(57)【要約】  走査方向に対して輝度ムラがなく所定の輝度分布で表示できる、高輝度で、かつ、大面積の面状照明装置およびそれを用いた液晶表示装置を提供する。  制御部２０により導光部１５に走査される走査光１３の走査光量が制御されることによって、出射光１６が、走査光１３の走査方向２１に所定の輝度分布で主面１７から出射する。
2008099581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部と、
前記レーザ光源を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記主面から出射される光の輝度分布が前記走査部によるレーザ光の走査方向に所定の輝度分布となるように、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を制御することを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記入射面に走査されるレーザ光の光量と走査速度との比が一定に保たれるように、前記レーザ光の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転駆動するための駆動部とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記導光板は、前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の入射面を有し、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、前記各入射面のうちの１列の入射面に対しレーザ光を走査するようにそれぞれ構成されているとともに、前記各ミラー面の全てにより反射されたレーザ光によって前記各列の入射面の全てが走査されることを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、前記ポリゴンミラーの回転軸に対する角度が前記走査対象となる入射面の列ごとに異なる角度に調整されていることを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記各入射面は、前記走査方向に並ぶ複数の走査領域に区分されており、前記制御部は、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を前記走査領域ごとに制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記導光板には、前記主面と反対側の背面から突出するとともに、前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の部分導光部が形成され、前記各入射面は、前記各部分導光部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記導光板の主面は、前記各列の入射面に対応して前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の発光領域に区分されており、前記各発光領域は、それぞれに対応する前記入射面から入射したレーザ光が出射するように構成され、前記各発光領域は、前記各発光領域に対応する入射面と前記ポリゴンミラーとの距離が長くなるに従い面積が小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記走査部から導かれたレーザ光を前記各入射面に反射させるための反射板をさらに備えたことを特徴とする請求項４〜８の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記反射板は、前記走査部から導かれたレーザ光を前記各列の入射面のそれぞれに平行光として反射させることが可能な反射面を有していることを特徴とする請求項４〜９の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記走査部は、ガルバノミラーと、前記ガルバノミラーを駆動するための駆動部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部とを備え、
前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを駆動するための駆動部とを含み、
前記入射面は、前記走査部によるレーザ光の走査方向に並ぶ複数の走査領域により予め区分されており、前記ポリゴンミラーの各ミラーは、それぞれ各走査領域のうちの何れか１つの走査領域にレーザ光を走査させるように構成されていることを特徴とする面状照明装置。
【請求項１３】
前記ポリゴンミラーは、その回転軸と直交する断面が楕円形に近い多角形状からなることを特徴とする請求項１２に記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記複数のミラー面のうちの少なくとも１つのミラー面は、円筒面または楕円筒面からなることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の面状照明装置。
【請求項１５】
前記レーザ光源を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記走査領域に走査される前記レーザ光の走査光量が前記各走査領域ごとに均一となるように、前記レーザ光の光量を制御することを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
前記ポリゴンミラーは、前記各ミラー面を有するミラー本体と、ミラー本体を軸支する回転軸とを有し、前記回転軸は、前記ミラー本体の重心位置に設けられていることを特徴とする請求項１２〜１５の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１７】
前記導光板は、導光板本体と、前記導光板の背面側に配置された導光部と、前記導光板本体と前記導光部とを光学的に接続する接続部とを備え、前記入射面は、前記導光部に形成されていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１８】
前記レーザ光源は、赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を含み、前記各光源から出射するレーザ光は、同じ光路を経て前記入射面に導かれることを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１９】
液晶表示パネルと、
請求項１〜１８の何れか１項に記載の面状照明装置とを備え、
前記面状照明装置は、前記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト照明装置として使用されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２０】
前記面状照明装置のレーザ光源は、赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を含むことを特徴とする請求項１９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、光源としてレーザ光を使用した面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイパネル等に用いられる液晶表示装置には、バックライト照明として面状照明装置が用いられる。上記面状照明装置は、その光源として一般的に放電管や発光ダイオード（ＬＥＤ）等が使用される。上記面状照明装置を大型ディスプレイ等に用いるときには、高輝度で、かつ、単色性の強い光を出力することが求められる。さらに、光源からの光をディスプレイパネル面に均一に照射することなどにより、ディスプレイパネル面全体での輝度のムラをなくして輝度を均一化する工夫が求められる。【０００３】
ディスプレイ装置の光源として高輝度で単色性の強い光を得るために、近年、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）および青色光（Ｂ光）の３つのレーザ光源を利用する検討が始められている。これらのレーザ光源からの光を面状に出射するための構成として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を１本のレーザ光に合成した後、ポリゴンミラーで走査し、平板反射ミラーを用いて反射させる例がある（例えば、特許文献１参照）。ポリゴンミラーを用いると、通常、走査範囲の端の部分と中央部分との間で走査速度の差が生じ、この走査速度の差は、走査角が大きい程大きくなる。上記走査速度の差は、輝度ムラの原因となるが、特許文献１の例では、ｆθレンズを用いて走査速度を一定に改善している。【０００４】
また、別の面状照明装置として、ＬＥＤからなる発光素子を導光板の側面に配置し、このＬＥＤからの光束を導光板の側面より入射させて導光板の上方に反射するようにしたもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。特許文献２では、上記導光板の下面に設けられた多数のプリズムの形状を工夫することにより輝度ムラの低減を図っている。具体的に、導光板に形成されたプリズムは、光束の入射側の斜面の方向または傾角が光束の入射面に対する位置により変化している、または、斜面、谷線あるいは稜線が光束の入射面に対して凹形状をしているように製作されている。【０００５】
しかしながら、特許文献１ではｆθレンズを用いてポリゴンミラーの走査による速度ムラが生じないように構成されているが、ｆθレンズを用いるとポリゴンミラーの走査角が大きくできないため、ポリゴンミラーとｆθレンズの距離を大きく離す必要があり、ディスプレイ装置が大型になるという課題がある。さらに、大型ディスプレイでは、ｆθレンズもそれに応じて大型のものが必要となるため、非常に高価になるという課題もある。【０００６】
また、特許文献２においては、面状照明装置として輝度ムラが改善されることは示されているものの、ディスプレイ装置の照明光源として使用するに十分なまでに輝度ムラが改善される構成については明示されていない。したがって、ＬＥＤを光源として用いた導光板方式では大型ディスプレイにおいて、十分な輝度が得られる構成が明示されていないという課題がある。
【特許文献１】特開平６−１４８６３５号公報
【特許文献２】特開２００６−１５５９６４号公報
【発明の開示】
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、高輝度で輝度ムラがなく、装置の薄型化も可能な面状照明装置およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部と、前記レーザ光源を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記主面から出射される光の輝度分布が前記走査部によるレーザ光の走査方向に所定の輝度分布となるように、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を制御する。
【０００９】
本発明の一局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部とを備え、前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを駆動するための駆動部とを含み、前記入射面は、前記走査部によるレーザ光の走査方向に並ぶ複数の走査領域により予め区分されており、前記ポリゴンミラーの各ミラーは、それぞれ各走査領域のうちの何れか１つの走査領域にレーザ光を走査させる。
【００１０】
本発明によれば、高輝度で輝度ムラがなく、装置の薄型化も可能な面状照明装置およびそれを用いた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図である。
【図２】図２は、図１の面状照明装置の主要部を矢印IIの方向に見た側面の構成の模式図である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線の断面の測定位置Ｂ´における走査光の走査光量、走査速度およびこれらの比について示した図で、測定位置に対する走査光量と走査速度の変化を示す図である。
【図４】図４は、測定位置に対する走査光量と走査速度の比を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る面状照明装置の要部の動作を示す概略構成図である。
【図６】図６は、測定位置に対する走査光量と走査速度の比を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示した模式図である。
【図８】図８は、図７の面状照明装置の主要部を矢印VIIIの方向から見た側面の構成の模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図である。
【図１０】図１０は、図９の面状照明装置に使用するポリゴンミラーの構成を示す概略斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０とは異なるポリゴンミラーの構成を示す概略斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係る面状照明装置に使用するポリゴンミラーの構成を示す概略斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図である。
【図１５】図１５は、図１４のポリゴンミラーのミラー面を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５のXVI−XVI線断面図である。
【図１７】図１７は、図１５のXVII−XVII線断面図である。
【図１８】図１８は、図１５のXVIII−XVIII線断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態４に係る面状照明装置の概略構成図であり、導光板が３つの等分な領域に分かれている場合の概略構成図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態４に係る面状照明装置において導光板が３つの等分でない領域に分かれている場合の概略構成図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態５に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図であって、反射ミラー板を取り除いた状態を示したものである。
【図２２】図２２は、図２１のXXII−XXII線断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態５に係る面状照明装置の変形例を示す概略構成図である。
【図２４】図２４は、図２３の側面図である。
【図２５】図２５は、本発明の実施の形態６に係る面状照明装置の概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。【００１３】
（実施の形態１）
図１から図４には、本発明の実施の形態１における面状照明装置が示されている。図１は、本実施の形態１に係る面状照明装置を背面から見たときの概略構成図である。図２は、図１の面状照明装置の主要部をIIの方向から見たときの側面模式図である。【００１４】
図１及び図２に示すように、実施の形態１の面状照明装置１０は、レーザ光源１２と、ダイクロイックミラー２４、２５と、走査部１４と、導光部１５から入射した光を主面１７から出射する導光板１８と、レーザ光源１２の電源部１９と、前記電源部１９及び前記走査部１４を制御する制御部２０を備えている。【００１５】
レーザ光源１２は、赤色レーザ光源（Ｒ光源）１２Ｒと、緑色レーザ光源（Ｇ光源）１２Ｇと、青色レーザ光源（Ｂ光源）１２Ｂとを備えている。【００１６】
ダイクロイックミラー２４、２５は、各レーザ光源１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから出射する赤色レーザ光（Ｒ光）１１Ｒ、緑色レーザ光（Ｇ光）１１Ｇ及び青色レーザ光（Ｂ光）１１Ｂを合波して、レーザ光１１を走査部１４に導くようになっている。【００１７】
走査部１４は、ポリゴンミラー２２と、ポリゴンミラー２２の駆動部２３とを備えている。ポリゴンミラー２２は、例えば、８角柱の外側面である平面状のミラー面２６を有している。また、走査部１４は、前記ポリゴンミラー２２の回転駆動に応じて、前記各ミラー面２６によりレーザ光１１を反射するとともに、この反射光を走査光１３として前記導光部１５の走査面１５ａに走査させるようになっている。【００１８】
