JP2015162333A - 光源装置及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光部からの光を検出する検出部と、略多角錐状の反射部との配置を工夫することにより、発光部からの光を高精度に検出することができる技術を提供する。
【解決手段】本発明の光源装置は、基板と、前記基板に設けられた発光部と、前記発光部に対向する位置に設けられた光学シートと、前記発光部からの光を反射する複数の反射部と、前記基板に設けられ、前記発光部からの光を検出する第1検出部と、を有し、前記反射部は、略n角錐状(nは3以上の整数)の形状を有し、前記反射部は、その底面が前記基板と平行になるように設けられており、前記第1検出部は、互いに隣接する2つの反射部の一方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、他方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、の間に設けられている。
【選択図】図3
【解決手段】本発明の光源装置は、基板と、前記基板に設けられた発光部と、前記発光部に対向する位置に設けられた光学シートと、前記発光部からの光を反射する複数の反射部と、前記基板に設けられ、前記発光部からの光を検出する第1検出部と、を有し、前記反射部は、略n角錐状(nは3以上の整数)の形状を有し、前記反射部は、その底面が前記基板と平行になるように設けられており、前記第1検出部は、互いに隣接する2つの反射部の一方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、他方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、の間に設けられている。
【選択図】図3
Description
本発明は、光源装置及び表示装置に関する。
カラー画像表示装置には、カラーフィルタを有するカラー液晶パネルと、カラー液晶パネルの背面に白色光を照射する光源装置(バックライト装置)と、を有するものがある。
従来、光源装置の光源として、冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)等の蛍光ランプが主に用いられていた。しかし近年、光源装置の光源として、消費電力、寿命、色再現性、環境負荷の面で優れた発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が用いられるようになってきている。
従来、光源装置の光源として、冷陰極管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)等の蛍光ランプが主に用いられていた。しかし近年、光源装置の光源として、消費電力、寿命、色再現性、環境負荷の面で優れた発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が用いられるようになってきている。
光源としてLEDを用いた光源装置(LEDバックライト装置)は、一般に、多数のLEDを有する。特許文献1には、それぞれがひとつ以上のLEDを有する複数の発光部を有するLEDバックライト装置が開示されている。また、特許文献1には、発光部毎に、その発光部の輝度を制御することが開示されている。カラー画像表示装置の画面のうち暗い画像が表示される領域に光を照射する発光部の発光輝度を落とすことで、消費電力が低減し、画像のコントラストが向上する。このような、画像の特徴に応じた発光部毎の輝度制御をローカルディミング制御と呼ぶ。
発光部からの光の広がりを抑制すれば、ローカルディミング制御によるコントラストの向上度合を高めることができる。具体的には、発光部から発せられた光が他の発光部に対応する領域へ漏れることを抑制すれば、ローカルディミング制御によるコントラストの向上度合を高めることができる。例えば、特許文献2に開示されているように、光源を複数の反射部(錐状の反射部)で囲むことにより、発光部からの光の広がりを抑制することができ、ローカルディミング制御によるコントラストの向上度合を高めることができる。
光源装置には、発光部の発光輝度が変化してしまう問題がある。発光輝度の変化は、例えば、温度変化による光源の発光特性の変化、光源の経年劣化などにより生じてしまう。複数の発光部を有する発光装置では、複数の発光部の温度や経年劣化度合がばらつくことにより、複数の発光部の発光輝度のばらつき(輝度むら)が生じてしまう。
このような発光輝度の変化や輝度むらを低減する手法として、発光部から発せられた光を検出する光センサを用いて発光部の発光輝度を調整する手法が知られている。具体的には、発光部から発せられ、光源装置が有する光学シート(光学部材)で発光部側に反射された反射光を検出する光センサを設け、光センサの検出値に基づいて発光部の発光輝度を調整する手法が知られている。複数の発光部を有する発光装置では、各発光部を順番に点灯させ、発光部毎に、反射光を検出して発光輝度を調整する処理が行われる。そのような技術は、例えば、特許文献3に開示されている。
このような発光輝度の変化や輝度むらを低減する手法として、発光部から発せられた光を検出する光センサを用いて発光部の発光輝度を調整する手法が知られている。具体的には、発光部から発せられ、光源装置が有する光学シート(光学部材)で発光部側に反射された反射光を検出する光センサを設け、光センサの検出値に基づいて発光部の発光輝度を調整する手法が知られている。複数の発光部を有する発光装置では、各発光部を順番に点灯させ、発光部毎に、反射光を検出して発光輝度を調整する処理が行われる。そのような技術は、例えば、特許文献3に開示されている。
しかしながら、特許文献2に開示されているような反射部を用いると、反射部からの反射光が光センサに多量に入射してしまうため、発光部から発せられ光学シートで反射された反射光を高精度に検出することができなかった。
そこで、本発明は、発光部からの光を検出する検出部と、略多角錐状の反射部との配置を工夫することにより、発光部からの光を高精度に検出することができる技術を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、
基板と、
前記基板に設けられた発光部と、
前記発光部に対向する位置に設けられた光学シートと、
前記発光部からの光を反射する複数の反射部と、
前記基板に設けられ、前記発光部からの光を検出する第1検出部と、
を有し、
前記反射部は、略n角錐状(nは3以上の整数)の形状を有し、
前記反射部は、その底面が前記基板と平行になるように設けられており、
前記第1検出部は、互いに隣接する2つの反射部の一方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、他方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、の間に設けられている
ことを特徴とする光源装置である。
基板と、
前記基板に設けられた発光部と、
前記発光部に対向する位置に設けられた光学シートと、
前記発光部からの光を反射する複数の反射部と、
前記基板に設けられ、前記発光部からの光を検出する第1検出部と、
を有し、
前記反射部は、略n角錐状(nは3以上の整数)の形状を有し、
前記反射部は、その底面が前記基板と平行になるように設けられており、
前記第1検出部は、互いに隣接する2つの反射部の一方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、他方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、の間に設けられている
ことを特徴とする光源装置である。
本発明の第2の態様は、
前記光源装置と、
前記光源装置からの光を変調することで画面に画像を表示する表示部と、
を有する表示装置である。
前記光源装置と、
前記光源装置からの光を変調することで画面に画像を表示する表示部と、
を有する表示装置である。
本発明によれば、発光部からの光を検出する検出部と、略多角錐状の反射部との配置を工夫することにより、発光部からの光を高精度に検出することができる。
<実施例1>
以下、本発明の実施例1に係る表示装置、光源装置、及び、それらの制御方法について説明する。
なお、本実施例では、光源装置がカラー画像表示装置で使用するバックライト装置である場合の例を説明するが、光源装置は表示装置で使用するバックライト装置に限らない。光源装置は、例えば、街灯、室内照明、顕微鏡照明などの照明装置であってもよい。
