JP5036552B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関するものであり、更に詳しくは、装置内部において光通信方式を採用する表示装置に関する。

一般的な表示装置として、従来より、スイッチング素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）を備えるアクティブマトリクス型液晶表示装置が知られている。この液晶表示装置は、互いに対向する２枚の絶縁性の基板（典型的にはガラス基板）から構成される液晶パネルを備えている。液晶パネルの一方の基板（以下「ＴＦＴ基板」という）には、走査信号線（ゲートバスライン）と映像信号線（ソースバスライン）とが格子状に設けられ、走査信号線と映像信号線との交差部近傍にＴＦＴが設けられている。ＴＦＴは、走査信号線に接続されたゲート電極、映像信号線に接続されたソース電極、およびドレイン電極を有する。ドレイン電極は、画像を形成するために基板上にマトリクス状に配置された画素電極と接続されている。

このＴＦＴ基板には、上記走査信号線および上記映像信号線を駆動するための駆動回路およびこれらの駆動回路を駆動するためのタイミング信号などを生成する表示制御回路が一体的に形成され、またはこれらの回路の一部または全部が集積回路チップとして載置されることが多い。この表示制御回路を介して映像信号線に与えられる映像信号は、ＴＦＴ基板に接続されるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）基板を介して装置外部から与えられる。このＦＰＣ基板の出力端子は、具体的にはガラス基板であるＴＦＴ基板に形成されたパネル入力端子に圧着接続される。

また、液晶パネルの他方の基板（以下「ＣＦ基板」という）には、液晶層を介して画素電極との間に電圧を印加するための電極（以下「共通電極」という）が設けられており、画素電極と共通電極と液晶層とによって個々の画素形成部が実現されている。さらに、このＣＦ基板には、画素形成部が形成すべき画素色に対応する色を部分的に有するカラーフィルタが配置されている。

そして、各ＴＦＴのゲート電極が走査信号線からアクティブな走査信号（ゲート信号）を受けたときに当該ＴＦＴのソース電極が映像信号線から受ける映像信号（ソース信号）と、共通電極に供給される共通電極信号とに基づいて、画素形成部の液晶層に電圧が印加される。これにより液晶が駆動され、画面上に所望の画像が表示される。なお、表示装置の表示面は、ＴＦＴ基板に対向する側と反対側のＣＦ基板面となる。

このような液晶表示装置は、専ら装置外部からＣＦ基板を通して入射する外光を利用した表示（以下「反射表示」という）を行う反射型液晶表示装置と、ＴＦＴ基板に対向する位置であってＣＦ基板とは逆側の位置に設けられるバックライト照明装置からの透過光を利用した表示（以下「透過表示」という）を利用する透過型液晶表示装置とに大別できる。なお、暗い場所では主として透過表示を行い、明るい場所では主として反射表示を行う半透過表示型液晶表示装置もある。

この透過型（または半透過型）の液晶表示装置に設けられるバックライト照明装置は、光源となる白色の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や冷陰極蛍光管（ＣＣＦＴ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｔｕｂｅ）と、光源からの入射光を所定面から面状に放射する導光板とを備えている。なお、このバックライト照明装置（の光源）には、装置外部の電源からＦＰＣ基板を介して所定の電流が与えられている。

この液晶表示装置は、前述したように、液晶パネルのＴＦＴ基板に接続されるＦＰＣ基板と、バックライト照明装置（の光源）に接続されるＦＰＣ基板とを備えているが、これらのうちＴＦＴ基板に接続されるＦＰＣ基板は接続線数（端子数すなわちピン数）が非常に多く、例えば携帯電話に使用される２型の大きさの液晶パネルでは映像信号を与えるために４０ピン弱の接続線数が必要とされる。

このように多数のピン数を有するＦＰＣ基板をガラス基板上の入力端子に圧着接続するため、接続不良が生じやすく、また良好に接続された後もモバイル機器へ搭載した場合の振動や修理の際などに端子の剥離が生じることがある。

そこで、例えばＴＦＴ基板の入力端子が配置されていない部分にパターニングを施してＦＰＣ基板を圧着接続する際に生じる応力集中を軽減してクラックの発生を抑制した液晶表示装置がある（特許文献１を参照）。
日本の特開２００３−１４９６６５号公報

しかし、上記特許文献１に示される従来の装置では、多数のピン数を有するＦＰＣ基板を接続することによるリスクを低減することができるとしても回避することはできない。また、ＦＰＣ基板を接続する工程自体が煩雑であり、ＦＰＣ基板を使用することによる設計コストや製造コストなども必要となる。したがって、ＦＰＣ基板は、特にピン数が多い場合、信号伝送部として好適でないことがある。

さらに近年では、ＴＦＴ基板に映像表示以外の機能を有する回路（例えば音声出力回路および励振源など）を集積配置するいわゆるシステム液晶パネルが増加しており、この場合にはさらにＦＰＣ基板のピン数が増加することになる。例えば、上記２型の小型液晶パネルの短辺に対して形成可能な入力端子の数は６０ピン程度である。これに対してＴＦＴ基板上に音声回路を設ける場合に必要となる音声入力用の端子数は２０ピン程度である。従って、映像信号の入力に必要となる端子数が４０ピン弱であることから、ＴＦＴ基板をＦＰＣ基板に接続することが困難となり、配線を引き回す場合には接続することが不可能となる場合も考えられる。このような場合には特にＦＰＣ基板は信号伝送部として好適でないといえる。

そこで、本発明の目的は、ＴＦＴ基板に接続されるＦＰＣ基板のピン数を少なくし、または当該ＦＰＣ基板を不要とすることができる信号伝送機構であって、かつ小型の装置にも容易に適用可能な信号伝送機構を備える表示装置を提供することである。

本発明の第１の局面は、複数の映像信号線と複数の走査信号線との交差部にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部を備えるアクティブマトリクス型の表示装置であって、
前記複数の画素形成部と所定の回路とが設けられる第１のユニットと、
前記第１のユニットに対向する位置に固定されており、前記第１のユニットに含まれる回路に与えるべき信号を装置外部から受け取る第２のユニットとを備え、
前記第２のユニットは、前記回路に与えるべき信号を前記第１のユニットへ光伝送するための光送信部を含み、
前記第１のユニットは、前記光送信部により光伝送される信号を受け取り前記回路に与える光受信部を含み、
前記光送信部は、
前記第１のユニットにおける表示面とは反対側の面に対して表示のための照明光を発するバックライト光源と、
前記回路に与えるべき信号に基づき、前記バックライト光源を駆動する駆動部と
を含み、
前記駆動部は、前記バックライト光源が表示のための照明光を発している期間のみ、前記回路に与えるべき信号に基づき、前記バックライト光源を駆動し、
前記光受信部は、前記バックライト光源が表示のための照明光を発している期間のみ、前記バックライト光源からの光によって光伝送される信号を受け取ることを特徴とする。

本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号に対してベースバンド伝送するための変換を行い、変換された信号により前記バックライト光源を駆動することを特徴とする。

本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号を変調信号とする帯域伝送するための所定の変調を行い、変調された信号により前記バックライト光源を駆動することを特徴とする。

本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記バックライト光源は、前記第１のユニットにおける表示面とは反対側の面のほぼ全面にわたって照明光を照射する面状発光体であり、
前記光受信部は、前記バックライト光源からの照明光を受け取ることを特徴とする。

本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
前記光送信部は、前記バックライト光源からの照明光を前記第１のユニットにおける表示面とは反対側の面のほぼ全面にわたって照射するように導く導光体を備え、
前記光受信部は、前記導光体を通る照明光を受け取ることを特徴とする。

本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記バックライト光源は、発光ダイオードを含むことを特徴とする。

本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
前記バックライト光源は、白色光を発する発光ダイオードのみを含むことを特徴とする。

本発明の第８の局面は、本発明の第６の局面において、
前記バックライト光源は、複数の発光ダイオードを含むことを特徴とする。

本発明の第９の局面は、本発明の第８の局面において、
前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号を、前記複数の発光ダイオードと前記光受信部との間でマルチリンクを行うための複数の信号に分離し、当該複数の信号に基づき前記複数の発光ダイオードを駆動し、
前記光受信部は、
前記複数の発光ダイオードに一意に対応する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子においてそれぞれ受け取られた信号から前記回路に与えるべき信号を復元する復元部と
を含むことを特徴とする。

本発明の第１０の局面は、本発明の第８の局面において、
前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号を、前記信号を伝送するための伝送期間が前記光受信部においてそれぞれ重複しないよう前記伝送期間および非伝送期間を定めた複数の分離信号に分離し、前記分離信号に基づき前記複数の発光ダイオードを駆動し、
前記光受信部は、
前記複数の発光ダイオードからの光を受け取る１つの受光素子と、
前記受光素子においてそれぞれ受け取られた信号から前記回路に与えるべき信号を復元する復元部と
を含むことを特徴とする。

本発明の第１１の局面は、本発明の第１０の局面において、
前記複数の発光ダイオードは、互いに所定の間隔をあけて配置されており、
前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号を、前記信号を伝送するための伝送期間が前記光受信部においてそれぞれ重複しないよう互いに同一の前記伝送期間および非伝送期間を定めた複数の分離信号に分離し、前記分離信号に基づき前記複数の発光ダイオードを駆動し、
前記受光素子は、前記複数の発光ダイオードからの光を、それぞれの発光ダイオードの配置位置からの距離に応じた時間差で受け取ることを特徴とする。

本発明の第１２の局面は、本発明の第８の局面において、
前記複数の発光ダイオードは、互いに異なる色の光を発する複数の発光ダイオードを含むことを特徴とする。

本発明の第１３の局面は、本発明の第１２の局面において、
前記駆動部は、前記異なる色を発する複数の発光ダイオードのうち、前記光受信部における受光感度が最も高い色を発する発光ダイオードのみを、前記回路に与えるべき信号に基づき駆動することを特徴とする。

本発明の第１４の局面は、本発明の第１２の局面において、
前記複数の発光ダイオードから前記光受信部までのそれぞれの光経路上に、対応する発光ダイオードから発せられる光のみを透過する色フィルタをさらに備えることを特徴とする。

本発明の第１５の局面は、本発明の第１２の局面において、
前記第１のユニットまたは前記第２のユニットを支持するため、前記第１のユニットと第２のユニットとの間に設けられるシャーシをさらに備え、
前記シャーシは、前記光送信部から前記光受信部までの光経路を形成する貫通孔が設けられていることを特徴とする。

本発明の第１６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記光受信部は、前記光送信部からの光を検知する検知部を含み、当該検知部により光が検知される期間のみ、光伝送される信号を受け取ることを特徴とする。

