特許 7605039 表示装置用バックライト装置および表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】表示装置用バックライト装置および表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13357 20060101AFI20241217BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20241217BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20241217BHJP

   G02B 5/02 20060101ALN20241217BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20241217BHJP

【ＦＩ】

G02F1/13357

G02F1/1335

F21S2/00 481

G02B5/02 B

F21Y115:10

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021101818

(22)【出願日】2021-06-18

(65)【公開番号】P2023000798

(43)【公開日】2023-01-04

【審査請求日】2024-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】723005698

【氏名又は名称】船井電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】竹本 誠二

【審査官】磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１５０９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０８０７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１２２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２０４５７８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｇ０２Ｆ １／１３３５

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｇ０２Ｂ ５／０２

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
前記光源に対向するように配置されるとともに、互いに異なる複数の孔径を有する前記光源から照射された光を透過させるための複数の貫通孔を含む前記光源から照射された光の輝度を均一にするための輝度均一化シートと、
前記光源とは反対側に配置されるとともに、前記輝度均一化シートの前記複数の貫通孔に対向するように配置される複数のレンズを含む、前記光源から照射された光の配光の幅または配光の向きを調整するために移動可能なレンズシートと、を備え、
前記複数のレンズは、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面に対して斜めの位置から画像の輝度を測定した場合の輝度が均一になるように、対向する前記複数の貫通孔の孔径に応じて、厚みまたは曲率半径のうち少なくとも一方が異なるように構成されており、
前記複数のレンズの厚みと前記複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方は、前記輝度均一化シートの前記複数の貫通孔の孔径の大きさに比例するように大きさが設定されている、表示装置用バックライト装置。

【請求項2】

前記複数のレンズは、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面に対して斜めの位置から画像を視認した場合に、孔径の異なる前記輝度均一化シートの貫通孔を通過した光の輝度が均一になるように、前記複数の貫通孔の孔径に応じて、厚みと曲率半径とのうち少なくとも一方が異なるように構成されている、請求項１に記載の表示装置用バックライト装置。

【請求項3】

前記複数のレンズの厚みと前記複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方は、前記輝度均一化シートの前記複数の貫通孔の孔径が大きくなるに伴い、大きくなるように設定されている、請求項２に記載の表示装置用バックライト装置。

【請求項4】

前記複数のレンズは、前記複数の貫通孔の各々に対して１つずつ配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の表示装置用バックライト装置。

【請求項5】

前記輝度均一化シートの前記複数の貫通孔は、前記光源からの距離に応じて孔径の大きさが設定されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の表示装置用バックライト装置。

【請求項6】

前記レンズシートは、前記レンズが並ぶ方向に沿って移動可能に構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の表示装置用バックライト装置。

【請求項7】

前記レンズシートは、前記レンズシートの面に直交する方向に沿って移動可能に構成されている、請求項６に記載の表示装置用バックライト装置。

【請求項8】

光源と、
前記光源に対向するように配置されるとともに、互いに異なる複数の孔径を有する前記光源から照射された光を透過させるための複数の貫通孔を含む前記光源から照射された光の輝度を均一にするための輝度均一化シートと、
前記光源とは反対側に配置されるとともに、前記輝度均一化シートの前記複数の貫通孔に対向するように、配置される複数のレンズを含む、前記光源から照射された光の配光の幅または配光の向きを調整するために移動可能に構成されているレンズシートと、
前記レンズシートを透過した光を利用して画像が表示される表示部と、を備え、
前記複数のレンズは、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面に対して斜めの位置から画像の輝度を測定した場合の輝度が均一になるように、対向する前記複数の貫通孔の孔径に応じて、厚みまたは曲率半径のうち少なくとも一方が異なるように設定され、
前記複数のレンズの厚みと前記複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方は、前記輝度均一化シートの前記複数の貫通孔の孔径の大きさに比例するように大きさが設定され、
車両の助手席側に配置されるとともに、運転席側から視認できないように視野角が調整されるように構成されている、表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、表示装置用バックライト装置および表示装置に関し、特に、レンズシートを備える表示装置用バックライト装置および表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、レンズシートを備える表示装置用バックライト装置および表示装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、光源と、第１の光学シートと、第２の光学シートとを備える照明装置であって、第１の光学シートは光が透過する開口部を有し、第２の光学シートは、同じ大きさの複数のレンズ部分を有している照明装置が開示されている。特許文献１では、第２の光学シートを移動させることにより第２の光学シートから出射する光の照射方向が変更され、表示面に対して斜めの位置から見たときに画像が視認できないように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－８０７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１には開示されていないが、上記のような第１の光学シート（輝度均一化シート）に設けられる開口部（貫通孔）の孔径の大きさは、輝度を均一化するために光源の位置に応じて調整される。また、第１の光学シートに設ける開口部の孔径が大きくなることにより、角度の大きい光が開口部を通過しやすくなる。そのため、孔径が異なる開口部を含む第１の光学シートに対して同じ形状および同じ厚みのレンズを含む上記のような第２の光学シート（レンズシート）を使用すると、第２の光学シートを移動させたときに、開口部の孔径が大きい部分では、第２の光学シートに設けられたレンズの中心を通らない光が増えて画像がぼやける。その結果、第１の光学シートに対して第２の光学シートを移動させた場合に、画像を見る角度によっては表示される画像全体にむらが発生するという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、光源から出射される方向の光の照射方向を変更するために輝度均一化シートに対してレンズを含むレンズシートを移動させる場合において、表示される画像に輝度むらが発生することを抑制することが可能な表示装置用バックライト装置および表示装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による表示装置用バックライト装置は、光源と、光源に対向するように配置されるとともに、互いに異なる複数の孔径を有する光源から照射された光を透過させるための複数の貫通孔を含む光源から照射された光の輝度を均一にするための輝度均一化シートと、光源とは反対側に配置されるとともに、輝度均一化シートの複数の貫通孔に対向するように配置される複数のレンズを含む、光源から照射された光の配光の幅または配光の向きを調整するために移動可能に構成されているレンズシートと、を備え、複数のレンズは、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面に対して斜めの位置から画像の輝度を測定した場合の輝度が均一になるように、対向する複数の貫通孔の孔径に応じて、厚みまたは曲率半径のうち少なくとも一方が異なるように構成されており、複数のレンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方は、輝度均一化シートの複数の貫通孔の孔径の大きさに比例するように大きさが設定されている。

