(57)【要約】【課題】液晶表示装置等の動画表示特性をCRTに近い高い特性にすることを可能にする。【解決手段】ライン状に配置されたバックライトアレイ２１からのバックライトは定常発光しており、反射ドラム２３に照射されて反射し、反射膜２４、導光板２５、マイクロレンズ板２６を介して、液晶パネル２７に入射される。反射ドラム２３は、例えば、そこで反射して液晶パネル２７に入射される光が、フィールド表示時間で、画面上端から画面下端の間を一巡するように定常回転する。反射ドラム２３の回転により、図５Ａの点線矢印で示されるように、バックライトの垂直下向きのラインスキャンが起こり、最も下のラインに到達すると、反射ドラム２３の断面の多角形構造により次の瞬間に最も上のラインに光束が移動し、また垂直下向きのラインスキャンが行われる。本発明は、例えば液晶表示装置に適用することができる。【選択図】図５
2009146569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素がホールド型表示素子により構成される画面に対してバックライトを照射するバックライト装置において、
ライン状のインコヒーレントの光をバックライトとして発光できる発光手段と、
前記発光手段から発光された前記バックライトを偏向する偏向手段と、
前記偏向手段を制御することで、前記発光手段から発光された前記バックライトを、前記画面に対して、そのバックライトのライン方向とは異なる方向にスキャンする制御手段と
を備えるバックライト装置。
【請求項２】
前記バックライトのライン方向は、前記画面の水平方向であり、前記制御手段により前記バックライトがスキャンされる方向は、前記画面の垂直方向である
請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記偏光手段は、反射ドラムとして構成され、
前記制御手段は、前記反射ドラムの回転を制御する
請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記反射ドラムは、樽型の形状を有している
請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記偏光手段は、光の屈折率を変化させる素子で構成され、
前記制御手段は、前記屈折率の変化度合を制御する
請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記偏向手段により偏向された前記バックライトを拡散しさらに偏向して、前記画面を構成する各画素のうちの対応する画素に出射するマイクロレンズが、前記画面を構成する各画素に対応してそれぞれ配列されて構成されるマイクロレンズ板を
さらに備える請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項７】
各画素がホールド型表示素子により構成される画面に対してバックライトを照射するバックライト装置の制御方法において、
前記バックライト装置が、
ライン状のインコヒーレントの光をバックライトとして発光し、
発光された前記バックライトの偏向の度合を制御することで、前記バックライトを、前記画面に対して、そのバックライトのライン方向とは異なる方向にスキャンする
ステップを含むバックライト装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置およびその制御方法に関し、特に、CRTに近い高い動画表示特性を可能にするための、液晶表示装置等のバックライトの制御手法が適用されたバックライト装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動画像の表示装置として、CRT（Cathode Ray Tub）が普及しているが、近年、CRTとは異なる表示方式を採用した液晶表示装置も普及してきている。ただし、従来の液晶表示装置は、CRTに比較して動画表示特性が劣っている。
【０００３】
そこで、液晶表示装置の動画表示特性の向上を図ることを技術目的とする従来手法として、バックライトをエリア毎に点滅させるという手法（以下、第１の従来手法と称する）が存在する（例えば特許文献１乃至７参照）。また、別の従来手法として、導光板の光路を曲げてバックライトスキャンを行う手法（以下、第２従来手法と称する）が存在する（例えば特許文献８乃至１０参照）。
【０００４】
なお、技術目的は全く異なるが、特許文献１１には、スキャンバックライトを画素単位に行うことで漏れ制御を実現する手法が開示されている。
【特許文献１】特開平1-082019号公報
【特許文献２】特開平11-202285号公報
【特許文献３】特開2000-275604号公報
【特許文献４】特開2006-286533 号公報
【特許文献５】W2004_053826号パンフレット
【特許文献６】特開2004-191675号公報
【特許文献７】特開2006-235461号公報
【特許文献８】特開平7-287176号公報
【特許文献９】特開2002-49037号公報
【特許文献１０】WO04_114004号公報
