特開 2024-80917 導光板および表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024080917

(43)【公開日】2024-06-17

(54)【発明の名称】導光板および表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/56 20200101AFI20240610BHJP

   G09F 13/18 20060101ALI20240610BHJP

   G02B 5/00 20060101ALN20240610BHJP

【ＦＩ】

G02B30/56

G09F13/18 Q

G02B5/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022194277

(22)【出願日】2022-12-05

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155712

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 尚

(72)【発明者】

【氏名】篠原 正幸

(72)【発明者】

【氏名】倉田 剛大

(72)【発明者】

【氏名】田上 靖宏

(72)【発明者】

【氏名】北村 智和

【テーマコード（参考）】

2H042

2H199

5C096

【Ｆターム（参考）】

2H042AA02

2H042AA03

2H042AA16

2H042AA26

2H199BA32

2H199BA67

2H199BB27

2H199BB29

2H199BB59

5C096AA11

5C096BA02

5C096CA15

5C096CA27

5C096CA32

5C096CB02

5C096CC06

5C096CD02

5C096CD19

5C096CD28

5C096CD33

5C096CG14

5C096FA01

(57)【要約】

【課題】表示される画像の輪郭の歪みを低減可能な導光板を実現する。
【解決手段】導光板は、光が入射する入射面と、光が出射される出射面と、光を反射させて出射面から出射させる光偏向部と、備え、１以上の前記光偏向部が設けられるセル領域（１７Ａ）がマトリクス状に設けられ、セル領域の輪郭は、出射面に垂直な方向から見て、入射面から入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している傾斜輪郭部分を有する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の平面画像または立体画像である表示画像を複数の画素によって表示する導光板であって、
光源からの光が入射する入射面と、
前記光が出射される出射面と、
前記入射面から入射し導光された前記光を反射させることによって前記出射面から出射させる複数の光偏向部と、備え、
１以上の前記光偏向部が設けられるセル領域がマトリクス状に複数設けられているとともに、
（１）前記セル領域の行方向の配列方向および列方向の配列方向の少なくとも一方は、前記出射面に垂直な方向から見て、前記入射面から入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している、複数の前記セル領域から構成される傾斜配列部分を有する、および、
（２）前記セル領域の輪郭は、前記出射面に垂直な方向から見て、前記入射面から入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している傾斜輪郭部分を有する、の少なくともいずれか一方である導光板。

【請求項2】

前記セル領域は、互いに異なる方向に前記光を反射させる複数の前記光偏向部が設けられている、請求項１に記載の導光板。

【請求項3】

前記傾斜配列部分を構成する前記セル領域によって、前記表示画像の輪郭の少なくとも一部分が表示される、請求項１に記載の導光板。

【請求項4】

前記傾斜輪郭部分を有する前記セル領域によって、前記表示画像の輪郭の少なくとも一部分が表示される、請求項１に記載の導光板。

【請求項5】

前記セル領域の前記行方向に平行な輪郭の辺の長さと、前記列方向に平行な輪郭の辺の長さとの大小関係は、前記行方向における前記表示画像のサイズと前記列方向における前記表示画像のサイズとの大小関係と一致する請求項１に記載の導光板。

【請求項6】

前記傾斜配列部分を構成する複数の前記セル領域の配列、および、前記傾斜輪郭部分の少なくともいずれか一方は、曲線状となっている、請求項１に記載の導光板。

【請求項7】

前記セル領域を複数含む第１領域と、該第１領域とは異なる位置に配置される、前記セル領域を複数含む第２領域と、を有し、
前記第１領域と、前記第２領域とで、前記傾斜配列部分を構成する複数の前記セル領域の配列方向、および、前記傾斜輪郭部分の方向の少なくともいずれか一方が互いに異なっている、請求項１に記載の導光板。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載の導光板と、
前記光源と、を備える表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導光板、および当該導光板を備える表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、立体視可能な光デバイスが開示されている。当該光デバイスは、導光板と、導光板内を伝播する光を偏向して、空間に画像を形成する光を出射面から出射させる複数の光偏向部とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－３２６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されているような光デバイスでは、表示される画像における一定のサイズの領域（画素）は、１以上の光偏向部が設けられるセル領域によって表示される。このセル領域に含まれる光偏向部は、広い範囲で光を反射させる必要があるため、セル領域には多数の光偏向部を設けたり、反射方向が異なる面を有する光偏向部を設けたりする必要がある。よって、セル領域はある程度の面積が必要となる。

【0005】

しかしながら、セル領域の面積に応じて、表示される画像における画素の大きさも大きくなるため、表示される画像の輪郭の方向によっては、画素の大きさによる輪郭線の歪みが生じるという問題がある。

【0006】

本発明の一態様は、表示される画像の輪郭の歪みを低減可能な導光板を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る導光板は、所定の平面画像または立体画像である表示画像を複数の画素によって表示する導光板であって、光源からの光が入射する入射面と、前記光が出射される出射面と、前記入射面から入射し導光された前記光を反射させることによって前記出射面から出射させる複数の光偏向部と、備え、１以上の前記光偏向部が設けられるセル領域がマトリクス状に複数設けられているとともに、（１）前記セル領域の行方向の配列方向および列方向の配列方向の少なくとも一方は、前記出射面に垂直な方向から見て、前記入射面から入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している、複数の前記セル領域から構成される傾斜配列部分を有する、および、（２）前記セル領域の輪郭は、前記出射面に垂直な方向から見て、前記入射面から入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している傾斜輪郭部分を有する、の少なくともいずれか一方である。