なお、ポリゴンミラー２２で反射した走査光１３は、図１及び図２に示すようにシリンドリカルレンズ３１で走査方向２１に対して垂直な方向に曲げられた状態で、導光部１５に導入されて走査光３４として進行する。【００１９】
導光板１８は、図２に示すように、導光板本体３３と、導光部１５と、これら導光板本体３３と導光部１５とを光学的に接続する接続部３２とを備えている。導光板本体３３の背面２８には、導光板本体３３の内部を進行する走査光３４を導光板１７に向けて偏向するための偏向溝あるいは散乱体が形成されている。なお、偏向溝とは、走査光３４を溝の斜面で全反射させて偏向させる鋸歯状に形成された溝である。【００２０】
制御部２０は、導光部１５に対する走査光１３の走査速度に応じて走査光量を制御するように構成されている。なお、レーザ光１１はＣＷ動作でもパルス動作でもよい。【００２１】
次に、このようにして構成される面状照明装置１０の動作について図１を参照して説明する。Ｒ光源１２Ｒ、Ｇ光源１２Ｇ及びＢ光源１２Ｂから出射されるＲ光１１Ｒ、Ｇ光１１ＧおよびＢ光１１Ｂは、ダイクロイックミラー２４、２５によりＲＧＢ光としての１本のレーザ光１１にまとめられる。このレーザ光１１は、ポリゴンミラー２２のミラー面２６により反射するとともに、ポリゴンミラー２２の回転により入射面１５ａを走査するための走査光１３となる。【００２２】
ここで、走査光１３は、ポリゴンミラー２２が矢印２７の方向に回転するときには、導光板１８の左端２９から右端３０の方向である走査方向２１に沿って、走査光１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの順に走査される。【００２３】
図３は、図１のＢ−Ｂ線の断面の導光部１５の測定位置Ｂ´における走査光３４の走査光量及び走査速度の変化を示した図である。図４は、測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度の比を示した図であり、走査光量および走査速度は任意単位で表している。【００２４】
図１においてポリゴンミラー２２が一定速度で回転すると、走査光１３は角速度一定で走査されるため、Ｂ−Ｂ線の断面での走査速度は、図３のような曲線に沿って変位する。すなわち、Ｂ−Ｂ線の断面での走査速度は、導光板１８の左端２９近傍の測定位置ＢＬおよび右端３０近傍の測定位置ＢＲで走査速度が最大となり、測定位置ＢＬと測定位置ＢＲとの間の中央部ＢＣで走査速度が最小となるように変位する。【００２５】
ここで、実施の形態１に係る制御部２０は、図４に示すように、測定位置Ｂ´における走査速度と走査光量の比が一定となるように、走査速度に応じてレーザ光源１２の電源部１９を制御して走査光量を調整する。このような制御を行うことにより、導入部１５に入射する走査方向の単位領域あたりの光量が均一化される。【００２６】
導光部１５に導入された走査光３４は、例えば、バー状のプリズムからなる接続部３２により１８０度折り返されて導光板本体３３に導入され、導光板本体３３内で偏向されて出射光１６として主面１７から出射される。【００２７】
このように構成された面状照明装置１０は、導光部１５に対する走査光の走査光量を走査速度に応じて制御することにより、走査方向に対して均一な輝度分布を実現することができる。【００２８】
なお、図１〜図４に示した実施の形態１では、輝度分布が均一になるように走査光量を制御したが、所定の輝度分布となるように制御することも可能である。【００２９】
例えば、大画面ディスプレイ装置では、画面中央付近に視点が集中するため、画面の端の輝度を若干下げても気にならない場合が多く、左右端部の輝度を中央部の輝度に比較して低く設定し、消費電力の低減を図ることができる。【００３０】
図５及び６は、このように左右端部の輝度を低く設定する場合の動作の説明図である。図５は、面状照明装置１０の要部の動作を示す概略構成図である。図６は、測定位置Ｂ´に対する走査光量と走査速度の比を示している。ここで走査光量及び走査速度は任意単位で表している。また図５及び図６において、走査方向に対して中央部を走査領域Ｇ、左端部を走査領域Ｆ、右端部を走査領域Ｈとしている。【００３１】
図６に示すように、走査領域Ｆ、Ｈにおける走査速度と走査光量との比が中央部の走査領域Ｇから離れるに従い減少するように走査光量を制御すると、左右端部の輝度を自然に下げたような輝度分布を得ることができる。この例では測定位置ＢＬ、ＢＲにおける走査速度と走査光量との比が、中央部の走査領域Ｇにおける比の０．８倍程度になるように制御している。【００３２】
また、表示画像の縦横比が表示装置の縦横比と異なる場合等も、光源を消灯させる走査領域を設けるなど部分的に輝度を落として消費電力の削減を図ることができる。【００３３】
図７及び図８は、図１及び図２の面状照明装置１０をバックライト照明装置として用いた液晶表示装置５０の概略構成図である。図７は、液晶表示装置５０の概略構成を示した模式図である。図８は、図７の液晶表示装置５０をVIIIの方向から見たときの概略構成を示した模式図であり、液晶表示パネル３６については概略断面図を示している。【００３４】
図７及び図８に示すように、液晶表示装置５０は、液晶表示パネル３６と、図１に示す面状照明装置１０とを備え、この面状照明装置１０を液晶表示パネル３６を背面側から照射するバックライト装置として使用したものである。【００３５】
この液晶表示装置５０において、面状照明装置１０から出射した出射光１６は、液晶表示パネル３６の偏光板４０及びガラス板４１を順次通過して、液晶４２およびＲＧＢ画素４３で変調された後に、カラーフィルター４４、ガラス板４５及び偏光板４６を通過して液晶表示装置５０の画像として表示される。【００３６】
以上のように構成された本実施の形態の液晶表示装置は、面状照明装置の光源にレーザを用いることにより色再現範囲が広く、薄型で高輝度化が可能である。また、面状照明装置１０を用いたバックライト照明によって、輝度ムラの無い均一な照明、あるいは、所定の輝度分布での照明を行うことできるため、高画質かつ低消費電力を実現できる。【００３７】
さらに、従来の構成と異なり、ｆθレンズを用いないため、液晶表示装置５０を安価な部品で構成することが可能である。例えば、シリンドリカルレンズ３１は、樹脂のフレネルレンズとすれば、長尺のものも安価で構成できる。【００３８】
また、ｆθレンズを用いないので、走査角の大きなポリゴンミラー２２が使用でき、導光板１８の導光部１５とポリゴンミラー２２とを従来の構成よりも近づけることができる。これにより、導光板１８から大きくはみ出すことなくポリゴンミラー２２を配置することができ、投影面積の小さい面状照明装置１０及び液晶表示装置５０が実現できる。【００３９】
なお、実施の形態１では、レーザ光１１を反射して走査光１３を生成するための走査部１４としてポリゴンミラー２２を使用したが、ガルバノミラーを使用して走査部を構成しても同様の効果が得られる。【００４０】
また、前記実施の形態１では、走査光１３が走査方向２１に垂直に導光部１５に入射するためにシリンドリカルレンズを用いたが、トーリックレンズやフレネルレンズ並びに回折光学素子を使用して同様に走査光１３を垂直に導光部１５に入射させてもよい。【００４１】
また、バックライト照明装置のレーザ光源が、少なくとも赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を用いた構成としてもよい。【００４２】
（実施の形態２）
図９及び図１０に本発明の実施の形態２における面状照明装置６０とそれに使用するポリゴンミラー５１を示す。図９は、面状照明装置６０を背面から見たときの概略構成図である。図１０は、面状照明装置６０に使用するポリゴンミラー５１のミラー面の構成を示す概略斜視図である。また図１１は、ポリゴンミラー５１の別の実施形態を示す概略斜視図である。【００４３】
図９に示すように、面状照明装置６０は、導光板と、レーザ光６２を照射するレーザ光源（図示せず）及びポリゴンミラー５１を含んで構成されている。【００４４】
導光板は、導光板本体６１と、導光部６４と、これら導光板本体６１と導光部６４とを光学的に接続する接続部６５とを備えている。【００４５】
前記導光板本体６１は、走査方向６７に左側発光領域６１ａ、中央発光領域６１ｂ及び右側発光領域６１ｃの３つの領域に区分されている。【００４６】
導光部６４は、前記左側発光領域６１ａに走査光６３を導くための左側導光部６４ａ、前記中央導光部６１ｂに走査光６３を導くための中央導光部６４ｂ及び前記右側発光領域６１ｃに走査光６３を導くための右側導光部６４ｃの３つの導光部に区分されている。また、導光部６４は、レーザ光を入射するための入射面６８を有している。【００４７】
ポリゴンミラー５１は、図１０に示すように、ミラー本体５６と、このミラー本体５６の重心位置に設けられた回転軸５４とを備えている。このように回転軸５４がミラー本体５６の重心位置に設けられているため、ポリゴンミラー５１を安定して高速回転することができる。【００４８】
ミラー本体５６は、ミラー面５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃを有する６角柱の多角形状をしている。これら各ミラー面５２ａ〜５２ｃ、５３ａ〜５３ｃによりそれぞれ走査される走査光６３は、３つの部分導光部６４ａ、６４ｂ、６４ｃのいずれかに入射するように構成されている。例えば、ミラー面５２ａ、５３ａで反射した走査光は、部分導光部６４ａに入射し、ミラー面５２ｂ、５３ｂで反射した走査光は、部分導光部６４ｂに入射し、ミラー面５２ｃ、５３ｃで反射した走査光は、部分導光部６４ｃに入射するように構成されている。【００４９】
このように構成された面状照明装置６０において、ポリゴンミラー５１の各ミラー面５２、５３により反射した走査光６３は、シリンドリカルレンズ６６により走査方向６７に対して垂直な方向に曲げられて、入射面６８を走査する。ここで、走査光６３は、入射面６８のうち、ミラー面５２、５３のそれぞれに対応する走査領域Ｊ、Ｋ、Ｌに対応する範囲を走査することになる。すなわち、ミラー面５２ａ、５３ａは、走査領域Ｊに対応する入射面６８の範囲に対し、走査光６３ａと走査光６３ｂとの間の走査光を左側導光部６４ｃに入射させる。ミラー面５２ｂ、５３ｂは、走査領域Ｋに対応する入射面６８の範囲に対し、走査光６３ｂと走査光６３ｃとの間の走査光を中央導光部６４ｂに入射させる。ミラー面５２ｃ、５３ｃは、走査領域Ｌに対応する入射面６８の範囲に対し、走査光６３ｃと走査光６３ｄとの間の走査光を右側導光部６４ｃに入射させる。【００５０】
導光部６４に導入されて走査光５５として進行する光は、接続部６５で折り返され導光板本体６１の中を伝播し、主面（図示せず）から出射する。【００５１】
このように構成することにより、１つのミラー面あたりの走査角を小さくできるため、走査領域ごとの速度ムラを小さくでき、全体として輝度ムラを小さくできる。また、上述した実施の形態１における制御部２０等の構成を利用して、走査光量の制御も同時に行えば、さらに均一化を図ることができる。【００５２】
なお、６面のポリゴンミラーの走査角は、通常１２０°であり、図９の構成を実施するためには、各ミラー面における走査角を小さくする必要がある。これは例えば、ポリゴンミラー５１のエッジ部でレーザ光６２を消灯し、必要な走査範囲のみ点灯することにより実現できる。【００５３】
あるいは、図１１に示すように、各ミラー面を曲面とすることにより走査角を小さくすることもできる。図１１は、ミラー面７８が円筒面で構成されたポリゴンミラー７７を示している。６面のポリゴンミラーでは、ミラー面が平面の場合、走査角は１２０°である。一方、ミラー面が円筒面の場合、曲率中心を回転軸と一致させると走査角は０°となる。したがって、ミラー面を円筒面あるいは楕円筒面とし、曲率を適当な値とすることにより所望の走査角が得られる。【００５４】
なお、本実施の形態では、導光部６４を３つに分割しているが、これを分割せず、各走査領域の端が若干オーバーラップするように構成してもよい。これにより各走査領域の境界での輝度ムラを低減できる。【００５５】
図１２及び図１３に図９〜図１１とは異なる他の実施の形態の面状照明装置７０とそれに使用するポリゴンミラー７２を示す。図１２は、面状照明装置７０に使用するポリゴンミラー７２のミラー面の構成を示す概略斜視図である。図１３は、面状照明装置７０を背面から見たときの概略構成図である。【００５６】
図１３に示すように、面状照明装置７０は、導光板と、レーザ光６２を照射するレーザ光源（図示せず）およびポリゴンミラー７２を含んで構成されている。【００５７】
導光板は、導光板本体７１と、導光部７３と、これら導光板本体７１と導光部７３とを光学的に接続する接続部７４とを備えている。【００５８】
導光板本体７１は、走査領域Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑの５つの領域に区分されている。導光部７３は、前記走査領域Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑに対応した５つの部分導光部７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅに区分されている。また、導光部７３は、レーザ光を入射するための入射面７９を有している。【００５９】
ポリゴンミラー７２は、図１２及び１３に示すように、ミラー本体５７と、このミラー本体５７の重心位置に設けられた回転軸６９とを備えている。このように回転軸６９がミラー本体５７の重心位置に設けられているため、ポリゴンミラー７２を安定して高速回転することができる。【００６０】
また、ミラー本体５７は、回転軸６９と直交する断面形状が楕円形に近い多角形状とされている。具体的に、本実施形態では、ポリゴンミラー７２の断面形状は、１０角柱の多角形状とされ、この１０角柱の外側面がそれぞれミラー面７５、７６とされている。【００６１】
前記各ミラー面７５、７６は、走査光６３をそれぞれ異なる部分導光部７３に入射するように構成されている。すなわち、図１２及び図１３において、ミラー面７５ａ、７６ａにより走査される走査光６３ａは、走査領域Ｍに対応する部分導光部７３ａに入射する。ミラー面７５ｂ、７６ｂにより走査される走査光６３ｂは、走査領域Ｎに対応する部分導光部７３ｂに入射する。ミラー面７５ｃ、７６ｃにより走査される走査光６３ｃは、走査領域Ｏに対応する部分導光部７３ｃに入射する。ミラー面７５ｄ、７６ｄにより走査される走査光６３ｄは、走査領域Ｐに対応する部分導光部７３ｄに入射する。ミラー面７５ｅ、７６ｅにより走査される走査光６３ｅは、走査領域Ｑに対応する部分導光部７３ｅに入射するように構成されている。【００６２】
このように構成された面状照明装置７０において、ポリゴンミラー７２の各ミラー面７５、７６により反射した走査光６３は、シリンドリカルレンズ６６により走査方向６７に対して垂直な方向に曲げられて、導光部７３に導入される。ここで、走査光６３は、入射面７９のうち、ミラー面７５、７６のそれぞれに対応する走査領域Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑに対応する範囲を走査することになる。【００６３】
導光部７３に入射したレーザ光は、走査光５５として接続部７４で折り返されて、導光板７１の中を伝播し、主面（図示せず）から出射する。【００６４】
このようにポリゴンミラー７２のミラー面７５、７６の数を増やすことにより、１つのミラー面７５、７６当たりの走査角をさらに小さくできるため、走査領域ごとの速度ムラを小さくでき、全体として輝度ムラを小さくできる。また、上述した実施の形態１における制御部２０等の構成を利用して、走査光量の制御も同時に行えば、さらに均一化を図ることができる。【００６５】
また、導光部７３を分割せず、各走査領域の端が若干オーバーラップするように構成することにより、図９〜１１の場合と同様に、各走査領域の境界での輝度ムラを低減できる。【００６６】
以上のように構成された本実施の形態の面上照明装置は、走査領域を複数に分け、各ミラー面での走査角を小さくして速度ムラを低減することにより、走査方向の輝度ムラを低減できる。【００６７】
（実施の形態３）
図１４〜図１８に本発明の実施の形態３における面状照明装置８０とそれに使用するポリゴンミラー８１を示す。図１４は、面状照明装置８０を背面から見たときの概略構成図である。図１５は、ポリゴンミラー８１のミラー面の構成を示す図である。図１６は、図１５のXV−XV線断面図である。図１７は、図１５のXVII−XVII線断面図である。図１８は、図１５のXVIII−XVIII線断面図である。【００６８】
図１４に示すように、面状照明装置８０は、レーザ光１１を照射する前記レーザ光源１２と、前記ダイクロイックミラー２４、２５と、走査部９７と、導光板８５と、前記レーザ光源１２の電源部１９とを備えている。【００６９】