【特許文献１１】特開2006-220685号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１の従来手法を採用した場合であって、複数のバックライトデバイスを使用したときには、複数のバックライトデバイスのそれぞれについて、点滅させて輝度の不均一を持たせる際に発生する、部分毎の輝度の偏差を制御する必要がある。また、バックライトデバイスとして蛍光管を用いたときには、フィールド表示時間やフレーム時間毎に点滅させる際の応答の制御が非常に困難になる。
【０００６】
また、第２の従来手法を採用した場合には、画面全体で圧電素子の接触／非接触動作を繰り返すと、振動などの対策が必要になり、実現性が低いと思われる。液晶によるスイッチを利用するときには、液晶による透過部分が長く、光の減衰が大きいと思われる。
【０００７】
以上説明したように、CRTに近い高い動画表示特性を可能にするための液晶表示装置等のバックライトの制御手法として、適切な従来手法が見受けられない状況である。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、CRTに近い高い動画表示特性を可能にするための、液晶表示装置等のバックライトの制御手法を提供し、或いは、その手法が適用された装置等を提供できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面のバックライト装置は、各画素がホールド型表示素子により構成される画面に対してバックライトを照射するバックライト装置であって、ライン状のインコヒーレントの光をバックライトとして発光できる発光手段と、前記発光手段から発光された前記バックライトを偏向する偏向手段と、前記偏向手段を制御することで、前記発光手段から発光された前記バックライトを、前記画面に対して、そのバックライトのライン方向とは異なる方向にスキャンする制御手段とを備える。
【００１０】
前記バックライトのライン方向は、前記画面の水平方向であり、前記制御手段により前記バックライトがスキャンされる方向は、前記画面の垂直方向である。
【００１１】
前記偏光手段は、反射ドラムとして構成され、前記制御手段は、前記反射ドラムの回転を制御する。
【００１２】
前記反射ドラムは、樽型の形状を有している
【００１３】
前記偏光手段は、光の屈折率を変化させる素子で構成され、前記制御手段は、前記屈折率の変化度合を制御する。
【００１４】
前記偏向手段により偏向された前記バックライトを拡散しさらに偏向して、前記画面を構成する各画素のうちの対応する画素に出射するマイクロレンズが、前記画面を構成する各画素に対応してそれぞれ配列されて構成されるマイクロレンズ板をさらに備える。
【００１５】
本発明の一側面のバックライト装置の制御方法は、上述した本発明の一側面のバックライト装置に対応する方法である。
【００１６】
本発明の一側面においては、各画素がホールド型表示素子により構成される画面に対してバックライトを照射するバックライト装置によって、次のような制御がなされる。即ち、ライン状のインコヒーレントの光がバックライトとして発光され、発光された前記バックライトの偏向の度合が制御されることで、前記バックライトが、前記画面に対して、そのバックライトのライン方向とは異なる方向にスキャンされる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の一側面によれば、CRTに近い高い動画表示特性を可能にするための、液晶表示装置のバックライトの制御手法を提供し、或いは、その手法が適用された装置等を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
上述の如く、本発明は、例えば、液晶パネル等に対するバックライトを制御し、CRT（Cathode Ray Tube）に近い高い動画表示特性を可能にすることを目的のひとつとしている。
【００１９】
そこで、本発明の理解を容易なものとすべく、その説明の前に、CRTと液晶パネルとの見え方の違いについて説明する。
【００２０】
CRTは走査型の表示形態が採用されている。よって、フレーム表示時間（通常約1/60秒）において、CRTの各画素が発光する時間は僅かである。これに対して、液晶パネルの各画素は、フレーム表示時間において、ほぼずっと発光し続けている。そのため、CRTと液晶パネルに動きのある画像をそれぞれ表示して、目で動物体を追った場合、それぞれの見え方に違いが生じる。
【００２１】
なお、CRTの走査型の表示形態としては、飛び越し走査（インタレース）表示する形態と、プログレッシブ表示する形態の２種類が存在する。通常1/60秒の間に、前者の表示形態ではフレームの半分のフィールド画像が表示され、後者の表示形態ではフレームの1画面が表示される。以下の説明では、液晶パネルとの比較を容易なものとすべく、プログレッシブ表示する形態のCRTについて説明する。このことは、当然ながら、本発明の内容に影響を及ぼすものではない。
【００２２】
CRTでは、画素単位で画像が一瞬表示され、その後フレーム表示時間が経過するまで同じ画素位置では発光しない。ただし、フレーム間のブランク期間の映像は、目の残像効果で補間されるため、人には知覚されない。
【００２３】
