光偏轉元件及使用該元件的光源裝置的製作方法

2023-05-29 14:47:11 3

專利名稱：光偏轉元件及使用該元件的光源裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在筆記本PC、液晶電視、手機、可攜式信息終端中構成用作顯示部的液晶顯示裝置等的邊緣照明方式的光源裝置、以及用於其中的光偏轉元件，尤其涉及在導光體的光出射面側配置的改進的光偏轉元件。
背景技術：
近年來，彩色液晶顯示裝置，作為可攜式筆記本PC、P等監視器，或作為液晶電視、視頻一體型液晶電視、手機、可攜式信息終端等的顯示部，可廣泛應用於各種領域。此外，隨著信息處理量的增加、需求的多樣化、以及適應多媒體，正流行進入到液晶顯示裝置的大屏幕化和高清晰化。
液晶顯示裝置，基本上由背光部及液晶顯示元件部構成。背光部通常有兩種方式，一是在液晶顯示元件部的正下方配置光源的背部照明方式、二是與導光體的側端面相對配置光源的邊緣照明方式，從液晶顯示裝置結構緊湊的觀點考慮，大多採用邊緣照明方式。
近年來，屏幕尺寸相對較小的顯示裝置，即觀察方向範圍相對較窄的例如用作手機顯示部的液晶顯示裝置，從降低功耗的觀點考慮，作為邊緣照明方式的背後照明部，為了有效地利用一次光源所發光的光量，通常使屏幕所出射光束的展寬角度儘量小、集中於需要的角度範圍使光出射。
這樣限制觀察方向範圍的顯示裝置中所用的光源裝置，作為為了提高一次光源光量的利用效率、降低功耗、而集中於較窄範圍進行光出射的光源裝置，本申請人在日本專利特開2001-143515號公報中，提出採用在導光體的光出射面鄰接、兩面具有稜鏡形成面的稜鏡片的方案。在該兩面稜鏡片，作為其中一面的光進入面及作為其中另一面的光導出面分別形成有相互平行的多個稜鏡列，光進入面及光導出面兩者使稜鏡列的方向一致並將各稜鏡列配置於對應位置。這樣，在相對於光出射面傾斜的方向上該導光體的光出射面具有出射光峰值、分布於適宜的角度範圍的出射光，從稜鏡片的光進入面其中之一的稜鏡面入射，在其中另一稜鏡面發生內面反射，進而受到光導出面的稜鏡的折射作用，使光在相對較窄的所需方向上集中出射。
利用這樣的光源裝置，便能夠進行較窄角度範圍的集中出射，但作為用作光偏轉元件的稜鏡片，需要使兩面相互平行的多個稜鏡列、在光進入面及光導出面兩者均使稜鏡列方向保持一致、並將各稜鏡列配置於對應位置，其成型很複雜。
因此，本發明的目的是提供這樣的光偏轉元件及光源裝置出射光分布控制得非常窄、可提高一次光源光量的利用效率(具體來說，使一次光源所發出光在所需觀察方向上集中出射的效率提高)，而且容易以簡潔構成提高作為圖像形成用照明的品質。

發明內容
具體來說，本發明的光偏轉元件，其特徵在於，具有入射光的光進入面以及位於其相反側、使所入射光出射的光導出面，所述光進入面上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列，該稜鏡列其中至少之一稜鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的平面所構成，越接近所述光導出面一側位置的平面其傾斜角越大，最接近所述光導出面的平面的傾斜角與離所述光導出面最遠的平面的傾斜角兩者之差為15度或以下。
此外，本發明的光偏轉元件，其特徵在於，具有入射光的光進入面以及位於其相反側、使所入射光出射的光導出面，所述光進入面上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列，該稜鏡列其中至少之一稜鏡面由至少3個彼此傾斜角不同的平面所構成，越接近所述光導出面一側位置的平面其傾斜角越大。
此外，本發明的光偏轉元件，其特徵在於，具有入射光的光進入面以及位於其相反側、使所入射光出射的光導出面，所述光進入面上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列，該稜鏡列其中至少之一稜鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的凸曲面所構成，越接近所述光導出面一側位置的凸曲面其傾斜角越大。
此外，本發明的光偏轉元件，其特徵在於，具有入射光的光進入面以及位於其相反側、使所入射光出射的光導出面，所述光進入面上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列，該稜鏡列其中至少之一稜鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的平面和至少1個凸曲面所構成，越接近所述光導出面一側位置的平面或凸曲面其傾斜角越大。
此外，本發明的光偏轉元件，使其中之一面作為光進入面，且其相反側的面作為光導出面，所述光進入面上形成有相互並排排列的多個稜鏡列，該稜鏡列具有第1稜鏡面和第2稜鏡面這2個稜鏡面，至少所述第2稜鏡面、其位於所述稜鏡列頂部一側的一部分由大致平面構成，而位於所述光導出面一側的其他部分為凸曲面形狀，其特徵在於，所述稜鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對於所述稜鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～60％。
另外，本發明的光源裝置，其特徵在於，由以下部分構成一次光源；對該一次光源所發出光導光並具有使所述一次光源所發出光入射的光入射面和使經過導光的光出射的光出射面的導光體；以及與該導光體的光出射面鄰接配置的所述光偏轉元件。


圖1是示出本發明光源裝置的示意性立體圖；圖2是本發明光偏轉元件的光進入面的稜鏡列形狀的說明圖；圖3是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖4是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖5是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖6是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖7是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖8是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖9是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖10是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖11是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖12是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)各區域出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖13是示出光偏轉元件的第2稜鏡面(平面)整體出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖14是示出本發明光偏轉元件的第2稜鏡面整體出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖15是本發明光偏轉元件的光進入面的稜鏡列形狀的說明圖；圖16是本發明光偏轉元件的光進入面的稜鏡列形狀的說明圖；圖17是本發明光偏轉元件的光進入面的稜鏡列形狀的說明圖；圖18是本發明光偏轉元件的光進入面的稜鏡列形狀的說明圖；圖19是示出光偏轉元件出射光亮度分布(XZ面內)的說明圖；圖20是本發明光偏轉元件的光進入面的稜鏡列形狀的說明圖；圖21是出射光光強分布(XZ面內)的半高寬的說明圖；圖22是光源裝置的展開長度的說明圖；圖23是光源裝置的展開長度的說明圖；圖24是示出本發明光源裝置的光偏轉元件出射光亮度分布(XZ面內)的說明圖；圖25是示出本發明光源裝置的光偏轉元件出射光亮度分布(XZ面內)的曲線圖；圖26是示出本發明光擴散元件各向異性的擴散特性的出射光光強分布(XZ面內)的說明圖；圖27是本發明光偏轉元件各向異性的擴散特性的說明圖；圖28是示出本發明擴散特性為各向異性的光偏轉元件的凹凸結構的示意圖；圖29是示出本發明擴散特性為各向異性的光偏轉元件的凹凸結構的示意圖；圖30是示出本發明擴散特性為各向異性的光偏轉元件的凹凸結構的示意圖；圖31是示出本發明面光源裝置的示意性立體圖；圖32是本發明光偏轉元件的光進入面的稜鏡列形狀的示意性局部剖面圖；圖32是本發明光偏轉元件的光進入面的稜鏡列形狀的示意性局部剖面圖。
具體實施例方式
形成於導光體3表面的粗面、透鏡列，從實現光出射面33內亮度均勻性的觀點考慮，按照ISO4287/1-1984規定的平均傾斜角θa較好是為0.5～15度範圍。平均傾斜角θa取1～12度範圍更好，取1.5～11度範圍更為理想。該平均傾斜角θa，最好以入射光傳送方向長度(L)與導光體3厚度(t)之比(L/t)設定最合適的範圍。具體來說，作為導光體3使用L/t為20～200量級時，平均傾斜角θa較好是取0.5～7.5度，取1～5度範圍更好，取1.5～4度範圍更為理想。此外，作為導光體3，在使用L/t為20或以下量級時，平均傾斜角θa較好是取7～12度，取8～11度範圍更好。
按照ISO4287/1-1984，使用觸針式表面粗度計測量粗面形狀，設測量方向的坐標為x，可利用以下(1)式及(2)式從所得到的傾斜函數f(x)中求得形成於導光體3粗面的平均傾斜角θa。這裡，L是測量長度，Δa是平均傾斜角θa的正切值。
a=(1/L)0L|(d/dx)f(x)|dx---(1)]]>θa＝tan-1(Δa) …(2)此外，作為導光體3來說，其光出射率較好是在0.5～5％範圍，在1～3％範圍則更好。這是由於，當光出射率小於0.5％時從導光體3出射的光量少，有不能得到足夠亮度的傾向，當光出射率大於5％時、在一次光源1附近有大量光出射，在光出射面33內X方向光的衰減明顯，出現光出射面33的亮度均勻度下降的傾向。通過這樣使導光體3的光出射率為0.5～5％，光出射面的出射光的出射光光強分布(XZ面內)的峰值光的角度(峰值角度)處在相對於光出射面的法線50～80度的範圍，可使出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為10～40度那樣的取向性高的出射特性的光從導光體3出射，可使其出射方向通過光偏轉元件4得到有效的偏轉，從而可提供具有高亮度的面光源元件。
本發明中，對導光體3的光出射率作如下定義。光出射面33靠光入射面31一側的邊緣其出射光強度(IO)與距光入射面31一側邊緣L的位置處的出射光強度(I)的關係，令導光體3厚度(Z方向尺寸)為t時，可用下式表示。
I＝I0·α(1-α)L/t…(3)這裡，常數α是光出射率，是光出射面33中與光入射面31正交的X方向上每單位長度(相當於導光體厚度t的長度)導光體3所出射光的比例(％)。通過縱軸取光出射面23的出射光的光強對數，橫軸取(L/t)，對兩者關係繪圖，可根據其梯度求得該光出射率α。
此外，不賦予取向性光出射功能部的其他主面，為了控制導光體3的出射光與光源1平行面(YZ面)上的取向性，最好形成排列在與光入射面31大致垂直方向(X方向)上延伸的大量透鏡列的透鏡面。圖1的實施方式中，光出射面33形成粗面，背面34形成由大致垂直於光入射面31的方向(X方向)上延伸的大量透鏡列排列所構成的透鏡面。本發明中，也可以與圖1所示方式相反，在光出射面33形成透鏡面，將背面34作成粗面如圖1所示，導光體3的背面34或光出射面33形成透鏡列時，作為此透鏡列可列舉出在大致X方向上延伸的稜鏡列、雙凸透鏡列、V字狀槽等，但較好是YZ剖面形狀形成為大致三角形的稜鏡列。
本發明中，導光體3形成稜鏡列作為透鏡列時，較好是使其頂角為70～150度範圍。這是由於，可通過使頂角在該範圍來使導光體3的出射光充分聚光，可謀求作為面光源裝置的亮度的充分提高。具體來說，可通過使稜鏡頂角處於此範圍內，在與包含出射光光強分布(XZ面內)中峰值光的XZ面相垂直面上使出射光光強分布的半高寬為35～65度的經過聚光的出射光出射，從而可提高作為面光源裝置的亮度。另外在光出射面33形成稜鏡列時，頂角較好是為80～100度範圍，而在背面34形成稜鏡列時，頂角較好是為70～80度或100～150度範圍。
而且，本發明中，也可以通過在導光體內部混入分散光擴散性微粒賦予取向性光出射功能，以取代或者與此並用前面所述在光出射面33或其背面34形成光出射功能部。此外，作為導光體3不限於如圖1所示的剖面形狀，也可使用楔形、船形等種種剖面形狀的導光體。
圖2是光偏轉元件4稜鏡列形狀的說明圖，光偏轉元件4將主表面其中之一作為光進入面41，將另一面作為光導出面42。光進入面41大致並排排列有許多稜鏡列，各稜鏡列由位於光源一側的第1稜鏡面44和位於遠離光源一側的第2稜鏡面45這2個稜鏡面所構成。圖2所示的實施方式中，第1稜鏡面44是平面，第2稜鏡面45由3個彼此傾斜角不同的平面46～48所構成，越接近光導出面的平面其傾斜角越大。此外，平面46～48當中最接近光導出面的平面48和離光導出面最遠的平面46兩者傾斜角之差為15度或以下。另外，本發明中所謂平面的傾斜角，是指各平面相對於稜鏡列形成平面43的傾斜角度。
本發明的光偏轉元件4，用彼此傾斜角不同的至少2個平面構成第2稜鏡面45，這些平面的傾斜角是越接近光導出面越大，最接近光導出面的平面和離光導出面最遠的平面兩者傾斜角之差為15度或以下，因而可發揮極高的聚光效果，可得到作為光源裝置的極高亮度。這種最接近光導出面的平面和離光導出面最遠的平面兩者傾斜角之差，以0.5～10度範圍為好，1～7度範圍則更好。另外，形成3個或以上傾斜角不同的平面時，此傾斜角之差最好取上述範圍，但不特別限於這個範圍。此外，還可通過使第2稜鏡面45形成為這種結構，來方便地設計具有所需聚光性的偏轉元件，同時可以可靠地製造其具有的光學特性不變的光偏轉元件。
下面對本發明光偏轉元件的稜鏡面形狀進行說明。圖3～圖14示出的是，2個稜鏡面都是平面，利用稜鏡頂角是65.4度的現有光偏轉元件，導光體的出射光光強分布(XZ面內)的峰值角度為20度的光，在垂直於導光體的光入射面和光出射面兩者面的平面上以怎樣的出射光光強分布(XZ面內)從光偏轉元件出射。圖3～圖12示出的是，第1稜鏡面所入射的入射光，由第2稜鏡面全反射，並由光導出面42出射這種狀態，以及第2稜鏡面在X方向上均分為10個區域時各區域的出射光光強分布(XZ面內)。10個區域從接近稜鏡頂部算起依次為第1部分、第2部分、…第10部分。通過第2稜鏡面全反射後出射的全部光的出射光光強分布(XZ面內)如圖1所示，其峰值光在法線方向上出射，具有22度的半高寬。但觀察第1部分～第10部分各區域中出射光光強分布(XZ面內)的話，便由這些分布可知，其峰值角度在第1部分及第2部分以約-9度(負的角度值是以法線方向作為0度表示靠一次光源一側的情形)出射至附近，峰值光在第3部分～第7部分則偏移至0度方向(法線方向)，而在第8部分～第10部分峰值光則依次偏移至正角度方向。經最接近光導出面42的區域(第10部分)全反射後出射的峰值角度為7度，第2稜鏡面(第1部分～第10部分)其峰值角度有16度的展寬。此外，來自各區域的峰值光強度，從第1部分向第10部分慢慢減小。由此可知，利用由一個平面構成的稜鏡面全反射後出射的光，隨稜鏡面的全反射區域而分散在相當廣的範圍。通過分別調整各區域的傾斜角，在所有的區域內使峰值角度處於大致同一方向這樣使各區域的出射光光強分布(XZ面內)的峰值光出射，便可使大部分的出射光集中於規定方向上出射。此時各區域面的傾斜角，按第1部分至第10部分的順序趨大，具體來說，越接近光導出面42的區域的稜鏡面其傾斜角越大。通過這樣調整各區域面的傾斜角，便可以如圖14所示使利用稜鏡面整體全反射的出射光聚光於一定的方向，從而可使取向性更高、峰值強度大的光出射。