本発明の第１７の局面は、本発明の第１の局面において、
前記駆動部は、所定の短い時間間隔で点灯と消灯とを所定の割合で繰り返すように前記バックライト光源を駆動するとともに、前記割合を示す信号と前記回路に与えるべき信号とを含む信号に基づき、前記バックライト光源を駆動し、
前記光受信部は、受け取った信号に示される前記割合に基づき、前記バックライト光源が点灯している期間のみ光伝送される信号を受け取ることを特徴とする。

本発明の第１８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記駆動部は、所定の短い時間間隔で点灯と消灯とを所定の割合で繰り返すように前記バックライト光源を駆動するとともに、前記割合を示す信号と前記回路に与えるべき信号とを含む信号に基づき、前記バックライト光源を駆動し、
前記光受信部は、受け取った信号に示される前記割合に基づき、受光感度および増幅率の少なくとも一方を、前記回路に与えるべき信号が良好に受け取られるよう調整することを特徴とする。

本発明の第１９の局面は、本発明の第１の局面において、
前記回路は、前記複数の映像信号線および前記複数の走査信号線をそれぞれ駆動する回路を含み、
前記光送信部は、前記回路に与えるべき映像信号を前記第１のユニットへ光伝送することを特徴とする。

本発明の第２０の局面は、本発明の第１の局面において、
前記回路は、与えられる信号に基づき音声を出力する音声出力回路を含み、
前記光送信部は、前記回路に与えるべき音声信号を前記第１のユニットへ光伝送することを特徴とする。

本発明の第２１の局面は、本発明の第１の局面において、
前記光送信部は、光伝送のための発光素子を含み、
前記光受信部は、前記発光素子に対応する受光素子を含み、
前記受光素子は、前記回路と一体的に前記第１のユニット上に形成されることを特徴とする。

本発明の第２２の局面は、本発明の第２１の局面において、
前記発光素子は、レーザ光源であることを特徴とする。

本発明の第２３の局面は、本発明の第２１の局面において、
前記発光素子は、蛍光管光源であることを特徴とする。

本発明の第２４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第２のユニットは、装置外部から受け取った交流電流が流れる第２のコイルを含み、
前記第１のユニットは、前記第２のコイルとの相互誘導により電流が励起される第１のコイルを含み、
前記第１のコイルは、励起された電流を前記回路に電源として与えることを特徴とする。

本発明の第２５の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第１のユニットは、太陽電池を含み、
前記太陽電池は、前記光送信部からの光または所定の照明光を受け取ることにより発生した電流を前記回路に電源として与えることを特徴とする。

本発明の第１の局面によれば、複数の画素形成部と所定の回路とが設けられる第１のユニットの光受信部に対して、装置外部から第２のユニットに与えられる信号を光送信部から光伝送するので、第１のユニットに対して装置外部から信号を与えるための伝送媒体、典型的にはＦＰＣ基板を省略することができまたはそのピン数を機能の増加にもかかわらず増加しないようにすることができる。
また、本発明の第１の局面によれば、伝送すべき信号を照明光を発するバックライト光源を利用して伝送するので、新たに光伝送のための発光素子を設ける必要がなく、バックライト照明のための駆動回路を光信号生成のために兼用することができるので、製造コストを抑えることができる。
さらに、本発明の第１の局面によれば、光受信部がバックライト光源が点灯している期間のみ光伝送される信号を受け取るので、点灯していない期間に信号を受け取る動作をすることがない。その結果、点灯していない期間に誤った信号を出力することを防止することができる。

本発明の第２の局面によれば、ベースバンド伝送するための変換を受けた信号によりバックライト光源を駆動するので、変換のための構成を簡易なものすることができる。また、パルス列からなるデジタル信号を伝送する場合にはフリッカを生じにくくすることができる。さらに、バックライト光源がＰＷＭなどを利用したパルスによる調光制御を受けている場合には、当該パルスを使用してベースバンド伝送を行うことが可能となるため、効率のよい光伝送が可能となる。

本発明の第３の局面によれば、帯域伝送するための変調を受けた信号によりバックライト光源を駆動するので、光受信部における被変調信号の分離が容易となり、伝送誤りを少なくすることができる。

本発明の第４の局面によれば、バックライト光源がＥＬバックライトなどの面状発光体であるので、簡易な構成で均一な照明光が得られ、また光受信部の位置を自由に設定することができ、また例えば貫通孔を設けるなど、その光経路を形成する必要がなくなる。

本発明の第５の局面によれば、光受信部は導光体を通る照明光を受け取るので、光送信部から直接光を受け取る構成よりも、光受信部の位置を自由に設定することができ、また例えば貫通孔を設けるなど、その光経路を形成する必要がなくなる。

本発明の第６の局面によれば、バックライト光源が発光ダイオードを含むことにより、高輝度で低消費電力のバックライト光源が得られるとともに、高速に点灯および非点灯を繰り返すことができるので、大量の情報を光伝送することができる。

本発明の第７の局面によれば、バックライト光源が白色光を発する発光ダイオードのみを含むので、一般的なバックライト照明色である白色光が容易に得られる。

本発明の第８の局面によれば、バックライト光源が複数の発光ダイオードを含むので、１つの場合よりも強い照明光を得ることができる。

本発明の第９の局面によれば、光送信部では駆動部によりマルチリンクを行うために分離された複数の信号に基づき複数の発光ダイオードが駆動され、光受信部では受け取られた信号から回路に与えるべき信号を復元するので、例えば回路に与えるべき信号の周波数が発光ダイオードの駆動可能な最大周波数を上回る場合にも、このようなマルチリンク方式により発光ダイオードを駆動することができ、結果的に大量の情報を光伝送することができる。

本発明の第１０の局面によれば、光送信部では駆動部によりそれぞれ重複しないよう（例えば所定の時間差が生じるよう定められた）伝送期間および非伝送期間を定めた複数の分離信号に基づき複数の発光ダイオードを駆動し、光受信部では複数の発光ダイオードからの光を受け取るので、受光素子を１つだけ設ける簡易な構成で信号伝送を実現することができる。また、この構成により、非変調期間には発光ダイオードによる信号伝送が行われないので、１つの発光ダイオードにおける負荷を減らすことができ、結果的にその発光寿命を延ばすことができる。

本発明の第１１の局面によれば、光送信部では駆動部によりそれぞれ重複しないよう互いに同一の伝送期間および非伝送期間を定めた複数の分離信号に基づき複数の発光ダイオードを駆動し、光受信部では複数の発光ダイオードからの光を、それぞれの発光ダイオードの配置位置からの距離に応じた時間差で受け取るので、受光素子を１つだけ設け、かつ同一の伝送期間および非伝送期間を有する信号に基づく簡易な構成で信号伝送を実現することができる。また、この構成により１つの発光ダイオードにおける負荷を減らすことができ、結果的にその発光寿命を延ばすことができる。

本発明の第１２の局面によれば、互いに異なる色の光を発する複数の発光ダイオードで照明が行われるので、発光する発光ダイオードを適宜切り換えることにより、照明光の色を適宜選択することが可能となる。

本発明の第１３の局面によれば、光受信部における光感度が最も高い色を発する発光ダイオードのみを駆動するので、例えば白色の場合よりも光感度を高くすることができる。

本発明の第１４の局面によれば、発光ダイオードから光受信部までのそれぞれの光経路上に色フィルタをさらに備えるので、簡易な構成で必要な光信号のみを光受信部に与えることができる。

本発明の第１５の局面によれば、シャーシに光送信部から光受信部までの光経路を形成する貫通孔が設けられているので、簡易な構成で光伝送のための経路を確保できる。

本発明の第１６の局面によれば、検知部により光が検知される期間のみ、光伝送される信号を受け取るので、簡易な構成で点灯していない期間に誤った信号を出力することを防止することができる。

本発明の第１７の局面によれば、バックライト光源の点灯期間と消灯期間との割合を示す信号が光送信部から光受信部へ伝送されるので、受信部がバックライト光源が点灯しているか否かの状態を検知することなく、上記割合を参照することにより確実にバックライト光源が点灯している期間のみ光伝送される信号を受け取ることができる。

本発明の第１８の局面によれば、バックライト光源の点灯期間と消灯期間との割合に基づき受光感度および増幅率の少なくとも一方が調整されるので、簡易な構成で回路に与えるべき信号が良好に受け取られるよう好適な調整を行うことができる。

本発明の第１９の局面によれば、映像信号が伝送されるので、第１のユニットに対して装置外部から映像信号を与えるための伝送媒体、典型的にはＦＰＣ基板を省略することができまたはそのピン数を増加しないようにすることができる。

本発明の第２０の局面によれば、音声信号が伝送されるので、第１のユニットに対して装置外部から音声信号を与えるための伝送媒体、典型的にはＦＰＣ基板のピン数をその音声機能の増加にもかかわらずまたは増加しないようにすることができる。

本発明の第２１の局面によれば、受光素子を一体的に第１のユニット上に形成するので、簡易かつ安価に作製することができ、また薄膜に形成される場合には特に白色光に対する感度が高くなるので、照明光を好適に利用することができる。

本発明の第２２の局面によれば、レーザ光源を使用することにより、発光ダイオードを使用する場合よりも高速度（高密度）の光伝送を行うことができる。

本発明の第２３の局面によれば、蛍光管光源を使用することにより、コストを下げることができ、また例えばインバータなどを使用することにより簡易な構成とすることができる。

本発明の第２４の局面によれば、第１のコイルに励起された電流を回路に電源として与えることにより、第１のユニットに対して装置外部から電源を与えるための媒体、典型的にはＦＰＣ基板を省略することができる。

