JP2012129213A - 電子装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】バックライトユニットを備えた電子装置を提供する。
【解決手段】本発明の電子装置1は、バックライトユニット20を備え、液晶ディスプレイ10と、映像生成モジュール170と、液晶ディスプレイ10と異なる位置に映像が生成されるよう、映像生成モジュール170に提供するビームを生成させることが可能な光源120と、導入されるビームを反射する第一の反射面(第三反射面151)を備えた光学モジュール150とを備えている。光学モジュール150の第一の反射面は、第一位置と第二位置との間で移動可能であり、第一の反射面が第一位置にある時、光源120により生成されたビームを、第一の反射面で反射して、共同軸に沿って光学モジュール150から導出し、第一の反射面が第二位置にある時、光源120により生成されたビームを、第一の反射面で反射せずに液晶ディスプレイ10のバックライトユニット20の光源としてのみに用いる。
【選択図】図1

Description

本発明は、バックライトユニットを備えた電子装置に関する。
電子装置、例えば、携帯電話、或いは、MP3プレーヤーは、通常、例えば、液晶表示パネル等のディスプレイ装置が配置されている。周知の液晶ディスプレイは非放射性(non-emissive type)ディスプレイであり、且つ、光源による照明を必要とする。よって、透過型液晶ディスプレイ、或いは、半透過型・半反射型液晶ディスプレイは、全て、表示パネルにより光源を提供するバックライトユニットを有する。
本発明は、電子装置を提供することを目的とする。
光学モジュールは光源を分配するように電子装置に使用され、光源は同時に、映像投影装置及び異なる付加装置、例えば、液晶ディスプレイ装置に分配される。或いは、光源が映像投影装置に使用されない場合、光源は、はじめて付加装置のバックライト光源として提供され、光源が液晶ディスプレイ装置のバックライトモジュールを提供するのに用いられる場合、ビームは、光結合器によりディスプレイ装置のバックライトユニットに結合される。
このような点に鑑みて、本発明は、ディスプレイ装置と、映像生成装置と、前記ディスプレイ装置と異なる位置に映像が生成されるよう、前記映像生成装置に提供するビームを生成させることが可能な光源と、導入される前記ビームを反射する第一の反射面を備えた光学モジュールと、を有し、前記光学モジュールの第一の反射面は、第一位置と第二位置との間で移動可能であり、前記第一の反射面が前記第一位置にある時、前記光源により生成されたビームを、前記第一の反射面で反射して、共同軸に沿って前記光学モジュールから導出し、前記第一の反射面が前記第二位置にある時、前記光源により生成されたビームを、前記第一の反射面で反射せずに前記ディスプレイ装置のバックライト光源としてのみに用いる電子装置を提供する。
本発明の一実施例において、光学モジュールから導出されたビームを、投影映像の生成に用いられる第一部分のビームと、ディスプレイ装置のバックライト光源として用いられる第二部分のビームとに分離する第一のビームスプリッターをさらに有する。
本発明のもう一つの実施例において、光学モジュールから導出されたビームを、ディスプレイ装置のバックライト光源としてのみ用いられるように反射する第二の反射面をさらに有する。
本発明の一実施例において、電子装置は導波器をさらに有し、光源により生成されたビームを、光学モジュール及び前記導波器を介してディスプレイ装置に提供する。
本発明の一実施例において、導波器は、導入される光学モジュールからのビームを複数サブビームに分離する、複数の第二のビームスプリッターを有する。
本発明の一実施例において、光源は、カラービームを生成する、互いに離間設置される複数の光源生成装置を有し、光学モジュールは、一つ或いは複数のカラーフィルターをさらに有し、各々のカラーフィルターは、光源生成装置からのビーム及び第一の反射面により反射された光源生成装置からのビームを、共同軸に沿って前記光学モジュールから導出する。
ある電子装置において、光源を有する映像投影モジュールは映像を提供するのに用いられ、このような電子装置において、光源から出力されるビームの内、少なくとも一部が、非放射型の液晶ディスプレイ装置のバックライト光源を提供するのに用いられる。
