(57)【要約】【課題】共通のレーザ光源からの光を任意の分光比で分岐させ、液晶表示装置やプロジェクション装置などに同時利用が可能である光源装置と、それを備えた液晶表示装置およびプロジェクション装置を提供する。【解決手段】光源装置において、レーザ光を出射する光源部と、光源部から出射した光を２方向へ分岐する分岐部とを有し、分岐部は、光源部から出射した光の偏光状態を変更して出射する偏光状態変更手段と、偏光状態変更手段から出射した光をＳ偏光とＰ偏光にそれぞれ分岐する分岐手段とを有を有し、偏光状態変更手段は、複屈折性と旋光性のうち、少なくとも一方を電気的に制御する構成を採る。【選択図】図１
2009294422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源部と、
前記光源部から出射した光を２方向へ分岐する分岐部と、を備え、
前記分岐部は、
前記光源部から出射した光の偏光状態を変更して出射する偏光状態変更手段と、
前記偏光状態変更手段から出射した光をＳ偏光とＰ偏光にそれぞれ分岐する分岐手段と、を有し、
前記偏光状態変更手段は、
複屈折性と旋光性のうち、少なくとも一方を電気的に制御して偏光状態を変更する、
光源装置。
【請求項２】
前記光源部から出射した光の一部を導光する第１導光手段と、
前記第１導光手段で導光された光の光量検出を行う駆動光量検出センサと、
前記駆動光量検出センサの検出結果に基づいて前記光源部から出射する光の強度を制御する駆動制御部と、を有する、
請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記分岐部から出射した一方の分岐光の一部を導光する第２導光手段と、
前記第２導光手段で導光された光の光量検出を行う分岐光量検出センサと、
前記分岐光量検出センサの検出結果に基づいて前記分岐部における分光比を制御する偏光制御部と、を有する、
請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
前記偏光状態変更手段は、
液晶パネルである、
請求項１記載の光源装置。
【請求項５】
前記液晶パネルは、
ガラス基板と、透明電極と、配向膜と、液晶層と、からなる、
請求項４記載の光源装置。
【請求項６】
前記液晶パネルは、
単一の画素からなる、
請求項５記載の光源装置。
【請求項７】
前記液晶パネルは、
偏光回転角が０度から９０度までの間で多値の偏光状態変更を行い、入射光の照射する範囲又は前記液晶パネルの光入射面全範囲で、同じ偏光状態変更を行う、
請求項５記載の光源装置。
【請求項８】
前記液晶パネルは、
偏光回転角が０度又は９０度の２値の偏光状態変更を行い、入射光の照射する範囲又は前記液晶パネルの光入射面全範囲で、前記２値の偏光状態変更を行う画素数の比率を変更することによって分光比を制御する、
請求項５記載の光源装置。
【請求項９】
前記液晶パネルは、
前記２値の偏光状態変更を行う画素の位置を、時間的に変更して入れ替える、
請求項８記載の光源装置。
【請求項１０】
前記分岐手段は、
偏光ビームスプリッタである、
請求項１記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第１又は第２導光手段は、
光軸に対して傾けたガラス板である、
請求項２又は３記載の光源装置。
【請求項１２】
前記第１又は第２導光手段は、
ビームスプリッタである、
請求項２又は３記載の光源装置。
【請求項１３】
前記第１又は第２導光手段は、
光軸周りに回転させた偏光ビームスプリッタである、
請求項２又は３記載の光源装置。
【請求項１４】
バックライト装置により背面から光を照射される液晶表示装置であって、
請求項１乃至１３いずれか記載の光源装置を備え、
前記光源装置の少なくとも一方の分岐光が前記バックライト装置に入射する、
液晶表示装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１３いずれか記載の光源装置を備え、
前記光源装置の少なくとも一方の分岐光を入射する、
プロジェクション装置。
【請求項１６】
プロジェクション装置をさらに備え、
前記光源装置の他方の分岐光が前記プロジェクション装置に入射する、
請求項１４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、光を２分岐する光源装置、それを備えた液晶表示装置およびプロジェクション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体レーザ光源の小型化が進み、それら光源を用いた小型プロジェクション装置の開発が進んでいる。また、小型プロジェクション装置をモバイル表示機器に搭載する試みがなされている。一方でモバイル表示機器は、小型プロジェクション装置の光源である半導体レーザ光源とは異なる光源を用いている。
