(57)【要約】【課題】所望の輝度分布に調整することができる面状照明装置及びそれを用いた液晶表示装置を提供することを目的としている。【解決手段】レーザ光を出射可能なレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記レーザ光を面状の出射光として出射させるための主面とを有する導光板と、前記導光板の長手方向に延びる所定の範囲にわたり、前記レーザ光源からのレーザ光を照射することが可能な照射部材とを備えている。【選択図】図１
2008293968.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、前記レーザ光を面状の出射光として出射させるための主面とを有する導光板と、
前記導光板の入射面に前記レーザ光を導くための入射範囲と、前記入射面の長手方向における前記入射範囲の外側に設定された外側範囲とを含む照射範囲内に、前記レーザ光源からのレーザ光を照射することが可能な照射部材と、
前記照射部材からのレーザ光のうち、前記外側範囲内のレーザ光を前記入射面に導くことが可能な案内部材とを備え、
前記入射面の少なくとも一部に対し、前記照射部材からのレーザ光と前記案内部材からのレーザ光とがそれぞれ導かれることを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記案内部材は、前記入射面の長手方向の両端部からそれぞれ前記照射部材側に延びる反射ミラーを備えてい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】
前記入射面から前記各反射ミラーの先端部までの長さ寸法は、それぞれ異なる寸法に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記案内部材は、前記照射部材からのレーザ光を屈折させるための屈折部材を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記屈折部材は、前記照射部材の入射範囲に対応して配置される中央部領域と、前記中央部領域を除く両側部領域とを有するレンズからなり、
前記中央部領域のレンズ特性と前記両側部領域のレンズ特性とが異な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】
前記屈折部材を複数個備え、
前記各屈折部材は、前記照射部材からのレーザ光のうち、前記入射範囲内のレーザ光の少なくとも一部を通過させることが可能な間隔を空けて配置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７】
前記屈折部材には、前記照射部材からのレーザ光のうち、前記入射範囲内のレーザ光の少なくとも一部を通過させるための通過部が形成され、
前記通過部は、レンズパワー０の透明部材により構成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８】
前記案内部材は、前記入射面の長手方向の両端部から照射部材側に延びる反射ミラーと、前記照射部材からのレーザ光を屈折させるための屈折部材とを有し、
前記屈折部材には、前記照射部材からのレーザ光のうち、前記外側範囲内のレーザ光の少なくとも一部を前記入射面に屈折させるための屈折部と、前記照射部材からのレーザ光の少なくとも一部を通過させるための通過部とが形成され、
前記反射ミラーは、前記屈折部材の通過部を通過したレーザ光のうち、前記外側範囲内のレーザ光を前記入射面に反射させ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９】
前記屈折部材と前記導光板の入射面との距離を調節するための調節機構をさらに備えている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】
前記屈折部材は、シリンドリカルレンズまたはシリンドリカルフレネルレンズからな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】
レーザ光を出射可能なレーザ光源と、
前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記レーザ光を面状の出射光として出射させるための主面とを有する導光板と、
前記導光板の入射面の長手方向に延びる所定の範囲にわたり、前記レーザ光源からのレーザ光を前記導光板の入射面に照射させることが可能な照射部材とを備え、
前記照射部材は、前記入射面に入射するレーザ光の光量分布が、前記入射面の長手方向について所定の光量分布とな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１２】
前記照射部材は、前記導光板と前記レーザ光源との間に配置されているとともに、前記レーザ光源からのレーザ光を平行光にすることが可能なフレネルレンズを備え、
前記フレネルレンズは、前記導光板の入射面と平行する面に対して交差する方向に湾曲可能に構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の面状照明装置。
【請求項１３】
前記フレネルレンズは、湾曲位置及び湾曲度合いを調整可能に構成されてい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】
前記照射部材は、前記レーザ光源からのレーザ光を前記入射面の長手方向に沿って走査させることが可能な走査器を備え、
前記走査器は、前記レーザ光の走査速度を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の面状照明装置。
【請求項１５】
前記照射部材は、前記レーザ光源からのレーザ光を反射可能な反射面の角度を前記入射面に対して変更することにより、前記レーザ光を前記入射面の長手方向に沿って走査させることが可能な走査器を備え、
前記反射面は、曲面に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の面状照明装置。
【請求項１６】
前記照射部材は、前記導光板と前記レーザ光源との間に配置されたレンズを備え、
前記レンズのパワーは、０以下に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の面状照明装置。
【請求項１７】
前記レンズと前記導光板との距離を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の面状照明装置。
【請求項１８】
前記導光板の主面から出射されるレーザ光の輝度について、前記入射面の長手方向における最高の輝度が、最低の輝度の１．２倍以上、１．４倍以下であ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】
前記レーザ光源は、少なくとも赤色、緑色及び青色のレーザ光を出射する光源を有することを特徴とする請求項１〜１８の何れか１項に記載の面状照明装置。
【請求項２０】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルをパネル背面側から照明するバックライト照明装置とを備え、
前記バックライト照明装置は、請求項１〜１９の何れか１項に記載の面状照明装置からなることを特徴とする液晶表示装置。
【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高輝度の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など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。面状照明装置は、一般的に放電管や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源が使用される。近年、このようなディスプレイパネル面全体の高輝度化を実現するために、高輝度で単色性の強い光が得られる赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）および青色光（Ｂ光）などのＬＥＤ光源が多数利用された面状照明装置が使用されている。そして、多数のＬＥＤ光源を利用した面状照明装置を有するディスプレイ装置は、実用化されている。さらに、高輝度で単色性の強い光源としてレーザ光源を利用した面状照明装置を有するディスプレイ装置も開発が進められている。
【０００３】
ところで、大型ディスプレイ装置に用いる面状照明装置には、高輝度で単色性の強い光が求められると同時に、ディスプレイパネル面全体での輝度のむらをなくすことができるように、光源からの光を均一に照射する工夫が求められる。さらに、大型ディスプレイ装置に用いられる面状照明装置には、薄型化・画面以外の部分の装置の小型化も求められる。
【０００４】
このような照明装置の例として、ＬＥＤのような指向性の強い光源の照明を均一化させて表示形状の視認性を向上することができる照明式表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、前記照明式表示装置は、ランプハウジングの底部に配置されたＬＥＤから、上部の導光体に光が照射されるようになっている。導光体に直接照射することができない光は、ランプハウジングの内側壁を反射面として利用して導光体に照射される。このように、ＬＥＤからの光を効率的に導光体に導くことにより、導光体における照明の均一化を図っている。
【０００５】
同様に指向性の強いＬＥＤを用いた照明装置として、例えば、特許文献２に開示された照明装置が提案されている。前記照明装置では、ＬＥＤからの光がテーパロッドによって光量ロスの少ない状態で効率的に導光板に導かれるようになっている。前記テーパロッドは、入射した照明光を全反射させる全反射面である側面と、入射端面よりも面積が拡大されて側面で全反射した照明光を出射するための出射端面とを持つ光学部材である。つまり、前記照明装置は、前記テーパロッドによりＬＥＤからの光のほぼ全量をプロジェクタの導光板に導くことにより、導光板における照明光を均一化させようとするものである。
【０００６】
また、エキシマレーザの光強度分布に対応した倍率を有するフライズアイレンズを拡散板の前に設けることにより、均一な強度分布が得られ、むらのない露光が行えるようにした照明光学装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
一方、レーザ光を走査する方式の光照射装置や画像形成装置において、レーザ光の強度分布を変化させることにより、各装置に適した光源を実現する提案もなされている。
【０００８】
計測分野や切削加工分野の線状光照射装置においては、例えば、特許文献４に開示されるように、「円柱レンズ」という光学部材が提案されている。円柱レンズは、入射面と出射面との少なくとも一方が円柱面とされている。この円柱レンズに対して複数のレーザ光源からレーザ光を照射することにより、各レーザ光源の光量が加算されて光強度の増大した線状の光を得ることができる。
