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【発明の名称】 面状照明装置及びこれを備えた表示装置
【発明者】 【氏名】足立 昌哉

【氏名】檜山 郁夫

【氏名】津村 誠

【氏名】遠藤 秀介
【要約】 【課題】高輝度、かつ薄型で輝度の面内均一性の高い照明装置を提供する。

【解決手段】複数の並列配置した線状光源と、前記光源に沿って配置した導光板と、前記光源及び導光板の上部に配置した光拡散手段と、前記光源の下部に配置した反射手段とを有する照明装置において、導光板の表面は平坦面であり、導光板の裏面は導光板の断面形状が光源から遠ざかるにつれて薄くなるような曲面を含む傾斜面で構成されており、相対的に光源から近い位置と、光源から遠い位置での導光板裏面の傾斜角度をそれぞれθｎ１とθｆ１とした場合、θｎ１≧θｆ１の関係を満足し、かつ導光板の最も薄くなる位置での導光板裏面の傾斜角度を０度とした照明装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源の長手方向両側に沿って配置した複数の導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記導光板における前記光拡散手段と向い合う面は平坦面であり、前記導光板における断面形状は光源から遠ざかるにつれて薄くなる曲線を形成する傾斜面を含んで構成されており、相対的に光源から近い位置と、光源から遠い位置での導光板表面の導光板裏面に対する傾斜角度をそれぞれθｎ２とθｆ２とした場合、θｎ２≧θｆ２の関係を満足し、かつ前記導光板における前記最薄部での前記導光板表面の傾斜角度が実質的に０度となる照明装置。
【請求項２】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源を収納する複数の溝を有する導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記導光板における前記光拡散手段と向い合う面は平坦面であり、前記導光板における断面形状は光源から遠ざかるにつれて薄くなる曲線を形成する傾斜面を含んで構成されており、相対的に光源から近い位置と、光源から遠い位置での導光板表面の導光板裏面に対する傾斜角度をそれぞれθｎ２とθｆ２とした場合、θｎ２≧θｆ２の関係を満足し、かつ前記導光板における前記最薄部での前記導光板表面の傾斜角度が実質的に０度となる照明装置。
【請求項３】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源の長手方向両側に沿って配置した複数の導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記導光板における前記光拡散反射手段と向い合う面は平坦面であり、前記導光板における断面形状は光源から遠ざかるにつれて薄くなる曲線を形成する傾斜面を含んで構成されており、相対的に光源から近い位置と、光源から遠い位置での導光板表面の導光板裏面に対する傾斜角度をそれぞれθｎ２とθｆ２とした場合、θｎ２≧θｆ２の関係を満足し、かつ前記導光板における前記最薄部での前記導光板表面の傾斜角度が実質的に０度となる照明装置。
【請求項４】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源を収納する複数の溝を有する導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記導光板における前記光拡散反射手段と向い合う面は平坦面であり、前記導光板における断面形状は光源から遠ざかるにつれて薄くなる曲線を形成する傾斜面を含んで構成されており、相対的に光源から近い位置と、光源から遠い位置での導光板表面の導光板裏面に対する傾斜角度をそれぞれθｎ２とθｆ２とした場合、θｎ２≧θｆ２の関係を満足し、かつ前記導光板における前記最薄部での前記導光板表面の傾斜角度が実質的に０度となる照明装置。
【請求項５】前記光源に隣接する側面部の高さをｈ１２とし、前記導光板に隣接する側面部における前記反射板に近い端部側から前記導光板の最薄部における導光板の表面までの高さをｈ１２とした場合、ｈ１２／ｈ２２≧０.７５ である請求項１又は３記載の照明装置。
【請求項６】前記導光板における前記光源を収納する溝の側面部の深さをｈ２２とし、前記導光板における前記光源を収納する溝の端部から前記導光板の最薄部における導光板の表面までの高さをｈ１２とした場合、ｈ１２／ｈ２２≧０.７５ である請求項２又は４記載の照明装置。
【請求項７】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源を収納する複数の溝を有する導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と、前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記光拡散手段の前記導光板に向い合う側と反対側に設けられる光路変換手段と、を有する照明装置。
【請求項８】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源の両側に前記光源の長手方向に沿って配置した導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる第１の光拡散手段と、前記光源と、前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記光拡散手段の前記導光板に向い合う面との反対側に設けられる光路変換手段と、を有する照明装置。
【請求項９】前記光路変換手段は、断面形状が波形である曲面と、平滑面と、を有するプリズムシートであり、前記断面に対する長手方向と、前記光源の軸方向とが平行である請求項７記載の照明装置。
【請求項１０】二以上の線状又は棒状の光源を一組の組光源とし、並列に配置される複数の組光源と、前記組光源を収納する複数の溝を有する導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と、前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置。
【請求項１１】二以上の線状又は棒状の光源を一組の組光源とし、並列に配置される複数の組光源と、前記組光源の両側に前記組光源の長手方向に沿って配置した導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と、前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置。
【請求項１２】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源を収納する複数の溝を有する導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる第１の光拡散手段と、前記光源と、前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記第１の光拡散手段の前記導光板に向う側と反対の側に間隙を設けて配置される第２の光散乱手段と、を有する照明装置。
【請求項１３】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源の両側に前記光源の長手方向に沿って配置した導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる第１の光拡散手段と、前記光源と、前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記第１の光拡散手段の前記導光板に向う側と反対の側に間隙を設けて配置される第２の光散乱手段と、を有する照明装置。
【請求項１４】前記導光板には、該導光板を構成する材料と屈折率の異なる微粒子が分散混入されている請求項１記載の照明装置。
【請求項１５】並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、前記光源の長手方向両側に沿って配置した導光板と、前記導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、前記導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、前記光源と、前記光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、前記導光板は断面形状が楔型の板状部材を積層したものである照明装置。
【請求項１６】光の透過率を調整する表示パネルと、該表示パネルに光を供給する照明装置と、を有する表示装置であって、前記照明装置は請求項１記載の照明装置であり、前記照明装置における前記棒状光源の長手方向が、前記表示パネルの長辺方向と略平行である表示装置。
【請求項１７】光の透過率を調整する表示パネルと、該表示パネルに光を供給する照明装置と、を有する表示装置であって、前記照明装置は請求項１記載の照明装置であり、前記表示パネルの走査に応じて前記照明装置における光源を制御する制御手段を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は透過光量を調節して画像を表示する表示装置における照明装置及びこれを用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に用いられる表示装置はＣＲＴ(Cathode Ray Tube)，ＰＤＰ(PlasmaDisplay Panel）等を代表とする発光型の表示装置と、液晶表示装置，ＥＣＤ(Electrochromic Display），ＥＰＩＤ(Electrophoretic Image Display)等を代表とする非発光型の表示装置とに大別できる。
【０００３】そして、一般的な非発光型の表示装置は、光の透過率を調節する表示パネル（例えば液晶パネル）と、表示パネルの背面に備えられ、この表示パネルに光を照射する照明装置と、を有している。即ち、表示パネルが照明装置から照射される光の透過光量を調整することで画像表示を行っているのである。故に照明装置は画像表示において非常に重要な意味を持つ。
【０００４】また、非発光型の表示装置における照明装置には、エッジライト方式（導光板方式），直下方式（反射板方式），面状光源方式等がある（液晶ディスプレイ技術ｐ２５２−２５６ 産業図書株式会社 発行日１９９６年１１月８日，フルカラー液晶表示技術 ｐ２０１−２０２ 株式会社トリケップス 発行日１９９０年２月２６日）。尚、中型以上の液晶表示装置に対しては主にエッジライト方式と、直下方式が用いられている。
【０００５】さらに近年、上記エッジライト方式と直下方式を組み合わせた方式（以下、「ハイブリッド方式」という。）も提案されてきている。
【０００６】図２８及び図２９は従来例のハイブリッド方式の照明装置を示している。この一般的な構成について、図２８の例を用いて説明する。ハイブリッド方式の照明装置は主に、反射板４５０と、反射板４５０上に並列配置される複数の光源110a〜１１０ｃと、光源の長手方向に沿って配置される複数の導光板２９０ａ〜290dと、光源の直上部に配置される半透過反射手段６０５ａ〜６０５ｃと、光が出射される側の面全体に配置される光拡散手段７４０とを有して構成される。この構成により、ハイブリッド方式は直下方式と同様、光源の数を増やすことで大画面化及び高輝度化を実現でき、かつ、導光板により輝度の面内分布の均一性をも維持できる。よってハイブリッド方式は、直下方式よりも光の輝度が均一な照明装置を、エッジライト方式よりも高輝度な照明装置を、容易に実現できる。尚、このようなハイブリッド方式の照明装置に関する技術には、例えば特開平２−２０８６３１号公報，特開平３−２１４１９１号公報，特開平４−３３８７２３号公報，特開平９−２８２９２１号公報，特開平１１−１４９０７３号公報がある。
