複合光制御板
【課題】光源からの光を均一に分散させることが可能な複合光制御板を提供する。
【解決手段】複合光制御板は、延在方向と直交方向に並列配置された第1及び第2凸状部を夫々有する第1及び第2光制御板とがこの順で配置され、第1及び第2凸状部の延在方向が互いに平行であり、第1及び第2凸状部の断面形状は、第1凸状部を例にとると、延在方向の軸線をuI軸、直交する軸線をvI軸、凸状部の長さをwIaとし、-0.475wIa≦uI≦0.475wIaにおいて、
〔vI0(uI)は
（hIaは0.30以上1.00wIa以下、kIaは所定の値）で定義〕を満たす。
【解決手段】複合光制御板は、延在方向と直交方向に並列配置された第1及び第2凸状部を夫々有する第1及び第2光制御板とがこの順で配置され、第1及び第2凸状部の延在方向が互いに平行であり、第1及び第2凸状部の断面形状は、第1凸状部を例にとると、延在方向の軸線をuI軸、直交する軸線をvI軸、凸状部の長さをwIaとし、-0.475wIa≦uI≦0.475wIaにおいて、
〔vI0(uI)は
（hIaは0.30以上1.00wIa以下、kIaは所定の値）で定義〕を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合光制御板、これを備えた面光源装置及び透過型画像表示装置、光制御板に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型画像表示装置の一例である直下型画像表示装置４０として、例えば図１９に示すように、透過型画像表示部５０の背面側に光源４３が配置されたものが広く用いられている。透過型画像表示部５０としては、例えば液晶セル５１の両面に直線偏光板５２，５３が配置された液晶表示パネルが挙げられる。光源４３としては、直管型の冷陰極線管などのような線状光源が複数本、互いに平行に配置されて用いられている。
【０００３】
かかる直下型画像表示装置４０としては、光源４３からの光を均一に分散させて透過型画像表示部５０を均一に照明できることが望ましく、このため光源４３と透過型画像表示部５０との間には、光源４３側から入射した光を、その向きを変えて反対側の透過型画像表示部５０側から出射させる機能を有する一枚の光拡散板といった光制御板４２が配置されて用いられている（例えば特許文献１：特開平７−１９８９１３号公報参照）。なお、光源４３から出力された光は光制御板４２により面状の光として出射されるため、光源４３と光制御板４２は面光源装置４１を構成していることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９８９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような面光源装置においては、光源の配置数を低減して省電力化できる点で、隣り合う光源同士の間隔をできるだけ長くすることが好ましい。また、光源と光制御板との間隔は、透過型画像表示装置をより薄型化できる点で、光源と光制御板との間隔をできるだけ短くすることが好ましい。しかしながら、上記従来の面光源装置では、光源同士の間隔を長く設定したり、あるいは光源と光制御板との間隔を短く設定したりすると、複数の光源からの光を十分に拡散させることが困難であり、光源近傍とこれから離れた位置とで明るさが異なるものになるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、光源からの光を均一に分散させることが可能な複合光制御板、これを備えた面光源装置及び透過型画像表示装置、光制御板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る複合光制御板は、第１の面から入射された光を第１の面と反対側に位置する第２の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が第２の面に形成されている第１及び第２の光制御板を備え、第２の光制御板が第１の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第２の光制御板の第１の面が、第１の光制御板の第２の面側に位置し、第２の光制御板が有する凸状部の延在方向と第１の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、第１及び第２の光制御板が有する各々の凸状部は、延在方向に直交する断面形状が以下に定義される形状に形成されている。
【０００８】
第１の光制御板が有する凸状部の断面形状：第１の光制御板が有する凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第１の光制御板が有する凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩ軸、当該ｕＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩ軸に直交する軸線をｖＩ軸、当該第１の光制御板が有する凸状部のｕＩ軸方向の長さをｗＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩa≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩaの範囲において、式（１）を満たしているｖＩ（ｕＩ）で表される形状。
【数１】
式（１）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（２）で定義される。
【数２】
式（２）において、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下であり、ｋＩaは式（３）を満たす。
【数３】
【０００９】
ここで、ｋＩａ１及びｋＩａ２は、式（４）及び式（５）によって表される。
【数４】
式（４）において、α１＝６．０６５６２、β１＝−３２．１５５５７、χ１＝３１．５７１４４、δ１＝２８．４４１１０、ε１＝−６．５６８４８、φ１＝−３７．９６７１８、γ１＝−４７．９６７１０であり、
【数５】
式（５）において、α２＝−１．４７４９３、β２＝１３．９６３２１、χ２＝−３２．３４９７４、δ２＝２１．０９６７３、ε２＝１３．６３１９２、φ２＝−１６．７３８１７、γ２＝１．３７３１３である。
【００１０】
第２の光制御板が有する凸状部の断面形状：第２の光制御板が有する凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第２の光制御板が有する凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩＩ軸、当該ｕＩＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩＩ軸に直交する軸線をｖＩＩ軸、当該第２の光制御板が有する凸状部のｕＩＩ軸方向の長さをｗＩＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩＩa≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩaの範囲において、式（６）を満たしているｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される形状。
【数６】
式（６）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（７）で定義される。
【数７】
式（７）において、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaは０．７８９である。
【００１１】
この構成では、複合光制御板に含まれる第１の光制御板は、第２の面に上記式（１）を満たすｖＩ（ｕＩ）で表される断面形状を有する凸状部を有しており、また、複合光制御板に含まれる第２の光制御板は、第２の面に上記式（６）を満たすｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される断面形状を有する凸状部を有している。これにより、第１の光制御板の第１の面側に配置された光源からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。
【００１２】
本発明に係る複合光制御板は、第３の面から入射された光を第３の面と反対側に位置する第４の面から拡散光として出射可能な第１の等方性光拡散板を更に備えており、第１の等方性光拡散板は、第１の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第１の等方性光拡散板の第３の面が、第１の光制御板の第２の面側に位置していてもよい。
【００１３】
この構成では、第１の光制御板の第２の面側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので、第１の光制御板の第１の面側に配置された光源からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る複合光制御板は、第３の面から入射された光を第３の面と反対側に位置する第４の面から拡散光として出射可能な第２の等方性光拡散板を更に備えており、第２の等方性光拡散板は、第２の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第２の等方性光拡散板の第３の面が、第２の光制御板の第２の面側に位置していてもよい。
【００１５】
この構成では、第２の光制御板の第２の面側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので、第１の光制御板の第１の面側に配置された光源からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【００１６】
本発明に係る面光源装置は、上記の複合光制御板と、互いに離間して配置されており、複合光制御板を構成する第１の光制御板の第１の面に光を供給する複数の光源を有する光源部と、を備えるものとすることができる。
【００１７】
この構成では、上記の複合光制御板を備えているので、光源の光を均一に分散し、板厚方向に直交する面での輝度均一度が高い面状の光として出射することが可能となる。
【００１８】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、２．７５以上３．２５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝９．６１２０５、β１＝−６３．５６１７１、χ１＝１２６．４８３１６、δ１＝−６１．６１６０４、ε１＝−５３．３６３３０、φ１＝３５．２８７８２、γ１＝−２４．６０２４４であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝−３．５７７１１、β２＝２０．０６３９５、χ２＝−２６．７３１１４、δ２＝−５．５０３０９、ε２＝１７．７７６０２、φ２＝１５．００６５３、γ２＝−１７．５８７４８とすることができる。
【００１９】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、３．２５以上３．７５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝−０．８５５４９、β１＝１１．０８９８２、χ１＝−３３．５５１４６、δ１＝１８．９９３７３、ε１＝２１．５３５４５、φ１＝−７．５４９３２、γ１＝−１４．７９９７１であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝−４．５１８３６、β２＝２４．０５４２６、χ２＝−２９．９８２８１、δ２＝−９．６５６４７、ε２＝２０．２１７６９、φ２＝２１．６９９１１、γ２＝−２２．４２５８７とすることができる。
【００２０】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、３．７５以上４．２５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝１．５４４３９、β１＝−３．９００７５、χ１＝−１．８０１１４、δ１＝５．９１９０８、ε１＝１．４１８３７、φ１＝−５．９９２４３、γ１＝１．６２３６４であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝−６．１９６２１、β２＝３０．５６１１３、χ２＝−３５．６３４３３、δ２＝−１２．８９６５４、ε２＝１９．２３０３６、φ２＝３５．１８７８７、γ２＝−３１．０５６４６とすることができる。
【００２１】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、４．２５以上４．７５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝９．８５４６７、β１＝−３５．６６３３０、χ１＝２８．１１７９３、δ１＝２１．６２８７０、ε１＝−１６．９３５７１、φ１＝−２８．９０６５３、γ１＝２１．４４９４７であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝５．７８１９９、β２＝−１９．５３４７８、χ２＝５．８７８０６、δ２＝２８．３２８１０、ε２＝−３．２５４０８、φ２＝−３０．６１１２１、γ２＝１２．０６８０４とすることができる。
【００２２】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、４．７５以上５．２５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝７．８４４６５、β１＝−３０．５５１４７、χ１＝２８．５６６００、δ１＝１８．０６１７５、ε１＝−２０．６８０３３、φ１＝−２９．３８９１６、γ１＝２６．３９５７５であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝１１．６２６７２、β２＝−３１．７８３９０、χ２＝１．６０７５７、δ２＝３５．９６６０１、ε２＝９．１８７６８、φ２＝−２５．０８９７７、γ２＝−３．６５５５２とすることができる。
【００２３】
本発明に係る透過型画像表示装置は、上記の面光源装置と、複数の光源から出力され複合光制御板を通過した光によって照明される透過型画像表示部と、を備えるものとすることができる。
【００２４】
この構成では、上記の複合光制御板を備えているので、光源の光を均一に分散し、板厚方向に直交する面での輝度均一度が高い面状の光として出射し、透過型画像表示部を照明することができる。
【００２５】
本発明に係る光制御板は、一方向に延在すると共に以下に定義される断面形状を有する第２の凸状部が出射面に複数形成されており、複数の第２の凸状部が当該第２の凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている第２の光制御板に対し、出射面とは反対側の入射面側に設けられる光制御板であって、光源から出射される光が入射する入射面と、入射面とは反対側の面であって、一方向に延在すると共に以下に定義される断面形状を有する第１の凸状部が複数形成されており、複数の第１の凸状部が当該第１の凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている凸状部形成面と、を有しており、第１の凸状部の延在方向が、第２の凸状部の延在方向と略平行である。
【００２６】
第１の凸状部の断面形状：第１の凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第１の凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩ軸、当該ｕＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩ軸に直交する軸線をｖＩ軸、当該第１の凸状部のｕＩ軸方向の長さをｗＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩa≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩaの範囲において、式（８）を満たしているｖＩ（ｕＩ）で表される形状。
【数８】
式（８）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（９）で定義される。
【数９】
式（９）において、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下であり、ｋＩaは式（１０）を満たす。
【数１０】
【００２７】
ここで、ｋＩａ１及びｋＩａ２は、式（１１）及び式（１２）によって表される。
【数１１】
式（１１）において、α１＝６．０６５６２、β１＝−３２．１５５５７、χ１＝３１．５７１４４、δ１＝２８．４４１１０、ε１＝−６．５６８４８、φ１＝−３７．９６７１８、γ１＝−４７．９６７１０であり、
【数１２】
式（１２）において、α２＝−１．４７４９３、β２＝１３．９６３２１、χ２＝−３２．３４９７４、δ２＝２１．０９６７３、ε２＝１３．６３１９２、φ２＝−１６．７３８１７、γ２＝１．３７３１３である。
第２の凸状部の断面形状：第２の凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第２の凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩＩ軸、当該ｕＩＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩＩ軸に直交する軸線をｖＩＩ軸、当該第２の凸状部のｕＩＩ軸方向の長さをｗＩＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩＩa≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩaの範囲において、式（１３）を満たしているｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される形状。
【数１３】
式（１３）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（１４）で定義される。
【数１４】
式（１４）において、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaは０．７８９である。
【００２８】
この光制御板は、第２の面に上記式（８）を満たすｖＩ（ｕＩ）で表される断面形状を有する第１の凸状部を有している。これにより、第２の面に上記式（１３）を満たすｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される断面形状を有する第２の凸状部を有する光制御板から出射される光を均一に分散させて面状の光とすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る複合光制御板、これを備えた面光源装置及び透過型画像表示装置、光制御板によれば、光源からの光を均一に分散させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係る透過型画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示した透過型画像表示装置に用いられる光制御板ユニットの斜視図である。
【図３】第１の光制御板が有する凸状部の断面形状の例を示す図面である。
【図４】第１の光制御板が有する凸状部の断面形状が満たす条件を示す図面である。
【図５】第２の光制御板が有する凸状部の断面形状の例を示す図面である。
【図６】第２の光制御板が有する凸状部の断面形状が満たす条件を示す図面である。
【図７】本実施形態に係る第１の光制御板の形状を算出するためのシミュレーションの模式図である。
【図８】Ｌ／Ｄが２．７５以上３．２５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図９】Ｌ／Ｄが３．２５以上３．７５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図１０】Ｌ／Ｄが３．７５以上４．２５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図１１】Ｌ／Ｄが４．２５以上４．７５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図１２】Ｌ／Ｄが４．７５以上５．２５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図１３】本実施形態に係る第１の光制御板の形状の算出方法を説明するための図である。
【図１４】光制御板ユニットの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図１５】光制御板ユニットの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図１６】光制御板ユニットの第４の実施形態を示す斜視図である。
【図１７】光制御板ユニットの第５の実施形態を示す斜視図である。
【図１８】各実施例及び各比較例における実施条件及びその強度均斉度を示す図表である。
【図１９】従来の透過型画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。また、説明中「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。
【００３２】
（第１の実施形態）
〔透過型画像表示装置〕
図１は、本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図１は、透過型画像表示装置を分解して示している。
【００３３】
透過型画像表示装置１は、透過型画像表示部１０と、図１において透過型画像表示部１０の背面側に配置された面光源装置２０とを備えている。以下の説明では、図１に示すように、面光源装置２０と透過型画像表示部１０の配列方向をｚ軸方向（板厚方向）と称し、ｚ軸方向に直交する２方向であって互いに直交する２方向をｘ軸方向及びｙ軸方向と称す。
【００３４】
透過型画像表示部１０は、面光源装置２０から出力された光によって照明されることにより画像を表示する。透過型画像表示部１０としては、例えば液晶セル１１の両面に直線偏光板１２，１３が配置された液晶表示パネルが挙げられる。この場合、透過型画像表示装置１は液晶表示装置（又は液晶テレビ）である。液晶セル１１及び偏光板１２，１３は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置で用いられているものを用いることができる。液晶セル１１としてはＴＦＴ（Thin Film Transistor）型、ＳＴＮ（Super TwistedNematic）型等の公知の液晶セルが例示される。
【００３５】
〔面光源装置〕
面光源装置２０は、いわゆる直下型面光源装置２０である。面光源装置２０は、光制御板ユニット（複合光制御板）２１Ａと、図１においてその背面側に並列配置された複数の光源２２とを含む。
【００３６】
光制御板ユニット２１Ａは、第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２を備える複合光制御板（図２参照）である。第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２の順に板厚方向（ｚ軸方向）に設けられている。光制御板ユニット２１Ａを構成する第１及び第２の光制御板３０１，３０２の平面視形状（ｚ軸方向からみた形状）はほぼ同一であり、通常、長方形である。第１及び第２の光制御板３０１，３０２の平面視形状、換言すれば、光制御板ユニット２１Ａの平面視形状のサイズは目的とする透過型画像表示装置１の画面サイズに適合するように選択されるが、通常は２５０ｍｍ×４４０ｍｍ以上、好ましくは１０２０ｍｍ×１８００ｍｍ以下である。第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。