また、本実施例では、表示装置が、透過型の液晶表示装置である場合の例を説明するが、表示装置はこれに限らない。本実施例に係る表示装置は、光源装置からの光を変調することで画面に画像を表示する表示装置であればよい。例えば、本実施例に係る表示装置は、反射型の液晶表示装置であってもよい。また、本実施例に係る表示装置は、液晶素子の代わりにMEMS(Micro Electro Mechanical System)シャッターを用いたMEMSシャッター方式ディスプレイであってもよい。表示装置はモノクロ画像表示装置であってもよい。
以下、本発明の実施例1に係る表示装置、光源装置、及び、それらの制御方法について説明する。
なお、本実施例では、光源装置がカラー画像表示装置で使用するバックライト装置である場合の例を説明するが、光源装置は表示装置で使用するバックライト装置に限らない。光源装置は、例えば、街灯、室内照明、顕微鏡照明などの照明装置であってもよい。
また、本実施例では、表示装置が、透過型の液晶表示装置である場合の例を説明するが、表示装置はこれに限らない。本実施例に係る表示装置は、光源装置からの光を変調することで画面に画像を表示する表示装置であればよい。例えば、本実施例に係る表示装置は、反射型の液晶表示装置であってもよい。また、本実施例に係る表示装置は、液晶素子の代わりにMEMS(Micro Electro Mechanical System)シャッターを用いたMEMSシャッター方式ディスプレイであってもよい。表示装置はモノクロ画像表示装置であってもよい。
図1は、本実施例に係るカラー画像表示装置の構成の一例を示す模式図である。カラー画像表示装置は、バックライト装置とカラー液晶パネル105を有する。バックライト装置は、光源基板101、拡散板102、集光シート103、反射型偏光フィルム104、等を有する。
光源基板101は、カラー液晶パネル105の背面に照射する光(白色光)を発する。光源基板101には、1つ以上の光源が設けられている。光源としては、発光ダイオード(LED)、冷陰極管、有機EL素子などを用いることができる。本実施例では、光源としてLEDチップを使用した例を説明する。
拡散板102、集光シート103、反射型偏光フィルム104は、光源(後述する発光部111)と対向する位置に設けられている。拡散板102、集光シート103、反射型偏光フィルム104は、光源基板と平行に配置され、光源基板101(具体的には光源)からの光に光学的な変化を与える。
具体的には、拡散板102は、上記複数の光源からの光を拡散させることにより、光源基板101を面光源として機能させる。
集光シート103は、拡散板102で拡散し、様々な入射角度で入射した白色光を、正面方向(カラー液晶パネル105側)に集光することにより、正面輝度(正面方向の輝度)を向上させる。
反射型偏光フィルム104は、入射した白色光を効率的に偏光することにより、正面輝度を向上させる。
具体的には、拡散板102は、上記複数の光源からの光を拡散させることにより、光源基板101を面光源として機能させる。
集光シート103は、拡散板102で拡散し、様々な入射角度で入射した白色光を、正面方向(カラー液晶パネル105側)に集光することにより、正面輝度(正面方向の輝度)を向上させる。
反射型偏光フィルム104は、入射した白色光を効率的に偏光することにより、正面輝度を向上させる。
拡散板102、集光シート103、反射型偏光フィルム104は重ねて用いられる。以後、これらの光学部材をまとめて光学シート106と呼ぶ。なお、光学シート106には、上述した光学部材以外の部材が含まれていてもよいし、上述した光学部材の少なくともいずれか1つが含まれていなくてもよい。また、光学シート106とカラー液晶パネル105は一体で構成されていてもよい。
光学シート106には、熱膨張、静電気、経年変化、重力といった様々な要因により形状変化(たわみ)が発生することがある。たわみは様々な要因により生じるため、光学シート106のたわみを正確に予測することや、たわみ自体を防止することは困難である。
光学シート106には、熱膨張、静電気、経年変化、重力といった様々な要因により形状変化(たわみ)が発生することがある。たわみは様々な要因により生じるため、光学シート106のたわみを正確に予測することや、たわみ自体を防止することは困難である。
カラー液晶パネル105は、バックライト装置からの光を透過することで画面に画像を表示する表示部である。具体的には、カラー液晶パネル105は、赤色の光を透過するRサブ画素、緑色の光を透過するGサブ画素、及び、青色の光を透過するBサブ画素からなる画素を複数有しており、照射された白色光の輝度をサブ画素毎に制御することでカラー画像を表示する。
以上で説明したような構成(図1に示すような構成)のバックライト装置を、一般的に直下型バックライト装置と呼ぶ。
本実施例では、光源基板101は、マトリクス状に配置された複数のLED基板110を有する。なお、本実施例では光源基板101が複数のLED基板110を有する例を説明するが、LED基板110の数は1つであってもよい。
図2(A)は、正面方向(カラー液晶パネル105側)から見た場合の、LED基板110の構成の一例を示す模式図である。
図2(A)の例では、LED基板110には、2行×4列の合計8つの発光部111が設けられている。各発光部111は、2行2列の合計4つのLEDチップ112を有する。上記4つのLEDチップ112の行方向の間隔及び列方向の間隔は一定である。本実施例では、複数の発光部111の発光輝度を個別に調整(制御)することができる。LEDチップ112として、白色LEDを使用することができる。また、LEDチップ112として、発する光の色が互いに異なる複数のLED(例えば、赤色光を発する赤色LED、緑色光を発する緑色LED、青色光を発する青色LEDなど)を用いて白色光が得られるように構成されたチップを用いることもできる。
なお、LED基板110が有する発光部111の数は8つより多くても少なくてもよい。LED基板110が有する発光部111の数は1つであってもよい。
また、発光部111が有するLEDチップ112の数は4つより多くても少なくてもよい。発光部111が有するLEDチップ112の数は1つであってもよい。
また、発光部111が有するLEDチップ112の数は4つより多くても少なくてもよい。発光部111が有するLEDチップ112の数は1つであってもよい。
図2(A)に示すように、LED基板110には、発光部111からの光を反射する反射部114が設けられている。反射部114は、四角錐状の形状を有しており、底面がLED基板110と平行に且つ対向するようにLED基板110に設けられている。反射部114の材料として、例えば、反射率の高い白色樹脂などを使用することができる。
反射部114を設けることにより、発光部111からの光を平均化させることができると共に、発光部111からの光が他の発光部111に対応する領域に漏れること(光の漏れ)を抑制することができる。ひいては、ローカルディミング制御(画像の特徴に応じた発光部毎の輝度制御)によるコントラストの向上度合を高めることができる。
反射部114を設けることにより、発光部111からの光を平均化させることができると共に、発光部111からの光が他の発光部111に対応する領域に漏れること(光の漏れ)を抑制することができる。ひいては、ローカルディミング制御(画像の特徴に応じた発光部毎の輝度制御)によるコントラストの向上度合を高めることができる。
発光部111を囲むように複数(2つ以上)の反射部114を設ければ、光の平均化を高精度に行うことができると共に、光の漏れをより抑制することができる。図2(A)の例では、各光源(各LEDチップ112)が2行2列の合計4つの反射部114で囲まれ、且つ、2行2列の合計4つのLEDチップ112の中心付近に反射部114が配置されるように複数の反射部114が設けられている。また、図2(A)の例では、四角錐の底面がLED基板110と並行となり、且つ、反射部114の底面を構成する4つの辺(底辺)が当該反射部114から最も近い位置にある上記4つのLEDチップ112と対向す
るように、反射部114が設けられている。
るように、反射部114が設けられている。
図2(A)の例では、1つのLEDチップ112に対して4つの反射部114が設けられており、1つの発光部111に対して9つの反射部114が設けられているが、反射部114の数は特に限定されない。1つのLEDチップ112に対する反射部114の数は4つより多くても少なくてもよい。1つのLEDチップ112に対して1つの反射部114が設けられていてもよい。また、LEDチップ毎ではなく、発光部111毎に反射部114が設けられていてもよい。1つのLEDチップ112に対する反射部114の数は9つより多くても少なくてもよい。例えば、上記9つの反射部114のうち、発光部111の中心に設けられている反射部114が省略されてもよい。1つの発光部111に対して1つの反射部114が設けられていてもよい。