【０００７】ところで、このような照明装置と液晶パネルから構成される液晶表示装置では動画を表示すると画像がぼやけて見えるという課題を有している。これは液晶パネルの画像表示速度、すなわち液晶の応答速度が数十ｍｓと遅いこと、及び液晶表示装置が１フレーム内で同じ画像を表示し続ける、いわゆるホールド型と呼ばれる表示方式であるために生じるといわれている（Ishiguro et al，信学技報，ＥＩＤ９６−４，ｐｐ.１９−２６（１９９６））。ここでいう１フレームは映像信号の１周期の時間のことを意味する。このホールド型の表示による動画の画質劣化のメカニズムは以下の通りに説明される。実像では例えば動く物体は時々刻々と動き続け、同じ位置に留まることがない。これに対してホールド型の表示では動く物体であっても１フレームの間は同じ位置に表示され続けるため、１フレーム中のある瞬間には正しい位置にある画像を表示するが、別の瞬間には実際とは異なる画像が表示され続けることになる。人間の目はそれらを平均化して認知するため画像がぼやけてしまう。この問題に対しては照明装置を点滅させることである瞬間のみ画像を表示し、上記のような平均化による画像のぼやけを無くして動画の画質を向上するという技術が報告されている（k.Sueoka et al, IDRC'９７ ｐｐ２０３−２０６（１９９８））。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般にテレビ用の表示装置では、ダイナミックな映像を実現するために少なくとも４００ｃｄ／ｍ2 以上のピーク輝度が必要とされる。そのため非発光型の表示装置たる液晶表示装置でこのような輝度を実現する場合、照明装置が５０００〜８０００ｃｄ／ｍ2 以上の高い輝度を有する必要がある。これは、解像度や表示モード等により異なるが液晶パネルの透過率は一般に５〜８％程度であることを考慮しなければならないからである。そして５０００ｃｄ／ｍ2 以上の輝度をハイブリッド方式の照明装置で実現するには、現在主流である光源として冷陰極管（冷陰極蛍光ランプ）を用いること、かつ光源の長寿命化を考慮して管電流を５〜６ｍＡとすると、並列配置する光源の間隔を数十mm（数cm）程度とする必要がある。これは光源の本数の更なる増加を必要とすることを意味し、従来の導光板による光の均一化では解決できない課題を残す若しくは発生させることとなる。この課題について以下、説明する。
【０００９】従来のハイブリッド方式の照明装置は導光板が平板状である照明装置と、導光板の断面形状が楔型の板状部材を有する照明装置に大別することができる。図２８及び図２９は従来のハイブリッド方式の照明装置における概略構成図（一部断面）であり、導光板が平板上のものと楔型のもののそれぞれを示している。
【００１０】図２８は平板上の導光板２９０ａ〜２９０ｄが平板状である場合を示し、図２９は導光板２９０ａ〜２９０ｄが楔型である場合を示している。尚、図２９における楔型の導光板２９０ｂ，２９０ｃは、厚さが薄い端面どうしで突き合わされている。
【００１１】まず、平板上の導光板を有する照明装置における課題について説明する。
【００１２】図２８に例示するよう、導光板が平板状であると、光源（ここでは図中光源１１０ａに着目する）から出射して導光板に入射する光の一部（例えば図中光１０１０）は、隣りの光源（ここでは図中光源１１０ｂ）側へ漏れる。そして漏れた光の一部は隣の光源の蛍光体等により吸収又は散逸等され、照明光として利用できなくなる、即ち損失となる。従って、導光板が平板状の場合、光源から出射した光のうち照明光として利用できる光の割合（以下、光源光の利用効率）が小さいため高い輝度を得にくいという課題が残っている。尚、この課題は光源の間隔が狭いほど顕著となるため、高輝度のために光源の間隔を数十mm程度とする必要があるテレビ用途等の液晶表示装置の照明装置においては特に顕著となり、無視できない。
【００１３】次に楔型の導光板を有する照明装置における課題について説明する。
【００１４】図２９に示す導光板の断面形状が楔型の板状部材を突き合わせた形状である照明装置では、図２８の照明装置に比べて隣の光源による光の損失が減少するため、平板状の導光板を有する照明装置より高い輝度を得ることができる。しかし、導光板が最も薄くなる部分１０００２（以下、最薄部）においては、導光板の裏面形状が不連続部分を有するため、当該不連続部分に対応した輝線が発生し、輝度の面内分布の均一性が低下するという課題を有する。更に、導光板から出射する光の進行方向の分布は導光板の最薄部１０００２を境に異なっているため、それに伴い照明装置から出射する照明光の進行方向の分布も異なることになる（照明光１００２及び照明光１００３参照）。つまり、斜め方向から観察する観察者５０００ａ，５０００ｂには、導光板の最薄部１０００２、及び光源の直上部を境にして交互に明暗が繰り返すいわゆる輝度むらが視認されてしまうという課題を有している。
【００１５】即ち、従来のハイブリッド方式の照明装置ではテレビ用途に好適な液晶表示装置を実現するような高輝度と、輝度の面内均一性の両立についての考慮がなされておらず、その両立の現実が困難であった。
【００１６】以上、本発明の目的の主なものの一つは、テレビ用途にも対応しうる高輝度、かつ面内輝度の均一性が高い薄型の照明装置、及びこれを用いた表示装置を提供することにある。
【００１７】ところで、テレビ用途の表示装置では動画表示の性能も重要となる。上記の通り、ホールド型の表示を行う液晶表示装置の動画の画質劣化を抑制する方法として照明装置を点滅する方法がある。しかし、この方法は液晶パネルの全面に画像データを送り、液晶パネルの表示面全面の液晶が応答した後に、照明装置を点灯する必要があるため、液晶の応答時間が著しく小さい必要がある。例えば１フレームの時間を１６.６ｍｓ とし、液晶パネルの表示面全面を走査するのに９ｍｓかかる場合、液晶の応答時間は７.６ｍｓ 未満でなければ照明装置の点灯時間が設けられず、表示装置を成立させることができない。
【００１８】本発明の他の目的は上記実状に鑑みなされたもので、その目的は動画の画質劣化を抑制し、違和感の無い動画表示ができる液晶表示装置を実現することにもある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本願発明の照明装置の一つの見方によると、並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、光源の長手方向両側に沿って配置した導光板と、導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、導光板の光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、光源と光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、導光板における光拡散手段と向い合う面は平坦面であり、導光板における導光板の断面形状は光源から遠ざかるにつれて薄くなる曲線を形成する傾斜面で構成されており、相対的に光源から近い位置と、光源から遠い位置での導光板表面の導光板裏面に対する傾斜角度をそれぞれθｎ２とθｆ２とした場合、θｎ２≧θｆ２の関係を満足し、かつ導光板における最薄部での導光板表面の傾斜角度が実質的に０度とすることで、高輝度と、輝度の面内均一性の両立を図ることができる照明装置を提供することができる。
【００２０】また、他の見方によると、並列に配置される複数の線状又は棒状の光源と、光源の長手方向両側に沿って配置した導光板と、導光板のいずれか一方の面側に設けられる光拡散反射手段と、導光板の前記光拡散反射手段と向い合う面と反対の面側に設けられる光拡散手段と、光源と光拡散手段との間に設けられる半透過反射手段と、を有する照明装置であって、導光板は断面形状が楔型の板状部材を積層したものとすることで、隣の光源へ漏れた光が隣の光源の蛍光体などで吸収されて損失となることを抑制でき、高輝度と、輝度の面内均一性の両立を図ることができる照明装置を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら幾つかの実施例をもとに説明する。
（実施例１）図１は本発明の照明装置の一部断面を示す概略斜視図である。また、図２及び図３は本発明の照明装置の一部概略断面図である。
【００２２】まず図１を用いて概要を説明する。実施例１に係る照明装置は、光の透過光量を調節して画像を表示する表示パネル（図示せず）の背面に配置され、背面から表示パネルに光を入射させる。尚、表示パネルとして、長寿命でかつマトリクス表示が可能な液晶パネルを用いることは有用である。
【００２３】照明装置１は、並列配置した線状または棒状の光出射部を有する複数の光源１００(図１中１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ)と、複数の光源１００を収納する複数の溝を有する導光板２００と、導光板２００の裏面に設けた光拡散反射手段３００と、複数の光源１００の直上部にそれぞれ配置した複数の半透過反射手段６００（図１中６００ａ，６００ｂ，６００ｃ，６００ｄ）と、導光板２００の表面側に光出射側の面全体を覆うように配置した第１の光拡散手段７００と、第１の光拡散手段７００と一定の間隙を設けて配置した第２の光拡散手段７１０と、第２の光拡散手段７１０の上に配置した光路変換手段８００と、第３の光拡散手段７２０と、光源１００の背面に配置した反射手段４００と、フレーム５００とを有して構成される。（なおこれ以降、線状又は棒状の光源を単に「棒状光源」として表現する。）次に図２を用いて説明する。
【００２４】光源１００は小型，高発光効率，低発熱といった条件を満たすものを用いると良く、例えば冷陰極管や熱陰極管等の蛍光ランプ、あるいはＬＥＤ(LightEmitting Diodes)を複数個整列配置したもの、あるいはＬＥＤと棒状の導光手段を用いて線状の光出射部を構成したものを使用することができる。実施例１では管径φ２.６mmの冷陰極蛍光ランプを４本用い、これらのピッチＰを６１.４mmとした。尚、表示パネルとしてカラー液晶パネルを用いた場合は、光源の発光ピーク波長を当該液晶パネルにおけるカラーフィルタの透過スペクトルに対応させると良い。また、光源１００は電源装置及び制御手段（図示せず）に接続されており、これらにより光源の点等、点滅が制御される。冷陰極蛍光ランプを用いる場合には、直流電源装置と光源との間にインバーター回路を介しておくとよい。
【００２５】導光板２００は可視光に対して透明な板状部材によって構成され、その裏面側には光源１００を収納する溝を複数有する。導光板２００の表面２０１は平坦面であるが、裏面２０２はその断面形状が光源から遠ざかるにつれて薄くなる曲面（若しくは傾斜面）を有している。
【００２６】また、導光板における裏面２０２の傾斜角度（導光板の表面２０１に平行な面と、導光板における裏面２０２の傾斜とがなす角度）は、光源に近い部分から遠ざかるに従って連続的に小さくなり、かつ導光板が最も薄くなる位置１００００（導光板の溝部を除く。また、以下この部分を単に「最薄部」という。）において、傾斜角度が実質的に０度となっている。尚この場合、一部領域に導光板の裏面２０２の傾斜角度が等しい領域があっても良い。別言すれば、任意の二点をとり、相対的に光源に近い部分の傾斜角度をθｎ１、光源から遠い部分の傾斜角度をθｆ１とした場合、θｎ１≧θｆ１の条件が満たされるようにすればよい。