分割稜鏡面的各區域只要至少設定2個就行，該區域數(傾斜角不同的平面數)過少時，光偏轉元件的聚光性便降低，出現有損於亮度提高效果的傾向，因此較好是形成為3個或以上，更好是形成為5個或以上，更為理想的是形成為6個或以上。此外，區域數為2個時，為了能在一定程度上避免聚光特性的降低，必須使2個平面的傾斜角之差為15度或以下，較好是為0.5～10度範圍，更好是為1～7度範圍。區域數為3個或以上時，出於聚光特性的考慮也較好是使最接近光導出面的平面的傾斜角與最遠離光導出面的平面的傾斜角之差為15度或以下，0.5～10度更好，1～7度範圍更為理想。
另外，增多此區域數時，可用稜鏡面在整面範圍內精密調整峰值角度，因而可提高整體的集中度，但必須精密形成傾斜角不同的平面，這不僅使形成光偏轉元件稜鏡面用的金屬模具切削用刀具的設計及製造變得複雜，而且難以可靠地獲得具有一定光學特性的光偏轉元件。因此，稜鏡面上形成的區域數以20或以下為好，12或以下更好。該稜鏡面的分割最好均分，但不一定非要均分不可，可根據所需的稜鏡面整體的出射光亮度分布(XZ面內)進行調整。此外，具有不同傾斜角的各平面的幅度(稜鏡列剖面中的各平面部分的長度)，相對於稜鏡列的間距以取4～47％範圍為好，6～30％更好，7～20％範圍更為理想。本發明中，例如如圖15及16所示，可將前面所述具有不同傾斜角的平面其中至少1個作成凸曲面，也可將全部的平面作成凸曲面。圖15中，將第2稜鏡面45分成4個區域，由3個平面49～51與1個凸曲面52構成。圖16中，將第2稜鏡面45分成2個區域，由形狀不同的2個凸曲面53、54構成。圖中，55是決定曲面53形狀的非圓形狀，56是決定曲面54形狀的圓形。此外，也可用所分割的各區域的邊界連通的曲面構成第2稜鏡面45，此時只要是不引起亮度大幅度降低的範圍，曲面即使離各區域邊界有些偏離也可。例如，曲面的通過位置(離稜鏡頂部的距離)相對於稜鏡列間距的比例相對於區域邊界比例的偏離以4％或以下為好，2％或以下更好，1％或以下範圍更為理想。另外，本發明中，所謂凸曲面的傾斜角，指的是在1個凸曲面的全部位置的傾斜角的平均值。這樣，在以不同傾斜角的多個凸曲面構成稜鏡面時，與不同傾斜角的平面構成的情況相比，區域數可減少，可以取2～10個區域數，最好為2～8的範圍。但是，區域數過少時，難以設計調整所需的出射光光強分布(XZ面內)用的各凸曲面，因此、區域數取3～8的範圍更好。此外，凸曲面的形狀，其XZ剖面的形狀可做成圓弧或非圓弧。而用多個凸曲面構成稜鏡面時，最好使各凸曲面的形狀不同，可以使剖面圓弧形狀的凸曲面與剖面非圓弧形狀的凸曲面組合，但最好使至少1個凸曲面做成剖面非圓弧形狀。將多個的凸曲面作成剖面圓弧形狀時，可使各凸曲面的曲率改變。作為非圓弧形狀，可列舉橢圓形狀的一部分、拋物線形狀的一部分等。
另外，凸曲面，其曲率半徑(r)與稜鏡列的間距(P)之比(r/P)以2～50的範圍為好，5～30更好，7～10的範圍更為理想。當該r/P小於2、或超過50時，不能發揮充分的聚光特性，有使亮度下降的傾向。
這種傾斜角不同的平面和凸曲面，設計成利用各平面及凸曲面全反射的光從光導出面出射時的出射光亮度分布(XZ面內)中的峰值角度為大致一定的角度，但該各峰值角度也不一定非成為大致一定的角度不可，可使總體的峰值角度處於15度以內的範圍內進行設計，以10度或以下為好，7度或以下更好，5度或以下的範圍則更為理想。
此外，這種構成的稜鏡列中，如圖3～12所示，第1部分～第5部分區域全反射、接著從光導出面出射光的出射光光強分布(XZ面內)中的強度，佔稜鏡面全體全反射、接著從光導出面出射光的出射光光強分布(XZ面內)中的強度的75％或以上，所以、使這些區域全反射出射的光的出射光朝所需方向聚光至關重要。為此，令離稜鏡列的稜鏡頂部的高度為h、以稜鏡列全體的高度為H時，至少在h/H為60％或以下時的高度h內區間、以形成至少2個傾斜角不同的平面或凸曲面為好，形成3個或以上更好。高度h內的領域，h/H為50％或以下區間為更好，40％或以下區間更為理想。而高度h內區間過小時、出現得不到充分聚光特性的傾向，金屬模具的製造也複雜，所以、h/H最好為20％或以上。此時高度h內區間中的區域數，以3～8的範圍為好、3～6更好，3～4的範圍更為理想。
此外，以傾斜角不同的多個平面或凸曲面構成稜鏡面時，為確保充分的聚光特性，連結稜鏡列的頂部及底部(谷部)的假想平面Q(圖2、15、16)與多個的平面或凸曲面(實際的稜鏡面)間的最大距離d相對於稜鏡列的間距(P)的比例(d/P)最好為0.4～5％。這是由於，當d/P小於0.4％或超過5％時，出現聚光特性降低的傾向、不能實現充分提高亮度的傾向，所以，以0.4～3％更好，0.7～2.2％更為理想。
本發明中，稜鏡列的頂角在考慮聚光特性及利用效率時，以35～80度為好、35～70度的範圍更好，40～70度的範圍更為理想。此外，相對於稜鏡頂角的法線的左右分角(相對於2個稜鏡面的法線的傾斜角度)α、β，也可相同也可不同，要有效地提高大致法線方向(指以法線方向為0度時XZ面內的±10度範圍)的亮度時，最好設定為不同的角度。此時，位於光源側的分角α最好取40度或以下、β取25～50度的範圍。該頂角的分角α、β，稍有差異時、能提高光利用效率、使亮度進一步提高，因此、取分角α為25～40度、取分角β為25～45度、分角α與β之差的絕對值|(α-β)|取0.5～10度為好、1～10度更好，1～8度範圍更為理想。使出射光亮度分布(XZ面內)的峰值光在大致法線以外時，可通過調整稜鏡頂角的分角α、β，獲得在期望方向具有峰值光的出射光亮度分布(XZ面內)。
此外，即使分角α取20度或以下也能提高光利用效率、使亮度進一步提高。該分角α做得越小越能提高光利用效率，但分角α過分小時，出現稜鏡列的頂角小的傾向，稜鏡片的製造困難，因此、分角α以3～15度的範圍為好、5～10度的範圍更好。此時、為了使出射光亮度分布(XZ面內)的峰值光處在離法線方向±2度的範圍、使法線亮度提高，分角β可取35～40度的範圍。
這樣、在分角α取20度或以下時，稜鏡列的剖面形狀中連結稜鏡頂部和谷部的2條直線的長度比(離光源遠側的直線長度L2相對於接近光源側的直線長度L1之比L2/L1)最好取1.1倍或以上。這是由於，L2/L1取1.1倍或以上可使從接近一次光源一側稜鏡面的入射光在遠離一次光源一側稜鏡面上高效地受光，可提高光利用效率，使亮度進一步提高，因此取1.15倍或以上更好，取1.17倍或以上更為理想。另外，L2/L1過大時便出現稜鏡列頂角減小的傾向，稜鏡片的製造困難，因此，以取1.3倍或以下為好，取1.25倍或以下更好，取1.2倍或以下更為理想。此外，遠離一次光源一側的直線長度L2相對於稜鏡列間距P的比(L2/P)由於同樣的理由以取1.25倍或以上為好，取1.3倍或以上更好，取1.4倍或以上更為理想。另外，L2/P過大時便出現稜鏡列頂角減小的傾向，稜鏡片的製造困難，因此，以取1.8倍或以下為好，取1.6倍或以下更好，取1.5倍或以下更為理想。此外，本發明的光偏轉元件，也可以如圖17、18所示在鄰接的稜鏡列間形成傾斜角比稜鏡列傾斜角小的凸形或平面(光透過區域)。由於形成這樣的光透過區域，能將從液晶屏一側入射的外光57從該部分導入光源裝置內，利用鄰接配置於導光體背面的反射片(光反射元件)5進行反射，再在液晶屏一側作為出射光58出射，從而使外光也能有效利用。此時，為維持反射片5所反射外光的均勻性，最好賦予反射片微弱的擴散性，或者在光偏轉元件的光導出面上形成光擴散層，或者在光偏轉元件的光導出面上載置光擴散片。此外，提高外光利用效率時，作為背光的光利用效率便下降，因此考慮到使用方式，需決定光透過區域的比例。例如，光透過區域的寬度，以稜鏡列間距的20～50％範圍為好、20～40％範圍更好。作為光透過領域，可列舉出如圖17所示的平面形狀區域59、如圖18所示的曲面形狀區域60、或多角柱面形狀區域等。其中，通過將光透過區域形成為多角柱面形狀或曲面形狀，可控制外光的反射，所以最好。
本發明的光偏轉元件中，使光聚光出射時來自導光體的出射光光強分布(XZ面內)可有很強的反映，因此來自光偏轉元件光導出面的出射光亮度分布(XZ面內)在法線方向前后角度有成為非對稱分布的傾向。以1個曲面構成第2稜鏡面45時，導光體的光入射面一側的出射光亮度分布(XZ面內)急劇下降，從法線方向觀察時可明顯分辨出在有效視野角範圍內的非對稱性。因此，本發明中可通過用傾斜角不同的多個平面或凸曲面構成稜鏡面來緩和如上所述出射光亮度分布(XZ面內)的非對稱性。具體來說，如圖19所示，出射光亮度分布(XZ面內)的非對稱性，可通過光偏轉元件出射的出射光亮度分布(XZ面內)的峰值角度和亮度為峰值光亮度(峰值亮度)1/2時的角度之差的絕對值(展寬寬度)Δθa、Δθb兩者差的絕對值(|Δθa-Δθb|)來定義。所以，可通過調整構成稜鏡面的平面或凸曲面的傾斜角，使該|Δθa-Δθb|為9度或以下，來緩和出射光亮度分布(XZ面內)的非對稱性。此|Δθa-Δθb|，以6度或以下更好，4度或以下範圍更為理想。|Δθa-Δθb|在9度或以下時辨認性相當好，4度或以下時幾乎已感覺不到非對稱性引起的不悅了。
此外，本發明的光偏轉元件4中，如圖20所示，第1稜鏡面44的平面，有時出現稜鏡列成型時發生的翹曲引起的形狀變化(相對於連結稜鏡列頂部和底部的平面的位移)。這種平面位移大時，會使光偏轉元件4的光學特性受影響，所以最好將位移抑制至微小程度。具體來說，稜鏡面相對於連結稜鏡列頂部和底部的平面的位移，以與所述平面間的最大距離S相對於稜鏡列間距P的比例(S/P)為0.008或以下為好，0.0065或以下更好，0.005或以下範圍更為理想。這種大致平面的變形，主要由稜鏡列成型時重合收縮等影響引起，所以最好對重合收縮引起的變形程度預先進行定量化，在設計金屬模具的稜鏡列形狀時能考慮將此變形抵消。本發明中，最好至少在遠離一次光源一側面(第2稜鏡面45)上形成具有如上所述凸曲面形狀部的稜鏡面。這樣，便可在導光體3的端面32也配置一次光源時光偏轉元件4出射光的出射光亮度分布(XZ面內)中使分布足夠小。有凸曲面形狀部的稜鏡面，在例如通過導光體3的傳導光經光入射面31的相反側端面32反射返回的比例相對較高時、或在導光體3相對的2個端面分別配置一次光源1時，較好是接近一次光源1一側的稜鏡面(第1稜鏡面44)也形成為具有同樣凸曲面形狀部的稜鏡面。另外，在通過導光體3的傳導光經光入射面31的相反側端面32反射返回的比例相對較低時，也可將接近一次光源1一側的稜鏡面形成為大致平面。此外，本發明的光偏轉元件4，最好以大致平面構成其稜鏡列頂部某一側。能夠更正確形成稜鏡列形成用的成型用型材的形狀複製面形狀，可抑制將光偏轉元件4載置於導光體3上時發生粘附現象。
這樣，便可通過將前面所述的光偏轉元件4載置於導光體3的光出射面33上使其稜鏡列形成面成為光進入面側，來使導光體3的光出射面33所出射的取向性出射光的出射光光強分布(XZ面內)更窄，從而可實現作為光源裝置的高亮度、窄視野。這種光偏轉元件4的出射光亮度分布(XZ面內)的半高寬，以5～25度範圍為好，10～20度範圍更好，12～18度範圍更為理想。這是由於，該出射光亮度分布(XZ面內)的半高寬取5度或以上可避免極端的窄視野化引起的圖像等的缺失，而取25度或以下可實現高亮度和窄視野。
本發明光偏轉元件4的窄視野，受到導光體3的光出射面33的出射光光強分布(XZ面內)的展寬程度(半高寬)的影響，所以光偏轉元件4的光導出面42的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬A相對於導光體3的光出射面33的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B的比例也隨導光體3的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B而變化。例如，導光體3的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B小於26度時，半高寬A以半高寬B的30～95％範圍為好，30～80％範圍更好，30～70％範圍更為理想。此外，導光體3的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B為26度或以上時，半高寬A以半高寬B的30～80％範圍為好，30～70％範圍更好，30～60％範圍更為理想。特別是，導光體3的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B為26～36度時，半高寬A以半高寬B的30～80％範圍為好，30～70％範圍更好，30～60％範圍更為理想。而導光體3的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B超過36度時，半高寬A以半高寬B的30～70％範圍為好，30～60％範圍更好，30～50％範圍更為理想。一般認為，要提高導光體的出射效率時，導光體3的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B便要增大，致使聚光效率降低，但實際上如前面所述，為增大窄視野效果，從窄視野效率和作為面光源裝置的光利用效率方面考慮，最好與出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B為26度或以上的導光體組合使用光偏轉元件，更好是半高寬B超過36度的導光體。此外，導光體3的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬小時，窄視野效果小，但由於導光體3的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬越小越能實現高亮度，所以從高亮度方面考慮，最好與出射光光強分布(XZ面內)的半高寬B不到26度的導光體相組合使用光偏轉元件。
一次光源1是在Y方向延伸的線狀的光源，作為該一次光源1可採用諸如螢光燈及冷陰極管。另外，本發明中，作為一次光源1不限於線狀光源，LED光源、滷素燈、亞滷燈等點光源也可以用。尤其在手機、可攜式信息終端等屏幕尺寸較小的顯示裝置中使用時，最好使用LED等小的點光源。此外，一次光源1不僅如圖1所示那樣設置於導光體3其中某一側端面，也可根據需要設置於相反側端面。例如，在導光體3的角部等配置用作一次光源1的LED光源等大致點狀光源時，在與光出射面33平行的平面內導光體3的入射光以一次光源1為大致中心、以放射狀在導光體3中傳導、從光出射面33出射的出射光也同樣以一次光源1為大致中心、以放射狀出射。為了使這樣的以放射狀出射的出射光與其出射方向無關、高效地偏轉至所需方向，最好將形成於光偏轉元件4的稜鏡列圍繞一次光源1以大致弧狀大致並排進行配置。通過這樣將稜鏡列圍繞一次光源1以大致弧狀大致並排進行配置，從光出射面33以放射狀出射的光幾乎都相對於光偏轉元件4的稜鏡列延伸方向大致垂直入射，所以可在導光體3的光出射面33整個區域的出射光高效地朝向特定方向，並使亮度均勻性提高。形成於光偏轉元件4的大致弧狀稜鏡列，最好能根據導光體3中所傳導光的分布選定其弧狀的程度、使得從光出射面33以放射狀出射的光幾乎都相對於光偏轉元件4的稜鏡列延伸方向大致垂直入射。具體來說，可列舉出以LED等點狀光源作為大致中心按同心圓狀、圓弧半徑逐漸一點點增大、大致並排配置的稜鏡列，稜鏡列的圓弧半徑的範圍，可由面光源系統的點狀光源位置和相當於液晶顯示區域的面光源的有效區域兩者的位置關係、大小來決定。光源反射體2用來將一次光源1的光很少損耗地導嚮導光體3。作為材料，可採用諸如表面具有金屬蒸鍍反射層的塑料薄膜。如圖1所示，光源反射體2，從光反射元件5的端緣部外面經一次光源1的外面向光擴散元件6的出射面端緣部彎卷而成。另外，光源反射體2也可以避開光擴散元件6、從光反射元件5的端緣部外面經一次光源1的外面向光偏轉元件4的光導出面端緣部或導光體3的光出射面端緣部彎卷而成。
