专利名称：面光源装置以及光源单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置等的照明中所用的面光源装置以及组装到面光源装置中的光源单元。
背景技术：
作为从背面照射透过型液晶显示器等的面光源装置，提出了各种方式的面光源装置并且将其实用化。在实用化的面光源装置中，如边缘光型或直下型那样，采用非面状发光的发光源。
在其中的直下型面光源装置中，例如，线状发光的发光源并列地配置使用。在该面光源装置中，适当地隔开间隔配置冷阴极管和LCD(Liquid Crystal Display)面板等的透过型显示元件。并且，在冷阴极管和透过型显示元件之间，配置使光扩散的扩散板或用于使光收敛的片等多个光学片。
但是，在这样的面光源装置中，需要很多光学片，但是来自发光源的光的收敛特性不充分。因此，为了在光倾斜地入射到LCD面板的情况下也能够维持图像质量，对与面光源装置组合的LCD面板进行改良。但是，存在如下问题:即使改进LCD面板，也不能够很好地提高光的利用效率，另一方面，LCD面板的结构变得复杂，显示装置的制造成本增大。
此外，在与直下型面光源装置相对面的LCD面板的表面的接近发光源(冷阴极管)的区域和远离发光源的区域(即，与相邻的发光源之间相面对的区域)之间，光强度(亮度)容易产生不均匀(亮度不均)。并且，近来，采用点状地发光的发光二极管作为发光源。在日本特开2005-115372号公开的例子中，在平面上分别排列作为光的三原色的红、绿、蓝三色的发光二极管，形成光源单元。并且，在平面上排列有点状地发光的发光源的情况下，产生二维的亮度不均。此外，在采用了发光波长分布不同的发光源的情况下，除了亮度不均，还产生颜色不均。
与此相对，使发光源和LCD面板的间隔增大，由此，能够抑制上述不均。但是，当发光源和LCD面板的间隔变大时，会产生显示装置的厚度增加等其他问题。同样地，虽然能够通过增强各光学片的光扩散性能或者限制各光学片的透过量来抑制上述不均，但是，采用这些方法时，产生来自发光源的光利用效率降低的问题。并且，在日本特开平05-119703号以及日本特开平11-242219号公开的面光源装置中，设置遮光部分(照明幕、遮光点层)来抑制上述不均，但是，采用此方法时也会产生来自发光源的光利用效率恶化的问题。
但是，由上述发光二极管构成的发光源支持在印刷电路基板上。例如，如日本特开2006-18261号公开的面光源装置，在由发光二极管构成的发光源直接支持在印刷电路基板上时，来自发光源的光的一部分到达印刷电路基板。并且，由于到达印刷电路基板上的光被印刷电路基板吸收，所以来自发光源的光利用效率恶化。
此外，印刷电路基板例如由玻璃环氧树脂(glass epoxy resin)等形成。玻璃环氧树脂的热导率较低，散热特性不好。因此，发光源的热未被散热，导致发光源的温度上升。由发光二极管构成的发光源的温度上升时，产生发光二极管发光的颜色变化的问题以及发光二极管的寿命缩短等问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而进行的，其一个目的是提供一种光的亮度不均以及颜色不均被抑制的面光源装置。此外，本发明的一个目的是提供一种能够提高来自发光源的光利用效率的面光源装置以及组装到面光源装置中的发光源单元(光源集合体、光源部)。并且，本发明的一个目的是提供一种具有优良散热特性的面光源装置以及组装到面光源装置中的光源单元(光源集合体、光源部)。
根据本发明的第一面光源装置的特征在于，具备:第一双凸透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜；第二双凸透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜；光源单元，具有多种发光源，该多种发光源具有彼此不同的发光波长分布，所述第一双凸透镜片的单位透镜沿着与所述第一双凸透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列，所述第二双凸透镜片的单位透镜沿着与所述第一双凸透镜片的片表面平行并且与所述一个方向正交的另一个方向以大致固定的间隔排列，所述多种发光源在与所述第一双凸透镜片的所述片表面平行的表面上排列配置，各种发光源分别沿着一个方向以大致固定的间隔排列，沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔彼此大致相同。根据这样的面光源装置，利用双凸透镜片，可以有效地抑制沿着至少一个方向的亮度不均以及颜色不均。并且，发光源可以是大致的点光源。作为点光源，可以采用发光二极管。
在本发明的第一面光源装置中，所述各种发光源也分别沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列。
此外，在本发明的第一面光源装置中，沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述第一双凸透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述第一双凸透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者
并且
根据这样的面光源装置，可以确保从一个方向的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向出射的光。因此，可以有效地抑制亮度不均以及颜色不均，并且能够提高来自发光源的光的利用效率。
在本发明的第一面光源装置中，所述光源单元至少包括具有第一发光中心波长的多个第一发光源、具有比第一发光中心波长长的第二发光中心波长的多个第二发光源、具有比第二发光中心波长长的第三发光中心波长的多个第三发光源，所述多个第一发光源、所述多个第二发光源和所述多个第三发光源分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，所述多个第一发光源的沿着所述一个方向的排列间隔、所述多个第二发光源的沿着所述一个方向的排列间隔和所述多个第三发光源的沿着所述一个方向的排列间隔大致相同，所述多个第二发光源的两个发光源的沿着所述双凸透镜片的所述片表面的最短排列间隔，比沿着所述一个方向的所述多个第二发光源的排列间隔短。
并且，在本发明的第一面光源装置中，所述光源单元还可以具有支持所述多个发光源的基材层和配置在所述基材层的所述多个发光源侧的反射层。根据这样的面光源装置，可以由反射层将不朝向观察者侧(出射侧)的光反射到观察者侧，由此，可以提高发光源的光利用效率。并且，在这样的光源单元(发光源集合体、光源部)中，所述反射层可以形成在从所述一侧的正视观察时占整个表面积的50％以上的面积的区域。或者，在这样的光源单元(发光源集合体、光源部)中，所述反射层也可以形成在从所述一侧的正视观察占所述发光源占据的区域以外的整个区域。此外，优选反射层的反射率为85％以上，更优选为90％以上。并且，所述反射层可以使光扩散反射。
并且，本发明的第一面光源装置还包括在出射侧具有微细凹凸形状且浊度值为50以上的扩散片，所述扩散片与所述第一以及第二双凸透镜片相比配置在出射侧。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均以及颜色不均。
并且，在本发明的第一面光源装置中，所述第一双凸透镜片包括使光散射的散射层，所述散射层以沿着所述单位透镜的外轮廓的方式延伸，构成所述第一双凸透镜片的出射侧的表面。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均以及颜色不均。在这样的面光源装置中，所述第一双凸透镜片的单位透镜的沿着所述一个方向的排列间隔p以及所述散射层的厚度t满足p/10≤t≤p/3的关系。根据这样的面光源装置，在单位透镜中全反射且对以较大的出射角度出射的光进行扩散以及散射，由此使其衰减。
并且，在本发明的第一面光源装置中，在沿着所述第一双凸透镜片的所述片表面的法线以及所述一个方向上的截面中，所述单位透镜具有构成长轴与所述法线平行的椭圆的一部分的形状，所述椭圆的长半径长度是短半径长度的2.5倍以上且5倍以下。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均以及颜色不均。
并且，在本发明的第一面光源装置中，所述各种发光源分别沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列，沿着所述另一个方向的所述各种发光源的排列间隔可以彼此大致相同。根据这样的面光源装置，可以由第一双凸透镜片有效地抑制沿着一个方向的亮度不均以及颜色不均，并且可以由第二双凸透镜片有效地抑制沿着另一个方向上的亮度不均以及颜色不均。在这样的面光源装置，沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述第一双凸透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述第一双凸透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者
并且
沿着所述另一个方向的所述各种发光源的排列间隔L2、沿着所述第一双凸透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述第二双凸透镜片的间隔d2、在沿着所述另一个方向以及所述法线的截面中所述第二双凸透镜片的所述单位透镜的所述另一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ2以及形成所述第二双凸透镜片的所述单位透镜的材料的折射率n2满足下列关系:
并且
或者
并且
根据这样的面光源装置，可以确保从一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向出射的光。此外，可以确保从另一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向上出射的光。因此，可以有效地抑制亮度不均以及颜色不均，并且可以提高来自发光源的光的利用效率。