導光板８５は、導光板８５の背面から突出するとともに、前記ポリゴンミラー８１による走査方向と直交する方向に並ぶ３列の部分導光部８４を有している。具体的に、部分導光部８４は、導光板８５の長辺３５に沿って直線状に延びる上部導光部８４ａと、中央部導光部８４ｂと、下部導光部８４ｃとを有している。これら導光部８４ａ〜８４ｃには、走査光６３を導光板８５に入射させるための入射面８９ａ〜８９ｃがそれぞれ形成されている。つまり、上部導光部８４ａには、入射面８９ａが形成され、中央部導光部８４ｂには、入射面８９ｂが形成され、下部導光部８４ｃには、入射面８９ｃが形成されている。【００７０】
より具体的に、部分導光部８４は、側面から見た形状が屋根型となる突起（図２２を参考にすると符号９１のような突起）として形成され、この突起の上下の側面のうちのポリゴンミラー８１に近い方の側面が前記入射面８９ａ〜８９ｃとされている。各入射面８９ａ〜８９ｃから入射したレーザ光は、前記突起の側面のうちポリゴンミラー８１から遠い方の側面によって下方に反射して導光板８５内を伝播することになる。【００７１】
走査部９７は、ポリゴンミラー８１と、ポリゴンミラー８１を駆動するための前記駆動部２３とを備えている。【００７２】
ポリゴンミラー８１は、図１５〜１８に示すように、回転軸８２に対して異なる角度で形成されたミラー面８３ａ、８３ｂ、８３ｃを各２面ずつ有している。これらミラー面８３ａ〜８３ｃは、走査光６３をそれぞれ異なる角度θ１、θ２、θ３で反射するように、前記回転軸８２に対する傾斜角が設定されている。本実施形態では、レーザ光１１の反射角度θ１、θ２、θ３は、θ１＜θ２＜θ３の関係とされている。その結果、ミラー面８３ａにより反射された走査光６３は、一番遠い上部導光部８４ａの入射面８９ａに入射する。ミラー面８３ｂにより反射された走査光６３は、中央部導光部８４ｂの入射面８９ｂに入射する。ミラー面８３ｃにより反射された走査光６３は、一番近い下部導光部８４ｃの入射面８９ｃに入射する。【００７３】
このように構成された面状照明装置８０において、ポリゴンミラー８１の各ミラー面８３ａ、８３ｂ、８３ｃで反射した走査光６３は、それぞれ対応する導光部８４ａ、８４ｂ、８４ｃから導光板８５に入射し、入射した走査光（図示せず）は、導光板内部を伝播し、主面（図示せず）から出射する。【００７４】
以上のように構成された本実施の形態の面状照明装置８０は、走査光を３カ所の導光部８４ａ〜８４ｃから導光板に入射させることにより、走査光が導光板内部を伝播する距離を短くできるので、走査方向と直交する方向の輝度ムラを低減することができる。【００７５】
ここで、各部分導光部８４ａ〜８４ｃからポリゴンミラー８１までの距離は、それぞれ異なるため、ポリゴンミラー８１の走査角は、各部分導光部８４ａ〜８４ｃごとに異なることとなる。そこで、各部分導光部８４ａ〜８４ｃに入射する走査光６３の光量を前記制御部２０を用いて制御することにより、導光板８５に入射する走査光６３の光量を各部分導光部８４ａ〜８４ｃごとに調整することができる。例えば、走査速度と走査範囲に応じて光源光量および光源の点灯、消灯の制御を行えば、導光板８５の主面における輝度をさらに均一にでき、走査範囲外を照明するロスも低減できる。【００７６】
つまり、実施の形態３に係る面状照明装置８０では、ポリゴンミラー８１の各ミラー面８３ａ〜８３ｃによって走査方向と直交する方向に走査光６３を振り分けることができるとともに、前記制御部２０の制御によって各部分導光部８４ａ〜８４ｃにおける走査光６３の光量を走査方向に調整することができるため、導光板８５の主面における輝度調整を二次元的に制御することが可能となる。【００７７】
また、導光板８５を形成するのによく使用される樹脂材料は、一般に、青色レーザ光の吸収率が高いという特性を有する。大画面になると導光板８５の面積も大きくなって、吸収による青色レーザ光のロスが無視できなくなるとともに、赤色レーザ光、緑色レーザ光との吸収の差から色ムラが生じることになる。しかし、前記面状照明装置８０では、走査光の導光板内部を伝播する距離を短くすることができるので、青色レーザ光の吸収が抑制されて、当該青色レーザ光のロスの発生や、導光板の出射光の色ムラの発生を抑えることができる。【００７８】
なお、図１４〜１８は、走査光の走査方向に垂直な上下方向に３つの部分導光部８４ａ〜８４ｃが配置された導光板８５を有する面状照明装置８０の例を示したが、画面サイズに応じて部分導光部の数を変えることもできる。すなわち、大型のものは上下方向に４つ以上の部分導光部を配置してもよく、比較的小型のものは、２つの部分導光部を配置した構成であってもよい。【００７９】
また、各部分導光部８４ａ〜８４ｃに入射させる走査光６３の走査角を変える方法としては、図１１に示したように、曲率の異なる円筒面あるいは楕円筒面に形成された各ミラー面を利用した方法でもよい。【００８０】
また、導光板８５は、第１の実施の形態と同様な導光部と接続部を有する導光板を３つ階段状に並べた構成であってもよい。【００８１】
（実施の形態４）
図１９及び図２０に本発明の実施の形態４における面状照明装置９０、９５の概略構成図を示す。図１９は、導光板が３つの等分な発光領域に分かれている場合の概略構成図、図２０は、導光板が３つの等分でない発光領域に分かれている場合の概略構成図を示している。なお、図１９及び図２０において、前記実施の形態３と同様の構成（レーザ光源１２、ダイクロイックミラー２４、２５、駆動部２３、電源部１９）については、図示を省略している。【００８２】
図１９に示すように、面状照明装置９０は、導光板８７と、前記ポリゴンミラー８１とを含んで構成されている。ポリゴンミラー８１は、第３の実施の形態で使用したものと同様のものを用いている。【００８３】
導光板８７は、導光板８７の背面から突出するとともに、前記ポリゴンミラー８１による走査方向と直交する方向に並ぶ３列の部分導光部８６を有している。前記実施の形態３とは異なり、各導光部８６は、導光板８７の短辺８８に沿って延びる左側導光部８６ａ、中央導光部８６ｂ及び右側導光部８６ｃを備えている。そして、導光板８７は、前記各導光部８６ａ〜８６ｃによって、左側発光領域８７ａ、中央発光領域８７ｂ及び右側発光領域８７ｃの３つの等分の発光領域に区分されている。【００８４】
また、前記部分導光部８６には、走査光を導光板８７に入射させるための入射面９８ａ〜９８ｃがそれぞれ形成されている。つまり、左側導光部８６ａには、入射面９８ａが形成され、中央導光部８６ｂには、入射面９８ｂが形成され、右側導光部８６ｃには入射面９８ｃが形成されている。【００８５】
そして、上述した第３の実施の形態と同様に、ポリゴンミラー８１の複数のミラー面８３ａ〜８３ｃは、それぞれ異なる部分導光部８６ａ〜８６ｃに走査光６３を入射させるように構成されている。【００８６】
このように構成された面状照明装置９０において、ポリゴンミラー８１の各ミラー面で反射した走査光は、それぞれ対応する部分導光部８６ａ、８６ｂ、８６ｃから導光板８７に入射し、入射した走査光（図示せず）は、導光板内部を伝播し、主面（図示せず）から出射する。【００８７】
このように構成すると、実施の形態３と同様に、走査方向と直交する方向の輝度ムラを低減するとともに、青色レーザ光の吸収によるロスを低減して色ムラを無くすことができる。この場合も、前記制御部２０を用いて、走査速度と走査範囲に応じて光源光量および光源の点灯、消灯の制御を行えば、走査方向の輝度の均一化が図れる。具体的に、ポリゴンミラー８１の各ミラー面が平面の場合は、ポリゴンミラー８１から部分導光部までの距離が遠くなるほど走査速度が速くなるため、左側導光部８６ａでは有効な走査時間が短く、瞬間的に必要な走査光量が大きくなる。【００８８】
図２０の構成は、ポリゴンミラー８１から部分導光部までの距離が遠くなるほど発光領域８９が小さくなるように（左側発光領域８９ａ＜中央発光領域８９ｂ＜右側発光領域８９ｃとなるように）構成されており、その他の構成および動作は図１９と同様である。【００８９】
この構成において、前記制御部２０を用いて走査速度と光源光量との比を一定にするように制御を行う場合、ポリゴンミラー８１から遠い、つまり走査速度が速くなるほど部分発光領域の面積が小さくなるように構成しているので、必要な輝度に対する走査光量の最大値を抑えることができる。【００９０】
したがって、図２０に示す構成によれば、図１９に示す構成による効果に加え、光源の最大定格出力が同じ場合に、図１９に示す構成より輝度を上げることができる。【００９１】
以上のように構成された本実施の形態の面上照明装置は、実施の形態３と同様に、走査方向および、それと直交する方向の輝度ムラを低減するとともに、青色レーザ光の吸収によるロスを低減して色ムラを無くす効果を奏する。【００９２】
さらに、前記構成によれば、前記制御部２０により走査速度に応じた光源光量を制御することによって、輝度の均一化を図りながら、走査光量の最大値を抑えることができる。【００９３】
なお、図１９及び図２０は、走査光の走査方向に垂直な左右方向に３つの部分導光部が配置された導光板から構成される面状照明装置の例を示したが、画面サイズに応じて部分導光部の数を変えても良い。すなわち、大型のものは左右方向に４つ以上の部分導光部を配置してもよく、比較的小型のものは、２つの部分導光部を配置した構成であってもよい。【００９４】
また、各部分導光部８６ａ〜８６ｃに入射する走査光６３の走査角を変える方法としては、図１１に示したように、曲率の異なる円筒面あるいは楕円筒面に形成された各ミラー面を用いた方法でもよい。【００９５】
（実施の形態５）
図２１及び図２２に本発明の第５の実施の形態における面状照明装置１００を示す概略構成図を示す。なお、図２１及び図２２において、前記実施の形態３と同様の構成（レーザ光源１２、ダイクロイックミラー２４、２５、駆動部２３、電源部１９）については、図示を省略している。【００９６】
第３の実施の形態と異なり、本実施の形態の面状照明装置１００は、反射ミラー板１０１を備えた構成となっている。図２１は、面状照明装置１００を背面から見たときの概略構成図であり、反射ミラー板１０１の図示を省略したものである。図２２は、図２１のXXII−XXII線の断面図である。【００９７】
図２１に示すように、面状照明装置１００は、導光板９４と、反射ミラー板１０１と。前記ポリゴンミラー８１とを含んで構成されている。ポリゴンミラー８１は、第３の実施形態で使用したものと同様のものを用いている。【００９８】
導光板９４は、導光板９４の背面から突出するとともに、前記ポリゴンミラー８１による走査方向と直交する方向に並ぶ３列の部分導光部９１を有している。各部分導光部９１は、導光板９４の長辺３５に沿って直線状に延びる上部導光部９１ａ、中央部導光部９１ｂ及び下部導光部９１ｃを備えている。【００９９】
前記部分導光部９１には、走査光を導光板９４に入射させるための入射面９９ａ〜９９ｃがそれぞれ形成されている。つまり、上部導光部９１ａには、入射面９９ａが形成され、中央導光部９１ｂには、入射面９９ｂが形成され、右側導光部９１ｃには入射面９９ｃが形成されている。【０１００】
そして、上述した第３の実施の形態と同様に、ポリゴンミラー８１の複数のミラー面８３ａ〜８３ｃは、それぞれ異なる部分導光部９１ａ〜９１ｃに走査光９３を入射させるように構成されている。【０１０１】
また、図２２に示すように、反射ミラー板１０１は、ポリゴンミラー８１の各ミラー面８３ａ〜８３ｃから導かれた走査光９３を反射するための反射ミラー９２ａ、９２ｂ、９２ｃを備えている。反射ミラー９２ａは、走査光９３を上部導光部９１ａの入射面９９ａに反射させるように構成されている。反射ミラー９２ｂは、走査光９３を中央部導光部９１ｂの入射面９９ｂに反射させるように構成されている。反射ミラー９２ｃは、走査光９３を下部導光部９１ｃの入射面９９ｃに反射させるように構成されている。【０１０２】
このように構成された面状照明装置１００において、ポリゴンミラー８１の各ミラー面で反射した走査光９３は、それぞれ対応する反射ミラー９２ａ、９２ｂ、９２ｃで反射される。反射ミラー９２ａにより反射された走査光９３は、上部導光部９１ａに、反射ミラー９２ｂで反射された走査光９３は、中間の中央部導光部９１ｂに、反射ミラー９２ｃで反射された走査光９３は、下部導光部９１ｃに導かれ、導光板９４に入射する。導光板９４に入射した走査光９６は、導光板９４の主面１７で全反射する角度で入射して、導光板９４中を散乱又は偏向されて伝播し、主面１７から出射光１６として出射する。【０１０３】
以上のように構成された本実施の形態の面上照明装置は、実施の形態３と同様に、走査方向および、それと直交する方向の輝度ムラを低減するとともに、青色レーザ光の吸収によるロスを低減して色ムラを無くす効果を有している。【０１０４】
さらに、反射ミラー板１０１を備えることにより、部分導光部９１を導光板９２と一体に構成できるので、より製造しやすくなり量産性が高くなる。【０１０５】
また、光学構成を工夫することにより、ポリゴンミラー８１から反射ミラー９２ａ、９２ｂ、９２ｃを経由してそれぞれ部分導光部９１ａ、９１ｂ、９１ｃに入射するまでの光路長を揃えることができる。これにより、ポリゴンミラー８１の各ミラー面が平面の場合でも、部分導光部９１ａ、９１ｂ、９１ｃでの平均的な走査速度を等しくできるので、必要な輝度に対する走査光量の最大値を抑えることができる。【０１０６】
また、ポリゴンミラー８１の走査角を各部分導光部９１について共通の角度とすることもできる。その具体的な構成を図２３及び図２４に示す。【０１０７】
図２３及び図２４に示す構成では、前記反射ミラー板１０１に代えて反射ミラー板１０４を備えている。反射ミラー板１０４には、前記ポリゴンミラー８１から導かれた走査光１０２ａ〜１０２ｃを平行光１０３ａ〜１０３ｃとして反射するためのミラー面１０４ａが形成されている。【０１０８】
具体的に、ミラー面１０４ａは、図２３に示すように、ポリゴンミラー８１の回転軸と直交する断面が放物線となる面として形成されている。そのため、共通の走査角θ４で走査された走査光１０２ａ〜１０２ｃは、ミラー面１０４ａによって前記各部分導光部９１に対応する左右範囲で平行光１０３ａ〜１０３ｃとして反射される。これら平行光１０３ａ〜１０３ｃは、それぞれ各部分導光部９１ａ〜９１ｃの入射面９９ａ〜９９ｃに入射する。【０１０９】
したがって、図２３及び図２４の構成とすれば、各部分導光部９１を共通の走査角θ４で走査することができる。【０１１０】
なお、前記反射ミラー板１０４では走査範囲の全体にわたり走査１０２を平行光１０３ａ〜１０３ｃとして反射させるようにしているが、入射面９９ａ〜９９ｃに対する走査光１０２の速度に応じて平行光で反射させる範囲と、発散光で反射させる範囲とを切り換えるような反射面を形成してもよい。【０１１１】
つまり、図２３の速度推移Ｖ１で示すように、走査範囲のうちの両端範囲Ｅ１においては、走査光１０２の走査速度がそれぞれ高くなり、走査範囲のうちの中央範囲Ｅ２においては、走査光１０２の走査速度が低くなるため、前記両端範囲Ｅ１においては平行光あるいは収束光で反射させる一方、中央範囲Ｅ２においては発散光で反射させるようなミラーを構成することができる。このようにすれば、走査光１０２の走査速度の最大値を低く抑えることができるので、走査に要するレーザ光の光量の最大値を低く抑えることができる。また、ミラー板１０４は、フレネルミラーを採用することにより、導光板の外形から大きくはみ出さずに構成することができる。【０１１２】
（実施の形態６）
図２５に実施の形態６に係る面状照明装置１２０の全体構成を概略的に示す。【０１１３】
面状照明装置１２０は、レーザ光１１を照射する前記レーザ光源１２と、前記ダイクロイックミラー２４、２５と、走査部１２３と、導光板１２１と、前記レーザ光源１２の電源部１９とを備えている。【０１１４】
導光板１２１は、導光板１２１の背面から突出するとともに、前記ポリゴンミラー１２２による走査方向と直交する方向に上下に並ぶ４列の第一導光部１０５ａ、第二導光部１０６ａ、第三導光部１０７ａ及び第四導光部１０８ａを有している。そして、導光板１２１は、各導光部１０５ａ〜１０８ａによって、第一発光領域１０５、第二発光領域１０６、第三発光領域１０７及び第四発光領域１０８の４つの等分の領域に区分されている。【０１１５】
また、部分導光部１０５ａ〜１０８ａには、走査光を導光板１２１に入射させるための入射面（図示せず）がそれぞれ形成されている。これら部分導光部１０５ａ〜１０８ａは、４つの走査領域Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕに区分されている。本実施形態において、これら走査領域Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕは、それぞれ同等の左右寸法を有する走査範囲として設定されている。【０１１６】
走査部１２３は、ポリゴンミラー１２２と、ポリゴンミラー１２２を駆動するための前記駆動部２３とを備えている。ポリゴンミラー１２２は、８角柱の外側面である８つのミラー面を有している。【０１１７】