【0008】

この発明の第１の局面による表示装置用バックライト装置では、上記のように、複数のレンズは、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面に対して斜めの位置から画像を視認した場合の輝度が均一になるように、厚みまたは形状のうち少なくとも一方が異なるように構成されている。これにより、複数のレンズの厚みまたは形状のうち少なくとも一方が調整されることにより、レンズシートに設けられたレンズの中心を通らない光が増えることを抑制することができるため、画像がぼやけることを抑制することができる。この結果、光源から出射される方向の光の照射方向を変更するために輝度均一化シートに対してレンズを含むレンズシートを移動させる場合において、表示される画像に輝度むらが発生することを抑制することができる。
また、複数のレンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方は、輝度均一化シートの複数の貫通孔の孔径の大きさに比例するように大きさが設定されている。このように構成すれば、複数のレンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方を調整する場合に、貫通孔の大きさとレンズの曲率半径または厚みのうち少なくとも一方の大きさとの関係が適切なレンズを基準として、レンズの厚みまたは曲率半径を適切に変更することができる。

【0009】

上記第１の局面による表示装置用バックライト装置において、好ましくは、複数のレンズは、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面に対して斜めの位置から画像を視認した場合に、孔径の異なる輝度均一化シートの貫通孔を通過した光の輝度が均一になるように、複数の貫通孔の孔径に応じて、厚みと曲率半径とのうち少なくとも一方が異なるように構成されている。このように構成すれば、複数の貫通孔の孔径に応じて、複数のレンズの厚みと曲率半径とのうち少なくとも一方の大きさを設定することにより、輝度を均一化することができるため、表示される画像にむらが発生することを容易に抑制することができる。

【0010】

この場合、好ましくは、複数のレンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方は、輝度均一化シートの複数の貫通孔の孔径が大きくなるに伴い、大きくなるように設定されている。このように構成すれば、輝度均一化シートの複数の貫通孔の孔径が大きくなるに伴って複数のレンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方を大きくすることにより、レンズの中心を通らない光が増えることを効果的に抑制することができるため、貫通孔の大きさが大きくなることに起因して画像がぼやけることを抑制することができる。

【0012】

上記第１の局面による表示装置用バックライト装置において、好ましくは、複数のレンズは、複数の貫通孔の各々に対して１つずつ配置されている。このように構成すれば、１つのレンズが互いに異なる大きさの孔径を有する複数の貫通孔に対応している場合と比べて、貫通孔の大きさとレンズの厚みまたは曲率半径のうち少なくとも一方とを１対１で対応させることができるため、レンズの厚みまたは曲率半径のうち少なくとも一方をきめ細かく調整することができる。

【0013】

上記第１の局面による表示装置用バックライト装置において、好ましくは、輝度均一化シートの複数の貫通孔は、光源からの距離に応じて孔径の大きさが設定されている。ここで、光源の直上は輝度が一番大きく、光源から離れるほど輝度が小さくなる。そのため、光源の直上の貫通孔の孔径を最小として、光源から離れるほど貫通孔の大きさを大きくすることによって、貫通孔を通る光の量を適切に調整して、輝度を均一にすることが可能となる。

【0014】

上記第１の局面による表示装置用バックライト装置において、好ましくは、レンズシートは、レンズが並ぶ方向に沿って移動可能に構成されている。このように構成すれば、レンズシートを移動させることにより、焦点位置が移動し、集光する位置を移動させることができるため、レンズを透過する光の向きを変えることが可能となる。

【0015】

上記第１の局面による表示装置用バックライト装置において、好ましくは、レンズシートは、レンズシートの面に直交する方向に沿って移動可能に構成されている。このように構成すれば、たとえば、表示部の位置と、レンズの焦点の位置とが一致するように設定されている場合に、レンズシートを輝度均一化シートから離れる方向（表示部に近づく方向）に移動させることにより、レンズの焦点の位置が表示部の位置からずれて表示部において光が集光しないため、配光の幅を広げることができる。