【００３７】
光源２２は、複数の光源２２の配列方向（ｘ軸方向）に直交する方向（ｙ軸方向）に延在している線状光源であり、蛍光ランプ（冷陰極線ランプ）のような直管状のものが例示される。複数の光源２２は各光源２２の中心軸線が同一の平面Ｐ１内に位置するように間隔をあけて配置されており、隣接する２つの光源２２，２２の中心軸線間の距離をＬとした場合、距離Ｌは、例えば１０ｍｍ〜１５０ｍｍである。ここでは、光源２２は線状としたが、ＬＥＤのような点状光源などを用いることも可能である。なお、図１中に示した平面Ｐ１は説明の便宜のためであり、仮想的な平面である。
【００３８】
光制御板ユニット２１Ａに含まれる第１の光制御板３０１と光源２２との間の離間距離をＤとした場合、離間距離Ｄは、例えば３ｍｍ〜５０ｍｍである。面光源装置２０では、薄型化を図るため、Ｌ／Ｄが１．５以上であり、好ましくはＬ／Ｄは２．０以上、更に好ましくはＬ／Ｄは２．５以上となるように、隣接する２つの光源２２，２２間の距離Ｌ及び離間距離Ｄが選択されている。
【００３９】
複数の光源２２は、図１に示すように、ランプボックス２３内に配置されていることが好ましく、ランプボックス２３の内面２３ａは、光反射面として形成されていることが好ましい。これにより、各光源２２から出力された光が透過型画像表示部１０側に確実に出力されるため、各光源２２からの光を効率的に利用することが可能となるからである。
【００４０】
〔第１の光制御板〕
第１の光制御板３０１は、図２に示すように、略平坦な下面（第１の面）３１１と、第２の光制御板３０２側に凸である凸状部（第１の凸状部）３３１が複数形成された上面（第２の面）３２１とを有する板状体である。
【００４１】
第１の光制御板３０１は、例えば凸状部３３１からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第１の光制御板３０１は、凸状部３３１からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称しているが、厚さが１ｍｍ以上のシート状であってもよいし、１ｍｍ未満のフィルム状であってもよい。また、第１の光制御板３０１の下面３１１は通常、平坦面であるが、鏡面であっても良いし、全面に亙って光拡散性を有する面であっても良い。
【００４２】
凸状部３３１は、ｙ軸に略平行な方向（延在方向）Ｙ１に延びており、延在方向Ｙ１に略直交する方向（並列方向）Ｘ１に並列配置されている。延在方向Ｙ１及び並列方向Ｘ１はそれぞれｙ軸及びｘ軸に平行であることが好ましいが、例えば製造誤差等により±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３１の断面形状は、凸状部３３１間でほぼ同一である。また、凸状部３３１の延在方向Ｙ１において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３１，３３１の端３３ａ１，３３ａ１は並列方向Ｘ１において同じ位置にある。第１の光制御板３０１の厚さｄ１は、下面３１１と凸状部３３１の頂部３３ｂ１とのｚ軸方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。最も光源２２側に近い位置に配置される第１の光制御板３０１としては、厚さが１ｍｍ以上のシートのものが望ましい。
【００４３】
〔第１の光制御板の凸状部〕
第１の光制御板３０１が有する凸状部３３１の形状について、図３及び図４を用いて説明する。図３においては、図２に示す凸状部３３１の延在方向Ｙ１に直交する並列方向Ｘ１をｕＩ軸としてｕＩｖＩ座標系を設定している。ここで、ｕＩ軸は複数の凸状部３３１の並列方向に平行な軸（ｘ軸）（図２参照）に対応する。ｖＩ軸は、第１の光制御板３０１の厚み方向に平行な軸（ｚ軸）（図２参照）に対応する。このｕＩｖＩ座標系のｕＩｖＩ面において、凸状部３３１の断面形状は、両端３３ａ１，３３ａ１がｕＩ軸上に位置し、頂部３３ｂ１がｖＩ軸上に位置する。
【００４４】
凸状部３３１の断面形状は、下記式（１５）を満足するｖＩ（ｕＩ）で表される。
【数１５】
【００４５】
式（１５）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（１６）で定義される。
【数１６】
【００４６】
式（１６）において、ｗＩaは凸状部３３１のｕＩ軸方向の長さであり、ｈＩaは凸状部３３１をｖＩ０（ｕＩ）で示される形状とした場合における凸状部３３１の両端３３ａ１，３３ａ１間における最大高さに対応する。また、ｋＩaは凸状部３３１の頂部３３ｂ１のとがり方を示すパラメータである。例えば定数ｋＩaが０のときは放物線となり、定数ｋＩaが１のときはプリズム形状となり、定数ｋＩaが−１のときは半円形状となる。
【００４７】
ここで、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下である。また、ｋＩaは式（１７）を満たしている。
【数１７】
【００４８】
ただし、式（１７）におけるｋＩａ１は、式（１８）で表される。
【数１８】
【００４９】
ここで、ｋＩａ１を表す式（１８）におけるα１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１は、以下に示す表１のとおりである。
【表１】
【００５０】
また、上記式（１７）におけるｋＩａ２は、式（１９）で表される。
【数１９】
【００５１】
ここで、ｋＩａ２を表す式（１９）におけるα２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２は、以下に示す表２のとおりである。
【表２】
【００５２】
図４では、ｈＩaが０．５２５ｗＩaであり、ｋＩaが−０．４００であってｖＩ（ｕＩ）＝ｖＩ０（ｕＩ）の場合を示している。この場合、凸状部３３１の断面形状は、ｖＩ軸に対して対称な輪郭線を有している。ただし、当該輪郭線は、図４に示すように、ある幅ｗＩaに対してｖＩ０（ｕＩ）を求めた場合に、０．９５×ｖＩ０（ｕＩ）で示される輪郭線と、１．０５×ｖＩ０（ｕＩ）で示される輪郭線の間の領域を通る輪郭線であればよい。換言すれば、上記式（１５）において、任意の位置ｕＩｎに対するｖＩ（ｕＩｎ）は、位置ｕＩｎにおける凸状部３３１の高さに対応する。よって、任意の位置ｕＩｎに対するｖＩ（ｕＩｎ）が、０．９５ｖＩ０（ｕＩｎ）以上１．０５ｖＩ０（ｕＩｎ）を満たしていればよい。
【００５３】
なお、凸状部３３１の両端部近傍での製造誤差及び強度均斉度分布に与える影響を考慮して、凸状部３３１の断面形状は、−０．４７５ｗＩａ≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩａにおいて、上記式（１５）を満たすｖＩ（ｕＩ）で表されればよい。凸状部３３１の裾付近（端部近傍）では成形誤差が比較的大きくなる傾向にある一方、裾付近の形状が光の拡散性に与える影響は小さいからである。
【００５４】
凸状部３３１の幅ｗＩａは、凸状部３３１の形成が容易であることから、通常４０μｍ以上、好ましくは２５０μｍ以上であり、凸状部３３１に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常８００μｍ以下、好ましくは４５０μｍ以下である。幅ｗＩａとして具体的には、ｗＩａ＝２８０μｍ、ｗＩａ＝３３０μｍ及びｗＩａ＝３４９μｍが例示できるが、ｗＩａの値はこれに限定されるものではない。
【００５５】
凸状部３３１におけるｈＩａ／ｗＩａ及びｋＩａの範囲は上述した範囲を満たしていればよいが、隣接する２つの光源２２間の距離をＬとし、光源２２の発光部から光制御板ユニット２１Ａの光源２２側の面までの距離をＤとしたとき、Ｌ／Ｄに対して好ましいｋＩａの範囲、すなわち、ｋＩａ１及びｋＩａ２を決定する各パラメータは以下に示す各表の通りである。
【００５６】
（１）Ｌ／Ｄが２．７５以上３．２５未満のとき
【表３】
【表４】
【００５７】
（２）Ｌ／Ｄが３．２５以上３．７５未満のとき
【表５】
【表６】
【００５８】
（３）Ｌ／Ｄが３．７５以上４．２５未満のとき
【表７】
【表８】
【００５９】
（４）Ｌ／Ｄが４．２５以上４．７５未満のとき
【表９】
【表１０】
【００６０】
（５）Ｌ／Ｄが４．７５以上５．２５未満のとき
【表１１】
【表１２】
【００６１】
〔第２の光制御板〕
第２の光制御板３０２は、図２に示すように、略平坦な下面（第１の面）３１２と、第１の光制御板３０１が配置されている側とは反対側に凸である凸状部（第２の凸状部）３３２が複数形成された上面（第２の面）３２２とを有する板状体である。
【００６２】
第２の光制御板３０２は、例えば凸状部３３２からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第２の光制御板３０２は、凸状部３３２からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称しているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。また、第２の光制御板３０２の下面３１２は通常、平坦面であるが、鏡面であっても良いし、全面に亙って光拡散性を有する面であっても良い。
【００６３】
凸状部３３２は、ｙ軸方向に略平行な方向Ｙ２に延びており、延在方向Ｙ２に略直交する方向Ｘ２に並列配置されている。延在方向Ｙ２及び並列方向Ｘ２はそれぞれｙ軸方向及びｘ軸方向に平行であることが好ましいが、例えば製造誤差等により±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３２の断面形状は、凸状部３３２間でほぼ同一である。また、凸状部３３２の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３２，３３２の端３３ａ２，３３ａ２は並列方向Ｘ２において同じ位置にある。第２の光制御板３０２の厚さｄ２は、下面３１２と凸状部３３２の頂部３３ｂ２とのｚ軸方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００６４】
〔第２の光制御板の凸状部〕
第２の光制御板３０２が有する凸状部３３２の形状について、図５及び図６を用いて説明する。図５においては、図２に示す凸状部３３２の延在方向Ｙ２に直交する並列方向Ｘ２をｕＩＩ軸としてｕＩＩｖＩＩ座標系を設定している。ここで、ｕＩＩ軸は複数の凸状部３３２が並列する方向に平行な軸（ｘ軸）（図２参照）に対応する。ｖＩＩ軸は、第２の光制御板３０２の厚み方向に平行な軸（ｚ軸）（図２参照）に対応する。このｕＩＩｖＩＩ座標系のｕＩＩｖＩＩ面において、凸状部３３２の断面形状は、両端３３ａ２，３３ａ２がｕＩＩ軸上に位置し、頂部３３ｂ２がｖＩＩ軸上に位置する。
【００６５】
凸状部３３２の断面形状は、下記式（２０）を満足するｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される。
【数２０】
【００６６】
式（２０）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（２１）で定義される。
【数２１】
【００６７】
式（２１）において、ｗＩＩaは凸状部３３２のｕＩＩ軸方向の長さであり、ｈＩＩaは凸状部３３２をｖＩＩ０（ｕＩＩ）で示される形状とした場合における凸状部３３２の両端３３ａ２，３３ａ２間における最大高さに対応する。また、ｋＩＩaは凸状部３３２の頂部３３ｂ２のとがり方を示すパラメータである。例えば定数ｋＩＩaが０のときは放物線となり、定数ｋＩＩaが１のときはプリズム形状となり、定数ｋＩＩaが−１のときは半円形状となる。
【００６８】
ここで、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaである。また、ｋＩＩaは０．７８９である。
【００６９】
図６では、ｈＩＩaが０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaが０．７８９であってｖＩＩ（ｕＩＩ）＝ｖＩＩ０（ｕＩＩ）の場合を示している。この場合、凸状部３３２の断面形状は、ｖＩＩ軸に対して対称な輪郭線を有している。ただし、当該輪郭線は、図６に示すように、ある幅ｗＩＩaに対してｖＩＩ０（ｕＩＩ）を求めた場合に、０．９５×ｖＩＩ０（ｕＩＩ）で示される輪郭線と、１．０５×ｖＩＩ０（ｕＩＩ）で示される輪郭線の間の領域を通る輪郭線であればよい。換言すれば、上記式（２０）において、任意の位置ｕＩＩｎに対するｖＩＩ（ｕＩＩｎ）は、位置ｕＩＩｎにおける凸状部３３２の高さに対応する。よって、任意の位置ｕＩＩｎに対するｖＩＩ（ｕＩＩｎ）が、０．９５ｖＩＩ０（ｕＩＩｎ）以上１．０５ｖＩＩ０（ｕＩＩｎ）を満たしていればよい。
【００７０】
なお、凸状部３３２の両端部近傍での製造誤差及び強度均斉度分布に与える影響を考慮して、凸状部３３２の断面形状は、−０．４７５ｗＩＩａ≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩａにおいて、上記式（２０）を満たすｖＩＩ（ｕＩＩ）で表されればよい。凸状部３３２の裾付近（端部近傍）では成形誤差が比較的大きくなる傾向にある一方、裾付近の形状が光の拡散性に与える影響は小さいからである。
【００７１】
凸状部３３２の幅ｗＩＩａは、凸状部３３２の形成が容易であることから、通常２０μｍ以上、好ましくは４０μｍ以上であり、凸状部３３２に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常８００μｍ以下、好ましくは４５０μｍ以下である。幅ｗＩＩａとして具体的には、ｗＩＩａ＝５０μｍ、ｗＩＩａ＝７７μｍ及びｗＩＩａ＝１００μｍが例示できるが、ｗＩＩａの値はこれに限定されるものではない。
【００７２】
[第１及び第２の光制御板の配置関係]
第１及び第２の光制御板３０１、３０２は、ｚ軸方向に以下の条件を満たして設けられている。
(i)第２の光制御板３０２が第１の光制御板３０１の上側に位置している。
(ii)第２の光制御板３０２の下面３１２が第１の光制御板３０１の上面３２１側に位置している。
(iii)第１の光制御板３０１の凸状部３３１の延在方向Ｙ１と、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の延在方向Ｙ２とが平行である。凸状部３３１の延在方向Ｙ１と凸状部３３２の延在方向Ｙ２とは平行であることが好ましいが、１０°程度ずれていてもよい。
【００７３】
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、ｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられている。第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１及び第２の光制御板３０１，３０２の間の距離ｄ１２は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。光制御板ユニット２１Ａをコンパクトなものとする観点から、ｄ１２が０ｍｍであり、第１の光制御板３０１の凸状部３３１と第２の光制御板３０２の下面３１２とが接するように配置されていてもよい。このように、第１の光制御板３０１上に第２の光制御板３０２を接するように設ける場合には、第２の光制御板３０２の厚さｄ２を第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。例えば、第２の光制御板３０２をフィルム状といったより薄いものとした場合、第１の光制御板３０１を第２の光制御板３０２の支持台として用いることができるからである。
【００７４】
光制御板ユニット２１Ａを構成する第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２は、互いに固定することなく、単に重ね合わされているだけであってもよい。また、光制御板ユニット２１Ａは、これらを構成する各部材の位置が互いに移動することによって、第１の光制御板３０１における凸状部３３１の頂部３３ｂ１や、第２の光制御板３０２における下面３１２が損傷することを防止するために、例えば縁部において、互いに接着してもよい。
【００７５】
〔第１及び第２の光制御板の構成材料〕
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は透明材料からなる。透明材料の屈折率は通常１．４６〜１．６２である。透明材料としては、透明樹脂材料、透明ガラス材料が例示でき、透明樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂（屈折率：１．５９）、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、ポリスチレン樹脂（屈折率：１．５９）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、アクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率：１．４６〜１．５８）などが例示され、コストの面及び吸水率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
【００７６】
透明材料として透明樹脂材料を用いる場合、この透明樹脂材料に紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、加工安定剤、難燃剤、滑剤などの添加剤を添加することもできる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７７】
紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられ、好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤である。
【００７８】
透明樹脂材料は通常、添加剤として光拡散剤を添加することなく用いられるが、本発明の目的を損なわない僅かな量であれば、光拡散剤を添加して用いてもよい。
【００７９】
光拡散剤として通常は、第１及び第２の光制御板３０１，３０２を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【００８０】
またモアレ低減のために光源２２側の面を、光拡散性を有する面とすることもできる。例えば、マット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層で光源２２側の面を構成してもよいし、光源２２側の面にエンボス加工、ブラスト加工を施してもよいし、マット化剤およびバインダーを含む塗布液を塗布してマット層を形成してもよい。
【００８１】
〔第１及び第２の光制御板の層構成〕
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、単独の透明材料で構成された単層板であってもよいし、互いに異なる透明材料で構成された層が積層された構造の多層板であってもよい。第１及び第２の光制御板３０１，３０２が多層板である場合、当該光制御板の片面又は両面は、通常１０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下の厚みのスキン層が形成された構造とし、このスキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いることが好ましい。かかる構成とすることにより、光源２２や外部からの光に含まれることのある紫外線による第１及び第２の光制御板３０１，３０２の劣化を防止することができ、特に光源２２として紫外線の占める割合が比較的大きいものを用いた場合には、紫外線による劣化を防止できることから、下面３１１，３１２にスキン層が形成されていることが好ましく、このとき上面３２１，３２２にはスキン層が形成されていないことが、コストの面でさらに好ましい。スキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いる場合、その含有量は、透明樹脂材料を基準として通常０．５質量％以上５質量％以下、好ましくは１質量％以上２．５質量％以下である。
【００８２】
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、片面又は両面に帯電防止剤が塗布されていてもよい。この帯電防止剤を塗布することにより、静電気によるホコリの付着などを防止して、ホコリの付着による光線透過率の低下を防止することができる。
【００８３】
〔第１及び第２の光制御板の製造〕
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、例えば透明材料からなる板材を削り出す方法により製造することができる。また、透明材料として透明樹脂材料を用いる場合は、例えば射出成形法、押出成形法、フォトポリマー法、プレス成形法などの通常の方法により製造することができる。
【００８４】
次に、光制御板ユニット２１Ａの作用効果について、図２に示すような光制御板ユニット２１Ａを含む面光源装置２０が透過型画像表示装置に適用されている場合を例にして説明する。この構成では、第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、上述した断面形状の凸状部３３１，３３２を有しているので、光源２２上にこれらを配置した場合、光源２２からの光は第１及び第２の光制御板３０１，３０２の凸状部３３１，３３２の延在方向（ｙ軸方向）と略直交する方向（ｘ軸方向）に沿った線状の光に変換される。これにより、光制御板ユニット２１Ａは、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。
【００８５】
ここで、上述した断面形状の凸状部３３１，３３２を有する第１及び第２の光制御板を所定の配置条件で光源２２上に配置すると、光源２２からの光が均一に分散されて面状の光となることをシミュレーションに基づいて説明する。シミュレーションは、以下に説明する光線追跡法により行った。
【００８６】
図７は、シミュレーションモデルを示す模式図である。当該シミュレーションは、２つの光源２２，２２上に、所定の凸状部の形状を有する第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２を微小な空気層を介して、凸状部３３１,３３２の延在方向が互いに平行となるように第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２の順に配置し、第２の光制御板３０２を通過する光の強度を算出するものである。当該シミュレーションにあたっては、３つの近似、すなわち、
（i）光源２２に直交する面内においてシミュレーションを実施すること、
（ii）光源２２は点光源、すなわち、光源の直径は０とすること、及び、
（iii）直接透過光のみを考慮すること、
を採用した。説明の便宜のため、図７に示した２つの光源２２，２２をそれぞれ光源２２Ａ，光源２２Ｂと称す。
【００８７】
当該シミュレーションを行うにあたって、以下の条件を設定した。
２つの光源２２Ａ，２２Ｂ間の距離Ｌ：４５（ｍｍ）
光源２２の発光部から光制御板ユニット２１Ａの光源２２側の面までの距離Ｄ：９．０、１０．００、１１．２５、１２．８６、１５．００（ｍｍ）
第１の光制御板３０１の厚さｄ１：１．５（ｍｍ）
第１の光制御板３０１の屈折率：１．５９
第２の光制御板３０２の厚さｄ２：０．２２（ｍｍ）
第２の光制御板３０２の屈折率：１．５９