【0008】

従来の導光板では、セル領域は、入射面から入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に沿ってマトリクス状に配置されている。この場合、光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜した方向に並んでいるセル領域によって直線または曲線を表示しようとすると、画素の大きさによる輪郭線の歪みが生じる場合がある。これに対して、上記構成では、表示しようとする画像の輪郭の方向に応じて、傾斜配列部分または傾斜輪郭部分を設けることが可能となる。よって、画像の輪郭の歪みを低減できる。

【0009】

また、本発明の一態様に係る導光板においては、前記セル領域は、互いに異なる方向に前記光を反射させる複数の前記光偏向部が設けられている。

【0010】

前記構成では、セル領域に複数の光偏向部を設けることにより、該セル領域から反射される光の方向を広くすることができる。よって、各光偏向部を比較的単純な形状とすることができるので、光偏向部の形成が容易な導光板を提供することができる。

【0011】

また、本発明の一態様に係る導光板においては、前記傾斜配列部分を構成する前記セル領域によって、前記表示画像の輪郭の少なくとも一部分が表示される。

【0012】

前記構成によれば、傾斜配列部分を構成するセル領域によって表示される輪郭の歪みを低減できる。

【0013】

また、本発明の一態様に係る導光板においては、前記傾斜輪郭部分を有する前記セル領域によって、前記表示画像の輪郭の少なくとも一部分が表示される。

【0014】

前記構成によれば、傾斜輪郭部分を構成するセル領域によって表示される輪郭の歪みを低減できる。

【0015】

また、本発明の一態様に係る導光板においては、前記セル領域の前記行方向に平行な輪郭の辺の長さと、前記列方向に平行な輪郭の辺の長さとの大小関係は、前記行方向における前記表示画像のサイズと前記列方向における前記表示画像のサイズとの大小関係と一致する。

【0016】

前記構成によれば、表示画像のサイズが大きい方向における、セル領域の境界の数が少なくなることで、表示画像の輪郭の歪みを低減できる。

【0017】

また、本発明の一態様に係る導光板においては、前記傾斜配列部分を構成する複数の前記セル領域の配列、および、前記傾斜輪郭部分の少なくともいずれか一方は、曲線状となっている。

【0018】

前記構成によれば、輪郭が曲線状である画像の輪郭の歪みを低減できる。

【0019】

また、本発明の一態様に係る導光板は、前記セル領域を複数含む第１領域と、該第１領域とは異なる位置に配置される、前記セル領域を複数含む第２領域と、を有し、前記第１領域と、前記第２領域とで、前記傾斜配列部分を構成する複数の前記セル領域の配列方向、および、前記傾斜輪郭部分の方向の少なくともいずれか一方が互いに異なっている。

【0020】

前記構成によれば、輪郭の方向が互いに異なる複数の表示画像のそれぞれを、歪みを低減して表示できる。

【0021】

また、本発明の一態様に係る表示装置は、上記のいずれかの態様の導光板と、前記光源と、を備える。

【発明の効果】

【0022】

本発明の一態様によれば、表示される画像の輪郭の歪みを低減可能な導光板を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の適用例に係る表示装置の斜視図である。

【図2】本発明の適用例に係る表示装置の断面図である。

【図3】本発明の適用例に係る表示装置を、空間上に形成される像と共に概略的に示す斜視図である。

【図4】特定の観察位置に向かう光を提供するセル領域を模式的に示す図である。

【図5】光偏向部の構成の例を示す斜視図である。

【図6】セル領域の構成の例を模式的に示す図である。

【図7】第１の構成例に係る導光板において、複数のセル領域が設けられている導光板領域の一例を示す平面図である。

【図8】第１の構成例に係る導光板において、複数のセル領域が設けられている導光板領域の別の例を示す平面図である。

【図9】第２の構成例に係る導光板において、複数のセル領域が設けられている導光板領域の一例を示す平面図である。

【図10】第３の構成例に係る導光板において、複数のセル領域が設けられている導光板領域の一例を示す平面図である。

【図11】第３の構成例に係る導光板において、複数のセル領域が設けられている導光板領域の別の例を示す平面図である。

【図12】第１の変形例に係る導光板領域の構成を示す平面図である。

【図13】第２の変形例に係る導光板領域の構成を示す平面図である。

【図14】第２の変形例に係る導光板領域の具体例を示す平面図である。

【図15】第３の変形例に係る導光板の平面図である。

【図16】第３の変形例に係る光偏向部の配列を示す斜視図である。

【図17】第３の変形例に係る導光板による立体画像の結像方法を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

【0025】

§１ 適用例
図１は、本発明の適用例に係る表示装置１０の斜視図である。図２は、表示装置１０の断面図である。図１および図２に示すように、表示装置１０は、導光板１１および光源１２を備える。