【０００９】
また、例えば、特許文献５の画像形成装置のように、光学構成を工夫することにより、レーザ光のビーム径を感光体までほぼ変えずに伝播させるとともに、レーザ光の強度変化を電気的に保証して、感光体上に一定の強度とビーム径とを有するレーザ光を走査させる提案がなされている。
【００１０】
ここで、ディスプレイパネル面の輝度をパネル全体において高輝度で均一化することにより、画像の視認性は向上する。一方、ディスプレイパネルの全体を均一化しなくても、一般に観者の注目が集まることの多いディスプレイパネル中央部の輝度のみを向上すれば、画像を鑑賞する上での画像特性の向上を図ることができる。しかも、ディスプレイパネル全体の輝度を上げる必要がないことから、消費電力も低く抑えることができる。つまり、ディスプレイパネルの注目を集める部分について局所的に輝度を高めることで、効率よく画像特性の向上を図ることができる。具体的に、観者が見上げるような高い位置に設けられた看板等のディスプレイについては、観者から遠くなる画面上部の輝度を局所的に高めることによって、画面全体の輝度を均一にした場合よりも、視認性を向上できると考えられる。
【特許文献１】特開２００３−１８６４２７号公報
【特許文献２】特開２００５−３５３８１６号公報
【特許文献３】特開昭６３−６０４４２号公報
【特許文献４】特開２００４−１７０８８４号公報
【特許文献５】特開平８−１１１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記各従来の技術においては、発光する面の輝度が所望の分布となるようにレーザ光を導くための構成については何ら考慮されていなかった。また、前記各従来技術は、発光する面の輝度を所望の分布に調整することと、レーザ光のロスを低減することとを両立するための構成については何ら開示していない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、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、前記レーザ光を面状の出射光として出射させるための主面とを有する導光板と、前記導光板の入射面に前記レーザ光を導くための入射範囲と、前記入射面の長手方向における前記入射範囲の外側に設定された外側範囲とを含む照射範囲内に、前記レーザ光源からのレーザ光を照射することが可能な照射部材と、前記照射部材からのレーザ光のうち、前記外側範囲内のレーザ光を前記入射面に導くことが可能な案内部材とを備え、前記入射面の少なくとも一部に対し、前記照射部材からのレーザ光と前記案内部材からのレーザ光とがそれぞれ導かれるように構成されている。
【００１３】
本発明によれば、前記照射部材からのレーザ光のうち、外側範囲内のレーザ光、つまり、従前であればロスしていたレーザ光を案内部材によって導光板の入射面に入射させることができる。しかも、案内部材によって導かれた入射面上の位置には、照射部材からも直接レーザ光が導かれているため、この入射面上の位置におけるレーザ光の光量を増加させることができる。
【００１４】
したがって、本発明によれば、前記入射面の長手方向のうち、前記案内部材からのレーザ光が入射される位置について導光板の主面から出射されるレーザ光の輝度を高めることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、互いに光路の異なる照射部材からのレーザ光と案内部材からのレーザ光とのそれぞれを導光板に導くことができるので、スペックルノイズを抑制することもできる。
【００１６】
このように、本発明では、レーザ光のロスの低減と、所望の輝度分布に調整することとを両立することができるので、大型ディスプレイ装置に用いた場合であっても、消費電力を抑えながら、視認性を向上させることができる。
【００１７】
前記面状照明装置において、前記案内部材は、前記入射面の長手方向の両端部からそれぞれ前記照射部材側に延びる反射ミラーを備えていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、入射面の両端部に反射ミラーを設けるだけの構成によって導光板の主面から出射されるレーザ光の輝度を調整ことができるので、コストの低減を図ることができる。
【００１９】
前記面状照明装置において、前記入射面から前記各反射ミラーの先端部までの長さ寸法は、それぞれ異なる寸法に設定されていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、導光板の主面から出射されるレーザ光の輝度を、前記入射面の長手方向の一方の側を高く、他方の側を低くすることができる。したがって、前記面状照明装置を例えば下から見上げる液晶表示装置のバックライトとして用いた場合には、導光板の下部の輝度を低くし、かつ、上部の輝度を高くすることによって、消費電力を一定に保ちながら、より観者の見易い表示を実現することが可能となる。
【００２１】
前記面状照明装置において、前記案内部材は、前記照射部材からのレーザ光を屈折させるための屈折部材を有することが好ましい。
【００２２】
この構成においても、従前であればロスしていたレーザ光を有効利用することができるので、レーザ光の利用効率を向上することができる。そして、前記屈折部材により屈折されるレーザ光を、元々輝度の不足していた位置に導くように構成することにより、輝度の均一化も達成することが可能になる。さらに、屈折部材を設けるだけの構成によって導光板の主面から出射されるレーザ光の輝度を調整ことができるので、コストの低減を図ることができる。
【００２３】
前記面状照明装置において、前前記案内部材は、前記入射面の長手方向の両端部から前記照射部材側に延びる反射ミラーと、前記照射部材からのレーザ光を屈折させるための屈折部材とを有することが好ましい。
【００２４】
このように構成すれば、従前であればロスしていたレーザ光を、反射ミラーと屈折部材とを用いてより有効に利用することができる。また、反射ミラーによる反射及び屈折部材による屈折というそれぞれ偏向方向の異なる部材を用いてレーザ光を偏向させているため、反射ミラー及屈折部材を比較的自由に配置することが可能となり、面状照明装置の小型化を図ることも出来る。
【００２５】
前記面状照明装置において、前記屈折部材は、前記照射部材の入射範囲に対応して配置される中央部領域と、前記中央部領域を除く両側部領域とを有するレンズからなり、前記中央部領域のレンズ特性と前記両側部領域のレンズ特性とが異なることが好ましい。
【００２６】
このように構成すれば、前記入射範囲内のレーザ光を屈折部材の両側部領域に通過させて光路を変更することにより、屈折部材が配置されていない場合にロスしていたレーザ光を導光板の入射面に導くことができる。
【００２７】
前記面状照明装置において、前記屈折部材を複数個備え、前記各屈折部材は、前記照射部材からのレーザ光のうち、前記入射範囲内のレーザ光の少なくとも一部を通過させることが可能な間隔を空けて配置されていることが好ましい。
【００２８】
また、前記面状照明装置において、前記屈折部材には、前記照射部材からのレーザ光のうち、前記入射範囲内のレーザ光の少なくとも一部を通過させるための通過部が形成され、前記通過部を、レンズパワー０の透明部材により構成することも可能である。
【００２９】
これらの構成によれば、入射範囲内のレーザ光を入射面に照射しながら、従前であればロスしていたレーザ光を入射面に導くことが可能となる。
【００３０】
前記面状照明装置において、前記案内部材は、前記入射面の長手方向の両端部から照射部材側に延びる反射ミラーと、前記照射部材からのレーザ光を屈折させるための屈折部材とを有し、前記屈折部材には、前記照射部材からのレーザ光のうち、前記外側範囲内のレーザ光の少なくとも一部を前記入射面に屈折させるための屈折部と、前記照射部材からのレーザ光の少なくとも一部を通過させるための通過部とが形成され、前記反射ミラーは、前記屈折部材の通過部を通過したレーザ光のうち、前記外側範囲内のレーザ光を前記入射面に反射させることが好ましい。
【００３１】
この構成によれば、屈折部材の透過部を透過したレーザ光の一部を反射ミラーによって反射させるように構成されているため、屈折部材及び反射ミラーの双方によって、従前であればロスしていたレーザ光を導光板の入射面に導くことができる。
【００３２】
前記面状照明装置において、前記屈折部材と前記導光板の入射面との距離を調節するための調節機構をさらに備えていることが好ましい。
【００３３】
このようにすれば、前記入射面の長手方向における導光板の主面上の輝度分布を自由に調整することが出来るようになる。
【００３４】
前記面状発明装置において、前記屈折部材は、シリンドリカルレンズまたはシリンドリカルフレネルレンズからなることが好ましい。
【００３５】
このようにすれば、例えば、既製品を用いてレーザ光の有効利用を図ることができるので、さらに簡便かつ低コストな面状照明装置を提供することが可能になる。
【００３６】
本発明の他の局面に係る面状照明装置は、レーザ光を出射可能なレーザ光源と、前記レーザ光を入射させるための入射面と、前記レーザ光を面状の出射光として出射させるための主面とを有する導光板と、前記導光板の入射面の長手方向に延びる所定の範囲にわたり、前記レーザ光源からのレーザ光を前記導光板の入射面に照射させることが可能な照射部材とを備え、前記照射部材は、前記入射面に入射するレーザ光の光量分布が、前記入射面の長手方向について所定の光量分布となるように構成されている。
【００３７】
本発明によれば、照射部材により規定された所定の輝度分布でレーザ光が導光板に入射することにより、導光板の主面から出射するレーザ光の輝度分布が調整されることになる。
【００３８】
具体的に、前記面状照明装置において、前記照射部材は、前記導光板と前記レーザ光源との間に配置されているとともに、前記レーザ光源からのレーザ光を平行光にすることが可能なフレネルレンズを備え、前記フレネルレンズを、前記導光板の入射面と平行する面に対して交差する方向に湾曲可能に構成することができる。
【００３９】
このようにすれば、フレネルレンズの湾曲形状を調整することにより、当該フレネルレンズによるレーザ光の偏向方向を調整することができるため、導光板の主面における輝度分布を簡単に調整することができる。
【００４０】
前記面状照明装置において、前記フレネルレンズは、湾曲位置及び湾曲度合いを調整可能に構成されていることが好ましい。
【００４１】
このようにすれば、導光板の主面上の輝度分布を、前記入射面の長手方向に自由に調整することが出来るようになる。
【００４２】
前記面状照明装置において、前記照射部材は、前記レーザ光源からのレーザ光を前記入射面の長手方向に沿って走査させることが可能な走査器を備え、前記走査器は、前記レーザ光の走査速度を調整可能に構成されていることが好ましい。