可以將這樣的光源反射體2及同樣的反射構件設置在導光體3的側端面31以外的側端面。作為光反射元件5，可採用諸如表面具有金屬蒸鍍反射層的塑料片。本發明中，作為光反射元件5代替反射片，可形成為在導光體3的背面34藉助於金屬蒸鍍形成的光反射層等。
本發明的導光體3及光偏轉元件4，可由光透過率高的合成樹脂構成。作為這種合成樹脂來說，可例舉的有甲基丙烯酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、氯乙烯系樹脂。尤其是甲基丙烯酸樹脂在光透過率高度、耐熱性、力學特性、成型加工性能方面較出色，故而最佳。作為這種甲基丙烯酸樹脂來說，較好是以甲基丙烯酸甲酯為主要成分的樹脂，甲基丙烯酸甲酯為80重量％或以上的那種樹脂。在形成導光體3及光偏轉元件4的粗面的表面結構及稜鏡列等的表面結構時，可採用具有所需表面結構的模具部件對透明合成樹脂板進行熱壓形成，也可通過絲網印刷、擠壓成型、或射出成型等在成型的同時做成形狀。此外，在由聚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、氯乙烯系樹脂、聚甲基丙烯醯亞胺樹脂等製成的透明膜或紙等透明基材上，也可以在表面上形成由活性能量線硬化型樹脂製成的粗面結構或透鏡列排列結構，也可以靠這種紙粘接、熔接等方法讓各個透明基材靠接合形成為一體。作為活性能量線硬化型樹脂來說，可以使用多官能(甲基)丙烯酸化合物、乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯類、烯丙基化合物、(甲基)丙烯酸的金屬鹽等。由如上所述的一次光源1、光源反射體2、導光體3、光偏轉元件4、光反射元件5及光擴散元件6構成的面光源裝置的發光面(光擴散元件6的出射面62)上通過配置液晶顯示元件構成液晶顯示裝置。液晶顯示裝置從圖1的上方通過液晶顯示元件由觀察者觀察。此外，本發明中經過充分準直的狹窄分布的光能夠從面光源裝置入射液晶顯示元件，所以，可得到液晶顯示元件中無灰度反轉等的亮度、色度均勻性良好的圖像顯示，同時可得到集中於所需方向的光照射，提高一次光源的發光光量用於該方向照明的利用效率。此外，本發明中，象這樣利用光偏轉元件4實施窄視野、高亮度的光源裝置中，為了儘可能不使亮度降低、並根據需要適當控制視野範圍，在光偏轉元件4的光導出面上鄰接配置光擴散元件6。此外，本發明中、通過這樣配置光擴散元件6，可抑制造成品質下降的晃眼及亮斑等，來實現品質提高。
在光偏轉元件4的光導出面側，光擴散元件6可以與光偏轉元件4一體化形成，也可個別地將光擴散元件6載置於光偏轉元件4的光導出面側。最好是個別地配置光擴散元件6。個別地載置光擴散元件6時，光擴散元件6與光偏轉元件4相對的入射面61，為防止與光偏轉元件4的粘附，最好賦予凹凸結構。同樣，光擴散元件6的出射面62中，有必要考慮與其上配置的液晶顯示元件之間的粘附問題，最好在光擴散元件6的出射一側面上也賦予凹凸結構。該凹凸結構僅用來防止粘附而賦予時，以採用平均傾斜角為0.7度或以上這種結構為好，1度或以上更好，1.5度或以上更為理想。
本發明中，考慮亮度特性、辨認性及品質等的平衡，最好使用具有光擴散特性使光偏轉元件4的出射光適度擴散的光擴散元件6。具體來說，光擴散元件6的光擴散性低時，難以充分展寬視野角，導致辨認性降低，同時有品質改善效果不充分的傾向，相反光擴散性過高時，光偏轉元件4產生的窄視野效果受損，同時有全光透過率降低、亮度降低的傾向。因此，本發明的光擴散元件6中，所使用的入射平行光時出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為1～13度範圍。光擴散元件6的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬，以3～11度範圍為好，4～8.5度範圍則更好。此外，本發明中，所謂光擴散元件6的出射光光強分布(XZ面內)的半高寬，如圖21所示，示出的是入射光擴散元件6的平行光在出射時以怎樣的程度擴散展寬，所以，它指的是相對於光擴散元件6透過擴散的出射光的光強分布(XZ面內)中峰值為半值的展寬角的整個角寬度(ΔθH)可通過在光擴散元件6中混入光擴散劑，或在光擴散元件6其中至少之一表面賦予凹凸結構，來賦予這樣的光擴散特性。表面形成的凹凸結構，在光擴散元件6其中之一表面形成時與形成於兩者表面時其程度有所不同。在光擴散元件6其中之一表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以取0.8～12度範圍為好，3.5～7度更好，4～6.5度更為理想。在光擴散元件6其兩者表面均形成凹凸結構時，形成於其中之一表面的凹凸結構的平均傾斜角以取0.8～6度為好，2～4度更好，2.5～4度更為理想。此時，為了抑制光擴散元件6的全光透過率的降低，最好使光擴散元件6的入射面側的平均傾斜角比出射面側的平均傾斜角大。
此外，光擴散元件6的光擴散混濁度值，考慮到提高亮度特性和改善辨認性，較好是形成為8～82％範圍，取30～70％範圍更好，40～65％範圍更為理想。
本發明的光源裝置，還要求從其發光面(光擴散元件6的出射面62)的法線方向觀察時的顯示區域(即對應於與光源裝置組合使用的液晶顯示元件等顯示元件有效顯示區域的有效發光領域)內的亮度應均勻。該亮度均勻性取決於光源的顯示區域大小，在適用於例如筆記本PC、PC監視器等有效顯示區域大的場合的大型光源裝置中，有時要求比較寬的視野角特性，要求從發光面出射的出射光亮度分布(XZ面內)更寬。另外，用在手機、可攜式信息終端等有效顯示區域小的場合的小型光源裝置中，有時優先考慮的是高亮度和提高顯示畫像形成用照明的品質，此時從發光面出射的出射光亮度分布(XZ面內)也可較窄。為此，作為光擴散元件6，最好能根據光源裝置的顯示區域的大小使用具有適當光擴散特性的光擴散元件。
對這種光源裝置與顯示區域大小相對應的光擴散元件6的光擴散特性進行說明。此外，光源裝置顯示區域的大小以其展開長度為基準進行說明。這裡，所謂的光源裝置的展開長度(導光體3的展開長度)，是指如圖22所示以線狀冷陰極光源作為一次光源1、與導光體3的光入射面31相對配置時在導光體3的入射光的導光方向即與光入射面31垂直的X方向上顯示區域AR的最長距離L。此外，是指如圖23所示與導光體3的角部形成的光入射面31相對配置LED等點光源作為一次光源1時連結顯示區域AR距點光源最遠位置和最近位置的連線距離L。
(1)導光體3的展開長度為8cm或以下時這種光源裝置，可使用線狀冷陰極管(單燈型)、LED等作為一次光源1，用於手機、可攜式信息終端、數字相機等有效顯示面積小的顯示裝置，所以沒有必要做大視野角，需要通過光擴散元件6來賦予足以抑制造成品質低下的晃眼、亮斑等的光擴散性，在提高光利用效率、維持高亮度的同時降低功耗。為此，作為光擴散元件6來說，出射光光強分布(XZ面內)的半高寬以1～6度為好，1～5度更好，2～5度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值來說，以8～60％範圍為好，8～50％更好，20～50％更為理想。此外，在光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以0.8～5度範圍為好，0.8～4度更好，2～4度範圍更為理想。
(2)導光體3的展開長度超過8cm、但為23cm或以下時(使用單燈型冷陰極管作為一次光源1)這種光源裝置，用於筆記本PC、臺式PC監視器、相對較小型液晶電視機等的顯示裝置，所以需要較寬視野角，需要與液晶顯示裝置高解析度要求相適應的高品質的高亮度。為此，作為光擴散元件6，較好是出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為3～11度範圍，4～10度更好，4～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～80％範圍為好，40～73％更好，45～70％更為理想。此外，光擴散元件6表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以3～9.5度範圍為好，3.5～8.5度更好，4.5～7度的範圍更為理想。
尤其是導光體3的展開長度超過8cm、但為18cm或以下時，例如用於較小型筆記本PC的顯示裝置，所以，需要的視野角稍窄。為此，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的半高寬以3～8度範圍為好，4～8度更好，4～7度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～70％範圍為好，40～65％更好，45～60％更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以3～7度範圍為好，3.5～6.5度更好，4.5～6度範圍更為理想。
此外，尤其是導光體3的展開長度超過18cm、但為22cm或以下時，用於例如相對較大型筆記本PC的顯示裝置，所以需要相對較寬的視野角，同時需要滿足顯示區域內亮度的均勻性。為此，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的半高寬以4～10度範圍為好，5～9度更好，5～8.5度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以40～75％範圍為好，50～70％更好，50～65％更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以3.5～8度範圍為好，4～7度更好，4.5～6.5度範圍更為理想。
此外，尤其是導光體3的展開長度超過22cm、但為23cm或以下時，用於例如相對較大型筆記本PC等的顯示裝置。這屬於使用單燈型冷陰極管作為一次光源1的筆記本PC其顯示區域大的情形，與導光體3的展開長度為22cm或以下情形相比較時，便需要進一步提高光利用效率，使亮度提高。若這樣進一步提高亮度的話，便需要使用例如取向性反射特性優的銀反射片、鋁反射片等金屬反射片以取代取向性反射性低的發泡PET反射薄膜，作為配置於光源裝置的導光體3背面的反射片。但使用金屬反射薄膜時，有明顯出現金屬反射特有的晃眼，顯現於導光體光入射面附近的暗線和明線，以及顯現於導光體光入射面兩端部附近的暗部等缺陷，有損於作為光源裝置的品質的傾向。為了抑制這樣的品質低下，應使用出射光光強分布(XZ面內)的半高寬超過9度這種光擴散性高的光擴散元件6，但使用這種光擴散元件6時，光擴散性過大，而且造成全光透過率大幅降低，所以存在往往得不到足夠高亮度的問題。為此，除了用導光體3、光偏轉元件4抑制這種品質降低以外，而且作為光擴散元件6來說，出射光光強分布(XZ面內)的半高寬以5～11度範圍為好，6～10度更好，7～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以50～80％範圍為好，55～73％更好，55～70％更為理想。而且，在光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以4.5～9.5度範圍為好，5～8.5度更好，5～7度範圍更為理想。
(3)導光體3的展開長度超過8cm、但為28cm或以下時(使用多燈型冷陰極管作為一次光源1)這種光源裝置，用於臺式PC監視器、液晶電視機等顯示裝置，所以需要相對較寬的視野角，而且還需要高亮度。為此，作為一次光源1來說，可使用導光體3相互大致平行的2個端面分別配置1個或以上冷陰極管的多燈型光源。這種光源裝置中，與用單燈型一次光源1的情形相比與品質相關的辨認性有所不同，如後面述及的出射光亮度分布(XZ面內)的非對稱性喪失，光源裝置的中央部附近的出射光亮度分布(XZ面內)D1如圖24所示，即使不使用光擴散元件6對稱性也提高。而且，接近一次光源的兩端部附近的出射光亮度分布(XZ面內)D2、D3，各自受到從最近的一次光源1出射、並經過導光的光的影響，成為帶有若干非對稱性的出射光亮度分布(XZ面內)。具體來說，圖24左側端部附近，具有出射光亮度分布(XZ面內)D2中靠近一次光源側陡直而中央側平滑延伸這種傾向，所以左端部附近光的出射方向大多為稍稍朝向中央部的成分。因此，可得到從中央部觀察兩端部附近時辨認性優異的出射光特性，有利於構成直到端部均為高品質高亮度的光源裝置。為此，作為光擴散元件6來說需要得到寬視野角的光擴散性，出射光光強分布(XZ面內)的半高寬以0.7～13度範圍為好，1～11度更好，2～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～82％範圍為好，35～75％更好，40～70％更為理想。而且，光擴散元件6表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以0.8～12度範圍為好，1～8.5度更好，1.5～7度範圍更為理想。
尤其是導光體3的展開長度超過22cm、但為28cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的半高寬以6～13度範圍為好，7～11度更好，7～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以50～82％範圍為好，60～75％更好，65～70％範圍更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以4.5～12度範圍為好，5.5～8.5度更好，6～7度範圍更為理想。
此外，導光體3的展開長度超過8cm、但為22cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的半高寬以0.7～6度範圍為好，1～5度更好，2～4度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～60％範圍為好，35～55％更好，40～50％範圍更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以0.8～6度範圍為好，1～5度更好，1.5～4.5度範圍更為理想。