【0026】

導光板１１は、所定の平面画像または立体画像である表示画像を複数の画素によって表示する。導光板１１は、直方体形状をしており、透明性および比較的高い屈折率を有する樹脂材料で成形されている。導光板１１を形成する材料としては、例えばポリカーボネイト樹脂、またはポリメチルメタクリレート樹脂などを使用することができる。本適用例では、導光板１１は、ポリメチルメタクリレート樹脂によって成形されている。導光板１１は、図２に示すように、出射面１１ａと、背面１１ｂと、入射面１１ｃとを備えている。

【0027】

出射面１１ａは、導光板１１の内部を導光され、後述する光偏向部１３により光路変更された光を出射する面である。出射面１１ａは、導光板１１の前面を構成している。背面１１ｂは、出射面１１ａと互いに平行な面であり、後述する光偏向部１３が配置される面である。入射面１１ｃは、光源１２から出射された光が導光板１１の内部に入射される面である。

【0028】

光源１２は、入射面１１ｃから導光板１１の内部へ光を入射させる。光源１２から出射され入射面１１ｃから導光板１１に入射した光は、出射面１１ａまたは背面１１ｂで全反射され、導光板１１内を導光される。光源１２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting diode）光源である。

【0029】

各図面には、ＸＹＺ座標軸を示している。出射面１１ａおよび背面１１ｂが、ＸＹ平面に平行な面となっている。特に、光源１２から導光板１１に入射する光の光軸方向が、Ｙ軸方向である。出射面１１ａおよび背面１１ｂに平行かつＹ軸方向に垂直な方向が、Ｘ軸方向である。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方に垂直な方向が、Ｚ軸方向である。

【0030】

図２に示すように、導光板１１の背面１１ｂには、複数の光偏向部１３が形成されている。光偏向部１３は、導光板１１内を導光された光を光路変更して出射面１１ａから出射させる。

【0031】

図３は、表示装置１０を、空間上に形成される像と共に概略的に示す斜視図である。図３に示す例では、表示装置１０は、出射面１１ａから出射する光によって、空間中に画像Ｉ（表示画像）を表示する。画像Ｉは、出射面１１ａよりもＺ軸プラス側に位置する「Ａ」の字の像である。

【0032】

図３に示すように、表示装置１０の導光板１１には、複数のセル領域１５がマトリクス状に設けられている。セル領域１５は、１以上の光偏向部１３が設けられる領域である。セル領域のそれぞれは、導光板１１内を伝搬する光を変更して出射面１１ａから出射させることで画像Ｉを表示させる。

【0033】

図３において、セル領域１５の一例としてのセル領域１５ａ，１５ｂ，１５ｃが示されている。図３には、セル領域１５ａからの光が、画像Ｉのいくつかの位置に向けて広がっていく様子が示されている。セル領域１５ｂ，１５ｃ，および他のセル領域１５のそれぞれも同様である。

【0034】

セル領域１５のそれぞれは、背面１１ｂ内において微小な領域を占める。セル領域１５のそれぞれは、画像ＩをＸＹ平面内に投影した場合に占める面積より小さい。画像Ｉは、それぞれが画像内の各位置に向けて光を広げる多数のセル領域１５からの光によって、形成される。すなわち、多数のセル領域１５からの光が、画像Ｉから発散する方向の光を形成する。

【0035】

図４は、特定の観察位置に向かう光を提供する光偏向部１３を模式的に示す図である。図４には、セル領域１５の一例としての、セル領域１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇが示されている。例えば、画像Ｉが有する「Ａ」の形状の、左側の斜辺の下端を形成する光は、セル領域１５ｅ内の特定の反射面からの光、およびセル領域１５ｆ内の特定の反射面からの光によって提供され、セル領域１５ｄ，１５ｇからの光によっては提供されない。このように、特定の観察位置から見た場合、画像Ｉの特定の部位は、複数のセル領域１５のうちの特定のセル領域１５からの光によって形成される。

【0036】

図５は、光偏向部１３の構成の例を示す斜視図である。図５に示す例では、光偏向部１３は、三角錐形状となっており、入射した光を反射（全反射）する単一の反射面１４を備えている。光偏向部１３は、例えば、導光板１１の背面１１ｂに形成された凹部であってもよい。なお、光偏向部１３は、三角錐形状に限られるものではない。

【0037】

また、図５に示した例における反射面１４は平面である。しかし、反射面１４の形状は平面に限定されず、曲面であってもよい。

【0038】

図６は、セル領域１５の構成の例を模式的に示す図である。図６に示す例では、セル領域１５は、互いに異なる方向に光を反射させる複数の光偏向部１３が設けられている構成を有する。各セル領域１５に複数の光偏向部１３を設けることにより、該セル領域１５から反射される光の方向を広くすることができる。よって、各光偏向部１３を比較的単純な形状とすることができるので、光偏向部１３の形成が容易な導光板１１を提供することができる。

【0039】

光偏向部１３は、全て別個に設けられてもよいし、一部が接して設けられてもよい。また、光偏向部１３の配置パターンは、セル領域１５が設けられる位置によって異なってよい。光偏向部１３の形状は、光を光路変更することが可能な反射面を有していれば特に制限されない。