【0016】

上記第２の局面による表示装置は、光源と、光源に対向するように配置されるとともに、互いに異なる複数の孔径を有する光源から照射された光を透過させるための複数の貫通孔を含む光源から照射された光の輝度を均一にするための輝度均一化シートと、光源とは反対側に配置されるとともに、輝度均一化シートの複数の貫通孔に対向するように、配置される複数のレンズを含む、光源から照射された光の配光の幅または配光の向きを調整するためのレンズシートと、レンズシートを透過した光を利用して画像が表示される表示部と、を備え、複数のレンズは、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面に対して斜めの位置から画像の輝度を測定した場合の輝度が均一になるように、対向する複数の貫通孔の孔径に応じて、厚みまたは曲率半径のうち少なくとも一方が異なるように設定され、レンズシートは、移動可能に構成され、車両の助手席側に配置されるとともに、運転席側から視認できないように視野角が調整されるように構成されており、複数のレンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方は、輝度均一化シートの複数の貫通孔の孔径の大きさに比例するように大きさが設定されている。

【0017】

上記第２の局面による表示装置において、上記のように、複数のレンズは画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面に対して斜めの位置から画像を視認した場合の輝度が均一になるように、対向する複数の貫通孔の孔径に応じて、厚みまたは形状のうち少なくとも一方が異なるように構成されている。これにより、複数のレンズの厚みまたは形状のうち少なくとも一方が調整されることにより、レンズシートに設けられたレンズの中心を通らない光が増えることを抑制することができるため、画像がぼやけることを抑制することができる。この結果、光源から出射される方向の光の照射方向を変更するために輝度均一化シートに対してレンズを含むレンズシートを移動させる場合において、表示部に表示される画像に輝度むらが発生することを抑制することができる。
また、複数のレンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方は、輝度均一化シートの複数の貫通孔の孔径の大きさに比例するように大きさが設定されている。このように構成すれば、複数のレンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とのうち少なくとも一方を調整する場合に、貫通孔の大きさとレンズの曲率半径または厚みのうち少なくとも一方の大きさとの関係が適切なレンズを基準として、レンズの厚みまたは曲率半径を適切に変更することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、上記のように、光源から出射される方向の光の照射方向を変更するために輝度均一化シートに対してレンズを含むレンズシートを移動させる場合において、表示される画像に輝度むらが発生することを抑制することが可能な表示装置用バックライト装置および表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】表示装置が搭載された状態を示す模式図である。

【図2】表示装置の構造の模式図である。

【図3】輝度均一化シートに設けられた貫通孔を説明するための図である。

【図4】レンズの配置を説明するための図である。

【図5】視野角を説明するための図である。

【図6】レンズシートのレンズの並ぶ方向に沿った移動を説明するための模式図である。

【図7】レンズシートのレンズの並ぶ方向と直交する方向に沿った移動を説明するための模式図である。

【図8】異なる孔径の貫通孔に同じ形状のレンズを用いた比較例を示す図である。

【図9】図７に示すレンズの表示面に対する角度と輝度との関係を示すグラフである。

【図10】レンズに対する角度と輝度との最適な関係を示すグラフである。

【図11】貫通孔の孔径と、レンズの厚みおよび曲率半径との関係を示すグラフである。

【図12】厚みおよび曲率半径が調整されたレンズを示す図である。

【図13】（Ａ）レンズの中心と貫通孔の中心とがＹ方向に並んだ状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態における輝度と表示面に対する角度との関係を示すグラフである。

【図14】（Ａ）レンズをＸ２方向に移動した状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態における輝度と表示面に対する角度との関係を示すグラフである。

【図15】（Ａ）レンズをＹ２方向に移動した状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態における輝度と表示面に対する角度との関係を示すグラフである。

【図16】（Ａ）レンズをＹ２方向にさらに移動した状態を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態における輝度と表示面に対する角度との関係を示すグラフである。

【図17】変形例の表示面に対する角度と輝度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0021】

［第１実施形態］
図１～図６を参照して、本発明の実施形態による表示装置１００の構成について説明する。

【0022】

図１に示すように、表示装置１００は、車両２００に搭載される。表示装置１００は、画像が表示可能に構成されている。車両２００は、たとえば、自動車である。図１では、車両２００の内部を簡略化して表している。なお、使用者が表示装置１００を正面側から視認する場合の左右方向をＸ方向とし、上下方向をＺ方向とし、Ｘ方向およびＺ方向に直交する前後方向をＹ方向とする。図１では、右側（Ｘ２側）にハンドルが設けられている自動車の一例を示している。

【0023】

表示装置１００は、車両２００内の助手席側に配置され、運転席側から視認しにくいように視野角が調整される。なお、図１ではＸ１側が助手席側であり、Ｘ２側が運転手側であるが、左側（Ｘ１側）にハンドルが設けられている車両の場合は、Ｘ２側が助手席側であり、Ｘ１側が運転手側となる。

