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JP4619248B2 - LIGHTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING THE LIGHTING DEVICE - Google Patents
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JP4619248B2 - LIGHTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING THE LIGHTING DEVICE - Google Patents

LIGHTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING THE LIGHTING DEVICE Download PDF

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Description

本発明は主に照明装置に関し、特に、本発明は、光学構造物と作動装置を用いて出射光線の照射角を可変させる照明装置及び表示装置に関する。   The present invention mainly relates to an illuminating device, and more particularly, the present invention relates to an illuminating device and a display device that vary an irradiation angle of an emitted light beam using an optical structure and an operating device.

照明分野やディスプレイ分野や光通信分野など多くの場面で、出射光線の輝度制御や指向性制御という要求が存在する。例えば、液晶ディスプレイに用いられるバックライトの輝度を調節することで液晶ディスプレイの表示の明るさを制御するという要求や、バックライトの光指向性を制御することで、視野角を制御し、ある時は、広い範囲で液晶ディスプレイの表示を見ることを可能にし、狭い範囲しか液晶ディスプレイの表示を見られなくし、のぞき見防止を可能にするというような要求がある。   In many scenes such as the illumination field, the display field, and the optical communication field, there is a demand for brightness control and directivity control of emitted light. For example, it is necessary to control the viewing angle by controlling the brightness of the display of the liquid crystal display by adjusting the brightness of the backlight used in the liquid crystal display, or by controlling the light directivity of the backlight. There is a demand for making it possible to see the display of the liquid crystal display in a wide range, making it possible to see the display of the liquid crystal display only in a narrow range, and preventing peeping.

また、照明・表示装置の輝度特性や、視野角を制御するという要求の他に、自動車の前照灯のロービーム・ハイビームの使い分けや、ある一定の視野角で、表示方向だけを変化させることが可能な液晶ディスプレイ等、光線の照射角を状況に応じて使い分けるという、出射光線の照射角の制御という要求がある。   In addition to the requirement to control the brightness characteristics and viewing angle of lighting / display devices, it is possible to use only low beams and high beams for automobile headlights, and to change only the display direction at a certain viewing angle. There is a demand for controlling the irradiation angle of the emitted light, such as a liquid crystal display that can be used, depending on the situation.

このような要求は、バックライト等光源の照射角、その光源を囲むハウジングの出射口上に、入射光を所定の方向に揃える機能を有する光線を制御する光学シートを1枚、あるいは複数枚重ねることにより、光線の輝度特性や視野角を制御することができる光学シートにより行われている。この光学シートを用いることにより、照明・表示装置の薄型化に寄与できる。   Such a requirement is that one or more optical sheets for controlling the light beam having the function of aligning incident light in a predetermined direction are stacked on the irradiation angle of a light source such as a backlight and on the exit opening of the housing surrounding the light source. Thus, an optical sheet that can control the luminance characteristics and viewing angle of the light beam is used. By using this optical sheet, it is possible to contribute to thinning of the illumination / display device.

近年、通常用いられている光学シートには、輝度向上効果、視野角向上効果は盛り込まれているが、本発明にある出射光線の照射角を制御する機能はついていない。(特許文献1)
特公平7−7162号公報
In recent years, normally used optical sheets have incorporated a brightness enhancement effect and a viewing angle enhancement effect, but do not have the function of controlling the irradiation angle of the emitted light beam according to the present invention. (Patent Document 1)
Japanese Patent Publication No. 7-7162

前記出射光線の照射角を制御するためには、光源を直接動かすなど、照明の照射角を直接的に変化させる方法がある。しかし、特に液晶ディスプレイなど、薄型・軽量が望まれる表示・照明装置には、バックライトなどの光源を直接動かすことなく、他の手段で照明・表示装置の照明角を制御できることが望まれる。   In order to control the irradiation angle of the emitted light, there is a method of directly changing the irradiation angle of illumination, such as directly moving a light source. However, particularly for a display / illumination device that is desired to be thin and light, such as a liquid crystal display, it is desired that the illumination angle of the illumination / display device can be controlled by other means without directly moving a light source such as a backlight.

そこで、出射光線の照射角を制御する光学シートとして、次のような光学シートを用いて、配置することにより照射角を制御できる照明・表示装置を作製した。   Therefore, an illumination / display device that can control the irradiation angle by using the following optical sheet as an optical sheet for controlling the irradiation angle of the emitted light was manufactured.