これらミラー面は、図１５〜図１８に示したように、回転軸に対する傾斜角が異なるものとしてそれぞれ形成されている。本実施形態では、ポリゴンミラー１２２の８つのミラー面のうちの２面ずつが同様の傾斜角に設定されている。具体的に、ミラー面のうちの２面は、前記第一導光部１０５ａの入射面にレーザ光１１を反射させることができる傾斜角に設定されている。別の２つのミラー面は、前記第二導光部１０６ａの入射面にレーザ光１１を反射させることができる傾斜角に設定されている。さらに別の２つのミラー面は、前記第三導光部１０７ａの入射面にレーザ光１１を反射させることができる傾斜角に設定されている。残る２つのミラー面は、前記第四導光部１０８ａの入射面にレーザ光１１を反射させることができる。したがって、前記ポリゴンミラー１２２を一回転させることにより、各第一〜第四導光部１０５ａ〜１０８ａを二回ずつ走査することができる。【０１１８】
また、本実施形態において、制御部２０は、前記ポリゴンミラー１２２により走査される走査光の光量を、前記走査領域ごとに制御することが可能に構成されている。つまり、制御部２０は、各発光領域１０５〜１０８と各走査領域Ｒ〜Ｕとによって１６分割された導光板１２１の領域ごとに走査光の光量を制御するようになっている。【０１１９】
したがって、前記面状照明装置１２０を図７及び図８に示すように画像表示装置に使用した場合、液晶パネルに表示する映像についての領域ごとの輝度情報に応じて、前記１６分割された導光板１２１の領域ごとに輝度を細かく調整する、つまり、エリアコントロールを行うことができる。したがって、導光板１２１を常時全面発光させている場合と比較して、消費電力を大幅に低減することが可能となる。【０１２０】
なお、実施の形態２から６で示した面状照明装置をバックライト照明装置として用いて実施の形態１で示した図７及び図８に示すような液晶表示装置を構成することができる。このように構成すると、大画面にしても色再現性がよく、高輝度で輝度ムラが少ない液晶表示装置が実現できる。また、光学構成を工夫することにより薄型の液晶表示装置も実現できる。【０１２１】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。【０１２２】
上記目的を達成するために、本発明の一局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部と、前記レーザ光源を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記主面から出射される光の輝度分布が前記走査部によるレーザ光の走査方向に所定の輝度分布となるように、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を制御する。【０１２３】
この構成によれば、レーザ光の走査方向において高輝度で輝度ムラがなく、かつ、前記走査方向に所定の輝度分布でレーザ光を出力することができる面状照明装置を実現できる。また、レーザ光源から走査部を介して入射面まで導かれるレーザ光の光路を、導光板の背面の空間に設けることとすれば、薄型で軽量な面状照明装置を実現することができる。【０１２４】
前記面状照明装置において、前記制御部は、前記入射面に走査されるレーザ光の光量と走査速度との比が一定に保たれるように、前記レーザ光の光量を制御することが好ましい。【０１２５】
この構成によれば、走査方向における単位領域あたりのレーザ光の光量を一定にすることができるので、導光板の輝度分布を走査方向に対して均一にすることができる。【０１２６】
前記面状照明装置において、前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転駆動するための駆動部とを含むことが好ましい。【０１２７】
この構成によれば、入射面に対するレーザ光の走査を簡単な構成で実現することができる。また、レーザ光源から走査部を介して入射面まで導くレーザ光の光路を導光板の背面の空間に設けた場合、走査部としてポリゴンミラーを用いることにより、薄型で軽量な面状照明装置を実現することができる。【０１２８】
前記面状照明装置において、前記導光板は、前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の入射面を有し、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、前記各入射面のうちの１列の入射面に対しレーザ光を走査するようにそれぞれ構成されているとともに、前記各ミラー面の全てにより反射されたレーザ光によって前記各列の入射面の全てが走査されることが好ましい。【０１２９】
この構成によれば、ポリゴンミラーのミラー面ごとに走査の対象となる入射面の列を変えることができるので、１つのポリゴンミラーを用いて複数列の入射面にレーザ光を走査させることができる。【０１３０】
前記面状照明装置において、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、前記ポリゴンミラーの回転軸に対する角度が前記走査対象となる入射面の列ごとに異なる角度に調整されていることが好ましい。【０１３１】
この構成によれば、ポリゴンミラーに対するレーザ光の照射角度を各列の入射面ごとにほとんど変えなくても、前記ポリゴンミラーの各ミラー面の角度に対応する列の入射面にレーザ光を導くことができる。したがって、簡単な構造のポリゴンミラーを用いて、複数列の入射面を走査することができるので、面状照明装置の製作が容易となる。【０１３２】
前記面状照明装置において、前記各入射面は、前記走査方向に並ぶ複数の走査領域に区分されており、前記制御部は、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を前記走査領域ごとに制御することが好ましい。【０１３３】
この構成によれば、各入射面に走査されるレーザ光の光量を走査領域ごとに制御することができるので、入射面の列数と走査領域の数とを掛け合わせた数で区分された前記導光板の主面の領域ごとに輝度分布の調整を行うことができる。したがって、この構成に係る面状照明装置を液晶パネル等の照明として用いた場合には、表示対象となる画像に応じて液晶パネルの輝度分布を、前記走査領域に対応する領域ごとに調整する、いわゆるエリアコントロールを行うことが可能となる。【０１３４】
前記面状照明装置において、前記導光板には、前記主面と反対側の背面から突出するとともに、前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の部分導光部が形成され、前記各入射面は、前記各部分導光部にそれぞれ設けられていることが好ましい。【０１３５】
この構成によれば、各入射面が導光板の背面に形成された複数の部分導光部に形成されているため、導光板の端面からレーザ光を入射させる場合と比較して、導光板の内部を伝播するレーザ光の光路を短くでき、走査方向と直交する方向の輝度ムラを低減することができる。また、青色のレーザ光は、導光板材料により吸収されやすいという特性を有するが、前記構成によれば、導光板の内部を伝播するレーザ光の光路を短くすることができるため、前記導光板による青色レーザ光の吸収を抑制することができ、導光板の出射光の色ムラの発生を抑えることができる。【０１３６】
なお、部分導光部は、レーザ光の走査方向に応じて導光板の長辺、短辺のいずれに沿って配置されていてもよい。【０１３７】
部分導光部を導光板の短辺、長辺の何れに配置した場合であっても、導光板の端面からレーザ光を入射させる場合と比較して、導光板内部を伝播するレーザ光の光路を短くできるので、走査方向と直交する方向の輝度ムラを低減することができる。また、部分導光部を導光板の短辺、長辺の何れに配置した場合であっても、導光板内を伝播するレーザ光の光路を短くすることができるため、導光板による青色レーザ光の吸収を抑制することができ、導光板の出射光の色ムラの発生を抑えることができる。【０１３８】
前記面状照明装置において、前記導光板の主面は、前記各列の入射面に対応して前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の発光領域に区分されており、前記各発光領域は、それぞれに対応する前記入射面から入射したレーザ光が出射するように構成され、前記各発光領域は、前記各発光領域に対応する入射面と前記ポリゴンミラーとの距離が長くなるに従い面積が小さくなるように構成されていることが好ましい。【０１３９】
この構成によれば、各発光領域の面積当たりのレーザ光の光量の差を小さくすることができる。つまり、入射面とポリゴンミラーとの間の距離が長くなるに従い、ポリゴンミラーによる走査角が小さくなり、前記入射面に入射することができるレーザ光の光量が少なくなるが、前記構成では、入射面とポリゴンミラーとの距離が長いほど発光領域の面積が小さくされているため、単位面積当たりのレーザ光の光量を各発光領域ごとに同等なものとすることができる。したがって、前記構成を用いて走査速度と光源光量の比を一定にする制御を行う場合、ポリゴンミラーの走査速度を速くしても、遠い入射面に走査するレーザ光の光量を多くすることが不要となり、定格出力の低い光源を使用できる。【０１４０】
前記面状照明装置において、前記走査部から導かれたレーザ光を前記各入射面に反射させるための反射板をさらに備えた構成とすることができる。【０１４１】
この構成によれば、反射板を介してレーザ光を入射面に走査させることができる。【０１４２】
前記面状照明装置において、前記反射板は、前記走査部から導かれたレーザ光を前記各列の入射面のそれぞれに平行光として反射させることが可能な反射面を有していることが好ましい。【０１４３】
この構成によれば、各入射面に対する走査角度を同等にすることができるので、走査１回当たりの光量を入射面ごとに同等にすることができる。【０１４４】
前記面状照明装置において、前記走査部は、ガルバノミラーと、前記ガルバノミラーを駆動するための駆動部とを含む構成とすることもできる。【０１４５】
この構成によれば、入射面に対するレーザ光の走査を簡単な構成で実現することができる。また、レーザ光源から走査部を介して入射面まで導くレーザ光の光路を導光板の背面の空間に設けた場合、走査部としてガルバノミラーを用いることにより、薄型で軽量な面状照明装置を実現することができる。【０１４６】
また、本発明の一局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部とを備え、前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを駆動するための駆動部とを含み、前記入射面は、前記走査部によるレーザ光の走査方向に並ぶ複数の走査領域により予め区分されており、前記ポリゴンミラーの各ミラーは、それぞれ各走査領域のうちの何れか１つの走査領域にレーザ光を走査させる。【０１４７】
本発明によれば、前記ポリゴンミラーのミラー面ごとの走査角を小さくすることができるため、走査領域ごとの速度ムラを小さくすることができ、その結果、入射面全体に照射されるレーザ光の光量についても、走査方向に均一化を図ることができる。したがって、前記構成によれば、導光板の主面における前記走査方向の輝度ムラを抑制することができる。【０１４８】
前記面状照明装置において、前記ポリゴンミラーは、その回転軸と直交する断面が楕円形に近い多角形状からなることが好ましい。【０１４９】
この構成によれば、各ミラー面の面積を異なるものにしながら、ミラー面の数を増やすことができるので、前記入射面をより細かい走査領域に細分化することができるとともに、１のミラー面の走査角を他のミラー面と比較して小さくできるため、走査領域ごとの走査速度のムラをより細やかに調整することができる。【０１５０】
前記面状照明装置において、前記複数のミラー面のうちの少なくとも１つのミラー面は、円筒面または楕円筒面からなることが好ましい。【０１５１】
この構成によれば、ミラー面を円筒面または楕円筒面とすることにより、ミラー面が平面の場合と比較して走査角を小さくすることができるので、円筒面または楕円筒面の極率半径を適宜設定することにより、所望の走査角に設定することができる。【０１５２】
前記面状照明装置において、前記レーザ光源を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記走査領域に走査される前記レーザ光の走査光量が前記各走査領域ごとに均一となるように、前記レーザ光の光量を制御することが好ましい。【０１５３】
これらの構成によれば、走査領域ごとのレーザ光の走査光量のムラをさらに小さくできるので、導光板の主面における走査方向の輝度ムラをさらに抑制することができる。【０１５４】
前記面状照明装置において、前記ポリゴンミラーは、前記各ミラー面を有するミラー本体と、ミラー本体を軸支する回転軸とを有し、前記回転軸は、前記ミラー本体の重心位置に設けられていることが好ましい。【０１５５】
この構成によれば、ミラー本体を安定に高速回転させることができる。【０１５６】
前記面状照明装置において、前記導光板は、導光板本体と、前記導光板の背面側に配置された導光部と、前記導光板本体と前記導光部とを光学的に接続する接続部とを備え、前記入射面は、前記導光部に形成されていることが好ましい。【０１５７】
この構成によれば、走査部又はポリゴンミラーから入射面までのレーザ光の光路を導光板の背面側に配置することができるので、走査光を導光板に効率よく導くことができる。【０１５８】
前記面状照明装置において、前記レーザ光源は、赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を含み、前記各光源から出射するレーザ光は、同じ光路を経て前記入射面に導かれることが好ましい。【０１５９】
この構成によれば、高輝度で色再現範囲の広いディスプレイを実現可能な面状照明装置を簡単な光学系を用いて構成することができる。【０１６０】
また、上記目的を達成するために、本発明の一局面に従う液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記面状照明装置とを備え、前記面状照明装置は、前記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト照明装置として使用される。【０１６１】
この構成によれば、走査光の走査方向に対して高輝度で輝度ムラがなく、所定の輝度分布でＲ、Ｇ、Ｂ光を表示できる液晶表示装置を実現することができる。なお、レーザ光源から入射面までのレーザ光の光路を、導光板の背面の空間に設定することすれば、薄型で軽量な液晶表示装置を実現することができる。【０１６２】
前記液晶表示装置において、前記面状照明装置のレーザ光源は、赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を含むことが好ましい。【０１６３】
この構成によれば、高輝度で色再現範囲の広い液晶表示装置を実現できる。【０１６４】
本発明の一局面に従う面状照明装置によれば、高輝度で単色性の強いレーザ光源を用いているので、走査光の走査方向に対して高輝度で輝度ムラを抑えた状態でＲ、Ｇ、Ｂ光を表示することができる。【０１６５】
さらに、この面状照明装置をバックライト照明装置として用いた液晶表示装置は、色再現範囲の広い大面積で高輝度の薄型ディスプレイ装置として利用することができる。なお、本発明の一局面に従う面状照明装置又は液晶表示装置によれば、導光板の主面を大面積とした場合であっても、前記主面から出射するレーザ光の輝度ムラを少なくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
本発明の面状照明装置およびそれを用いた液晶表示装置は、大型ディスプレイ装置に用いたとしても色再現範囲の広いレーザ光源を用いているので、高輝度で輝度ムラがなく、装置の薄型化も可能で大型ディスプレイや高輝度ディスプレイ等のディスプレイ分野で有用である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月29日(2009.7.29)
【手続補正１】
【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】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてレーザ光を使用した面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイパネル等に用いられる液晶表示装置には、バックライト照明として面状照明装置が用いられる。上記面状照明装置は、その光源として一般的に放電管や発光ダイオード（ＬＥＤ）等が使用される。上記面状照明装置を大型ディスプレイ等に用いるときには、高輝度で、かつ、単色性の強い光を出力することが求められる。さらに、光源からの光をディスプレイパネル面に均一に照射することなどにより、ディスプレイパネル面全体での輝度のムラをなくして輝度を均一化する工夫が求められる。
【０００３】
