(57)【要約】【課題】動画をぼやけ無く表示すると共に、バックライトの光の光利用効率を向上させる。【解決手段】略平行平板状の導光板１０２と、導光板１０２の出光面に対して側縁の一面もしくは、相対向する側縁の二面に線状の光源部１０１を設置し、光源部１０１から導光板１０２へ入射した後の光の光軸が導光板１０２の出光面に対して非平行とし、導光板１０２の出光面の反対側に、導光板１０２の出光面に対して垂直の方向にｍ分割した単位反射体１０３からなる反射体部を配置する。反射体部は分割された単位反射体１０３ごとに導光板１０２に接触と隔離が可能に制御され、導光板１０２と接触する面は当該導光体と屈折率がほぼ等しい材料から構成され、単位反射体１０３の内部に導光板１０２との接触時に当該導光板内より単位反射体１０３の内部に入射した光を導光板１０２の出光面方向に反射する反射面を形成する。【選択図】          図１
2004152515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面が出光面である略平行平板状の導光板と、前記導光板の一側縁もしくは対向する二側縁に沿って設置した光源部を有する照明装置であって、
前記光源部から前記導光板へ入射した後の光の光軸が、前記導光板の前記出光面に対して非平行であり、
前記導光板の前記出光面の反対側面に、前記光源部に対して垂直な方向にｍ分割された複数の単位反射体からなる反射体部を備え、
前記反射体部は、前記単位反射体ごとに前記導光板の前記出光面の反対側面に対して接触と離間が可能であり、
前記反射体部を構成する各単位反射体の屈折率は、前記導光板の屈折率とほぼ等しい材料から構成され、
前記単位反射体内部には、前記導光板との接触時に当該導光板の内部より当該反射体内部に入射した光を当該導光板の出光面方向に反射する反射面を有することを特徴とする照明装置
【請求項２】
前記光源部から前記導光板へ入射する光の光軸が当該導光板の前記出光面に対して非平行であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源部は線状光源と、当該線状光源の前記導光板の間に設けて前記光源部から前記導光板へ入射する光の光軸を前記導光板の前記出光面に対して非平行とする光学部材から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光板の前記光源部と対向する端面が前記出光面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源部から前記導光板へ入射する光の光軸が前記導光板の前記出光面に非平行で、かつ前記導光板の前記光源部側端面が前記出光面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１，２、４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記導光板に入射後の光の光軸は、前記光源部に対して垂直な平面内で、前記導光板の光出射面となす角度Φが、
Φ≧Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／Ｌ）
但し、
ｄ：導光板の出光面に対して垂直な方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源部から前記導光板へ入射する光の光軸が、前記光源部に対して垂直な平面内で、前記導光板の光出射面となす角度Φ’  が
Ｓｉｎ  Φ’  ＝ｎＳｉｎ  Φ
但し、
Φ≧Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／Ｌ）
ｎ：導光板の屈折率
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
の関係にあることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項８】
前記導光板の前記光源部側の端面は、前記導光板の前記出光面の垂直面となす角度θが、
Ｓｉｎ  θ＝ｎＳｉｎ  θ’
但し、
θ―θ’  ＝Φ
Φ≧ＡＲＣ  ｔａｎ（ｄｋｍ／Ｌ）
ｎ：導光板の屈折率
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
の関係にあることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項９】
前記導光板の前記光源部側の端面が前記導光板の前記出光面に対して傾斜しており、前記導光板の前記端面が鋭角をなす側の面の前記光源部側に、光を吸収もしくは反射させる光学素子が配置されており、前記端面の鈍角側端部からの長さｌが、
ｌ＝ｄ  ｔａｎ（Ａｒｃ  Ｓｉｎ  ｌ／ｎ）
但し、
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｎ：導光板の屈折率
であることを特徴とする請求項４、５、または６に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記導光板に入射後の光の光軸が、前記光源部に対して垂直な平面内で、前記導光板の出光面となす角度Φが、
Φ≧Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／２Ｌ）
但し、
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数、
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の照明装置。
【請求項１１】
前記光源部から前記導光板へ入射する光の光軸が、前記光源部に対して垂直な平面内で、前記導光板の出光面となす角度Φ’  が、
ＳｉｎΦ’  ＝ｎＳｉｎΦ
但し、
Φ≧Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／２Ｌ）
ｎ：導光板の屈折率
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
であることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記導光板の前記光源部側の端面は、前記導光板の出光面に対して垂直な面となす角度θが
Ｓｉｎ  θ＝ｎＳｉｎ  θ’
但し、
θ―θ’  ＝Φ
Φ≧Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／２Ｌ）
ｎ：導光板の屈折率
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
であることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記光源部は、出射する光の光軸方向を前記光源部に対して垂直な平面内で変化可能であることを特徴とする請求項２、４、５の何れかに記載の照明装置。
【請求項１４】
前記光源部と前記導光板の間に配置される前記光学素子は、前記導光板への光の光軸方向を前記光源部に対して垂直な平面内で変化可能であることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記光源部または前記光学素子による前記導光板へ入射する光の光軸の変化が、前記反射体の接触と隔離の周期に同調していることを特徴とする請求項１３または１４に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記光源部または前記光学素子による前記導光板へ入射する光の光軸の変化は、当該入射後の光軸が前記光源部に対して垂直な平面内で前記導光板の出光面となす角度Φが、
Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／Ｌ）＞Φ＞Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／Ｌ（２ｋｍ−１））
但し、
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
となる範囲にあることを特徴とする請求項１３、１４、または１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記反射体部を構成する単位反射体内部の反射面は前記光源部と平行な山形であって、該山形の散乱特性がすべての単位反射体で一様であることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の照明装置。
【請求項１８】