光源と、前記光源からの光に対して、光線方向の制御機能を有する光学構造が付加された光学シートとを有する照明・表示装置において、前記光学シートは、少なくとも前記光源からの光が通過する開口部と、前記光源からの光が遮断する領域をもっている第1の光学シートと、前記開口部を通過してきた光が透過し、その透過してきた光の光線方向をそろえるレンズ効果を有する第2の光学シートから構成され、第1の光学シートが、第2の光学シートにより生じる焦点あるいは焦点の集合領域を常に含んでいるように配置された光学シートにおいて、第1の光学シートの開口部が第2の光学シート側のある一方向から平行光を入射させたときの焦点位置とほぼ一致している状態と同じく第2の光学シート側の前記方向と異なる方向から平行光を入射させたときの焦点位置にほぼ一致している状態とを、それぞれ作り出せるように、第1の光学シートと第2の光学シートを相対的に水平移動させる手段を有している。   In an illumination / display device including a light source and an optical sheet to which an optical structure having a light beam direction control function is added to light from the light source, at least light from the light source passes through the optical sheet. A first optical sheet having an opening, a region where light from the light source is blocked, and a second lens effect that transmits light that has passed through the opening and aligns the light beam direction of the transmitted light. In the optical sheet that is arranged so that the first optical sheet always includes the focal point or the focal region formed by the second optical sheet, the opening of the first optical sheet is Similarly to the state in which the focal position is substantially coincident when parallel light is incident from a certain direction on the second optical sheet side, it is flat from a direction different from the direction on the second optical sheet side. And a state in which substantially coincides with the focal position when the light is incident, as able to produce each have a means for relatively horizontally moving the first optical sheet and the second optical sheet.

焦点(20)とは、光学系において光軸に平行な入射線が像を結ぶ点であり、半球のレンズがたくさん集まった形状のマイクロレンズアレイ(図5)であれば、それぞれの半球のレンズにおいて光軸に平行な入射線が像を結ぶそれぞれの点が焦点(20)となる。
焦点の集合領域(21)とは、例えば、レンズがかまぼこ状に連続的にのびている形状であるレンチキュラーレンズ(図3)において、焦点が連続的に集合している領域のことをしめす。
The focal point (20) is a point where an incident line parallel to the optical axis forms an image in the optical system, and if it is a microlens array (FIG. 5) in which a large number of hemispherical lenses are gathered, each hemispherical lens. , Each point where the incident line parallel to the optical axis forms an image becomes the focal point (20).
The focal point collection region (21) indicates, for example, a region where focal points are continuously gathered in a lenticular lens (FIG. 3) in which the lens continuously extends like a kamaboko shape.

図1に本発明の照明装置の代表的な構成例を示す。光源(1)を覆うハウジング(2)の内面を高反射率部材で構成する。該ハウジング(2)の光出射口(3)部分に第1の光学シート(4)及び第2の光学シート(5)を設ける。第1の光学シート(4)は光線入射側に、光を通過させず、反射効果を示す部分(6)を設け、その一部に光を透過する開口部(7)を設けてある。光源から照射された光はこの開口部を通して第2の光学シート(5)に入射する。第2の光学シート(5)はレンズ効果を示す部分(8)を有しており、その焦点がシート裏面近辺に来るように設計されている。また、これら、第2の光学シート(5)、第1の光学シート(4)は作動装置(9)によって第1の光学シートの開口部が第2の光学シート側のある一方向から平行光を入射させたときの焦点位置と同じく第2の光学シート側の前記方向と異なる方向から平行光を入射させたときの焦点位置との2点間を移動できるようになっている。移動方向はシート面に対してほぼ水平方向である必要がある。   FIG. 1 shows a typical configuration example of a lighting device of the present invention. The inner surface of the housing (2) that covers the light source (1) is made of a high reflectance member. A first optical sheet (4) and a second optical sheet (5) are provided at the light exit (3) portion of the housing (2). The first optical sheet (4) has, on the light incident side, a portion (6) that does not transmit light and exhibits a reflection effect, and an opening (7) that transmits light is provided in a part thereof. The light emitted from the light source enters the second optical sheet (5) through this opening. The second optical sheet (5) has a portion (8) showing a lens effect, and is designed so that its focal point is in the vicinity of the back surface of the sheet. In addition, the second optical sheet (5) and the first optical sheet (4) are collimated from one direction in which the opening of the first optical sheet is on the second optical sheet side by the actuator (9). It is possible to move between two points with respect to the focal position when parallel light is incident from a direction different from the above-mentioned direction on the second optical sheet side in the same manner as the focal position when the light is incident. The moving direction needs to be substantially horizontal with respect to the sheet surface.