ディスプレイ装置の光源として高輝度で単色性の強い光を得るために、近年、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）および青色光（Ｂ光）の３つのレーザ光源を利用する検討が始められている。これらのレーザ光源からの光を面状に出射するための構成として、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を１本のレーザ光に合成した後、ポリゴンミラーで走査し、平板反射ミラーを用いて反射させる例がある（例えば、特許文献１参照）。ポリゴンミラーを用いると、通常、走査範囲の端の部分と中央部分との間で走査速度の差が生じ、この走査速度の差は、走査角が大きい程大きくなる。上記走査速度の差は、輝度ムラの原因となるが、特許文献１の例では、ｆθレンズを用いて走査速度を一定に改善している。
【０００４】
また、別の面状照明装置として、ＬＥＤからなる発光素子を導光板の側面に配置し、このＬＥＤからの光束を導光板の側面より入射させて導光板の上方に反射するようにしたもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。特許文献２では、上記導光板の下面に設けられた多数のプリズムの形状を工夫することにより輝度ムラの低減を図っている。具体的に、導光板に形成されたプリズムは、光束の入射側の斜面の方向または傾角が光束の入射面に対する位置により変化している、または、斜面、谷線あるいは稜線が光束の入射面に対して凹形状をしているように製作されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１ではｆθレンズを用いてポリゴンミラーの走査による速度ムラが生じないように構成されているが、ｆθレンズを用いるとポリゴンミラーの走査角が大きくできないため、ポリゴンミラーとｆθレンズの距離を大きく離す必要があり、ディスプレイ装置が大型になるという課題がある。さらに、大型ディスプレイでは、ｆθレンズもそれに応じて大型のものが必要となるため、非常に高価になるという課題もある。
【０００６】
また、特許文献２においては、面状照明装置として輝度ムラが改善されることは示されているものの、ディスプレイ装置の照明光源として使用するに十分なまでに輝度ムラが改善される構成については明示されていない。したがって、ＬＥＤを光源として用いた導光板方式では大型ディスプレイにおいて、十分な輝度が得られる構成が明示されていないという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１４８６３５号公報
【特許文献２】特開２００６−１５５９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、高輝度で輝度ムラがなく、装置の薄型化も可能な面状照明装置およびそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部と、前記レーザ光源を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記主面から出射される光の輝度分布が前記走査部によるレーザ光の走査方向に所定の輝度分布となるように、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を制御する。
【００１０】
本発明の一局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部とを備え、前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを駆動するための駆動部とを含み、前記入射面は、前記走査部によるレーザ光の走査方向に並ぶ複数の走査領域により予め区分されており、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、それぞれ各走査領域のうちの何れか１つの走査領域にレーザ光を走査させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高輝度で輝度ムラがなく、装置の薄型化も可能な面状照明装置およびそれを用いた液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図である。
【図２】図２は、図１の面状照明装置の主要部を矢印IIの方向に見た側面の構成の模式図である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線の断面の測定位置Ｂ´における走査光の走査光量、走査速度およびこれらの比について示した図で、測定位置に対する走査光量と走査速度の変化を示す図である。
【図４】図４は、測定位置に対する走査光量と走査速度の比を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る面状照明装置の要部の動作を示す概略構成図である。
【図６】図６は、測定位置に対する走査光量と走査速度の比を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の概略構成を示した模式図である。
【図８】図８は、図７の面状照明装置の主要部を矢印VIIIの方向から見た側面の構成の模式図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図である。
【図１０】図１０は、図９の面状照明装置に使用するポリゴンミラーの構成を示す概略斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０とは異なるポリゴンミラーの構成を示す概略斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係る面状照明装置に使用するポリゴンミラーの構成を示す概略斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図である。
【図１５】図１５は、図１４のポリゴンミラーのミラー面を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５のXVI−XVI線断面図である。
【図１７】図１７は、図１５のXVII−XVII線断面図である。
【図１８】図１８は、図１５のXVIII−XVIII線断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態４に係る面状照明装置の概略構成図であり、導光板が３つの等分な領域に分かれている場合の概略構成図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態４に係る面状照明装置において導光板が３つの等分でない領域に分かれている場合の概略構成図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態５に係る面状照明装置を背面から見た概略構成図であって、反射ミラー板を取り除いた状態を示したものである。
【図２２】図２２は、図２１のXXII−XXII線断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態５に係る面状照明装置の変形例を示す概略構成図である。
【図２４】図２４は、図２３の側面図である。
【図２５】図２５は、本発明の実施の形態６に係る面状照明装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１から図４には、本発明の実施の形態１における面状照明装置が示されている。図１は、本実施の形態１に係る面状照明装置を背面から見たときの概略構成図である。図２は、図１の面状照明装置の主要部をIIの方向から見たときの側面模式図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、実施の形態１の面状照明装置１０は、レーザ光源１２と、ダイクロイックミラー２４、２５と、走査部１４と、導光部１５から入射した光を主面１７から出射する導光板１８と、レーザ光源１２の電源部１９と、前記電源部１９及び前記走査部１４を制御する制御部２０を備えている。
【００１６】
レーザ光源１２は、赤色レーザ光源（Ｒ光源）１２Ｒと、緑色レーザ光源（Ｇ光源）１２Ｇと、青色レーザ光源（Ｂ光源）１２Ｂとを備えている。
【００１７】
ダイクロイックミラー２４、２５は、各レーザ光源１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから出射する赤色レーザ光（Ｒ光）１１Ｒ、緑色レーザ光（Ｇ光）１１Ｇ及び青色レーザ光（Ｂ光）１１Ｂを合波して、レーザ光１１を走査部１４に導くようになっている。
【００１８】
走査部１４は、ポリゴンミラー２２と、ポリゴンミラー２２の駆動部２３とを備えている。ポリゴンミラー２２は、例えば、８角柱の外側面である平面状のミラー面２６を有している。また、走査部１４は、前記ポリゴンミラー２２の回転駆動に応じて、前記各ミラー面２６によりレーザ光１１を反射するとともに、この反射光を走査光１３として前記導光部１５の走査面１５ａに走査させるようになっている。
【００１９】
なお、ポリゴンミラー２２で反射した走査光１３は、図１及び図２に示すようにシリンドリカルレンズ３１で走査方向２１に対して垂直な方向に曲げられた状態で、導光部１５に導入されて走査光３４として進行する。
【００２０】
導光板１８は、図２に示すように、導光板本体３３と、導光部１５と、これら導光板本体３３と導光部１５とを光学的に接続する接続部３２とを備えている。導光板本体３３の背面２８には、導光板本体３３の内部を進行する走査光３４を主面１７に向けて偏向するための偏向溝あるいは散乱体が形成されている。なお、偏向溝とは、走査光３４を溝の斜面で全反射させて偏向させる鋸歯状に形成された溝である。
【００２１】
制御部２０は、導光部１５に対する走査光１３の走査速度に応じて走査光量を制御するように構成されている。なお、レーザ光１１はＣＷ動作でもパルス動作でもよい。
【００２２】
次に、このようにして構成される面状照明装置１０の動作について図１を参照して説明する。Ｒ光源１２Ｒ、Ｇ光源１２Ｇ及びＢ光源１２Ｂから出射されるＲ光１１Ｒ、Ｇ光１１ＧおよびＢ光１１Ｂは、ダイクロイックミラー２４、２５によりＲＧＢ光としての１本のレーザ光１１にまとめられる。このレーザ光１１は、ポリゴンミラー２２のミラー面２６により反射するとともに、ポリゴンミラー２２の回転により入射面１５ａを走査するための走査光１３となる。
【００２３】
ここで、走査光１３は、ポリゴンミラー２２が矢印２７の方向に回転するときには、導光板１８の左端２９から右端３０の方向である走査方向２１に沿って、走査光１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの順に走査される。
【００２４】
図３は、図１のＢ−Ｂ線の断面の導光部１５の測定位置Ｂ´における走査光３４の走査光量及び走査速度の変化を示した図である。図４は、測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度の比を示した図であり、走査光量および走査速度は任意単位で表している。
【００２５】
図１においてポリゴンミラー２２が一定速度で回転すると、走査光１３は角速度一定で走査されるため、Ｂ−Ｂ線の断面での走査速度は、図３のような曲線に沿って変位する。すなわち、Ｂ−Ｂ線の断面での走査速度は、導光板１８の左端２９近傍の測定位置ＢＬおよび右端３０近傍の測定位置ＢＲで走査速度が最大となり、測定位置ＢＬと測定位置ＢＲとの間の中央部ＢＣで走査速度が最小となるように変位する。
【００２６】
ここで、実施の形態１に係る制御部２０は、図４に示すように、測定位置Ｂ´における走査速度と走査光量の比が一定となるように、走査速度に応じてレーザ光源１２の電源部１９を制御して走査光量を調整する。このような制御を行うことにより、導入部１５に入射する走査方向の単位領域あたりの光量が均一化される。
【００２７】
導光部１５に導入された走査光３４は、例えば、バー状のプリズムからなる接続部３２により１８０度折り返されて導光板本体３３に導入され、導光板本体３３内で偏向されて出射光１６として主面１７から出射される。
【００２８】
このように構成された面状照明装置１０は、導光部１５に対する走査光の走査光量を走査速度に応じて制御することにより、走査方向に対して均一な輝度分布を実現することができる。
【００２９】
なお、図１〜図４に示した実施の形態１では、輝度分布が均一になるように走査光量を制御したが、所定の輝度分布となるように制御することも可能である。
【００３０】
例えば、大画面ディスプレイ装置では、画面中央付近に視点が集中するため、画面の端の輝度を若干下げても気にならない場合が多く、左右端部の輝度を中央部の輝度に比較して低く設定し、消費電力の低減を図ることができる。
【００３１】
図５及び６は、このように左右端部の輝度を低く設定する場合の動作の説明図である。図５は、面状照明装置１０の要部の動作を示す概略構成図である。図６は、測定位置Ｂ´に対する走査光量と走査速度の比を示している。ここで走査光量及び走査速度は任意単位で表している。また図５及び図６において、走査方向に対して中央部を走査領域Ｇ、左端部を走査領域Ｆ、右端部を走査領域Ｈとしている。
【００３２】
図６に示すように、走査領域Ｆ、Ｈにおける走査速度と走査光量との比が中央部の走査領域Ｇから離れるに従い減少するように走査光量を制御すると、左右端部の輝度を自然に下げたような輝度分布を得ることができる。この例では測定位置ＢＬ、ＢＲにおける走査速度と走査光量との比が、中央部の走査領域Ｇにおける比の０．８倍程度になるように制御している。
【００３３】
また、表示画像の縦横比が表示装置の縦横比と異なる場合等も、光源を消灯させる走査領域を設けるなど部分的に輝度を落として消費電力の削減を図ることができる。
【００３４】
図７及び図８は、図１及び図２の面状照明装置１０をバックライト照明装置として用いた液晶表示装置５０の概略構成図である。図７は、液晶表示装置５０の概略構成を示した模式図である。図８は、図７の液晶表示装置５０をVIIIの方向から見たときの概略構成を示した模式図であり、液晶表示パネル３６については概略断面図を示している。
【００３５】
図７及び図８に示すように、液晶表示装置５０は、液晶表示パネル３６と、図１に示す面状照明装置１０とを備え、この面状照明装置１０を液晶表示パネル３６を背面側から照射するバックライト装置として使用したものである。
【００３６】
この液晶表示装置５０において、面状照明装置１０から出射した出射光１６は、液晶表示パネル３６の偏光板４０及びガラス板４１を順次通過して、液晶４２およびＲＧＢ画素４３で変調された後に、カラーフィルター４４、ガラス板４５及び偏光板４６を通過して液晶表示装置５０の画像として表示される。
【００３７】
以上のように構成された本実施の形態の液晶表示装置は、面状照明装置の光源にレーザを用いることにより色再現範囲が広く、薄型で高輝度化が可能である。また、面状照明装置１０を用いたバックライト照明によって、輝度ムラの無い均一な照明、あるいは、所定の輝度分布での照明を行うことできるため、高画質かつ低消費電力を実現できる。
【００３８】
さらに、従来の構成と異なり、ｆθレンズを用いないため、液晶表示装置５０を安価な部品で構成することが可能である。例えば、シリンドリカルレンズ３１は、樹脂のフレネルレンズとすれば、長尺のものも安価で構成できる。
【００３９】
また、ｆθレンズを用いないので、走査角の大きなポリゴンミラー２２が使用でき、導光板１８の導光部１５とポリゴンミラー２２とを従来の構成よりも近づけることができる。これにより、導光板１８から大きくはみ出すことなくポリゴンミラー２２を配置することができ、投影面積の小さい面状照明装置１０及び液晶表示装置５０が実現できる。
【００４０】
なお、実施の形態１では、レーザ光１１を反射して走査光１３を生成するための走査部１４としてポリゴンミラー２２を使用したが、ガルバノミラーを使用して走査部を構成しても同様の効果が得られる。
【００４１】
また、前記実施の形態１では、走査光１３が走査方向２１に垂直に導光部１５に入射するためにシリンドリカルレンズを用いたが、トーリックレンズやフレネルレンズ並びに回折光学素子を使用して同様に走査光１３を垂直に導光部１５に入射させてもよい。
【００４２】
また、バックライト照明装置のレーザ光源が、少なくとも赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を用いた構成としてもよい。
【００４３】
（実施の形態２）
図９及び図１０に本発明の実施の形態２における面状照明装置６０とそれに使用するポリゴンミラー５１を示す。図９は、面状照明装置６０を背面から見たときの概略構成図である。図１０は、面状照明装置６０に使用するポリゴンミラー５１のミラー面の構成を示す概略斜視図である。また図１１は、ポリゴンミラー５１の別の実施形態を示す概略斜視図である。
【００４４】
図９に示すように、面状照明装置６０は、導光板と、レーザ光６２を照射するレーザ光源（図示せず）及びポリゴンミラー５１を含んで構成されている。
【００４５】