【０００３】
表示装置のうち、液晶表示装置は自発光型の表示装置ではない。そのため、液晶表示素子の他に、面状の光源装置（以下、「面光源装置」という）を備える必要がある。面光源装置には、色再現領域の広域化、高効率化、および薄型化が求められる。そこで、レーザ光源を用いた面光源装置が注目されている。
【０００４】
従って、プロジェクション装置が付随するモバイル表示機器において、レーザ光源をプロジェクション装置と液晶表示装置とで共有化することができれば、広色域、薄型であるプロジェクション装置付液晶表示装置が実現可能である。
【０００５】
一つの光源部からの光を、別の二箇所に導光し、そのどちらを照明するかを選択可能である照明装置は、例えば特許文献１および特許文献２に記載されている。図８は、特許文献１に記載された両面照明装置の構成を示す斜視図である。図８に示す両面照明装置１０００は、板状の光源１００１を備えている。また、光源１００１の両側には、光を透過または遮断可能なシャッター機能を備えた一対の液晶層１００２と、光源１００１から出た光を反射させる反射部および光源１００１から出た光を透過させる透過部を備えた反射機能板１００３とを備えている。反射機能板１００３を主面の法線方向から見たときには、いずれか一方の反射機能板の反射部と、他方の反射機能板の透過部は、重なるように配置されている。両側の液晶層１００２は、一方の反射機能板の透過部に重なる部分を透過可能にするとともに他方の透過部に重なる部分を遮断し、また、他方の透過部に重なる部分を透過可能にするとともに一方の透過部に重なる部分を遮断することを切り替える切替機能を備えていることを特徴としている。この様に、両面照明装置１０００は、二つの面を片方ずつ照明させることができる。
【０００６】
図９は、特許文献２に記載された照明機能付液晶表示装置の構成を示す平面図である。図９に示す照明機能付液晶表示装置は、保持部材２０００と、保持部材２０００上に配置された光源２００１と、光源２００１からの光を導光し、面状に出射する導光板２００２と、導光板２００２の出射面側に配置され、導光板２００２からの面状出射光を透過する液晶表示装置２００３から構成される。また、光源２００１が保持された保持部材２０００を手動にて機械的に回転させ、液晶表示装置２００３と隣り合って配置される光源窓２００４から、光源２００１からの光を取り出すことが可能であることを特徴としている。この様に、特許文献２の照明機能付液晶表示装置は、液晶表示装置のバックライト、および、照明用光源として光源の照射先を選択することができる。
【特許文献１】特開２００４−１７０７５２号公報
【特許文献２】特開２００５−２４１８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
点光源であるレーザを光源として用いた小型プロジェクション装置等を低消費電力で実現するためには、まず、面状に光を加工せず、点光源のままプロジェクション装置まで導光する。そして、２次元ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Sｙstems）スキャナなどのＭＥＭＳ素子を用いて、投射することが必要である。従って、面状化手段が必要である特許文献１に記載の両面照明装置は不適である。加えて、面状に配置したＭＥＭＳミラーに対し、面状に光を照射し、各ＭＥＭＳミラーの傾きを操作して映像を投射する場合においても、不具合を生ずる。これは、一般的にＭＥＭＳミラーに対して必要な面状照射範囲が、一般的な液晶表示装置に対して極めて小さいためである。よって、照射範囲が同じ大きさとなる特許文献１に記載の両面照明装置は不適である。加えて、特許文献１に記載の両面照明装置は、各照射面からの照射光の偏向が不便であり、照射方向が制限される。照射範囲と同等の大きさの反射ミラーなどを用いる必要があり、装置の大型化を招くためである。この点からも特許文献１に記載の両面照明装置は不適である。
【０００８】
また、色ムラや再現性、そして信頼性の観点から、機械的な手段で光路を切り替えるのは好ましくない。光軸のずれや、摺動部の磨耗のためである。従って、摺動部を有する特許文献２に記載の両面照明装置は不適である。
【０００９】