第1の光学シート(4)の開口部(7)が例えば光学シート面に対して垂直方向から平行光を照射したときの第2の光学シート(5)のレンズ構造部(8)の焦点位置にあるときは図2(a)に示すように、第2の光学シート(5)の開口部(7)から入射した光の殆どがその直上のレンズ構造部(8)に入射し、シートに対して垂直な方向に光軸が揃えられる。開口部(7)以外の部分に照射された光はその高い反射率を有するハウジング(2)の反射部材あるいは光学シートの反射部分によって反射され、何回か反射を繰り返した後に開口部(6)に到達する。この結果、強い指向性を持った光線が射出される照明装置となる。   The focal position of the lens structure part (8) of the second optical sheet (5) when the opening (7) of the first optical sheet (4) is irradiated with parallel light from a direction perpendicular to the optical sheet surface, for example. 2A, most of the light incident from the opening (7) of the second optical sheet (5) is incident on the lens structure (8) immediately above the second optical sheet (5), and enters the sheet. The optical axis is aligned in a direction perpendicular to the optical axis. The light applied to the portion other than the opening (7) is reflected by the reflecting member of the housing (2) having a high reflectance or the reflecting portion of the optical sheet, and after being reflected several times, the opening (6). To reach. As a result, an illuminating device that emits light having strong directivity is obtained.

第1の光学シート(4)の開口部(7)が光学シート面に対して垂直方向から角度θ傾いた方向から平行光を照射したときの第2の光学シート(5)のレンズ構造部(8)の焦点位置近傍、前記垂直な方向から照射した場合の焦点位置から水平方向に距離S離れた位置に移動したときは、図2(b)に示すように、照度をそれほど変えずに照射方向を角度θ方向に変えることができる。   The lens structure (2) of the second optical sheet (5) when the opening (7) of the first optical sheet (4) is irradiated with parallel light from a direction inclined at an angle θ from the vertical direction with respect to the optical sheet surface ( 8) When moving from the focal position in the vicinity of the focal position in the vertical direction to a position separated by a distance S in the horizontal direction from the focal position when irradiated from the vertical direction, as shown in FIG. The direction can be changed to the angle θ direction.

厳密に言うと第1の光学シートの開口部(4)を光学シート面に対して垂直方向から平行光を照射したときの第2の光学シート(5)のレンズ構造部(8)の焦点位置に設けた場合、角度θ方向から平行光を照射したときの焦点位置は前記垂直照射の場合の焦点位置と同じ平面(光学シートと水平な平面)内には存在せず、第2の光学シートのレンズ構造部(8)側に僅かにずれた位置に存在する。従って厳密に焦点位置を合わせたい場合は水平移動だけでなく、垂直方向の移動も必要となる。しかし、水平、垂直、両方向に移動を行うと作動装置(9)が複雑になってしまい、装置が大がかりでコストのかかるものになってしまう。実用上は焦点距離の10%以下程度のずれであればそれほど大きな影響はなく、水平方向の移動のみで代用することが望ましい。   Strictly speaking, the focal position of the lens structure (8) of the second optical sheet (5) when the opening (4) of the first optical sheet is irradiated with parallel light from a direction perpendicular to the optical sheet surface. When the parallel light is irradiated from the angle θ direction, the focal position does not exist in the same plane (horizontal plane with the optical sheet) as the focal position in the vertical irradiation, and the second optical sheet It exists in the position which shifted | deviated slightly to the lens structure part (8) side. Therefore, when it is desired to precisely adjust the focal position, not only horizontal movement but also vertical movement is required. However, movement in the horizontal, vertical, and both directions complicates the actuating device (9), which makes the device large and costly. In practice, if the deviation is about 10% or less of the focal length, there is no significant influence, and it is desirable to substitute only the movement in the horizontal direction.

