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CN1816719A - 光源装置以及光偏转元件 - Google Patents

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CN1816719A CNA200480019186XA CN200480019186A CN1816719A CN 1816719 A CN1816719 A CN 1816719A CN A200480019186X A CNA200480019186X A CN A200480019186XA CN 200480019186 A CN200480019186 A CN 200480019186A CN 1816719 A CN1816719 A CN 1816719A
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Abstract

本发明涉及光源装置，该装置具备：具有第1光入射端面、第2光入射端面、及光出射面的导光体、与第1光入射端面和第2光入射端面相邻配置的第1一次光源和第2一次光源、以及具有与光出射面相对配置的入光面和出光面的光偏转元件，导光体的光出射面或背面中的至少一个面上，形成平均倾斜角为0.5°～15°的指向性光出射功能部，在光偏转元件的入光面上形成在与第1光入射端面以及第2光入射端面大致平行的方向上延伸的相互平行的多个棱镜列，棱镜列具有靠近第1一次光源一侧的第1棱镜面与靠近第2一次光源一侧的第2棱镜面，第1棱镜面具有在所述棱镜列延伸方向延伸的第1区域和第2区域，棱镜列的顶角是80°～120°，第1区域与第2区域的倾斜角度之差为5°～20°，第2区域比第1区域倾斜角度小。

Description

光源装置以及光偏转元件
技术领域
本发明涉及构成液晶显示装置等显示装置的边缘照明方式的光源装置以及使用于这种装置的光偏转元件，特别是涉及这样构成的光源装置以及使用于其的光偏转元件，所述光源装置通过使光在互不相同的两个以上方向具有指向性地射出，从而对从这两个以上的方向观察显示图像特别适合。
背景技术
近年来，彩色液晶显示装置作为便携式笔记本电脑和个人电脑等的监视器，或作为液晶电视机与录像机形成一体的液晶电视机、便携式电话机、便携式信息终端等的显示部，被广泛使用于各种领域。另外，随着信息处理量的增大、需求的多样化、与多媒体对应等，液晶显示装置的大画面化、高清晰度化也迅速发展。
液晶显示装置基本上由背光部与液晶显示元件部构成。作为背光部，从液晶显示装置的紧凑化的观点出发，多采用与导光体的侧端面相对地配置一次光源的边缘照明方式。
但是近年来，液晶显示装置等从降低电力消耗的观点出发，作为边缘照明方式的背光部在便携式笔记本电脑、便携式电话机、便携式信息终端等中，为了有效利用一次光源发出的光量，越来越多采用提高了光的利用效率的高辉度电源装置。
例如在日本特开平2-17号公报(专利文献1)和特开平2-84618号公报(专利文献2)中提出了采用在导光体的光出射面及其背面中的至少一个面上形成有多个透镜单位的透镜面、梨皮面，同时在光出射面上载置棱镜片的光源装置。但是，这样的光源装置虽然能够得到比较高的辉度，但是在光出射面上的辉度均匀性不能够满足要求。因此，为了谋求光出射面上的辉度均匀性，特开平7-288552号公报(专利文献3)等提出了将在导光体上形成的透镜面、梨皮面的平均倾斜角作成0.5～7.5°的光源装置。但是这样的光源装置中，虽然辉度的均匀性得到改善，能够像上述专利文献1和专利文献2记载的那样得到比较高的辉度，但是还不能够充分满足高辉度化的要求。
又，在使用棱镜片使从导光体射出的光线偏转时，为了提高光的聚光性能和指向性，将光线会聚于比较狭窄的范围再使其射出，使构成棱镜片的棱镜列的棱镜面形成凸曲面形状，这样的技术方案在特表平9-507584号公报(专利文献4)、特开平9-105804号公报(专利文献5)、特开平11-38209号公报(专利文献6)、特开2000-35763号公报(专利文献7)中提出。但是这些棱镜片是使出射的光线尽可能集中于一个方向(大致法线方向)上射出，不是使其在互不相同的两个方向上具有指向性地射出光线。
而且，与上述专利文献4～7目的相同，在特开昭63-298902号公报(专利文献8)、特开2002-197908号公报(专利文献9)中提出了由多个平面构成形成棱镜片的棱镜列的棱镜面的技术方案。但是这些棱镜片也是使射出的光线尽可能集中于一个方向(大致法线方向)上射出，不能够使其在互不相同的两个方向上具有指向性地射出光线。
近年来，对液晶显示装置，在推进低耗电化的同时，要求使其在至少两个互不相同的方向、特别是至少在3个互不相同的方向上具有指向性地射出光线。作为这样的液晶显示装置，例如有车用导航系统的车载显示装置。装置车载显示装置不仅使用于车辆导航用的图像显示，而且也使用于电视用的图像显示等。因此，除了驾驶员和副驾驶席上的人员能够看到外，有时后排席位上的乘客也能够看到显示的图像，因此必须基于车载电池所限制的电源供应以所需要的亮度对驾驶员、副驾驶席上的人员以及后排席位上的乘客显示。这种车载显示装置通常配置于驾驶员席与副驾驶席之间，而且使显示画面与汽车的行驶方向垂直。因此对于驾驶员与副驾驶席上的乘客，要求有对于显示画面的法线方向在相互相反侧形成25～35°左右的角度的方向上的两个指向性，对于后排席位上的乘客，则要求大致在显示画面的法线方向上的指向性。
但是，在专利文献4～9中所述的光源装置，出射光只在特定的一个方向(例如显示画面的大约法线方向)上具有高指向性地射出，因此在除此以外的方向上辉度极低，作为车载显示装置是不合适的。
作为这样的要求具有两个以上的指向性的显示装置，还有例如在对于显示画面预先决定的至少两个位置上由至少两个游戏者或观察者进行游戏或观察的游戏机等的显示装置。
专利文献1：特开平2-17号公报
专利文献2：特开平2-84618号公报
专利文献3：特开平7-288552号公报
专利文献4：特表平9-507584号公报
专利文献5：特开平9-105804号公报
专利文献6：特开平11-38209号公报
专利文献7：特开2000-35763号公报
专利文献8：特开昭63-298902号公报
专利文献9：特开2002-197908号公报