【００２７】次に図３を用いて溝と導光板の厚さとの関係について説明する。
【００２８】導光板２００における光源を収納する溝の側面部の導光板裏面側の下端から導光板の最薄部１００００における導光板の裏面までの高さをｈ１とし、導光板２００の溝の側面の高さをｈ２とすると、実施例１の照明装置ではｈ１／ｈ２の値が０.７５ となっている。尚、後述する理由から、本願発明の効果をより奏するために、ｈ１／ｈ２の値が０.７５以上であることは更に望ましい。
【００２９】次に本実施例の導光板２００について、図１乃至図３を考慮に入れつつ図４を用いて詳細に説明する。
【００３０】図４は本発明の照明装置に係る導光板２００の一部断面図であり、導光板の端部近傍の概略構成図である。
【００３１】導光板２００の外形寸法を３１７.７mm×２４５.６mmとし、最大厚さｔ２を５.０mm としている。この導光板の外形寸法は表示領域の対角寸法が３８cmの表示装置に対応するものである。また、導光板２００には光源を収納する溝部が６１.４mm のピッチで４つ形成してある。
【００３２】尚、光源として冷陰極蛍光ランプを用いる場合、過度の温度上昇による輝度低下の抑制や、光源１００からの出射光の導光板２００への入射効率を高めるために溝の大きさは光源よりも大きくすることが望ましい。具体的には光源と導光板との間には０.７〜１.０mm以上の隙間を設けると良い。実施例１では光源であるφ２.６mm の冷陰極蛍光ランプに対応させるため、溝の高さ（入光面高さ）ｈ２が４.０mm 、幅Ｗ１が４.６mm である矩形の溝を設け、溝の中央部に光源を配置している。従って、導光板２００の光源に挟まれない領域では入光面（例えば２１０ｃ）から導光板の端部２０３までの幅Ｗ３は２８.４mm となる。
【００３３】また、導光板２００の裏面形状は以下の通りである。導光板２００の入光面（導光板の光源を収納する溝の側面）から距離Ｗ２＝１４.２mm までの範囲は傾斜角度を約８度で一定とし、この位置よりも入光面から離れた領域は半径Ｒ＝１０１.３mmの曲面とした。従って、本構成では光源の中心位置から３０.７mm離れた位置が導光板２００の最薄部１００００となる。また、導光板２００の端部（図４では２０３）と、導光板２００の最薄部１００００においては導光板裏面の傾斜角度が０度であり、厚さｔ１は２mmである。
【００３４】導光板２００の材料としては可視光に対して透明な樹脂を用いれば良く、従来のエッジライト方式の導光板に主に用いられているアクリル樹脂や、非晶性オレフィン樹脂を用いることができる。実施例１では導光板の形状が従来のエッジライト方式の導光板よりも複雑となるので、アクリルよりも成形時の流動性が高いＣＯＰ（シクロオレフィンポリマ）を用いることは成形の際における歩留まり向上に有効である。このような樹脂は製品名ゼオノアとして日本ゼオンから市販されている。また、ＣＯＰはアクリルよりも吸湿性が低いので、実施例１のように厚さの変化が大きい導光板の場合には吸湿によるそりの発生が抑制できるという効果を有する。さらに、アクリルより密度が２０％低いため軽量化できるといった特長もある。尚、現状では、ＣＰＯには若干黄色がかかるという問題がある。この問題はサイドライト方式のように導光板に入射した光が照射対照（例えば液晶パネルの画面）の大きさに対応するような長い距離を伝播する場合には無視できない。しかし、本願発明の照明装置では、導光板に入射した光の大部分が導光体から出射するまでの伝播距離が光源のピッチの１／２程度と身近いため導光板の材質の影響を受け難い。つまり、若干黄色見がかるという問題が小さくなるという効果がある。
【００３５】また、本願明細書及び図面においては溝の形成される面と曲面の形成される面とを同一として記載している。しかし、実施例の効果を奏する限りにおいて、溝の形成される面と曲面の形成される面は必ずしも同一でなくてもよく、お互いを反対の面に設ける構成としてもよい。
【００３６】次に、導光板２００の溝部以外の裏面２０２に設けられる光拡散反射手段300について説明する。
【００３７】光拡散反射手段３００は導光板２００内を伝播する光の反射角度を変えて、導光板の表面２０１から光を外部に出射させる機能を有するものである。光拡散反射手段３００としては導光板の裏面２０２に白色顔料インク等の光拡散手段をパターニングし、或いは導光板裏面２０２に傾斜面を有する多数の微細な凹凸面や段差からなる光拡散手段を形成し、その背面に高分子フィルム等の支持基材に反射面を形成した反射シートを配置することにより実現できる。実施例１では以下、光拡散反射手段３００として導光板の裏面２０２の全面に反射シートを透明な粘着剤により直接貼り付けた場合を説明するが本願発明はこれに限定されるものではない。
【００３８】また、光源１００を配置するための溝部の直上部分に設けられる半透過反射手段６００についても説明する。
【００３９】半透過反射手段６００（図４においては６００ｄ）は光源１００からの出射光のうち、上に向かう光の一部を透過し、残りを反射して導光板２００の溝の側壁、つまり導光板の入光面へ向わせる機能を有する。また、半透過反射手段６００は光源から光源直上部へ出射する強い光を遮断し、光源直上部に輝線が発生することを抑制して、輝度の面内均一性を向上する機能も有する。このため、半透過反射手段６００の透過率は光源の光強度を考慮し、反射率よりも低く設定するとよい。尚、透過光は透過する際に散乱されることが輝度の面内均一性を向上するうえでより望ましい。また、さらに光の利用効率を高めるため半透過反射手段６００は光の吸収が出来るだけ少ない材料を用いることも望ましい。具体的には透明基材中に空気、あるいは屈折率の異なる微細な透明体や白色顔料等を混入することで半透過反射手段の機能を実現したものや、透明支持基材上に白色顔料をコートしたもの、或いは直接導光板の光源直上部に白色顔料を塗布、あるいは印刷したものを用いることが考えられる。尚、白色顔料を塗布、或いは印刷する場合は、輝度の面内均一性を高めるために光源の直上部では白色顔料を厚く、あるいは濃度を高く、あるいは隙間なく塗布もしくは印刷し、光源から離れるに従い白色顔料の厚さ，濃度、あるいは被覆面積を連続的に低くすることも有用である。半透過反射手段６００の具体的材料として、実施例１では反射率８６％のPET（ポリエチレンテレフタレート）からなるシート（製品名ＲＦ７５，ツジモト電機製）を用いている。尚、実施例１では幅４.６mm の短冊状にして導光板溝部の光源直上部に配置した場合を説明するが、本願発明はこれに限定されるものではない。再び図３にもどり、説明する。
【００４０】光源１００の裏側には反射手段４００が配置される。反射手段４００は光源１００からの出射光を反射して、導光板２００の溝の側壁、すなわち導光板の入光面から導光板へ入射する光量を増大させる機能を有する。反射手段４００としては、高い反射率を有する反射面を樹脂板、或いは高分子フィルム等の支持基材上に形成したものを用いることができる。反射面は支持基材上にアルミニウム，銀等の反射率の高い金属薄膜を蒸着法、或いはスパッタリング法等により成膜したもの、或いは支持基材上に増反射膜となるように誘電体多層膜を形成したもの、或いは支持基材上に白色顔料をコートしたもの等を用いることができる。また、屈折率の異なる透明媒体を複数層積層することで反射手段として機能するようにしたものを用いてもよい。実施例１では反射手段４００として支持基材フィルム上に拡散反射層を積層形成した反射シート（製品名レフスター，三井化学株式会社製）を用いた。
【００４１】導光板２００の表面２０１にはその全面を覆うように第１の光拡散手段７００を配置する。第１の光拡散手段７００は導光板２００から出射する光の出射角度分布、及び輝度の面内均一性を均一化するための手段である。第１の光拡散手段７００としてはＰＥＴ，ＰＣ（ポリカーボネート）等の透明な高分子フィルムの表面に凹凸を形成したもの、或いは高分子フィルムの表面に透明媒体と屈折率の異なる透光性の微粒子を混合させた拡散層を形成したもの、或いは板もしくはフィルム内部に気泡を混入して拡散性を持たせたもの、或いはアクリル樹脂等の透明部材中に白色顔料を分散させた乳白色部材等が使用できる。実施例１では第１の光拡散手段として基材フィルムとしてＰＥＴを用いた拡散シート（製品名D121，ツジモト電機製）を２枚導光板２００上に配置した場合を述べるが本願発明はこれに限定されるものではない。
【００４２】第１の光拡散手段７００の上には後述する理由から一定の間隙Ｓ１を設けて第２の光拡散手段７１０を配置している。第２の光拡散手段７１０は第１の光拡散手段７００と同じく光の出射角度分布及び輝度の面内均一性を均一化するための手段である。このため、第１の光拡散手段と同様、第２の光拡散手段７１０としてはＰＥＴ，ＰＣ等の透明な高分子フィルムの表面に凹凸を形成したもの、或いは高分子フィルムの表面に透明媒体中に透明媒体とは屈折率の異なる透光性の微粒子を混合した拡散層を形成したもの、或いは板もしくはフィルム内部に気泡を混入して拡散性を持たせたもの、或いはアクリル樹脂等の透明部材中に白色顔料を分散させた乳白色部材等が使用できる。第２の光拡散手段７１０は、第１の光拡散手段７００との間に一定の距離の空隙を保って配置するため、別に支持部材を設けることが望ましいが、それ自体に剛性がある光拡散手段を用いて支持部材を兼用しても良い。このような光拡散手段としては厚さ数mmのアクリル樹脂等からなる板状の光拡散手段を用いることができる。具体的には製品名CLALEX DR−IIIＣ(日東樹脂工業株式会社製）等を用いることができ、その際、たわみ量を小さくすることと、照明装置の薄型化及び軽量化とを鑑みて厚さ２mmのものを用いると良いであろう。尚、これとは別に支持部材として透明なアクリル樹脂板を用い、その上に拡散シートを積層することで第２の光拡散手段７１０を構成しても良い。実施例１では第２の光拡散手段として基材フィルムとしてＰＥＴを用いた拡散シート（製品名Ｄ１２１，ツジモト電機製）を用い、これを支持部材としての厚さ２mmの透明アクリル樹脂板の上に積層配置した場合を説明する。また、実施例１では第１の光拡散手段７００と第２の光拡散手段７１０の間隙Ｓ１を９mmとするが、本願発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】第２の光拡散手段７１０の上には光路変換手段８００を配置する。光路変換手段８００は導光板２００から出射し、第１の光拡散手段７００及び第２の光拡散手段７１０を通過した光の進行方向を揃える機能を有するもので、少なくとも光源１００の長手方向と直交する方向での光の進行方向を正面方向へ揃える機能を有する。このような機能を実現する手段としては、特開平１−３７８０１号公報（発明名称：照明パネル）に記載されている、その両面が平滑面と波形面で構成される透明シートも用いることができる。実施例１では図３に例示する通り、光路変換手段８００として導光板２００側の面が平滑面、もう一方の面が波形面で構成される透明シートを一枚用いる場合を説明する。このような透明シートは３Ｍ社（米国）から製品名ＲＢＥＦ，ＢＥＦIII ，ウェーブフィルムといった名称で市販されており、本願発明の光路変換手段として好適である。実施例１では光路変換手段８００として波形面を構成するプリズムの平均ピッチが５０μｍ、プリズムの角度が９０度、プリズム先端を半径８μｍで丸めたものを使用し、プリズムの長手方向を光源１００の長手方向と略一致させて配置した。尚、光路変換手段８００の具体的な作用効果については後に詳述する。