なお、反射部114の形状は四角錐状に限らない。反射部114の形状は、三角錐状や六角錐状であってもよい。図2(B)に三角錐状の反射部114を用いた場合の例を示し、図2(C)に六角錐状の反射部114を用いた場合の例を示す。
なお、図2(A)〜2(C)の例では、LEDチップ112の反射部114が他のLEDチップ112の反射部114を兼ねているが、これに限らない。LEDチップ112の反射部114が他のLEDチップ112の反射部114を兼ねないように、反射部114が設けられていてもよい。図2(D)に、LEDチップ112の反射部114が他のLEDチップ112の反射部114を兼ねない例を示す。
なお、反射部114の形状は、完全な多角錐状でなく、多角錐に類似した略多角錐状(略n角錐状(nは3以上の整数))であってもよい。その場合には、反射部114の底面に対応するn角形の辺に対向する位置にLEDチップ112が設けられていればよい。それにより、LEDチップ112からの光を効率よく反射部114で反射することができる。本実施例では、略n角錐状の反射部114のn個の斜辺の延長線とLED基板110とのn個の交点を頂点とするn角形を“反射部114の底面に対応するn角形”と定義する。“斜辺”は、反射部114の登頂点(光学シート106側の頂点)を含む辺である。
なお、発光部111からの光の一部は、光学シート106で反射され、発光部側へ戻される。反射部114は、光学シート106で反射された光も反射する。
なお、図2(A)〜2(C)の例では、LEDチップ112の反射部114が他のLEDチップ112の反射部114を兼ねているが、これに限らない。LEDチップ112の反射部114が他のLEDチップ112の反射部114を兼ねないように、反射部114が設けられていてもよい。図2(D)に、LEDチップ112の反射部114が他のLEDチップ112の反射部114を兼ねない例を示す。
なお、反射部114の形状は、完全な多角錐状でなく、多角錐に類似した略多角錐状(略n角錐状(nは3以上の整数))であってもよい。その場合には、反射部114の底面に対応するn角形の辺に対向する位置にLEDチップ112が設けられていればよい。それにより、LEDチップ112からの光を効率よく反射部114で反射することができる。本実施例では、略n角錐状の反射部114のn個の斜辺の延長線とLED基板110とのn個の交点を頂点とするn角形を“反射部114の底面に対応するn角形”と定義する。“斜辺”は、反射部114の登頂点(光学シート106側の頂点)を含む辺である。
なお、発光部111からの光の一部は、光学シート106で反射され、発光部側へ戻される。反射部114は、光学シート106で反射された光も反射する。
LED基板110には、発光部111からの光を検出し、検出値を出力する光センサ113(第1検出部)が設けられている。発光部111からの光の一部は、光学シート106で反射され、発光部側へ戻される。光センサ113には、光学シート106で反射され発光部側に戻された反射光が入射する。光学シート106からの反射光だけでなく、発光部111からの直接光も光センサ113に入射してよい。即ち、光学シート106からの反射光と、発光部111からの直接光と、の合成光が光センサ113に入射してもよい。光センサ113に入射した光の輝度から、発光部111の発光輝度を予測することができる。光センサ113としては、フォトダイオードやフォトトランジスタなど、光の輝度を表す検出値を出力するセンサを用いる。また、光の輝度の他に光の色を表す検出値を出力するカラーセンサを、光センサ113として用いてもよい。
発光部111の発光輝度は、発光部111の温度や経年劣化により変化する。そこで、本実施例では、光センサ113の検出値に基づいて発光部111の発光輝度を調整する。
しかしながら、従来の技術では、光センサ113に反射部114からの反射光も多量に入射してしまう。そして、光学シート106のたわみによって、反射部114で反射して光センサ113に入射する反射光の量が大きく変化し、光センサ113の検出値が大きく変化してしまう。発光部111の発光輝度は、発光部111の温度変化や経年劣化による検出値の変化に基づいて調整されるのが好ましい。そのため、光学シート106のたわみによる検出値の変化は誤差となる。
そこで、本実施例では、反射部114からの反射光が直接検出されない位置に光センサ113を設ける。具体的には、反射部114の底面に対応するn角形の辺と対向しないように、反射部114の底面に対応するn角形の頂点付近に光センサ113を設ける。本実施例では、反射部114の形状は四角錐状であるため、“反射部114の底面に対応するn角形の辺”は“反射部114の底辺”ということもできる。また、“反射部114の底面に対応するn角形の頂点”は、“反射部114の底面の頂点”ということもできる。反射部114に入射した光の多くは、反射部114の側面から底辺に対向する位置へ向かって反射される。そのため、反射部114から反射部114の底辺に対向しない位置へ向かって反射される光量は、反射部114から反射部114の底辺に対向する位置へ向かって反射される光量に比べて非常に少ない。本実施例では、反射部114の底辺と対向しないように、互いに隣接する2つの反射部114の一方の反射部114の底面に対応するn角形の頂点と、他方の反射部114の底面に対応するn角形の頂点と、の間に光センサ113が設けられている。具体的には、反射部114として四角錐状の反射部が用いられ、互いに隣接する2つの反射部114の底面の頂点間に光センサ113が設けられている。それにより、発光部111からの光を高精度に検出することができる。具体的には、光センサ113で反射部114からの反射光が検出されることを抑制し、光学シート106のたわみによる誤差を低減することができる。より具体的には、光学シート106がたわみ、反射部114からの反射光が変化することによって、光センサ113の検出値が変化することを抑制することができる。
また、本実施例では、全ての発光部111のそれぞれについて、発光部111からの距離が拡散距離の3〜6倍となる位置に少なくとも1つの光センサ113が設けられるように、光センサ113の位置と数を決定する。拡散距離は、発光部111と光学シート106の間の距離である。詳細は後述するが、発光部111からの距離が拡散距離の3〜6倍となる位置に光センサ113を設けることにより、光学シート106のたわみによる誤差を低減することができる。具体的には、光学シート106がたわみ、光学シート106からの反射光が変化することによって、光センサ113の検出値が変化することを抑制することができる。図2(A)の例では、8つの発光部111に対して2つの光センサ113が設けられている。それにより、8つの発光部111のそれぞれについて、発光部111からの距離が拡散距離の3〜6倍となる位置に1つの光センサ113を設けることができる。
図3は、LEDチップ112、光センサ113、及び、反射部114の位置関係の一例を示す斜視図である。図3から、底辺がLEDチップ112に対向するように反射部114が設けられていることがわかる。また、反射部114の底辺と対向しないように、2つの反射部114の底面側の頂点間に光センサ113が設けられていることがわかる。換言すれば、光源基板101と平行な面において、反射部114の底辺以外の辺(斜辺)の延長線上であり、2つの反射部114の中間付近である位置に、光センサ113が設けられている。
図4は、バックライト装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施例では、光源基板101はn個(nは2以上の整数)のLED基板110(1)〜110(n)を有する。n個のLED基板110(1)〜110(n)の構成は同等であるため、一例としてLED基板110(1)について説明する。LED基板110(1)は、発光部111(1,1)〜111(1,1)を有する。発光部111(1,1)〜111(1,8)は、それぞれ、LEDドライバ120(1,1)〜120(1,8)により駆動される。
本実施例では、定期的もしくは特定のタイミングで、発光部111間の温度および経年劣化度合のばらつきによって生じる輝度むらを低減するための発光輝度調整処理が行われ
る。通常動作中は全ての発光部111が点灯するが、発光輝度調整処理では複数の発光部111を所定の順番で1つずつ点灯させ、光センサ113を用いて反射光を検出する。そして、光センサ113の検出値に基づいて発光部111の発光輝度を調整する。
る。通常動作中は全ての発光部111が点灯するが、発光輝度調整処理では複数の発光部111を所定の順番で1つずつ点灯させ、光センサ113を用いて反射光を検出する。そして、光センサ113の検出値に基づいて発光部111の発光輝度を調整する。
