(57)【要約】  裏面側に導光板ユニットを配置した複数の液晶表示パネルユニットを接続部で接続し、接続部を介してレーザ光源を供給することで、小型の液晶表示装置を提供する。複数の液晶表示パネルユニットと、液晶表示パネルユニットの背面側にそれぞれ密接して配置された導光板ユニットからなる複数の表示部と、複数の表示部をつなぐ接続部と、レーザ光源とを備え、レーザ光源から出射されたレーザ光を接続部を介して、導光板ユニットに供給することで、レーザ光を液晶表示パネルユニットの表示面に照明する。
2008056600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光が入射される一方の主面および前記一方の主面に対向する他方の主面を有する液晶表示パネルユニットと、前記液晶表示パネルユニットの前記一方の主面側に配置された面状の導光板ユニットとを有する、複数の表示部と、
前記複数の表示部のそれぞれに接続されており、前記複数の表示部のそれぞれに表示される画像が隣接して表示されるように前記複数の表示部を配置する接続部と、
前記導光板ユニットにレーザ光を供給するレーザ光源と
を備え、
前記レーザ光源は、前記接続部にレーザ光を出射し、
前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記接続部は、前記複数の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前記複数の表示部の端部を回転軸として前記複数の表示部が開閉可能な状態で前記複数の表示部を連結するヒンジ機構を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記複数の表示部は、第１の表示部および第２の表示部を含み、
前記第１の表示部は、第１の液晶表示パネルユニットと、第１の導光板ユニットと、を有し、
前記第２の表示部は、第２の液晶表示パネルユニットと、第２の導光板ユニットと、を有し、
前記接続部は、前記第１および第２の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前記第１および第２の表示部のうちの一方がスライド可能な状態で前記第１および第２の表示部を連結するスライド機構を有し、
前記第１の導光板ユニットは、前記接続部と常時接触し、
前記第２の導光板ユニットは、レーザ光を入射させる入射部を有し、
前記接続部は、前記第２の表示部をスライドさせて前記第２の導光板ユニットの前記入射部と接触し、前記入射部を通して前記第２の導光板ユニットに前記レーザ光を供給することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面に対向する他方の端面と、前記一方の端面から入射される前記レーザ光を前記他方の端面に向けて導波しながら前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向けて拡散させる導波管を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記導波管は、前記導波管の外周面のうちで前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向けて拡散される前記レーザ光が通過する面以外の面上に配置された反射層を有することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面に対向する他方の端面と、前記一方に端面から入射される前記レーザ光を前記他方の端面に向けて伝搬しながら前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向けて出力する光配線と、を有し、
前記光配線は、前記レーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向けて拡散させながら出力する複数の出力部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記レーザ光源と前記接続部との間に配置され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に伝搬する光配線を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記光配線は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に出射するための、互いに異なる位置に配置された複数の出射部を有し、
前記接続部は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応し、対応する前記出射部から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記レーザ光源は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応する複数のレーザ光源を含み、
前記複数のレーザ光源は、互いに離間して配置されることを特徴とする請求項７または８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記レーザ光源は、複数のレーザ光源を含み、
前記接続部は、前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有し、
前記複数のレーザ光源のうちの少なくとも１つは、前記複数のレーザ光源のうちの他のレーザ光源と異なる入射部にレーザ光を出射することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶パネルユニットの表面近傍に配置され、前記液晶表示パネルユニットを照明する外光の輝度を測定する照度計と、
前記レーザ光源の光量を制御する光量制御回路と
をさらに備え、
前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果に基づいて前記レーザ光源の光量の増減させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶表示パネルユニットに表示される画像を示す画像情報に応じて前記液晶パネルユニットによる画像表示を制御する表示制御回路、をさらに備え、
前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果および前記画像情報に基づいて前記レーザ光源の光量の増減させることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給することの可否を切り替える光スイッチと、
前記スイッチによる切り替えを制御する光スイッチ制御回路と
をさらに備え、
前記光スイッチ制御回路は、前記表示制御回路が前記画像情報に応じて前記複数の液晶表示パネルユニットによる画像表示を選択的に行なう場合に、前記画像情報に基づいて前記表示制御回路による画像表示が非選択である液晶表示ユニットを特定し、当該特定された液晶表示パネルユニットに対しては前記光スイッチによる切り替えによって前記レーザ光の供給を遮断することを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記レーザ光源から出射されるレーザ光を拡散させる拡散部、さらに備え、
前記拡散部は、中空管と、拡散粒子を含む液体からなる拡散液と、を含み、
前記拡散液は、前記中空管内を流動していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記拡散部は、前記導光板ユニットの前記一方の主面に略平行な面において２次元的に引き回されて配置されており、
前記レーザ光は、前記拡散部の複数個所で前記拡散部を透過することを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記拡散部は、前記導光板ユニット内部に配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記中空管は、複数の中空管の束であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記レーザ光源は、前記中空管の一部の近傍に配置されることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記中空管は、前記レーザ光源からの発熱による熱流動により前記拡散液を流動させることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記接続部は、形状に可変性を持ち、前記導光板ユニットと直接接触する接触部を有し、前記接触部と前記導光板ユニットを直接接触させることにより前記導光板ユニットに前記レーザ光を供給することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記接続部の屈折率は、前記導光板ユニットの屈折率以下であることを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記レーザ光源は、赤色、青色および緑色の少なくとも３色を発光するレーザ光源であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源からのレーザ光を複数の表示パネルに供給する小型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」と呼ぶ。）は、パーソナルコンピュータ用のディスプレイ装置をはじめとして、小型の携帯用ディスプレイとしての応用が広がっている。このような携帯型の液晶表示装置としては、例えば特許文献１に示されている。特許文献１によると第１液晶パネルおよび第１ケースを有する第１液晶表示部と、第２液晶パネルおよび第２ケースを有する第２液晶表示部と、第１ケースと第２ケースを回転可能に支持するヒンジを備えた表示装置が示されている。特許文献１にはさらに、ヒンジ部により接続された開閉可能な２枚の液晶表示部に、ヒンジ部に配置した光源から光を供給する構成の表示装置が示されている。【０００３】
このような液晶表示装置の光源としては冷陰極蛍光管を利用するものが多かった。しかしながら、冷陰極蛍光管方式の場合には、光源を含む光学系が大きくなる、冷陰極蛍光管から発生する熱により液晶表示装置の表示性能が劣化する等の問題を有している。【０００４】
さらに、近年、テレビ受像機としての需要の増大により、ＬＣＤにはさらに高画質化が要求されており、このため、光源として発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と呼ぶ。）等を用いることが検討されている。【０００５】
発熱による影響を避けるために、例えば冷陰極蛍光管を有する光源と、面状光源を構成する断面が楔形の第１の導光体と、その端面部に設置されて第１の導光体に照明光を供給するための第２の導光体と、光源と第２の導光体を結ぶ光ファイバーとからなるバックライトで照明される液晶表示装置が示されている（例えば、特許文献２参照）。このように従来構成とは異なり、冷陰極蛍光管と第１の導光体との間を光ファイバーで接続することにより、冷陰極蛍光管からの発熱の影響や高周波電圧の印加で生じるノイズを防止している。【０００６】
また、ＬＥＤのような点光源を用いても導光板内の無効領域を低減して装置の小型化と軽量化を実現するために、断面が楔形状の導光板を用いた面状光源装置も示されている（例えば、特許文献３参照）。このようなＬＥＤを用いた面状光源装置は冷陰極蛍光管を用いたものに比べて、色の再現性が良好で、高画質を得ることができる。【０００７】
さらに、少量のＬＥＤを用いて、発光する面における輝度を均一にできる面状光源装置として、ＬＥＤに接続された１本の光導波路を導光板の裏面に蛇行させて配置する構造も示されている（例えば、特許文献４参照）。【０００８】
また、赤色（Ｒ）光、青色（Ｂ）光および緑色（Ｇ）光のＬＥＤのみでなく、さらに他の色を発光するＬＥＤを用いて、より高画質を実現する面状光源装置も実用化されている。さらに、ＬＥＤの一部を半導体レーザ素子で置き換えた面状光源装置も検討されている。半導体レーザ素子は、ＬＥＤに比べて、高輝度、高出力であり、駆動電力の低減や高画質化が可能であることによる。【０００９】
一方、多数の液晶パネルを平面的に並べて大画面またはマルチ画面を構成するマルチパネルＬＣＤも種々の構成が開発され、実用化されている。例えば、複数の液晶表示パネルユニットをタイル状に配置し、この裏面側に複数の液晶表示パネルユニットを跨ぐように直線状の蛍光ランプを並べて面状光源装置としたマルチパネルＬＣＤも示されている（例えば、特許文献５参照）。【００１０】
しかしながら、特許文献１には、光源にレーザを用いることについては全く開示も示唆もない。このため、高輝度化が可能なレーザで実現できる薄膜化、省スペース化が実現できず。低消費電力による電池の長寿命化も達成できない。また、特許文献１で示されている構成では、第１液晶表示部および第２液晶表示部にそれぞれ液晶パネルを照射するための光源が必要である。複数の光源とそれに伴う複数の光学系を必要とするためコストが高くなり、さらに大きなスペースが必要となる。【００１１】
特許文献２で示されている構成では、液晶パネルをつなぐヒンジ部に蛍光管を備えている。しかしながら、蛍光管を含む光学系の大型化によって、ヒンジ部の体積増大、液晶表示装置自体の厚みの増大が回避できないという課題がある。【００１２】
特許文献３は、液晶表示装置とは別置き構成の光源を備えているが、液晶表示パネルを複数利用して小型構成とすることについてはまったく開示も示唆もない。また、特許文献４についても、ＬＥＤを用いて、均一で、かつ高輝度の面状光源装置を実現し、液晶表示装置に用いる構成は示されているが、これらにおいても液晶表示パネルを複数用い、携帯用時に小型化する構成とすることについては同様にまったく開示も示唆もない。【００１３】
一方、特許文献５では、複数の液晶表示パネルをユニット化して組み合わせ、大画面の液晶表示装置としているが、この例では液晶表示パネルユニットの裏面に、これらの液晶表示パネルユニットに跨るように直線状の蛍光管を並べて面状光源装置としている。このため、蛍光管の長さで大画面化が制限されるだけでなく、多数の蛍光管を用いることから蛍光管の寿命により液晶表示装置の輝度ムラや輝度低下を生じやすく、長期的な信頼性を保障することが困難になると思われる。また、このような方式では、省スペース、低消費電力を必要とする携帯型の小型表示装置を実現できない。【００１４】
ところで、テレビ受像機などでは１枚の液晶表示パネルを用いて大画面化が達成されてきているが、携帯型の表示装置を実現するには、小型、薄膜、軽量かつ省スペースな外形を有し、同時に大画面を表示できる機能が望まれている。このような要求を満たすためには、携帯時は小型、省スペースで、液晶表示時は表示面積が広げる構成が要求される。このような要求を満足するには液晶表示パネルを折り畳むなど、携帯時に液晶パネルを省スペース化する構成が必要となる。同時に、装置自体を小型化、軽量化、薄膜化を実現するために、高輝度の光源による光学系の小型化が必要となり、モバイル性を実現するため、電池の長寿命化を可能とする低消費電力の光源が必要不可欠となる。このような要求に対し、従来のＬＥＤや蛍光管を用いた構成では、光源の輝度が低いため光学系の小型化、薄膜化が実現できない。また、光学系での利用効率を含めた低消費電力化では、蛍光管、ＬＥＤは、かなり効率が低いため、比較的大きな画面を表示する場合の低消費電力化が難しい。さらに、ＬＥＤや蛍光管を配置する場合には、多数のＬＥＤや蛍光管のそれぞれの発光輝度や寿命が異なるために液晶表示装置全体としての信頼性を充分保障することができないという課題があった。
【特許文献１】特開２００２−６３１１号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７８０８号公報
【特許文献３】特開２００６−１３４６６１号公報
【特許文献４】特開２００６−１３４７２０号公報
【特許文献５】特表平９−５００４６１号公報
【発明の開示】
【００１５】
本発明の目的は、複数の液晶表示パネルユニットを接続する接続部を介してレーザ光源を供給することで、小型、軽量、省スペースで低消費電力の液晶表示装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の一局面に従う液晶表示装置は、レーザ光が入射される一方の主面および前記一方の主面に対向する他方の主面を有する液晶表示パネルユニットと、前記液晶表示パネルユニットの前記一方の主面側に配置された面状の導光板ユニットとを有する、複数の表示部と、前記複数の表示部のそれぞれに接続されており、前記複数の表示部のそれぞれに表示される画像が隣接して表示されるように前記複数の表示部を配置する接続部と、前記導光板ユニットにレーザ光を供給するレーザ光源とを備え、前記レーザ光源は、前記接続部にレーザ光を出射し、前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給する。
【００１７】
上記の液晶表示装置では、複数の液晶パネルに接続部を介して光を供給する構造によりレーザ光源からの光を効率よく面状導光板ユニットに供給できる。接続部を介してレーザ光を供給することで、レーザ光源および光学系の数を少なくでき、小型化、低コスト化が可能になる。さらにレーザ光源を用いることで、光源の輝度を高めることが可能となり、微小な光学系、光学部品にも効率良く光りを入出力できるため、光源を含む光学系、接続部の小型化、導光板ユニットの薄板化、が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１Ａは、その上面図、図１Ｂは、その側面図である。
【図２】図２ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２Ａは、その上面図、図２Ｂは、その側面図である。
【図３】図３ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図３Ａは、その上面図、図３Ｂは、その側面図である。
【図４】図４ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図４Ａは、その上面図、図４Ｂは、その側面図である。
【図５】図５Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図５Ａは、その上面図、図５Ｂは、その側面図、図５Ｃは、Ａ部における光配線の拡大図である。
【図６】図６Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図６Ａは、その上面図、図６Ｂは、その側面図、図６Ｃは、接続部の断面図である。
【図７】図７ＡおよびＢは、本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図７Ａは、その上面図、図７Ｂは、その側面図である。
【図８】図８ＡおよびＢは、本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図８Ａは、その上面図、図８Ｂは、その側面図である。
【図９】図９ＡおよびＢは、本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図９Ａは、その上面図、図９Ｂは、その側面図である。
【図１０】図１０Ａ〜Ｄは、本発明の実施の形態３にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１０Ａ及びＣは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図１０Ｂ及びＤは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。
【図１１】図１１ＡおよびＢは、ヒンジ機能を有する接続部の構成例であり、図１１Ａは、その上面図、図１１Ｂは、その側面図である。
【図１２】図１２ＡおよびＢは、ヒンジ機能を有する接続部の他の構成例であり、図１２Ａは、その上面図、図１２Ｂは、その側面図である。
【図１３】図１３Ａ〜Ｃは、ヒンジ機能を有する接続部のさらに他の構成例であり、図１３Ａは、その上面図、図１３ＢおよびＣは、その側面図である。
【図１４】図１４ＡおよびＢは、本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の概略構成を説明するための概略図で、図１４Ａは、その上面図、図１４Ｂは、その側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】４枚の表示部と１つの接続部とからなる液晶表示装置の構成を説明する概略図である。
【図１７】図１７Ａ〜Ｃは、複数の表示部を１つの接続部に接続する構成を説明する概略図である。
【図１８】図１８ＡおよびＢは、複数の表示部を１つの接続部に接続する他の構成を説明する概略図である。
【図１９】図１９Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１９Ａは、その上面図であり、図１９Ｂは、その側面図であり、図１９Ｃは、図１９Ａの線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図２０】図２０Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２０Ａは、その上面図であり、図２０Ｂは、その側面図であり、図２０Ｃは、図２０Ａの線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図２１】図２１Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２１Ａは、その上面図であり、図２１Ｂは、その側面図であり、図２１Ｃは、図２１Ａの線Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【図２２】図２２Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２２Ａは、その上面図であり、図２２ＢおよびＣは、その側面図である。
【図２３】図２３Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態６にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図２３Ａは、その上面図であり、図２３Ｂは、その側面図であり、図２３Ｃは、中空管の断面図である。
【図２４】図２４Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態６にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２４Ａは、その上面図であり、図２４Ｂは、その側面図であり、図２４Ｃは、中空管の断面図である。
【図２５】図２５ＡおよびＢは、中空管２０３にフォトニッククリスタル構造を用いた構成を説明する概略図で、図２５Ａは、その側面図であり、図２５Ｂは、その断面図である。
【図２６】図２６ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図２６Ａは、その上面図、図２６Ｂは、その側面図である。
【図２７】図２７ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２７Ａは、その上面図、図２７Ｂは、その側面図である。
【図２８】図２８ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２８Ａは、その上面図、図２８Ｂは、その側面図である。
【図２９】図２９ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２９Ａは、その上面図、図２９ＢおよびCは、その側面図である。
【図３０】図３０ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図３０Ａは、その上面図、図３０Ｂは、その側面図である。
【図３１】図３１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図３１Ａは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図３１Ｂは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。【００２０】
（実施の形態１）
図１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１Ａは、その上面図、図１Ｂは、その側面図である。【００２１】
本実施の形態の液晶表示装置は、図１ＡおよびＢに示すように、第１の表示部１０３と第２の表示部１０４とを接続部２で接続し、接続部２に接続されたレーザ光源１からレーザ光を供給している。図１Ｂに示すように、第１の表示部１０３は、第１の液晶パネルユニット６と、第１の液晶パネルユニット６の裏面に接して配置された第１の導光板ユニット３と、から構成され、第２の表示部１０４は、第２の液晶パネルユニット５と、第２の液晶パネルユニット５の裏面に接して配置された第２の導光板ユニット４と、から構成されている。第１および第２の導光板ユニット３、４には、接続部２を介してレーザ光が供給され、第１および第２の導光板ユニット３、４を通ったレーザ光は、面状の光源となって、第１および第２の液晶パネルユニット５、６を照らしている。【００２２】