第２の光制御板３０２の凸状部の幅ｗＩＩａ：５０（μｍ）
第２の光制御板３０２の凸状部の高さｈＩＩａ：２２．３５（μｍ）
第２の光制御板３０２の凸状部の尖り度ｋＩＩａ：０．７８９
【００８８】
このような条件のもと、第１の光制御板３０１に対して所定のＬ／Ｄ（Ｌ／Ｄ＝３．００、３．５０、４．００、４．５０、５．００）を設定し、この設定されたＬ／Ｄ毎に、以下に示すそれぞれの条件（ｈＩａ／ｗＩａ、ｋＩａ）を組み合わせた合計６１５のパターンで第１の光制御板３０１の形状を変え、このときの第２の光制御板３０２を通過する光の強度均斉度を算出した。なお、所定のＬ／Ｄを設定するにあたっては、２つの光源２２Ａ，２２Ｂ間の距離を一定とし、光源２２の発光部から光制御板ユニット２１Ａの光源２２側の面までの距離Ｄがそれぞれ９．０、１０．００、１１．２５、１２．８６、１５．００（ｍｍ）となるように設定した。
（１）ｈＩａ／ｗＩａ：０．３〜１．０まで０．０５間隔で１５パターン
（２）ｋＩａ：−１．０〜＋１．０まで０．０５間隔で４１パターン
【００８９】
この光の強度均斉度を算出するにあたっては、Ｌ／Ｄ毎に正面方向（θ＝０）の強度均斉度（％）を算出した。強度均斉度（％）は「（最小強度）／（最大強度）×１００」として算出した。なお、ある観測角θに対する強度は輝度に対応するため、ある観測角θに対する強度に基づいた強度均斉度は輝度均斉度に対応する。
【００９０】
以上に説明したシミュレーションにより、上記Ｌ／Ｄが３．００、３．５０、４．００、４．５０、５．００毎に算出した光の強度均斉度に基づいて、図８〜図１２に示すような、縦軸をｋＩａ、横軸をｈＩａ／ｗＩａとする強度均斉度分布を算出した。図８〜図１２における凡例は、強度均斉度を示している。図８〜図１２を見れば、Ｌ／Ｄ（Ｌ／Ｄ＝３．００、３．５０、４．００、４．５０、５．００）毎に、第１の光制御板の形状（ｈＩａ／ｗＩａ、ｋＩａ）と強度均斉度との関係を確認することができる。
【００９１】
例えばＬ／Ｄが３．００の場合に、図８に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図８における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表３に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表４に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表３及び表４に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを凸状部の形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９２】
同様に、Ｌ／Ｄが３．５０の場合に、図９に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図９における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表５に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表６に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表５及び表６に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを凸状部の形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９３】
同様に、Ｌ／Ｄが４．００の場合には、図１０に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図１０における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表７に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表８に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表７及び表８に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９４】
同様に、Ｌ／Ｄが４．５０の場合には、図１１に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図１１における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表９に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表１０に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表９及び表１０に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９５】
同様に、Ｌ／Ｄが５．００の場合には、図１２に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図１２における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表１１に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表１２に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表１１及び表１２に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９６】
本実施形態では、上述したようにＬ／Ｄ毎に算出された強度均斉度が８０％以上となる領域（図８〜１２における斜線部の領域）を全て包含する領域を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出している。これらのパラメータは、上記表１に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び表２に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。
【００９７】
具体的に、上記式（１８）のｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び表２に示す上記式（１９）のｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）の算出方法の一例について説明する。まず、上記Ｌ／Ｄ毎に、上記強度均斉度分布に基づいて、強度均斉度が８０％以上となる領域の境界を６次多項式として算出し、図１３（ａ）に示すように、縦軸をｋＩａ、横軸をｈＩａ／ｗＩａとしたグラフに、それぞれ算出した５つの６次多項式をトレースする。
【００９８】
次に、図１３（ｂ）に示すように、上記５つの６次多項式をトレースしたグラフに基づいて、強度均斉度が８０％以上となる領域を全て包含するような境界を探索する。この際、図１３（ｂ）に示すように、選択された境界上の点におけるｋＩａに対して１０％の領域を許容領域と見込んで所定の間隔でプロットすることができる。これにより、図１３（ｃ）に示すように、表１及び表２に示されるパラメータによって表されるｋＩａ１及びｋＩａ２を満たす曲線が算出される。
【００９９】
上記式（１８）のｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び表２に示す上記式（１９）のｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）は、このようにして算出された値なので、第１及び第２の光制御板３０１，３０２を上記条件(i)〜(iii)で配置したときに、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることができる。
【０１００】
（第２の実施形態）
図１４は、光制御板ユニットの第２の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット（複合光制御板）２１Ｂは、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２を有する。光制御板ユニット２１Ｂは、板厚方向において、第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２との間に第１の等方性光拡散板３０３が配置されている点において、光制御板ユニット２１Ａと相違する。以下、光制御板ユニット２１Ａに含まれる第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２についての説明は省略し、上記相違点である第１の等方性光拡散板３０３を中心に説明する。
【０１０１】
〔第１の等方性光拡散板〕
第１の等方性光拡散板３０３は、共に略平坦な下面（第３の面）３１３及び上面（第４の面）３２３を有する板状体である。第１の等方性光拡散板３０３は、下面３１３に入射した光を等方的に散乱させながら上面３２３から出射しうる光学素子であって、例えば透明材料中に光拡散剤が分散されたもの、透明材料からなる基材の表面に光拡散剤を塗布したもの、透明材料からなる基材の表面に微細な円形凸レンズを形成したものが挙げられる。また、第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３は、通常は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、１ｍｍ未満のフィルム状であってもよいし、１ｍｍ以上のシート状であってもよい。
【０１０２】
光拡散剤として通常は、第１及び第２の光制御板３０１，３０２、第１の等方性光拡散板３０３を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【０１０３】
第１の等方性光拡散板３０３として、例えば、恵和株式会社製の光拡散フィルム（ＢＳ−９１２：厚み １２０μｍ、ヘイズ ８９％）を適用することができる。ただし、第１の等方性光拡散板３０３として用いる等方性拡散板は、これに限定されるものではない。
【０１０４】
[第１及び第２の光制御板、第１の等方性光拡散板の配置関係]
第１及び第２の光制御板３０１，３０２、第１の等方性光拡散板３０３は、ｚ軸方向に以下の条件を満たして設けられている。すなわち、第１の実施形態で説明した配置条件(i)〜(iii)に加えて、配置条件(iv)、(v)も満たすように設けられている。
(iv)第１の等方性光拡散板３０３は、第１の光制御板３０１の上側に位置している。
(v)第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３が、第１の光制御板３０１の上面３２１側に位置している。
【０１０５】
第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２は、ｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられている。第１の光制御板３０１と第１の等方性光拡散板３０３とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の光制御板３０１及び第１の等方性光拡散板３０３の間の距離ｄ１３は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第１の等方性光拡散板３０３と第２の光制御板３０２とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２の間の距離ｄ３２は、第１の等方性光拡散板３０３の上面３２３と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。
【０１０６】
なお、第１の実施形態と同様に、光制御板ユニット２１Ｂをコンパクトなものとする観点から、ｄ１３、ｄ３２が０ｍｍとなるように、第１の光制御板３０１と第１の等方性光拡散板３０３と第２の光制御板３０２とが配置されていてもよい。また、第１の実施形態で説明したことと同じ理由により、最も光源側に配置される第１の光制御板３０１上に第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２を接するように設ける場合には、第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３及び第２の光制御板３０２の厚さｄ２を、第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。
【０１０７】
光制御板ユニット２１Ｂによれば、光制御板ユニット２１Ａと同様に、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。また、第１の光制御板３０１の上面３２１側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので光源２２からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【０１０８】
（第３の実施形態）
図１５は、光制御板ユニットの第３の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット（複合光制御板）２１Ｃは、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２を有する。光制御板ユニット２１Ｃでは、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３が、ｚ軸方向（板厚方向）において光源２２側からこの順番で配置されている点において、光制御板ユニット２１Ｂと相違するが、それ以外の点は同じである。
【０１０９】
光制御板ユニット２１Ｃでは、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２及び第１の等方性光拡散板３０３がｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられているので、第１の実施形態で説明した配置条件(i)〜(iii)に加えて、配置条件(iv)、(v)も満たしている。
【０１１０】
第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２の間の距離ｄ１２は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第２の光制御板３０２と第１の等方性光拡散板３０３とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第２の光制御板３０２及び第１の等方性光拡散板３０３の間の距離ｄ２３は、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の頂部３３ｂ２と第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。
【０１１１】
なお、第１の実施形態と同様に、光制御板ユニット２１Ｃをコンパクトなものとする観点から、ｄ１２、ｄ２３が０ｍｍとなるように、第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２と第１の等方性光拡散板３０３とが配置されていてもよい。また、第１の実施形態で説明したことと同じ理由により、最も光源側に配置される第１の光制御板３０１上に第２の光制御板３０２及び第１の等方性光拡散板３０３を接するように設ける場合には、第２の光制御板３０２の厚さｄ２及び第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３を、第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。
【０１１２】
光制御板ユニット２１Ｃによれば、光制御板ユニット２１Ａと同様に、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。また、第１の光制御板３０１の上面３２１側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので光源２２からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【０１１３】
（第４の実施形態）
図１６は、光制御板ユニットの第４の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット（複合光制御板）２１Ｄは、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２及び第２の等方性光拡散板３０４を有する。光制御板ユニット２１Ｄは、第２の光制御板３０２の上側に第２の等方性光拡散板３０４が配置されている点で光制御板ユニット２１Ｂと相違する。以下、光制御板ユニット２１Ｂに含まれている第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、及び第２の光制御板３０２についての説明は省略し、上記相違点である第２の等方性光拡散板３０４を中心に説明する。
【０１１４】
〔第２の等方性光拡散板〕
第２の等方性光拡散板３０４は、共に略平坦な下面（第３の面）３１４及び上面（第４の面）３２４を有する板状体である。第２の等方性光拡散板３０４は、下面３１４に入射した光を等方的に散乱させながら上面３２４から出射しうる光学素子であって、例えば透明材料中に光拡散剤が分散されたもの、透明材料からなる基材の表面に光拡散剤を塗布したもの、透明材料からなる基材の表面に微細な円形凸レンズを形成したものが挙げられる。また、第２の等方性光拡散板３０４の厚さｄ４は、通常は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、１ｍｍ未満のフィルム状であってもよいし、１ｍｍ以上のシート状であってもよい。
【０１１５】
第２の等方性光拡散板３０４として、例えば、恵和株式会社製の光拡散フィルム（ＢＳ−９１２：厚み １２０μｍ、ヘイズ ８９％）を適用することができる。ただし、第２の等方性光拡散板３０４として用いる等方性光拡散板は、これに限定されるものではない。
【０１１６】
光拡散剤として通常は、第１及び第２の光制御板３０１，３０２、第１及び第２の等方性光拡散板３０３，３０４を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【０１１７】
[第１及び第２の光制御板、第１及び第２の等方性光拡散板の配置関係]
第１及び第２の光制御板３０１、３０２、第１及び第２の等方性光拡散板３０３、３０４は、ｚ軸方向に以下の条件を満たして設けられている。すなわち、第２の実施形態で説明した配置条件(i)〜(v)に加えて、配置条件(vi)、(vii)も満たすように設けられている。
(vi)第２の等方性光拡散板３０４は、第２の光制御板３０２の上側に位置している。
(vii)第２の等方性光拡散板３０４の下面３１４が、第２の光制御板３０２の上面３２２側に位置している。
【０１１８】
第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２、第２の等方性光拡散板３０４は、ｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられている。第１の光制御板３０１と第１の等方性光拡散板３０３とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の光制御板３０１及び第１の等方性光拡散板３０３の間の距離ｄ１３は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２の間の距離ｄ３２は、第１の等方性光拡散板３０３の上面３２３と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第２の光制御板３０２と第２の等方性光拡散板３０４とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第２の光制御板３０２及び第２の等方性光拡散板３０４の間の距離ｄ２４は、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の頂部３３ｂ２と第２の等方性光拡散板３０４の下面３１４との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。
【０１１９】
なお、第１の実施形態と同様に、光制御板ユニット２１Ｄをコンパクトなものとする観点から、ｄ１３、ｄ３２、ｄ２４が０ｍｍとなるように、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２、第２の等方性光拡散板３０４が配置されていてもよい。また、第１の実施形態で説明したことと同じ理由により、最も光源側に配置される第１の光制御板３０１上に第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２及び第２の等方性光拡散板３０４を接するように設ける場合には、第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３、第２の光制御板３０２の厚さｄ２及び第２の等方性光拡散板３０４の厚さｄ４を、第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。
【０１２０】
光制御板ユニット２１Ｄによれば、光制御板ユニット２１Ａと同様に、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。また、第１の光制御板３０１の上面３２１側に配置された等方性光拡散板、第２の光制御板３０２の上面３２２側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので光源２２からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【０１２１】
（第５の実施形態）
図１７は、光制御板ユニットの第５の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット２１Ｅは、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２及び第２の等方性光拡散板３０４を有する。光制御板ユニット２１Ｅでは、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３、第２の等方性光拡散板３０４が板厚方向において、光源２２側からこの順番で配置されている点において、光制御板ユニット２１Ｄと相違するが、それ以外の点は同じである。
【０１２２】
光制御板ユニット２１Ｅでは、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の等方性光拡散板３０４がｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられているので、第２の実施形態で説明した配置条件(i)〜(v)に加えて、配置条件(vi)、(vii)も満たしている。
【０１２３】