【0040】

また、１つの光偏向部１３が複数の反射面を有していてもよい。その場合には、１つのセル領域１５が光偏向部１３を１つのみ備えていてもよい。

【0041】

本発明に係る表示装置は、以下に説明する構成例および変形例に係る導光板１１と、光源１２とを備える。導光板１１は、上述したとおり、出射面１１ａ以外の空間に、画像を結像させてもよい。また、導光板１１は、出射面１１ａの面上に画像を結像させる、平面画像表示用の導光板であってもよい。また、導光板１１は、出射面１１ａの面上、および出射面１１ａ以外の空間の両方に画像を結像させてもよい。導光板１１は、出射面１１ａに画像を結像させる場合、各光偏向部１３は、画像を視認可能な角度を広げるため、凹形状の反射面を有していてよい。このような表示装置１０は、アミューズメント機器、車載用装置、家電、または他のスイッチの操作部等、様々なアプリに適用可能である。

【0042】

§２ 構成例
（構成例１）
図７は、第１の構成例に係る導光板１１において、複数のセル領域１７Ａが設けられている導光板領域の一例を示す平面図である。図７に示すように、導光板領域１６Ａには、中心点Ｃ０を中心とする第１の円Ｃ１と、第１の円Ｃ１よりも直径が大きい第２の円Ｃ２との間の領域である環状の画像ＩＡ（表示画像）を表示するためのセル領域１７Ａが複数設けられている。

【0043】

導光板領域１６Ａには、所定の中心角ごとに周方向に分割されるとともに、所定の径方向の間隔で分割されることによって、各セル領域１７Ａが設けられている。すなわち、各セル領域１７Ａは、径方向と周方向とにマトリクス状に配列されている。つまり、マトリクスにおいて、径方向を列方向、周方向を行方向とみなした場合、セル領域１７Ａの行方向の配列方向および列方向の配列方向の少なくとも一方は、出射面１１ａに垂直な方向から見て、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している傾斜配列部分を有している。

【0044】

また、セル領域１７Ａの輪郭は、出射面１１ａに垂直な方向から見て、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している傾斜輪郭部分を有する。具体的には、セル領域１７Ａの輪郭は、中心点Ｃ０を中心とする周方向に沿う部分と、径方向に沿う部分とが存在する。周方向に沿う部分、および、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している径方向に沿う部分が傾斜輪郭部分である。

【0045】

なお、各セル領域１７Ａの形状は、図６に示す形状に限定されるものではなく、例えば長方形形状であってもよい。または、各セル領域１７Ａの形状は、該セル領域１７Ａに含まれる光偏向部１３の形状に応じて変更されてもよい。

【0046】

図８は、第１の構成例に係る導光板１１において、複数のセル領域１７Ｂが設けられている導光板領域の別の例を示す平面図である。図８に示すように、導光板領域１６Ｂには、平行四辺形状の画像ＩＢ（表示画像）を表示するためのセル領域１７Ｂが複数設けられている。画像ＩＢは、互いに平行な辺ＩＢ１，ＩＢ２と、互いに平行かつ辺ＩＢ１，ＩＢ２に平行でない辺ＩＢ３，ＩＢ４と、を有する。辺ＩＢ１，ＩＢ２は、出射面１１ａに垂直な方向から見て、入射面１１ｃから入射した光の光軸、および当該光軸に垂直な方向に対して傾斜している。辺ＩＢ３，ＩＢ４は、出射面１１ａに垂直な方向から見て、入射面１１ｃから入射した光の光軸に垂直である。また、辺ＩＢ１，ＩＢ２は、辺ＩＢ３，ＩＢ４よりも長い。

【0047】

導光板領域１６Ｂは、複数のセル領域１７Ｂを有する。セル領域１７Ｂの輪郭は、セル領域１７Ａとは別の傾斜輪郭部分を有する。具体的には、セル領域１７Ｂの輪郭のうち、辺ＩＢ１，ＩＢ２に沿う部分が傾斜輪郭部分である。

【0048】

導光板領域１６Ａにおいては、傾斜輪郭部分を有するセル領域１７Ａによって、環状の画像の輪郭が表示される。また、導光板領域１６Ｂにおいては、傾斜輪郭部分を有するセル領域１７Ｂによって、平行四辺形状の画像の輪郭が表示される。このため、導光板領域１６Ａ，１６Ｂにおいては、画像の輪郭を表示する画素の形状が、該画像の輪郭に沿う。したがって、本構成例に係る導光板領域１６Ａ，１６Ｂによれば、表示する画像の輪郭における歪みを低減できる。

【0049】

ここでいう「輪郭」とは、画像ＩＡ，ＩＢを２次元または３次元で表示する場合における線状の部分画像の輪郭であってもよい。また、セル領域１７Ａ，１７Ｂの傾斜輪郭部分における輪郭の方向または傾斜配列部分における配列の方向は、画像の輪郭の方向に対して完全に一致している必要はなく、ある程度ずれていたとしても、表示する画像の輪郭における歪みを低減できる。

【0050】

ただし、本構成例に係る導光板は、傾斜輪郭部分を有しないセル領域をさらに備えていてもよい。その場合、必ずしも傾斜輪郭部分を有するセル領域によって画像の輪郭の全てが表示されなくてもよい。すなわち、本構成例に係る導光板においては、傾斜輪郭部分を有するセル領域によって、画像の輪郭の少なくとも一部分が表示されればよい。これにより、画像の輪郭の全てが傾斜輪郭部分を有しないセル領域によって表示される場合と比較して、画像の輪郭における歪みを低減できる。