                                  发明内容
因此，本发明的目的在于，提供形成为在互不相同的两个以上的方向上具有指向性地使光线射出，使其特别适合以低消耗功率从两个以上的方向观察显示良好的图像的光源装置以及使用于该装置的光偏转元件。
本发明的光源装置，具备：具有在大致相互平行的方向上延伸并相互位于相反侧的第1光入射端面、第2光入射端面、以及光出射面的导光体；分别与所述第1光入射端面和所述第2光入射端面相邻配置的第1一次光源和第2一次光源；以及具有与所述光出射面相对配置的入光面和位于其相反侧的出光面的光偏转元件，其特征在于，所述导光体的光出射面或位于其相反侧的背面中的至少一个面上，形成有平均倾斜角为0.5～15°的指向性光出射功能部，在所述光偏转元件的入光面上形成有在与所述第1光入射端面以及所述第2光入射端面大致平行的方向上延伸的相互平行的多个棱镜列，各所述棱镜列分别具有靠近所述第1一次光源一侧的第1棱镜面和靠近所述第2一次光源一侧的第2棱镜面，所述第1棱镜面具有在所述棱镜列延伸的方向上延伸的第1区域和在所述棱镜列延伸的方向上延伸的第2区域，所述棱镜列的顶角是80～120°，所述第1区域与所述第2区域的倾斜角度之差为5～20°，所述第2区域与所述第1区域相比，其相对于棱镜列形成平面法线方向的倾斜角度小。
又，本发明的光源装置，具备：具有作为在大致相互平行的方向上延伸并相互位于相反侧的两个端面之一的光入射端面及光出射面的导光体；与所述光入射端面相邻配置的一次光源；以及具有与所述光出射面相对配置的入光面和位于其相反侧的出光面的光偏转元件，其特征在于，所述导光体的光出射面和位于其相反侧的背面中的至少一个面上，形成有平均倾斜角为0.5～15°的指向性光出射功能部，在所述光偏转元件的入光面上，形成有在与所述光入射端面大致平行的方向上延伸的相互平行的多个棱镜列，各所述棱镜列分别具有靠近所述一次光源一侧的第1棱镜面与远离所述一次光源一侧的第2棱镜面，所述第1棱镜面具有在所述棱镜列延伸的方向上延伸的第1区域和在所述棱镜列延伸的方向上延伸的第2区域，所述棱镜列的顶角是50～90°，所述第1区域与所述第2区域的倾斜角度之差为10～25°，所述第2区域与所述第1区域相比，其相对于棱镜列形成平面法线方向的倾斜角度小。
还有，本发明的光偏转元件，是使用于上述光源装置中的光偏转元件，具体地说，其特征在于，在入光面上形成有在与所述第1光入射端面和所述第2光入射端面大致平行的方向上延伸的相互平行的多个棱镜列，各所述棱镜列具有第1棱镜面和第2棱镜面，所述第1棱镜面具有在所述棱镜列的延伸方向上延伸的第1区域和在所述棱镜列的延伸方向上延伸的第2区域，所述棱镜列的顶角为80～120°，所述第1区域与所述第2区域的倾斜角度之差为5～20°，所述第2区域与所述第1区域相比，相对于棱镜列形成平面法线方向的倾斜角度较小，或其特征在于，在入光面上形成有在与所述第1光入射端面大致平行的方向上延伸的相互平行的多个棱镜列，各所述棱镜列具有第1棱镜面和第2棱镜面，所述第1棱镜面具有在所述棱镜列的延伸方向上延伸的第1区域和在所述棱镜列的延伸方向上延伸的第2区域，所述棱镜列的顶角为50～90°，所述第1区域与所述第2区域的倾斜角度之差为10～25°，所述第2区域与所述第1区域相比，相对于棱镜列形成平面法线方向的倾斜角度较小。
采用本发明，在导光体的光出射面或位于其相反侧上的背面中的至少一个面上，形成平均倾斜角为0.5～15°的指向性光出射功能部，同时由第1区域和第2区域构成光偏转元件的棱镜列的第1棱镜面，棱镜列的顶角采用80～120°，第1区域与第2区域的倾斜角度之差采用5～20°，使第2区域的倾斜角度比第1区域的小，这样能够使光线在互不相同的两个以上的方向上具有指向性地射出，能够以低消耗电力实现从两个以上的方向观察显示良好的图像。
                               附图说明
图1是本发明的光源装置的一实施形态的示意立体图；
图2是表示导光体的变形例的示意图；
图3是光偏转元件的棱镜列的形状的说明图；
图4表示从出光面射出的光线在XZ平面内的光度分布；
图5是光偏转元件的棱镜列的形状的说明图；
图6表示从出光面射出的光线在XZ平面内的光度分布；
图7是光偏转元件的棱镜列的形状的说明图；
图8表示从出光面射出的光线在XZ平面内的光度分布；
图9表示实施例中使用的棱镜列的剖面形状及尺寸；
图10是实施例中得到的光源装置的出射光的光度分布图；
图11表示实施例中使用的棱镜列的剖面形状及尺寸；
图12是实施例中得到的光源装置的出射光的光度分布图；
图13表示实施例中使用的棱镜列的剖面形状及尺寸；
图14是实施例中得到的光源装置的出射光的光度分布图；
图15表示实施例中使用的棱镜列的剖面形状及尺寸；
图16是实施例中得到的光源装置的出射光的光度分布图；
图17表示实施例中使用的棱镜列的剖面形状及尺寸；
图18是实施例中得到的光源装置的出射光的光度分布图。
符号说明
1      一次光源
2      光源反射器
3      导光体
31     光入射端面
33     光出射面
34     背面
4      光偏转元件
41     入光面
411    第1棱镜面
4111   第1区域
4112   第2区域
412    第2棱镜面
4121   第3区域
4122   第4区域
42     出光面
43     棱镜列形成平面
5      光反射元件
6      光漫射元件
                           具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。
图1是本发明的光源装置的一实施形态的示意立体图。如图1所示，本发明的光源装置包括：以相互平行地在Y方向上延伸并相互位于相反侧的两个侧端面作为光入射端面31，以与其大致垂直的一个表面(主面)作为光出射面33的导光体3；分别与该导光体3的两个光入射端面31相邻配置，并被各光源反射器2覆盖的两个一次光源1；与导光体3的光出射面上相邻配置的光偏转元件4；与位于导光体3的光出射面33的相反侧的表面34相邻配置的光反射元件5，以及配置在光偏转元件4上的光漫射元件6。还有，在本实施形态中，在光偏转元件4上配置了光漫射元件6，但是光漫射元件6可以根据需要配置，也可以采用不配置光漫射元件6的结构。