【0024】

図２に示すように、表示装置１００は、表示装置用バックライト装置１０と、表示部２０とを含む。表示装置用バックライト装置１０は、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）光源１と、輝度均一化シート２と、レンズシート３と、拡散シート４と、ＬＥＤ光源用基板５と、反射シート６と、駆動部７とを含む。なお、ＬＥＤ光源は、特許請求の範囲に記載した「光源」の一例である。

【0025】

ＬＥＤ光源１は、ＬＥＤ光源用基板５のＹ１側の表面に複数配置される。ＬＥＤ光源１は、ＬＥＤ光源用基板５に格子状に配置される。ＬＥＤ光源１は、Ｙ１側に発光面１１を有し、発光面１１からＹ１側に向かって光を照射する。ＬＥＤ光源１から照射された光は、Ｙ１方向に向かって直進する光と、Ｙ１方向に向かって斜めに進む光とを含む。ＬＥＤ光源１から照射された光は、輝度均一化シート２に照射される。

【0026】

図２に示すように、輝度均一化シート２は、ＬＥＤ光源１の発光面１１に対向するように、ＬＥＤ光源１よりもＹ１側に配置される。輝度均一化シート２の形状は、たとえば、矩形状または円形状である。輝度均一化シート２は、光を反射する性質を有する樹脂により形成されている。

【0027】

図３に示すように、輝度均一化シート２は、複数の貫通孔２１と、反射部２２とを含む。複数の貫通孔２１は、輝度均一化シート２を厚み方向（Ｙ方向）に貫通するように構成されている。複数の貫通孔２１は、ＬＥＤ光源１（図２参照）から照射された光を通過させてレンズシート３に光を到達させるために設けられている。複数の貫通孔２１は、Ｘ方向およびＺ方向に沿って格子状に配置される。なお、図３は、輝度均一化シート２の一部を表しており、後述する長孔７２は図３の輝度均一化シート２よりも外側に位置する。

【0028】

複数の貫通孔２１は、孔径Ｄが同じ貫通孔２１が含まれる。また、複数の貫通孔２１は、互いに異なる複数の孔径Ｄを有する貫通孔２１が含まれる。貫通孔２１は、ＬＥＤ光源１からの距離に応じて孔径Ｄが異なるように設定される。具体的には、ＬＥＤ光源１の直上の貫通孔２１ａの孔径Ｄが一番小さい。また、ＬＥＤ光源１から離れた位置にある貫通孔２１の孔径Ｄは、ＬＥＤ光源１の直上にある貫通孔２１ａの孔径Ｄよりも大きくなるように設定される。輝度均一化シート２は光の輝度を均一にするために光量を調整する。なお、複数の貫通孔２１の孔径Ｄとは、貫通孔２１の直径を指す。

【0029】

反射部２２は、輝度均一化シート２の複数の貫通孔２１が設けられていない部分である。ＬＥＤ光源１からの光は放射状に拡散して照射されるため、ＬＥＤ光源１からの光の一部は貫通孔２１を透過するとともに一部は反射部２２で反射される。ＬＥＤ光源１から照射された光の一部は、反射部２２において反射され、反射シート６に到達する。

【0030】

図２に示すように、レンズシート３は、輝度均一化シート２に対向するように、ＬＥＤ光源１とは反対の表示部２０側（Ｙ１側）に配置される。レンズシート３は、光を透過する樹脂により形成されている。レンズシート３は、たとえば、矩形状または円形状である。レンズシート３のＸ方向およびＺ方向の長さは、それぞれ輝度均一化シート２のＸ方向およびＺ方向の長さと同じである。

【0031】

図４に示すように、レンズシート３は、複数のレンズ３１を有する。複数のレンズ３１は、輝度均一化シート２の複数の貫通孔２１の各々に対して１つずつ設けられている。なお、図４では、複数のレンズ３１を同じ形状で記載しているが、複数のレンズ３１は、表示面に表示された画像を視認可能な視野角の範囲内において、表示面に対して斜めの位置から画像を視認した場合に、輝度が均一になるように、輝度均一化シート２の複数の貫通孔２１に応じて形状および厚みＴが異なる。複数のレンズ３１を透過した光は、拡散シート４に到達する。複数のレンズ３１は、Ｘ方向およびＺ方向に並んで配置される。複数のレンズ３１は、貫通孔２１の配置と同じように格子状に配置される。複数のレンズ３１は、凸レンズである。

【0032】

図５に示すように、表示装置１００は、ユーザＰが表示面２０ａ（原点Ｏ）に対して０度の位置である位置Ａ１（正面）から見ることが可能である。また、表示装置１００は、ユーザＰが、表示面２０ａに対して斜めの位置Ａ２およびＡ３（表示面２０ａに対して角度θ１および角度θ２となる位置）から視認することが可能である。位置Ａ２およびＡ３は可変である。ここで、Ａ２およびＡ３が、表示面２０ａに対して斜めの位置から視認できる限界の位置の場合の角度θ１から角度θ２の角度範囲を視野角の範囲という。θ１は、負の値であり、θ２は、正の値である。レンズシート３は、視野角の範囲において、たとえば、表示面２０ａに対して斜めの位置から画像を視認した場合に、輝度が均一になるように輝度均一化シート２の複数の貫通孔２１に応じて形状および厚みＴが異なる。

