面状照明装置及使用该面状照明装置的液晶显示装置的制作方法

专利名称：面状照明装置及使用该面状照明装置的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用激光作为光源的面状照明装置及使用该面状照明装置的液晶显 示装置。
背景技术：
在显示器面板等所使用的液晶显示装置中，作为背光照明一般利用使用了放电管、发光二极管(LED)等光源的面状照明装置。将这些面状照明装置用于大型显示器等时，要 求高辉度且单色性强的光，因此近年来，也开始研究使用激光光源的结构。这种显示器面板，被期待应用于壁挂电视，并迫切希望在大型化、薄型化的同时削减 功耗。在大型液晶电视中，6成以上的功耗是被背光照明消耗的，因此削减背光照明的功耗 极为重要。作为用于削减功耗的方法，除了提高背光照明的光利用效率的办法以外，还提 出一种配合映像的场景对背光照明进行细致地辉度调整，抑制光源的发光量的方法(背光 控制)，并加以实际应用。这种背光控制(backlight control),与让背光总是以最大辉度照 明的情况相比，可以削减约20%的背光的功耗。而且，作为发展该背光控制的技术，还提出一种将画面分割为多个区域，对每个区域 调整背光的辉度的技术(区域点亮(local dimming))。作为可对每个区域调整背光的辉度的结构，有在平面上排列LED元件的直下型背光 结构，或者，例如日本专利公开公报特开2007-214142号(以下称作"专利文献l")所公 开的排列多个使光从侧面入射并从主面射出的边缘光导光板的结构等。另外，作为对每一像素进行辉度调整的图像显示装置，还提出一种激光投影机(例如 日本专利公开公报特开2007-140009号(以下称作"专利文献2"))。但是，在平面上排列LED元件的结构中，为了得到均匀的照明需要把光源与液晶显 示面板间的距离拉开，因此难以实现薄型化，如果为了实现薄型化而增加LED元件的数 目，则成本会成为问题。另外7横的分割数，则由于作为光源的荧光灯或亮灯电路也会增加，从而导致成本激增。另外，在专利文献2所示的结构中，由于需要非常多的光纤，因此很昂贵，也难以实 现薄型化。而且，如专利文献2那样为了扫描画面对每一像素进行辉度调制，需要非常高速地调 制光源光量，至少绿色光源需要使用外部调制器。其理由在于，绿色激光光源一般使用以 固体激光器或光纤激光器作为基波的SHG光源，而这种光源无法高速调制。因此，通常， 在使绿色光源总是发光的状态下，需要由外部调制器调制透射率来实现光源的调制，因而 无法削减功耗。发明内容本发明的目的在于提供一种面状照明装置及使用该面装照明装置的液晶显示装置，可 对多分割的每个区域进行辉度(luminance)调整，并实现装置的薄型化。本发明所提供的面状照明装置包括光源；让从上述光源射出的光扫描而生成扫描光 的扫描部；结构为让上述扫描部的扫描范围中的不同扫描区间的扫描光分别射入的多个导 光路；以及具有将由上述各导光路引导的光分别射出的多个发光区域的照明部；上述发光 区域的数目为2以上1000以下，上述各发光区域，随着扫描光分别射入上述各导光路而 依次发光。另外，本发明所提供的液晶显示装置包括液晶显示面板；以及从背面一侧照明上述 液晶显示面板的背光照明装置，作为上述背光照明装置使用上述面状照明装置。而且，本发明还提供一种液晶显示装置，它包括液晶显示面板；以及从背面一侧照 明上述液晶显示面板的背光照明装置，作为上述背光照明装置使用如上所述的本发明所涉 及的面状照明装置；光源控制部，按照上述液晶显示面板所显示的图像数据在各区域的每 一色彩的辉度分布，设定面状照明装置的对应区域的辉度分布。根据本发明，可以提供一种能够实现装置的薄型化，并可对多分割的区域的每一区域 调整辉度的面状照明装置及使用该面装照明装置的液晶显示装置。


图1是表示实施例1的面状照明装置的概要结构的立体图。 图2是从背面看到的图1的面状照明装置的概要结构图。 图3是从图2的III方向看到的面状照明装置的主要部分的侧视图。状照明装置的主要部分的剖视图。 图5表示将图1至图4所示的面状照明装置作为背光照明装置来使用的液晶显示装置 的概要结构。
图6是用于说明图5的液晶显示装置中的发光区域的光量控制的概要图。 图7是表示图1的面状照明装置中的分歧导光体的变形例的立体图。 图8是从背面看到的搭载了用于让光在360度的范围内扫描的扫描光学系统的面状照 明装置的概要结构图。
图9是放大表示图8的扫描光学系统的立体图。
图IO是从导光板侧看到的具有导光路的二维光子晶体的概要结构图。
图11是图10的XI部的放大立体图。
图12是从背面看到的本发明实施例2的面状照明装置的概要结构图。
图13表示位于图12的XIII部的出射部的立体图。
图14是从背面看到的本发明实施例3的面状照明装置的概要结构图。
图15是从图14的XV方向看到的侧视图。
图16表示图14的符号64所示的部分的立体图。
图17是从背面看到的以薄片状构成光纤束的出射端的面状照明装置的概要结构图。 图18是从图17的XVIII方向看到的面状照明装置的侧视图。 图19是图18的符号69所示的部分的放大图。
图20是表示具有用来偏振分离偏振方向不同的2束激光的复合棱镜的扫描光学系统 的相当于图16的图。
图21是表示具有带有波长转换功能的复合棱镜的扫描光学系统的相当于图16的图。
图22是放大表示图21的光纤束的出射端的立体图。
图23是从图22的XXIII方向看到的侧视图。
图24是表示使用LED元件作为光源的面状照明装置的概要图。
图25是图24的光纤束与导光板的光学连接结构的变形例。
图26是表示使来自激光光源的激光聚光并射入光纤束的面状照明装置的概要图。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，对相同要素标注相同符号，有 时省略说明。另外，附图中，示意性地示出主要的结构要素，以便于理解发明。(实施例1)
图1是表示实施例1的面状照明装置10的概要结构的立体图。图2是从背面看到的 图1的面状照明装置10的概要结构图。图3是从图2的III方向看到的面状照明装置的 主要部分的侧视图。图4是从图2的IV方向看到的面状照明装置的主要部分的剖视图。
在图1至图4中，面状照明装置10包括激光光源11;用于合波从激光光源11射 出的激光的分色镜(dichroicmirror)13、 14;聚光透镜16;光纤17;准直透镜(collimator lens)18;让来自光纤17的出射光偏振扫描的多边镜(polygon mirror)19;分歧分歧导光 体(bmnched light guide) 20;导光板21;以及光源控制部22。此外，图中的虚线表示在 分歧导光体20和导光板21的内部传播的传播光。
激光光源ll包括红色激光光源(R光源)IIR、绿色激光光源(G光源)IIG、和 蓝色激光光源(B光源)IIB。
分色镜13、 14将从各激光光源IIR、 IIG、 IIB射出的红色激光(R光)12R、绿色 激光(G光)12G和蓝色激光(B光)12B合波成激光15。
分歧导光体20包括用于让来自多边镜19的扫描光入射的入射面20i;引导从入射 面20i入射的扫描光的8个导光路26a至26h;以及用于分别使由导光路26a至26h引 导的光以线状射出的线状出射部20a至20h。
导光路26a至26h，让多边镜19的扫描范围中不同的扫描区间的扫描光分别射入。 也就是，射入入射面20i的扫描光被分歧成8束而被导入各导光路26a至26h。接着，各 导光路26a至26h将扫描光分别导向线状出射部20a至20h。