図4は、発光部111(1,1)の発光輝度の調整に用いる検出値を得る際の点灯状態を示している。図4では、発光部111(1,1)は点灯し、他の発光部111は消灯している。発光部111(1,1)から発せられた光121(1,1)のうちの大部分は、カラー液晶パネル105(図4では不図示)へ入射する。しかし、一部は光学シート106(図4では不図示)から発光部側へ反射光として戻され、各光センサ113に入射する。各光センサ113は、検出した反射光の輝度に応じて、当該輝度を表すアナログ値122(検出値)を出力する。A/Dコンバータ123は、各光センサ113が出力したアナログ値122のうち、発光部111(1,1)に予め対応付けられている光センサ113(1,1)が出力したアナログ値122(1,1)を選択する。そして、A/Dコンバータ123は、選択したアナログ値をデジタル値にアナログ−デジタル変換し、デジタル値124をマイコン125に出力する。発光部111に予め対応付けられている光センサ113は、当該発光部111の発光輝度を調整するために用いられる。そのため、以後、この光センサを調整用光センサと記載する。
他の発光部111についても同様の処理が行われる。即ち、処理対象の発光部111のみを点灯させた状態で、各光センサ113により反射光が検出される。そして、A/Dコンバータ123では、発光輝度の調整対象の発光部111に対して予め対応付けられた調整用光センサ113のアナログ値122がデジタル値124に変換され、デジタル値124がマイコン125に出力される。
マイコン125は、光センサ113の検出値(具体的にはデジタル値124)に基づいて発光部111の発光輝度を調整する。本実施例では、マイコン125は、発光部毎に、調整用光センサの検出値に基づいて、その発光部の発光輝度を調整する。具体的には、カラー画像表示装置の製造検査時などに決定した各発光部111の輝度目標値(検出値の目標値)が不揮発メモリ126に保持されている。マイコン125は、発光部111毎に、その発光部111に対応付けられた光センサ113の検出値と、上記目標値とを比較する。そして、マイコン125は、発光部111毎に、上記比較の結果に応じて、検出値が目標値と一致するように発光輝度を調整する。発光輝度は、例えば、マイコン125からLEDドライバ120へ出力するLEDドライバ制御信号127を調整することにより調整される。LEDドライバ120は、LEDドライバ制御信号に応じて、発光部111を駆動する。LEDドライバ制御信号は、例えば、発光部111に印加するパルス信号(電流または電圧のパルス信号)のパルス幅を表す。その場合、LEDドライバ制御信号を調整することにより、発光部111の発光輝度がPWM制御される。なお、LEDドライバ制御信号はこれに限らない。例えば、LEDドライバ制御信号は、発光部111に印加するパルス信号の波高値であってもよいし、パルス幅と波高値の両方であってもよい。検出値が目標値となるように各発光部111の発光輝度を調整することにより、バックライト装置全体としての輝度むらを低減することができる。
図5は、発光部111と調整用光センサの位置関係の一例を示す模式図である。図5は、左上隅の発光部111が発光輝度の調整対象(対象発光部)である場合の例を示している。図5では、対象発光部のみが点灯し、他の発光部111は消灯している。対象発光部からの光121は、対象発光部に予め対応付けられた調整用光センサで検出される。本実施例では、対象発光部からの距離が拡散距離の3〜6倍となる位置に設けられた光センサ113が、対象発光部の調整用光センサとして使用される。そのため、対象発光部の調整用光センサが、対象発光部に最も近い光センサ113であるとは限らない。
図6は、LED基板110、発光部111、光センサ113、反射部114、及び、光学シート106の位置関係の一例を示す断面図である。図6は、図5のLED基板110をx方向から見た断面図である。
LED基板110と光学シート106間の距離である拡散距離130は、LEDチップ112間の距離(LEDピッチ)の0.7〜1.5倍程度が一般的に望ましい。
光学シート106は、周囲部分が光学シート固定部材157で固定されている。しかし、熱膨張、静電気、経年変化、重力といった要因により、光学シート106には、中央部分ほどたわみ量が大きく、周囲部分ほどたわみ量が小さいたわみが生じる。たわみの方向には、光学シート106全体がLED基板110に近づくマイナス方向のたわみ155と、光学シート106全体がLED基板110から離れるプラス方向のたわみ156とが発生する。これらのたわみに加えて、局所的なたわみやうねりも発生し得るが、一般的にはマイナス方向のたわみ155とプラス方向のたわみ156のどちらかが支配的である。
LED基板110と光学シート106間の距離である拡散距離130は、LEDチップ112間の距離(LEDピッチ)の0.7〜1.5倍程度が一般的に望ましい。
光学シート106は、周囲部分が光学シート固定部材157で固定されている。しかし、熱膨張、静電気、経年変化、重力といった要因により、光学シート106には、中央部分ほどたわみ量が大きく、周囲部分ほどたわみ量が小さいたわみが生じる。たわみの方向には、光学シート106全体がLED基板110に近づくマイナス方向のたわみ155と、光学シート106全体がLED基板110から離れるプラス方向のたわみ156とが発生する。これらのたわみに加えて、局所的なたわみやうねりも発生し得るが、一般的にはマイナス方向のたわみ155とプラス方向のたわみ156のどちらかが支配的である。
次に、光学シート106のたわみによる検出値の変化量と、割合Rd(拡散距離130に対する発光部111の発光中心と光センサ113の間の距離の割合)と、の関係を説明する。
図7は、光学シート106のたわみによる検出値(検出輝度)の変化量と、割合Rdと、の関係の一例を示す図である。図7のx軸は割合Rd、y軸は光学シート106のたわみによる検出値の変化量を示す。カーブ201は、光学シート106がマイナス方向に所定量だけたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ202は、光学シート106がプラス方向に所定量だけたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。
図7から、割合Rd=0の位置(発光部111の位置)に近いほど、光学シートのたわみによる検出輝度の変化量が大きいことがわかる。また、割合Rd=4〜6の範囲で検出輝度の変化量が小さいことがわかる。そして、割合Rd>6の範囲では、割合Rdが大きいほど検出輝度の変化量が大きいことがわかる。
図7は、光学シート106のたわみによる検出値(検出輝度)の変化量と、割合Rdと、の関係の一例を示す図である。図7のx軸は割合Rd、y軸は光学シート106のたわみによる検出値の変化量を示す。カーブ201は、光学シート106がマイナス方向に所定量だけたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ202は、光学シート106がプラス方向に所定量だけたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。
図7から、割合Rd=0の位置(発光部111の位置)に近いほど、光学シートのたわみによる検出輝度の変化量が大きいことがわかる。また、割合Rd=4〜6の範囲で検出輝度の変化量が小さいことがわかる。そして、割合Rd>6の範囲では、割合Rdが大きいほど検出輝度の変化量が大きいことがわかる。
マイコン125では、カラー画像表示装置の製造検査時などに決定した輝度目標値と、光センサ113の検出輝度とが比較され、発光部111の発光輝度が調整される。従って、輝度目標値を決定した際の光学シート106の状態からのたわみによって生じる検出輝度の変化量は、全て誤差となる。ここでは、図7の塗り潰し部分203が、検出輝度の誤差に相当する。
以上のことから、発光部111からの距離が拡散距離130の3〜6倍の位置(割合Rd=3〜6の位置)に設けられた光センサ113を用いることで、光学シート106のたわみによる検出値の誤差が所定値以下に抑えられることがわかる。
以上述べたように、本実施例によれば、発光部からの光を検出する検出部と、略多角錐状の反射部との配置を工夫したことにより、発光部からの光を高精度に検出することができる。さらに、光センサ113の検出値として光学シート106のたわみによる誤差の小さい検出値を得ることができ、ひいては高精度に発光部の発光輝度を調整することができる。
具体的には、本実施例では、反射部114の底辺と対向しないように、互いに隣接する2つの反射部114の底面の頂点(底面に対応するn角形の頂点)の間に光センサ113が設けられている。それにより、光センサ113で反射部114からの反射光が検出されることを抑制することができ、光センサ113の検出値として、光学シート106のたわみによる誤差の小さい検出値を得ることができる。