前記反射体部を構成する単位反射体内部の反射面は前記光源部と平行な山形であって、該山形の散乱特性は前記光源部の近端と遠端、もしくは導光板中央とで異なることを特徴とする請求項１〜５、及び１３〜１６の何れかに記載の照明装置。
【請求項１９】
前記反射体部を構成する単位反射体内部の反射面と前記導光板の出光面とのなす角度θが、
θ＝（９０−Φ）／  ２
但し、
Φ≧  Ａｒｃ  ｔａｎ  （ｄｋｍ／Ｌ）
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
であることを特徴とする請求項１７に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記反射体部を構成する単位反射体内部の反射面と前記導光板の出光面とのなす角度θが、
前記光源部の近端部では、
θ＝（９０−Φ）／  ２、Φ＝  Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｍ／Ｌ）、
前記光源部から遠端部では、
θ＝（９０−Φ）／  ２、Φ＝  Ａｒｃ  ｔａｎ（  ｄｍ／Ｌ（２ｍ−１））
であり、
前記光源部の近端部と遠端部の間は緩やかな変化を有し、前記光源部が前記導光板の対向する二側縁にある場合は、前記反射体部を構成する単位反射体内部の反射体内の前記山形のそれぞれ対向する面の角度θが上記のように構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２１】
一面が出光面である略平行平板状の導光板と、前記導光板の一側縁もしくは対向する二側縁に沿って設置した光源部を有する照明装置であって、
前記導光板の前記出光面の反対側面に、前記光源部に対して垂直な方向にｍ分割された複数の単位反射体からなる反射体部を備え、
前記反射体部は、前記単位反射体ごとに前記導光板の前記出光面の反対側面に対して接触と離間が可能であり、
前記反射体部を構成する各単位反射体の前記導光板側の面の屈折率は、前記導光板の屈折率とほぼ等しい材料から構成され、
ｍ分割された前記単位反射体は、そのｊ個（ｊ≦ｍ）が同時に前記導光板に接触し、前記反射体内部には、前記導光板との接触時に当該導光板内より各単位反射体内部に入射した光を当該導光板の出光面方向に反射するように反射面が構成されており、
前記光源部から前記導光板へ入射した光の大部分は前記光源部側から前記ｊ個の単位反射体に相当する位置までに１度、前記導光板内面で全反射していることを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
前記単位反射体内の山形の反射面は複数の山状の形で構成されていることを特徴とする請求項１〜２１の何れかに記載の照明装置。
【請求項２３】
前記単位反射体内の山形の反射面は一つの山状の形で構成されていることを特徴とする請求項１〜２１の何れかに記載の照明装置。
【請求項２４】
前記単位反射体の前記導光板側の面は、変形が容易に可能な材料からなることを特徴とする請求項１〜２３の何れかに記載の照明装置。
【請求項２５】
前記単位反射体の前記導光板側の面は、中央部の高さが高いなだらかな山形であることを特徴とする請求項１〜２４の何れかに記載の照明装置。
【請求項２６】
前記単位反射体を前記導光板に対して接触と離間をする手段が、前記各単位反射体の前記導光板とは反対側に設置して電気的信号を位置の変動に変化させるアクチュエータであることを特徴とする請求項１〜２５の何れかに記載の照明装置。
【請求項２７】
前記単位反射体を前記導光板に接触と隔離をする手段が、前記各単位反射体の前記導光板とは反対側に設置された突起付きの回転する無端ベルトであり、当該無端ベルトの回転により上記接触と隔離を選択することを特徴とする請求項１〜２５の何れかに記載の照明装置。
【請求項２８】
前記単位反射体を前記導光体に対して接触と隔離をする手段が、前記各単位反射体の前記導光板とは反対側に設置されて熱印加により元の形状に戻る二対の形状記憶合金であることを特徴とする請求項１〜２５の何れかに記載の照明装置。
【請求項２９】
前記単位反射体を前記導光板に対して接触と隔離をする手段が、前記各単位反射体の前記導光板とは反対側に前記単位反射体ごとに異なる角度で固定され、回転軸が偏心している回転子であることを特徴とする請求項１〜２５の何れかに記載の照明装置。
【請求項３０】
液晶層を挟持した１対の基板の少なくとも一方の基板に形成されて第１の方向に延在し該第１の方向と交叉する第２の方向に並設された複数の走査線と、前記第２の方向に延在し前記第１の方向に並設された複数の信号線とを有し、前記走査線と前記信号線の前記交叉部に画素を備えた表示表示パネルと、
前記走査線を所定順序で選択するための走査線駆動回路および前記走査回路で選択された前記信号線に画像出力源から供給される画像信号を印加する信号線駆動回路を有し、
前記液晶表示パネルの前記一対の基板の一方の側に積層して、当該表示パネルに照明光を与える照明装置を備え、
前記画像出力源から画像信号を受け取り前記走査線回路と前記信号線駆動回路と前記照明装置を制御する制御回路を有し、
前記照明装置が請求項１〜２９の何れかに記載の照明装置であることを特徴とする表示装置。
【請求項３１】
前記走査線駆動回路による前記走査線の走査方向と前記照明装置の反射体部のｍ分割方向は同一であり、
前記制御回路は、前記走査線駆動回路の走査周期と同期して、前記照明装置の反射体部を構成するｍ個の単位反射体を前記導光板へ接触させ、または隔離することを特徴とする請求項３０に記載の表示装置
【請求項３２】
前記制御回路は、前記画像出力源からの画像信号により前記照明装置の反射体部を構成する単位反射体の前記導光板への接触と隔離の周期を前記走査周期と同期するモードと、高周波モードとに切り替えて動作させることを特徴とする請求項３０または３１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画表示性能が高い表示装置に係り、特に液晶表示装置等の表示装置とそれに使用する照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像等を表示するための従来の表示装置について、以下に説明する。これまで、この種の表示装置としてはＣＲＴ（陰極線管）が主流であったが、近年はアクティブマトリクス型の液晶表示パネル（ＬＣＤ）を用いた液晶表示装置が広く普及している。ＬＣＤは自発光型ではないため、外光の透過あるいは反射を利用し、または照明装置（液晶表示パネルの背面に設置されるものはバックライトと称する）を組合せて可視化している。したがって、液晶表示パネルの画素表示動作はバックライトからの光の透過量制御で実現されるが、以下の液晶表示装置の表示動作の説明では便宜上「発光」と表現する。
【０００３】
液晶表示装置はインパルス発光型表示装置であるＣＲＴとは異なり、ホールド発光型表示装置であるために、動画を表示したときの画質が劣化してしまうことが「非特許文献１」等で報告されている。これらの文献によると、ホールド発光している動画像と人間の動画追従視による視線移動の不一致により動画像にぼやけが発生するため、動画質が低下してしまうということである。この動画質の劣化を改善するには、フレーム周波数（１画面表示周波数）をｎ倍速化する、もしくは画像表示を１／ｎフレーム期間とし、残りの期間をブランキング表示とする方法があることも記載されている。なお、ここでｎの数値は大きいほど、高速移動する動画に対しても有効である。
【０００４】
この動画質改善方法を実現する方法としては、例えば「特許文献１」に記載されたように、透明な導光板の側縁に線状の光源を有する光源部を設置したバックライトの一部分のみに光を集中させて発光させ、この発光部分を液晶表示の画素走査と同期してスクロールさせることにより、表示を１／ｎフレーム期間として擬似インパルス表示とし、動画ぼやけを軽減させるものである。この光選択集中方式のバックライトは光源を点滅させる必要が無いため、必要な光源数を少なくすることができる。
【０００５】
【非特許文献１】
電気通信学会技術報告ＥＩＤ９６−４，ｐｐ．１９−２６（１９９６−０６）
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−４９０３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の「特許文献１」に開示された方法での光選択集中方式のバックライトは、光源部からの光のすべてが液晶表示パネル側に出射されるわけでなく、導光板への入射光に対する導光板から液晶表示パネルへの出射光の割合、すなわち光の利用効率に限界があった。これには２つの原因がある。その１つは、選択している部位で出射方向に光を散乱すべき液晶の散乱特性が不十分であり、液晶表示パネル方向に効率よく光が出射されないことである。もう１つは、光源部からの入射光が導光体内に均一に分布していたため、選択部位で散乱しない光が存在したことである。これらによりバックライトとしての光利用効率が低下してしまい、光源数を低減できるはずの光選択集中方式バックライトの利点を無くしていた。