【００４４】光路変換手段８００の上には第３の光拡散手段７２０が配置される。第３の光拡散手段７２０は光路変換手段８００を通過した光の出射角度分布及び輝度の面内均一性を向上するための手段である。また、光路変換手段８００として用いられるシートは非常に傷が付きやすいため、第３の光拡散手段７２０は光路変換手段８００の保護層としても機能する。第３の光拡散手段７２０には第１及び第２の光拡散手段と同様、ＰＥＴ，ＰＣ等の透明な高分子フィルムの表面に凹凸を形成したもの、或いは高分子フィルムの表面に透明媒体中に透明媒体とは屈折率の異なる透光性の微粒子を混合した拡散層を形成したもの、或いは板もしくはフィルム内部に気泡を混入して拡散性を持たせたもの、或いはアクリル樹脂等の透明部材中に白色顔料を分散させた乳白色部材等が使用できる。実施例１では第３の光拡散手段７２０として基材フィルムにＰＥＴを用いた拡散シート（製品名D117，ツジモト電機製）を配置する場合を述べるが本発明はこれに限定されるものではない。
【００４５】フレーム５００は照明装置１を構成する導光板，光拡散手段，光路変換手段等を支持固定する機能を有するもので金属や、樹脂等で構成される。
【００４６】次に実施例１の照明装置の動作について図５を用いて説明する。図５は本発明の照明装置の一部断面を示す概略構成図である。
【００４７】光源１００(例えば図５では１００ａ，１００ｂ)から出射した光は直接、または反射手段４００等で反射した後、導光板２００の入光面、つまり導光板２００の溝の側面（図５では２１０ａ，２１０ｂ）から導光板へ入射する。尚、光源１００から出射した光のうち半透過反射手段６００（例えば図５では６００ａ，６００ｂ）に至った光については、一部が半透過反射手段６００を透過し、残りが反射して直接、或いは光源１００や反射手段４００を介して導光板２００へ入射する。
【００４８】導光板２００に入射した光は導光板の表面２０１と、導光板の裏面２０２及びこれに設けた光拡散反射手段３００で反射を繰り返ししながら導光板２００内を伝播する。そして導光板の裏面２０２に設けた光拡散反射手段３００で反射した光のうち、導光板の表面２０１に全反射の条件からずれた角度、つまり臨界角以下の角度で入射した光は導光板の表面２０１から出射する。導光板の表面２０１から出射した光は第１の光拡散手段７００及び第２の光拡散手段７１０で輝度の面内分布、及び光の進行方向の均一性を高められた後、光路変換手段８００に入射する。光路変換手段８００に入射した光はその進行方向が揃えられた後、第３の光拡散手段７２０を通過して照明装置１から出射する。尚、光源１００から出射し、半透過反射手段６００を透過した光は導光板２００，第１の光拡散手段７００，第２の光拡散手段７１０，光路変換手段８００、及び第３の光拡散手段７２０を通過する際、輝度の面内分布、及び光の進行方向の均一性を高められ、照明装置１から出射する。
【００４９】ここで、本願発明に係る光路変換手段８００の効果について詳述する。図５に示す通り、導光板の厚さを光源から遠ざかるにつれて薄くしたハイブリッド方式の照明装置では導光板２００の表面２０１から出射した光の主たる進行方向が光源の長手方向と直交する方向に関しては導光板の最薄部１００００及び光源100の直上部を境にして異なる。このため光の進行方向を揃えなければ斜め方向から観察した際に導光板の最薄部１００００、及び光源１００の直上部を境にして交互に明暗が繰り返す輝度むらが発生するという課題を生じる。勿論、光拡散手段によって導光板から出射した光の進行方向はある程度均一化されるが、光の進行方向を光拡散手段のみで揃えるためには光拡散性能の高いもの（例えばヘイズ値がより高いもの）を用いる必要がある。しかし、一般に光拡散性が高い光拡散手段を用いると、透過率が低くくなるため照明装置の輝度が低下するという別の問題を生じてしまう。そこで、本願発明では輝度をできうる限り低下することなく斜め方向から観察した際の輝度むらを防止するために、異なる進行方向を有する光の進行方向を揃える手段として新たに光路変換手段８００を備えているのである。
【００５０】図７及び図８は本願発明の効果について具体的に説明するためのグラフである。図７及び図８の横軸は光の進行方向、つまり照明装置から出射する光の角度（出射角度）を示し、縦軸が輝度値を出射角度０度の場合の輝度値で正規化した相対輝度を示す。尚、図６は輝度の測定位置の説明図であり、輝度は図６に示した位置Ｂ１，Ｂ２において測定している。位置Ｂ１，Ｂ２は導光板２００の最薄部１００００からそれぞれ１０mmだけ離れた位置であり、測定角度は光源の長手方向と直交する方向の俯角（＋α、及び−α）に対して行った。以下、図７及び図８を用いて説明する。
【００５１】図７は実施例１に係る照明装置における測定結果であり、図８は実施例１に係る照明装置ではあるが、光路変換手段８００がない場合の測定結果である。図８では、導光板、光拡散手段等により光の均一性が改善されているものの、光路変換手段を配置しないので、光の出射角度と輝度の分布の関係が測定位置により異なる。即ち最大輝度を得ることができる光の出射角度が正面方向(出射角度０度)とずれている。これは斜め方向から観察した際に輝度むらが発生することを意味する。しかし、図７の本願発明の照明装置では光の出射角度と輝度の分布の関係が測定位置によらず一致している。これは斜め方向から観察しても輝度むらが観察されないことを意味する。つまり、光路変更手段によって、ハイブリッド方式の照明装置の課題である斜め方向から観察した際の輝度むらを輝度の低下を招くことなく防止できる。尚、光路変換手段８００として上記部材を用いた場合、正面（出射角度０度）の輝度は光路変換手段を用いない場合の約１.３ 倍になった。つまり、本願発明の照明装置は光路変換手段８００を用いることで斜め方向から観察した際の輝度むらの防止、及び輝度の向上ができるという効果がある。尚、本実施例では光路変更手段として、導光板２００側の面が平滑面であり、もう一方の面が波形面で構成される透明シートを一枚用いている。また、導光板200と光路変換手段８００との間に光拡散手段が配置され、光路変換手段に入射する光の主たる進行方向を１０〜３０度と調整することとしたので、光路変換手段は効率良く機能した。また、本実施例とは別に光路変換手段として導光板２００側の面が波形面であり、もう一方の面が平滑面で構成される透明シートを用いても良い。この場合は、導光板と光路変換手段との間に光拡散手段を配置せず、導光板２００から出射する光の主たる進行方向に合わせて、波形面を構成するプリズムの頂角を決定すれば良い。また、波形面を構成するプリズムの頂角を面内で異なるようにして機能を最大に発揮できるようにしても良い。
【００５２】本発明の照明装置に係る光拡散手段の効果についても詳細に説明する。一般に照明装置における輝度の面内分布の均一性を向上するには光源や導光板の上に配置する光拡散手段の光拡散性能を高くする（例えばヘイズ値を高くする）、もしくは光源や導光板と光拡散手段との距離を大きくするということが考えられる。しかし、前者は光拡散手段の透過率が低下し、照明装置の輝度が低下するという別の問題を生じ、後者は照明装置全体が厚くなるという問題を生じる。これに対して我々は鋭意検討した結果、光源や導光板の上部に配置する光拡散手段を少なくとも２層に分離し、分離した一方の光拡散手段を導光板上に配置し、他方を導光板上に配置した光拡散手段とは一定の間隙を保って配置することで、同じ性能の光拡散手段を連続して積層配置した場合よりも輝度の面内分布が均一になることを見出した。
【００５３】図９は実施例１における照明装置の輝度の分布を示すグラフである。このグラフは図１のＡ−Ａ'で示す位置の輝度を示し、横軸が位置、縦軸が各位置の輝度値を中央位置の輝度値で正規化した相対輝度を表す。また、図９には比較例として第１の光拡散手段と第２の光拡散手段を導光板２００から間隙Ｓ１＝９mm離れた位置に積層配置した場合を併記する。
【００５４】図９から明らかな通り、本発明の照明装置では導光板２００の上部に配置する光拡散手段を複数層に分離し、分離した一方の光拡散手段を導光板２００上に配置し、他方を導光板上に配置した光拡散手段とは一定の間隙を保って配置することで、同じ性能の光拡散手段を連続して積層配置した場合よりも均一な輝度分布が得られることがわかる。従って、同じ厚さであれば輝度の面内分布がより均一な照明装置が実現でき、輝度の面内分布の均一性が同じであればより薄い照明装置が実現できるという効果がある。尚、分離した光拡散手段の間隙Ｓ１は大きければ大きいほど輝度分布の均一性に対する効果は大きくなる。また、その効果は光源や導光板の構成によっても異なるので一義的には決定できないが、間隙を２mm以上とすれば明らかな効果が得られる。従って照明装置の構成や薄型化を考慮すると間隙Ｓ１は２〜１０mmの範囲に設定することが望ましい。
【００５５】次に導光板の形状の効果について図１０を用いて詳述する。
【００５６】横軸は導光板の入光面の高さｈ２、つまり導光板の光源に近接する側面の高さ（実施例１では溝の側面の高さｈ２）と、光源に隣接する導光板の側面部、つまり実施例１における導光板の光源を収納する溝の側面部の導光板裏面側端部の位置から導光板の最薄部における導光板の裏面までの高さｈ１との比ｈ１／ｈ２を示す。縦軸は照明装置の輝度値をｈ１／ｈ２＝０の場合の輝度値で割った相対輝度を示す。尚、ｈ１／ｈ２＝０であることは、光源間の導光板の厚さが一定であること、つまり平板状で有ることを示し、ｈ１／ｈ２の値が大きくなるに従い導光板の最薄部１００００の厚さが薄くなることを意味する。また、シンボル○は本願発明にかかる照明装置の測定結果であり、実施例１(ｈ１／ｈ２＝０.７５）の他に、導光板の裏面を半径Ｒ＝１３５.９mm(ｈ１／ｈ２＝０.７５)の曲面とした場合と、半径Ｒ＝１０２.８mm（ｈ１／ｈ２＝１.０）の曲面とした場合についてもプロットした。尚、比較のため導光板裏面の傾斜角度θが一定の場合（シンボル△）も併記している。ここでθが一定とは(例えば図１２に示すように)導光板２００ｋの裏面２０２ｋの傾斜角度θが導光板の溝部から最薄部１００００ｋにかけて一定である場合を示す。つまり、導光板における断面形状が楔型の板状部材を繋ぎ合せたような形状の場合を示す。
【００５７】尚、光源として冷陰極蛍光ランプを使用する場合は光源からの出射光の導光板への入射の効率は導光板の入光面が高い程高くなる。従って、入光面の高さｈ２はできるだけ大きくすることが望ましいが、ｈ２を大きくすると導光板が厚くなり照明装置全体も厚くなってしまう。従って、光源光の導光板に対する入射の効率と装置の薄型化を考慮すると、入光面の高さはランプ直径の１.５〜２.０倍とすると良いだろう。これを鑑み、実施例１では上述の通り、管径２.６mm の冷陰極管ランプに対して入光面の高さｈ２＝４.０mm としている。
【００５８】図１０から明らかな通り、導光板の裏面２０２の形状に関わらず、ｈ１／ｈ２の値を大きくすれば輝度が向上する。従って、輝度を向上するという観点ではｈ１／ｈ２の値はできるだけ大きくすることが望ましい。一方、先ほど述べたとおり入光面の高さｈ２を小さくすると光源からの出射光の導光板への入射の効率が低下するので、ｈ１／ｈ２の値を大きくするには、最薄部１００００での導光板裏面２０２の高さｈ１を高くすることが重要となる。尚、高さｈ１を高くするということは最薄部での導光板の厚みを薄くすると同時に導光板裏面の平均傾斜角度を大きくすることを意味する。導光板裏面の傾斜角度が大きいと導光板に入射した光は導光板の表面から出射し易くなる。また、導光板に薄い部分があれば、導光板に入射した光は導光板の薄い部分を通過しにくくなる。このため高さｈ１を高くすれば、導光板に入射した光を導光板の最薄部１００００を通過する前に効率良く導光板の表面２０１に出射できるようになる。これは、隣の光源側へ漏れる光が減り、隣の光源での吸収、あるいは散逸して照明光として利用できなくなる光が低減されて輝度が向上することを意味する。本願発明で対象としている輝度５０００ｃｄ／ｍ2 以上を目指すような高輝度な照明装置では、光源のピッチが数十mmと小さくなるので、隣の光源への光漏れが発生しやすいため、この光漏れを抑制することが光源からの出射光を照明光として利用する効率を高めるために非常に重要である。