また、本実施例では、発光部111からの光が、当該発光部111から距離が拡散距離130の3〜6倍の位置に設けられた光センサ113で検出される。それにより、光センサ113の検出値として、光学シート106のたわみによる誤差の小さい検出値を得ることができる。
具体的には、本実施例では、反射部114の底辺と対向しないように、互いに隣接する2つの反射部114の底面の頂点(底面に対応するn角形の頂点)の間に光センサ113が設けられている。それにより、光センサ113で反射部114からの反射光が検出されることを抑制することができ、光センサ113の検出値として、光学シート106のたわみによる誤差の小さい検出値を得ることができる。
また、本実施例では、発光部111からの光が、当該発光部111から距離が拡散距離130の3〜6倍の位置に設けられた光センサ113で検出される。それにより、光センサ113の検出値として、光学シート106のたわみによる誤差の小さい検出値を得ることができる。
なお、上述したように、反射部114の形状は、略多角錐状(多角錐に類似した形状)であればよく、完全な多角錐状でなくてもよい。例えば、光源基板101が小さかったり、光源基板101に設ける部材(発光部111、反射部114、光センサ113、等)が大きかったりすると、光センサ113の配置スペースを確保できないことがある。そのような場合には、図8に示すように、多角錐の底面側の頂点部分を切り取った形状を有する反射部114が使用されてもよい。図8は、LED基板110、光センサ113、反射部114、及び、周辺回路222の位置関係の一例を示す断面図である。図8は、図5のLED基板110をy方向から見た断面図である。多角錐の底面側の頂点部分を切り取った形状を有する反射部114を用いることにより、光センサ113の配置スペースを確保することができる。具体的には、切り取られた頂点部分に光センサ113を設けることができる。なお、頂点部分を切り取ることによる輝度むらや検出誤差(光センサ113の検出値の誤差)への影響は極めて小さい。
また、図8に示すように、光センサ113の周辺回路222を反射部114の内部に設けてもよい。それにより、周辺回路222が他の部材の邪魔になることを抑制することができる。
また、図8に示すように、光センサ113の周辺回路222を反射部114の内部に設けてもよい。それにより、周辺回路222が他の部材の邪魔になることを抑制することができる。
なお、本実施例では、反射部114の底辺と対向しない位置に光センサ113を設けることにより、反射部114からの反射光の検出を抑制する例を説明したが、反射部114からの反射光の検出を抑制する方法はこれに限らない。例えば、図9,10に示すように光センサ113が設けられてもよい。図9,10は、反射部114からの反射光の検出を抑制する方法の一例を示す断面図である。図9の例では、光センサ113の周囲に、反射部114からの反射光を遮る遮蔽部401が設けられている。反射部114からの反射光を遮蔽部401によって遮ることにより、反射部114からの反射光の検出を抑制することができる。図10の例では、光源基板101(LED基板110)が凹部を有しており、光センサ113が凹部内に設けられている。反射部114からの反射光が凹部内に入ることは少ないため、凹部内に光センサ113を設けることにより、反射部114からの反射光の検出を抑制することができる。また、図9,10に示す方法によれば、光センサ113と反射部114の位置関係は制限されないため、様々な位置に光センサ113を設けることができる。
<比較例>
比較例として、反射部114の底辺と対向する位置に光センサ113を設けた例を説明する。図11は、比較例における、LEDチップ112、光センサ113、及び、反射部114の位置関係の一例を示す斜視図である。図11では、LEDチップ112と光センサ113が反射部114の底辺と対向する位置に設けられている。
比較例として、反射部114の底辺と対向する位置に光センサ113を設けた例を説明する。図11は、比較例における、LEDチップ112、光センサ113、及び、反射部114の位置関係の一例を示す斜視図である。図11では、LEDチップ112と光センサ113が反射部114の底辺と対向する位置に設けられている。
図12は、比較例における、発光部111と調整用光センサの位置関係の一例を示す模式図である。図12は、左上隅の発光部111が対象発光部である場合の例を示している。図12から、実施例1(図2(A))と同様に、1つのLED基板110に2つの光センサ113が設けられていることがわかる。また、図12から、光センサ113が反射部114の底辺と対向する位置に設けられていることもわかる。比較例でも、実施例1と同様に、対象発光部からの光121は、対象発光部に予め対応付けられた調整用光センサで検出される。比較例でも、実施例1と同様に、対象発光部からの距離が拡散距離の3〜6倍となる位置に設けられた光センサ113が、対象発光部の調整用光センサとして使用される。
図13は、比較例における、LED基板110、発光部111、光センサ113、反射部114、及び、光学シート106の位置関係の一例を示す断面図である。図13は、図12のLED基板110をx方向から見た断面図である。
実施例1と同様に、発光部111からの光121は、光学シート106で反射した後に光センサ113で検出される。しかしながら、比較例では光センサ113が反射部114の底辺と対向する位置に設けられているため、反射部114の側面(斜面)からの反射光が光センサ113に多く入射してしまう。また、光センサ113と発光部111の位置関係によっては、発光部111からの光(光学シート106からの反射光)が、反射部114で遮られ、光センサ113にあまり入射されないことがある。
実施例1と同様に、発光部111からの光121は、光学シート106で反射した後に光センサ113で検出される。しかしながら、比較例では光センサ113が反射部114の底辺と対向する位置に設けられているため、反射部114の側面(斜面)からの反射光が光センサ113に多く入射してしまう。また、光センサ113と発光部111の位置関係によっては、発光部111からの光(光学シート106からの反射光)が、反射部114で遮られ、光センサ113にあまり入射されないことがある。
次に、比較例における、光学シート106のたわみによる検出値の変化量と、割合Rdと、の関係を説明する。
図14は、比較例における、光学シート106のたわみによる検出値(検出輝度)の変化量と、割合Rdと、の関係の一例を示す図である。図14のx軸は割合Rd、y軸は光学シート106のたわみによる検出値の変化量を示す。カーブ301は、光学シート106がマイナス方向に所定量だけたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ302は、光学シート106がプラス方向に所定量だけたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。図14には、比較のために、図7のカーブ201,202も図示されている。
割合Rd=0の位置(発光部111の位置)に近いほど、光学シートのたわみによる検出輝度の変化量が大きい点については、比較例は実施例1と同じである。しかし、Rd=3〜6の範囲における比較例の変化量(カーブ301,302)は、他の範囲の変化量よりも若干小さいものの、実施例1の変化量(カーブ201,202)よりも非常に大きい。割合Rd>6の範囲において、割合Rdが大きいほどマイナス方向のたわみによる検出輝度の変化量が大きい点についても、比較例は実施例1と同じである。
図14は、比較例における、光学シート106のたわみによる検出値(検出輝度)の変化量と、割合Rdと、の関係の一例を示す図である。図14のx軸は割合Rd、y軸は光学シート106のたわみによる検出値の変化量を示す。カーブ301は、光学シート106がマイナス方向に所定量だけたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ302は、光学シート106がプラス方向に所定量だけたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。図14には、比較のために、図7のカーブ201,202も図示されている。
割合Rd=0の位置(発光部111の位置)に近いほど、光学シートのたわみによる検出輝度の変化量が大きい点については、比較例は実施例1と同じである。しかし、Rd=3〜6の範囲における比較例の変化量(カーブ301,302)は、他の範囲の変化量よりも若干小さいものの、実施例1の変化量(カーブ201,202)よりも非常に大きい。割合Rd>6の範囲において、割合Rdが大きいほどマイナス方向のたわみによる検出輝度の変化量が大きい点についても、比較例は実施例1と同じである。