本发明的第二面光源装置的特征在于，具备:双凸透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜；光源单元，具有多种发光源，该多种发光源具有彼此不同的发光波长分布，所述双凸透镜片的单位透镜沿着与所述双凸透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列，所述多种发光源在与所述双凸透镜片的所述片表面平行的面上排列配置，各种发光源分别沿着一个方向以大致固定的间隔排列，沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔彼此大致相同。根据这样的面光源装置，利用双凸透镜片，可以有效地抑制沿着至少一个方向上的亮度不均以及颜色不均。并且，发光源可以是大致点光源。可以采用发光二极管作为点光源。
在本发明的第二面光源装置中，沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述双凸透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述双凸透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者
并且
根据这样的面光源装置，可以确保从一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向上出射的光。因此，可以有效地抑制亮度不均以及颜色不均，并且可以提高来自发光源的光的利用效率。
此外，在本发明的第二面光源装置中，所述光源单元至少包括具有第一发光中心波长的多个第一发光源、具有比第一发光中心波长长的第二发光中心波长的多个第二发光源、具有比第二发光中心波长长的第三发光中心波长的多个第三发光源，所述多个第一发光源、所述多个第二发光源和所述多个第三发光源分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，所述多个第一发光源的沿着所述一个方向的排列间隔、所述多个第二发光源的沿着所述一个方向的排列间隔和所述多个第三发光源的沿着所述一个方向的排列间隔大致相同，所述多个第二发光源的两个发光源的沿着所述双凸透镜片的所述片表面的最短排列间隔，比沿着所述一个方向的所述多个第二发光源的排列间隔短。
并且，在本发明的第二面光源装置中，所述光源单元还可以具有支持所述多个发光源的基材层和配置在所述基材层的所述多个发光源侧的反射层。根据这样的面光源装置，可以由反射层将不朝向观察者侧(出射侧)的光反射到观察者侧，由此，可以提高发光源的光利用效率。并且，在这样的光源单元(发光源集合体、光源部)中，所述反射层可以形成在从所述一侧的正视观察占整个表面积的50％以上的面积的区域。或者，在这样的光源单元(发光源集合体、光源部)中，所述反射层也可以形成在从所述一侧的正视观察占所述发光源占据的区域以外的整个区域。此外，优选反射层的反射率为85％以上，更优选为90％以上。并且，所述反射层可以使光扩散反射。
并且，在本发明的第二面光源装置中，还包括在出射侧具有微细凹凸形状且浊度值为50以上的扩散片，所述扩散片与所述双凸透镜片相比配置在出射侧。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均以及颜色不均。
并且，在本发明的第二面光源装置中，所述双凸透镜片包括使光散射的散射层，所述散射层以沿着所述单位透镜的外轮廓的方式延伸，构成所述双凸透镜片的出射侧的表面。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均以及颜色不均。在这样的面光源装置中，所述单位透镜的沿着所述一个方向的排列间隔p以及所述散射层的厚度t满足p/10≤t≤p/3的关系。根据这样的面光源装置，在单位透镜中全反射且对以较大的出射角度出射的光进行扩散以及散射，由此能够使其衰减。
并且，在本发明的第二面光源装置中，在沿着所述双凸透镜片的所述片表面的法线以及所述一个方向上的截面中，所述单位透镜具有构成长轴与所述法线平行的椭圆的一部分的形状，所述椭圆的长半径长度是短半径长度的2.5倍以上且5倍以下。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均以及颜色不均。
并且，本发明的第三面光源装置具备:复眼透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜；光源单元，具有沿着与所述复眼透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列的多个发光源，所述单位透镜可以沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列。根据这样的面光源装置，利用复眼透镜片，可以有效地抑制沿着至少一个方向上的亮度不均以及颜色不均。并且，发光源可以是大致点光源。可以采用发光二极管作为点光源。
并且，在本发明的第三面光源装置中，沿着所述一个方向的所述发光源的排列间隔L、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ以及构成所述单位透镜的材料的折射率n可以满足下列关系:
并且
或者，
并且
根据这样的面光源装置，可以确保从一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向上出射的光。因此，可以有效地抑制亮度不均以及颜色不均，并且可以提高来自发光源的光的利用效率。
此外，在本发明的第三面光源装置中，所述多个单位透镜沿着与所述复眼透镜片的所述片表面平行并且与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列，所述光源单元的所述多个发光源还沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列。根据这样的面光源装置，可以由一个复眼透镜片有效地抑制沿着一个方向以及另一个方向这两个方向上的亮度不均。并且，所述另一个方向可以与所述一个方向正交，或相对于所述一个方向倾斜。在这样的面光源装置中，沿着所述一个方向的所述发光源的排列间隔L、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
沿着所述另一个方向的所述发光源的排列间隔L2、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述另一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述另一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ2以及构成所述单位透镜的材料的折射率n可以满足下列关系:
并且
或者，
并且
根据这样的面光源装置，可以确保从一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向上出射的光。此外，可以确保从另一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向上出射的光。因此，可以有效地抑制亮度不均，并且可以提高发光源的光利用效率。
并且，在本发明的第三面光源装置中，所述光源单元包括具有彼此不同的发光波长分布的多种发光源，各种发光源分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，沿着所述一个方向的各种发光源的排列间隔彼此大致相同。根据这样的面光源装置，利用复眼透镜片，可以有效地抑制沿着至少一个方向上的亮度不均以及颜色不均。在这样的面光源装置中，沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ以及构成所述单位透镜的材料的折射率n可以满足下列关系:
并且
或者，
并且
根据这样的面光源装置，可以确保从一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向上出射的光。因此，可以有效地抑制亮度不均以及颜色不均，并且可以提高来自发光源的光的利用效率。
并且，在本发明的第三面光源装置中，所述光源单元包括具有彼此不同的发光波长分布的多种发光源，各种发光源分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，沿着所述一个方向的各种发光源的排列间隔彼此大致相同，所述各种发光源还分别在与所述复眼透镜片的所述片表面平行的方向，沿着与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列，沿着所述另一个方向的所述各种发光源的排列间隔彼此大致相同，所述多个单位透镜也沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列。根据这样的面光源装置，可以由一个复眼透镜片有效地抑制沿着一个方向以及另一个方向这两个方向上的亮度不均以及颜色不均。并且，所述另一个方向可以与所述一个方向正交，或相对于所述一个方向倾斜。在这样的面光源装置中，沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
沿着所述另一个方向的所述各种发光源的排列间隔L2、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述另一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述另一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ2以及构成所述单位透镜的材料的折射率n可以满足下列关系:
并且
或者，
并且
根据这样的面光源装置，可以确保从一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向上出射的光。此外，可以确保从另一个方向上的发光源之间的面光源装置的区域向面光源装置的法线方向上出射的光。因此，可以有效地抑制亮度不均以及颜色不均，并且可以提高来自发光源的光的利用效率。
并且，在本发明的第三面光源装置中，所述光源单元还具有支持所述多个发光源的基材层和配置在所述基材层的所述多个发光源侧的反射层。根据这样的面光源装置，可以由反射层将不朝向观察者侧(出射侧)的光反射到观察者侧，由此，可以提高来自发光源的光的利用效率。并且，在这样的光源单元(发光源集合体、光源部)中，所述反射层可以形成在从所述一侧的正视观察占整个表面积的50％以上的面积的区域。或者，在这样的光源单元(发光源集合体、光源部)中，所述反射层也可以形成在从所述一侧的正视观察所述发光源占据的区域以外的整个区域。此外，优选反射层的反射率为85％以上，更优选为90％以上。并且，所述反射层可以使光扩散反射。