【0033】

図２に示すように、拡散シート４は、レンズシート３に対向するように、レンズシート３よりも表示部２０側（Ｙ１側）に配置される。拡散シート４は、樹脂により形成されている。拡散シート４は、たとえば、矩形状または円形状である。拡散シート４は、レンズシート３を通過した光を散乱させる。拡散シート４により拡散した光は、表示部２０に到達する。拡散シート４のＸ方向およびＺ方向の長さは、それぞれレンズシート３のＸ方向およびＺ方向の長さと同じである。

【0034】

ＬＥＤ光源用基板５は、ＬＥＤ光源１の発光面１１とは反対側に設けられる。ＬＥＤ光源用基板５は、プリント基板である。ＬＥＤ光源用基板５は、複数のＬＥＤ光源１が電気的に接続される回路が設けられている。

【0035】

反射シート６は、ＬＥＤ光源用基板５のＹ１側に配置される。反射シート６は、ＬＥＤ光源１の位置に合わせて開口部が設けられている。反射シート６は、樹脂により形成されている。反射シート６は、輝度均一化シート２の反射部２２で反射された光を反射するように構成されている。反射シート６で反射された光は、貫通孔２１を通過するか、反射部２２と反射シート６との間においての反射を繰り返す。反射部２２と反射シート６との間においての反射を繰り返すことにより、光は広範囲に拡散する。

【0036】

図６に示すように、駆動部７は、レンズシート３をレンズ３１が並ぶ方向（Ｘ方向およびＺ方向）に移動させる。駆動部７は、モータ７１を備える。駆動部７は、輝度均一化シート２とレンズシート３とに設けられた長孔７２と、長孔７２に挿入される固定具７３を含む。そして、駆動部７は、モータ７１の駆動力を用いてＸ方向にレンズシート３を移動させて、長孔７２のＸ１側の一端に固定具７３が接触する位置において移動を停止させるように構成されている。また、駆動部７は、モータ７１の駆動力を用いてＸ方向にレンズシート３を移動させて、長孔７２のＸ１側またはＸ２側の一端に固定具７３が接触する位置において移動を停止させるように構成され、レンズシートをＸ方向において往復させる。なお、図６では、貫通孔２１を省略している。固定具７３は、たとえば、ねじまたはピンである。

【0037】

図７に示すように、駆動部７は、レンズ３１が並ぶ方向（Ｘ方向およびＺ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に移動させる。駆動部７は、レンズシート３をレンズ３１が並ぶ方向（Ｘ方向）およびレンズ３１が並ぶ方向（Ｘ方向およびＺ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に移動させるためのモータ７１ａと、ボールねじ７４と、軸受け７５とを含む。モータ７１ａの回転をボールねじ７４が回転し、軸受け７５に固定されたレンズシート３をＹ方向に往復移動させる。具体的には、拡散シート４とレンズシート３とが離間しており、レンズシート３が拡散シート４に対して接近または離間を繰り返す。駆動部７は、モータ７１ａの回転数を制御することにより、所定の位置にレンズシート３が停止するように構成されている。

【0038】

図２に示すように、表示部２０のＹ１側の面が、表示面２０ａである。表示面２０ａは、画像が表示される面である。表示部２０は、特に図示しないが、偏光板と液晶セルとカラーフィルタとを含む。表示部２０は、液晶セルに電圧をかけることにより液晶分子の向きが変わるとともに、液晶分子の向きと偏光板とを組み合わせて光の透過率を変化させて輝度を調整する。また、カラーフィルタは、赤色のカラーフィルタと、青色のカラーフィルタと、緑色のカラーフィルタとを含む。偏光板と液晶セルとにより各カラーフィルタを透過させる光の量を調整して、色が調整される。

【0039】

（レンズの厚みおよび曲率半径の設定方法）
図８および図９に基づいて、複数のレンズ３１の厚みＴまたは曲率半径Ｒのうち少なくとも一方の設定方法について説明する。図８（Ａ）～図８（Ｃ）は、異なる孔径を有する貫通孔２１に同じ形状および厚みＴを有するレンズ３１を用いた比較例を示している。なお、図８（Ａ）の貫通孔２１の孔径ｄ１とし、図８（Ｂ）の貫通孔２１の孔径ｄ２とし、図８（Ｃ）の貫通孔２１の孔径ｄ３とし、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３とする。