分歧导光体20，例如由亚克力(acrylic)制成，使射入分歧导光体20的光在分歧导光 体20的侧面不断重复全反射地而被传播至线状出射部。
线状出射部20a至20h基本上呈方形的剖面形状。另外，在线状出射部20a至20h 的与导光板21相邻的面相反一侧的面上，如图3所示，形成有使导光体内部传播过来的 传播光偏向导光板21的偏向沟28。
导光板21，如图1至图4所示，包括分别紧贴在分歧导光体20的线状出射部20a 至20h上加以配置的多个入射部；使从各入射部入射的光偏向的反射部21a至21h;以及 与上述各入射部对应的8个发光区域27a至27h，构成将从各入射部入射的光从发光区域 27a至27h射出。此外，对从导光板21射出的照射光标注符号23。
反射部21a至21h使从上述各入射部垂直射入主面的光偏向与主面平行的方向。在与 上述导光板21的各发光区域27a至27h相对置的面上具有偏向沟29，该偏向沟29将从各反射部21a至21h被引导的传播光偏向发光区域27a至27h。
此外，本实施例中，对具有多个入射部以及与其对应的多个发光区域27a至27h的导 光板21进行了说明，但也可以将被分离的多个导光板进行排列而作为整体构成一个导光 板。
此外，图1中为了易于观察结构而将分歧导光体20与导光板21分开示出，但实际上， 如图2至图4所示，分歧导光体20与导光板21重叠，使得分歧导光体20的线状出射部 20a至20h与导光板21的入射部贴紧。
光源控制部22包括控制R光源11R的出射光量的R光源控制部22R;控制G光 源11G的出射光量的G光源控制部22G;以及控制B光源11B的出射光量的B光源控 制部22B。
这里，光源的出射光量的控制，可以是控制连续振荡的激光的发光量，也可以是以脉 冲发光的激光的发光次数控制发光量。
接下来，对如此构成的面状照明装置10的动作进行说明。
如图2所示，从R光源IIR、 G光源11G和B光源11B射出的激光12R、 12G和 12B通过分色镜13、 14作为RGB光而汇总为1束激光15。
激光15通过聚光透镜16而被聚光并被导入光纤17内。从光纤17射出的激光15， 通过准直透镜18成为平行光或会聚光，到达多边镜19，通过多边镜19偏向扫描，并从 入射面20i射入分歧导光体20。
射入分歧导光体20的扫描光，按照扫描区间，射入被分歧的8路导光路26a至26h 的其中之一，并在导光路26a至26h的内部一边反复地全反射一边传播。在导光路26a 至26h内传播的扫描光到达分别位于各导光路26a至26h的先端的线状出射部20a至20h 的其中之一。由于扫描光所到达的线状出射部20a至20h随着多边镜19的扫描区间而改 变，所以扫描光不是同时被导向多个线状出射部20a至20h，而是随着多边镜19的扫描， 射出扫描光的线状出射部20a至20h依次切换。
这里，例如，到达线状出射部20d的光，如图3所示，通过偏向沟28偏向与导光板 21的主面(发光区域27d)基本上垂直的方向，射入导光板21。该光，如图4所示，由 导光板21的反射部21d反射，并沿着与导光板21的主面平行的方向行进，通过形成在导 光板21的偏向沟29而被偏向，作为照射光23从导光板21的主面射出。此时，从分歧导 光体20向导光板21射出光的线状出射部20a至20h依次切换，因此导光板21中被8分 割的发光区域27a至27h，随着多边镜19的扫描按顺序发光。根据如此构成的面状照明装置10，通过将光源的出射光量保持恒定，可以实现均匀性 高的照明。
另夕卜，如果使用光源控制部22，配合照射光23从各发光区域27a至27h射出的时机 来控制出射光量，则也可以改变各发光区域27a至27h的每一区域的辉度。
而且，通过独立地控制从各光源IIR、 IIG、 IIB射出的各色的光量，也可以对每个 区域改变射出的RGB光的比率。
而且，上述实施例的面状照明装置10，由于存在的光学元件少，所以能够实现较高的 光利用效率，并能够实现薄型化。
图5表示使用图1至图4所示的面状照明装置10作为背光照明装置的液晶显示装置 25的概要结构。具体地，图5示出图3所示的面状照明装置10和液晶显示面板30的概 要剖视图。
参照图5，液晶显示装置25包括液晶显示面板30和面状照明装置10。面状照明装 置10具有与图l至图4所示的装置同样的结构，所以省略说明。
液晶显示面板30包括偏振板31、玻璃板32、液晶33、彩色滤光器34、玻璃板35、 以及偏振板36。
在如此构成的液晶显示装置25中，从面状照明装置10射出的照射光23，透过液晶 显示面板30的偏振板31，并通过玻璃板32由液晶33调制。然后，由液晶33调制的照 射光23，通过彩色滤光器34、玻璃板35和偏振板36，作为液晶显示装置25的图像而被 显示。
这里，如图6所示，可以将液晶显示装置25所显示的图像划分为几个区域，按照这 些区域中的图像的辉度，对与该区域对应的背光(面状照明装置10的照射光23)的辉度 进行调整。
具体地，在图6所示的例子中，由于左下的区域所显示的图像的辉度最低，所以该区 域的背光的辉度最小。而上段的中央两个区域所显示的图像的辉度最高，所以该区域的背 光的辉度最高。这样，可以根据图像的辉度部分降低背光的辉度，因此与配合图像中的最 高辉度将全部区域的辉度设定得较高的情况相比，可以实现功耗的降低。
如上所述，根据使用可对多分割的发光区域27a至27h的每个区域调整辉度的面状照 明装置10作为背光的液晶显示装置25，通过进行按照显示的映像的每个区域的辉度信息 对每个区域调整背光的辉度的区域点亮(local dimming),与全部区域为白色并总是全发光 的情况相比，能够大幅度地降低功耗，并提高对比度。另外，通过对从各光源11R、 IIG、 IIB射出的RGB光的光量独立地进行辉度调整， 与以白色对各区域进行辉度调整的情况相比也能够降低功耗。而且，如上述实施例所示， 通过使用激光光源作为光源ll，能够实现色彩再现性广、高画质、薄型的液晶显示装置。
此外，在本实施例中，对将导光板21和液晶显示面板30的区域进行了8分割时的实 施例进行了说明，但分割数并不限定于8，通过设定2以上1000以下的分割数，也可以 得到上述的效果。其理由如下
导光板21和液晶显示面板30的分割数(发光区域的数目)越多，可以越细致地进行 被分割的发光区域的辉度调整，所以功耗削减的效果越好。可以最细致地进行辉度调整(区 域点亮)是在对每一像素进行辉度调整的情况下，但此时的功耗削减效果据说大约有6成 至7成。另一方面，即使是将分割数设为数百时的辉度调整(区域点亮)，也报告有5成 以上的功耗削减效果。因此，通过将导光板21的发光区域以2以上1000以下的数目进行 分割，可以有效地得到消减功耗的效果。
另外，并不旨意限定分歧导光体20的导光路26a至26h的形状，而较为理想的是， 如图7所示，导光路26a至26h呈截面积向着扫描光传播的方向缓缓扩大的锥状。
具体地，图7所示的各导光路26a至26h呈厚度尺寸从入射面20i向线状出射部20a 至20h缓缓增大的形状。
这样，导光路26a至26h呈截面积向着线状出射部20a至20h扩大的锥状。因此， 线状出射部20a至20h内的传播光，随着在导光路26a至26h内行进，在该导光路26a 至26h的侧面被全反射，行进方向的偏差变小而且被均匀化。其结果，从线状出射部20a 至20h射出的光的偏差也得以减小，因此，通过增加从线状出射部20a至20h射出的光 中的、被反射部21a至21h全反射的光的比例，可以提高光的利用效率。