これに対して、液晶パネルでは、上述の如く各画素はフレーム表示時間の期間中ほぼずっと発光し続けるため、即ち、一つの画像がフレーム表示時間において表示され続けるため、動物体に合わせて目線が移動しても表示画像上は次のフレームまで動物体が静止したままになる。このため、目の網膜上でエッジとその周辺（動き方向に沿った部分）とがフレーム表示時間分で積分されて、エッジがぼやけて見える、という現象が生ずる。このような現象は、ジャーキネスと称されている。このジャーキネスが、［背景技術］の欄で上述した「従来の液晶表示装置は、CRTに比較して動画表示特性が劣っている」という事実の一要因となっている。
【００２４】
ここで、液晶パネルについても、画素当りの表示時間を短くすることで、このジャーキネスの発生を抑制することができる。
【００２５】
そこで、画素当たりの表示時間を短くするための従来の手法が、上述した第１の従来手法、即ち、液晶パネルに対して光を供給するバックライトをフレーム表示時間内で点滅させる手法である。なお、以下、第１の従来手法を単に従来手法と称する。
【００２６】
図１は、従来手法が適用された液晶表示装置の構成例を示す側面図である。
【００２７】
図１の従来の液晶表示装置は、同図中上から順に、液晶パネル１１、フィルタ１２、拡散板１３、および、バックライト源１４が積層されて構成されている。液晶パネル１１は、偏光板１、上偏光板４−１、液晶層２、および下偏光板４−２が積層されて構成されている。
【００２８】
バックライト源１４は、図１の例では模式的に１つの光源（バックライトデバイス）のみが図示されているが、実際には、例えば図２Ａに示されるように、液晶パネル１１の画面と対向する面に、複数のバックライトデバイス、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）がアレイ状に配置されて構成されている。
【００２９】
即ち、図２Ａは、従来のバックライト源１４の上面図を示している。図２Ａにおいて、１つの○（丸印）が１つのバックライトデバイスとしてのＬＥＤを示している。具体的には、“R”が記述された○（丸印）は、緑色発光をするＬＥＤを示している。“G”が記述された○（丸印）は、赤色発光をするＬＥＤを示している。“B”が記述された○（丸印）は、青色発光をするＬＥＤを示している。なお、かかるバックライトデバイスの前提事項は、図２Ｂについても同様である。
【００３０】
この場合の従来手法とは、バックライト源１４にアレイ状に配置された各ＬＥＤ（図２Ａ中各丸印）のそれぞれについて、点灯／消去を一定パターンで繰り返すことで、バックライト源１４をフレーム表示時間内で点滅させる、といった手法となる。
【００３１】
かかる従来手法を採用した場合には、それぞれのＬＥＤ（図２Ａ中各丸印）の個体差の影響を避けられない、という問題が生じてしまう。この問題は、ＬＥＤ以外のバックライトデバイスを採用した場合にも同様に生ずる問題である。
【００３２】
そこで、本発明人は、図２Ｂに示されるように、全画面分のバックライトデバイス（図２Ｂの例では、図２Ａに記載の全てのＬＥＤ）をライン状に高集積化配置してバックライトアレイ２１を構成させ、そのバックライトアレイ２１から発光される光、即ちバックライトを垂直方向にスキャンする（以下、このようなスキャン動作をバックライトスキャンと称する）、という手法を発明した。なお、以下、かかる手法を、バックライトスキャン手法と称する。このようなバックライトスキャン手法を適用することで、輝度を減らすことなく、画素あたりの表示時間を短くすることを実現でき、その結果、上述のジャーキネスの発生を抑制できるようになる。
【００３３】
ここで、バックライトアレイ２１を構成するバックライトデバイス（図２Ｂの各丸印）、即ち、発光素子自体は、特に限定されないが、例えばＬＥＤを採用すると好適であり、図２Ｂの例でもＬＥＤが作用されている。ＬＥＤ単体が元々小さいデバイスである上に、複数のＬＥＤを配置する場合も比較的疎な配置であっても液晶ディスプレイとしての必要な光量を得られるため、高集積化しやすいからである。
【００３４】
また、バックライトアレイ２１は、図２Ｂの例では、スキャンするラインの光束を、画面の１ライン幅に絞る構成を取っている。しかしながら、バックライトアレイ２１の構成は、図２Ｂの例に特に限定されない。即ち、実測によると表示時間がフィールド表示時間の6分の1以下で十分な視覚特性が得られることがわかっている。よって、画素あたりの表示時間がフィールド表示時間の6分の１以下の時間となるように、バックライトアレイ２１を構成すれば足りる。
【００３５】
さらに言えば、バックライトは、画面に照射される段階では、画面全体が“むら”のない白色色となっていると好適である。しかしながら、従来手法を採用した場合、図２Ａに示されるように、各バックライトデバイス（図２Ａの各丸矢印）が離間して配置されているので、一様でない“むら”のある光がバックライトとして画面に照射されてしまう、という問題が発生してしまう。そこで、かかる問題を解決すべく、図１に示されるように、従来の液晶表示装置には、拡散板１３が必須な構成要素であった。このため、拡散板１３が必要な分だけ、従来の液晶表示装置は、大型化し、かつ、コスト高になっていた。
【００３６】