導光板は、導光板本体６１と、導光部６４と、これら導光板本体６１と導光部６４とを光学的に接続する接続部６５とを備えている。
【００４６】
前記導光板本体６１は、走査方向６７に左側発光領域６１ａ、中央発光領域６１ｂ及び右側発光領域６１ｃの３つの領域に区分されている。
【００４７】
導光部６４は、前記左側発光領域６１ａに走査光６３を導くための左側導光部６４ａ、前記中央発光領域６１ｂに走査光６３を導くための中央導光部６４ｂ及び前記右側発光領域６１ｃに走査光６３を導くための右側導光部６４ｃの３つの導光部に区分されている。また、導光部６４は、レーザ光を入射するための入射面６８を有している。
【００４８】
ポリゴンミラー５１は、図１０に示すように、ミラー本体５６と、このミラー本体５６の重心位置に設けられた回転軸５４とを備えている。このように回転軸５４がミラー本体５６の重心位置に設けられているため、ポリゴンミラー５１を安定して高速回転することができる。
【００４９】
ミラー本体５６は、ミラー面５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５３ａ、５３ｂ、５３ｃを有する６角柱の多角形状をしている。これら各ミラー面５２ａ〜５２ｃ、５３ａ〜５３ｃによりそれぞれ走査される走査光６３は、３つの部分導光部６４ａ、６４ｂ、６４ｃのいずれかに入射するように構成されている。例えば、ミラー面５２ａ、５３ａで反射した走査光は、部分導光部６４ａに入射し、ミラー面５２ｂ、５３ｂで反射した走査光は、部分導光部６４ｂに入射し、ミラー面５２ｃ、５３ｃで反射した走査光は、部分導光部６４ｃに入射するように構成されている。
【００５０】
このように構成された面状照明装置６０において、ポリゴンミラー５１の各ミラー面５２、５３により反射した走査光６３は、シリンドリカルレンズ６６により走査方向６７に対して垂直な方向に曲げられて、入射面６８を走査する。ここで、走査光６３は、入射面６８のうち、ミラー面５２、５３のそれぞれに対応する走査領域Ｊ、Ｋ、Ｌに対応する範囲を走査することになる。すなわち、ミラー面５２ａ、５３ａは、走査領域Ｊに対応する入射面６８の範囲に対し、走査光６３ａと走査光６３ｂとの間の走査光を左側導光部６４ａに入射させる。ミラー面５２ｂ、５３ｂは、走査領域Ｋに対応する入射面６８の範囲に対し、走査光６３ｂと走査光６３ｃとの間の走査光を中央導光部６４ｂに入射させる。ミラー面５２ｃ、５３ｃは、走査領域Ｌに対応する入射面６８の範囲に対し、走査光６３ｃと走査光６３ｄとの間の走査光を右側導光部６４ｃに入射させる。
【００５１】
導光部６４に導入されて走査光５５として進行する光は、接続部６５で折り返され導光板本体６１の中を伝播し、主面（図示せず）から出射する。
【００５２】
このように構成することにより、１つのミラー面あたりの走査角を小さくできるため、走査領域ごとの速度ムラを小さくでき、全体として輝度ムラを小さくできる。また、上述した実施の形態１における制御部２０等の構成を利用して、走査光量の制御も同時に行えば、さらに均一化を図ることができる。
【００５３】
なお、６面のポリゴンミラーの走査角は、通常１２０°であり、図９の構成を実施するためには、各ミラー面における走査角を小さくする必要がある。これは例えば、ポリゴンミラー５１のエッジ部でレーザ光６２を消灯し、必要な走査範囲のみ点灯することにより実現できる。
【００５４】
あるいは、図１１に示すように、各ミラー面を曲面とすることにより走査角を小さくすることもできる。図１１は、ミラー面７８が円筒面で構成されたポリゴンミラー７７を示している。６面のポリゴンミラーでは、ミラー面が平面の場合、走査角は１２０°である。一方、ミラー面が円筒面の場合、曲率中心を回転軸と一致させると走査角は０°となる。したがって、ミラー面を円筒面あるいは楕円筒面とし、曲率を適当な値とすることにより所望の走査角が得られる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、導光部６４を３つに分割しているが、これを分割せず、各走査領域の端が若干オーバーラップするように構成してもよい。これにより各走査領域の境界での輝度ムラを低減できる。
【００５６】
図１２及び図１３に図９〜図１１とは異なる他の実施の形態の面状照明装置７０とそれに使用するポリゴンミラー７２を示す。図１２は、面状照明装置７０に使用するポリゴンミラー７２のミラー面の構成を示す概略斜視図である。図１３は、面状照明装置７０を背面から見たときの概略構成図である。
【００５７】
図１３に示すように、面状照明装置７０は、導光板と、レーザ光６２を照射するレーザ光源（図示せず）およびポリゴンミラー７２を含んで構成されている。
【００５８】
導光板は、導光板本体７１と、導光部７３と、これら導光板本体７１と導光部７３とを光学的に接続する接続部７４とを備えている。
【００５９】
導光板本体７１は、走査領域Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑの５つの領域に区分されている。導光部７３は、前記走査領域Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑに対応した５つの部分導光部７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄ、７３ｅに区分されている。また、導光部７３は、レーザ光を入射するための入射面７９を有している。
【００６０】
ポリゴンミラー７２は、図１２及び１３に示すように、ミラー本体５７と、このミラー本体５７の重心位置に設けられた回転軸６９とを備えている。このように回転軸６９がミラー本体５７の重心位置に設けられているため、ポリゴンミラー７２を安定して高速回転することができる。
【００６１】
また、ミラー本体５７は、回転軸６９と直交する断面形状が楕円形に近い多角形状とされている。具体的に、本実施形態では、ポリゴンミラー７２の断面形状は、１０角柱の多角形状とされ、この１０角柱の外側面がそれぞれミラー面７５、７６とされている。
【００６２】
前記各ミラー面７５、７６は、走査光６３をそれぞれ異なる部分導光部７３に入射するように構成されている。すなわち、図１２及び図１３において、ミラー面７５ａ、７６ａにより走査される走査光６３ａは、走査領域Ｍに対応する部分導光部７３ａに入射する。ミラー面７５ｂ、７６ｂにより走査される走査光６３ｂは、走査領域Ｎに対応する部分導光部７３ｂに入射する。ミラー面７５ｃ、７６ｃにより走査される走査光６３ｃは、走査領域Ｏに対応する部分導光部７３ｃに入射する。ミラー面７５ｄ、７６ｄにより走査される走査光６３ｄは、走査領域Ｐに対応する部分導光部７３ｄに入射する。ミラー面７５ｅ、７６ｅにより走査される走査光６３ｅは、走査領域Ｑに対応する部分導光部７３ｅに入射するように構成されている。
【００６３】
このように構成された面状照明装置７０において、ポリゴンミラー７２の各ミラー面７５、７６により反射した走査光６３は、シリンドリカルレンズ６６により走査方向６７に対して垂直な方向に曲げられて、導光部７３に導入される。ここで、走査光６３は、入射面７９のうち、ミラー面７５、７６のそれぞれに対応する走査領域Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑに対応する範囲を走査することになる。
【００６４】
導光部７３に入射したレーザ光は、走査光５５として接続部７４で折り返されて、導光板７１の中を伝播し、主面（図示せず）から出射する。
【００６５】
このようにポリゴンミラー７２のミラー面７５、７６の数を増やすことにより、１つのミラー面７５、７６当たりの走査角をさらに小さくできるため、走査領域ごとの速度ムラを小さくでき、全体として輝度ムラを小さくできる。また、上述した実施の形態１における制御部２０等の構成を利用して、走査光量の制御も同時に行えば、さらに均一化を図ることができる。
【００６６】
また、導光部７３を分割せず、各走査領域の端が若干オーバーラップするように構成することにより、図９〜１１の場合と同様に、各走査領域の境界での輝度ムラを低減できる。
【００６７】
以上のように構成された本実施の形態の面状照明装置は、走査領域を複数に分け、各ミラー面での走査角を小さくして速度ムラを低減することにより、走査方向の輝度ムラを低減できる。
【００６８】
（実施の形態３）
図１４〜図１８に本発明の実施の形態３における面状照明装置８０とそれに使用するポリゴンミラー８１を示す。図１４は、面状照明装置８０を背面から見たときの概略構成図である。図１５は、ポリゴンミラー８１のミラー面の構成を示す図である。図１６は、図１５のXV−XV線断面図である。図１７は、図１５のXVII−XVII線断面図である。図１８は、図１５のXVIII−XVIII線断面図である。
【００６９】
図１４に示すように、面状照明装置８０は、レーザ光１１を照射する前記レーザ光源１２と、前記ダイクロイックミラー２４、２５と、走査部９７と、導光板８５と、前記レーザ光源１２の電源部１９とを備えている。
【００７０】
導光板８５は、導光板８５の背面から突出するとともに、前記ポリゴンミラー８１による走査方向と直交する方向に並ぶ３列の部分導光部８４を有している。具体的に、部分導光部８４は、導光板８５の長辺３５に沿って直線状に延びる上部導光部８４ａと、中央部導光部８４ｂと、下部導光部８４ｃとを有している。これら導光部８４ａ〜８４ｃには、走査光６３を導光板８５に入射させるための入射面８９ａ〜８９ｃがそれぞれ形成されている。つまり、上部導光部８４ａには、入射面８９ａが形成され、中央部導光部８４ｂには、入射面８９ｂが形成され、下部導光部８４ｃには、入射面８９ｃが形成されている。
【００７１】
より具体的に、部分導光部８４は、側面から見た形状が屋根型となる突起（図２２を参考にすると符号９１のような突起）として形成され、この突起の上下の側面のうちのポリゴンミラー８１に近い方の側面が前記入射面８９ａ〜８９ｃとされている。各入射面８９ａ〜８９ｃから入射したレーザ光は、前記突起の側面のうちポリゴンミラー８１から遠い方の側面によって下方に反射して導光板８５内を伝播することになる。
【００７２】
走査部９７は、ポリゴンミラー８１と、ポリゴンミラー８１を駆動するための前記駆動部２３とを備えている。
【００７３】
ポリゴンミラー８１は、図１５〜１８に示すように、回転軸８２に対して異なる角度で形成されたミラー面８３ａ、８３ｂ、８３ｃを各２面ずつ有している。これらミラー面８３ａ〜８３ｃは、走査光６３をそれぞれ異なる角度θ１、θ２、θ３で反射するように、前記回転軸８２に対する傾斜角が設定されている。本実施形態では、レーザ光６２の反射角度θ１、θ２、θ３は、θ１＜θ２＜θ３の関係とされている。その結果、ミラー面８３ａにより反射された走査光６３は、一番遠い上部導光部８４ａの入射面８９ａに入射する。ミラー面８３ｂにより反射された走査光６３は、中央部導光部８４ｂの入射面８９ｂに入射する。ミラー面８３ｃにより反射された走査光６３は、一番近い下部導光部８４ｃの入射面８９ｃに入射する。
【００７４】
このように構成された面状照明装置８０において、ポリゴンミラー８１の各ミラー面８３ａ、８３ｂ、８３ｃで反射した走査光６３は、それぞれ対応する導光部８４ａ、８４ｂ、８４ｃから導光板８５に入射し、入射した走査光（図示せず）は、導光板内部を伝播し、主面（図示せず）から出射する。
【００７５】
以上のように構成された本実施の形態の面状照明装置８０は、走査光を３カ所の導光部８４ａ〜８４ｃから導光板に入射させることにより、走査光が導光板内部を伝播する距離を短くできるので、走査方向と直交する方向の輝度ムラを低減することができる。
【００７６】
ここで、各部分導光部８４ａ〜８４ｃからポリゴンミラー８１までの距離は、それぞれ異なるため、ポリゴンミラー８１の走査角は、各部分導光部８４ａ〜８４ｃごとに異なることとなる。そこで、各部分導光部８４ａ〜８４ｃに入射する走査光６３の光量を前記制御部２０を用いて制御することにより、導光板８５に入射する走査光６３の光量を各部分導光部８４ａ〜８４ｃごとに調整することができる。例えば、走査速度と走査範囲に応じて光源光量および光源の点灯、消灯の制御を行えば、導光板８５の主面における輝度をさらに均一にでき、走査範囲外を照明するロスも低減できる。
【００７７】
つまり、実施の形態３に係る面状照明装置８０では、ポリゴンミラー８１の各ミラー面８３ａ〜８３ｃによって走査方向と直交する方向に走査光６３を振り分けることができるとともに、前記制御部２０の制御によって各部分導光部８４ａ〜８４ｃにおける走査光６３の光量を走査方向に調整することができるため、導光板８５の主面における輝度調整を二次元的に制御することが可能となる。
【００７８】
また、導光板８５を形成するのによく使用される樹脂材料は、一般に、青色レーザ光の吸収率が高いという特性を有する。大画面になると導光板８５の面積も大きくなって、吸収による青色レーザ光のロスが無視できなくなるとともに、赤色レーザ光、緑色レーザ光との吸収の差から色ムラが生じることになる。しかし、前記面状照明装置８０では、走査光の導光板内部を伝播する距離を短くすることができるので、青色レーザ光の吸収が抑制されて、当該青色レーザ光のロスの発生や、導光板の出射光の色ムラの発生を抑えることができる。
【００７９】
なお、図１４〜１８は、走査光の走査方向に垂直な上下方向に３つの部分導光部８４ａ〜８４ｃが配置された導光板８５を有する面状照明装置８０の例を示したが、画面サイズに応じて部分導光部の数を変えることもできる。すなわち、大型のものは上下方向に４つ以上の部分導光部を配置してもよく、比較的小型のものは、２つの部分導光部を配置した構成であってもよい。
【００８０】
また、各部分導光部８４ａ〜８４ｃに入射させる走査光６３の走査角を変える方法としては、図１１に示したように、曲率の異なる円筒面あるいは楕円筒面に形成された各ミラー面を利用した方法でもよい。
【００８１】
また、導光板８５は、第１の実施の形態と同様な導光部と接続部を有する導光板を３つ階段状に並べた構成であってもよい。
【００８２】
（実施の形態４）
図１９及び図２０に本発明の実施の形態４における面状照明装置９０、９５の概略構成図を示す。図１９は、導光板が３つの等分な発光領域に分かれている場合の概略構成図、図２０は、導光板が３つの等分でない発光領域に分かれている場合の概略構成図を示している。なお、図１９及び図２０において、前記実施の形態３と同様の構成（レーザ光源１２、ダイクロイックミラー２４、２５、駆動部２３、電源部１９）については、図示を省略している。
【００８３】
図１９に示すように、面状照明装置９０は、導光板８７と、前記ポリゴンミラー８１とを含んで構成されている。ポリゴンミラー８１は、第３の実施の形態で使用したものと同様のものを用いている。
【００８４】
導光板８７は、導光板８７の背面から突出するとともに、前記ポリゴンミラー８１による走査方向と直交する方向に並ぶ３列の部分導光部８６を有している。前記実施の形態３とは異なり、各導光部８６は、導光板８７の短辺８８に沿って延びる左側導光部８６ａ、中央導光部８６ｂ及び右側導光部８６ｃを備えている。そして、導光板８７は、前記各導光部８６ａ〜８６ｃによって、左側発光領域８７ａ、中央発光領域８７ｂ及び右側発光領域８７ｃの３つの等分の発光領域に区分されている。
【００８５】
また、前記部分導光部８６には、走査光を導光板８７に入射させるための入射面９８ａ〜９８ｃがそれぞれ形成されている。つまり、左側導光部８６ａには、入射面９８ａが形成され、中央導光部８６ｂには、入射面９８ｂが形成され、右側導光部８６ｃには入射面９８ｃが形成されている。
【００８６】
そして、上述した第３の実施の形態と同様に、ポリゴンミラー８１の複数のミラー面８３ａ〜８３ｃは、それぞれ異なる部分導光部８６ａ〜８６ｃに走査光６３を入射させるように構成されている。
【００８７】
このように構成された面状照明装置９０において、ポリゴンミラー８１の各ミラー面で反射した走査光は、それぞれ対応する部分導光部８６ａ、８６ｂ、８６ｃから導光板８７に入射し、入射した走査光（図示せず）は、導光板内部を伝播し、主面（図示せず）から出射する。
【００８８】
このように構成すると、実施の形態３と同様に、走査方向と直交する方向の輝度ムラを低減するとともに、青色レーザ光の吸収によるロスを低減して色ムラを無くすことができる。この場合も、前記制御部２０を用いて、走査速度と走査範囲に応じて光源光量および光源の点灯、消灯の制御を行えば、走査方向の輝度の均一化が図れる。具体的に、ポリゴンミラー８１の各ミラー面が平面の場合は、ポリゴンミラー８１から部分導光部までの距離が遠くなるほど走査速度が速くなるため、左側導光部８６ａでは有効な走査時間が短く、瞬間的に必要な走査光量が大きくなる。
【００８９】
図２０の構成は、ポリゴンミラー８１から部分導光部までの距離が遠くなるほど発光領域８９が小さくなるように（左側発光領域８９ａ＜中央発光領域８９ｂ＜右側発光領域８９ｃとなるように）構成されており、その他の構成および動作は図１９と同様である。
【００９０】