【0051】

また、導光板領域１６Ａにおいては、セル領域１７Ａの傾斜輪郭部分は、円弧である。すなわち、セル領域１７Ａの傾斜輪郭部分は、曲線状となっている。これにより、輪郭が曲線状である画像の歪みを低減できる。セル領域１７Ａの傾斜輪郭部分は、円弧とは別の曲線状であってもよい。

【0052】

なお、導光板領域１６Ｂにおいては、セル領域１７Ｂの配列方向が、傾斜輪郭部分の方向に沿っている。ただし、セル領域１７Ｂの配列方向は、必ずしも傾斜輪郭部分の方向に沿っていなくてもよい。その場合であっても、セル領域１７Ｂが傾斜輪郭部分を有することで、傾斜輪郭部分を有しない場合と比較して、画像の輪郭における歪みを低減できる。

【0053】

（構成例２）
図９は、第２の構成例に係る導光板１１において、複数のセル領域が設けられている導光板領域の一例を示す平面図である。図９において、符号９０１は、従来の導光板における導光板領域１６Ｚの構成を示す平面図である。また、符号９０２は、本構成例の導光板における導光板領域１６Ｃの構成を示す平面図である。

【0054】

図９に示す例では、導光板領域１６Ｚには、平行四辺形状の画像ＩＢを表示するためのセル領域１７Ｚが複数設けられている。また、導光板領域１６Ｃには、平行四辺形状の画像ＩＢを表示するためのセル領域１７Ｃが複数設けられている。上述したとおり、画像ＩＢは、互いに平行な辺ＩＢ１，ＩＢ２と、互いに平行かつ辺ＩＢ１，ＩＢ２に平行でない辺ＩＢ３，ＩＢ４と、を有する。辺ＩＢ１，ＩＢ２は、出射面１１ａに垂直な方向から見て、入射面１１ｃから入射した光の光軸、および当該光軸に垂直な方向に対して傾斜している。辺ＩＢ３，ＩＢ４は、出射面１１ａに垂直な方向から見て、入射面１１ｃから入射した光の光軸に垂直である。また、辺ＩＢ１，ＩＢ２は、辺ＩＢ３，ＩＢ４よりも長い。

【0055】

導光板領域１６Ｚは、複数のセル領域１７Ｚを有する。また、導光板領域１６Ｚは、導光板１１と同様に、出射面１１ａ、背面１１ｂおよび入射面１１ｃを備えるものとする。

【0056】

セル領域１７Ｚは、略正方形の形状を有する。セル領域１７Ｚの、行方向および列方向の配列方向はそれぞれ、出射面１１ａに垂直な方向から見て、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向である。このため、セル領域１７Ｚの整列方向は、辺ＩＢ３，ＩＢ４の方向とは一致しているが、辺ＩＢ１，ＩＢ２の方向とは一致していない。したがって、導光板領域１６Ｚが表示する画像においては、辺ＩＢ３，ＩＢ４に対応する部分には歪みが生じないが、辺ＩＢ１，ＩＢ２に対応する部分に歪みが生じる。

【0057】

一方、導光板領域１６Ｃは、複数のセル領域１７Ｃを有する。セル領域１７Ｃは、セル領域１７Ｚと同様、略正方形の形状を有する。ただし、セル領域１７Ｃの行方向および列方向の配列方向は、出射面１１ａに垂直な方向から見て、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している。換言すれば、導光板領域１６Ｃは、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している複数のセル領域１７Ｃから構成される傾斜配列部分を有する。導光板領域１６Ｃにおいては、傾斜輪郭部分を有するセル領域１７Ｃによって、画像の輪郭が表示されている。傾斜の大きさは、０°より大きく、かつ９０°未満であってよい。特に、傾斜の大きさは、１０°以上かつ８０°以下であってよい。

【0058】

一般に、画像の輪郭においては、該輪郭に対してセル領域の配列方向が傾斜している領域の距離が短く、かつ当該傾斜が小さい方が、歪みが目立ちにくくなる。導光板領域１６Ｃにおいては、導光板領域１６Ｚと比較して、辺ＩＢ３，ＩＢ４よりも長い辺ＩＢ１，ＩＢ２に対する、セル領域１７Ｃの配列方向の傾斜が小さい。したがって、導光板領域１６Ｃによれば、導光板領域１６Ｚと比較して、画像の歪みを低減できる。

【0059】

特に、図９に示す例では、セル領域１７Ｃの配列方向が、辺ＩＢ１，ＩＢ２の方向、および該辺ＩＢ１，ＩＢ２に垂直な方向に沿っている。このため、セル領域１７Ｃの整列方向は、辺ＩＢ３，ＩＢ４の方向とは一致していないが、辺ＩＢ１，ＩＢ２の方向とは一致している。したがって、導光板領域１６Ｃが表示する画像においては、辺ＩＢ３，ＩＢ４に対応する部分には歪みが生じるが、辺ＩＢ１，ＩＢ２に対応する部分には歪みが生じない。

【0060】

また、図９の符号９０２に示す例では、個々のセル領域１７Ｃの輪郭も、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している。このため、導光板領域１６Ｃにおいては、セル領域１７Ｃの集合の全体が、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している。このような導光板領域１６Ｃは、従来の導光板領域１６Ｚにおけるセル領域１７Ｚの集合の全体を傾斜させるだけで、簡易に製造可能である。