レーザ光源１としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のレーザ光源からなる。赤色レーザ光源は波長６４０ｎｍ程度の半導体レーザであり、青色レーザ光源は波長４５０ｎｍ程度のＧａＮ半導体レーザであり、出力１Ｗ程度、ストライプ幅が１００μｍ程度のマルチモード半導体レーザである。緑色レーザ光源は半導体レーザを用いて励起させる固体レーザと波長変換素子とから構成され、波長５３２ｎｍの緑色光を出射する。レーザ光源１の発光面積は、厚み数μｍ、幅１００μｍ程度であるため、レーザ光源１から出射されるレーザ光と損失なく結合する接続部２の形状は、幅は１ｍｍ以下、厚みは１０μｍ程度必要となる。レーザ光源１からのレーザ光の発光面積が非常に小さく、高輝度であるため、接続部２の形状を非常に小さくできる。さらに、接続部２を介してレーザ光を供給される第１および第２の導光板ユニット３、４も厚み０．１ｍｍ程度の非常に薄膜で実現できるため、第１および第２の液晶パネルユニット５、６と補強材を含めても５ｍｍ以下の超薄膜化された第１および第２の表示部１０３、１０４が実現可能となる。従来の蛍光管、ＬＥＤを光源として用いる場合、光源の発光面積が１ｍｍから数ｍｍの大きさを持ち、このため、このような光源からの光を効率よく導光板に入射するには、導光板およびその光学系のサイズが発光面積の数倍の大きさを必要とし、１０ｍｍ程度以上の厚みが必要となっており、配線や、補強材を含めるとかなりの厚さになり、小型化、薄板化が困難であった。【００２３】
接続部２は、レーザ光源１からのレーザ光を導波しながら第１および第２の導光板ユニット３、４に均一に供給する必要がある。そのため、接続部２はレーザ光を第１および第２の導光板ユニット３、４に均一に拡散する必要がある。ここでは、接続部２に中空管（図示省略）を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。中空管は、光の進行方向とほぼ垂直な方向に拡散して第１および第２の導光板ユニット３、４にレーザ光を供給する。また、接続部２のレーザ光源１側の端面と反対側の端面にはミラー１０を備えている。レーザ光源１から接続部２に入射されたレーザ光をミラー１０で折り返すことで、接続部２内のレーザ光の分布をより均一にすることが可能となり、さらに、レーザ光の利用効率が向上するため、低消費電力化が可能となる。【００２４】
接続部２はヒンジ機能を有しており、第１および第２の表示部１０３、１０４は、接続部２で折り返しが可能となっている。第１および第２の表示部１０３、１０４を折り返すことで、液晶表示装置を小型化でき、携帯を容易にする。レーザ光源１を用いているため、第１および第２の表示部１０３、１０４の厚みを５ｍｍ以下にしても、効率よく光を導波できる。このため、折り畳んでも１０ｍｍ以下の非常に薄い表示装置となり、軽量で小型のモバイル表示装置が実現できる。【００２５】
次に、第１および第２の表示部１０３、１０４を開閉する接続部２のヒンジ機能の詳細について説明する。図１１ＡおよびＢは、ヒンジ機能を有する接続部２の構成例であり、図１１Ａは、その上面図、図１１Ｂは、その側面図である。なお、ここでは、図１Ｂの第１および第２の液晶パネルユニット５、６については図面上省略している。【００２６】
図１１ＡおよびＢに示すように、接続部２に複数のヒンジ１１０を設け、複数のヒンジ１１０によって第１および第２の表示部１０３、１０４と接続部２とを接続している。ヒンジ１１０により第１および第２の表示部１０３、１０４を開閉できる。接続部２の側面のうち、第１および第２の導光ユニット３、４が接続部２に光学的に接合される部分以外の面には反射膜１１１を有している。これは、レーザ光源１からのレーザ光が第１および第２の導光板ユニット３、４以外の部分に漏れないように設計されており、レーザ光の利用効率向上を図っている。接続部２の側面に反射膜を設けることで、レーザ光の利用効率が大幅に向上し、低消費電力化が可能となった。【００２７】
図１２ＡおよびＢは、ヒンジ機能を有する接続部２の他の構成例であり、図１２Ａは、その上面図、図１２Ｂは、その側面図である。図１２ＡおよびＢに示すように、第１および第２の導光板ユニット３、４のそれぞれの入射部１０２をくさび形にすることは有効である。ヒンジ１１０により第１および第２の導光板ユニット３、４を開いたときに、第１の導光板ユニット３と第２の導光板ユニット４との間の繋ぎ目が非常に小さくなる。これによって、第１および第２の導光板ユニット３、４を開いて画像を表示する際に、繋ぎ目のほとんど目立たない、大画面の表示が可能となる。【００２８】
図１３Ａ〜Ｃは、ヒンジ機能を有する接続部２のさらに他の構成例であり、図１３Ａは、その上面図、図１３ＢおよびＣは、その側面図である。接続部２は、第１の導光板ユニット３の端面（入射部）に固定される一方、第２の導光板ユニット４とヒンジ１１０を介してつながっている。第２の表示部１０４は、接続部２のヒンジ１１０によって開閉が可能となっている。第２の導光板ユニット４の入射部は、図１３Ｂに示すように、開閉状態において接続部２と光学的に結合され、接続部２からのレーザ光を第２の導光板ユニット４に導くことが可能となる。これによって、第１および第２の導光板ユニット３、４の開閉により表示画面を拡大することができる。接続部２を一方の導光板ユニット（第１の導光板ユニット３）に固定することで、ヒンジ１１０の構造が簡単になり、低コスト化、信頼性の向上が実現できた。【００２９】
本実施の形態においては、ヒンジ１１０の開閉とレーザ光源１のスイッチを同期させ構造は、低消費電力に有効である。ヒンジ１１０により第１および第２の導光板ユニット３、４が開いたときに、レーザ光源１の安全スイッチがはずれて、レーザ光源１の発光が可能となるように設定することで、画面を表示したくないときに、誤ってスイッチが入るのを防止できる。また、第１および第２の導光板ユニット３、４の開閉とレーザ光源１のスイッチを連動させることで、レーザ光源１が第１および第２の導光板ユニット３、４以外の部分に導波するのを防止できる。レーザ光が第１および第２の表示部１０３、１０４以外に照射されるのを防止できるため、安全性を向上できるという利点も有する。【００３０】
本実施の形態においては、レーザ光を導波する接続部２としては、拡散粒子を含んだ中空管、中空の中空管などが利用できる。さらに、接続部２に拡散部を設けても良い。図２ＡおよびＢに、レーザ光を拡散させる拡散部が設けられた接合部２を示す。図２に示すように、接続部２の内部に凹凸形状からなる拡散部７を設置することで、レーザ光の拡散分布を制御できる。拡散部７の形状を設計することで、レーザ光を第１および第２の導光板ユニット３、４に均一に拡散し、均一照明することができる。例えば、接続部２の一方の端面からレーザ光を入射する場合に、レーザ光が接続部２を導波するとともに、第１および第２の導光板ユニット３、４に拡散されて強度が低下する。このような伝搬方向に渡って存在するレーザ光の強度分布にあわせて、拡散部７の接続部２の長手方向の拡散の強さを調整することで、接続部２全体から第１および第２の導光板ユニット３、４に拡散されるレーザ光の強度分布を均一な分布に保つことができる。また、拡散部７を設けることで、レーザ光の偏光を乱すことなく拡散することが可能となる。これによって、光の偏光を利用して光の透過を制御している第１および第２の液晶パネルユニット５、６でのレーザ光の利用効率が１．５倍以上と大幅に向上し、低消費電力化が可能となる。【００３１】
本実施の形態においては、接続部２に設けられる中空管の側面のうち第１および第２の導光板ユニット３、４にレーザ光を導波する部分以外は、反射層に覆われている構造が望ましい。不要な部分へのレーザ光の散乱を防止することで、レーザ光の利用効率を上げることが可能となる。また、レーザ光が他の部分に漏れて、映像の迷光となり、ユーザが照射されるのを防止できる。【００３２】
本実施の形態においては、２枚の表示部と１つの接続部とからなる構成について述べたが、複数の表示部とこれを接続する接続部からなる構成も有効である。図１６に、４枚の表示部と１つの接続部とからなる構成を示す。図１６に示すように、１つの接続部２に対して、４枚の表示部１６１、１６２、１６３、１６４が接続されている。この構成によれば、表示面積が増大し、機能の異なる複数の表示部を接続部２に接続し、接続部２から供給される光によりそれぞれの液晶パネルユニットを照らすことが可能となる。【００３３】
複数の表示部を１つの接続部に接続する構成として例えば、次のようなものが挙げられる。図１７Ａ〜Ｃに示すように、複数の表示部１７０を扇状に広げ、表示部１７０間に接続部２を設けることで、接続部２を介してレーザ光を供給できる構成も小型化に有効である。また、図１８ＡおよびＢに示すように、複数の表示部１７０とこれらを順次接続させる複数の接続部２を直列に配置することも小型化に有効である。表示部１７０をスライドさせて表示面積を大きくし、接続部２を介してレーザ光源を入力する。光源にレーザ光を用いることで、表示部１７０の厚みを非常に薄くできるため、表示部１７０を複数枚重ねることが可能となる。表示部１７０に対して接続部２の数を減らせられるため、光源の数を少なくできる。さらに、後で述べるように、光配線を用いて光源からの光を接続部２に導く構造をとれば、少ない数の光源で複数の接続部２にレーザ光を供給する事が可能となり、小型化、低コスト化に有利である。レーザ光源を用いることで、光配線を用いても、結合部や伝達部で光を損失することなく光を供給できる。また、レーザ光源と光配線の間に光スイッチを設け、導光板ユニットに選択的にレーザ光を供給することも可能である。レーザ光を液晶パネルに選択的に供給し、利用しない表示部への供給を停止すれば、表示部を有効に利用でき、消費電力の低減が可能となる。【００３４】
本実施の形態においては、図３ＡおよびＢに示すように、図１ＡおよびＢの構成に加え、接続部２の他端にレーザ光源８を追加した構成も有効である。接続部２の両端面にレーザ光源１、８を設置し、レーザ光を供給する構成である。レーザ光源としてはＲＧＢのレーザを用い、レーザ光源１は赤色レーザ光源、レーザ光源８は青色レーザ光源および緑色レーザ光源を用いる。レーザ光源１、８が互いに乖離することで、レーザ光源１、８の発熱を分散できる。これによって、レーザ光源１、８の放熱が大幅に改善され、レーザ光源１、８の信頼性が向上し、発光効率も改善された。レーザ光源１、８の配置としては、異なる波長のレーザ光源を異なる場所に配置する構成以外に、レーザ光源を複数用いる構成も有効である。レーザ光源を複数用いることで、レーザ光の強度を増大でき、より明るい画面が実現できる。また、複数のレーザ光源のうち、幾つかを予備光源として用いれば、常用のレーザ光源の寿命がつきた場合でも、予備光源で代用できる。その他、ＲＧＢ以外の波長のレーザ光源を用いて、さらに広い範囲での色再現性を実現することも可能である。なお、接続部２の両端からレーザ光を入射する以外に、その他の場所、例えば、接続部２の側面や、裏面など、その他の部分に入射部を設けて、光を入射することも可能である。【００３５】
本実施の形態においては、図４に示すように、図１ＡおよびＢの構成に光配線２４を加え、レーザ光源２１、２２、２３からの各レーザ光を光配線２４を介して接続部２に供給する構成としても良い。光配線２４としては、ファイバーや導波路が利用できる。光配線を用いることで、複数のレーザ光源２１、２２、２３を乖離して配置することが可能となる。レーザ光源２１、２２、２３を互いに乖離することで、レーザ光源２１、２２、２３の放熱が容易になり、レーザ光源２１、２２、２３の信頼性向上および発光効率向上が可能となる。レーザ光源２１、２２、２３の位置としては、第１および第２の表示部１０３、１０４の周辺または背面が有効である。背面は広い面積を有しているため、レーザ光源２１、２２、２３の放熱に有効である。また、光配線２４を用いる場合は、図３に示したように、接続部２の異なる場所から光を供給することも均一化のため有効である。接続部２内でレーザ光の分布を均一化することは、第１および第２の導光板ユニット３、４の面内での光の分布を均一化するのに有効である。このとき、接続部２の複数の場所からレーザ光を入射させれば、接続部２内で光が均一になりやすい。【００３６】
本実施の形態では、ＲＧＢ３つのレーザ光源を用いた構成を示したが、レーザ光源をさらに多数用いることも容易である。出力の弱いレーザ光源は、作製が容易で、コストが安い。このような低出力の光源を複数用いることで十分な輝度が得られる。さらに、複数の光源を用いることで、ひとつの光源が故障しても、他の光源で補償できるため、光源の信頼性を大幅に向上できる。さらに、ＲＧＢ以外に青緑色光源を加えることで、表現できる色度範囲を大幅に拡大できる。これら場合には、光配線により、レーザ光を集める構成が有効である。さらに、複数の光源の配置を、広い面積に乖離して配置することで、各レーザ光源の温度上昇を抑えることができるため、放熱効果にすぐれ、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。光配線としては、プラスチック導波路などフレキシブルな配線が好ましいが、光ファイバーや、有機ファイバーなども利用できる。【００３７】
本実施の形態では、レーザ光源の配置を液晶表示装置の側面にしたが、その他、表示部の裏面、表示部のその他の周辺部への配置も可能である。【００３８】
本実施の形態においては、図５Ａ〜Ｃに示すように、接続部２に光配線５１を備え、光配線５１を介して第１および第２の表示部１０３、１０４の第１および第２の導光板ユニット３、４にレーザ光を供給する構成も有効である。図５Ｃに、図５ＡのＡ部における光配線５１の拡大図を示す。光配線５１は複数の枝に分かれており、その先端に設けた拡散部５２で光を拡散して第１および第２の導光板ユニット３、４に光を供給している。光配線５１により複数の拡散部５２から第１および第２の導光板ユニット３、４に光を供給することが可能となる。光配線５１により損失低減できるため、低消費電力化が可能となる。光配線５１としては、透明な有機道材料を用いれば曲げに強いフレキシブルな構造が可能となる。このため、接続部２を曲げて、第１および第２の表示部１０３、１０４を折り曲げる構成が可能となり、装置の小型化が実現できる。【００３９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。レーザ光源を液晶バックライトユニットとして利用する場合、スペックルノイズの問題が生じる。スペックルノイズとは、レーザ光の高いコヒーレンスによる干渉効果により画質が劣化する現象である。高画質な画像を実現するには、スペックルノイズの低減が必要である。スペックルノイズを防止するには、レーザ光の拡散状態を時間的に変化させる構成が有効である。本実施の形態は、上記の実施の形態１にかかる液晶表示装置にスペックルノイズ低減のための構成を設けた形態である。本実施の形態では、小型の携帯液晶表示装置を目的として、小型構成が可能なスペックルノイズ低減方法について説明している。スペックルノイズを低減するには、光の干渉パターンを時間的に変化させる必要がある。さらに、小型の携帯機器を実現するには、小型のスペックルノイズ低減機構が必要である。【００４０】
図６ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図６Ａは、その上面図、図６Ｂは、その側面図である。図６ＡおよびＢには、スペックルノイズ低減のための構成例が示されている。図６ＡおよびＢに示すスペックルノイズ低減のための構成例では、接続部２の内部にマイクロポンプ６２による拡散粒子６３を含んだ液体を流動させる中空管６１を備えたものである。図６Ｃに、接続部２の断面を示すが、中空の中空管６１の中を拡散粒子６３を含む液体が流れている。液体はマイクロポンプ６２により中空管６１の中を流れている。レーザ光は、拡散粒子６３により拡散され、第１および第２の導光板ユニット３、４に導かれる。液体が流れることで拡散状態が時間的に変化し、これによってスペックルノイズを大幅に低減できる。拡散粒子６３としては光の波長オーダである数ミクロンからサブμｍ程度の粒子が有効であり、粒子の屈折率と液体の屈折率が異なる材料を選択することにより拡散効果が得られる。【００４１】
中空管６１の材料の屈折率より高い屈折率を有する液体を流動させる構造をとれば、レーザ光を中空管６１内の液体に導波させることが可能となり、散乱効果を高めることができる。例えば、液体としてグリセリン、粒子としてはＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯなどの酸化物が損失も少なく安定していてよい。ＭＥＭＳを利用したマイクロポンプと微細な中空管により小型のスペックルノイズ低減機構が実現できる。【００４２】
図７ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図７Ａは、その上面図、図７Ｂは、その側面図である。図７ＡおよびＢには、スペックルノイズ低減のための他の構成例が示されている。図７ＡおよびＢに示すスペックルノイズ低減のための構成例は、拡散粒子６３を含む中空管６１と、拡散機能を備えた接続部２とを組み合わせた構成である。接続部２で拡散されて第１および第２の導光板ユニット３、４に導波するレーザ光を中空管６１で拡散することでスペックルノイズを低減できる。スペックルノイズを低減する原理は上記の図６ＡおよびＢの構成例と同じであるが、第１および第２の導光板ユニット３、４の内部に拡散状態が変換する中空管６１を設けることで、スペックルノイズ低減効果が向上する。【００４３】
図８ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図８Ａは、その上面図、図８Ｂは、その側面図である。図８ＡおよびＢには、スペックルノイズ低減のためのさらに他の構成例が示されている。図８ＡおよびＢに示すスペックルノイズ低減のための構成例は、上記の図７ＡおよびＢに示した中空管６１の代わりに、拡散粒子を含んだ拡散チューブ９１をモータ９３で動かすことで、拡散状態を変化させることができる構成である。拡散チューブ９１の径としては、接続部２の厚みが１０μｍ程度であれば、接続部２から拡散されるレーザ光が横切るために必要な、数１０μｍ以上の径を有すれば十分である。拡散チューブ９１は、フレキシブルな透明有機材料に拡散粒子を混ぜた構造である。接続部２から拡散された光が第１および第２の導光板ユニット３、４に入る前に、拡散チューブ９１を横切る構造である。超小型のモータ９３とあわせても小型の携帯機器に搭載できる体積である。【００４４】
図９ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図９Ａは、その上面図、図９Ｂは、その側面図である。図９ＡおよびＢには、スペックルノイズ低減のためのさらに他の構成例が示されている。図９ＡおよびＢに示すスペックルノイズ低減のための構成例は、レーザ光源１からのレーザ光の出射方向を回転プリズム８１によって時間的に可変する構成である。接続部２に中空管を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。レーザ光の出射方向を変えることで、接続部２に設けた中空管の中を通った光の散乱状態が変化する、これによって、第１および第２の導光板ユニット３、４に導波されるレーザ光の光路が変化し、スペックルノイズが低減できる。ＭＥＭＳを利用した小型のプリズム回転機構を備えれば、超小型の構成が可能となり、携帯機器への搭載が可能となる。なお、回転プリズムの代わりにＭＥＭＳによる小型のスキャンミラーも有効である。【００４５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、液晶パネルユニットをスライドさせて利用する形態について図１０Ａ〜Ｄを用いて説明する。図１０ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１０Ａは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図１０Ｂは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。【００４６】
本実施の形態にかかる液晶表示装置は、図１０ＡおよびＢに示すように、第１および第２の表示部１０３、１０４を互いに異なる方向にスライドさせることにより液晶表示装置の表示面積を拡大する。第１および第２の表示部１０３、１０４をスライドさせて、接続部２と入射部１０２とが接触することで、レーザ光源１からのレーザ光は接続部２を介して、入射部１０２、第１の導光板ユニット３に伝搬して、第１の液晶パネルユニット６を裏面から照明する。一方、接続部２に収納時から接触している第２の導光板ユニット４にも同様にレーザ光を供給し、第２の液晶パネルユニット５を照明する。接続部２の構造としては、上記の実施の形態１および２の接続部のいずれの構成であっても利用可能である。【００４７】
図１０ＣおよびＤは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図１０Ｃは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図１０Ｄは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。図１０ＣおよびＤに示すように、入射部１０２にミラー１０２ａを配置してミラー構造にすることにより、接続部２で拡散されたレーザ光を入射部１０２のミラー１０２ａで斜めに反射して第１の導光板ユニット３に導波する構成でもよい。【００４８】
本実施の形態によれば、スライド方式により第１および第２の表示部を開閉することで、携帯可能な小型化および表示面積の拡大が可能となる。【００４９】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図１４ＡおよびＢは、本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の概略構成を説明するための概略図で、図１４Ａは、その上面図、図１４Ｂは、その側面図である。【００５０】
本実施の形態の液晶表示装置は、図１４ＡおよびＢに示すように、第１の表示部１０３と第２の表示部１０４とを接続部２で接続し、接続部２に接続されたレーザ光源１からレーザ光を供給している。図１４Ｂに示すように、第１の表示部１０３は、第１の液晶パネルユニット６と、第１の液晶パネルユニット６の裏面に接して配置された第１の導光板ユニット３と、から構成され、第２の表示部１０４は、第２の液晶パネルユニット５と、第２の液晶パネルユニット５の裏面に接して配置された第２の導光板ユニット４と、から構成されている。第１および第２の導光板ユニット３、４には、接続部２を介してレーザ光が供給され、第１および第２の導光板ユニット３、４を通ったレーザ光は、面状の光源となって、第１および第２の液晶パネルユニット５、６を照らしている。接続部２に中空管（図示省略）を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。中空管は、光の進行方向とほぼ垂直な方向に拡散して第１および第２の導光板ユニット３、４にレーザ光を供給する。また、接続部２のレーザ光源１側の端面と反対側の端面にはミラー１０を備えている。【００５１】
本実施の形態の液晶表示装置はさらに、図１４Ａに示すように、第１の表示部１０３の第１の液晶パネルユニット６の表面近傍に配置された照度計１３１と、接続部２に設けられた光スイッチ１３２と、表示制御回路１３３と、光量制御回路１３４と、光スイッチ制御回路１３５と、を備えている。照度計１３１は、第１の表示部１０３を照らしている外光の輝度を測定するものであり、その測定結果を表示制御回路１３３、光量制御回路１３４および光スイッチ制御回路１３５に出力する。光スイッチ１３２は、接続部２から第１および第２の導光板ユニット３、４へのレーザ光の供給の可否の切り替えを光スイッチ制御回路１３５からの制御信号に基づいて実行する。【００５２】
表示制御回路１３３は、第１および第２の液晶パネルユニット５、６に接続されており、第１および第２の液晶パネルユニット５、６を駆動する画像信号を出力することにより第１および第２の液晶パネルユニット５、６を制御し、第１および第２の液晶パネルユニット５、６に表示される画像を制御する。光量制御回路１３４は、レーザ光源１に接続されており、レーザ光源１を駆動する駆動電流を出力し、レーザ光源１から出射されるレーザ光の光量を制御する。光量制御回路１３４は、照度計１３１からの測定結果および表示制御回路１３３により制御される画像を参照してレーザ光源１からのレーザ光の光量制御を実行する。光スイッチ制御回路１３５は、接続部２に設けられた光スイッチ１３２に接続されており、光スイッチ１３２を制御することにより接続部２から第１および第２の導光板ユニット３、４へのレーザ光の供給の可否を切り替える。光スイッチ制御回路１３５は、照度計１３１からの測定結果および表示制御回路１３３により制御される画像を参照して第１および第２の導光板ユニット３、４へのレーザ光の供給の可否の切り替えを実行する。【００５３】
本実施の形態の液晶表示装置においては、第１の表示部１０３の表面近傍、すなわち、第１の液晶パネルユニット６の表面近傍に照度計１３１を設け、照度計１３１からの信号に基づいてレーザ光源１の光量を制御する光量制御回路１３４を設けている。そして、表示制御回路１３３からの信号に基づいて光量制御回路１３４がレーザ光源１の光量を制御する。このような構成とすることにより、例えば表示制御回路１３３からの信号に基づいて、第１および第２の液晶パネルユニット５、６の明るさを均一にすることや、第１および第２の液晶パネルユニット５、６のいずれかのみの輝度を高くして表示画面を明るくしたり、逆に輝度を低くして暗くすることもできる。この結果、マルチパネル構成における表示画面の表示品質を大幅に向上できる。図１５は、本実施の形態の液晶表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図１５を用いて、本実施の形態の液晶表示装置の動作について説明する。【００５４】