【００４３】
このようにすれば、導光板の入射面に対するレーザ光の走査速度を調整することにより、当該入射面に入射するレーザ光の光量を調整することができるので、導光板の主面上の輝度分布を、前記入射面の長手方向について調整することが可能となる。
【００４４】
前記面状照明装置において、前記照射部材は、前記レーザ光源からのレーザ光を反射可能な反射面の角度を前記入射面に対して変更することにより、前記レーザ光を前記入射面の長手方向に沿って走査させることが可能な走査器を備え、前記反射面は、曲面に形成されていることが好ましい。
【００４５】
このようにすれば、反射面の曲面形状に応じて前記導光板の入射面上におけるレーザ光の走査速度を調整することができるので、導光板の主面上の輝度分布を、前記入射面の長手方向について調整することができる。
【００４６】
前記面状照明装置において、前記照射部材は、前記導光板と前記レーザ光源との間に配置されたレンズを備え、前記レンズのパワーは、０以下に設定されていることが好ましい。
【００４７】
このようにすれば、レーザ光源からのレーザ光を前記レンズによって放射光とした上で、前記導光板の入射面に入射させることができるので、前記導光板の主面における前記長手方向の中心部分の輝度を他の部分に比べて向上させることができる。
【００４８】
前記面状照明装置において、前記レンズと前記導光板との距離を調整可能に構成されていることが好ましい。
【００４９】
このようにすれば、導光板の主面における前記長手方向の中心部分の輝度を自由に調整することが出来る。
【００５０】
前記面状照明装置において、前記導光板の主面から出射されるレーザ光の輝度について、前記入射面の長手方向における最高の輝度が、最低の輝度の１．２倍以上、１．４倍以下であることが好ましい。
【００５１】
このようにすれば、消費電力を維持しながら、違和感なく視認性に優れた画像を表示することが可能な面状照明装置を提供することが出来る。
【００５２】
前記面状照明装置において、前記レーザ光源は、少なくとも赤色、緑色及び青色のレーザ光を出射する光源を有することが好ましい。
【００５３】
このようにすれば、消費電力を低減しながら、導光板の主面上の輝度を均一にすることができ、もしくは導光板の主面上の所定部分の輝度を向上させることができるフルカラーの面状照明装置を提供することが出来る。
【００５４】
本発明のさらに別の局面に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルをパネル背面側から照明するバックライト照明装置とを備え、前記バックライト照明装置は、前記面状照明装置からなる。
【００５５】
本発明によれば、消費電力を低減しながら、液晶表示パネル上の輝度を均一にすることができ、もしくは液晶表示パネル上の所定部分の輝度を向上させることができる液晶ディスプレイを提供することが出来る。
【００５６】
また、本発明の構成をとることにより、液晶パネルをレーザ光で背面照射する構成において、高効率化、コンパクト化、低コスト化、輝度の均一化もしくは所定部分の輝度向上、スペックルノイズの抑制を同時に達成することが可能になる。
【００５７】
さらに、本発明にかかる面状照明装置は、液晶テレビ等の背面照射光源として応用することが可能である。
【発明の効果】
【００５８】
本発明によれば、導光板の輝度を所望の輝度分布に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
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、その説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、形状などについては正確な表示ではない。
【００６０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態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は、図１のIIの方向から見た面状照明装置の主要部の側面の構成の模式図である。
【００６１】
図１及び図２に示すように、本実施の形態の面状照明装置１は、レーザ光２を出射するレーザ光源３と、レーザ光２を反射して線状の走査光４を生成する走査部（照射部材）５と、走査光４が入射する導光板９と、前記走査光４を導光板９に導くことが可能な案内部材１０と、前記レーザ光源３及び走査部５の駆動を制御するための制御部１９とを備えている。
【００６２】
前記導光板９は、走査光４を入射させるための入射面を有するシリンドリカルレンズ２６と、シリンドリカルレンズ２６からの走査光２７を導くための導光部６と、導光部６により導かれた走査光２７を折り返すための接続部２８と、接続部２８からの走査光２７を面状の出射光７として出射させるための主面８を有する導光板本体２９とを備えている。
【００６３】
案内部材１０は、導光部６と走査部５との間に配置され、導光部６に入射する走査光４の走査光量が導光部６の長手方向（シリンドリカルレンズ２６の入射面の長手方向）１１に所定の光量分布（本実施形態では略均一の光量分布）となるように構成されている。
【００６４】
具体的に、案内部材１０は、例えば図１及び図２に示すように、前記長手方向１１における導光部６の両端部１２から走査部５側（長手方向１１に対して垂直な方向）に延びる反射ミラー１３（１３ａ、１３ｂ）を有する。つまり、本実施形態では、導光部６の左端部１２ａに反射ミラー１３ａが、導光部６の右端部１２ｂに反射ミラー１３ｂがそれぞれ配置されている。これら反射ミラー１３ａ、１３ｂは、当該反射ミラー１３ａ、１３ｂが存在しない状態において、前記シリンドリカルレンズ２６の入射面以外の位置に走査される走査光４（４ａ、４ｂ、４ｆ、４ｇ等）を前記入射面に反射させるように構成されている。そして、本実施形態では、走査光４のうち反射ミラー１３（１３ａ、１３ｂ）に入射した走査光４（４ａ、４ｂ、４ｆ、４ｇ）を反射させることにより、導光部６に入射する走査光量が略均一とされる。
【００６５】
走査部５は、ポリゴンミラー１４と、ポリゴンミラー１４を駆動させるための駆動部１５とを含んでいる。
【００６６】
レーザ光源３は、少なくとも赤色レーザ光（Ｒ光）２Ｒを出射させる赤色レーザ光源（Ｒ光源）３Ｒと、緑色レーザ光（Ｇ光）２Ｇを出射させる緑色レーザ光源（Ｇ光源）３Ｇと、青色レーザ光（Ｂ光）２Ｂを出射させる青色レーザ光源（Ｂ光源）３Ｂとを備えている。これらＲ光２Ｒ，Ｇ光２Ｇ及びＢ光２Ｂは、同じ光路１６に沿って走査部５に導かれるとともに、ポリゴンミラー１４のミラー面１７で反射され、走査光４として導光板９又は案内部材１０に導かれる。
【００６７】
制御部１９は、レーザ光源３の電源部１８と走査部５の動作部１５とを制御するようになっている。
【００６８】
次に、このように構成された面状照明装置１の動作について図１及び図２を参照して説明する。Ｒ光２Ｒ、Ｇ光２Ｇ及びＢ光２Ｂは、ダイクロイックミラー２０、２１によりＲＧＢ光として１本のレーザ光２にまとめられ、同じ光路１６に沿って走査部５に導かれる。このレーザ光２は、走査部５のポリゴンミラー１４のミラー面１７により反射され、前記導光部６の長手方向１１に延びる線状の範囲にわたり照射される走査光４となる。本実施形態において、ミラー面１７は、正８角形のポリゴンミラー１４の外側面を構成する平坦面である。
【００６９】
ポリゴンミラー１４が矢印２２の方向に回転する場合、ポリゴンミラー１４からの走査光４は、図１に示す導光部６の長手方向１１に平行な走査方向２３に沿って、走査光４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇの順に左から右に走査される。
【００７０】
そして、走査光４のうち、最も左側の走査光４ａは、反射ミラー１３のうちの導光板９の左端２４に配置された反射ミラー１３ａで反射して導光部６に入射する。また、走査光４ｂは、走査光４ａと同様に反射ミラー１３ａで反射して導光部６に入射する。
【００７１】
一方、走査光４ｃ、４ｄ及び４ｅは、反射ミラー１３ａ、１３ｂで反射されずに、ミラー面１７から直接に導光部６に入射する。これら走査光４ｃ、４ｄ及び４ｅは、導光部６の手前に配置されたシリンドリカルレンズ２６により導光板９の左端２４及び右端２５に平行な走査光２７として進行方向を曲げられて導光部６に入射する。
【００７２】
そして、走査光４のうち、右側から２番目の走査光４ｆ及び最も右側の走査光４ｇは、それぞれ導光板９の右端２５に配置された反射ミラー１３ｂで反射して導光部６に入射する。
【００７３】
シリンドリカルレンズ２６から導光部６に入射した走査光２７は、走査方向２３に垂直な方向に進行した後、バー状のプリズムからなる接続部２８により１８０度折り返されて導光板本体２９に導入される。そして、走査光２７は、導光板本体２９の内部で散乱し、出射光７として主面８から出射する。導光板本体２９の主面８から積極的に出射光７を出射させる観点から、導光板本体２９の背面３０に走査光２７を反射させるためのコーティングを施すことができる。
【００７４】
なお、走査光４が入射する導光部６は、図１及び図２に示すように、導光板本体２９の上部に配置されている。また、図１及び図２では、導光部６に対し走査方向２３と垂直な方向に走査光４を入射させるためにシリンドリカルレンズ２６を用いたが、シリンドリカルレンズ２６に代えてトーリックレンズ、フレネルレンズおよび回折光学素子のいずれかを使用することもできる。さらに、導光部６への走査光４の入射角やビーム径、導光板本体２９内の拡散状態によっては、シリンドリカルレンズ２６を省略することもできる。なお、シリンドリカルレンズ２６を省略した場合には、導光部６の端面が走査光４を入射させるための入射面となる。
【００７５】
そして、反射ミラー１３（１３ａ、１３ｂ）で反射された走査光４ａ、４ｂ、４ｆ、４ｇは、反射ミラー１３が配置されていなければ、導光部６に入射せずにロスとなる走査光である。本実施形態において、このようにロスとなる走査光４の光量の大部分は、反射ミラー１３が配置されることにより、導光部６の左端部１２ａと右端部１２ｂ（つまり、導光板９の左端２４及び右端２５に近い部分）に入射することになる。
【００７６】
図３は、図１のＢ−Ｂ線による断面の導光部６の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光４の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。図４は、図１の測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。なお、走査光量および走査速度は、任意単位で表している。
【００７７】