さらには、例えば液晶表示装置とプロジェクション装置とを同時利用する際、光路切り替え式である特許文献１および特許文献２に記載の装置では実現が困難である。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、共通のレーザ光源からの光を任意の分光比で分岐させ、液晶表示装置やプロジェクション装置などに同時利用が可能である光源装置と、それを備えた液晶表示装置およびプロジェクション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】
【００１１】
本発明の光源装置は、レーザ光を出射する光源部と、前記光源部から出射した光を２方向へ分岐する分岐部と、を有し、前記分岐部は、前記光源部から出射した光の偏光状態を変更して出射する偏光状態変更手段と、前記偏光状態変更手段から出射した光をＳ偏光とＰ偏光にそれぞれ分岐する分岐手段とを有し、前記偏光状態変更手段は、複屈折性と旋光性のうち、少なくとも一方を電気的に制御する、構成を採る。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置は、バックライト装置により背面から光を照射される液晶表示装置であって、本発明の光源装置を備え、前記光源装置の少なくとも一方の分岐光が前記バックライト装置に入射する構成を採る。
【００１３】
また、本発明のプロジェクション装置は、本発明の光源装置を備え、前記光源装置の少なくとも一方の分岐光を入射する構成を採る。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光源装置によれば、共通のレーザ光源からの光を任意の分光比で分岐させ、液晶表示装置やプロジェクション装置などに同時利用が可能である光源装置を実現することができる。また、その光源装置を備えた液晶表示装置およびプロジェクション装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図において、同一部分には同一符号を付し、これについての説明は繰り返さない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光源装置１０１およびそれを備えたプロジェクション装置付液晶表示装置１００の構成を示すブロック図である。図１において、プロジェクション装置付液晶表示装置１００は、光源装置１０１と、バックライト装置１０２と、液晶表示装置１０３と、プロジェクション装置１０４とを備えている。プロジェクション装置付液晶表示装置１００は、プロジェクション装置１０４と、液晶表示装置１０３を照射するバックライト装置１０２とに、共通の光源として光源装置１０１を用いている。
【００１７】
光源装置１０１は、光源部１０５と、分岐部１０６と、偏光制御部１０７と、駆動光量検出センサ１０８と、駆動制御部１０９から構成される。
【００１８】
光源部１０５は、複数の半導体レーザからなる。光源部１０５は、駆動制御部１０９により駆動されて光を出射する。また、光源部１０５の出射光は、単一の偏光成分のみ持つようにして出射される。光源部１０５から出射されたレーザ光は分岐部１０６に入射する。分岐部１０６に入射されたレーザ光は、その一部が取り出されて駆動光量検出センサ１０８により検出される。駆動光量検出センサ１０８の検出結果は、駆動制御部１０９にフィードバックされる。このことによって、光源部１０５の出射光の強度は所望の強度に保たれるように制御される。
【００１９】
一方で、分岐部１０６に入射されたレーザ光の内、駆動光量検出センサ１０８により検出される以外の光は、分岐部１０６において偏光制御部１０７の信号に基づいて、その偏光状態が変更される。これにより分岐部１０６への入射時の偏光成分以外にも、偏光成分を持つことになる。そして、分岐部１０６に入射されたレーザ光の内、駆動光量検出センサ１０８により検出される以外の光は、分岐部１０６内において偏光成分ごとに分離されて出射される。分離して出射された各分岐光は、それぞれバックライト装置１０２と、プロジェクション装置１０４に入射する。
【００２０】
プロジェクション装置１０４に入射した分岐光は、２次元ＭＥＭＳスキャナや、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などのＭＥＭＳ素子を用いた光学系を介して投射される。あるいは、透過型もしくは反射型液晶パネルを用いた光学系を介して投射してもよい。
【００２１】
バックライト装置１０２に入射した分岐光は、各種光学系により面状化された後に出射される。バックライト装置１０２から出射した光は、液晶表示装置１０３に入射する。バックライト装置１０２は内部にフォト・ダイオードなどの光センサを備えている。光センサは、バックライト装置１０２に入射した光の一部を受光し、その光強度を偏光制御部１０７にフィードバックする。