并且，在本发明的第三面光源装置中，还可以具备在出射侧具有微细凹凸形状且浊度值为50以上的扩散片，所述扩散片与所述复眼透镜相比配置在出射侧。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均。
并且，在本发明的第三面光源装置中，所述复眼透镜片可以包括散射光的散射层，所述散射层以沿着所述单位透镜的外轮廓的方式延伸，构成所述复眼透镜片的出射侧的表面。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均。在这样的面光源装置中，所述单位透镜的沿着所述一个方向的排列间隔p以及所述散射层的厚度t可以满足p/10≤t≤p/3的关系。根据这样的面光源装置，在单位透镜中全反射并且对以较大的出射角度出射的光进行扩散以及散射，由此能够使其衰减。在本发明的第三面光源装置中，在沿着所述复眼透镜的所述片表面的法线以及所述一个方向上的截面中，所述单位透镜具有形成长轴与所述法线平行的椭圆的一部分的形状，所述椭圆的长半径长度是短半径长度的2.5倍以上且5倍以下。根据这样的面光源装置，可以进一步有效地抑制亮度不均。
本发明的光源单元的特征在于，具备:基材层；电路层，设置在所述基材层的至少一个表面上，并且形成电路；多个发光源，在平面上排列配置并支持在所述基材层的一侧，并且与所述电路层的所述电路连接；反射层，配置在所述基材层的所述一侧并且对光进行反射，所述反射层构成所述一侧的表面，从所述一侧进行观察时，所述反射层占整体的面积的50％以上的面积。根据本发明的光源单元，可以由反射层将不朝向观察者侧(出射侧)的光反射到观察者侧，由此，可以提高来自发光源的光的利用效率。或者，在这样的光源单元中，所述反射层也可以形成在从所述一侧的正视观察所述发光源占据的区域以外的整个区域。此外，优选反射层的反射率为85％以上，更优选为90％以上。并且，所述反射层可以使光扩散反射。
在本发明的光源单元中，所述多个发光源可以在所述基材层上沿着一个方向以大致固定的间隔排列，并且在所述基材层上沿着与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列。所述另一个方向可以与所述一个方向正交，并可以相对于所述一个方向倾斜。发光源可以是大致点光源。可以采用发光二极管作为点光源。
在本发明的光源单元中，所述基材层可以具有由金属构成的金属层。根据这样的光源单元，利用由金属构成的金属层，可以有效地对由发光源发出的热进行散热。
并且，在本发明的光源单元中，所述发光源的所述基材层侧的表面的小于10％的区域与空气面对。根据这样的光源单元，利用与发光源接触的基材层或其他结构要素，可以有效地对由发光源发出的热进行散热。
并且，在本发明的光源单元中，所述基材层具有由金属构成的金属层和在所述金属层表面上设置的绝缘层，所述电路层设置在所述绝缘层上，所述发光源在所述电路层上表面安装。根据这样的光源单元，由于发光源在电路层上表面安装，所以可以有效地将由发光源发出的热传递到基板层，由此能够提高散热性。此外，这样的光源单元容易制造。
并且，本发明的光源单元还可以具备支持在所述基材层的一侧的多个照度传感器。根据这样的光源单元，基于由照度传感器得到的信息，可以控制发光源的发光，使得缓和或防止亮度不均以及颜色不均。
并且，在本发明的光源单元中，所述发光源可以包括具有相互不同的发光波长分布的多种发光源。根据这样的光源单元，利用具有相互不同的发光波长分布的多种发光源，能够发出颜色再现性较高的照明光。
并且，在本发明的光源单元中，所述电路层的所述电路可以控制发光源的发光，使得按照所述多种发光源具有相同发光波长分布的多个发光源以时间分割进行发光。当将这样的光源单元用于液晶显示装置时，可以从液晶显示装置中去除滤色片，并且可以降低液晶显示装置的制造成本。此外，由于不需要使光透过滤色片，所以可以大幅提高能量效率，从这点来看，也能够减少使用时的成本。
并且，在本发明的光源单元中，所述电路层可以利用印刷形成。根据这样的光源单元，可以便宜且容易地进行电路层的形成。
并且，在本发明的光源单元中，所述反射层可以利用印刷或涂敷形成。根据这样的光源单元，可以便宜且容易地进行反射层的形成。
本发明的第四面光源装置的特征在于，具有:上述任何一种光源单元；双凸透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜，所述单位透镜沿着与所述双凸透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列。根据本发明的面光源装置，可以由反射层将由光源单元出射的光中的不朝向观察者侧(出射侧)的光反射到观察者侧，由此，可以提高来自发光源的光的利用效率。此外，设置双凸透镜片，从而能够抑制亮度不均。
本发明的第四面光源装置还可以具备第二双凸透镜片，该第二双凸透镜具有沿着与所述双凸透镜片的所述片表面平行且与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列、并且在出射侧突出的多个单位透镜。根据本发明的面光源装置，能够沿着两个方向抑制亮度不均以及颜色不均。并且，所述另一个方向可以与所述一个方向正交，也可以相对于所述一个方向倾斜。
本发明的第五面光源装置具备:上述任何一种光源单元；复眼透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜，所述单位透镜沿着与所述复眼透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列、并且在与所述复眼透镜片的所述片表面平行的方向沿着与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列。根据本发明的面光源装置，可以由反射层将由光源单元出射的光中的不朝向观察者侧(出射侧)的光反射到观察者侧，由此，可以提高来自发光源的光的利用效率。此外，可以由一个复眼透镜片沿着两个方向抑制亮度不均。并且，所述另一个方向可以与所述一个方向正交，也可以相对于所述一个方向倾斜。
图1是用于说明本发明一实施方式的图，是示出透过型显示装置的整体结构的立体图。
图2是示出在图1的显示装置中组装的双凸透镜片(lenticular lenssheet)的立体图。
图3是沿着图2的III-III线的截面的放大图。
图4是示出在图1的显示装置中组装的光源单元的立体图。
图5是示出在图4中示出的光源单元中的发光源的排列的图。
图6是用于说明图4示出的光源单元的层结构的截面图。
图7是用于说明图1中组装的面光源装置的作用的图。
图8是用于说明入射到双凸透镜的各单位透镜中的光的光路的图。
图9是与图5对应的图，是用于说明光源单元的层结构的变形例的截面图。
图10是示出包括在光源单元中的双凸透镜片的变形例的立体图。
具体实施例方式 下面，参考附图对本发明的一实施方式进行说明。
在图1中，本实施方式的面光源装置50以及构成面光源装置50的一个结构要素的光源单元100以组装到透过型显示装置10中的状态示出。图1至图10是示意性地示出光源单元100、面光源装置50和透过型显示装置10的图，为了容易理解，各结构要素以及各结构要素的各部分的大小或形状适当地夸张地示出。
本实施方式中的透过型显示装置10包括面光源装置50和LCD面板11。即，本实施方式的透过型显示装置10是利用面光源50从背面照射基于影像信息进行操作的LCD面板11的透过型液晶显示装置。并且，本实施方式的面光源装置50具有光源单元100、透明片15、第一双凸透镜片(lenticular lens sheet)14-1、第二双凸透镜片14-2、扩散片16和反射型偏光片17。各片状构件11、15、14-1、14-2、16、17、100的片表面(sheet plane)相互平行地配置。
如图1至图3所示，各双凸透镜片14-1、14-2分别具有在出射侧(观察侧)突出的多个单位透镜141-1、141-2。此外，如图1、图4以及图5所示，光源单元100包括基材层104、形成在基材层104上的电路层106、在基材层104的一侧支持并且连接到电路层106上的多个发光源101、在基材层104的一侧配置并且对光进行反射的扩散反射层103。在本实施方式中，发光源101由发光二极管构成。下面，包括光源单元100、第一以及第二双凸透镜片14-1、14-2，详细地描述地透过型显示装置10以及面光源装置50的各结构要素。
LCD面板11采用由透过型液晶显示元件形成的公知面板。适当地设置LCD面板11的尺寸或像素数。例如，LCD面板11可以用30英寸尺寸进行800×600点的显示。在该LCD面板11和下述的光源单元100之间，从LCD面板11侧依次重叠反射型偏光片17、扩散片16、第二双凸透镜片14-2、第一双凸透镜片14-1和透明片15。
透明片15是设置在发光源101和双凸透镜片14-1之间的大致无色透明的片。该透明片15是为了补充双凸透镜片14-1、14-2、扩散片16和反射型偏光片17的刚性而设置的。并且，在透明片15和光源单元100之间，为了将透明片15和光源单元100的发光源101的间隔保持为固定，设置未示出的透明的隔离物。
接下来，说明扩散片16。扩散片16的出射侧的表面构成所谓的粗糙面(matted surface)。即，在扩散片16的出射侧面形成有微细的凹凸，由此，能够使透过光扩散并出射。在本实施方式中，扩散片16的浊度值(haze value)例如可以是大约80。为了使亮度不均降低、并且提高正面亮度，优选扩散片16的浊度值为50以上。特别地，在如本实施方式中的扩散片16这样利用表面形状提高浊度值时，能够期望利用透镜效果提高正面亮度，所以，浊度值越大越能够降低亮度不均。
反射型偏光片17配置在LCD面板11和双凸透镜片14-2之间。反射型偏光片17是用于不缩小视角地提高亮度的偏光分离片。作为这样的反射型偏光片17，可以使用DBEF(Sumitomo 3M Limited制造)。
接下来，主要参考图1至图3，详细地描述第一以及第二双凸透镜片14-1、14-2。此处，图2是示出第一双凸透镜片14-1的立体图。