前記ポリゴンミラー１４を一定速度で回転させた場合、このポリゴンミラー１４及びミラー面１７で決まる走査速度は、測定位置Ｂ´に関して、図３のような曲線となる。すなわち、導光板９の左端２４近傍の測定位置ＢＬ及び右端２５近傍の測定位置ＢＲで最大となり、導光板９の中央部ＢＣで最小値となる曲線となる。一方、レーザ光２の光量を一定にした場合、走査光４の光量も一定となるので、測定位置Ｂ´における走査光量は、図３に示すような直線となる。したがって、導光部６の走査方向２３の単位長さあたりの走査速度に対する走査光量の比は、図４の実線の曲線で示すように、導光板９の中央部３１で大きく、導光板９の両端部１２（１２ａ、１２ｂ）で小さい曲線となる。
【００７８】
ここで、導光板９の左端２４及び右端２５に配置された反射ミラー１３（１３ａ、１３ｂ）がない場合、走査光４ａ、４ｂ、４ｆ、４ｇは、導光板９の左外側及び右外側に進行する。そのため、導光板９の左外側及び右外側においてロスしたレーザ光の光量は、図３及び図４の破線で挟まれた部分となる。一方、本実施形態のように、反射ミラー１３（１３ａ、１３ｂ）を配置した場合、走査光４ａ、４ｂ、４ｆ、４ｇは、反射ミラー１３（１３ａ、１３ｂ）で反射して、導光部６に導かれる。したがって、本実施形態における走査光４の走査速度に対する走査光量の比は、左端部１２ａ及び右端部１２ｂにおいて図４の一点鎖線で示すように大きくなり、導光部６の長手方向１１に略均一化されることとなる。なお、図４に示す光量分布の凹凸は、走査光２７が導光板９の中を進行するに従って小さくなり、導光板本体２９の主面８における光量分布は、ある程度均一化される。
【００７９】
一般に、走査光学系をコンパクトにするために走査部５から導光部６までの距離を短くすると、ポリゴンミラー１４の反射面の数を少なくすることにより走査部５の走査角を広くすることが必要になる。しかしながら、ポリゴンミラー１４の反射面の数を少なくすると、走査角は広くなるが、走査の中央部（Ｂｃ付近）と右端及び左端（ＢＲやＢＬ付近）との間の走査速度の差が大きくなり、画面の左右の輝度がさらに低下することになる。これに対し、走査部５から導光部６までの距離を若干離して、走査部５の走査範囲を導光部６の長手寸法Ｌよりも大きく設定することにより、導光部６に入射する走査光４の輝度を導光部６の長手方向に比較的均一にすることができる。しかし、この場合には、導光部６の長手寸法Ｌから外れたレーザ光は、ロスになるため、レーザ光の利用効率が低下する。そこで、本実施形態に係る案内部材１０を採用することにより、導光部６の外側に走査されてしまうレーザ光を、案内部材１０によって効率的に導光部６に導くことができる。したがって、本実施形態に係る面状照明装置１によれば、レーザ光のロスを抑制しつつレーザ光を有効に利用することができるので、消費電力を低く抑えながら所定箇所の輝度を上げることができる。しかも、通常であれば長手方向１１の輝度が走査端部において下がるが、本実施形態では、従前であればロスしていたレーザ光の光量を足し合わせることにより、導光部６に入射する走査光４の光量を長手方向１１に略均一化させることも出来る。
【００８０】
そして、一般に、入射面に均一の光量でレーザ光を走査させるためには、ｆθレンズ等の複数曲面からなるレンズを用いる必要があるが、本実施形態のように反射ミラー１３ａ、１３ｂを設けた構成とすれば、非常に安価な構成とすることが出来る。
【００８１】
また、本実施形態では、レーザ光源３から走査部５を介して導光部６まで導かれるレーザ光２の光路が導光板９の背面３０側に設定されているので、薄型で軽量な面状照明装置１を実現することができる。
【００８２】
さらに、本実施形態では、それぞれ光路の異なる走査光４である走査部５からの走査光４ｃ、４ｄ、４ｅと、案内部材１０からの走査光４ａ、４ｂ、４ｆ、４ｇとが導光部６に入射するので、面状照明装置１の主面８から出力される出射光７は、スペックルノイズが抑制された出射光７となる。
【００８３】
図５は、図１の面状照明装置１をバックライト照明装置として用いた液晶表示装置３２を背面から見たときの概略構成図である。図６は、図５のVIの方向から見た概略構成を示した模式図であり、液晶表示パネル３３については概略断面図を示す。
【００８４】
図５を参照して、液晶表示装置３２は、液晶表示パネル３３と、この液晶表示パネル３３をパネル背面側から照射するバックライト装置とを備え、このバックライト照明装置として前記面状照明装置１を採用したものである。
【００８５】
図６に示すように、面状照明装置１からの出射光７は、液晶表示パネル３３の偏光板３４及びガラス板３５を通過して、液晶３６及びＲＧＢ画素３７で変調された上でカラーフィルター３８、ガラス板３９及び偏光板４０を通過して液晶表示装置３２の画像として表示される。
【００８６】
このような構成とすることにより、走査方向２３の輝度分布が略均一化された光を出力可能な薄型で高輝度の液晶表示装置を実現できる。
【００８７】
また、面状照明装置１のレーザ光源は、図５に示す通り、少なくとも赤色、緑色および青色のレーザ光２をそれぞれ出射する光源３からなる。そして、光源３からのレーザ光２を共通の光路１６に沿って走査部５に導いて、走査光４として導光部６に導く構成とすることにより、高輝度で色再現範囲の広い液晶表示装置が実現できる。
【００８８】
図７は、実施の形態１の変形例に係る面状照明装置４１を示す概略構成図である。この変形例に係る面状照明装置４１は、図１の面状照明装置１の一部を変更することにより、前記走査方向２３における輝度分布を変更したものである。
【００８９】
具体的に、面状照明装置４１では、面状照明装置１と比較して、導光板９の長手寸法（導光部６の長手寸法Ｌ）を短くすることによりポリゴンミラー１４と反射ミラー１３ｂとの間隔が小さくなっている。また、面状照明装置４１では、面状照明装置１と比較して、反射ミラー１３ｂがポリゴンミラー１４側に長く形成されている。
【００９０】
図８は、図７のＢ−Ｂ線による断面の導光部６の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光４の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。図９は、図７の測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。
【００９１】
面状照明装置４１では、ポリゴンミラー１４と反射ミラー１３ｂとの間隔が小さくなっていることにより、右側の折り返し位置における走査速度が図３と比較して遅くなっている。したがって、面状照明装置４１では、図９に示すように、右端部１２ｂにおいてポリゴンミラー１４から直接入射される走査光４ｃ、４ｄの光量（図９の実線）が図３の場合よりも多くなる。
【００９２】
しかも、面状照明装置４１では、反射ミラー１３ｂをポリゴンミラー１４側に延ばしているため、この反射ミラー１３ｂが無ければ導光板９の右外側に照射される走査光４ｆ、４ｇも導光部６に導くことが可能となる。したがって、面状照明装置４１によれば、前記走査方向２３における右側の範囲、つまり、測定位置ＢＲ付近における光量を増大することができる。その結果、図９の一点鎖線で示すように、導光板９の主面８における右側の光量が強調された面状照明装置４１を実現することができる。
【００９３】
このような面状照明装置４１を用いて液晶表示装置を構成した場合、面状照明装置４１の測定位置ＢＲに対応する位置が強調された画像を表示することができる。例えば、前記液晶表示装置を、屋外等で観者が見上げるような高い位置に設ける場合に、測定位置ＢＲ対応する位置を上側に配置すれば、下方から見上げても上方が暗くならずに視認しやすい表示とすることができる。しかも、反射ミラー１３を設けるという簡便な構成とすることができ、反射ミラー１３によってレーザ光２の光量のロスを低減することにより消費電力の低減も図ることができる。前記面状照明装置４１では、走査範囲が図１と比較して狭くなっているが、図１と同じ長さを走査する場合は、各構成の大きさを比例倍すればよいことは改めて言うまでもない。
【００９４】
なお、前記実施の形態では、ポリゴンミラー１４を用いて走査光４を導光部６に入射する構成を例示したが、導光部６に線状の光を入射させるための構成としては、ポリゴンミラー１４に限定されることはなく、図１０及び図１１に示すように、ラインディフューザ４３を採用することもできる。
【００９５】
図１０は、実施の形態１の変形例に係る面状照明装置４２を示す概略構成図である。図１１は、図１０のXIの方向から見た面状照明装置４２の主要部の側面の構成の模式図である。
【００９６】
ラインディフューザ４３は、レーザ光源３からのレーザ光２を一次元に拡散させて導光部６に照射するためのものである。具体的に、ラインディフューザ４３としては、例えば、導光部６の長手方向にパワーを持つシリンドリカルレンズや、レンチキュラレンズが考えられる。シリンドリカルレンズ及びレンチキュラレンズは、レーザ光源３からのレーザ光２を導光部６の長手方向に沿って一次元に拡大する機能をそれぞれ有している。しかし、シリンドリカルレンズよりもレンチキュラレンズの方が、導光部６の長手方向にレーザ光２をより均一に拡散することができる。
【００９７】
また、図示は省略するが、ポリゴンミラー１４やラインディフューザ４３の代わりにガルバノミラーを用いてレーザ光２を偏向して走査することも可能である。
【００９８】
なお、図５に示す液晶表示装置３２のバックライトとして、前記面状照明装置１の代わりに面状照明装置４１、４２を使用することもできる。このようにすれば、導光部６に入射するレーザ光２の光量を導光部６の長手方向に略均一とすること、もしくは、長手方向に所定の光量分布に調整することができる液晶表示装置３２を実現することができる。さらに、前記面状照明装置４１、４２は、反射ミラー１３が無ければロスすることとなるレーザ光２を導光部６に導くことができるので、レーザ光の利用効率の高い液晶表示装置を実現することができる。
【００９９】
また、面状照明装置４１、４２のレーザ光源は、少なくとも赤色、緑色及び青色のレーザ光をそれぞれ出射する光源３からなる。そして、レーザ光源３からのレーザ光２をそれぞれ共通の光路に沿って走査部５又はラインディフューザ４３に導いて、導光部６に入射させる構成とすることにより、高輝度で色再現範囲の広い液晶表示装置が実現できる。
【０１００】
（第２の実施の形態）
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る面状照明装置４４を背面から見た概略構成図である。図１３は、図１２の面状照明装置４４をXIIIの方向から見た主要部の側面図である。
【０１０１】
図１２及び図１３に示すように、本実施の形態に係る面状照明装置４４は、案内部材１０として前記反射ミラー１３に代えてレンズ４５を採用している点で、第１の実施の形態に係る面状照明装置１と異なっている。
【０１０２】