【０００８】
本発明の目的は、光源部からの光の利用効率の低減を抑制し、光源部に設ける光源の数を少なくすることができる光選択集中型の照明装置、およびそれを用いて動画のぼやけが抑制して高品質で画質を表示できるようにした表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、略平行平板状の導光板と、その導光板の出光面に対して一側縁もしくは対向する二側縁に光源部を有する照明装置であり、前記光源部から導光板へ入射した後の光の光軸を導光板の出光面に対して非平行とし、導光板の出光面の反対側に光源部を設置した導光板の側縁の面（入光面）に対して垂直な方向にｍ分割された反射体部が配置した構成を備える。
【００１０】
この反射体部は分割された単位反射体ごとに導光板に接触と隔離が可能とされ、その導光板側と接触／隔離する面を導光板の屈折率とほぼ等しい材料から構成し、単位反射体の内部に導光板との接触時に導光板内より単位反射体の内部に入射した光を導光板の出光面方向（液晶表示パネル方向）に反射する反射面を構成した。
【００１１】
光源部から導光板への光の入射については、光源部から導光板へ入射する光の光軸を導光板の出光面に非平行としてもよく、また光源部と導光板の間に光学部材を介在させて光源部から導光板へ入射する光の光軸が導光板の出光面と非平行になる構成とされていても良い。さらに、導光板の光源部側の側縁の端面を出光面に対して傾斜させた構造としてもよい。
【００１２】
なお、導光板に入射後の光の光軸が、光源部に対して垂直な平面内で導光板の出光面となす角度Φは、
Φ≧  Ａｒｃ  ｔａｎ  （ｄｋｍ／Ｌ）
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
となっており、さらにいえば、
Φ≧  Ａｒｃ  ｔａｎ  （ｄｋｍ／２Ｌ）
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
となっていることが望ましい。
【００１３】
さらに、光源部は、光源部自身や導光板との間にある光学部材から導光板に出射する光軸方向を光源部に対して垂直な平面内で変化させることを可能としてもよい。その場合、光源部や光学部材による光軸の変化は、導光板への単位反射体の接触と隔離の周期に同調していることが望ましい。このときの導光板内に入射後の光の光軸は、光源部に対して垂直な平面内で導光板の出光面となす角度Φが、
Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／Ｌ）＞Φ＞Ａｒｃ  ｔａｎ（  ｄｋｍ／Ｌ（２ｋｍ−１））
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：前記反射体の分割数
ｋ：前記反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
となる範囲であることが望ましい。
【００１４】
なお、本発明は、上記の構成および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による照明装置と、この照明装置を用いた表示装置について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。また、図２は図１の破線枠で囲んだ光源部近傍の拡大図である。本実施例の照明装置は、導光板１０２の対向する二側縁の端面に冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）と反射板を有する光源部１０１が配置されている。導光板１０２の出光面（図示しない液晶表示パネルとの間に設置される拡散板１０６に対向する面）とは反対側、図１では下面に単位反射体１０３が１６個配置されている。１６個の射体単位反射体１０３で反射体部を構成する。単位反射体１０３は反射面１０４と、導光板１０２側にあって当該導光板１０２とほぼ同じ屈折率をもつ透明体１１７から構成され、導光板１０２と反対側に反射面１０４を有している。
【００１６】
図１では、４個の単位反射体１０３が同時に導光板１０２の背面に接触しており、他の単位反射体は導光板１０２の背面から離間している。光源部１０１からの光は導光板１０２内に入射され、その内部を全反射しながら伝播する。そして導光板１０２と接触している単位反射体１０３の部分では、導光板１０２内を伝播してきた光は、透明体１０７の屈性率が導光板１０２と等しいため、単位反射体１０３の内部に進入し、反射面１０４で反射され、図１上部の出光面に向かう。このとき反射光は全反射角度以下の角度で導光板との界面に到達するため、導光板の外部に出射して散乱板１０６に入射し、散乱されて液晶表示パネルの照明光となる。
【００１７】
単位反射体１０３が導光板１０２から隔離されて接触していない部分では導光板１０２の内部を伝播する光は導光板の界面に全反射角度以上の角度で到達するため、導光板の外部には出射しない。以上のことから、本実施例では単位反射体１０３が接触した部分の導光板のみに光を選択集中させることができ、この部分に対応する液晶表示パネルを選択的に発光させることが可能である。
【００１８】
ここで、導光板に入射した全ての光を上記選択された部分から出射するためには、全ての光が一度、当該選択された部分の導光板下部の界面に到達している必要がある。一度も導光板内面で全反射しないで反対側に抜けていく光は完全に損失であるし、導光板の光源部側の半分より先の部分で初めて内面に到達する光は、光源部側の半分で単位反射体を選択しても照明光として出射する可能性がないため、半分以上損失である。
【００１９】
なお、従来例の項にて述べたように、液晶表示装置において動画をぼやけ無くきれいに表示するためには、光源を液晶表示装置の画像走査に同期して、１／４から１／２デューティ程度で発光させる必要がある。本実施例では１／４デューティで発光するように設定してあるため、１６個ある単位反射体１０３のうち４つの単位反射体が常に導光板と接触している。これより、少なくとも単位反射体４個分までのあいだに、導光板に入射した光のほとんどが導光板下部に到達している必要がある。
【００２０】
本実施例ではこれを実現するために、導光板の光源部側端面に角度（傾斜）をもたせ、さらに光源部１０１自体も導光板１０２に対して傾きを持たせている。これについての詳細を図１の破線部拡大図面である図２を使って説明する。光源部１０１から導光板１０２に入射した光を、導光板１０２の下部界面の光源部１０１側から単位反射体１０３の４個分までの間に、１度以上反射させるためには、入射光の光軸が導光板１０２の下部界面となす角度Φを少なくとも、
Φ≧Ａｒｃ  ｔａｎ（  （ｄ／２）  ／  （  Ｌ／ｍｋ  ）  ＝Ａｒｃ  ｔａｎ（  ｄｍｋ／２Ｌ  ）
＝Ａｒｃ  ｔａｎ（  ２ｄ／Ｌ  ）                                  ・・・・・（１）
とする必要がある。ここで、ｄは導光体１０２の厚さ、ｍは単位反射体１０３の数（反射体部の分割数）、Ｌは光出射面の長さ、ｋはデューティ数で、本実施例ではｍｋ＝４である。つまり、導光板１０２の厚み中央に入射した光が単位反射体１０３の４個分の位置に到達する角度である。
【００２１】
さらに言えば、光源部１０１からの光は光軸に対してある程度の分布を持っているため、導光板１０２の厚み中央に入射した光が、単位反射体１０３の４個分距離の中央、つまり２個分の位置に到達する角度であるほうが好ましい。この場合、先ほどの式（１）は
Φ≧Ａｒｃ  ｔａｎ（  （ｄ／２）  ／  （  Ｌ／２ｍｋ  ）＝Ａｒｃ  ｔａｎ（  ｄｍｋ／Ｌ  ）
＝Ａｒｃ  ｔａｎ（  ４ｄ／Ｌ  ）                                  ・・・・・（２）
となる。
【００２２】
本実施例の場合は、対角が公称１５インチのＸＧＡの液晶表示パネル用の照明装置であり、上記式（２）の条件を採用したため、導光板１０２の側縁の面（入光面）を垂直（導光板の出光面に対して垂直）からΦ≒８  °の角度としてある（Ｌ＝２３０ｍｍ，ｄ＝８ｍｍ  ）。さらに、光源部１０１も導光板１０２の側縁に合わせて、導光板１０２の出光面よりΦ≒８  °の角度となっている。
【００２３】