本発明の第２５の局面によれば、太陽電池から生じた電流を回路に電源として与えることにより、簡易な構成で第１のユニットに対して装置外部から電源を与えるための媒体、典型的にはＦＰＣ基板を省略することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の部分的な構造を説明するための斜視図である。 上記実施形態におけるバックライト部の構成を簡略に説明するための平面図である。 上記実施形態におけるバックライト部および液晶パネルを含む液晶モジュールの構成を簡略に説明する図である。 上記実施形態における受光素子と白色ＬＥＤとの位置関係を説明するための図である。 上記実施形態における受光素子の構造を簡略に示す断面図である。 上記実施形態における受光素子９０に対して異なる波長の光を照射した場合に測定された電流値を示す図である。 上記実施形態における液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。 上記実施形態におけるＬＥＤ駆動回路の詳細な構成を示すブロック図である。 上記実施形態における帯域伝送方式のデジタル変調方式による変調を受けた被変調信号を簡略に示す波形図である。 上記実施形態におけるベースバンド伝送方式のデジタル変調方式による変調を受けた被変調信号を簡略に示す波形図である。 上記実施形態における受信回路の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態におけるＬＥＤ駆動回路の詳細な構成を示すブロック図である。 上記実施形態における調光制御を受けた光信号ＬＳの簡略な波形図である。 上記実施形態における受信回路の詳細な構成を示すブロック図である 本発明の第３の実施形態における液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 上記実施形態における音声出力回路の回路構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態における受光素子と白色ＬＥＤとの位置関係を説明するための図である。 上記実施形態における受光素子で受け取られる直前の白色ＬＥＤからの光信号を概略的に示す波形図である。 上記各実施形態の変形例における電源供給用ＦＰＣを示す平面図である。 上記変形例における電源供給用ＦＰＣに代えてコイルにより電源を供給する例を説明する平面図である。 上記変形例における電源供給用ＦＰＣに代えてＴＦＴ基板上に形成されたピンにより電源を供給する例を説明する平面図である。 上記変形例における外部装置筐体から自由に挿抜可能な液晶モジュールの構成を説明するための簡略な斜視図である。

符号の説明

２ …液晶パネル
３ …バックライト部
４ …液晶モジュール
９ …外部装置筐体
１０ …ＴＦＴ基板
１１ …ブラックマトリクス
２０ …ＣＦ基板
３０ …光学部材
５０ …ＦＰＣ基板
５１〜５３ …ＬＥＤ駆動回路
５８ …ＦＰＣ基板
５９ …ＦＰＣ入力端子
６０ …下ベゼル部
７０ …樹脂シャーシ
７１ａ〜７１ｃ …貫通孔
８０ …上ベゼル
９０ａ〜９０ｃ …受光素子
９３，９４ …ピン
１００，１２０，１３０ …受信回路
１０１ａ〜１０１ｃ …復調部
１０３ …復元部
１０４ …デマルチプレクサ
１０５ …受信側電源制御部
１０６ …調光信号解析部
１９１，１９２ …コイル
１９３ …受電ピン
１９４ …電源供給用ピン
２００ …表示制御回路
３００ …映像信号線駆動回路
４００ …走査信号線駆動回路
５００ …表示部
５１１ …マルチプレクサ
５１２ …分離部
５１３ …バックライト電源制御部
５１４ …電流源
５１５ａ〜５１５ｃ …変調部
５１６ …調整部
５１７ …調光制御部
６００ …音声出力回路
７００ …圧電スピーカ
Ｄａ …デジタル画像信号
ＶＳ …映像信号
ＡＳ …音声信号
ＬＣ …調光パラメータ信号
ＬＳ，ＬＳａ …光信号
Ｌｇ …走査信号線
ＰＳ …パワーコントロール信号
ＶＳ …映像信号

以下、本発明の第１および第２の実施形態およびその変形例について添付図面を参照して説明する。

＜１． 第１の実施形態＞
＜１．１ 全体の構成および動作＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の部分的な構造を説明するための斜視図である。この液晶表示装置は、透過型（または半透過型）の液晶表示装置であって従来とほぼ同様の構成を有するが、従来の構成とは異なって映像信号伝送用のＦＰＣ基板を備えず、新たに信号伝送用の後述する受光素子および受信回路を備える。

図１に示されるように、この液晶表示装置は、従来と同様のＣＦ基板１０および受光素子および受信回路が形成された従来とは異なるＴＦＴ基板２０を含む液晶パネル（液晶表示ユニット）２と、透過表示のためのバックライト光源となる白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃおよび導光板等の光学部材３０を含むバックライト部（バックライトユニット）３とを備える。また、このバックライト部３に含まれる白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃには、装置外部の信号源からＦＰＣ基板（およびＬＥＤ駆動回路）を介して所定の変調方式により変調された信号（被変調信号）を含む電流が与えられる。なお、ＬＥＤは高輝度で低消費電力の発光素子であるとともに、高速に点灯および非点灯を繰り返すことができるので、本実施形態の発光素子として好適である。詳しくは後述する。

なお従来の構成と同様、液晶パネル２の少なくとも片面には偏光シートが貼付されており、バックライト部３に含まれる導光体である導光板における光の出射面にはレンズシートや光拡散シート等が貼付され、その反対側の面には反射シートが貼付されている。この構成により、バックライト部３は、液晶表示のためのバックライト照明を与える面状照明装置として機能する。また、ここでは白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃは３個設けられているが、その数に特に限定はない。

図２は、バックライト部３の構成を簡略に説明するための平面図である。図２の上段左側に示される下ベゼル部６０は、トレイ状の形状であって、導光板等の光学部材３０と、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを搭載したＦＰＣ基板５０とを所定の位置関係に固定されるよう格納している。なお、ＦＰＣ基板５０の一端には、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを駆動するための電流を受け取るＦＰＣ入力端子５９が形成されている。

この下ベゼル部６０の上側すなわち液晶パネル２に対向する光出射面側に、図２の上段右側に示される貫通孔７１ａ〜７１ｃを有する樹脂シャーシ７０を被せるように固定することによって、図２の下段に示されるバックライト部３が作製される。

ここで、この図２の下段に示されるように、樹脂シャーシ７０における貫通孔７１ａ〜７１ｃの位置は、バックライト部３の白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの位置と一意に対応している。したがって、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃから出射される光は、導光板等を経てその出射面から上側（液晶パネル２側）へ出射されるとともに、対応する貫通孔７１ａ〜７１ｃを通って液晶パネル２の後述する受光素子へ与えられる。

以上のように作製されるバックライト部３は、液晶パネル２の下部すなわち表示面とは反対側に配置される。図３は、これらバックライト部および液晶パネルを含む液晶モジュールの構成を簡略に説明する図である。図３に示されるように、バックライト部３は液晶パネル２の下部に配置され、この液晶パネル２の上側（表示面側）から上ベゼル８０を被せるように固定することによって、図３の下段に示される液晶モジュール４が作製される。

なお、液晶パネル２（におけるＣＦ基板１０）の表示面側には遮光性のブラックマトリクス１１が形成されている。このブラックマトリクス１１は、バックライト部３からの光が表示面以外から漏れ出すのを防ぐとともに、ＴＦＴ基板２０に形成される回路が外光の影響を受けないようにする。このブラックマトリクス１１の構造は周知であるため詳しい説明は省略する。

図４は、受光素子と白色ＬＥＤとの位置関係を説明するための図である。図４の上段左側に示されるように、液晶パネル２の裏面すなわち表示面とは反対側の面には、所定の間隔をあけて受光素子９０ａ〜９０ｃが形成されている。具体的には、この受光素子９０ａ〜９０ｃは、ＴＦＴ基板２０のガラス基板上にＴＦＴの製造プロセスと同様の製造プロセスにより形成されるＰＩＮ型光ダイオードであり、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからの光を受け取ることによりその強度に応じた量の電流を出力する。この構造については後述する。なお、図３において前述したように、この液晶パネル２の表面すなわち表示面側にブラックマトリクス１１が形成されている。

図４に示されるように、上記液晶パネル２の裏面に形成される受光素子９０ａ〜９０ｃは、それぞれバックライト部３に配置される白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃと一意に対応する位置に固定される。例えば、白色ＬＥＤ４０ｃから出射される光は、貫通孔７１ｃを通して受光素子９０ｃに与えられる。なお、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃから導光板へ向かう光は拡散され混合されるが、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃから受光素子９０ａ〜９０ｃに与えられる光はそれぞれ混合されてはならない（少なくとも好ましくない）ので、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからの光がそれぞれ一意に対応する貫通孔７１ａ〜７１ｃの１つのみを通過するよう白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの間を遮光する隔壁または導光部等が設けられてもよい。また、外光等の不要光が受光素子９０ａ〜９０ｃに入射しないよう遮光する隔壁または囲いが貫通孔７１ａ〜７１ｃ周囲に設けられてもよい。さらに、貫通孔７１ａ〜７１ｃ内にガラス等を充填してもよいし、複数の異なる屈折率を有する素材を光ファイバの断面構造に類似する構造となるよう配置した導光部が設けられてもよい。次に、受光素子９０ａ〜９０ｃ（以下、これらを区別しない場合に「受光素子９０」という）について、図５および図６を参照して説明する。

＜１．２ 受光素子の構成および特性＞
図５は、受光素子９０の構造を簡略に示す断面図である。図５に示されるように、この受光素子９０は、ＴＦＴ基板２０に含まれるガラス基板２１上に形成された半導体層９１と、この半導体層９１を覆うように形成されたゲート絶縁膜２２と、その上層に形成された層間絶縁膜２３と、これらの絶縁膜を貫通するように開口されたコンタクトホールを介して半導体層９１の一部に電気的に接続される電極９２とを備える。なお、平坦化膜等の記載は省略した。

また、半導体層９１におけるＰ領域９１ａおよびＮ領域９１ｃには所定の不純物がドープされ、ｉ領域９１ｂには不純物がドープされないため、図５に示されるようにガラス基板２１の面に沿った方向にＰＩＮ接合が形成されている。このような構造の受光素子９０は、周知であって、横型（ラテラル型）構造のＰＩＮ型光ダイオードと呼ばれる。このような構造を有する受光素子９０は、ＴＦＴと同一のプロセスにより形成することができるので、安価に作製することができる。なお、上記半導体層に使用されるシリコンは、非結晶シリコンであってもよいが、回路の集積度を向上させるためには多結晶シリコンであることが好ましく、さらには電子移動度の高い連続粒界（ＣＧ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｇｒａｉｎ）シリコンであることがより好ましい。なお、このようにＴＦＴ基板２０上に一体的に形成される受光素子９０に代えて、個別の受光素子（例えば一般的な光ダイオード素子）をＴＦＴ基板２０上に実装する構成であってもよい。

また、この受光素子９０の構造は、可視光（ここでは白色光）を使用する本発明における光伝送方式に適している。図６は、この受光素子９０に対して異なる波長の光を照射した場合に測定された電流値を示す図である。なお、測定に使用した受光素子９０のゲート長Ｌは７［μｍ］であり、ゲート幅は５０００［μｍ］である。

図６に示されるように、この受光素子９０は、光の波長が長くなるに従って出力電流が小さくなる（すなわち感度が小さくなる）が、白色光についての感度は比較的高いといえる。これに対して、一般的な（薄膜でない）光ダイオード素子は、主として赤外線領域において出力電流が大きくなることが多いので、白色光についての感度は低いことが多い。したがって、この受光素子９０は、白色光を使用する本発明における光伝送方式に好適である。次に、本実施形態における液晶表示装置の回路構成について説明する。