导光体3与XY面平行配置，总体上形成矩形板状。导光体3具有4个侧端面，其中与YZ面平行的1对侧端面作为光入射端面31。在图1中，位于右侧的侧端面31是第1光入射端面，图1中，位于左侧的侧端面31是第2光入射端面。各光入射端面31分别配置一次光源，从一次光源1发出的光线射入各光入射端面31，然后被引入导光体3内。在图1中，位于右侧的一次光源1是第1一次光源，图1中，位于左侧的一次光源1是第2一次光源。
与导光体3的光入射端面31大致垂直的两个主面，分别与XY面大致平行配置，任意一方的面(图中的上表面)作为光出射面33。对该光出射面33或其背面34中的至少一个面，赋予将粗糙面、棱镜列、双凸透镜列、V字形槽等多个透镜列与光入射端面31大致平行形成的透镜面构成的指向性光出射功能部，以此一边将从光入射端面31射入的光线引导到导光体3中，一边使垂直于光入射端面31及光出射面33的面(XZ面)内的出射光分布中有指向性的光线从光出射面33射出。
在导光体3的表面上作为指向性光出射机构形成的粗糙面、透镜列，采用其根据ISO4287/1-1984决定的平均倾斜角θa为0.5～15°的范围，但理想的是能够使具有上述那样的指向性的光线射出，同时提高在光出射面33内的辉度均匀性。平均倾斜角θa更加理想的是1～12°范围内的角度，1.5～11°的范围还要理想。该平均倾斜角θa最好是根据导光体3的厚度(t)和入射光传播的方向上的长度(L)之比(L/t)设定最佳范围。也就是说，导光体3使用L/t为20～200左右的导光体的情况下，最好是平均倾斜角θa采用0.5～10°，1～9°范围内则更加理想。而在导光体3采用L/t为20以下的导光体的情况下，最好是平均倾斜角θa采用7～12°，8～11°范围内则更加理想。
通过这样在导光体3的光出射面33或其背面34上形成平均倾斜角为0.5～15°的指向性出射功能部，能够提供以下这样的高辉度的光源装置：从光出射面射出的光线的出射光光度分布(XZ面内)中的峰值光的角度(峰值角度)相对于光出射面的法线左右(即相互相反侧)的角度a分别为10～40°的范围内，能使具有出射光光度分布(XZ面内)的半高宽为10～50°这样的指向性的高出射特性的光线从导光体3向相对于光出射面法线对称的左右两个方向射出，利用具有后述结构的光偏转元件4使其出射方向高效率地向两个以上的所希望的方向偏转，在这些方向上具有指向性。
在这里，角度a是XZ面内的出射光光度分布的峰值方向与光出射面33形成的角度。该角度a以10～40°为宜，更理想的是15～16°，20～30°还要理想。又，出射光光度分布的半高宽以10～50°为宜，更理想的是15～47°，20～45°还要理想。
导光体3上形成的粗糙面的平均倾斜角θa，根据ISO4287/1-1984采用触针式表面粗度计测定粗糙面的形状，以测定的方向的坐标为x，从得到的倾斜函数f(x)用下式(1)和(2)可以求得。
〔数1〕
Δa＝(1/L)∫0 L|(d/dx)f(x)|dx    ……(1)
θa＝tan-1(Δa)                 ……(2)
在这里，L为测定长度，Δa为平均倾斜角θa的正切。
而且导光体3，其光出射率以0.5～5％的范围内为宜，更理想的是1～3％的范围内。这是因为，如果光出射率小于0.5％，则从导光体3射出的光量少，存在不能够得到充分的辉度的倾向，如果光出射率大于5％，则在一次光源1的附近有大量的光射出，在光出射面33内的X方向上的光的衰减显著，在光出射面33的辉度的均匀度有下降的倾向。在本发明中，光线从导光体3射出的光出射率定义如下。只点亮一个一次光源1的情况下的光出射面33的光入射端面31一侧的端缘的出射光的光强(I0)与离光入射端面31一侧的端缘的距离为L的位置上的出射光强度(I)的关系满足下述式(3)所述关系，其中t表示导光体3的厚度(Z方向上的尺寸)。
〔数2〕
I＝I0·α(1-α)L/1             ……(3)
在这里，常数α表示光出射率，是从光出射面33上的与光入射端面31垂直的X方向上的每单位长度(与导光体厚度t相当的长度)的导光体3射出的光线的比例(％)。该光出射率α可以通过以纵轴表示从光出射面33射出的光强度的对数，以横轴表示L/t，标绘它们的关系，并从其斜率求出。
又，在没有被赋予指向性光出射功能部的另一主面上，为了控制从导光体3射出的光在与光入射端面31平行的面(YZ面)上的指向性，最好是形成配置了在大致垂直于光入射端面31的方向(X方向)上延伸的多个透镜列的透镜面。在图1所示的实施形态中，在光出射面33上形成粗糙面，在背面34上形成由在大致垂直于光入射端面31的方向(X方向)上延伸的多个透镜列排列而成的透镜面。在本发明中，也可以与图1所示的形态相反，在光出射面33上形成透镜面，背面34采用粗糙面。
如图1所示，在导光体3的背面34或光出射面33上形成在大致垂直于光入射端面31的方向(大致为X方向)上延伸的多个透镜列的情况下，作为所述透镜列，可以举出有棱镜列、双凸透镜列、V字形槽等，但是最好是采用YZ剖面的形状为大约三角形形状的棱镜列。
在本发明中，在导光体3上形成的大致在X方向上延伸的透镜列是棱镜列的情况下，最好是其顶角在70～150°的范围内。这是因为通过把顶角设于该范围内，可以使从导光体3射出的光线聚光，能够谋求光源装置的辉度的提高。也就是说，通过将顶角限定于该范围内，能够射出包括出射光光度分布(XZ面内)的峰值光、在XZ面的垂直面(YZ面)上出射光光度分布的半高宽为35～65°的会聚的出射光，能够提高光源装置的辉度。还有，在将棱镜列形成于光出射面33的情况下，顶角最好是在80～100°范围内，在将棱镜列形成于背面34的情况下，顶角最好是在70～80°或100～150°范围内。
还有，在本发明中，也可以在导光体内部混入光漫射性微粒并且使其分散。又，导光体3不限于图1所示的形状，也可以使用船状等各种剖面形状的构件。例如，如图2所示，在XZ剖面形状中，背面34弯曲，从光入射端面31向中央部厚度逐渐变薄。通过做成这样的形状，能够加大从光出射面33射出的光的出射率。