この構成において、前記制御部２０を用いて走査速度と光源光量との比を一定にするように制御を行う場合、ポリゴンミラー８１から遠い、つまり走査速度が速くなるほど部分発光領域の面積が小さくなるように構成しているので、必要な輝度に対する走査光量の最大値を抑えることができる。
【００９１】
したがって、図２０に示す構成によれば、図１９に示す構成による効果に加え、光源の最大定格出力が同じ場合に、図１９に示す構成より輝度を上げることができる。
【００９２】
以上のように構成された本実施の形態の面上照明装置は、実施の形態３と同様に、走査方向および、それと直交する方向の輝度ムラを低減するとともに、青色レーザ光の吸収によるロスを低減して色ムラを無くす効果を奏する。
【００９３】
さらに、前記構成によれば、前記制御部２０により走査速度に応じた光源光量を制御することによって、輝度の均一化を図りながら、走査光量の最大値を抑えることができる。
【００９４】
なお、図１９及び図２０は、走査光の走査方向に垂直な左右方向に３つの部分導光部が配置された導光板から構成される面状照明装置の例を示したが、画面サイズに応じて部分導光部の数を変えても良い。すなわち、大型のものは左右方向に４つ以上の部分導光部を配置してもよく、比較的小型のものは、２つの部分導光部を配置した構成であってもよい。
【００９５】
また、各部分導光部８６ａ〜８６ｃに入射する走査光６３の走査角を変える方法としては、図１１に示したように、曲率の異なる円筒面あるいは楕円筒面に形成された各ミラー面を用いた方法でもよい。
【００９６】
（実施の形態５）
図２１及び図２２に本発明の第５の実施の形態における面状照明装置１００を示す概略構成図を示す。なお、図２１及び図２２において、前記実施の形態３と同様の構成（レーザ光源１２、ダイクロイックミラー２４、２５、駆動部２３、電源部１９）については、図示を省略している。
【００９７】
第３の実施の形態と異なり、本実施の形態の面状照明装置１００は、反射ミラー板１０１を備えた構成となっている。図２１は、面状照明装置１００を背面から見たときの概略構成図であり、反射ミラー板１０１の図示を省略したものである。図２２は、図２１のXXII−XXII線の断面図である。
【００９８】
図２１に示すように、面状照明装置１００は、導光板９４と、反射ミラー板１０１と。前記ポリゴンミラー８１とを含んで構成されている。ポリゴンミラー８１は、第３の実施形態で使用したものと同様のものを用いている。
【００９９】
導光板９４は、導光板９４の背面から突出するとともに、前記ポリゴンミラー８１による走査方向と直交する方向に並ぶ３列の部分導光部９１を有している。各部分導光部９１は、導光板９４の長辺３５に沿って直線状に延びる上部導光部９１ａ、中央部導光部９１ｂ及び下部導光部９１ｃを備えている。
【０１００】
前記部分導光部９１には、走査光を導光板９４に入射させるための入射面９９ａ〜９９ｃがそれぞれ形成されている。つまり、上部導光部９１ａには、入射面９９ａが形成され、中央導光部９１ｂには、入射面９９ｂが形成され、下部導光部９１ｃには入射面９９ｃが形成されている。
【０１０１】
そして、上述した第３の実施の形態と同様に、ポリゴンミラー８１の複数のミラー面８３ａ〜８３ｃは、それぞれ異なる部分導光部９１ａ〜９１ｃに走査光９３を入射させるように構成されている。
【０１０２】
また、図２２に示すように、反射ミラー板１０１は、ポリゴンミラー８１の各ミラー面８３ａ〜８３ｃから導かれた走査光９３を反射するための反射ミラー９２ａ、９２ｂ、９２ｃを備えている。反射ミラー９２ａは、走査光９３を上部導光部９１ａの入射面９９ａに反射させるように構成されている。反射ミラー９２ｂは、走査光９３を中央部導光部９１ｂの入射面９９ｂに反射させるように構成されている。反射ミラー９２ｃは、走査光９３を下部導光部９１ｃの入射面９９ｃに反射させるように構成されている。
【０１０３】
このように構成された面状照明装置１００において、ポリゴンミラー８１の各ミラー面で反射した走査光９３は、それぞれ対応する反射ミラー９２ａ、９２ｂ、９２ｃで反射される。反射ミラー９２ａにより反射された走査光９３は、上部導光部９１ａに、反射ミラー９２ｂで反射された走査光９３は、中間の中央部導光部９１ｂに、反射ミラー９２ｃで反射された走査光９３は、下部導光部９１ｃに導かれ、導光板９４に入射する。導光板９４に入射した走査光９６は、導光板９４の主面１７で全反射する角度で入射して、導光板９４中を散乱又は偏向されて伝播し、主面１７から出射光１６として出射する。
【０１０４】
以上のように構成された本実施の形態の面上照明装置は、実施の形態３と同様に、走査方向および、それと直交する方向の輝度ムラを低減するとともに、青色レーザ光の吸収によるロスを低減して色ムラを無くす効果を有している。
【０１０５】
さらに、反射ミラー板１０１を備えることにより、部分導光部９１を導光板９４と一体に構成できるので、より製造しやすくなり量産性が高くなる。
【０１０６】
また、光学構成を工夫することにより、ポリゴンミラー８１から反射ミラー９２ａ、９２ｂ、９２ｃを経由してそれぞれ部分導光部９１ａ、９１ｂ、９１ｃに入射するまでの光路長を揃えることができる。これにより、ポリゴンミラー８１の各ミラー面が平面の場合でも、部分導光部９１ａ、９１ｂ、９１ｃでの平均的な走査速度を等しくできるので、必要な輝度に対する走査光量の最大値を抑えることができる。
【０１０７】
また、ポリゴンミラー８１の走査角を各部分導光部９１について共通の角度とすることもできる。その具体的な構成を図２３及び図２４に示す。
【０１０８】
図２３及び図２４に示す構成では、前記反射ミラー板１０１に代えて反射ミラー板１０４を備えている。反射ミラー板１０４には、前記ポリゴンミラー８１から導かれた走査光１０２ａ〜１０２ｃを平行光１０３ａ〜１０３ｃとして反射するためのミラー面１０４ａが形成されている。
【０１０９】
具体的に、ミラー面１０４ａは、図２３に示すように、ポリゴンミラー８１の回転軸と直交する断面が放物線となる面として形成されている。そのため、共通の走査角θ４で走査された走査光１０２ａ〜１０２ｃは、ミラー面１０４ａによって前記各部分導光部９１に対応する左右範囲で平行光１０３ａ〜１０３ｃとして反射される。これら平行光１０３ａ〜１０３ｃは、それぞれ各部分導光部９１ａ〜９１ｃの入射面９９ａ〜９９ｃに入射する。
【０１１０】
したがって、図２３及び図２４の構成とすれば、各部分導光部９１を共通の走査角θ４で走査することができる。
【０１１１】
なお、前記反射ミラー板１０４では走査範囲の全体にわたり走査光１０２を平行光１０３ａ〜１０３ｃとして反射させるようにしているが、入射面９９ａ〜９９ｃに対する走査光１０２の速度に応じて平行光で反射させる範囲と、発散光で反射させる範囲とを切り換えるような反射面を形成してもよい。
【０１１２】
つまり、図２３の速度推移Ｖ１で示すように、走査範囲のうちの両端範囲Ｅ１においては、走査光１０２の走査速度がそれぞれ高くなり、走査範囲のうちの中央範囲Ｅ２においては、走査光１０２の走査速度が低くなるため、前記両端範囲Ｅ１においては平行光あるいは収束光で反射させる一方、中央範囲Ｅ２においては発散光で反射させるようなミラーを構成することができる。このようにすれば、走査光１０２の走査速度の最大値を低く抑えることができるので、走査に要するレーザ光の光量の最大値を低く抑えることができる。また、ミラー板１０４は、フレネルミラーを採用することにより、導光板の外形から大きくはみ出さずに構成することができる。
【０１１３】
（実施の形態６）
図２５に実施の形態６に係る面状照明装置１２０の全体構成を概略的に示す。
【０１１４】
面状照明装置１２０は、レーザ光１１を照射する前記レーザ光源１２と、前記ダイクロイックミラー２４、２５と、走査部１２３と、導光板１２１と、前記レーザ光源１２の電源部１９とを備えている。
【０１１５】
導光板１２１は、導光板１２１の背面から突出するとともに、前記ポリゴンミラー１２２による走査方向と直交する方向に上下に並ぶ４列の第一導光部１０５ａ、第二導光部１０６ａ、第三導光部１０７ａ及び第四導光部１０８ａを有している。そして、導光板１２１は、各導光部１０５ａ〜１０８ａによって、第一発光領域１０５、第二発光領域１０６、第三発光領域１０７及び第四発光領域１０８の４つの等分の領域に区分されている。
【０１１６】
また、部分導光部１０５ａ〜１０８ａには、走査光を導光板１２１に入射させるための入射面（図示せず）がそれぞれ形成されている。これら部分導光部１０５ａ〜１０８ａは、４つの走査領域Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕに区分されている。本実施形態において、これら走査領域Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕは、それぞれ同等の左右寸法を有する走査範囲として設定されている。
【０１１７】
走査部１２３は、ポリゴンミラー１２２と、ポリゴンミラー１２２を駆動するための前記駆動部２３とを備えている。ポリゴンミラー１２２は、８角柱の外側面である８つのミラー面を有している。
【０１１８】
これらミラー面は、図１５〜図１８に示したように、回転軸に対する傾斜角が異なるものとしてそれぞれ形成されている。本実施形態では、ポリゴンミラー１２２の８つのミラー面のうちの２面ずつが同様の傾斜角に設定されている。具体的に、ミラー面のうちの２面は、前記第一導光部１０５ａの入射面にレーザ光１１を反射させることができる傾斜角に設定されている。別の２つのミラー面は、前記第二導光部１０６ａの入射面にレーザ光１１を反射させることができる傾斜角に設定されている。さらに別の２つのミラー面は、前記第三導光部１０７ａの入射面にレーザ光１１を反射させることができる傾斜角に設定されている。残る２つのミラー面は、前記第四導光部１０８ａの入射面にレーザ光１１を反射させることができる。したがって、前記ポリゴンミラー１２２を一回転させることにより、各第一〜第四導光部１０５ａ〜１０８ａを二回ずつ走査することができる。
【０１１９】
また、本実施形態において、制御部２０は、前記ポリゴンミラー１２２により走査される走査光の光量を、前記走査領域ごとに制御することが可能に構成されている。つまり、制御部２０は、各発光領域１０５〜１０８と各走査領域Ｒ〜Ｕとによって１６分割された導光板１２１の領域ごとに走査光の光量を制御するようになっている。
【０１２０】
したがって、前記面状照明装置１２０を図７及び図８に示すように画像表示装置に使用した場合、液晶パネルに表示する映像についての領域ごとの輝度情報に応じて、前記１６分割された導光板１２１の領域ごとに輝度を細かく調整する、つまり、エリアコントロールを行うことができる。したがって、導光板１２１を常時全面発光させている場合と比較して、消費電力を大幅に低減することが可能となる。
【０１２１】
なお、実施の形態２から６で示した面状照明装置をバックライト照明装置として用いて実施の形態１で示した図７及び図８に示すような液晶表示装置を構成することができる。このように構成すると、大画面にしても色再現性がよく、高輝度で輝度ムラが少ない液晶表示装置が実現できる。また、光学構成を工夫することにより薄型の液晶表示装置も実現できる。
【０１２２】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【０１２３】
上記目的を達成するために、本発明の一局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部と、前記レーザ光源を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記主面から出射される光の輝度分布が前記走査部によるレーザ光の走査方向に所定の輝度分布となるように、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を制御する。
【０１２４】
この構成によれば、レーザ光の走査方向において高輝度で輝度ムラがなく、かつ、前記走査方向に所定の輝度分布でレーザ光を出力することができる面状照明装置を実現できる。また、レーザ光源から走査部を介して入射面まで導かれるレーザ光の光路を、導光板の背面の空間に設けることとすれば、薄型で軽量な面状照明装置を実現することができる。
【０１２５】
前記面状照明装置において、前記制御部は、前記入射面に走査されるレーザ光の光量と走査速度との比が一定に保たれるように、前記レーザ光の光量を制御することが好ましい。
【０１２６】
この構成によれば、走査方向における単位領域あたりのレーザ光の光量を一定にすることができるので、導光板の輝度分布を走査方向に対して均一にすることができる。
【０１２７】
前記面状照明装置において、前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転駆動するための駆動部とを含むことが好ましい。
【０１２８】
この構成によれば、入射面に対するレーザ光の走査を簡単な構成で実現することができる。また、レーザ光源から走査部を介して入射面まで導くレーザ光の光路を導光板の背面の空間に設けた場合、走査部としてポリゴンミラーを用いることにより、薄型で軽量な面状照明装置を実現することができる。
【０１２９】
前記面状照明装置において、前記導光板は、前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の入射面を有し、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、前記各入射面のうちの１列の入射面に対しレーザ光を走査するようにそれぞれ構成されているとともに、前記各ミラー面の全てにより反射されたレーザ光によって前記各列の入射面の全てが走査されることが好ましい。
【０１３０】
この構成によれば、ポリゴンミラーのミラー面ごとに走査の対象となる入射面の列を変えることができるので、１つのポリゴンミラーを用いて複数列の入射面にレーザ光を走査させることができる。
【０１３１】
前記面状照明装置において、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、前記ポリゴンミラーの回転軸に対する角度が前記走査対象となる入射面の列ごとに異なる角度に調整されていることが好ましい。
【０１３２】
この構成によれば、ポリゴンミラーに対するレーザ光の照射角度を各列の入射面ごとにほとんど変えなくても、前記ポリゴンミラーの各ミラー面の角度に対応する列の入射面にレーザ光を導くことができる。したがって、簡単な構造のポリゴンミラーを用いて、複数列の入射面を走査することができるので、面状照明装置の製作が容易となる。
【０１３３】
前記面状照明装置において、前記各入射面は、前記走査方向に並ぶ複数の走査領域に区分されており、前記制御部は、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を前記走査領域ごとに制御することが好ましい。
【０１３４】
この構成によれば、各入射面に走査されるレーザ光の光量を走査領域ごとに制御することができるので、入射面の列数と走査領域の数とを掛け合わせた数で区分された前記導光板の主面の領域ごとに輝度分布の調整を行うことができる。したがって、この構成に係る面状照明装置を液晶パネル等の照明として用いた場合には、表示対象となる画像に応じて液晶パネルの輝度分布を、前記走査領域に対応する領域ごとに調整する、いわゆるエリアコントロールを行うことが可能となる。
【０１３５】
前記面状照明装置において、前記導光板には、前記主面と反対側の背面から突出するとともに、前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の部分導光部が形成され、前記各入射面は、前記各部分導光部にそれぞれ設けられていることが好ましい。
【０１３６】
この構成によれば、各入射面が導光板の背面に形成された複数の部分導光部に形成されているため、導光板の端面からレーザ光を入射させる場合と比較して、導光板の内部を伝播するレーザ光の光路を短くでき、走査方向と直交する方向の輝度ムラを低減することができる。また、青色のレーザ光は、導光板材料により吸収されやすいという特性を有するが、前記構成によれば、導光板の内部を伝播するレーザ光の光路を短くすることができるため、前記導光板による青色レーザ光の吸収を抑制することができ、導光板の出射光の色ムラの発生を抑えることができる。
【０１３７】
なお、部分導光部は、レーザ光の走査方向に応じて導光板の長辺、短辺のいずれに沿って配置されていてもよい。
【０１３８】
部分導光部を導光板の短辺、長辺の何れに配置した場合であっても、導光板の端面からレーザ光を入射させる場合と比較して、導光板内部を伝播するレーザ光の光路を短くできるので、走査方向と直交する方向の輝度ムラを低減することができる。また、部分導光部を導光板の短辺、長辺の何れに配置した場合であっても、導光板内を伝播するレーザ光の光路を短くすることができるため、導光板による青色レーザ光の吸収を抑制することができ、導光板の出射光の色ムラの発生を抑えることができる。
