专利名称:液晶显示装置及液晶显示系统的利记博彩app
技术领域:
本发明涉及一种用于个人电脑或液晶电视的显示装置等的液晶显示装置及液晶显示 系统。
背景技术:
以往,在液晶显示装置中尤其有源矩阵(activematrix)型液晶显示装置,作为个人 电脑的显示装置、液晶电视的显示装置而被多用。而且在这些用途方面,大屏幕化正在迅 速发展。此外,有源矩阵型液晶显示装置,无论其显示屏的尺寸大小,都要求能高清晰且 色彩再现范围广、高画质的显示。这是为了在与等离子显示面板(PDP)等其它显示装置 的竞争中,保持优势。而且,同时也要求低功耗化。
有源矩阵型彩色液晶显示装置,在构成像素的副像素的上部分别设有红(R)、绿(G)、 蓝(B)的滤色器(color filter),由背光照明装置通过白色光,从而显示全色(full color) 图像。S卩,通过汇集R、 G、 B三个副像素构成一个像素,显示全色图像。背光照明装置 的光转换效率低,剩余的输入功率转化为热量。因此散热部也变大。
此外,以扩大色彩再现范围并延长寿命为目的,取代以往的利用冷阴极荧光管的背光 照明装置,使用包含红色光(R光)、绿色光(G光)和蓝色光(B光)三基色的多个发 光二极管(LED)的背光照明装置被付诸实用。发光二极管与冷阴极荧光管相比可以扩大 色彩再现范围,故可实现更高画质的液晶显示装置。
但是,采用至少发射R光、G光、B光三色光的LED光源时,由于LED的发光色存 在偏差,例如即使是同样的G光,基于LED,其发光颜色会带有红色,或蓝色。此外, 即使是同一元件,也会因驱动电流或温度特性等因素,发光颜色会发生变化。在利用了这 样的R光、G光、B光的LED的全色显示的情况下,难以使白色等级的色度(chromaticity) 保持一定。另外,虽然生产液品显示装置时,可以调整白色等级的色度,但是由于经年变 化的波动等,就长期而言白色标准还是会发生变化。
此外,在使用了LED的情况下,伴随LED的发热,发光波长和光输出会发生变化。 因此,即使调整过一次亮度和色调,调整后,亮度和色调也会再次发生变动。这样的变动,
还会随着时间变化而产生。因此公开有一种结构,在三色发光元件中,至少某一色的发光
元件采用亮度高于LED的适于高输出化的半导体激光器元件,从而抑制因驱动电流的增 大引起的发热,减少特性的变动。在该第1例中,具体示出了采用红色半导体激光的情况 (例如,参照日本专利公开公报特开2005-64163号(专利文献l))。
然而,在上述第l例中,作为以往的光源使用荧光管或LED的方式,因为将光源设 置在面板的背面或侧面,并对其进行驱动,因此,增加了包含液晶显示板在内的厚度、重 量。此外,没有被转换为光而转化为热的输入功率增大,由于需要散热结构,这也会增加 厚度和重量。液晶面板不大抗热,需要与也作为发热体的光源(灯或LED)保持一定距离, 这也会导致大型化。
此外,上述第1例中,作为背光照明装置的光源,虽记载了使用了红色的半导体激光 器的情况,但关于具体结构等,没有任何记载。因此,利用红色的半导体激光器,虽可抑 制因驱动电流的增大引起的发热,减少特性的变动,但关于装置本身的大型化,未采取任 何对策。此外,上述第1例中,使用LED作为光源为主体,当使用R光、G光、B光三 色构成的激光光源和白色光源作为光源时,依然会产生液晶显示板的厚且重的问题。
如上所述的液晶显示装置被系统化的液晶显示系统,不仅作为个人电脑的显示装置而 被利用,而且还作为电视机而被利用,故要求大屏幕化、高画质化。在这样的液晶显示系 统中,虽采用从背面侧照明液晶显示板的面状光源装置,而作为该面状光源装置的光源, 则多用冷阴极荧光管。然而,冷阴极荧光管方式,具有冷阴极荧光管产生的热量会导致液 晶显示系统的显示性能恶化等问题。此外,由于近年作为电视接收机的需求增大,进一步 要求高画质化,采用发光二极管(以下称"LED")等作为光源的结构也在被实用化。
为了避免因发热的影响,公开了一种液晶显示系统(例如,参照日本专利公开公报特 开平11-167808号,专利文献2),例如用由具有冷阴极荧光管的光源、构成面状光源的 剖面为楔形的第l导光体,设置在其端面部向第l导光体提供照明光的第2导光体、连接 光源和第2导光体的光纤。该第2例,与以往结构不同,通过用光纤连接冷阴极荧光管和 第l导光体之间,防止来自冷阴极荧光管的发热的影响及施加高频电压产生的噪声。
此外,即使使用LED,也为了减少导光板内的无效区域来实现装置的小型化和轻量化, 还公开了使用剖面为楔形的导光板的面状光源装置(例如,参照円本专利公开公报特开 2006-134661号,专利文献3)。如该第3例使用了 LED的面状光源装置,与使用了冷 阴极荧光管的装置相比,色彩再现性良好,可以获得高画质。
此外,除红色光(R光)、蓝色光(B光)和绿色光(G光)的LED夕卜,还使用发 出其它颜色光的LED,从而实现更高画质的面状光源装置也被付诸实用化。另外,用半导 体激光器元件替换一部分LED的面状光源装置也在研究之中。该第4例,利用的是半导 体激光器元件与LED相比,高亮度、高输出并可减少驱动电力、实现高画质化的特性(例 如,参照专利文献l)。
此外,还公开了一种旨在可实现大屏幕显示和装置重量轻量化的图像显示系统(例如, 参照日本专利公开公报特开平9-159985号)。该第5例的系统包括,具有液晶面板且生 成构成图像的一部分的局部图像的多个液晶模块、显示从上述多个液晶模块生成的局部图 像的屏幕、对上述多个液晶模块的液晶面板供给光的光供给部。而且,从光供给部经由光 纤电缆对液晶模块供给光。通过这样的结构,实现大屏幕的投影型方式的显示系统。
在上述第2例中,虽可防止冷阴极荧光管的发热造成的影响及施加高频电压产生的噪 声,但扩大色彩再现范围进一步改善画质相对较难。而且,将冷阴极荧光管射出的光通过 光纤导向导光体的方式,难以传送较大的光强度,无法适用于大屏幕的液晶显示系统。
此外,在上述第3例中,虽可扩大色彩再现范围并延长寿命,但在使用至少发射R光、 G光、B光三色光的LED光源时,具有以下问题。即,由于LED的发光色存在偏差,例 如即使是同样的G光,根据各自的LED,其发光色会带有红色,或蓝色。此外,即使同 一LED,也会因驱动电流、温度特性或经时变化等因素,发光色发生变化。因此,即使初 始时调整过亮度和色调,调整后或使用中亮度或色调也会变化,因此,难以使白色等级的 色度长期保持一定。
另外,由于上述第2和第3例是将冷阴极荧光管或LED设置在面板背面或侧面进行 照明的方式,因此,将液晶显示系统越大屏幕化,光源的厚度及重量相对于装置整体的影 响就越大。此外,由于还需要散热结构,会进一步增加厚度及重量。这些成为对进一步薄 型化、轻量化的制约。
在上述第4例中,还公开了通过采用亮度高于LED的适于高输出化的半导体激光器 元件,抑制因驱动电流的增大引起的发热,减少特性变动的结构,具体公开了采用红色半 导体激光器作为半导体激光器元件的情况。然而,对具体的装置结构等,没有任何公开和 启示。因此,通过利用红色半导体激光器,虽可抑制因驱动电流的增大引起的发热,减少 特性的变动,但对于装置本身的大型化,没有采取任何对策。
另外,在上述第5例中,通过采用从光供给部经光纤照明多个液晶面板的结构,实现 了可以大屏幕化和轻量化的投影型显示系统。然而,该第5例适用于投影型方式,难以应
用于一般广泛使用的直观型液晶显示系统。因此,在直观型液晶显示系统中,依然存在大 屏幕化和轻量化的问题。
此外,在上述第5例中,基本为光源部一体设置在装置内部的结构,并未公开光源部 和液晶显示单元完全分离的结构,就装置的薄型化、轻量化自然是有极限的。另外,对由 l或2个光源部对多个液晶显示单元供给照明光的液晶显示系统,也完全未作公开,如何 实现由l或2个光源部对薄型化、轻量化的液晶单元供给照明光的系统,还需进行进一步 的探讨。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与以往方式相比,可以实现液晶TV的薄型化和轻量化, 并据此实现壁挂TV的液晶显示装置。
本发明的目的还在于提供一种通过分离激光光源单元和液晶显示单元,使各个液晶显 示单元的薄型化、轻量化成为可能,虽然大屏幕,但能容易地设置在多个地方的液晶显示系统。
本发明所提供的液晶显示装置,包括具有激光光源的光源部;在液晶上施加电压显 示图像的液晶显示面板部;以及,将从所述光源部的激光光源发出的激光导光到所述液晶 显示面板部的光纤,其中,所述光纤被配置成使所述光源部和所述液晶显示面板部在空间 上互相分离。
在上述的液晶显示装置中,由于将具有激光光源的光源部与液晶显示板部在空间上分 离,与以往相比,可以使液晶显示板面部更薄型化、轻量化。其结果,例如,可以实现目 前为止尚无的薄型且大屏幕的壁挂TV。
本发明所提供的液晶显示系统,包括多个液晶显示单元,具有液晶显示面板和向所 述液晶显示面板导光的导光部件;以及,激光光源单元,将照明所述液晶显示面板的激光 供给到各所述液晶显示单元,其中,所述激光光源单元具有具有激光光源的激光光源部; 控制所述激光光源部的控制部;将从所述激光光源部射出的激光导光到所述各液晶显示单 元的光纤部;以及,与各所述液晶显示单元一一对应地配置,可将所述光纤部和设置在所 述液晶显示单元中的面板用光纤之间连接的多个光连接器,所述光纤部被配置成使所述激 光光源部和所述液品显示单元在空间上互相分离。
在上述的液晶显示系统中,由于将激光光源部设置在激光光源单元中,配置在介由光 纤部与液晶显示单元分离的位置上,故可实现液晶显示单元的薄型化、轻量化。此外,由
于使用激光作为光源,可以扩大色彩再现范围,实现更高的画质。此外,由于可用一个激 光光源单元,通过光纤部向多个液晶显示单元供给激光,故可在多个房间内设置液晶显示 单元。另外,由于液晶显示单元通过光连接器容易装卸,还可容易地替换屏幕尺寸不同的 液晶显示单元等。此外,由于不包括激光光源的液晶显示单元轻量、薄型且不发热,因此,
上述液晶显示系统还适用于例如美术馆那样对恒温环境有要求的场所,或在同一房间内配 置多个液晶显示单元的场合等。
图1是表示本发明第1实施例的液晶显示装置的结构的平面概略图。 图2是表示图1的光源部结构的剖视概略图。
图3是表示图1的液晶显示面板部的结构的概略图,图3 (A)是表示液晶显示面板 部的结构的俯视概略图,图3 (B)是沿图3 (A)的A-A线截断的剖视概略图。 图4是表示本发明第2实施例的液晶显示装置的结构的平面概略图。 图5是表示图4的光源部结构的剖视概略图。 图6是表示图4的光纤结构的剖视概略图。
图7是表示本发明第3实施例的液晶显示装置的结构的平面概略图。 图8是表示图7的液晶显示面板部的结构的平面概略图。 图9是表示本发明第4实施例的液晶显示系统的结构的概略图。 图10是表示图9的液晶显示单元的结构的概略图,其中,图10 (A)是从面状导光 板侧观察的俯视图,图IO (B)是沿图IO (A)的3B-3B线截断的剖视图。