另外，由于可以让光以规定的发散角射入导光板21，所以能够使各发光区域27a至 27h的每个区域均匀发光。
因此，通过利用图7所示的分歧导光体20，可以高效率地将光导入导光板21的入射 部，使其均匀发光。
此外，在图7所示的分歧导光体20中，是通过缓缓增加厚度尺寸来增大各导光路26a 至26h的截面积，但通过增加各导光路26a至26h的宽度尺寸，也可以增大截面积。
另外，本实施例中，导光路26a至26h由实心的导光体(分歧导光体20)形成，但 也可以由具有可反射扫描光的内侧面的中空的导光管构成。对于实心的导光体，如果导光 路变长，则有时不能忽视由导光体自身造成的光吸收，而使用导光管则可以降低光吸收导致的效率损失。
而且，在本实施例的面状照明装置10中，导光路26a至26h被配置在同一平面上， 但导光路26a至26h，也包括入射面20i在内，可以被配置成多个导光路重叠，也可以被 配置成多个导光路立体交叉。
另外，在上述实施例中，为了让射入分歧导光体20的光扫描而使用了多边镜19，但 也可以使用单轴或双轴的MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)镜来切换导光路 26a至26h。如此构成，能够实现扫描光学系统的小型化，并且实现薄型的面状照明装置。
而且，作为扫描光学系统，也可以是将具有一个反射面的镜相对于光轴倾斜配置，通 过让该镜绕与光的入射方向(光轴方向)平行的旋转轴转动，让光在360度的范围内扫描。 如此构成，能够实现可在更多分割的细小范围进行辉度调整的面状照明装置。下面说明该 结构。
图8是从背面看到的搭载了用于让光在360度的范围内扫描的扫描光学系统46的面 状照明装置40的概要结构图。图9是放大表示图8的扫描光学系统46的立体图。
参照图8，面状照明装置40包括360度的扫描光学系统46、分歧导光体44、以及 导光板45。分歧导光体44和导光板45的基本结构与图1至图4所示的分歧导光体20和 导光板21相同，这里省略说明。但是，在面状照明装置40中，将发光区域的分割数设为 12，这点与图1至图4所示的面状照明装置10不同。
参照图8和图9，扫描光学系统46包括镜41、以及构成绕旋转轴43转动的旋转镜42。
镜41具有相对于旋转轴43倾斜大约45度的反射面。该镜41相对于光源11 (参照 图2)被固定。在本实施例中，光源ll，如图9所示，与旋转轴43正交，且沿着相对于 镜41的反射面倾斜大约45度的光轴照射激光15。
同样地，旋转镜42具有相对于旋转轴43倾斜45度的反射面。旋转镜42，在分歧导 光体44中形成的圆形的孔44b内可绕旋转轴43转动地受到支撑。此外，在本实施例中， 分歧导光体44的孔44b的内侧面作为入射部44a而发挥功能。
在如此构成的面状照明装置40中，激光15通过镜41被偏转向与旋转轴43的轴线平 行的方向并沿着旋转轴43行进，再通过旋转镜42在与旋转轴43正交的方向上反射。
通过旋转镜42绕旋转轴43转动，激光15在360度的范围内扫描分歧导光体44的 入射部44a，射入分歧导光体44。
射入分歧导光体44的扫描光，按照扫描位置，通过被分歧成12路的导光路的其中之页
一而到达线状出射部，在线状出射部偏向导光板45而射入导光板45。此外，本实施例中， 导光板45的12个导光路也可以被构成旋转镜42的360度的扫描范围中不同的扫描区间 的扫描光分别射入。
射入导光板45的扫描光，从在上述导光板45的主面设定的12个发光区域中、与上 述分歧导光体44的导光路对应的发光区域射出。
根据这种面状照明装置40，与上述面状照明装置10同样，通过对分歧导光体44的 入射部44a扫描激光15，导光板45上设定的各发光区域依次发光。
另外，根据面状照明装置40，与上述面状照明装置10同样，能够进行每个区域的辉 度调整，因此通过与液晶显示面板30 (参照图5)组合并进行区域点亮，可以削减功耗。
而且，在面状照明装置40中，由于设定了 360度的较广的扫描范围，所以易于增加 分割该扫描范围而加以设定的操作区分的数目，其结果可以增加发光区域的数目并提高功 耗的削减效果。
另外，如面状照明装置40那样，在使用旋转镜42时，与使用多边镜时不同，可以将 射向反射面的入射光的入射角设为一定。因此，根据面状照明装置40，可以减轻反射率的 入射角特性对旋转镜42的影响，并且，因为也没有多边镜的边缘部分产生的光量损失， 所以能够提高光利用效率。
另夕卜，上述的面状照明装置IO、 40的分歧导光体20、 44和线状出射部，也可以采用 将折射率不同的材料二维地周期排列的光子晶体(photonic crystal)的结构。
该光子晶体具有与面内方向(in-plane direction)的大小相比足够薄的板状主体(slab-like main body)。该主体具有折射率与所述主体不同的异折射率部被周期地排列的区域、和 通过部分增加或减少异折射率部的数目来破坏周期结构的缺陷区域(defect region)。在异 折射率部被周期排列的区域中，形成有光子带隙(photonicband gap),由于具有该范围内 的能量的光无法存在，所以在对该光子晶体射入指定波长的光时，仅在缺陷区域的附近存 在光。因此，通过以线状形成该缺陷区域，可以将其作为对于指定波长的光的导波路(即， 导光路)，另外，通过以点状形成缺陷区域，也可以聚集在其周围无法存在的光并在与主 体的主面垂直的方向抽出光。
图10是从导光板侧看到的具有导光路的二维光子晶体的概要结构图。图11是图10 的XI部的放大立体图。
此外，虽然需要按传播的光的每一波长形成不同的导光路，但由于形成不同的导光路 仅需让周期不同即可实现，所以在图10中，省略其他的导光路仅示出l条导光路。图10和图11中，二维光子晶体包括板状的主体100、在主体IOO形成的空气孔(异
折射率部)101、在上述主体100形成的线状缺陷导波路(linear defect light guide path)102、在主体100形成的点缺陷部(spot defect portion)103、以及配置在主体100的 背面的反射膜104。
主体100具有内层(core layer)以及在该内层的上下的主面形成的包层(clad layer)。上 述内层例如由硅构成。上述包层是折射率低于上述内层的薄膜。
空气孔101在主体100的平面方向上被周期地配置，并被形成在厚度方向上贯通内层。
线状缺陷导波路102，通过调整空气孔101的周期结构而加以形成，具体地，通过线 状配置主体100中没有设置空气孔101的缺陷部分而予以形成。
点缺陷部103，与线状缺陷导波路102同样，作为没有设置空气孔101的部分而形成。 这里，点缺陷部103，仅被设置在线状缺陷导波路102的附近位置，对应导光板的入射部 以线状排列多个而配置。因此，由线状缺陷导波路102引导的指定波长的光，通过位于该 线状缺陷导波路102的附近的点缺陷部103作为线状的光射出到导光板一侧。也就是，在 主体100形成的点缺陷部103构成线状出射部。
如此构成，通过旋转镜42在360度的范围内扫描而射入二维光子晶体(主体IOO) 的扫描光，按每一射入的扫描区间和波长被分歧，射入与上述扫描区间和波长对应的线状 缺陷导波路102。
射入线状缺陷导波路102的扫描光，根据扫描位置，通过按各波长分别被分歧成12 路的导光路的其中之一到达线状出射部(点缺陷部103)。
这里，沿着线状缺陷导波路102而被引导的扫描光的一部分，通过配置在该线状缺陷 导波路102的附近的相当于线状出射部的点缺陷部103，向主体100的主面方向射出。
