù)據(jù)的對應(yīng)例，例如通過以預(yù)定標準規(guī)定如下表1所示的關(guān)系，基站和移動站就可能只用QI數(shù)據(jù)收發(fā)AMC控制的數(shù)據(jù)。
表1
通過用丙烯酸樹脂進行射出成型來制作的14英寸剖面楔狀的導(dǎo)光體，其中之一主面是粗面，另一主面并排連設(shè)排列有沿與導(dǎo)光體光入射面相正交方向延伸的棱鏡列。與導(dǎo)光體的光入射面相對配置一用光源反射體(麗光社制銀反射薄膜)覆罩的冷陰極管。而且，另一側(cè)端面粘貼光擴散反射薄膜(東レ社制E60)，而棱鏡列排列面(背面)則配置反射片。將以上構(gòu)成裝配于框架內(nèi)。該導(dǎo)光體，其出射光光強分布的最大峰值相對于光出射面法線方向為70度，半高寬為33度。
另外，用折射率為1.5064的丙烯酸系紫外線硬化樹脂制作棱鏡片，也就是說，將構(gòu)成棱鏡列的接近一次光源一側(cè)的棱鏡面(第1棱鏡面)做成大致平面，將遠離一次光源一側(cè)的棱鏡面(第2棱鏡面)中接近棱鏡頂部一側(cè)的面作成大致平面，將接近光導(dǎo)出面一側(cè)的面作成凸曲面形狀，而厚度125μm的聚酯薄膜其中之一表面則形成一并排連續(xù)設(shè)置有間距50μm的許多棱鏡列的棱鏡列形成面。此時，棱鏡列形狀形成為使以下參數(shù)值如表10所示第1棱鏡面的傾斜角α、第2棱鏡面的傾斜角β、凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)、以及凸曲面形狀部的弦與凸曲面形狀部兩者的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)。
導(dǎo)光體的光入射面上載置該棱鏡片時使棱鏡列形成面朝向?qū)Ч怏w光出射面一側(cè)，棱鏡棱線與導(dǎo)光體光入射面平行，來得到面光源裝置。測定所得到的面光源裝置的峰值亮度的強度比、與冷陰極管相垂直面內(nèi)出射光亮度分布中的半高寬以及出射光亮度分布的峰值角度，表10給出其結(jié)果。
作為棱鏡片，遠離一次光源一側(cè)棱鏡面(第2棱鏡面)整面形成為曲率半徑為400μm的剖面圓弧的凸曲面形狀，除此以外與實施例50同樣獲得面光源裝置。測定所得到的面光源裝置的峰值亮度的強度比、與冷陰極管相垂直面內(nèi)出射光亮度分布中的半高寬以及出射光亮度分布的峰值角度，表10給出其結(jié)果。
表10
通過用丙烯酸樹脂進行射出成型，制作其中之一主面是粗面、而另一主面則并排連續(xù)排列有沿與導(dǎo)光體光入射面相垂直方向延伸的棱鏡列的14英寸剖面楔狀的導(dǎo)光體。與導(dǎo)光體的光入射面相對配置一用光源反射體(麗光社制銀反射薄膜)覆罩的冷陰極管。而另一側(cè)端面則粘貼光擴散反射薄膜(東レ社制E60)，棱鏡列排列面(背面)則配置反射片。將以上的構(gòu)成裝配于框架內(nèi)。該導(dǎo)光體，其出射光光強分布的最大峰值相對于光出射面法線方向為71度，半高寬為21.5度。
另外，用折射率為1.5064的丙烯酸系紫外線硬化樹脂制作棱鏡片，也就是說，將構(gòu)成棱鏡列的接近一次光源一側(cè)的棱鏡面(第1棱鏡面)做成大致平面，將遠離一次光源一側(cè)的棱鏡面(第2棱鏡面)中接近棱鏡頂部一側(cè)的面作成大致平面，將接近光導(dǎo)出面一側(cè)的面作成凸曲面形狀，而厚度125μm的聚酯薄膜其中之一表面則形成一并排連續(xù)設(shè)置有間距50μm的許多棱鏡列的棱鏡列形成面。此時，棱鏡列形狀形成為使以下參數(shù)值如表11所示第1棱鏡面的傾斜角α、第2棱鏡面的傾斜角β、凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ、棱鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對于棱鏡列高度(H)的比例(h/H)、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)、以及凸曲面形狀部的弦與凸曲面形狀部兩者的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)。
導(dǎo)光體的光入射面上載置該棱鏡片時使棱鏡列形成面朝向?qū)Ч怏w光出射面一側(cè)，棱鏡棱線與導(dǎo)光體光入射面平行，來得到面光源裝置。測定所得到的面光源裝置的峰值亮度的強度比、與冷陰極管相垂直面內(nèi)出射光亮度分布中的半高寬以及出射光亮度分布的峰值角度，表11給出其結(jié)果。
作為棱鏡片，遠離一次光源一側(cè)棱鏡面(第2棱鏡面)整面形成為曲率半徑為400μm的剖面圓弧的凸曲面形狀，除此以外與實施例50同樣獲得面光源裝置。測定所得到的面光源裝置的峰值亮度的強度比、與冷陰極管相垂直面內(nèi)出射光亮度分布中的半高寬以及出射光亮度分布的峰值角度，表11給出其結(jié)果。
表11

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域綜上所述，按照本發(fā)明，可通過以傾斜角不同的多個平面或凸曲面構(gòu)成光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面所形成的棱鏡列其中至少之一棱鏡面，提供使一次光源所發(fā)出光集中至所需觀察方向出射的效率(一次光源光量的利用效率)高的光源裝置。
此外，按照本發(fā)明，可通過以光進入面?zhèn)鹊拇笾缕矫娌亢统龉鈧?cè)的凸曲面形狀部構(gòu)成光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面所形成的棱鏡列其中至少之一棱鏡面，提供使一次光源所發(fā)出光集中至所需觀察方向出射的效率高、且光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面可簡化為平整面而容易成型的光源裝置。
權(quán)利要求
1.一種光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有入射光的光進入面以及位于其相反側(cè)、使所入射的光射出的光導(dǎo)出面，所述光進入面上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該棱鏡列中至少一方的棱鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的平面構(gòu)成，越接近所述光導(dǎo)出面一側(cè)位置的平面其傾斜角越大，最接近所述光導(dǎo)出面的平面的傾斜角與離所述光導(dǎo)出面最遠的平面的傾斜角兩者之差為15度或以下。