图ll是表示图9的激光光源单元的激光光源部和光纤部的结构的图,图11 (A)是 表示将图9的激光光源单元的激光光源部和光纤部的连接的结构的概略立体图,图11(B) 是表示图9的激光光源单元的激光光源部的内部结构的模式图,图11C是表示用R光、G 光和B光三色激光光源合波成为一束光束的图11 (A)的合波机构部的结构的图。 图12是表示本发明第5实施例的液晶显示系统的结构的概略图。 图13是表示图12的激光光源单元的激光光源部和光纤部的结构的图,图13 (A)是 表示激光光源部的内部结构的模式图,图13 (B)是表示分别发出多个峰值波长的红色光、 绿色光和蓝色光的图13 (A)的多个发光光源的内部结构的模式图。
图14是表示本发明第6实施例的液晶显示系统的控制部、激光光源部和光纤部的结 构的示意图。
图15是表示本发明第7实施例的液晶显示系统的结构的图,图15 (A)是表示液晶 显示系统的整体结构的概略图,图15 (B)是表示图15 (A)的激光光源单元的激光光源 部和光纤部的结构的图。
具体实施例方式
下面,参照附图对本发明的实施例进行说明。在以下附图的记载中,对相同要素或类 似要素付予相同或类似的符号,有时省略说明。此外,附图为了便于理解,对于光源部和 液晶显示面板部的尺寸等未作正确的表示。
(第l实施例)
图1是表示本发明第1实施例的液晶显示装置1的结构的平面概略图。本实施例的液 晶显示装置l,包括生成R光、G光和B光的光源部101,在液晶上施加电压显示图像的 液晶显示面板部IO,和连接在光源部101和液晶显示面板部10之间的光纤15和电线14。 光源部101设置在地板13上,而液晶显示面板部10则挂在墙壁上。当然,本实施例并不 限定于图l的配置结构。例如,也可将光源部101设置在墙壁上,将液晶显示面板部IO 从天花板上挂下来。此外,液晶显示板面部10中,还包含放大液晶面板而显示的背投型 的投影显示器(rear type projection display)。
光源部101和液晶显示面板部10,用可传送光的光纤15连接,完全热分离。此外, 在本实施例中,驱动液品的电力和信号,以与光纤15相同的路径,通过电线14从光源部 101向液晶显示面板部IO传送。另外,光源部101,包括可供给驱动液晶的电力的驱动电 力供给部,和使驱动液晶的信号生成的驱动信号生成部。当然,驱动电力供给部和驱动信 号生成部未必一定要设置在光源部101的内部,准备与光源部101独立的电力供给部、信 号生成部,通过电线传输到液晶显示面板部IO也无妨。
下面,用图2对光源部101进行说明。图2是表示图1的光源部101的结构的剖视概 略图。在图2中,光源部101包括,具有分别发出R光、G光、B光的R光源llla、 G 光源lllc和B光源lllb的激光光源111、分色镜(dichroicmirror) 114、激光光源驱 动电路部120、连接器141、和透镜142。在本实施例中,这些激光光源llla、 lllb、 lllc中,对于R光源llla和B光源lllb采用发出R光和B光的红色半导体激光器(LD) 和蓝色半导体激光器(LD),对于G光源lllc采用发出G光的绿色SHG (二次谐波发 生(second harmonic generation))-半导体激光器(LD) 。 SHG是二次非线性光学效
应的一种,为生成射入介质的光(基光频率co)的2倍的频率的光(SHG光频率2co) 的现象。将绿色SHG-LD作为G光源lllc而使用时,例如可用SHG (二次谐波发生器) 将红外光转换为绿色波长光,从而发出G光。
以下对将绿色SHG-LD作为G光源lllc而使用时的具体结构例做简要说明。例如, 用半导体激光泵激(pumping)固体激光发出波长为1064nm的光,让该波长的光在谐振 器(resonancer)内振荡,将该振荡光引入SHG元件内,即可取出波长为532nm的G 光。或者,用半导体激光泵激光纤激光(fiber laser)发出波长1064nm的光,将该波长 的光导入SHG元件内,即可取出波长为532nm的G光。
对于如上所述由R光源llla、 G光源lllc和B光源lllb构成的激光光源111,可 通过来自激光光源驱动电路部120的规定的驱动波形电压,通过后述的驱动方法使各光源 发光。
下面,用图2对光源部101的光学系统进行说明。作为将从激光光源lll射出的激光 结合在一根光纤内的方法,例如可以通过分色镜114,将分别从R光源111a、G光源lllc 和B光源lllb射出的激光合波。将该合波后的三色激光经透镜142聚光,射入光纤15 内传输。光纤15,用连接器141牢固地被固定在光源部101上。连接器141可插拔,据 此,可以简单地进行光源部101的设置、移动。另外,在取下连接器141时安全装置工作, 激光不会向外部泄漏。此外,虽然图2中省略了,但在光源部101中还有,内置有光盘存 储器、VTR或半导体存储器的存储部,处理播放信号的播放输入部,和处理通信与外部输 入并使之影像化的外部输入部。来自这些的液晶驱动信号用图1的电线14从光源部101 向液晶面板部10传送。据此,液晶面板部IO不带存储部、播放输入部、外部输入部,可 以大幅度地薄型、轻量化。
下面,用图3对液晶显示面板部IO进行说明。图3 (A)和(B)是表示用于本实施 例的液晶显示装置1的液晶显示面板部10的结构的概略图,图3(A)是俯视概略图,图 3 (B)是沿图3 (A)的A-A线截断的剖视概略图。以下,用图3 (A)和(B),说明 本实施例的液晶显示装置1的液晶面板部IO的结构。在此,以平板(flatpanel)型液晶 显示装置的场合为例进行说明。
如图3 (A)和(B)所示,本实施例的液晶显示面板部IO至少具有,通过驱动控制 部向液晶施加电压显示图像的液晶显示面板20、平板状的导光板112。在本实施例中,图 1的光源部101是用于进行液晶显示面板20的背光照明的照射光的生成部分,RGB光从 光源部101用光纤15,被导向液晶显示板部IO。光纤15,是芯径为200imi的多模式光
纤(multi-modefiber)。由于所传输的激光的全输出可达15W,在可靠性这点上多模式光 纤较佳。此外,从与连接器140连接这一点来说,如果芯径超过lOOpm则与连接器140 的校准(alignment)能以机械精度对准,用连接器140可以容易地插拔。即,作为光纤 15,芯径在lOOpm以上的多模式光纤特别有效。
液晶显示面板20的驱动控制部,将1帧图像时分为3个,并按每l/3帧周期施加三 色光的各自光图像信息。然后,图1的光源部101,与液晶显示面板20的驱动控制部施 加上述三色光的各自光的图像信息同步,分别按每1/3帧周期照射上述三色光。
来自图1的光源部101的多束激光通过光纤15,被导入液晶显示面板部10的光学部 18。从液晶显示面板部10的连接器140射入的激光在透镜143被准直(collimator)后, 通过反射镜116a,用柱面透镜(cylindricallens) 116b扩展光束面,射入导光板112的 其中一个端面部112d。另外,柱面透镜116b,也可在透镜驱动电路部116c的驱动下往 复运动,对光进行扫描。连接器140可插拔,因此可以简单地进行液晶显示面板部10的 设置、移动。另外在取下连接器140时安全装置工作,激光不会向外部泄漏。作为该安全 装置的结构,比较有效的是检测连接器的连接切断激光的方式,或在连接器连接时机械地 输出激光的方式等。
如图3(B)所示,激光从导光板112的端面部112d射入,在透明导光部112a中被导 光,从其中的一个主面112b呈面状均匀地射出。此外,在导光板112 —个主面112b — 侧,设有用于扩散光的扩散板113。另外,在本实施例中,在导光板112的另一个主面112c 一侧,为使入射的激光均匀扩散、反射,并射入一个主面112b,设有例如形成有微小的点 图形(dotpattern)的反射层119。
此外,在本实施例中,用于变换光路把光导入导光板112—个端面部112d的光路变 换部118,设置在导光板112的一个端面部112d—侧。另外,对来自激光光源101 (应 为111)的光进行导光的副导光板115层叠设置在导光板112上。
光源部101,使R光源llla、 B光源lllb、 G光源lllc依次发光,这些各色激光 经光纤15传输后,朝向液晶显示面板部10的液晶面板20背面以面状均匀地照明。液晶 显示装置1,通过采用上述结构,可以形成用从一个主面射出的面状光从背面照明液晶显 示面板20的平板型结构。根据该结构,液晶显示面板部10中不需要散热部。虽然灯或 LED作为热源,会对液晶面板20造成不良影响,但本发明中不存在此类会造成不良影响 的热源。据此,可使屏幕尺寸为32英寸的液晶显示面板部10的厚度在5cm以下。此外
重量可为5kg。这个重量可以容易地实现壁挂。以往的30kg以上的液晶TV,由于必须在 墙上进行加固,所以壁挂方式并不普遍。
此外,在本实施例的液晶显示装置中,由于光源部101中采用由R光源llla、 G光 源lllc和B光源lllb构成的激光光源lll,故波长的色纯度良好,与以往的液晶显示装 置相比,可以大大扩大可显示的色彩再现范围,可以实现再现更加鲜明、自然的色调的液 曰曰 显示装置。
此外,在本实施例的液晶显示装置中,由于在液晶显示面板的背面使用将来自其中一 个主面的激光呈面状均匀地射出的背光照明装置,可形成平板型结构,可以实现壁挂TV。 此外,也可用作个人电脑的显示装置。
此外,在本实施例中,虽对G光源调制绿色SHG-LD光源而使用的情况进行了说明, 但本发明并不限定于此。例如,通过用Q开关对绿色SHG-LD光源进行脉冲序列驱动, 也可生成峰值光强度大大增强的脉冲序列光并使用。Q开关,是通过在激光谐振器内部插 入光调制器等,在某个瞬间急剧升高光谐振器的Q值开始激光振荡,将到此为止积蓄在激 光介质中的能量作为光脉冲一气放出的方式。通过将其制成脉冲列光,可以增大绿色激光 的峰值功率(peak power),并且使其输出强度稳定。
此外,在本实施例中,液晶显示面板20的背光照明,包括具有发出R光、G光和B 光的激光光源的光源部101,和用光纤15引导光源部101射出的激光,从一个端面部112d 射入,并从一个主面112b射出的平板状的导光板112,导光板112从一个端面部112d 射入激光,导光后从一个主面112b呈面状射出,但本发明并不限定于此。例如,也可将 激光射入导光板的透明导光部,在进行导光的同时使其衍射或反射,并向其中一个主面方 向射出。通过在透明导光部中设置全息图元件或半透镜等,可使其一部分衍射或一部分反 射,向其中一个主面方向射出。据此,与上述同样,可以获得高亮度、高画质的液晶显示 装置。通过这样使用导光板,可使液晶显示面板部薄型化,因此有效。
在本实施例中,由于用于液晶显示面板部10的图像显示的液晶驱动信号和液晶驱动 电力,是从电源部101通过电线14供给的,因此,液晶显示面板部10内不带存储部、播 放接收部等。这也大大贡献于薄型、轻量化。
此外,在本实施例中,光源部101设置在地板13上,来自光源部101的热量可以直 接向地板13散热。据此,可将激光光源lll的温度设定得更低,降低耗电量。这是因为, 激光一旦成为高温发光效率就会下降,但若良好地散热使温度下降就能获得良好的发光效
率。特别是,当激光设置在光源部101的底面时,向地板13的散热进一步增加,耗电量
进一步减少,发光效率良好。
另外,本实施例中虽使用了绿色SHG-LD,但也可以使用绿色LD。 像本实施例这样用一根光纤至少传输红色光、蓝色光、绿色光,具有可低成本化、可
利用普通连接器等优点。