なお、ディスプレイ用途などのように照射角特性を変えても中心輝度が変わらないようにしたい場合は照明装置の供給電力を調整して一定に保つ機構を設ける必要がある。
前記作動装置としては2枚の光学シートの位置関係を制御できるものならどのようなものでもよく、圧電素子、電磁石、モーター、バネなどが用いられる。
In addition, when it is desired to keep the central luminance from changing even if the illumination angle characteristic is changed, such as for display applications, it is necessary to provide a mechanism for adjusting the power supplied to the lighting device to keep it constant.
The actuating device may be any device that can control the positional relationship between the two optical sheets, and a piezoelectric element, an electromagnet, a motor, a spring, or the like is used.

なお、本構成例では光出射口部分に本発明の光学シート2枚のみが用いられているが、たとえば前記光学シートの光入射側に市販の拡散板、光出射側に散乱シートを設けるなどのように、他の光学シートを複数枚用いてもなんら問題ない。また、本文中の表面とは、光学的な表面を意味しており、反射部材の表面に透明な保護膜などが設けられていても何ら問題ない。   In this configuration example, only two optical sheets of the present invention are used at the light exit portion. For example, a commercially available diffusion plate is provided on the light incident side of the optical sheet, and a scattering sheet is provided on the light exit side. Thus, there is no problem even if a plurality of other optical sheets are used. Further, the surface in the text means an optical surface, and there is no problem even if a transparent protective film or the like is provided on the surface of the reflecting member.

本発明によると、第1の光学シートの開口部が第2の光学シート側のある一方向から平行光を入射させたときの焦点位置とほぼ一致している状態と同じく第2の光学シート側の前記方向と異なる方向から平行光を入射させたときの焦点位置にほぼ一致している状態とを、それぞれ作り出せるように、第1の光学シートと第2の光学シートを相対的に水平移動させることによって、照射角ピークが変化する。この変化を利用して、照射角特性を制御できる照明装置、および表示装置を提供することができる。 According to the present invention, the second optical sheet side is the same as the state where the opening of the first optical sheet substantially coincides with the focal position when parallel light is incident from one direction on the second optical sheet side. The first optical sheet and the second optical sheet are moved relative to each other horizontally so that a state substantially coincident with the focal position when parallel light is incident from a direction different from the above direction can be created. As a result, the irradiation angle peak changes. By utilizing this change, it is possible to provide an illumination device and a display device that can control the irradiation angle characteristics.

以下、本発明にかかる照明装置および表示装置について図に基づいて説明するが、本発明は、これらの実施形態に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, although the illuminating device and display apparatus concerning this invention are demonstrated based on figures, this invention is not limited to these embodiment at all.

(実施例1)
まず、第2の光学シート(5)としてホットエンボス法によって図3(a)に示す構造のレンチキュラーレンズシートを作製した。成型材料としては屈折率1.5のアクリルを用いて、レンチキュラーレンズの曲率半径を0.8mm、レンズピッチを1mm、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを2.28mmとした。
Example 1
First, a lenticular lens sheet having a structure shown in FIG. 3A was produced as a second optical sheet (5) by hot embossing. As the molding material, acrylic having a refractive index of 1.5 was used, the radius of curvature of the lenticular lens was 0.8 mm, the lens pitch was 1 mm, and the thickness from the lens apex position to the back of the sheet was 2.28 mm.

前記シートとは別に第1の光学シート(4)として厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に光を通過させないために、銀をスパッタリング成膜し、フォトリソグラフィー法によって開口部を設けた。開口部の形状はスリット状として、開口幅を0.4mmとした。   In order to prevent light from passing through one side of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 100 μm as the first optical sheet (4) separately from the sheet, silver was formed by sputtering and an opening was provided by a photolithography method. The shape of the opening was a slit and the opening width was 0.4 mm.

この2枚の光学シートを、図8に示すように、光源の上方に設置した。第1の光学シート(4)の開口部は焦点位置と、焦点位置から水平方向に0.3mmずらした位置に作動装置(9)を用いて可変できるようにした。   The two optical sheets were placed above the light source as shown in FIG. The opening of the first optical sheet (4) can be varied using the actuator (9) at a focal position and a position shifted 0.3 mm horizontally from the focal position.