本発明の各実施例に係る液晶ディスプレイ装置、バックライトユニット及びバックライトユニットに結合された異なる光源を有する電子装置を示す図である。 本発明の一実施例に係る映像投影モジュール及び導波器を示す図であり、導波器は、一つ或いは複数のビームを映像投影モジュールからバックライトユニットに導入する。 本発明のもう一つの実施例に係る映像投影モジュール及び導波器の部分的構造を示す図である。 本発明の異なる実施例に係る光源と光学モジュールを有する映像投影モジュールを示す図である。 図3−1の映像投影モジュール及び光学モジュールの部分的構造が、異なるモードで操作されることを示す図である。 本発明のもう一つの実施例に係る光源と光学モジュールを有する映像投影モジュールを示す図である。 図4−1の映像投影モジュール及び光学モジュールの部分的構造が、異なるモードで操作されることを示す図である。 異なる映像投影モジュールを示す図である。 本発明の一実施例に係る光結合器を示す図である。 本発明の一実施例に係る異なる分配配列ビームを示す図である。 本発明のもう一つの実施例に係る分配配列ビームを示す図である。 本発明の一実施例に係る異なる分配配列ビームを示す図である。 本発明のもう一つの実施例に係る分配配列ビームを示す図である。
図1は電子装置1を示し、この電子装置1は、液晶ディスプレイ10及びバックライトユニット(Back Light Unit, BLU)20を含み、バックライトユニット20は、液晶ディスプレイ10に必要な光源を提供する。そして、電子装置1は、また、映像投影モジュール50を有し、且つ、映像投影モジュール50は、映像データソース100、光源120、光学モジュール150及び映像生成モジュール170を有する。映像投影モジュール50により投影映像を提供する場合、映像データソース100は、映像データを光源120に提供して、光源120の出力を制御し、続いて、光源120の出力により、光学モジュール150から第一ビーム200を映像生成モジュール170に提供させ、映像生成モジュール170は映像を提供して、映像ビーム180を形成し、例えば、表面186上で投影映像182を生成することができる。
本発明の一実施例によれば、第一ビーム200により投影映像182を生成する場合、第一ビーム200は単に光源120から出力される一部であるが、光源120から出力される他の一部は第二ビーム210を提供し、液晶ディスプレイ10に必要な光源を提供することができる。図1に示すように、第二ビーム210は、導波器30の引導により、光結合器32に導入され、バックライトユニット20の一部になる。
図2−1及び図2−2は映像投影モジュール50を示す図である。図2−2に示すように、光源120は、三つの光源生成装置122、124及び126を有し、光源生成装置122、124及び126は、例えば、レーザー光源であり、色の異なる三つのビーム(例えば、赤、緑及び青色)を生成し、且つ、各ビーム132、134及び136の強度は、映像データソース100を介して提供されるカラーデータ信号102、104及び106により制御される。
図2−1に示すように、光学モジュール150は、第一反射面152を有し、光軸(OA)に沿って、ビーム132を映像生成モジュール170に導入し、光学モジュール150は、更に、第一ビームスプリッター154及び第二ビームスプリッター156を有し、光軸に沿ってビーム134及び136のうちの一部を、それぞれ映像生成モジュール170に導入するが、これらの光学モジュール150からのビームは第一ビーム200を形成する。
映像生成モジュール170は、第一ビーム200を走査ミラー176に導入する第二反射面172を有し、走査ミラー176は、例えば、微小電気機械システム(MEMS)走査装置である。しかし、走査装置174の制御により、走査ミラー176は二次元走査を提供し、映像ビーム180により表面186上で二次元投影映像182を形成させ、且つ、投影映像182はマルチカラー映像である。