(第2实施例)
下面就本发明的第2实施例进行说明。在上述第l实施例中, 一方面,从光源部射出 的R光、G光和B光通过光纤传送到液晶显示面板部,另一方面,用于驱动液晶显示面板 部的电力和液晶驱动信号通过电线传送到液晶显示面板部,传送路径各不相同。与此相对, 在本实施例中,将R光、G光和B光,以及液晶驱动电力和液晶驱动信号,均通过一根光 纤从光源部向液晶显示面板部传送,使光源部和液晶显示面板之间的传送路径为一条。
图4是表示本发明第2实施例的液晶显示装置2的结构的平面概略图。本实施例的液 晶显示装置2,包括生成R光、G光和B光的光源部102,在液晶上施加电压显示图像的 液晶显示面板部11,和连接在光源部102和液晶显示面板部11之间的光纤15a。光源部 102和液晶显示面板部11,只通过可传送光的一根光纤15a被连接,被完全热分离。此外, 在本实施例中不仅用光纤15a传送R光、G光和B光,用相同的路径,驱动液晶的电力 和信号也以光的形式向液晶显示面板部ll传送。此时的从光源部102到液晶显示面板部 11的距离为3.5m。就液晶驱动信号而言,用光纤15a传送的优点是损耗少。这是因为, 用电线进行信号传送时,液晶驱动信号为高频,其传送损耗大。此外,液晶驱动电力也用 光纤15a传送,也不会有漏电的情况。此外,只用一根光纤,可使传送路径本身轻量化。 另外,光纤细,也非常美观。由于可用lmm类的光纤传送所有的光,在3m左右的距离 处观看影像时几乎看不到光纤,外观上非常好。
下面,用图5对光源部102进行说明。图5是表示图4的光源部102的结构的剖视概 略图。光源部102包括,分别发出R光、G光、B光的激光光源lll、分色镜114、激光 光源驱动电路部120、处理播放信号的播放输入部130、内置DVD等光盘存储器或半导 体存储器的存储部131、处理通信及外部输入并使之影像化的外部输入部132、开关部133、 驱动信号生成部134、和连接器141。存储部131、播放输入部130和外部输入部132, 分别与开关部133相连,通过开关部133与驱动信号生成部134连接。在驱动信号生成部
134中,来自各装置的视频信号被转换为液晶驱动信号,加载了该液晶驱动信号的调制信 号的红外激光llld被传送。
图5中,光源部102,作为激光光源111在内部具有分别发出R光、G光和B光的R 光源、G光源和B光源。在这些激光光源中,对于R光源和B光源使用发出R光和B光 的红色半导体激光器(LD)和蓝色半导体激光器(LD),对于G光源使用发出G光的绿 色SHG (二次谐波生成)-半导体激光器(LD) 。 SHG是二次非线性光学效应的一种, 是生成射入介质的光(基光频率co)的2倍频率的光(SHG光频率2co)的现象。将 绿色SHG-LD作为G光源使用时,例如可用SHG (二次谐波生成)将红外激光转换为绿 色波长光,发出G光。通过连续工作(CW)使光源动作。具体的结构例,与第l实施例 记载的结构相同。
对于如上所述的由R光源、G光源和B光源构成的激光光源111,利用来自激光光源 驱动电路部120的规定的驱动波形电压,并通过后述的驱动方法使各光源分别发光。在本 例中,激光器通过连续工作(CW)使光源动作。
下面,用图5对光源部102的光学系统进行说明。作为将激光光源lll射出的激光聚 合到光纤15a的方法,例如,分别从R光源、G光源和B光源射出的激光,可以和上述 第1实施例同样,通过分色镜114合波。此外,当G光源使用绿色SHG-半导体激光器时, 未转换为绿色光的红外激光也同样被合波。该红外激光成为液晶驱动电力。此外,作为液 晶驱动信号的红外激光llld也同样被合波。艮卩,红外激光llld通过分色镜114被合波。 将该合波后的各激光,即,使从激光光源lll射出的激光、液晶驱动信号用红外激光llld 和液晶驱动电力用的红外激光,射入光纤15a并传输。光纤15a,通过连接器141牢固地 固定在光源部102上。连接器141可插拔,据此,可以简单地进行光源部102的设置、移 动。另外,在取下连接器141时安全装置工作,激光不会向外部泄漏。
图6是表示图5的光纤15a的结构的剖视概略图。在本实施例中,作为光纤15a采用 双包层光纤(double clad fiber),包括掺杂(dope)有光增幅成分的芯(core) 31、覆 盖芯31的第1包层30、和覆盖第1包层30的第2包层32。分别从R光源、G光源和B 光源射出的激光IIO,在光纤15a的芯31中传输,液晶驱动电力用的红外激光llle在第 l包层30中传输。驱动电力为10W较大,在第l包层30中传输较为好。此外,液晶驱 动信号用红外激光llld也在芯31中传输。如上,双包层光纤只用一根就能分开所传输的 激光的传输位置,故效率好。
被传输的激光,在液晶显示面板部ll,被分离为RGB光(R光、G光和B光)、液 晶驱动信号用红外激光和液晶驱动电力用红外激光。分离出来的液晶驱动电力用红外漠女光 通过光电转换元件被转换为电力。RGB光(R光、G光和B光)作为液晶面板的背光照 明而被使用,液晶驱动信号用红外激光成为液晶驱动的信号。
在本实施例中,由于波长的色纯度较之冷阴极荧光管大幅度地被改善,可显示的色彩 再现范围扩大,可以实现再现更加鲜明、自然的色调的液晶显示装置。
像本实施例这样用一根光纤传输红色光、蓝色光、绿色光和红外激光,具有可低成本 化,可利用普通连接器等优点。
(第3实施例)
下面就本发明的第3实施例进行说明。在上述第l和第2实施例中,用于驱动液晶显 示面板部的电力通过从光源部射出的红外光向液晶显示面板部传送。与此相对,在本实施 例中,在用于发出G光的红外激光中,将没有被转换为G光的剩余光,作为液晶显示面 板部的驱动电力加以利用,而不需要只作为驱动电力用的红外光。
图7是表示本发明第3实施例的液晶显示装置3的结构的平面概略图。对与图1和图 4相同或类似的要素付予相同或类似的符号,有时省略说明。
以下,基于图7,对本实施例的液晶显示装置3进行说明。本实施例的液晶显示装置 3,包括生成R光、G光和B光的光源部101、在液晶上施加电压显示图像的液晶显示面 板部12、连接在光源部101和液晶显示面板部12之间的三根光纤15b。光源部101和液 晶显示板部12,通过可传送光的三根光纤15a相连接,完全热分离。此外,在本实施例 中,除将R光、红外光和B光通过三根光纤传送外,通过别的路经,将液晶驱动信号通过 电线向液晶显面示板部12传送。另外,电线在图7中省略。此外,在光源部101中还有, 内置BD、 DVD等光盘存储器、VTR或半导体存储器的存储部、处理播放信号的播放输 入部、处理通信和外部输入并使之影像化的外部输入部。来自这些的液晶驱动信号通过电 线向液晶面板部12传递。据此,液晶面板部12可以大幅度地薄型、轻量化。
图8是表示用于本实施例的液晶显示装置3的液晶显示面板部12的结构的平面概略 图。以下,用图8,说明本实施例的液晶显示装置的液品面板部12的结构。在此,以平板 型液晶显示装置的情况为例进行说明。
如图8所示,本实施例的液晶显示面板部12至少具有,通过驱动控制部向液晶施加 电压显示图像的液品显示面板、和导光板。在本实施例中,光源部101作为用于进行背光
照明的激光生成部发挥作用,R光、B光和红外光通过光纤15b被导向液晶显示面板部12。 来自光源部101的三束激光,介于三根光纤15b通过连接器140被固定在液晶显示面板部 10 (应为12)上,并被导向内部的光学部18。光纤15b中的一根作为红外光传输红外激 光。该红外光经液晶显示面板部12内部的SHG35被转换为绿色。此外,没有被转换的剩 余的红外光经光电转换元件36被转换为电力。通过该电力液晶被驱动。即,红外光经 SHG35被进行波长转换,被转换为绿色光,没有被转换的红外光通过分色镜114被反射 分离,射入光电转换元件36,被转换为液晶驱动电力。例如,液晶显示面板的大小若为 32英寸,则需20 30W左右的液晶驱动电力。根据该电力和所需的绿色光的输出强度, 决定来自光源部101的红外光的光强度。
另一方面,从液晶显示面板部12的连接器140射入的红色和蓝色激光也经透镜143 通过SHG35和分色镜114,被导向反射镜116a。在此,经SHG35被转换波长后的绿色 光也同时被导向反射镜116a。该RGB光,通过柱面透镜116b扩展光束面,射入副导光 板115。另外,柱面透镜116b,也可在透镜驱动电路部116c的驱动下往复运动,对光进 行扫描。
连接器140可插拔,因此可以简单地进行设置、移动。另外在取下连接器时安全装置 工作,激光不会向外部泄漏。
另外,虽然图8中省略,经电线输入到液晶面板部12的液晶驱动信号传送到液晶显 示面板部12,成为影像。
液晶显示装置3,通过如上结构,可以形成通过从一个主面射出的面状光从背面激光 照明液晶显示面板的平板型结构。根据该结构,由于液晶显示面板部12中无光源,因此, 无需设置散热部。另外,虽然灯或LED作为热源,会对液晶面板造成不良影响,但本发 明中不存在此类会造成不良影响的热源。据此,可使屏幕尺寸为45英寸的液晶显示面板 部12的厚度在6cm以下。此外重量可为7kg。
光源部101,在显示普通的全色图像时,由至少包括R光源、G光源和B光源的激光 光源,发出R光、G光和B光。据此,液晶显示面板可以得到鲜明、色彩再现范围广的全 色图像显示。
根据如上结构,可通过激光光源扩大色彩再现范围,可实现具有更高画质、自然画质 的液晶显示装置。据此,可以壁挂方式实现平板型、小型、薄型且高画质的液晶显示装置, 其价值大。
另外,本实施例中虽用电线输送液晶驱动信号,但也可用光纤输送。
采用上述第1 3实施例,与以往方式相比可以大幅度地将液晶TV薄型化和轻量化, 而且据此实现壁挂TV。例如,通过将具有发出红色光、绿色光和蓝色光的激光光源的光 源部与液晶显示面板部完全分离,将主要电源、光学系统以及热源部分装载在光源部中, 与液晶显示面板部分开,可使液晶显示面板部大幅度地薄型化、轻量化。从光源部发出的 激光通过光纤被导向液晶显示面板部为主结构,故可忽略通过光纤发生的热传导。
此外,由于从液晶显示板部除去了存储装置、播放接收装置等,因此,可以更加薄型、 轻量化。
另外,由激光光源,可起到较之以往的液晶显示装置改善色彩再现性、实现低耗电的 很大效果。
(第4实施例)
下面就本发明的第4实施例进行说明。本实施例涉及一种,准备多个上述第1 3实 施例的液晶显示装置,实现将薄型化和轻量化的各液晶显示装置(液晶显示单元)配置在 不同场所的液晶显示系统。本实施例,分离背光的光源,经由光纤显示多个液晶显示单元 的各液晶显示面板。
图9是说明本发明第4实施例的液晶显示系统的结构的概略图。图10 (A)和(B) 是表示图9的液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215的结构的图,图10 (A)是从面 状导光板25侧观察的俯视图,图10 (B)是沿图IO (A)的3B-3B线的剖视图。此外, 图11 (A) 、 (B)和(C)是表示图9的激光光源单元236的激光光源部237和光纤部 239的结构的图,图11 (A)是表示将图9的激光光源部237和光纤部239连接的结构的 概略立体图,图ll (B)是表示图9的激光光源部237的内部结构的模式图,图ll (C) 是表示用R光、G光和B光三色激光光源合波成一束光束的图11 (A)的合波机构部245 的结构的图。以下,用图9 图11 (C),说明本实施例的液晶显示系统的结构。