作動装置は図4(a)に示すように電磁石(14)と永久磁石(11)を組み合わせた構成とした。電磁石(14)で鉄芯(12)(13)に磁力を流して第1の光学シート(4)を第2の光学シート(5)であるレンズシートの焦点位置から水平移動させる。一度片側に張り付けば、永久磁石によってその位置が保持されるので、電磁石の電力は切っても良い。この照明装置の輝度特性を距離Sを変えて測定した。測定結果を図10に示す。   As shown in FIG. 4A, the actuating device has a configuration in which an electromagnet (14) and a permanent magnet (11) are combined. A magnetic force is applied to the iron cores (12) and (13) by the electromagnet (14) to move the first optical sheet (4) horizontally from the focal position of the lens sheet as the second optical sheet (5). Once attached to one side, the position is held by the permanent magnet, so the power of the electromagnet may be turned off. The luminance characteristics of this lighting device were measured by changing the distance S. The measurement results are shown in FIG.

(実施例2)
第2の光学シート(5)としてホットエンボス法によって図3(b)に示す構造のレンチキュラーレンズシートを作製した。成型材料としては屈折率1.5のアクリルを用いて、レンチキュラーレンズの曲率半径を80μm、レンズピッチを200μm、レンズ間の平坦部分幅を49.6μm、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを210μmとした。
(Example 2)
As the second optical sheet (5), a lenticular lens sheet having a structure shown in FIG. 3B was produced by a hot embossing method. The molding material is acrylic with a refractive index of 1.5, the radius of curvature of the lenticular lens is 80 μm, the lens pitch is 200 μm, the flat part width between the lenses is 49.6 μm, and the thickness from the lens apex position to the back of the sheet is 210 μm. .

前記シートとは別に第1の光学シート(4)として厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に銀をスパッタリング成膜し、フォトリソグラフィー法によって開口部を設けた。開口部の形状はスリット状として、開口幅を40μmとした。   Separately from the sheet, silver was formed by sputtering on one side of a 50 μm-thick polyethylene terephthalate film as the first optical sheet (4), and an opening was provided by photolithography. The shape of the opening was a slit, and the opening width was 40 μm.

この2枚の光学シートを図1に示すようにハウジングの開口部に設置した。ハウジング内面についても銀をスパッタリング成膜し、更に銀スパッタ層の上に拡散反射をするように酸化チタン粒子をバインダーに分散して塗布した。積分球で測定した反射率は96%となった。開口部は焦点位置とそこから水平方向に76μmずらした位置に作動装置(9)を用いて可変できるようした。   These two optical sheets were installed in the opening of the housing as shown in FIG. Also on the inner surface of the housing, silver was formed by sputtering, and titanium oxide particles were dispersed and applied to the binder so as to diffusely reflect on the sputtered silver layer. The reflectance measured with an integrating sphere was 96%. The opening can be varied by using the actuator (9) at a focal position and a position shifted by 76 μm in the horizontal direction.

作動装置は図4(b)に示すように圧電(ピエゾ)素子(16)を用いて第1の光学シート(4)を左右に動かした。この照明装置の輝度特性を距離Sを変えて測定した。測定結果を図11に示す。   The actuating device moved the first optical sheet (4) left and right using a piezoelectric (piezo) element (16) as shown in FIG. 4 (b). The luminance characteristics of this lighting device were measured by changing the distance S. The measurement results are shown in FIG.

(実施例3)
まず、第2の光学シート(5)としてホットエンボス法によって図5に示す構造のマイクロレンズアレイシートを作製した。成型材料としては屈折率1.5のアクリルを用いて、マイクロレンズの曲率半径を20μm、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを55μmとした。レンズの配置は六方最密配置として、レンズ頂点間の最短距離(レンズピッチ)を35μmとした。
(Example 3)
First, as a second optical sheet (5), a microlens array sheet having a structure shown in FIG. As the molding material, acrylic having a refractive index of 1.5 was used, the radius of curvature of the microlens was 20 μm, and the thickness from the lens apex position to the sheet back surface was 55 μm. The arrangement of the lenses was a hexagonal close-packed arrangement, and the shortest distance between the lens apexes (lens pitch) was 35 μm.

前記シートとは別に第1の光学シート(4)としてシートの片面に銀をスパッタリング成膜し、フォトリソグラフィー法によって図6に示す開口部を設けた。開口部の形状は円状として、開口径を10μmとした。   Separately from the sheet, silver was formed by sputtering on one side of the sheet as the first optical sheet (4), and the opening shown in FIG. 6 was provided by photolithography. The shape of the opening was circular, and the opening diameter was 10 μm.