＜１．３ 表示装置の全体的な回路構成＞
図７は、本発明における第１の実施形態に係る液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、液晶パネル２のＴＦＴ基板２０上に形成される受光素子９０、受信回路１００、表示制御回路２００、映像信号線駆動回路３００、走査信号線駆動回路４００、および表示部５００と、バックライト部３に含まれる白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃ（以下、これらを区別しない場合に「白色ＬＥＤ４０」という）およびＬＥＤ駆動回路５１とを備えている。

この液晶表示装置に表示されるべき画像を表す信号および所定のタイミング信号等を含む映像信号ＶＳは、装置外部からＦＰＣ基板５０の入力端子５９から、ＦＰＣ基板５０の内部に形成されまたは集積回路としてＦＰＣ基板５０上に実装されるＬＥＤ駆動回路５１に与えられる。このＬＥＤ駆動回路５１は、映像信号ＶＳに応じた光（変調）信号ＬＳを出力（発光）する白色ＬＥＤ４０を駆動する。このＬＥＤ駆動回路５１の詳細な構成は後述する。なお、ＬＥＤ駆動回路５１は、必ずしもＦＰＣ基板５０上に実装される必要はない。また、受信回路１００およびその他の回路は、必ずしもＴＦＴ基板２０上に一体的に形成される必要はなく、集積回路としてＴＦＴ基板２０上に実装されるなど、どのような形態であってもよい。

ＴＦＴ基板２０に含まれる受光素子９０は、バックライト部３に含まれる白色ＬＥＤ４０から受け取った光信号ＬＳを電気信号に変換して受信回路１００に与える。受信回路１００は、受け取った電気信号から映像信号ＶＳを生成（復調）して表示制御回路２００に与える。

表示制御回路２００は、受信回路１００から受け取った映像信号ＶＳに基づき、液晶パネルにおける表示のため映像信号線駆動回路３００に与えられるソース用クロック信号ＳＣＫおよびソース用スタートパルス信号ＳＳＰと、表示のため走査信号線駆動回路４００に与えられるゲート用クロック信号ＧＣＫおよびゲート用スタートパルス信号ＧＳＰとを含む各種信号を生成する。なお、これらの信号は周知であるため詳しい説明は省略する。また、表示制御回路２００は、映像信号ＶＳに基づきデジタル画像信号Ｄａを映像信号線駆動回路３００に供給する。

映像信号線駆動回路３００には、上記のように、表示部５００に表示すべき画像を表すデータが画素単位でデジタル画像信号Ｄａとして供給されると共に、タイミングを示す信号としてソース用クロック信号ＳＣＫおよびソース用スタートパルス信号ＳＳＰなどが供給される。映像信号線駆動回路３００は、これらのデジタル画像信号Ｄａ、ソース用クロック信号ＳＣＫ、およびソース用スタートパルス信号ＳＳＰなどに基づき、表示部５００を駆動するためのアナログ電圧である駆動用映像信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎ（ｎは映像信号線数）を生成し、これを表示部５００の各映像信号線に印加する。この駆動用映像信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎは、表示部５００の交流化駆動のために、図示されない極性切換制御信号に応じてその極性が反転する。

走査信号線駆動回路４００は、ゲート用クロック信号ＧＣＫおよびゲート用スタートパルス信号ＧＳＰに基づき、表示部５００における走査信号線を１水平走査期間ずつ順に選択するために各走査信号線に印加すべき走査信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｍ（ｍは走査信号線数）を生成し、全走査信号線のそれぞれを順に選択するためのアクティブな走査信号の各走査信号線への印加を１垂直走査期間を周期として繰り返す。

表示部５００は、映像信号により表される画像における水平走査線にそれぞれが対応する複数本の走査信号線（行電極）と、それら複数本の走査信号線のそれぞれと交差する複数本の映像信号線（列電極）と、それら複数本の走査信号線と複数本の映像信号線との交差点にそれぞれ対応して設けられた複数の画素形成部とを含む。

上記各画素形成部は、対応する交差点を通過する映像信号線にソース端子が接続されるとともに、対応する交差点を通過する走査信号線にゲート端子が接続されたＴＦＴ５０１と、そのＴＦＴ５０１のドレイン端子に接続された画素電極と、上記複数の画素形成部に共通的に設けられた共通電極（「対向電極」ともいう）Ｅｃと、上記複数の画素形成部に共通的に設けられ画素電極と共通電極Ｅｃとの間に挟持された液晶層とからなる。そして、画素電極Ｅｐと共通電極Ｅｃとそれらの間に挟持された液晶層とにより画素容量Ｃｐが形成される。なお、ＴＦＴ基板２０は、上記信号線、ＴＦＴ、および画素電極等を含んでおり、ＣＦ基板１０は、上記共通電極Ｅｃおよび図示されないカラーフィルタや各種光学補償フィルムなどを含んでいる。

上記構成からわかるように、表示部５００では、いずれかの走査信号線Ｌｇに印加される走査信号Ｇｋ（ｋは１〜ｍの自然数）がアクティブになると、その走査信号線が選択されて、その走査信号線に接続される各画素形成部のＴＦＴ５０１が導通状態となり、そのＴＦＴ５０１に接続される画素電極には、駆動用映像信号Ｓｊ（ｊは１〜ｎの自然数）が映像信号線を介して印加される。これにより、その印加された駆動用映像信号Ｓｊの電圧（共通電極Ｅｃの電位を基準とする電圧）が、その画素電極を含む画素形成部に画素値として書き込まれる。これにより表示部５００は、映像信号ＶＳの表す画像を表示する。次に、図８を参照してＬＥＤ駆動回路５１の詳細な回路構成について説明する。

＜１．４ ＬＥＤ駆動回路の構成＞
図８は、ＬＥＤ駆動回路５１の詳細な構成を示すブロック図である。図８に示されるように、このＬＥＤ駆動回路５１は、本液晶表示装置の外部から映像信号ＶＳとＬＥＤ駆動回路５１の電源等の動作を制御するパワーコントロール信号ＰＳとを受け取ってこれらを多重化するマルチプレクサ５１１と、多重化された信号を周知のマルチリンク方式により３つの信号に分離する分離部５１２と、分離部５１２から受け取った対応する信号に基づき所定の信号を変調した変調信号に基づき白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを駆動するための被変調信号を含む駆動電流を出力する変調部５１５ａ〜５１５ｃと、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを駆動するための電流を変調部５１５ａ〜５１５ｃに与える電流源５１４と、変調部５１５ａ〜５１５ｃによる白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの駆動電流に基づき電流源５１４の出力電流を調整する調整部５１６と、パワーコントロール信号ＰＳに基づき電流源５１４の動作を停止させまたは開始させる制御を行うバックライト電源制御部５１３とを備える。

なお、上記映像信号ＶＳおよびパワーコントロール信号ＰＳは、前述したように装置外部からＦＰＣ基板５０の入力端子５９を介してマルチプレクサ５１１に与えられるが、ＦＰＣ基板５０の入力端子５９とは異なる入力端子から与えられてもよいし、ＦＰＣ基板５０を介することなく与えられてもよい。

マルチプレクサ５１１は、受け取った映像信号ＶＳおよびパワーコントロール信号ＰＳを多重化するが、これらの信号はデジタル信号であるので、これらを周知のデジタル多重化方式により多重化した信号もまたデジタル信号である。なお、このパワーコントロール信号ＰＳは後述するように光信号に変換されてＴＦＴ基板２０に含まれる受信回路１００に送信されるが、ＴＦＴ基板２０に対する電源制御が不要である場合には送信されない構成であってもよい。この場合には、マルチプレクサ５１１は省略される。

このパワーコントロール信号ＰＳは、上記マルチプレクサ５１１の他、バックライト電源制御部５１３にも与えられる。このパワーコントロール信号ＰＳは、装置外部からの制御信号であって、装置が動作中はアクティブであり、装置が停止される場合には非アクティブとなる。バックライト電源制御部５１３は、このパワーコントロール信号ＰＳが非アクティブとなったときに電流源５１４の動作を停止させ、アクティブとなったときに電流源５１４の動作を開始させる制御を行う。なお、このバックライト電源制御部５１３は、ＬＥＤ駆動回路５１に含まれる電流源５１４以外の回路を同時に停止または開始させる制御を行うのが好ましい。なお、このパワーコントロール信号ＰＳは、光信号に変換されて送信されるので、バックライト電源制御部５１３はこの送信動作が終了後に上記停止動作を行うのが好ましい。

分離部５１２は、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃと受光素子９０ａ〜９０ｃとの間に形成される３つの光伝送経路に対して、伝送されるべき情報としてのマルチプレクサ５１１により多重化されたデジタル信号が分かれて伝送されるよう、当該多重化された信号を３つに分離する。このように、複数の物理的な伝送経路に対して伝送すべき情報を分けて伝送することをマルチリンクという。このマルチリンクを行うために信号を分離する分離部５１２は、具体的には、上記多重化されたデジタル信号を例えば時系列に沿って所定量毎に３つに分割して１／３の分周比で分周することにより周波数を下げて（例えばパルス周期を長くして）変調部５１５ａ〜５１５ｃに与える。この構成により、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを駆動可能な最大周波数が映像信号ＶＳまたはこれに基づき変調された信号の周波数を下回る場合（例えば約半分である場合）にも、このようなマルチリンク方式により白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを駆動することができる。

変調部５１５ａ〜５１５ｃは、分離部５１２から受け取った信号に基づき、図示されない局部発信器から得られる所定の周波数の搬送波を例えばデジタル変調する。なお、上記周波数は、少なくとも目に見えないまたは目に感じにくい周波数が好ましい。このようなデジタル変調方式にはＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）などの各種帯域伝送方式があり、またＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）方式などの各種ベースバンド伝送方式があり、ここではいずれも採用可能である。なお本明細書では、変調部５１５ａ〜５１５ｃにおける変調は、帯域伝送方式における変調の他、上記ベースバンド伝送方式における信号の変換や符号化などを広く含むものとする。さらに、これらを使用したＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などの周知の各種多元接続方式を採用することも可能である。

なお、変調部５１５ａ〜５１５ｃは省略され、分離部５１２からの分離された３つの信号それぞれをそのまま、または増幅器を介して白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃに与える構成であってもよい。また、周知の各種アナログ変調方式が採用されてもよい。次に、図９および図１０を参照して、これらの変調方式のいくつかについて説明する。

図９は、帯域伝送方式のデジタル変調方式による変調を受けた被変調信号を簡略に示す波形図である。なお、各信号の下に付された数字は、変調信号であるデジタル信号の情報内容を示している。