なお、本実施例では導光板１０２として、屈折率ｎ＝１．４９のアクリル板を用いており、導光板１０２の端面（側縁）に角度８°を持たせたため、導光板の端縁から入射する光の一部が、全ての導光板内面で全反射する条件ではなくなった。具体的に言うと、図２で導光板１０２の光源部側の側縁の出光面近傍より９０度の角度で入射した光は、導光板１０２の下側面に出射してしまうことになる。光源部１０１からの光の分布特性上、この位置から、９０°の角度で入射する光は極めて少ないとはいえ、すぐ隣にある単位反射体１０３に入射した場合、迷光となって画質低下を起こす原因ともなる。
【００２４】
そのため、本実施例では導光板１０２の光源部側の下部に光学部材として反射光学素子１０７を設置し、ここから出射する光を角度を変えて導光板１０２内に戻している。反射光学素子１０７の大きさは、導光板１０２の鈍角側端部からの距離をＳとして、
Ｓ＝ｄ  ｔａｎ（Ａｒｃ  Ｓｉｎ  １／ｎ）                            ・・・・・（３）
である。ここで、ｄは導光板１０２の厚さ、ｎは導光板１０２の屈折率である。これは、導光板１０２に入射した光が内面全反射条件となるまでの距離である。
【００２５】
このようにして導光板１０２内に入射した光は、当該導光板１０２の内面を全反射伝播して、反射体部のうちの導光板１０２に接触している単位反射体１０３内に進入した後に、その山形の反射面１０４で反射される。山形の反射面１０４はほぼ平面であり、導光板１０２下面との角度αは、
α＝（９０−Φ）／  ２                                            ・・・・・（４）
となっている。ここで、Φは上記の光軸の角度であり、角度αは入射してきた角度Φの光が出光面から垂直に出射するための角度である。反射面１０４に到達する光は角度Φの光だけではなく分布をもっているが、光軸Φの光を垂直に出射するようにすれば、分布している光はその分布に従って出射するようになる。
【００２６】
なお、導光体１０２内での光軸角度Φは一様であることから、反射面１０４は全ての反射体１０３で同一の構成となっている。また、光出射面での出射むらを低減させるために、１つの反射体１０３内には複数の山形の反射面１０４が構成されている。
【００２７】
次に、単位反射体１０３と導光板１０２の接触と隔離に関して説明する。単位反射体１０３が導光板１０２と接触して、導光板１０２内を伝播している光が単位反射体１０３内に進入するためには、導光板１０２と単位反射体１０３とが密着している必要がある。この両者の界面に空気などが取り残され、空気層が存在すると、その部分では導光板１０２から単位反射体１０３に光が伝播しないことになる。
【００２８】
本実施例では、その対策として、単位反射体１０３内の透明体１１７として、変形が可能なゲル状の物質を使用している。また、図２に示したように、導光板１０２側の表面は、光の伝播方向に見て中央部が高いなだらかな形状としてある。さらに導光板１０２と単位反射体１０３の間に、屈折率が導光板１０２や透明体１１７とほぼ等しいマッチングオイル１０８を塗布してある。
【００２９】
以上の構成により、単位反射体１０３が導光板１０２に接触した場合、中央の突出部から導光板１０２に接触し始め、緩やかに変形して空気を押しのけながら導光板１０２に密着するため、両者の界面に空気層が発生することはほとんどない。
【００３０】
次に、この単位反射体１０３を導光板１０２に接触と隔離をさせるメカニズムについて説明する。本実施例では単位反射体１０３として電磁アクチュエータ１０５を用い、この電磁アクチュエータ１０５を介して図示しない表示装置の外フレームに固定されている。この電磁アクチュエータ１０５とは、電磁石と永久磁石を用いて電気的信号を位置の移動に変換するものである。簡単な例として、スピーカのボイスコイル駆動機構を挙げることができる。この電磁アクチュエータ１０５に入力する電気的信号を制御することで、単位反射体１０３と導光板１０２の接触と隔離を制御することが可能である。
【００３１】
以上説明したように、本実施例においては、導光板１０２に入射した光源部１０１からの光を、単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ選択集中的に液晶表示パネルの照明光として出射させることができる。ここで、光源部１０１や導光板１０２の端縁（側縁）の端面に角度を持たせ、選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、単位反射体１０３内の山形の反射面１０４に角度を持たせてあるため、導光板１０２内の光は、主に出光面に対して垂直に出射するようになっていることから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は非常に高くなっており、光源部に設ける冷陰極蛍光ランプ等の線状光源の数を少なくすることが可能である。
［第２実施例］
図３は本発明の第２実施例を説明する液晶表示装置の駆動システム例のブロック図であり、図１と図２で説明した照明装置を使用した液晶表示装置である。図中、破線枠で示したバックライト部１００が前記第１実施例で説明した照明装置である。この照明装置には、冷陰極蛍光ランプを光源とした光源部１０１、導光板１０２、複数の単位反射体１０３に分割した反射体部も含まれる。このバックライト部１００の各単位反射体１０３の接触と隔離を制御するのが点灯領域制御回路２０３である。なお、図３では、導光板１０２の対向する二つの側縁の沿って各々冷陰極蛍光ランプを光源とした光源部１０１を設けている。
【００３２】
また、これ以外に光源部１０１を点灯させるランプ点灯回路２０４、バックライト部１００の出光面上部に設置される液晶表示パネルで構成される液晶表示部２００、液晶表示部２００内の画像を書き換える横一行部分を選択するための前記した走査線駆動回路である走査回路２０１、選択された書き換え部分の液晶画素に画像データを書き込むための信号線駆動回路である液晶駆動回路２０２、画像出力源からの画像信号により上記回路を制御する表示コントローラ２０５によって、表示装置が構成されている．なお、走査回路２０１による液晶表示部２００の画像書き換え走査方向は、バックライト部１００の単位反射体１０３が並んでいる方向と同じである。
【００３３】
これまでも何度か述べているように、このような液晶表示装置において、動画像をぼやけ無くきれいに表示するためには、液晶表示装置の画像書き換え、つまり画像走査に同期して、１／４から１／２デューティ程度でバックライトを発光させる必要がある。本実施例では、液晶表示部２００の画像走査と同期させて、バックライト部１００の選択領域を制御し、１／４デューティ発光させている。この駆動シーケンスを図４に示す。
【００３４】
図４は図３で説明した液晶表示装置の動画表示における駆動シーケンスを説明するタイミング図である。この例では、走査線の数は７６８本（７６８行）、単位反射体の分割数ｍは、ｍ＝１６である。また、横軸が時間で、液晶表示部２００を上、中、下の３つの領域に分けて、走査回路２０１、液晶表示部２００、及び単位反射体１０３を動作させるタイミングを示している。まず、走査回路２０１は液晶表示部２００の画像を書き換えるために、表示装置を縦に置いたときの上部から走査線横一行の画素を順次選択する。つまり、横一行の画素が接続されている走査線１、走査線２、走査線３、・・走査線ｎ、・・走査線７６８を１本づつ順次走査する。この走査により画素の液晶が書き換えられ、液晶応答１、液晶応答２、・・・・液晶応答ｎ、液晶応答７６８に示したように、液晶の応答が開始される。
【００３５】
本実施例に使用した液晶は応答速度が約１２ｍ秒であるため、液晶表示部２００に表示される１画面の書き換え周期である１フレーム（通常６０Ｈｚ＝１６．６ｍ秒）の最後の１／４期間では、ほぼ応答は終わり、想定された透過率に到達していると考えられる。そこで、各液晶画素の書き換え周期の最後の１／４期間に合わせて、その画素の直下にある単位反射体１０３を選択して第１番目の単位反射体（図では反射体１）、第２番目の単位反射体（同反射体２）、第３番目の単位反射体（同反射体３）、・・・第ｎ番目の単位反射体（同反射体ｋ）、・・・第１６番目の単位反射体（同反射体１６）で示したように発光させれば、想定された画像を得ることができる。図中、単位反射体は単に反射体として表示してある。
【００３６】
ただし、本実施例の場合、走査線本数が７６８本であるのに対して、単位反射体１０３は１６分割であるため、単位反射体１０３の１単位あたり４８本の走査線、つまり４８行の画素に対応することになる。この場合、４８行の画素の中央部の画素の書き換え周期の最後の１／４期間にバックライトが点灯するように、単位反射体１０３の接触と隔離（発光と非発光）を制御している。