この2枚の光学シートを図1に示すようにハウジングの開口部に設置した。ハウジング内面についても銀をスパッタリング成膜し、更に銀スパッタ層の上に拡散反射をするように酸化チタン粒子をバインダーに分散して塗布した。積分球で測定した反射率は96%となった。開口部は焦点位置とそこから水平方向に18μmずらした位置に作動装置(9)を用いて可変できるようした。   These two optical sheets were installed in the opening of the housing as shown in FIG. Also on the inner surface of the housing, silver was formed by sputtering, and titanium oxide particles were dispersed and applied to the binder so as to diffusely reflect on the sputtered silver layer. The reflectance measured with an integrating sphere was 96%. The opening can be varied by using the actuator (9) at a focal position and a position shifted by 18 μm in the horizontal direction.

作動装置は図7に示すように手動で作動させる構成とした。ボタン(18)を押し回すと焦点位置から離れ、ボタン(18)を回すと板バネ(17)によって焦点位置に戻る。この照明装置の輝度特性を距離Sを変えて測定した。測定結果を図12に示す。   The actuating device was configured to be manually actuated as shown in FIG. When the button (18) is pushed and turned, it leaves the focal position, and when the button (18) is turned, it returns to the focal position by the leaf spring (17). The luminance characteristics of this lighting device were measured by changing the distance S. The measurement results are shown in FIG.

(実施例4)
まず、第2の光学シート(5)としてホットエンボス法によって図3(b)に示す構造のレンチキュラーレンズシートを作製した。成型材料としては屈折率1.5のアクリルを用いて、レンチキュラーレンズの曲率半径を80μm、レンズピッチを200μm、レンズ間の平坦部分幅を49.6μm、レンズ頂点位置からシート裏面までの厚さを210μmとした。
Example 4
First, a lenticular lens sheet having a structure shown in FIG. 3B was prepared as a second optical sheet (5) by hot embossing. The molding material is acrylic with a refractive index of 1.5, the radius of curvature of the lenticular lens is 80 μm, the lens pitch is 200 μm, the flat part width between the lenses is 49.6 μm, and the thickness from the lens apex position to the back of the sheet is 210 μm. .

前記シートとは別に第1の光学シート(4)として厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に銀をスパッタリング成膜し、フォトリソグラフィー法によって開口部を設けた。開口部の形状はスリット状として、開口幅を40μmとした。   Separately from the sheet, silver was formed by sputtering on one side of a 50 μm-thick polyethylene terephthalate film as the first optical sheet (4), and an opening was provided by photolithography. The shape of the opening was a slit, and the opening width was 40 μm.

この2枚の光学シートを図1に示すようにハウジングの開口部に設置した。ハウジング内面についても銀をスパッタリング成膜し、更に銀スパッタ層の上に拡散反射をするように酸化チタン粒子をバインダーに分散して塗布した。積分球で測定した反射率は96%となった。開口部は焦点位置とそこから水平方向に76μmずらした位置に作動装置(9)を用いて可変できるようした。   These two optical sheets were installed in the opening of the housing as shown in FIG. Also on the inner surface of the housing, silver was formed by sputtering, and titanium oxide particles were dispersed and applied to the binder so as to diffusely reflect on the sputtered silver layer. The reflectance measured with an integrating sphere was 96%. The opening can be varied by using the actuator (9) at a focal position and a position shifted by 76 μm in the horizontal direction.

図12における描画ユニット(19)は、光源からの光を照射させることにより、画像あるいは映像を表示する表示装置として一般に用いられているものであればよく、例えば、液晶パネルが挙げられる。ここでは、前記光学シートの上に、描画ユニット(19)として液晶パネルを設置した。   The drawing unit (19) in FIG. 12 may be any unit that is generally used as a display device that displays an image or video by irradiating light from a light source. Examples thereof include a liquid crystal panel. Here, a liquid crystal panel was installed on the optical sheet as a drawing unit (19).

作動装置は図4(b)に示すように圧電(ピエゾ)素子(16)を用いて第1の光学シート(4)を左右に動かした。この表示装置の輝度特性を距離Sを変えて測定した。測定結果を図13に示す。
The actuating device moved the first optical sheet (4) left and right using a piezoelectric (piezo) element (16) as shown in FIG. 4 (b). The luminance characteristics of this display device were measured by changing the distance S. The measurement results are shown in FIG.