如图1以及图2所示，第一双凸透镜片14-1具有在出射侧突出的多个单位透镜141-1。单位透镜141-1沿着与第一双凸透镜片14-1的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔配置。并且，对于此处所说的一个方向来说，在图1以及图2示出的例子中，在第一双凸透镜片14-1组装到透过型显示装置10中来使用时，沿着水平方向。如图2所示，对于第一双凸透镜片14-1中包括的单位透镜141-1来说，在与第一双凸透镜片14-1的片表面平行的方向，在与所述一个方向正交的方向上延伸。即，第一双凸透镜片14-1的多个单位透镜141-1形成所谓的线性双凸透镜。
此外，第二双凸透镜片14-2也具有在出射侧突出的多个单位透镜141-2。对于单位透镜141-2来说，沿着与第二双凸透镜片14-1的片表面平行并且与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔配置。此处所说的另一个方向，在图1示出的例子中，在第二双凸透镜片14-2组装到透过型显示装置10中来使用时，沿着垂直方向。对于第二双凸透镜片14-2中包含的单位透镜141-1来说，在与第二双凸透镜片14-2的片表面平行的方向，在与所述另一个方向正交的方向上延伸。即，与第一双凸透镜片14-1相同地，第二双凸透镜片14-2的多个单位透镜141-1形成所谓的线性双凸透镜。
这样的第一以及第二双凸透镜片14-1、14-2具有降低在单位透镜141-1、141-2的排列方向上产生的亮度不均以及颜色不均的功能。因此，在设置有单位透镜的排列方向相互正交的两个双凸透镜片的本实施方式中，能够降低从光源单元100投射的面状光的面内的亮度不均以及颜色不均，并且均匀化。并且，对于第一双凸透镜片14-1以及第二双凸透镜片14-2来说，由于组装到透过型显示装置10中的方式不同，单位透镜的排列方向相互不同，但是，其他结构是大致相同的。并且，下面，主要参考图2和图3，更详细地说明第一双凸透镜片14-1，但是，第一双凸透镜片14-1的下述说明与第二双凸透镜片14-2是相同的。
图3是沿着图2的III-III线的截面的放大图。即，图3是在沿着第一双凸透镜片14-1的片表面的法线并且沿着一个方向的截面中示出第一双凸透镜片14-1的截面图。如图3所示，在沿着第一双凸透镜片14-1的片表面的法线并且沿着一个方向的截面中，各单位透镜141-1具有构成长轴与所述法线平行的椭圆的一部分的形状。此外，在图3示出的例子中，第一双凸透镜片14-1具有一种多个单位透镜，该一种多个单位透镜具有相同的截面形状。
在图3示出的截面中，对于形成单位透镜141-1的轮廓的椭圆来说，在图3示出的例子中，具有0.21mm的长半径和0.07mm的短半径。如上所述，该椭圆的长轴与第一双凸透镜片14-1的片表面正交。此外，各单位透镜141-1沿着所述一个方向以0.1mm间距配置。因此，在邻接的两个单位透镜141-1之间存在间隙。并且，在本实施方式中，如图3所示，在邻接的两个单位透镜141-1之间，形成与第一双凸透镜片14-1的片表面平行的平坦部142-1。与从第一双凸透镜片14-1的入射侧的表面到单位透镜141-1的顶点的长度相当的双凸透镜片14-1的厚度是1mm。此外，从平坦部142-1到单位透镜141-1的顶点的高度(单位透镜的高度)是0.08mm。并且，在沿着双凸透镜片14-1的片表面的法线以及所述一个方向的截面中，双凸透镜片14-1的片表面的法线与所述单位透镜的一个方向上的端部的切线构成的角度θ是15°。
此外，在本实施方式中，第二双凸透镜片14-2的各尺寸与第一双凸透镜片14-1的各尺寸相同。但是，这样的第一以及第二双凸透镜片14-1、14-2的各尺寸仅仅是示例性的，能够进行适当改变。
并且，划定单位透镜141-1的轮廓的椭圆的长半径长度是该椭圆短半径长度的2.5倍以上、且5倍以下，这在减小亮度不均上是优选的。当将长半径长度设定为短半径长度的大约2.5倍时，在具有相同光强度的入射光以不同入射角度入到射双凸透镜片的情况下，各入射光向正面方向(出射角度为0度的方向)出射的的成分能够为大致相同的量。划定上述双凸透镜片14-1、14-2的单位透镜141-1、141-2的轮廓的椭圆的长半径A是0.21mm，短半径B是0.07mm，满足该条件。此外，划定单位透镜141-1、141-2轮廓的椭圆的长半径长度比该椭圆的短半径长度的2.5倍小时，在双凸透镜片的离发光源101较近的区域上的亮度变高，不能降低颜色不均。另一方面，划定单位透镜141-1、141-2的轮廓的椭圆的长半径长度设定为该椭圆的短半径长度的2.5倍以上时，能够降低颜色不均。
在本实施方式中，对于双凸透镜片14-1来说，形成有单位透镜141-1，从而与双凸透镜片14-1垂直地入射的光的大约50％被反射而返回。由此，能够防止面光源装置10的出射面的与发光源101相面对的区域过于亮。此外，如上所述，光源单元100包括对前进到观察侧的相反侧的光进行扩散反射并返回到观察侧的扩散反射层103。因此，利用扩散反射层103，对由于双凸透镜片14-1而返回到光源单元侧的光进行扩散反射，使其再次入射到远离发光源101的位置。由此，不降低来自光源单元100的光的利用效率、并且能够抑制亮度不均以及颜色不均。并且，使与双凸透镜片垂直地入射的光的40％以上反射并且返回到观察侧的相反侧，这在谋求抑制亮度不均以及颜色不均上是优选的。
但是，在本实施方式中，如图3所示，第一双凸透镜141-1包括使光散射的散射层143-1。散射层143-1以沿着双凸透镜141-1的出射侧外轮廓、即沿着平坦部142-1的外轮廓以及单位透镜141-1的外轮廓的方式延伸，构成双凸透镜141-1的出射侧表面。在本实施方式的散射层143-1中，以单位透镜141-1的顶部附近的厚度t为0.025mm的方式形成。此外，对于散射层143-1来说，相对于100重量部分的成为散射层143-1的基底的丙烯树脂，添加20重量部分的平均粒径
为0.01mm的白色珠作为光扩散粒子，从而形成。
此处，对于散射层143-1的厚度t来说，与单位透镜141-1的排列间距p的关系优选满足下式(1)。当满足式(1)时，能够使由单位透镜141-1的斜面进行全反射的光有效地扩散以及散射、衰减。
p/10≤t≤p/3...式(1) 在本实施方式的双凸透镜14-1中，如上所述，单位透镜141-1的排列间隔p是0.1mm，单位透镜141-1的顶部附近的散射层143-1的厚度是0.025mm，所以满足式(1)。
在图3中示出的截面中，在针对双凸透镜片的片表面的法线与光的出射方向所成的角度(出射角度)较大的情况下，从单位透镜141-1的顶部附近出射的光，以沿着单位透镜141-1的顶部附近的表面形状的方式前进。另一方面，在出射角度较小的情况下，从单位透镜141-1的顶部附近出射的光不沿着单位透镜141-1的顶部附近的表面形状前进。因此，将散射层143-1沿着单位透镜141-1的表面形状设置，特别地，设置在单位透镜141-1的顶部附近，由此，在没有设置散射层143-1的情况下以较大的出射角度出射的光通过散射层143-1内的距离变长，很多被散射。因此，在没有设置散射层143-1的情况下以较大出射角度出射的光的一部分被修正为较小的出射角度并出射，其他的光的一部分返回到光源侧被再利用。其结果是，能够使较大的出射角度的出射光变得非常少。因此，设置散射层143-1，从而能够降低未设置散射层143-1的情况下从斜方向观察到的颜色不均。
另一方面，在没有设置散射层143-1的情况下从单位透镜141-1顶部附近以较小的出射角度出射的光通过散射层内的距离较短。因此，在没有设置散射层143-1的情况下以较小出射角度出射的光由散射层143-1散射的程度低，这些光的大部分能够仍以小的出射角度出射。
并且，对于第二双凸透镜片14-2来说，与第一双凸透镜片相同地，也能够设置散射层143-1。
对于第一以及第二双凸透镜片14-1、14-2来说，例如，是通过采用折射率为1.49的透明的丙烯树脂的压制成型而一体成型得到的。更具体地说，能够采用形成散射层143-1以外的部分的丙烯树脂、和形成散射层143-1部分的树脂利用两层压制成型来形成光控制片14-1。作为形成成为散射层143-1部分的树脂，能够采用如下树脂:在与形成散射层143-1以外部分的树脂相同的丙烯树脂中，以上述比例添加有白色珠。但是，形成第一以及第二双凸透镜片14-1、14-2的材料不限于丙烯树脂，也能够适当地选择使用具有透光性的其他热可塑性树脂。此外，第一以及第二双凸透镜片14-1、14-2采用紫外线硬化树脂或电离放射线硬化树脂等光硬化树脂制造。
接下来，详细描述光源单元100。
如上所述，光源单元100包括基材层104、形成在基材层104上的电路层106、在基材层104的一侧支持并且连接到电路层106上的多个发光源101、配置在基材层104的一侧并且对光进行扩散反射的扩散反射层103。此外，如图4至图6所示，光源单元100还包括:照度传感器102，其在基材层104的支持发光源101的一侧测量照度。
发光源101由起到大致点光源作用的多个发光二极管(LED)构成。并且，如图1所示，分别由LED构成的多个发光源101沿着第一双凸透镜14-1的多个单位透镜141-1的排列方向(所述一个方向)隔开大致固定的间隔LHO排列在基材层104上，并且，沿着第二双凸透镜14-2的多个单位透镜141-2的排列方向(所述另一个方向)隔开大致固定的间隔LVO排列在基材层104上。
并且，沿着所述一个方向(水平方向)的发光源101的排列间隔LHO以及沿着所述另一个方向(垂直方向)的发光源101的排列间隔LVO都是12.5mm。
此处，图5是用于说明从观察侧观察光源单元100时的发光源101和照度传感器102的配置的图。发光源101包括具有相互不同的发光波长分布的多种发光源。更具体地说，发光源101包括:多个第一发光源101B，其发出蓝色光并具有第一发光中心波长；多个第二发光源101G，其具有比第一发光中心波长长的第二发光中心波长，且发出绿色光；多个第三发光源101R，具有比第二发光中心波长长的第三发光中心波长，且发出红色光。