【００３７】
以上のことから、図４に示しているように、単位反射体１０３の制御も上から下への走査で、かつ１フレーム期間での繰り返しとなっており、走査線の走査周期と同期していることになる。
【００３８】
上記はバックライトを１／４のデューティで発光させることにより動画をきれいに表示するための駆動方式であるが、この駆動方式を静止画を表示しているときに用いた場合、画面にちらつき（フリッカ）が出て、画質低下する場合がある。これはバックライト部１００が人間の目に感知できる程度の周波数である６０Ｈｚで点滅しているからである。このため、本実施例では静止画を表示する場合の駆動方式を別に用意してある。
【００３９】
図５は図３で説明した液晶表示装置の静止画表示における駆動シーケンスを説明するタイミング図である。走査線の走査により液晶表示部２００の画像を書き換えるのは図４と同一であるが、第１・・ｎ・・第１６番目の単位反射体（図では、反射体１、・・ｎ・・１６と表示）の導光板への接触と隔離の周波数を図４の場合と比較して１桁以上大きくしてある。ただし、各単位反射体の接触と隔離を制御する順番や位相は図４と同じであり、表示装置を縦に置いたときの上部にある反射体１から下部にある反射体１６を順次走査して接触と隔離を行っている。このように周波数を１桁以上上げることにより、バックライト部１００の点滅を起因とするちらつきは人間の目に感知できなくなり、静止画表示におけるフリッカは発生しなくなる。
【００４０】
このように、本実施例では、上記の動画表示用駆動方式（動画モード）と静止画表示用駆動方式（静止画モード）を、図３に示した表示コントローラ２０５により、画像出力源からの画像信号を判断して自動的に切り替えてそれぞれの表示に最適な態様で駆動することができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施例によれば、前記第１実施例で説明した光利用効率の高い光選択集中型照明装置のを用いることで、動画表示でも静止画表示でも画質劣化のないきれいな表示をすることができる。なお、本実施例では、画像信号を判断して上記動画モードと静止画モードを切り替えていたが、画像出力源から上記モードの切り替え信号が供給され、この切り替え信号で表示モードを切換え、あるいは表示装置の使用者が明示的に切り替えられるスイッチを当該表示装置に設ける方法であってもよい。
【００４２】
［第３実施例］
図６は本発明の第３実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。本実施例は、以下の要件を除けば第１実施例と同じである。第１実施例と同じ部分の繰り返し説明は省略する。すなわち、本実施例における光源部１０１および導光板１０２の側縁の端面形状は図２と異なり、出光面に対して垂直である。また、光源部１０１が導光板１０２の出光面に対して傾いている点では図２に示したものと同じであるが、その角度Φ’  が異なっている。本実施例では導光板１０２の端面形状は、導光板１０２に入射した後の光軸Φ（式（２）より）に対して垂直になっていないため、当該端面で屈折が生じる。光源部１０１の傾きΦ’  は、この屈折を考慮したものであり、次の式が成り立つようになっている。
【００４３】
Ｓｉｎ  Φ’  ＝ｎＳｉｎ  Φ                                  ・・・・・（５）
ここで、ｎは導光板１０２の屈折率である。本実施例では、傾きΦは第１実施例と同じく約８°、屈折率ｎは導光板としてアクリルを用いているためｎ＝１．４９であることから、Φ’  ≒１２°となっている。
【００４４】
また、このように導光板１０２の側縁の端面が出光面や下面に対して垂直であり、屈折率が１．４９であると、当該端面から入射した光は出光面や下面では全反射角度以上の角度となるため、出射してこない。このことから、図２では存在した反射光学素子１０７は本実施例では不要である。
【００４５】
以上のように、本実施例では導光板１０２の側縁形状や光源部１０１の配置が第１実施例と比べて異なるが、第１実施例と同様に、導光板１０２に入射した光源部１０１からの光を単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ、選択集中的に出射させることができる。また、光源部１０１を導光板１０２の端面に対して角度を持たせ、選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、単位反射体１０３内の反射面１０４に角度を持たせてあるため、導光板１０２内の光は、主に出光面に対して垂直に出射するようになっていることから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は非常に高くなっており、光源部１０１の光源数を少なくすることが可能である。なお、第１実施例の光源装置に代えて本実施例の照明装置を用いて、第２実施例で説明したような動画も静止画もきれいに表示できる表示装置を構成することができる。
［第４実施例］
図７は本発明の第４実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。本実施例は以下の用件を除けば第１実施例と同じである。第１実施例と同じ部分の繰り返し説明は省略する。すなわち、本実施例における光源部１０１および導光板１０２側縁の端面形状は図２と同じように、導光板１０２の出光面に対して角度をもっている。しかし、その角度Φ’  は第１実施例と異なっている。また、光源部１０１が導光板１０２の出光面に対して傾斜していない点でも第１実施例と異なっている。
【００４６】
本実施例では、光源部１０１が導光板１０２の出光面に対して傾いていないため、光源部１０１から出射する光の光軸は導光板１０２の出光面と平行である。本実施例ではこの光軸を導光板１０２の端面の屈折により当該導光板への入射後の光軸を角度Φ（式（２）より）としている。このために必要な端部の角度Φ’  は、
（Φ’  ―Ａｒｃ  Ｓｉｎ（  （Ｓｉｎ  Φ’）／ｎ  ））＝Φ                        ・・・・・（６）
を満たすものである。ここで、ｎは導光体１０２の屈折率である。本実施例でも導光板１０２はアクリル板であるので、ｎ＝１．  ４９である。したがって、Φ’  ≒２４°となっている。
【００４７】
以上のように、本実施例では第１実施例と比べて導光板１０２の端部形状や光源部１０１の配置が異なるが、第１実施例と同様に、導光板１０２に入射した光源部１０１からの光を単位反射体１０３が接触している導光板１０２の選択領域からのみ、選択集中的に出射させることができる。また、光源部１０１に角度を持たせ、選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、単位反射体１０３内の反射面１０４に角度を持たせてあるため、導光板１０２内の光は、主に導光板１０２の出光面に対して垂直に出射するようになっている。このことから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は非常に高く、光源部１０１の光源数を少なくすることが可能である。なお、第１実施例の光源装置に代えて本実施例の照明装置を用いて、第２実施例で説明したような動画も静止画もきれいに表示できる表示装置を構成することができる。
［第５実施例］
図８は本発明の第５実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。本実施例は以下の用件を除けば第１実施例と同じである。第１実施例と同じ部分の繰り返し説明は省略する。すなわち、本実施例における光源部１０１および導光板１０２側縁の端面形状は図２と異なり、導光板１０２の出光面に対して垂直である。また、光源部１０１も導光板１０２の出光面に対して傾斜を有していない点で図２と異なっている。さらに、本実施例では光源部１０１と導光板１０２の間に屈折光学素子１０９が配置されている。この屈折光学素子１０９は光源部１０１から導光板１０２の出光面と平行に出射された光を屈折し、導光板１０２に入射した時点での光軸がΦ（式（２）より）となるように設計されている。
【００４８】