(測定結果の説明)
図10〜13では作製した照明装置の輝度の視野角依存性を示している。焦点位置とずらした位置で光源電力は同じ値に固定したデータを示してある。垂直方向から水平光を照射したときの焦点位置に開口部があるときは照射方向が光学シート面に対して垂直(0°)に輝度ピークが存在し、前記垂直照射焦点位置から水平方向に開口部を離すと照射方向も垂直方向から傾いてくることがわかる。
(Explanation of measurement results)
10 to 13 show the viewing angle dependence of the luminance of the manufactured lighting device. Data in which the light source power is fixed to the same value at a position shifted from the focal position is shown. When there is an opening at the focal position when irradiating horizontal light from the vertical direction, there is a luminance peak in the irradiation direction perpendicular to the optical sheet surface (0 °), and the horizontal opening from the vertical irradiation focal position. It can be seen that when the part is separated, the irradiation direction also tilts from the vertical direction.

従って、実施例1から3の様態に従うことにより照明装置、実施例4の様態に従うことにより表示装置、においてそれぞれ照射方向が制御できることが分かった。   Therefore, it was found that the irradiation direction can be controlled in the illumination device by following the modes of Examples 1 to 3 and the display device by following the mode of Example 4, respectively.

本発明の照明装置の構成例の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structural example of the illuminating device of this invention. 本発明の効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect of this invention. 本発明に用いるレンチキュラーレンズシートの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the lenticular lens sheet used for this invention. 本発明に用いる照明装置の作動装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the operating device of the illuminating device used for this invention. 本発明に用いるマイクロレンズアレイシートの一例を示す斜視図および断面図である。It is the perspective view and sectional drawing which show an example of the micro lens array sheet used for this invention. 本発明に用いる光学シートの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the optical sheet used for this invention. 本発明の照明装置の構成例の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structural example of the illuminating device of this invention. 本発明の照明装置の構成例の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structural example of the illuminating device of this invention. 本発明の表示装置の構成例の一例を示す概略概略図である。It is a schematic diagram showing an example of a configuration example of a display device of the present invention. 本発明の照明装置の輝度特性の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the luminance characteristic of the illuminating device of this invention. 本発明の照明装置の輝度特性の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the luminance characteristic of the illuminating device of this invention. 本発明の照明装置の輝度特性の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the luminance characteristic of the illuminating device of this invention. 本発明の照明装置の輝度特性の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the luminance characteristic of the illuminating device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 ハウジング
3 光出射口
4 第1の光学シート
5 第2の光学シート
6 反射効果を示す構造部
7 光を透過する開口部
8 レンズ効果を示す部分
9 作動装置
10 光源光
11 永久磁石
12 鉄芯
13 鉄芯
14 電磁石
16 圧電(ピエゾ)素子
17 スライドスイッチ
18 ボタン
19 液晶パネル
20 焦点
21 焦点の集合領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Housing 3 Light emission port 4 1st optical sheet 5 2nd optical sheet 6 Structure part which shows reflection effect 7 Opening part which permeate | transmits light 8 Part which shows lens effect 9 Actuator 10 Light source light 11 Permanent magnet 12 Iron core 13 Iron core 14 Electromagnet 16 Piezoelectric element 17 Slide switch 18 Button 19 Liquid crystal panel 20 Focus 21 Focus collection area

Claims (7)