第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２の間の距離ｄ１２は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第２の光制御板３０２と第１の等方性光拡散板３０３とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第２の光制御板３０２及び第１の等方性光拡散板３０３の間の距離ｄ２３は、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の頂部３３ｂ２と第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の等方性光拡散板３０４の間の距離ｄ３４は、第１の等方性光拡散板３０３の上面３２３と第２の等方性光拡散板３０４の下面３１４との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。
【０１２４】
なお、第１の実施形態と同様に、光制御板ユニット２１Ｅをコンパクトなものとする観点から、ｄ１２、ｄ２３、ｄ３４が０ｍｍとなるように、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３、第２の等方性光拡散板３０４が配置されていてもよい。また、第１の実施形態で説明したことと同じ理由により、最も光源側に配置される第１の光制御板３０１上に第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の等方性光拡散板３０４を接するように設ける場合には、第２の光制御板３０２の厚さｄ２、第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３及び第２の等方性光拡散板３０４の厚さｄ４を、第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。
【０１２５】
光制御板ユニット２１Ｅによれば、光制御板ユニット２１Ａと同様に、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。また、第１の光制御板３０１の上面３２１側に配置された等方性光拡散板、第２の光制御板３０２の上面３２２側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので光源２２からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【実施例】
【０１２６】
以下、実施例１〜５及び比較例１〜１０について、主に図１８の図表を参照しながら説明する。図１８は、各実施例及び各比較例における実施条件及びその強度均斉度（輝度均斉度）を示す図表である。
【０１２７】
（実施例１）
実施例１では、以下に示すものを準備した。
＜光拡散板、等方性光拡散板＞
（１）光制御板１００
第１の光制御板として光制御板１００を用意した。光制御板１００の厚さｄ１、屈折率ｎ１、光制御板１００における凸状部のｗＩａ、ｈＩａ／ｗＩａ、ｋＩａは、それぞれ以下のとおりであった。
厚さｄ１：１．５（ｍｍ）
屈折率ｎ１：１．５９
幅ｗＩａ：３３０（μｍ）
アスペクト比ｈＩａ／ｗＩａ：０．６５
尖り度ｋＩａ：−０．２５
【０１２８】
（２）光制御板２００
第２の光制御板として光制御板２００を用意した。光制御板２００の厚さｄ２、屈折率ｎ２、光制御板２００における凸状部のｗＩＩａ、ｈＩＩａ／ｗＩＩａ、ｋＩＩａは、それぞれ以下のとおりであった。
厚さｄ２：０．２２（ｍｍ）
屈折率ｎ２：１．５９
ｗＩＩａ：５０（μｍ）
アスペクト比ｈＩＩａ／ｗＩＩａ：０．４４７
尖り度ｋＩＩａ：０．７８９
【０１２９】
（３）等方性光拡散板３００
厚さｄ３：０．１２（ｍｍ）
屈折率ｎ３：１．５７６
ヘイズ ８９％
【０１３０】
＜光源＞
光源として、以下に示す光源を用意した。
光源：ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）光源
【０１３１】
次に、上記第１〜５の実施形態と同様に、ランプボックス内に配置された光源上に、光制御板１００、光制御板２００をｚ軸方向（板厚方向）に光源側からこの順番で設けた。そして、隣接する２つの光源の中心軸線間の距離をＬ、光制御板１００と一つの光源との間の離間距離をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが３．００となるように、光源距離Ｌ、離間距離Ｄを設定した。
【０１３２】
次に、光線追跡法を用いたシミュレーションにより、光制御板２００における正面方向の強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９８．３％であった。
【０１３３】
（比較例１）
比較例１では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように３５．５％であった。
（比較例２）
比較例２では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように５５．１％であった。
【０１３４】
（実施例２）
実施例２では、上記Ｌ／Ｄを３．５０、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．８５、ｋＩａを−０．３０とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９８．５％であった。
（比較例３）
比較例３では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａが０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例２と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例２と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように３９．０％であった。
（比較例４）
比較例４では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例２と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように４０．２％であった。
【０１３５】
（実施例３）
実施例３では、上記Ｌ／Ｄを４．００、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．７５、ｋＩａを−０．１５とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９７．６％であった。
（比較例５）
比較例５では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例３と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例３と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２３．７％であった。
（比較例６）
比較例６では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例３と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２８．５％であった。
【０１３６】
（実施例４）
実施例４では、上記Ｌ／Ｄを４．５０、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．８０、ｋＩａを−０．１０とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９６．６％であった。
（比較例７）
比較例７では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例４と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例４と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２０．４％であった。
（比較例８）
比較例８では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例４と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２１．０％であった。
【０１３７】
（実施例５）
実施例５では、上記Ｌ／Ｄを５．００、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．８０、ｋＩａを０．００とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９２．８％であった。
（比較例９）
比較例９では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例５と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例５と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２４．６％であった。
（比較例１０）
比較例１０では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例５と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように１６．０％であった。
【０１３８】
（評価結果）
Ｌ／Ｄ毎に実施例と比較例とを比較した。例えば、実施例１と比較例１又は比較例２との強度均斉度を比較すると、実施例１における強度均斉度が、比較例１又は比較例２における強度均斉度よりも高いことが確認された。この結果、所定の形状の凸状部を有する第２の光制御板を配置することにより、光源からの光を均一に分散させることができることが確認できた。
【０１３９】
同様に、例えば、実施例２と比較例３又は比較例４、実施例３と比較例５又は比較例６、実施例４と比較例７又は比較例８、実施例５と比較例９又は比較例１０における強度均斉度を比較した。この場合も、実施例２、３、４、５における強度均斉度がそれぞれ、比較例３又は比較例４、比較例５又は比較例６、比較例７又は比較例８、比較例９又は比較例１０における強度均斉度よりも高いことが確認された。この結果、所定のＬ／Ｄの条件のもと、上述した形状を有する第２の光制御板の下に、所定の形状の凸状部を有する第１の光制御板を配置することにより、光源からの光を均一に分散させることができることが確認できた。
【０１４０】
以上、実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。また、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
１…透過型画像表示装置、１０…透過型画像表示部、１１…液晶セル、１２，１３…偏光板、２０…面光源装置、２１Ａ〜２１Ｅ…光制御板ユニット（複合光制御板）、２２…光源、２３…ランプボックス、３０１…第１の光制御板、３０２…第２の光制御板、３０３…第１の等方性光拡散板、３０４…第２の等方性光拡散板、３１１…下面（第１の面）、３１２…下面（第１の面、入射面）、３１３…下面（第３の面）、３１４…下面（第３の面）、３２１…上面（第２の面、凸状部形成面）、３２２…上面（第２の面、出射面）、３２３…上面（第４の面）、３２４…上面（第４の面）、３３１…凸状部（第１の凸状部）、３３２…凸状部（第２の凸状部）、１００…光制御板（第１の光制御板）、２００…光制御板（第２の光制御板）、３００…等方性光拡散板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合光制御板、これを備えた面光源装置及び透過型画像表示装置、光制御板に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型画像表示装置の一例である直下型画像表示装置４０として、例えば図１９に示すように、透過型画像表示部５０の背面側に光源４３が配置されたものが広く用いられている。透過型画像表示部５０としては、例えば液晶セル５１の両面に直線偏光板５２，５３が配置された液晶表示パネルが挙げられる。光源４３としては、直管型の冷陰極線管などのような線状光源が複数本、互いに平行に配置されて用いられている。
【０００３】
かかる直下型画像表示装置４０としては、光源４３からの光を均一に分散させて透過型画像表示部５０を均一に照明できることが望ましく、このため光源４３と透過型画像表示部５０との間には、光源４３側から入射した光を、その向きを変えて反対側の透過型画像表示部５０側から出射させる機能を有する一枚の光拡散板といった光制御板４２が配置されて用いられている（例えば特許文献１：特開平７−１９８９１３号公報参照）。なお、光源４３から出力された光は光制御板４２により面状の光として出射されるため、光源４３と光制御板４２は面光源装置４１を構成していることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９８９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような面光源装置においては、光源の配置数を低減して省電力化できる点で、隣り合う光源同士の間隔をできるだけ長くすることが好ましい。また、光源と光制御板との間隔は、透過型画像表示装置をより薄型化できる点で、光源と光制御板との間隔をできるだけ短くすることが好ましい。しかしながら、上記従来の面光源装置では、光源同士の間隔を長く設定したり、あるいは光源と光制御板との間隔を短く設定したりすると、複数の光源からの光を十分に拡散させることが困難であり、光源近傍とこれから離れた位置とで明るさが異なるものになるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、光源からの光を均一に分散させることが可能な複合光制御板、これを備えた面光源装置及び透過型画像表示装置、光制御板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る複合光制御板は、第１の面から入射された光を第１の面と反対側に位置する第２の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が第２の面に形成されている第１及び第２の光制御板を備え、第２の光制御板が第１の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第２の光制御板の第１の面が、第１の光制御板の第２の面側に位置し、第２の光制御板が有する凸状部の延在方向と第１の光制御板が有する凸状部の延在方向とが略平行であり、第１及び第２の光制御板が有する各々の凸状部は、延在方向に直交する断面形状が以下に定義される形状に形成されている。
【０００８】
第１の光制御板が有する凸状部の断面形状：第１の光制御板が有する凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第１の光制御板が有する凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩ軸、当該ｕＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩ軸に直交する軸線をｖＩ軸、当該第１の光制御板が有する凸状部のｕＩ軸方向の長さをｗＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩa≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩaの範囲において、式（１）を満たしているｖＩ（ｕＩ）で表される形状。
【数１】
式（１）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（２）で定義される。
【数２】
式（２）において、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下であり、ｋＩaは式（３）を満たす。
【数３】
【０００９】
ここで、ｋＩａ１及びｋＩａ２は、式（４）及び式（５）によって表される。
【数４】
式（４）において、α１＝６．０６５６２、β１＝−３２．１５５５７、χ１＝３１．５７１４４、δ１＝２８．４４１１０、ε１＝−６．５６８４８、φ１＝−３７．９６７１８、γ１＝−４７．９６７１０であり、
【数５】
式（５）において、α２＝−１．４７４９３、β２＝１３．９６３２１、χ２＝−３２．３４９７４、δ２＝２１．０９６７３、ε２＝１３．６３１９２、φ２＝−１６．７３８１７、γ２＝１．３７３１３である。
【００１０】
第２の光制御板が有する凸状部の断面形状：第２の光制御板が有する凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第２の光制御板が有する凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩＩ軸、当該ｕＩＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩＩ軸に直交する軸線をｖＩＩ軸、当該第２の光制御板が有する凸状部のｕＩＩ軸方向の長さをｗＩＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩＩa≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩaの範囲において、式（６）を満たしているｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される形状。
【数６】
式（６）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（７）で定義される。
【数７】
式（７）において、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaは０．７８９である。
【００１１】
この構成では、複合光制御板に含まれる第１の光制御板は、第２の面に上記式（１）を満たすｖＩ（ｕＩ）で表される断面形状を有する凸状部を有しており、また、複合光制御板に含まれる第２の光制御板は、第２の面に上記式（６）を満たすｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される断面形状を有する凸状部を有している。これにより、第１の光制御板の第１の面側に配置された光源からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。
【００１２】
本発明に係る複合光制御板は、第３の面から入射された光を第３の面と反対側に位置する第４の面から拡散光として出射可能な第１の等方性光拡散板を更に備えており、第１の等方性光拡散板は、第１の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第１の等方性光拡散板の第３の面が、第１の光制御板の第２の面側に位置していてもよい。
【００１３】
この構成では、第１の光制御板の第２の面側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので、第１の光制御板の第１の面側に配置された光源からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る複合光制御板は、第３の面から入射された光を第３の面と反対側に位置する第４の面から拡散光として出射可能な第２の等方性光拡散板を更に備えており、第２の等方性光拡散板は、第２の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、第２の等方性光拡散板の第３の面が、第２の光制御板の第２の面側に位置していてもよい。
【００１５】
この構成では、第２の光制御板の第２の面側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので、第１の光制御板の第１の面側に配置された光源からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【００１６】
本発明に係る面光源装置は、上記の複合光制御板と、互いに離間して配置されており、複合光制御板を構成する第１の光制御板の第１の面に光を供給する複数の光源を有する光源部と、を備えるものとすることができる。
【００１７】
この構成では、上記の複合光制御板を備えているので、光源の光を均一に分散し、板厚方向に直交する面での輝度均一度が高い面状の光として出射することが可能となる。
【００１８】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、２．７５以上３．２５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝９．６１２０５、β１＝−６３．５６１７１、χ１＝１２６．４８３１６、δ１＝−６１．６１６０４、ε１＝−５３．３６３３０、φ１＝３５．２８７８２、γ１＝−２４．６０２４４であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝−３．５７７１１、β２＝２０．０６３９５、χ２＝−２６．７３１１４、δ２＝−５．５０３０９、ε２＝１７．７７６０２、φ２＝１５．００６５３、γ２＝−１７．５８７４８とすることができる。
【００１９】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、３．２５以上３．７５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝−０．８５５４９、β１＝１１．０８９８２、χ１＝−３３．５５１４６、δ１＝１８．９９３７３、ε１＝２１．５３５４５、φ１＝−７．５４９３２、γ１＝−１４．７９９７１であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝−４．５１８３６、β２＝２４．０５４２６、χ２＝−２９．９８２８１、δ２＝−９．６５６４７、ε２＝２０．２１７６９、φ２＝２１．６９９１１、γ２＝−２２．４２５８７とすることができる。
【００２０】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、３．７５以上４．２５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝１．５４４３９、β１＝−３．９００７５、χ１＝−１．８０１１４、δ１＝５．９１９０８、ε１＝１．４１８３７、φ１＝−５．９９２４３、γ１＝１．６２３６４であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝−６．１９６２１、β２＝３０．５６１１３、χ２＝−３５．６３４３３、δ２＝−１２．８９６５４、ε２＝１９．２３０３６、φ２＝３５．１８７８７、γ２＝−３１．０５６４６とすることができる。
【００２１】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、４．２５以上４．７５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝９．８５４６７、β１＝−３５．６６３３０、χ１＝２８．１１７９３、δ１＝２１．６２８７０、ε１＝−１６．９３５７１、φ１＝−２８．９０６５３、γ１＝２１．４４９４７であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝５．７８１９９、β２＝−１９．５３４７８、χ２＝５．８７８０６、δ２＝２８．３２８１０、ε２＝−３．２５４０８、φ２＝−３０．６１１２１、γ２＝１２．０６８０４とすることができる。
【００２２】