本發明的光源裝置中，使用如上所述的光擴散元件6時，使用光偏轉元件4的出射光亮度分布(XZ面內)的半高寬為19～26度左右的聚光性相對較弱的光偏轉元件4，同時由於可抑制YZ面內擴散所造成的亮度降低，所以從提高亮度的觀點考慮有時較好是用光擴散性較弱的光擴散元件6。此時，作為光擴散元件6，需要得到寬視野角的光擴散性，較好是所用的光擴散元件其出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為1～8度範圍，2～8度更好，3～7度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以8～70％範圍為好，30～65％更好，40～60％更為理想。而且，光擴散元件6其中之一表面形成凹凸結構時，其平均傾斜角以0.8～7度範圍為好、3～6.5度更好，3.5～6度範圍更為理想。在兩面形成凹凸結構時，其中之一表面的平均傾斜角以0.8～4度範圍為好，1～4度更好，2～4度範圍更為理想。本發明的光源裝置中，從光偏轉元件4光導出面出射的出射光，有時具有如圖25所示那樣的非對稱出射光亮度分布(XZ面內無光擴散元件)。該出射光亮度分布(XZ面內)來源於從導光體3出射的出射光光強分布(XZ面內)。這種非對稱出射光亮度分布(XZ面內)，例如來自光偏轉元件4的出射光的亮度分布(XZ面內)的半高寬，往往出現在20度或以下的取向性高的出射光出射時。尤其是顯示區域相對較大的光源裝置，為了使這種出射光亮度分布(XZ面內)的非對稱性緩和，需使用光擴散性相對較強的光擴散元件6(圖25中示出的是用這種光擴散元件時的出射光亮度分布(有光擴散元件))。另外，作為光擴散元件6，使用出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為4度或以上、光擴散混濁度值為35％或以上的光擴散元件時，從光擴散元件6出射的出射光光強分布(XZ面內)的峰值角度相對於來自光偏轉元件4的出射光的亮度分布(XZ面內)的峰值角度，有時朝一次光源的相反側方向有1～3度左右的偏角。此時，來自光偏轉元件的出射光的亮度分布(XZ面內)的峰值角度處於所需方向(例如法線方向)時，由於使用光擴散元件6導致所需方向的亮度降低。因此，來自光偏轉元件4的出射光的亮度分布(XZ面內)的半高寬為20度或以下時使用如上所述光擴散元件6的時候，較好是預先設計好光偏轉元件4，如圖7所示使得來自光偏轉元件4的出射光的亮度分布(XZ面內)的峰值角度從所需方向向光源側傾斜0.5～3度，0.5～2度更好，1～2度更為理想。
本發明中，作為光擴散元件6，最好使用光擴散特性為各向異性的光擴散元件，原因是可提高光擴散元件6的全光透過率，使來自光偏轉元件4的出射光有效擴散。在例如與導光體3的1個端面相對將線狀冷陰極管作為一次光源1配置的光源裝置中，在XZ面內利用光偏轉元件4對導光體3光出射面出射的出射光主要謀求窄視野，設法由光擴散元件6進一步使該XZ面內經過窄視野化的光主要通過擴散來展寬視野角。但使用各向同性擴散特性的光擴散元件6時，即使不能利用光偏轉元件進行窄視野化的YZ面內也能同等進行光擴散，從而引起亮度降低。因此，可通過如圖26所示使用與YZ面內相比在XZ面內具有更高光擴散性的各向異性擴散特性的光擴散元件6，使由光偏轉元件4實現窄視野化的XZ面內的光擴散得到強化，從而減弱未實現窄視野化的YZ面內的光擴散，可如此使來自光偏轉元件4的出射光有效擴散，從而可將亮度的降低儘量抑制至最小。
本發明中，對於這種光擴散元件6的各向異性擴散特性，使用具有怎樣的各向異性的光擴散元件6，並非是僅僅如上所述XZ面內和YZ面內各向異性的因素所決定，還可根據導光體3的光出射功能部形狀、光偏轉元件4的透鏡形狀、排列、光源裝置的用途等作適當選定。具體來說，如圖27所示，設想包含光擴散元件6出射面的法線軸及出射面內的任意方向(P-n方向(n＝1，2，…))的任意面(ZP-n方向(n＝1，2，…))，可通過使這些任意面上的出射光光強分布的半高寬不同來賦予各向異性另外，令ZP-n面的半高寬中最大者為最大半高寬，而最小者為最小半高寬。同樣，對於使光擴散元件6賦予各向異性擴散特性的凹凸結構的平均傾斜角，可通過使ZP-n面與光擴散元件6(XY面)正交的任意P-n方向的平均傾斜角不同，來賦予平均傾斜角的各向異性。此時，P-n方向的平均傾斜角中最大者為最大平均傾斜角，而最小者為最小平均傾斜角。
例如與導光體3的一個端面相對配置線狀冷陰極管作為一次光源1時，光偏轉元件4主要在XZ面內謀求窄視野，在YZ面幾乎不起作用，因此適宜使用具有使來自光偏轉元件4的出射光在XZ面內有效擴散、在YZ面內不擴散這種各向異性擴散特性的光擴散元件6。因此，作為光擴散元件6，最好具有在XZ面內給出最大半高寬、在YZ面內給出最小半高寬這種各向異性擴散特性。同樣，形成於光擴散元件6的凹凸結構，最好也形成為在X方向具有最大平均傾斜角、在Y方向具有最小平均傾斜角這種結構或配置。
具有這種各向異性擴散特性的光擴散元件6中，考慮到亮度特性、辨認性和品質等的平衡，最好使用具有使光偏轉元件4的出射光適當擴散的光擴散特性的光擴散元件6。具體來說，光擴散元件6的光擴散性低時，視野角難以充分展寬，使辨認性降低，同時有品質改善效果不夠的傾向，反之光擴散性過高時，有損於光偏轉元件4產生的窄視野效果，同時有全光透過率也降低、亮度降低的傾向。因此，可使用出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬為1～13度範圍的光偏轉元件，以3～11度範圍為好，4～9度範圍更好。此外，最大半高寬相對於最小半高寬之比(最大半高寬/最小半高寬)以1.1～20範圍為好，2～15範圍更好，4～10範圍更為理想。這是由於，最大半高寬/最小半高寬取1.1或以上，能使光的利用效率提高、亮度提高，而取20或以下，可抑制由於較強光擴散性引起的亮度降低。
在光擴散元件6其中之一表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以取0.8～15度範圍為好，取3.5～11度更好，取4～9度更為理想。此外，從與最大半高寬/最小半高寬同樣的各向異性的觀點考慮，最大平均傾斜角相對於最小平均傾斜角之比(最大平均傾斜角/最小平均傾斜角)，以1.1～20範圍為好，2～15範圍更好，4～10範圍更為理想。凹凸結構也可在光擴散元件6兩者表面形成，此時，為了抑制光擴散元件6的全光線透過率降低，最好使光擴散元件6的入射面側平均傾斜角比出射面側平均傾斜角大。此外，作為光擴散元件6的光擴散混濁度值，從提高亮度特性和改善辨認性的觀點考慮，以取8～82％範圍為好，30～70％範圍更好，40～65％範圍更為理想。
作為所用的光擴散元件6來說，最好根據光源裝置的顯示區域大小具有適當的光擴散特性。導光體3的展開長度為8cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬以1～6度為好，1～5度更好，2～5度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以8～60％範圍為好，8～50％更好，20～50％更為理想。此外，光擴散元件6表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以0.8～5度範圍為好，0.8～4度更好，2～4度範圍更為理想。
導光體3的展開長度超過8cm、但為23cm或以下時(使用單燈型冷陰極管作為一次光源1)，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬以3～13度範圍為好，4～10度更好，4～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～80％範圍為好，40～73％更好，45～70％更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以3～15度範圍為好，3.5～10度更好，4.5～8度範圍更為理想。其中，導光體3的展開長度超過8cm、但為18cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬以3～10度範圍為好，4～10度更好，4～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～70％範圍為好，40～65％更好，45～60％更為理想。而且，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以3～9度範圍為好，3.5～8度更好，4.5～8度範圍更為理想。導光體3的展開長度超過18cm、但為22cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬以4～13度範圍為好，5～11度更好，5～8.5度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以40～75％範圍為好，50～70％更好，50～65％更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以3.5～15度範圍為好，4～9度更好，4.5～6.5度範圍更為理想。而導光體3的展開長度超過22cm、但為23cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬以5～13度範圍為好，6～12度更好，7～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以50～80％範圍為好，55～73％更好，55～70％更為理想。此外，光擴散元件6表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以4.5～15度範圍為好，5～10度更好，5～7度範圍更為理想。
導光體3的展開長度超過8cm、但為28cm或以下時(使用多燈型冷陰極管作為一次光源1)，所用的光擴散元件6需要能得到寬視野角的光擴散性，出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬以0.7～13度範圍為好，1～11度更好，2～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～82％範圍為好，35～75％更好，40～70％更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以0.8～15度範圍為好，1～13度更好，1.5～7度範圍更為理想。其中，導光體3的展開長度超過22cm、但為28cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬以6～13度範圍為好，7～11度更好，7～9度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以50～82％範圍為好，60～75％更好，65～70％範圍更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以4.5～15度範圍為好，5.5～13度更好，6～7度範圍更為理想。導光體3的展開長度超過8cm、但為22cm或以下時，作為光擴散元件6，出射光光強分布(XZ面內)的最大半高寬以0.7～6度範圍為好，1～5度更好，2～4度範圍更為理想。此外，作為光擴散混濁度值，以30～60％範圍為好，35～55％更好，40～50％範圍更為理想。此外，光擴散元件6的表面形成凹凸結構時，其最大平均傾斜角以0.8～10度範圍為好，1～7度更好，1.5～5度範圍更為理想。
作為具有這種各向異性擴散特性的光擴散元件6擴散性賦予結構，可列舉出諸如圖28～圖30所示凹凸結構。圖28中示出的凹凸結構，是大量並排連續設置在一軸上延長的雙凸透鏡列等透鏡列6a的排列結構。這種透鏡列的排列間隔，較好是相對於光源裝置所用的液晶顯示元件的像素排列間隔及光偏轉元件4的稜鏡列等透鏡列的排列間隔選定難以發生幹涉條紋的間隔，或者形成為隨機排列間隔。通常，透鏡列的排列間隔，以1～70μm範圍為好，從容易製造和防止發生幹涉條紋的觀點考慮取5～40μm更好，10～30μm範圍更為理想。此外，從提高亮度和辨認性的觀點考慮，與透鏡列長度方向相垂直方向的平均傾斜角以0.8～15度範圍為好，3.5～11度更好，4～9度範圍更為理想。
如圖29所示的凹凸結構，是將大量圓柱形透鏡形狀體6b離散排列的結構。圓柱形透鏡形狀體的排列間隔，可以是具有一定規則的間隔，也可以是隨機的排列間隔。通常，圓柱形透鏡形狀體的排列間隔，以1～70μm範圍為好，從容易製造和防止發生幹涉條紋的觀點考慮，取5～40μm更好，10～30μm範圍更為理想。此外，從提高亮度和辨認性的觀點考慮，與圓柱形透鏡形狀體長度方向相垂直方向的平均傾斜角以0.8～15度範圍為好，3.5～11度更好，4～9度範圍更為理想。這種離散排列結構，排列時最好使要求給出最大半高寬的面與光擴散元件6的出射面相交的交線、與圓柱形透鏡形狀體的長度方向大致正交的概率高。此外，排列時最好使要求給出最小半高寬的面與光擴散元件6的出射面相交的交線、與圓柱形透鏡形狀體的長度方向大致平行的概率高。
圖30所示的凹凸結構是發線結構。與發線6c的延伸方向相正交方向的平均傾斜角，從提高亮度和辨認性的觀點考慮以0.8～15度為好，3.5～11度更好，4～9度範圍更為理想。發線的延伸方向最好是與作為光擴散元件6需要為最大半高寬的面與光擴散元件6出射面相交的交線大致正交的方向。
形成有賦予這種各向異性擴散特性的凹凸結構的形成面及其背面其中至少之一形成粗面結構，可抑制晃眼、亮斑等、使品質提高。但增強粗面結構的光擴散性的話，有時會有損於各向異性擴散特性，導致亮度降低，所以最好賦予光擴散性相對較弱的粗面結構。作為這種粗面結構，平均傾斜角以0.5～5度範圍為好，0.8～4度更好，1～3.5度範圍更為理想。另外，帶各向異性凹凸結構的表面賦予粗面結構時其粗面結構的平均傾斜角，指的是除了凹凸結構所造成的平均傾斜角以外的粗面結構本身的平均傾斜角。這種平均傾斜角，可按無凹凸結構的部分或與凹凸結構長度方向相平行方向進行測定，可採用觸針粗度計進行的測量、對光擴散元件6剖面形狀進行圖像解析的方法、用原子間作用力顯微鏡等進行測定。
本發明中，還可以用光偏轉元件4使導光體3的出射光在法線方向等特定方向出射，利用具有各向異性擴散特性的光擴散元件6使該出射光在所需方向上出射。此時可對光擴散元件6賦予各向異性擴散作用和光偏轉作用這兩方面功能。在例如採用雙凸透鏡列、圓柱形透鏡形狀體作為凹凸結構的情形中，可通過將其剖面形狀作成非對稱形狀，來賦予各向異性擴散作用和光偏轉作用這兩種功能。
此外，本發明中，還可調整作為光源裝置的視野角，並出於使品質提高的目的使光偏轉元件4、光擴散元件6中含有光擴散材料。作為這種光擴散材料，可使用構成光偏轉元件4、光擴散元件6的基材和折射率不同的透明微粒，例如可列舉矽珠、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、氟化甲基丙烯酸鹽等單體聚合物或共聚合物等。作為光擴散材料，需要對含量、粒徑、折射率等作適當選擇，以避免損及光偏轉元件4產生的窄視野效果、光擴散元件6產生的適當的擴散效果。例如光擴散材料的折射率，當與光偏轉元件4、光擴散元件6的基材的折射率差過小時擴散效果很小，而過大時則產生過剩的漫折射作用，所以折射率差以0.01～0.1範圍為好，0.03～0.08更好，0.03～0.05更為理想。而光擴散材料的粒徑，一旦粒徑過大便使漫射增強，造成晃眼、亮度降低，而過小則會發生著色，所以平均粒徑以0.5～20μm範圍為好，2～15μm更好，2～10μm範圍更為理想。
另外用本發明所述光偏轉元件的光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內)，有時示出的是以峰值位置為界、在一次光源側的出射光亮度分布(XZ面內)其亮度隨著遠離峰值光而急劇降低，而在遠離一次光源一側的出射光亮度分布(XZ面內)其亮度的降低相對比較和緩的非對稱出射光亮度分布(XZ面內)。當例如將這種出射光亮度分布(XZ面內)的光源裝置用於10英寸或以上筆記本PC等需要相對較寬視野角的液晶顯示裝置時，將光擴散性相對較高的光擴散元件配置於光偏轉元件的光導出面上，來展寬出射光亮度分布(XZ面內)，並展寬視野角。採用光擴散混濁度值為50％或以上這種光擴散性強的光擴散元件時，出射光亮度分布(XZ面內)的峰值角度以1～3度左右偏轉至遠離光源一側。為此，當來自光偏轉元件的出射光亮度分布(XZ面內)的峰值角度位於其光導出面法線方向時，由於光擴散元件，出射光亮度分布(XZ面內)的峰值角度以1～3度左右偏轉至遠離光源一側，結果從法線方向觀察時便使亮度極度下降。這是由於，通過使用光擴散元件，光偏轉元件出射的出射光亮度分布(XZ面內)的非對稱性雖得到幾分緩和，但亮度相對急劇降低的出射光亮度分布(XZ面內)的部位位於法線方向。為避免這種亮度的極度下降，最好預先使光偏轉元件的出射光的亮度分布(XZ面內)的峰值角度從法線方向向光源側傾斜1～3度。