【００２２】
偏光制御部１０７は、所望の強度に保たれる光源部１０５の出射光強度と、フィードバックされた分岐光強度を比較する。そして偏光制御部１０７は、２つの分岐光が所望の分光比となるような偏光を行うように、分岐部１０６に信号を送る構成となっている。
【００２３】
図２は、図１に示す分岐部１０６の構成を示した平面図である。図２において、分岐部１０６は、ガラス板１１０と、液晶パネル１１１と、偏光ビームスプリッタ１１２から構成される。
【００２４】
ここで、光源部１０５から出射したレーザ光が伝搬する方向をｚ軸の正の方向とし、紙面上下方向のうち上向きをｙ軸の正の方向とし、紙面法線方向のうち紙面奥向きをｘ軸の正の方向とする。
【００２５】
ガラス板１１０は、光源部１０５から出射するレーザ光１１３ａの光路上に配置される。ガラス板１１０は、レーザ光１１３ａの一部がレーザ光１１３ｃとして取り出せるように、適宜ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸周りに回転させて配置される。レーザ光１１３ｃが取り出される方向については、特に限定されない。ガラス板１１０は、第１導光手段の１例である。第１導光手段としては、他にアクリル板などを用いても良い。また、ビームスプリッタやｚ軸周りに回転させて配置した偏光ビームスプリッタを使うこともできる。分光比の規定されたビームスプリッタ（無偏光ビームスプリッタを含む）を用いることで、分光の調整が容易となる。また、プレート型ではなく、キューブ型のものを使用することでアライメントを容易にすることができる。偏光ビームスプリッタを用いる場合には、偏光ビームスプリッタ１１２と部品をそろえることで、部品の種類を減らすことができる。取り出されたレーザ光１１３ｃは駆動光量検出センサ１０８に入射する。
【００２６】
液晶パネル１１１は、ガラス板１１０を透過したレーザ光１１３ｂをｙ軸方向の直線偏光とすると、液晶パネル１１１がＴＮ型の場合、例えば、レーザ光１１３ｂが入射する側の液晶分子の配向方向がｙ軸と平行になるように配置される。しかし、この配置に限定されるわけではなく、所望の動作が得られるように適宜調整することができる。液晶パネル１１１は、偏光制御部１０７からの信号によって電圧が印加される。印加された電圧に応じて液晶パネル１１１の液晶分子の状態が変化し、内部の複屈折性と旋光性の少なくとも一つが変化する。これにより内部を透過する光は偏光状態の変化を受ける。結果として液晶パネル１１１は、その電圧に応じて出射するレーザ光１１３ｄの偏光方向を回転させる。具体的には、レーザ光１１３ｄは、ｙ軸方向の偏光成分とｘ軸方向の偏光成分を持つことになる。
【００２７】
偏光ビームスプリッタ１１２は、例えば、ｙ軸方向の偏光成分を透過させ、ｘ軸方向の偏光成分をｙ軸の正の方向に反射させる様に配置される。レーザ光１１３ｄが偏光ビームスプリッタ１１２に入射すると、ｙ軸方向の偏光成分はレーザ光１１３ｅとして、ｘ軸方向の偏光成分はレーザ光１１３ｆとして出射する。そして、例えばレーザ光１１３ｅはバックライト装置１０２に、レーザ光１１３ｆはプロジェクション装置１０４にそれぞれ入射する。
【００２８】
ここで、本実施の形態における液晶パネル１１１の具体的な構成について説明する。まず、図１０に示すのが一般的なＴＮ型カラー液晶パネル３０００の構成である。
【００２９】
カラー液晶パネル３０００は、図１０中の矢印の向きに光が入出射する。入射面側から、図１０中のｙ軸方向に主軸を持つ偏光板３００１ａと、ガラス基板３００２ａと、透明電極３００３ａと、ｙ軸方向の溝を持つ配向膜３００４ａと、液晶層３００５と、ｘ軸方向の溝を持つ配向膜３００４ｂと、透明電極３００３ｂと、カラーフィルタ３００６と、ガラス基板３００２ｂと、ｘ軸方向に主軸を持つ偏光板３００１ｂとを有する。
【００３０】
透明電極３００３ａおよび３００３ｂは、画素ごとに電圧を可変して印加できる構成となっている。これにより、各画素エリアを透過する光の偏光状態をサブピクセル単位で変更することができる。また、カラー液晶パネル３０００は、画素毎に分割されている。そのため、ブラックマトリックスなどの分割部分の影響で実質的には開口率が１００％未満となる。
【００３１】