本発明に係る面光源装置は、第１の光制御板における第１の面と光源部との距離Ｄと、光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、４．７５以上５．２５未満であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ１を示す上記式（４）において、α１＝７．８４４６５、β１＝−３０．５５１４７、χ１＝２８．５６６００、δ１＝１８．０６１７５、ε１＝−２０．６８０３３、φ１＝−２９．３８９１６、γ１＝２６．３９５７５であり、第１の光制御板の断面形状を定義する上記式（３）におけるｋＩａ２を示す上記式（５）において、α２＝１１．６２６７２、β２＝−３１．７８３９０、χ２＝１．６０７５７、δ２＝３５．９６６０１、ε２＝９．１８７６８、φ２＝−２５．０８９７７、γ２＝−３．６５５５２とすることができる。
【００２３】
本発明に係る透過型画像表示装置は、上記の面光源装置と、複数の光源から出力され複合光制御板を通過した光によって照明される透過型画像表示部と、を備えるものとすることができる。
【００２４】
この構成では、上記の複合光制御板を備えているので、光源の光を均一に分散し、板厚方向に直交する面での輝度均一度が高い面状の光として出射し、透過型画像表示部を照明することができる。
【００２５】
本発明に係る光制御板は、一方向に延在すると共に以下に定義される断面形状を有する第２の凸状部が出射面に複数形成されており、複数の第２の凸状部が当該第２の凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている第２の光制御板に対し、出射面とは反対側の入射面側に設けられる光制御板であって、光源から出射される光が入射する入射面と、入射面とは反対側の面であって、一方向に延在すると共に以下に定義される断面形状を有する第１の凸状部が複数形成されており、複数の第１の凸状部が当該第１の凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている凸状部形成面と、を有しており、第１の凸状部の延在方向が、第２の凸状部の延在方向と略平行である。
【００２６】
第１の凸状部の断面形状：第１の凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第１の凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩ軸、当該ｕＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩ軸に直交する軸線をｖＩ軸、当該第１の凸状部のｕＩ軸方向の長さをｗＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩa≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩaの範囲において、式（８）を満たしているｖＩ（ｕＩ）で表される形状。
【数８】
式（８）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（９）で定義される。
【数９】
式（９）において、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下であり、ｋＩaは式（１０）を満たす。
【数１０】
【００２７】
ここで、ｋＩａ１及びｋＩａ２は、式（１１）及び式（１２）によって表される。
【数１１】
式（１１）において、α１＝６．０６５６２、β１＝−３２．１５５５７、χ１＝３１．５７１４４、δ１＝２８．４４１１０、ε１＝−６．５６８４８、φ１＝−３７．９６７１８、γ１＝−４７．９６７１０であり、
【数１２】
式（１２）において、α２＝−１．４７４９３、β２＝１３．９６３２１、χ２＝−３２．３４９７４、δ２＝２１．０９６７３、ε２＝１３．６３１９２、φ２＝−１６．７３８１７、γ２＝１．３７３１３である。
第２の凸状部の断面形状：第２の凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第２の凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩＩ軸、当該ｕＩＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩＩ軸に直交する軸線をｖＩＩ軸、当該第２の凸状部のｕＩＩ軸方向の長さをｗＩＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩＩa≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩaの範囲において、式（１３）を満たしているｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される形状。
【数１３】
式（１３）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（１４）で定義される。
【数１４】
式（１４）において、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaは０．７８９である。
【００２８】
この光制御板は、第２の面に上記式（８）を満たすｖＩ（ｕＩ）で表される断面形状を有する第１の凸状部を有している。これにより、第２の面に上記式（１３）を満たすｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される断面形状を有する第２の凸状部を有する光制御板から出射される光を均一に分散させて面状の光とすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る複合光制御板、これを備えた面光源装置及び透過型画像表示装置、光制御板によれば、光源からの光を均一に分散させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係る透過型画像表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示した透過型画像表示装置に用いられる光制御板ユニットの斜視図である。
【図３】第１の光制御板が有する凸状部の断面形状の例を示す図面である。
【図４】第１の光制御板が有する凸状部の断面形状が満たす条件を示す図面である。
【図５】第２の光制御板が有する凸状部の断面形状の例を示す図面である。
【図６】第２の光制御板が有する凸状部の断面形状が満たす条件を示す図面である。
【図７】本実施形態に係る第１の光制御板の形状を算出するためのシミュレーションの模式図である。
【図８】Ｌ／Ｄが２．７５以上３．２５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図９】Ｌ／Ｄが３．２５以上３．７５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図１０】Ｌ／Ｄが３．７５以上４．２５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図１１】Ｌ／Ｄが４．２５以上４．７５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図１２】Ｌ／Ｄが４．７５以上５．２５未満のときの強度均斉度分布を示す図。
【図１３】本実施形態に係る第１の光制御板の形状の算出方法を説明するための図である。
【図１４】光制御板ユニットの第２の実施形態を示す斜視図である。
【図１５】光制御板ユニットの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図１６】光制御板ユニットの第４の実施形態を示す斜視図である。
【図１７】光制御板ユニットの第５の実施形態を示す斜視図である。
【図１８】各実施例及び各比較例における実施条件及びその強度均斉度を示す図表である。
【図１９】従来の透過型画像表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。また、説明中「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。
【００３２】
（第１の実施形態）
〔透過型画像表示装置〕
図１は、本発明に係る透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図１は、透過型画像表示装置を分解して示している。
【００３３】
透過型画像表示装置１は、透過型画像表示部１０と、図１において透過型画像表示部１０の背面側に配置された面光源装置２０とを備えている。以下の説明では、図１に示すように、面光源装置２０と透過型画像表示部１０の配列方向をｚ軸方向（板厚方向）と称し、ｚ軸方向に直交する２方向であって互いに直交する２方向をｘ軸方向及びｙ軸方向と称す。
【００３４】
透過型画像表示部１０は、面光源装置２０から出力された光によって照明されることにより画像を表示する。透過型画像表示部１０としては、例えば液晶セル１１の両面に直線偏光板１２，１３が配置された液晶表示パネルが挙げられる。この場合、透過型画像表示装置１は液晶表示装置（又は液晶テレビ）である。液晶セル１１及び偏光板１２，１３は、従来の液晶表示装置等の透過型画像表示装置で用いられているものを用いることができる。液晶セル１１としてはＴＦＴ（Thin Film Transistor）型、ＳＴＮ（Super TwistedNematic）型等の公知の液晶セルが例示される。
【００３５】
〔面光源装置〕
面光源装置２０は、いわゆる直下型面光源装置２０である。面光源装置２０は、光制御板ユニット（複合光制御板）２１Ａと、図１においてその背面側に並列配置された複数の光源２２とを含む。
【００３６】
光制御板ユニット２１Ａは、第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２を備える複合光制御板（図２参照）である。第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２の順に板厚方向（ｚ軸方向）に設けられている。光制御板ユニット２１Ａを構成する第１及び第２の光制御板３０１，３０２の平面視形状（ｚ軸方向からみた形状）はほぼ同一であり、通常、長方形である。第１及び第２の光制御板３０１，３０２の平面視形状、換言すれば、光制御板ユニット２１Ａの平面視形状のサイズは目的とする透過型画像表示装置１の画面サイズに適合するように選択されるが、通常は２５０ｍｍ×４４０ｍｍ以上、好ましくは１０２０ｍｍ×１８００ｍｍ以下である。第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。
【００３７】
光源２２は、複数の光源２２の配列方向（ｘ軸方向）に直交する方向（ｙ軸方向）に延在している線状光源であり、蛍光ランプ（冷陰極線ランプ）のような直管状のものが例示される。複数の光源２２は各光源２２の中心軸線が同一の平面Ｐ１内に位置するように間隔をあけて配置されており、隣接する２つの光源２２，２２の中心軸線間の距離をＬとした場合、距離Ｌは、例えば１０ｍｍ〜１５０ｍｍである。ここでは、光源２２は線状としたが、ＬＥＤのような点状光源などを用いることも可能である。なお、図１中に示した平面Ｐ１は説明の便宜のためであり、仮想的な平面である。
【００３８】
光制御板ユニット２１Ａに含まれる第１の光制御板３０１と光源２２との間の離間距離をＤとした場合、離間距離Ｄは、例えば３ｍｍ〜５０ｍｍである。面光源装置２０では、薄型化を図るため、Ｌ／Ｄが１．５以上であり、好ましくはＬ／Ｄは２．０以上、更に好ましくはＬ／Ｄは２．５以上となるように、隣接する２つの光源２２，２２間の距離Ｌ及び離間距離Ｄが選択されている。
【００３９】
複数の光源２２は、図１に示すように、ランプボックス２３内に配置されていることが好ましく、ランプボックス２３の内面２３ａは、光反射面として形成されていることが好ましい。これにより、各光源２２から出力された光が透過型画像表示部１０側に確実に出力されるため、各光源２２からの光を効率的に利用することが可能となるからである。
【００４０】
〔第１の光制御板〕
第１の光制御板３０１は、図２に示すように、略平坦な下面（第１の面）３１１と、第２の光制御板３０２側に凸である凸状部（第１の凸状部）３３１が複数形成された上面（第２の面）３２１とを有する板状体である。
【００４１】
第１の光制御板３０１は、例えば凸状部３３１からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第１の光制御板３０１は、凸状部３３１からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称しているが、厚さが１ｍｍ以上のシート状であってもよいし、１ｍｍ未満のフィルム状であってもよい。また、第１の光制御板３０１の下面３１１は通常、平坦面であるが、鏡面であっても良いし、全面に亙って光拡散性を有する面であっても良い。
【００４２】
凸状部３３１は、ｙ軸に略平行な方向（延在方向）Ｙ１に延びており、延在方向Ｙ１に略直交する方向（並列方向）Ｘ１に並列配置されている。延在方向Ｙ１及び並列方向Ｘ１はそれぞれｙ軸及びｘ軸に平行であることが好ましいが、例えば製造誤差等により±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３１の断面形状は、凸状部３３１間でほぼ同一である。また、凸状部３３１の延在方向Ｙ１において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３１，３３１の端３３ａ１，３３ａ１は並列方向Ｘ１において同じ位置にある。第１の光制御板３０１の厚さｄ１は、下面３１１と凸状部３３１の頂部３３ｂ１とのｚ軸方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。最も光源２２側に近い位置に配置される第１の光制御板３０１としては、厚さが１ｍｍ以上のシートのものが望ましい。
【００４３】
〔第１の光制御板の凸状部〕
第１の光制御板３０１が有する凸状部３３１の形状について、図３及び図４を用いて説明する。図３においては、図２に示す凸状部３３１の延在方向Ｙ１に直交する並列方向Ｘ１をｕＩ軸としてｕＩｖＩ座標系を設定している。ここで、ｕＩ軸は複数の凸状部３３１の並列方向に平行な軸（ｘ軸）（図２参照）に対応する。ｖＩ軸は、第１の光制御板３０１の厚み方向に平行な軸（ｚ軸）（図２参照）に対応する。このｕＩｖＩ座標系のｕＩｖＩ面において、凸状部３３１の断面形状は、両端３３ａ１，３３ａ１がｕＩ軸上に位置し、頂部３３ｂ１がｖＩ軸上に位置する。
【００４４】
凸状部３３１の断面形状は、下記式（１５）を満足するｖＩ（ｕＩ）で表される。
【数１５】
【００４５】
式（１５）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（１６）で定義される。
【数１６】
【００４６】
式（１６）において、ｗＩaは凸状部３３１のｕＩ軸方向の長さであり、ｈＩaは凸状部３３１をｖＩ０（ｕＩ）で示される形状とした場合における凸状部３３１の両端３３ａ１，３３ａ１間における最大高さに対応する。また、ｋＩaは凸状部３３１の頂部３３ｂ１のとがり方を示すパラメータである。例えば定数ｋＩaが０のときは放物線となり、定数ｋＩaが１のときはプリズム形状となり、定数ｋＩaが−１のときは半円形状となる。
【００４７】
ここで、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下である。また、ｋＩaは式（１７）を満たしている。
【数１７】
【００４８】
ただし、式（１７）におけるｋＩａ１は、式（１８）で表される。
【数１８】
【００４９】
ここで、ｋＩａ１を表す式（１８）におけるα１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１は、以下に示す表１のとおりである。
【表１】
【００５０】
また、上記式（１７）におけるｋＩａ２は、式（１９）で表される。
【数１９】
【００５１】
ここで、ｋＩａ２を表す式（１９）におけるα２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２は、以下に示す表２のとおりである。
【表２】
【００５２】
図４では、ｈＩaが０．５２５ｗＩaであり、ｋＩaが−０．４００であってｖＩ（ｕＩ）＝ｖＩ０（ｕＩ）の場合を示している。この場合、凸状部３３１の断面形状は、ｖＩ軸に対して対称な輪郭線を有している。ただし、当該輪郭線は、図４に示すように、ある幅ｗＩaに対してｖＩ０（ｕＩ）を求めた場合に、０．９５×ｖＩ０（ｕＩ）で示される輪郭線と、１．０５×ｖＩ０（ｕＩ）で示される輪郭線の間の領域を通る輪郭線であればよい。換言すれば、上記式（１５）において、任意の位置ｕＩｎに対するｖＩ（ｕＩｎ）は、位置ｕＩｎにおける凸状部３３１の高さに対応する。よって、任意の位置ｕＩｎに対するｖＩ（ｕＩｎ）が、０．９５ｖＩ０（ｕＩｎ）以上１．０５ｖＩ０（ｕＩｎ）を満たしていればよい。
【００５３】
なお、凸状部３３１の両端部近傍での製造誤差及び強度均斉度分布に与える影響を考慮して、凸状部３３１の断面形状は、−０．４７５ｗＩａ≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩａにおいて、上記式（１５）を満たすｖＩ（ｕＩ）で表されればよい。凸状部３３１の裾付近（端部近傍）では成形誤差が比較的大きくなる傾向にある一方、裾付近の形状が光の拡散性に与える影響は小さいからである。
【００５４】
凸状部３３１の幅ｗＩａは、凸状部３３１の形成が容易であることから、通常４０μｍ以上、好ましくは２５０μｍ以上であり、凸状部３３１に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常８００μｍ以下、好ましくは４５０μｍ以下である。幅ｗＩａとして具体的には、ｗＩａ＝２８０μｍ、ｗＩａ＝３３０μｍ及びｗＩａ＝３４９μｍが例示できるが、ｗＩａの値はこれに限定されるものではない。
【００５５】
凸状部３３１におけるｈＩａ／ｗＩａ及びｋＩａの範囲は上述した範囲を満たしていればよいが、隣接する２つの光源２２間の距離をＬとし、光源２２の発光部から光制御板ユニット２１Ａの光源２２側の面までの距離をＤとしたとき、Ｌ／Ｄに対して好ましいｋＩａの範囲、すなわち、ｋＩａ１及びｋＩａ２を決定する各パラメータは以下に示す各表の通りである。
【００５６】
（１）Ｌ／Ｄが２．７５以上３．２５未満のとき
【表３】
【表４】
【００５７】
（２）Ｌ／Ｄが３．２５以上３．７５未満のとき
【表５】
【表６】
【００５８】
（３）Ｌ／Ｄが３．７５以上４．２５未満のとき
【表７】
【表８】
【００５９】
（４）Ｌ／Ｄが４．２５以上４．７５未満のとき
【表９】
【表１０】
【００６０】
（５）Ｌ／Ｄが４．７５以上５．２５未満のとき
【表１１】
【表１２】
【００６１】
〔第２の光制御板〕
第２の光制御板３０２は、図２に示すように、略平坦な下面（第１の面）３１２と、第１の光制御板３０１が配置されている側とは反対側に凸である凸状部（第２の凸状部）３３２が複数形成された上面（第２の面）３２２とを有する板状体である。
【００６２】
第２の光制御板３０２は、例えば凸状部３３２からの光の出射位置の違いにより光を分散させる光拡散板である。また、第２の光制御板３０２は、凸状部３３２からの光の出射位置により光の出射方向を偏向しているので、光の偏向を調整する形状が付与された偏向構造板ともいえる。ここでは、「板」と称しているが、厚さに応じてシート状及びフィルム状であってもよい。また、第２の光制御板３０２の下面３１２は通常、平坦面であるが、鏡面であっても良いし、全面に亙って光拡散性を有する面であっても良い。
【００６３】
凸状部３３２は、ｙ軸方向に略平行な方向Ｙ２に延びており、延在方向Ｙ２に略直交する方向Ｘ２に並列配置されている。延在方向Ｙ２及び並列方向Ｘ２はそれぞれｙ軸方向及びｘ軸方向に平行であることが好ましいが、例えば製造誤差等により±１０°程度ずれていてもよい。複数の凸状部３３２の断面形状は、凸状部３３２間でほぼ同一である。また、凸状部３３２の延在方向において、断面形状はほぼ均一である。隣接する２つの凸状部３３２，３３２の端３３ａ２，３３ａ２は並列方向Ｘ２において同じ位置にある。第２の光制御板３０２の厚さｄ２は、下面３１２と凸状部３３２の頂部３３ｂ２とのｚ軸方向の距離であり、通常は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
【００６４】
〔第２の光制御板の凸状部〕
第２の光制御板３０２が有する凸状部３３２の形状について、図５及び図６を用いて説明する。図５においては、図２に示す凸状部３３２の延在方向Ｙ２に直交する並列方向Ｘ２をｕＩＩ軸としてｕＩＩｖＩＩ座標系を設定している。ここで、ｕＩＩ軸は複数の凸状部３３２が並列する方向に平行な軸（ｘ軸）（図２参照）に対応する。ｖＩＩ軸は、第２の光制御板３０２の厚み方向に平行な軸（ｚ軸）（図２参照）に対応する。このｕＩＩｖＩＩ座標系のｕＩＩｖＩＩ面において、凸状部３３２の断面形状は、両端３３ａ２，３３ａ２がｕＩＩ軸上に位置し、頂部３３ｂ２がｖＩＩ軸上に位置する。
【００６５】
凸状部３３２の断面形状は、下記式（２０）を満足するｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される。
【数２０】
【００６６】
式（２０）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（２１）で定義される。
【数２１】
【００６７】
式（２１）において、ｗＩＩaは凸状部３３２のｕＩＩ軸方向の長さであり、ｈＩＩaは凸状部３３２をｖＩＩ０（ｕＩＩ）で示される形状とした場合における凸状部３３２の両端３３ａ２，３３ａ２間における最大高さに対応する。また、ｋＩＩaは凸状部３３２の頂部３３ｂ２のとがり方を示すパラメータである。例えば定数ｋＩＩaが０のときは放物線となり、定数ｋＩＩaが１のときはプリズム形状となり、定数ｋＩＩaが−１のときは半円形状となる。
【００６８】
ここで、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaである。また、ｋＩＩaは０．７８９である。
【００６９】
図６では、ｈＩＩaが０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaが０．７８９であってｖＩＩ（ｕＩＩ）＝ｖＩＩ０（ｕＩＩ）の場合を示している。この場合、凸状部３３２の断面形状は、ｖＩＩ軸に対して対称な輪郭線を有している。ただし、当該輪郭線は、図６に示すように、ある幅ｗＩＩaに対してｖＩＩ０（ｕＩＩ）を求めた場合に、０．９５×ｖＩＩ０（ｕＩＩ）で示される輪郭線と、１．０５×ｖＩＩ０（ｕＩＩ）で示される輪郭線の間の領域を通る輪郭線であればよい。換言すれば、上記式（２０）において、任意の位置ｕＩＩｎに対するｖＩＩ（ｕＩＩｎ）は、位置ｕＩＩｎにおける凸状部３３２の高さに対応する。よって、任意の位置ｕＩＩｎに対するｖＩＩ（ｕＩＩｎ）が、０．９５ｖＩＩ０（ｕＩＩｎ）以上１．０５ｖＩＩ０（ｕＩＩｎ）を満たしていればよい。
【００７０】
なお、凸状部３３２の両端部近傍での製造誤差及び強度均斉度分布に与える影響を考慮して、凸状部３３２の断面形状は、−０．４７５ｗＩＩａ≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩａにおいて、上記式（２０）を満たすｖＩＩ（ｕＩＩ）で表されればよい。凸状部３３２の裾付近（端部近傍）では成形誤差が比較的大きくなる傾向にある一方、裾付近の形状が光の拡散性に与える影響は小さいからである。
【００７１】
凸状部３３２の幅ｗＩＩａは、凸状部３３２の形成が容易であることから、通常２０μｍ以上、好ましくは４０μｍ以上であり、凸状部３３２に起因する模様が肉眼で視認されにくいことから、通常８００μｍ以下、好ましくは４５０μｍ以下である。幅ｗＩＩａとして具体的には、ｗＩＩａ＝５０μｍ、ｗＩＩａ＝７７μｍ及びｗＩＩａ＝１００μｍが例示できるが、ｗＩＩａの値はこれに限定されるものではない。