注意すべきことは、ビーム134及び136のうちの一部が、第一ビームスプリッター154及び第二ビームスプリッター156を介して、映像生成モジュール170に向かって反射される場合、ビーム134及び136のうちのその他の一部も、その他の方向に沿って伝送され、且つ、第一ビームスプリッター154及び第二ビームスプリッター156を透過する。第一ビームスプリッター154は、第一反射面152により導入される一部のビームを反射し、第二ビームスプリッター156も、第一反射面152及び第一ビームスプリッター154により導入される一部のビームを反射するが、これらの伝送及び反射されたビーム(図2−1の210)は、映像投影に用いられない。本発明の一実施例によれば、未使用の第二ビーム210は、導波器30を介して光結合器32に導入され、液晶ディスプレイ10(図1に示す)に必要な光源を提供するので、本実施例では、光源120により提供されるビームは、同時に、映像生成モジュール170及び液晶ディスプレイ10に分配され、この時、光学モジュール150自体は、光源分配モードで操作される。
本発明のもう一つの実施例によれば、映像生成モジュール170による投影映像182を生成しない場合(図1及び図2−1参照)、第一反射面152、第一ビームスプリッター154及び第二ビームスプリッター156は移動可能であり、ビーム132、134及び136は直接、導波器30(図2−2に示す)に進入し、導波器30及び光結合器32により、ビーム132、134及び136から液晶ディスプレイ10に必要な光源を提供させ、この時、光学モジュール150自体は、バックライト照明モードで操作される。
図3−1及び図3−2は、異なる映像投影モジュール50を説明する図である。図3−2に示すように、光源120はビーム131を提供する光源生成装置121を有し、また、ビーム131の強度は、映像データソース100から提供されるデータ信号101により制御される。
光学モジュール150は、光軸に沿い、映像生成モジュール170に向かって、ビーム131を反射する第三反射面151を有し、続いて、反射される第一ビーム200は、更に、第二反射面172を介して走査ミラー176に反射される。しかしながら、走査装置174の制御により、走査ミラー176は二次元走査を提供し、映像ビーム180により、表面186上に二次元投影映像182を形成させ、且つ、投影映像182は単色映像である。
本実施例において、ビーム131が投影映像182を提供するのに用いられる場合、ディスプレイ装置10(図1に示す)に必要な光源を提供するのに用いられるビーム131は一つもない。この時、光学モジュール150自体は、映像投影モードで操作される。
映像生成モジュール170が投影映像182を生成しない場合、第三反射面151は移動可能であり、ビーム131は直接、導波器30に進入し(図3−2に示す)、導波器30及び光結合器32により、液晶ディスプレイ10に必要な光源を提供し、この時、光学モジュール150自体は、再度、バックライト照明モードで操作される。
図2−1及び図3−1に記載の実施例において、第一ビーム200は、単一の走査ミラーにより二次元画像を走査し、二次元映像182を形成する。しかしながら、本発明のもう一つの実施例によれば、第一ビーム200は、ビーム拡大器173により拡大された後、マルチ素子走査装置177により二次元画像を走査し(図4−1に示す)、前記マルチ素子走査装置177はデジタルライトプロセッシング(DLP)であり、複数のプロジェクタ装置175により制御される二次元アレイ走査ミラーを有し、且つ、各走査ミラーは投影映像182のうちの一画素を提供することができる。この実施例において、各画素は、プロジェクタ装置175のカラーデータ信号102、104及び106により制御され(図4−1に示す)、この時、光学モジュール150は光源分配モードで操作される。
本実施例は、図2−2に示すように、映像生成モジュール170による投影映像182を生成しない場合(図1及び図4−1参照)、第一反射面152、第一ビームスプリッター154及び第二ビームスプリッター156は移動可能であり、ビーム132、134及び136は、直接、導波器30に進入し(図4−2に示す)、導波器30及び光結合器32により、ビーム132、134及び136から液晶ディスプレイ10に必要な光源を提供させ、この時、光学モジュール150自体は、バックライト照明モードで操作される。