图3是本发明一实施形态的光偏转元件4的棱镜列的形状的说明图。光偏转元件4以一个主表面作为入光面41，以另一主表面作为出光面42。在入光面41上将多个棱镜列大致并列配置，使棱镜列的延伸方向与导光体3的光入射端面31大致平行地将其配置于导光体3的光出射面33上。各棱镜列具有位于靠近第1一次光源的一侧的位置上的第1棱镜面411和位于靠近第2一次光源的一侧的位置上的第2棱镜面412两个棱镜面。第1棱镜面411由在Y方向上延伸且分别由单一剖面构成、而且倾斜角度互不相同的第1区域4111和第2区域4112构成。第1区域4111是接近棱镜列的顶部的区域，第2区域4112是与第1区域4111连接、且处于比第1区域4111更远离棱镜列顶部的位置上的区域。还有，在本发明中，所谓平面等面的倾斜角度，是指相对于与棱镜列的底面对应的棱镜列形成平面43的各平面等面的倾斜角度。
相对于棱镜列形成平面43的垂直方向(以下称为“棱镜列形成平面法线方向”)，形成第1区域4111的倾向角度α，形成第2区域4112的倾斜角α’，而且形成第2棱镜面412的倾斜角β。棱镜列的顶角(α+β、棱镜顶角)最好是80～120°，更理想的是80～110°。在棱镜顶角为80°以下的情况下，得到与棱镜列形成平面的法线方向相差规定的角度的方向的光出射指向性是比较困难的，在棱镜顶角超过120°的情况下，得到充分的辉度比较困难。棱镜顶角的相对于棱镜列形成平面法线方向的左右分配角度α、β以40～60°为宜，最好是40～55°。又，第1区域4111与第2区域41]2的倾斜角度之差(α-α’)以5～20°为宜，7～17比较理想，10～15°更加理想。在该倾向角度之差(α-α’)未满5°或超过20°的情况下，得到在与棱镜列形成平面的法线方向相差规定的角度的方向上有指向性的出射光是比较困难的。
在图3所示的实施形态中，从第1一次光源发出、射入第1光入射端面且被引入导光体3内的光线，从光出射面33在图3中向左上方倾斜射出，从入光面41的第1棱镜面411被引入光偏转元件4内，由第2棱镜面412在内表面全反射，相对于棱镜列形成平面法线方向向左斜射(形成第2角度的方向)。符号L2表示该路径的光线。另一方面，从第2一次光源发出、射入第2光入射端面且被引入导光体3内的光线，从光出射面33在图3中向右上方倾斜射出，从入光面41的第2棱镜面412被引入光偏转元件4内。其一部分由第1棱镜面411的第1区域4111的内表面全反射，相对于棱镜列形成平面法线方向向右斜方向(形成第1角度的方向)出射。该路径的光线用符号L11表示。又，另一部分由第1棱镜面411的第2区域4112的内表面全反射，向棱镜列形成平面法线方向射出。该路径的光线用符号L12表示。
图4表示从出光面42射出的光线的XZ面内的光度分布。主要利用光L12得到在棱镜列形成平面法线方向(角度0度)具有峰值的指向性出射光，主要利用光L11得到相对于棱镜列形成平面法线方向在第1角度θ1的方向上具有峰值的指向性出射光，主要利用光线L2得到相对于棱镜列形成平面法线方向在第2角度θ2的方向上具有峰值的指向性出射光，总共得到在3个方向上具有指向性的出射光。角度θ1、θ2设定为例如20～40°为宜，特别理想的是25～35°的范围内。
如图3所示，棱镜列的间距、即棱镜列的宽度(X方向的尺寸)记为P，第1棱镜面的宽度记为W1，第2棱镜面的宽度记为W2，第1棱镜面的第1区域4111和第2区域4112的宽度分别记为W11、W12。间距P为例如10～100微米，宽度W1、W2、W11、W12根据向所希望的方向的指向性出射光的强度比适当设定。例如通过改变宽度W11、W12的比例，可以改变光L11与光L12的峰值光强度比。主要对向棱镜列形成面的法线方向的指向性发射作出贡献的第2区域的宽度W12以采用间距P的10～40％为宜，比较理想的范围是12～35％的范围，15～30％的范围更为理想。
在本发明中，作为不同的两个方向的指向性(指向性的分离)的判断基准，对于这些方向的出射光强度中的较小的一个(M)与这些方向之间的方向中的出射光强度中的最小值(N)，将{(M-N)/(M+N)}≥0.15成立的情况作为在这两个方向上分别具有指向性的情况。(M-N)/(M+N)以0.2以上为宜，更理想的范围是0.3以上。
本实施形态的光偏转元件4通过在第1棱镜面411上设置相互之间倾斜角度有5～20°的不同的第1区域4111和第2区域4112，以此能够用这两个区域与第2棱镜面412使具有互不相同的3个方向的指向性的光射出。因此能够减小一次光源的耗电，同时能够发射在所需要的3个方向具有良好辉度的光线。
图5是光偏转元件4的棱镜列的形状的又一实施形态的说明图。又，图6表示从出光面42射出的光线在XZ面内的光度分布。在这些图中，对于具有与图1～图4中相同功能的构件标以相同的符号。
在本实施形态中，除了第1棱镜面411外，第2棱镜面412也由在Y方向上延伸且由单一平面构成、而且相互倾斜角度不同的第3区域4121和第4区域4122两个平面构成。第3区域4121是靠近棱镜列的顶部的区域，第4区域4122是与第3区域4121相连、比第3区域4121更加远离棱镜列的顶部的位置上的区域。第3区域4121和第4区域4122的宽度分别为W21、W22。相对于棱镜列形成面法线方向，第3区域4121形成倾斜角β，第4区域4122形成倾斜角β’。第3区域4121与第4区域4122的倾斜角度之差(β-β’)以5～20°为宜，7～17°较为理想，10～15°更理想。
第4区域4122与第2区域4112一起，主要对棱镜列形成平面法线方向的指向性光出射作出贡献。因此，角度α与角度β采用大致相同的角度，角度α’与角度β’也采用大致相同的角度。在本实施形态中，主要对向棱镜列形成平面法线方向发射指向性光作出贡献的第2区域和第4区域的宽度总和(W12+W22)以间距P的10～40％为宜，比较理想的是12～35％的范围，更理想的范围是15～30％。
在本实施形态中，从第1一次光源发射、射入第1光入射端面并被引入导光体3内的光线，从光出射面33向图5中左上方斜向射出，从入光面41的第1棱镜面411被引入光偏转元件4内。其一部分由第2棱镜面412的第3区域4121的内表面全反射，向着相对于棱镜列形成平面法线方向左斜方向(形成第2角度的方向)射出。该路径的光线用符号L21表示。又，另一部分由第2棱镜面412的第4区域4122的内表面全反射，向棱镜列形成平面法线方向射出。该路径的光线用符号L22表示。
在本实施形态中，与图4的情况相比，棱镜列形成平面法线方向的出射光强度变高，与其形成第2角度θ2的方向的出射光强度变低。
图7是光偏转元件4的棱镜列的形状的又一实施形态的说明图。又，图8是表示从出光面42射出的光线在XZ面内的光度分布图。在这些图中，与图1～图6中具有相同功能的构件标以相同的符号。