図９の上段部に示される波形図は、２値ＡＳＫ方式の被変調信号を示している。この２値ＡＳＫとは、デジタル信号における１ビットの情報（「１」または「０」）を搬送波における２種類の振幅（または搬送波の有無）に対応させる変調方式である。図９の下段部に示される波形図は、４値ＡＳＫ方式の被変調信号を示している。この４値ＡＳＫとは、デジタル信号における２ビットの情報を搬送波における４種類の振幅に対応させる変調方式である。なお、これらの帯域伝送方式は、受信側における被変調信号の分離が容易であり、伝送誤りを少なくすることができる。

図１０は、ベースバンド伝送方式のデジタル変調方式による変調を受けた被変調信号を簡略に示す波形図である。なお、各信号の下に付された数字は、変調信号であるデジタル信号の情報内容を示している。なお、これらのベースバンド方式によりパルス列からなるデジタル信号を伝送する場合にはフリッカを生じにくくすることができる。

図１０の上段部に示される波形図は、ＲＺ方式の被変調信号を示している。このＲＺとは、符号の送出間隔よりパルス幅が短く、そのため一旦０電位に戻る伝送方式である。図１０の中段部に示される波形図は、ＰＰＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式の被変調信号を示している。このＰＰＭとは、デジタル信号における（図では２ビットの）情報を搬送波における（ここでは４種類の）パルスの位置に対応させる変調方式である。図１０の下段部に示される波形図は、ＣＤＭＡ方式の被変調信号を示している。このＣＤＭＡとは、デジタル信号における（図では１ビットの）情報を固有のパルス系列を有する符号に対応させる変調方式である。なお、図９および図１０に示される波形図は説明のために簡略化されており、変調部５１５ａ〜５１５ｃから出力される実際の信号の波形とは異なる。

ここで、上記ＣＤＭＡ方式では、上記固有の符号以外の符号をノイズとみなせるので、受信側では固有の符号に基づき所望の被変調信号のみを他の被変調信号等から分離可能であることが知られている。よって、本実施形態においてＣＤＭＡ方式の光信号が使用される場合、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからの光がそれぞれ一意に対応する受光素子９０ａ〜９０ｃにのみ入射されるように工夫された構成（例えば貫通孔７１ａ〜７１ｃなど）は特に必要ではなく、例えば導光板からの光を受け取る構成であってもよい。さらには、受光素子が１つだけ備えられる構成であってもよい。このような場合であっても簡易な構成で多元接続を実現することができる。

変調部５１５ａ〜５１５ｃは、電流源５１４から受け取った電流に基づき、以上のような変調方式による変調を受けた被変調信号を駆動電流として白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを駆動する。白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃは、受け取った被変調信号に応じて例えば強度変調された光信号ＬＳを出力する。また、調整部５１６は、変調部５１５ａ〜５１５ｃによる白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの駆動電流や温度等を監視しており、監視結果に基づき所定の値からのずれが生じている場合には電流源５１４の出力電流を所望の値となるよう調整する。次に、図１１を参照して受信回路１００の詳細な構成を説明する。

＜１．５ 受信回路の構成＞
図１１は、受信回路１００の詳細な構成を示すブロック図である。図１１に示されるように、この受信回路１００は、受光素子９０ａ〜９０ｃにより光信号ＬＳから変換された電気信号を受け取る図示されない駆動回路と、対応する駆動回路から出力される電気信号を復調する復調部１０１ａ〜１０１ｃと、これら復調部１０１ａ〜１０１ｃからの分離された信号を復元する復元部１０３と、この復元部１０３からの信号を受け取り映像信号ＶＳおよびパワーコントロール信号ＰＳを取り出すデマルチプレクサ１０４と、このデマルチプレクサ１０４から出力されるパワーコントロール信号ＰＳを受け取る受信側電源制御部１０５とを備える。また、デマルチプレクサ１０４から出力される映像信号ＶＳは、表示制御回路２００に与えられる。

この受信回路１００に含まれる復調部１０１ａ〜１０１ｃは、変調部５１５ａ〜５１５ｃにおいて採用された変調方式に対応した復調方式を採用し、復元部１０３は分離部５１２において採用されたマルチリンク方式に対応した復元方式を採用し、デマルチプレクサ１０４はマルチプレクサ５１１において採用された多重化方式に対応した復調方式を採用する。これらの方式は周知であるため説明を省略する。

受信側電源制御部１０５は、デマルチプレクサ１０４から受け取ったパワーコントロール信号ＰＳが非アクティブとなったときに受信回路１００に含まれる各回路の動作を停止させる制御を行う。なお、これらの回路の動作開始は、受信側電源制御部１０５により図示されない制御信号を受け取ったときになされるものとする。

ここで、この受信回路１００は、受光素子９０ａ〜９０ｃのうちの１つ以上から出力される電流を監視するキャリア検知部をさらに備えていてもよい。このキャリア検知部は、受信回路１００に含まれる各回路の動作停止中も継続的に上記電流の有無を監視することにより、光信号を検知する。そして、キャリア検知部は光信号を検知した場合、受信側電源制御部１０５に所定の検知信号を送り、受信側電源制御部１０５はこの検知信号を受け取った場合に受信回路１００に含まれる各回路の動作を開始させる制御を行う。なお、キャリア検知部の検知対象であるキャリアは例示であって正確には光そのものを指し、キャリアとして機能しない光を検知する場合も含まれる。

また、このキャリア検知部が備えられる場合、マルチプレクサ５１１およびデマルチプレクサ１０４が省略される構成、すなわちパワーコントロール信号ＰＳによる電源制御を行わない構成であってもよい。この構成において、キャリア検知部は光信号を検知した場合、受信側電源制御部１０５にアクティブである検知信号を送り、受信側電源制御部１０５はこのアクティブである検知信号を受け取った場合に受信回路１００に含まれる各回路の動作を開始させる（また動作中は動作状態を維持する）制御を行う。また、キャリア検知部は光信号を検知しない場合（より好ましくは光信号を検知しなくなってから所定の期間が経過した場合）、受信側電源制御部１０５に所定の非アクティブである検知信号を送り、受信側電源制御部１０５はこの非アクティブである検知信号を受け取った場合に受信回路１００に含まれる各回路の動作を停止させる（また停止中は停止状態を維持する）制御を行う。

なお、これらの場合において受信側電源制御部１０５は、ＴＦＴ基板２に含まれる表示制御回路２００などの各回路の動作を上記と同様に停止させまたは開始させる制御を行ってもよい。そうすれば、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの動作が停止しまたは開始した場合には自動的にＴＦＴ基板２に含まれる各回路の動作が停止しまたは開始するので、ＴＦＴ基板２に含まれる各回路の電源制御を簡易な構成で行うことができる。

＜２． 第２の実施形態＞
次に、上記第１の実施形態の場合とは異なり、本実施形態では、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃが動作中すなわちバックライト照明が行われている期間中、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃが非常に短い時間間隔、例えば１００［ＫＨｚ］程度の視認できない周波数で点灯と消灯とを繰り返し行う、いわゆる調光制御が行われる。この調光制御は、点灯時間と消灯時間との割合を示すデューティ比を変更することにより行われ、例えば消灯時間の割合が増加するほど全体として白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの明るさが暗くなる。このことにより、例えば外光の明るさに応じた好適な所望の明るさを有するバックライト照明を提供することができるとともに、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを常時点灯させる場合に比べて消費電力を低減することができる。このような調光制御が行われる場合の液晶表示装置の回路構成について説明する。

ここで、本実施形態における液晶表示装置の構造およびその全体的な回路構成は、第１の実施形態の場合と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。本液晶表示装置は、第１の実施形態の場合とは異なりパワーコントロール信号ＰＳを受け取らず、これに代えて装置外部から調光制御のための調光パラメータ信号ＬＣを受け取る点が異なっている。そこでまず、本実施形態におけるＬＥＤ駆動回路の詳細な構成について説明する。

＜２．１ ＬＥＤ駆動回路の構成＞
図１２は、本発明における第２の実施形態におけるＬＥＤ駆動回路５２の詳細な構成を示すブロック図である。図１２に示されるように、このＬＥＤ駆動回路５２は、第１の実施形態において受け取るパワーコントロール信号ＰＳに代えて、本液晶表示装置の外部から調光制御のための調光パラメータ信号ＬＣを受け取る。

よって、本実施形態におけるマルチプレクサ５１１は、映像信号ＶＳと調光パラメータ信号ＬＣとを受け取ってこれらを多重化する。なお、これらの信号は、前述したように装置外部からＦＰＣ基板５０の入力端子５９を介してマルチプレクサ５１１に与えられる。この調光パラメータ信号ＬＣは、調光制御のためのパラメータであり、具体的にはデューティ比を示す数値である。

また、図１２に示されるように、このＬＥＤ駆動回路５２は、第１の実施形態において備えられるバックライト電源制御部５１３に代えて、調光パラメータ信号ＬＣを受け取る調光制御部５１７を備える。この調光制御部５１７は、調光パラメータ信号ＬＣに含まれるデューティ比を有する所定のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式の変調を受けた光信号ＬＳを白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃに出力させるため、電流源５１４から変調部５１５ａ〜５１５ｃに対して与えられる電流量を変化させる。なお、このように白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃがＰＷＭなどを利用したパルスによる調光制御を受けている場合には、当該パルスを使用してベースバンド伝送を行うことが可能となるため、ダイナミックレンジを広く取ることができ、効率のよい光伝送が可能となる。

図１３は、このような調光制御を受けた光信号ＬＳの簡略な波形図であり、より詳しくは図１３の上段に示される波形図は、光信号ＬＳの全体的な強度変化を説明するための図であり、図１３の下段に示される波形図は、光信号ＬＳの一部の強度変化を説明するための拡大図である。ここで、図１３に示される信号波形のオン期間（点灯期間）において、送出される光信号ＬＳは変調部５１５ａ〜５１５ｃによる変調を受けているが、オフ期間（消灯期間）においては光信号ＬＳが送出されないので、当然に変調部５１５ａ〜５１５ｃによる変調を受けていない。したがって、本実施形態におけるＬＥＤ駆動回路５２は、この間に光信号ＬＳにより映像信号ＶＳを伝送することができない。そこで、調光制御部５１７は、分離部５１２（またはマルチプレクサ５１１）を制御することにより、この間の信号送出を停止させる。なお、この場合、分離部５１２（またはマルチプレクサ５１１）には所定のＦＩＦＯメモリが内蔵されており、信号送出が停止されている間に受け取ったデータは一時的にこのメモリに格納されるものとする。次に、以上のような調光制御を受けた光信号ＬＳを受信する受信回路１２０の詳細な構成について説明する。