【００５９】尚、上でも述べたが、一般には導光板の断面形状を光源から遠ざかるにつれて薄くする、つまりｈ１／ｈ２の値を０よりも大きくしていくと、導光板から出射する光の主たる進行方向は導光板の最薄部１００００及び光源直上部を境として異なるようになる。従って、何ら処置を施さないと照明装置を斜め方向から観察した際に交互に明暗を繰り返す輝度むらが観察されるようになる。しかし、実施例１の照明装置では上述の通り、導光板から出射した進行方向の異なる光は光路変換手段によって進行方向が揃えられるため斜め方向から観察した際の輝度むらが防止できる。つまり、本願発明に係る照明装置では輝度を向上するためにｈ１／ｈ２の値を大きくしても斜め方向から観察した際の輝度むらが防止できるので導光板形状の設計の自由度が広がり、より高輝度な構成を採用できるという効果がある。
【００６０】また、本願発明では隣の光源への光漏れを低減するためにｈ１／ｈ２の値を大きくする他に相対的に光源に近いところの傾斜角度θｎ１と、光源から遠い位置での傾斜角度θｆ１の関係をθｎ１≧θｆ１と規定し、さらに導光板の最薄部での傾斜角度は実質的に０度とすることを特徴としている。この構成により図１０に示す通り、本願発明に係る照明装置ではｈ１／ｈ２の値が同じであっても導光板の裏面の傾斜角度θを一定にした場合より高い輝度が得られる。これは光源に近い位置の傾斜角度をより大きくすることで、導光板に入射した光を光源に近い位置からより積極的に出射する構成としたからである。つまり、導光板に入射した光はより短い距離で導光板表面から出射するため、光源のピッチが小さくても隣の光源への光漏れがより低減し、光の損失が減るからである。このことは通常、エッジライト方式の照明装置ではできるだけ導光板の奥まで光が伝播するように光源の近くでは導光板から光があまり出射しない構造としていることと対照的であり、特徴的であるといえる。
【００６１】尚、上述の通り、ｈ１／ｈ２の値は大きければより高い輝度が得られる。しかし、照明装置の薄型化のために導光板の厚さを不必要に厚くしないという前提に立てば導光板の入光面の高さと、最薄部での導光板裏面の高さは同じであること、つまりｈ１／ｈ２＝１.０ が現実的には上限とすべきである。尚この際、本願発明に係る照明装置において、図１０で明らかなように、ｈ１／ｈ２≧０.７５とすれば導光板の裏面における傾斜角度θが一定の場合に得られる最大の輝度よりも高い輝度が得られれる。つまり、本発明の照明装置ではｈ１／ｈ２≧0.75とすることで従来実現できなかった高い輝度を実現することができる。よってこの条件を満たす構成にすることが望ましい。
【００６２】尚、本発明の照明装置では上述の通り、導光板の裏面２０２の形状を相対的に光源に近い位置での傾斜角度θｎ１と、光源から遠い位置での傾斜角度θｆ１の関係をθｎ１≧θｆ１と規定し、さらに導光板の最薄部での傾斜角度は実質的に０度とすることを特徴としている。このことは導光板に入射した光を光源に近い位置からより積極的に出射する構成とし、隣の光源への光漏れを低減することで輝度を向上するためだけなく、輝度の面内分布を均一化するためにも非常に有効である。尚、実質的に０度とすることは導光板の最薄部において不連続部分により生ずる輝線の発生を抑えるために特に有効である。
【００６３】図１１は本願発明に係る照明装置の効果を説明するためのグラフである。この図は実施例１の照明装置の輝度分布を示すグラフであり、図１のＡ−Ａ′の位置での輝度の分布を示す。横軸が位置、縦軸が各位置の輝度値を中央位置の輝度値で正規化した相対輝度を表す。尚、比較例として導光板裏面における傾斜角度θが一定の場合（他の条件は実施例１と同じ）を併記した。
【００６４】図１１からも明らかな通り、本願発明に係る照明装置では導光板裏面の傾斜角度θを一定とした場合よりも輝度の分布が均一になっている。導光板裏面の傾斜角度θを一定とした場合は導光板の裏面の形状は最薄部１００００ｋで不連続的に変化する（図１２参照）。導光板の裏面に不連続な部分があるとそこで輝度分布の変化が大きくなり輝線の原因となることがある。さらに隣り合う光源（図１２では１００ａと１００ｂ）から出射した光は導光板から出射した際、導光板の最薄部１００００ｋの上部で重なるため、この部分の輝度が高くなり、輝度の面内分布の均一性が低下する。一方、本願発明に係る照明装置では導光板裏面の傾斜角度を光源から離れるにしたがって連続的に小さくし、導光板の最薄部１００００での傾斜角度は０度となるよう連続的に変化させている。このため輝線の原因となるような不連続な部分はなくなる。
【００６５】さらに、光源の近くからより積極的に光を出射する構成としたため、導光板から出射した光の導光板の最薄部上部で重なりが少なくなるため、輝度の面内分布は均一となる。
【００６６】ここで、一般に導光板と光拡散手段との距離を長くする、つまり、照明装置を厚くすることで輝度の面内分布の均一性は向上する。言い換えると輝度の面内分布の均一性が向上すればより薄型の照明装置が実現できることになる。実施例１では導光板の裏面形状により輝度の面内分布の均一性が向上し、導光板と光拡散手段との距離をより小さくすることができるため、より薄い照明装置を実現することができる。
【００６７】つまり、本発明の照明装置は導光板の裏面形状を上記構成にすることで輝度の向上と、面内における輝度分布の均一性の向上、つまり照明装置の高輝度化と薄型化を同時に実現できるという効果がある。
【００６８】尚、本実施例の照明装置では、光源である冷陰極蛍光ランプの管電流を６ｍＡとした場合、中央部の正面輝度が５２００ｃｄ／ｍ2 となった。これは表示パネルとして透過率８％以上の液晶パネルを用いることで４００ｃｄ／ｍ2 以上の表示輝度が実現できるレベルであり、ダイナミックな映像を表現するテレビ用の液晶表示装置を実現できるレベルである。
（実施例２）本願発明に係る照明装置の他の実施例を図１４乃至図１６を用いて説明する。
【００６９】図１４は本願発明の照明装置の一例を示す図で、一部断面を表す概略斜視図である。また、図１５及び図１６は本発明の照明装置の一部概略断面図である。
【００７０】実施例２は実施例１で説明した照明装置において一体成形されていた導光板２００を分割し、さらに半透過反射手段６００（６００ａ〜６００ｄ）を第１の光拡散手段７００で支持するようにしたものであり、上記実施例と同一の部分には同じ符号をつけ、詳細な説明は省略する。
【００７１】実施例２の導光板は実施例１の導光板２００の表面側を１mm減らし、５つの部分に分割した状態と同じものである。従って、導光板２００ａ〜２００ｅの最大厚さｔ４と最薄部１００００の厚さｔ３はそれぞれ４.０mmと１.０mmとなり、隣り合う導光板の距離Ｓ２は４.６mm となる。また、導光板の裏面形状は実施例１と同じである。
【００７２】従って、本実施例においても導光板の形状は以下の要点を満たす。つまり、導光板の光源に隣接する側面部の導光板裏面側の端部の位置から導光板２００ａ〜２００ｂが最も薄くなる位置（最薄部）１００００における導光板裏面までの高さｈ１と、導光板の入光面の高さｈ２、即ち実施例２では導光板２００ａ〜200bの光源に隣接する側面の高さｈ２との比ｈ１／ｈ２（図１５，図１６参照）はｈ１／ｈ２≧０.７５ を満たす。さらに導光板２００ａ〜２００ｅの裏面の傾斜角度、即ち導光板の表面２０１に平行な面と、導光板の裏面２０２とがなす角度を光源に近い部分から遠ざかるに従って連続的に小さくし、導光板の最薄部１００００では実質的に０度とする。言い換えると、相対的に光源に近い部分の傾斜角度をθｎ１、光源から遠い部分の傾斜角度をθｆ１とした場合、θｎ１≧θｆ１の条件を満たす。
【００７３】半透過反射手段６００は上記実施例では導光板２００の溝の光源直上部に配置されたが、本実施例ではその部分に導光板は存在しない。このため、半透過反射手段６００は第１の光拡散手段７００で支持するようにすると良い。実施例２では半透過反射手段６００として白色顔料を用い、これを第１の光拡散手段７００である拡散シートに印刷したものを用いた。この際、光源直上部に位置する部分の白色顔料は厚く隙間なく印刷し、光源直上部から離れるに従い、白色顔料の印刷面積（被覆面積）が連続的に小さくなるように印刷したものを用いた。
【００７４】尚、半透過反射手段６００としては白色顔料の代わりに隣り合う導光板の隙間Ｓ２と同じ幅の短冊状で半透過反射手段として機能するフィルムやシートを第１の光拡散手段７００に貼りあわせることで実現しても良い。
【００７５】また、半透過反射手段６００を第１の光拡散手段７００で支持する代わりに透明シートや透明板など別の支持部材を導光板上に配置し、これで半透過反射手段６００を支持するようにしても良い。
【００７６】実施例２においても実施例１と同様、導光板２００ａ〜２００ｅの裏面形状により輝度の向上と、輝度の面内分布の均一性の向上、つまり照明装置の高輝度化と薄型化を同時に実現できるという効果がある。また、光路変換手段８００によりハイブリッド方式の照明装置の課題である斜め方向から観察した際の輝度むらを防止するとともに輝度を向上できるという効果がある。さらに、光拡散手段を２層に分離し、分離した一方の光拡散手段を導光板上に配置し、他方を導光板上に配置した光拡散手段とは一定の間隙を保って配置することで、輝度の面内分布の均一性が向上し、より薄い照明装置が実現できるという効果がある。
【００７７】ここで、実施例１に係る照明装置のように、導光板が一体成形されている場合には導光板の厚さは入光面の高さよりも厚くなる。しかし、実施例２のように導光板を分離した場合には、入光面の高さと導光板の厚さを一致させることができる。従って、導光板の入光面の高さを照明装置の実施例１の場合と同じにした場合には、実施例２の導光板のほうが薄くなるので、より薄型の照明装置が実現できる。
【００７８】また、導光板の厚さを同じにした場合には、導光板を分離した方が入光面の高さが高くなるため、光源からの出射光の導光板への入射の効率が向上して、より高輝度な照明装置が実現できる。
（実施例３）本願発明に係る照明装置について、他の実施例を説明する。
【００７９】図１７は本願発明の照明装置の一例を示す図で、一部断面を示す概略斜視図である。また、図１８は本発明の照明装置の一部概略断面図である。
【００８０】本実施例は実施例１で説明した照明装置において、導光板２００を表裏逆さまに配置し、半透過反射手段６００（６００ａ〜６００ｄ）を第１の光拡散手段７００で支持するようにしたものである。尚、上記実施例と同一の部分には同じ符号をつけている。
【００８１】実施例３は上述の通り、上記実施例の導光板２００を表裏逆さまにして配置した形態の照明装置である。従って、導光板２５０の表面２０４は導光板の断面形状が光源から遠ざかるにつれて薄くなるような曲面を含む傾斜面となっており、導光板２５０の裏面２０５は平坦面となっている。ここで、実施例１では、導光板の表面を平坦面とし、導光板の裏面に傾斜面を形成した場合を説明したが、本発明の照明装置はこれに限定されるものではない。つまり、導光板の表面を傾斜面とし、導光板の裏面を平坦面にしても上記実施例と同様の機能、効果が得られる。