本実施の形態においては、透明電極への印加電圧に応じて出射光の偏光状態を変更する偏光方向変更手段として液晶パネルを用いる。従って、カラー液晶パネル３０００のようにカラーフィルタ３００６や出射側の偏光板３００１ｂは不要である。また、本実施の形態においては、液晶パネルに入射させるのは偏光方向が単一のレーザ光源であるから、入射側の偏光板３００１ａも取り除くことができる。従って、図３に示す液晶パネル１１１の様に構成できる。
【００３２】
液晶パネル１１１は、対向する１対のガラス基板１１５ａと１１５ｂと、その内側に対向して配置された１対の透明電極１１６ａと１１６ｂと、その内側にお互いの溝方向が直交するように配置された１対の配向膜１１７ａと１１７ｂと、その内側の液晶層１１８aとからなる。
【００３３】
図３において、例えばｙ軸方向の直交偏光の偏光方向を変更させる場合、配向膜１１７ａの溝方向がｙ軸方向となるように配置する。そうすると、透明電極１１６ａと１１６ｂに印加する電圧の大小に応じて、液晶層１１８ａ内で向きを変える液晶分子に応じて、レーザ光１１３ｂの偏光方向を回転させることができる。偏光の回転角は最大９０度である。即ち、Ｐ偏光をＳ偏光に、Ｓ偏光をＰ偏光に、また、Ｐ偏光をＰ偏光とＳ偏光の両成分を持つように、Ｓ偏光をＰ偏光とＳ偏光の両成分を持つようにすることができる。よって、レーザ光１１３ｂは、液晶パネル１１１を透過時に液晶パネル１１１への印加電圧に応じて、偏光状態が変更されることになる。
【００３４】
このような構成の液晶パネル１１１は、例えばカラー液晶パネル３０００をそのまま利用する場合と比較して、約４．７倍もその透過率を高くすることができる（偏光板３００１ａおよび３００１ｂの透過率を８０％とし、光源部１０５から出射されるレーザ光を白色レーザ光とし、カラーフィルタ３００６でその光量が１／３に減衰するとした場合）。加えて、基本的に画素分割を行う必要がないため、透明電極に対してブラックマトリックスなどを形成する必要が無い。従って、液晶パネル１１１はその透過率を非常に高くすることが可能である。よって光源部１０５の消費電力削減に繋がる。これは、特にモバイル用途のプロジェクション装置付液晶表示装置を実現する上で重要である。
【００３５】
なお、液晶パネル１１１に入射するレーザ光のビーム径に応じて、レーザ光が照射する範囲で均一に偏光をかけるために、いくつかのエリアに分割し（即ち画素分割を行い）、偏光を制御してもよい。単一の画素では、広範囲に渡って均一に液晶分子の方向を制御できない可能性もあるためである。
【００３６】
また、レーザ光のビーム径は液晶パネル１１１の前後に光学系を追加して調整してもよい。
【００３７】
また、レーザ光の偏光品質が悪い場合には、液晶パネル１１１の入射側に偏光板を配置してもよい。例えば液晶パネル１１１がＴＮ型の場合、一般的に、追加する偏光板の主軸が、入射側の配向膜１０７ａの溝方向と平行になるように配置する。
【００３８】
また、本実施の形態における液晶パネルは、液晶パネル１１１と同様に偏光板とカラーフィルタを取り除いた、種々の方式（ＴＮ型、配向分割型、垂直配列型、水平配列型、等）の液晶パネルを用いることができる。一例として、水平配列型液晶から偏光板とカラーフィルタを取り除き、本発明の液晶パネルとして使用可能であるようにした場合の構成を、図４に示す。
【００３９】
図４の液晶パネル１１４は、液晶パネル１１１の代わりに用いることが出来る。また、液晶パネル１１４は、液晶パネル１１１と同様の作用効果を奏するものである。
【００４０】
図５（ａ）、図５（ｂ）は本発明の実施の形態１に係るプロジェクション装置付液晶表示装置１００の制御の流れを簡単に示すブロック図である。既に説明している部分についてはその説明を省略する。
【００４１】
図５（ａ）において、ユーザが設定するプロジェクション装置１０４の輝度と、ユーザが設定するバックライト装置１０２の輝度との合計値より、所望の輝度を出力するのに必要な光源部１０５の駆動電流・電圧を駆動制御部が算出する。その算出値に基づいて、光源部１０５は駆動制御される。本駆動制御においては、安定に所望の輝度を出力するようにＡＰＣ（Auto Power Control）のフィードバックがかけられている。つまり、光源部１０５の出力レーザ光は分岐部１０６と駆動光量検出センサ１０８を介して、フィードバックされている。
【００４２】
なお、フィードバックの方法はこれに限られるものではない。例えば、レーザ光源自体に駆動光量検出センサとしてのフォト・ダイオードを内蔵したものを用いても良い。このようにすれば、別途駆動光量検出センサを設ける必要はない。
【００４３】