具体的に、本実施の形態に係る面状照明装置４４は、導光部６の長手方向１１に沿って配置されたレンズ４５を備えている。このレンズ４５には、導光部６の中央部３１に対応する中央部領域４５ａと、中央部領域４５ａの両側に配置された両側部領域４５ｂとが設定されている。中央部領域４５ａと両側部領域４５ｂとはレンズ特性がそれぞれ異なる。
【０１０３】
図１４〜図１７は、本実施の形態で使用されるレンズ４５の具体例を示すものである。図１４は、点光源からの光を平行光に変換するためのシリンドリカルフレネルレンズ４６を示す概略図である。シリンドリカルフレネルレンズ４６は、放射して広がっていくレーザ光４７を平行なレーザ光４８に変換するように構成されている。
【０１０４】
図１５は、図１２の面状照明装置４４で使用されるレンズ４５の一例として、中央部領域４５ａがレンズ４９ｂ同士の間隙４９ａとして設定されたレンズ４９を示すものである。図１６は、図１５のXVIの方向から見たレンズ４９の構成を模式的に示している。
【０１０５】
図１５及び図１６を参照して、レンズ４９は、左右一対のレンズ４９ｂ、４９ｂと、これらレンズ４９ｂを嵌め込むための外枠４９ｃとを備えている。各レンズ４９ｂ、４９ｂは、シリンドリカルフレネルレンズ４６の両側部領域４５ｂ（図１２参照）に相当する部分と同等の機能を有するレンズである。また、各レンズ４９ｂ、４９ｂは、前記中央部領域４５ａに対応する間隙４９ａを空けた状態で、それぞれ外枠４９ｃにはめ込まれている。したがって、レーザ光４７は、中央部領域４５ａ（間隙４９ａ）を通過するときには変換されずに直進するが、両側部領域４５ｂ（各レンズ４９ｂ）を通過するときには平行なレーザ光に変換される。なお、上記の説明では、２つのレンズ４９ｂを間隙４９ａを開けて配置する構成について説明したが、シリンドリカルフレネルレンズ４６の中央部領域４５ａ（図１２参照）に対応する部分に孔を形成する構成とすることもできる。
【０１０６】
図１７は、図１２の面状照明装置４４で使用されるレンズ４５の他の例を示す概略図である。図１７に示すように、レンズ（通過部）５０ａと、一対のレンズ５０ｂと、外枠５０ｃを備えたレンズ５０を採用することもできる。このレンズ５０では、中央部領域４５ａに対応してレンズ５０ａが配置されるとともに、両側部領域４５ｂに対応して各レンズ５０ｂが配置されている。このとき、レンズ５０ａとして、レンズパワー０の透明部材を採用することができる。
【０１０７】
なお、レンズ４９、５０として、シリンドリカルフレネルレンズを一例に挙げて説明したが、シリンドリカルレンズを嵌め込んで構成したものを使用してもよい。また、これらと同様の光学的な効果を有する他のレンズを使用してもよい。
【０１０８】
次に、このようにして構成された面状照明装置４４の動作について面状照明装置１と異なるところを中心に説明する。図１２を参照して、レーザ光２は、ポリゴンミラー１４のミラー面１７によって走査光４として反射される。ポリゴンミラー１７が矢印２２の方向に回転する場合、ポリゴンミラー１４により走査される走査光４は、走査光４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉの順で前記走査方向２３に沿って走査される。
【０１０９】
走査光４のうち、最も左側の走査光４ａは、レンズ４５の両側部領域４５ｂにおいて左端２４に沿って平行に曲げられて導光部６に入射する。左側から２番目の走査光４ｂは、走査光４ａと同様に、レンズ４５によって左端２４に沿って平行に曲げられて導光部６に入射する。
【０１１０】
一方、レンズ４５の中央部領域４５ａを通過してミラー面１７から直接に導光部６に入射する走査光４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇは、例えば、前記シリンドリカルレンズ２６により導光板９の左端２４及び右端２５と平行な走査光２７として進行方向を曲げられて導光部６に入射する。
【０１１１】
そして、右側から２番目の走査光４ｈは、レンズ４５の両側部領域４５ｂにおいて右端２５に沿って平行に曲げられて導光部６に入射する。また、最も右側に走査される走査光４ｉは、レンズ４５の両側部領域４５ｂによって右端２５に沿って平行に曲げられて導光部６に入射する。そして、走査光２７が、導光板９の中を進行して出射光７として出力される点は、第１の実施の形態で説明したものと同様であるので、詳細は省略する。
【０１１２】
図１８は、図１２のＢ−Ｂ線による断面の導光部６の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光４の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。図１９は、測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。なお、走査光量および走査速度は任意単位で表している。
【０１１３】
前記ポリゴンミラー１４を一定速度で回転させた場合、このポリゴンミラー１４及びミラー面１７で決まる走査速度は、測定位置Ｂ´に関して、図１８のような曲線となる。すなわち、導光板９の左端２４近傍の測定位置ＢＬ及び右端２５近傍の測定位置ＢＲで最大となり、中央部のＢＣで最小値となる曲線となる。一方、レーザ光２の光量を一定にした場合、走査光４の光量も一定となるので、測定位置Ｂ´における走査光量は、図１８に示すような直線となる。したがって、導光部６の走査方向２３の単位長さあたりの走査速度に対する走査光量の比は、図１９の実線の曲線で示すように、導光板９の中央部３１で大きく、導光板９の両端部１２（１２ａ、１２ｂ）で小さい曲線となる。
【０１１４】
ここで、導光板９の左端２４及び右端２５に配置されたレンズ４５がない場合、走査光４ａ、４ｂ、４ｈ、４ｉは、導光板９の左外側及び右外側に進行する。そのため、導光板９の左外側及び右外側においてロスしたレーザ光の光量は、図１８及び図１９の破線で挟まれた部分となる。一方、本実施形態のように、レンズ４５を配置した場合、走査光４ａ、４ｂ、４ｈ、４ｉは、レンズ４５で反射して、導光部６に導かれる。したがって、本実施形態における走査光４の走査速度に対する走査光量の比は、左端部１２ａ及び右端部１２ｂにおいて図１９の一点鎖線で示すように大きくなり、導光部６の長手方向１１に略均一化されることとなる。なお、図１９に示す光量分布の凹凸は、走査光２７が導光板９の中を進行するに従って小さくなり、導光板本体２９の主面８における光量分布は、ある程度均一化される。
【０１１５】
このような構成とすることにより、レンズ４５がない状態において導光部６の外側に走査され、ロスとなるレーザ光を効率的に導光部６に導くことができる。したがって、レーザ光２を無駄なく利用することができるので、低消費電力の面状照明装置４４を実現することができる。また、長手方向１１の輝度分布は、通常、走査端部において低下するが、本実施形態では、レンズ４５が無い状態においてロスとなるレーザ光の光量を足し合わせることにより、導光部６に入射する走査光４の光量を長手方向に略均一化させることも出来る。
【０１１６】
そして、一般に、入射面に均一の光量でレーザ光を走査させるためには、ｆθレンズ等の複数曲面からなるレンズを用いる必要があるが、本実施形態のようにレンズ４５を設けた構成とすれば、非常に安価な構成とすることが出来る。
【０１１７】
さらに、本実施形態では、それぞれ光路の異なる走査光４を導光部６に入射するので、面状照明装置４４の主面８から出力される出射光７は、スペックルノイズが抑制された出射光７となる。
【０１１８】
なお、レンズ４５をレーザ光２の光軸方向にスライドさせることにより、両端部１２に入射する光量を調整することができる。このようにすれば、レンズ４５のスライドによって導光部６に対するレーザ光２の輝度分布を調整することも可能である。
【０１１９】
また、図５に示す液晶表示装置３２のバックライトとして、面状照明装置１の代わりに面状照明装置４４を使用することもできる。このようにすれば、導光部６に入射するレーザ光２の光量を導光部６の長手方向に略均一とすること、もしくは、長手方向に所定の光量分布に調整することができる液晶表示装置３２を実現することができる。さらに、前記面状照明装置４４は、レンズ４５が無ければロスすることとなるレーザ光２を導光部６に導くことができるので、レーザ光２の利用効率の高い液晶表示装置を実現することができる。
【０１２０】
また、面状照明装置４４のレーザ光源は、少なくとも赤色、緑色および青色のレーザ光をそれぞれ出射する光源３からなる。そして、レーザ光源３からのレーザ光２をそれぞれ共通の光路に沿ってポリゴンミラー１４に導いて、導光部６に入射させる構成とすることにより、高輝度で色再現範囲の広い液晶表示装置が実現できる。
【０１２１】
（第３の実施の形態）
図２０は、本発明の第３の実施の形態に係る面状照明装置５１を背面から見た概略構成図である。図２１は、図２０のXXIの方向から見た面状照明装置の主要部の側面図である。
【０１２２】
図２０及び図２１に示すように、面状照明装置５１は、導光部６と走査部を構成するポリゴンミラー５２との間に案内部材１０として、反射ミラー１３（１３ａ、１３ｂ）及びレンズ４５の両方を備えている点で、第１及び第２の実施の形態の面状照明装置１、４４と異なっている。
【０１２３】
また、前記面状照明装置５１は、前記実施形態に係る八角形のポリゴンミラー１４ではなく、六角形のポリゴンミラー５２を採用している点で、前記実施形態と異なる。このように、ポリゴンミラー５２の一面当たりの走査角を広げることにより、ポリゴンミラー５２と導光部６との間隔を狭くして、面状照明装置５１全体がコンパクトに構成されている。
【０１２４】
面状照明装置５１は、レンズ４５と導光部６との間の距離Ｄを調節するための調整機構５４をさらに備えている。この調整機構５４は、反射ミラー１３の先端部よりも下の位置に設けられている。また、調整機構５４は、電源を内蔵した制御部（図示せず）により電動でレンズ４５を導光部６に対して垂直方向に移動させることができるように構成されている。
【０１２５】
一方、図２２及び図２３に変形例として示す面状照明装置５５は、前記調整機構５４に代えて調整機構５６を備えている。この調整機構５６は、反射ミラー１３よりも内側に配置されているが、高さ方向については反射ミラー１３と異なる位置に配置されている。したがって、調整機構５６によって反射ミラー１３に導かれるレーザ光が遮られることが抑制されている。面状照明装置５６の他の構成については、図２１及び図２２の面状照明装置５１と同様であるため、以下、図２２及び図２３に示す面状照明装置５６の構成について説明する。
【０１２６】
図２２において、案内部材１０は、導光部６の両端部１２（１２ａ、１２ｂ）から導光部６の長手方向１１に対して垂直方向に延びる反射ミラー１３（１３ａ、１３ｂ）と、レンズ４５とを備えている。つまり、本実施の形態の案内部材１０は、第１の実施の形態および第２の実施の形態の両方を組み合わせた形態となっている。
【０１２７】