これに対して、バックライトスキャン手法を適用し、各バックライトデバイス（図２Ｂの各丸印）としてＬＥＤを採用することで、上述の如く、ＬＥＤが高集積化されたバックライトアレイ２１を容易に実現できるので、拡散板１３は特に必要でなくなる。即ち、液晶表示装置を小型化し、かつコスト低減を図ることが可能になる。
【００３７】
図３は、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置、即ち、本発明が適用された液晶表示装置の構成例の概略を示す側面図である。なお、図３において、実線の矢印は光束を示している。
【００３８】
より具体的には、この液晶表示装置は、例えば図４に示されるように構成される。即ち、図４は、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置、即ち、本発明が適用された液晶表示装置の構成例を示す三面図である。図４Ａは上面図を、図４Ｂは前面図を、図４Ｃは側面図を、それぞれ示している。
【００３９】
図３や図４に示されるように、この液晶表示装置は、バックライトアレイ２１、集光レンズ２２、反射ドラム２３、反射膜２４、導光板２５、マイクロレンズ板２６、液晶パネル２７、および前面板２８を含むように構成されている。
【００４０】
前面からみて順に、前面板２８、液晶パネル２７、マイクロレンズ板２６、導光板２５、および反射膜２４が積層されて配置されている。それらの上方、即ち、画面上端に、前面からみて順に、バックライトアレイ２１と集光レンズ２２との組と、反射ドラム２３とが離間して配置されている。なお、バックライトアレイ２１と集光レンズ２２との組と、反射ドラム２３との配置位置は、特に画面上端に限定されず、例えば画面下端でもよい。
【００４１】
この液晶表示装置の動作は、次の通りである。
【００４２】
即ち、図３に示されるように、ライン状に配置されたバックライトアレイ２１からのバックライトは定常発光しており、集光レンズ２２（図３には図示せず）を介して、反射ドラム２３に照射されて反射し、反射膜２４に入射される。反射膜２４に入射された光は、そこで反射し、導光板２５に垂直斜め方向に入射される。導光板２５に垂直斜め方向に入射された光は、マイクロレンズ板２６に導かれ、その出射方向を主に液晶パネル２７の法線方向に変えて射出され、液晶パネル２７に入射される。液晶パネル２７において、各液晶を用いた透過光量の制御が行われ、ディスプレイとして画像が表示される。
【００４３】
ここで、反射ドラム２３は、例えば、そこで反射して最終的に液晶パネル２７に入射される光が、フィールド表示時間で、画面上端から画面下端の間を一巡するように定常回転する。
【００４４】
このような反射ドラム２３の回転により、図５Ａの点線矢印で示されるように、バックライトの垂直下向きのラインスキャンが起こり、最も下のラインに到達すると、反射ドラム２３の断面の多角形構造により次の瞬間に最も上のラインに光束が移動し、その後また、垂直下向きのラインスキャンが行われることになる。
【００４５】
即ち、図５は、図４の構成の液晶表示装置によるバックライトスキャンの原理を説明する図である。なお、図５において、実線矢印は光束を示している。
【００４６】
図５Ｂにおける実線矢印は、反射ドラム２３の反射角が角度θ１（＜θ２）で反射される場合の光（以下、低角度反射光と称する）を示している。この角度θ１は、図５Ａに示されるように、角度θ１で反射ドラム２３を反射した光についての、導光板２５への入射方向と、導光板２５から液晶パネル２７への主な出射方向（液晶パネル２７の法線方向）とのなす角度にもなっている。
【００４７】
一方、図５Ｃにおける実線矢印は、反射ドラム２３の反射角が角度θ２（＞θ１）で反射される場合の光（以下、高角度反射光と称する）を示している。この角度θ２は、図５Ａに示されるように、角度θ２で反射ドラム２３を反射した光についての、導光板２５への入射方向と、導光板２５から液晶パネル２７への主な出射方向（液晶パネル２７の法線方向）とのなす角度にもなっている。
【００４８】
即ち、反射ドラム２３の反射角が低角度θ１である場合には、バックライトアレイ２１によるバックライトは、画面上端部を照射する一方、反射ドラム２３の反射角が高角度θ２である場合には、バックライトアレイ２１によるバックライトは、画面下端部を照射することになる。
【００４９】
以下、このようなバックライトスキャンの動作を行うことができる液晶表示装置、即ち、図４の構成の液晶表示装置について、さらに、その各構成要素単位の説明をしていく。
【００５０】
前面板２８の機能は、液晶パネル２７等の保護機能である。液晶パネル２７の機能は、映像表示機能である。
【００５１】
マイクロレンズ板２６は、導光板２５を伝搬してきた光を拡散および偏向して、液晶パネル２７の画面を構成する各画素のうちの対応する画素に出射するマイクロレンズが、その画面を構成する各画素に対応してそれぞれ配列されて構成されている。具体的には例えばマイクロレンズ板２６は、図６に示されるように構成される。即ち、図６は、マイクロレンズ板２６の構成例を示しており、図６Ａは側面図を、図６Ｂは背面図をそれぞれ示している。図６Ａにおいて、実線矢印は光束を示している。
【００５２】