図１５において、まず、照度計１３１による測定結果である外光の輝度情報が取得され（ステップＳ１０１）、取得された輝度情報に基づいて外光の輝度の分析が行われる（ステップＳ１０２）。これらステップＳ１０１およびＳ１０２は例えば、表示制御回路１３３により実行される。もちろん、光量制御回路１３４や光スイッチ制御回路１３５、あるいは、別途の制御回路を用意しても構わない。【００５５】
次に、第１および第２の液晶表示パネルユニット５、６に表示される画像の情報の分析が行われる（ステップＳ１０３）。その分析結果から画像の輝度が決定されるが、その決定の際、上記のステップＳ１０２において分析された外光の輝度を参照されることになる。画像の輝度が決定されると、第１および第２の液晶パネルユニット５、６に出力される画像信号が生成され（ステップＳ１０４）、生成された画像信号が第１および第２の液晶パネルユニット５、６に送信される（ステップＳ１０５）。【００５６】
一方、画像の輝度が決定されると、レーザ光源１から出射されるレーザ光の輝度、レーザ光源１がＲＧＢ光源であれば各色の光源の輝度、各色の出力比等である輝度条件が光量制御回路１３４により決定され（ステップＳ１０６）、レーザ光源１の駆動電流を制御することにより、決定された輝度条件がレーザ光源１に設定される（ステップＳ１０７）。【００５７】
本実施の形態のレーザ光源１がＲＧＢ光源であれば、外部照明（外光）のＲＧＢ成分を検出して、第１および第２の表示部１０３、１０４の画像の色を最適な状態に制御することが可能である。照度計１３１により、外部照明のＲＧＢのそれぞれの成分を個別に検出する。この情報を基に、表示制御回路１３３では、外部照明の輝度情報を分析し、表示する画像を基に、画像情報とＲＧＢのレーザ光源の輝度を決定し、画像情報、レーザ光の光量制御を行う。【００５８】
携帯端末として、外部で画像を見る場合、外光の影響を受ける場面が多く、場所によって外光の種類が変わるため、常に最適な状態で画像を観測するには、外光のスペクトル分析により表示する照明光のＲＧＢ成分を調整する必要がある。本実施の形態の液晶表示装置は、これを可能にする。【００５９】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図１９ＡおよびＢは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１９Ａは、その上面図であり、図１９Ｂは、その側面図である。また、図１９Ｃは、図１９Ａの線Ｂ−Ｂにおける断面図である。【００６０】
本実施の形態の液晶表示装置の表示部２０４は、液晶パネルユニット２０５と、液晶パネルユニット２０５の背面に接触して設けられた導光板ユニット２０７とを含み、導光板ユニット２０７にレーザ光源２０１からレーザ光を供給することで、面状の照明光源となって液晶パネルユニット２０５を照射する。ここでは、レーザ光源２０１を複数個用意しているが、勿論、その数は１つであっても構わない。要は、液晶パネルユニット２０５の全面にわたってレーザ光を供給できるだけの出力が１つまたは複数個のレーザ光源２０１によって確保されていればよい。【００６１】
本実施の形態の液晶表示装置は、レーザ光源２０１からのレーザ光を拡散して導光板ユニット２０７に供給するために、拡散液２０６を充填した中空管２０３と、マイクロポンプ２０２とからなる拡散部を備えている。拡散液２０６は拡散粒子を含んだ液体で、中空管２０３をほぼ充填している。拡散液２０６をマイクロポンプ２０２によって中空管２０３内部で流動させている。拡散液２０６が流動することで、中空管２０３を透過するレーザ光の拡散状態が時間的に変化する。レーザ光源２０１から出射されるレーザ光は、中空管２０３内の拡散液２０６を横切ることで拡散され、導光板ユニット２０７に導波する。拡散液２０６の流動により拡散状態が時間的に変化することで、レーザ光のスペックルノイズが低減される。【００６２】
本実施の形態の導光板ユニット２０７の端面は、反射膜２０８を備える。反射膜２０８は、導光板ユニット２０７を通り、液晶パネルユニット２０５側へ拡散されること無く、自身の側に到達したレーザ光を反射することで、レーザ光が導光板ユニット２０７から漏れることを防止する。これは、レーザ光源２０１からの光が導光板ユニット２０７以外の部分に漏れないように設計されており、レーザ光の利用効率向上を図っている。導光板ユニット２０７の端面に反射膜２０８を設けることで、光の利用効率が大幅に向上し、低消費電力化が可能となった。さらに、反射膜２０８を設けることで、レーザ光は拡散液２０６を含んだ中空管２０３を複数回横切ることになる。これによって、レーザ光のスペックルノイズをさらに低減する効果がある。数〜１０ｍｍφ程度の中空管２０３と小型のマイクロポンプ２０２とを用いれば、表示部２０４の体積を殆ど増大させることなく拡散部を実現できるため、液晶表示装置の薄型化、軽量化に有効である。特に、本実施の形態においては、上記の拡散部を導光板ユニット２０７の内部に配置することにより、装置全体の薄板化が可能となる。【００６３】
本実施の形態の拡散液２０６はレーザ光源１からの発熱を放熱させる効果を有している。拡散液２０６をレーザ光源２０１に直接、または、レーザ光源２０１のヒートシンク（図示省略）に接触させることで、レーザ光源２０１の発熱の放熱効果を向上させることができる。拡散液２０６を２次元面内で広く流動させることで、レーザ光源２０１の発熱を導光板ユニット２０７全体に運ぶことが可能となり、レーザ光源２０１の熱抵抗を大幅に低減できる。これによって、レーザ光源２０１の信頼性の向上、発光効率の向上による低消費電力化が実現できる。さらに、上記の拡散部を表示部２０４の側面または背面に配置することで、広い面積で放熱することが可能となる。【００６４】
本実施の形態においては、上記の拡散部を導光板ユニット２０７の内部に配置したが、導光板ユニット２０７の周囲を囲むように配置しても構わない。そうすることにより、導光板ユニット２０７の構成が簡略化され、装置全体の製造コストが低減される。【００６５】
図２０ＡおよびＢは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２０Ａは、その上面図であり、図２０Ｂは、その側面図である。また、図２０Ｃは、図２０Ａの線Ｃ−Ｃにおける断面図である。図２０Ａ〜Ｃに示すように、複数の中空管２０３を備えることにより、レーザ光が複数の中空管２０３を横切るようにすることでき、そうすることにより、拡散効果が向上し、スペックルノイズの低減効果が高まる。【００６６】
図２１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２１Ａは、その上面図であり、図２１Ｂは、その側面図である。また、図２１Ｃは、図２１Ａの線Ｄ−Ｄにおける断面図である。図２１Ａ〜Ｃに示すように、中空管２０３を２次元的に蛇行するように配置し、中空管２０３を複数回横切って、レーザ光が透過する構成とすることにより、拡散効果が向上し、スペックルノイズの低減効果が高まる。【００６７】
図２２Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２２Ａは、その上面図であり、図２２ＢおよびＣは、その側面図である。図２２Ａ〜Ｃの構成は２枚の導光板を用いる構成である。導光板ユニットは第１の導光板２１３と第２の導光板２１２とからなり、第１の導光板２１３に拡散部を備え、第１の導光板２１３の側面よりレーザ光源２０１からのレーザ光を入射する。第１の導光板２１３で、レーザ光の拡散と、面内均一性を高めた後、反射部２１１で反射された光を第２の導光板２１２に導く。第２の導光板２１２は液晶パネルユニット２０５の背面に接触しており、液晶パネルユニット２０５を照明する。第１の導光板２１３を設けることで、面内の光量分布が均一になるため有効である。また、レーザ光源２０１は発光面積が小さいため、第１の導光板２１３を薄板化できる。このため、２枚重ねた導光板ユニットでも体積の増大は非常に少なく、小型化が実現できる。【００６８】
中空管として、フレキシブルな透明チューブを用いれば、中空管の配置が容易になる。【００６９】
拡散液に含まれる拡散粒子は、拡散液と屈折率の異なる粒子が好ましい。屈折率が同じであれば、拡散効果が殆どなくなってしまうからである。また、拡散効果を高めるためには、拡散液と拡散粒子の屈折率差を大きくするのが効果的である。屈折率差としては、０．０１以上あればよい。０．０３以上あれば、さらに拡散効果が高まるためより好ましい。【００７０】
また、拡散液に含まれる拡散粒子は、粒径がそろったものが好ましい。粒径をそろえることで、拡散状態をつねに安定させることが可能となり、画質の向上が図れる。このため、粒径のばらつきを１０％程度以下に抑える必要がある。【００７１】
さらに、拡散粒子だけではなく、中空管自身にも拡散機能を備えることで、拡散効果をより高めることが可能となる。この場合、中空管の管に拡散粒子を混ぜる、または、中空管の内部に凹凸を設けることで、拡散効果を高めることが可能となる。【００７２】
消費電力を低減するため、表示画像に合わせて、中空管における拡散液の流動速度を調整することが可能である。なぜなら、スペックルノイズの影響は画面の明るさに比例し、暗い場面でのスペックルノイズの視聴者による感じ方は大幅に低減するからである。これを利用して、省エネ化が可能となる。すなわち、表示される画面の明るさに合わせて、中空管に拡散液を流動させる速度を調整すれば、ポンプを駆動する電力が低減できる。【００７３】
また、光源によってもスペックルノイズの大きさが変化する。ＲＧＢの光源を用いる場合、緑色光源は、視感度が高いため、スペックルノイズが目立ちやすい。さらに、緑色として波長変換を利用した光源を用いる場合、半導体レーザの直接発振の光源に比べて、コヒーレンスが高いため、スペックルノイズの発生が大きい。このような観点より、ＲＧＢ光源の配分で色を調整する画面において、緑色の出力が大きくなる画面においては、スペックルノイズが大きくなる。これを防止するためには、緑色光が強くなる場面においては、拡散液の流動速度を早くする必要がある。すなわち、画面における色合いに合わせて、拡散液の流動速度を調整することで、低消費電力化が図れる。【００７４】
上記の実施の形態においては、拡散液を流動させる機構としてマイクロポンプを用いたが、その他、通常のポンプも利用できる。また、拡散液の温度差による熱流動によっても液体の流動が実現できる。レーザ光源に直接、または、レーザ光源に密接して配置したヒートシンクの一部に、拡散液が接触するように配置することで、拡散液の温度が上昇し、温度差による熱流動が発生する。これを利用することで、拡散液を流動させ、スペックルノイズを低減することが可能である。熱流動を利用すれば、拡散液を流動させる駆動装置が必要なくなるため、低消費電力化、小型化が実現できる。さらに、拡散液をヒートパイプとして利用することで、レーザ光源の冷却を同時に実現できるという利点も有する。【００７５】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。本実施の形態では、拡散液を含む中空管内にレーザ光を導波させる構成について述べる。中空管の材料に対して屈折率の高い拡散液を用いることで、拡散液中にレーザ光を導波させることが可能となる。図２３ＡおよびＢは、本発明の実施の形態６にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図２３Ａは、その上面図であり、図２３Ｂは、その側面図である。また、図２３Ｃは、図２３ＡおよびＢの中空管の断面図である。【００７６】
本実施の形態の表示部２０４は、液晶パネルユニット２０５と、液晶パネルユニット２０５の背面に配置された導光板ユニット２０７と、から構成されている。導光板ユニット２０７には、拡散液２０６が充填された中空管２０３とマイクロポンプ２０２とからなる拡散部が包含されている。拡散部の中空管２０３の内部には、図２３Ｃに示すように、拡散液２０６が充填されている。中空管２０３の端面にレーザ光源２０１を配置し、中空管２０３の端面からレーザ光源２０１から出射されるレーザ光を入射することで、レーザ光は拡散液２０６中を導波する。レーザ光は中空管２０３の一部に設けられた散乱領域２３１で散乱され、導光板ユニット２０７に導波する。中空管２０３を導波路として用いることで、光を導光板ユニット２０７内の自由な場所に運ぶことができる。また、中空管２０３の拡散液２０６により拡散される距離が長いため、レーザ光は空間的コヒーレンスが大幅に減少し、スペックルノイズが大幅に低減する。【００７７】
また、レーザ光と拡散液２０６との相互作用長が長く取れるため、拡散液２０６中の拡散粒子の密度を低減しても十分なスペックルノイズ低減効果が得られる。拡散粒子密度を低減することで、拡散液流動の抵抗が小さくなり、マイクロポンプ２０２を小型化、低消費電力化できる。【００７８】
散乱領域２３１は、中空管２０３の内部または内面に設けられた、周期状の突起部または粗面からなり、光の散乱効果を有する。【００７９】
拡散液２０６として純水を用いる場合、拡散液の屈折率は約１．４４となる。これに対して中空管２０３の材料としてはＭｇＦ２、ＨｆＦ４、ＬｉＦなどが利用できる。これらの材料の屈折率は１．４程度以下であり、水の屈折率より低いため、屈折率差により光を拡散液中に閉じ込め、導波させることが可能となる。なお、中空管２０３自体をＭｇＦ２、ＨｆＦ４、ＬｉＦで構成する以外に、中空管２０３の内部にＭｇＦ２、ＨｆＦ４、ＬｉＦなどの膜を堆積することでも同様の効果が得られる。【００８０】
拡散液２０６として純水以外を用いる場合には、屈折率の高い液体を拡散液として用いる方法がある。有機オイルは屈折率の高いものでは１．６を超えるものがあり、中空管としてＳｉＯ２を用いても、十分な屈折率差を実現でき、光を拡散液２０６中に閉じ込めることができる。屈折率の高い液体を利用する場合、中空管２０３としてはフレキシブルな有機材料が利用できるため、中空管２０３を配置する自由度が増すという利点を有する。【００８１】
図２４ＡおよびＢは、本発明の実施の形態６にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２４Ａは、その上面図であり、図２４Ｂは、その側面図である。また、図２４Ｃは、図２４ＡおよびＢの中空管の断面図である。図２４Ａ〜Ｃに示すように、レーザ光を導光する中空管２０３を導光板ユニット２０７の背面または内部に２次元的に配置し、レーザ光を中空管２０３に導波させると同時に、中空管２０３の側面の一部に散乱領域を設け、側面から光を散乱することで、面状の照明光を実現できる。拡散液２０６を流動させることで、レーザ光の拡散状態が時間的に変化することでスペックルノイズを大幅に低減できる。中空管２０３の側面は、図２４Ｃに示すように、導光板ユニット２０７にレーザ光を導波する部分以外は、反射層２２１に覆われている構造が望ましい。不要な部分への散乱を防止することで、レーザ光の利用効率を上げることが可能となる。【００８２】
中空管２０３にフォトニッククリスタル構造を用いる構成も可能である。図２５ＡおよびＢは、中空管２０３にフォトニッククリスタル構造を用いた構成を説明する概略図で、図２５Ａは、その側面図であり、図２５Ｂは、その断面図である。図２５ＡおよびＢに示すように、微細な中空構造からなるフォトニッククリスタル２５１を有するファイバー２４２内に中空管２０３を設けることにより、波長や偏光を選択してレーザ光２４３を散乱させることが可能となる。このため、放射する光利用効率が増大して、低消費電力化が可能となる。【００８３】
上記の実施の形態５および６の拡散液にレーザ光を導波させる場合には、導波光を中空管の側面に放射する機構が必要である。たとえば、中空管の所定の場所にレーザ光を拡散する機能を付加すると、必要な場所でレーザ光を側面に放射できる。中空管の側面放射機能としては、たとえば、中空管の材質に拡散粒子を混ぜる方法や、中空管の内部に凹凸を設ける方法がある。また、拡散液に含まれる粒子の屈折率を上げて、中空管と同等以上にすれば、粒子が中空管の側面に接触することで側面放射が達成される。【００８４】
上記の実施の形態５および６の液晶表示装置は、液晶パネルユニットと面状の導光板ユニットに、レーザ光源からレーザ光を照射する液晶表示装置において、レーザ光を拡散する拡散部に液体の拡散液を用いる。拡散液の流動によりレーザ光の拡散状態を時間的に変化させることで、スペックルノイズの低減が可能となる。拡散液の流動を利用することで、拡散部の体積は大幅に低減でき、小型、低消費電力化が可能となる。さらに、拡散液の流動を放熱に利用することで、レーザ光源の熱抵抗を大幅に低減でき、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が可能となる。また、拡散液の流動を利用する放熱部を液晶パネルユニット全体に広げることで、光学系の小型化、薄板化が容易になり、非常に薄く、軽量な液晶表示装置が実現できるため、大画面液晶表示装置として有効である。【００８５】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。図２６ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図２６Ａは、その上面図、図２６Ｂは、その側面図である。【００８６】
本実施の形態の液晶表示装置においては、レーザ光源３０１から出た光は拡散粒子３６３が満たされた中空管３６１を通過した後、接続部３０２に導かれる。接続部３０２はレーザ光を拡散して、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に光を導き、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８は平面状の照明光源となって第１および第２の液晶パネルユニット３０５、３０６に光を供給する。【００８７】
中空管３６１を満たす拡散粒子３６３を含む液体は、マイクロポンプ３６２により中空管３６１を循環している。第１および第２の液晶パネルユニット３０５、３０６は、画像情報により液晶の透過率を調整することで動画表示が可能となる。レーザ光源３０１は小型、高効率な特性を有するが、コヒーレンスが高いため可干渉性によるスペックルノイズを生じる。これを防止するために、マイクロポンプ３６２で中空管内３６１に拡散粒子３６３を含む液体を移動させて、中空管３６１を横切るレーザ光の拡散状態を時間的に変化させ、空間的なコヒーレンスを低下させスペックルノイズを防止する。【００８８】
さらに、中空管３６１を通る液体をレーザ光源３０１のヒートシンクとして利用することで、レーザの発熱を第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８の広い面積を利用して放熱できる。液体をレーザ光源３０１に直接または間接的に接触させて、熱を吸収させ、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８の広い面積を利用して放熱することで、小型でかつ効率のよい放熱機構を実現できる。レーザ光源３０１の発熱は、発光効率を大幅に低下させるため、液体により発熱効率を大幅に向上させることが可能になる。【００８９】
本実施の形態では、マイクロポンプ３６２を利用して液体を強制的に移動させたが、レーザ光源３０１の発熱により液体に温度差が生じることで、熱拡散によって液体が移動する拡散流を利用することも可能である。また、マイクロポンプと拡散流を併用して用いることで低消費電力なシステムを実現することができる。【００９０】
図２７ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２７Ａは、その上面図、図２７Ｂは、その側面図である。図２７ＡおよびＢに示すように、中空管３６１の内部を移動する拡散粒子３６３を含む液体の内部にレーザ光源１からのレーザ光を導波させる構成も可能である。この場合、マイクロポンプ３６２で送り出された液体は、中空管３６１を通った後、接続部３０２を流れ、再びマイクロポンプ３６２に戻る。レーザ光源１からの光は接続部３０２内を通過する中空管３６１に入射し、接続部３０２の内部にある中空管３６１を伝搬しながら第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に拡散される。中空管３６１が光の伝搬と光の拡散の２つの役割を果たしている。中空管３６１の内部を通る拡散粒子３６３が時間的に変化しているため、拡散状態が変わりスペックルノイズを低減することができる。この場合、中空管３６１内の液体の屈折率を中空管３６１の屈折率より大きな値に設定することで光の閉じこめが大きくなり、比較的長い距離を伝搬することが可能になる。【００９１】
図２８ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２８Ａは、その上面図、図２８Ｂは、その側面図である。図２８ＡおよびＢに示すように、この構成においては、接続部３０２での光の拡散の方法として小さな泡からなるマイクロバブルを利用する。接続部３０２に液体を充填し、接続部３０２にマイクロポンプ３６２でミクロンオーダのマイクロバブル３２２を発生させる。マイクロバブル３２２はレーザ光源３０１から接続部３０２に入射したレーザ光を拡散させる。同時に、マイクロバブル３２２による拡散状態は時間的に変化するので、レーザのコヒーレンスが低減し、スペックルノイズを抑えることが可能となる。簡単な構成で、レーザ光の拡散が可能となり、スペックルノイズが低減できるため、本構成は小型化に有効である。【００９２】
図２９ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２９Ａは、その上面図、図２９ＢおよびＣは、その側面図である。図２９Ａ〜Ｃに示すように、この構成においては、接続部を伝搬するレーザ光を効率よく第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に伝搬させる。接続部はヒンジ機能を有しており、第１および第２の表示部３０３、３０４を開くと、図２９Ｂに示すように、両面見開きの状態となる。次に、図２９Ｃに示すように、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれの端面は接続部の内部にある導光棒３４１と接触する。第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれが接触する導光棒３４１の入射部は、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８が押しつけられたときに形状が変化する可変性の材料、例えば軟性のプラスチックからなり、押し当てることで第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれの入射部３０５と密着する。密着部分では光学的な境界部がなくなり、低ロスで光が伝搬するが、密着していない部分では光が反射されるため、密着部分でのみ第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に光が供給され、接続部での伝搬ロスを大幅に低減することができる。【００９３】
さらに、導光棒３４１の屈折率は、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８の屈折率より低い、または、同等の材料を選択することで、導光棒３４１を伝搬するレーザ光は接続部で損失することなく第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に導かれる。導光棒３４１において第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８と接触しない部分には反射膜３２０を形成することで、他の部分に光が漏れるのをさらに低減することができる。これによって光の利用効率を大幅に向上することが可能となる。【００９４】
レーザ光源は、発光点の面積が小さく、輝度が高いため、１００μｍ程度の細い導光棒に光の損失することなくレーザ光を入射することが可能である。このため、小型の表示装置においてもレーザ光を効率よく表示部に拡散することが可能となり、小型化で必要な高効率な光の配給システムを実現できた。導光板ユニット３０７、３０８を開いたときに、導光棒３４１を挟み込む構成になっており、導光棒３４１と接触する構成になっている。導光棒において、導光板ユニットと接触する部分に可変性の材料を用いることで、導光棒が変形し導光板ユニットと密着する。これによって導光棒３４１を伝搬する光を導光板ユニットに効率よく伝搬させることが可能となる。【００９５】
図３０ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図３０Ａは、その上面図、図３０Ｂは、その側面図である。この構成では、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８を開いたときに、導光棒３５１を挟み込む構成になっており、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれの入射部３０５と導光棒３５１とが接触する構成になっている。導光棒３５１において、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８の入射部３０５と接触する部分に可変性の材料を用いることで、導光棒３５１が変形し第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８と密着する。これによって導光棒３５１を伝搬する光を第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に効率よく伝搬させることが可能となる。【００９６】