【００７２】
[第１及び第２の光制御板の配置関係]
第１及び第２の光制御板３０１、３０２は、ｚ軸方向に以下の条件を満たして設けられている。
(i)第２の光制御板３０２が第１の光制御板３０１の上側に位置している。
(ii)第２の光制御板３０２の下面３１２が第１の光制御板３０１の上面３２１側に位置している。
(iii)第１の光制御板３０１の凸状部３３１の延在方向Ｙ１と、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の延在方向Ｙ２とが平行である。凸状部３３１の延在方向Ｙ１と凸状部３３２の延在方向Ｙ２とは平行であることが好ましいが、１０°程度ずれていてもよい。
【００７３】
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、ｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられている。第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１及び第２の光制御板３０１，３０２の間の距離ｄ１２は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。光制御板ユニット２１Ａをコンパクトなものとする観点から、ｄ１２が０ｍｍであり、第１の光制御板３０１の凸状部３３１と第２の光制御板３０２の下面３１２とが接するように配置されていてもよい。このように、第１の光制御板３０１上に第２の光制御板３０２を接するように設ける場合には、第２の光制御板３０２の厚さｄ２を第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。例えば、第２の光制御板３０２をフィルム状といったより薄いものとした場合、第１の光制御板３０１を第２の光制御板３０２の支持台として用いることができるからである。
【００７４】
光制御板ユニット２１Ａを構成する第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２は、互いに固定することなく、単に重ね合わされているだけであってもよい。また、光制御板ユニット２１Ａは、これらを構成する各部材の位置が互いに移動することによって、第１の光制御板３０１における凸状部３３１の頂部３３ｂ１や、第２の光制御板３０２における下面３１２が損傷することを防止するために、例えば縁部において、互いに接着してもよい。
【００７５】
〔第１及び第２の光制御板の構成材料〕
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は透明材料からなる。透明材料の屈折率は通常１．４６〜１．６２である。透明材料としては、透明樹脂材料、透明ガラス材料が例示でき、透明樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂（屈折率：１．５９）、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、ポリスチレン樹脂（屈折率：１．５９）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂）（屈折率：１．５６〜１．５９）、アクリル系紫外線硬化樹脂（屈折率：１．４６〜１．５８）などが例示され、コストの面及び吸水率が低い点で、好ましくはポリスチレン樹脂である。
【００７６】
透明材料として透明樹脂材料を用いる場合、この透明樹脂材料に紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、加工安定剤、難燃剤、滑剤などの添加剤を添加することもできる。これらの添加剤はそれぞれ単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７７】
紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、シュウ酸アニリド系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤などが挙げられ、好ましくはベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤である。
【００７８】
透明樹脂材料は通常、添加剤として光拡散剤を添加することなく用いられるが、本発明の目的を損なわない僅かな量であれば、光拡散剤を添加して用いてもよい。
【００７９】
光拡散剤として通常は、第１及び第２の光制御板３０１，３０２を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【００８０】
またモアレ低減のために光源２２側の面を、光拡散性を有する面とすることもできる。例えば、マット化剤と呼ばれる微細な粒子を含むスキン層で光源２２側の面を構成してもよいし、光源２２側の面にエンボス加工、ブラスト加工を施してもよいし、マット化剤およびバインダーを含む塗布液を塗布してマット層を形成してもよい。
【００８１】
〔第１及び第２の光制御板の層構成〕
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、単独の透明材料で構成された単層板であってもよいし、互いに異なる透明材料で構成された層が積層された構造の多層板であってもよい。第１及び第２の光制御板３０１，３０２が多層板である場合、当該光制御板の片面又は両面は、通常１０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上１００μｍ以下の厚みのスキン層が形成された構造とし、このスキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いることが好ましい。かかる構成とすることにより、光源２２や外部からの光に含まれることのある紫外線による第１及び第２の光制御板３０１，３０２の劣化を防止することができ、特に光源２２として紫外線の占める割合が比較的大きいものを用いた場合には、紫外線による劣化を防止できることから、下面３１１，３１２にスキン層が形成されていることが好ましく、このとき上面３２１，３２２にはスキン層が形成されていないことが、コストの面でさらに好ましい。スキン層を構成する透明樹脂材料として紫外線吸収剤が添加されたものを用いる場合、その含有量は、透明樹脂材料を基準として通常０．５質量％以上５質量％以下、好ましくは１質量％以上２．５質量％以下である。
【００８２】
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、片面又は両面に帯電防止剤が塗布されていてもよい。この帯電防止剤を塗布することにより、静電気によるホコリの付着などを防止して、ホコリの付着による光線透過率の低下を防止することができる。
【００８３】
〔第１及び第２の光制御板の製造〕
第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、例えば透明材料からなる板材を削り出す方法により製造することができる。また、透明材料として透明樹脂材料を用いる場合は、例えば射出成形法、押出成形法、フォトポリマー法、プレス成形法などの通常の方法により製造することができる。
【００８４】
次に、光制御板ユニット２１Ａの作用効果について、図２に示すような光制御板ユニット２１Ａを含む面光源装置２０が透過型画像表示装置に適用されている場合を例にして説明する。この構成では、第１及び第２の光制御板３０１，３０２は、上述した断面形状の凸状部３３１，３３２を有しているので、光源２２上にこれらを配置した場合、光源２２からの光は第１及び第２の光制御板３０１，３０２の凸状部３３１，３３２の延在方向（ｙ軸方向）と略直交する方向（ｘ軸方向）に沿った線状の光に変換される。これにより、光制御板ユニット２１Ａは、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。
【００８５】
ここで、上述した断面形状の凸状部３３１，３３２を有する第１及び第２の光制御板を所定の配置条件で光源２２上に配置すると、光源２２からの光が均一に分散されて面状の光となることをシミュレーションに基づいて説明する。シミュレーションは、以下に説明する光線追跡法により行った。
【００８６】
図７は、シミュレーションモデルを示す模式図である。当該シミュレーションは、２つの光源２２，２２上に、所定の凸状部の形状を有する第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２を微小な空気層を介して、凸状部３３１,３３２の延在方向が互いに平行となるように第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２の順に配置し、第２の光制御板３０２を通過する光の強度を算出するものである。当該シミュレーションにあたっては、３つの近似、すなわち、
（i）光源２２に直交する面内においてシミュレーションを実施すること、
（ii）光源２２は点光源、すなわち、光源の直径は０とすること、及び、
（iii）直接透過光のみを考慮すること、
を採用した。説明の便宜のため、図７に示した２つの光源２２，２２をそれぞれ光源２２Ａ，光源２２Ｂと称す。
【００８７】
当該シミュレーションを行うにあたって、以下の条件を設定した。
２つの光源２２Ａ，２２Ｂ間の距離Ｌ：４５（ｍｍ）
光源２２の発光部から光制御板ユニット２１Ａの光源２２側の面までの距離Ｄ：９．０、１０．００、１１．２５、１２．８６、１５．００（ｍｍ）
第１の光制御板３０１の厚さｄ１：１．５（ｍｍ）
第１の光制御板３０１の屈折率：１．５９
第２の光制御板３０２の厚さｄ２：０．２２（ｍｍ）
第２の光制御板３０２の屈折率：１．５９
第２の光制御板３０２の凸状部の幅ｗＩＩａ：５０（μｍ）
第２の光制御板３０２の凸状部の高さｈＩＩａ：２２．３５（μｍ）
第２の光制御板３０２の凸状部の尖り度ｋＩＩａ：０．７８９
【００８８】
このような条件のもと、第１の光制御板３０１に対して所定のＬ／Ｄ（Ｌ／Ｄ＝３．００、３．５０、４．００、４．５０、５．００）を設定し、この設定されたＬ／Ｄ毎に、以下に示すそれぞれの条件（ｈＩａ／ｗＩａ、ｋＩａ）を組み合わせた合計６１５のパターンで第１の光制御板３０１の形状を変え、このときの第２の光制御板３０２を通過する光の強度均斉度を算出した。なお、所定のＬ／Ｄを設定するにあたっては、２つの光源２２Ａ，２２Ｂ間の距離を一定とし、光源２２の発光部から光制御板ユニット２１Ａの光源２２側の面までの距離Ｄがそれぞれ９．０、１０．００、１１．２５、１２．８６、１５．００（ｍｍ）となるように設定した。
（１）ｈＩａ／ｗＩａ：０．３〜１．０まで０．０５間隔で１５パターン
（２）ｋＩａ：−１．０〜＋１．０まで０．０５間隔で４１パターン
【００８９】
この光の強度均斉度を算出するにあたっては、Ｌ／Ｄ毎に正面方向（θ＝０）の強度均斉度（％）を算出した。強度均斉度（％）は「（最小強度）／（最大強度）×１００」として算出した。なお、ある観測角θに対する強度は輝度に対応するため、ある観測角θに対する強度に基づいた強度均斉度は輝度均斉度に対応する。
【００９０】
以上に説明したシミュレーションにより、上記Ｌ／Ｄが３．００、３．５０、４．００、４．５０、５．００毎に算出した光の強度均斉度に基づいて、図８〜図１２に示すような、縦軸をｋＩａ、横軸をｈＩａ／ｗＩａとする強度均斉度分布を算出した。図８〜図１２における凡例は、強度均斉度を示している。図８〜図１２を見れば、Ｌ／Ｄ（Ｌ／Ｄ＝３．００、３．５０、４．００、４．５０、５．００）毎に、第１の光制御板の形状（ｈＩａ／ｗＩａ、ｋＩａ）と強度均斉度との関係を確認することができる。
【００９１】
例えばＬ／Ｄが３．００の場合に、図８に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図８における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表３に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表４に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表３及び表４に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを凸状部の形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９２】
同様に、Ｌ／Ｄが３．５０の場合に、図９に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図９における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表５に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表６に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表５及び表６に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを凸状部の形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９３】
同様に、Ｌ／Ｄが４．００の場合には、図１０に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図１０における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表７に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表８に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表７及び表８に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９４】
同様に、Ｌ／Ｄが４．５０の場合には、図１１に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図１１における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表９に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表１０に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表９及び表１０に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９５】
同様に、Ｌ／Ｄが５．００の場合には、図１２に示す強度均斉度分布において、ｈＩａ／ｗＩａが０．３以上１．０以内であって、当該強度均斉度が８０％以上となる領域（図１２における斜線部の領域）を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出する。これらのパラメータは、上記表１１に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び上記表１２に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。したがって、第１の光制御板３０１が、表１１及び表１２に示す各パラメータで定義されるｋＩａ１及びｋＩａ２によって示される範囲のｋＩａを形状として有していれば、第２の光制御板３０２から出射される光の正面方向の強度均斉度は８０％以上となる。
【００９６】
本実施形態では、上述したようにＬ／Ｄ毎に算出された強度均斉度が８０％以上となる領域（図８〜１２における斜線部の領域）を全て包含する領域を満たすようなｋＩａ１及びｋＩａ２の各パラメータを算出している。これらのパラメータは、上記表１に示すｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び表２に示すｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）に対応する。
【００９７】
具体的に、上記式（１８）のｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び表２に示す上記式（１９）のｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）の算出方法の一例について説明する。まず、上記Ｌ／Ｄ毎に、上記強度均斉度分布に基づいて、強度均斉度が８０％以上となる領域の境界を６次多項式として算出し、図１３（ａ）に示すように、縦軸をｋＩａ、横軸をｈＩａ／ｗＩａとしたグラフに、それぞれ算出した５つの６次多項式をトレースする。
【００９８】
次に、図１３（ｂ）に示すように、上記５つの６次多項式をトレースしたグラフに基づいて、強度均斉度が８０％以上となる領域を全て包含するような境界を探索する。この際、図１３（ｂ）に示すように、選択された境界上の点におけるｋＩａに対して１０％の領域を許容領域と見込んで所定の間隔でプロットすることができる。これにより、図１３（ｃ）に示すように、表１及び表２に示されるパラメータによって表されるｋＩａ１及びｋＩａ２を満たす曲線が算出される。
【００９９】
上記式（１８）のｋＩａ１の各パラメータ（α１、β１、χ１、δ１、ε１、φ１、γ１）及び表２に示す上記式（１９）のｋＩａ２の各パラメータ（α２、β２、χ２、δ２、ε２、φ２、γ２）は、このようにして算出された値なので、第１及び第２の光制御板３０１，３０２を上記条件(i)〜(iii)で配置したときに、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることができる。
【０１００】
（第２の実施形態）
図１４は、光制御板ユニットの第２の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット（複合光制御板）２１Ｂは、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２を有する。光制御板ユニット２１Ｂは、板厚方向において、第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２との間に第１の等方性光拡散板３０３が配置されている点において、光制御板ユニット２１Ａと相違する。以下、光制御板ユニット２１Ａに含まれる第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２についての説明は省略し、上記相違点である第１の等方性光拡散板３０３を中心に説明する。
【０１０１】
〔第１の等方性光拡散板〕
第１の等方性光拡散板３０３は、共に略平坦な下面（第３の面）３１３及び上面（第４の面）３２３を有する板状体である。第１の等方性光拡散板３０３は、下面３１３に入射した光を等方的に散乱させながら上面３２３から出射しうる光学素子であって、例えば透明材料中に光拡散剤が分散されたもの、透明材料からなる基材の表面に光拡散剤を塗布したもの、透明材料からなる基材の表面に微細な円形凸レンズを形成したものが挙げられる。また、第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３は、通常は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、１ｍｍ未満のフィルム状であってもよいし、１ｍｍ以上のシート状であってもよい。
【０１０２】
光拡散剤として通常は、第１及び第２の光制御板３０１，３０２、第１の等方性光拡散板３０３を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【０１０３】
第１の等方性光拡散板３０３として、例えば、恵和株式会社製の光拡散フィルム（ＢＳ−９１２：厚み １２０μｍ、ヘイズ ８９％）を適用することができる。ただし、第１の等方性光拡散板３０３として用いる等方性拡散板は、これに限定されるものではない。
【０１０４】
[第１及び第２の光制御板、第１の等方性光拡散板の配置関係]
第１及び第２の光制御板３０１，３０２、第１の等方性光拡散板３０３は、ｚ軸方向に以下の条件を満たして設けられている。すなわち、第１の実施形態で説明した配置条件(i)〜(iii)に加えて、配置条件(iv)、(v)も満たすように設けられている。
(iv)第１の等方性光拡散板３０３は、第１の光制御板３０１の上側に位置している。
(v)第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３が、第１の光制御板３０１の上面３２１側に位置している。
【０１０５】
第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２は、ｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられている。第１の光制御板３０１と第１の等方性光拡散板３０３とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の光制御板３０１及び第１の等方性光拡散板３０３の間の距離ｄ１３は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第１の等方性光拡散板３０３と第２の光制御板３０２とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２の間の距離ｄ３２は、第１の等方性光拡散板３０３の上面３２３と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。
【０１０６】
なお、第１の実施形態と同様に、光制御板ユニット２１Ｂをコンパクトなものとする観点から、ｄ１３、ｄ３２が０ｍｍとなるように、第１の光制御板３０１と第１の等方性光拡散板３０３と第２の光制御板３０２とが配置されていてもよい。また、第１の実施形態で説明したことと同じ理由により、最も光源側に配置される第１の光制御板３０１上に第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２を接するように設ける場合には、第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３及び第２の光制御板３０２の厚さｄ２を、第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。
【０１０７】
光制御板ユニット２１Ｂによれば、光制御板ユニット２１Ａと同様に、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。また、第１の光制御板３０１の上面３２１側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので光源２２からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【０１０８】
（第３の実施形態）
図１５は、光制御板ユニットの第３の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット（複合光制御板）２１Ｃは、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２を有する。光制御板ユニット２１Ｃでは、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３が、ｚ軸方向（板厚方向）において光源２２側からこの順番で配置されている点において、光制御板ユニット２１Ｂと相違するが、それ以外の点は同じである。
【０１０９】