【００８２】この場合、導光板の形状は以下の通りに規定される。すなわち、導光板２５０の光源を収納する溝の側面、すなわち入光面（図中、２５０ａ）の高さをｈ２２とし、導光板２５０の光源を収納する溝の側面部の導光板表面側の端部の位置から導光板の最薄部における導光板の表面までの高さをｈ１２としたとき、ｈ１２／ｈ２２を０.７５ 以上とする。また、導光板２５０の表面２０４の傾斜角度、つまり導光板の裏面２０５に平行な面と導光板の表面２０４とがなす角度を光源に近い部分から遠ざかるに従って連続的に小さくし、導光板の最薄部１００００では実質的に０度とする。この場合、一部領域に導光板の表面の傾斜角度が等しい領域が合っても良い。換言すると、相対的に光源に近い部分の導光板表面の傾斜角度をθｎ２、光源から遠い部分の傾斜角度をθｆ２とした場合、θｎ２≧θｆ２の条件を満たすようにする。
【００８３】実施例３では実施例１の導光板を上下逆に配置した構成なので、ｈ１２／ｈ22＝０.７５ ，θｎ２≧θｆ２となり上記条件を満たしている。
【００８４】導光板２５０の裏面２０５には光拡散反射手段３０１が形成される。光拡散反射手段３０１も上記実施例の光拡散反射手段３００と同じ機能をなすものである。つまり、導光板２５０内を伝播する光の反射角度を変えて、導光板の表面204から出射する光量を増加させる機能を有するものである。
【００８５】実施例１において、半透過反射手段６００は導光板の溝部の光源直上部に配置されてているが、実施例３ではその部分に導光板は存在しない。このため、半透過反射手段６００は第１の光拡散手段７００で支持するようにすると良い。この場合は実施例２で説明した半透過反射手段６００と同様に第１の光拡散手段700に白色顔料を印刷したものを用いればよい。また、半透過反射手段６００としては白色顔料の代わりに導光板の溝の幅と同じ幅の短冊状で半透過反射手段として機能するフィルムやシートを第１の光拡散手段７００に貼りあわせることで実現しても良い。また、半透過反射手段６００を第１の光拡散手段７００で支持する代わりに透明シートや透明板などの別の支持部材を導光板上に配置し、これで半透過反射手段６００を支持するようにしても良い。
【００８６】導光板２５０の裏面２０５には光拡散反射手段３０１を配置する。光拡散反射手段３０１としては導光板の裏面に白色顔料インク等による光拡散手段をパターニングする、或いは導光板裏面に傾斜面を有する多数の微細な凹凸面や段差により光拡散手段を形成して、その背面に反射面を高分子フィルム等の支持基材に形成した反射シートを配置することにより実現しても良い。または、透明な粘着剤により反射シートを直接導光板の裏面全面に貼り付けても良い。
【００８７】実施例３においても上記実施例と同様、導光板の形状により輝度の向上と、輝度の面内分布の均一性の向上、つまり照明装置の高輝度化と薄型化を同時に実現できるという効果がある。また、光路変換手段８００によりハイブリッド方式の照明装置の課題である斜め方向から観察した際の輝度むらを防止するとともに輝度を向上できるという効果がある。さらに、光拡散手段を２層に分離し、分離した一方の光拡散手段を導光板上に配置し、他方を導光板上に配置した光拡散手段とは一定の間隙を保って配置することで、輝度の面内分布の均一性が向上し、より薄い照明装置が実現できるという効果がある。
【００８８】実施例３では特に導光板２５０の裏面２０５が平坦面であるため、上記実施例のように傾斜面となっている場合よりも白色顔料のパターニング印刷や、反射シートの貼り付けなど、光拡散反射手段の形成が容易になるという効果がある。
【００８９】また、導光板２５０の表面２０４がへこむことになるため、導光板表面２０４と、その上部に配置される第１の光拡散手段７００などとの距離を照明装置１全体の厚さを増すことなく増やすことができる。ここで、一般に導光板と光拡散手段との距離を長くすると輝度の面内分布の均一性が向上する。従って、照明装置全体の厚さを増すことなく導光板と光拡散手段との距離を長くできるということは、同じ厚さの照明装置であれば輝度の面内分布をより均一にできることになる。また、輝度の面内分布の均一性が同じであれば、より薄い照明装置を実現できることになる。
（実施例４）照明装置の実施例１乃至３では導光板に透明な樹脂を用いているが、本発明の主旨に鑑みれば本願発明に係る照明装置の導光板は透明樹脂のみに限定されることはない。
【００９０】本願発明の照明装置の重要なポイントの一つは隣り合う光源への光漏れを低減することで光の損失を低減し、高輝度を実現することにある。つまり、導光板に入射した光をできるだけ短い距離で導光板から効率良く出射するように構成すること、隣の光源への漏れ光を低減すること、ができれば良い。従って、透明樹脂に当該透明樹脂と屈折率が異なる透光性の微粒子を分散，混入させた導光板を用いることも可能である。
【００９１】この場合、導光板に入射した光は屈折率の異なる透光性の微粒子により散乱するため、より短い距離で導光板の表面から出射することができ、隣の光源への漏れる光が低減して輝度が向上する。
（実施例５）次に照明装置の実施例５に係る他の照明装置について図面を用いて説明する。
【００９２】上述したが、本願発明の照明装置が解決する課題としては以下の２点が重要である。すなわち、導光板へ入射した光を隣の光源へ漏らすこと無く、効率良く導光板の表面から出射することによる輝度の向上（光の利用効率の向上）と、光源間に配置した導光板から出射する光の主たる進行方向が位置により異なることに起因する斜め方向から観察した際の輝度むらの防止、である。
【００９３】上述の実施例では、導光板の形状（あるいは材質）を工夫することで隣の光源への光漏れを抑制し輝度を向上（光の利用効率を向上）させ、導光板から出射した光の進行方向を光路変換手段により揃えることで斜め方向から観察した際の輝度むらを解決してきた。
【００９４】しかし、上記二つの課題を解決するにおいて、本願発明は上記実施例に限定されるものではなく、別の観点による課題解決方法もある。そこで、他の一例としての照明装置を以下に説明する。
【００９５】図１９は本発明の照明装置の一例を示す一部断面の概略斜視図であり、図２０及び図２１は一部断面の概略図である。
【００９６】図１９の照明装置は、光源間に配置される導光板が、２枚の楔型の断面形状を有する板状部材を積層配置したものとなっていることを特徴としている。以下、実施例５に係る照明装置について具体的に説明する。
【００９７】実施例５に係る照明装置は、並列配置した線状または棒状の発光部を有する複数の光源１０１（１０１ａ〜１０１ｃ）と、光源１０１の間に光源に沿って配置した導光板２０２ａ，２０３ａ，２０２ｂ，２０３ｂと、光源の両端の領域に光源に沿って配置した導光板２０１ａ，２０１ｂと、複数の光源１０１の直上部にそれぞれ配置した複数の半透過反射手段６０１（６０１ａ〜６０１ｃ）と、複数の導光板の表面側にその全面を覆うように配置した第１の光拡散手段７０１と、第１の光拡散手段７０１と一定の空隙を設けて配置した第２の光拡散手段７１１と、光源及び導光板の裏面側に配置した反射手段４０１と、フレーム５０１とを有して構成される。
【００９８】光源１０１としては上述した実施例と同様のものを用いれば良い。ここでは冷陰極蛍光ランプを３本用いている。
【００９９】導光板２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂ，２０３ａ，２０３ｂは全て可視光に対して透明な材料、例えばアクリル樹脂から構成される板状部材であり、楔型形状の断面形状を持つ。そして導光板２０２ａと２０２ｂ，２０３ａと２０３ｂはそれぞれ同一形状の板状部材である。また導光板２０２ａと導光板２０３ａは光源１０１ａと光源１０１ｂの間に互いの傾斜面が向かい合うように積層配置され、導光板２０２ｂと導光板２０３ｂは光源１０１ｂと光源１０１ｃの間に互いの傾斜面が向かい合うように積層配置されている。尚、導光板201ａ,２０１ｂは傾斜面を下側にするよう配置されており、導光板２０１ａ，２０１ｂ，２０２ａ，２０２ｂの表面はすべて同一面となるよう配置してある。
【０１００】次に、図２０及び図２１を用いて導光板の詳細について説明する。まず図２０を用いて導光板の幅について説明する。
【０１０１】導光板２０１（図２０においては２０１ａ）の幅Ｗ１０と導光板２０２（図２０においては２０２ａ）及び導光板２０３（図２０においては２０３ａ）の幅Ｗ２０との関係は、それぞれの導光板表面から出射した光により面内の輝度分布が均一になるようＷ１０をＷ２０の１／２程度にすることが望ましい。
【０１０２】次に図２１を用いて光源と導光板の高さの関係について説明する。尚、図２１においては照明装置の一部しか記載していないが、照明装置の他の同様な部分もほぼ同じ構成をしている。
【０１０３】導光板２０２（図２１においては２０２ａ）は光源と対向し、厚さが異なる二つの側面を有し、厚さが厚い側面の下端位置の高さｈ２０を当該側面に対応する光源１０１の下端位置の高さｈ３０よりも低くすることが望ましい。これは光源光の導光板への光入射の効率を上げるためである。また、厚さが薄い側面の下端位置の高さｈ６０は当該側面に対応する光源の上端の高さｈ４０よりも高くすることが望ましい。これは隣の光源へ漏れた光が隣の光源の蛍光体などで吸収され、損失となることを抑制するためである。また、導光板２０３（図２１においては２０３ａ）の形状は光源と対向する二つの側面のうち、厚さが厚い側面の上端位置の高さｈ５０を当該側面に対応する光源の上端位置の高さｈ４０よりも高くすることが望ましい。これは光源からの出射光の導光板への入射の効率を上げるためである。また、厚さの薄い側面の上端位置の高さｈ１０は当該側面に対応する光源の下端位置の高さｈ３０よりも低くすることがのぞましい。これは隣の光源へ漏れた光が隣の光源の蛍光体などで吸収されて損失となることを抑制するためである。
【０１０４】導光板２０１の裏面となる傾斜面(図２０参照），導光板２０２(図２１においては２０２ａ）の裏面となる傾斜面，導光板２０３(図２１においては２０３ａ)の裏面となる平坦面、のそれぞれには照明装置の表面から光が均一に出射されるように、白色顔料、或いは透明媒体に当該媒体と屈折率の異なる透光性の微粒子を分散した光拡散反射手段３０１（図１９における３０１ａ又は３０１ｂ），光拡散反射手段３０２（図２１においては３０２ａ）、及び光拡散反射手段３０３（図２１においては３０３ａ）をパターニングする。尚、この際光拡散反射手段３０２（図２１においては３０２ａ）と、光拡散反射手段３０３（図２１においては３０３ａ）のパターンは、導光板に入射された光が光拡散反射手段３０２，３０３の組合せによって遮蔽され、照明装置から出射されなくなるということを避けるため、ずらして形成することが重要である。また、導光板２０２（図２１においては２０２ａ）と導光板２０３（図２１においては２０３ａ）は積層配置されるが、積層した導光板は密着すると密着した部分が輝度むらの原因となるので、積層する導光板は一定の空気層を介して積層する必要がある。尚、導光板２０２（図２１においては２０２ａ）の裏面に設けられた白色顔料などからなる光拡散反射手段３０２（図２１においては３０３ａ）は導光板どうしが密着してしまうことを防止するスペーサとしての機能も果す。これは別の手段を設ける必要がなく、製造工程がより簡易となる利点も有する。実施例５では導光板の裏面に白色顔料からなる光拡散反射面をパターニングしているが本願発明はこれに限定されるものではなく、導光板裏面に傾斜面を有する多数の微細な凹凸面や段差を形成して光拡散反射手段としても良い。但し、いずれの場合でも、導光板202（図２１においては２０２ａ）の裏面に形成する光拡散手段は、導光板２０３（図２１においては２０３）の表面から出射した光をできるだけ遮ることがないように構成することが重要である。