从主体IOO射出的光中、射出到导光板一侧的光射入导光板，射出到主体100的背面 一侧的光也通过反射膜104反射而射入导光板。
如果使用利用了这种二维光子晶体的导波路，则通过调整空气孔101在板状的主体 IOO中的形成的方式，可以形成多个导光路，因此，如上述实施例，与形成多个物理导光 路的情况相比，可以实现更薄型的、效率更好的面状照明装置。
(实施例2)
图'12是从背面看到的本发明实施例2的面状照明装置50的概要结构图。图13表示 位于图12的XIII部的出射部51a的立体图。图12和图13中，光源部分与第1实施例相同，所以省略图示和说明。
参照图12，面状照明装置50包括扫描光学系统46 (参照图9)、分歧导光体51、 扩散膜(diffusion sheet )54、以及反射膜(reflective sheet)55。扫描光学系统46包括图9 所示的旋转镜42。
分歧导光体51使光从分歧的各导光路的先端的出射部51a射出。这里，关于图12 所示的各导光路，其出射部51a全部与图13的结构相同。
具体地，出射部51a包括相对导光路的厚度方向实质上倾斜45度而形成的倾斜面 52、以及使通过该倾斜面52反射的光扩散并射出的扩散面53。
出射部51a的倾斜面52例如被施加了反射涂层，使得传播光全反射。
反射膜55具有在与设定在扩散膜54的各发光区域的中央位置相对置的范围设置的开 口。从上述导光路的扩散面53射出的光，通过反射膜55的开口被导向扩散膜54。
扩散膜54， 一边扩散从上述导光路的扩散面53射出的光中的一部分光一边让该一部 分光透过，并反射剩余的部分。
具体地，扩散膜54的面对分歧导光体51的出射部51a的一主面，让来自导光路的光 中的一部分透过，并且反射一部分。另外，来自导光路的光的扩散，通过扩散膜54内部 的折射率分布，或者通过在扩散膜54的与分歧导光体51相反的一侧的主面形成的凹凸形 状来实现。
在如此构成的面状照明装置50中，从光源射出的激光，通过旋转镜42反射在360 度的范围内扫描，射入分歧导光体51。
射入分歧导光体51的扫描光，根据扫描位置，通过被分歧成24路的导光路部分的其 中之一到达出射部51a。到达出射部51a的光，通过倾斜面52而被偏向，通过扩散面53 扩散从分歧导光体51射出，并到达扩散膜54。
透过了扩散膜54的分歧导光体51侧的主面的光，进一步被扩散后从扩散膜54射出。 而通过扩散膜54的分歧导光体51侧的主面反射的光，在扩散膜54与反射膜55之间反复 反射，最终会从扩散膜54扩散射出。由此，均匀的光从设定在扩散膜54的多个发光区域 被扩散射出。
在该面状照明装置50中，由于分歧导光体51的出射部散落分布在同一面内，所以通 过让射向分歧导光体51的入射光扫描，扩散膜54的各发光区域依次发光。
这里，如果将光源的出射光保持恒定，则可以实现均匀性高的面状照明。另外，如果 配合扩散膜54的各发光区域发光的时机，通过光源控制部控制出射光量，则可以对每一光色。由此，与实施例1同样，可与液晶显示面板30组 合并进行区域点亮，能够实现低功耗、对比度高的液晶显示装置。
而且，由于在这种结构中采用不使用导光板的直下型结构，所以与实施例1的结构相 比可以进一步提高光利用效率。
此外，在本实施例中，如果在扩散膜54与反射膜55之间设置划分各发光区域的格子 状的内壁，则通过导光路而被导向各发光区域的光不会泄漏到相邻的照明区域，因此能够 实现对比度良好的区域点亮。
(实施例3)
图14是从背面看到的本发明实施例3的面状照明装置60的概要结构图。图15是从 图14的XV方向看到的的侧视图。图16表示图14的符号64所示的部分的立体图。图 16中，对与实施例l相同的结构要素标注相同号码，并省略其说明。另外，光源部分与实 施例1相同，所以也省略图示。
参照图14和图15，面状照明装置60包括扫描光学系统46、光纤束61、以及让从 光纤束61射出的光射入的导光板62。
光纤束61，包括作为一端部的出射端以线状排列而配置的多条光纤。
导光板62包括设定有多个发光区域的出射面62c、以及在与该出射面62c相反的一 侧的面交互设置的入射面62a和偏向部62b。从入射面62a射入该导光板62的光，通过 偏向部62b偏向而从出射面62c射出。
更具体地，在导光板62的出射面62c的相反一侧的面，形成有沿规定方向延长的多 个峰，在构成该峰的斜面中朝向规定方向的斜面上设有入射面62a，在朝向相反方向的斜 面上设有偏向部62b。
光纤束61以线状排列的出射端被光学地粘着在入射面62a。另外，在偏向部62b设 有用于使从入射面62a射入的光偏向出射面62c的偏向沟。
与导光板62的各发光区域连接的光纤束61按每一对应的发光区域被捆扎。这样，按 每一发光区域捆扎的多个光纤束的入射端，如图16所示，被配置在旋转镜42的周围。
具体地，将旋转镜42的360度的扫描范围分割为多个扫描fe分，各光纤束61被设置 在旋转镜42的周围，使得与指定的发光区域连接的光纤束的入射端被配置在各扫描区分。 因此，按照旋转镜42的扫描区分，能够依次切换扫描光射入的光纤束61。
在如此构成的面状照明装置60中，激光15通过反射镜41被偏向，并通过旋转镜42反射在360度的范围内扫描，射入按导光板62的每一发光区域而被捆扎的光纤束61中。 射入光纤束61的扫描光，按照旋转镜42的扫描位置通过其中一束光纤束从入射面
62a射入到导光板62内。
射入导光板62的光，通过偏向部62b被偏向，从出射面62c射出。此时，按照旋转
镜42的扫描区分，可以切换扫描光射入的光纤束61，所以能够使与该光纤束对应的发光
区域依次发光。
这里，如果使光源的出射光保持恒定，则能够实现均匀性高的面状照明。另外，如果 配合导光板62的各区域发光的时机，通过光源控制部22来控制出射光量，则能够改变各 照明区域的每一区域的辉度和发光色。由此，与实施例l同样，可与液晶显示面板30组 合来进行区域点亮，从而能够实现低功耗、高对比度的液晶显示装置。
而且在这种结构中，由于利用光纤将光导向导光板的各区域，所以还能将扫描光学系 统配置在导光板的背面以外，从而实现非常薄型的面状照明装置和液晶显示装置。
此外，本实施例中，是在l个导光板上设定多个发光区域，但也可以为各发光区域分 别设置导光板。
另外，本实施例中，采用的是将构成光纤束的各光纤的出射端的端面分别与导光板连 接的方式，但也可以将多条光纤组成的光纤薄片(fiber sheet)的主面作为发光区域来利用。 也就是，可以采用光从多条光纤以薄片状排列以使得彼此的轴线相互平行的光纤薄片的主 面射出、即光从各光纤的侧面射出的结构，将该光纤薄片的主面作为发光区域加以利用。 下面来说明该结构。
图17是从背面看到的以薄片状构成光纤束的出射端的面状照明装置70的概要结构 图。图18是从图17的XVIII方向看到的面状照明装置70的侧视图。图19是图18的符 号69所示的部分的放大图。另外，虚线表示在光纤内传播的光。
在图17至图19中，面状照明装置70包括扫描光学系统46和光纤束63。
光纤束63包括多条光纤，其出射侧的端被加工成光纤薄片。具体地，光纤薄片是通 过各光纤的出射端被加以排列以使得彼此的轴线相互平行而构成的。
该光纤薄片具有向与包含各光纤的轴线的平面正交的方向射出光的结构。下面，将位 于光射出的一侧的各光纤的表面称作光纤薄片的出射面来加以说明。
如图19所示，在位于光纤薄片的与出射面相反的一侧的内层66和包层67设有楔状 的沟68。在光纤薄片内传播的光通过楔状的沟而被偏向光纤薄片的出射面。