以下參照

其他本發明實施方式。
圖31是示出本發明面光源裝置一實施方式的示意性立體圖。如圖31所示，本實施方式的面光源裝置，由以下各部分構成使至少一側端面作為光入射面31、與其大致正交的一表面作為光出射面33的導光體3；與該導光體3的光入射面31相對配置、並由光源反射體2覆罩的一次光源1；配置於導光體3光出射面上的光偏轉元件4；以及與導光體3的光出射面33的背面34相對配置的光反射元件5。這些部件中，一次光源1、光源反射體2、導光體3以及光反射元件5，由於與所述圖1以外實施方式相關說明的內容相同，這裡說明從略。
圖32是光偏轉元件4的稜鏡列形狀的說明圖，光偏轉元件4以主表面其中之一為光進入面41、以另一面為光導出面42。光進入面41上並排排列有大量的稜鏡列，各稜鏡列由位於一次光源側的第1稜鏡面44和位於遠離一次光源一側的第2稜鏡面45這2個稜鏡面所構成。圖32所示的實施方式中，第1稜鏡面44是平面，第2稜鏡面45其位於稜鏡列頂部一側的部分由大致平面所構成，位於光導出面側的其他部分則形成為凸曲面形狀。
本發明的光偏轉元件4，可通過將第2稜鏡面45形成為特定形狀，得到極高的聚光效果，從而作為光源裝置可得到極高亮度。具體來說，第1稜鏡面44的傾斜角(稜鏡頂角其中之一分角)α取28～34度，第2稜鏡面45的傾斜角(稜鏡頂角另一分角)β取32.5～37度，凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～35度，稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度[即稜鏡列頂部至大致平面部147與凸曲面形狀部146的分界的高度](h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)取25～60％，所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)取5～11。這裡，傾斜角α、β、γ，是指稜鏡列形成面43相對於法線的角度。此外，凸曲面形狀部46的弦，指的是對應於連結凸曲面形狀部146的兩端部Q1、Q2的平面。
此外，本發明的光偏轉元件4中，所述凸曲面形狀不限於如上所述按r/P規定的剖面圓弧狀，也可以是凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％這種剖面非圓弧形狀。
而且，本發明的光偏轉元件4中，如圖33所示，在稜鏡面44的大致平面上，有時會產生稜鏡列成型時發生的翹曲引起的形狀變化(距離連接稜鏡列頂部和底部的連接平面的位移)。當這種大致平面位移大時給光偏轉元件4的光學特性帶來影響，所以最好進行最大限度的抑制。具體來說，大致平面偏離連結稜鏡列頂部和底部的連接平面的位移，與所述平面的最大距離S相對於稜鏡列間距P的比例以0.008或以下為好，0.0065或以下更好，0.005或以下範圍更為理想。這種大致平面的變形，主要由稜鏡列成型時重合收縮等的影響引起，所以最好預先將重合收縮引起的變形程度定量化，在設計金屬模具時就將它抵消。
如上所述的稜鏡列形狀，取決於導光體3出射的出射光光強分布的半高寬、峰值角度、第1稜鏡面44的傾斜角α與第2稜鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值。下面說明適合於本發明光源裝置的導光體及光偏轉元件的典型例。
當導光體3的出射光光強分布中峰值角度相對於光出射面33的法線為60～75度、半高寬為26～35度、第1稜鏡面44的傾斜角α與第2稜鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)為0.3或以上但小於1.8時，以下列取值為好第1稜鏡面44的傾斜角α取32～33.5度、第2稜鏡面45的傾斜角β取32.5～34.5度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～31.5度、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)取25～60％、所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)取5～9.5、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％。以下列取值更好傾斜角α取32.2～33.1度、傾斜角β取32.8～33.8度、傾斜角γ取30.4～31.3度、h/H取30～56％、r/P取5.5～8.5、d/P為0.23～1.1％。以下列取值更為理想傾斜角α取32.4～32.8度、傾斜角β取33～33.4度、傾斜角γ取30.8～31.2度、h/H取38～50％、r/P取6～8.5、d/P為0.25～0.68％。
第1稜鏡面44的傾斜角α與第2稜鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)小於0.3時，以下列取值為好第1稜鏡面44的傾斜角α取32.5～34度、第2稜鏡面45的傾斜角β取32.5～34度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～31.5度、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)取25～50％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)取5～10、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～1.5％。以下列取值更好傾斜角α取32.7～34度、傾斜角β取32.7～34度、傾斜角γ取30.4～31.3度、h/H取30～41％、r/P取6～10、d/P為0.2～1.3％。以下列取值更為理想傾斜角α取33.5～33.9度、傾斜角β取33.5～33.9度、傾斜角γ取30.8～31.2度、h/H取35～39％、r/P取7～8.5、d/P為0.3～1.1％。
第1稜鏡面44的傾斜角α與第2稜鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)為1.8或以上、但為8.5或以下時，以下列取值為好第1稜鏡面44的傾斜角α取28～32度、第2稜鏡面45的傾斜角β取33～37度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取32～34度、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)取30～45％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)取5～11、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％。以下列取值更好傾斜角α取28.5～31.5度、傾斜角β取33.5～36度、傾斜角γ取31.7～33.2度、h/H取33～42％、r/P取5.2～10.5、d/P為0.3～1％。以下列取值更為理想傾斜角α取29.5～30.9度、傾斜角β取34.5～34.9度、傾斜角γ取31.5～32.5度、h/H取37.5～39％、r/P取5.3～10、d/P為0.4～0.85％。
當導光體3的出射光光強分布中的峰值角度相對於光出射面33的法線為60～75度、半高寬小於26度、第1稜鏡面44的傾斜角α與第2稜鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)為0.3或以上、但小於1.8時，以下列取值為好第1稜鏡面44的傾斜角α取32～33.5度、第2稜鏡面45的傾斜角β取32.5～34.5度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～31.5度、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)取30～55％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)取5～9、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.25～2％。以下列取值更好傾斜角α取32.2～33.1度、傾斜角β取32.7～33.7度、傾斜角γ取30.4～31.3度、h/H取37～52％、r/P取5.5～8.5、d/P為0.28～1.1％。以下列取值更為理想傾斜角α取32.4～32.8度、傾斜角β取33～33.4度、傾斜角γ取30.8～31.2度、h/H取43～50％、r/P取6～8、d/P為0.3～0.7％。
第1稜鏡面44的傾斜角α與第2稜鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)小於0.3時，以下列取值為好第1稜鏡面44的傾斜角α取33.5～34度、第2稜鏡面45的傾斜角β取33.5～34度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取30～31.5度、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)取35～48％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)取7～9、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.3～2％。以下列取值更好傾斜角α取33～33.5度、傾斜角β取33～33.5度、傾斜角γ取30.4～31.3度、h/H取37～42％、r/P取7.2～8.8、d/P為0.33～1.1％。以下列取值更為理想傾斜角α取32.5～32.9度、傾斜角β取32.5～32.9度、傾斜角γ取30.8～31.2度、h/H取37～40％、r/P取7.8～8.2、d/P為0.35～0.7％。
第1稜鏡面44的傾斜角α與第2稜鏡面45的傾斜角β兩者差的絕對值(|α-β|)為1.8或以上、但為8.5或以下時，以下列取值為好第1稜鏡面44的傾斜角α取28～31.5度、第2稜鏡面45的傾斜角β取33～37度、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ取31～35度、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)取30～45％、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)取6～9、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.43～2％。以下列取值更好傾斜角α取28.6～31.4度、傾斜角β取33.5～36度、傾斜角γ取31.5～35度、h/H取33～42％、r/P取6.8～8.8、d/P為0.45～0.9％。以下列取值更為理想傾斜角α取28.5～31.3度、傾斜角β取34.5～34.9度、傾斜角γ取31.5～35度、h/H取33～42％、r/P取7.8～8.2、d/P為0.5～0.6％。
此外，稜鏡列最適宜的形狀，作為第1稜鏡面44的傾斜角α、第2稜鏡面45的傾斜角β、凸曲面形狀部146的弦的傾斜角γ、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)、凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)的最適宜範圍，如下面表1和表2所示間斷存在。表1給出的最適宜範圍，是導光體出射光光強分布的半高寬較寬情形(半高寬為26度或以上)的範圍，表2給出的最適宜範圍，是導光體出射光光強分布的半高寬較窄情形(半高寬小於26度)的範圍。此外，表1和表2所示範圍給出的是最適宜範圍的一部分，不是全部。
表1

表2

第2稜鏡面45的形狀可例如設定如下。
具體來說，設定以傾斜角α及β的2個稜鏡面所構成的剖面三角形的假想稜鏡列I。該假想稜鏡列I的2個稜鏡面I-1、I-2的傾斜角α及β可這樣設定使來自導光體3的光出射面33的光在XZ面內的強度分布的峰值出射光(傾斜角a)入射假想稜鏡列I、由假想稜鏡面I-2內面全反射後、又從光導出面42沿規定方向(最好相對於光導出面42的法線為±10度範圍)出射下面，以如上所述設定形狀的假想稜鏡列I的形狀為基準，使其中至少之一稜鏡面I-2的一部分為凸曲面形狀，根據凸曲面形狀的弦的傾斜角γ、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)、或凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)來設定凸曲面形狀部146，確定實際稜鏡列的形狀。另外，圖32所示的K2，是導光體3的光出射面33的出射光其出射光光強分布的峰值出射光(傾斜角a)掠過一次光源1一側鄰接的稜鏡列頂部再入射到假想稜鏡列I這樣設定假想光，為該假想光在K1通過假想稜鏡面I-1位置接著到達假想稜鏡面I-2的位置。
設想例如在假想稜鏡列I的位置K2處的內面全反射光在光導出面42的法線方向上出射這一情況的話，圖32中所示尺寸z(稜鏡列頂點與假想稜鏡面I-2的內面反射位置K2間的Z方向距離)為以下(4)式表示的值或以上的Z方向位置，實際稜鏡面具有的傾斜角大於以下(5)式中表示的假想稜鏡列I的稜鏡面I-2的傾斜角(另外式中n是稜鏡列的折射率)。
z＝{(P·tanα·cot[θ/2])/(tanα+cot[θ/2])}·〔cot[θ/2]+{cotθ/(cot[θ/2]-cotθ)}〕 …(4)ncos[3θ/2]＝sin(α-[θ/2])…(5)可通過如上所述設定光進入面41的稜鏡列形狀，來減小光偏轉元件4出射光的分布角度(半高寬)。其理由如下。具體來說，到達比假想稜鏡列I中稜鏡面I-2的內面全反射位置K2更接近光導出面42的位置的光，是從一次光源一側鄰接假想稜鏡列的頂部的下側、以大於a的傾斜角入射的光線的集合。因此，其分布峰值的方向是比a大的傾斜的方向，其內面全反射的分布峰值的方向，便成為從光導出面42的法線方向朝向沿內面全反射的假想稜鏡面的方向這一側傾斜的方向。這樣的光起到展寬來自光導出面42的出射光角度分布的作用。因此，為了向特定方向集中出射光量，在比假想稜鏡列I中的稜鏡面I-2的內面全反射位置K2更接近光導出面42的位置、將實際稜鏡列的稜鏡面傾斜角做得比相應假想稜鏡面的傾斜角大，可將該區域中實際內面全反射的光的進行方向修改為相對於假想稜鏡面上的反射光移動到光導出面42的法線方向這一側，從而可謀求實現高亮度、窄視野。本發明中，凸曲面形狀部146，根據稜鏡列頂部至凸曲面形狀部146的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～60％這種位置，形成凸曲面形狀部146，可謀求實現如上所述的高亮度、窄視野，以取30～56％範圍為好，取33～50％範圍更好。這是由於，h/H超出25～60％範圍時往往造成亮度下降。
這裡，第1稜鏡面44的傾斜角α，為避免亮度的降低以取28～34度範圍為好，28.5～34度範圍更好，29.5～33.9度範圍更為理想。此外，第2稜鏡面45的傾斜角β，為了避免所觸及的出射光亮度分布的峰值角度較大造成亮度降低，以取32.5～37度範圍為好，32.7～36度範圍更好，33～34.9度範圍更為理想。