本实施例的液晶显示系统,包括多个液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215和激 光光源单元236。各液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215,包含液晶显示面板216 和分别与液晶显示面板216的背面侧密接设置的面状导光板225,激光光源单元236,向 各液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215供给用于照明液晶显示面板216的激光。激 光光源单元236,具有发出至少包含R光、G光和B的激光的激光光源部237、用于控制 激光光源部237的控制部238、将激光光源部237射出的激光导向至各个液晶显示单元
211、 212、 213、 214、 215的光纤部239、用于连接光纤部239和设置在各液晶显示单 元211、 212、 213、 214、 215中的面板用光纤235之间的光连接器241。
如图9所示,本实施例的液晶显示系统,屏幕尺寸不同的5个液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215分别配置在5个房间21、 22、 23、 24、 25的内部。与这些各个相对,为 了供给规定光强度的激光,设置有一个激光光源单元236。用于向各液晶显示单元211、
212、 213、 214、 215供给从激光光源部237输出的激光的光纤部239,被拉向各个房间
21、 22、 23、 24、 25,光纤部239的端部与各房间的光连接器214相连接。设置于各房 间21、 22、 23、 24、 25中的液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215中,设有开关234。 通过启动该开关234,液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215起动,并且,起动信号 经由与面板用光纤235—同配置的电气配线(未图示)被传送到光连接器241。光连接器 241—旦接收到起动信号,就将连接器识别信号附加到该起动信号上,经由与光纤部239 一同配置的电气配线(未图示)被传送到控制部238。
另外,在本实施例中,控制部238虽配置在激光光源部237的内部,但也可另外设置。 另夕卜,控制部238和激光光源部237虽设置在房间21、 22、 23、 24、 25的外部,也可设 置在5个房间21、 22、 23、 24、 25中的任一个内。此夕卜,在本实施例中,虽然各房间21、
22、 23、 24、 25中只配置有1台液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215,但也可在一 个房间中配置多台液晶显示单元。但此时,在一个房间内需要按液晶显示单元的设置台数 配置光连接器241。
在本实施例中,如图ll (A)所示,光纤部239由多根光纤240的束构成,光纤240 的其中一端面部被设置在激光光源部237 —侧,光纤240的另一端面部分别与光连接器 241相连接。另夕卜,虽然图.ll (A)中,只表示了一个与光纤240相连的光连接器241, 但如图9所示,各光纤240和各光连接器241分别一一对应地相连接。此外,如图11 (B) 所示,激光光源单元236,具有将从激光光源部237输出的包含R光、G光和B光在内 的激光合波成一束光束的合波机构部245。据此,在各光纤240中,来自合波机构部245 的R光、G光和B光被合波而成的激光被导入,该激光经各光连接器241和各面板用光 纤235被导光到液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215的各面状导光板225中,照明 各液晶显示面板216,使图像显示。
下面,对液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215的各结构,用图10 (A)禾Q (B) 进行说明。本实施例的液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215,如图9所示,虽然形
状、屏幕尺寸和像素数等各异,但作为液晶显示面板216的整体的结构和面状导光板225 的结构是相同的。
液晶显示面板216,为透过型或半透过型结构,例如TFT有源矩阵型结构。如图10 (B)所示,显示区域中设有由红色像素部(R副像素(subpixel) ) 219a、绿色像素部 (G副像素)219b和蓝色像素部(B副像素)219c构成的多个像素219,各像素219, 由未图示的TFT驱动。且在2枚玻璃基板218和222之间填充有液晶220,用于驱动该 液晶220的TFT形成于玻璃基板218上。此外,在分别对应于像素219的R副像素219a、 G副像素219b和B副像素219c的位置上,形成有由R过滤器221a、 G过滤器221b和 B过滤器221c构成的滤色器221。另外,在2枚玻璃基板218、 222的外表面,设置有偏 振光轴相互正交的偏光膜(polarizingfilm) 217、 223。..
2枚玻璃基板218、 222的外围区域被由密封层224密封,密封液晶220。而且,形 成有TFT的玻璃基板218上,虽安装有驱动TFT用的驱动器,还设有连接驱动器和外部 电路的软线等,但这些未做图示。如上所述,本实施例的液晶显示面板216,与以往使用 的相同,除上述结构外也可使用以往使用的其它结构的液晶显示面板。
下面,对面状导光板225进行说明。面状导光板225,配置在液晶显示面板216的背 面侧,除光路变换部229外,基本上与液晶显示面板216形状相同。
从面板用光纤235射出的激光,经激光导光部230的反射镜231和微透镜阵列232 扩展后,射入变换部用导光板233。射入变换部用导光板233的激光,被外周面反射、扩 散,射入光路变换部229,变换方向后射入端面入射型导光板226的第l导光板227。然 后,激光在第1导光板227中被反射、扩散,射入第2导光板228中。激光在第2导光板 228内扩散,作为面整体,成为均匀的亮度分布后,照明液晶显示面板216。据此,液晶 显示面板216被照明,图像被显示。
在图11 (A) (C)中,表示了激光光源单元236的激光光源部237、控制部238 和光纤部239的结构,本实施例中,在激光光源单元236的激光光源部237中,设有用于 在合波机构部245和光纤部239之间切换激光光路的光学元件247。激光光源部237,可 以使光学元件247工作,对于各光纤240选择性地导入激光。光学元件247,由通过MEMS (Micro Electro Mechanical System)技术形成的多个可变透镜248和多个固定透镜49 (应为249)构成。在本实施例中,可变透镜248,由第l可变透镜248a、第2可变透镜 248b、第3可变透镜248c和第4可变透镜248d构成,固定透镜249设有3个。
另外,从合波机构部245射出的激光,经透镜246成为平行光后,被导光到光学元件 247中。
控制部238,控制合波机构部245中的红色激光光源251、绿色激光光源252和蓝色 激光光源253的光强度及光输出的开和关(ON/OFF)、和光学元件247的可变透镜248 的工作。另外,可变透镜248,例如通过静电力等进行上下动作,可使激光通过或变换激 光的方向。该驱动可以lms左右的速度进行。
另外,如图ll (C)所示,合波机构部245中,配置有红色激光光源251、绿色激光 光源252和蓝色激光光源253,将从这些射出的激光通过分色镜254弄成一束光束后,使 其射入透镜246中。
在本实施例中,控制部238中,还设有控制从激光光源部237输出的激光的光强度的 光输出控制电路(未图示)。光连接器241,还与液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215的各驱动电路(未图示)相连接,当接收到液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215 的起动信号时,除该起动信号外,还将用于识别光连接器241的连接器识别信号传送给控 制部238。
此外,控制部238,当接收到液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215的起动信号 和光连接器241的连接器识别信号时,对于与发出了连接器识别信号的光连接器241相连 接的液晶显示单元,选择性地送出激光。另外,起动信号中,除液晶显示单元211、 212、
213、 214、 215的显示开始信号外,还包含有用于识别液晶显示单元211、 212、 213、
214、 215的面板识别信号。而且,控制部238,对于送出了面板识别信号的液晶显示单 元,驱动光输出控制电路输出具有基于面板识别信号设定的光强度的激光。
由于具有如上所述的结构,在本实施例的液晶显示系统中, 一旦液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215的任一开关234开启,开关打开的液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215就开始工作,并且该起动信号与光连接器241的连接器识别信号一起被传送到 控制部238。在控制部238中,基于起动信号识别出液晶显示单元开始起动,并且基于连 接器识别信号,识别出与哪一个光连接器241相连接。其结果,对于发送了起动信号的液 晶显示单元,选择性地供给激光。
另外,控制部238,与有关液晶显示单元211、 212、 213、 214、 215的屏幕尺寸、 像素数等面板识别信号相对应,存储与分别需要的光强度有关的数据。据此,当接收到面 板识别信号时,基于该存储数据设定应提供的光强度,设定施加在红色激光光源251、绿
色激光光源252和蓝色激光光源253上的电流值。然后,通过使该电流值和光学元件247 的可变透镜248的动作同步,可以对于规定的光纤240供给已设定的光强度的激光。
例如,在仅表示图9的液晶显示单元211时,可按如下方式工作。另外,液晶显示单 元211,经由光连接器241,连接有图11 (B)的光纤240a。当液晶显示单元211的开 关234开启,起动开始时,连接器识别信号与该起动信号一起传送到控制部238中。由于 起动信号中,除显示开始信号外,还包含面板识别信号,因此,控制部238基于面板识别 信号从存储数据中读取应向液晶显示单元211供给的光强度。根据该存储数据,对于合波 机构部245的红色激光光源251、绿色激光光源252和蓝色激光光源253设定必要的电流 值,从电源(未图示)给各个供给电流。