本实施形态在由凸曲面构成第2区域4112和第4区域4122这一点上与图5和图6的实施形态不同。该凸曲面可以是XZ剖面的形状为圆弧形状(圆柱面的一部分的形状)的凸曲面，也可以是XZ剖面的形状为非圆弧状(例如椭圆或抛物线的一部分的形状)的凸曲面。通过适当设定这第2区域4112和第4区域4122的凸曲面的形状，能够使棱镜列形成平面法线方向的指向性的程度、即出射光光度分布为所希望的分布。例如通过适当设定曲率半径，能够如图8所示，提高棱镜列形成平面法线方向的指向性的程度，提高出射光的峰值，反之，降低该方向的指向性的程度，加大出射光的分布范围，能够扩展视野范围。在本实施形态中，由凸曲面构成第2区域4112和第4区域4122，但是也可以采用由凹曲面构成第2区域4112和第4区域4122的结构。在这种情况下，棱镜列形成平面法线方向的指向性的程度下降，出射光的分布范围变大，能够扩展视野范围。其程度可以利用曲率半径的设定调整到所希望的程度。
在本发明中，第1区域4111、第2区域4112、第3区域4121、第4区域4122中的至少一个区域由凸状曲面或凹状曲面构成，其他区域由平面构成，这样能够控制向特定方向射出的出射光的指向性的程度。
还有，在本发明中，凸曲面等曲面的倾斜角度是指一个凸曲面等面上的全部位置上的倾斜角度的平均值，近似地说，如图7所示，可以以在XZ剖面上连接曲线部的两端的线段的斜率为代表。
在上面所述的实施形态中，以发射在棱镜列形成平面的法线方向、相对于该方向的左右方向上的各一个方向共3个方向上具有指向性的出射光的情况为例进行说明，但是在本发明中，指向性的方向不限定于3个，而可以是2个，也可以是4个或4个以上。
在向两个方向发射具有指向性的出射光的情况下，例如在如图3所示的例子中，只要设定第2棱镜面412的倾斜角度β，使得利用第2棱镜面412的内表面全反射的光线的出射方向是在棱镜列形成平面法线方向上即可。又，在向4个或4个以上的方向上发射具有指向性的出射光的情况下，例如，如图3所示的例子中，也可以在第1棱镜面411上形成与第1区域4111和第2区域4112倾斜角度不同的其他区域，又可以在图5所示的例子中，在第2棱镜面412上形成与第3区域4121和第4区域4122倾斜角度不同的其他区域，在图5所示的例子中，也可以改变第4区域4122的倾斜角度，利用内表面反射将其反射到与利用第1～第3区域的内表面反射的方向不同的方向上。
又，在上述实施形态中，使第2区域4112位于比第1区域4111远离棱镜列顶部的一侧的位置上，但是反之也可以使倾斜角度α的第1区域4111位于比倾斜角度α’的第2区域4112远离棱镜列顶部的一侧的位置上。同样，也可以使倾斜角度β的第3区域4121位于比倾斜角度β’的第4区域4]22远离棱镜列顶部的一侧的位置上。但是，从光偏转元件4的生产效率和耐用性等的角度出发，最好是像上述实施形态那样，形成使倾斜角度小的第2区域4112位于比第1区域4111远离棱镜列顶部的一侧的结构。
还有，在上述实施形态中，对在第1棱镜面上形成第1区域和第2区域，在第2棱镜面上形成第3区域和第4区域的情况(形成4个区域的情况)进行了说明，但是在本发明中，也可以在任意一个棱镜面或两个棱镜面上形成其他区域。在这种情况下，其他区域形成于第1区域与第2区域之间或第3区域与第4区域之间，其倾斜角度比第1区域或第3区域的倾斜角度小，比第2区域或第4区域的倾斜角度大。
一次光源是在Y方向上延伸的线状光源，可以使用例如荧光灯或冷阴极管。还有，在本发明中，一次光源1不限于线状光源，也可以使用LED光源、卤素灯、金属卤素灯等那样的点光源。又，光源反射器2是将一次光源1的光线低损失地引入导光体3的构件。其材料可以采用例如在表面上具有金属蒸镀反射层的塑料薄膜。如图1所示，光源反射器2从光反射元件5的端缘部外面经一次光源1的外面卷绕到光偏转元件4的出光面端缘部。另一方面，光源反射器2也可以避开光偏转元件4，从光反射元件5的端缘部外面经过一次光源的外面卷绕到导光体3的光出射面端缘部。
也可以将与这样的光源反射器2相同的反射构件安装于导光体3的光入射端面31以外的侧端面上。光反射元件5可以使用例如在表面上具有金属蒸镀反射层的塑料片。在本发明中，光反射元件5也可以使用在导光体3的背面34上利用金属蒸镀等方法形成的光反射层等来代替反射片。
在本发明中，作为另一实施形态，也可以采用以导光体的一个端面作为光入射端面、靠近该光入射端面配置一次光源的光源装置。在这种情况下，作为在导光体的光出射面上配置的光偏转元件，在与导光体的光出射面相对配置的入光面上形成在与光入射端面大致平行的方向上延伸的相互平行的多个棱镜列，各棱镜列分别由靠近一次光源的一侧的第1棱镜面和远离一次光源的一侧的第2棱镜面形成的，在第1棱镜面上具有向棱镜列的延伸方向延伸的第1区域和在所述棱镜列的延伸方向上延伸的第2区域，棱镜列的顶角采用50～90°，第1区域与第2区域的倾斜角度之差为10～25°，使第2区域的倾斜角度比第1区域的倾斜角度小。也就是在图3所示的实施形态中，棱镜顶角(α+β)采用50～90°范围内的角度，构成第1棱镜面411的第1区域4111与第2区域4112的倾斜角度之差(α-α’)采用10～25°范围内的角度。
在该棱镜顶角(α+β)小于50°的情况下，在偏离棱镜列形成平面法线方向所要求的角度的方向上得到光出射指向性是困难的，在棱镜顶角超过90°的情况下，得到充分的辉度是困难的。棱镜顶角的相对于棱镜列形成平面法线方向的左右分配角度α、β，最好是α在5～50°范围内，β在40～60°范围内，而α在10～40°范围内，β在40～55°范围内则更理想。另外，第1区域4111与第2区域4112的倾斜角度之差(α-α’)以10～25°为宜，15～25°比较理想，17～23°则更好。在该倾斜角度的差(α-α’)小于10°或超过25°的情况下，比较难以在偏离棱镜列形成平面的法线方向所要求的角度的方向上得到指向性出射光。
在本实施形态中，从一次光源发射、射入光入射端面且被引入导光体3内的光线，从光出射面33向图3中右上方斜射，从入光面41的第2棱镜面412被引入光偏转元件4。其一部分由第1棱镜面411的第1区域4111的内表面全反射，向着对棱镜列形成平面法线方向右斜方向(形成第1角度的方向)射出。该路径的光线是符号L11表示的光线。而其另一部分由第1棱镜面411的第2区域4112的内表面全反射，向着对棱镜列形成平面法线方向左斜方向(形成第2角度的方向、L2表示的路径的方向)射出。由此，能够得到主要相对棱镜列形成平面法线方向在第1角度θ1的方向上具有峰值的指向性出射光，以及主要相对棱镜列形成平面法线方向在第2角度θ2的方向上具有峰值的指向性出射光，即得到在两个方向上具有指向性的出射光。角度θ1和角度θ2以设定为例如20～40°为宜，更理想的是设定在25～35°范围内。