＜２．２ 受信回路の構成＞
図１４は、第２の実施形態における受信回路１２０の詳細な構成を示すブロック図である。図１４に示されるように、この受信回路１２０は、第１の実施形態において受信側電源制御部１０５に代えて、受け取った調光パラメータ信号ＬＣを解析する調光信号解析部１０６を備える。

この調光信号解析部１０６は、デマルチプレクサ１０４により復調された調光パラメータ信号ＬＣを受け取り、当該調光パラメータ信号ＬＣに含まれるデューティ比に応じた好適な受光感度および増幅率を解析する。例えば、調光信号解析部１０６は、各デューティ比に好適な受光感度および増幅率の対応関係を示すテーブルを記憶しており、この対応テーブルに基づき上記受光感度および増幅率を算出する。調光信号解析部１０６は、この算出された受光感度および増幅率になるよう駆動回路１０１ａ〜１０１ｃの受光感度および増幅率を調整する制御を行う。

また、調光信号解析部１０６は、調光パラメータ信号ＬＣに含まれるデューティ比を参照して、図１３の下段に示されるようなオン期間とオフ期間との開始時点（および終了時点）を推測し、復調部１０１ａ〜１０１ｃおよび復元部１０３に上記開始時点を示す信号を与える。例えば、調光信号解析部１０６は、例えばデマルチプレクサ１０４から映像信号ＶＳを受け取ることにより同期クロックを生成する周知の位相同期回路（ＰＬＬ：Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路からなるクロック再生回路を内蔵しており、このクロックを計数することにより映像信号ＶＳが出力されない場合であってもオン期間とオフ期間との開始時点を推測することができる。

復調部１０１ａ〜１０１ｃは、調光信号解析部１０６からオン期間が開始されることを示す信号を受け取るときに駆動回路から出力される電気信号を復調し、オフ期間が開始されることを示す信号を受け取るときに駆動回路から出力される電気信号の復調を停止する。また、同様に、復元部１０３は調光信号解析部１０６からオン期間が開始されることを示す信号を受け取るときに復調部１０１ａ〜１０１ｃからの分離された信号を復元し、オフ期間が開始されることを示す信号を受け取るときに復元動作を停止する。このことにより、オフ期間においても上記復調動作および復元動作が継続されることにより誤った映像信号ＶＳが生成されることを防止することができる。なお、復元部１０３は、復元された映像信号ＶＳを含む信号を一旦蓄積するためのバッファメモリを備え、オン期間中のみならずオフ期間中も連続的に映像信号ＶＳを生成する構成が好ましい。

ここで、この受信回路１２０は、調光信号解析部１０６に代えて、受光素子９０ａ〜９０ｃのうちの１つ以上から出力される電流を監視するキャリア検知部を備えていてもよい。このキャリア検知部が備えられる場合、マルチプレクサ５１１およびデマルチプレクサ１０４が省略される構成、すなわち調光パラメータ信号ＬＣが受信回路１２０に与えられない構成となる。この構成において、キャリア検知部は光信号を検知した場合、復調部１０１ａ〜１０１ｃおよび復元部１０３にアクティブである検知信号を送り、光信号を検知しない場合、復調部１０１ａ〜１０１ｃおよび復元部１０３に非アクティブである検知信号を送る。また、キャリア検知部は、上記アクティブ期間および非アクティブ期間の長さを記憶しておき、記憶されたこれらの割合に基づき調光制御におけるデューティ比を算出し、このデューティ比に応じた好適な受光感度および増幅率を解析する。キャリア検知部は、この算出された受光感度および増幅率になるよう駆動回路の受光感度および増幅率を調整する制御を行うことができる。

なお、このキャリア検知部は、ＰＬＬ回路からなる周知のクロック再生回路を内蔵しており、この回路に基づき光信号を検知する期間と光信号を検知しない期間とを推測して、適宜上記アクティブである検知信号または非アクティブである検知信号を生成する構成であってもよい。

復調部１０１ａ〜１０１ｃおよび復元部１０３は、この検知信号がアクティブであるときには復調および復元動作を行い、非アクティブであるときには復調および復元動作を行わない。このことにより、オフ期間においても上記復調動作および復元動作が継続されることにより誤った映像信号ＶＳが生成されることを防止することができる。

なお、この場合において変調部５１５ａ〜５１５ｃの変調方式として調歩同期方式が採用されるときには、情報がない場合にもストップビットを含む光信号が送出されるので、復調回路１０２ａ〜１０２ｃおよび復元部１０３は、キャリア検知部により光信号に含まれる情報の始まりを示すスタートビットが検知される場合に復調および復元動作を開始し、かつキャリア検知部によりストップビットが検知される場合には復調および復元動作を継続する。このことから信号解析部１０６によりオン期間とオフ期間との開始時点を推測する必要がない。

また、この場合において新たに電源制御部が設けられ、電源制御部により上記検知信号が所定期間継続して非アクティブである場合にはＴＦＴ基板２に含まれる表示制御回路２００などの各回路の動作を停止させ、その後検知信号がアクティブとなったときに各回路の動作を開始させる制御が行われてもよい。そうすれば、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの動作が停止しまたは開始した場合には自動的にＴＦＴ基板２に含まれる各回路の動作が停止しまたは開始するので、ＴＦＴ基板２に含まれる各回路の電源制御を簡易な構成で行うことができる。

さらに、本実施形態における液晶表示装置は、パワーコントロール信号ＰＳを受け取らない構成であるが、調光パラメータ信号ＬＣを受け取るとともに、併せて第１の実施形態の場合と同様にパワーコントロール信号ＰＳを受け取る構成であってもよい。すなわち、本実施形態における液晶表示装置は、第１の実施形態における液晶表示装置の回路を含むこともできる。

＜３． 第３の実施形態＞
次に、上記第１および第２の実施形態の場合とは異なり、本実施形態における液晶表示装置は、映像を表示する主たる機能の他、音声を再生する機能が付加されている。すなわち本実施形態では、映像信号ＶＳが従来と同様の構成である映像信号伝送用のＦＰＣ基板により伝送され、新たに与えられる音声信号ＡＳのみを光信号により伝送する構成である。このような場合の液晶表示装置の回路構成について説明する。

ここで、本実施形態における液晶表示装置の構造は、第１の実施形態の場合と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。また、本液晶表示装置の全体的な回路構成も第１の実施形態の場合に類似するので、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。しかし、本実施形態では、第１の実施形態の場合とは異なり映像信号ＶＳが従来と同様に映像信号伝送用のＦＰＣ基板を介してＴＦＴ基板２０に含まれる表示制御回路２００に直接与えられ、装置外部からバックライト部３に与えられる音声信号ＡＳが光信号ＬＳａに変換されＴＦＴ基板２０へ伝送される構成である。図１５を参照して、この液晶表示装置の回路構成について説明する。

図１５は、本発明における第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、液晶パネル２のＴＦＴ基板２０上に形成される受光素子９０、受信回路１３０、映像信号伝送用のＦＰＣ基板５８を介して映像信号ＶＳを与えられる表示制御回路２００、映像信号線駆動回路３００、走査信号線駆動回路４００、表示部５００、音声出力回路６００、および圧電スピーカ７００と、バックライト部３に含まれる白色ＬＥＤ４０および音声信号ＡＳを受け取るＬＥＤ駆動回路５３とを備えている。

このＬＥＤ駆動回路５３は、音声信号ＡＳを受け取る点で第１の実施形態の場合とは異なるが、内部の回路構成は同様に考えることができるのでその説明を省略する。なお、ＬＥＤ駆動回路５３におけるマルチプレクサ５１１は省略されるが、さらにパワーコントロール信号ＰＳまたは調光パラメータ信号ＬＣを伝送する場合には必要となる。白色ＬＥＤ４０は、音声信号ＡＳを変換（変調）した光信号ＬＳａを出力する。

受光素子９０は、光信号ＬＳａを受け取り電気信号に変換して受信回路１３０に与える。この受信回路１３０は、音声信号ＡＳを出力する点で第１の実施形態の場合とは異なるが、内部の回路構成は同様に考えることができるのでその説明を省略する。なお、受信回路１３０におけるデマルチプレクサ１０４は省略される。

音声出力回路６００は、受信回路１３０から音声信号ＡＳを受け取り、圧電スピーカ７００を駆動する。この音声出力回路６００は、周知の回路構成であるが、その回路例を図１６を参照して説明する。

図１６は、音声出力回路６００の回路構成を示すブロック図である。この音声出力回路６００は、左右チャンネル同期部６０１と、ＰＣＭデータ出力部６０２と、データクロック制御部６０３と、Ｄ／Ａ変換部６０４と、増幅部６０５とを備える。

左右チャンネル同期部６０１は、音声信号ＡＳを受け取り、左右の音声が同期して再生するための同期信号を出力する。ＰＣＭデータ出力部６０２は、音声信号ＡＳを受け取り、当該音声信号ＡＳに含まれるＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を採用した音声データを抽出し、Ｄ／Ａ変換部６０４に与える。データクロック制御部６０３は、音声信号ＡＳを受け取り、同期のためのデータクロックを再生する。

Ｄ／Ａ変換部６０４は、上記同期信号およびデータクロックに基づき、デジタルデータである音声データをアナログ信号に変換する。増幅部６０５は、このアナログ信号を所定の音量となるように増幅して圧電スピーカ７００に与えることによりこれを駆動する。

以上のように、従来の表示機能に対して音声再生機能を新たに付加する場合であっても、これに対応する信号の伝送を光信号で行うので、ＴＦＴ基板２０に接続されるＦＰＣ基板のピン数を増加させる必要がなくなる。

なお、ここでは典型的な付加機能として音声再生機能を例示したが、これに限られるものではなく、およそ液晶表示装置に付加される機能であって、外部からの信号伝送を生じさせるものであれば上記構成を広く適用することができる。また、この実施形態とは逆に音声再生機能などの付加的機能のための信号伝送をＦＰＣを介して行い、映像信号ＶＳの信号伝送を光信号により行う構成であってもよい。

＜４． 第４の実施形態＞
次に、上記実施形態とは異なり、本液晶表示装置のＴＦＴ基板２０には、受光素子９０ｃのみが形成されており、受光素子９０ａ，９０ｂは省略されているが、この受光素子９０ｃのみが白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからそれぞれ異なる情報を伝送する光信号を受け取ることによりマルチリンクが実現されている。

図１７は、本実施形態における受光素子と白色ＬＥＤとの位置関係を説明するための図である。図１７の下段左側に示されるように、液晶パネル２の裏面すなわち表示面とは反対側の面には、受光素子９０ｃのみが形成されている。なお、図３において前述したように、この液晶パネル２の表面すなわち表示面側にブラックマトリクス１１が形成されている。また、図２において前述した樹脂シャーシ７０に形成される貫通孔７１ａ，７１ｂは省略され、貫通孔７１ｃのみが形成されている。