而且，本实施例中，与上述实施例不同，不设置导光板，而利用光纤薄片的出射面作为发光区域。也就是，通过在同一平面上排列光纤薄片，构成作为整体具有多个发光区域 的面状照明装置70。
这样，根据利用光纤薄片代替导光板的结构，与上述实施例相比较能够进一步实现薄 型化，而且，也没有从光纤到导光板的连接损失，从而提高光利用效率。
在上述的实施例中，对作为扫描光学系统46使用旋转镜42的结构进行了说明，但也 可以使用偏振分束镜或分色镜来附加偏振分离或波长分离功能。下面，对这些具体结构进 行说明。
图20是表示具有用来偏振分离偏振方向不同2束的激光的复合棱镜(compound prism)的扫描光学系统的相当于图16的图。
参照图20，本实施例的面状照明装置包括激光光源71a、激光光源72a、偏振分束 镜73、 1/4波长板79a、上述反射镜41、 1/4波长板79b、复合棱镜74、以及双层光纤 75。
激光光源71a在可控制光量的状态下射出S偏振的激光71。 激光光源72a在可控制光量的状态下射出P偏振的激光72。 偏振分束镜73，让P偏振的激光72透过，并反射S偏振的激光71。 1/4波长板79a，将激光71转换为顺时针转的圆偏振光，并将激光72转换为逆时针 转的圆偏振光。
1/4波长板79b，将顺时针转的圆偏振光恢复到S偏振，并将逆时针转的圆偏振光恢 复到P偏振。
复合棱镜74包括偏振分束镜面74a和反射面74b。在该复合棱镜74的入射侧的端面 一体地设置有1/4波长板79b。而且，复合棱镜74可与1/4波长板79b —起绕旋转轴43 转动。
双层光纤75包括光纤束75a和光纤束75b，分别通过这些光纤束75a、 75b将光导 向导光板的不同发光区域。
在这种结构中，从激光光源71a、 72a射出的激光71、 72,通过偏振分束镜73被合 波，再通过1/4波长板79a被导向反射镜41。
被反射镜41反射的激光71、 72，通过1/4波长板79b被导向复合棱镜74，再通过 该复合棱镜74被偏振分离并且旋转扫描。
扫描的激光71射入光纤束75a。而扫描的激光72射入光纤束75b。射入光纤束75a 和光纤束75b的激光71、 72，分别被导向导光板的不同发光区域。这样，在图20所示的方式中，由于可以设定两个扫描光学系统的360度的扫描范围， 因此，通过将激光71和激光72分别导向不同的发光区域，可以对被更细致地分割的发光 区域进行辉度调整。
本发明是通过细致地分割面状照明装置的发光区域，并时分割光源的光来依次照明各 发光区域，配合该照明的时机进行光源的光量控制。
这里，分割数越多各发光区域的照明时间越短，要求高速进行光源的光量控制，但由 于光量控制的速度有限度，所以如果使光源的数目固定，发光区域的分割数会根据光量控 制的速度的限度而受到限制。因此，为了更细致地分割并控制照明区域，需要增加光源的 数目。
这里，在增加光源的数目时，例如，如果像图20所示那样构成扫描光学系统，则通 过一个扫描光学系统可以让从独立的两个光源71a、 72a射出的激光71、 72扫描，因此， 即使不增加新的扫描光学系统也可以提高光量控制的速度，从而可以抑制装置的大型化或 成本的增加。
另外，在使用SHG光源作为G光源时，与R光源、B光源相比，G光源的光量控制 的响应速度变慢，因此，如果对全部的R光源、G光源和B光源将发光区域的数目设为恒 定，则照明区域的最大分割数受到G光源的响应速度的限制。因此，通过使由扫描光学系 统扫描一个周期的期间内的R光源、B光源的调制次数多于G光源，可以增加对R光源、 B光源的发光区域的分割数使其多于对G光源的发光区域的分割数，所以与对全部RGB 光源以相同的分割数进行区域点亮的情况相比，能够削减功耗。
或者，通过增加可独立调制的G光源的数目使其多于可独立调制的R光源、B光源的 数目，也能够对全部RGB光增加发光区域的分割数以提高区域点亮的效果。此时，通常 需要R光源、B光源用的扫描光学系统的其中之一和G光源用的至少两个扫描光学系统， 但通过利用图20所示的结构，可以减少扫描光学系统的数目。
另外，作为用于增加进行独立调制的光源的数目并减少或者维持扫描光学系统的数目 的方法，例如，也可以使用作为扫描光学系统的多边镜让激光从2个方向入射。
另外，作为扫描光学系统也可以使用图21所示的具有波长分离功能的复合棱镜。图 21是表示具有带有波长转换功能的复合棱镜的扫描光学系统的相当于图16的图。
参照图21,本实施例的面状照明装置的扫描光学系统，具有复合棱镜76和三层光纤 束77，这点与图16所示的扫描光学系统46不同。
复合棱镜76包括R光反射面76a、 B光反射面76b、以及反射面76c，具有RGB分离功能。另外，复合棱镜76可绕旋转轴43转动地受到支撑。
三层光纤束77包括光纤束77R、光纤束77G、以及光纤束77B。这三层光纤束与图 17至图19所示的光纤束63基本上相同，但在以下方面有所不同。
具体地，光纤束77R用于传播R光。该光纤束77R的入射端，如图20所示，被配 置成包围复合棱镜76的周围。另外，光纤束77R按复合棱镜76的扫描区间分别由多条 光纤捆扎而成。
光纤束77B用于传播B光。该光纤束77B的入射端，包围复合棱镜76，并被配置在 上述光纤束77R之下。而且，光纤束77B按复合棱镜76的扫描区间分别由多条捆扎而成。
光纤束77G用于传播G光。该光纤束77G的入射端，包围复合棱镜76，并被配置在 上述光纤束77B之下。而且，光纤束77G按复合棱镜76的扫描区间分别由多条光纤捆扎
而成o
而且，三层光纤束77的出射端，如图22所示，为光纤薄片。具体地，图22表示位 于复合棱镜76的同一扫描区间的光纤束77R、 77G、 77B。
构成这些光纤束77R、 77G、 77B的多个光纤的出射端，被排列配置以使各轴线相互 平行，通过将这些光纤保持在板部件78上，作为整体构成光纤薄片。各光纤的颜色顺序 和间隔，与液晶显示面板30的亚像素(subpixel)的颜色顺序和间隔对应。下面，就这点进 行说明。
图23是从图22的XXIII方向看到的的侧视图。此夕卜，图23还示出液晶显示面板30 的剖面图以便明白亚像素的间隔。
参照图23，液晶显示面板30包括透过R光的彩色滤光器34R (以下称为R光透 过CF)、透过G光的彩色滤光器34G (以下称为G光透过CF)、以及透过B光的彩色滤 光器34B (以下称为B光透过CF)。
而且，本实施例中，构成射出R光的光纤束77R的光纤被配置在R光透过CF34R 的正下方，构成射出G光的光纤束77G的光纤被配置在G光透过CF34G的正下方，构 成射出B光的光纤束77B的光纤被配置在B光透过CF34B的正下方。
在这种结构中，RGB光合波后的激光15，通过复合棱镜76被分离为R光、G光、B 光，并旋转扫描。扫描的光中，R光射入光纤束77R， B射入光纤束77B， G射入光纤束 77G。
分别射入光纤束77R、 77G、 77B的光，被导向作为各自的出射端的光纤薄片，从各 光纤分别射出R光、B光、G光。因此，如果如此构成，由于各光纤与让各RGB光透过的彩色滤光器对应配置，所以
能够高效率地利用从该各光纤射出的光。
此外，在利用光纤作为导光路时，即使让导光路彼此立体交叉，也不会增加背光的厚 度，所以不改变厚度，就能够自由设定依次发光的发光区域的发光顺序。
因此，如图21至图23所示，在将RGB光各自分离并导向照明部的结构中，也可以 个别地设定R光、G光、B光的发光顺序，或在一个发光区域中使R光、G光、B光具有 时间差而发光。如此构成，由于可以与液晶面板的场序驱动(field sequential drive)组合， 所以能够实现较高的光利用效率。