【0061】

なお、導光板領域１６Ｃにおいては、必ずしも個々のセル領域１７Ｃの輪郭が、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜していなくてもよい。その場合であっても、セル領域１７Ｃの配列方向が、入射面１１ｃから入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜していれば、当該方向に対してセル領域１７Ｃの配列方向が傾斜していない場合よりも、画像の輪郭の歪みを低減できる。

【0062】

また、本構成例に係る導光板は、傾斜配列部分を構成しないセル領域をさらに備えていてもよい。その場合、必ずしも傾斜配列部分を構成するセル領域によって画像の輪郭の全てが表示されなくてもよい。すなわち、本構成例に係る導光板においては、傾斜配列部分を構成するセル領域によって、画像の輪郭の少なくとも一部分が表示されればよい。これにより、画像の輪郭の全てが傾斜輪郭部分を構成しないセル領域によって表示される場合と比較して、画像の輪郭の歪みを低減できる。

【0063】

（構成例３）
図１０は、第３の構成例に係る導光板１１において、複数のセル領域が設けられている導光板領域の一例を示す平面図である。図１０に示す導光板領域１６Ｄには、セル領域１７Ｄが複数設けられている。図１０において、符号１００１は、導光板領域１６Ｄに設けられたセル領域１７Ｄにより、平行四辺形状の画像ＩＣ（表示画像）が表示されている状態を示す図である。符号１００２は、導光板領域１６Ｄに設けられたセル領域１７Ｄにより、台形状の画像ＩＤ（表示画像）が表示されている状態を示す図である。

【0064】

画像ＩＣ，ＩＤはいずれも、Ｘ軸方向におけるサイズがＹ軸方向におけるサイズよりも大きい形状を有する。セル領域１７Ｄの、Ｘ軸方向におけるサイズとＹ軸方向におけるサイズとの大小関係は、画像ＩＣ，ＩＤのＸ軸方向におけるサイズとＹ軸方向におけるサイズとの大小関係と一致する。

【0065】

図１１は、第３の構成例に係る導光板１１において、複数のセル領域が設けられている導光板領域の別の例を示す平面図である。図１１に示す導光板領域１６Ｅには、セル領域１７Ｅが複数設けられている。図１１において、符号１１０１は、導光板領域１６Ｅに設けられたセル領域１７Ｅにより、平行四辺形状の画像ＩＥ（表示画像）が表示されている状態を示す図である。符号１１０２は、導光板領域１６Ｅに設けられたセル領域１７Ｅにより、台形状の画像ＩＦ（表示画像）が表示されている状態を示す図である。

【0066】

画像ＩＥ，ＩＦにおける画像はいずれも、Ｙ軸方向におけるサイズがＸ軸方向におけるサイズよりも大きい形状を有する。セル領域１７Ｅの、Ｘ軸方向におけるサイズとＹ軸方向におけるサイズとの大小関係は、画像ＩＥ，ＩＦのＸ軸方向におけるサイズとＹ軸方向におけるサイズとの大小関係と一致する。

【0067】

図１０および図１１において、Ｘ軸方向を行方向、Ｙ軸方向を列方向と称する。このとき、上述したとおり、導光板領域１６Ｄ，１６Ｅにおいては、セル領域１７Ｄ，１７Ｅの行方向に平行な輪郭の辺の長さと、列方向に平行な輪郭の辺の長さとの大小関係は、行方向における表示画像のサイズと列方向における表示画像のサイズとの大小関係と一致する。これにより、表示画像のサイズが大きい方向におけるセル領域１７Ｄ，１７Ｅの数が多くなる。すなわち、該方向における解像度が向上するため、表示画像の歪みを低減できる。この構成例は、特に、符号１００２，１１０２に示した台形状の表示画像のような、方向が互いに異なる長い輪郭を複数有する画像を表示する場合に有効である。

【0068】

図１０および図１１においては、セル領域１７Ｄ，１７Ｅは傾斜輪郭部分を有さず、かつ傾斜配列部分を構成していなかった。しかし、本構成例に係る導光板においては、傾斜輪郭部分を有する、または傾斜配列部分を構成するセル領域の縦横比を、画像の縦横比と一致させてもよい。これにより、傾斜輪郭部分を有さず、かつ傾斜配列部分を構成していないセル領域の縦横比を、画像の縦横比と一致させる場合と比較して、表示画像の輪郭の歪みをさらに低減できる。

【0069】

§３ 変形例
＜３．１＞
図１２は、第１の変形例に係る導光板領域１６Ｆの構成を示す平面図である。導光板領域１６Ｆは、第１領域ＲＡと、第１領域ＲＡとは異なる位置に配置される第２領域ＲＢを有する。図１２においては、第１領域ＲＡはセル領域１７Ａを複数含む。第２領域ＲＢはセル領域１７Ｂを複数含む。導光板領域１６Ｆにおいては、第１領域ＲＡと第２領域ＲＢとの間にはセル領域が形成されない。

【0070】

第１領域ＲＡと、第２領域ＲＢとは、それぞれに含まれるセル領域１７Ａ，１７Ｂの、傾斜輪郭部分の方向が互いに異なっている。これにより、導光板領域１６Ｆは、環状の画像および平行四辺形状の画像の両方を、歪みを低減して表示することができる。