這裡，凸曲面形狀部146，其曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)以取5～11範圍為好，5.2～10.5範圍更好，5.3～10範圍更為理想。這是由於，可通過將r/P形成為該範圍，使光偏轉元件4的光導出面42出射的出射光亮度分布的半高寬足夠窄，可充分提高作為光源裝置的亮度。例如，稜鏡列間距為40～60μm時，曲率半徑r以取200～660μm範圍為好，取205～630μm範圍更好，210～600μm範圍更為理想。
此外，作為凸曲面形狀部146，較好是形成為凸曲面形狀部146的弦與凸曲面形狀部146的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％範圍這種相對較緩和曲面形狀，取0.2～1.5％範圍更好，0.25～1.1％範圍更為理想。這是由於，d/P一旦超過2％便有損於光偏轉元件4產生的聚光效果，往往造成光發散，往往不能使光偏轉元件4的光導出面42出射的出射光亮度分布的半高寬足夠窄。反之，d/P一旦小於0.2％，往往光偏轉元件4產生的聚光效果不充分，往往不能使光偏轉元件4的光導出面42出射的出射光亮度分布的半高寬足夠窄。
第2稜鏡面45中大致平面部47與凸曲面形狀部146的連接部分(分界部分)也可設計為該點的凸曲面形狀部146與大致平面部147的傾斜相等，即平滑連續，但可通過使其連接部分的稜鏡列形成面43的法線與連接凸曲面形狀部146的兩端部Q1、Q2的連接平面(凸曲面形狀部的弦)兩者間的角度(傾斜角γ)為30～50度範圍，即使大致平面147與凸曲面形狀部146在接線部分的傾斜不連續時，但通過調整第2稜鏡面的傾斜角β及凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)，也能得到不會引起光學特性降低的優質光偏轉元件。該傾斜角γ，以30.4～35度範圍為好，30.8～35度範圍更為理想。
本發明中，具有如上所述凸曲面形狀部146的稜鏡面，最好形成於至少遠離一次光源1一側面(第2稜鏡面45)。這樣便可在導光體3的端面32上也配置一次光源時將光偏轉元件4的出射光的分布角度做得充分小。具有凸曲面形狀部146的稜鏡面，在例如導光體3的傳導光由光入射面31的相反側端面32反射返回的比例相對較高時、或導光體3相對的2個端面分別配置一次光源1時，較好是接近一次光源1一側的稜鏡面(第1稜鏡面44)也做成同樣形狀。另外，導光體3的傳導光由光入射面31的相反側端面32反射返回的比例相對較低時，也可將接近一次光源1一側的稜鏡面作成大致平面。此外，本發明的光偏轉元件4，由於其稜鏡列頂部由2個大致平面構成，因此可更正確地形成稜鏡列形成用的成型構件的形狀複製面形狀，可抑制將光偏轉元件4載置於導光體3時粘附現象的發生。
本發明的光偏轉元件，為了精確製作所需稜鏡形狀、獲得穩定的光學性能，同時為了抑制裝配作業時、作為面光源裝置使用時稜鏡頂部的磨損、變形，可在稜鏡列頂部形成平整部或曲面部。此時，從抑制面光源裝置的亮度降低、粘附現象引起的亮度不均勻條紋發生的觀點考慮，較好是形成於頂部的平整部或曲面部的寬度取3μm或以下，取2μm或以下更好，1μm或以下更為理想。
本發明中，為了調整作為面光源裝置的視野角、或使品質提高，也可在光偏轉元件的光導出面側形成光擴散層，或使稜鏡列中含有光擴散劑。作為光擴散層，可通過在光偏轉元件的光導出面側載置光擴散元件，或在光導出面側與光偏轉元件一體形成光擴散層來形成。此時，為了儘可能避免光偏轉元件的窄視野化所產生的亮度提高效果受損，最好形成各向異性擴散特性的光擴散層，使光在所需方向上擴散。作為稜鏡列所分散的光擴散劑，可採用與稜鏡列折射率不同的透明微粒。此時，對光擴散劑的含量、粒徑、折射率等進行選定，以便也儘可能避免光偏轉元件的窄視野化所產生的亮度提高效果受損。
這樣，便可通過在導光體3的光出射面33上載置如上所述的光偏轉元件4以便其稜鏡列形成面處於光進入面一側，使導光體3的光出射面33出射的取向性出射光在XZ面內的出射光光強分布更窄，從而可謀求實現作為光源裝置的高亮度、窄視野。這種光偏轉元件4的出射光在XZ面內的出射光亮度分布其半高寬，以5～25度範圍為好，10～20度範圍更好，12～18度範圍更為理想。這是由於，可通過使該出射光亮度分布的半高寬為5度或以上來避免極端的窄視野造成的圖像缺失，從而可形成為25度或以下來謀求實現高亮度和窄視野。
本發明中光偏轉元件4的窄視野，受到導光體3的光出射面33的出射光光強分布(XZ面內)的展寬程度(半高寬)的影響，光偏轉元件4的光導出面42的出射光亮度分布的半高寬A相對於導光體3的光出射面33的出射光光強分布的半高寬B的比例也隨導光體3的出射光光強分布的半高寬B而變化。例如，導光體3的出射光光強分布的半高寬B小於26度時，半高寬A以取半高寬B的30～95％範圍為好，取30～80％範圍更好，取30～70％範圍更為理想。此外，導光體3的出射光光強分布的半高寬B為26度或以上時，半高寬A以取半高寬B的30～80％範圍為好，取30～70％範圍更好，取30～60％範圍更為理想。尤其是導光體3的出射光光強分布的半高寬B為26～36度時，半高寬A以取半高寬B的30～80％範圍為好，取30～70％範圍更好，取30～60％範圍更為理想。此外，導光體3的出射光光強分布的半高寬B超過36度時，半高寬A以取半高寬B的30～70％範圍為好，取30～60％範圍更好，取30～50％範圍更為理想。
通常認為，要提高導光體出射效率時，會使導光體3的出射光光強分布的半高寬B變大，使聚光效率降低，但實際上如前所述，由於窄視野效果增大，在窄視野效率及面光源裝置的光利用效率方面，最好與出射光光強分布的半高寬B為26度或以上的導光體組合來使用光偏轉元件，半高寬B超過36度的導光體更好。此外，導光體3的出射光光強分布的半高寬小時窄視野效果減小，但導光體3的出射光光強分布的半高寬越小越有利於實現高亮度，所以在高亮度化方面最好與出射光光強分布的半高寬B小於26度的導光體組合來使用光偏轉元件。
在導光體3的角部等處鄰接配置LED光源等大致點狀光源用作一次光源1時，導光體3的入射光在與光出射面33平行的平面內按以一次光源1為大致中心的放射狀在導光體3中傳導，從光出射面33出射的出射光也同樣按以一次光源1為中心的放射狀出射。為了使這種按放射狀出射的出射光與其出射方向無關、高效地偏轉至所需方向，最好使形成於光偏轉元件4的稜鏡列呈大致弧狀延伸，圍繞一次光源1作並排配置。這樣，通過圍繞一次光源1將稜鏡列以大致弧狀作並排配置，從光出射面33以放射狀出射的光幾乎都相對於光偏轉元件4的稜鏡列的延伸方向大致垂直地入射，因此可在導光體3的光出射面33的整個區域使出射光高效朝向特定方向，從而可提高亮度均勻性。形成於光偏轉元件4的大致弧狀的稜鏡列，最好根據導光體3中傳導光的分布選定其弧狀的程度，並使得光出射面33以放射狀出射的光幾乎都相對於光偏轉元件4稜鏡列的延伸方向大致垂直入射。具體可列舉出以LED等點狀光源為大致中心、以圓弧半徑一點點增大的同心圓狀並排配置的稜鏡列，稜鏡列的半徑範圍，可根據面光源系統中的點狀光源的位置和與液晶顯示元件的顯示區域相當的面光源有效區域兩者間的位置關係、大小適當地決定。
本發明的光偏轉元件4，可由與上述圖1以外的實施方式相關說明的情形相同的光透過率高的合成樹脂構成。
在由如上所述一次光源1、光源反射體2、導光體3、光偏轉元件4及光反射元件5所構成的面光源裝置的發光面(光偏轉元件4的光導出面42)上，通過配置液晶顯示元件構成液晶顯示裝置。液晶顯示裝置可從圖31中的上方通過液晶顯示元件由觀察者觀察。此外，本發明中由於可使經過充分準直的狹窄分布光從面光源裝置入射液晶顯示元件，因此可獲得液晶顯示元件內無灰度反轉等的亮度、色度均勻性良好的圖像顯示，同時獲得集中於所需方向的光照射，可提高一次光源發光量對該方向照明的利用效率。
採用本發明這樣的光偏轉元件的光源裝置的出射光亮度分布，以峰值位置為界，一次光源側的出射光亮度分布隨著遠離峰值角亮度急劇下降，而遠離一次光源一側的出射光亮度分布，給出的是亮度相對較緩降低的非對稱出射光亮度分布。例如將這種出射光亮度分布的光源裝置用於10英寸或以上的筆記本PC等需要相對較寬視野角的液晶顯示裝置時，將光擴散性相對較高的光擴散元件配置於光偏轉元件的光導出面上，展寬出射光亮度分布，從而展寬視野角。採用光擴散混濁度值為50％或以上這種光擴散性強的光擴散元件時，出射光亮度分布的峰值角以1～3度左右偏轉至遠離一次光源一側。因此，光偏轉元件的出射光亮度分布的峰值角位於其光導出面的法線方向時，由於光擴散元件，出射光亮度分布的峰值角度，從法線方向以1～3度左右偏轉至遠離一次光源一側，結果是使得從法線方向觀察時的亮度極端下降。這是由於，通過使用光擴散元件，光偏轉元件出射的出射光亮度分布的非對稱性雖有幾分緩和，但亮度相對急劇降低的出射光亮度分布部位處於法線方向位置。為了避免這種亮度的極端下降，最好預先使光偏轉元件的出射光亮度分布的峰值角從法線方向向一次光源側傾斜1～3度。
以下按照實施例對本發明作具體說明。
另外，以下實施例中對各特性值的測定如下進行。
法線亮度、半高寬、峰值角度的測量採用冷陰極管作為一次光源，其驅動電路的逆變器(ハリソン公司制HIU-742A)上施加DC12V，以高頻點亮。將面光源裝置或導光體的表面分成3×5個20mm見方的正方形，用各正方形法線方向亮度值取15點平均亮度值求得法線亮度。就導光體的光強半高寬來說，在導光體的表面上固定帶有φ4mm針孔的黑紙使針孔位於導光體表面的中央，調整距離以便亮度計的測量圓為8～9mm，並在與冷陰極管長度方向軸相垂直方向和平行方向上調節使得角度旋轉軸以針孔為中心旋轉。在各自方向使旋轉軸在+80度～-80度間以1度間隔旋轉，並用亮度計測量出射光的光強分布(XZ面內)，求峰值角度、半高寬(峰值的1/2或以上值分布(XZ面內)的展寬角)。此外，就面光源裝置的亮度半高寬來說，使亮度計視野角度為0.1度，以面光源裝置的發光面中央作為測定位置進行調節使角度旋轉軸旋轉。在各自方向使旋轉軸在+80度～-80度間以1度間隔旋轉，並用亮度計測量出射光的亮度分布(XZ面內)，求峰值亮度、半高寬(峰值的1/2或以上值分布(XZ面內)的展寬角)。
平均傾斜角(θa)的測量按照ISO4287/1-1987，藉助於用010-2528(1μmR、55度圓錐、鑽石)作為觸針的觸針式表面粗度計(東京精器(公司)制サ-フコム570A)，以驅動速度0.03mm/秒測定粗面的表面粗度。利用測量得到的曲線圖，扣除其平均值來修正傾斜，用上述(1)式及(2)式計算求得。
光擴散混濁度值的測量根據JIS K-7105的B法，採用積分球式反射透過率計(村上色彩技術研究社制RT-100型)，根據從50mm×50mm大小的試樣上得到的全光透過率(Tt)、擴散光透過率(Td)，用下式(6)計算求得。
光擴散混濁度值(％)＝Td/Tt…(6)光擴散元件的出射光光強分布的半高寬的測量用自動變角光強計(村上色彩研究所社制GP-200型)對50mm×50mm大小的試樣進行測定，以所求得的峰值光強的1/2光強的半高半寬角度的2倍作為半高寬角度(α)。另外，入射試樣的光，將來自光源的光通過聚光透鏡聚光於針孔，透過準直透鏡形成為平行光(平行度±0.5度)，通過光束光闌(開口徑10.5mm)入射試樣的入射面。透過試樣的光，通過受光透鏡(開口徑11.4mm)、(試樣面平滑時聚光到受光光闌的位置)，通過受光光闌到達受光元件，作為電壓值輸出。此外，使試樣旋轉，進行同樣的測定，求得最大半高寬(Maxα)與最小半高寬(Minα)。
通過用丙烯酸樹脂(三菱レイヨン(公司)制アクリペツト VH5#000)進行射出成型，製作其中之一面為粗面的導光體。該導光體，做成大小為216mm×290mm、厚度為2.0mm-0.7mm的楔板狀。該導光體的鏡面側用丙烯酸系紫外線硬化樹脂形成並排連續排列有稜鏡列的稜鏡頂角100°、間距50μm的稜鏡列的稜鏡層，使之與導光體長度為216mm的短邊平行。沿對應於導光體的長度為290的長邊其中之一側端面(厚度2.0mm一側的端面)用光源反射體(麗光社制銀反射薄膜)覆罩配置冷陰極管。此外，其他側端面貼合光擴散反射薄膜(東レ社制E60)，在稜鏡列排列(背面)配置反射片。將以上構成裝配到框架內。該導光體，在與光入射面及光出射面兩者垂直的面內的出射光光強分布(XZ面內)的最大峰值角度相對於光出射面法線方向為70度，半高寬為22.5度。
另外，用折射率為1.5064的丙烯酸系紫外線硬化樹脂如表3所示將構成稜鏡列的其中之一稜鏡面(第1稜鏡面)做成與法線呈32.5度角度(α)的平面，將另一稜鏡面(第2稜鏡面)作成2個凸曲面一個是，從稜鏡頂部至稜鏡列的高度21.4μm以內、剖面為橢圓形狀(與長軸的交點的曲率半徑為400μm、與短軸的交點的曲率半徑為800μm的橢圓形狀與該橢圓形狀短軸的交點附近)的凸曲面(傾斜角＝56.6度，β＝33.8度)；另一是，稜鏡列離稜鏡頂部的高度為21.4μm或以上、曲率半徑為400μm的剖面為圓弧形狀的凸曲面(傾斜角＝59.0度)。製作將大致並排連設由上述2個凸曲面(離稜鏡頂部側區域1，2)構成的間距為56.5μm的稜鏡列的稜鏡列形成面形成於聚酯薄膜的一方的表面的稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.03％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著所述導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
構成稜鏡列的第2稜鏡面，如表3所示，被做成7個平面(離稜鏡頂部側區域1、2、…7)，其1是從稜鏡頂部至稜鏡列的高度16μm以內、傾斜角55.2度的平面(β＝34.8度)，另6個是從稜鏡列的高度16μm至稜鏡底部以內、離接近稜鏡頂部側傾斜角為55.5度、56.2度、57.0度、57.8度、58.4度、59.4度的同樣寬度的6個平面；除了用以上7個平面構成以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.10％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
構成稜鏡列的第2稜鏡面，如表3所示，被做成2個平面及1個凸曲面(離稜鏡頂部側區域1、2、3)，其1個平面是從稜鏡頂部至稜鏡列的高度10.6μm以內、傾斜角56.4度的平面(β＝33.6度)，另1個平面是稜鏡列的高度10.6～21.3μm、傾斜角56.8度的平面，凸曲面是稜鏡列的高度21.3μm或以上、曲率半徑400μm的剖面圓弧形狀的凸曲面(傾斜角＝59.2度)；除了用以上2個平面1個凸曲面構成以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.03％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4示出其結果。
構成稜鏡列的第2稜鏡面，如表3所示，被做成2個平面(離稜鏡頂部側區域1、2)，其1個平面是從稜鏡頂部至稜鏡列的高度21.5μm以內、傾斜角56.8度的平面(β＝33.2度)，另1個平面是稜鏡列的高度21.5μm或以上、傾斜角58.7度的平面，除了用以上2個平面構成以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.76％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