図１７に示されるように、バックライト部３に配置される白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃから出射される光は、全て貫通孔７１ｃを通して受光素子９０ｃに与えられるが、受光素子９０ｃから最も遠い白色ＬＥＤ４０ａからの光は各白色ＬＥＤのうちで最も遅い時間で受光素子９０ｃに到達し、最も近い白色ＬＥＤ４０ｃからの光は各白色ＬＥＤのうちで最も早い時間で受光素子９０ｃに到達する。本実施形態では、この白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃから受光素子９０ｃまでの距離に応じた光の到着時間差を利用した信号伝送が実現される。このことを図１８を参照して説明する。

図１８は、受光素子９０ｃで受け取られる直前の白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからの光信号を概略的に示す波形図である。なお、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからの光信号は同時に出力されるものとする。また、これらの白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃは調光制御を受けたＰＷＭ信号であって、前述した図１３に示されるオン期間およびオフ期間を有する。

図１８を参照すると、最も早く受光素子９０ｃに到達する白色ＬＥＤ４０ｃから出力される光信号のオン期間は、白色ＬＥＤ４０ａ，４０ｂから出力される光信号のオン期間と重複するが、これらのオン期間中に含まれる変調を受けている期間（変調期間または信号伝送期間）はそれぞれ重複しないように定められている。このように、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからの光信号における、オン期間のうち変調を受けていない期間（非変調期間または非信号伝送期間）およびオフ期間を合わせた期間（以下「ガード期間」という）中は、他の光信号の変調期間における被変調信号に対する影響を与えない。よって、各光信号における変調期間とガード期間との比率を適宜に調整することにより、各光信号における変調期間が重複しないように定めることができる。この場合には、受光素子９０ｃを１つだけ設ける簡易な構成により、光の到着時間差を利用した信号伝送を容易に実現することができる。また、この構成により、非変調期間には白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃによる信号伝送が行われないので、１つの白色ＬＥＤにおける負荷を減らすことができ、結果的にその発光寿命を延ばすことができる。

なお、上記実施形態では、白色ＬＥＤ４０ｃの直上に受光素子９０ｃが配置される構成であるが、この受光素子９０ｃの配置位置は、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからの光の到着時間に差が生じる位置であれば特に限定はない。

＜２． 各実施形態の効果＞
以上のように、電波を使用することなく、光信号を使用することにより、第３の実施形態ではＴＦＴ基板２０に接続される映像信号伝送用のＦＰＣ基板５８のピン数を機能の増加にもかかわらず増加しないようにすることができ、また第１および第２の実施形態では映像信号伝送用のＦＰＣ基板５８を不要とすることができる。

また、光信号を送出するためにバックライト照明のための白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを兼用するので、新たに光伝送のための発光素子を設ける必要がなく、また白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃをバックライト照明のために駆動する回路を光信号生成のために兼用することができるので、製造コストを抑えることができる。

なお、電波を信号伝送媒体として使用することにより、上記ＦＰＣ基板を使用しない信号伝送機構を構成することは可能であるが、電波を使用することにより生じる電磁波妨害（ＥＭＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）の影響を無視することはできず、また電波を使用する際には各国毎に様々で複雑な法律上の制約がある。そのため、電波を使用することは困難であり、上記各実施形態における光伝送機構が好適である。

＜３． 変形例＞
＜３．１ ＴＦＴ基板への電源供給構成例＞
上記第１、第２、および第４の実施形態では、映像信号伝送用のＦＰＣ基板を省略することができるが、実際にはＴＦＴ基板２０に含まれる各種回路の電源を与えるための（少ないピン数の）ＦＰＣ基板は必要となる。図１９は、この電源供給用ＦＰＣを示す平面図である。このＦＰＣはピン数は少ないが、装置外部の電源とこの電源供給用ＦＰＣとを接続する工程が必要となり、また衝撃等により接続コネクタ等が外れてしまう可能性も考えられる。そこでこれらの問題点を解消するため、例えば図２０および図２１に示すような第１および第２の変形例が考えられる。

図２０は、電源供給用ＦＰＣに代えてコイルにより電源を供給する第１の変形例を説明する平面図である。図２０に示されるバックライト部３に設けられるコイル１９１は装置外部からの交流電流源またはＬＥＤを駆動するための電流源５１４を交流化する図示されないインバータなどから所定の交流電流を供給される。また、このコイル１９１に対面する液晶パネル２のＴＦＴ基板２０上の所定位置には薄膜で形成されたコイル１９２が設けられており、これらコイル１９１，９２の相互誘導によりコイル１９２に所定の電圧が励起される。このコイル１９２に励起された電圧によりＴＦＴ基板２０の各回路が駆動される。

図２１は、電源供給用ＦＰＣに代えてＴＦＴ基板上に形成されたピンにより電源を供給する第２の変形例を説明する平面図である。図２１に示されるＴＦＴ基板２０上に設けられるピン９３は、対面するバックライト部３の所定位置に設けられるピン９４と接触するように設けられている。このピン９４には、装置外部の電流源またはＬＥＤを駆動するための電流源５１４から所定の電流が供給されている。液晶モジュール４を形成したときにこのピン９４と接触するピン９３を介してＴＦＴ基板２０上の各回路へ電流が供給される。

さらに第３の変形例としては、電源供給用ＦＰＣに代えてＴＦＴ基板２０上に光を電流に変換する素子（典型的には太陽電池）を形成し、この素子に与えられる白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃからの光（またはその他の照明光や外光）のエネルギーを電流に変換することにより、この電流をＴＦＴ基板２０の各回路の駆動電流として利用する構成が考えられる。

なお、以上の構成はＴＦＴ基板２０に含まれる各種回路の電源を与えるための構成であるが、このＴＦＴ基板２０に加えてバックライト部３へ電源を与える構成としても応用することができる。すなわち、上記各実施形態では、ＦＰＣ基板５０によりバックライト部３へ電源を与えているが、これに代えて装置外部の電源に繋がるコイルと相互誘導により接続されるコイルや、装置外部の電源に繋がるピンと接触するピンがバックライト部３（または液晶パネル２）に備えられる構成であってもよい。この場合には、液晶モジュール４から一切のＦＰＣ基板を省略することができるので、液晶モジュールをそれと接続する外部装置（例えばパーソナルコンピュータや携帯電話など）の筐体から自由に挿抜することが可能となる。

図２２は、上記外部装置における筐体から自由に挿抜可能な液晶モジュールの構成を説明するための簡略な斜視図である。図２２に示されるように、携帯電話などの外部装置の筐体９の収納部内面には装置の図示されない電源に接続されている電源供給用ピン１９４が設けられており、液晶モジュール４表面の対応する位置には電源供給用ピン１９４と接触可能な受電ピン１９３が設けられている。上記筐体９に液晶モジュール４を収納する場合、電源供給用ピン１９４と受電ピン１９３とが接触することにより、液晶モジュール４に電源が供給される。この構成により、液晶モジュール４を修理したり交換したりすることが容易になり、また液晶モジュール４を他の装置の表示装置として容易に使用することが可能となる。

＜３．２ その他の変形例＞
上記各実施形態では、３つの白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃが使用されるが、これに代えて赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤを使用する構成であってもよい。これらのＬＥＤからの３原色の光によりこれらの加法混合色である白色のバックライト照明を得ることができる。この場合、図２に示される樹脂シャーシ７０に形成される貫通孔７１ａ〜７１ｃにはＬＥＤの発光色のみを透過する色フィルタが設けられることが好ましい。そうすれば、所定の受光素子９０に対応する色を有するＬＥＤ以外のＬＥＤからの光を当該受光素子９０に届かないよう遮断することができる。なお、バックライト照明に適した色であれば、必ずしも白色には限定されず、またＬＥＤの色の種類も限定されない。また、発光するＬＥＤを適宜切り換えることにより、バックライト照明光の色を適宜選択することが可能となる。

また、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃはバックライト照明のみに使用され、光伝送のための専用のレーザー光源が１つ以上設けられる構成であってもよい。この場合には、新たにレーザ光源を設けなければならないが、レーザ光源を使用することにより、ＬＥＤを使用する場合よりも高速度（高密度）の光伝送を行うことができる。さらに、レーザ光源からの光を受け取る受光素子９０の配置位置がＬＥＤの配置位置とは無関係に定めることができるので、例えばＴＦＴ基板２０における空きスペース（例えば図１における左上の角部など）に受光素子９０を形成することができる。この場合、ＴＦＴ基板２０とバックライト部３とは最適な液晶表示を実現するために厳密な位置関係で固定されるので、上記レーザ光源と受光素子９０との距離は常に一定となりまた個体差も生じにくいため、一般的な光伝送装置において要求されるキャリブレーションが不要となる。なお、この専用のレーザ光源に代えて、光伝送のための専用のＬＥＤが設けられる構成であってもよい。また、その他、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子など光強度などを変調可能な発光素子であればいずれも使用可能である。このように光伝送のための専用の発光素子を設ける構成では、液晶表示装置は必ずしもバックライト部３を有する必要はなく、例えば反射表示型の液晶表示装置や有機ＥＬ素子などを使用した発光型の表示装置にも適用可能である。

上記各実施形態では、白色ＬＥＤ４０からの光が対応する受光素子９０にのみ届けられるように光信号の経路上に貫通孔７１が設けられているが、貫通孔７１が設けられず、貫通孔７１に代えて、周知の光ファイバや反射板などが設けられてもよい。これら周知の光ファイバや反射板などを使用することにより形成される光信号の経路は、貫通孔７１が設けられることにより確保される光信号の経路に代わるものとなる。

第１および第２の実施形態では白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの全てが映像信号ＶＳを伝送するために使用され、第３の実施形態では音声信号伝送のために白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃが使用されるが、例えば白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃのうちの１つを音声信号を伝送するために使用し、他の白色ＬＥＤを映像信号ＶＳを伝送するために使用する構成であってもよい。