レンズ４５は、上述した実施形態と同様に、導光部６の長手方向１１に沿って配置されている。また、レンズ４５には、導光部６の中央部３１に対応する中央部領域４５ａと、中央部領域４５ａと異なるレンズ特性を有する両側部領域４５ｂとが設定されている。
【０１２８】
次に、このようにして構成された面状照明装置５５の動作について前記実施形態と異なるところを中心に説明する。図２２に示すように、ポリゴンミラー５２が矢印２２の方向に回転した場合、ポリゴンミラー５２によって走査される走査光４は、走査光４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉの順に、導光部６の長手方向１１に沿って左から右に走査されていく。
【０１２９】
そして、走査光４のうち、最も左側の走査光４ａは、レンズ４５の両側部領域４５ｂに嵌め込まれたシリンドリカルフレネルレンズによって導光板９の左端２４に沿って平行に曲げられて導光部６に入射する。また、走査光４ｂは、レンズ４５の中央部領域４５ａを通過するとともに、導光板９の左端２４に沿って配置された反射ミラー１３ａで反射して、導光部６に斜め方向から入射する。
【０１３０】
一方、走査光４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇは、レンズ４５の中央部領域４５ａを通過して、ミラー面５３から直接導光部６に入射する。なお、本実施形態では、導光部６の手前にシリンドリカルレンズ２６が配置されているため、走査光４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇは、シリンドリカルレンズ２６によって導光板９の左端２４及び右端２５に平行な走査光２７として導光部６に入射する。
【０１３１】
そして、走査光４ｈは、レンズ４５の中央部領域４５ａを通過するとともに、導光板９の右端２５に配置された反射ミラー１３ｂで反射された後に導光部６に入射する。最も右側に走査される走査光４ｉは、レンズ４５の両側部領域４５ｂに嵌め込まれたシリンドリカルフレネルレンズにより右端２５に沿って平行に曲げられて導光部６に入射する。
【０１３２】
導光部６に入射した走査光２７は、前記第１及び第２の実施形態と同様に、導光板９の中を進行して出射光７として出力される。なお、第一の実施の形態でも述べたとおり、導光部６に対し走査方向２３と垂直な方向に走査光４を入射させるためにシリンドリカルレンズ２６を用いたが、トーリックレンズ、フレネルレンズ及び回折光学素子のいずれかを使用することもできる。さらに、導光部６への走査光４の入射角やビーム径、導光板本体２９内の拡散状態によっては、シリンドリカルレンズ２６を省略することもできる。なお、シリンドリカルレンズ２６を省略した場合には、導光部６の端面が走査光４を入射させるための入射面となる。
【０１３３】
そして、ポリゴンミラー５２によって広い範囲で走査された走査光４のうち、走査光４ａ、４ｂ、４ｈ、４ｉは、反射ミラー１３及びレンズ４５が配置されていなければ、導光部６に入射せずにロスとなる走査光である。本実施形態に係る面状照明装置５５において、このようにロスとなる走査光４の光量の多くは、反射ミラー１３及びレンズ４５が配置されることにより、導光部６に入射され、導光板９からの出射光７の一部として出力される。
【０１３４】
図２４は、図２２のＢ−Ｂ線による断面の導光部６の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光４の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。図２５は、測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。なお、走査光量および走査速度は、任意単位で表している。
【０１３５】
図２５の実線で示すグラフは、案内部材１０が配置されない状態における走査光量と走査速度との比を示している。一方、図２５の一点鎖線で示すグラフは、案内部材１０を配置した状態における左端部１２ａ及び右端部１２ｂ付近の走査光量と走査速度との比を示している。
【０１３６】
上述のように、導光部６の左外側及び右外側に走査される走査光４（図２２の走査光４ｂ及び４ｈ）は、反射ミラー１３ａ、１３ｂで反射して導光部６の左端部１２ａ及び右端部１２ｂに導かれる。また、導光部６のさらに外側に走査される走査光４（図２２の走査光４ａ及び４ｉ）は、レンズ４５によって屈折して導光部６の左端部１２ａ及び右端部１２ｂに導かれる。これらの結果、図２５の一点鎖線に示すように、導光部６の左端部１２ａ及び右端部１２ｂ付近における走査光量が増加していることが分かる。なお、図２５に示す光量分布の凹凸は、走査光２７が導光板９の中を進行するに従って小さくなり、導光板本体２９の主面８における光量分布は、ある程度均一化される。
【０１３７】
前記実施形態によれば、反射面の数が少なく、走査角の大きいポリゴンミラー５２を使えることに起因して、ポリゴンミラー５２と導光部６との間隔を狭めることができるため、面状照明装置５１、５５の小型化を図ることが出来る。
【０１３８】
また、第１、第２の実施の形態と同様に、案内部材１０が存在しない状態において導光部６の外側に走査されてしまう走査光４を導光部６に導くことができるため、レーザ光２のロスを抑えて消費電力を低減することができる。
【０１３９】
さらに、導光部６の長手方向１１の輝度分布については、通常であれば走査端部の輝度が低いものとなる。これに対し、本実施の形態では、案内部材１０が存在しない状態においてロスすることとなる走査光４を導光部６の左右の端部１２に導くことにより、この走査光４の光量を走査端部における光量として足し合わせることができるので、導光部６の長手方向に均一化を図ることが出来る。
【０１４０】
したがって、本実施形態によれば、上述した実施形態と比較してもさらに小型化することができるとともに、走査光４をロスなく導光部６に導いて効率的に利用することにより、消費電力の低減を図ることもできる。
【０１４１】
また、一般に、入射面に均一の光量でレーザ光を走査させるためには、ｆθレンズ等の複数曲面からなるレンズを用いる必要があるが、本実施のように、反射ミラー１３及びレンズ４５を用いた構成とすれば、非常に安価な構成とすることが出来る。
【０１４２】
さらに、本実施形態では、光路の異なる走査光４を導光部６に入射させるようにしているため、導光板９の主面８から出力される出射光７は、スペックルノイズが抑制された出射光７となる。
【０１４３】
なお、本実施形態では、前記調整機構５６によりレンズ４５の位置を調整し、かつ、反射ミラー１３の大きさ及び配置を予め決めておくことにより、導光部６の長手方向に所望の光量分布を得ることができる。以下、この点について図２６及び図２７を参照して説明する。
【０１４４】
図２６は、図２２に示す面状照明装置５５のレンズ４５をポリゴンミラー５２側に移動させた状態を示す概略構成図である。図２７は、図２６のXXVIIの方向から見た側面図である。
【０１４５】
図２６に示す状態では、図２２と比較して、レンズ４５がポリゴンミラー５２側にスライドされている。したがって、図２２に示す状態において、レンズ４５の両側部領域４５ｂに入射して導光部６の左右の端部１２ａ、１２ｂに入射していた走査光４ａ、４ｉを、図２６に示す状態では、ミラー１３ａ、１３ｂで反射させることができる。したがって、図２６に示すよう状態においては、図２２の状態と比較して、走査光４ａ、４ｉを導光部６に対してより内側の位置に入射させることができるため、導光部６の内側位置に入射する走査光４の光量を、消費電力を上昇させることなく向上することができる。このように、図２６の状態では、導光板９の中央部分を明るく光らせることができるので、この面状照明装置５５を例えば液晶表示装置のバックライトとして用いた場合、消費電力を変動させることなく視認性の優れた画像を表示することができる。以下、この点について説明する。
【０１４６】
図２８は、図２６のＢ−Ｂ線による断面の導光部６の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光４の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。図２９は、図２６の測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。
【０１４７】
前記実施形態のようにレンズ４５を移動可能に構成した場合、例えば図２２、２３に示すように画像全域において輝度が略均一となるように照明する状態と、図２６〜図２９に示すように中心輝度を相対的に向上させた状態とを、表示画像に応じてユーザがリモコン等を用いて任意に調整することが可能になる。もちろん、表示される画面の内容や映像コンテンツに応じて、自動的にレンズ４５の位置を調整するように構成することもできる。例えば、映画であれば注視する中央の輝度を高く、スポーツであれば全体を見渡せるように全体の輝度を均一とするように、レンズ４５の位置を調整することができる。
【０１４８】
なお、図２０〜図２７では、ポリゴンミラー５２を用いて走査光４を生成し、走査光４を導光部６に入射させる構成を例示したが、前記実施の形態と同様に、ポリゴンミラー５２に代えて、図１０に示したように、ラインディフューザ４３を用いることもできる。つまり、レーザ光２をラインディフューザ４３によって一次元に拡散させて導光部６に照射させる構成とすることも出来る。
【０１４９】
この場合、ラインディフューザ４３としては、例えば、導光部６の長手方向にパワーを持つシリンドリカルレンズや、レンチキュラレンズを利用することができる。シリンドリカルレンズ及びレンチキュラレンズは、レーザ光源３からのレーザ光２を導光部６の長手方向に沿って一次元に拡大する機能をそれぞれ有している。しかし、シリンドリカルレンズよりもレンチキュラレンズの方が、導光部６の長手方向にレーザ光２をより均一に拡散することができる。
【０１５０】
また、図示は省略するが、ポリゴンミラー５２やラインディフューザ４３の代わりにガルバノミラーを用いてレーザ光２を偏向して走査することも可能である。
【０１５１】
なお、図５に示す液晶表示装置３２のバックライトとして、前記面状照明装置１の代わりに面状照明装置５１、５５を使用することもできる。このようにすれば、導光部６に入射するレーザ光２の光量を導光部６の長手方向に略均一とすること、もしくは、長手方向に所定の光量分布に調整することができる液晶表示装置３２を実現することができる。
【０１５２】
また、面状照明装置５１、５５のレーザ光源は、少なくとも赤色、緑色および青色のレーザ光をそれぞれ出射する光源３からなる。そして、レーザ光源３からのレーザ光２をそれぞれ共通の光路に沿ってポリゴンミラー５２やラインディフューザ４３に導いて、導光部６に入射させる構成とすることにより、高輝度で色再現範囲の広い液晶表示装置が実現できる。
【０１５３】
（第４の実施の形態）