さらに、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれの端部の形状をくさび形にすることで、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８を開いたときに、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８間の接続部分を非常に小さく、目立たなくすることができる。このため、第１および第２の表示部３０３、３０４に表示される画像を繋ぎ目のない大型画像として表示できる。【００９７】
図３１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図３１Ａは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図３１Ｂは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。この構成においては、スライド式の液晶表示装置に可変性の導光棒を利用して光を伝搬させる。図３１ＡおよびＢに示すように、第１および第２の表示部３０３、３０４を互いに異なる方向にスライドさせて、入射部３０５と接続部を構成する導光棒３６１とを接触させる。導光棒３６１にはレーザ光源３０１からの光が入射されている。導光棒３６１は可変性の材料でできており、第１および第２の表示部３０３、３０４のスライドにより入射部３０５と接触する。この接触の際、導光棒３６１は変形し、入射部３０５と密着する。密着することで光学的な境界が無くなり、導光棒３６１を伝搬する光は損失することなく入射部３０５に拡散される。入射部３０５も拡散機能を備えているため、拡散された光は第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８を介して第１および第２の液晶パネルユニット３０５、３０６を裏面より照らす。これによって、導光棒３６１と入射部３０５との間における光学的な損失を大幅に低減できる。【００９８】
本実施の形態においては、接続部として拡散粒子を含む柱状の拡散導光棒を用いたが、他にナノメータオーダの周期構造からなるフォトニッククリスタルも利用できる。光の波長オーダより小さな周期構造を持つフォトニッククリスタルを用いると、光の変更を分離することができる。このため、接続部から拡散する光を特定の偏光に限定することが可能となる。液晶パネルユニットは単一偏光の光を用いることで光の利用効率を上げることができる。このため、フォトニッククリスタルを利用して接続部から拡散する光の偏光を揃えることで、液晶パネルユニットを透過するレーザ光の利用効率を向上することが可能となる。【００９９】
上記の各実施の形態から本発明を要約すると、以下のようになる。すなわち本発明の一局面に従う液晶表示装置は、レーザ光が入射される一方の主面および前記一方の主面に対向する他方の主面を有する液晶表示パネルユニットと、前記液晶表示パネルユニットの前記一方の主面側に配置された面状の導光板ユニットとを有する、複数の表示部と、前記複数の表示部のそれぞれに接続されており、前記複数の表示部のそれぞれに表示される画像が隣接して表示されるように前記複数の表示部を配置する接続部と、前記導光板ユニットにレーザ光を供給するレーザ光源とを備え、前記レーザ光源は、前記接続部にレーザ光を出射し、前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給する。【０１００】
上記の液晶表示装置では、複数の液晶パネルに接続部を介して光を供給する構造によりレーザ光源からの光を効率よく面状導光板ユニットに供給できる。接続部を介してレーザ光を供給することで、レーザ光源および光学系の数を少なくでき、小型化、低コスト化が可能になる。さらにレーザ光源を用いることで、光源の輝度を高めることが可能となり、微小な光学系、光学部品にも効率良く光りを入出力できるため、光源を含む光学系、接続部の小型化、導光板ユニットの薄板化、が可能となる。さらに、液晶パネルユニットを接続する部分にある接続部にレーザ光源を備えれば、接続部を介して複数の液晶パネルと熱的につながることができ、複数のパネルを放熱板として利用できる。このため、レーザ光源の放熱効果が高まり、小型の表示装置においてもレーザ光源の放熱を十分とることができ、光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。【０１０１】
前記接続部は、前記複数の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前記複数の表示部の端部を回転軸として前記複数の表示部が開閉可能な状態で前記複数の表示部を連結するヒンジ機構を有することが好ましい。【０１０２】
この場合、接続部がヒンジ機構を有することで、接続部を介して接続している複数の液晶パネルユニットを開閉できるため、サイズを大幅に低減でき、携帯が容易になる。【０１０３】
前記複数の表示部は、第１の表示部および第２の表示部を含み、前記第１の表示部は、第１の液晶表示パネルユニットと、第１の導光板ユニットと、を有し、前記第２の表示部は、第２の液晶表示パネルユニットと、第２の導光板ユニットと、を有し、前記接続部は、前記第１および第２の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前記第１および第２の表示部のうちの一方がスライド可能な状態で前記第１および第２の表示部を連結するスライド機構を有し、前記第１の導光板ユニットは、前記接続部と常時接触し、前記第２の導光板ユニットは、レーザ光を入射させる入射部を有し、前記接続部は、前記第２の表示部をスライドさせて前記第２の導光板ユニットの前記入射部と接触し、前記入射部を通して前記第２の導光板ユニットに前記レーザ光を供給することが好ましい。【０１０４】
この場合、表示部をスライドすることで、液晶表示装置のサイズを大幅に低減し、携帯を容易にする。表示部をスライドすることで、表示面積を拡大するとともに、スライドすることによって、接続部と第２の液晶表示パネルユニットとを接続し、画像表示が可能となる。スライドが複数画面の表示が可能となるスイッチを兼ねることも可能である。【０１０５】
前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面に対向する他方の端面と、前記一方の端面から入射される前記レーザ光を前記他方の端面に向けて導波しながら前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向けて拡散させる導波管を有することが好ましい。【０１０６】
この場合、接続部に導波管を備え、中空管の側面からの散乱を液晶表示パネルユニットの裏面に配置した導光板ユニットに供給することで、小型の光学系でレーザ光を導光板に供給することが可能となり、小型構成が実現できる。【０１０７】
前記導波管は、前記導波管の外周面のうちで前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向けて拡散される前記レーザ光が通過する面以外の面上に配置された反射層を有することが好ましい。【０１０８】
この場合、導波管は、導光板ユニットへレーザ光を供給する部分以外の部分に反射膜を設けることで、レーザ光が導光板ユニット以外に漏れることを防ぎ、効率より導光板にレーザ光を供給することが可能となり、低消費電力化が可能となる。【０１０９】
前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面に対向する他方の端面と、前記一方に端面から入射される前記レーザ光を前記他方の端面に向けて伝搬しながら前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向けて出力する光配線と、を有し、前記光配線は、前記レーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導波板ユニットに向けて拡散させながら出力する複数の出力部を有することが好ましい。【０１１０】
この場合、光配線によりレーザ光を導光板ユニットに供給することで、接続部の体積を大幅に低減できる。レーザ光源は、輝度が高いため、数１０μｍ程度の光配線や光ファイバーにも光を損失することなく容易に結合できる。これらの光配線を用いて、導光板ユニットにレーザ光を供給することで、接続部の体積は大幅に低減でき、装置全体の小型化がはかれる。【０１１１】
前記レーザ光源と前記接続部との間に配置され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に伝搬する光配線を、さらに備えることが好ましい。【０１１２】
この場合、光配線を介して接続部にレーザ光を供給することで、レーザ配置の自由度が増し、全体設計が容易になる。【０１１３】
前記光配線は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に出射するための、互いに異なる位置に配置された複数の出射部を有し、前記接続部は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応し、対応する前記出射部から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有することが好ましい。【０１１４】
この場合、接続部から導光板ユニットにレーザ光を供給する場合、接続部における光の均一分布が必要となる。レーザ光の供給する部分を複数わけて接続部に供給することで、接続部におけるレーザ光の分布を容易に均一にすることができる。【０１１５】
前記レーザ光源は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応する複数のレーザ光源を含み、前記複数のレーザ光源は、互いに乖離して配置されることが好ましい。【０１１６】
この場合、レーザ光源としては、フルカラー用のＲＧＢ光源または、輝度を上げるため複数の光源を用いる場合でも、これらの光源を乖離して配置することで、各レーザ光の放熱特性を大幅に改善することが可能となる。レーザを用いることで、光配線を用いても、損失が非常に少ないため、効率よく光を利用できかつ、放熱効果をあげることで、光源の長寿命化、高出力化が可能となる。【０１１７】
前記レーザ光源は、複数のレーザ光源を含み、前記接続部は、前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有し、前記複数のレーザ光源のうちの少なくとも１つは、前記複数のレーザ光源のうちの他のレーザ光源と異なる入射部にレーザ光を出射することが好ましい。【０１１８】
この場合、接続部に複数のレーザ光を配置する場合に、複数の入射部から光を入射することで、レーザ光源を離間して配置することが可能となり、レーザ光源の放熱特性を改善し、光源の信頼性向上、高出力化が可能となる。【０１１９】
前記液晶パネルユニットの表面近傍に配置され、前記液晶表示パネルユニットを照明する外光の輝度を測定する照度計と、前記レーザ光源の光量を制御する光量制御回路とをさらに備え、前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果に基づいて前記レーザ光源の光量を増減させることが好ましい。【０１２０】
この場合、液晶表示装置をモバイル表示装置として、明るさの異なる場所で利用する場合でも、画面の輝度を外部の明るさにあわせて調整することで、画面が見やすくなる。この際、レーザ光の強さを変調して画面の輝度を変えることで、光源の消費電力を抑えることが可能となる。また、ＲＧＢのレーザ光源を用いる場合でも、外部の明るさ、および外部照明光の色に合わせて、ＲＧＢレーザ光源のそれぞれの明るさを個別に調整することで、外部照明に左右されず、自然な色を表現することが可能となる。【０１２１】
前記液晶表示パネルユニットに表示される画像を示す画像情報に応じて前記液晶パネルユニットによる画像表示を制御する表示制御回路、をさらに備え、前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果および前記画像情報に基づいて前記レーザ光源の光量の増減させることが好ましい。【０１２２】
この場合、液晶表示パネルユニットに表示される画像に応じて画面の輝度を調整することで、画面が見やすくなる。この際、レーザ光の強さを変調して画面の輝度を変えることで、光源の消費電力を抑えることが可能となる。【０１２３】
前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給することの可否を切り替える光スイッチと、前記スイッチによる切り替えを制御する光スイッチ制御回路とをさらに備え、前記光スイッチ制御回路は、前記表示制御回路が前記画像情報に応じて前記複数の液晶表示パネルユニットによる画像表示を選択的に行なう場合に、前記画像情報に基づいて前記表示制御回路による画像表示が非選択である液晶表示ユニットを特定し、当該特定された液晶表示パネルユニットに対しては前記光スイッチによる切り替えによって前記レーザ光の供給を遮断することが好ましい。【０１２４】
この場合、表示不要な液晶表示パネルユニットについて選択的に照明を消すことができる。あるいは、光量制御部によりそれぞれの液晶表示パネルユニットに供給するレーザ光量を制御することで、マルチパネル全体としての明るさを均一にすることや、あるいは、特定の液晶表示パネルユニットのみの輝度を高くして表示画面を明るくしたり、逆に輝度を低くして暗くすることもできる。このように選択的に照明を消す場合やレーザ光量を調節する場合において、表示制御回路からの信号に基づき制御することもできる。【０１２５】
前記レーザ光源から出射されるレーザ光を拡散させる拡散部、さらに備え、前記拡散部は、中空管と、拡散粒子を含む液体からなる拡散液と、を含み、前記拡散液は、前記中空管内を流動していることが好ましい。【０１２６】
この場合、拡散部の拡散状態を時間的に変化させることが可能となる。拡散部を通過するレーザ光の拡散状態が時間的に変化させることで、スペックルノイズの低減が可能となる。【０１２７】
前記拡散部は、前記導光板ユニットの前記一方の主面に略平行な面において２次元的に引き回されて配置されており、前記レーザ光は、前記拡散部の複数個所で前記拡散部を透過することが好ましい。【０１２８】
この場合、レーザ光が拡散部を複数回通過することで、拡散効果を強化し、スペックルノイズをより低減することが可能となる。また、拡散部を２次元的に配置することで、省スペース化が図れるという効果が得られる。【０１２９】
前記拡散部は、前記導光板ユニット内部に配置されていることが好ましい。【０１３０】
この場合、導光板ユニットを導波するレーザ光が拡散部を通過することで拡散され、スペックルノイズを低減することが可能となる。【０１３１】
前記中空管は、複数の中空管の束であることが好ましい。【０１３２】
この場合、レーザ光が多数の拡散部を通過することになりスペックル抑制効果を高めることが可能となる。【０１３３】
前記レーザ光源は、前記中空管の一部の近傍に配置されることが好ましい。【０１３４】
この場合、レーザ光源の発熱を拡散液によって液晶表示パネル全体に運ぶことが可能となり、広い液晶表示面を利用してレーザ光源の放熱が可能となる。レーザ光源の冷却効果を飛躍的に向上できるため、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。【０１３５】
前記中空管は、前記レーザ光源からの発熱による熱流動により前記拡散液を流動させることが好ましい。【０１３６】
この場合、ポンプ等の拡散液を流動させる機構が不要となり、拡散部の構成を簡略化することができる。【０１３７】
前記接続部は、形状に可変性を持ち、前記導光板ユニットと直接接触する接触部を有し、前記接触部と前記導光板ユニットを直接接触させることにより前記導光板ユニットに前記レーザ光を供給することが好ましい。【０１３８】
この場合、接続部から導光板ユニットへのレーザ光の供給を効率よく行うことができる。【０１３９】
前記接続部の屈折率は、前記導光板ユニットの屈折率以下であることが好ましい。【０１４０】
この場合、接続部を導光するレーザ光を低損失で導光板ユニットに供給することができる。【０１４１】
前記レーザ光源は、赤色、青色および緑色の少なくとも３色を発光するレーザ光源であることが好ましい。【０１４２】
この場合、ＲＧＢレーザ光源によりフルカラー化が可能となる。【０１４３】
本発明の他の一局面に従う面状光源は、面状導光板ユニットに照明用のレーザ光を供給するためのレーザ光源部と、前記レーザ光を拡散する拡散部と、を備え、前記拡散部は、中空管と、拡散粒子を含む液体からなる拡散液と、を含み、前記拡散液は、前記中空管内部で流動している。【０１４４】
上記の面状光源では、拡散部の拡散状態を時間的に変化させることが可能となる。拡散部を通過するレーザ光の拡散状態が本発明の構成により時間的に変化させることで、スペックルノイズの低減が可能となる。小型のマイクロポンプと中空管を用いることで、非常に小型のスペックルノイズ除去機構が実現できる。このため、液晶表示装置の薄型化が実現できる。また、スペックルノイズ低減のための駆動機構についても、液体の流動とポンプを用いることで静音化が容易になり、非常に静かな構成が実現できる。【０１４５】
前記面状の導光板ユニットは、一方の主面から前記レーザ光を導光する平板状の主面入射型導光板と、前記主面入射型導光板の内部または周辺部において２次元的に引き回されて配置された拡散部と、を備え、前記レーザ光は、前記拡散部を複数個所で透過することが好ましい。【０１４６】
この場合、拡散液が満たされた中空管からなる拡散部によりレーザ光を拡散する構成で、拡散部を２次元的に配置し、レーザ光が拡散部を複数回通過することで、拡散効果を強化し、スペックルノイズをより低減することが可能となる。また、拡散部を２次元的に配置することで、省スペース化が図れるという効果が得られる。【０１４７】
前記面状の導光板ユニットは、一方の主面から前記レーザ光を導光する平板状の主面入射型導光板と、前記主面入射型導光板の他方の主面に密接して２次元的に引き回して配置され、前記レーザ光を一方の端部側から入射して他方の端部側へ伝搬させるとともに、前記主面入射型導光板の前記他方の主面から前記主面入射型導光板中へ前記レーザ光を導光する拡散部とを含むことが好ましい。【０１４８】
この場合、レーザ光を導光する拡散部を２次元的に配置し、拡散部の内部を導光するレーザ光を導光板に導波することで、導光板に均一にレーザ光を導光することが可能となる。同時に拡散部によりレーザ光を伝搬することで、拡散液を通過する距離が大きくなるため、スペックルノイズがさらに低減できる。また拡散部によって、レーザ光を任意の場所に運べるため、小型化に有効である。【０１４９】
前記拡散部は、前記面状の導光板ユニットの内部に形成されており、前記導光板ユニットを伝搬する前記レーザ光が、前記拡散部を通過することが好ましい。【０１５０】
この場合、導光板を導波するレーザ光が拡散部を通過することで拡散され、スペックルノイズを低減することが可能となる。【０１５１】
前記拡散部は、複数の中空管の束から構成され、前記レーザ光が前記拡散部を横切ることが好ましい。【０１５２】
この場合、レーザ光が多数の拡散部を通過することになりスペックル抑制効果を高めることが可能となる。【０１５３】
前記レーザ光源部は、直接またはヒートシンクを介して、前記拡散液に接触していることが好ましい。【０１５４】
この場合、レーザ光源部の発熱を拡散液によって液晶表示パネル全体に運ぶことが可能となり、広い液晶表示面を利用してレーザ光源部の放熱が可能となる。レーザ光源部の冷却効果を飛躍的に向上できるため、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。【０１５５】
前記第２の導光板ユニットと、前記第２の導光板ユニットの端面に反射部と、をさらに備え、前記導光板で拡散されたレーザ光は、前記反射部で反射された後、前記第２の導光板ユニットに導かれ、第２の導光板ユニットの表面よりレーザ光を放射していることが好ましい。【０１５６】
この場合、導光板で均一化されたレーザ光源を第２の導光板で面状の光源とし、液晶パネルを照射することができる。導光板の面積を抑えた小型構造で、照射光の均一化が図れる。【０１５７】
前記拡散液の屈折率が、前記中空管の屈折率より高いことが好ましい。【０１５８】
この場合、屈折率差を利用して、中空管の中の拡散液の内部に光を閉じ込めることが可能となる。レーザ光を拡散液中を伝搬させることで、拡散部を用いて光の伝搬が可能となる。また拡散液中を長い距離伝搬することで、レーザ光のスペックルノイズを大幅に低減できる。【０１５９】
前記拡散部の前記中空管の少なくとも一部の表面または内部に、グレーティングまたは拡散粒子からなる拡散領域を有することが好ましい。【０１６０】
この場合、拡散液中を伝搬する光を拡散領域において拡散部の側面に放射することが可能となる。側面放射した光を導光板に導波させることで、面状の均一光源が実現できる。【０１６１】
前記拡散粒子の粒径は、サブμｍから数μｍの大きさで、拡散粒子の粒径がほぼ均一であることが好ましい。【０１６２】
この場合、拡散粒子の粒径を小さくすることで、中空管の径を小さくしても、安定に拡散液を流動させることができる。しかしながら、拡散液による拡散効果を得るには、拡散粒子の粒径は、光の波長オーダ以上である必要があるため、サブμｍ〜数μｍオーダの粒径が適している。さらに粒径をそろえることで、拡散状態を安定させ、均一なスペックルノイズ低減効果が得られる。【０１６３】
前記導光板の側面に反射膜を備えていることが好ましい。【０１６４】
この場合、導光板の側面からレーザ光が漏れることを防止し、レーザ光の利用効率が向上する。その結果、低消費電力化が可能となる。【０１６５】
前記レーザ光源部は、赤色、青色および緑色の少なくとも３色を発光するレーザ光源を有することが好ましい。【０１６６】
この場合、液晶表示装置はフルカラー表示することが可能となる。【０１６７】
さらにポンプを備え、前記ポンプにより前記中空管内の拡散液を流動していることが好ましい。【０１６８】
この場合、ポンプにより拡散液を流動することで、拡散強度を増し、スペックル低減効果が強化される。さらに拡散液をレーザ光源の放熱に利用する場合、液の流動速度を上げることで、熱抵抗を低減でき、放熱効果を高めることが可能となる。【０１６９】
本発明のさらに他の一局面に従う液晶表示装置は、前記面状光源の表面側に密接して配置された液晶表示パネルユニットをさらに備え、前記面状光源からのレーザ光を前記液晶表示パネルユニットにより画像に変換している。【０１７０】
上記の液晶表示装置では、面状光源を液晶バックライト用光源として用いることで、色再現性の優れたレーザ光源が利用可能となり、さらにスペックルノイズが低減されるため、高画質な映像が表示できる。さらに、スペックルノイズの機構を小型化できるため、薄型の液晶表示装置が構成できるという利点がある。また拡散液を流動させることで、光源のみならず、液晶パネルユニット自体の冷却効果が得られる。このため、液晶表示装置の信頼性が向上するという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルユニットと面状の導光板ユニットからなる表示部を複数個配置し、これらの表示部を接続部で接続し、接続部の配置したレーザ光源により接続部を介して、面状導光板ユニットにレーザ光を供給する。このため、複数の表示部に少ない数のレーザ光源からレーザ光を供給できるため、小型、低消費電力化が可能となる。さらに、接続部によって表示パネルを折り畳むことで、携帯可能な小型の表示装置を実現できる。レーザ光源は、発光面積が小さいため、光学系の小型化、薄板化が容易であり、非常に薄く、軽量な液晶表示装置が実現できるため、携帯型の大画面液晶表示装置として有効である。
【図１】
2008056600.tif 000003
【図２】
2008056600.tif 000004
【図３】
2008056600.tif 000005
【図４】
2008056600.tif 000006
【図５】
2008056600.tif 000007
【図６】
2008056600.tif 000008
【図７】
2008056600.tif 000009
【図８】
2008056600.tif 000010
【図９】
2008056600.tif 000011
【図１０】
2008056600.tif 000012
【図１１】
2008056600.tif 000013
【図１２】
2008056600.tif 000014
【図１３】
2008056600.tif 000015
【図１４】
2008056600.tif 000016
【図１５】
2008056600.tif 000017
【図１６】
2008056600.tif 000018
【図１７】
2008056600.tif 000019
【図１８】
2008056600.tif 000020
【図１９】
2008056600.tif 000021
【図２０】
2008056600.tif 000022