本实施形态的光偏转元件4通过在第1棱镜面411上设置相互之间倾斜角度差异在10～25°范围内的第1区域4111与第2区域4112，能够利用这两个区域射出在互不相同的两个方向上的具有指向性的光线。因此能够降低一次电源的电力消耗，同时能够射出在所要求的两个方向上具有良好的辉度的光线。
在本实施形态中，在第1区域4111与第2区域4112之间形成倾斜角度比第1区域4111小，比第2区域4112大的第5区域4113，以此能够得到在具有上述角度θ1的方向、具有第2角度θ2的方向、以及棱镜列形成平面法线方向或其近旁的第3方向具有峰值的指向性出射光，利用这3个区域，能够在3个互不相同的方向上射出具有指向性的出射光。在这种情况下，主要对棱镜列形成平面的法线方向的指向性出射光的发射作出贡献的第5区域4113的宽度以间距P的10～40％为宜，比较理想的范围是12～35％，更理想的是15～30％的范围内。
本发明的导光体3和光偏转元件4可以利用光透射率高的合成树脂构成。这样的合成树脂例如有甲基丙烯酸树脂、丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂。特别是甲基丙烯酸树脂，其光透射率、耐热性、力学性能、成型加工性能优异，是最合适的材料。作为这样的甲基丙烯酸树脂，是以甲基丙烯酸甲脂单位为主成分的树脂，最好是甲基丙烯酸甲脂单位的比例为80重量％以上。形成导光体3及光偏转元件4的粗糙面的表面结构和棱镜列等的表面结构时，也可以利用具有所希望的表面结构的模具构件对透明的合成树脂板进行热压形成，又可以利用网板印刷、挤压成型或注射模塑成型等方法在成型的同时赋予其形状。又可以利用热固化树脂或光固化树脂等形成构造面。还可以在聚酯树脂、丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸(酰)亚胺系树脂等构成的透明薄膜或薄片等透明基体上，在表面上形成活性能量线固化型树脂构成的粗糙结构或透镜列排列结构，也可以利用粘接、熔接等方法将这样的薄片接合在分立的透明基体上形成一体。活性能量线固化型树脂可以采用多官能(甲基)丙烯化合物、乙烯系化合物、(甲基)丙烯酸酯类、烯丙基化合物、(甲基)丙烯酸的金属盐等。
光漫射元件6是以抑制作为图像显示的质量下降的原因的闪烁和辉度斑等为目的、根据需要而使用的元件。考虑到指向性特性、辉度特性、视觉特性以及质量等的平衡，光漫射元件6最好是使用具有使从光偏转元件4射出的光线适度漫射的光漫射特性的光漫射元件6，但是由于使用光漫射元件6，指向性的程度有下降的倾向，因此最好是使用光漫射性弱的光漫射元件。
光漫射元件6可以载置在与光漫射元件6分立的光偏转元件4的出光面侧，也可以在光偏转元件4的出光面侧与光偏转元件4成一整体形成，但是另体配置光漫射元件6的方式比较理想。在另体载置光漫射元件6的情况下，在光漫射元件6的与光偏转元件4相邻的一侧的面上，为了防止与光偏转元件4的粘附，最好是使其具有凹凸结构。同样，在光漫射元件6的出射面上，也需要考虑与配置于其上的液晶显示元件之间的粘附的问题，在光漫射元件6的出射面上也最好是赋予凹凸结构。这种凹凸结构，在仅以防止粘附为目的的情况下，采用平均倾斜角为0.7°以上的结构为宜，比较理想的是1°以上，更理想的是1.5°以上。
光漫射特性可以通过在光漫射元件6中混入光漫射剂，或对光漫射元件6的至少一个表面赋予凹凸结构来赋予。在表面上形成的凹凸结构，在形成于光漫射元件6的一个表面的情况下与形成于两个表面的情况下其程度不同。在光漫射元件6的一个表面上形成凹凸结构的情况下，其平均倾斜角以0.8～12°范围为宜，比较理想的是3.5～7°范围，更理想的是4～6.5°范围。在光漫射元件6的两个表面形成凹凸结构的情况下，其一个表面上形成的凹凸结构的平均倾斜角以0.8～6°范围为宜，比较理想的是2～4°范围，更理想的是2.5～4°范围。在这种情况下，为了抑制光漫射元件6的全光线透射率的下降，最好是使光漫射元件6的入射面侧的平均倾斜角比出射面侧的平均倾斜角大。又，使光漫射元件6的霾系数在8～82％范围内从视觉性能的改良考虑是理想的，更加理想的范围是30～70％，最好是在40～65％范围内。
在如上所述的一次光源1、光源反射器2、导光体3、光偏转元件4、光反射元件5以及光漫射元件6构成的光源装置的发光面(光漫射元件6的表面)上，通过配置液晶显示元件形成液晶显示装置。观察者从图1中的上方在3个方向(即棱镜列形成平面的法线方向、以及在XZ面内与棱镜列形成平面的法线方向分别形成各角度θ1、θ2的方向)上通过液晶显示元件观察液晶显示装置。由于得到集中于所希望的方向上的光照射，所以能够提高对于这3个方向的照明的一次光源的发光量利用效率。
在本发明中，也可以以调整光源装置的视野角度、提高质量为目的，使光偏转元件4和光漫射元件6含有光漫射材料。作为这样的光漫射材料，可以使用与构成光偏转元件4、光漫射元件6的材料折射率不同的透明微粒，例如采用硅珠、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、氟化甲基丙烯酸酯等单独聚合体和共聚体等构成的微粒。作为光漫射材料，有必要对含量、粒径、折射率等进行适当选择，以避免损害光偏转元件4的指向特性和光漫射元件6的适度的漫射效果。例如光漫射材料的折射率，如果与构成光偏转元件4和光漫射元件6的材料的折射率差过小，则漫射效果小，如果过大则产生过大的散射折射作用，因此折射率差以0.01～0.1范围为宜，比较理想的是0.03～0.08，更理想的是在0.03～0.05范围内。又，漫射材料的粒径如果过大则散射过强，会引起闪烁和辉度下降，过小则发生着色，因此平均粒径以0.5～20微米为宜，比较理想的是2～15微米，更理想的是2～10微米。
实施例
以下利用实施例对本发明进行具体说明。以下实施例中的各特性值的测定如下所述进行。
光度分布的测定