図３０は、本発明の第４の実施の形態に係る面状照明装置５７を背面から見た概略構成図である。図３１は。面状照明装置５７に使用されるフレネルレンズ５８の模式図である。図３２は、図３０に示す面状照明装置５７において輝度の調整を行った後の状態を示す概略構成図である。
【０１５４】
図３０に示すように、本実施形態に係る面状照明装置５７は、前記ポリゴンミラー１４からの走査光４を導光部６の長手方向に垂直な平行光とすることが可能なフレネルレンズ５８を備え、前記案内部材１０を備えていない点で、前記各実施形態とは相違する。
【０１５５】
そして、図３０に示す状態において、前記フレネルレンズ５８からの走査光６１は、導光部６に入射する。すなわち、図３０に示す輝度調整前の段階における面状照明装置５７において、フレネルレンズ５８に斜めに入射した走査光４は、フレネルレンズ５８のレンズ面６０で平行な光線に変換されて、走査光６１として出射する。
【０１５６】
ここで、図３１に示すフレネルレンズ５８は、例えば、ポリカーボネイト系やポリオレフィン系の樹脂材料からなる成形品であるため、図３２に示すように、予め一部を湾曲させた形状のフレネルレンズ５８とすることも可能である。
【０１５７】
例えば、フレネルレンズ５８を図３２に示すような形状とした場合、導光部６の中央部付近に導かれる走査光４は、フレネルレンズ５８の凸に曲げられた部分６２において偏向され、走査光６３のように導光部６の中央部寄りに集められる。したがって、走査光４の走査方向２３の中央部の輝度がさらに大きい面状照明装置６８を実現できる。
【０１５８】
図３３は、導光部６の入射面に照射されるレーザ光の光量分布を示すグラフである。フレネルレンズ５８を真っ直ぐな形状（図３０参照）とした場合（図３３の実線）と比較して、フレネルレンズ５８を図３２のように曲げた場合（図３３の破線）の方が、中心部の輝度が向上していることが分かる。このように、本実施形態によれば、簡便な構成で、画面上の輝度分布を調整することが出来る。
【０１５９】
さらに、フレネルレンズ５８を光軸方向（導光部６に接離させる方向）にスライド可能に構成することや、フレネルレンズ５８の任意の場所をある範囲でリアルタイムに曲げることが出来るように構成しておけば、画面上の走査方向２３について任意の場所の輝度分布を調整することが可能になる。
【０１６０】
例えば、図３２のようにフレネルレンズ５８の中央を導光部６側に凸状に湾曲させた場合、消費電力を維持しつつリアルタイムに画面中央の輝度を向上させることができる。したがって、面状照明装置６８を図６に示すような液晶表示装置のバックライトとして用いた場合、消費電力を維持したまま、画像を鑑賞する上での視認性を向上できる。
【０１６１】
逆に、フレネルレンズ５８をポリゴンミラー１４側に凸状に湾曲させた場合、画面中央の輝度は下がるが、全体の輝度を均一に近づけることが出来る。
【０１６２】
もちろん、表示される画面の内容や映像コンテンツに応じて自動で調整するように構成することもできる。例えば、映画であれば注視する中央を明るく、スポーツであれば全体を見渡せるように全体の輝度を均一な方向に調整することができる。
【０１６３】
また、中心輝度だけではなく、画像の中心から外れた位置の輝度を調整しても良いし、複数個所における輝度を一度に調整出来るようにしておいても良い。例えば、屋外等で観者が見上げるような高い位置に設けられた看板等のディスプレイについては、観者から遠くなる画面上部の輝度を局所的に高めることによって、より視認性を向上できる。
【０１６４】
なお、図３０〜３２では、ポリゴンミラー１４を用いて走査光４を生成し、走査光４を導光部６に入射させる構成を例示したが、前記各実施の形態と同様に、ポリゴンミラー１４に代えて、図１０に示したように、ラインディフューザ４３を用いることもできる。つまり、レーザ光２をラインディフューザ４３によって一次元に拡散させて導光部６に照射させる構成とすることも出来る。
【０１６５】
この場合、ラインディフューザ４３は、例えば、導光部６の長手方向にパワーを持つシリンドリカルレンズや、レンチキュラレンズを利用することができる。シリンドリカルレンズ及びレンチキュラレンズは、レーザ光源３からのレーザ光２を導光部６の長手方向に沿って一次元に拡大する機能をそれぞれ有している。しかし、シリンドリカルレンズよりもレンチキュラレンズの方が、導光部６の長手方向にレーザ光２をより均一に拡散することができる。
【０１６６】
また、図示は省略するが、ポリゴンミラー１４やラインディフューザ４３の代わりにガルバノミラーを用いてレーザ光２を偏向して走査することも可能である。
【０１６７】
なお、図５に示す液晶表示装置３２のバックライトとして、面状照明装置１の代わりに面状照明装置５７、６８を使用することもできる。このようにすれば、導光部６に入射するレーザ光２の光量を導光部６の長手方向に略均一化すること、もしくは、長手方向に所定の光量分布に調整することができる液晶表示装置３２を実現することができる。
【０１６８】
また、面状照明装置５７、６８のレーザ光源は、少なくとも赤色、緑色および青色のレーザ光をそれぞれ出射する光源３からなる。そして、レーザ光源３からのレーザ光２をそれぞれ共通の光路に沿ってポリゴンミラー１４やラインディフューザ４３に導いて、導光部６に入射させる構成とすることにより、高輝度で色再現範囲の広い液晶表示装置が実現できる。
【０１６９】
（第５の実施の形態）
図３４は、第５の実施の形態に係る面状照明装置６４を背面から見た概略構成図である。図３５は、図３４のXXXVから見た面状照明装置６４の主要部の側面図である。
【０１７０】
図３４に示す面状照明装置６４は、案内部材１０を省略し、かつ、図外の受光素子を設けた点で図１の面状照明装置１とは異なる。前記受光素子は、導光部６の測定位置ＢＬに設けられ、ポリゴンミラー１４からの走査光４の一部を受光するようになっている。そして、受光素子は、前記制御部１９に対して配線６５を介して電気信号を出力可能に構成されている。
【０１７１】
具体的に、面状照明装置６４では、レーザ光２がポリゴンミラー１４により反射され、走査光４として導光部６に入射する。このように導光部６に入射した走査光４は、前記受光素子によって受光される。
【０１７２】
本実施形態において、ポリゴンミラー１４は、前記制御部１９によってＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御されている。つまり、制御部１９は、基準のパルス幅からのずれ量を測定して負帰還することによって、ポリゴンミラー１４の回転速度を制御している。具体的に、ポリゴンミラー１４の一面に相当する時間内に複数のパルスが発生するようにしておき、そのパルス幅を時間軸上で任意に変調して設定することにより、ポリゴンミラー１４の一面に対応する走査角度内における回転速度を微妙に調整することが可能になる。その走査毎の制御開始のタイミングとして、ＢＬに配置した受光素子の出力信号を用いることができる。
【０１７３】
このようにすれば、走査方向２３の輝度分布を簡便に調整することができる。さらに、リアルタイムにパルス幅を変調できるようにしておけば、例えば画面中央部に相当する範囲のパルス幅を太くすることにより、光源に用いられる消費電力を維持したまま、リアルタイムに画面中央の輝度を向上させることができる。したがって、例えば、前記面状照明装置６４を液晶表示装置のバックライトとして用いた場合、消費電力を維持したまま視認性の高い画像を表示することができる。
【０１７４】
また、画面中央の輝度を向上させるだけであれば、レーザ光２の光量を変調する方法も考えられる。しかし、そのような方法を採用した場合、輝度を下げたいところではレーザ光２の光量を下げることになるため、トータルの輝度が下がることになり、都合が悪い。これに対し、本実施形態に係る面状照明装置６４では、照明するレーザ光２の光量を変調せずに走査方向２３における輝度を調整することができるため、トータルの輝度を下げることなく、画面の輝度分布をリアルタイムに調整することができる。もちろん、表示される画面の内容や映像コンテンツに応じて、自動的にポリゴンミラー１４の速度を調整するように構成することもできる。例えば、映画であれば注視する中央の輝度を高く、スポーツであれば全体を見渡せるように全体の輝度を均一とするように、ポリゴンミラー１４の速度を調整することができる。
【０１７５】
また、中心の輝度を調整するだけではなく、画像の中心から外れた位置の輝度を調整することもできる。さらに、ポリゴンミラー１４の一面に相当する走査範囲内の複数個所について一度に輝度を調整するように構成することもできる。例えば、屋外等で観者が見上げるような高い位置に設けられた看板等のディスプレイについては、観者から遠くなる画面上部の輝度を局所的に高めることによって、より視認性を向上できる。
【０１７６】
ところで、走査方向２３における輝度分布は、ポリゴンミラー１４のミラー面１７の形状を変えることによっても、所定の輝度分布にすることが出来る。以下、図３６及び図３７を参照して説明する。
【０１７７】
図３６は、ミラー面１７ａが平面に形成されたポリゴンミラー１４ａを示す概略図である。図３７は、ミラー面１７ｂが凸面の場合の概略図を示している。なお、図３７のポリゴンミラー１４ｂのミラー面１７ｂは、理解のため曲率半径をわざと小さく誇張して描いている。
【０１７８】
図３６及び３７に示すように、レーザ光２は、ポリゴンミラー１４（１４ａ、１４ｂ）のミラー面１７（１７ａ、１７ｂ）で反射され、走査光４（例えば、４ｃ、４ｄ）となる。
【０１７９】
図３６を参照して、ミラー面１７ａを平面とした場合、輝度は、走査方向の中央部で高く、両端部で低くなる。一方、図３７に示すように、ポリゴンミラー１４ｂのミラー面１７ｂを凸面とした場合、輝度は、走査方向の中央部で図３６の場合よりも高くなる。これは、凸面のミラー面１７ｂを採用することにより、レーザ光２の走査速度は、走査方向の中央部において、平面のミラー面１７ａを採用する場合と比較して遅くなるためである。なお、ポリゴンミラー１４ｂ中の破線で示す六角形の形状は、ポリゴンミラー１４ａの形状を示している。
【０１８０】
なお、図３７では、複数のミラー面１７ｂの全てを凸面とした前記ポリゴンミラー１４ｂを示しているが、各ミラー面の少なくとも一つを前記ミラー面１７ｂとすることにより、当該ミラー面１７ｂについては上述の効果を得ることができる。
【０１８１】
また、前記実施形態では、凸面のミラー面１７ｂについて説明したが、ポリゴンミラーのミラー面の形状は適宜設定することができる。ミラー面を所定の曲面形状とすることにより、その曲面形状に応じて輝度分布を調整することが可能である。具体的に、前記実施形態では、ミラー面を凸面形状として中央輝度を向上させる例を説明したが、ミラー面を凹面形状として、中心輝度を低下させることにより、導光板９の主面の全面に渡って均一な輝度を達成することも可能である。
【０１８２】