【図２１】
2008056600.tif 000023
【図２２】
2008056600.tif 000024
【図２３】
2008056600.tif 000025
【図２４】
2008056600.tif 000026
【図２５】
2008056600.tif 000027
【図２６】
2008056600.tif 000028
【図２７】
2008056600.tif 000029
【図２８】
2008056600.tif 000030
【図２９】
2008056600.tif 000031
【図３０】
2008056600.tif 000032
【図３１】
2008056600.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月16日(2009.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光が入射される一方の主面および前記一方の主面に対向する他方の主面を有する液晶表示パネルユニットと、前記液晶表示パネルユニットの前記一方の主面側に配置された面状の導光板ユニットとを有する、複数の表示部と、
前記複数の表示部のそれぞれに接続されており、前記複数の表示部のそれぞれに表示される画像が隣接して表示されるように前記複数の表示部を配置する接続部と、
前記導光板ユニットにレーザ光を供給するレーザ光源と
を備え、
前記レーザ光源は、前記接続部にレーザ光を出射し、
前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記接続部は、前記複数の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前記複数の表示部の端部を回転軸として前記複数の表示部が開閉可能な状態で前記複数の表示部を連結するヒンジ機構を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記複数の表示部は、第１の表示部および第２の表示部を含み、
前記第１の表示部は、第１の液晶表示パネルユニットと、第１の導光板ユニットと、を有し、
前記第２の表示部は、第２の液晶表示パネルユニットと、第２の導光板ユニットと、を有し、
前記接続部は、前記第１および第２の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前記第１および第２の表示部のうちの一方がスライド可能な状態で前記第１および第２の表示部を連結するスライド機構を有し、
前記第１の導光板ユニットは、前記接続部と常時接触し、
前記第２の導光板ユニットは、レーザ光を入射させる入射部を有し、
前記接続部は、前記第２の表示部をスライドさせて前記第２の導光板ユニットの前記入射部と接触し、前記入射部を通して前記第２の導光板ユニットに前記レーザ光を供給することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面に対向する他方の端面と、前記一方の端面から入射される前記レーザ光を前記他方の端面に向けて導波しながら前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに向けて拡散させる導波管を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記導波管は、前記導波管の外周面のうちで前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに向けて拡散される前記レーザ光が通過する面以外の面上に配置された反射層を有することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面に対向する他方の端面と、前記一方に端面から入射される前記レーザ光を前記他方の端面に向けて伝搬しながら前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに向けて出力する光配線と、を有し、
前記光配線は、前記レーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに向けて拡散させながら出力する複数の出力部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記レーザ光源と前記接続部との間に配置され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に伝搬する光配線をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記光配線は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に出射するための、互いに異なる位置に配置された複数の出射部を有し、
前記接続部は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応し、対応する前記出射部から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記レーザ光源は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応する複数のレーザ光源を含み、
前記複数のレーザ光源は、互いに離間して配置されることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記レーザ光源は、複数のレーザ光源を含み、
前記接続部は、前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有し、
前記複数のレーザ光源のうちの少なくとも１つは、前記複数のレーザ光源のうちの他のレーザ光源と異なる入射部にレーザ光を出射することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶表示パネルユニットの表面近傍に配置され、前記液晶表示パネルユニットを照明する外光の輝度を測定する照度計と、
前記レーザ光源の光量を制御する光量制御回路と
をさらに備え、
前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果に基づいて前記レーザ光源の光量を増減させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記液晶表示パネルユニットに表示される画像を示す画像情報に応じて前記液晶表示パネルユニットによる画像表示を制御する表示制御回路をさらに備え、
前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果および前記画像情報に基づいて前記レーザ光源の光量を増減させることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給することの可否を切り替える光スイッチと、
前記スイッチによる切り替えを制御する光スイッチ制御回路と
をさらに備え、
前記光スイッチ制御回路は、前記表示制御回路が前記画像情報に応じて前記複数の液晶表示パネルユニットによる画像表示を選択的に行なう場合に、前記画像情報に基づいて前記表示制御回路による画像表示が非選択である液晶表示パネルユニットを特定し、当該特定された液晶表示パネルユニットに対しては前記光スイッチによる切り替えによって前記レーザ光の供給を遮断することを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記レーザ光源から出射されるレーザ光を拡散させる拡散部をさらに備え、
前記拡散部は、中空管と、拡散粒子を含む液体からなる拡散液と、を含み、
前記拡散液は、前記中空管内を流動していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記拡散部は、前記導光板ユニットの前記一方の主面に略平行な面において２次元的に引き回されて配置されており、
前記レーザ光は、前記拡散部の複数個所で前記拡散部を透過することを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記拡散部は、前記導光板ユニット内部に配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記中空管は、複数の中空管の束であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記レーザ光源は、前記中空管の一部の近傍に配置されることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１９】
前記中空管は、前記レーザ光源からの発熱による熱流動により前記拡散液を流動させることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項２０】
前記接続部は、形状に可変性を持ち、前記導光板ユニットと直接接触する接触部を有し、前記接触部と前記導光板ユニットを直接接触させることにより前記導光板ユニットに前記レーザ光を供給することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項２１】
前記接続部の屈折率は、前記導光板ユニットの屈折率以下であることを特徴とする請求項２０に記載の液晶表示装置。
【請求項２２】
前記レーザ光源は、赤色、青色および緑色の少なくとも３色を発光するレーザ光源であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】液晶表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源からのレーザ光を複数の表示パネルに供給する小型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」と呼ぶ。）は、パーソナルコンピュータ用のディスプレイ装置をはじめとして、小型の携帯用ディスプレイとしての応用が広がっている。このような携帯型の液晶表示装置としては、例えば特許文献１に示されている。特許文献１によると第１液晶パネルおよび第１ケースを有する第１液晶表示部と、第２液晶パネルおよび第２ケースを有する第２液晶表示部と、第１ケースと第２ケースを回転可能に支持するヒンジを備えた表示装置が示されている。特許文献１にはさらに、ヒンジ部により接続された開閉可能な２枚の液晶表示部に、ヒンジ部に配置した光源から光を供給する構成の表示装置が示されている。
【０００３】
このような液晶表示装置の光源としては冷陰極蛍光管を利用するものが多かった。しかしながら、冷陰極蛍光管方式の場合には、光源を含む光学系が大きくなる、冷陰極蛍光管から発生する熱により液晶表示装置の表示性能が劣化する等の問題を有している。
【０００４】
さらに、近年、テレビ受像機としての需要の増大により、ＬＣＤにはさらに高画質化が要求されており、このため、光源として発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と呼ぶ。）等を用いることが検討されている。
【０００５】
発熱による影響を避けるために、例えば冷陰極蛍光管を有する光源と、面状光源を構成する断面が楔形の第１の導光体と、その端面部に設置されて第１の導光体に照明光を供給するための第２の導光体と、光源と第２の導光体を結ぶ光ファイバーとからなるバックライトで照明される液晶表示装置が示されている（例えば、特許文献２参照）。このように従来構成とは異なり、冷陰極蛍光管と第１の導光体との間を光ファイバーで接続することにより、冷陰極蛍光管からの発熱の影響や高周波電圧の印加で生じるノイズを防止している。
【０００６】
また、ＬＥＤのような点光源を用いても導光板内の無効領域を低減して装置の小型化と軽量化を実現するために、断面が楔形状の導光板を用いた面状光源装置も示されている（例えば、特許文献３参照）。このようなＬＥＤを用いた面状光源装置は冷陰極蛍光管を用いたものに比べて、色の再現性が良好で、高画質を得ることができる。
【０００７】
さらに、少量のＬＥＤを用いて、発光する面における輝度を均一にできる面状光源装置として、ＬＥＤに接続された１本の光導波路を導光板の裏面に蛇行させて配置する構造も示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
また、赤色（Ｒ）光、青色（Ｂ）光および緑色（Ｇ）光のＬＥＤのみでなく、さらに他の色を発光するＬＥＤを用いて、より高画質を実現する面状光源装置も実用化されている。さらに、ＬＥＤの一部を半導体レーザ素子で置き換えた面状光源装置も検討されている。半導体レーザ素子は、ＬＥＤに比べて、高輝度、高出力であり、駆動電力の低減や高画質化が可能であることによる。
【０００９】
一方、多数の液晶パネルを平面的に並べて大画面またはマルチ画面を構成するマルチパネルＬＣＤも種々の構成が開発され、実用化されている。例えば、複数の液晶表示パネルユニットをタイル状に配置し、この裏面側に複数の液晶表示パネルユニットを跨ぐように直線状の蛍光ランプを並べて面状光源装置としたマルチパネルＬＣＤも示されている（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【特許文献１】特開２００２−６３１１号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７８０８号公報
【特許文献３】特開２００６−１３４６６１号公報
【特許文献４】特開２００６−１３４７２０号公報
【特許文献５】特表平９−５００４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１には、光源にレーザを用いることについては全く開示も示唆もない。このため、高輝度化が可能なレーザで実現できる薄膜化、省スペース化が実現できず、低消費電力による電池の長寿命化も達成できない。また、特許文献１で示されている構成では、第１液晶表示部および第２液晶表示部にそれぞれ液晶パネルを照射するための光源が必要である。複数の光源とそれに伴う複数の光学系を必要とするためコストが高くなり、さらに大きなスペースが必要となる。
【００１１】
特許文献２で示されている構成では、液晶パネルをつなぐヒンジ部に蛍光管を備えている。しかしながら、蛍光管を含む光学系の大型化によって、ヒンジ部の体積増大、液晶表示装置自体の厚みの増大が回避できないという課題がある。
【００１２】
特許文献３は、液晶表示装置とは別置き構成の光源を備えているが、液晶表示パネルを複数利用して小型構成とすることについてはまったく開示も示唆もない。また、特許文献４についても、ＬＥＤを用いて、均一で、かつ高輝度の面状光源装置を実現し、液晶表示装置に用いる構成は示されているが、これらにおいても液晶表示パネルを複数用い、携帯用時に小型化する構成とすることについては同様にまったく開示も示唆もない。
【００１３】
一方、特許文献５では、複数の液晶表示パネルをユニット化して組み合わせ、大画面の液晶表示装置としているが、この例では液晶表示パネルユニットの裏面に、これらの液晶表示パネルユニットに跨るように直線状の蛍光管を並べて面状光源装置としている。このため、蛍光管の長さで大画面化が制限されるだけでなく、多数の蛍光管を用いることから蛍光管の寿命により液晶表示装置の輝度ムラや輝度低下を生じやすく、長期的な信頼性を保障することが困難になると思われる。また、このような方式では、省スペース、低消費電力を必要とする携帯型の小型表示装置を実現できない。
【００１４】
ところで、テレビ受像機などでは１枚の液晶表示パネルを用いて大画面化が達成されてきているが、携帯型の表示装置を実現するには、小型、薄膜、軽量かつ省スペースな外形を有し、同時に大画面を表示できる機能が望まれている。このような要求を満たすためには、携帯時は小型、省スペースで、液晶表示時は表示面積が広げる構成が要求される。このような要求を満足するには液晶表示パネルを折り畳むなど、携帯時に液晶パネルを省スペース化する構成が必要となる。同時に、装置自体を小型化、軽量化、薄膜化を実現するために、高輝度の光源による光学系の小型化が必要となり、モバイル性を実現するため、電池の長寿命化を可能とする低消費電力の光源が必要不可欠となる。このような要求に対し、従来のＬＥＤや蛍光管を用いた構成では、光源の輝度が低いため光学系の小型化、薄膜化が実現できない。また、光学系での利用効率を含めた低消費電力化では、蛍光管、ＬＥＤは、かなり効率が低いため、比較的大きな画面を表示する場合の低消費電力化が難しい。さらに、ＬＥＤや蛍光管を配置する場合には、多数のＬＥＤや蛍光管のそれぞれの発光輝度や寿命が異なるために液晶表示装置全体としての信頼性を充分保障することができないという課題があった。
【００１５】
本発明の目的は、複数の液晶表示パネルユニットを接続する接続部を介してレーザ光源を供給することで、小型、軽量、省スペースで低消費電力の液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一局面に従う液晶表示装置は、レーザ光が入射される一方の主面および前記一方の主面に対向する他方の主面を有する液晶表示パネルユニットと、前記液晶表示パネルユニットの前記一方の主面側に配置された面状の導光板ユニットとを有する、複数の表示部と、前記複数の表示部のそれぞれに接続されており、前記複数の表示部のそれぞれに表示される画像が隣接して表示されるように前記複数の表示部を配置する接続部と、前記導光板ユニットにレーザ光を供給するレーザ光源とを備え、前記レーザ光源は、前記接続部にレーザ光を出射し、前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給する。
【発明の効果】
【００１７】
上記の液晶表示装置では、複数の液晶パネルに接続部を介して光を供給する構造によりレーザ光源からの光を効率よく面状導光板ユニットに供給できる。接続部を介してレーザ光を供給することで、レーザ光源および光学系の数を少なくでき、小型化、低コスト化が可能になる。さらにレーザ光源を用いることで、光源の輝度を高めることが可能となり、微小な光学系、光学部品にも効率良く光を入出力できるため、光源を含む光学系、接続部の小型化、導光板ユニットの薄板化、が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１Ａは、その上面図、図１Ｂは、その側面図である。
【図２】図２ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２Ａは、その上面図、図２Ｂは、その側面図である。
【図３】図３ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図３Ａは、その上面図、図３Ｂは、その側面図である。
【図４】図４ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図４Ａは、その上面図、図４Ｂは、その側面図である。
【図５】図５Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図５Ａは、その上面図、図５Ｂは、その側面図、図５Ｃは、Ａ部における光配線の拡大図である。
【図６】図６Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図６Ａは、その上面図、図６Ｂは、その側面図、図６Ｃは、接続部の断面図である。
【図７】図７ＡおよびＢは、本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図７Ａは、その上面図、図７Ｂは、その側面図である。
【図８】図８ＡおよびＢは、本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図８Ａは、その上面図、図８Ｂは、その側面図である。
【図９】図９ＡおよびＢは、本発明の実施の形態２にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図９Ａは、その上面図、図９Ｂは、その側面図である。
【図１０】図１０Ａ〜Ｄは、本発明の実施の形態３にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１０Ａ及びＣは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図１０Ｂ及びＤは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。
【図１１】図１１ＡおよびＢは、ヒンジ機能を有する接続部の構成例であり、図１１Ａは、その上面図、図１１Ｂは、その側面図である。
【図１２】図１２ＡおよびＢは、ヒンジ機能を有する接続部の他の構成例であり、図１２Ａは、その上面図、図１２Ｂは、その側面図である。
【図１３】図１３Ａ〜Ｃは、ヒンジ機能を有する接続部のさらに他の構成例であり、図１３Ａは、その上面図、図１３ＢおよびＣは、その側面図である。
【図１４】図１４ＡおよびＢは、本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の概略構成を説明するための概略図で、図１４Ａは、その上面図、図１４Ｂは、その側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】４枚の表示部と１つの接続部とからなる液晶表示装置の構成を説明する概略図である。
【図１７】図１７Ａ〜Ｃは、複数の表示部を１つの接続部に接続する構成を説明する概略図である。
【図１８】図１８ＡおよびＢは、複数の表示部を１つの接続部に接続する他の構成を説明する概略図である。
【図１９】図１９Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１９Ａは、その上面図であり、図１９Ｂは、その側面図であり、図１９Ｃは、図１９Ａの線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図２０】図２０Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２０Ａは、その上面図であり、図２０Ｂは、その側面図であり、図２０Ｃは、図２０Ａの線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図２１】図２１Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２１Ａは、その上面図であり、図２１Ｂは、その側面図であり、図２１Ｃは、図２１Ａの線Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【図２２】図２２Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２２Ａは、その上面図であり、図２２ＢおよびＣは、その側面図である。
【図２３】図２３Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態６にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図２３Ａは、その上面図であり、図２３Ｂは、その側面図であり、図２３Ｃは、中空管の断面図である。
【図２４】図２４Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態６にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２４Ａは、その上面図であり、図２４Ｂは、その側面図であり、図２４Ｃは、中空管の断面図である。
【図２５】図２５ＡおよびＢは、中空管２０３にフォトニッククリスタル構造を用いた構成を説明する概略図で、図２５Ａは、その側面図であり、図２５Ｂは、その断面図である。
【図２６】図２６ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図２６Ａは、その上面図、図２６Ｂは、その側面図である。
【図２７】図２７ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２７Ａは、その上面図、図２７Ｂは、その側面図である。
【図２８】図２８ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２８Ａは、その上面図、図２８Ｂは、その側面図である。
【図２９】図２９ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２９Ａは、その上面図、図２９ＢおよびＣは、その側面図である。
【図３０】図３０ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図３０Ａは、その上面図、図３０Ｂは、その側面図である。
【図３１】図３１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図３１Ａは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図３１Ｂは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素については同じ符号を付しており、説明を省略する場合がある。
【００２０】
（実施の形態１）
図１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態１にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１Ａは、その上面図、図１Ｂは、その側面図である。