一方で、輝度の合計値と、ユーザが設定するバックライト装置１０２の輝度の比により、分岐部１０６から出力される分岐光の分光比をいくつにすべきかが偏光制御部により算出される。なお、分光比は、輝度の合計値とユーザが設定するプロジェクション装置１０４の輝度との比から算出してもよい。さらには、輝度の合計値は、駆動光量検出センサ１０８からの出力を利用するようにしてもよい。この分光比は、図２における、ｙ軸方向の偏光成分と、ｘ軸方向の偏光成分の比率となる。ここで、偏光制御部１０７は、駆動制御部１０９と同様に、フィードバック制御により、所望の偏光比を保つように安定制御される。
【００４４】
一方で図５（ａ）は図５（ｂ）のように考えることもできる。これはバックライト装置１０２が、分岐入射した光強度を偏光制御部１０７にフィードバックする光センサを備える場合の図である。駆動制御部１０９により、所望の強度に制御されたレーザ光の直交する偏光成分比を一定に保つことは、分岐部１０６における分光比を一定に保つことに等しい。これは即ちバックライト装置１０２に分岐入射したレーザ光の強度を一定に保つ制御を行うことと等価である。従って、図５（ｂ）のように考えてもよいことになる。
【００４５】
なお、図１においてはバックライト装置１０２が内部にフォト・ダイオードなどの光センサを備え、分岐入射した光の一部を受光し、その光強度を偏光制御部１０７にフィードバックするようにしているが、これに限られない。例えば、光センサをプロジェクション装置１０４の内部に備えるようにしてもよい。なお、必要により各フィードバック制御は省略してもよい。
【００４６】
また、輝度の設定方法として例えば以下のようなものも可能である。プロジェクション装置１０４を利用していない際のバックライト装置１０２の輝度をＡ１とする。そして、プロジェクション装置１０４を利用する際に、バックライト装置１０２の輝度をＡ１からＡ２に変更し、プロジェクション装置１０４の輝度をＢとする。このＡ１、Ａ２、Ｂの値は、本発明のプロジェクション装置付液晶表示装置１００を利用中、いつでも変更が可能である。
【００４７】
また、一方で、液晶表示装置１０３を利用していない際のプロジェクション装置１０４の輝度をＡ１とし、液晶表示装置１０３を利用する際には、プロジェクション装置１０４の輝度をＡ１からＡ２に変更し、液晶表示装置１０３の輝度をＢとする、という設定も可能である。
【００４８】
ここで、液晶パネル１１１に電圧が無印加の時に、プロジェクション装置１０４と液晶表示装置１０３のうち、主として用いる装置側に全ての光が分岐するように、光源部１０５からの偏光方向、液晶パネル１１１、偏光ビームスプリッタ１１２を調整することができる。このようにすれば、装置の消費電力が少なくて済む。また、制御も容易となる。
【００４９】
なお、光源部１０５に用いられる光源は、半導体レーザ光源に限らず、その他のレーザ光源であってもよい。
【００５０】
また、液晶パネル１１１に入射するレーザ光の偏光方向は、光源部１０５自体、あるいはその内部のレーザ光源のｚ軸周りの回転、もしくは液晶パネル１１１のｚ軸周りの回転によって調整できる。あるいは、光源部１０５と液晶パネル１１１との間の光路上に１／２波長板を挿入して、この１／２波長板をｚ軸周りに回転させることによって調整を行っても良い。１／２波長板には電気的な配線を行う必要が無いので、回転操作を容易に行うことができる可能性がある。
【００５１】
以上のように、本発明の光源装置によれば、共通のレーザ光源からの光を任意の分光比で分岐させ、２つの被照射装置に同時利用が可能である光源装置を実現することができる。また、本発明のプロジェクション装置付液晶表示装置１００によれば、共通のレーザ光源を用いる液晶表示装置とプロジェクション装置において、機械的摺動部のない電気的手段によって、レーザ光源からの光を任意の分光比で分岐させ、点光源の状態で、液晶表示装置とプロジェクション装置とに入射させることが可能である。よって、信頼性の高い広色域なプロジェクション装置付液晶表示装置を実現することができる。加えて、本発明の光源装置は、小型かつ駆動電圧の低い液晶パネルを、偏光板やカラーフィルタを取り除き、また開口率を上昇させ、効率の非常に高い分岐手段として用いている。このことにより、装置全体を小型化するとともに、効率を向上させることができる。
【００５２】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における光源装置２０１およびそれを備えたプロジェクション装置付液晶表示装置２００の構成を示すブロック図である。図６において、プロジェクション装置付液晶表示装置２００は、光源装置２０１と、バックライト装置２０２と、液晶表示装置１０３と、プロジェクション装置１０４とを備えている。また光源装置２０１は、光源部１０５と、分岐部２０６と、偏光制御部１０７と、駆動光量検出センサ１０８と、駆動制御部１０９とから構成される。
