JP5418969B2 - 発光装置及び画像表示システム - Google Patents
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Description
しかしながら、この例を用いても、発光装置や表示装置の小型化、薄型化、及び低消費電力化、に対して十分とは言えない。
図1(a)は第1の実施形態にかかる発光装置の模式断面図、図1(b)はその変形例の模式断面図、である。発光装置5は、発光素子10、走査光学部12、補正光学部14、及び透光板18、を備えている。透光板18は、その表面方向に沿って透過光を拡散可能なシート状の材料であってもよい。
反射板16の断面は、発光素子10からの距離が長くなるにともなってその傾きが大きくなる様に上に向かって凹となる断面とされる。このようにすると、スポット形状の横方向変化の補正がより容易となる。この結果、透光板18上において出射光Gの輝度分布を均一とすることがより容易となる。
発光素子110からの放出光は集光レンズ120により集光されポリゴンミラー112により走査されるが、照射スポット形状は補正されない。遠方照射領域RFFにおける反射板116への入射角θ2は大きくなるので、そのスポット形状は近傍照射領域RNNのスポット形状よりも横方向に広がる。このために遠方照射領域RFFにおいて輝度が低下する。すなわち、透光板118上で出射光GGを均一な輝度分布とすることが困難となる。
発光素子(LD)10は、n型クラッド層54、活性層50、p型クラッド層52、基板55、などを有している。
図4(a)のように、反射板16の上面に、蛍光体層22が設けられている。発光素子10をInGaAlN系レーザとし、その放出光が、波長405nmの青紫光とする。また、蛍光体層22が、例えば黄色蛍光体であると、青紫色である放出光を吸収し黄色光である波長変換光を放出する。このために、透光板18の上方において、青紫光と黄色光の混合光として、例えば白色光を得ることができる。つまり、白色光が透光板18を部分照射しつつ透光板18の上を走査される。この白色光の輝度分布は、透光板18上において均一とすることができる。
発光素子10からの放出光は、ポリゴンミラー12aにより走査され、補正光学部14により整形されたのち、透光板18を照射可能である。つまり、補正光学部14から出射された放出光は、透光板18を部分照射しつつ透光板18の上を走査される。このために、放出光の輝度分布は、透光板18の上方において均一とすることが容易である。蛍光体層22は、透光板18の上側及び下側のいずれの側に設けられてもよい。なお、単色光の場合、蛍光体層を省略できる。
発光素子10からの距離が長くなるとともに、透光板18の下面の傾きが急峻な下に向かって凹となる断面となるようにする。このようにすると、照射スポット形状がより等方的となるように整形できる。このために、透光板18上において出射光Gの輝度分布が均一となる。
本実施形態は、放出光を2次元的走査する場合である。すなわち、ポリゴンミラー12aの面に角度を設けるか、ポリゴンミラー12aとガルバノミラーとの組み合わせなどにより、反射板16上を走査方向DS、これと略直交する走査方向DT、の2次元的に走査する。補正光学部14は、2次元的に走査された放出光を等方的に近づくように補正して反射板16上にビーム状放出光を照射する。つまり、補正光学部14から出射された放出光は、透光板18を部分照射しつつ透光体18の上を走査される。このようにして、透光板18上の輝度分布を均一とすることが容易となる。
発光素子11は、複数の発光素子であってもよい。発光素子11aからの放出光は、補正光学部14により反射板16上の領域111、発光素子11bからの放出光は照射領域112、発光素子11cからの放出光は照射領域113、発光素子11dからの放出光は領域114、にそれぞれ照射される。すなわち、発光素子11を逐次電気的に駆動することにより、放出光は照射領域111、112、113、114の順に1次元的に走査可能となる。さらに、補正光学部14により2次元的な走査が可能である。そして、補正光学部14から出射された放出光は、透光体18を部分照射しつつ透光板18の上を走査される。
また、図10は、本画像表示システムのブロック図である。