如表3所示，構成稜鏡列的第1稜鏡面與法線形成的角度(α)為29.0度，構成稜鏡列的第2稜鏡面，被做成8個平面(離稜鏡頂部側區域1、2、…8)，其1是從稜鏡頂部至稜鏡列的高度16.0μm以內、傾斜角55.3度的平面(β＝34.7度)，另7個是從稜鏡列的高度16.0μm至稜鏡底部以內、離接近稜鏡頂部側傾斜角為55.7度、56.5度、57.4度、58.2度、59.0度、59.6度、60.3度的同樣寬度的7個平面；除了用以上8個平面構成以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.73％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
如表3所示，使實施例5的從稜鏡列的高度16.0μm至稜鏡底部以內的7個區域以分別通過它們的分界的曲面構成(離接近稜鏡頂部側的各區域的傾斜角為55.4度、56.2度、57.1度、57.9度、58.7度、59.3度、60.0度)以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.68％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
如表3所示，將構成稜鏡列的第1稜鏡面作成與法線形成角度(α)為15.0度的平面，第2稜鏡面，被做成11個平面(離稜鏡頂部側區域1、2、…11)，其1是從稜鏡頂部至稜鏡列的高度10.4μm以內、傾斜角52.0度的平面(β＝38度)，另10個是從稜鏡列的高度10.4μm至稜鏡底部以內、離接近稜鏡頂部側傾斜角為52.6度、52.8度、53.7度、54.5度、55.3度、56.1度、56.8度、57.5度、58.4度、60.0度的同樣寬度的10個平面；除了用以上11個平面構成以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.48％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
如表3所示，構成稜鏡列的第1稜鏡面與法線形成角度(α)為10.0度，第2稜鏡面，被做成11個平面(離稜鏡頂部側區域1、2、…11)，其1是從稜鏡頂部至稜鏡列的高度11.5μm以內、傾斜角52.0度的平面(β＝38.0度)，另10個是從稜鏡列的高度11.5μm至稜鏡底部以內、離接近稜鏡頂部側傾斜角為52.6度、52.8度、53.7度、54.5度、55.3度、56.1度、56.8度、57.5度、58.4度、60.0度的同樣寬度的10個平面；除了用以上11個平面構成以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.64％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
如表3所示，構成稜鏡列的第1稜鏡面與法線形成角度(α)為5度，第2稜鏡面，被做成11個平面(離稜鏡頂部側區域1、2、…11)，其1是從稜鏡頂部至稜鏡列的高度12.9μm以內、傾斜角52.0度的平面(β＝38度)，另10個是從稜鏡列的高度12.9μm至稜鏡底部以內、離接近稜鏡頂部側傾斜角為52.6度、52.8度、53.7度、54.5度、55.3度、56.1度、56.8度、57.5度、58.4度、60.0度的同樣寬度的10個平面；除了用以上11個平面構成以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為1.83％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
如表3所示，構成稜鏡列的第1稜鏡面與法線形成角度(α)為0.1度，第2稜鏡面，被做成11個平面(離稜鏡頂部側區域1、2、…11)，其1是從稜鏡頂部至稜鏡列的高度14.5μm以內、傾斜角52.0度的平面(β＝38度)，另10個是從稜鏡列的高度14.5μm至稜鏡底部以內、離接近稜鏡頂部側傾斜角為52.6度、52.8度、53.7度、54.5度、55.3度、56.1度、56.8度、57.5度、58.4度、60.0度的同樣寬度的10個平面；除了用以上11個平面構成以外、與實施例1同樣地製作稜鏡片。稜鏡片的第2稜鏡面與假想平面的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為2.06％。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
除了將稜鏡片的稜鏡列作成2個稜鏡面都是平面、稜鏡頂角為65.4度的剖面等腰三角形(α＝β＝32.7度)以外，與實施例1同樣得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並以峰值亮度為1.00測量峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表4給出其結果。
表3

除了用表5所示的傾斜角及分割高度的3個平面(離稜鏡頂部側區域1、2、3)構成稜鏡列其構成第2稜鏡面以外，與實施例1同樣製作稜鏡片。載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表5給出其結果。
除了將構成稜鏡列的第2稜鏡面整體作成曲率半徑452μm的剖面圓弧形狀的凸曲面(傾斜角＝57.3度、β＝36.3度)以外，與實施例1同樣地製作稜鏡片。載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例1為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表5給出其結果。
表5
通過用丙烯酸樹脂(三菱レイヨン(公司)制アクリペツトVH5#000)進行射出成型，製作其中之一面為粗面的導光體。該導光體，做成大小為230mm×310mm、厚度為3.5mm-1.2mm的楔板狀。該導光體的鏡面側用丙烯酸系紫外線硬化樹脂形成並排連續排列有稜鏡列的稜鏡頂角100°、間距50μm的稜鏡列的稜鏡層，使之與導光體長度為230mm的短邊平行。沿對應於導光體的長度為310的長邊其中之一側端面(厚度3.5mm一側的端面)用光源反射體(麗光社制銀反射薄膜)覆罩配置冷陰極管。此外，其他側端面貼合光擴散反射薄膜(東レ社制E60)，在稜鏡列排列(背面)配置反射片。將以上構成裝配到框架內。該導光體，在與光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光光強分布(XZ面內)的最大峰值角度相對於光出射面法線方向為70度，半高寬為33度。
此外，除了用表6所示的傾斜角及分割高度的3個平面(離稜鏡頂部側區域1、2、3)構成稜鏡列其構成第2稜鏡面以外，與實施例1同樣製作稜鏡片。
載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例4為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表6給出其結果。
除了使用比較例2的稜鏡片外、與實施例23～34一樣、得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例4為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表6給出其結果。
除了使用比較例1的稜鏡片外、與實施例23～34一樣、得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，其峰值亮度取1.00，測量峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表6給出其結果。
表6
將構成稜鏡列其中之一稜鏡面(第1稜鏡面)與法線形成的角度(α)、另一稜鏡面(第2稜鏡面)側的分角(β)作成如表7中所示的角度，除了用表7所示的傾斜角及分割高度的2個平面(離稜鏡頂部側區域1、2)構成第2稜鏡面以外，與實施例1同樣製作稜鏡片。載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例5為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表7給出其結果。
除了將構成稜鏡列的第2稜鏡面整體作成傾斜角55.0度(β＝35.0度)的平面以外，與實施例1同樣製作稜鏡片。載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，取其峰值亮度為1.00，並測量峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表7給出其結果。
表7
將構成稜鏡列其中之一稜鏡面(第1稜鏡面)與法線形成的角度(α)、另一稜鏡面(第2稜鏡面)側的分角(β)作成如表8中所示的角度，除了用表8所示的傾斜角及分割高度的2個平面(離稜鏡頂部側區域1、2)構成第2稜鏡面以外，與實施例23～34同樣製作稜鏡片。載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例1的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，並測量以比較例6為基準時的峰值亮度比例、峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表8給出其結果。
除了將構成稜鏡列的第2稜鏡面整體作成傾斜角55.0度(β＝35.0度)的平面以外，與實施例1同樣製作稜鏡片。載置獲得的稜鏡片，使稜鏡列形成面向著實施例23～34的導光體的光出射面側、導光體的光入射面上稜鏡稜線平行、第1稜鏡面處於一次光源側，得到面光源裝置。求出與該面光源裝置的光入射面及光出射面兩者相垂直面內的出射光亮度分布(XZ面內)，取其峰值亮度為1.00，並測量峰值角度、具有峰值亮度的1/2亮度的角度(半高寬)、具有峰值亮度的1/2亮度的角度之差的絕對值(|Δθa-Δθb|)，表8給出其結果。
表8
實施例1的面光源裝置中，其中之一表面是平均傾斜角7.27度的粗面，另一表面是平均傾斜角為0.7度的粗面，將出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為9.4度的光擴散元件載置於光偏轉元件的光導出面上，使平均傾斜角7.27度的粗面朝向光偏轉元件一側，得到面光源裝置。表9給出所製得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內)中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質評價結果。
其中之一表面是平均傾斜角5.0度的粗面，另一表面是平均傾斜角為0.7度的粗面，將出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為6度的光擴散元件載置於光偏轉元件的光導出面上，使平均傾斜角為5度的粗面朝向光偏轉元件一側，除此以外與實施例1同樣得到面光源裝置。表9給出所製得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內)中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質評價結果。
厚度為125μm的聚酯薄膜其中之一表面大致並排連設間距30μm的大量雙凸透鏡列，對雙凸透鏡列的表面進行粗面化處理，形成平均傾斜角1度、最大平均傾斜角10.4度、最大平均傾斜角/最小平均傾斜角為10.4的透鏡排列結構，另一表面載置一形成平均傾斜角0.7度的粗面且出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為11.2度的光擴散元件，雙凸透鏡列與光偏轉元件的稜鏡列平行，透鏡排列結構面朝向光偏轉元件一側，除此以外與實施例1同樣得到面光源裝置。表9給出所製得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內)中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質評價結果。
厚度為125μm的聚酯薄膜其中之一表面形成最大平均傾斜角為8.2度的發線，而另一表面載置一形成平均傾斜角0.7度的粗面且出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為10.5度的光擴散元件，使發線方向與光偏轉元件的稜鏡列大致平行，發線形成面朝向光偏轉元件一側，除此以外與實施例1同樣得到面光源裝置。表9給出所製得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內)中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質評價結果。
厚度為125μm的聚酯薄膜其中之一表面形成一透鏡排列結構，即在同一方向上離散排列有通過蝕刻形成的寬度30μm、長度60μm的大量圓柱形透鏡形狀體，最大平均傾斜角為6.0度、最大平均傾斜角/最小平均傾斜角為6.0的透鏡排列結構，另一表面則載置一形成平均傾斜角0.7度的粗面且出射光光強分布(XZ面內)的半高寬為7.0度的光擴散元件，圓柱形透鏡的排列方向與光偏轉元件的稜鏡列大致平行，透鏡排列結構面朝向光偏轉元件一側，除此以外，與實施例1同樣得到面光源裝置。表9給出所製得的面光源裝置的出射光亮度分布(XZ面內)中以比較例5為基準時的峰值亮度比例、亮度半高寬、目測確認的品質評價結果。
以下用圖6說明移動站的動作。
首先說明移動站的發送動作，接著說明移動站的接收動作。
移動站發送的已有的信道即DPDCH/DPCCH的數據，在光譜擴散器300a利用信道分離用擴散符號以公知的一般技術被光譜擴散之後，在擾頻器301a中以公知的一般技術加上移動站識別用符號，輸入到加法器302。
HSDPA用信道即HS-DPCCH的數據(ACK/NACK和QI)，在存在發送數據的場合，在(時間)合成器305中作時間多重合成使符合格式，在光譜擴散器300b中利用信道擴散符號以公知的一般技術被光譜擴散之後，在擾頻器301b中以公知的一般技術加上移動站識別用符號，輸入到加法器302。
經加法器相加的擾頻器301a和擾頻器301b的輸出作為所謂的基帶頻率信號在(發送用)頻率變換器303中以公知的一般技術變換為無線電頻率信號之後，從收發天線304向基站作上行鏈路發送。
另一方面，收發天線304接收到的來自基站的無線電頻率信號在(接收用)頻率變換器306以公知的一般技術變換為基帶信號。基帶信號在逆擾頻器307中以公知的一般技術加上接收的基站的識別符號即擾頻編號。
已有的信道即DPDCH/DPCCH由逆擴散器308a以公知的一般技術作逆擴散，從而作為原來數據取出，同時輸入到QI發送控制器309，取出並保持QI發送參數。
共用信道即CPICH由逆擴散器308b以公知的一般技術作逆擴散。以逆擴散器308b的輸出為基礎，在換算器310算出CPUCH的SN比，生成發送的QI信息數據，QI發送定時控制器311以QI發送控制器309的參數為基礎進行定時控制，成為HS-DPCCH被發送。
作為CPICH的SN比與QI信息數據的對應例，例如通過以預定標準規定如下表1所示的關係，基站和移動站就可能只用QI數據收發AMC控制的數據。
表1
通過用丙烯酸樹脂進行射出成型來製作的14英寸剖面楔狀的導光體，其中之一主面是粗面，另一主面並排連設排列有沿與導光體光入射面相正交方向延伸的稜鏡列。與導光體的光入射面相對配置一用光源反射體(麗光社制銀反射薄膜)覆罩的冷陰極管。而且，另一側端面粘貼光擴散反射薄膜(東レ社制E60)，而稜鏡列排列面(背面)則配置反射片。將以上構成裝配於框架內。該導光體，其出射光光強分布的最大峰值相對於光出射面法線方向為70度，半高寬為33度。