マイクロレンズ板２６は、入射角がほぼ垂直方向のバックライトの出射光を、液晶パネル２７の液晶の透過角に変換する機能を有している。即ち、図５や図６Ａに示されるように、導光板２５からのバックライトは、液晶パネル２７の法線方向とのなす角度が、画面上端部では低角度θ１でマイクロレンズ板２６に入射される一方、画面上端部では高角度θ２でマイクロレンズ板２６に入射される。そして、本実施の形態では、バックライトアレイ２１は、１ライン分のバックライトを定常発光しているので、１ライン分のバックライトが導光板２５からマイクロレンズ板２６に入射される。このため、図６Ａに示されるように、１画素縦幅単位で、マイクロレンズ板２６の背面側（図６Ａの後側）の面は、導光板２５からのバックライトがほぼ垂直方向に入射されるように形成される。
【００５３】
導光板２５は、低角度反射光（液晶パネル２７の法線方向に対してなす角度が、低角度θ１で入射された反射光）から高角度反射光（液晶パネル２７の法線方向に対してなす角度が、高角度θ２で入射された反射光）までの光を画面全体に移動させるべく、マイクロレンズ板２６に導光する機能を有している。
【００５４】
反射膜２４は、導光板２５の背面に位置し、後方への光を前方への光に変換する機能を示している。なお、反射膜２４は、反射ドラム２３の配置位置によっては不要となる。反射膜２４が存在しない液晶表示装置の実施の形態については、図８を参照して後述する。
【００５５】
バックライトアレイ２１は、本実施の形態では図２を用いて説明したように、画面全体分の光量のバックライトを発光できる１以上の発光素子をライン状（水平方向1直線状）に集積したものである。
【００５６】
集光レンズ２２は、バックライトアレイ２１の出射角が広い場合に、垂直方向の光の広がりを抑える機構を有している。換言すると、集光レンズ２２は、省略してもよい。具体的には例えば、集光レンズ２２は、図７に示されるように構成することができる。即ち、図７は、集光レンズ２２の３つの構成例を示す図である。なお、図７Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、左側の「ｂ」という符号が最後に付された図は、背面図を示しており、右側の「s」という符号が最後に付された図は、側面図を示している。
【００５７】
図７Ａは、バックライトアレイ２１の発光素子が砲弾型ＬＥＤ５１である場合の集光レンズ２２の構成例を示している。砲弾型ＬＥＤ５１の出射光束５２は、集光レンズ２２の出射光束５３となり、反射ドラム２３に入射されることになる。
【００５８】
図７Ｂは、バックライトアレイ２１の発光素子が蛍光灯６１である場合の集光レンズ２２の構成例を示している。蛍光灯６１から発光されて反射板６２により反射された結果得られる出射光束６３は、集光レンズ２２の出射光束６４となり、反射ドラム２３に入射されることになる。
【００５９】
図７Ｃは、バックライトアレイ２１の発光素子がチップＬＥＤ７１である場合の集光レンズ２２の構成例を示している。チップＬＥＤ７１の出射光束７２は、集光レンズ２２の出射光束７３となり、反射ドラム２３に入射されることになる。
【００６０】
反射ドラム２３は、バックライトアレイ２１と集光レンズ２２によって細い帯状に成形されたバックライトを反射させることで、そのバックライトを最終的に、液晶パネル２７における画面の上端から下端までスキャンする機構を有している。
【００６１】
反射ドラム２３の側面の多角形の1面、例えば上述した図５Ｂや図５Ｃで図示されている１面が、1スキャンに対応する。反射ドラム２３が回転し、その結果、反射光の方向が逐一変化していくことで、バックライトスキャンが実現される。例えばNTSC画像では1/60秒間隔に1回の割合でスキャンが完了することになる。
【００６２】
換言すると、反射ドラム２３は、バックライトを偏向する機能を有しており、自身が回転することで偏向の度合（角度）が変化し、その結果、バックライトスキャンが実現される。
【００６３】
モータ２９は、反射ドラム２３を回転させる機能を有している。即ち、モータ２９と、その回転制御を行う図示せぬドライブ装置とは、反射ドラム２３によるバックライトの偏向の度合（角度）を制御する制御機構であるといえる。
【００６４】
以上、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置の実施の形態として、図４の構成の液晶表示装置について説明した。だたし、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置は、図４の実施の形態に限定されず、様々な実施の形態を取ることができる。
【００６５】
例えば、図８は、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置の構成例であって、図４の構成例とは異なる液晶表示装置の側面図を示している。図８の構成例において、図４の構成例と対応する箇所には対応する符号が付してある。
【００６６】
図８に示されるように、この液晶表示装置は、バックライトアレイ２１、集光レンズ２２、反射ドラム２３、マイクロレンズ板２６、液晶パネル２７、および前面板２８を含むように構成されている。
【００６７】
前面からみて順に、前面板２８、液晶パネル２７、およびマイクロレンズ板２６が積層されて配置されている。即ち、図８の構成の液晶表示装置では、図４の構成の液晶表示装置に設けられていた反射膜２４と導光板２５とが省略されている。これにより、反射膜２４と導光板２５とが省略されている分だけ、画面表示部分を薄く構成することができる。
