[发明专利]光扫描装置及应用该装置的二维图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于液晶显示装置等二维显示装置、且主要使用三基色(R、G、B)的激光光源的光扫描装置。 

背景技术

显示装置中，有诸如有机发光显示装置、等离子显示装置等自身能够发光的发光型显示装置，以及诸如液晶显示装置等自身不能够发光，而需要其他光源的受光型显示装置(Reflection type Liquid Crystal Display)。一般的液晶显示装置包括：2个具备电场生成电极的显示板，以及位于它们之间的、具有介电各向异性(dielectric anisotropy)的液晶层。向电场生成电极施加电压，来在液晶层生成电场，通过改变电压来调节该电场的强度，从而形成光阀(light valve)，并通过调节透过液晶层的光的透过率来获得期望的图像。 

对于透过该液晶层的光，一般使用的是另外的人工光源。作为液晶显示装置用的光源，使用的是在液晶面板(Liquid Panel)的背面向整个液晶面板均匀地照射光的光源，例如大多使用的是冷阴极荧光灯(Cold CathodeFluorescent Lamps，CCFL)等荧光灯。通常，从导光板的侧表面入射的荧光灯的光，从导光板前面以大致均匀的光来照射液晶面板的背面。 

近年来，从节能环保的观点出发，正在开发使用诸如发光二极管(LED)、激光这样不使用水银，耗电更少的光源的图像显示装置。尤其是激光不仅耗电量低，而且在用作图像显示装置用光源的情况下，从色彩再现(colorreproduction)范围的广度等画质方面的观点来看，可以说是图像显示装置的最佳光源。 

然而，应用激光光源在液晶面板的后面向整个液晶面板均匀地照射光的情况下，激光光源却难以确保如上述的荧光灯那样的发光区域长度(lengthof light-emitting region)。为此，应用光扫描装置，考虑使用的是向液晶面板背面的导光板的侧表面线状地照射激光光束的边光(edge lighting)方式。 

作为上述线状地照射的光学系统，一般具有代表性的是应用于激光打印机(LBP)等的光扫描装置、应用于复印机的图像读取等的照明光学系统等(参考专利文献1)。 

然而，上述现有技术的目的却在于，使用通常亮度(brightness)的光源来在焦平面上成像。因此，上述现有技术很难被单纯地用作向导光板侧表面线状地照射从高亮度光源射出的激光的扫描系统。 

[专利文献1]：日本特许第2649744号说明书 

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种使用高亮度光源，并能够实现稳定且均匀的线状光扫描的光扫描装置。 

本发明涉及光扫描装置，以及使用该光扫描装置来对二维地调制光强度的空间光调制元件(spatial light modulator)进行照明的二维图像显示装置。为达到上述目的，本发明的光扫描装置具备：至少1个激光光源，射出激光；偏转部，使从至少1个激光光源射出的激光进行偏转扫描；及，导光板，该导光板的侧表面被经偏转部偏转扫描后的激光照射。上述的至少1个激光光源包含多模(multi mode)光纤光源、或被设置为条形构造的垂直方向与扫描方向平行的宽条形(Broad-stripe)半导体激光光源；在导光板的侧表面上的至少1处，形成与扫描方向垂直的厚度方向的出射光瞳(exit pupil)。 

若偏转部是旋转多面镜，最好是，从激光光源的厚度方向的边缘部位射出的激光的主光线与透镜光轴(axis of lens)交叉于旋转多面镜的各个镜面上的至少1点。此外，还可以在偏转部与导光板之间设置具有焦度(opticalpower)的镜子。 

此外，还可以具备厚度方向聚光部，用于在导光板的侧表面上的至少1处形成出射光瞳，将经偏转部偏转扫描后的激光向厚度方向聚光。该厚度方向聚光部由至少在厚度方向具有不同焦度的多个菲涅耳透镜(Fresnellenses)或多个菲涅耳镜子(Fresnel mirrors)，沿扫描方向排列而成。 

其中，多个菲涅耳透镜或多个菲涅耳镜子最好被设置为，厚度方向的焦距从扫描中央部位向扫描边缘部位变长，并且，相同的菲涅耳透镜或相同的菲涅耳镜子以扫描中央部位为中心左右对称地排列。此外，多个菲涅耳透镜或多个菲涅耳镜子的厚度或材质最好相同。并且，最好是，多个菲涅耳透镜(镜子)是线性菲涅耳透镜(Linear Fresnel)(镜子)，且线性菲涅耳透镜(镜子)的厚度方向的齿间距(pitch)相同。