図5は、異なる映像生成モジュール170を示す図であり、映像投影ライトバルブ或いは液晶ディスプレイ190を使用して、一つの走査ミラー176(図2−1及び図3−1に示す)或いはマルチ素子走査装置177(図4−1に示す)を代替し、さらに、投影映像182を提供する。本実施例において、第一ビーム200は、ビーム拡大器179を介して広いビーム201に拡大され、投影映像182の画素強度は、映像データソース100から提供されるデータ信号109により制御される。
図2−1と図4−1の実施例と比較すると、図5の光学モジュール150は光源分配モードで操作される。
注意すべきことは、映像投影がいかにして完成されるのかは本発明の一部ではなく、本発明の主な目的は、光源120により提供されるビームを利用して映像投影を生成することに関する。図1において、光学モジュール150の制御により、光源120により提供されるビームは、液晶ディスプレイに必要な光源を提供するのに用いられ、且つ、上述の実施例から分かるように、光源120により提供されるビームは、分配モード及び非分配モードで運用される。分配モードにおいて、光源120により提供されるビームは映像生成モジュール170及びバックライトユニット20に分配され、非分配モードにおいては、光源120が映像生成モジュール170を介して映像を生成しない場合、光源120により提供されるビームは、液晶ディスプレイ10に必要な光源の提供のみに用いられ、更に、光源120により提供されるビームが部分的或いは完全に、液晶ディスプレイ10に必要な光源を提供するのに用いられる場合、ビームは光結合器32を介してバックライトユニット20に結合される。
図6は、光結合器32を示す概略図であり、光結合器32は拡散表面34を有し、第二ビーム210により拡散光源を提供させるが、第二ビーム210のビーム強度によって、バックライトユニットから出力されるビームは弱くなる。更に、光結合器32及びその拡散表面34は、バックライトユニット20の裏面に設置されてもよいが、距離は液晶ディスプレイ10より遠くさせて欲しく、バックライトユニット20の配置及び構造によって決められる。
本発明のもう一つの実施例において、第二ビーム210は、更に、二つ或いは更に多くのビームに分けられ、電子装置中の二つ或いは更に多くの素子或いは付加装置に必要な光源を提供する。図7−1及び図7−2に示すように、光学モジュール150により出力される光源は、ビームスプリッター160により分離されると共に、第一ビーム200及び第二ビーム210を形成し、第二ビーム210は、更に、導波器30において、ビームスプリッター162、164及び166により分離されると共に、サブビーム212、214、216及び218を形成する。サブビーム212は、液晶ディスプレイ10(図1に示す)に必要な光源を提供する。しかしながら、電子装置1(図1に示す)がその他の付加装置或いは素子を有する場合、サブビーム214、216及び218は、上述の付加装置或いは素子の一部或いは全てに必要な光源を提供するのに用いても良い。図7−1及び図7−2に示すように、サブビーム214は、キーボード12に必要な光源を提供し、サブビーム216は、もう一つの付加装置14(例えば、キーボード12以外のスイッチ或いはボタン)に必要な光源を提供し、同様に、サブビーム218は、この装置のその他の部分に必要な光源を提供するのに用いられる。
図7−1において、光源120及び光学モジュール150は、図3−1に示すものと類似し、図7−2における光源120は、図2−1、図4−1及び図5に示すものと類似する。
図7−2を参照すると、光学モジュール150は、第一カラーフィルター155及び第二カラーフィルター157を有し、図2−1、図4−1、及び、図5に示す第一ビームスプリッター154、第二ビームスプリッター156を代替するが、光源120におけるビーム132、134及び136が、それぞれ、赤、緑及び青色のビームであれば、第一カラーフィルター155はローパスフィルターであり、緑色ビームに対し高い反射比を有し、赤色ビームに対し高い透過比を有する。そして、第二カラーフィルター157は青色ビームに対し高い反射比を有し、緑色及び赤色ビームに対しては、高い透過比を有する。よって、光学モジュール150により出力される合成ビームは、赤、緑及び青色など三種類の元素を有する。しかしながら、カラーフィルターは公知技術なので、本発明の主要部分ではない。