【０１３９】
前記面状照明装置において、前記導光板の主面は、前記各列の入射面に対応して前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の発光領域に区分されており、前記各発光領域は、それぞれに対応する前記入射面から入射したレーザ光が出射するように構成され、前記各発光領域は、前記各発光領域に対応する入射面と前記ポリゴンミラーとの距離が長くなるに従い面積が小さくなるように構成されていることが好ましい。
【０１４０】
この構成によれば、各発光領域の面積当たりのレーザ光の光量の差を小さくすることができる。つまり、入射面とポリゴンミラーとの間の距離が長くなるに従い、ポリゴンミラーによる走査角が小さくなり、前記入射面に入射することができるレーザ光の光量が少なくなるが、前記構成では、入射面とポリゴンミラーとの距離が長いほど発光領域の面積が小さくされているため、単位面積当たりのレーザ光の光量を各発光領域ごとに同等なものとすることができる。したがって、前記構成を用いて走査速度と光源光量の比を一定にする制御を行う場合、ポリゴンミラーの走査速度を速くしても、遠い入射面に走査するレーザ光の光量を多くすることが不要となり、定格出力の低い光源を使用できる。
【０１４１】
前記面状照明装置において、前記走査部から導かれたレーザ光を前記各入射面に反射させるための反射板をさらに備えた構成とすることができる。
【０１４２】
この構成によれば、反射板を介してレーザ光を入射面に走査させることができる。
【０１４３】
前記面状照明装置において、前記反射板は、前記走査部から導かれたレーザ光を前記各列の入射面のそれぞれに平行光として反射させることが可能な反射面を有していることが好ましい。
【０１４４】
この構成によれば、各入射面に対する走査角度を同等にすることができるので、走査１回当たりの光量を入射面ごとに同等にすることができる。
【０１４５】
前記面状照明装置において、前記走査部は、ガルバノミラーと、前記ガルバノミラーを駆動するための駆動部とを含む構成とすることもできる。
【０１４６】
この構成によれば、入射面に対するレーザ光の走査を簡単な構成で実現することができる。また、レーザ光源から走査部を介して入射面まで導くレーザ光の光路を導光板の背面の空間に設けた場合、走査部としてガルバノミラーを用いることにより、薄型で軽量な面状照明装置を実現することができる。
【０１４７】
また、本発明の一局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部とを備え、前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを駆動するための駆動部とを含み、前記入射面は、前記走査部によるレーザ光の走査方向に並ぶ複数の走査領域により予め区分されており、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、それぞれ各走査領域のうちの何れか１つの走査領域にレーザ光を走査させる。
【０１４８】
本発明によれば、前記ポリゴンミラーのミラー面ごとの走査角を小さくすることができるため、走査領域ごとの速度ムラを小さくすることができ、その結果、入射面全体に照射されるレーザ光の光量についても、走査方向に均一化を図ることができる。したがって、前記構成によれば、導光板の主面における前記走査方向の輝度ムラを抑制することができる。
【０１４９】
前記面状照明装置において、前記ポリゴンミラーは、その回転軸と直交する断面が楕円形に近い多角形状からなることが好ましい。
【０１５０】
この構成によれば、各ミラー面の面積を異なるものにしながら、ミラー面の数を増やすことができるので、前記入射面をより細かい走査領域に細分化することができるとともに、１のミラー面の走査角を他のミラー面と比較して小さくできるため、走査領域ごとの走査速度のムラをより細やかに調整することができる。
【０１５１】
前記面状照明装置において、前記複数のミラー面のうちの少なくとも１つのミラー面は、円筒面または楕円筒面からなることが好ましい。
【０１５２】
この構成によれば、ミラー面を円筒面または楕円筒面とすることにより、ミラー面が平面の場合と比較して走査角を小さくすることができるので、円筒面または楕円筒面の極率半径を適宜設定することにより、所望の走査角に設定することができる。
【０１５３】
前記面状照明装置において、前記レーザ光源を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記走査領域に走査される前記レーザ光の走査光量が前記各走査領域ごとに均一となるように、前記レーザ光の光量を制御することが好ましい。
【０１５４】
これらの構成によれば、走査領域ごとのレーザ光の走査光量のムラをさらに小さくできるので、導光板の主面における走査方向の輝度ムラをさらに抑制することができる。
【０１５５】
前記面状照明装置において、前記ポリゴンミラーは、前記各ミラー面を有するミラー本体と、ミラー本体を軸支する回転軸とを有し、前記回転軸は、前記ミラー本体の重心位置に設けられていることが好ましい。
【０１５６】
この構成によれば、ミラー本体を安定に高速回転させることができる。
【０１５７】
前記面状照明装置において、前記導光板は、導光板本体と、前記導光板の背面側に配置された導光部と、前記導光板本体と前記導光部とを光学的に接続する接続部とを備え、前記入射面は、前記導光部に形成されていることが好ましい。
【０１５８】
この構成によれば、走査部又はポリゴンミラーから入射面までのレーザ光の光路を導光板の背面側に配置することができるので、走査光を導光板に効率よく導くことができる。
【０１５９】
前記面状照明装置において、前記レーザ光源は、赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を含み、前記各光源から出射するレーザ光は、同じ光路を経て前記入射面に導かれることが好ましい。
【０１６０】
この構成によれば、高輝度で色再現範囲の広いディスプレイを実現可能な面状照明装置を簡単な光学系を用いて構成することができる。
【０１６１】
また、上記目的を達成するために、本発明の一局面に従う液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記面状照明装置とを備え、前記面状照明装置は、前記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト照明装置として使用される。
【０１６２】
この構成によれば、走査光の走査方向に対して高輝度で輝度ムラがなく、所定の輝度分布でＲ、Ｇ、Ｂ光を表示できる液晶表示装置を実現することができる。なお、レーザ光源から入射面までのレーザ光の光路を、導光板の背面の空間に設定することすれば、薄型で軽量な液晶表示装置を実現することができる。
【０１６３】
前記液晶表示装置において、前記面状照明装置のレーザ光源は、赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を含むことが好ましい。
【０１６４】
この構成によれば、高輝度で色再現範囲の広い液晶表示装置を実現できる。
【０１６５】
本発明の一局面に従う面状照明装置によれば、高輝度で単色性の強いレーザ光源を用いているので、走査光の走査方向に対して高輝度で輝度ムラを抑えた状態でＲ、Ｇ、Ｂ光を表示することができる。
【０１６６】
さらに、この面状照明装置をバックライト照明装置として用いた液晶表示装置は、色再現範囲の広い大面積で高輝度の薄型ディスプレイ装置として利用することができる。なお、本発明の一局面に従う面状照明装置又は液晶表示装置によれば、導光板の主面を大面積とした場合であっても、前記主面から出射するレーザ光の輝度ムラを少なくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明の面状照明装置およびそれを用いた液晶表示装置は、大型ディスプレイ装置に用いたとしても色再現範囲の広いレーザ光源を用いているので、高輝度で輝度ムラがなく、装置の薄型化も可能で大型ディスプレイや高輝度ディスプレイ等のディスプレイ分野で有用である。
【手続補正２】
【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】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部と、
前記レーザ光源を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記主面から出射される光の輝度分布が前記走査部によるレーザ光の走査方向に所定の輝度分布となるように、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を制御することを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記入射面に走査されるレーザ光の光量と走査速度との比が一定に保たれるように、前記レーザ光の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転駆動するための駆動部とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記導光板は、前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の入射面を有し、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、前記各入射面のうちの１列の入射面に対しレーザ光を走査するようにそれぞれ構成されているとともに、前記各ミラー面の全てにより反射されたレーザ光によって前記各列の入射面の全てが走査されることを特徴とする請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、前記ポリゴンミラーの回転軸に対する角度が前記走査対象となる入射面の列ごとに異なる角度に調整されていることを特徴とする請求項４に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記各入射面は、前記走査方向に並ぶ複数の走査領域に区分されており、前記制御部は、前記入射面に走査される前記レーザ光の光量を前記走査領域ごとに制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の面状照明装置。
【請求項７】
前記導光板には、前記主面と反対側の背面から突出するとともに、前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の部分導光部が形成され、前記各入射面は、前記各部分導光部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記導光板の主面は、前記各列の入射面に対応して前記走査方向と直交する方向に並ぶ複数列の発光領域に区分されており、前記各発光領域は、それぞれに対応する前記入射面から入射したレーザ光が出射するように構成され、前記各発光領域は、前記各発光領域に対応する入射面と前記ポリゴンミラーとの距離が長くなるに従い面積が小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項９】
前記走査部から導かれたレーザ光を前記各入射面に反射させるための反射板をさらに備えたことを特徴とする請求項４〜８の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１０】
前記反射板は、前記走査部から導かれたレーザ光を前記各列の入射面のそれぞれに平行光として反射させることが可能な反射面を有していることを特徴とする請求項９に記載の面状照明装置。
【請求項１１】
前記走査部は、ガルバノミラーと、前記ガルバノミラーを駆動するための駆動部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項１２】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記入射面から入射したレーザ光を出射させるための主面とを有する導光板と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記入射面に走査させるための走査部とを備え、
前記走査部は、複数のミラー面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを駆動するための駆動部とを含み、
前記入射面は、前記走査部によるレーザ光の走査方向に並ぶ複数の走査領域により予め区分されており、前記ポリゴンミラーの各ミラー面は、それぞれ各走査領域のうちの何れか１つの走査領域にレーザ光を走査させるように構成されていることを特徴とする面状照明装置。
【請求項１３】
前記ポリゴンミラーは、その回転軸と直交する断面が楕円形に近い多角形状からなることを特徴とする請求項１２に記載の面状照明装置。
【請求項１４】
前記複数のミラー面のうちの少なくとも１つのミラー面は、円筒面または楕円筒面からなることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の面状照明装置。
【請求項１５】
前記レーザ光源を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記走査領域に走査される前記レーザ光の走査光量が前記各走査領域ごとに均一となるように、前記レーザ光の光量を制御することを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
前記ポリゴンミラーは、前記各ミラー面を有するミラー本体と、ミラー本体を軸支する回転軸とを有し、前記回転軸は、前記ミラー本体の重心位置に設けられていることを特徴とする請求項１２〜１５の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１７】
前記導光板は、導光板本体と、前記導光板の背面側に配置された導光部と、前記導光板本体と前記導光部とを光学的に接続する接続部とを備え、前記入射面は、前記導光部に形成されていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１８】
前記レーザ光源は、赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を含み、前記各光源から出射するレーザ光は、同じ光路を経て前記入射面に導かれることを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項１９】
液晶表示パネルと、
請求項１〜１８の何れか１項に記載の面状照明装置とを備え、
前記面状照明装置は、前記液晶表示パネルを背面側から照明するバックライト照明装置として使用されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２０】
前記面状照明装置のレーザ光源は、赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を含むことを特徴とする請求項１９に記載の液晶表示装置。
【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】
2008099581.tif 000028
【図２】
2008099581.tif 000029
【図３】
2008099581.tif 000030
【図４】
2008099581.tif 000031
【図５】
2008099581.tif 000032
【図６】
2008099581.tif 000033
【図７】
2008099581.tif 000034
【図８】
2008099581.tif 000035
【図９】
2008099581.tif 000036
【図１０】
2008099581.tif 000037
【図１１】
2008099581.tif 000038
【図１２】
2008099581.tif 000039
【図１３】
2008099581.tif 000040
【図１４】
2008099581.tif 000041
【図１５】
2008099581.tif 000042
【図１６】
2008099581.tif 000043
【図１７】
2008099581.tif 000044
【図１８】
2008099581.tif 000045
【図１９】
2008099581.tif 000046
【図２０】
2008099581.tif 000047
【図２１】
2008099581.tif 000048
【図２２】
2008099581.tif 000049
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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