以上のように、本実施例では第１実施例と比べて導光板１０２の端面形状や光源部１０１の配置が異なり、また屈折光学素子１０９を用いているが、第１実施例と同様に導光体１０２に入射した光源部１０１からの光を単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ選択集中的に出射させることができる。また、光源部１０１に角度を持たせ、当該選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、単位反射体１０３内の反射面１０４に角度を持たせてあるため、導光板１０２内の光は主に導光板１０２の出光面に対して垂直に出射するようになっている。このことから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は非常に高く、光源部１０１の光源数を少なくすることが可能である。なお、第１実施例の光源装置の代わりに本実施例の照明装置を用いて、第２実施例に示した動画も静止画もきれいに表示できる表示装置を構成することができる。
［第６実施例］
図９は本発明の第６実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。本実施例は以下の用件を除けば第１実施例と同じである。第１実施例と同じ部分の繰り返し説明は省略する。図９は本実施例における導光板１０２側縁の端部周辺の構成例を示す。本実施例においては光源部１０１の光源として前記した各実施例における冷陰極蛍光ランプに代えてＬＥＤアレイを使用している。ＬＥＤアレイは現在のところ冷陰極蛍光ランプよりも効率が悪く、コストも高いが、光軸を中心とした出射光角度分布特性が冷陰極蛍光ランプを用いたものより良好で、色純度も高いなど利点も大きい。色純度が高いことは表示装置の画質をさらに向上でき、光分布特性が良好であることは選択した単位反射体１０３に到達する光の比率が大きくなるために、照明装置としての光利用効率をさらに高めることが可能である。
【００４９】
このように、本実施例では第１実施例と比べて使用する光源は異なるが、第１実施例と同様に導光板１０２に入射した光を、単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ、選択集中的に出射させることができる。また、導光板１０２の端面に対して光源部１１０に角度を持たせ、選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、単位反射体１０３内の反射面１０４に角度を持たせてあるため、導光板１０２内の光は、導光板１０２の主に出光面に対して垂直に出射するようになっている。このことから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は非常に高い。さらに、冷陰極蛍光ランプの代わりに光分布特性が良好なＬＥＤアレイを用いているために第１実施例よりさらに光利用効率を高めることが可能である。
【００５０】
なお、本実施例では導光板１０２の端面に対する光源部１１０の傾きや導光板１０２の当該端面形状を第１実施例と同じとして、導光板１０２内の光軸をΦとしたが、第３実施例のように光源部１１０のみを傾けてもよいし、導光板１０２の側縁の端面のみに角度を持たせてもよい。また、第５実施例で示したような屈折光学素子を光源部１１０と導光板１０２の間に介在させて光軸を変化させてもよいことは言うまでもない。またさらに、第１実施例の照明装置に代えて本実施例の照明装置を用いて第２実施例で説明したような表示装置を構成した場合、画像表示の色純度が高まるため、動画も静止画もさらにきれいな表示をすることができる。
［第７実施例］
図１０は本発明の第７実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。本実施例は以下の用件を除けば第１実施例と同じである。第１実施例と同じ部分の繰り返し説明は省略する。すなわち、第１実施例を説明する図２と異なるのは、単位反射体１０３内の反射面１０４が複数の山形で構成されているのではなく、１つの山形で構成されている点である。このように一つの山形で構成すると、複数の山形で構成されていた場合の山の頂上や谷底付近で発生する光の異常反射を低減することができる。山形の頂上や谷底付近では斜面部と異なり、反射面の角度が維持できず、平面になりやすい。このため、この付近での反射は設計想定外の方向への反射となり、光利用効率を低減する原因となる。本実施例ではこの山形を一つとすることにより、頂上部や谷底部の面積を低減して、照明装置全体としての光利用効率を向上している。
【００５１】
このように、本実施例では第１実施例と比べて単位反射体１０３内の反射面１０４を一山の構成としているが、第１実施例と同様に導光板１０２に入射した光を、単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ、選択集中的に出射させることができる点では変わりがなく。また、光源部１０１に角度を持たせ、選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、単位反射体１０３内の反射面１０４に角度を持たせてあるため、導光板１０２内の光は、主に導光板１０２の出光面に対して垂直に出射するようになっている。このことから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は非常に高くなっている。さらに、反射面１０４を一山形状としていることから反射面１０４での反射効率を高め、第１実施例よりさらに光利用効率を高めることが可能である。
【００５２】
なお、本実施例では光源部１０１の傾きや導光板１０２の側縁の端面形状を第１実施例と同じにして、導光板１０２内の光軸をΦとしたが、第３実施例のように光源部１０１のみを傾けてもよいし、導光板１０２の端縁部のみに角度を持たせてもよい。また、導光板１０２の端縁部と光源部１０１の間に第５実施例のような屈折光学素子を介在させて光軸を変化させるように構成することもできる。また、光源部として第６実施例と同じように、ＬＥＤアレイを用いてもよい。
さらに、本実施例の照明装置を第１実施例の照明装置に代えて表示装置を構成することにより、第２実施例で説明したような動画も静止画もきれいに表示できる表示装置を構成することも可能である。
［第８実施例］
図１１は本発明の第８実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。本実施例は以下の用件を除けば第１実施例と同じである。第１実施例と同じ部分の繰り返し説明は省略する。本実施例においては第１実施例における導光板１０２に入射した後の光軸の角度Φは式（２）の値に固定されていない。角度Φを決定する光源部１０１の傾きΦ’  が単位反射体１０３の接触と隔離の周期に同期して変化し、角度Φが下記の範囲の値をとるように制御される。
【００５３】
Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｋｍ／Ｌ）≧Φ≧  Ａｒｃ  ｔａｎ（  ｄｋｍ／Ｌ（２ｋｍ−１））      ・・・・・（７）
ここで、
ｄ：導光板の光出射面と垂直方向の厚さ
ｍ：反射体の分割数
ｋ：反射体が導光体に接触している比率（  デューティ数）
本実施例では第１実施例と同じく、ｍ＝１６、ｋ＝１／  ４、としているため、
Ａｒｃ  ｔａｎ（４ｄ／Ｌ）  ≧Φ≧Ａｒｃ  ｔａｎ（  ４ｄ／Ｌ（８−１））          ・・・・・（８）
であり、ｄ＝８ｍｍ、Ｌ＝２３０ＭＭから、約８°＞Φ＞１°となる。
【００５４】
このΦの最大の値は、導光板１０２の厚さ中央に入射した光が光源部１０１から単位反射体１０３の４個分の距離の中央、つまり２個分の単位反射体１０３の位置に到達する角度であり、最小の値はサイドライト遠端側から反射体４個分距離の中央、つまり遠端側から２個分の位置に到達する角度である。選択された４個の単位反射体１０３が光源部１０１側の手前にある場合は上記Φは最大値をとるように光源部１０１の傾きΦ’  が制御されて、それら選択された反射体に直接光があたるように光軸を設定し、選択された４つの単位反射体１０３が光源部１０１から最遠方にある場合は、上記Φは最小値をとるように光源部１０１の傾きΦ’  が制御されて、それらの選択された反射体に直接光があたるように光軸を設定する。
【００５５】
選択された４つの単位反射体１０３が中間の場所にあってもそれらの中央に光軸をあわせるように光源部１０１の傾きΦ’  が制御される。また、４つの単位反射体がサイドライトの遠方と近傍の２つに別れている場合は数が多いほうに、もしくは、光源部１０１の傾きΦ’  を元に戻す時間として費やされる。なお、本実施例では導光板１０２を挟む形でもう一つの光源部を設置して導光板１０２の両側縁のそれぞれから光を入射するように構成しているが図示していない。これらの２つの光源部はお互いに別の傾きΦ’  を持ち、単位反射体１０３の選択に伴いその傾きΦ’  を制御している。
【００５６】