并且，如图5所示，各种发光源101B、101G、101R分别沿着所述一个方向(第一双凸透镜14-1的多个透镜141-1的排列方向)以大致固定的间隔排列，并且分别沿着所述另一个方向(第二双凸透镜14-2的多个透镜141-2的排列方向)以大致固定的间隔排列。此外，各种发光源101B、101G、101R的沿着所述一个方向的排列间隔(沿着一个方向的各波长发光源的间隔)彼此大致相同，并且，各种发光源的沿着所述另一个方向的排列间隔(沿着另一个方向的各波长发光源的间隔)也彼此大致相同。即，多个第一发光源101B、多个第二发光源101G和多个第三发光源101R分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，多个第一发光源101B的沿着所述一个方向的排列间隔LHB、多个第二发光源101G的沿着所述一个方向的排列间隔LHG和多个第三发光源101R的沿着所述一个方向的排列间隔LHR大致相同。此外，多个第一发光源101B、多个第二发光源101G和多个第三发光源101R分别沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列，多个第一发光源101B的沿着所述另一个方向的排列间隔LVB、多个第二发光源101G的沿着所述另一个方向的排列间隔LVG和多个第三发光源101R的沿着所述另一个方向的排列间隔LVR大致相同。
更具体地说明时，在水平方向(所述一个方向)，从图5的左侧最上端排列红色LED101R、绿色LED101G、红色LED101R、绿色LED101G...。并且，在垂直方向(所述另一个方向)，在下降一级的位置，以在红色LED101R之下(图3中的下方，以下相同)配置绿色LED101G、在绿色LED101G之下配置蓝色LED101B的方式，排列绿色LED101G、蓝色LED101B、绿色LED101G、蓝色LED101B...。
因此，沿着所述一个方向(水平方向)的各种发光源101B、101G、101R的排列间隔(各波长发光源的间隔)LHB、LHG、LHR是沿着上述的所述一个方向(水平方向)的发光源101的排列间隔(发光源间隔)LHO的两倍，即25mm。同样地，沿着所述另一个方向(垂直方向)的各种发光源101B、101G、101R的排列间隔(各波长发光源的间隔)LVB、LVG、LVR是沿着上述的所述另一个方向(垂直方向)的发光源101的排列间隔(发光源间隔)LVO的两倍，即25mm。
这样，在与光源单元100上所设置的三种(三色)发光源101B、101G、101R相关的水平方向以及垂直方向的这两个方向，各色的各波长发光源的间隔LHB、LHG、LHR、LVB、LVG、LVR都是固定的25mm，与各种发光源101B、101G、101R的发光波长分布无关地，是相等的。此处，绿色的多个发光源中的两个发光源101G的沿着所述双凸透镜片的片表面的最短排列间隔、即沿着在斜方向相邻的两个绿色发光源101G的斜方向的排列间隔，比沿着一个方向以及另一个方向的绿色发光源101G的排列间隔LHG、LVG短。并且，上述发光源的排列仅仅是一个例子，能够进行适当改变。
在本实施方式中，发光源101连接到下述的电路层106(参考图6)上。形成在该电路层106上的布线电路包括如下电路:能够以时间分割按每种发光色使发光源101发光。因此，红色发光源101R、绿色发光源101G、蓝色发光源101B以较短的间隔依次重复点亮和熄灭，作为整体，能够进行白色的发光。这样，使各种发光源101B、101G、101R按时间分割进行发光，从而能除去通常在液晶板11中包括的滤色片。由此，能够大幅提高透过型显示装置10的能量效率，并且能够降低透过型显示装置10的制造成本。
水平方向以及垂直方向这两方向上规则配置的发光源101之间，配置照度传感器102。照度传感器102测量配置在周围的发光源101的发出的光的照度。在本实施方式中，对于图5中以点划线示出的区域所配置的4×4＝16个发光源101，设置一个照度传感器102。
如上所述，LED101按每个发光色以时间分割进行发光。因此，对于照度传感器102来说，不识别颜色地、在各色点亮时来测量照度，从而按每个发光色测量照度。因此，例如，在由于环境改变或时间变化而导致每个发光色的照度不同的情况下，能够基于由照度传感器102得到的每个发光色的照度数据，对每个发光色的发光源101B、101G、101R进行评价。并且，根据该评价结果，调整红色发光源101R、绿色发光源101G、蓝色发光源101B中流过的电流值等，能够调整整体的发光颜色。
此外，对于照度传感器102来说，以对于16个发光源101设置一个的比例来设置。因此，能够在面光源装置50的每个小区域测量照度，进行按每个小区域发光源101的发光亮度均匀的发光控制。因此，能够抑制由发光源101的个体差异等产生的每个位置上的亮度偏差，并且可以均匀地发出亮度不均得到抑制的照明光。
但是，如图4以及图6所示，在支持光源单元100的发光源101以及照度传感器102一侧表面的、没有设置发光源101以及照度传感器102的区域，形成有扩散反射层103。在本实施方式中，扩散反射层103占从观察侧观察光源单元100时能看到的表面的整体面积的50％以上的区域。因此，能够使前进到背面侧(观察侧的相反侧)的光反射，并朝向第一以及第二双凸透镜片14-1、14-2侧(出射侧、观察侧)，作为不均被抑制的面状照明光，从面光源装置50出射。由此，可以提高来自发光源101的光的利用效率，由面光源装置50明亮地照明液晶板10。此处，反射层103的反射率优选为85％以上，更优选为90％以上。
并且，这样的扩散反射层103也可以具有基底树脂和在基底树脂中分散并具有与基底树脂不同的折射率的粒子。对于这样的扩散反射层103来说，例如，利用丝网印刷将反射层用油墨涂敷在基材层104上或旋涂在基材层104上，从而形成。此外，对于反射层油墨来说，例如，通过在有机溶剂中稀释添加有氧化钛的环氧丙烯树脂系基底树脂来制造。并且，在基材层104上涂敷的反射层用油墨的厚度是5μm左右即可。此处，作为反射层用油墨所使用的有机溶剂，能够采用酮系溶剂或乙缩醛系溶剂等。但是，这样的反射层103的制造方法仅仅是示例，还可以进行各种变化。例如，作为基底树脂，代替环氧树脂系，优选采用氨基甲酸乙酯系或耐光性较高的硅系。
根据这样得到的扩散反射层103，由于基底树脂的折射率和在基底树脂中分散的粒子的折射率的差异，能够使光散射反射。此处，基底树脂的折射率是1.5左右，与此相对，氧化钛的折射率是2.7左右。因此，基底树脂和分散粒子的折射率之差是1.2左右。基底树脂和分散粒子的折射率之差是0.5以上，优选是1.0以上，并且优选是1.5以下。折射率差为0.5以上并且优选为1.0以上的情况下，反射层能够以较高的反射率对光进行反射。另一方面，当折射率差比1.5大时，分散粒子具有白色以外的颜色。其结果是，存在扩散反射层103吸收光的可能性。此外，这样的扩散反射层103与镜面反射层相比，能够具有较高的反射率。
图6是光源单元100的截面图。光源单元100除了上述的LED101、照度传感器102和扩散反射层103以外，还具有基材层104和电路层106。在本实施方式中，基材层104具有由金属构成的金属层105a、在金属层105a表面形成的绝缘层105b。基材层104是成为光源单元100的基底的层。在本实施方式中，金属层105a由铜制的板材形成。绝缘层105b是形成在金属层105a上、并且屏蔽外部和金属层105a之间的导通的层。本实施方式的绝缘层105b是在金属层105a上涂敷环氧树脂而形成的，但是不限于此，例如，也可以采用聚酰亚胺系树脂。
电路层106是在基材层104的绝缘层105b上通过印刷而形成的。在该电路层106上，连接有LED101以及照度传感器102。电路层106包括如上所述那样用于控制发光源101的发光的布线电路。并且，在电路层106上对LED101和照度传感器102进行表面安装。
利用这些基材层104和电路层106，形成相当于印刷基板的构件。对于与以基材层104的金属层105a作为基底并形成有绝缘层105b和电路层106的印刷基板相当的构件安装发光源101。此外，在本实施方式中，对于发光源101来说，基材层104侧的表面的整个面与电路层106接触，在发光源101和电路层106之间没有夹着空气层。因此，发光源101发光时发出的热从发光源101高效地传导到基材层104，并由基材层104高效地散热。这样，为了由基材层104高效地将由发光源101产生的热散热，优选发光源101的基材层104侧的表面的小于10％的区域面对空气。此外，优选采用热传导率较高的材料作为绝缘层105b以及电路层106的材料，从而高效地从发光源101到基材层104的金属层105a传导热量。这样，在发光源101发光时产生的热量被高效地散热的情况下，能够防止由发光源101发热引起的发光源101发光颜色不均，并且能够延长发光源101的寿命。
接下来，主要参考图7和图8，说明入射到双凸透镜片14-1、14-2内的光的前进方式。并且，在图7和图8中，为了容易理解，省略了散射层143-1。
作为面光源装置50的出射面上的亮度分布，存在如下倾向:面光源装置50的出射面的与发光源101(101B、101G、101R)相面对的区域的亮度较高，远离发光源101的区域即与相邻的两个发光源101的中间位置相面对的区域的亮度较低。如图7所示，在双凸透镜片14中，在与发光源101相面对的位置所配置的单位透镜141-1具有如下作用:对大致垂直入射的光进行全反射，并返回到光源侧(参考图7中的光线A)。通过这种作用，抑制了面光源装置50的出射面的与发光源101相面对的区域的亮度变高。但是，仅通过这种作用，难以充分地抑制亮度不均。为了充分地抑制亮度不均，需要使双凸透镜片14的与两个相邻发光源101中间位置相面对的区域的亮度上升。即，高效地将入射到与两个相邻发光源101的中间位置相面对的双凸透镜片14的区域的光的前进方向改变为正面方向(出射角度为0度的方向)，需要增加从双凸透镜片14的该区域出射并到达观察者的光。
此处，校正效果理想地作用的一种方式是如下情况:到达单位透镜141的该单位透镜排列方向上的端部(单位透镜141的平坦部142-1附近的区域，下面只称为单位透镜的端部)的光，在双凸透镜片14的法线方向上出射。但是，到达单位透镜端部的光的针对双凸透镜片14的入射角度超过某角度时，出射光会突然地大幅减少。此时，存在在面光源装置的出射面观察到较暗的部分(将该区域称作暗部)。该暗部是否产生，受到在沿着单位透镜141的排列方向以及双凸透镜片14的片表面的法线La(参考图7)的截面中单位透镜141的单位透镜端部的切线Lb(参考图7)与法线La所成角度θ(参考图7，下面只称为单位透镜端部角度θ)和照射光的进入角度
(照射光入射到双凸透镜片时的折射角)的影响。其中作为决定入射光的角度
的因素，包括沿着单位透镜141的排列方向的发光源101的排列间隔L、发光源101和双凸透镜片14之间的沿着法线La方向的间隔距离d。并且，考虑由发光源101直接到达双凸透镜片14的光时，进入角度
最大的是光入射到在与两个相邻发光源的中间位置相面对的双凸透镜片14的区域配置的单位透镜的情况。