【0040】

図９は、ｄ１が、０．２ｍｍであり、ｄ２が０．３ｍｍであり、ｄ３が０．４ｍｍである場合のレンズ３１に対する角度と、輝度の比との関係の一例を表している。図８のグラフでは、横軸にレンズ３１に対する角度（図４のθ１またはθ２で表される角度）をプロットし、Ａ１の位置である正面から見る場合を０とし、正面よりもＸ１側にずれた位置から斜めに見る場合の角度θ１を負の値で示し、正面よりもＸ２側にずれた位置から斜めに見る場合の角度θ２を正の値で示している。また、縦軸は、レンズ３１をＹ１側から見た場合の１個当たりのレンズ３１の輝度の比を基準の１００とした場合の輝度値の比を示している。また、孔径ｄ１が０．２ｍｍの場合のグラフを実線で表し、孔径ｄ２が０．３ｍｍの場合のグラフを破線で表し、孔径ｄ３が０．４ｍｍの場合のグラフを一点鎖線で表している。

【0041】

孔径ｄ１が０．２ｍｍの場合は、角度が－１０度以上１０度以下の範囲内においては、輝度の比が１００となる。つまり、レンズ３１に対して１０度の位置（図４において、θ１＝－１０となるＡ１の位置またはθ＝＋１０となるＡ２の位置）から斜めに見た場合でも、正面から見た場合と同様に画像が明確に視認できることを表している。

【0042】

孔径ｄ２が０．３ｍｍの場合は、角度が－３度以上３度以下の範囲内においては、輝度の比が１００となる。つまり、レンズ３１に対して３度の位置（図４において、θ１＝－３となるＡ１の位置またはθ＝＋３となるＡ２の位置）から斜めに見た場合でも、正面から見た場合と同様に画像が明確に視認できることを表している。

【0043】

孔径ｄ３が０．２ｍｍの場合は、角度が０度の場合に、輝度の比が１００となる。つまり、レンズ３１に対して正面（図の位置Ａ１）から見た場合に画像が明確に視認できることを表している。

【0044】

以上のことから、レンズ３１の形状および厚みＴを一定とした場合、貫通孔２１の孔径Ｄに依存して、明確に視認可能な角度の範囲および単位角度変化に対する輝度の変化量が相違する。そのため、孔径Ｄが異なる貫通孔２１に同一形状かつ同一の厚みＴを有するレンズ３１を配置すると、斜めから見た場合に孔径Ｄの分布に応じて表示画像中に輝度むらが発生する。

【0045】

そこで、本実施形態では、貫通孔２１の孔径Ｄに応じて、レンズ３１の形状および厚みＴを設定する。図１０～図１２に基づいて、レンズ３１の厚みＴおよび曲率半径Ｒの設定方法について説明する。

【0046】

本願発明者は、図９のグラフに基づいて、図１０のような単位角度毎の輝度値が均一になるグラフを得られるようにシミュレーションした。

【0047】

図１０に示すグラフの場合、図１１に示すように輝度均一化シート２の孔径Ｄと曲率半径Ｒおよびレンズ３１の厚みＴとは比例関係になることを本願発明者は見出した。図１１のグラフでは、横軸に輝度均一化シート２の孔径Ｄをプロットし、縦軸にレンズ３１の曲率半径Ｒまたはレンズ３１の厚みＴの大きさをプロットしている。そして、図１１のグラフに基づいて、図１２のようにレンズ３１の曲率半径Ｒまたはレンズ３１の厚みＴの大きさを変更した。図１２では、図９に示す孔径Ｄが０．４ｍｍのグラフに近似するように、孔径Ｄが０．２ｍｍの貫通孔２１に設けるレンズ３１と、孔径Ｄが０．３ｍｍの貫通孔２１に設けるレンズ３１とを小さくするように調整した。具体的には、図１１のグラフから、孔径Ｄが０．４ｍｍの時のレンズ３１の厚みＴと、孔径Ｄが０．３ｍｍの時のレンズ３１の厚みＴとの比は、１．１ｍｍ対０．９ｍｍであることが分かる。そこで、孔径が０．４ｍｍのレンズ３１の厚みＴと、孔径が０．３ｍｍのレンズ３１の厚みＴとの関係が、１．１ｍｍ対０．９ｍｍになるように、レンズ３１の厚みＴを設定した。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、図８（Ｂ）および図８（Ｃ）のレンズ３１の厚みＴと曲率半径Ｒとをそれぞれ小さくしたレンズ３１である。

【0048】

（配光の向きおよび配光の幅の変更）
図１３～図１６に基づいて配光の向きおよび配光の幅の変更について説明する。なお、図１３～図１６では、光を破線で表している。また、説明のため、光を表す波線を３本で表している。また、１つのレンズ３１について説明する。

【0049】

図１３（Ａ）に示すように、貫通孔２１の中心Ｃ１と、レンズ３１の中心Ｃ２と、レンズ３１の焦点ＦとがＹ方向に一直線に並ぶ場合、光軸がＹ方向に延びるため、図１３（Ｂ）に示すように配光の向きは０度の線に沿った直線状となる。図１３（Ｂ）では、原点から半径方向の距離が輝度値の比を表し、原点周りの回転方向がＸ方向の角度を表す。図１２では、拡散シート４に到達する位置に焦点が位置するように調整されている。