同时,控制部238,控制向液晶显示单元211供给激光的光学元件247。为了向液晶 显示单元211供给激光,必须将激光导入光纤240a中。为此,使第1可变透镜248a和 第3可变透镜248c均设为关闭状态,以使激光通过即可。据此,可将从合波机构部245 输出的激光,原封不动地导入光纤240a中。据此,可以选择性地向液晶显示单元211供 给具有所需光强度的激光。
作为下一个例子,例如,对于在图9所示的液晶显示系统中,3台液晶显示单元211、 212、 213的各开关234打开,其它2台液晶显示单元214、 215保持关闭,且液晶显示 单元211、 212、 213屏幕尺寸各不相同,所需激光的光强度也各异时的动作,以下进行 说明。另外,液晶显示单元211连接有图11 (B)的光纤240a,液晶显示单元212连接 有光纤240b,液晶显示单元213连接有光纤240c。
3台液晶显示单元211、 212、 213的各开关234打开,各自的起动信号与连接器识别 信号一同被输入到控制部238中。控制部238,根据连接器识别信号,识别出5个液晶显 示单元211、 212、 213、 214、 215中的3个液晶显示单元211、 212、 213已被起动。进 一步,控制部238根据包含于起动信号中的面板识别信号,设定各个液晶显示单元211、 212、 213所需要的光强度。
完成上述设定后,控制部238对于红色激光光源251、绿色激光光源252和蓝色激光 光源253,从电源(未图示)供给用于供给各液晶显示单元211、 212、 213所需光强度的 激光的电流。
与该激光的光强度设定同步地驱动光学元件247,对于规定的光纤240导入规定光强 度的激光。以下对此进行说明。
例如,设定供给液晶显示单元211的电流值输出激光时,与上述例同样,使第l可变 透镜248a和第3可变透镜248c均为通过状态即可。g卩,使两者均为关闭状态即可。
而且,设定供给液晶显示单元212的电流值输出激光时,使第1可变透镜248a为通 过状态,第3可变透镜248c为光路切换状态,即让第3可变透镜248开启并向上方翘, 使激光的方向向固定透镜249的方向变更。据此,被固定透镜249反射后的激光被导光到 光纤240b中。
此外,设定供给液晶显示单元213的电流值并输出激光时,使第l可变透镜248a为 光路切换状态,即让第1可变透镜248a开启并向上方翘,使激光的方向向第2可变透镜 248b的方向变更。使第2可变透镜248b也为光路切换状态,即让第2可变透镜248b打 开并向上方翘,使激光的方向向第4可变透镜248d的方向变更。然后,使第4可变透镜 248d为通过状态,激光即被导光到光纤240c。通过以上动作,上述三根光纤240a、 240b、 240c中会被供给规定光强度的激光,另外2根光纤240d、 240e中不会被供给激光。
如上所述,由控制部238使光学元件247的可变透镜248动作,对于任意光纤240, 导入具有所需光强度的激光。由MEMS技术形成的可变透镜248的驱动频率可达lms左 右。在该例中,由于需要分别向三根光纤边切换边供给激光,反复周期为3ms左右,视听 者观看液晶显示单元的显示屏幕时不会特别感觉不适感。另外,即使驱动所有5台液晶显 示单元211、 212、 213、 214、 215时,5ms左右的反复周期即可,画质不会下降。
另外,在本实施例中,虽使用了发出R光、G光和B光的红色激光光源、绿色激光光 源和蓝色激光光源,但本发明不限定于此。除这些激光光源外,还可同时使用其它波长的 激光光源。这样,通过增加其它波长的激光光源,可以进一步扩大色彩再现范围。
(第5实施例)
下面就本发明的第5实施例进行说明。本实施例,是在上述第4实施例中,设置照射 液晶显示单元被配置的房间等空间的功能,以增大液晶显示单元的配置自由度。
图12是表示本发明第5实施例的液晶显示系统的结构的概略图。此外,图13(A)和(B) 是表示图12的激光光源单元262的激光光源部263和光纤部265的结构的图,图13(A) 是表示激光光源部263的内部结构的模式图,图13(B)是表示分别发出多个峰值波长的R 光、G光和B光的图13(A)的多个发光光源269、 270、 271的内部结构的模式图。以下, 用图12 图13(B),说明本实施例的液晶显示系统的结构。
本实施例的液晶显示系统,与第l(应为4)实施例的液晶显示系统同样,包括,具有液 晶显示板和分别与液晶显示面板的背面侧密接配置的面状导光板的多个液晶显示单元 211、 212、 213、 214,和向各液晶显示单元211、 212、 213、 214供给用于照明液晶显 示面板的激光的激光光源单元262。
而且,光纤部265由多根光纤266的束构成,光纤266的其中一端面部设置在激光光 源部263 —侧,光纤266的另一端面部分别与光连接器267相连接。此外,激光光源部 263由分别发出多个峰值波长的R光、G光和B光的多发光光源(multi-luminous light sources)269、 270、 271构成,还包括将R光、G光和B光的激光分波为峰值波长的可变 分波器273。该可变分波器273分别设置在激光光源部263的多发光光源269、 270、 271 和光纤部265之间,R光、G光和B光的激光通过可变分波器273被分别分波为峰值波长 后,各峰值波长被导光到光纤266中。
与第l(应为4)实施例的液晶显示系统同样,激光光源单元262具有激光光源部263、 用于控制激光光源部263的控制部264、将从激光光源部263射出的激光导光到各个液晶 显示单元211、 212、 213、 214的光纤部265、用于连接光纤部265和设置在液晶显示单 元211、 212、 213、 214中的面板用光纤261之间的光连接器267。此外,控制部264 中,还设有控制从激光光源部263输出的激光的光强度的光输出控制电路(未图示)。
另外,在本实施例的液晶显示单元中,房间24中配置有2个光连接器267,其中一 个与液晶显示单元214相连接,另一个经由照明用光纤260安装有用于照明设置有液晶显 示单元214的空间部的照明用导光板268。据此,还可进行房间4(应为24)的照明。
如图12所示,本实施例的液晶显示系统,屏幕尺寸不同的4台液晶显示单元中,液 晶显示单元211、 212、 213分别设置在3个房间21、 22、 23的内部,液晶显示单元214 和照明用导光板268设置在房间24的内部。与各个这些个相对,设有一个用于供给规定 光强度的激光的激光光源单元262。而且,用于向各液晶显示单元211、 212、 213、 214 和照明用导光板268供给从激光光源部263输出的激光的光纤部265,被拉向各个房间 21、 22、 23、 24,构成光纤部265的光纤266的端部分别与光连接器267相连。设置于 各房间21、 22、 23、 24中的液晶显示单元211、 212、 213、 214和照明用导光板268中, 设有开关234。通过启动该开关234,液晶显示单元211、 212、 213、 214和照明用导光 板268起动,并且,起动信号经由与面板用光纤261和照明用光纤260—同配置的电气配 线(未图示)传送到光连接器267。光连接器267 —接收到起动信号,就将连接器识别信 号加到该起动信号上,经由与光纤部265—同配置的电气配线(未图示)传送到控制部264。
另夕卜,在本实施例中,控制部264虽配置在激光光源部263的内部,但也可另外设置。 另夕卜,控制部264和激光光源部263虽设置在房间21、 22、 23、 24的外部,但也可设置 在4个房间21、 22、 23、 24中的任一个内。此外,液晶显示单元211、 212、 213、 214 的结构,由于可使用与第l(应为4)实施例相同的结构,故省略说明。但是,在本实施例中, 用于向图IO(A)和(B)所示的面状导光板225的激光导光部230导入激光的面板用光纤261 由分别导入R光、G光和B光三色光的三根光纤构成,这点是不同的。然而,因为将上述 三色光源导入激光导光部230后是相同的,故对其省略说明。
下面,对本实施例的液晶显示系统的激光光源单元262的结构,用图13(A)和(B)进行 说明。如图13(A)和(B)中激光光源单元262的激光光源部263、控制部264和光纤部265 的结构所示,在本实施例中,激光光源单元262的激光光源部263中,设有分别发出多个 峰值波长的R光、G光和B光的多发光光源269、 270、 271。如图13(B)所示,多个发光 光源269、 270、 271,设有分别发出多个(本实施例中为5种)峰值波长的激光光源275、 276、 277、 278、 279,从这些输出的激光通过分色镜280合波,作为一束光束输出,经 由透镜272,射入图13(A)的可变分波器273。
作为发出R光的多发光光源269的激光光源,例如分别制作发出629nm的激光光源 275、发出632m(应为nm)的激光光源276、发出635nm的激光光源277、发出638nm 的激光光源278和发出641nm的激光光源279即可。如上,发出波长各相差3rnn左右 的激光的激光光源,基于晶体的组成容易制作。对G光和B光也可同样制作。但对G光 的激光,就现状而言,组合发出红外激光的激光器和SHG元件制作为佳。
作为可变分波器273,例如可采用衍射光栅。以下,将可变分波器273作为衍射光栅 加以说明。并且,以发出红色激光的多发光光源269为例进行说明。从多发光光源269输 出的具有多个峰值波长的红色激光,通过衍射光栅273被衍射,分波为各个波长后,各峰 值波长被导光到光纤266中。
光纤部265,由光纤266的束构成,光纤266将发出R光、G光和B光且波长各相 差约3rrni的激光进行导光。且光连接器267上连接有分别导入R光、G光和B光的激光 的三根光纤266。
由于采用如上结构,在本实施例的液晶显示系统中, 一旦液晶显示单元211、 212、 213、 214及照明用导光板268的任一开关234开启,开关被打开的液晶显示单元211、 212、 213、 214及照明用导光板268就开始运作,并且,该起动信号与光连接器241(应 为267)的连接器识别信号一起被传送到控制部264。在控制部264中,根据起动信号识别
出液晶显示单元起动开始,并且,根据连接器识别信号,识别与哪一个光连接器267相连 接。
另外,控制部264,对应于与液晶显示单元211、 212、 213、 214的屏幕尺寸、像素 数等相关的面板识别信号,存储与分别需要的光强度有关的数据。
基于这些数据,设定在发出红色光的多发光光源269中,向与发送了连接器识别信号 的光连接器267相连接的光纤266导光的峰值波长的激光光源施加的电流值。同样,分别 设定在分别发出绿色光和蓝色光的多发光光源270、 271中,向与发送了连接器识别信号 的光连接器267相连接的光纤266导光的峰值波长的激光光源施加的电流值。这样,只要 对各液晶显示单元211、 212、 213、 214及照明用导光板268,设定所需的光强度,设定 并施加相应的激光光源的电流值,即可向各液晶显示单元211、 212、 213、 214及照明用 导光板268供给所需光强度的激光。