画像表示システムは、バックライト光源となる発光装置5と、液晶装置などを用いた画像表示ユニット80と、走査制御回路82と、発光素子駆動回路84と、を備えている。
画像表示システムの入力端子Vinへ入力された映像信号SIは、画像表示ユニット80へ入力されると共に走査制御回路82へ入力される。走査制御回路82は、分割された画像領域への信号出力と同期した位置制御信号SPを発光装置5へ出力する。発光装置5の走査光学部12は、位置制御信号SPに応じて放出光を走査し所定の領域に部分照射を行う。
Claims (10)
- 劈開端面からビーム状の放出光を出射可能な発光素子と、
前記劈開端面の垂直方向に延在し、光拡散性を有する透光板と、
前記放出光を走査し、前記透光板を部分照射する走査光学部と、
走査された前記放出光が入射し、前記透光板上の照射スポット形状の走査方向に沿った長さが走査位置の変化に対して近似的に等しくなるように、前記走査位置に応じて前記照射スポット形状を整形する補正光学部と、
を備えたことを特徴とする発光装置。 - 前記補正光学部は、前記走査方向に平行かつ前記透光板の上面に垂直な断面において前記走査位置に応じて前記照射スポット形状の前記長さを変化可能な曲線形状を有する透光体からなることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
- 前記透光板は、前記発光素子の前記劈開端面からの距離が長くなるに従い傾きが急峻となるように下に向かって凹となる断面を有することを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、第1の発光波長を有する放出光を放出する第1の発光素子と、前記第1の発光波長とは異なる第2の発光波長を有する放出光を放出する第2の発光素子と、を含み、
前記第1の発光素子からの前記放出光と前記第2の発光素子からの前記放出光とは混合されて前記透光板を部分照射することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置。 - 前記透光板の前記上面及び下面のいずれかに設けられ、前記補正光学部から出射された前記放出光を吸収して波長変換光を前記透光板の上方へ出射可能な蛍光体層をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置。
- 前記透光板と離間して下方に設けられ、前記補正光学部から出射された前記放出光を前記透光板に向かって反射可能な反射板をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
- 前記反射板上に設けられ、前記補正光学部から出射された前記放出光を吸収して波長変換光を前記透光板の上方に出射可能な蛍光体層をさらに備えたことを特徴とする請求項6記載の発光装置。
- 前記反射板は、前記発光素子の前記劈開端面からの前記距離が長くなるにともない傾きが急峻となるよう上に向かって凹となる断面を有することを特徴とする請求項6または7に記載の発光装置。
- 劈開端面からビーム状の放出光をそれぞれ出射可能な第1および第2の領域を有する発光素子であって、前記第1および第2の領域を電気的に逐次駆動可能な発光素子と、
前記劈開端面に対して垂直方向に延在し、光拡散性を有する透光板と、
前記放出光がそれぞれ入射し、前記透光板の異なる領域をそれぞれ部分照射する補正光学部であって、前記第1の領域からの放出光の第1照射スポット形状の前記垂直方向に沿った長さと、前記第2の領域からの放出光の第2照射スポット形状の前記垂直方向に沿った長さと、が近似的に等しくなるように、前記第1および第2の照射スポット形状をそれぞれ整形する補正光学部と、
を備えたことを特徴とする発光装置。 - 請求項1〜9のいずれか1つに記載の発光装置と、
前記発光装置からの前記放出光により、表示画素よりも大きな領域が部分照射され、映像信号に同期して微細な画素を開閉する表示ユニットと、
前記映像信号が入力され、前記映像信号を分析して前記表示ユニットのうちの部分照射領域を最適輝度分布となるように、輝度変調信号及び位置制御信号を出力する走査制御回路と、
前記発光素子の駆動電流を変化して輝度を変調する発光素子駆動回路と、
を備えたことを特徴とする画像表示システム。
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