図7−1及び図7−2に示す実施例において、光学モジュール150により出力される光源は分離されると共に、第一ビーム200及び第二ビーム210を形成し、液晶ディスプレイ10、キーボート12、付加装置14及び映像生成モジュール170(図2−1、図3−1、図4−1及び図5参照)に共同で光源120を使用させるか、或いは、映像生成モジュール170が光源120を使用しない場合のみに、光源120は付加装置に必要な光源を提供するのに用いられる。そして、図8−1及び図8−2に示すように、反射面161はビームを光学モジュール150により導波器30に反射させるのに用いられる。
要するに、本発明は、一種の方法及び装置を提供し、光源により映像投影を生成して、映像ディスプレイを照明し、映像ディスプレイは、例えば、バックライトユニットを有する液晶ディスプレイであって、光源が映像投影に用いられるビームは、部分的或いは完全に、光結合器を介してバックライトユニットに結合される。
分配モードにおいて、光源からの一部のビームは映像投影に用いられ、その他のビームは、映像ディスプレイの照明に用いられるが、非分配モードにおいて、ビームは、完全に映像投影、或いは、映像ディスプレイの照明に用いられる。そして、光学モジュールは電子装置中に用いられ、光源を分配し、光源は同時に、映像投影装置及び異なる付属装置、例えば、液晶ディスプレイに共同で用いられ、或いは、光源が映像投影装置に利用されない場合、光源は付属装置に必要な光源のみを提供するのに用いられる。光源が液晶ディスプレイのバックライト光源を提供するのに用いられる場合、光源からのビームは、ディスプレイ装置のバックライトユニットに結合され、しかも、液晶ディスプレイ装置のバックライト光源を提供する以外に、一部のビームは、その他の付属装置或いは部品、例えば、電子装置のキーボードに必要な光源を提供するのに用いられる。
本発明の各種実施例に係る装置は、ディスプレイ装置、映像生成装置、ビーム及び光学モジュールからなる。ビームは光源を映像生成装置に提供するのに用いられ、ディスプレイ装置と異なる位置に映像を生成し、映像生成装置により生成された映像は、例えば、投影映像であり、更に、光学モジュールはビームを導入するのに用いられ、少なくとも一部のビームが、ディスプレイ装置のバックライト光源を提供するのに用いるようにさせる。光学モジュールはビームを分離するように配置され、第一部分と第二部分を形成し、第一部分のビームは、投影映像を生成するのに用いられ、第二部分のビームは、ディスプレイ装置のバックライト光源を提供するのに用いられる。ビームは、更に分離されて、第三部分を形成し、第三部分のビームは、装置における付属装置に必要な光源を提供するのに用いられる。本発明のもう一つの実施例において、前記ビームが投影映像の生成に用いられない場合のみ、光学モジュールはビームを導入して、ディスプレイ装置のバックライト光源を提供する。
本発明の各実施例において、ビームは互いに離間設置される複数のカラービームを有し、光学モジュールは、一つ或いは複数のビームスプリッター及び/又はカラーフィルターを有し、共同軸に沿って、カラービームを映像生成装置に導入する。本発明のもう一つの実施例において、ビームは互いに分離設置される複数のカラービームを有し、光学モジュールは、一つ或いは複数のカラーフィルターを有し、これらのカラービームを結合して、合成ビームを合成させ、合成ビームは、第一部分と第二部分を有し、第一部分は、映像生成装置に導入され、第二部分はディスプレイ装置に導入される。
本発明の各実施例により提供される装置の使用方法によれば、装置は、ディスプレイ装置及びビームを有し、且つ、ビームは映像生成装置に提供され、ディスプレイ装置と異なる位置に映像を生成し、この使用方法は、少なくとも一部のビームを導入して、ディスプレイ装置のバックライト光源を提供する工程を備える。一実施例において、映像は、映像生成装置により生成され、且つ、映像は投影映像を有し、ディスプレイ装置と異なる位置に形成され、この使用方法は、更に、ビームを分離して、第一部分と第二部分を形成し、第一部分のビームは、光源を映像投影装置に提供し、第二部分のビームは、ディスプレイ装置のバックライト光源を提供するのに用いられる工程を備える。本発明のもう一つの実施例において、映像投影装置により提供される映像は投影映像を含み、且つ、投影映像はディスプレイ装置と異なる位置に形成され、ビームが投影映像を生成するのに用いられない場合のみ、前記ビームはディスプレイ装置のバックライト光源を提供する。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えても良く、よって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