【0050】

図１４（Ａ）に示すように、レンズ３１が並ぶ方向であるＸ２方向にレンズシート３を移動させた場合、レンズ３１の中心Ｃ２の位置と、焦点Ｆの位置とがＸ２方向に移動する。焦点Ｆの位置がＸ２方向にずれることにより、図１３（Ａ）の場合と比べて、光が集中する位置がＸ２側に移動する。その結果、図１４（Ｂ）のように配光の向きが斜め方向に延びる直線状に変更される。図１４の場合は、Ｘ１の輝度値が低く、Ｘ１側から表示装置１００の画像を視認することは難しくなる。

【0051】

図１５（Ａ）に示すように、レンズ３１が並ぶ方向と直交する方向（Ｙ方向）のうち、輝度均一化シート２から離れるＹ１方向に移動した場合、レンズ３１の焦点位置が、直交する方向に移動するため、視野角が広がる。具体的には、図１３の場合と同じ位置に拡散シート４を配置することにより、拡散シート４の位置と焦点Ｆの位置とが合わず、拡散シート４の位置において集光せずに輝度が最も大きい範囲が広がる。その結果、図１５（Ｂ）のように配光の幅が広がる。

【0052】

図１６（Ａ）に示すように、図１５（Ａ）の位置からレンズ３１が並ぶ方向と直交する方向（Ｙ方向）のうち、輝度均一化シート２から離れるＹ１方向にさらに移動した場合、レンズ３１の焦点位置が、直交する方向に移動するため、視野角がさらに広がる。具体的には、図１３の場合と同じ位置に拡散シート４を配置することにより、拡散シート４の位置と焦点Ｆの位置とが合わず、拡散シート４の位置において集光せずに輝度が最も大きい範囲がさらに広がる。その結果、図１６（Ｂ）のように配光の幅がさらに広がる。

【0053】

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0054】

本実施形態では、上記のように、複数のレンズ３１は、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面２０ａに対して斜めの位置から画像を視認した場合の輝度が均一になるように、対向する複数の貫通孔２１の孔径Ｄに応じて、厚みＴまたは形状のうち少なくとも一方が異なるように構成されている。これにより、複数のレンズ３１の厚みＴまたは形状のうち少なくとも一方が調整されることにより、レンズシート３に設けられたレンズ３１の中心を通らない光が増えることを抑制することができるため、画像がぼやけることを抑制することができる。この結果、光源１から出射される方向の光の照射方向を変更するために輝度均一化シート２に対してレンズ３１を含むレンズシート３を移動させる場合において、表示される画像にむらが発生することを抑制することができる。

【0055】

また、本実施形態では、上記のように、複数のレンズ３１は、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面２０ａに対して斜めの位置から画像を視認した場合に、孔径の異なる輝度均一化シート２の貫通孔２１を通過した光の輝度が均一になるように、複数の貫通孔２１の孔径Ｄに応じて、厚みＴと曲率半径Ｒとのうち少なくとも一方が異なるように構成されている。これにより、複数の貫通孔２１の孔径Ｄに応じて、複数のレンズ３１の厚みＴと曲率半径Ｒとのうち少なくとも一方の大きさを設定することにより、輝度を均一化することができるため、表示される画像にむらが発生することを容易に抑制することができる。

【0056】

また、本実施形態では、上記のように、複数のレンズ３１の厚みＴと複数のレンズ３１の曲率半径Ｒとのうち少なくとも一方は、輝度均一化シート２の複数の貫通孔２１の孔径Ｄが大きくなるに伴い、大きくなるように設定されている。これにより、輝度均一化シート２の複数の貫通孔２１の孔径Ｄが大きくなるに伴って複数のレンズ３１の厚みＴと複数のレンズ３１の曲率半径Ｒとのうち少なくとも一方を大きくすることにより、レンズ３１の中心を通らない光が増えることを効果的に抑制することができるため、貫通孔２１の大きさが大きくなることに起因して画像がぼやけることを抑制することができる。

【0057】

また、本実施形態では、上記のように、複数のレンズ３１の厚みＴと複数のレンズ３１の曲率半径Ｒとのうち少なくとも一方は、輝度均一化シート２の複数の貫通孔２１の孔径Ｄの大きさに比例するように大きさが設定されている。これにより、複数のレンズ３１の厚みＴと複数のレンズ３１の曲率半径Ｒとのうち少なくとも一方を調整する場合に、貫通孔２１の大きさとレンズ３１の曲率半径Ｒまたは厚みＴのうち少なくとも一方の大きさとの関係が適切なレンズ３１を基準として、レンズ３１の厚みＴまたは曲率半径Ｒを適切に変更することができる。

【0058】

また、本実施形態では、上記のように、複数のレンズ３１は、複数の貫通孔２１の各々に対して１つずつ配置されている。これにより、１つのレンズ３１が互いに異なる大きさの孔径Ｄを有する複数の貫通孔２１に対応している場合と比べて、貫通孔２１の大きさとレンズ３１の厚みＴまたは曲率半径Ｒのうち少なくとも一方とを１対１で対応させることができるため、レンズ３１の厚みＴまたは曲率半径Ｒのうち少なくとも一方をきめ細かく調整することができる。