例如,仅表示液晶显示单元211时,可使按如下方式工作。对液晶显示单元211,从 R光的多发光光源269、 G光的多发光光源270及B光的多发光光源271输出的激光被衍 射,R光、G光和B光中,波长最长的峰值波长的激光被导光。例如,当R光的多发光光 源269的情况下,仅驱动发出641nm的激光光源279,即可只向与液晶显示单元211相 连接的光纤266导入激光。而且,可以只向液晶显示单元211供给液晶显示单元211所需 的光强度的激光。
作为下一个例子,例如,对在图12所示的液晶显示系统中,3台液晶显示单元211、 212、 213的各开关234打开,其它液晶显示单元214和照明用导光板268保持关闭,且 液晶显示单元211、 212、 213屏幕尺寸各不相同,所需激光的光强度也各异时的动作, 以下进行说明。
3台液晶显示单元211、 212、 213的各开关234打开,各自的起动信号与连接器识别 信号一同被输入控制部264中。控制部264,根据连接器识别信号,识别出4台液晶显示 单元211、 212、 213、 214和照明用导光板268中的3个液晶显示单元211、 212、 213 己起动。而且,控制部264根据包含于起动信号中的面板识别信号,分别设定液晶显示单 元211、 212、 213需要的光强度。
完成上述设定后,控制部264设定向在发出R光的多发光光源269、发出G光的多 发光光源270和发出B光的多发光光源271中的各个对应的激光光源施加的电流,并由 电源(未图示)予以供给。据此,可以供给各液晶显示单元211、 212、 213、 214所需的 光强度的激光。例如,发出R光的多发光光源269的情况下,分别向发出635nm的激光
光源277、发出638nm的激光光源278、发出641nm的激光光源279供给规定的电流即 可。
另外,在本实施例中,虽将作为可变分波器的衍射光栅273设置在多发光光源269、 270、 271和光纤部265之间,但本发明并不限定于此。也可将可变分波器设置在光连接 器267中,通过可变分波器将R光、G光和B光的激光分别分波为峰值波长后,通过面 板用光纤261或照明用光纤260向液晶显示单元211、 212、 213、 214或照明用导光板 268导光。
此外,在本实施例中,虽以液晶显示单元为4台、照明用导光板为l台的结构进行了 说明,但本发明并不限定于此。液晶显示单元也可以为5台。此外,如使用多个激光光源 部,则可分别为更多的液晶显示单元提供所需光强度的激光。此时,较为理想的是,控制 部可同时控制多个激光光源部。
(第6实施例)
下面就本发明的第6实施例进行说明。上述第4实施例,通过光学元件247切换从合 波机构部245射出的激光的光路,向所希望的光纤240导光,向所希望的液晶显示单元 211、 212、 213、 214、 215供给激光。与此相对,在本实施例中,预备多个射出激光的 合波机构部,将从各合波机构部射出的激光,仅导入与各合波机构部相对应的光纤中。在 本实施例中,无需上述第l实施例中必需的由光学元件247进行激光的切换,可同时向多 个液晶显示单元供给激光。
图14是用于说明本发明第6实施例的液晶显示系统的控制部281、激光光源部282 和光纤部239的结构的图。本实施例的液晶显示系统,相对于第l(应为4)实施例的液晶显 示系统,以控制部281和激光光源部282结构不同为特征。对于其它结构,由于与第l(应 为4)实施例的液晶显示单元的结构相同,故省略说明。
用图14,对用于本实施例的液晶显示系统的激光光源单元的结构进行说明。在本实施 例中,激光光源单元的激光光源部282中,设有5个合波机构部245,分别对应上述合波 机构部245配置透镜246,这些透镜246分别接设有光纤240的端面。即,以对应于各个 液晶显示单元分别设置有合波机构部45(应为245)为特征。
控制部281,控制各合波机构部245中的红色激光光源251、绿色激光光源252和蓝 色激光光源253的光强度及光输出的开和关(ON/OFF)。另夕卜,在合波机构部245中,如
图6(应为14)所示设有红色激光^fc源251、绿色激光光源252和蓝色激光光源253,它们 射出的激光被分色镜254合成一束光束后,射入透镜246中。
在本实施例中,控制部281中,还设有控制从激光光源部282输出的激光的光强度的 光输出控制电路(未图示)。而且,液晶显示单元和光连接器,通过各自的光纤与特定的 合波机构部245相连接,与其它液晶显示单元分开。
而且,光连接器,在接收到与其相连接的液晶显示单元的起动信号时,除该起动信号 外还将用于识别光连接器的连接器识别信号传送给控制部281。此外,控制部281,在接 收到液晶显示单元的起动信号和光连接器的连接器识别信号时,识别与发出连接器识别信 号的光连接器相连接的液晶显示单元。起动信号中,除液晶显示单元的显示开始信号外, 还包含用于识别液晶显示单元的面板识别信号。而且,激光光源单元,对送出了面板识别 信号的液晶显示单元,驱动光输出控制电路输出具有基于面板识别信号设定的光强度的激 光。
由于采用如上结构,在本实施例的液晶显示系统中, 一旦液晶显示单元的任一个开关 开启,开关打开的液晶显示单元就开始工作,同时该起动信号与光连接器的连接器识别信 号一起被传送到控制部281。在控制部281中,根据起动信号识别出液晶显示单元起动开 始的情况,同时根据连接器识别信号,识别与哪一个光连接器相连接。其结果,可以向发 送了起动信号的液晶显示单元选择性地供给激光。
另外,控制部281,对应于与液晶显示单元的屏幕尺寸、像素数等相关的面板识别信 号,存储与分别需要的光强度有关的数据。据此,当接收到面板识别信号时,基于该存储 数据设定应提供的光强度,设定向红色激光光源251、绿色激光光源252和蓝色激光光源 253施加的电流值。然后,通过电源(未图示)向红色激光光源251、绿色激光光源252 和蓝色激光光源253分别施加该电流值,即可向各液晶显示单元供给所设定的光强度的激 光。
(第7实施例)
下面就本发明的第7实施例进行说明。在上述第4 6实施例中,个别地控制各液晶 显示单元的显示,而在本实施例中,同时进行各液晶显示单元的显示。
图15(A)和(B)是用于说明本发明第7实施例的液品显示系统的结构的图,图15(A)是 表示液晶显示系统的整体结构的概略图,图15(B)是表示图15(A)的激光光源单元290的 激光光源部291和光纤部239的结构的图。
本实施例的液晶显示系统的特征为,设置有5台形状、屏幕尺寸、像素数等相同的液 晶显示单元211,对这些液晶显示单元211从激光光源单元290供给激光。有关液晶显示 单元211和光连接器241等的结构,由于与第l(应为4)实施例的液晶显示系统相同,故 省略说明。此外,本实施例的液晶显示系统的特征为,激光光源单元290在合波机构部254 和光纤部239之间设置用于进行激光分割的光学元件293,通过光学元件293选择性地向 各光纤240导入激光。另外,在本实施例中,光学元件293由4个分束器(beam splitter)294 和3个反射镜295构成。
从合波机构部245输出的激光,经分束器294和反射镜295分别被分割后,被导光到 光纤240中。从而,在本实施例的液晶显示系统的情况下,5台液晶显示单元211的任一 个开关开启时,控制部292就接收其起动信号驱动激光光源部291,激光同时向全部5台 液晶显示单元211供给。这样的液晶显示系统,适合用于例如在美术馆进行导览或说明用 的显示。
另外,在本实施例中,采用了当任一个液晶显示单元的开关开启时,对全部液晶显示 单元供给激光的结构,但本发明并不限定于此。例如,也可在光学元件的激光输出部分和 光纤之间分别设置光开关,仅对接收到起动信号的液晶显示单元打开光开关将激光导入光 纤中。
此外,在本实施例中,分束器采用了单纯地将激光进行2分割的部件,但本发明并不 限定于此。例如,若设置可分别改变激光的透过光和反射光的机构,则可通过该可变分束 器设定各液晶显示单元所需的光强度。
另外,在上述第4 7实施例中,采用了接收液晶显示单元的起动信号和连接器识别 信号向该液晶显示单元供给激光的结构,但本发明并不限定于此。例如,也可将用于将视 频信号处理为液晶驱动信号的视频信号处理电路从液晶显示单元中分离出来设置在激光 光源单元中,当接收到起动信号时,使视频信号处理电路工作,将该视频信号处理电路生 成的液晶驱动信号转换为激光后,经由光纤部送出至液晶显示单元。在接收到光信号的液 晶显示单元中,将其转换为电气信号后,驱动液晶即可进行通常的图像显示。通过采用如 上结构,可以进一步改善液晶显示单元的轻量化和薄型化。此外,通过统一多个液晶显示 单元的视频信号处理电路,还可简化整体的电路结构。
另外,用于驱动液晶显示单元的电力也可通过光纤部向液晶显示单元供给。当通过光 纤部作为光能被供给时,通过设置在液晶显示单元中的光电转换元件转换为电力后再驱动
液晶显示单元即可。通过采用这样的结构,即使在没有电源等且难以进行电气配线的场所 也可以设置液晶显示单元进行图像显示。
根据上述第4 7实施例,由于可用光纤从另外配置的激光光源单元向多个液晶显示 单元供给激光,因此,不仅可使液晶显示单元薄型化、轻量化,还可根据屏幕尺寸及液晶 显示面板的规格等供给最佳光强度的激光。其结果,不仅可以低功耗化,即使在更换液晶 显示单元后也能自动地供给最佳光强度的激光,可以实现薄型、轻量且设置自由度也大的
液晶显示系统,起到巨大的效果。
根据上述各实施例对本发明进行总结如下。即,本发明所提供的液晶显示装置包括, 具有激光光源的光源部、在液晶上施加电压显示图像的液晶显示面板部、将从上述光源部 的激光光源发出的激光导光到上述液晶显示面板部的光纤,上述光纤被配置成使上述光源 部和上述液晶显示面板部在空间上互相分离。
在上述液晶显示装置中,由于具有激光光源的光源部与液晶显示面板部在空间上分 离,较之以往,可以进一步实现液晶显示面板部薄型化、轻量化。其结果,例如,可以实 现目前为止尚无的薄型且大屏幕的壁挂TV。
上述光纤,较为理想的是,阻止上述光源部的激光光源在激光发光时产生的热量向上 述液晶显示面板传导。
此时,由于作为热源的激光光源发出的热量不能向液晶显示面板部传导,液晶显示面 板部中无需设置用于释放激光光源发出的热量的散热部。因此,可以进一步使液晶显示板 的厚度更薄。
上述激光光源,较为理想的是,具有发出红色光的红色光源、发出蓝色光的蓝色光源
和发出绿色光的绿色光源。
此时,液晶显示面板部可以显示鲜明且色彩再现范围广的全色图像。
上述液晶显示面板部,被供给由通过上述光纤供给的激光转换的电力为宜。
此时,由于无需传送驱动液晶显示面板部的电力的电线,液晶显示面板部在外观上更
加美观。此外,由于用光纤传送电力,也不存在通过电线传送时的漏电问题。因此,可以
有效率地向液晶显示面板部供给电力。
上述液晶显示板面部,较为理想的是,被由通过上述光纤供给的激光转换的液晶驱动
信号而驱动。
此时,液晶显示面板部中无需装载解码器、存储装置、调谐器、图像转换装置等,有 利于小型、薄型化。此外,由于用光纤传送电力,也不用担心通过电线传送时的漏电问题。
上述红色光源为红色LD光源,上述蓝色光源为蓝色LD光源、上述绿色光源为绿色 SHG-LD光源为宜。
此时,通过使用色纯度良好的激光光源可以大幅度地扩大可显示的色彩再现范围。从 而,可以实现再现更加鲜明、自然的色调的图像显示。而且,通过使用绿色SHG-LD光 源,可以获得色纯度良好且光输出的稳定性优良的G光。