采用冷阴极管作为一次光源，在其驱动电路的变换器(哈理逊公司制造的HIU-742A)上施加DC12V电压使其高频点亮。将具有4mmφ的针孔的黑色纸固定于导光体或光源装置的光偏转元件的表面，使针孔位于导光体或光源装置的光偏转元件的表面中央，调整距离以使辉度计的测定圆为8～9mm，在与冷阴极管的长度方向的轴平行的方向的周围，进行调节使角度旋转轴以针孔为中心旋转，使旋转轴一边在+90°～-90°以0.5°的间隔旋转一边用辉度计测定出射光的光度分布(XZ面内)。还有，峰值角度以相对于法线方向倾向于一侧为负值，倾向于另一侧为正值。
平均倾斜角θa的测定
根据ISO4287/1-1987，用触针采用010-2528(1μmR、55°圆锥、金刚石)的触针式表面粗度计(东京精器株式会社制造的SURFCOM570A)以0.03mm/秒的驱动速度测定粗糙面的表面粗糙度。从由该测定得到的图表减去其平均线对倾斜进行修正，利用上述式(1)和式(2)进行计算求得。
实施例1
通过利用丙烯树脂(三菱丽阳株式会社制造的ACRYPET VH5#000)注塑成型，制作一个面为平均倾斜角8°的无光泽面，另一面上并列连续配置在长度300mm的边(长边)的垂直方向上延伸的棱镜顶角100°、间距50微米的棱镜列的210mm×300mm、厚度6mm的14英寸的导光体。沿着与导光体的长度300mm的长边对应的两个侧端面，以光源反射器(丽光株式会社制造的银反射器)覆盖着冷阴极管配置。又，在其他侧端面上粘贴光漫反射膜(东丽株式会社制造的E60)，在棱镜列排列面(背面)上配置反射片。将上述结构组装于筐体内。该导光体在光入射端面和光出射端面两者的垂直面内的出射光光度分布(XZ面内)中，其峰值角度在相对于光出射面的相互相反侧成27°的两个方向上，具有半高宽分别为44°的光度分布。
另一方面，利用折射率为1.5064的丙烯系的紫外线固化树脂制造如下所述结构的棱镜片，即将如同9所示的剖面形状(角度)和尺寸(单位为微米)的棱镜列大致并排连续设置的棱镜列形成面，形成于厚度125微米的聚酯薄膜的一个表面上。
载置得到的棱镜片，以使在上述导光体的光出射面(粗糙面)上棱镜列形成面为导光体侧，在导光体的光入射面上棱镜的棱线平行，从而得到光源装置。求该光源装置的光入射端面和光出射面两者的垂直面内的出射光分布(XZ面内)，如图10所示，在3个方向上具有指向性。
实施例2
除了棱镜片的棱镜列使用图11所示的剖面形状(角度)和尺寸(单位为微米)的构件以外，其他与实施例1相同，从而得到光源装置。求该光源装置的光入射端面和光出射面两者的垂直面内的出射光分布(XZ面内)，如同12所示，在3个方向上具有指向性。
实施例3
除了棱镜片的棱镜列使用图13所示的剖面形状(角度)和尺寸(单位为微米)的构件以外，其他与实施例1相同，从而得到光源装置。求该光源装置的光入射端面和光出射面两者的垂直面内的出射光分布(XZ面内)，如同14所示，在3个方向上具有指向性。
实施例4
除了棱镜片的棱镜列使用图15所示的剖面形状(角度)和尺寸(单位为微米)的构件以外，其他与实施例1相同，得到光源装置。求该光源装置的光入射端面和光出射面两者的垂直面内的出射光分布(XZ面内)，如同16所示，在3个方向上具有指向性。
实施例5
除了棱镜片的棱镜列使用图17所示的剖面形状(角度)和尺寸(单位为微米)的构件，沿着与导光体的长度300mm的边(长边)对应的一个侧端面配置冷阴极管以外，其他与实施例1相同，从而得到光源装置。求该光源装置的光入射端面和光出射面两者的垂直面内的出射光分布(XZ面内)，如同18所示，在3个方向上具有指向性。
工业应用性
本发明涉及构成液晶显示装置等显示装置的边缘照明方式的光源装置以及使用于这种装置的光偏转元件。

Claims (28)

1.一种光源装置，具备：具有在大致相互平行的方向上延伸并相互位于相反侧的第1光入射端面、第2光入射端面、以及光出射面的导光体；分别与所述第1光入射端面和所述第2光入射端面相邻配置的第1一次光源和第2一次光源；以及具有与所述光出射面相对配置的入光面和位于其相反侧的出光面的光偏转元件，其特征在于，
所述导光体的光出射面或位于其相反侧的背面中的至少一个面上，形成有平均倾斜角为0.5～15°的指向性光出射功能部，
在所述光偏转元件的入光面上形成有在与所述第1光入射端面以及所述第2光入射端面大致平行的方向上延伸的相互平行的多个棱镜列，各所述棱镜列分别具有靠近所述第1一次光源一侧的第1棱镜面和靠近所述第2一次光源一侧的第2棱镜面，
所述第1棱镜面具有在所述棱镜列延伸的方向上延伸的第1区域和在所述棱镜列延伸的方向上延伸的第2区域，
所述棱镜列的顶角是80～120°，所述第1区域与所述第2区域的倾斜角度之差为5～20°，所述第2区域与所述第1区域相比，其相对于棱镜列形成平面法线方向的倾斜角度小。
2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第2区域与所述第1区域相比，位于更远离所述棱镜列顶部的地方。
3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，与所述棱镜列的延伸方向垂直的断面上所述第2区域的宽度与所述棱镜列的宽度之比为10～40％。
4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第1区域、所述第2区域、以及所述第2棱镜面中的至少一个由单一平面或曲面构成。
5.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第1区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到相对于所述棱镜列形成平面法线方向形成第1角度的方向上的区域，所述第2区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到所述棱镜列形成平面法线方向或其近旁的方向的区域，所述第2棱镜面是利用内表面反射，至少使从所述光出射面出射、从所述第1棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到相对于所述棱镜列形成平面法线方向形成第2角度的方向上的棱镜面。
6.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于，所述第2角度相对所述棱镜列形成平面法线方向位于与所述第1角度相反一侧的位置上。