光源と、前記光源からの光に対して、光線方向の制御機能を有する光学構造が付加された光学シートとを有する照明装置において、前記光学シートは、少なくとも前記光源からの光が通過する開口部と、前記光源からの光が遮断する領域をもっている第1の光学シートと、前記開口部を通過してきた光が透過し、その透過してきた光の光線方向をそろえるレンズ効果を有する第2の光学シートから構成され、第1の光学シートが、第2の光学シートにより生じる焦点あるいは焦点の集合領域を常に含んでいるように配置された光学シートにおいて、第1の光学シートの開口部が第2の光学シート側のある一方向から平行光を入射させたときの焦点位置とほぼ一致している状態と同じく第2の光学シート側の前記方向と異なる方向から平行光を入射させたときの焦点位置にほぼ一致している状態とを、それぞれ作り出せるように、第1の光学シートと第2の光学シートを相対的に水平移動させる手段を有することを特徴とする照明装置 In an illuminating device including a light source and an optical sheet to which an optical structure having a light beam direction control function is added to light from the light source, the optical sheet has an opening through which at least light from the light source passes. And a first optical sheet having a region where light from the light source is blocked, and a second optical having a lens effect that allows light that has passed through the opening to pass therethrough and aligns the light beam directions of the transmitted light. In the optical sheet that is composed of a sheet and is arranged so that the first optical sheet always includes a focal point or a focal region formed by the second optical sheet, the opening of the first optical sheet is the second. In the same manner as the focal position when parallel light is incident from one direction on the optical sheet side, the parallel light is emitted from a direction different from the direction on the second optical sheet side. And a state in which substantially coincides with the focal position when allowed Isa, as able to produce, respectively, the illumination device characterized in that it comprises a means for relatively horizontally moving the first optical sheet and the second optical sheet 光源と、前記光源からの光に対して、光線方向の制御機能を有する光学構造が付加された光学シートとを有する表示装置において、前記光学シートは、少なくとも前記光源からの光が通過する開口部と、前記光源からの光が遮断する領域をもっている第1の光学シートと、前記開口部を通過してきた光が透過し、その透過してきた光の光線方向をそろえるレンズ効果を有する第2の光学シートから構成され、第1の光学シートが、第2の光学シートにより生じる焦点あるいは焦点の集合領域を常に含んでいるように配置された光学シートにおいて、第1の光学シートの開口部が第2の光学シート側のある一方向から平行光を入射させたときの焦点位置とほぼ一致している状態と同じく第2の光学シート側の前記方向と異なる方向から平行光を入射させたときの焦点位置にほぼ一致している状態とを、それぞれ作り出せるように、第1の光学シートと第2の光学シートを相対的に水平移動させる手段を有することを特徴とする表示装置
In a display device having a light source and an optical sheet to which an optical structure having a control function of a light beam direction is added to light from the light source, the optical sheet has an opening through which at least light from the light source passes. And a first optical sheet having a region where light from the light source is blocked, and a second optical having a lens effect that allows light that has passed through the opening to pass therethrough and aligns the light beam directions of the transmitted light. In the optical sheet that is composed of a sheet and is arranged so that the first optical sheet always includes a focal point or a focal region formed by the second optical sheet, the opening of the first optical sheet is the second. In the same manner as the focal position when parallel light is incident from one direction on the optical sheet side, the parallel light is emitted from a direction different from the direction on the second optical sheet side. And a state in which substantially coincides with the focal position when allowed Isa, as able to produce, respectively, a display device characterized in that it comprises a means for relatively horizontally moving the first optical sheet and the second optical sheet
請求項1乃至2に記載の前記第2の光学シートにおいてレンズ効果を示す構造部間に前記レンズ効果が小さい平坦面を有する領域が存在することを特徴とする照明装置及び表示装置。 3. An illumination device and a display device according to claim 1, wherein in the second optical sheet according to claim 1, a region having a flat surface with a small lens effect is present between the structural portions exhibiting the lens effect. 請求項1乃至3に記載の表示装置と照明装置において、前記光源の周囲を覆っており、前記光源側の面が前記光源からの光を反射するようになっているハウジングを有することを特徴とする表示・照明装置 4. The display device and the illumination device according to claim 1, wherein the display device and the illumination device include a housing that covers the periphery of the light source, and a surface on the light source side reflects light from the light source. Display / lighting device 請求項1乃至4に記載の第1、第2光学シートの移動手段として圧電素子を利用したことを特徴とする照明装置及び表示装置。 5. An illuminating device and a display device, wherein a piezoelectric element is used as the moving means of the first and second optical sheets according to claim 1. 請求項1乃至4に記載の第1、第2光学シートの移動手段として電磁石を利用したことを特徴とする照明装置及び表示装置。 An illuminating device and a display device, wherein an electromagnet is used as the moving means of the first and second optical sheets according to claim 1. 請求項1乃至4に記載の第1、第2光学シートの移動手段としてバネを利用したことを特徴とする照明装置及び表示装置。 5. A lighting device and a display device, wherein a spring is used as the moving means of the first and second optical sheets according to claim 1.
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