【００５３】
実施の形態２におけるプロジェクション装置付液晶表示装置２００は、偏光制御部１０７に分岐光強度をフィードバックする光センサおよび光学系を、バックライト装置内でなく、光源装置２０１内に有する点で実施の形態１とは異なる。従って、バックライト装置２０２は上記のフィードバック機構を有さず、分岐部２０６と、分岐光量検出センサ２０８がその役割を担う。
【００５４】
図７は、図６に示す分岐部２０６の構成を示した平面図である。
【００５５】
分岐部２０６は、実施の形態１における分岐部１０６に加え、ガラス板２１０を備えている。
【００５６】
ガラス板２１０は、偏光ビームスプリッタ１１２から出射されるレーザ光１１３ｅの光路上に配置される。そして、その一部がレーザ光２１３ｇとして取り出せるように、適宜ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸周りに回転させて配置する。レーザ光２１３ｇが取り出される方向については、特に限定されない。ガラス板２１０は、第２導光手段の１例である。第２導光手段としては、他にアクリル板などを用いても良い。また、ビームスプリッタやｚ軸周りに回転させて配置した偏光ビームスプリッタを使ってもよい。取り出されたレーザ光２１３ｇは、分岐光量検出センサ２０８に入射する。分岐光量検出センサ２０８に入射し、電気信号に変換された検出信号は、偏光制御部１０７に送られる。
【００５７】
レーザ光２１３ｈはバックライト装置２０２に、レーザ光１１３ｆはプロジェクション装置１０４に、それぞれ入射する。なお、レーザ光２１３ｈがプロジェクション装置１０４に、レーザ光１１３ｆがバックライト装置２０２に入射しても良い。
【００５８】
また、ガラス板１１０は、レーザ光１１３ｆの光路上に配置しても良い。この場合ガラス板１１０とガラス板２１０において一部分岐し、検出された光量の合計値から、光源部１０５から出射されるレーザ光１１３ａの光量を推定し、駆動制御部１０９に送るようにする。なお、ガラス板１１０およびガラス板２１０において一部分岐し、検出された光量の少なくとも一方を、偏光制御部１０７に送るようにしてもよい。
【００５９】
このように、本実施の形態の光源装置２０１によれば、分岐部２０６において分岐するレーザ光の光量を、光源装置２０１において検出するため、光の被照射装置であるプロジェクション装置１０４およびバックライト装置２０２として、汎用のものを使用することが可能である。またプロジェクション装置付液晶表示装置２００のユニットを小型・薄型化することができる。さらに、プロジェクション装置付液晶表示装置２００装置全体のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００６０】
（実施の形態３）
実施の形態３においては、実施の形態１および２と比べて液晶パネル１１１の駆動制御の方法が異なる。本実施の形態においては、液晶パネル１１１の各画素における偏光回転角が０度あるいは９０度の２値のみで駆動制御されることを特徴とする。
【００６１】
本実施の形態において液晶パネル１１１は、０度と９０度との間の偏光回転角は持たない。そのため、液晶パネル１１１から出射するレーザ光１１３ｄにおけるＳ偏光とＰ偏光の割合は、画素数分の分解能で制御されることとなる。この駆動制御方法においては、分光比が変化すると、どの画素を０度、どの画素を９０度とするかで、偏光ビームスプリッタ１１２を透過した後のレーザ光１１３ｅ、およびレーザ光１１３ｆのビーム形状が変化するため、好ましくない場合がある。具体的にはプロジェクション装置からの投射像や、液晶表示装置の表示上において、輝度ムラや色ムラが生じる可能性がある。
【００６２】
この問題を解決するために、本実施の形態では偏光回転角が０度の画素と９０度の画素の位置を定期的に入れ替えるようにしている。このようにして、時間平均的にビーム形状が同一であるように制御を行う。この際、液晶パネル１１１に入射するレーザ光の強度分布も考慮する必要がある。そのため、制御を簡単にするためにその強度分布がトップハット形状であることが望ましい。また、入れ替えの周期は液晶分子の応答速度を考慮すると、数十ミリ秒から数百ミリ秒のオーダとなるが、なるべく早い方が望ましい。加えて、入れ替えのパターンをランダム化することにより、よりレーザ光特有のスペックルノイズを減少することができる。これは、レーザ光のスペックルパターンを時間的に変化させることで、スペックルコントラストを減少させることができるからである。