7.如权利要求5所述的光源装置，其特征在于，形成所述第2角度的方向是所述法线方向或其近旁的方向。
8.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述第2棱镜面具有在所述棱镜列的延伸方向上延伸的第3区域和在所述棱镜列的延伸方向上延伸的第4区域，所述第3区域和所述第4区域的倾斜角度之差为5～20°，所述第4区域与所述第3区域相比，其相对于棱镜列形成平面法线方向的倾斜角度小。
9.如权利要求8所述的光源装置，其特征在于，所述第4区域与所述第3区域相比，位于更远离所述棱镜列的顶部的位置上。
10.如权利要求8所述的光源装置，其特征在于，与所述棱镜列的延伸方向垂直的断面上，所述第2区域的宽度和所述第4区域的宽度之和与所述棱镜列的宽度之比为10～40％。
11.如权利要求8所述的光源装置，其特征在于，所述第1区域、所述第2区域、所述第3区域、以及所述第4区域中的至少一个由单一平面或曲面构成。
12.如权利要求8所述的光源装置，其特征在于，所述第1区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到相对于所述棱镜列形成平面法线方向形成第1角度的方向上的区域，所述第2区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到所述棱镜列形成平面法线方向或其近旁的方向的区域，所述第2棱镜面是利用内表面反射，至少使从所述光出射面出射、从所述第1棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到相对于所述棱镜列形成平面法线方向形成第2角度的方向上的棱镜面。
13.如权利要求12所述的光源装置，其特征在于，所述第2角度相对所述棱镜列形成平面法线方向位于与所述第1角度相反一侧的位置上。
14.如权利要求12所述的光源装置，其特征在于，形成所述第2角度的方向是所述法线方向或其近旁的方向。
15.如权利要求12所述的光源装置，其特征在于，所述第3区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第1棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到相对于所述棱镜列形成平面法线方向形成第2角度的方向上的区域，所述第4区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第1棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到所述棱镜列形成平面法线方向或其近旁的方向的区域。
16.如权利要求15所述的光源装置，其特征在于，所述第2角度相对所述棱镜列形成平面法线方向位于与所述第1角度相反的一侧的位置上。
17.如权利要求15所述的光源装置，其特征在于，形成所述第2角度的方向是所述法线方向或其近旁的方向。
18.如权利要求1～17中的任一项所述的光源装置，其特征在于，所述导光体使来自光出射面的、出射光光度分布中的峰值光相对于光出射面法线互为相反侧与光出射面法线形成50～80°的至少两个方向的出射光射出，其出射光光度分布的半高宽均为10～50°。
19.一种光源装置，具备：具有作为在大致相互平行的方向上延伸并相互位于相反侧的两个端面之一的光入射端面及光出射面的导光体；与所述光入射端面相邻配置的一次光源；以及具有与所述光出射面相对配置的入光面和位于其相反侧的出光面的光偏转元件，其特征在于，
所述导光体的光出射面和位于其相反侧的背面中的至少一个面上，形成有平均倾斜角为0.5～15°的指向性光出射功能部，
在所述光偏转元件的入光面上，形成有在与所述光入射端面大致平行的方向上延伸的相互平行的多个棱镜列，各所述棱镜列分别具有靠近所述一次光源一侧的第1棱镜面和远离所述一次光源一侧的第2棱镜面，
所述第1棱镜面具有在所述棱镜列延伸的方向上延伸的第1区域和在所述棱镜列延伸的方向上延伸的第2区域，
所述棱镜列的顶角是50～90°，所述第1区域与所述第2区域的倾斜角度之差为10～25°，所述第2区域与所述第1区域相比，其相对于棱镜列形成平面的法线方向的倾斜角度小。
20.如权利要求19所述的光源装置，其特征在于，所述第2区域与所述第1区域相比，位于更远离所述棱镜列顶部的地方。
21.如权利要求19所述的光源装置，其特征在于，所述第1区域、所述第2区域、以及所述第2棱镜面中的至少一个由单一平面或曲面构成。
22.如权利要求19所述的光源装置，其特征在于，所述第1区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到相对于所述棱镜列形成平面法线方向形成第1角度的方向上的区域，所述第2区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到所述棱镜列形成平面法线方向或其近旁的方向的区域。
23.如权利要求22所述的光源装置，其特征在于，所述第2角度相对所述棱镜列形成平面法线方向位于与所述第1角度相反的一侧的位置上。
24.如权利要求19所述的光源装置，其特征在于，所述第1区域与所述第2区域之间具有第5区域。
25.如权利要求24所述的光源装置，其特征在于，所述第5区域的倾斜角度比第1区域的倾斜角度小，比第2区域的倾斜角度大。
26.如权利要求25所述的光源装置，其特征在于，与所述棱镜列的延伸方向垂直的断面上所述第5区域的宽度与的所述棱镜列的宽度之比为10～40％。
27.如权利要求25所述的光源装置，其特征在于，所述第1区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到相对于所述棱镜列形成平面法线方向形成第1角度的方向上的区域，所述第2区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到所述棱镜列形成平面法线方向或其近旁的方向的区域，所述第5区域是利用内表面反射，使从所述光出射面出射、从所述第2棱镜面被引入所述棱镜列内的光线偏转到所述棱镜列形成平面法线方向或其近旁的方向的区域。
28.如权利要求1～27中的任一项所述的光偏转元件。
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