【0059】

また、本実施形態では、上記のように、輝度均一化シート２の複数の貫通孔２１は、ＬＥＤ光源１からの距離に応じて孔径Ｄの大きさが設定されている。ここで、ＬＥＤ光源１の直上は輝度が一番大きく、ＬＥＤ光源１から離れるほど輝度が小さくなる。そのため、ＬＥＤ光源１の直上の貫通孔２１ａの孔径Ｄを最小として、ＬＥＤ光源１から離れるほど貫通孔２１の大きさを大きくすることによって、貫通孔２１を通る光の量を適切に調整して、輝度を均一にすることができる。

【0060】

また、本実施形態では、上記のように、レンズシート３は、レンズ３１が並ぶ方向に沿って移動可能に構成されている。これにより、レンズシート３を移動させることにより、焦点位置が移動し、集光する位置を移動させることができるため、レンズ３１を透過する光の向きを変えることが可能となる。

【0061】

また、本実施形態では、上記のように、レンズシート３は、レンズ３１が並ぶ方向に直交する方向に沿って移動可能に構成されている。これにより、たとえば、表示部２０の位置と、レンズ３１の焦点の位置とが一致するように設定されている場合に、レンズシート３を輝度均一化シート２から離れる方向（表示部２０に近づく方向）に移動させることにより、レンズ３１の焦点Ｆの位置が表示部２０の位置からずれて表示部２０において光が集光しないため、配光の幅を広げることができる。

【0062】

また、本実施形態では、上記のように、複数のレンズ３１は、画像を視認可能な視野角の範囲内において表示面２０ａに対して斜めの位置から画像を視認した場合の輝度が均一になるように、対向する複数の貫通孔２１の孔径Ｄに応じて、厚みＴまたは形状のうち少なくとも一方が異なるように構成されている。これにより、複数のレンズ３１の厚みＴまたは形状のうち少なくとも一方が調整されることにより、レンズシート３に設けられたレンズ３１の中心を通らない光が増えることを抑制することができるため、画像がぼやけることを抑制することができる。この結果、光源１から出射される方向の光の照射方向を変更するために輝度均一化シート２に対してレンズ３１を含むレンズシート３を移動させる場合において、表示部２０に表示される画像にむらが発生することを抑制することができる。

【0063】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0064】

たとえば、上記実施形態では、レンズの厚みおよび曲率半径が変更される例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、レンズの厚みおよび曲率半径のいずれか一方だけが変更されてもよい。

【0065】

また、上記実施形態では、レンズの厚みおよび曲率半径が変更される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、レンズの厚みおよび曲率半径以外が変更されてもよい。

【0066】

また、上記実施形態では、レンズの厚みおよび曲率半径を小さくする例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、レンズの厚みおよび曲率半径以外を大きくしてもよい。その場合、図９のグラフは図１７のグラフのように設定される。

【0067】

また、上記実施形態では、表示装置が反射シートを備える例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、表示装置は、反射シートを備えていなくてもよい。

【0068】

また、上記実施形態では、レンズが凸レンズである例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、レンズは、凹レンズであってもよい。

【0069】

また、上記実施形態では、レンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とを小さくするように調整する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、レンズの厚みと複数のレンズの曲率半径とを大きくするように調整してもよい。

【0070】

また、上記実施形態では、車両が自動車である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、車両は、列車または人力で動く車両であってもよい。

【0071】

また、上記実施形態では、輝度均一化シートとレンズシートとが同じ大きさである例を示したが、本発明はこれに限られない。輝度均一化シートとレンズシートとの大きさが異なっていてもよい。

【0072】

また、上記実施形態では、移動機構がモータを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。移動素子は、ピエゾ素子を含んでいてもよい。

【0073】

また、上記実施形態では、移動機構が、長孔と、ねじと、ボール軸とを備える例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、移動機構は別の部材を備えていてもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、駆動部は、レンズシートをレンズが並ぶ方向（Ｘ方向）およびレンズが並ぶ方向（Ｘ方向およびＺ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に移動させる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、駆動部は、レンズシートをレンズが並ぶ方向（Ｘ方向）だけに移動させるように構成されていてもよい。

【0075】

また、上記実施形態では、駆動部は、レンズシートをＸ２方向に移動させる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、駆動部は、レンズシートをＸ１方向に移動させるように構成されていてもよい。

【0076】

また、上記実施形態では、駆動部は、レンズシートを輝度均一化シートから離れる方向に移動させる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、駆動部は、レンズシートを輝度均一化シートに近づく方向に移動させるように構成されていてもよい。

【0077】

また、上記実施形態では、表示装置は、駆動部を備える例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、駆動部は、駆動部を備えていなくてもよい。

【0078】

また、上記実施形態では、輝度均一化シートの貫通孔の各々にレンズが配置される例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、輝度均一化シートの複数の貫通孔に対して１つのレンズが設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0079】

１ ＬＥＤ光源（光源）
２ 輝度均一化シート
３ レンズシート
４ 拡散シート
１０ 表示装置用バックライト装置
２０ 表示部
２１、２１ａ 貫通孔
３１ レンズ
１００ 表示装置
２００ 車両
Ｄ 孔径
Ｒ 曲率半径
Ｔ 厚み

【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】