また、他に中心輝度をさらに向上させる構成としては、図３８及び図３９に示す面状照明装置６６が考えられる。図３８は、第５の実施形態の変形例に係る面状照明装置６６を背面から見た概略構成図である。図３９は、図３８のXXXIXの方向から見た面状照明装置６６の主要部の側面図である。
【０１８３】
図３８及び図３９に示すように、本実施の形態の面状照明装置６６は、レーザ光２を出射するレーザ光源３と、レーザ光２を反射して走査光４を生成する走査部５と、走査光４が入射する導光板９と、走査部５と導光部６との間に配置された走査レンズ６７と、制御部１９とを備えている。走査レンズ６７は、走査光４ｚに対して走査方向２３のレンズのパワーが０以下のレンズである。走査レンズ６７は、図３８に示すように、例えば凹レンズを使用することができる。
【０１８４】
前記導光板９は、前記実施形態と同様に、シリンドリカルレンズ２６と、導光部６と、接続部２８と、導光板本体２９とを備えている。
【０１８５】
前記走査部５は、ポリゴンミラー１４と、ポリゴンミラー１４を駆動させるための駆動部１５とを含んでいる。
【０１８６】
ポリゴンミラー１４からの走査光４ｚは、ポリゴンミラー１４と導光部６との間に配置された走査レンズ６７により光路が変更され、走査光４ｙとなって導光部６に入射する。つまり、走査光４は、走査レンズ６７によって発散された上で、導光部６に入射する。ここで、走査レンズ６７は、導光板本体２９の主面８から出射する出射光７の輝度が、走査方向２３の中央部３１で大きく、両端部１２で小さくなるように構成されている。
【０１８７】
このような構成とすることにより、走査光４の走査方向２３の中央部の輝度が大きい面状照明装置を実現できる。したがって、前記面状照明装置６６を例えば液晶表示装置のバックライトとして使用した場合、表示画像の中央部３１の輝度を両端部１２に比べて大きくすることにより、画像全体の輝度を上げることなく視認性を向上することができるので、消費電力を抑えながら、さらに鮮やかに美しく見える画像を表示することができる。
【０１８８】
ここで、走査方向２３の中央部３１の輝度の平均値が、両端部１２の輝度の平均値に対して１．２倍以上、１．４倍以下である構成にすることが好ましい。これ以上大きくすると、違和感が生じ、これ以上低いと、効果は薄い。
【０１８９】
図４０は、図３９のＢ−Ｂ線による断面の導光部６の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光４の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。図４１は、図３９の測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。なお、走査光量および走査速度は、任意単位で表している。
【０１９０】
図４０では、走査方向２３の両端部１２（１２ａ、１２ｂ）における走査光量と走査速度との比の平均値は、１．３であり、中央部３１における走査光量と走査速度との比の平均値は、１．７である。したがって、中央部３１の輝度の平均値は、両端部１２の輝度の平均値に対して１．３倍となっている。
【０１９１】
ここで、例えば、走査レンズ６７と導光部６との距離を変えることにより、中央部３１と両端部１２との輝度分布を変えることができる。このように、走査レンズ６７と導光部６との距離を調整可能な構成とすれば、面状照明装置６６からの出射光７の輝度分布をユーザがシーンに応じてリアルタイムに調整することが可能となる。
【０１９２】
また、本実施形態では、レーザ光源３から走査部５を介して導光部６まで導かれるレーザ光２の光路が導光板９の背面３０側に設定されているので、薄型で軽量な面状照明装置を実現することができる。
【０１９３】
なお、図５に示す液晶表示装置３２のバックライトとして、前記面状照明装置１の代わりに面状照明装置６４、６６を使用することもできる。このようにすれば、導光部６に入射するレーザ光２の光量を導光部６の長手方向に略均一とすること、もしくは、長手方向に所定の光量分布に調整することができる液晶表示装置３２を実現することができる。
【０１９４】
また、面状照明装置６４、６６のレーザ光源は、少なくとも赤色、緑色および青色のレーザ光をそれぞれ出射する光源３からなる。そして、レーザ光源３からのレーザ光２をそれぞれ共通の光路に沿って走査部５に導いて、導光部６に入射させる構成とすることにより、高輝度で色再現範囲の広い液晶表示装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態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１のIIの方向から見た面状照明装置の主要部の側面の構成の模式図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線による断面の導光部の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。
【図４】図１の測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。
【図５】図１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を背面から見たときの概略構成図である。
【図６】図５のVIの方向から見た概略構成を示した模式図であり、液晶表示パネルについては概略断面図を示す。
【図７】実施の形態１の変形例に係る面状照明装置を示す概略構成図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線による断面の導光部の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。
【図９】図７の測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。
【図１０】実施の形態１の変形例に係る面状照明装置を示す概略構成図である。
【図１１】図１０のXIの方向から見た面状照明装置の主要部の側面の構成の模式図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態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１３】図１２の面状照明装置をXIIIの方向から見た主要部の側面図である。
【図１４】点光源からの光を平行光に変換するためのシリンドリカルフレネルレンズを示す概略図である。
【図１５】図１２の面状照明装置で使用されるレンズの一例として、中央部領域がレンズ同士の間隙として設定されたレンズを示すものである。
【図１６】図１５のXVIの方向から見たレンズの構成を模式的に示している。
【図１７】図１２の面状照明装置で使用されるレンズの他の例を示す概略図である。
【図１８】図１２のＢ−Ｂ線による断面の導光部の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光４の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。
【図１９】測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。
【図２０】本発明の第３の実施の形態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２１】図２０のXXIの方向から見た面状照明装置の主要部の側面図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態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２３】図２２のXXIIIの方向から見た面状照明装置の主要部の側面図である。
【図２４】図２２のＢ−Ｂ線による断面の導光部の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。
【図２５】測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。
【図２６】図２２に示す面状照明装置のレンズをポリゴンミラー側に移動させた状態を示す概略構成図である。
【図２７】図２６のXXVIIの方向から見た側面図である。
【図２８】図２６のＢ−Ｂ線による断面の導光部の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。
【図２９】図２６の測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。
【図３０】本発明の第４の実施の形態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３１】面状照明装置に使用されるフレネルレンズの模式図である。
【図３２】図３０に示す面状照明装置において輝度の調整を行った後の状態を示す概略構成図である。
【図３３】導光部の入射面に照射されるレーザ光の光量分布を示すグラフである。
【図３４】第５の実施の形態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３５】図３４のXXXVから見た面状照明装置の主要部の側面図である。
【図３６】ミラー面が平面に形成されたポリゴンミラーを示す概略図である。
【図３７】ミラー面が凸面の場合の概略図を示している。
【図３８】第５の実施形態の変形例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３９】図３８のXXXIXの方向から見た面状照明装置の主要部の側面図である。
【図４０】図３９のＢ−Ｂ線による断面の導光部の測定位置Ｂ´（ＢＬ、ＢＣ、ＢＲ）における走査光の走査光量と走査速度との関係を示すグラフである。
【図４１】図３９の測定位置Ｂ´における走査光量と走査速度との比を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１９６】
１、４１、４２、４４、５１、５５、５６、５７、６４、６６、６８    面状照明装置
３    レーザ光源
５    走査部
６    導光部
９    導光板
１０    案内部材
１４、１７、５２    ポリゴンミラー
２０    ダイクロイックミラー
２６    シリンドリカルレンズ
３２    液晶表示装置
４３    ラインディフューザ
４５    レンズ
４６    シリンドリカルフレネルレンズ
５４、５６    調整機構
５８    フレネルレンズ
６７    走査レンズ
【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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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