2.一種光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有入射光的光進入面以及位于其相反側(cè)、使所入射的光射出的光導(dǎo)出面，所述光進入面上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該棱鏡列中至少一方的棱鏡面由至少3個彼此傾斜角不同的平面構(gòu)成，越接近所述光導(dǎo)出面一側(cè)位置的平面其傾斜角越大。
3.一種光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有入射光的光進入面以及位于其相反側(cè)、使所入射的光射出的光導(dǎo)出面，所述光進入面上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該棱鏡列中至少一方的棱鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的凸曲面構(gòu)成，越接近所述光導(dǎo)出面一側(cè)位置的凸曲面其傾斜角越大。
4.一種光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有入射光的光進入面以及位于其相反側(cè)、使所入射的光射出的光導(dǎo)出面，所述光進入面上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列，該棱鏡列中至少一方的棱鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的平面以及至少1個凸曲面構(gòu)成，越接近所述光導(dǎo)出面一側(cè)位置的平面或凸曲面其傾斜角越大。
5.如權(quán)利要求2～4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，最接近所述光導(dǎo)出面的平面或凸曲面的傾斜角與離所述光導(dǎo)出面最遠的平面或凸曲面的傾斜角兩者之差為15度或以下。
6.如權(quán)利要求3所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述凸曲面其形狀各不相同。
7.如權(quán)利要求3和4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述凸曲面的曲率半徑(r)與棱鏡列間距(P)之比(r/P)為2～50。
8.如權(quán)利要求3和4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述凸曲面的至少一個是剖面為非圓弧形狀。
9.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，從棱鏡頂部至距該棱鏡頂部高度h的區(qū)域內(nèi)至少形成有2個所述平面和/或所述凸曲面，令棱鏡列的高度為H時、h/H值為60％或以下。
10.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述平面和/或所述凸曲面與連接棱鏡頂部和棱鏡底部的假想平面兩者間的最大距離(d)相對于棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.4～5％。
11.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列頂角中一個分角α為40度或以下，另一個分角β為25～50度。
12.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述2個分角α、β兩者差的絕對值(|α-β|)為0.5～10度。
13.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述棱鏡列頂角中一個分角α為20度或以下。
14.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，構(gòu)成所述棱鏡列的一方棱鏡面由所述平面和/或所述凸曲面所構(gòu)成，另一方棱鏡面為大致平面。
15.一種光源裝置，其特征在于，由以下部分構(gòu)成一次光源；對該一次光源所發(fā)出光進行光傳導(dǎo)并具有使所述一次光源所發(fā)出光入射的光入射面和使經(jīng)過光傳導(dǎo)的光出射的光出射面的導(dǎo)光體；以及與該導(dǎo)光體的光出射面鄰接配置的如權(quán)利要求1～4中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件。
16.一種光偏轉(zhuǎn)元件，其中之一的面作為光進入面，且其相反側(cè)的面作為光導(dǎo)出面，所述光進入面上形成有相互并排排列的多個棱鏡列，該棱鏡列具有第1棱鏡面和第2棱鏡面這2個棱鏡面，至少所述第2棱鏡面、其位于所述棱鏡列頂部一側(cè)的一部分由大致平面構(gòu)成，而位于所述光導(dǎo)出面一側(cè)的其他部分為凸曲面形狀，其特征在于，所述棱鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對于所述棱鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～60％。
17.如權(quán)利要求16所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α為28～34度，所述第2棱鏡面的傾斜角β為32.5～37度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～35度。
18.如權(quán)利要求16所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與所述棱鏡列間距(P)兩者之比(r/P)為5～11。