上述绿色SHG-LD光源,较为理想的是,被利用Q开关的脉冲列驱动。
此时,由于通过Q开关对绿色SHG-LD光源进行脉冲列驱动,可以增大光的峰值强 度,故可获得大输出且输出稳定性优良的G光,实现高可靠性的液晶显示装置。
上述光纤,较为理想的是,为多模式光纤。
此时,可改善来自激光光源的高输出的激光的导光可靠性。
上述光纤,较为理想的是,为双包层光纤。
此时,可用芯传输激光光源发出的激光,用覆盖芯而设置的包层传输转换为驱动液晶 显示面板部的电力的高输出的激光。其结果,由于能区分经光纤传输的激光的传输位置, 故可有效率地导光各种激光。
上述激光光源,具有发出红外光的红外光源,上述液晶显示面板部,通过SHG元件 将上述红外光源发出的红外光转换为绿色光为宜。
此时,可将驱动液晶显示面板部的电力和信号转换为从红外光源发出的红外光,通过 光纤向液晶显示板部供给。其结果,用一根光纤就能从光源部向液晶显示面板部传送照明 液晶显示面板部的激光、驱动液晶显示面板部的电力和信号。从而,可以降低光源部和液 晶显示面板部之间的传送成本。
上述液晶显示面板部,较为理想的是,具有使经上述光纤传输、射入上述液晶显示面 板部的激光从其中一个端面部射入的导光板。
此时,由于可使来自激光光源的激光在整个屏幕上均匀地扩散,因此,可以均匀地照 射整个屏幕。
上述液晶显示面板部,较为理想的是,为壁挂型。
此时,可以实现目前为止尚无的薄型且大屏幕的壁挂TV。
上述光源部,较为理想的是,为置地板型。
此时,可以稳定地设置光源部。因此,可以改善液晶显示装置整体的设置稳定性。 上述激光光源,较为理想的是,配置在上述光源部的底面,当激光发光时产生的热量 从上述光源部的底面放出。
此时,可以有效地释放从激光光源产生的热量。其结果,可以防止热量向液晶显示面 板部传导。
上述光源部还具有,供给驱动上述液晶显示面板的电力的驱动电力供给部,和生成驱 动上述液晶显示面板部的液晶驱动信号的驱动信号生成部,上述电力和液晶驱动信号,从 上述光源部经电线被供给到上述液晶显示面板部为宜。
此时,由于无需在液晶显示面板部设置驱动电力供给部和驱动信号生成部,可以相应 地减轻液晶显示面板部的重量。因此,可以进一步使液晶显示面板部轻量化。
上述液晶显示板部,被供给由上述红外光源发出的红外光中,没有被上述SHG元件 转换为绿色光的剩余红外光转换的电力。
此时,无需另外供给驱动液晶显示面板部的电力,并可提高红外光的利用效率。因此, 可以降低液晶显示装置的耗电量。
上述绿色SHG-LD光源,具有发出红外光的红外光源和将从上述红外光源发出的红 外光转换为绿色光的SHG元件,上述光源部,通过上述光纤向上述液晶显示面板部供给 在上述红外光源发出的红外光中,没有被上述SHG元件转换为绿色光的剩余红外光,上 述液晶显示面板部,将通过上述光纤供给的红外光转换为电力,并被该电力驱动为宜。
此时,也无需另外供给驱动液晶显示面板部的电力,并可提高红外光的利用效率。因 此,可以降低液晶显示装置的耗电量。
本发明的液晶显示系统包括,具有液晶显示板和向上述液晶显示面板导光的导光部件 的多个液晶显示单元、和向上述各液晶显示单元供给照明上述液晶显示面板的激光的激光 光源单元,上述激光光源单元具有,带激光光源的激光光源部、控制上述激光光源部的控 制部、将从上述激光光源部射出的激光导光到上述各液晶显示单元的光纤部、与上述液晶 显示单元分别一一对应地设置且可连接上述光纤部和在上述液晶显示单元中设置的面板
用光纤之间的多个光连接器,上述光纤部被配置成使上述激光光源部和上述液晶显示单元 在空间上互相分离。
在上述液晶显示系统中,由于将激光光源部设置在激光光源单元中,经由光纤部配置 在与液晶显示单元分开的位置上,故可实现液晶显示单元的薄型化、轻量化。此外,由于 使用激光作为光源,可以扩大色彩再现范围,实现更高的画质。此外,由于可用一个激光 光源单元,通过光纤部向多个液晶显示单元提供激光,故可在多个房间内配置液晶显示单 元。另外,由于液晶显示单元通过光连接器容易装卸,还可容易地更换屏幕尺寸不同的液 晶显示单元等。而且,由于不带激光光源的液品显示单元轻量、薄型且不发热,上述液晶
显示系统还适合用于例如美术馆那样要求恒温环境的场所,或在同一房间内配置多个液晶 显示单元的场合等。
上述光纤部,较为理想的是,阻止上述激光光源部的激光光源在激光发光时产生的热 量向上述液晶显示单元传导。
此时,由于作为热源的激光光源发出的热量不会向液晶显示面板传导,液晶显示面板 部中无需设置用于释放激光光源发出的热量的散热片(fm)等冷却机构。因此,可以进一 步使液晶显示面板的厚度更薄。
上述控制部,具有控制从上述激光光源部输出的激光的光强度的光输出控制电路,上 述光输出控制电路按照上述激光光源单元应供给激光的液晶显示单元,设定从上述激光光 源部射出的激光的光强度为宜。
此时,激光光源单元的控制部,可以供给与应供给激光的液晶显示单元的屏幕尺寸或 像素数等相应的光强度的激光。
上述液晶显示单元,在自身起动开始时,向上述光连接器传送起动信号,上述光连接 器,当接收了来自上述液晶显示单元的起动信号时,向上述控制部传送上述起动信号和识 别自身的连接器识别信号为宜。
此时,由于光连接器接收到来自液晶显示单元的起动信号,就向控制部传送识别自身 的连接器识别信号,故控制部可在多个液晶显示单元中容易地识别出起动开始的液晶显示 单元。
上述控制部,较为理想的是,当接收到来自上述光连接器的起动信号和连接器识别信 号时,基于上述起动信号和上述连接器识别信号,识别起动开始的液晶显示单元,向上述 识别出的液晶显示单元送出上述激光光源部射出的激光。
此时,由于控制部,可以识别出多个液晶显示单元中起动开始的液晶显示单元,故可 迅速地向应供给的液晶显示单元供给从激光光源部射出的激光。
来自上述液晶显示单元的起动信号,较为理想的是,包含表示有开始对上述液晶显示 单元进行显示的请求的显示开始信号,和表示上述液品显示单元的液晶显示面板的特性的 面板识别信号。
此时,控制部,除了知道液晶显示单元的起动开始外,还可以知道起动开始的液品显 示单元的液晶显示面板的液晶显示单元的屏幕尺寸、是否为高清晰(highvision)规格或
以往规格的显示面板的有关信息、是否为应为高亮度的显示面板的有关信息或像素数等特 性。
上述控制部,较为理想的是,通过驱动上述光输出控制电路,基于上述面板识别信号 设定从上述激光光源部输出的激光的光强度。
此时,可以判断面板识别信号,供给该液晶显示单元所需的规定光强度的激光。若将 面板识别信号所需的光强度的存储数据存储于激光光源单元中,则可供给与光连接器所连 接的液晶显示单元的屏幕尺寸等特性相应的光强度的激光。其结果,可以高效地生成激光, 不仅可以降低耗电量,还可实现液晶显示单元的高画质化。
上述激光光源单元,较为理想的是,还具有将从上述激光光源部射出的多束激光合波 为一束激光(beam laser)的合波机构部。
此时,由于可使例如包含R光、G光和B光在内的三种激光为一道光束激光,故可简 化向光纤部传输的结构。
上述光纤部,由多根光纤的束构成,上述光纤的其中一个端面部全部配置在上述激光 光源部一侧,上述光纤的另一个端面部,与上述光连接器分别一一对应地设置,从上述合 波机构部输出的激光,通过上述光纤,被导光到上述液晶显示单元为宜。
此时,可以切实地将从激光光源射出的激光导向应供给的液晶显示面板部。而且,由 于可使激光从一根面板用光纤中射出,可以简化面状导光板的结构。此外,也可以简化光 纤部本身的结构。
上述激光光源单元,还具有配置在上述合波机构部和上述光纤部之间,可将上述合波 机构部输出的激光向上述光纤中的任意光纤传输的光传输部,上述光传输部,包含对上述 合波机构部输出的激光进行分割的光学元件和进行光路切换的光学元件中的至少一个为 宜。
此时,由于可以选择性地向进行显示的液晶显示单元供给激光,可以使激光光源单元 低功耗化。
上述光纤部,由多根光纤的束构成,上述光纤的一个端面部全部配置在上述激光光源 部侧,上述光纤的另一个端面部,与上述光连接器分别一一对应地配置,上述激光光源为 发出多个峰值波长的激光的多发光光源,上述激光光源单元,还具有配置在上述激光光源 部和上述光纤部之间,将上述多发光光源射出的激光分波为每个上述峰值波长,并将每个 上述峰值波长向预先设定的光纤传输的可变分波器为宜。
此时,由于使用发出多个峰值波长的多发光光源,可由可变分波器容易地分离各峰值 波长,供给到各液晶显示单元。另外,作为发出多个峰值波长的多发光光源,例如采用以 3mn左右的波长间隔,将峰值波长各异的激光光源一体化后的光源,例如可向5台液晶显
示单元供给激光。此外,通过驱动控制多发光光源的各峰值波长的光强度的光输出控制电
路,可向液晶显示单元供给所需光强度的激光,实现激光光源单元的低功耗化。例如,R 光以635nm为中心,G光以532nm为中心,此外B光以445mn为中心,分别制作波长 各相差3rnn的激光光源,用分色镜等将它们合波为一道光束即可。但是,未必就限定于 各相差3mn, 2nm亦可,此外R光、G光和B光也可各不相同。
上述激光光源为发出多个峰值波长的激光的多发光光源,上述激光光源单元,还具有 设置在上述光连接器中,将上述多发光光源射出的激光分波为上述峰值波长后,向上述面 板用光纤只传输预先设定的峰值波长的激光的可变分波器为宜。
此时,也由于使用发出多个峰值波长的多发光光源,可由可变分波器容易地分离各峰 值波长,并供给到各液晶显示单元。
上述液晶显示单元的液晶显示板,较为理想的是,被由通过上述光纤部供给的激光转 换的液晶驱动信号驱动。
此时,液晶显示面板部中无需装载解码器、存储装置、调谐器、图像转换装置等,有 利于小型、薄型化。此外,由于用光纤传送信号,也不用担心通过电线传送时的漏电问题。
上述液晶显示单元的液晶显示面板被供给,由通过上述光纤供给的激光转换的电力为且。
此时,由于无需传送驱动液晶显示面板的电力的电线,液晶显示面板在外观上更加美 观。此外,由于用光纤传送电力,不存在通过电线传送时的漏电问题。因此,可以高效地 向液晶显示面板供给电力。此外,液晶显示单元即使在没有电源的场所也可以容易地设置, 可以增大设置场所的自由度。另外,起动液晶显示单元时,用内置电池等启动开关,将起 动信号传送给光连接器,经光连接器传送给激光光源单元即可。
上述液晶显示单元,还包括照明配置有上述液晶显示单元的空间的照明用导光板,上 述照明导光板,通过照明用光纤与设置在其照明空间内的液晶显示单元的对应光连接器相 连接为宜。
此时,即使在没有电源的场所,也可照明设置有液晶显示单元的空间部,可以增大液 晶显示单元的设置自由度。
本发明的激光光源单元,是分别向上述多个液晶显示单元供给照明多个液晶显示单元 的各液品显示面板的激光的激光光源单元,具有带激光光源的激光光源部、控制上述激光 光源部的控制部、将上述激光光源部射出的激光导向上述各液晶显示单元的光纤部、与上 述液品显示单元分别一一对应地设置并可连接上述光纤部和在上述液晶显示单元中设置
的面板用光纤之间的多个光连接器,上述光纤部被配置成使上述激光光源部和上述液品显 示单元在空间上互相分离。