光制御板ユニット２１Ｃでは、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２及び第１の等方性光拡散板３０３がｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられているので、第１の実施形態で説明した配置条件(i)〜(iii)に加えて、配置条件(iv)、(v)も満たしている。
【０１１０】
第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２の間の距離ｄ１２は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第２の光制御板３０２と第１の等方性光拡散板３０３とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第２の光制御板３０２及び第１の等方性光拡散板３０３の間の距離ｄ２３は、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の頂部３３ｂ２と第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。
【０１１１】
なお、第１の実施形態と同様に、光制御板ユニット２１Ｃをコンパクトなものとする観点から、ｄ１２、ｄ２３が０ｍｍとなるように、第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２と第１の等方性光拡散板３０３とが配置されていてもよい。また、第１の実施形態で説明したことと同じ理由により、最も光源側に配置される第１の光制御板３０１上に第２の光制御板３０２及び第１の等方性光拡散板３０３を接するように設ける場合には、第２の光制御板３０２の厚さｄ２及び第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３を、第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。
【０１１２】
光制御板ユニット２１Ｃによれば、光制御板ユニット２１Ａと同様に、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。また、第１の光制御板３０１の上面３２１側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので光源２２からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【０１１３】
（第４の実施形態）
図１６は、光制御板ユニットの第４の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット（複合光制御板）２１Ｄは、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２及び第２の等方性光拡散板３０４を有する。光制御板ユニット２１Ｄは、第２の光制御板３０２の上側に第２の等方性光拡散板３０４が配置されている点で光制御板ユニット２１Ｂと相違する。以下、光制御板ユニット２１Ｂに含まれている第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、及び第２の光制御板３０２についての説明は省略し、上記相違点である第２の等方性光拡散板３０４を中心に説明する。
【０１１４】
〔第２の等方性光拡散板〕
第２の等方性光拡散板３０４は、共に略平坦な下面（第３の面）３１４及び上面（第４の面）３２４を有する板状体である。第２の等方性光拡散板３０４は、下面３１４に入射した光を等方的に散乱させながら上面３２４から出射しうる光学素子であって、例えば透明材料中に光拡散剤が分散されたもの、透明材料からなる基材の表面に光拡散剤を塗布したもの、透明材料からなる基材の表面に微細な円形凸レンズを形成したものが挙げられる。また、第２の等方性光拡散板３０４の厚さｄ４は、通常は０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、１ｍｍ未満のフィルム状であってもよいし、１ｍｍ以上のシート状であってもよい。
【０１１５】
第２の等方性光拡散板３０４として、例えば、恵和株式会社製の光拡散フィルム（ＢＳ−９１２：厚み １２０μｍ、ヘイズ ８９％）を適用することができる。ただし、第２の等方性光拡散板３０４として用いる等方性光拡散板は、これに限定されるものではない。
【０１１６】
光拡散剤として通常は、第１及び第２の光制御板３０１，３０２、第１及び第２の等方性光拡散板３０３，３０４を主に構成する上述したような透明材料とは屈折率が異なる粉末が用いられ、これを透明材料中に分散させて用いられる。かかる光拡散剤としては、例えばスチレン樹脂粒子、メタクリル樹脂粒子などの有機粒子、炭酸カリウム粒子、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子などの無機粒子が用いられ、その粒子径は通常０．８μｍ〜５０μｍである。
【０１１７】
[第１及び第２の光制御板、第１及び第２の等方性光拡散板の配置関係]
第１及び第２の光制御板３０１、３０２、第１及び第２の等方性光拡散板３０３、３０４は、ｚ軸方向に以下の条件を満たして設けられている。すなわち、第２の実施形態で説明した配置条件(i)〜(v)に加えて、配置条件(vi)、(vii)も満たすように設けられている。
(vi)第２の等方性光拡散板３０４は、第２の光制御板３０２の上側に位置している。
(vii)第２の等方性光拡散板３０４の下面３１４が、第２の光制御板３０２の上面３２２側に位置している。
【０１１８】
第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２、第２の等方性光拡散板３０４は、ｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられている。第１の光制御板３０１と第１の等方性光拡散板３０３とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の光制御板３０１及び第１の等方性光拡散板３０３の間の距離ｄ１３は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の光制御板３０２の間の距離ｄ３２は、第１の等方性光拡散板３０３の上面３２３と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第２の光制御板３０２と第２の等方性光拡散板３０４とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第２の光制御板３０２及び第２の等方性光拡散板３０４の間の距離ｄ２４は、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の頂部３３ｂ２と第２の等方性光拡散板３０４の下面３１４との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。
【０１１９】
なお、第１の実施形態と同様に、光制御板ユニット２１Ｄをコンパクトなものとする観点から、ｄ１３、ｄ３２、ｄ２４が０ｍｍとなるように、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２、第２の等方性光拡散板３０４が配置されていてもよい。また、第１の実施形態で説明したことと同じ理由により、最も光源側に配置される第１の光制御板３０１上に第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２及び第２の等方性光拡散板３０４を接するように設ける場合には、第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３、第２の光制御板３０２の厚さｄ２及び第２の等方性光拡散板３０４の厚さｄ４を、第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。
【０１２０】
光制御板ユニット２１Ｄによれば、光制御板ユニット２１Ａと同様に、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。また、第１の光制御板３０１の上面３２１側に配置された等方性光拡散板、第２の光制御板３０２の上面３２２側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので光源２２からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【０１２１】
（第５の実施形態）
図１７は、光制御板ユニットの第５の実施形態を示す斜視図である。光制御板ユニット２１Ｅは、第１の光制御板３０１、第１の等方性光拡散板３０３、第２の光制御板３０２及び第２の等方性光拡散板３０４を有する。光制御板ユニット２１Ｅでは、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３、第２の等方性光拡散板３０４が板厚方向において、光源２２側からこの順番で配置されている点において、光制御板ユニット２１Ｄと相違するが、それ以外の点は同じである。
【０１２２】
光制御板ユニット２１Ｅでは、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の等方性光拡散板３０４がｚ軸方向に光源２２側からこの順に設けられているので、第２の実施形態で説明した配置条件(i)〜(v)に加えて、配置条件(vi)、(vii)も満たしている。
【０１２３】
第１の光制御板３０１と第２の光制御板３０２とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第１の光制御板３０１及び第２の光制御板３０２の間の距離ｄ１２は、第１の光制御板３０１の凸状部３３１の頂部３３ｂ１と第２の光制御板３０２の下面３１２との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第２の光制御板３０２と第１の等方性光拡散板３０３とは、通常、空気層を介して重ね合わされている。第２の光制御板３０２及び第１の等方性光拡散板３０３の間の距離ｄ２３は、第２の光制御板３０２の凸状部３３２の頂部３３ｂ２と第１の等方性光拡散板３０３の下面３１３との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。また、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の等方性光拡散板３０４の間の距離ｄ３４は、第１の等方性光拡散板３０３の上面３２３と第２の等方性光拡散板３０４の下面３１４との間のｚ軸方向の距離であり、５ｍｍ以下が例示できる。
【０１２４】
なお、第１の実施形態と同様に、光制御板ユニット２１Ｅをコンパクトなものとする観点から、ｄ１２、ｄ２３、ｄ３４が０ｍｍとなるように、第１の光制御板３０１、第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３、第２の等方性光拡散板３０４が配置されていてもよい。また、第１の実施形態で説明したことと同じ理由により、最も光源側に配置される第１の光制御板３０１上に第２の光制御板３０２、第１の等方性光拡散板３０３及び第２の等方性光拡散板３０４を接するように設ける場合には、第２の光制御板３０２の厚さｄ２、第１の等方性光拡散板３０３の厚さｄ３及び第２の等方性光拡散板３０４の厚さｄ４を、第１の光制御板３０１の厚さｄ１より薄いものとすることが好適である。
【０１２５】
光制御板ユニット２１Ｅによれば、光制御板ユニット２１Ａと同様に、第１の光制御板３０１の下面３１１側に配置された光源２２からの光を、均一に分散させて面状の光とすることが可能となる。また、第１の光制御板３０１の上面３２１側に配置された等方性光拡散板、第２の光制御板３０２の上面３２２側に配置された等方性光拡散板によって等方的に光が拡散されるようになるので光源２２からの光を、より均一に分散させて出射することが可能となる。
【実施例】
【０１２６】
以下、実施例１〜５及び比較例１〜１０について、主に図１８の図表を参照しながら説明する。図１８は、各実施例及び各比較例における実施条件及びその強度均斉度（輝度均斉度）を示す図表である。
【０１２７】
（実施例１）
実施例１では、以下に示すものを準備した。
＜光拡散板、等方性光拡散板＞
（１）光制御板１００
第１の光制御板として光制御板１００を用意した。光制御板１００の厚さｄ１、屈折率ｎ１、光制御板１００における凸状部のｗＩａ、ｈＩａ／ｗＩａ、ｋＩａは、それぞれ以下のとおりであった。
厚さｄ１：１．５（ｍｍ）
屈折率ｎ１：１．５９
幅ｗＩａ：３３０（μｍ）
アスペクト比ｈＩａ／ｗＩａ：０．６５
尖り度ｋＩａ：−０．２５
【０１２８】
（２）光制御板２００
第２の光制御板として光制御板２００を用意した。光制御板２００の厚さｄ２、屈折率ｎ２、光制御板２００における凸状部のｗＩＩａ、ｈＩＩａ／ｗＩＩａ、ｋＩＩａは、それぞれ以下のとおりであった。
厚さｄ２：０．２２（ｍｍ）
屈折率ｎ２：１．５９
ｗＩＩａ：５０（μｍ）
アスペクト比ｈＩＩａ／ｗＩＩａ：０．４４７
尖り度ｋＩＩａ：０．７８９
【０１２９】
（３）等方性光拡散板３００
厚さｄ３：０．１２（ｍｍ）
屈折率ｎ３：１．５７６
ヘイズ ８９％
【０１３０】
＜光源＞
光源として、以下に示す光源を用意した。
光源：ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）光源
【０１３１】
次に、上記第１〜５の実施形態と同様に、ランプボックス内に配置された光源上に、光制御板１００、光制御板２００をｚ軸方向（板厚方向）に光源側からこの順番で設けた。そして、隣接する２つの光源の中心軸線間の距離をＬ、光制御板１００と一つの光源との間の離間距離をＤとしたとき、Ｌ／Ｄが３．００となるように、光源距離Ｌ、離間距離Ｄを設定した。
【０１３２】
次に、光線追跡法を用いたシミュレーションにより、光制御板２００における正面方向の強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９８．３％であった。
【０１３３】
（比較例１）
比較例１では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように３５．５％であった。
（比較例２）
比較例２では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように５５．１％であった。
【０１３４】
（実施例２）
実施例２では、上記Ｌ／Ｄを３．５０、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．８５、ｋＩａを−０．３０とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９８．５％であった。
（比較例３）
比較例３では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａが０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例２と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例２と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように３９．０％であった。
（比較例４）
比較例４では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例２と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように４０．２％であった。
【０１３５】
（実施例３）
実施例３では、上記Ｌ／Ｄを４．００、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．７５、ｋＩａを−０．１５とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９７．６％であった。
（比較例５）
比較例５では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例３と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例３と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２３．７％であった。
（比較例６）
比較例６では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例３と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２８．５％であった。
【０１３６】
（実施例４）
実施例４では、上記Ｌ／Ｄを４．５０、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．８０、ｋＩａを−０．１０とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９６．６％であった。
（比較例７）
比較例７では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例４と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例４と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２０．４％であった。
（比較例８）
比較例８では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例４と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２１．０％であった。
【０１３７】
（実施例５）
実施例５では、上記Ｌ／Ｄを５．００、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．８０、ｋＩａを０．００とした点以外は、実施例１と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例１と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように９２．８％であった。
（比較例９）
比較例９では、光制御板１００の凸状部におけるｈＩａ／ｗＩａを０．５０、ｋＩａを１．００とした点以外は、実施例５と同様に、光制御板１００及び光制御板２００を配置し、実施例５と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように２４．６％であった。
（比較例１０）
比較例１０では、第１の光制御板として等方性光拡散板３００を配置した点以外は、実施例５と同様の方法で強度均斉度を計算した。このとき、光制御板２００から出射される光の正面方向の強度均斉度は、図１８の図表に示すように１６．０％であった。
【０１３８】
（評価結果）
Ｌ／Ｄ毎に実施例と比較例とを比較した。例えば、実施例１と比較例１又は比較例２との強度均斉度を比較すると、実施例１における強度均斉度が、比較例１又は比較例２における強度均斉度よりも高いことが確認された。この結果、所定の形状の凸状部を有する第２の光制御板を配置することにより、光源からの光を均一に分散させることができることが確認できた。
【０１３９】
同様に、例えば、実施例２と比較例３又は比較例４、実施例３と比較例５又は比較例６、実施例４と比較例７又は比較例８、実施例５と比較例９又は比較例１０における強度均斉度を比較した。この場合も、実施例２、３、４、５における強度均斉度がそれぞれ、比較例３又は比較例４、比較例５又は比較例６、比較例７又は比較例８、比較例９又は比較例１０における強度均斉度よりも高いことが確認された。この結果、所定のＬ／Ｄの条件のもと、上述した形状を有する第２の光制御板の下に、所定の形状の凸状部を有する第１の光制御板を配置することにより、光源からの光を均一に分散させることができることが確認できた。
【０１４０】
以上、実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。また、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
１…透過型画像表示装置、１０…透過型画像表示部、１１…液晶セル、１２，１３…偏光板、２０…面光源装置、２１Ａ〜２１Ｅ…光制御板ユニット（複合光制御板）、２２…光源、２３…ランプボックス、３０１…第１の光制御板、３０２…第２の光制御板、３０３…第１の等方性光拡散板、３０４…第２の等方性光拡散板、３１１…下面（第１の面）、３１２…下面（第１の面、入射面）、３１３…下面（第３の面）、３１４…下面（第３の面）、３２１…上面（第２の面、凸状部形成面）、３２２…上面（第２の面、出射面）、３２３…上面（第４の面）、３２４…上面（第４の面）、３３１…凸状部（第１の凸状部）、３３２…凸状部（第２の凸状部）、１００…光制御板（第１の光制御板）、２００…光制御板（第２の光制御板）、３００…等方性光拡散板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面から入射された光を前記第１の面と反対側に位置する第２の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており前記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が前記第２の面に形成されている第１及び第２の光制御板を備え、
前記第２の光制御板が前記第１の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第２の光制御板の前記第１の面が、前記第１の光制御板の前記第２の面側に位置し、
前記第２の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第１の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり、
前記第１及び第２の光制御板が有する各々の前記凸状部は、前記延在方向に直交する断面形状が以下に定義される形状に形成されている、
複合光制御板。
第１の光制御板が有する凸状部の断面形状：前記第１の光制御板が有する凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第１の光制御板が有する凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩ軸、当該ｕＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩ軸に直交する軸線をｖＩ軸、当該第１の光制御板が有する凸状部のｕＩ軸方向の長さをｗＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩa≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩaの範囲において、式（１）
【数１】
〔式（１）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（２）
【数２】
（式（２）において、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下であり、ｋＩaは式（３）
【数３】
を満たす。ここで、ｋＩａ１及びｋＩａ２は、
【数４】
式（４）において、α１＝６．０６５６２、β１＝−３２．１５５５７、χ１＝３１．５７１４４、δ１＝２８．４４１１０、ε１＝−６．５６８４８、φ１＝−３７．９６７１８、γ１＝−４７．９６７１０であり、
【数５】