19.如權(quán)利要求16所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述凸曲面形狀部的弦與所述凸曲面形狀部兩者間的最大距離d相對于所述棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％。
20.如權(quán)利要求16所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α為32～33.5度，所述第2棱鏡面的傾斜角β為32.5～34.5度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～31.5度，所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與所述棱鏡列間距(P)兩者之比(r/P)為5～9.5。
21.如權(quán)利要求16所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α為32～33.5度，所述第2棱鏡面的傾斜角β為32.5～34.5度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～31.5度，所述凸曲面形狀部的弦與所述凸曲面形狀部兩者間的最大距離d相對于所述棱鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％。
22.如權(quán)利要求20和21中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α與所述第2棱鏡面的傾斜角β兩者之差的絕對值為0.3度或以上、但小于1.8度。
23.如權(quán)利要求16所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α為32.5～34度，所述第2棱鏡面的傾斜角β為32.5～34度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～31.5度，所述棱鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對于所述棱鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～50％，所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與所述棱鏡列間距(P)兩者之比(r/P)為5～10。
24.如權(quán)利要求19所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α為32.5～34度，所述第2棱鏡面的傾斜角β為32.5～34度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～31.5度，所述棱鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對于所述棱鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～50％。
25.如權(quán)利要求23和24中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α與所述第2棱鏡面的傾斜角β兩者之差的絕對值小于0.3度。
26.如權(quán)利要求18所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α為28～32度，所述第2棱鏡面的傾斜角β為33～37度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為32～34度，所述棱鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對于所述棱鏡列高度(H)的比例(h/H)為30～45％。
27.如權(quán)利要求19所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α為28～32度，所述第2棱鏡面的傾斜角β為33～37度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為32～34度，所述棱鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對于所述棱鏡列高度(H)的比例(h/H)為30～45％。
28.如權(quán)利要求26和27中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面的傾斜角α與所述第2棱鏡面的傾斜角β兩者之差的絕對值為1.8度或以上、但在8.5度或以下。
29.如權(quán)利要求16所述的光偏轉(zhuǎn)元件，其特征在于，所述第1棱鏡面大致為平面。
30.一種光源裝置，其特征在于，由以下部分構(gòu)成一次光源；對該一次光源所發(fā)出的光進行光傳導(dǎo)并具有使所述一次光源所發(fā)出的光入射的光入射面和使經(jīng)過光傳導(dǎo)的光出射的光出射面的導(dǎo)光體；以及與該導(dǎo)光體的光出射面鄰接配置的如權(quán)利要求16～21、23、24、26、27和29中任一項所述的光偏轉(zhuǎn)元件。
全文摘要
一種面光源裝置，具有一次光源(1)，對一次光源所發(fā)出光導(dǎo)光并具有光入射面(31)和光出射面(32)的導(dǎo)光體(3)，以及與該導(dǎo)光體的光出射面鄰接配置并具有光進入面(41)及光導(dǎo)出面(42)的光偏轉(zhuǎn)元件(4)，以及與光偏轉(zhuǎn)元件的光導(dǎo)出面鄰接配置的光散射元件(6)。光偏轉(zhuǎn)元件的光進入面(41)上相互大致并排排列有多條由2個棱鏡面構(gòu)成的棱鏡列。這些棱鏡列的棱鏡面，由至少2個彼此傾斜角不同的平面所構(gòu)成，其中越接近光導(dǎo)出面一側(cè)位置的平面其傾斜角越大，最接近光導(dǎo)出面的平面的傾斜角與離光導(dǎo)出面最遠的平面的傾斜角兩者之差為15度或以下。
文檔編號G02B5/04GK1625701SQ0380301
公開日2005年6月8日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月31日
發(fā)明者山下友義, 千葉一清 申請人:三菱麗陽株式會社