【００２１】
本実施の形態の液晶表示装置は、図１ＡおよびＢに示すように、第１の表示部１０３と第２の表示部１０４とを接続部２で接続し、接続部２に接続されたレーザ光源１からレーザ光を供給している。図１Ｂに示すように、第１の表示部１０３は、第１の液晶パネルユニット６と、第１の液晶パネルユニット６の裏面に接して配置された第１の導光板ユニット３と、から構成され、第２の表示部１０４は、第２の液晶パネルユニット５と、第２の液晶パネルユニット５の裏面に接して配置された第２の導光板ユニット４と、から構成されている。第１および第２の導光板ユニット３、４には、接続部２を介してレーザ光が供給され、第１および第２の導光板ユニット３、４を通ったレーザ光は、面状の光源となって、第１および第２の液晶パネルユニット５、６を照らしている。
【００２２】
レーザ光源１としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のレーザ光源からなる。赤色レーザ光源は波長６４０ｎｍ程度の半導体レーザであり、青色レーザ光源は波長４５０ｎｍ程度のＧａＮ半導体レーザであり、出力１Ｗ程度、ストライプ幅が１００μｍ程度のマルチモード半導体レーザである。緑色レーザ光源は半導体レーザを用いて励起させる固体レーザと波長変換素子とから構成され、波長５３２ｎｍの緑色光を出射する。レーザ光源１の発光面積は、厚み数μｍ、幅１００μｍ程度であるため、レーザ光源１から出射されるレーザ光と損失なく結合する接続部２の形状は、幅は１ｍｍ以下、厚みは１０μｍ程度必要となる。レーザ光源１からのレーザ光の発光面積が非常に小さく、高輝度であるため、接続部２の形状を非常に小さくできる。さらに、接続部２を介してレーザ光を供給される第１および第２の導光板ユニット３、４も厚み０．１ｍｍ程度の非常に薄膜で実現できるため、第１および第２の液晶パネルユニット５、６と補強材を含めても５ｍｍ以下の超薄膜化された第１および第２の表示部１０３、１０４が実現可能となる。従来の蛍光管、ＬＥＤを光源として用いる場合、光源の発光面積が１ｍｍから数ｍｍの大きさを持ち、このため、このような光源からの光を効率よく導光板に入射するには、導光板およびその光学系のサイズが発光面積の数倍の大きさを必要とし、１０ｍｍ程度以上の厚みが必要となっており、配線や、補強材を含めるとかなりの厚さになり、小型化、薄板化が困難であった。
【００２３】
接続部２は、レーザ光源１からのレーザ光を導波しながら第１および第２の導光板ユニット３、４に均一に供給する必要がある。そのため、接続部２はレーザ光を第１および第２の導光板ユニット３、４に均一に拡散する必要がある。ここでは、接続部２に中空管（図示省略）を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。中空管は、光の進行方向とほぼ垂直な方向に拡散して第１および第２の導光板ユニット３、４にレーザ光を供給する。また、接続部２のレーザ光源１側の端面と反対側の端面にはミラー１０を備えている。レーザ光源１から接続部２に入射されたレーザ光をミラー１０で折り返すことで、接続部２内のレーザ光の分布をより均一にすることが可能となり、さらに、レーザ光の利用効率が向上するため、低消費電力化が可能となる。
【００２４】
接続部２はヒンジ機能を有しており、第１および第２の表示部１０３、１０４は、接続部２で折り返しが可能となっている。第１および第２の表示部１０３、１０４を折り返すことで、液晶表示装置を小型化でき、携帯を容易にする。レーザ光源１を用いているため、第１および第２の表示部１０３、１０４の厚みを５ｍｍ以下にしても、効率よく光を導波できる。このため、折り畳んでも１０ｍｍ以下の非常に薄い表示装置となり、軽量で小型のモバイル表示装置が実現できる。
【００２５】
次に、第１および第２の表示部１０３、１０４を開閉する接続部２のヒンジ機能の詳細について説明する。図１１ＡおよびＢは、ヒンジ機能を有する接続部２の構成例であり、図１１Ａは、その上面図、図１１Ｂは、その側面図である。なお、ここでは、図１Ｂの第１および第２の液晶パネルユニット５、６については図面上省略している。
【００２６】
図１１ＡおよびＢに示すように、接続部２に複数のヒンジ１１０を設け、複数のヒンジ１１０によって第１および第２の表示部１０３、１０４と接続部２とを接続している。ヒンジ１１０により第１および第２の表示部１０３、１０４を開閉できる。接続部２の側面のうち、第１および第２の導光板ユニット３、４が接続部２に光学的に接合される部分以外の面には反射膜１１１を有している。これは、レーザ光源１からのレーザ光が第１および第２の導光板ユニット３、４以外の部分に漏れないように設計されており、レーザ光の利用効率向上を図っている。接続部２の側面に反射膜を設けることで、レーザ光の利用効率が大幅に向上し、低消費電力化が可能となった。
【００２７】
図１２ＡおよびＢは、ヒンジ機能を有する接続部２の他の構成例であり、図１２Ａは、その上面図、図１２Ｂは、その側面図である。図１２ＡおよびＢに示すように、第１および第２の導光板ユニット３、４のそれぞれの入射部１０２をくさび形にすることは有効である。ヒンジ１１０により第１および第２の導光板ユニット３、４を開いたときに、第１の導光板ユニット３と第２の導光板ユニット４との間の繋ぎ目が非常に小さくなる。これによって、第１および第２の導光板ユニット３、４を開いて画像を表示する際に、繋ぎ目のほとんど目立たない、大画面の表示が可能となる。
【００２８】
図１３Ａ〜Ｃは、ヒンジ機能を有する接続部２のさらに他の構成例であり、図１３Ａは、その上面図、図１３ＢおよびＣは、その側面図である。接続部２は、第１の導光板ユニット３の端面（入射部）に固定される一方、第２の導光板ユニット４とヒンジ１１０を介してつながっている。第２の表示部１０４は、接続部２のヒンジ１１０によって開閉が可能となっている。第２の導光板ユニット４の入射部は、図１３Ｂに示すように、開状態において接続部２と光学的に結合され、接続部２からのレーザ光を第２の導光板ユニット４に導くことが可能となる。これによって、第１および第２の導光板ユニット３、４の開閉により表示画面を拡大することができる。接続部２を一方の導光板ユニット（第１の導光板ユニット３）に固定することで、ヒンジ１１０の構造が簡単になり、低コスト化、信頼性の向上が実現できた。
【００２９】
本実施の形態においては、ヒンジ１１０の開閉とレーザ光源１のスイッチを同期させる構造は、低消費電力に有効である。ヒンジ１１０により第１および第２の導光板ユニット３、４が開いたときに、レーザ光源１の安全スイッチがはずれて、レーザ光源１の発光が可能となるように設定することで、画面を表示したくないときに、誤ってスイッチが入るのを防止できる。また、第１および第２の導光板ユニット３、４の開閉とレーザ光源１のスイッチを連動させることで、レーザ光源１が第１および第２の導光板ユニット３、４以外の部分に導波するのを防止できる。レーザ光が第１および第２の表示部１０３、１０４以外に照射されるのを防止できるため、安全性を向上できるという利点も有する。
【００３０】
本実施の形態においては、レーザ光を導波する接続部２としては、拡散粒子を含んだ中空管、中空の中空管などが利用できる。さらに、接続部２に拡散部を設けても良い。図２ＡおよびＢに、レーザ光を拡散させる拡散部が設けられた接続部２を示す。図２に示すように、接続部２の内部に凹凸形状からなる拡散部７を設置することで、レーザ光の拡散分布を制御できる。拡散部７の形状を設計することで、レーザ光を第１および第２の導光板ユニット３、４に均一に拡散し、均一照明することができる。例えば、接続部２の一方の端面からレーザ光を入射する場合に、レーザ光が接続部２を導波するとともに、第１および第２の導光板ユニット３、４に拡散されて強度が低下する。このような伝搬方向に渡って存在するレーザ光の強度分布にあわせて、拡散部７の接続部２の長手方向の拡散の強さを調整することで、接続部２全体から第１および第２の導光板ユニット３、４に拡散されるレーザ光の強度分布を均一な分布に保つことができる。また、拡散部７を設けることで、レーザ光の偏光を乱すことなく拡散することが可能となる。これによって、光の偏光を利用して光の透過を制御している第１および第２の液晶パネルユニット５、６でのレーザ光の利用効率が１．５倍以上と大幅に向上し、低消費電力化が可能となる。
【００３１】
本実施の形態においては、接続部２に設けられる中空管の側面のうち第１および第２の導光板ユニット３、４にレーザ光を導波する部分以外は、反射層に覆われている構造が望ましい。不要な部分へのレーザ光の散乱を防止することで、レーザ光の利用効率を上げることが可能となる。また、レーザ光が他の部分に漏れて、映像の迷光となり、ユーザが照射されるのを防止できる。
【００３２】
本実施の形態においては、２枚の表示部と１つの接続部とからなる構成について述べたが、複数の表示部とこれを接続する接続部からなる構成も有効である。図１６に、４枚の表示部と１つの接続部とからなる構成を示す。図１６に示すように、１つの接続部２に対して、４枚の表示部１６１、１６２、１６３、１６４が接続されている。この構成によれば、表示面積が増大し、機能の異なる複数の表示部を接続部２に接続し、接続部２から供給される光によりそれぞれの液晶パネルユニットを照らすことが可能となる。
【００３３】
複数の表示部を１つの接続部に接続する構成として例えば、次のようなものが挙げられる。図１７Ａ〜Ｃに示すように、複数の表示部１７０を扇状に広げ、表示部１７０間に接続部２を設けることで、接続部２を介してレーザ光を供給できる構成も小型化に有効である。また、図１８ＡおよびＢに示すように、複数の表示部１７０とこれらを順次接続させる複数の接続部２を直列に配置することも小型化に有効である。表示部１７０をスライドさせて表示面積を大きくし、接続部２を介してレーザ光源を入力する。光源にレーザ光を用いることで、表示部１７０の厚みを非常に薄くできるため、表示部１７０を複数枚重ねることが可能となる。表示部１７０に対して接続部２の数を減らせられるため、光源の数を少なくできる。さらに、後で述べるように、光配線を用いて光源からの光を接続部２に導く構造をとれば、少ない数の光源で複数の接続部２にレーザ光を供給する事が可能となり、小型化、低コスト化に有利である。レーザ光源を用いることで、光配線を用いても、結合部や伝達部で光を損失することなく光を供給できる。また、レーザ光源と光配線の間に光スイッチを設け、導光板ユニットに選択的にレーザ光を供給することも可能である。レーザ光を液晶パネルに選択的に供給し、利用しない表示部への供給を停止すれば、表示部を有効に利用でき、消費電力の低減が可能となる。
【００３４】
本実施の形態においては、図３ＡおよびＢに示すように、図１ＡおよびＢの構成に加え、接続部２の他端にレーザ光源８を追加した構成も有効である。接続部２の両端面にレーザ光源１、８を設置し、レーザ光を供給する構成である。レーザ光源としてはＲＧＢのレーザを用い、レーザ光源１は赤色レーザ光源、レーザ光源８は青色レーザ光源および緑色レーザ光源を用いる。レーザ光源１、８が互いに乖離することで、レーザ光源１、８の発熱を分散できる。これによって、レーザ光源１、８の放熱が大幅に改善され、レーザ光源１、８の信頼性が向上し、発光効率も改善された。レーザ光源１、８の配置としては、異なる波長のレーザ光源を異なる場所に配置する構成以外に、レーザ光源を複数用いる構成も有効である。レーザ光源を複数用いることで、レーザ光の強度を増大でき、より明るい画面が実現できる。また、複数のレーザ光源のうち、幾つかを予備光源として用いれば、常用のレーザ光源の寿命がつきた場合でも、予備光源で代用できる。その他、ＲＧＢ以外の波長のレーザ光源を用いて、さらに広い範囲での色再現性を実現することも可能である。なお、接続部２の両端からレーザ光を入射する以外に、その他の場所、例えば、接続部２の側面や、裏面など、その他の部分に入射部を設けて、光を入射することも可能である。
【００３５】
本実施の形態においては、図４に示すように、図１ＡおよびＢの構成に光配線２４を加え、レーザ光源２１、２２、２３からの各レーザ光を光配線２４を介して接続部２に供給する構成としても良い。光配線２４としては、ファイバーや導波路が利用できる。光配線を用いることで、複数のレーザ光源２１、２２、２３を乖離して配置することが可能となる。レーザ光源２１、２２、２３を互いに乖離することで、レーザ光源２１、２２、２３の放熱が容易になり、レーザ光源２１、２２、２３の信頼性向上および発光効率向上が可能となる。レーザ光源２１、２２、２３の位置としては、第１および第２の表示部１０３、１０４の周辺または背面が有効である。背面は広い面積を有しているため、レーザ光源２１、２２、２３の放熱に有効である。また、光配線２４を用いる場合は、図３に示したように、接続部２の異なる場所から光を供給することも均一化のため有効である。接続部２内でレーザ光の分布を均一化することは、第１および第２の導光板ユニット３、４の面内での光の分布を均一化するのに有効である。このとき、接続部２の複数の場所からレーザ光を入射させれば、接続部２内で光が均一になりやすい。
【００３６】
本実施の形態では、ＲＧＢ３つのレーザ光源を用いた構成を示したが、レーザ光源をさらに多数用いることも容易である。出力の弱いレーザ光源は、作製が容易で、コストが安い。このような低出力の光源を複数用いることで十分な輝度が得られる。さらに、複数の光源を用いることで、ひとつの光源が故障しても、他の光源で補償できるため、光源の信頼性を大幅に向上できる。さらに、ＲＧＢ以外に青緑色光源を加えることで、表現できる色度範囲を大幅に拡大できる。これら場合には、光配線により、レーザ光を集める構成が有効である。さらに、複数の光源の配置を、広い面積に乖離して配置することで、各レーザ光源の温度上昇を抑えることができるため、放熱効果にすぐれ、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。光配線としては、プラスチック導波路などフレキシブルな配線が好ましいが、光ファイバーや、有機ファイバーなども利用できる。
【００３７】
本実施の形態では、レーザ光源の配置を液晶表示装置の側面にしたが、その他、表示部の裏面、表示部のその他の周辺部への配置も可能である。
【００３８】
本実施の形態においては、図５Ａ〜Ｃに示すように、接続部２に光配線５１を備え、光配線５１を介して第１および第２の表示部１０３、１０４の第１および第２の導光板ユニット３、４にレーザ光を供給する構成も有効である。図５Ｃに、図５ＡのＡ部における光配線５１の拡大図を示す。光配線５１は複数の枝に分かれており、その先端に設けた拡散部５２で光を拡散して第１および第２の導光板ユニット３、４に光を供給している。光配線５１により複数の拡散部５２から第１および第２の導光板ユニット３、４に光を供給することが可能となる。光配線５１により損失低減できるため、低消費電力化が可能となる。光配線５１としては、透明な有機材料を用いれば曲げに強いフレキシブルな構造が可能となる。このため、接続部２を曲げて、第１および第２の表示部１０３、１０４を折り曲げる構成が可能となり、装置の小型化が実現できる。
【００３９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。レーザ光源を液晶バックライトユニットとして利用する場合、スペックルノイズの問題が生じる。スペックルノイズとは、レーザ光の高いコヒーレンスによる干渉効果により画質が劣化する現象である。高画質な画像を実現するには、スペックルノイズの低減が必要である。スペックルノイズを防止するには、レーザ光の拡散状態を時間的に変化させる構成が有効である。本実施の形態は、上記の実施の形態１にかかる液晶表示装置にスペックルノイズ低減のための構成を設けた形態である。本実施の形態では、小型の携帯液晶表示装置を目的として、小型構成が可能なスペックルノイズ低減方法について説明している。スペックルノイズを低減するには、光の干渉パターンを時間的に変化させる必要がある。さらに、小型の携帯機器を実現するには、小型のスペックルノイズ低減機構が必要である。
【００４０】
図６ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図６Ａは、その上面図、図６Ｂは、その側面図である。図６ＡおよびＢには、スペックルノイズ低減のための構成例が示されている。図６ＡおよびＢに示すスペックルノイズ低減のための構成例では、接続部２の内部にマイクロポンプ６２による拡散粒子６３を含んだ液体を流動させる中空管６１を備えたものである。図６Ｃに、接続部２の断面を示すが、中空の中空管６１の中を拡散粒子６３を含む液体が流れている。液体はマイクロポンプ６２により中空管６１の中を流れている。レーザ光は、拡散粒子６３により拡散され、第１および第２の導光板ユニット３、４に導かれる。液体が流れることで拡散状態が時間的に変化し、これによってスペックルノイズを大幅に低減できる。拡散粒子６３としては光の波長オーダである数ミクロンからサブμｍ程度の粒子が有効であり、粒子の屈折率と液体の屈折率が異なる材料を選択することにより拡散効果が得られる。
【００４１】
中空管６１の材料の屈折率より高い屈折率を有する液体を流動させる構造をとれば、レーザ光を中空管６１内の液体に導波させることが可能となり、散乱効果を高めることができる。例えば、液体としてグリセリン、粒子としてはＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯなどの酸化物が損失も少なく安定していてよい。ＭＥＭＳを利用したマイクロポンプと微細な中空管により小型のスペックルノイズ低減機構が実現できる。
【００４２】
図７ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図７Ａは、その上面図、図７Ｂは、その側面図である。図７ＡおよびＢには、スペックルノイズ低減のための他の構成例が示されている。図７ＡおよびＢに示すスペックルノイズ低減のための構成例は、拡散粒子６３を含む中空管６１と、拡散機能を備えた接続部２とを組み合わせた構成である。接続部２で拡散されて第１および第２の導光板ユニット３、４に導波するレーザ光を中空管６１で拡散することでスペックルノイズを低減できる。スペックルノイズを低減する原理は上記の図６ＡおよびＢの構成例と同じであるが、第１および第２の導光板ユニット３、４の内部に拡散状態が変換する中空管６１を設けることで、スペックルノイズ低減効果が向上する。
【００４３】
図８ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図８Ａは、その上面図、図８Ｂは、その側面図である。図８ＡおよびＢには、スペックルノイズ低減のためのさらに他の構成例が示されている。図８ＡおよびＢに示すスペックルノイズ低減のための構成例は、上記の図７ＡおよびＢに示した中空管６１の代わりに、拡散粒子を含んだ拡散チューブ９１をモータ９３で動かすことで、拡散状態を変化させることができる構成である。拡散チューブ９１の径としては、接続部２の厚みが１０μｍ程度であれば、接続部２から拡散されるレーザ光が横切るために必要な、数１０μｍ以上の径を有すれば十分である。拡散チューブ９１は、フレキシブルな透明有機材料に拡散粒子を混ぜた構造である。接続部２から拡散された光が第１および第２の導光板ユニット３、４に入る前に、拡散チューブ９１を横切る構造である。超小型のモータ９３とあわせても小型の携帯機器に搭載できる体積である。
【００４４】
図９ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図９Ａは、その上面図、図９Ｂは、その側面図である。図９ＡおよびＢには、スペックルノイズ低減のためのさらに他の構成例が示されている。図９ＡおよびＢに示すスペックルノイズ低減のための構成例は、レーザ光源１からのレーザ光の出射方向を回転プリズム８１によって時間的に可変する構成である。接続部２に中空管を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。レーザ光の出射方向を変えることで、接続部２に設けた中空管の中を通った光の散乱状態が変化する、これによって、第１および第２の導光板ユニット３、４に導波されるレーザ光の光路が変化し、スペックルノイズが低減できる。ＭＥＭＳを利用した小型のプリズム回転機構を備えれば、超小型の構成が可能となり、携帯機器への搭載が可能となる。なお、回転プリズムの代わりにＭＥＭＳによる小型のスキャンミラーも有効である。
【００４５】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、液晶パネルユニットをスライドさせて利用する形態について図１０Ａ〜Ｄを用いて説明する。図１０ＡおよびＢは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１０Ａは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図１０Ｂは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。
【００４６】
本実施の形態にかかる液晶表示装置は、図１０ＡおよびＢに示すように、第１および第２の表示部１０３、１０４を互いに異なる方向にスライドさせることにより液晶表示装置の表示面積を拡大する。第１および第２の表示部１０３、１０４をスライドさせて、接続部２と入射部１０２とが接触することで、レーザ光源１からのレーザ光は接続部２を介して、入射部１０２、第１の導光板ユニット３に伝搬して、第１の液晶パネルユニット６を裏面から照明する。一方、接続部２に収納時から接触している第２の導光板ユニット４にも同様にレーザ光を供給し、第２の液晶パネルユニット５を照明する。接続部２の構造としては、上記の実施の形態１および２の接続部のいずれの構成であっても利用可能である。
【００４７】
図１０ＣおよびＤは、本実施の形態にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図１０Ｃは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図１０Ｄは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。図１０ＣおよびＤに示すように、入射部１０２にミラー１０２ａを配置してミラー構造にすることにより、接続部２で拡散されたレーザ光を入射部１０２のミラー１０２ａで斜めに反射して第１の導光板ユニット３に導波する構成でもよい。
【００４８】
本実施の形態によれば、スライド方式により第１および第２の表示部を開閉することで、携帯可能な小型化および表示面積の拡大が可能となる。
【００４９】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図１４ＡおよびＢは、本発明の実施の形態４にかかる液晶表示装置の概略構成を説明するための概略図で、図１４Ａは、その上面図、図１４Ｂは、その側面図である。
【００５０】
本実施の形態の液晶表示装置は、図１４ＡおよびＢに示すように、第１の表示部１０３と第２の表示部１０４とを接続部２で接続し、接続部２に接続されたレーザ光源１からレーザ光を供給している。図１４Ｂに示すように、第１の表示部１０３は、第１の液晶パネルユニット６と、第１の液晶パネルユニット６の裏面に接して配置された第１の導光板ユニット３と、から構成され、第２の表示部１０４は、第２の液晶パネルユニット５と、第２の液晶パネルユニット５の裏面に接して配置された第２の導光板ユニット４と、から構成されている。第１および第２の導光板ユニット３、４には、接続部２を介してレーザ光が供給され、第１および第２の導光板ユニット３、４を通ったレーザ光は、面状の光源となって、第１および第２の液晶パネルユニット５、６を照らしている。接続部２に中空管（図示省略）を備え、光を導波すると共に、中空管に拡散機能を備えている。中空管は、光の進行方向とほぼ垂直な方向に拡散して第１および第２の導光板ユニット３、４にレーザ光を供給する。また、接続部２のレーザ光源１側の端面と反対側の端面にはミラー１０を備えている。
【００５１】
本実施の形態の液晶表示装置はさらに、図１４Ａに示すように、第１の表示部１０３の第１の液晶パネルユニット６の表面近傍に配置された照度計１３１と、接続部２に設けられた光スイッチ１３２と、表示制御回路１３３と、光量制御回路１３４と、光スイッチ制御回路１３５と、を備えている。照度計１３１は、第１の表示部１０３を照らしている外光の輝度を測定するものであり、その測定結果を表示制御回路１３３、光量制御回路１３４および光スイッチ制御回路１３５に出力する。光スイッチ１３２は、接続部２から第１および第２の導光板ユニット３、４へのレーザ光の供給の可否の切り替えを光スイッチ制御回路１３５からの制御信号に基づいて実行する。
【００５２】
表示制御回路１３３は、第１および第２の液晶パネルユニット５、６に接続されており、第１および第２の液晶パネルユニット５、６を駆動する画像信号を出力することにより第１および第２の液晶パネルユニット５、６を制御し、第１および第２の液晶パネルユニット５、６に表示される画像を制御する。光量制御回路１３４は、レーザ光源１に接続されており、レーザ光源１を駆動する駆動電流を出力し、レーザ光源１から出射されるレーザ光の光量を制御する。光量制御回路１３４は、照度計１３１からの測定結果および表示制御回路１３３により制御される画像を参照してレーザ光源１からのレーザ光の光量制御を実行する。光スイッチ制御回路１３５は、接続部２に設けられた光スイッチ１３２に接続されており、光スイッチ１３２を制御することにより接続部２から第１および第２の導光板ユニット３、４へのレーザ光の供給の可否を切り替える。光スイッチ制御回路１３５は、照度計１３１からの測定結果および表示制御回路１３３により制御される画像を参照して第１および第２の導光板ユニット３、４へのレーザ光の供給の可否の切り替えを実行する。