【００６８】
ただし、バックライトアレイ２１と集光レンズ２２との組と、反射ドラム２３とは、画面上端又は下端ではなく、上端又は下端から後方の所定位置にそれぞれ離間して配置される。
【００６９】
この液晶表示装置の動作は、次の通りである。
【００７０】
即ち、図８に示されるように、ライン上に配置されたバックライトアレイ２１からのバックライトは定常発光しており、集光レンズ２２を介して、反射ドラム２３に照射されて反射し、導光板２５に垂直斜め方向に入射される。
【００７１】
これ以降の図８の構成の液晶表示装置の動作は、図５を用いて説明した図４の構成の液晶表示装置の動作と基本的に同様である。即ち、図８の点線で示されるように、反射ドラム２３の回転により、バックライトの垂直下向きのラインスキャンが起こり、最も下のラインに到達すると、反射ドラム２３の断面の多角形構造により次の瞬間に最も上のラインに光束が移動し、また垂直下向きのラインスキャンが行われることになる。
【００７２】
また例えば、図９は、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置の構成例であって、図４や図８の構成例とは異なる液晶表示装置の側面図を示している。図９の構成例において、図４の構成例と対応する箇所には対応する符号が付してある。
【００７３】
図９に示されるように、この液晶表示装置は、２つのバックライトアレイ２１Ｕ，２１Ｄ、２つの集光レンズ２２Ｕ，２２Ｄ、２つの反射ドラム２３Ｕ，２３Ｄ、反射膜２４、導光板２５、マイクロレンズ板２６、液晶パネル２７、および前面板２８を含むように構成されている。
【００７４】
前面からみて順に、前面板２８、液晶パネル２７、マイクロレンズ板２６、導光板２５、および反射膜２４が積層されて配置されている。それらの上方、即ち、画面上端に、前面からみて順に、バックライトアレイ２１Ｕと集光レンズ２２Ｕとの組と、反射ドラム２３Ｕとが離間して配置されている。また、画面下端に、前面からみて順に、バックライトアレイ２１Ｄと集光レンズ２２Ｄとの組と、反射ドラム２３Ｄとが離間して配置されている。
【００７５】
この液晶表示装置の動作は、次の通りである。
【００７６】
即ち、図９に示されるように、ライン上に配置されたバックライトアレイ２１Ｕからのバックライトは定常発光しており、集光レンズ２２Ｕを介して、反射ドラム２３Ｕに照射されて反射し、反射膜２４に入射される。反射膜２４に入射された光は、そこで反射し、導光板２５に垂直斜め方向に入射される。導光板２５に垂直斜め方向に入射された光は、マイクロレンズ板２６に導かれ、その出射方向を主に液晶パネル２７の法線方向に変えて射出され、液晶パネル２７に入射される。液晶パネル２７において、各液晶を用いた透過光量の制御が行われ、ディスプレイとして画像が表示される。
【００７７】
ここで、反射ドラム２３Ｕは、例えば、そこで反射して最終的に液晶パネル２７に入射される光が、フィールド表示時間で、画面上端から画面中央端の間を一巡するように定常回転する。
【００７８】
このような反射ドラム２３Ｕの回転により、図９の上側の点線矢印で示されるように、バックライトの垂直下向きのラインスキャンが起こり、中央のラインに到達すると、反射ドラム２３Ｕの断面の多角形構造により次の瞬間に最も上のラインに光束が移動し、また垂直下向きのラインスキャンが行われることになる。
【００７９】
このような、画面上半分のバックライトスキャンと並行して、次のような画面下半分のバックライトスキャンも行われる。
【００８０】
即ち、図９に示されるように、ライン上に配置されたバックライトアレイ２１Ｄからのバックライトは定常発光しており、集光レンズ２２Ｄを介して、反射ドラム２３Ｄに照射されて反射し、反射膜２４に入射される。反射膜２４に入射された光は、そこで反射し、導光板２５に垂直斜め方向に入射される。導光板２５に垂直斜め方向に入射された光は、マイクロレンズ板２６に導かれ、その出射方向を主に液晶パネル２７の法線方向に変えて射出され、液晶パネル２７に入射される。液晶パネル２７において、各液晶を用いた透過光量の制御が行われ、ディスプレイとして画像が表示される。
【００８１】
ここで、反射ドラム２３Ｄは、例えば、そこで反射して最終的に液晶パネル２７に入射される光が、フィールド表示時間で、画面中央から画面下端の間を一巡するように定常回転する。
【００８２】
このような反射ドラム２３Ｄの回転により、図９の下側の点線矢印で示されるように、中央のライン（より正確には、画面上側のバックライトスキャンでいう中央のラインの１つ下のライン）から、バックライトの垂直下向きのラインスキャンが起こり、最も下のラインに到達すると、反射ドラム２３Ｄの断面の多角形構造により次の瞬間に中央のラインに光束が移動し、また垂直下向きのラインスキャンが行われることになる。
【００８３】
また例えば、図１０，図１１は、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置の構成例であって、図４，図８，図９の構成例とは異なる液晶表示装置の構成例を示している。図１０は上面図のみを示し、図１１は三面図を示している。図１１Ａは上面図を、図１１Ｂは前面図を、図１１Ｃは側面図を、それぞれ示している。図１０，図１１の構成例において、図４の構成例と対応する箇所には対応する符号が付してある。