上記各実施形態では、３つの対応する白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃおよび受光素子９０ａ〜９０ｃにより異なる３つの光伝送経路が形成されるマルチリンク方式が採用されているが、これらのうちの１対、例えば白色ＬＥＤ４０ｃおよび受光素子９０ｃにより１つの光伝送経路のみが形成される構成であってもよい。この場合には、マルチリンク方式が採用されていないので、受光素子９０ａ，９０ｂ、分離部５１２、復元部１０３、変調部５１５ａ，５１５ｂ、および復調部１０１ａ，１０１ｂが省略される。また、図２に示される樹脂シャーシ７０に形成される貫通孔７１ａ，７１ｂも省略される。なお、バックライト照明のため白色ＬＥＤ４０ａ，４０ｂは省略されず、これらは電流源５１４から変調部５１５ａ，５１５ｂを介することなく直接に駆動電流を与えられて発光する。さらに、この場合には、白色ＬＥＤ４０ｃからの光を導光板を通過した後に受光素子９０ｃにおいて受け取る構成であってもよい。そうすれば、受光素子９０ｃを図７に示される表示部５００内に形成することもできる。

またこの表示部５００内には複数の受光素子が設けられており、これらの受光素子により周知のイメージセンサ機能が実現される場合において、これらの受光素子の１つ以上が上記受光素子９０であってもよい。この表示部５００内の受光素子９０は、白色ＬＥＤ４０が点灯していないときには装置外部からの光を受け取るイメージセンサ機能を有しており、点灯するとこのイメージセンサ機能が停止するとともに白色ＬＥＤ４０ｃからの光を導光板を通過した後に受け取ることにより、光信号を受け取ることができる。

ここで、例えば白色ＬＥＤ４０ｃのみでは光量が不足する場合には、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃを駆動するための被変調信号を含む同一の駆動電流を変調部５１５ｃから与える構成であってもよい。なお、この場合にも受光素子９０ｃを表示部５００内に形成することができる。

また、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃに代えて、前述のように赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤを１組以上（例えば６個）使用する構成であってもよい。この場合、図６を参照すると、薄膜のＰＩＮ型光ダイオードである受光素子９０の感度は青色が比較的高いので、青色ＬＥＤに対して被変調信号を含む駆動電流を変調部５１５ｃから与え、この青色ＬＥＤを光伝送に使用するのが好適である。

さらに、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃに代えて、安価な冷陰極蛍光管（ＣＣＦＴ）を使用する構成であってもよい。通常ＣＣＦＴは１つであるためこの場合にはマルチリンクを実現することができないが、ＣＣＦＴを駆動するためのインバータから出力される信号を搬送波として変調するなど、ＣＣＦＴに印加される電圧を周知の変調方式で変調することにより簡易な構成で上記光伝送を実現することができる。

さらにまた、上記各実施形態における白色ＬＥＤ４０は、液晶表示装置における反射表示のためのバックライト照明を行うが、液晶表示装置以外のバックライト照明（例えば暗所での補助照明）を行ってもよいし、ＴＦＴ基板２０の表示面の反対側以外の方向（例えば横方向）から照明を行ってもよい。

第２の実施形態では調光制御が行われるが、動画表示のぼけ等を改善するために表示状態を保持する液晶表示装置の表示特性（ホールド型と呼ばれる）をＣＲＴ表示装置など瞬間的な表示を行う表示特性（インパルス型と呼ばれる）に近づけるよう表示期間の後半にのみバックライト照明を点灯する、いわゆる間欠駆動制御が行われる場合であっても、調光制御の場合と同様の構成で制御することができる。この場合、調光パラメータ信号ＬＣを受け取ることなく、例えば映像信号ＶＳに含まれる垂直同期信号に基づきオン期間およびオフ期間を判定することができるので、この判定結果に基づき各部を制御することができる。

第４の実施形態では、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃから受光素子９０ｃまでの距離に応じた光の到着時間差を利用した信号伝送が実現されるが、白色ＬＥＤ４０ａ〜４０ｃの点灯に時間差を設ける、すなわち、各光信号における変調期間（またはガード期間）の開始タイミングを適宜に調整することにより、各光信号における変調期間が重複しないように定めることができる。この場合にも、１つの白色ＬＥＤにおける負荷を減らすことができ、結果的にその発光寿命を延ばすことができる。

本発明は、例えば液晶パネルなどの表示部を含むユニットと、例えばバックライトユニットなどの外部から信号を受け取るユニットとを備えるアクティブマトリクス型の表示装置に適用されるものであって、特に、小型のアクティブマトリクス型の表示装置に適している。

Claims (25)

1. 複数の映像信号線と複数の走査信号線との交差部にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部を備えるアクティブマトリクス型の表示装置であって、
   前記複数の画素形成部と所定の回路とが設けられる第１のユニットと、
   前記第１のユニットに対向する位置に固定されており、前記第１のユニットに含まれる回路に与えるべき信号を装置外部から受け取る第２のユニットとを備え、
   前記第２のユニットは、前記回路に与えるべき信号を前記第１のユニットへ光伝送するための光送信部を含み、
   前記第１のユニットは、前記光送信部により光伝送される信号を受け取り前記回路に与える光受信部を含み、
   前記光送信部は、
   前記第１のユニットにおける表示面とは反対側の面に対して表示のための照明光を発するバックライト光源と、
   前記回路に与えるべき信号に基づき、前記バックライト光源を駆動する駆動部と
   を含み、
   前記駆動部は、前記バックライト光源が表示のための照明光を発している期間のみ、前記回路に与えるべき信号に基づき、前記バックライト光源を駆動し、
   前記光受信部は、前記バックライト光源が表示のための照明光を発している期間のみ、前記バックライト光源からの光によって光伝送される信号を受け取ることを特徴とする、表示装置。
2. 前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号に対してベースバンド伝送するための変換を行い、変換された信号により前記バックライト光源を駆動することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号を変調信号とする帯域伝送するための所定の変調を行い、変調された信号により前記バックライト光源を駆動することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記バックライト光源は、前記第１のユニットにおける表示面とは反対側の面のほぼ全面にわたって照明光を照射する面状発光体であり、
   前記光受信部は、前記バックライト光源からの照明光を受け取ることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記光送信部は、前記バックライト光源からの照明光を前記第１のユニットにおける表示面とは反対側の面のほぼ全面にわたって照射するように導く導光体を備え、
   前記光受信部は、前記導光体を通る照明光を受け取ることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
6. 前記バックライト光源は、発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
7. 前記バックライト光源は、白色光を発する発光ダイオードのみを含むことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記バックライト光源は、複数の発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
9. 前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号を、前記複数の発光ダイオードと前記光受信部との間でマルチリンクを行うための複数の信号に分離し、当該複数の信号に基づき前記複数の発光ダイオードを駆動し、
   前記光受信部は、
   前記複数の発光ダイオードに一意に対応する複数の受光素子と、
   前記複数の受光素子においてそれぞれ受け取られた信号から前記回路に与えるべき信号を復元する復元部と
   を含むことを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
10. 前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号を、前記信号を伝送するための伝送期間が前記光受信部においてそれぞれ重複しないよう前記伝送期間および非伝送期間を定めた複数の分離信号に分離し、前記分離信号に基づき前記複数の発光ダイオードを駆動し、
    前記光受信部は、
    前記複数の発光ダイオードからの光を受け取る１つの受光素子と、
    前記受光素子においてそれぞれ受け取られた信号から前記回路に与えるべき信号を復元する復元部と
    を含むことを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
11. 前記複数の発光ダイオードは、互いに所定の間隔をあけて配置されており、
    前記駆動部は、前記回路に与えるべき信号を、前記信号を伝送するための伝送期間が前記光受信部においてそれぞれ重複しないよう互いに同一の前記伝送期間および非伝送期間を定めた複数の分離信号に分離し、前記分離信号に基づき前記複数の発光ダイオードを駆動し、
    前記受光素子は、前記複数の発光ダイオードからの光を、それぞれの発光ダイオードの配置位置からの距離に応じた時間差で受け取ることを特徴とする、請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記複数の発光ダイオードは、互いに異なる色の光を発する複数の発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項８に記載の表示装置。
13. 前記駆動部は、前記異なる色を発する複数の発光ダイオードのうち、前記光受信部における受光感度が最も高い色を発する発光ダイオードのみを、前記回路に与えるべき信号に基づき駆動することを特徴とする、請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記複数の発光ダイオードから前記光受信部までのそれぞれの光経路上に、対応する発光ダイオードから発せられる光のみを透過する色フィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載の表示装置。
15. 前記第１のユニットまたは前記第２のユニットを支持するため、前記第１のユニットと第２のユニットとの間に設けられるシャーシをさらに備え、
    前記シャーシは、前記光送信部から前記光受信部までの光経路を形成する貫通孔が設けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の表示装置。
16. 前記光受信部は、前記光送信部からの光を検知する検知部を含み、当該検知部により光が検知される期間のみ、光伝送される信号を受け取ることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
17. 前記駆動部は、所定の短い時間間隔で点灯と消灯とを所定の割合で繰り返すように前記バックライト光源を駆動するとともに、前記割合を示す信号と前記回路に与えるべき信号とを含む信号に基づき、前記バックライト光源を駆動し、
    前記光受信部は、受け取った信号に示される前記割合に基づき、前記バックライト光源が点灯している期間のみ光伝送される信号を受け取ることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
18. 前記駆動部は、所定の短い時間間隔で点灯と消灯とを所定の割合で繰り返すように前記バックライト光源を駆動するとともに、前記割合を示す信号と前記回路に与えるべき信号とを含む信号に基づき、前記バックライト光源を駆動し、
    前記光受信部は、受け取った信号に示される前記割合に基づき、受光感度および増幅率の少なくとも一方を、前記回路に与えるべき信号が良好に受け取られるよう調整することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
19. 前記回路は、前記複数の映像信号線および前記複数の走査信号線をそれぞれ駆動する回路を含み、
    前記光送信部は、前記回路に与えるべき映像信号を前記第１のユニットへ光伝送することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
20. 前記回路は、与えられる信号に基づき音声を出力する音声出力回路を含み、
    前記光送信部は、前記回路に与えるべき音声信号を前記第１のユニットへ光伝送することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
21. 前記光送信部は、光伝送のための発光素子を含み、
    前記光受信部は、前記発光素子に対応する受光素子を含み、
    前記受光素子は、前記回路と一体的に前記第１のユニット上に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
22. 前記発光素子は、レーザ光源であることを特徴とする、請求項２１に記載の表示装置。
23. 前記発光素子は、蛍光管光源であることを特徴とする、請求項２１に記載の表示装置。
24. 前記第２のユニットは、装置外部から受け取った交流電流が流れる第２のコイルを含み、
    前記第１のユニットは、前記第２のコイルとの相互誘導により電流が励起される第１のコイルを含み、
    前記第１のコイルは、励起された電流を前記回路に電源として与えることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
25. 前記第１のユニットは、太陽電池を含み、
    前記太陽電池は、前記光送信部からの光または所定の照明光を受け取ることにより発生した電流を前記回路に電源として与えることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。

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