另外，用折射率為1.5064的丙烯酸系紫外線硬化樹脂製作稜鏡片，也就是說，將構成稜鏡列的接近一次光源一側的稜鏡面(第1稜鏡面)做成大致平面，將遠離一次光源一側的稜鏡面(第2稜鏡面)中接近稜鏡頂部一側的面作成大致平面，將接近光導出面一側的面作成凸曲面形狀，而厚度125μm的聚酯薄膜其中之一表面則形成一併排連續設置有間距50μm的許多稜鏡列的稜鏡列形成面。此時，稜鏡列形狀形成為使以下參數值如表10所示第1稜鏡面的傾斜角α、第2稜鏡面的傾斜角β、凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)、以及凸曲面形狀部的弦與凸曲面形狀部兩者的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)。
導光體的光入射面上載置該稜鏡片時使稜鏡列形成面朝嚮導光體光出射面一側，稜鏡稜線與導光體光入射面平行，來得到面光源裝置。測定所得到的面光源裝置的峰值亮度的強度比、與冷陰極管相垂直面內出射光亮度分布中的半高寬以及出射光亮度分布的峰值角度，表10給出其結果。
作為稜鏡片，遠離一次光源一側稜鏡面(第2稜鏡面)整面形成為曲率半徑為400μm的剖面圓弧的凸曲面形狀，除此以外與實施例50同樣獲得面光源裝置。測定所得到的面光源裝置的峰值亮度的強度比、與冷陰極管相垂直面內出射光亮度分布中的半高寬以及出射光亮度分布的峰值角度，表10給出其結果。
表10
通過用丙烯酸樹脂進行射出成型，製作其中之一主面是粗面、而另一主面則並排連續排列有沿與導光體光入射面相垂直方向延伸的稜鏡列的14英寸剖面楔狀的導光體。與導光體的光入射面相對配置一用光源反射體(麗光社制銀反射薄膜)覆罩的冷陰極管。而另一側端面則粘貼光擴散反射薄膜(東レ社制E60)，稜鏡列排列面(背面)則配置反射片。將以上的構成裝配於框架內。該導光體，其出射光光強分布的最大峰值相對於光出射面法線方向為71度，半高寬為21.5度。
另外，用折射率為1.5064的丙烯酸系紫外線硬化樹脂製作稜鏡片，也就是說，將構成稜鏡列的接近一次光源一側的稜鏡面(第1稜鏡面)做成大致平面，將遠離一次光源一側的稜鏡面(第2稜鏡面)中接近稜鏡頂部一側的面作成大致平面，將接近光導出面一側的面作成凸曲面形狀，而厚度125μm的聚酯薄膜其中之一表面則形成一併排連續設置有間距50μm的許多稜鏡列的稜鏡列形成面。此時，稜鏡列形狀形成為使以下參數值如表11所示第1稜鏡面的傾斜角α、第2稜鏡面的傾斜角β、凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ、稜鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對於稜鏡列高度(H)的比例(h/H)、凸曲面形狀的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)、以及凸曲面形狀部的弦與凸曲面形狀部兩者的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)。
導光體的光入射面上載置該稜鏡片時使稜鏡列形成面朝嚮導光體光出射面一側，稜鏡稜線與導光體光入射面平行，來得到面光源裝置。測定所得到的面光源裝置的峰值亮度的強度比、與冷陰極管相垂直面內出射光亮度分布中的半高寬以及出射光亮度分布的峰值角度，表11給出其結果。
作為稜鏡片，遠離一次光源一側稜鏡面(第2稜鏡面)整面形成為曲率半徑為400μm的剖面圓弧的凸曲面形狀，除此以外與實施例50同樣獲得面光源裝置。測定所得到的面光源裝置的峰值亮度的強度比、與冷陰極管相垂直面內出射光亮度分布中的半高寬以及出射光亮度分布的峰值角度，表11給出其結果。
表11

產業應用領域綜上所述，按照本發明，可通過以傾斜角不同的多個平面或凸曲面構成光偏轉元件的光進入面所形成的稜鏡列其中至少之一稜鏡面，提供使一次光源所發出光集中至所需觀察方向出射的效率(一次光源光量的利用效率)高的光源裝置。
此外，按照本發明，可通過以光進入面側的大致平面部和出光側的凸曲面形狀部構成光偏轉元件的光進入面所形成的稜鏡列其中至少之一稜鏡面，提供使一次光源所發出光集中至所需觀察方向出射的效率高、且光偏轉元件的光導出面可簡化為平整面而容易成型的光源裝置。
權利要求
1.一種光偏轉元件，其特徵在於，具有入射光的光進入面以及位於其相反側、使所入射的光射出的光導出面，所述光進入面上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列，該稜鏡列中至少一方的稜鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的平面構成，越接近所述光導出面一側位置的平面其傾斜角越大，最接近所述光導出面的平面的傾斜角與離所述光導出面最遠的平面的傾斜角兩者之差為15度或以下。
2.一種光偏轉元件，其特徵在於，具有入射光的光進入面以及位於其相反側、使所入射的光射出的光導出面，所述光進入面上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列，該稜鏡列中至少一方的稜鏡面由至少3個彼此傾斜角不同的平面構成，越接近所述光導出面一側位置的平面其傾斜角越大。
3.一種光偏轉元件，其特徵在於，具有入射光的光進入面以及位於其相反側、使所入射的光射出的光導出面，所述光進入面上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列，該稜鏡列中至少一方的稜鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的凸曲面構成，越接近所述光導出面一側位置的凸曲面其傾斜角越大。
4.一種光偏轉元件，其特徵在於，具有入射光的光進入面以及位於其相反側、使所入射的光射出的光導出面，所述光進入面上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列，該稜鏡列中至少一方的稜鏡面由至少2個彼此傾斜角不同的平面以及至少1個凸曲面構成，越接近所述光導出面一側位置的平面或凸曲面其傾斜角越大。
5.如權利要求2～4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，最接近所述光導出面的平面或凸曲面的傾斜角與離所述光導出面最遠的平面或凸曲面的傾斜角兩者之差為15度或以下。
6.如權利要求3所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述凸曲面其形狀各不相同。
7.如權利要求3和4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述凸曲面的曲率半徑(r)與稜鏡列間距(P)之比(r/P)為2～50。
8.如權利要求3和4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述凸曲面的至少一個是剖面為非圓弧形狀。
9.如權利要求1～4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，從稜鏡頂部至距該稜鏡頂部高度h的區域內至少形成有2個所述平面和/或所述凸曲面，令稜鏡列的高度為H時、h/H值為60％或以下。
10.如權利要求1～4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述平面和/或所述凸曲面與連接稜鏡頂部和稜鏡底部的假想平面兩者間的最大距離(d)相對於稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.4～5％。
11.如權利要求1～4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述稜鏡列頂角中一個分角α為40度或以下，另一個分角β為25～50度。
12.如權利要求1～4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述2個分角α、β兩者差的絕對值(|α-β|)為0.5～10度。
13.如權利要求1～4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述稜鏡列頂角中一個分角α為20度或以下。
14.如權利要求1～4中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，構成所述稜鏡列的一方稜鏡面由所述平面和/或所述凸曲面所構成，另一方稜鏡面為大致平面。
15.一種光源裝置，其特徵在於，由以下部分構成一次光源；對該一次光源所發出光進行光傳導並具有使所述一次光源所發出光入射的光入射面和使經過光傳導的光出射的光出射面的導光體；以及與該導光體的光出射面鄰接配置的如權利要求1～4中任一項所述的光偏轉元件。
16.一種光偏轉元件，其中之一的面作為光進入面，且其相反側的面作為光導出面，所述光進入面上形成有相互並排排列的多個稜鏡列，該稜鏡列具有第1稜鏡面和第2稜鏡面這2個稜鏡面，至少所述第2稜鏡面、其位於所述稜鏡列頂部一側的一部分由大致平面構成，而位於所述光導出面一側的其他部分為凸曲面形狀，其特徵在於，所述稜鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對於所述稜鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～60％。
17.如權利要求16所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α為28～34度，所述第2稜鏡面的傾斜角β為32.5～37度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～35度。
18.如權利要求16所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與所述稜鏡列間距(P)兩者之比(r/P)為5～11。
19.如權利要求16所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述凸曲面形狀部的弦與所述凸曲面形狀部兩者間的最大距離d相對於所述稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％。
20.如權利要求16所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α為32～33.5度，所述第2稜鏡面的傾斜角β為32.5～34.5度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～31.5度，所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與所述稜鏡列間距(P)兩者之比(r/P)為5～9.5。
21.如權利要求16所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α為32～33.5度，所述第2稜鏡面的傾斜角β為32.5～34.5度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～31.5度，所述凸曲面形狀部的弦與所述凸曲面形狀部兩者間的最大距離d相對於所述稜鏡列間距(P)的比例(d/P)為0.2～2％。
22.如權利要求20和21中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α與所述第2稜鏡面的傾斜角β兩者之差的絕對值為0.3度或以上、但小於1.8度。
23.如權利要求16所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α為32.5～34度，所述第2稜鏡面的傾斜角β為32.5～34度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～31.5度，所述稜鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對於所述稜鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～50％，所述凸曲面形狀的曲率半徑(r)與所述稜鏡列間距(P)兩者之比(r/P)為5～10。
24.如權利要求19所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α為32.5～34度，所述第2稜鏡面的傾斜角β為32.5～34度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為30～31.5度，所述稜鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對於所述稜鏡列高度(H)的比例(h/H)為25～50％。
25.如權利要求23和24中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α與所述第2稜鏡面的傾斜角β兩者之差的絕對值小於0.3度。
26.如權利要求18所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α為28～32度，所述第2稜鏡面的傾斜角β為33～37度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為32～34度，所述稜鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對於所述稜鏡列高度(H)的比例(h/H)為30～45％。
27.如權利要求19所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α為28～32度，所述第2稜鏡面的傾斜角β為33～37度，所述凸曲面形狀部的弦的傾斜角γ為32～34度，所述稜鏡列頂部至凸曲面形狀部的高度(h)相對於所述稜鏡列高度(H)的比例(h/H)為30～45％。
28.如權利要求26和27中任一項所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面的傾斜角α與所述第2稜鏡面的傾斜角β兩者之差的絕對值為1.8度或以上、但在8.5度或以下。
29.如權利要求16所述的光偏轉元件，其特徵在於，所述第1稜鏡面大致為平面。
30.一種光源裝置，其特徵在於，由以下部分構成一次光源；對該一次光源所發出的光進行光傳導並具有使所述一次光源所發出的光入射的光入射面和使經過光傳導的光出射的光出射面的導光體；以及與該導光體的光出射面鄰接配置的如權利要求16～21、23、24、26、27和29中任一項所述的光偏轉元件。
全文摘要
一種面光源裝置，具有一次光源(1)，對一次光源所發出光導光並具有光入射面(31)和光出射面(32)的導光體(3)，以及與該導光體的光出射面鄰接配置並具有光進入面(41)及光導出面(42)的光偏轉元件(4)，以及與光偏轉元件的光導出面鄰接配置的光散射元件(6)。光偏轉元件的光進入面(41)上相互大致並排排列有多條由2個稜鏡面構成的稜鏡列。這些稜鏡列的稜鏡面，由至少2個彼此傾斜角不同的平面所構成，其中越接近光導出面一側位置的平面其傾斜角越大，最接近光導出面的平面的傾斜角與離光導出面最遠的平面的傾斜角兩者之差為15度或以下。
文檔編號G02B5/04GK1625701SQ0380301
公開日2005年6月8日 申請日期2003年1月30日 優先權日2002年1月31日
發明者山下友義, 千葉一清 申請人:三菱麗陽株式會社