【００５３】
本実施の形態の液晶表示装置においては、第１の表示部１０３の表面近傍、すなわち、第１の液晶パネルユニット６の表面近傍に照度計１３１を設け、照度計１３１からの信号に基づいてレーザ光源１の光量を制御する光量制御回路１３４を設けている。そして、表示制御回路１３３からの信号に基づいて光量制御回路１３４がレーザ光源１の光量を制御する。このような構成とすることにより、例えば表示制御回路１３３からの信号に基づいて、第１および第２の液晶パネルユニット５、６の明るさを均一にすることや、第１および第２の液晶パネルユニット５、６のいずれかのみの輝度を高くして表示画面を明るくしたり、逆に輝度を低くして暗くすることもできる。この結果、マルチパネル構成における表示画面の表示品質を大幅に向上できる。図１５は、本実施の形態の液晶表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。以下、図１５を用いて、本実施の形態の液晶表示装置の動作について説明する。
【００５４】
図１５において、まず、照度計１３１による測定結果である外光の輝度情報が取得され（ステップＳ１０１）、取得された輝度情報に基づいて外光の輝度の分析が行われる（ステップＳ１０２）。これらステップＳ１０１およびＳ１０２は例えば、表示制御回路１３３により実行される。もちろん、光量制御回路１３４や光スイッチ制御回路１３５、あるいは、別途の制御回路を用意しても構わない。
【００５５】
次に、第１および第２の液晶表示パネルユニット５、６に表示される画像の情報の分析が行われる（ステップＳ１０３）。その分析結果から画像の輝度が決定されるが、その決定の際、上記のステップＳ１０２において分析された外光の輝度を参照されることになる。画像の輝度が決定されると、第１および第２の液晶パネルユニット５、６に出力される画像信号が生成され（ステップＳ１０４）、生成された画像信号が第１および第２の液晶パネルユニット５、６に送信される（ステップＳ１０５）。
【００５６】
一方、画像の輝度が決定されると、レーザ光源１から出射されるレーザ光の輝度、レーザ光源１がＲＧＢ光源であれば各色の光源の輝度、各色の出力比等である輝度条件が光量制御回路１３４により決定され（ステップＳ１０６）、レーザ光源１の駆動電流を制御することにより、決定された輝度条件がレーザ光源１に設定される（ステップＳ１０７）。
【００５７】
本実施の形態のレーザ光源１がＲＧＢ光源であれば、外部照明（外光）のＲＧＢ成分を検出して、第１および第２の表示部１０３、１０４の画像の色を最適な状態に制御することが可能である。照度計１３１により、外部照明のＲＧＢのそれぞれの成分を個別に検出する。この情報を基に、表示制御回路１３３では、外部照明の輝度情報を分析し、表示する画像を基に、画像情報とＲＧＢのレーザ光源の輝度を決定し、画像情報、レーザ光の光量制御を行う。
【００５８】
携帯端末として、外部で画像を見る場合、外光の影響を受ける場面が多く、場所によって外光の種類が変わるため、常に最適な状態で画像を観測するには、外光のスペクトル分析により表示する照明光のＲＧＢ成分を調整する必要がある。本実施の形態の液晶表示装置は、これを可能にする。
【００５９】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図１９ＡおよびＢは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図１９Ａは、その上面図であり、図１９Ｂは、その側面図である。また、図１９Ｃは、図１９Ａの線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【００６０】
本実施の形態の液晶表示装置の表示部２０４は、液晶パネルユニット２０５と、液晶パネルユニット２０５の背面に接触して設けられた導光板ユニット２０７とを含み、導光板ユニット２０７にレーザ光源２０１からレーザ光を供給することで、面状の照明光源となって液晶パネルユニット２０５を照射する。ここでは、レーザ光源２０１を複数個用意しているが、勿論、その数は１つであっても構わない。要は、液晶パネルユニット２０５の全面にわたってレーザ光を供給できるだけの出力が１つまたは複数個のレーザ光源２０１によって確保されていればよい。
【００６１】
本実施の形態の液晶表示装置は、レーザ光源２０１からのレーザ光を拡散して導光板ユニット２０７に供給するために、拡散液２０６を充填した中空管２０３と、マイクロポンプ２０２とからなる拡散部を備えている。拡散液２０６は拡散粒子を含んだ液体で、中空管２０３をほぼ充填している。拡散液２０６をマイクロポンプ２０２によって中空管２０３内部で流動させている。拡散液２０６が流動することで、中空管２０３を透過するレーザ光の拡散状態が時間的に変化する。レーザ光源２０１から出射されるレーザ光は、中空管２０３内の拡散液２０６を横切ることで拡散され、導光板ユニット２０７に導波する。拡散液２０６の流動により拡散状態が時間的に変化することで、レーザ光のスペックルノイズが低減される。
【００６２】
本実施の形態の導光板ユニット２０７の端面は、反射膜２０８を備える。反射膜２０８は、導光板ユニット２０７を通り、液晶パネルユニット２０５側へ拡散されること無く、自身の側に到達したレーザ光を反射することで、レーザ光が導光板ユニット２０７から漏れることを防止する。これは、レーザ光源２０１からの光が導光板ユニット２０７以外の部分に漏れないように設計されており、レーザ光の利用効率向上を図っている。導光板ユニット２０７の端面に反射膜２０８を設けることで、光の利用効率が大幅に向上し、低消費電力化が可能となった。さらに、反射膜２０８を設けることで、レーザ光は拡散液２０６を含んだ中空管２０３を複数回横切ることになる。これによって、レーザ光のスペックルノイズをさらに低減する効果がある。数〜１０ｍｍφ程度の中空管２０３と小型のマイクロポンプ２０２とを用いれば、表示部２０４の体積を殆ど増大させることなく拡散部を実現できるため、液晶表示装置の薄型化、軽量化に有効である。特に、本実施の形態においては、上記の拡散部を導光板ユニット２０７の内部に配置することにより、装置全体の薄板化が可能となる。
【００６３】
本実施の形態の拡散液２０６はレーザ光源２０１からの発熱を放熱させる効果を有している。拡散液２０６をレーザ光源２０１に直接、または、レーザ光源２０１のヒートシンク（図示省略）に接触させることで、レーザ光源２０１の発熱の放熱効果を向上させることができる。拡散液２０６を２次元面内で広く流動させることで、レーザ光源２０１の発熱を導光板ユニット２０７全体に運ぶことが可能となり、レーザ光源２０１の熱抵抗を大幅に低減できる。これによって、レーザ光源２０１の信頼性の向上、発光効率の向上による低消費電力化が実現できる。さらに、上記の拡散部を表示部２０４の側面または背面に配置することで、広い面積で放熱することが可能となる。
【００６４】
本実施の形態においては、上記の拡散部を導光板ユニット２０７の内部に配置したが、導光板ユニット２０７の周囲を囲むように配置しても構わない。そうすることにより、導光板ユニット２０７の構成が簡略化され、装置全体の製造コストが低減される。
【００６５】
図２０ＡおよびＢは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２０Ａは、その上面図であり、図２０Ｂは、その側面図である。また、図２０Ｃは、図２０Ａの線Ｃ−Ｃにおける断面図である。図２０Ａ〜Ｃに示すように、複数の中空管２０３を備えることにより、レーザ光が複数の中空管２０３を横切るようにすることができ、そうすることにより、拡散効果が向上し、スペックルノイズの低減効果が高まる。
【００６６】
図２１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２１Ａは、その上面図であり、図２１Ｂは、その側面図である。また、図２１Ｃは、図２１Ａの線Ｄ−Ｄにおける断面図である。図２１Ａ〜Ｃに示すように、中空管２０３を２次元的に蛇行するように配置し、中空管２０３を複数回横切って、レーザ光が透過する構成とすることにより、拡散効果が向上し、スペックルノイズの低減効果が高まる。
【００６７】
図２２Ａ〜Ｃは、本発明の実施の形態５にかかる面状光源を用いた液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２２Ａは、その上面図であり、図２２ＢおよびＣは、その側面図である。図２２Ａ〜Ｃの構成は２枚の導光板を用いる構成である。導光板ユニットは第１の導光板２１３と第２の導光板２１２とからなり、第１の導光板２１３に拡散部を備え、第１の導光板２１３の側面よりレーザ光源２０１からのレーザ光を入射する。第１の導光板２１３で、レーザ光の拡散と、面内均一性を高めた後、反射部２１１で反射された光を第２の導光板２１２に導く。第２の導光板２１２は液晶パネルユニット２０５の背面に接触しており、液晶パネルユニット２０５を照明する。第１の導光板２１３を設けることで、面内の光量分布が均一になるため有効である。また、レーザ光源２０１は発光面積が小さいため、第１の導光板２１３を薄板化できる。このため、２枚重ねた導光板ユニットでも体積の増大は非常に少なく、小型化が実現できる。
【００６８】
中空管として、フレキシブルな透明チューブを用いれば、中空管の配置が容易になる。
【００６９】
拡散液に含まれる拡散粒子は、拡散液と屈折率の異なる粒子が好ましい。屈折率が同じであれば、拡散効果が殆どなくなってしまうからである。また、拡散効果を高めるためには、拡散液と拡散粒子の屈折率差を大きくするのが効果的である。屈折率差としては、０．０１以上あればよい。０．０３以上あれば、さらに拡散効果が高まるためより好ましい。
【００７０】
また、拡散液に含まれる拡散粒子は、粒径がそろったものが好ましい。粒径をそろえることで、拡散状態をつねに安定させることが可能となり、画質の向上が図れる。このため、粒径のばらつきを１０％程度以下に抑える必要がある。
【００７１】
さらに、拡散粒子だけではなく、中空管自身にも拡散機能を備えることで、拡散効果をより高めることが可能となる。この場合、中空管の管に拡散粒子を混ぜる、または、中空管の内部に凹凸を設けることで、拡散効果を高めることが可能となる。
【００７２】
消費電力を低減するため、表示画像に合わせて、中空管における拡散液の流動速度を調整することが可能である。なぜなら、スペックルノイズの影響は画面の明るさに比例し、暗い場面でのスペックルノイズの視聴者による感じ方は大幅に低減するからである。これを利用して、省エネ化が可能となる。すなわち、表示される画面の明るさに合わせて、中空管に拡散液を流動させる速度を調整すれば、ポンプを駆動する電力が低減できる。
【００７３】
また、光源によってもスペックルノイズの大きさが変化する。ＲＧＢの光源を用いる場合、緑色光源は、視感度が高いため、スペックルノイズが目立ちやすい。さらに、緑色として波長変換を利用した光源を用いる場合、半導体レーザの直接発振の光源に比べて、コヒーレンスが高いため、スペックルノイズの発生が大きい。このような観点より、ＲＧＢ光源の配分で色を調整する画面において、緑色の出力が大きくなる画面においては、スペックルノイズが大きくなる。これを防止するためには、緑色光が強くなる場面においては、拡散液の流動速度を早くする必要がある。すなわち、画面における色合いに合わせて、拡散液の流動速度を調整することで、低消費電力化が図れる。
【００７４】
上記の実施の形態においては、拡散液を流動させる機構としてマイクロポンプを用いたが、その他、通常のポンプも利用できる。また、拡散液の温度差による熱流動によっても液体の流動が実現できる。レーザ光源に直接、または、レーザ光源に密接して配置したヒートシンクの一部に、拡散液が接触するように配置することで、拡散液の温度が上昇し、温度差による熱流動が発生する。これを利用することで、拡散液を流動させ、スペックルノイズを低減することが可能である。熱流動を利用すれば、拡散液を流動させる駆動装置が必要なくなるため、低消費電力化、小型化が実現できる。さらに、拡散液をヒートパイプとして利用することで、レーザ光源の冷却を同時に実現できるという利点も有する。
【００７５】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について説明する。本実施の形態では、拡散液を含む中空管内にレーザ光を導波させる構成について述べる。中空管の材料に対して屈折率の高い拡散液を用いることで、拡散液中にレーザ光を導波させることが可能となる。図２３ＡおよびＢは、本発明の実施の形態６にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図２３Ａは、その上面図であり、図２３Ｂは、その側面図である。また、図２３Ｃは、図２３ＡおよびＢの中空管の断面図である。
【００７６】
本実施の形態の表示部２０４は、液晶パネルユニット２０５と、液晶パネルユニット２０５の背面に配置された導光板ユニット２０７と、から構成されている。導光板ユニット２０７には、拡散液２０６が充填された中空管２０３とマイクロポンプ２０２とからなる拡散部が包含されている。拡散部の中空管２０３の内部には、図２３Ｃに示すように、拡散液２０６が充填されている。中空管２０３の端面にレーザ光源２０１を配置し、中空管２０３の端面からレーザ光源２０１から出射されるレーザ光を入射することで、レーザ光は拡散液２０６中を導波する。レーザ光は中空管２０３の一部に設けられた散乱領域２３１で散乱され、導光板ユニット２０７に導波する。中空管２０３を導波路として用いることで、光を導光板ユニット２０７内の自由な場所に運ぶことができる。また、中空管２０３の拡散液２０６により拡散される距離が長いため、レーザ光は空間的コヒーレンスが大幅に減少し、スペックルノイズが大幅に低減する。
【００７７】
また、レーザ光と拡散液２０６との相互作用長が長く取れるため、拡散液２０６中の拡散粒子の密度を低減しても十分なスペックルノイズ低減効果が得られる。拡散粒子密度を低減することで、拡散液流動の抵抗が小さくなり、マイクロポンプ２０２を小型化、低消費電力化できる。
【００７８】
散乱領域２３１は、中空管２０３の内部または内面に設けられた、周期状の突起部または粗面からなり、光の散乱効果を有する。
【００７９】
拡散液２０６として純水を用いる場合、拡散液の屈折率は約１．４４となる。これに対して中空管２０３の材料としてはＭｇＦ２、ＨｆＦ４、ＬｉＦなどが利用できる。これらの材料の屈折率は１．４程度以下であり、水の屈折率より低いため、屈折率差により光を拡散液中に閉じ込め、導波させることが可能となる。なお、中空管２０３自体をＭｇＦ２、ＨｆＦ４、ＬｉＦで構成する以外に、中空管２０３の内部にＭｇＦ２、ＨｆＦ４、ＬｉＦなどの膜を堆積することでも同様の効果が得られる。
【００８０】
拡散液２０６として純水以外を用いる場合には、屈折率の高い液体を拡散液として用いる方法がある。有機オイルは屈折率の高いものでは１．６を超えるものがあり、中空管としてＳｉＯ２を用いても、十分な屈折率差を実現でき、光を拡散液２０６中に閉じ込めることができる。屈折率の高い液体を利用する場合、中空管２０３としてはフレキシブルな有機材料が利用できるため、中空管２０３を配置する自由度が増すという利点を有する。
【００８１】
図２４ＡおよびＢは、本発明の実施の形態６にかかる面状光源を用いた液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２４Ａは、その上面図であり、図２４Ｂは、その側面図である。また、図２４Ｃは、図２４ＡおよびＢの中空管の断面図である。図２４Ａ〜Ｃに示すように、レーザ光を導光する中空管２０３を導光板ユニット２０７の背面または内部に２次元的に配置し、レーザ光を中空管２０３に導波させると同時に、中空管２０３の側面の一部に散乱領域を設け、側面から光を散乱することで、面状の照明光を実現できる。拡散液２０６を流動させることで、レーザ光の拡散状態が時間的に変化することでスペックルノイズを大幅に低減できる。中空管２０３の側面は、図２４Ｃに示すように、導光板ユニット２０７にレーザ光を導波する部分以外は、反射層２２１に覆われている構造が望ましい。不要な部分への散乱を防止することで、レーザ光の利用効率を上げることが可能となる。
【００８２】
中空管２０３にフォトニッククリスタル構造を用いる構成も可能である。図２５ＡおよびＢは、中空管２０３にフォトニッククリスタル構造を用いた構成を説明する概略図で、図２５Ａは、その側面図であり、図２５Ｂは、その断面図である。図２５ＡおよびＢに示すように、微細な中空構造からなるフォトニッククリスタル２５１を有するファイバー２４２内に中空管２０３を設けることにより、波長や偏光を選択してレーザ光２４３を散乱させることが可能となる。このため、放射する光利用効率が増大して、低消費電力化が可能となる。
【００８３】
上記の実施の形態５および６の拡散液にレーザ光を導波させる場合には、導波光を中空管の側面に放射する機構が必要である。たとえば、中空管の所定の場所にレーザ光を拡散する機能を付加すると、必要な場所でレーザ光を側面に放射できる。中空管の側面放射機能としては、たとえば、中空管の材質に拡散粒子を混ぜる方法や、中空管の内部に凹凸を設ける方法がある。また、拡散液に含まれる粒子の屈折率を上げて、中空管と同等以上にすれば、粒子が中空管の側面に接触することで側面放射が達成される。
【００８４】
上記の実施の形態５および６の液晶表示装置は、液晶パネルユニットと面状の導光板ユニットに、レーザ光源からレーザ光を照射する液晶表示装置において、レーザ光を拡散する拡散部に液体の拡散液を用いる。拡散液の流動によりレーザ光の拡散状態を時間的に変化させることで、スペックルノイズの低減が可能となる。拡散液の流動を利用することで、拡散部の体積は大幅に低減でき、小型、低消費電力化が可能となる。さらに、拡散液の流動を放熱に利用することで、レーザ光源の熱抵抗を大幅に低減でき、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が可能となる。また、拡散液の流動を利用する放熱部を液晶パネルユニット全体に広げることで、光学系の小型化、薄板化が容易になり、非常に薄く、軽量な液晶表示装置が実現できるため、大画面液晶表示装置として有効である。
【００８５】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について説明する。図２６ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の構成を説明する概略図で、図２６Ａは、その上面図、図２６Ｂは、その側面図である。
【００８６】
本実施の形態の液晶表示装置においては、レーザ光源３０１から出た光は拡散粒子３６３が満たされた中空管３６１を通過した後、接続部３０２に導かれる。接続部３０２はレーザ光を拡散して、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に光を導き、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８は平面状の照明光源となって第１および第２の液晶パネルユニット３０５、３０６に光を供給する。
【００８７】
中空管３６１を満たす拡散粒子３６３を含む液体は、マイクロポンプ３６２により中空管３６１を循環している。第１および第２の液晶パネルユニット３０５、３０６は、画像情報により液晶の透過率を調整することで動画表示が可能となる。レーザ光源３０１は小型、高効率な特性を有するが、コヒーレンスが高いため可干渉性によるスペックルノイズを生じる。これを防止するために、マイクロポンプ３６２で中空管内３６１に拡散粒子３６３を含む液体を移動させて、中空管３６１を横切るレーザ光の拡散状態を時間的に変化させ、空間的なコヒーレンスを低下させスペックルノイズを防止する。
【００８８】
さらに、中空管３６１を通る液体をレーザ光源３０１のヒートシンクとして利用することで、レーザの発熱を第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８の広い面積を利用して放熱できる。液体をレーザ光源３０１に直接または間接的に接触させて、熱を吸収させ、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８の広い面積を利用して放熱することで、小型でかつ効率のよい放熱機構を実現できる。レーザ光源３０１の発熱は、発光効率を大幅に低下させるため、液体により発熱効率を大幅に向上させることが可能になる。
【００８９】
本実施の形態では、マイクロポンプ３６２を利用して液体を強制的に移動させたが、レーザ光源３０１の発熱により液体に温度差が生じることで、熱拡散によって液体が移動する拡散流を利用することも可能である。また、マイクロポンプと拡散流を併用して用いることで低消費電力なシステムを実現することができる。
【００９０】
図２７ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置の他の構成を説明する概略図で、図２７Ａは、その上面図、図２７Ｂは、その側面図である。図２７ＡおよびＢに示すように、中空管３６１の内部を移動する拡散粒子３６３を含む液体の内部にレーザ光源３０１からのレーザ光を導波させる構成も可能である。この場合、マイクロポンプ３６２で送り出された液体は、中空管３６１を通った後、接続部３０２を流れ、再びマイクロポンプ３６２に戻る。レーザ光源３０１からの光は接続部３０２内を通過する中空管３６１に入射し、接続部３０２の内部にある中空管３６１を伝搬しながら第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に拡散される。中空管３６１が光の伝搬と光の拡散の２つの役割を果たしている。中空管３６１の内部を通る拡散粒子３６３が時間的に変化しているため、拡散状態が変わりスペックルノイズを低減することができる。この場合、中空管３６１内の液体の屈折率を中空管３６１の屈折率より大きな値に設定することで光の閉じこめが大きくなり、比較的長い距離を伝搬することが可能になる。
【００９１】
図２８ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２８Ａは、その上面図、図２８Ｂは、その側面図である。図２８ＡおよびＢに示すように、この構成においては、接続部３０２での光の拡散の方法として小さな泡からなるマイクロバブルを利用する。接続部３０２に液体を充填し、接続部３０２にマイクロポンプ３６２でミクロンオーダのマイクロバブル３２２を発生させる。マイクロバブル３２２はレーザ光源３０１から接続部３０２に入射したレーザ光を拡散させる。同時に、マイクロバブル３２２による拡散状態は時間的に変化するので、レーザのコヒーレンスが低減し、スペックルノイズを抑えることが可能となる。簡単な構成で、レーザ光の拡散が可能となり、スペックルノイズが低減できるため、本構成は小型化に有効である。
【００９２】
図２９ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図２９Ａは、その上面図、図２９ＢおよびＣは、その側面図である。図２９Ａ〜Ｃに示すように、この構成においては、接続部を伝搬するレーザ光を効率よく第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に伝搬させる。接続部はヒンジ機能を有しており、第１および第２の表示部３０３、３０４を開くと、図２９Ｂに示すように、両面見開きの状態となる。次に、図２９Ｃに示すように、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれの端面は接続部の内部にある導光棒３４１と接触する。第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれが接触する導光棒３４１の入射部は、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８が押しつけられたときに形状が変化する可変性の材料、例えば軟性のプラスチックからなり、押し当てることで第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれの入射部３０５と密着する。密着部分では光学的な境界部がなくなり、低ロスで光が伝搬するが、密着していない部分では光が反射されるため、密着部分でのみ第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に光が供給され、接続部での伝搬ロスを大幅に低減することができる。
【００９３】
さらに、導光棒３４１の屈折率は、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８の屈折率より低い、または、同等の材料を選択することで、導光棒３４１を伝搬するレーザ光は接続部で損失することなく第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に導かれる。導光棒３４１において第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８と接触しない部分には反射膜３２０を形成することで、他の部分に光が漏れるのをさらに低減することができる。これによって光の利用効率を大幅に向上することが可能となる。
【００９４】