式（５）において、α２＝−１．４７４９３、β２＝１３．９６３２１、χ２＝−３２．３４９７４、δ２＝２１．０９６７３、ε２＝１３．６３１９２、φ２＝−１６．７３８１７、γ２＝１．３７３１３である。）
で定義される。〕
を満たしているｖＩ（ｕＩ）で表される形状。
第２の光制御板が有する凸状部の断面形状：前記第２の光制御板が有する凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第２の光制御板が有する凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩＩ軸、当該ｕＩＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩＩ軸に直交する軸線をｖＩＩ軸、当該第２の光制御板が有する凸状部のｕＩＩ軸方向の長さをｗＩＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩＩa≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩaの範囲において、式（６）
【数６】
〔式（６）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（７）
【数７】
（式（７）において、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaは０．７８９）
で定義される。〕
を満たしているｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される形状。
【請求項２】
第３の面から入射された光を前記第３の面と反対側に位置する第４の面から拡散光として出射可能な第１の等方性光拡散板を更に備えており、
前記第１の等方性光拡散板は、前記第１の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第１の等方性光拡散板の前記第３の面が、前記第１の光制御板の前記第２の面側に位置している、
請求項１に記載の複合光制御板。
【請求項３】
第３の面から入射された光を前記第３の面と反対側に位置する第４の面から拡散光として出射可能な第２の等方性光拡散板を更に備えており、
前記第２の等方性光拡散板は、前記第２の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第２の等方性光拡散板の前記第３の面が、前記第２の光制御板の前記第２の面側に位置している、
請求項２に記載の複合光制御板。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の複合光制御板と、
互いに離間して配置されており、前記複合光制御板を構成する前記第１の光制御板の前記第１の面に光を供給する複数の光源を有する光源部と、
を備えている、面光源装置。
【請求項５】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、２．７５以上３．２５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝９．６１２０５、β１＝−６３．５６１７１、χ１＝１２６．４８３１６、δ１＝−６１．６１６０４、ε１＝−５３．３６３３０、φ１＝３５．２８７８２、γ１＝−２４．６０２４４であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝−３．５７７１１、β２＝２０．０６３９５、χ２＝−２６．７３１１４、δ２＝−５．５０３０９、ε２＝１７．７７６０２、φ２＝１５．００６５３、γ２＝−１７．５８７４８である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、３．２５以上３．７５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝−０．８５５４９、β１＝１１．０８９８２、χ１＝−３３．５５１４６、δ１＝１８．９９３７３、ε１＝２１．５３５４５、φ１＝−７．５４９３２、γ１＝−１４．７９９７１であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝−４．５１８３６、β２＝２４．０５４２６、χ２＝−２９．９８２８１、δ２＝−９．６５６４７、ε２＝２０．２１７６９、φ２＝２１．６９９１１、γ２＝−２２．４２５８７である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、３．７５以上４．２５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝１．５４４３９、β１＝−３．９００７５、χ１＝−１．８０１１４、δ１＝５．９１９０８、ε１＝１．４１８３７、φ１＝−５．９９２４３、γ１＝１．６２３６４であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝−６．１９６２１、β２＝３０．５６１１３、χ２＝−３５．６３４３３、δ２＝−１２．８９６５４、ε２＝１９．２３０３６、φ２＝３５．１８７８７、γ２＝−３１．０５６４６である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、４．２５以上４．７５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝９．８５４６７、β１＝−３５．６６３３０、χ１＝２８．１１７９３、δ１＝２１．６２８７０、ε１＝−１６．９３５７１、φ１＝−２８．９０６５３、γ１＝２１．４４９４７であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝５．７８１９９、β２＝−１９．５３４７８、χ２＝５．８７８０６、δ２＝２８．３２８１０、ε２＝−３．２５４０８、φ２＝−３０．６１１２１、γ２＝１２．０６８０４である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、４．７５以上５．２５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝７．８４４６５、β１＝−３０．５５１４７、χ１＝２８．５６６００、δ１＝１８．０６１７５、ε１＝−２０．６８０３３、φ１＝−２９．３８９１６、γ１＝２６．３９５７５であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝１１．６２６７２、β２＝−３１．７８３９０、χ２＝１．６０７５７、δ２＝３５．９６６０１、ε２＝９．１８７６８、φ２＝−２５．０８９７７、γ２＝−３．６５５５２である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項１０】
請求項４〜９の何れか１項に記載の面光源装置と、
前記複数の光源から出力され前記複合光制御板を通過した光によって照明される透過型画像表示部と、
を備えている、透過型画像表示装置。
【請求項１１】
一方向に延在すると共に以下に定義される断面形状を有する第２の凸状部が出射面に複数形成されており、複数の前記第２の凸状部が当該第２の凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている第２の光制御板に対し、前記出射面とは反対側の入射面側に設けられる光制御板であって、
光源から出射される光が入射する入射面と、
前記入射面とは反対側の面であって、一方向に延在すると共に以下に定義される断面形状を有する第１の凸状部が複数形成されており、複数の前記第１の凸状部が当該第１の凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている凸状部形成面と、
を有しており、
前記第１の凸状部の延在方向が、前記第２の凸状部の延在方向と略平行である光制御板。
第１の凸状部の断面形状：前記第１の凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第１の凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩ軸、当該ｕＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩ軸に直交する軸線をｖＩ軸、当該第１の凸状部のｕＩ軸方向の長さをｗＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩa≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩaの範囲において、式（８）
【数８】
〔式（８）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（９）
【数９】
（式（９）において、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下であり、ｋＩaは式（１０）
【数１０】
を満たす。ここで、ｋＩａ１及びｋＩａ２は、
【数１１】
式（１１）において、α１＝６．０６５６２、β１＝−３２．１５５５７、χ１＝３１．５７１４４、δ１＝２８．４４１１０、ε１＝−６．５６８４８、φ１＝−３７．９６７１８、γ１＝−４７．９６７１０であり、
【数１２】
式（１２）において、α２＝−１．４７４９３、β２＝１３．９６３２１、χ２＝−３２．３４９７４、δ２＝２１．０９６７３、ε２＝１３．６３１９２、φ２＝−１６．７３８１７、γ２＝１．３７３１３である。）
で定義される。〕
を満たしているｖＩ（ｕＩ）で表される形状。
第２の凸状部の断面形状：前記第２の凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第２の凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩＩ軸、当該ｕＩＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩＩ軸に直交する軸線をｖＩＩ軸、当該第２の凸状部のｕＩＩ軸方向の長さをｗＩＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩＩa≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩaの範囲において、式（１３）
【数１３】
〔式（１３）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（１４）
【数１４】
（式（１４）において、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaは０．７８９）
で定義される。〕
を満たしているｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される形状。
【請求項１】
第１の面から入射された光を前記第１の面と反対側に位置する第２の面から出射可能であり、且つ、一方向に延在しており前記一方向に略直交する方向に並列配置された複数の凸状部が前記第２の面に形成されている第１及び第２の光制御板を備え、
前記第２の光制御板が前記第１の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第２の光制御板の前記第１の面が、前記第１の光制御板の前記第２の面側に位置し、
前記第２の光制御板が有する前記凸状部の延在方向と前記第１の光制御板が有する前記凸状部の延在方向とが略平行であり、
前記第１及び第２の光制御板が有する各々の前記凸状部は、前記延在方向に直交する断面形状が以下に定義される形状に形成されている、
複合光制御板。
第１の光制御板が有する凸状部の断面形状：前記第１の光制御板が有する凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第１の光制御板が有する凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩ軸、当該ｕＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩ軸に直交する軸線をｖＩ軸、当該第１の光制御板が有する凸状部のｕＩ軸方向の長さをｗＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩa≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩaの範囲において、式（１）
【数１】
〔式（１）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（２）
【数２】
（式（２）において、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下であり、ｋＩaは式（３）
【数３】
を満たす。ここで、ｋＩａ１及びｋＩａ２は、
【数４】
式（４）において、α１＝６．０６５６２、β１＝−３２．１５５５７、χ１＝３１．５７１４４、δ１＝２８．４４１１０、ε１＝−６．５６８４８、φ１＝−３７．９６７１８、γ１＝−４７．９６７１０であり、
【数５】
式（５）において、α２＝−１．４７４９３、β２＝１３．９６３２１、χ２＝−３２．３４９７４、δ２＝２１．０９６７３、ε２＝１３．６３１９２、φ２＝−１６．７３８１７、γ２＝１．３７３１３である。）
で定義される。〕
を満たしているｖＩ（ｕＩ）で表される形状。
第２の光制御板が有する凸状部の断面形状：前記第２の光制御板が有する凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第２の光制御板が有する凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩＩ軸、当該ｕＩＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩＩ軸に直交する軸線をｖＩＩ軸、当該第２の光制御板が有する凸状部のｕＩＩ軸方向の長さをｗＩＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩＩa≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩaの範囲において、式（６）
【数６】
〔式（６）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（７）
【数７】
（式（７）において、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaは０．７８９）
で定義される。〕
を満たしているｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される形状。
【請求項２】
第３の面から入射された光を前記第３の面と反対側に位置する第４の面から拡散光として出射可能な第１の等方性光拡散板を更に備えており、
前記第１の等方性光拡散板は、前記第１の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第１の等方性光拡散板の前記第３の面が、前記第１の光制御板の前記第２の面側に位置している、
請求項１に記載の複合光制御板。
【請求項３】
第３の面から入射された光を前記第３の面と反対側に位置する第４の面から拡散光として出射可能な第２の等方性光拡散板を更に備えており、
前記第２の等方性光拡散板は、前記第２の光制御板の上側に位置するように、板厚方向に設けられており、
前記第２の等方性光拡散板の前記第３の面が、前記第２の光制御板の前記第２の面側に位置している、
請求項２に記載の複合光制御板。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の複合光制御板と、
互いに離間して配置されており、前記複合光制御板を構成する前記第１の光制御板の前記第１の面に光を供給する複数の光源を有する光源部と、
を備えている、面光源装置。
【請求項５】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、２．７５以上３．２５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝９．６１２０５、β１＝−６３．５６１７１、χ１＝１２６．４８３１６、δ１＝−６１．６１６０４、ε１＝−５３．３６３３０、φ１＝３５．２８７８２、γ１＝−２４．６０２４４であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝−３．５７７１１、β２＝２０．０６３９５、χ２＝−２６．７３１１４、δ２＝−５．５０３０９、ε２＝１７．７７６０２、φ２＝１５．００６５３、γ２＝−１７．５８７４８である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、３．２５以上３．７５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝−０．８５５４９、β１＝１１．０８９８２、χ１＝−３３．５５１４６、δ１＝１８．９９３７３、ε１＝２１．５３５４５、φ１＝−７．５４９３２、γ１＝−１４．７９９７１であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝−４．５１８３６、β２＝２４．０５４２６、χ２＝−２９．９８２８１、δ２＝−９．６５６４７、ε２＝２０．２１７６９、φ２＝２１．６９９１１、γ２＝−２２．４２５８７である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、３．７５以上４．２５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝１．５４４３９、β１＝−３．９００７５、χ１＝−１．８０１１４、δ１＝５．９１９０８、ε１＝１．４１８３７、φ１＝−５．９９２４３、γ１＝１．６２３６４であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝−６．１９６２１、β２＝３０．５６１１３、χ２＝−３５．６３４３３、δ２＝−１２．８９６５４、ε２＝１９．２３０３６、φ２＝３５．１８７８７、γ２＝−３１．０５６４６である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、４．２５以上４．７５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝９．８５４６７、β１＝−３５．６６３３０、χ１＝２８．１１７９３、δ１＝２１．６２８７０、ε１＝−１６．９３５７１、φ１＝−２８．９０６５３、γ１＝２１．４４９４７であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝５．７８１９９、β２＝−１９．５３４７８、χ２＝５．８７８０６、δ２＝２８．３２８１０、ε２＝−３．２５４０８、φ２＝−３０．６１１２１、γ２＝１２．０６８０４である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記第１の光制御板における前記第１の面と前記光源部との距離Ｄと、前記光源同士の間隔Ｌとの比（Ｌ／Ｄ）が、４．７５以上５．２５未満であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ１を示す前記式（４）において、α１＝７．８４４６５、β１＝−３０．５５１４７、χ１＝２８．５６６００、δ１＝１８．０６１７５、ε１＝−２０．６８０３３、φ１＝−２９．３８９１６、γ１＝２６．３９５７５であり、
前記第１の光制御板の断面形状を定義する前記式（３）における前記ｋＩａ２を示す前記式（５）において、α２＝１１．６２６７２、β２＝−３１．７８３９０、χ２＝１．６０７５７、δ２＝３５．９６６０１、ε２＝９．１８７６８、φ２＝−２５．０８９７７、γ２＝−３．６５５５２である、
請求項４に記載の面光源装置。
【請求項１０】
請求項４〜９の何れか１項に記載の面光源装置と、
前記複数の光源から出力され前記複合光制御板を通過した光によって照明される透過型画像表示部と、
を備えている、透過型画像表示装置。
【請求項１１】
一方向に延在すると共に以下に定義される断面形状を有する第２の凸状部が出射面に複数形成されており、複数の前記第２の凸状部が当該第２の凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている第２の光制御板に対し、前記出射面とは反対側の入射面側に設けられる光制御板であって、
光源から出射される光が入射する入射面と、
前記入射面とは反対側の面であって、一方向に延在すると共に以下に定義される断面形状を有する第１の凸状部が複数形成されており、複数の前記第１の凸状部が当該第１の凸状部の延在方向に略直交する方向に並列配置されている凸状部形成面と、
を有しており、
前記第１の凸状部の延在方向が、前記第２の凸状部の延在方向と略平行である光制御板。
第１の凸状部の断面形状：前記第１の凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第１の凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩ軸、当該ｕＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩ軸に直交する軸線をｖＩ軸、当該第１の凸状部のｕＩ軸方向の長さをｗＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩa≦ｕＩ≦０．４７５ｗＩaの範囲において、式（８）
【数８】
〔式（８）において、ｖＩ０（ｕＩ）は、式（９）
【数９】
（式（９）において、ｈＩaは０．３ｗＩa以上１．０ｗＩa以下であり、ｋＩaは式（１０）
【数１０】
を満たす。ここで、ｋＩａ１及びｋＩａ２は、
【数１１】
式（１１）において、α１＝６．０６５６２、β１＝−３２．１５５５７、χ１＝３１．５７１４４、δ１＝２８．４４１１０、ε１＝−６．５６８４８、φ１＝−３７．９６７１８、γ１＝−４７．９６７１０であり、
【数１２】
式（１２）において、α２＝−１．４７４９３、β２＝１３．９６３２１、χ２＝−３２．３４９７４、δ２＝２１．０９６７３、ε２＝１３．６３１９２、φ２＝−１６．７３８１７、γ２＝１．３７３１３である。）
で定義される。〕
を満たしているｖＩ（ｕＩ）で表される形状。
第２の凸状部の断面形状：前記第２の凸状部の延在方向に直交する断面において、当該第２の凸状部の並列方向に対する両端を通る軸線をｕＩＩ軸、当該ｕＩＩ軸上において当該両端の中心を通り当該ｕＩＩ軸に直交する軸線をｖＩＩ軸、当該第２の凸状部のｕＩＩ軸方向の長さをｗＩＩaとしたとき、−０．４７５ｗＩＩa≦ｕＩＩ≦０．４７５ｗＩＩaの範囲において、式（１３）
【数１３】
〔式（１３）において、ｖＩＩ０（ｕＩＩ）は、式（１４）
【数１４】
（式（１４）において、ｈＩＩaは０．４４７ｗＩＩaであり、ｋＩＩaは０．７８９）
で定義される。〕
を満たしているｖＩＩ（ｕＩＩ）で表される形状。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２３０１９９（Ｐ２０１２−２３０１９９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９７５７３（Ｐ２０１１−９７５７３）
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２５日（２０１１．４．２５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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