此外，在本实施方式中，如上所述，发光源101包括分别具有相互不同的发光波长分布的三种(三色)发光源101R、101G、101B。因此，如果任何一种发光源发出的光产生亮度不均，则由面光源装置得到的照明光不仅会产生亮度不均，甚至会产生颜色不均。因此，在分别使发光源101B、101G、101R独立地发光时，需要使来自各发光源的光没有亮度不均地均匀出射。即，需要来自发光源101R的红光整体上没有亮度不均地均匀出射，来自发光源101G的绿光整体上没有亮度不均地均匀出射，以及来自发光源101B的蓝光整体上没有亮度不均地均匀出射。
因此，在本实施方式中，主要着眼于对亮度不均的校正效果产生影响的三个原因、即发光源101的排列间隔L、发光源101和双凸透镜片14的配置间隔d以及单位透镜端部角度θ进行讨论。
首先，主要参考图8说明入射到双凸透镜片14内的光的一般的前进方式。此处，图8是沿着双凸透镜片14的片表面的法线La以及双凸透镜片14的单位透镜141的排列方向的双凸透镜片的截面图。此外，在图8中最右侧示出的单位透镜141a配置在与多种发光源101中的具有相同发光波长分布的相邻两个发光源的中间位置相面对的位置上。并且，在图8中，仅图示了相邻两个发光源101中的一个。此外，在图8中最左侧示出的单位透镜141d配置在与所述两个发光源101中的一个相面对的位置上。单位透镜141b和单位透镜141c配置在单位透镜141a和单位透镜141d之间。因此，将多种发光源101中具有相同发光波长分布的多个发光源101沿着双凸透镜片14的排列单位透镜141的方向排列的间隔作为各波长发光源的间隔L，在图8的截面图中，单位透镜141a和单位透镜141d之间的间隔距离是L/2。
此处，参考图7，考虑入射到单位透镜141的光的单位透镜的进入角度
由图7可知，进入角度
相当于来自发光源101的光入射到双凸透镜时的折射角。因此，采用从发出光的发光源101到光进入的单位透镜141的沿着双凸透镜片141的片表面的长度x、光源单元100的发光源101和双凸透镜片14的沿着双凸透镜片的法线La的距离d以及双凸透镜片的折射率n，由式(2)表示。
...式(2) 并且，对于进入角度
来说，也如图8所示，随着从发出光的发光源101远离、即随着x值的增大而变大。此外，由图7可以理解，考虑入射到单位透镜141的单位透镜端部的光时，随着进入角度
变大，来自单位透镜141的出射光在从单位透镜部的切线Lb离开的方向出射，换句话说，就是出射光和切线Lb所成的角度α(参考图7)变大。此外，进入到单位透镜14的单位透镜端部以外的同一位置的光也是相同的。即，随着进入角度
变大，来自单位透镜141的出射光和该出射光的出射位置上的单位透镜14的切线Lb所成的角度α变大。相反地，进入角度越小，从该单位透镜141出射的光越向该单位透镜侧倾斜，最后，进行全反射并返回光源单元100侧。因此，根据这样的双凸透镜片，随着单位透镜的配置位置接近发光源101，从该单位透镜向法线La方向出射的光的光量减少，并且，由该单位透镜进行全反射，从而返回到光源单元100侧的光的光量增大。
这样，如果以与亮度容易降低的两个相邻发光源101的中间位置(x＝L/2)相面对的单位透镜141a由出射角度为0度附近使进入光出射的方式设定即可。在这样设定的情况下，从单位透镜141a以较小的出射角度β(出射光相对于法线La的角度，参考图7)使很多出射，此外，随着单位透镜141的配置位置接近发光源101，从该单位透镜以较小的出射角度β出射的光的光量变少。
此外，单位透镜141的排列间隔一般比发光源的排列间隔小很多。因此，入射到一个单位透镜141的各部分的光的进入角度
被认为与针对该单位透镜的进入位置无关，而是大致固定的。由此，当考虑入射到同一单位透镜141的光时，光的进入位置在沿着该单位透镜的排列方向的方向上，随着接近单位透镜141的端部，出射光以接近该单位透镜的方式倾斜，最终进行全反射并返回到光源单元100侧。由此，入射到一个单位透镜141的单位透镜端部(该单位透镜的排列方向上的单位透镜141的端部)的光的出射方向，沿着双凸透镜片14的法线La或比法线La更向作为目标的单位透镜侧倾斜地出射是有效的。换句话说，由入射到一个单位透镜141的单位透镜端部的光的出射方向和单位透镜端部的法线La所成的角度α为单位透镜端部角度θ以下是有效的。在这种情况下，与该单位透镜141的单位透镜端部相比入射到单位透镜的中心侧的光能够沿着法线方向出射。换句话说，可以确保从该单位透镜在法线方向出射的光。
此处，在以进入角度
进入到单位透镜端部的光的出射方向和单位透镜端部的切线所成的角度α由下式(3)表示。并且，如上所述，优选该角度α为单位透镜端部角度θ以下，即满足式(4)。并且，式(4)中的n是双凸透镜片的折射率，在本实施方式中，n＝1.49。此外，如上所述，单位透镜端部角度θ在本实施方式中是15°。
...式(3)
...式(4) 此外，如上所述，优选确保从在与相邻两个发光源101的中间位置相面对的区域所配置的单位透镜141a在法线方向上出射的光。即，在单位透镜141a中，优选满足式(4)。并且，针对在与相邻两个发光源101的中间位置相面对的区域所配置的单位透镜141的进入角度
在上述式(2)中是x＝L/2即可。即，当同时满足下式(5)和式(6)时，可以大幅地抑制沿着双凸透镜14的单位透镜141的排列方向的面光源装置100的亮度不均。
...式(5)
...式(6) 在本实施方式中，设置有用于校正沿着水平方向(一个方向)的亮度不均的第一双凸透镜片14-1和用于校正沿着垂直方向(另一个方向)的亮度不均的第二双凸透镜片14-1。因此，对于各第一双凸透镜片14-1以及第二双凸透镜片14-1，必须讨论式(5)和式(6)。并且，如上所述，在本实施方式中，第一双凸透镜片14-1和第二双凸透镜片14-1由相同的材料形成，具有相同的折射率(n＝1.49)。此外，光源单元100的发光源和第一双凸透镜片14-1之间的沿着法线La方向的间隔距离d是20mm，光源单元100的发光源和第二双凸透镜片14-1之间的沿着法线La方向的间隔距离d是21mm。
此外，如上所述，在本实施方式中，发光源101包括分别具有相互不同的发光波长分布的三种(三色)发光源101R、101G、101B。并且，按每种来自具有各发光波长分布的多个发光源101R、101G、101B的光，需要校正亮度不均。因此，式(6)中的L值必须采用上述各波长发光源的间隔。具体地说，当讨论由第一双凸透镜片14-1产生的校正效果时，采用沿着水平方向的各波长发光源的间隔LHB、LHG、LHR(任何一个都是25mm)作为L的值。同样地，当讨论由第二双凸透镜片14-2产生的校正效果时，采用沿着垂直方向的各波长发光源的间隔LVB、LVG、LVR(任何一个都是25mm)作为L的值。
此处，将本实施方式的具体尺寸的值代入式(5)和式(6)中时，式(5)中的
部分为1以上而不能计算。这意味着，入射到在与相邻两个发光源101的中间位置相面对的位置所配置的单位透镜的光，在该单位透镜的单位透镜端部进行全反射。因此，在比该单位透镜的单位透镜端部稍倾斜的透镜表面，也能够以接近双凸透镜片法线方向的角度出射。由此，与满足式(5)和式(6)时相同地，能够抑制亮度不均以及颜色不均。由此，即使在式(5)不能计算时，若同时满足下式(7)以及式(8)，则也能够有效地抑制亮度不均以及颜色不均。并且，本实施方式的具体尺寸的值同时满足式(7)和式(8)。
...式(7)
...式(8) 如上所述，根据本实施方式，发光源101的排列间隔L、发光源101与双凸透镜片14的配置间隔d、单位透镜端部角度θ等的对亮度不均的校正效果产生影响的因素满足固定的关系。因此，到达在与相邻两个发光源的中间位置相面对的区域所配置的单位透镜的光，能够高效地沿着正面方向(出射角度β＝0°的方向)出射。因此，可以有效地抑制由面光源装置照射的光的亮度不均。
此外，在本实施方式中，发光源101包括具有相互不同的发光波长分布的三种发光源101R、101G、101B。并且，在本实施方式中，能够按这三种发光源分别发出的光有效地抑制亮度不均。因此，不仅可以有效地抑制由面光源装置照射的光的亮度不均，还可以有效地抑制颜色不均。
并且，设置有第一双凸透镜片14-1和第二双凸透镜片14-2，能够调整水平方向和垂直方向这两个方向上的光的前进方向。由此，不仅能够抑制沿着一个方向的亮度不均以及颜色不均，还能够抑制面内的亮度不均以及颜色不均。
并且，根据本实施方式，由于采用发光颜色不同的发光二极管作为发光源，所以，能够细致地调整发光颜色。
(变形例) 并且，本实施方式的面光源装置50以及光源单元100不限于上述方式，也可以进行各种改变。
(1)在上述实施方式中，示出了面光源装置50包括光源单元100、第一双凸透镜片14-1、第二双凸透镜片14-2、透明片15、扩散片16和反射型偏光片17的例子，但是不限于此。例如，能够从面光源装置中省略反射型偏光片17等，也可以增加和/或省略各种光学片。
(2)此外，在上述实施方式中，如图6所示，示出了在基材层104的一侧设置有电路层106以及发光源101的例子，但是不限于此。基材层104、电路层106、发光源101的结构也可以进行适当的改变。
例如，如图9所示，光源单元200也可以具有基材层204、支持在基材层204的一侧的发光源、形成在基材层204另一侧的电路层206。此外，在基材层204的一侧设置有照度传感器202，并且，在基材层204的一侧表面的没有设置发光源201以及照度传感器202的区域，形成反射层203。
发光源201以及照度传感器202与上述实施方式不同，插入安装在形成有电路层206的基材层204上。具体地说，元件的导线201a等通过形成在基材层204上的贯通孔204内延伸到电路层206，并且由焊料207连接以及固定到电路层206上。在图9中，为了容易理解，没有图示出绝缘层，但是，根据需要，绝缘层可以设置在基材层204上。此外，反射层203能够与上述实施方式中的扩散反射层103相同地构成。
根据图9中示出的光源单元200，由于采用插入安装型发光源201和照度传感器202，所以，可以在形成有电路层206的基材层204上连续地安装，从而有利于提高生产率。此外，由于可以使发光源小型化，所以，可以高密度地安装发光源LED，并且使面光源装置的厚度变薄。并且，使用小输出的廉价的发光源，从而能够廉价地提供面光源装置。
(3)并且，在上述实施方式中，示出了发光源101包括相互不同的发光波长分布的三种发光源101B、101G、101R的例子，但是不限于此。发光源101可以包括发光波长分布相互不同的两种发光源，也可以包括发光波长分布相互不同的四种以上的发光源。