在上述激光光源单元中,由于装载激光光源部,并经由光纤部配置在与液晶显示单元 分开的位置上,故可实现液晶显示单元的薄型化、轻量化。此外,由于通过光纤部向多个 液晶显示单元供给激光,因此,可在多个房间中配置液晶显示单元。另外,由于液晶显示 单元通过光连接器容易从激光光源单元装卸,因此,还可容易地更换屏幕尺寸不同的液晶 显示单元等。此外,由于不带激光光源的液晶显示单元轻量、薄型且不发热,还可在诸如 美术馆那样要求恒温环境的场所,或同一房间内配置多个液晶显示单元。
上述光纤部,较为理想的是,阻止上述激光光源部的激光光源在激光发光时产生的热 量向上述液晶显示单元传导。 -
此时,由于作为热源的激光光源发出的热量不向液晶显示板传导,液晶显示面板部中 无需设置用于释放激光光源发出的热量的散热片等冷却机构。因此,可以进一步使液晶显 示面板的厚度更薄。
产业上的可利用性
本发明的液晶显示装置,与以往的液晶TV相比,可以大幅度地轻量化、薄型化。例 如,作为一个应用结构,可以实现壁挂TV。通过使具有发出红色光、绿色光和蓝色光的 激光光源的光源部与液晶显示面板部完全分离,将主要电源、光学系统以及热源部分装载 在光源部中,与液晶显示面板部分开,可使液晶显示面板部大幅度地薄型化、轻量化。从 光源部发出的激光通过光纤被导向液晶显示面板部,以此为主结构,故可忽略通过光纤发 生的热传导,在薄型电视等各种显示装置的领域中有用。
本发明的液晶显示系统,与以往的液晶显示装置其概念不同,可以配置多个大幅度轻 量且薄型化的液晶显示单元,可以分别实现最佳亮度的显示。此外,由于光源部与液晶显 示单元相分离,不会产生发热等,还可设置在要求恒温环境的场所,可用于美术馆、博物 馆等公共空间或配置在普通家庭的多个房间内,在液晶显示器的领域内有用。
权利要求
1. 一种液晶显示装置,其特征在于包括具有激光光源的光源部;向液晶施加电压显示图像的液晶显示面板部;以及将从所述光源部的激光光源发出的激光导光到所述液晶显示面板部的光纤,其中,所述光纤被配置成使所述光源部和所述液晶显示面板部在空间上互相分离。
2. 根据权利要求l所述的液晶显示装置,其特征在于所述光纤,阻止所述光源部 的激光光源在激光发光时产生的热量传到所述液晶显示面板部。
3. 根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于所述激光光源具有,发 出红色光的红色光源、发出蓝色光的蓝色光源和发出绿色光的绿色光源。
4. 根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于所述液晶显示面板部, 被供给由通过所述光纤供给的激光而转换的电力。
5. 根据权利要求l、 2、 4中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于所述液晶显 示面板部,被由通过所述光纤供给的激光而转换的液晶驱动信号而驱动。
6. 根据权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于所述红色光源为红色LD光 源,所述蓝色光源为蓝色LD光源,所述绿色光源为绿色SHG-LD光源。
7. 根据权利要求6所述的液晶显示装置,其特征在于所述绿色SHG-LD光源, 被利用Q开关的脉冲列驱动。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于所述光纤为多 模式光纤。
9. 根据权利要求4所述的液晶显示装置,其特征在于所述光纤为双包层光纤。
10. 根据权利要求4或5所述的液晶显示装置,其特征在于所述激光光源,具有发出红外光的红外光源,所述液晶显示面板部,通过SHG元件将从所述红外光源发出的红外光转换为绿色光。
11. 根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于所述液晶显示面板部,具有让经所述光纤传输、并射入所述液晶显示面板部的激光从其中一端面部射入的导光 板。
12. 根据权利要求l至ll中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于所述液晶显示面板部为壁挂型。
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的液晶显示装置,其特征在于所述光源部为置地板型。
14. 根据权利要求13所述的液晶显示装置,其特征在于所述激光光源,被配置在所述光源部的底面上,将激光发光时产生的热量从所述光源部的底面放出。
15. 根据权利要求1或2所述的液晶显示装置,其特征在于所述光源部还包括,供给驱动所述液晶显示面板的电力的驱动电力供给部,和生成驱动所述液晶显示面板部的液 晶驱动信号的驱动信号生成部,其中,所述电力和液晶驱动信号,从所述光源部经由电线被供给到所述液晶显示面板部。
16. 根据权利要求IO所述的液晶显示装置,其特征在于所述液晶显示面板部被供给,由所述红外光源发出的红外光之中没有被所述SHG元件转换为绿色光的剩余红外光而转换的电力。
17. 根据权利要求6所述的液晶显示装置,其特征在于所述绿色SHG-LD光源,具有发出红外光的红外光源和将从所述红外光源发出的红 外光转换为绿色光的SHG元件; 所述光源部,将由所述红外光源发出的红外光中没有被所述SHG元件转换为绿色光的剩余红外光,通过所述光纤供给到所述液晶显示面板部;所述液晶显示面板部,将通过所述光纤供给的红外光转换为电力,并被该电力驱动。
18. —种液晶显示系统,其特征在于包括多个液晶显示单元,具有液晶显示面板和将光导向所述液晶显示面板的导光部件;以及激光光源单元,将照明所述液晶显示面板的激光供给到各所述液晶显示单元,其中, 所述激光光源单元具有具有激光光源的激光光源部;控制所述激光光源部的控制部;将从所述激光光源部射出的激光导光到所述各液晶显示单元的光纤部;以及 与所述液晶显示单元分别一一对应地配置,可将所述光纤部和设置在所述液晶显 示单元中的面板用光纤之间连接的多个光连接器,其中,所述光纤部被配置成使所述激光光源部和所述液晶显示单元在空间上互相分离。
19. 根据权利要求18所述的液晶显示系统,其特征在于所述光纤部,阻止所述激 光光源部的激光光源在激光发光时产生的热量传到所述液晶显示单元。
20. 根据权利要求18或19所述的液晶显示系统,其特征在于所述控制部,具有控制从所述激光光源部输出的激光的光强度的光输出控制电路, 所述光输出控制电路,按照所述激光光源单元应供给激光的液晶显示单元,设定从所 述激光光源部射出的激光的光强度。
21. 根据权利要求20所述的液晶显示系统,其特征在于 所述液晶显示单元,在自身起动开始时,向所述光连接器传送起动信号; 所述光连接器,当接收到来自所述液晶显示单元的起动信号时,向所述控制部传送所述起动信号和识别自身的连接器识别信号。
22. 根据权利要求21所述的液晶显示系统,其特征在于所述控制部,当接收到来自所述光连接器的起动信号和连接器识别信号时,基于所述起动信号和所述连接器识别信 号,识别起动开始了的液晶显示单元,并对所述识别出的液晶显示单元送出所述激光光源 部射出的激光。
23. 根据权利要求22所述的液晶显示系统,其特征在于来自所述液晶显示单元的 起动信号,包括表示有要开始对所述液晶显示单元进行显示的请求的显示开始信号,和表 示所述液晶显示单元的液晶显示面板的特性的面板识别信号。
24. 根据权利要求23所述的液晶显示系统,其特征在于所述控制部,通过驱动所 述光输出控制电路,基于所述面板识别信号设定从所述激光光源部输出的激光的光强度。
25. 根据权利要求18至24中任一项所述的液晶显示系统,其特征在于所述激光 光源单元还具有将从所述激光光源部射出的多束激光合波为一束激光的合波机构部。
26. 根据权利要求25所述的液晶显示系统,其特征在于 所述光纤部,由多根光纤的束构成;所述光纤的其中一端面部全部设置在所述激光光源部一侧,所述光纤的另一端面部与各所述光连接器一一对应地被配置;从所述合波机构部输出的激光,通过所述光纤,被导光到所述液晶显示单元。
27. 根据权利要求26所述的液晶显示系统,其特征在于所述激光光源单元还具有配置在所述合波机构部和所述光纤部之间,可将所述合波机构部输出的激光传输到所述光纤中的任意光纤的光传输部;所述光传输部,包含对所述合波机构部输出的激光进行分割的光学元件和进行光路切 换的光学元件之中的至少一个。
28. 根据权利要求18至24中任一项所述的液晶显示系统,其特征在于 所述光纤部,由多根光纤的束构成;所述光纤的其中一端面部被全部配置在所述激光光源部一侧,所述光纤的另一端面部 与各所述光连接器一一对应地被配置;所述激光光源为发出多个峰值波长的激光的多发光光源;所述激光光源单元,还具有配置在所述激光光源部和所述光纤部之间,将从所述多发 光光源射出的激光分波成每个所述峰值波长,并将每个所述峰值波长传输到预先设定的光 纤的可变分波器。
29. 根据权利要求18至24中任一项所述的液晶显示系统,其特征在于 所述激光光源为发出多个峰值波长的激光的多发光光源;所述激光光源单元还具有配置在所述光连接器中,将所述多发光光源射出的激光分波 成每个所述峰值波长,并只将预先设定的峰值波长的激光传输到所述面板用光纤的可变分 波器。
30. 根据权利要求18至29中任一项所述的液晶显示系统,其特征在于所述液晶 显示单元的液晶显示面板,被由通过所述光纤部供给的激光而转换的液晶驱动信号所驱 动。
31. 根据权利要求18至30中任一项所述的液晶显示系统,其特征在于所述液晶 显示单元的液晶显示面板,被供给由通过所述光纤部供给的激光而转换的电力。
32. 根据权利要求18至31中任一项所述的液晶显示系统,其特征在于 所述液晶显示单元还包括,照明配置有所述液晶显示单元的空间的照明用导光板;所述照明导光板,介于照明用光纤与和配置在自身照明的空间内的液晶显示单元相对 应的光连接器连接。
33. —种激光光源单元,将照明多个液晶显示单元的各液晶显示面板的激光,供给到所述多个液晶显示单元的各自,其特征在于包括 具有激光光源的激光光源部; 控制所述激光光源部的控制部;将从所述激光光源部射出的激光导光到所述各液晶显示单元的光纤部;以及 与各所述液晶显示单元一一对应地配置,可将所述光纤部和所述液晶显示单元中设置 的面板用光纤之间连接的多个光连接器,其中,所述光纤部被配置成使所述激光光源部和所述液晶显示单元在空间上互相分离。
34.根据权利要求33所述的激光光源单元,其特征在于所述光纤部,阻止所述激 光光源部的激光光源在激光发光时产生的热量传到所述液晶显示单元。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置以及液晶显示系统,将以往与液晶显示板一体配置的具有发出红色光、绿色光和蓝色光的激光光源的光源部在空间上与液晶显示面板分离。由此,电源、光学系统以及热源被装载在光源部中,与液晶显示板完全分开。并且,将从光源部发出的激光通过光纤导向液晶显示板。如此,实现可使液晶显示面板大幅度薄型化、轻量化的液晶显示装置。
文档编号H01S3/11GK101390006SQ20078000697
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月21日 优先权日2006年2月28日
发明者伊藤达男, 山本和久, 水岛哲郎, 门胁慎一 申请人:松下电器产业株式会社