レーザ光源は、発光点の面積が小さく、輝度が高いため、１００μｍ程度の細い導光棒に光の損失することなくレーザ光を入射することが可能である。このため、小型の表示装置においてもレーザ光を効率よく表示部に拡散することが可能となり、小型化で必要な高効率な光の配給システムを実現できた。導光板ユニット３０７、３０８を開いたときに、導光棒３４１を挟み込む構成になっており、導光棒３４１と接触する構成になっている。導光棒において、導光板ユニットと接触する部分に可変性の材料を用いることで、導光棒が変形し導光板ユニットと密着する。これによって導光棒３４１を伝搬する光を導光板ユニットに効率よく伝搬させることが可能となる。
【００９５】
図３０ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図３０Ａは、その上面図、図３０Ｂは、その側面図である。この構成では、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８を開いたときに、導光棒３５１を挟み込む構成になっており、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれの入射部３０５と導光棒３５１とが接触する構成になっている。導光棒３５１において、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８の入射部３０５と接触する部分に可変性の材料を用いることで、導光棒３５１が変形し第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８と密着する。これによって導光棒３５１を伝搬する光を第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８に効率よく伝搬させることが可能となる。
【００９６】
さらに、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８のそれぞれの端部の形状をくさび形にすることで、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８を開いたときに、第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８間の接続部分を非常に小さく、目立たなくすることができる。このため、第１および第２の表示部３０３、３０４に表示される画像を繋ぎ目のない大型画像として表示できる。
【００９７】
図３１ＡおよびＢは、本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置のさらに他の構成を説明する概略図で、図３１Ａは、液晶表示パネルユニットのスライド前（収納時）の側面図、図３１Ｂは、液晶表示パネルユニットのスライド後（拡大時）の側面図である。この構成においては、スライド式の液晶表示装置に可変性の導光棒を利用して光を伝搬させる。図３１ＡおよびＢに示すように、第１および第２の表示部３０３、３０４を互いに異なる方向にスライドさせて、入射部３０５と接続部を構成する導光棒３６１とを接触させる。導光棒３６１にはレーザ光源３０１からの光が入射されている。導光棒３６１は可変性の材料でできており、第１および第２の表示部３０３、３０４のスライドにより入射部３０５と接触する。この接触の際、導光棒３６１は変形し、入射部３０５と密着する。密着することで光学的な境界が無くなり、導光棒３６１を伝搬する光は損失することなく入射部３０５に拡散される。入射部３０５も拡散機能を備えているため、拡散された光は第１および第２の導光板ユニット３０７、３０８を介して第１および第２の液晶パネルユニット３０５、３０６を裏面より照らす。これによって、導光棒３６１と入射部３０５との間における光学的な損失を大幅に低減できる。
【００９８】
本実施の形態においては、接続部として拡散粒子を含む柱状の拡散導光棒を用いたが、他にナノメータオーダの周期構造からなるフォトニッククリスタルも利用できる。光の波長オーダより小さな周期構造を持つフォトニッククリスタルを用いると、光の偏光を分離することができる。このため、接続部から拡散する光を特定の偏光に限定することが可能となる。液晶パネルユニットは単一偏光の光を用いることで光の利用効率を上げることができる。このため、フォトニッククリスタルを利用して接続部から拡散する光の偏光を揃えることで、液晶パネルユニットを透過するレーザ光の利用効率を向上することが可能となる。
【００９９】
上記の各実施の形態から本発明を要約すると、以下のようになる。すなわち本発明の一局面に従う液晶表示装置は、レーザ光が入射される一方の主面および前記一方の主面に対向する他方の主面を有する液晶表示パネルユニットと、前記液晶表示パネルユニットの前記一方の主面側に配置された面状の導光板ユニットとを有する、複数の表示部と、前記複数の表示部のそれぞれに接続されており、前記複数の表示部のそれぞれに表示される画像が隣接して表示されるように前記複数の表示部を配置する接続部と、前記導光板ユニットにレーザ光を供給するレーザ光源とを備え、前記レーザ光源は、前記接続部にレーザ光を出射し、前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給する。
【０１００】
上記の液晶表示装置では、複数の液晶表示パネルユニットに接続部を介して光を供給する構造によりレーザ光源からの光を効率よく面状導光板ユニットに供給できる。接続部を介してレーザ光を供給することで、レーザ光源および光学系の数を少なくでき、小型化、低コスト化が可能になる。さらにレーザ光源を用いることで、光源の輝度を高めることが可能となり、微小な光学系、光学部品にも効率良く光を入出力できるため、光源を含む光学系、接続部の小型化、導光板ユニットの薄板化、が可能となる。さらに、液晶表示パネルユニットを接続する部分にある接続部にレーザ光源を備えれば、接続部を介して複数の液晶表示パネルユニットと熱的につながることができ、複数の液晶表示パネルユニットを放熱板として利用できる。このため、レーザ光源の放熱効果が高まり、小型の表示装置においてもレーザ光源の放熱を十分とることができ、光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。
【０１０１】
前記接続部は、前記複数の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前記複数の表示部の端部を回転軸として前記複数の表示部が開閉可能な状態で前記複数の表示部を連結するヒンジ機構を有することが好ましい。
【０１０２】
この場合、接続部がヒンジ機構を有することで、接続部を介して接続している複数の液晶表示パネルユニットを開閉できるため、サイズを大幅に低減でき、携帯が容易になる。
【０１０３】
前記複数の表示部は、第１の表示部および第２の表示部を含み、前記第１の表示部は、第１の液晶表示パネルユニットと、第１の導光板ユニットと、を有し、前記第２の表示部は、第２の液晶表示パネルユニットと、第２の導光板ユニットと、を有し、前記接続部は、前記第１および第２の表示部が閉状態から開状態へ変更可能となるように前記第１および第２の表示部のうちの一方がスライド可能な状態で前記第１および第２の表示部を連結するスライド機構を有し、前記第１の導光板ユニットは、前記接続部と常時接触し、前記第２の導光板ユニットは、レーザ光を入射させる入射部を有し、前記接続部は、前記第２の表示部をスライドさせて前記第２の導光板ユニットの前記入射部と接触し、前記入射部を通して前記第２の導光板ユニットに前記レーザ光を供給することが好ましい。
【０１０４】
この場合、表示部をスライドすることで、液晶表示装置のサイズを大幅に低減し、携帯を容易にする。表示部をスライドすることで、表示面積を拡大するとともに、スライドすることによって、接続部と第２の液晶表示パネルユニットとを接続し、画像表示が可能となる。スライドが複数画面の表示が可能となるスイッチを兼ねることも可能である。
【０１０５】
前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面に対向する他方の端面と、前記一方の端面から入射される前記レーザ光を前記他方の端面に向けて導波しながら前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに向けて拡散させる導波管を有することが好ましい。
【０１０６】
この場合、接続部に導波管を備え、中空管の側面からの散乱を液晶表示パネルユニットの裏面に配置した導光板ユニットに供給することで、小型の光学系でレーザ光を導光板に供給することが可能となり、小型構成が実現できる。
【０１０７】
前記導波管は、前記導波管の外周面のうちで前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに向けて拡散される前記レーザ光が通過する面以外の面上に配置された反射層を有することが好ましい。
【０１０８】
この場合、導波管は、導光板ユニットへレーザ光を供給する部分以外の部分に反射膜を設けることで、レーザ光が導光板ユニット以外に漏れることを防ぎ、より効率的に導光板にレーザ光を供給することが可能となり、低消費電力化が可能となる。
【０１０９】
前記接続部はさらに、前記レーザ光を入射させる一方の端面と、前記一方の端面に対向する他方の端面と、前記一方に端面から入射される前記レーザ光を前記他方の端面に向けて伝搬しながら前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに向けて出力する光配線と、を有し、前記光配線は、前記レーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに向けて拡散させながら出力する複数の出力部を有することが好ましい。
【０１１０】
この場合、光配線によりレーザ光を導光板ユニットに供給することで、接続部の体積を大幅に低減できる。レーザ光源は、輝度が高いため、数１０μｍ程度の光配線や光ファイバーにも光を損失することなく容易に結合できる。これらの光配線を用いて、導光板ユニットにレーザ光を供給することで、接続部の体積は大幅に低減でき、装置全体の小型化がはかれる。
【０１１１】
前記レーザ光源と前記接続部との間に配置され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に伝搬する光配線をさらに備えることが好ましい。
【０１１２】
この場合、光配線を介して接続部にレーザ光を供給することで、レーザ配置の自由度が増し、全体設計が容易になる。
【０１１３】
前記光配線は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記接続部に出射するための、互いに異なる位置に配置された複数の出射部を有し、前記接続部は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応し、対応する前記出射部から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有することが好ましい。
【０１１４】
この場合、接続部から導光板ユニットにレーザ光を供給する場合、接続部における光の均一分布が必要となる。レーザ光の供給する部分を複数わけて接続部に供給することで、接続部におけるレーザ光の分布を容易に均一にすることができる。
【０１１５】
前記レーザ光源は、前記複数の出射部のそれぞれに一対一対応する複数のレーザ光源を含み、前記複数のレーザ光源は、互いに乖離して配置されることが好ましい。
【０１１６】
この場合、レーザ光源としては、フルカラー用のＲＧＢ光源または、輝度を上げるため複数の光源を用いる場合でも、これらの光源を乖離して配置することで、各レーザ光の放熱特性を大幅に改善することが可能となる。レーザを用いることで、光配線を用いても、損失が非常に少ないため、効率よく光を利用できかつ、放熱効果をあげることで、光源の長寿命化、高出力化が可能となる。
【０１１７】
前記レーザ光源は、複数のレーザ光源を含み、前記接続部は、前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光が入射される複数の入射部を有し、前記複数のレーザ光源のうちの少なくとも１つは、前記複数のレーザ光源のうちの他のレーザ光源と異なる入射部にレーザ光を出射することが好ましい。
【０１１８】
この場合、接続部に複数のレーザ光を配置する場合に、複数の入射部から光を入射することで、レーザ光源を離間して配置することが可能となり、レーザ光源の放熱特性を改善し、光源の信頼性向上、高出力化が可能となる。
【０１１９】
前記液晶表示パネルユニットの表面近傍に配置され、前記液晶表示パネルユニットを照明する外光の輝度を測定する照度計と、前記レーザ光源の光量を制御する光量制御回路とをさらに備え、前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果に基づいて前記レーザ光源の光量を増減させることが好ましい。
【０１２０】
この場合、液晶表示装置をモバイル表示装置として、明るさの異なる場所で利用する場合でも、画面の輝度を外部の明るさにあわせて調整することで、画面が見やすくなる。この際、レーザ光の強さを変調して画面の輝度を変えることで、光源の消費電力を抑えることが可能となる。また、ＲＧＢのレーザ光源を用いる場合でも、外部の明るさ、および外部照明光の色に合わせて、ＲＧＢレーザ光源のそれぞれの明るさを個別に調整することで、外部照明に左右されず、自然な色を表現することが可能となる。
【０１２１】
前記液晶表示パネルユニットに表示される画像を示す画像情報に応じて前記液晶表示パネルユニットによる画像表示を制御する表示制御回路をさらに備え、前記光量制御回路は、前記照度計による測定結果および前記画像情報に基づいて前記レーザ光源の光量を増減させることが好ましい。
【０１２２】
この場合、液晶表示パネルユニットに表示される画像に応じて画面の輝度を調整することで、画面が見やすくなる。この際、レーザ光の強さを変調して画面の輝度を変えることで、光源の消費電力を抑えることが可能となる。
【０１２３】
前記接続部は、前記レーザ光源から出射されるレーザ光を前記複数の表示部のそれぞれの導光板ユニットに供給することの可否を切り替える光スイッチと、前記スイッチによる切り替えを制御する光スイッチ制御回路とをさらに備え、前記光スイッチ制御回路は、前記表示制御回路が前記画像情報に応じて前記複数の液晶表示パネルユニットによる画像表示を選択的に行なう場合に、前記画像情報に基づいて前記表示制御回路による画像表示が非選択である液晶表示パネルユニットを特定し、当該特定された液晶表示パネルユニットに対しては前記光スイッチによる切り替えによって前記レーザ光の供給を遮断することが好ましい。
【０１２４】
この場合、表示不要な液晶表示パネルユニットについて選択的に照明を消すことができる。あるいは、光量制御回路によりそれぞれの液晶表示パネルユニットに供給するレーザ光量を制御することで、マルチパネル全体としての明るさを均一にすることや、あるいは、特定の液晶表示パネルユニットのみの輝度を高くして表示画面を明るくしたり、逆に輝度を低くして暗くすることもできる。このように選択的に照明を消す場合やレーザ光量を調節する場合において、表示制御回路からの信号に基づき制御することもできる。
【０１２５】
前記レーザ光源から出射されるレーザ光を拡散させる拡散部をさらに備え、前記拡散部は、中空管と、拡散粒子を含む液体からなる拡散液と、を含み、前記拡散液は、前記中空管内を流動していることが好ましい。
【０１２６】
この場合、拡散部の拡散状態を時間的に変化させることが可能となる。拡散部を通過するレーザ光の拡散状態を時間的に変化させることで、スペックルノイズの低減が可能となる。
【０１２７】
前記拡散部は、前記導光板ユニットの前記一方の主面に略平行な面において２次元的に引き回されて配置されており、前記レーザ光は、前記拡散部の複数個所で前記拡散部を透過することが好ましい。
【０１２８】
この場合、レーザ光が拡散部を複数回通過することで、拡散効果を強化し、スペックルノイズをより低減することが可能となる。また、拡散部を２次元的に配置することで、省スペース化が図れるという効果が得られる。
【０１２９】
前記拡散部は、前記導光板ユニット内部に配置されていることが好ましい。
【０１３０】
この場合、導光板ユニットを導波するレーザ光が拡散部を通過することで拡散され、スペックルノイズを低減することが可能となる。
【０１３１】
前記中空管は、複数の中空管の束であることが好ましい。
【０１３２】
この場合、レーザ光が多数の拡散部を通過することになりスペックル抑制効果を高めることが可能となる。
【０１３３】
前記レーザ光源は、前記中空管の一部の近傍に配置されることが好ましい。
【０１３４】
この場合、レーザ光源の発熱を拡散液によって液晶表示パネル全体に運ぶことが可能となり、広い液晶表示面を利用してレーザ光源の放熱が可能となる。レーザ光源の冷却効果を飛躍的に向上できるため、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。
【０１３５】
前記中空管は、前記レーザ光源からの発熱による熱流動により前記拡散液を流動させることが好ましい。
【０１３６】
この場合、ポンプ等の拡散液を流動させる機構が不要となり、拡散部の構成を簡略化することができる。
【０１３７】
前記接続部は、形状に可変性を持ち、前記導光板ユニットと直接接触する接触部を有し、前記接触部と前記導光板ユニットを直接接触させることにより前記導光板ユニットに前記レーザ光を供給することが好ましい。
【０１３８】
この場合、接続部から導光板ユニットへのレーザ光の供給を効率よく行うことができる。
【０１３９】
前記接続部の屈折率は、前記導光板ユニットの屈折率以下であることが好ましい。
【０１４０】
この場合、接続部を導光するレーザ光を低損失で導光板ユニットに供給することができる。
【０１４１】
前記レーザ光源は、赤色、青色および緑色の少なくとも３色を発光するレーザ光源であることが好ましい。
【０１４２】
この場合、ＲＧＢレーザ光源によりフルカラー化が可能となる。
【０１４３】
本発明の他の一局面に従う面状光源は、面状導光板ユニットに照明用のレーザ光を供給するためのレーザ光源部と、前記レーザ光を拡散する拡散部と、を備え、前記拡散部は、中空管と、拡散粒子を含む液体からなる拡散液と、を含み、前記拡散液は、前記中空管内部で流動している。
【０１４４】
上記の面状光源では、拡散部の拡散状態を時間的に変化させることが可能となる。拡散部を通過するレーザ光の拡散状態を本発明の構成により時間的に変化させることで、スペックルノイズの低減が可能となる。小型のマイクロポンプと中空管を用いることで、非常に小型のスペックルノイズ除去機構が実現できる。このため、液晶表示装置の薄型化が実現できる。また、スペックルノイズ低減のための駆動機構についても、液体の流動とポンプを用いることで静音化が容易になり、非常に静かな構成が実現できる。
【０１４５】
前記面状の導光板ユニットは、一方の主面から前記レーザ光を導光する平板状の主面入射型導光板と、前記主面入射型導光板の内部または周辺部において２次元的に引き回されて配置された拡散部と、を備え、前記レーザ光は、前記拡散部を複数個所で透過することが好ましい。
【０１４６】
この場合、拡散液が満たされた中空管からなる拡散部によりレーザ光を拡散する構成で、拡散部を２次元的に配置し、レーザ光が拡散部を複数回通過することで、拡散効果を強化し、スペックルノイズをより低減することが可能となる。また、拡散部を２次元的に配置することで、省スペース化が図れるという効果が得られる。
【０１４７】
前記面状の導光板ユニットは、一方の主面から前記レーザ光を導光する平板状の主面入射型導光板と、前記主面入射型導光板の他方の主面に密接して２次元的に引き回して配置され、前記レーザ光を一方の端部側から入射して他方の端部側へ伝搬させるとともに、前記主面入射型導光板の前記他方の主面から前記主面入射型導光板中へ前記レーザ光を導光する拡散部とを含むことが好ましい。
【０１４８】
この場合、レーザ光を導光する拡散部を２次元的に配置し、拡散部の内部を導光するレーザ光を導光板に導波することで、導光板に均一にレーザ光を導光することが可能となる。同時に拡散部によりレーザ光を伝搬することで、拡散液を通過する距離が大きくなるため、スペックルノイズがさらに低減できる。また拡散部によって、レーザ光を任意の場所に運べるため、小型化に有効である。
【０１４９】
前記拡散部は、前記面状の導光板ユニットの内部に形成されており、前記導光板ユニットを伝搬する前記レーザ光が、前記拡散部を通過することが好ましい。
【０１５０】
この場合、導光板を導波するレーザ光が拡散部を通過することで拡散され、スペックルノイズを低減することが可能となる。
【０１５１】
前記拡散部は、複数の中空管の束から構成され、前記レーザ光が前記拡散部を横切ることが好ましい。
【０１５２】
この場合、レーザ光が多数の拡散部を通過することになりスペックル抑制効果を高めることが可能となる。
【０１５３】
前記レーザ光源部は、直接またはヒートシンクを介して、前記拡散液に接触していることが好ましい。
【０１５４】
この場合、レーザ光源部の発熱を拡散液によって液晶表示パネル全体に運ぶことが可能となり、広い液晶表示面を利用してレーザ光源部の放熱が可能となる。レーザ光源部の冷却効果を飛躍的に向上できるため、レーザ光源の信頼性向上、発光効率向上が実現できる。
【０１５５】
前記第２の導光板ユニットと、前記第２の導光板ユニットの端面に反射部と、をさらに備え、前記導光板で拡散されたレーザ光は、前記反射部で反射された後、前記第２の導光板ユニットに導かれ、第２の導光板ユニットの表面よりレーザ光を放射していることが好ましい。
【０１５６】
この場合、導光板で均一化されたレーザ光源を第２の導光板で面状の光源とし、液晶パネルを照射することができる。導光板の面積を抑えた小型構造で、照射光の均一化が図れる。
【０１５７】
前記拡散液の屈折率が、前記中空管の屈折率より高いことが好ましい。
【０１５８】
この場合、屈折率差を利用して、中空管の中の拡散液の内部に光を閉じ込めることが可能となる。レーザ光を拡散液中を伝搬させることで、拡散部を用いて光の伝搬が可能となる。また拡散液中を長い距離伝搬することで、レーザ光のスペックルノイズを大幅に低減できる。
【０１５９】
前記拡散部の前記中空管の少なくとも一部の表面または内部に、グレーティングまたは拡散粒子からなる拡散領域を有することが好ましい。
【０１６０】
この場合、拡散液中を伝搬する光を拡散領域において拡散部の側面に放射することが可能となる。側面放射した光を導光板に導波させることで、面状の均一光源が実現できる。
【０１６１】
前記拡散粒子の粒径は、サブμｍから数μｍの大きさで、拡散粒子の粒径がほぼ均一であることが好ましい。
【０１６２】
この場合、拡散粒子の粒径を小さくすることで、中空管の径を小さくしても、安定に拡散液を流動させることができる。しかしながら、拡散液による拡散効果を得るには、拡散粒子の粒径は、光の波長オーダ以上である必要があるため、サブμｍ〜数μｍオーダの粒径が適している。さらに粒径をそろえることで、拡散状態を安定させ、均一なスペックルノイズ低減効果が得られる。
【０１６３】
前記導光板の側面に反射膜を備えていることが好ましい。
【０１６４】
この場合、導光板の側面からレーザ光が漏れることを防止し、レーザ光の利用効率が向上する。その結果、低消費電力化が可能となる。
【０１６５】
前記レーザ光源部は、赤色、青色および緑色の少なくとも３色を発光するレーザ光源を有することが好ましい。
【０１６６】
この場合、液晶表示装置はフルカラー表示することが可能となる。
【０１６７】
さらにポンプを備え、前記ポンプにより前記中空管内の拡散液を流動していることが好ましい。
【０１６８】
この場合、ポンプにより拡散液を流動することで、拡散強度を増し、スペックル低減効果が強化される。さらに拡散液をレーザ光源の放熱に利用する場合、液の流動速度を上げることで、熱抵抗を低減でき、放熱効果を高めることが可能となる。
【０１６９】
本発明のさらに他の一局面に従う液晶表示装置は、前記面状光源の表面側に密接して配置された液晶表示パネルユニットをさらに備え、前記面状光源からのレーザ光を前記液晶表示パネルユニットにより画像に変換している。
【０１７０】
上記の液晶表示装置では、面状光源を液晶バックライト用光源として用いることで、色再現性の優れたレーザ光源が利用可能となり、さらにスペックルノイズが低減されるため、高画質な映像が表示できる。さらに、スペックルノイズの機構を小型化できるため、薄型の液晶表示装置が構成できるという利点がある。また拡散液を流動させることで、光源のみならず、液晶表示パネルユニット自体の冷却効果が得られる。このため、液晶表示装置の信頼性が向上するという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルユニットと面状の導光板ユニットからなる表示部を複数個配置し、これらの表示部を接続部で接続し、接続部に配置したレーザ光源により接続部を介して、面状導光板ユニットにレーザ光を供給する。このため、複数の表示部に少ない数のレーザ光源からレーザ光を供給できるため、小型、低消費電力化が可能となる。さらに、接続部によって表示パネルを折り畳むことで、携帯可能な小型の表示装置を実現できる。レーザ光源は、発光面積が小さいため、光学系の小型化、薄板化が容易であり、非常に薄く、軽量な液晶表示装置が実現できるため、携帯型の大画面液晶表示装置として有効である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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