此外，在图14至图16及图17至图19所示的实施例中，采用的是让光源的光扫描的 结构，但也可以是使照明区域的分割数与调制的光源的数目相同，个别地进行辉度调整的 结构。此时，由于可以使用多个低输出的光源，所以也可以将光源作为LED元件。
图24及图25是表示使用LED元件81作为光源的面状照明装置80的概要图。虽省 略了图示，但各LED元件分别与出射光量控制部连接。
参照图24，来自LED元件81的光，通过具有多条光纤的光纤束61而被导向导光板62。
通常，由于让从LED元件射出的光高效率地射入1条光纤很困难，所以让从一个LED 元件81射出的光射入多条光纤，分别从相同的光源射出的光被导向导光板中的相同的发 光区域。
这里，由于从LED元件81射入各光纤的光的光量难以均匀，所以最好是考虑出射光 量排列各光纤，使得在各光纤的出射端成为均匀的线状光。
另外，如图25所示，也可以使用可将从端面射入的光从侧面射出的导光棒82。
具体地，导光棒82呈从用于让光入射的端面起先端变细的形状。在该导光棒82的一 侧面，形成有使射入该导光棒82内的光偏振的偏向部(例如沟)，通过该偏向部而被偏向 的光从与导光棒82的偏向部对置的侧面射出。
根据如此采用导光棒82的结构，可以将从LED元件射出的光高效率地导向导光板。
此外，图24及图25中的LED元件81，也可以作为激光光源。即使如此构成，同样 可以实现薄型、可进行区域点亮的面状照明装置及液晶显示装置。
另外，如果目的在于得到薄型、均匀的面状照明装置，则也可以采用像如图26所示 的面状照明装置90那样，使均匀的光射入光纤束61的入射端的结构。
具体地，面状照明装置90,在将从激光光源11射出的激光15通过聚光透镜16聚光后，使其射入光纤束61的入射端。这里，聚光透镜16可以对有多束(16束)的光纤束 61中的其中1束射入激光15，但也可以对多束射入激光15。
根据面状照明装置90，由于导光路由光纤形成，所以能够自由设计激光光源11，从 而实现薄型化。而且，在面状照明装置90中，可以将由各光纤束61引导的激光15导向 导光板的多个发光区域，所以能够均匀地照明导光板。
此外，上述的具体实施方式
主要包括具有以下结构的发明。
本发明所涉及的面状照明装置，包括光源；让从上述光源射出的光扫描而生成扫描 光的扫描部；结构为让上述扫描部的扫描范围中的不同扫描区间的扫描光分别射入的多个 导光路；以及具有将由上述各导光路引导的光分别射出的多个发光区域的照明部；上述发 光区域的数目为2以上1000以下，上述各发光区域，随着扫描光分别射入上述各导光路 而依次发光。 .
根据本发明，通过让由扫描部扫描的扫描光射入多个导光路，可以细致地分割面状照 明装置的照明区域，按每一发光区域以时分割进行照明，所以通过将光源的出射光的光量 保持在恒定，能够实现均匀性高的面状照明装置。
上述面状照明装置，较为理想的是还包括控制上述光源的出射光量的光源控制部，上 述光源控制部，通过根据上述照明部的各发光区域的发光状态控制上述光源的出射光量， 控制上述各发光区域的辉度。
根据这种结构，由于可以自由设定被细致分割的面状照明装置的各发光区域的辉度， 所以能够实现可控制辉度分布的面状照明装置。
另外，在使用本发明的面状照明装置作为液晶显示装置等的背光时，由于能够根据所 显示的映像的每个区域的辉度信息对每个发光区域分别调整背光的辉度，所以与总是使全 部区域发光的情况相比，能够大幅地降低功耗，也能提高对比度。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述光源具有分别射出红色、绿色和蓝色的 光的多个光源，上述光源控制部分别控制上述各光源。
根据这种结构，由于可以自由设定被细致分割的各发光区域的辉度和发光色，所以能 够实现可控制辉度分布和颜色分布的面状照明装置。因此，根据上述结构，能够独立地对 红色、绿色和蓝色进行辉度调整，与以白色进行辉度调整时相比，能够降低功耗。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述光源为激光光源，在上述扫描部的一个 扫描周期内，射出上述红色和蓝色的光的激光光源的出射光量的最大的调制次数多于射出 上述绿色的光的激光光源的出射光量的最大的调制次数。根据这种结构，对于可以加快光量控制的速度的红色光源和蓝色光源，能够对细致地进行了区域分割的发光区域进行辉度调整，所以与不得不减慢光量控制的速度的绿色光源配合进行各色的辉度调整的情况相比，能够削减功耗。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述光源为激光光源，射出上述绿色的光的激光光源的数目多于射出上述红色和蓝色的光的激光光源的数目。
根据这种结构，由于通过增加比红色光源和蓝色光源的响应速度慢的绿色光源的数目使其多于红色光源和蓝色光源的数目，能够使对绿色光的画面的分割数与对红色光、蓝色光的分割数相同，所以能够进一步削减功耗。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述扫描部具备旋转多面镜。
根据这种结构，由于能够以简单的结构高速扫描，所以能够增加画面的分割数，实现可控制更细致的辉度分布的面状照明装置。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述扫描部具备单轴或双轴的MEMS镜。
根据这种结构，能够实现扫描部的小型化，从而实现更薄型的面状照明装置。在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述扫描部包括具有相对于旋转轴实质上倾
斜45度的反射面的旋转镜，让光沿着与上述旋转轴平行的方向射入上述反射面，并通过使上述旋转镜绕上述旋转轴转动，让来自上述反射面的反射光在围绕上述旋转轴的360度的范围内扫描。
根据这种结构，由于扫描部不会受到反射面的反射率的角度依赖性所造成的效率下降的影响，所以能够得到更高的光利用效率。另外，由于是让反射光在360度的广范围内扫描，所以能够易于增加扫描光的分歧数，通过与该分歧数对应增加照明区域的分割数，可以实现可控制更细致的辉度分布的面状照明装置。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述导光路，其截面积呈随着上述扫描光传播的方向而变大的锥状，其结构为可使上述扫描光一边被上述导光路的侧面全反射一边被传播。
根据这种结构，由于可以降低在导光路中传播的光的行进方向的偏差，所以即使以规定的发散角让光射入各发光区域的导光板时，也可以使发光区域均匀地发光。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述导光路采用具有锥状的内侧面的管，其结构为可使上述扫描光一边被上述导光路的侧面全反射一边被传播，其中上述锥状的内侧面的管为其中空部分的面积随着上述扫描光传播的方向而变大的管。
即使是这样的结构，也由于能够降低在导光路中传播的光的行进方向的偏差，所以即使以规定的发散角让光射入各发光区域的导光板时，也可以使发光区域均匀地发光。在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述导光路采用光纤。