【0071】

また、導光板領域１６Ｆにおいては、第１領域ＲＡおよび第２領域ＲＢのそれぞれに含まれるセル領域が、傾斜配列部分を構成していてもよい。この場合、第１領域ＲＡと第２領域ＲＢとで、傾斜配列部分を構成するセル領域の配列方向が、互いに異なっていてよい。この場合にも、導光板領域１６Ｆは、複数の画像のそれぞれを、歪みを低減して表示することができる。

【0072】

＜３．２＞
図１３は、第２の変形例に係る導光板領域１６Ｇの構成を示す平面図である。導光板領域１６Ｇは、３つの環状の画像および１つの平行四辺形状の画像を表示する。このため、導光板領域１６Ｇには、３つの第１領域ＲＡ、および１つの第２領域ＲＢが存在する。

【0073】

さらに、導光板領域１６Ｇにおいては、第１領域ＲＡどうしの間、および第１領域ＲＡと第２領域ＲＢとの間に、遷移領域ＲＣが存在する。遷移領域ＲＣは、第１領域ＲＡどうしの間、および第１領域ＲＡと第２領域ＲＢとの間で、配列方向および形状が徐々に変化しているセル領域が設けられる領域である。導光板領域１６Ｇにおいては、遷移領域ＲＣに含まれるセルについても画像の表示に利用できる。

【0074】

図１４は、導光板領域１６Ｇの具体例を示す平面図である。図１４においては、導光板領域１６Ｇの具体例である導光板領域１６Ｈの構成の２つの例が、それぞれ符号１４０１，１４０２に示されている。

【0075】

導光板領域１６Ｈは、傾斜の度合いが互いに異なる、２つの平行四辺形状の画像ＩＧ，ＩＨ（表示画像）を表示する。画像ＩＧは、出射面１１ａに表示される画像ＩＧ１と、出射面１１ａよりも奥側に表示される画像ＩＧ２とを含む。また、画像ＩＨは、出射面１１ａに表示される画像ＩＨ１と、出射面１１ａよりも奥側に表示される画像ＩＨ２とを含む。符号１４０１の例と符号１４０２の例とでは、画像ＩＧ１，ＩＨ１に対する、画像ＩＧ２，ＩＨ２が表示される位置が異なる。

【0076】

いずれの例においても、導光板領域１６Ｈには、画像ＩＧ１を表示するためのセル領域が形成される第１領域ＲＤと、画像ＩＨ１を表示するためのセル領域が形成される第２領域ＲＥとが存在する。また、第１領域ＲＤと第２領域ＲＥとの間に遷移領域ＲＦが存在する。

【0077】

符号１４０１においては、画像ＩＧ２が、画像ＩＧ１と画像ＩＨ１との間に表示される。この場合、画像ＩＧ２を表示するためのセル領域は、遷移領域ＲＦに配される。一方、画像ＩＨ２は、画像ＩＨ１の、画像ＩＧ１とは逆側に表示される。このため、画像ＩＨ２を表示するためのセル領域は、第２領域ＲＥに配される。

【0078】

符号１４０２においては、画像ＩＨ２が、画像ＩＧ１と画像ＩＨ１との間に表示される。このため、画像ＩＨ２を表示するためのセル領域は、遷移領域ＲＦに配される。一方、画像ＩＧ２は、画像ＩＧ１の、画像ＩＨ１とは逆側に表示される。このため、画像ＩＧ２を表示するためのセル領域は、第１領域ＲＤに配される。

【0079】

以上のとおり、導光板領域１６Ｈにおいては、画像ＩＧ２または画像ＩＨ２を表示するためのセル領域が、遷移領域ＲＦに配される。画像ＩＧ２および画像ＩＨ２は、画像ＩＧおよび画像ＩＨに立体感を与えるものであるため、画像ＩＧ１または画像ＩＨ１の輪郭と厳密に一致している必要はない。このため、遷移領域ＲＦに設けられたセル領域の形状に起因する歪みが目立ちにくいように、画像ＩＧ２または画像ＩＨ２の形状を適宜変更してよい。したがって、導光板領域１６Ｈによれば、画像の輪郭における歪みを低減し、かつ遷移領域ＲＦを有効活用できる。

【0080】

＜３．３＞
第３の変形例として、上記の適用例に係る導光板１１とは異なる導光板１８について以下に説明する。

【0081】

図１５は、第３の変形例に係る導光板１８の平面図である。導光板１８は、導光板１１と同様に、出射面１１ａ、背面１１ｂ、および入射面１１ｃを有するものとする。図１５に示すように、導光板１８の背面１１ｂには、複数の光偏向部１３が設けられる複数のセル領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…が形成されている。セル領域１９ａに含まれる光偏向部１３のそれぞれは、互いに異なる方向に光を反射させる。セル領域１９ｂに含まれる光偏向部１３のそれぞれは、互いに異なる方向に光を反射させる。セル領域１９ｃに含まれる光偏向部１３のそれぞれは、互いに異なる方向に光を反射させる。図１５に示す例では、セル領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…のそれぞれに含まれる光偏向部１３は、入射面１１ｃに平行な方向に沿って直線状に設けられている。