1〜電子装置
10〜液晶ディスプレイ
12〜キーボード
14〜付加装置
20〜バックライトユニット
30〜導波器
32〜光結合器
50〜映像投影モジュール
100〜映像データソース
101、109〜データ信号
102、104、106〜カラーデータ信号
120〜光源
121、122、124、126〜光源生成装置
131、132、134、136〜ビーム
150〜光学モジュール
151〜第三反射面
152〜第一反射面
154〜第一ビームスプリッター
156〜第二ビームスプリッター
155〜第一カラーフィルター
157〜第二カラーフィルター
160、162、164、166〜ビームスプリッター
161〜反射面
170〜映像生成モジュール
172〜第二反射面
173、179〜ビーム拡大器
174〜走査装置
175〜プロジェクタ装置
176〜走査ミラー
177〜マルチ素子走査装置
180〜映像ビーム
182〜投影映像
186〜表面
190〜映像投影ライトバルブ或いは液晶ディスプレイ
200〜第一ビーム
201〜広いビーム
210〜第二ビーム
212、214、216、218〜サブビーム

Claims (6)

  1. 電子装置であって、
    ディスプレイ装置と、
    映像生成装置と、
    前記ディスプレイ装置と異なる位置に映像が生成されるよう、前記映像生成装置に提供するビームを生成させることが可能な光源と、
    導入される前記ビームを反射する第一の反射面を備えた光学モジュールと、を有し、
    前記光学モジュールの第一の反射面は、第一位置と第二位置との間で移動可能であり、
    前記第一の反射面が前記第一位置にある時、前記光源により生成されたビームを、前記第一の反射面で反射して、共同軸に沿って前記光学モジュールから導出し、
    前記第一の反射面が前記第二位置にある時、前記光源により生成されたビームを、前記第一の反射面で反射せずに前記ディスプレイ装置のバックライト光源としてのみに用いる
    ことを特徴とする電子装置。
  2. 第一のビームスプリッターをさらに有し、
    前記第一の反射面が前記第一位置にある時、前記第一のビームスプリッターは、前記光学モジュールから導出されたビームを、前記投影映像の生成に用いられる第一部分のビームと、前記ディスプレイ装置のバックライト光源として用いられる第二部分のビームとに分離することを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
  3. 第二の反射面をさらに有し、
    前記第一の反射面が前記第一位置にある時、前記第二の反射面は、前記光学モジュールから導出されたビームを、前記ディスプレイ装置のバックライト光源としてのみに用いられるように反射することを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
  4. 導波器をさらに有し、
    前記光源により生成されたビームは、前記光学モジュール及び前記導波器を介して前記ディスプレイ装置に提供されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子装置。
  5. 前記導波器は、導入される前記光学モジュールからのビームを複数サブビームに分離する、複数の第二のビームスプリッターを有することを特徴する請求項4に記載の電子装置。
  6. 前記光源は、カラービームを生成する、互いに離間設置される複数の光源生成装置を有し、
    前記光学モジュールは、一つ或いは複数のカラーフィルターをさらに有し、
    前記各々のカラーフィルターは、前記光源生成装置からのビーム及び前記光源生成装置からの前記第一の反射面により反射されたビームを、共同軸に沿って前記光学モジュールから導出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電子装置。
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