図15は、比較例において生じ得る誤差(光学シート106のたわむことにより生じ得る検出輝度の誤差)の一例を示す図である。図15の塗り潰し部分303が、検出輝度の誤差に相当する。図15と図7を比較すると、比較例では、割合Rd=3〜6の位置に設けられた光センサ113を用いたとしても検出輝度が大きな誤差を含んでしまうことがわかる。検出輝度が大きな誤差を含んでしまう理由の1つとして、光学シート106がプラス方向にたわんだ場合のカーブ302が示す変化量が割合Rdに依らず大きいことが挙げられる。これは、光学シート106がプラス方向にたわむと、割合Rdに依らず反射部114から光センサ113への反射光が減少する。そのため、光学シート106がプラス方向にたわんだ場合の変化量は割合Rdに依らず大きい値となってしまう。
<実施例2>
以下、本発明の実施例2に係る表示装置、光源装置、及び、それらの制御方法について説明する。
実施例1では、反射部114の底辺と対向しないように光センサ113を設けることにより、光学シート106のたわみによる検出値の誤差を低減する例を説明した。本実施例では、検出値を補正する補正処理を実行することにより、検出値の誤差をさらに低減する例を説明する。
なお、実施例1と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。
以下、本発明の実施例2に係る表示装置、光源装置、及び、それらの制御方法について説明する。
実施例1では、反射部114の底辺と対向しないように光センサ113を設けることにより、光学シート106のたわみによる検出値の誤差を低減する例を説明した。本実施例では、検出値を補正する補正処理を実行することにより、検出値の誤差をさらに低減する例を説明する。
なお、実施例1と同じ部材には同じ符号を付し、その説明は省略する。
図7に示したように、反射部114の底辺と対向しないように光センサ113を設けたとしても、反射部114から光センサ113への反射光を完全に遮ることはできないため、光学シート106のたわみによってわずかな誤差が生じてしまう。
図16は、光学シート106のたわみによる検出値(検出輝度)の変化量と、割合Rdと、の関係の一例を示す図である。図16のx軸は割合Rd、y軸は光学シート106のたわみによる検出輝度の変化量を示す。図16には、光学シート106のたわみ量が互いに異なる8つのカーブが示されている。4本のカーブ501a〜501dは、光学シート106がマイナス方向にたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ501aは、カ
ーブ501bよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ501bは、カーブ501cよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ501cは、カーブ501dよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示す。4本のカーブ502a〜502dは、光学シート106がプラス方向にたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ502aは、カーブ502bよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ502bは、カーブ502cよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ502cは、カーブ502dよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示す。図16から、割合Rd=4〜5の範囲内に、検出輝度の変化量が最も小さくなる誤差最小点503が存在することがわかる。ただし、誤差最小点503に対応する割合Rdは、LEDピッチやLEDの指向特性など、バックライト装置の構造によって変化しうる。また、誤差最小点503付近では、光学シート106がマイナス方向とプラス方向のいずれの方向にたわんだ場合であっても、検出輝度にマイナスの変化量(誤差)が発生することがわかる。
ーブ501bよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ501bは、カーブ501cよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ501cは、カーブ501dよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示す。4本のカーブ502a〜502dは、光学シート106がプラス方向にたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ502aは、カーブ502bよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ502bは、カーブ502cよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ502cは、カーブ502dよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示す。図16から、割合Rd=4〜5の範囲内に、検出輝度の変化量が最も小さくなる誤差最小点503が存在することがわかる。ただし、誤差最小点503に対応する割合Rdは、LEDピッチやLEDの指向特性など、バックライト装置の構造によって変化しうる。また、誤差最小点503付近では、光学シート106がマイナス方向とプラス方向のいずれの方向にたわんだ場合であっても、検出輝度にマイナスの変化量(誤差)が発生することがわかる。
比較のために、反射部114を有さない直下型バックライト装置における検出輝度の変化量(誤差)について説明する。図17は、反射部114を用いない場合の割合Rdと誤差(光学シート106のたわみによって生じる光センサ113の検出輝度の変化量)の関係の一例を示す図である。図17のx軸は割合Rd、y軸は光学シート106のたわみによる検出輝度の変化量を示す。図17には、光学シート106のたわみ量が互いに異なる8つのカーブが示されている。4本のカーブ601a〜601dは、光学シート106がマイナス方向にたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ601aは、カーブ601bよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ601bは、カーブ601cよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ601cは、カーブ601dよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示す。4本のカーブ602a〜602dは、光学シート106がプラス方向にたわんだ場合の検出輝度の変化量を示す。カーブ602aは、カーブ602bよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ602bは、カーブ602cよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示し、カーブ602cは、カーブ602dよりもたわみ量が大きい場合の変化量を示す。図17から分かるように、割合Rd=4付近に、検出輝度の変化量がゼロとなる誤差ゼロクロス点603が存在することがわかる。ただし、誤差ゼロクロス点603となる割合Rdは、LEDピッチやLEDの指向特性など、バックライト装置の構造によって変化しうる。また、誤差ゼロクロス点603では、光学シート106がマイナス方向とプラス方向のいずれの方向にたわんだ場合であっても、検出輝度の変化量(誤差)がほぼゼロに収まることがわかる。
このように、反射部114を用いた構成においては、誤差最小点503付近に光センサ113を配置しても、検出値にわずかな誤差が生じてしまう。そこで、本実施例では、検出値を補正することにより、検出値の誤差を低減する。