根据这种结构，能够提高光源和扫描光学系统的配置的自由度，实现更薄型的面状照明装置。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述导光路采用二维的光子晶体，上述光子晶体包括板状的主体部件，上述主体部件包括具有与上述主体部件不同的折射率的多个异折射率区域，以及在上述异折射率区域之间以线状形成的缺陷区域，上述导光路由上述缺陷区域形成。
根据这种结构，由于可以利用板状(平板状)的主体部件的缺陷区域作为导光路，所以能够构成薄型、效率良好的导光路，实现薄型的面状照明装置。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述各导光路分别具有射出被导入上述各导光路内的光的出射部，上述面状照明装置还包括让从上述各出射部的至少其中之一的出射部射出的光的一部分透过，并反射剩余的部分的第一反射部；以及将被上述第一反射部反射的光向上述第一反射部反射的第二反射部，上述各发光区域基于透过上述第一反射部的光而发光。
根据这种结构，由于从出射部射出的光，通过在第一反射部与第二反射部之间反复反射而被均匀地扩散，从第一反射部射出，所以能够实现均匀、光利用效率高的面状照明装置。
较为理想的是，上述面状照明装置还包括将来自多个入射部的入射光从其中一主面射出的导光板，上述各导光路分别具有让被导入上述各导光路内的光从线状的区域射出并射入上述入射部的线状出射部，在上述导光板的主面，对应上述入射部的数目，将来自上述各入射部的入射光分别射出的上述发光区域设定为多个，让从上述各线状出射部的至少其中之一的线状出射部射出的光射入上述导光板的入射部。
根据这种结构，通过采用边缘光型的结构，能够实现薄型的面状照明装置。在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述线状出射部采用棒状的导光体，在上述棒状的导光体的位于上述导光板的入射部的相反一侧的面上形成有偏向沟，该偏向沟使由上述导光路引导的光偏向上述导光板的入射部。
根据这种结构，利用偏向沟这种简单的结构能够使线状的光射入导光板。在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述多个导光路采用光纤，上述光纤中、入射端被排列在上述扫描部的同一扫描区间内的多个光纤的出射端，分别被线状排列而构成上述线状出射部。
根据这种结构，通过使用光纤作为导光路，能够提高光源和扫描光学系统的配置的自由度，从而构成薄型。而且，由于能够利用多个光纤使同一扫描区间的扫描光呈线状而导向导光板，所以能够将均匀的光导向导光板的入射部，实现薄型、均匀性高的面状照明装置。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述光纤中的、入射端被排列在上述扫描部的同一扫描区间内的多个光纤的终端部，构成使上述各光纤呈平行地薄片状配置的光纤薄片，上述光纤薄片，从朝向与上述光纤的轴线正交的方向的其中一薄片面射出光，上述薄片面构成上述发光区域，多个上述薄片面以面状排列构成上述照明部。
根据这种结构，由于可以使用光纤薄片代替导光板构成照明部，所以与用各自不同的部件分别构成导光路和照明部的情况相比较，能够进一步实现薄型化。另外，由于可以由光纤构成导光路和照明部，所以也没有导光路与照明部之间的连接造成的光损失，从而提高光利用效率。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，在上述光纤薄片的与上述其中一薄片面相反一侧的薄片面的包层和内层形成有楔状的沟，上述楔状的沟，使在上述内层的内部传播的光偏向上述其中一薄片面。
根据这种结构，利用楔状的沟这种简单的结构能够使光纤薄片的一薄片面有效地发光。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述光源具有分别射出偏振方向相互正交的光，并可分别独立地控制上述偏振方向不同的光的出射光量的两个光源，上述扫描部还包括具有相对于上述旋转轴实质上倾斜45度的光学面的偏振分束镜，上述光学面反射上述偏振方向不同的两束光的其中之一，并让另一束透过上述反射面。
根据这种结构，由于能够通过偏振分束镜分离偏振方向不同的两束光，并通过光学面和反射面分别在不同的区域扫描被偏振分离的光，所以即使为了增加照明区域的分割数而增加光源的数目时，也能够抑制扫描光学系统的增加。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述光源射出红色光、绿色光和蓝色光被合波后的光，上述扫描部还包括具有相对于上述旋转轴实质上倾斜45度光学面的波长分离元件，上述光学面通过透过和反射从上述光源射出的光来进行波长分离。
根据这种结构，能够利用一个扫描光学系统分离并扫描红色、绿色、蓝色的光。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述扫描部在不同的范围扫描被上述波长分离元件分离的红色光、绿色光、蓝色光，使得上述红色光、绿色光和蓝色光不会同时照明同一发光区域。
根据这种结构，由于可以将红色、绿色、蓝色的光以时间差导向各发光区域，所以能够与液晶面板的场序驱动组合，实现光利用效率高的液晶显示装置。
在上述面状照明装置中，较为理想的是，上述导光路采用多条光纤，上述光源将上述红色光、绿色光和蓝色光分别射入不同的上述光纤，上述光纤的终端部，构成使分别引导上述红色光、绿色光和蓝色光的光纤按规定的顺序呈平行地薄片状配置的光纤薄片，上述光纤薄片，从上述光纤薄片的其中一主面射出光，上述薄片面构成上述发光区域，多个上述薄片面以面状排列构成上述照明部。
根据这种结构，通过配合液晶显示面板的RGB像素的配置调整光纤的排列，在与液
晶显示装置组合时，能够效率良好地使红色光、绿色光和蓝色光射入各RGB像素，从而实现光利用效率高的液晶显示装置。
另外，本发明还提供一种液晶显示装置，包括液晶显示面板、以及从背面一侧照明上述液晶显示面板的背光照明装置，作为上述背光照明装置使用上述面状照明装置。
根据本发明的液晶显示装置，可以实现即使是大画面，色彩再现性也良好、高辉度、辉度不均较少的液晶显示装置。另外，还可以实现薄型的液晶显示装置。
而且，本发明提供的另一种液晶显示装置，包括液晶显示面板、以及从背面一侧照明上述液晶显示面板的背光照明装置，作为上述背光照明装置使用面状照明装置，该面状照明装置具有分别射出红色、绿色和蓝色的光的多个光源，以及分别控制各光源的光源控制部，光源控制部按照上述液晶显示面板所显示的图像数据的在各区域的每一色彩的辉度分布，设定面状照明装置的对应区域的辉度分布。
根据本发明的液晶显示装置，可以进行区域点亮，实现功耗削减，并能实现较高的对比度。而且，根据上述液晶显示装置，可以实现即使是大画面，色彩再现性也良好、高辉度、辉度不均较少的液晶显示装置。另外，还可以实现薄型的液晶显示装置。
产业上的利用可能性
本发明的面状照明装置及使用该面状照明装置的液晶显示装置，除了可以实现没有辉度不均的显示器以外，还可以通过区域点亮实现功耗的削减、高对比度化。
另外，通过使用高辉度、色彩再现范围广的激光光源，也能够实现装置的薄型化，所以在大型显示器、高辉度显示器等的显示器领域有用。
权利要求
1.一种面状照明装置，其特征在于包括光源；扫描部，让从所述光源射出的光扫描生成扫描光；多个导光路，其结构为让所述扫描部的扫描范围中的不同扫描区间的扫描光分别射入；以及照明部，具有将由所述各导光路引导的光分别射出的多个发光区域，其中，所述发光区域的数目为2以上1000以下，所述各发光区域，随着扫描光分别射入所述各导光路而依次发光。