このように光源部１０１の傾きΦ’  を変えることにより、光源部１０１から出射した光が選択された単位反射体１０３に入射する比率が向上するために第１実施例より光利用効率をさらに向上させることができる。また、本実施例では単位反射体１０３内の反射面１０４が第７実施例のように一山形である。さらに、その山形の斜面が一つ一つの単位反射体ごとに異なっている。各単位反射体内の反射面１０４が導光板１０２の光出射面となす角度θは、
光源部近端部の単位反射体１０３の当該光源部側の面では、
θ＝（９０−Φ）／２，Φ＝  Ａｒｃ  ｔａｎ（ｄｍ／Ｌ）        ・・・・・（９）
光源部から遠端部の単位反射体の当該光源部側の面では、
θ＝（９０−Φ）／  ２        Φ＝  Ａｒｃ  ｔａｎ（  ｄｍ／Ｌ（２ｍ−１））    ・・（１０）
となっており、その間は緩やかに変化するようになっている。
【００５７】
この角度θは、導光板１０２の厚さ中央から入射して、各位置にある単位反射体１０３に進入してきた光を反射し、導光板１０２の出光面から垂直に出射するための角度となっている。なお、本実施例では前にも述べたように導光板１０２を挟む形で光源部１０１を２つ設置してあるため、単位反射体１０３内の反射面１０４は、一山形状でそれぞれの光源部１０１に向いた面が異なる角度をもっている。
【００５８】
以上のように、本実施例では第１実施例と比べて、光源部１０１の導光板１０２の側縁の端面に対する傾きを固定化せずに、単位反射体１０３の選択に合わせて制御しており、反射面１０４の形状も一山形状で、その角度も各単位反射体毎に調整しているが、第１実施例と同様に導光板１０２に入射した光を、単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ、選択集中的に導光板１０２の出光面から出射させることができる点では変わりがない。また、光源部１０１を制御して、導光板に入射した光を選択している単位反射体１０３に直接到達させ、反射面１０４も各単位反射体毎に調整されているため、光利用効率は第１実施例よりさらに高くなっている。
【００５９】
なお、本実施例では導光板１０２の側縁の端部形状は第１実施例と同じとしたが、第３実施例のように導光板１０２の側縁の端部形状は出光面に対して垂直で、光源部１０１の傾きを制御するようにしてもよいし、光源部１０１と導光板１０２の間に屈折光学素子を介在させ、その傾きを制御することにより光軸を変化させてもよいことは言うまでもない。また、光源部として第６実施例と同じようなＬＥＤアレイを用いたものとしてもよい。
［第９実施例］
図１２は本発明の第９実施例を説明する液晶表示装置の駆動システム例のブロック図であり、図８で説明した照明装置を使用した液晶表示装置である。なお、本実施例は、以下の用件を除けば第２実施例２と同じである。すなわち、本実施例の表示装置はバックライト部１００として図１１で説明した第８実施例の冷陰極蛍光ランプを備えた照明装置を用いている。この照明装置では、第８実施例で説明したように、光源部１０１の傾きを、単位反射体１０３の選択に合わせて制御するようにしている。このため、本実施例では第２実施例のランプ点灯回路２０４の代わりにランプ点灯・傾き制御回路２０６を備え、このランプ点灯・傾き制御回路２０６で光源部の点灯と導光板１０２の側縁の端面に対する傾きを制御している。
【００６０】
なお、本実施例においても、単位反射体１０３の選択は第２実施例と同様に、液晶表示部２００の画像書き換え走査に同期しているため、光源部１０１の傾きも液晶表示部２００の画像書き換え走査に同期して制御する必要がある。これについては表示コントローラ２０５が画像走査と同期させてランプ点灯・傾き制御回路に制御信号を送ることにより制御している。以上により、本実施例においては、第８実施例に記載の照明装置をバックライトとして使用し、液晶表示部の書き換え周期に同期して単位反射体１０３と光源部１０１を制御しているため、第２実施例よりさらに光利用効率が高く、動画表示がきれいな表示装置を提供することができる。
［第１０実施例］
図１３は本発明の第１０実施例を模式的に説明する照明装置の全体断面図である。本実施例は以下の用件を除けば第１実施例と同じである。すなわち、本実施例においては単位反射体１０３を導光板１０２に対して接触と隔離をさせるメカニズムとして、突起１１２をつけた無端ベルト１１１を単位反射体１０３の裏面でロータ１１３を用いて回転させる方式を採用している。本実施例では第１実施例と同じく、反射体部の分割数は１６であり、点灯デューティは１／４としているため、単位反射体１０３と同じ周期で配列されている突起１１２の数は４としてある。なお、この突起付き無端ベルト１１１の回転は、外部から制御可能であり、実際に表示装置に組み込んだ場合、液晶表示部の画面書き換え走査と同期して６０Ｈｚで回転する。
【００６１】
以上のように、本実施例では第１実施例と比べて単位反射体１０３の接触と隔離を突起付き無端ベルト１１１の回転で行う構成としているが、第１実施例と同様に導光板１０２に入射した光を、単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ、選択集中的に出射させることができる点では変わりがない。また、光源部１０１に角度を持たせ、選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、単位反射体１０３内の反射面１０４に角度を持たせてあるため、導光体１０２内の光は、主に導光板の出光面に対して垂直に出射するようになっていることから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は第１実施例と同じく非常に高くなっている。
【００６２】
なお、本実施例では導光板１０２に対する光源部１０１の傾きや導光板１０２の側縁の端面形状を第１実施例と同じとして、導光板１０２内の光軸をΦとしたが、第３実施例のように光源部１０１のみを傾けてもよいし、導光板１０２の端面のみが角度を持っていてもよい、また、導光板１０２と光源部１０１の間に屈折光学素子を設置して光軸を変化させてもよいことは言うまでもない。また、光源部として第６実施例と同じようにＬＥＤアレイを用いてもかまわないし、第７実施例のように反射面１０４を一山形状としてもかまわない。さらに、第８実施例のように光源部１０１の傾きを制御可能として、さらに光利用効率を向上させることも可能である。そして、本実施例の照明装置を用いて、第２実施例や第８実施例のような、動画も静止画もきれいに表示できる表示装置を構成することができる。
【００６３】
［第１１実施例］
図１４は本発明の第１１実施例を模式的に説明する照明装置の全体断面図である。本実施例は以下の用件を除けば第１実施例と同じである。すなわち、本実施例においては、単位反射体１０３を導光板１０２に対して接触と隔離をさせるメカニズムとして、１対の形状記憶合金から構成された形状記憶合金アクチュエータ１１４を用いている。この形状記憶合金アクチュエータ１１４は、熱を印加することであらかじめ記憶されている形状に戻るばね状の合金を１対使用している。すなわち、１つの合金は熱を印加すると反射体１０３を接触方向へ動かし、もう１つの合金は熱を印加すると反射体１０３を隔離方向へ動かす。合金への熱の印加は当該合金を電気抵抗体と見立て、これに電流を流すことで制御する。各単位反射体１０３の裏面にそれぞれ１対づつの形状記憶合金アクチュエータ１１４を配置し、それぞれの合金に電流を流すことにより単位反射体１０３の導光板１０２への接触と隔離が制御される。
【００６４】
以上のように、本実施例では第１実施例と比べて単位反射体１０３の導光板１０２への接触と隔離を形状記憶合金アクチュエータ１１４を用いているが、第１実施例と同様に、導光板１０２に入射した光を単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ選択集中的に出射させることができる点では変わりがなく。また、光源部１０１に角度を持たせ、選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、単位反射体１０３内の反射面１０４に角度を持たせてあるため、導光板１０２内の光は、主に導光板１０２の出光面に対して垂直に出射するようになっていることから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は第１実施例と同じく非常に高くなっている。
【００６５】
なお、本実施例では光源部１０１の導光板１０２に対する傾きや導光板１０２の側縁の端面形状を第１実施例と同じとして、導光板１０２内の光軸をΦとしたが、第３実施例のように光源部１０１のみを傾けてもよいし、導光板１０２の端面のみに角度を持たせてもよい。また、導光板１０２との間に図８に示したような屈折光学素子を設置し、この屈折光学素子により光軸を変化させてもよいことは言うまでもない。