此外，在光源单元100中包含的发光源也可以全部都具有相同的发光波长分布。即，光源单元100可以照明单色光。假设图5中示出的光源单元100仅包括同一种发光源时，采用发光源间隔LH0、LVO(都是12.5mm)作为式(5)至(8)中的L值，判断式(5)至(8)的关系是否成立。
并且，在上述实施方式中，示出了发光源101具有发出蓝色光的发光源101B、发出绿色光的发光源101G和发出红色光的发光源101R的例子，但是，发光源发光的颜色也可以是蓝、绿、红以外。即，发光源具有的发光波长分布以及发光中心波长可以适当地改变。
(4)并且，在上述实施方式中，示出了按每种具有不同发光波长分布的发光源以时间分割进行发光的例子，但是不限于此。例如，发光源也可以全部始终点亮。
(5)并且，在上述实施方式中，示出了光源单元100具有照度传感器102的例子，但是不限于此，也可以省略照度传感器。
(6)并且，在上述实施方式中，示出了第一双凸透镜片14-1和第二双凸透镜片14-2具有彼此相同的结构而仅仅是配置方法不同的例子。但是，第一双凸透镜片14-1和第二双凸透镜片14-2也可以具有不同的结构。例如，在第一双凸透镜片14-1和第二双凸透镜片14-2之间，单位透镜的形状、尺寸或排列间隔可以互不相同。
(7)并且，在上述实施方式中，示出了第一双凸透镜片14-1的单位透镜141-1的排列方向与水平方向平行，第二双凸透镜片14-2的单位透镜141-2的排列方向与垂直方向平行的例子，但是，不限于此，也可以进行各种改变。此外，示出了第一双凸透镜片14-1的单位透镜141-1的排列方向(一个方向)和第二双凸透镜片14-2的单位透镜141-2的排列方向(另一个方向)正交的例子，但是，不限于此，也可以是彼此倾斜。
(8)并且，在上述实施方式中，示出了各双凸透镜片14-1、14-2仅具有隔开固定的间隔排列的一种单位透镜的例子，但是不限于此。各双凸透镜片14-1、14-2也可以包括隔开固定的间隔排列的两种以上的单位透镜。当双凸透镜片包括两种以上的单位透镜时，优选按各种单位透镜的每一种分别满足上述式(5)至(8)。
(9)并且，在上述实施方式中，示出了设置有在一个方向上隔开固定的间隔排列的单位透镜141-1的第一双凸透镜片14-1、和在另一个方向上隔开固定的间隔排列的单位透镜141-2的第二双凸透镜片14-2的这两个双凸透镜片的例子，但是不限于此。也可以省略任何一个双凸透镜片，仅校正一个方向的亮度不均或颜色不均。例如，在采用沿着另一个方向以极短的间隔配置发光源的光源单元的情况下，不需要通过第二双凸透镜片141-2校正沿着另一个方向的亮度不均或颜色不均。因此，采用这样的光源单元的情况下，不会使亮度不均以及颜色不均恶化，能够省略第二双凸透镜片。并且，不限于上述实施方式的例子，也可以设置三个以上的双凸透镜片。
(10)并且，在上述实施方式中，示出了利用具有多个单位透镜的双凸透镜片校正亮度不均以及颜色不均的例子。并且，在该例子中，双凸透镜片的各单位透镜在与其排列方向正交的方向上延伸，多个单位透镜形成线性双凸透镜。但是，不限于上述例子，例如，利用图10所示的包括多个单位透镜241的复眼透镜片(fly-eye lens sheet)24，可以校正亮度不均以及颜色不均。图10中示出的复眼透镜片24的多个单位透镜241在与该复眼透镜片24的片表面平行的一个方向上以大致固定的间隔排列，并且，在与复眼透镜片24的片表面平行的方向上沿着与所述一个方向不同的另一个方向上以大致固定的间隔排列。并且，在图示的例子中，多个单位透镜241形成所谓的复眼透镜。即，代替上述实施方式中的“包括线性双凸透镜的双凸透镜片”，可以采用“包括复眼透镜的复眼透镜片”。
图10中示出的各单位透镜241例如可以具有与旋转椭圆体的一部分相同的外轮廓。此时，优选在沿着一个方向或另一个方向的截面中，单位透镜241具有构成椭圆的一部分的截面形状，椭圆的长轴沿着复眼透镜片24的片表面的法线。进一步优选该椭圆的长半径长度是短半径长度的2.5倍以上且5倍以下。此时，沿着复眼透镜片24的片表面的法线和一个方向或另一个方向的面光源装置的截面，与图7或图8中示出的上述实施方式的截面是相同的。并且，优选在沿着单位透镜241的一个方向的截面以及在沿着单位透镜241的另一个方向的截面，分别满足上述式(5)至式(8)。
此外，在图10示出的例子中，复眼透镜片24仅具有一种单位透镜241，但是不限于此，复眼透镜片24也可以具有多种单位透镜。优选在复眼透镜片24包括多种单位透镜的情况下，各单位透镜都满足上述式(5)至式(8)。
并且，与上述实施方式相同地，光源单元也可以包括多种发光源。此时，如上所述，为了不仅防止亮度不均还防止颜色不均，优选将各种类的每个发光源排列间隔(各波长发光源的间隔)作为上述式(5)至式(8)中的L值，并满足式(5)至式(8)。
(11)并且，在上述实施方式中，示出了散射层包括白色珠的例子，但是不限于此，例如也可以包括苯乙烯粒子，也可以同时包括苯乙烯粒子和硅粒子这二者。
(12)说明了上述实施例的几个变形例，但是，当然可以适当地组合多个变形例来应用。
权利要求
1.一种直下型面光源装置，其特征在于，
具备:第一双凸透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜；第二双凸透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜；光源单元，具有多种发光源，该多种发光源具有彼此不同的发光波长分布，
所述第一双凸透镜片的单位透镜沿着与所述第一双凸透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列，
所述第二双凸透镜片的单位透镜沿着与所述第一双凸透镜片的片表面平行并且与所述一个方向正交的另一个方向以大致固定的间隔排列，
所述多种发光源在与所述第一双凸透镜片的所述片表面平行的表面上排列配置，
各种发光源分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，
沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔彼此大致相同。
2.根据权利要求1的面光源装置，其特征在于，
所述各种发光源分别沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列。
3.根据权利要求1的面光源装置，其特征在于，
沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述第一双凸透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述第一双凸透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
，并且
，或者，
，并且
。
4.根据权利要求1的面光源装置，其特征在于，
所述光源单元至少包括具有第一发光中心波长的多个第一发光源、具有比第一发光中心波长长的第二发光中心波长的多个第二发光源、具有比第二发光中心波长长的第三发光中心波长的多个第三发光源，
所述多个第二发光源的两个发光源的沿着所述双凸透镜片的所述片表面的最短排列间隔，比沿着所述一个方向的所述多个第二发光源的排列间隔短。
5.根据权利要求1的面光源装置，其特征在于，
所述光源单元还具有支持所述多个发光源的基材层和配置在所述基材层的所述多个发光源侧的反射层。
6.根据权利要求1的面光源装置，其特征在于，
还包括在出射侧具有微细凹凸形状且浊度值为50以上的扩散片，
所述扩散片与所述第一以及第二双凸透镜片相比配置在出射侧。
7.根据权利要求1的面光源装置，其特征在于，
所述第一双凸透镜片包括使光散射的散射层，
所述散射层以沿着所述单位透镜的外轮廓的方式延伸，构成所述第一双凸透镜片的出射侧的表面。
8.根据权利要求7的面光源装置，其特征在于，
所述第一双凸透镜片的单位透镜的沿着所述一个方向的排列间隔p以及所述散射层的厚度t满足p/10≤t≤p/3的关系。
9.根据权利要求1的面光源装置，其特征在于，
在沿着所述第一双凸透镜片的所述片表面的法线以及所述一个方向的截面中，所述单位透镜具有构成长轴与所述法线平行的椭圆的一部分的形状，
所述椭圆的长半径长度是短半径长度的2.5倍以上且5倍以下。
10.根据权利要求1的面光源装置，其特征在于，
所述各种发光源分别沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列，
沿着所述另一个方向的所述各种发光源的排列间隔彼此大致相同。
11.根据权利要求10的面光源装置，其特征在于，
沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述第一双凸透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述第一双凸透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
沿着所述另一个方向的所述各种发光源的排列间隔L2、沿着所述第一双凸透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述第二双凸透镜片的间隔d2、在沿着所述另一个方向以及所述法线的截面中所述第二双凸透镜片的所述单位透镜的所述另一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ2、以及构成所述第二双凸透镜片的所述单位透镜的材料的折射率n2满足下列关系:
并且
或者，
并且
12.一种直下型面光源装置，其特征在于，
具备:双凸透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜；光源单元，具有多种发光源，该多种发光源具有彼此不同的发光波长分布，
所述双凸透镜片的单位透镜沿着与所述双凸透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列，
所述多种发光源在与所述双凸透镜片的所述片表面平行的表面上排列配置，
各种发光源分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，
沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔彼此大致相同。
13.根据权利要求12所述的面光源装置，其特征在于，
沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述双凸透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述双凸透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
14.根据权利要求12的面光源装置，其特征在于，
所述光源单元至少包括具有第一发光中心波长的多个第一发光源、具有比第一发光中心波长长的第二发光中心波长的多个第二发光源、具有比第二发光中心波长长的第三发光中心波长的多个第三发光源，
所述多个第二发光源的两个发光源的沿着所述双凸透镜片的所述片表面的最短排列间隔，比沿着所述一个方向的所述多个第二发光源的排列间隔短。
15.根据权利要求12的面光源装置，其特征在于，
所述光源单元还具有支持所述多个发光源的基材层和配置在所述基材层的所述多个发光源侧的反射层。
16.根据权利要求12的面光源装置，其特征在于，
还包括在出射侧具有微细凹凸形状且浊度值为50以上的扩散片，
所述扩散片与所述双凸透镜片相比配置在出射侧。
17.根据权利要求12的面光源装置，其特征在于，
所述双凸透镜片包括使光散射的散射层，
所述散射层以沿着所述单位透镜的外轮廓的方式延伸，构成所述双凸透镜片的出射侧的表面。
18.根据权利要求17的面光源装置，其特征在于，
所述单位透镜的沿着所述一个方向的排列间隔p以及所述散射层的厚度t满足p/10≤t≤p/3的关系。
19.根据权利要求12的面光源装置，其特征在于，
在沿着所述双凸透镜片的所述片表面的法线以及所述一个方向的截面中，所述单位透镜具有构成长轴与所述法线平行的椭圆的一部分的形状，
所述椭圆的长半径长度是短半径长度的2.5倍以上且5倍以下。
20.一种面光源装置，其特征在于，
具备:复眼透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜；光源单元，具有沿着与所述复眼透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列的多个发光源，
所述单位透镜沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列。
21.根据权利要求20的面光源装置，其特征在于，
沿着所述一个方向的所述发光源的排列间隔L、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
22.根据权利要求20的面光源装置，其特征在于，
所述多个单位透镜沿着与所述复眼透镜片的所述片表面平行并且与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列，
所述光源单元的所述多个发光源沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列。
23.根据权利要求22的面光源装置，其特征在于，
沿着所述一个方向的所述发光源的排列间隔L、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透片镜的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
沿着所述另一个方向的所述发光源的排列间隔L2、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述另一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述另一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ2、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
以及
或者，
以及
24.根据权利要求20的面光源装置，其特征在于，
所述光源单元包括具有彼此不同的发光波长分布的多种发光源，
各种发光源分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，
沿着所述一个方向的各种发光源的排列间隔彼此大致相同。
25.根据权利要求24的面光源装置，其特征在于，
沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
26.根据权利要求20的面光源装置，其特征在于，
所述光源单元包括具有彼此不同的发光波长分布的多种发光源，
各种发光源分别沿着所述一个方向以大致固定的间隔排列，
沿着所述一个方向的各种发光源的排列间隔彼此大致相同，
所述各种发光源分别沿着与所述复眼透镜片的所述片表面平行并且与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列，
沿着所述另一个方向的所述各种发光源的排列间隔彼此大致相同，
所述多个单位透镜沿着所述另一个方向以大致固定的间隔排列。
27.根据权利要求26的面光源装置，其特征在于，
沿着所述一个方向的所述各种发光源的排列间隔L、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
沿着所述另一个方向的所述各种发光源的排列间隔L2、沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线的所述光源单元与所述复眼透镜片的间隔d、在沿着所述另一个方向以及所述法线的截面中所述单位透镜的所述另一个方向上的端部的切线与所述法线构成的角度θ2、以及构成所述单位透镜的材料的折射率n满足下列关系:
并且
或者，
并且
28.根据权利要求20的面光源装置，其特征在于，
所述光源单元还具有支持所述多个发光源的基材层和配置在所述基材层的所述多个发光源侧的反射层。
29.根据权利要求20的面光源装置，其特征在于，
还具备在出射侧具有微细凹凸形状且浊度值为50以上的扩散片，
所述扩散片与所述复眼透镜片相比配置在出射侧。
30.根据权利要求20的面光源装置，其特征在于，
所述复眼透镜片包括使光散射的散射层，
所述散射层以沿着所述单位透镜的外轮廓的方式延伸，构成所述复眼透镜片的出射侧的表面。
31.根据权利要求30的面光源装置，其特征在于，
所述单位透镜的沿着所述一个方向的排列间隔p以及所述散射层的厚度t满足p/10≤t≤p/3的关系。
32.根据权利要求20的面光源装置，其特征在于，
在沿着所述复眼透镜片的所述片表面的法线以及所述一个方向的截面中，所述单位透镜具有构成长轴与所述法线平行的椭圆的一部分的形状，
所述椭圆的长半径长度是短半径长度的2.5倍以上且5倍以下。
33.一种光源单元，其特征在于，
具备:基材层；电路层，设置在所述基材层的至少一个面上，并且形成电路；多个发光源，在平面上排列配置并且支持在所述基材层的一侧，并且与所述电路层的所述电路连接；反射层，配置在所述基材层的所述一侧并且对光进行反射，
从所述一侧进行观察时，所述反射层占整体面积的50％以上的面积。
34.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
所述多个发光源沿着所述基材层上的一个方向以大致固定的间隔排列，并且沿着与所述一个方向不同的所述基材层上的另一个方向以大致固定的间隔排列。
35.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
所述基材层具有由金属构成的金属层。
36.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
所述发光源的所述基材层侧的面的小于10％的区域与空气面对。
37.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
所述基材层具有由金属构成的金属层和在所述金属层表面设置的绝缘层，
所述电路层设置在所述绝缘层上，
所述发光源在所述电路层上表面安装。
38.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
还具有支持在所述基材层的一侧的多个照度传感器。
39.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
所述发光源包括具有彼此不同的发光波长分布的多种发光源。
40.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
所述电路层的所述电路控制发光源的发光，使得按所述多种发光源的具有相同发光波长分布的多个发光源以时间分割进行发光。
41.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
所述电路层通过印刷形成。
42.根据权利要求33的光源单元，其特征在于，
所述反射层通过印刷或涂敷形成。
43.一种面光源装置，其特征在于，
具备:权利要求33的光源单元；双凸透镜片，具有在出射侧突出的多个单位透镜，
所述单位透镜沿着与所述双凸透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列。
44.根据权利要求43的面光源装置，其特征在于，
还具备第二双凸透镜片，该第二双凸透镜具有沿着与所述双凸透镜片的所述片表面平行且与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列、并且在出射侧突出的多个单位透镜。
45.一种面光源装置，其特征在于，
具备:权利要求33的光源单元；具有在出射侧突出的多个单位透镜的复眼透镜片，
所述单位透镜沿着与所述复眼透镜片的片表面平行的一个方向以大致固定的间隔排列，并且，沿着与所述复眼透镜片的所述片表面平行且与所述一个方向不同的另一个方向以大致固定的间隔排列。
全文摘要
提供一种光的亮度不均以及颜色不均被抑制的面光源装置(50)。面光源装置(50)具备双凸透镜片(14-1)，其具有在出射侧突出的多个单位透镜(141-1)；光源单元(100)，具有多种发光源(101)，该多种发光源(101)具有彼此不同发光波长分布。单位透镜沿着一个方向以大致固定的间隔排列。各种发光源分别沿着一个方向以大致固定的间隔排列。沿着一个方向的各种发光源的排列间隔彼此大致相同。
文档编号F21V19/00GK101384852SQ200780005729
公开日2009年3月11日 申请日期2007年2月15日 优先权日2006年2月15日
发明者后藤正浩 申请人:大日本印刷株式会社