本実施例では、発光部111の発光輝度を調整する際に、調整用光センサだけでなく、誤差補正用光センサを使用する。図18は、光学シート106のたわみによる検出値(検出輝度)の変化量と、割合Rdと、の関係の一例を示す図であり、調整用光センサと誤差補正用光センサの位置の一例を示す図である。符号511は、調整用光センサの位置に対応するRdの値を示し、符号512は、誤差補正用光センサの位置に対応するRdの値を示す。調整用光センサは、発光輝度の調整対象である発光部111(対象発光部)からの光を検出し、調整するために使用される光センサ113(第1検出部)である。誤差補正用光センサは、光学シート106のたわみによって生じる調整用光センサの検出値の変化(誤差)を補正するために使用される光センサ113(第2検出部)である。本実施例では、対象発光部からの距離が調整用光センサよりも短い光センサ113を、誤差補正用光センサとして使用する。その理由については後述する。図18の例では、検出値の変化量が最も小さくなる誤差最小点付近に設けられた光センサ113が、調整用光センサとして使用される。そして、検出値の変化量が大きい位置に設けられた光センサ113が、誤差
補正用光センサとして使用される。具体的には、割合Rd=1である位置付近に設けられた光センサ113が、誤差補正用光センサとして使用される。即ち、対象発光部111の近くに設けられた光センサ113が、誤差補正用光センサとして使用される。
補正用光センサとして使用される。具体的には、割合Rd=1である位置付近に設けられた光センサ113が、誤差補正用光センサとして使用される。即ち、対象発光部111の近くに設けられた光センサ113が、誤差補正用光センサとして使用される。
図19は、調整用光センサの検出値と誤差補正用光センサの検出値とに基づいて、調整用光センサの検出値を補正する方法を説明する図である。図19のx軸は割合Rd、y軸は光学シート106のたわみによる検出輝度の変化量を示す。
本実施例では、調整用光センサの検出値と誤差補正用光センサの検出値との差に基づいて、調整用光センサの検出値を補正する。符号701は、調整用光センサの検出値と誤差補正用光センサの検出値との差(乖離量)を示す。符号702は、調整用光センサの検出値が含む誤差を示す。図18から、たわみ量の変化によって乖離量701も変化することがわかる。そして、乖離量701が大きいほど誤差702が大きいこともわかる。そこで、補正処理では、乖離量701を算出し、乖離量701が大きいほど、補正前の検出値と補正後の検出値の差が大きくなるように、調整用光センサの検出値を補正する。
補正処理は、例えば、マイコン125によって行われる。
本実施例では、調整用光センサの検出値と誤差補正用光センサの検出値との差に基づいて、調整用光センサの検出値を補正する。符号701は、調整用光センサの検出値と誤差補正用光センサの検出値との差(乖離量)を示す。符号702は、調整用光センサの検出値が含む誤差を示す。図18から、たわみ量の変化によって乖離量701も変化することがわかる。そして、乖離量701が大きいほど誤差702が大きいこともわかる。そこで、補正処理では、乖離量701を算出し、乖離量701が大きいほど、補正前の検出値と補正後の検出値の差が大きくなるように、調整用光センサの検出値を補正する。
補正処理は、例えば、マイコン125によって行われる。
また、図18から、対象発光部からの距離が短い光センサ113では、検出値の変化量が大きいことがわかる。そのため、そのような光センサ113を使用することにより、たわみ量の変化による乖離量の変化をより高精度に検出することができ、調整用光センサの検出値をより高精度に補正することができる。さらに、図18から、検出値の変化量が小さい光センサ113と検出値の変化量が大きい光センサ113とを使用した場合の方が、検出値の変化量が同程度の2つの光センサ113を使用した場合に比べ、たわみ量の変化による乖離量の変化が大きいことがわかる。そのため、検出値の変化量が小さい光センサ113と検出値の変化量が大きい光センサ113とを使用することにより、たわみ量の変化による乖離量の変化をより高精度に検出することができ、調整用光センサの検出値をより高精度に補正することができる。このような理由から、本実施例では、検出値の変化量が小さい光センサ113を調整用光センサとして使用し、検出値の変化量が大きい光センサ113を誤差補正用光センサとして使用している。
図20は、調整用光センサと誤差補正用光センサの検出値の一例を示す図である。本実施例では、カラー画像表示装置の製造検査時などにおいて、調整用光センサと誤差補正用光センサの検出値が基準検出値として不揮発メモリ126に記録される。調整用光センサの基準検出値は、輝度目標値として使用される。調整用光センサは対象発光部111から遠い位置に設けられているため、調整用光センサの基準検出値の絶対値は小さい。一方、誤差補正用光センサは発光部111に近い位置に設けられているため、誤差補正用光センサの基準検出値の絶対値は大きい。図20では、基準検出値が1に正規化されている。図20に示すように、調整用光センサの基準検出値と誤差補正用光センサの基準検出値とはいずれも1.00である。バックライト装置を使用すると、温度や経年劣化によって発光部111の発光輝度が変化する。
図20の「変化後検出値」は、温度上昇により対象発光部111の発光輝度が10%低下した場合の検出値を示す。図20から、調整用光センサの変化後検出値と誤差補正用光センサの変化後検出値とはいずれも0.90であり、調整用光センサの検出値と誤差補正用光センサの検出値の両方が10%低下していることがわかる。
しかし、光学シート106のたわみによる誤差が生じると、調整用光センサの検出値と誤差補正用光センサの検出値との差(乖離)が生じる。図20の「たわみ後検出値」は、光学シートのたわみが生じているときの検出値を示す。ここでは、図19に示すように、誤差補正用光センサの検出値が大きくなり、調整用光センサの検出値が小さくなるような乖離が生じたものとする。図20から、調整用光センサのたわみ後検出値が0.85であ
り、誤差補正用光センサのたわみ後検出値が1.40であり、乖離量701が1.40−
0.85=+0.55であることがわかる。本実施例では、この乖離量701から、補正処理の補正値(または誤差702)が求められる。
なお、本実施例では、調整用光センサの検出値から誤差補正用光センサの検出値を減算した値を乖離量701として用いるが、誤差補正用光センサの検出値から調整用光センサの検出値を減算した値を乖離量701として用いてもよい。
り、誤差補正用光センサのたわみ後検出値が1.40であり、乖離量701が1.40−
0.85=+0.55であることがわかる。本実施例では、この乖離量701から、補正処理の補正値(または誤差702)が求められる。
なお、本実施例では、調整用光センサの検出値から誤差補正用光センサの検出値を減算した値を乖離量701として用いるが、誤差補正用光センサの検出値から調整用光センサの検出値を減算した値を乖離量701として用いてもよい。
本実施例では、乖離量と補正値の対応関係を表す対応情報が予め用意されている。そして、補正処理では、乖離量701に対応する補正値が対応情報(テーブルや関数)に基づいて決定され、決定された補正値を用いて調整用光センサの検出値が補正される。
図21は、対応情報の一例を示す図である。図21のx軸は乖離量、y軸は補正値を示す。図21に示す対応情報を用いた場合、乖離量701=+0.55のとき(調整用光センサのたわみ後検出値が0.85であり、誤差補正用光センサのたわみ後検出値が1.4
0であるとき)に、補正値=+0.05が得られる。補正処理では、調整用光センサの検出値(たわみ後検出値)に補正値が加算される。そのため、調整用光センサの補正後の検出値として、0.85+0.05=0.90が得られる。この値(0.9)は、光学シー
トのたわみによる誤差を含まない変化後検出値(調整用光センサの変化後検出値)と同じ値である。このことから、補正値の加算により、光学シート106のたわみによる誤差が低減(除去)されたことがわかる。
図21は、対応情報の一例を示す図である。図21のx軸は乖離量、y軸は補正値を示す。図21に示す対応情報を用いた場合、乖離量701=+0.55のとき(調整用光センサのたわみ後検出値が0.85であり、誤差補正用光センサのたわみ後検出値が1.4
0であるとき)に、補正値=+0.05が得られる。補正処理では、調整用光センサの検出値(たわみ後検出値)に補正値が加算される。そのため、調整用光センサの補正後の検出値として、0.85+0.05=0.90が得られる。この値(0.9)は、光学シー
トのたわみによる誤差を含まない変化後検出値(調整用光センサの変化後検出値)と同じ値である。このことから、補正値の加算により、光学シート106のたわみによる誤差が低減(除去)されたことがわかる。