【００６６】
また、光源部１０１に第６実施例と同じようにＬＥＤアレイを用いてもかまわないし、第７実施例のように反射面１０４を一山形状としてもかまわない。さらに、第８実施例のように導光板１０２の端面に対する光源部１０１の傾きを制御して、さらに光利用効率を向上させることも可能である。なお、本実施例の照明装置を用いて、第２実施例や第８実施例と同様の、動画も静止画もきれいに表示できる表示装置を構成することができる。
【００６７】
［第１２実施例］
図１５は本発明の第１２実施例を模式的に説明する照明装置の全体断面図である。本実施例は以下の用件を除けば第１実施例と同じである。すなわち、本実施例においては、単位反射体１０３を導光板１０２に接触させ、隔離させるメカニズムとして、各単位反射体１０３の裏面に、当該単位反射体１０３ごとに異なる角度で固定され、軸が偏っている回転子１１５を配置してある。回転子１１５の軸は光源部１０１も長手方向と平行であり、全ての回転子１１５の軸は同じ回転をするように、導光板１０２の端部で接続されている。回転子１１５は軸の回転に従って回転し、その長さが長い部分が単位反射体１０３側に位置したときは、単位反射体１０３を導光板１０２方向に押し上げて、単位反射体１０３を導光板１０２に接触させる。回転子１１５の長い部分が単位反射体１０３から離れると、単位反射体１０３の導光体端部側のバネにより、単位反射体１０３は導光板１０２から隔離する。同時に、導光体１０２に接触する単位反射体１０３の数は回転子１１５の長さが長い部分をどれだけの角度とするかにより設定可能である。
【００６８】
以上のように、本実施例では第１実施例と比べて導光板１０２に対する単位反射体１０３の接触と隔離のメカニズムを、偏った軸を持つ回転子１１５による回転運動を接触と隔離の直進運動に変換しているが、第１実施例と同様に導光板１０２に入射した光を、単位反射体１０３が接触している選択領域からのみ、選択集中的に出射させることができる点ではかわりがなく。また、光源部１０１に角度を持たせ、選択領域に必ず光が到達するようにしてあり、かつ、各単位反射体１０３内の反射面１０４の角度を持たせてあるため、導光板１０２内の光は、主に導光板１０２の出射面に対して垂直に出射することから、入射光に対する出射光の割合、いわゆる光利用効率は実施例１と同じく非常に高くなっている。
【００６９】
なお、本実施例では光源部１０１の傾きや導光板１０２の側縁の端面形状を第１実施例と同じとして、導光板１０２内の光軸をΦとしたが、第３実施例のように光源部１０１のみ傾けてもよいし、導光板１０２の端面のみに角度を持たせてもよい。また、導光板１０２との間に屈折光学素子を設置し、この屈折光学素子により光軸を変化させてもよいことは言うまでもない。
【００７０】
また、光源部１０１として第６実施例と同じようにＬＥＤアレイを用いてもかまわないし、第７実施例のように反射面１０４を一山形状としてもかまわない。さらに、第８実施例のように光源部１０１の導光板１０２の端面に対する傾きを制御可能として、さらに光利用効率を向上させることも可能である。なお、本実施例の照明装置を用いて、第２実施例や第８実施例で説明したような、動画も静止画もきれいに表示できる表示装置を構成することができる。
【００７１】
図１６は本発明による表示装置の全体構成例を説明する展開斜視図である。この表示装置は、液晶表示パネルで構成した表示部２００の下側に光源部１０１、導光板１０２、および反射体部や導光板１０２への接触と隔離のメカニズムで構成されたバックライト１００が拡散板１０６を介して積層されている。なお、拡散板１０６と表示部２００の間にはプリズムシートた他の拡散シート等の光学部材が積層される場合があるが、図示は省略してある。表示部２００を構成する液晶表示パネルの周辺には走査回路の半導体チップ２０１、液晶駆動回路の半導体チップ２０２が搭載されている。また、走査回路の半導体チップ２０１と液晶駆動回路の半導体チップ２０２にはフレキシブルプリント基板３０１、３０２が接続されている。これらの構成材は上フレーム３００と下フレーム３０３で一体的に挟持固定されている。
【００７２】
図１７は本発明による表示装置を実装した電子機器の一例である液晶カラーテレビの外観図である。表示部２００には図１６で説明した液晶表示装置が実装されている。この他、本発明の表示装置は、ノートパソコン、各種モニター等、幅広い用途に適応している。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の照明装置によれば、光源部からの入射光を表示部の一部分のみに選択集中させることができるため、光の利用効率を向上させることが可能であるため、同じ輝度を出力するために必要な光源数を少なくすることができる。また、この照明装置を用いることで、ホールド型の表示装置における動画ぼやけを低減することが可能となり、高品質の画像が得られる表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。
【図２】図１の破線枠で囲んだ光源部近傍の拡大図である。
【図３】本発明の第２実施例を説明する液晶表示装置の駆動システム例のブロック図である。
【図４】図３で説明した液晶表示装置の動画表示における駆動シーケンスを説明するタイミング図である。
【図５】図３で説明した液晶表示装置の静止画表示における駆動シーケンスを説明するタイミング図である。
【図６】本発明の第３実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。
【図７】本発明の第４実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。
【図８】本発明の第５実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。
【図９】本発明の第６実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。
【図１０】本発明の第７実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。
【図１１】本発明の第８実施例を模式的に説明する照明装置の要部断面図である。
【図１２】本発明の第９実施例を説明する液晶表示装置の駆動システム例のブロック図である。
【図１３】本発明の第１０実施例を模式的に説明する照明装置の全体断面図である。
【図１４】本発明の第１１実施例を模式的に説明する照明装置の全体断面図である。
【図１５】本発明の第１２実施例を模式的に説明する照明装置の全体断面図である。
【図１６】本発明による表示装置の全体構成例を説明する展開斜視図である。
【図１７】本発明による表示装置を実装した電子機器の一例である液晶カラーテレビの外観図である。
【符号の説明】
１００・・・バックライト部、１０１・・・冷陰極蛍光ランプを光源とした光源部、１０２・・・導光板、１０３・・・単位反射体、１０４・・・反射面、１０５・・・電磁アクチュエータ、１０６・・・拡散板、１０７・・・反射光学素子、１０８・・・マッチングオイル、１０９・・・屈折光学素子、１１０・・・ＬＥＤアレイを光源とした光源部、１１１・・・無端ベルト、１１２・・・突起、１１３・・・ロータ、１１４・・・形状記憶合金アクチュエータ、１１５・・・回転子、１１７・・・・透明体、２００・・・液晶表示部、２０１・・・走査回路、２０２・・・液晶駆動回路、２０３・・・点灯領域制御回路、２０４・・・ランプ点灯回路、２０５・・・表示コントローラ、２０６・・・ランプ点灯・傾き制御回路。
【図１】
2004152515.tif 000003
【図２】
2004152515.tif 000004
【図３】
2004152515.tif 000005
【図４】
2004152515.tif 000006
【図５】
2004152515.tif 000007
【図６】
2004152515.tif 000008
【図７】
2004152515.tif 000009
【図８】
2004152515.tif 000010
【図９】
2004152515.tif 000011
【図１０】
2004152515.tif 000012
【図１１】
2004152515.tif 000013
【図１２】
2004152515.tif 000014
【図１３】
2004152515.tif 000015
【図１４】
2004152515.tif 000016
【図１５】
2004152515.tif 000017
【図１６】
2004152515.tif 000018
【図１７】
2004152515.tif 000019