2. 根据权利要求1所述的面状照明装置，其特征在于还包括，控制所述光源的出射 光量的光源控制部，其中，所述光源控制部，通过根据所述照明部的各发光区域的发光状态控制所述光源的出射 光量，控制所述各发光区域的辉度。
3. 根据权利要求2所述的面状照明装置，其特征在于 所述光源，具有分别射出红色、绿色和蓝色的光的多个光源， 所述光源控制部，分别控制所述各光源。
4. 根据权利要求3所述的面状照明装置，其特征在于所述光源为激光光源，在基于所述扫描部扫描的一个周期内，射出所述红色和蓝色的光的激光光源的出射光 量的最大调制次数，多于射出所述绿色的光的激光光源的出射光量的最大调制次数。
5. 根据权利要求3所述的面状照明装置，其特征在于所述光源为激光光源，射出所述绿色的光的激光光源的数目，多于射出所述红色和蓝色的光的激光光源的数
6. 根据权利要求1至5中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于所述扫描部 具备旋转多面镜。
7. 根据权利要求1至5中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于所述扫描部具备单轴或双轴的MEMS镜。
8. 根据权利要求1至5中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于所述扫描部，包括具有相对于旋转轴实质上倾斜45度的反射面的旋转镜，让光沿着与所述旋转轴平行的方向射入所述反射面，并通过让所述旋转镜绕所述旋转轴转动使来自所述反射面的反射光在绕所述旋转轴360度的范围内扫描。
9. 根据权利要求1至8中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于所述导光路， 其截面积呈随着所述扫描光传播的方向而变大的锥状，其结构为可使所述扫描光一边被所 述导光路的侧面全反射一边被传播。
10. 根据权利要求1至8中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于所述导光路采用具有锥状的内侧面的管，其结构为可使所述扫描光一边被所述内侧面反射一边被传 播，其中，所述锥状的内侧面的管为管的中空部分的面积随着所述扫描光传播的方向而变 大的管。
11. 根据权利要求1至8中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于所述导光路采用光纤。
12. 根据权利要求1至8中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于所述导光路采用二维的光子晶体，所述光子晶体包括板状的主体部件，所述主体部件包括 具有与所述主体部件不同的折射率的多个异折射率区域；和在所述异折射率区域之间以线状形成的缺陷区域，其中， 所述导光路由所述缺陷区域形成。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于:所述各导光路，分别具有射出被导入所述各导光路内的光的出射部， 所述面状照明装置还包括让从所述各出射部的至少其中之一的出射部射出的光的一部分透过，并反射剩余 的部分的第一反射部；和将通过所述第一反射部反射的光向所述第一反射部反射的第二反射部，其中， 所述各发光区域，基于透过所述第一反射部的光而发光。
14. 根据权利要求1至12中的任一项所述的面状照明装置，其特征在于还包括将 来自多个入射部的入射光从其中一主面射出的导光板，其中，所述各导光路，分别具有让被导入所述各导光路内的光从线状的区域射出并射入所述 入射部的线状出射部，在所述导光板的主面，对应所述入射部的数目，将来自所述各入射部的入射光分别射 出的所述发光区域设定为多个，在所述导光板的入射部，让从所述各线状出射部的至少其中之一的线状出射部射出的 光射入。
15. 根据权利要求14所述的面状照明装置，其特征在于 所述线状出射部采用棒状的导光体，在所述棒状的导光体的位于所述导光板的入射部的相反一侧的面上形成有偏向沟，该 偏向沟使由所述导光路引导的光偏向所述导光板的入射部。
16. 根据权利要求14所述的面状照明装置，其特征在于 所述多个导光路采用光纤，所述光纤中的、入射端被排列在所述扫描部的同一扫描区间内的多个光纤的出射端， 分别被线状排列而构成所述线状出射部。
17. 根据权利要求ll所述的面状照明装置，其特征在于所述光纤中的、入射端被排列在所述扫描部的同一扫描区间内的多个光纤的终端部， 构成使所述各光纤呈平行地薄片状配置的光纤薄片，所述光纤薄片，从朝向与所述光纤的轴线正交的方向的其中一薄片面射出光，所述薄片面构成所述发光区域，多个所述薄片面以面状排列构成所述照明部。
18. 根据权利要求17所述的面状照明装置，其特征在于在所述光纤薄片的与所述其中一薄片面相反一侧的薄片面的包层和内层，形成有楔状 的沟，所述楔状的沟，使在所述内层的内部传播的光偏向所述其中一薄片面。
19. 根据权利要求8所述的面状照明装置，其特征在于所述光源，具有分别射出偏振方向相互正交的光，并能分别独立地控制所述偏振方向 不同的光的出射光量的两个光源，所述扫描部，还包括具有相对于所述旋转轴实质上倾斜45度的光学面的偏振分束镜， 所述光学面，反射所述偏振方向不同的两束光的其中之一，并让另一束透过所述反射面。
20. 根据权利要求8所述的面状照明装置，其特征在于所述光源，射出红色光、绿色光和蓝色光合波后的光，所述扫描部，还包括具有相对于所述旋转轴实质上倾斜45度的光学面的波长分离元件，所述光学面，通过透过和反射从所述光源射出的光来进行波长分离。
21. 根据权利要求20所述的面状照明装置，其特征在于所述扫描部，让通过所述 波长分离元件而被分离的红色光、绿色光、蓝色光在各自的范围扫描，使得上述红色光、 绿色光和蓝色光不会同时照明同一发光区域。
22. 根据权利要求20或21所述的面状照明装置，其特征在于 所述导光路采用多条光纤，所述光源将所述红色光、绿色光和蓝色光分别射入不同的所述光纤， 所述光纤的终端部，构成使分别引导所述红色光、绿色光和蓝色光的光纤按规定的顺 序呈平行地薄片状配置的光纤薄片，所述光纤薄片，从所述光纤薄片的其中一主面射出光，所述薄片面构成所述发光区域，多个所述薄片面以面状排列构成所述照明部。
23. —种液晶显示装置，其特征在于包括 液晶显示面板；和从背面一侧照明所述液晶显示面板的背光照明装置，其中，作为所述背光照明装置，使用如权利要求1至22中的任一项所述的面状照明装置。
24. —种液晶显示装置，其特征在于包括 液晶显示面板；和从背面一侧照明所述液晶显示面板的背光照明装置，其中，作为所述背光照明装置，使用如权利要求3至5中的任一项所述的面状照明装置，光源控制部，按照所述液晶显示面板所显示的图像数据在各区域的每一色彩的辉度分 布，设定面状照明装置的对应区域的辉度分布。
全文摘要
本发明提供的面状照明装置包括扫描部的扫描范围中的不同扫描区间的扫描光分别射入的多个导光路；具有分别射出由各导光路引导的光的多个发光区域的照明部，上述发光区域的数目为2以上1000以下，上述各发光区域随着各扫描光分别射入各导光路而依次发光。
文档编号F21S2/00GK101600898SQ200880003980
公开日2009年12月9日 申请日期2008年12月5日 优先权日2007年12月6日
发明者伊藤达男, 山本和久, 永田贵之 申请人:松下电器产业株式会社