【００６３】
なお、開口率を優先する場合には、画素数を減らし、液晶パネル１１１の偏光回転角が０度となる電圧と９０度となる電圧とを、時分割でパルス状に印加しても良い。この場合にはスペックルノイズは減少しない。
【００６４】
これらの駆動方法は、実施の形態１および実施の形態２で述べたプロジェクション装置付液晶表示装置にも適用可能である。
【００６５】
このように、本実施の形態の液晶パネルの駆動方法によれば、よりディジタル的に制御することが可能であり、更なる制御の簡略化や省電力化が図れる。また、プロジェクション装置や液晶表示装置で観測される可能性があるスペックルノイズを減少させることができる。
【００６６】
（その他の実施の形態）
以上の実施の形態で述べた光源装置１０１および光源装置２０１は、レーザ光のようなコヒーレント光を二分岐する手段として使用可能である。よって、プロジェクション装置と液晶表示装置に分岐する手段として限定するものではない。例えば２つの液晶表示装置を備えた機器の共通光源として適用しても良い。
【００６７】
また、一方の分岐光を液晶表示装置又はプロジェクション装置、他方の分岐光をレーザーポインタとして適用すれば、レーザーポインタ付液晶表示装置やレーザーポインタ付プロジェクション装置を実現することも可能である。
【００６８】
また、通常のプロジェクションと３Ｄプロジェクションを切り替えて適用可能なプロジェクション装置を実現することも可能である。通常のプロジェクション時は一方のプロジェクション装置のみを使用し、３Ｄプロジェクション時は、２つのプロジェクション装置で投射するという構成により実現可能である。本構成においては特に、共通の光源装置において分岐部に液晶パネルを用いることで、電気的に光路を分割することができるため、機械的摺動部なく、一つの光源を共有させることができる。
【００６９】
また、カラーホイールを用いない、ＭＥＭＳ素子を用いたフルカラーのプロジェクション装置に光源装置１０１および光源装置２０１を適用する場合には、光源部１０５は少なくとも発光波長の異なる２種類以上のレーザ光源から構成され、時分割でパルス駆動することにより、カラーの映像を投射することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る光源装置は、プロジェクション装置付の液晶表示装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施の形態１における光源装置およびプロジェクション装置付液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１における分岐部の平面図
【図３】実施の形態１における液晶パネルの構成を示す断面図
【図４】実施の形態１における液晶パネルの構成を示す断面図
【図５】実施の形態１における制御の流れを示すブロック図
【図６】実施の形態２における光源装置およびプロジェクション装置付液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態２における分岐部の平面図
【図８】従来の両面表示装置の構成を示す斜視図
【図９】従来の照明機能付液晶表示装置の構成を示す平面図
【図１０】従来の液晶パネルの構成を示す断面図
【符号の説明】
【００７２】
１００、２００  プロジェクション装置付液晶表示装置
１０１、２０１  光源装置
１０２、２０２  バックライト装置
１０３  液晶表示装置
１０４  プロジェクション装置
１０５  光源部
１０６、２０６  分岐部
１０７  偏光制御部
１０８  駆動光量検出センサ
１０９  駆動制御部
１１０、２１０  ガラス板
１１１、１１４  液晶パネル
１１２  偏光ビームスプリッタ
１１３、２１３  レーザ光
１１５  ガラス基板
１１６  透明電極
１１７  配向膜
１１８  液晶層
２０８  分岐光量検出センサ
１０００  両面照明装置
１００１  光源
１００２  液晶層
１００３  反射機能板
２０００  保持部材
２００１  光源
２００２  導光板
２００３  液晶表示装置
２００４  光源窓
３０００  カラー液晶パネル
３００１  偏光板
３００２  ガラス基板
３００３  透明電極
３００４  配向膜
３００５  液晶層
３００６  カラーフィルタ
【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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