【0082】

図１６は、光偏向部１３の配列を示す斜視図である。図１６に示すように、各セル領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…では、複数の光偏向部１３の反射面１４が、光の入射方向に対する角度が互いに異なるように導光板１８の背面１１ｂに配置されている。これにより、各セル領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…は、入射光を反射して、出射面１１ａから様々な方向へ出射させる。

【0083】

次に、導光板１８による画像ＩＩ（表示画像）の結像方法について、図１７を参照しながら説明する。ここでは、導光板１８の出射面１１ａに垂直な面である立体画像結像面Ｐに、光偏向部１３により光路変更された光によって面画像としての画像ＩＩを結像する場合について説明する。

【0084】

図１７は、導光板１８による画像ＩＩの結像方法を示す斜視図である。なお、ここでは、立体画像結像面Ｐに画像ＩＩとして斜め線入りリングマークを結像することについて説明する。

【0085】

導光板１８では、図１７に示すように、例えば、セル領域１９ａの各光偏向部１３によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌａ１および線Ｌａ２で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに画像ＩＩの一部である線画像ＬＩを結像させる。線画像ＬＩは、ＸＺ平面に平行な線画像である。このように、セル領域１９ａに属する多数の光偏向部１３からの光によって、線Ｌａ１および線Ｌａ２の線画像ＬＩが結像される。なお、線Ｌａ１および線Ｌａ２の像を結像する光は、セル領域１９ａにおける少なくとも２つの光偏向部１３によって提供されていればよい。

【0086】

同様に、セル領域１９ｂの各光偏向部１３によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌｂ１、線Ｌｂ２および線Ｌｂ３で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに画像ＩＩの一部である線画像ＬＩを結像させる。

【0087】

また、セル領域１９ｃの各光偏向部１３によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｐに線Ｌｃ１および線Ｌｃ２で交差する。これにより、立体画像結像面Ｐに画像ＩＩの一部である線画像ＬＩを結像させる。

【0088】

各セル領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…によって結像される線画像ＬＩの、Ｘ軸方向における位置は互いに異なっている。導光板１８では、セル領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…間の距離を小さくすることによって、各セル領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…によって結像される線画像ＬＩのＸ軸方向の距離を小さくすることができる。その結果、導光板１８では、セル領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…の各光偏向部１３によって光路変更された光によって結像された複数の線画像ＬＩを集積することにより、実質的に、面画像である画像ＩＩを立体画像結像面Ｐに結像する。

【0089】

〔まとめ〕
本発明は以下のようにも表現できる。

【0090】

本発明の態様１に係る導光板は、所定の平面画像または立体画像である表示画像を複数の画素によって表示する導光板であって、光源からの光が入射する入射面と、前記光が出射される出射面と、前記入射面から入射し導光された前記光を反射させることによって前記出射面から出射させる複数の光偏向部と、備え、１以上の前記光偏向部が設けられるセル領域がマトリクス状に複数設けられているとともに、（１）前記セル領域の行方向の配列方向および列方向の配列方向の少なくとも一方は、前記出射面に垂直な方向から見て、前記入射面から入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している、複数の前記セル領域から構成される傾斜配列部分を有する、および、（２）前記セル領域の輪郭は、前記出射面に垂直な方向から見て、前記入射面から入射した光の光軸の方向および該光軸に垂直な方向に対して傾斜している傾斜輪郭部分を有する、の少なくともいずれか一方である。

【0091】

本発明の態様２に係る導光板は、態様１において、前記セル領域は、互いに異なる方向に前記光を反射させる複数の前記光偏向部が設けられている。

【0092】

本発明の態様３に係る導光板は、態様１または２において、前記傾斜配列部分を構成する前記セル領域によって、前記表示画像の輪郭の少なくとも一部分が表示される。

【0093】

本発明の態様４に係る導光板は、態様１または２において、前記傾斜輪郭部分を有する前記セル領域によって、前記表示画像の輪郭の少なくとも一部分が表示される。

【0094】

本発明の態様５に係る導光板は、態様１から４のいずれかにおいて、前記セル領域の前記行方向に平行な輪郭の辺の長さと、前記列方向に平行な輪郭の辺の長さとの大小関係は、前記行方向における前記表示画像のサイズと前記列方向における前記表示画像のサイズとの大小関係と一致する。

【0095】

本発明の態様６に係る導光板は、態様１から５のいずれかにおいて、前記傾斜配列部分を構成する複数の前記セル領域の配列、および、前記傾斜輪郭部分の少なくともいずれか一方は、曲線状となっている。

【0096】

本発明の態様７に係る導光板は、態様１から６のいずれかにおいて、前記セル領域を複数含む第１領域と、該第１領域とは異なる位置に配置される、前記セル領域を複数含む第２領域と、を有し、前記第１領域と、前記第２領域とで、前記傾斜配列部分を構成する複数の前記セル領域の配列方向、および、前記傾斜輪郭部分の方向の少なくともいずれか一方が互いに異なっている。

【0097】

本発明の態様８に係る表示装置は、態様１から７のいずれかの導光板と、前記光源と、を備える。

【0098】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0099】

１０ 表示装置
１１、１８ 導光板
１１ａ 出射面
１１ｂ 背面
１１ｃ 入射面
１３ 光偏向部
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ セル領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】