【００８４】
図１０，図１１の構成の液晶表示装置は、反射ドラム２３を除いて、図４の構成と基本的に同様となっている。
【００８５】
換言すると、図１０や図１１Ａと、図４Ａとを比較すると容易にわかるように、図１０，図１１の例の反射ドラム２３は、図４の例とは異なり、樽型の回転ドラムとして構成されている。これにより、反射ドラム２３のサイズを小さくでき、また、バックライトアレイ２１も点光源に近づけることができ、液晶表示装置全体の小型化が可能になる。
【００８６】
なお、図１０，図１１の構成の液晶表示装置の動作は、上述した図４の構成の液晶表示装置の動作と基本的に同様であるので、ここでは、その説明については省略する。
【００８７】
また例えば、図１２は、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置の構成例であって、図４，図８，図９，図１０，図１１の構成例とは異なる液晶表示装置の構成例を示す側面図である。図１２の構成例において、図４の構成例と対応する箇所には対応する符号が付してある。
【００８８】
図１２に示されるように、この液晶表示装置は、バックライトアレイ２１、集光レンズ２２、機構８１、反射膜２４、導光板２５、マイクロレンズ板２６、液晶パネル２７、および前面板２８を含むように構成されている。
【００８９】
前面からみて順に、前面板２８、液晶パネル２７、マイクロレンズ板２６、導光板２５、および反射膜２４が積層されて配置されている。それらの上方、即ち、画面上端に、バックライトアレイ２１と集光レンズ２２との組と、それらを振る機構８１とが配置されている。
【００９０】
即ち、機構８１が設けられているので、上述した別の構成例では必要であった反射ドラム２３を省略することができる。
【００９１】
この液晶表示装置の動作は、次の通りである。
【００９２】
即ち、図１２に示されるように、ライン上に配置されたバックライトアレイ２１からのバックライトは定常発光しており、集光レンズ２２を介して、反射膜２４に入射される。反射膜２４に入射された光は、そこで反射し、導光板２５に垂直斜め方向に入射される。導光板２５に垂直斜め方向に入射された光は、マイクロレンズ板２６に導かれ、その出射方向を主に液晶パネル２７の法線方向に変えて射出され、液晶パネル２７に入射される。液晶パネル２７において、各液晶を用いた透過光量の制御が行われ、ディスプレイとして画像が表示される。
【００９３】
ここで、機構８１は、液晶パネル２７に入射される光が画面上端と下端とのうちの一方から他方の間をスキャンするように、バックライトアレイ２１と集光レンズ２２との組を振る。
【００９４】
このような機構８１によりバックライトアレイ２１と集光レンズ２２との組が振られると、図１２の点線矢印で示されるように、バックライトの垂直下向きまたは上向きのラインスキャンが起こり、最も上または下のラインに到達すると、そのスキャン方向が変更されて、即ち、先ほどとは逆の垂直上向きまたは下向きのラインスキャンが行われることになる。
【００９５】
このように、図１２の構成の液晶表示装置では、下方スキャンの後に上方スキャンの時間が発生する。この場合、上方スキャンは通常のディスプレイと異なる動作となるが、上方スキャンの速度を下方スキャンの速度より上げて視覚特性をよくすることもできる。
【００９６】
また例えば、図１３は、バックライトスキャン手法が適用された液晶表示装置の構成例であって、図４，図８，図９，図１０，図１１，図１２の構成例とは異なる液晶表示装置の構成例を示す側面図である。図１３の構成例において、図４の構成例と対応する箇所には対応する符号が付してある。
【００９７】
図１３に示されるように、この液晶表示装置は、バックライトアレイ２１、集光レンズ２２、電気光学素子９１およびその制御機構９２、反射膜２４、導光板２５、マイクロレンズ板２６、液晶パネル２７、並びに前面板２８を含むように構成されている。
【００９８】
前面からみて順に、前面板２８、液晶パネル２７、マイクロレンズ板２６、導光板２５、および反射膜２４が積層されて配置されている。それらの上方、即ち、画面上端に、バックライトアレイ２１と集光レンズ２２との組と、電気光学素子９１とが離間して配置されている。また、この電気光学素子９１の制御機構９２も配置されている。
【００９９】
即ち、電気光学素子９１が設けられているので、上述した別の構成例（図１２の例除く）で必要であった反射ドラム２３を省略することができる。
【０１００】
この液晶表示装置の動作は、次の通りである。
【０１０１】
即ち、図１３に示されるように、ライン上に配置されたバックライトアレイ２１からのバックライトは定常発光しており、集光レンズ２２と電気光学素子９１とを介して、反射膜２４に入射される。反射膜２４に入射された光は、そこで反射し、導光板２５に垂直斜め方向に入射される。導光板２５に垂直斜め方向に入射された光は、マイクロレンズ板２６に導かれ、その出射方向を主に液晶パネル２７の法線方向に変えて射出され、液晶パネル２７に入射される。液晶パネル２７において、各液晶を用いた透過光量の制御が行われ、ディスプレイとして画像が表示される。