【０１０５】再び図１９に戻り、半透過反射手段６０１について説明する。
【０１０６】光源１０１ａ〜ｃの直上部には半透過反射手段６０１ａ〜ｃが配置される。半透過反射手段６０１ａ〜ｃは光源１０１ａ〜ｃから出射した光のうち、光源の直上方向に向かう光の一部を透過し、残りを反射して導光板の側面、つまり導光板の入光面から導光板へ入射する光量を増大させる機能を有する。また、半透過反射手段６０１ａ〜ｃは光源直上部が輝線となることを防止して輝度の面内分布の均一性を向上するという機能も有する。このため、半透過反射手段の透過率は光源の輝度、導光板から出射される輝度を考慮して、反射率よりも低くすることが望ましい。また、半透過手段を透過する透過光が散乱するように構成することも輝度の面内分布の均一性を向上するうえで望ましい。さらに光の利用効率を高めるため、半透過反射手段６０１ａ〜ｃの材料を光の吸収が出来るだけ少ない材料とすることが望ましく、例えば透明基材中に空気、あるいは屈折率の異なる微細な透明体や白色顔料等を混入することで半透過反射手段の機能を実現したものや、透明支持基材上に白色顔料をコートしたものを用いることが考えられる。
【０１０７】光源、及び導光板の下面には反射手段４０１が配置されている。反射手段401は光源１０１ａ〜ｃからの出射光を反射して、導光板へ入射する光量を増大させる機能と、導光板の裏面から漏れ出た光を上部へ反射する機能とを有する。反射手段４０１としては、実施例１〜４で説明した反射手段４００と同じものを用いれば良い。
【０１０８】導光板２０１ａ〜ｂ，導光板２０２ａ〜ｂの表面にはその全面を覆うように第１の光拡散手段７０１が配置されている。第１の光拡散手段７０１は導光板から出射する光の出射角度分布及び輝度の面内均一性を均一化するための手段である。第１の光拡散手段７０１も実施例１〜４で説明した第１の光拡散手段７００と同じものを用いれば良い。また、第１の光拡散手段７０１は例えば白色顔料である半透過反射手段６０１ａ〜ｃを支持してもよい。第１の光拡散手段７０１と半透過反射手段６０１の具体的構成として、第１の光拡散手段７０１である反射シートに白色顔料を印刷したものも考えられる。なおこの場合、光源直上部に位置する場所の白色顔料は厚く隙間なく印刷し、光源直上部から離れるに従い、白色顔料の印刷面積（被覆面積）が小さくなるように印刷したものを用いると良い。これは光源からの距離と光強度の関係を考慮したものであり、光の均一性を達成する上で有用である。さらに、透明シートや透明板などの支持部材を導光板上にまず配置し、この上に半透過反射手段６０１を印刷し、光拡散手段を支持させることも考えられる。
【０１０９】また、第１の光拡散手段７０１の上には一定の間隙Ｓ１１を設けて第２の光拡散手段７１１が配置されている。第２の光拡散手段７１１は第１の光拡散手段７０１と同じく光の出射角度分布及び輝度の面内均一性を均一化するための手段である。第２の光拡散手段７１１も実施例１〜４で説明した第２の光拡散手段７１０と同じものを用いれば良い。尚、上記実施例で述べたとおり、光拡散手段を第１の光拡散手段７０１及び第２の光拡散手段７１１という２層に分離し、かつ第１の光拡散手段７０１と第２の光拡散手段７１１との間に一定の間隙を設けて配置することで、同じ性能の光拡散手段を連続して積層配置した場合よりもより均一な輝度分布を得ることができる。
【０１１０】実施例５の照明装置全体としての作用効果について、図２２を用いて説明する。図２２は本発明の照明装置の概略断面図である。
【０１１１】光源１０１ａ〜ｃから出射した光は直接、または反射手段４０１等で反射した後、隣接する導光板に入射する。尚、半透過反射手段６０１ａ〜ｃに至った光の一部は透過するが、残りは反射し、直接、または光源，反射手段４０１を介して導光板へ入射することとなる。そして導光板に入射した光は各導光板の表面、及び裏面を反射しながら伝播するが、各導光板の裏面に施された光拡散反射手段で反射した光のうち、導光板の表面に全反射の条件からずれた角度、つまり臨界角以下の角度で入射した光は導光板の表面から出射する。
【０１１２】導光板から出射した光は第１の光拡散手段７０１及び第２の光拡散手段７１１で輝度の面内分布、及び光の進行方向の均一性を高められた後、照明装置から出射されることとなる。
【０１１３】次に光の進行方向と２種類の導光板２０２，２０３の組合せによる作用効果について簡単に説明するため、光源１０１ａと光源１０１ｂの間の領域に着目して説明する。もちろんこれは他の光源間の導光板においても同様の作用効果を有することはいうまでもない。
【０１１４】光源１０１ａから出射した光は主に導光板２０２ａへ入射されるが、その後は上記と同様、光拡散反射手段３０２ａの作用を受けて、導光板表面に出射し、照明装置上部に出射する（出射光１０００ｂとなる）。一方、光源１０１ｂから出射した光も同様に考えられる。即ち導光板２０３ａに入射され、光拡散反射手段３０３ａによって散乱、反射を受け、導光板２０２ａを介して照明装置上部へ出射される(出射光１０００ａとなる)。尚、出射光１０００ａ，出射光１０００ｂは共に第１及び第２の光散乱手段によって輝度の面内分布、光の進行方向の均一性を高められているが、完全に照明装置の平面（例えば光拡散手段の平面）における法線方向に平行ではない。出射光１０００ａと１０００ｂは光の進行方向が異なっているのである。しかし、光が出射する領域は重なっているので光源101aと光源１０１ｂの間の領域を観察する観察者５０００には光の進行方向の違いは輝度むらとして認知されないのである。つまり、実施例５の照明装置においては斜めから観察した際の輝度むらを発生することはなく、輝度を向上することが出来るのである。
【０１１５】光源の間に２枚の楔型の断面形状を有する板状部材からなる導光板を積層配置することで、隣の光源側へ漏れて損失となる光の量が従来の平板状の導光板を用いた照明装置よりも低減することにもなる。別言すると、隣の光源での吸収や散逸によって照明光として利用できなくなる光が減るため高い輝度が得られる。
【０１１６】尚、本実施例では上記実施例１〜４で用いた光路変換手段がなくても斜め方向から観察した際の輝度むらは発生しない。しかし、上記実施例で適用した光路変換手段を導光板の上部に配置することで正面方向の輝度は１.３〜１.５倍に向上するため、本実施例においても光路変換手段を設けることは有用である。
（実施例６）次に本願発明に係る照明装置を用いた表示装置について説明する。
【０１１７】図１３は本願発明に係る表示装置の一部断面を示す概略斜視図である。本表示装置は画像情報に基づき光の透過光量を制御することで画像を表示する表示パネル２と、これを背面から照明する照明装置１とを有している。
【０１１８】表示パネル２としては入射する光の透過光量を調節することで画像を表示する表示パネルを用いることができ、特に長寿命でマトリクス表示が可能な液晶パネルは有用である。
【０１１９】液晶パネルの表示モードとしてはＧＨ（Guest Host）モード，ＰＣ(PhaseChange）モード，ＴＮ(Twisted Nematic）モード，ＳＴＮ(Super TwistedNematic）モード，ＥＣＢ(Electrically Controlled Birefringence）モード，ＰＤＬＣ(Polymer Dispersed Liquid Crystal）モード，ＩＰＳ(In PlaneSwitching）モード，ＭＶＡ(Multi-domain Vertical Aligned）モード等を用いることができるが、低い駆動電圧で高いコントラスト比が得られる表示モードとして偏光板を用い、液晶層に入射する光の偏光状態を変調することで表示を行うモードを用いることが画質の良い表示装置を実現する上で望ましい。尚、液晶パネルの駆動方式としてはＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス駆動による液晶パネルと、マルチプレックス駆動の液晶パネルとの２方式が主としてあり、上記表示モードいずれかと組み合わせて用いる。
【０１２０】照明装置１としては実施例１で説明した照明装置を用いる。表示パネル２は表示面のアスペクト比（縦横比）が３：４，４：５、または９：１６の横長の表示面が一般的であり、表示面の長手方向が水平方向と一致するように設置する。この際、光源１００（１００ａ〜１００ｄ）はその長手方向が表示パネル２の表示面の長手方向、つまり水平方向と実質的に一致するように構成し、これに従い光路変換手段８００の波形面を構成するプリズムの長手方向も表示パネル２の表示面の水平方向と実質的に一致するよう構成することが望ましい。
【０１２１】この構成により、照明装置１から出射する光は、面内の均一性を有しつつ、表示面の垂直方向に絞られた光となる。別言すれば、表示面の水平方向における輝度の視野角が垂直方向における視野角よりも広くなっている。このことは一般の表示装置において、垂直方向よりも水平方向に広い視野角が求められていることに合致し、限られた光を観察者５０００へ効率よく配分することができるので非常に有効である。
（実施例７）次に本発明に係る他の照明装置及びこれを用いた表示装置の実施例を図面を用いて説明する。図２３は本発明の表示装置の概略構成を示す一部斜視図であり、図２４は本実施例の表示装置の全体構成の概略を示す構成図である。
【０１２２】本表示装置は表示パネルとしての液晶パネル２と、液晶パネル２の背面に配置した表示面を独立に面分割照明できる照明装置１とから構成される。
【０１２３】照明装置１は液晶パネル２の複数に分割した表示領域を、それぞれ独立に照明するよう構成したもので、液晶パネル２の表示動作に対応して、分割した各表示領域に対する照明を個別に制御するように構成したものである。
【０１２４】本実施例の照明装置は基本的に実施例１で説明したものを用いると良い。ここでは以下、光源として冷陰極蛍光ランプを用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、上記実施例と共通な部分については詳細な説明は省略する。
【０１２５】液晶パネル２には走査ドライバ（走査電極駆動回路）３，映像ドライバ（画素電極駆動回路）４が接続されており、照明装置１には電源回路５，照明ドライバ（照明制御回路）６が接続される。また、走査ドライバ（走査電極駆動回路）３，映像ドライバ（画素電極駆動回路）４、及び照明ドライバ（照明制御回路）６には液晶コントローラ１０が接続される。
【０１２６】この構成において、液晶パネル２の表示動作に対応して、動画像のぼやけ防止を目的として照明ドライバ６が照明装置１を構成する複数の光源１００ａ〜ｄの点灯，消灯を個別に制御して、液晶パネル２の表示面を面分割照明する。照明装置１は上記の通り、導光板へ入射した光が短い距離で導光板の表面から出射するように構成されているため、隣の光源への漏れ光が抑制されており、個々の光源から出射した光により特定の領域を照明することができる。従って、複数の光源を独立して点灯，消灯することで、液晶パネル２の所定の領域を個別に照明できる構成となっている。
【０１２７】液晶パネル２は、液晶の応答時間が９ｍｓ以下の応答が速いものを用いる。応答の速い液晶パネルとしては強誘電性液晶を用いたもの、またはＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードを用いたものなどがある。また、ＴＮ液晶パネルや、ＩＰＳ液晶パネルといったものでも、低粘度の液晶材料を用い、液晶層を薄くすることで、上記要件を満たすものが実現できる。