【０１０２】
ここで、電気光学素子９１は、結晶の電気光学効果（ポッケルス効果、カー効果）を利用して、バックライトアレイ２１からの光の屈折率を変化させることで、その光を偏向する機能を有している。これにより、バックライトスキャンが実現される。
【０１０３】
即ち、図１３のバックライトアレイ２１からの光が、制御機構９２により光の屈折率が制御されている電気光学素子９１を通過することは、図１２の機構８１によりバックライトアレイ２１と集光レンズ２２との組が振られることと等価であるといえる。よって、制御機構９２による電気光学素子９１の制御の結果、光の屈折率を適切に変化させていくことで、図１３の点線矢印または一点鎖線矢印で示されるように、バックライトの垂直下向きまたは上向きのラインスキャンが起こり、最も上または下のラインに到達すると、そのスキャン方向が変更されて、即ち、先ほどとは逆の垂直上向きまたは下向きのラインスキャンが行われることになる。
【０１０４】
ただし、電気光学効果による応答速度はスキャン速度に比べて十分高速であるため、テレビジョン信号の帰線区間にあたる上方スキャン時間（図１３中一点鎖線矢印で示される時間）を下方スキャン時間（図１３中点線矢印で示される時間）に対して十分短くすることができる。
【０１０５】
以上、バックライトスキャン手法が適用された表示装置として、液晶型表示装置について説明してきた。ただし、バックライトスキャン手法は、液晶型表示装置のみならず、次のような表示装置にも適用可能である。即ち、動画像を構成するフレームやフィールドといった単位（以下、かかる単位をコマと称する）毎に表示が指示される表示装置であって、所定時間の間、１コマを構成する複数の画素が表示素子により構成されており、それら表示素子のうちの少なくとも一部の表示を保持させることができる表示装置に適用できる。なお、以下、かかる表示素子をホールド型表示素子と称し、かかるホールド型表示素子により画面が構成される表示装置を、ホールド型表示装置と称する。即ち、液晶表示装置はホールド型表示装置の例示にしか過ぎず、本発明は、ホールド型表示装置全体に適用可能である。
【０１０６】
また、かかるホールド型表示装置に対してバックライトスキャンを行うための発光素子、即ち、バックライトアレイ２１を構成する発光素子は、ＬＥＤに限定されず、ライン状のインコヒーレントの光、例えば白色の光を発光できるデバイスであればよい。具体的には例えば、図７Ｂで説明したように、バックライトアレイ２１は、蛍光灯と反射板とから構成することもできる。
【０１０７】
換言すると、本発明が適用されるバックライトスキャン手法とは、結局、各画素がホールド型表示素子により構成される画面に対するバックライトを照射する手法であって、ライン状のインコヒーレントの光をバックライトとして発光し、発光されたバックライトの偏向の度合を制御することで、バックライトを、当該画面に対して、そのバックライトのライン方向とは異なる方向にスキャンする、といった手法をいう。
【０１０８】
このようなバックライトスキャン手法を適用し、ライン状のインコヒーレントの光を常時発光させれば、光量が減ることなく画素当りの発光時間が短い、CRTに近い高い動画表示特性を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】従来手法が適用された液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明が適用されるバックライトスキャン手法を説明する図である。
【図３】本発明が適用される液晶表示装置の構成の第１の例の概略を示す側面図である。
【図４】本発明が適用される液晶表示装置の構成の第１の例を示す三面図である。
【図５】図４の構成の液晶表示装置の動作例を説明する図である。
【図６】図４のマクロレンズ板の詳細な構成例を示す図である。
【図７】図４のバックライトアレイを構成する各発光素子の採用例を示す図である。
【図８】本発明が適用される液晶表示装置の構成の第２の例の概略を示す側面図である。
【図９】本発明が適用された液晶表示装置の構成の第３の例の概略を示す側面図である。
【図１０】本発明が適用された液晶表示装置の構成の第４の例の概略を示す上面図である。
【図１１】本発明が適用された液晶表示装置の構成の第４の例の概略を示す三面図である。
【図１２】本発明が適用された液晶表示装置の構成の第５の例の概略を示す側面図である。
【図１３】本発明が適用された液晶表示装置の構成の第６の例の概略を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
２１  バックライトアレイ，  ２２  集光レンズ，  ２３  反射ドラム，  ２４  反射膜，  ２５  導光板，  ２６  マイクロレンズ板，  ２７  液晶パネル，  ２８  前面板，  ２９  モータ，  ８１  バックライトアレイを振る機構，  ９１  電気光学素子，  ９２  電気光学素子の制御機構
【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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