【０１２８】本実施例では、液晶パネル２として液晶層の厚さが約２μｍ、中間調を含めた応答時間が９ｍｓ以下のノーマリークローズ特性のＩＰＳ液晶パネルを用いる場合を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１２９】液晶コントローラ１０は外部から信号を取り込み、液晶パネル２に表示するデータと、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、垂直同期信号ＶＳＹＮＣを出力する。液晶コントローラ１０は入力される信号によってその構成が異なる。ここではまず、液晶コントローラ１０にアナログ信号が入力される場合について説明する。この場合、アナログ信号は液晶パネル２で表示すべき信号と、１画素毎の映像信号の開始を示す映像開始信号が重畳されている。液晶コントローラ１０はＡ／Ｄ変換器を内蔵し、重畳されたアナログ信号から映像信号を取り出してＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換してデータとして出力する。また、アナログ信号の映像開始信号を垂直同期信号ＶＳＹＮＣとして出力するとともに、Ａ／Ｄ変換器でのサンプリングクロックを水平同期信号ＨＳＹＮＣとして出力する。
【０１３０】液晶コントローラ１０に入力される信号がデジタル信号である場合は、この信号は外部の演算処理装置によって生成されたデータが入力される。この場合、外部の演算処理装置は垂直同期信号ＶＳＹＮＣ，水平同期信号ＨＳＹＮＣに基づいて演算を実行するため、液晶コントローラ１０はデータ，水平同期信号HSYNC,垂直同期信号ＶＳＹＮＣを入力とするので、この入力したデータ，水平同期信号ＨＳＹＮＣ，垂直同期信号ＶＳＹＮＣをそのまま出力する。
【０１３１】液晶コントローラ１０から出力された垂直同期信号ＶＳＹＮＣ，水平同期信号ＨＳＹＮＣは走査ドライバ３に入力される。走査ドライバ３ではシフトレジスタ８によって液晶パネル２００の走査電極毎の信号を生成し、レベルシフト回路９によってそれぞれの走査電極毎の信号のレベルを決定し、走査電極の信号を出力する。
【０１３２】映像ドライバ４は、液晶コントローラ１０から出力されたデータと、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、垂直同期信号ＶＳＹＮＣを入力する。データはシフトレジスタ１１に入力され１ライン分のデータとしてラインメモリ１２に入力される。次にレベルシフト回路１３によってレベルが決定され、Ｄ／Ａ変換器１４によってアナログ信号に変換される。変換されたアナログ信号は液晶パネル２のそれぞれの画素電極への信号として出力される。
【０１３３】次に照明装置１を構成する光源１００ａ〜ｄを個別に制御する照明ドライバ６について説明する。照明ドライバ６は電源回路５、及び光源１００ａ〜ｄに接続され、動画表示の場合に発生するぼやけを防止するために、光源１００ａ〜ｄの点灯，消灯を個別に制御するものである。
【０１３４】図２５は照明ドライバ６の構成を示したものである。照明ドライバ６はカウンタ６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ、パルス発生器６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ、スイッチ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ,６２ｄ、インバーター７０ａ,７０ｂ，７０ｃ，７０ｄから構成される。カウンタ６０ａ〜ｄはそれぞれ水平同期信号ＨＳＹＮＣを入力し、この水平同期信号ＨＳＹＮＣのパルスの数をカウントする。また、カウンタ６０ａは垂直同期信号ＶＳＹＮＣを、カウンタ６０ｂはカウンタ６０ａの出力信号を、カウンタ６０ｃはカウンタ６０ｂの出力信号を、カウンタ６０ｄはカウンタ６０ｃの出力信号を、それぞれのカウントを開始するための信号として入力する。パルス発生器６１ａ〜ｄは、それぞれカウンタ６０ａ〜ｄの出力を受けとると予め定めた時間の間、Ｈｉレベルの信号を出力する。スイッチ６２ａ〜ｄはパルス発生器６１ａ〜ｄからの信号がＨｉレベルのときにＯＮ状態となり、これにより電源回路からの電力がインバーター７０ａ〜ｄに入力され、光源１００ａ〜ｄが個別に点灯する。
【０１３５】次に本実施例の動作を説明する。ここでは、垂直同期信号ＶＳＹＮＣの周期を１６.６ｍｓ 、水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期を１５μｓとし、また、８００×６００画素の液晶パネル２の表示面全面を走査するのに９ｍｓかかる場合について説明する。
【０１３６】本実施例の照明装置１は上記の通り、液晶パネル２の表示面の４つの表示領域ａ〜ｄをそれぞれ独立に、光源１００ａ〜ｄの点灯，消灯により照明することができる。それぞれの表示領域を担当する光源は対応する液晶パネル２の表示領域の走査が開始されてから、その表示領域の走査が終了し、かつ液晶が応答した後に照明光を照射するよう制御する。このため液晶パネル２の表示領域ａでは走査が開始されてから１１.２５ｍｓ 後、５.３５ｍｓ の間だけ、光源１００ａが点灯して照明光が照射される。また、表示領域ｂでは１３.５ｍｓ後、５.３５ｍｓの間だけ光源１００ｂが点灯して照明光が照射され、表示領域ｃでは１５.７５ｍｓ後、５.３５ｍｓ の間だけ光源１００ｃが点灯して照明光が照射され、表示領域ｄでは１８ｍｓ後、５.３５ｍｓ の間だけ光源１００ｄが点灯して照明光が照射される。
【０１３７】これを実現するためにカウンタ６０ａは７５０個の水平同期信号をカウントしたときに出力信号を出力する。同様にカウンタ６０ｂはカウンタ６０ａが出力信号を出力した後に１５０個の水平同期信号をカウントしたときに出力信号を出力し、カウンタ６０ｃはカウンタ６０ｂが出力信号を出力した後に１５０個の水平同期信号をカウントしたときに出力信号を出力し、カウンタ６０ｄはカウンタ６０ｃが出力信号を出力した後に１５０個の水平同期信号をカウントしたときに出力信号を出力する。
【０１３８】また、各パルス発生器６１ａ〜ｄはそれぞれのカウンタの出力信号を受けて５.３５ｍｓの間、Ｈｉレベルの信号を出力するようにする。
【０１３９】この条件で視角速度１０°／ｓの速度で移動する画像を表示させた場合、画像のぼやけは検知できない。つまり、動画を違和感無く表示できる液晶表示装置を実現することができる。
【０１４０】ここで、従来技術のように表示面が全面応答してから照明装置の光源を点灯する場合、本実施例と同じ全面走査時間が９ｍｓ、液晶の応答時間が９ｍｓの液晶パネルを用いると照明装置が点灯できるようになるまでに１８ｍｓの時間が必要となる。この場合、１フレームの時間が１６.６ｍｓ だとすると光源の点灯時間が設けられず、表示装置を成立させることができない。
【０１４１】本実施例では特に液晶パネルの表示面が全面応答するまで、光源の点灯を待つ必要がない。つまり、分割した小さな表示領域が応答する短い時間だけ光源を消灯しておけばよいので、光源の点灯時間を十分に確保することができる。このため動画を違和感無く表示できる液晶表示装置を実現することができる。
【０１４２】尚、例えば強誘電液晶のように高速で応答する液晶を用いた液晶パネルの場合、従来技術でも光源の点灯時間を確保することが可能である。この場合は、本発明の表示装置であれば光源の点灯時間がより長くできるため、画面の輝度が高い表示装置を実現できるという効果がある。
【０１４３】尚、本実施例のように光源に消灯時間を設ける場合は、光源を常時点灯する場合に比べ、点灯時の出射光量を大きくしなければ表示の輝度が低下してしまう。光源点灯時の出射光量を大きくするには、光源一個当りの投入電力を増やす、或いは光源の数を増やせば良い。
【０１４４】光源への投入電力を増やす場合、例えば光源として冷陰極蛍光ランプを用いる場合は、常時点灯時の管電流が５〜６ｍＡのところを１０ｍＡに上げることで光源からの出射光量を増加することができる。ここで、蛍光ランプに流せる管電流には上限があるが、光源を点滅する場合には常時点灯する場合よりもより多くの管電流を流すことができ、同じ管電流であれば寿命が常時点灯の場合よりも長くなる。
【０１４５】光源の数を増やすのであれば、光源の配列ピッチを短くすれば良い。この他に、図２６，図２７に例示するとおり、導光板の一つの溝に複数の光源を配置する。つまり導光板の一つの入光面に対して複数の光源を配置するようにしてもよい。図２６及び図２７は、いずれも本発明の照明装置の一部断面を示す概略構成図である。図２６は、二つの光源を導光板の同じ溝内に横方向に並置した場合を示し（図中、それぞれ光源１００ａ１と光源１００ａ２、及び光源１００ｂ１と光源１００ｂ２を横方向に並置）、図２７は、光源を導光板の同じ溝内で縦方向に配置した場合（図中、それぞれ光源１００ａ３と光源１００ａ４、及び光源１００ｂ３と光源１００ｂ４を縦方向に配置）を示す。
【０１４６】光源を横方向に並置する場合は、導光板の入光面(図中２１１ａ２,２１１ｂ２）の高さｈ２３は上記実施例と同じ４.０mm とし、導光板の光源を収納する溝の幅Ｗ５は上記実施例の約２倍となる９mmとする。従って、半透過反射手段６０２（図中、６０２ａ〜ｂ）も上記実施例の約２倍の幅にする。その他の条件は本発明の照明装置の主旨に沿ったものとする。
【０１４７】光源を縦方向に配置する場合は溝部の幅Ｗ６は実施例１と同じであり、導光板の入光面（図中２１０ａ２，２１０ｂ２）の高さｈ２４は上記実施例の２倍の８mmとする。その他の条件は本発明の照明装置の主旨に沿ったものとする。
【０１４８】これらの照明装置では導光板の同じ溝に複数の光源を配置することで以下の効果が得られる。
【０１４９】導光板の一つの溝に一つの光源しか配置されない場合、つまり、導光板の一つの入光面に対して一つの光源しか配置されない場合、その光源が点灯できなくなると部分的に表示面を照明できなくなり、対応する表示領域の視認性が悪くなる。しかし、本実施例のように導光板の一つの入光面対して複数の光源が配置されていれば一つの光源が寿命や故障により点灯しなくなっても、残る光源により表示面の視認性は確保できる。従って、突然使用不能に陥ることがなくなるという効果がある。
【０１５０】また、光源として冷陰極蛍光ランプを用いる場合には、蛍光体の塗布むら等により輝度むらや色むらが生じる場合がある。この場合、導光板の一つの入光面に複数の光源を配置する際、輝度むらや色むらを相殺するように配置すると均一な照明光が得られる。特に蛍光体を塗布する際の塗布の方向に依存して発生する輝度むらや色むらの場合、偶数本の光源を蛍光体の塗布の方向が互いに逆向きになるように配置すれば、輝度むら、色度むらが相殺されてより均一な照明光が得られるという効果がある。
【０１５１】
【発明の効果】上記の通り、本発明によれば、高輝度、かつ照明光の面内分布が均一な照明装置が実現できる。また、この照明装置を用いることで高品位の表示装置が実現できる。
【出願人】 【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【出願日】 平成１２年８月３１日（２０００．８．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００７５０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】作田 康夫
【公開番号】 特開２００２−７５０３６（Ｐ２００２−７５０３６Ａ）
【公開日】 平成１４年３月１５日（２００２．３．１５）
【出願番号】 特願２０００−２６８３７４（Ｐ２０００−２６８３７４）