対応情報は、光学シート106のたわみによる誤差の測定結果に基づいて生成することができる。具体的には、カラー画像表示装置を起動し、バックライト装置の温度が十分に安定するように数時間のエージングを行う。次に、光学シート106を意図的にたわませる前に、調整用光センサの検出値(たわみ前検出値)を取得する。その後、光学シート106に外力を加えたり、光学シート106を傾けたりすることにより、光学シート106を意図的にたわませる。そして、光学シート106を意図的にたわませた状態で、調整用光センサの検出値(たわみ後検出値)と誤差補正用光センサの検出値(たわみ後検出値)を取得する。このとき、温度変化等による対象発光部111の発光輝度変化は生じていないため、調整用光センサのたわみ前検出値とたわみ後検出値の差は誤差702に相当する。そして、調整用光センサのたわみ後検出値と誤差補正用光センサのたわみ後検出値との差が乖離量701(たわみ後検出値の乖離量)に相当する。そのため、調整用光センサのたわみ前検出値とたわみ後検出値の差に応じて、たわみ後検出値の乖離量に対応する補正値を決定することができる。ここでは、調整用光センサのたわみ前検出値とたわみ後検出値の差に−1を乗算することにより、たわみ後検出値の乖離量に対応する補正値が算出される。複数のたわみ量について乖離量と補正値を求めることにより、乖離量と補正値の対応関係を表す対応情報が生成される。たわみ後検出値を取得するためのたわみ量の数が多いほど精度の高い対応情報を生成することができる。生成された対応情報は、マイコン125で随時使用できるように、不揮発メモリ126に記録される。
なお、対応情報をカラー画像表示装置毎に生成するのは容易ではない。そのため、複数のカラー画像表示装置(サンプル)のそれぞれの検出値を取得し、複数のカラー画像表示装置から得られた複数の検出値を代表する代表値を算出してもよい。そして、代表値を用いて複数のカラー画像表示装置に共通の対応情報を生成してもよい。また、複数のカラー画像表示装置のそれぞれについて誤差と乖離量の測定を行い、複数のカラー画像表示装置から得られた複数の誤差を代表する代表値と、複数のカラー画像表示装置から得られた複数の乖離量を代表する代表値と、を算出してもよい。そして、誤差の代表値と乖離量の代表値とを用いて複数のカラー画像表示装置に共通の対応情報を生成してもよい。それにより、対応情報の生成に要する処理負荷や処理時間を低減することができる。
なお、対応情報として、乖離量と誤差(光学シート106のたわみによる誤差)との対応関係を表す情報が用意されてもよい。
なお、対応情報として、乖離量と誤差(光学シート106のたわみによる誤差)との対応関係を表す情報が用意されてもよい。
以上述べたように、本実施例によれば、調整用光センサの検出値と誤差補正用光センサの検出値との差に基づいて、調整用光センサの検出値が補正される。それにより、光センサの検出値として光学シートのたわみによる誤差の小さい検出値を得ることができ、ひいては高精度に発光部の発光輝度を調整することができる。具体的には、実施例1よりも誤差の小さい検出値を得ることが可能となる。
なお、本実施例では、誤差最小点付近に設けられた光センサ113を調整用光センサとして使用する例を説明したが、調整用光センサの位置はこれに限らない。
図22は、誤差最小点から離れた位置に設けられた光センサ113を調整用光センサとして使用した場合の例を示す。図22は、光学シート106のたわみによる検出値(検出輝度)の変化量と、割合Rdと、の関係の一例を示す図であり、調整用光センサと誤差補正用光センサの位置の一例を示す図である。符号521は、調整用光センサの位置に対応するRdの値を示し、符号522は、誤差補正用光センサの位置に対応するRdの値を示す。図22から、調整用光センサの位置が誤差最小点から離れていることがわかる。誤差補正用光センサの位置は、図19と同じである。調整用光センサの位置が誤差最小点から離れていても、上述した方法により対応情報を生成することができ、誤差を低減することができる。
図22に示す調整用光センサと誤差補正用光センサを使用する場合には、光学シート106のプラス方向のたわみ量の増加に対する乖離量の増加が小さく、光学シート106のマイナス方向のたわみ量の増加に対する乖離量の増加が大きいことがわかる。そのため、図22に示す調整用光センサと誤差補正用光センサを使用する場合には、図23に示す対応情報が予め生成され、使用される。図23のx軸は乖離量、y軸は補正値を示す。
図22は、誤差最小点から離れた位置に設けられた光センサ113を調整用光センサとして使用した場合の例を示す。図22は、光学シート106のたわみによる検出値(検出輝度)の変化量と、割合Rdと、の関係の一例を示す図であり、調整用光センサと誤差補正用光センサの位置の一例を示す図である。符号521は、調整用光センサの位置に対応するRdの値を示し、符号522は、誤差補正用光センサの位置に対応するRdの値を示す。図22から、調整用光センサの位置が誤差最小点から離れていることがわかる。誤差補正用光センサの位置は、図19と同じである。調整用光センサの位置が誤差最小点から離れていても、上述した方法により対応情報を生成することができ、誤差を低減することができる。
図22に示す調整用光センサと誤差補正用光センサを使用する場合には、光学シート106のプラス方向のたわみ量の増加に対する乖離量の増加が小さく、光学シート106のマイナス方向のたわみ量の増加に対する乖離量の増加が大きいことがわかる。そのため、図22に示す調整用光センサと誤差補正用光センサを使用する場合には、図23に示す対応情報が予め生成され、使用される。図23のx軸は乖離量、y軸は補正値を示す。
このように、誤差最小点から離れた位置に設けられた光センサ113を調整用光センサとして使用しても、補正処理により誤差を低減することができる。
多数の発光部111のそれぞれに対して誤差最小点付近に光センサ113を設けるためには、多数の光センサ113を設ける必要がある。誤差最小点から離れた位置に設けられた光センサ113を調整用光センサとして用いれば、複数の発光部111の複数の調整用光センサとして、複数の発光部111の間で共通の1つの光センサ113を使用することが可能となる。その結果、光センサ113の総数を低減することができる。
多数の発光部111のそれぞれに対して誤差最小点付近に光センサ113を設けるためには、多数の光センサ113を設ける必要がある。誤差最小点から離れた位置に設けられた光センサ113を調整用光センサとして用いれば、複数の発光部111の複数の調整用光センサとして、複数の発光部111の間で共通の1つの光センサ113を使用することが可能となる。その結果、光センサ113の総数を低減することができる。
同様に、誤差補正用光センサの位置も特に限定されない。本実施例では、対象発光部からの距離が調整用光センサよりも短い光センサを、誤差補正用光センサとして使用したが、対象発光部からの距離が調整用光センサよりも長い光センサが、誤差補正用光センサとして使用されてもよい。また、調整用光センサと誤差補正用光センサは、反射部からの反射光が多量に検出される位置に設けられていてもよい。誤差補正用光センサの位置を制限しないことによっても、光センサ113の総数を低減することができる。調整用光センサと誤差補正用光センサの両方の位置を制限しなければ、光センサ113の総数をより低減することができる。但し、補正処理の精度の観点から、対象発光部からの距離が調整用光センサよりも短い光センサを、誤差補正用光センサとして使用することが好ましい。また、補正処理によって誤差が完全に除去できるとは限らないため、調整用光センサは、反射部からの反射光が検出されないように設けられていることが好ましい。
なお、誤差補正用光センサは、誤差を補正するためだけに使用される光センサであってもよいし、他の発光部111の発光輝度を調整する際に調整用光センサとして使用される光センサであってもよい。但し、補正処理の精度の観点から、誤差補正用光センサは、反射部からの反射光が多量に検出されるように設けられていることが好ましい。上述したように、調整用光センサは、反射部からの反射光が検出されないように設けられていることが好ましい。そのため、誤差補正用光センサは、誤差を補正するためだけに使用される光
センサであることが好ましい。
図24,25は、反射部からの反射光が多量に検出されるように設けられた光センサ(誤差補正用光センサとして使用するのに適した光センサ)の一例を示す図である。図24では、検出面が反射部114の方向を向くように光センサが設けられている。図25では、検出面が光学シート上の位置のうち、反射部114に対向する位置の方向を向くように光センサが設けられている。図25では、反射部114に設けられた穴の中に光センサが設けられている。
センサであることが好ましい。
図24,25は、反射部からの反射光が多量に検出されるように設けられた光センサ(誤差補正用光センサとして使用するのに適した光センサ)の一例を示す図である。図24では、検出面が反射部114の方向を向くように光センサが設けられている。図25では、検出面が光学シート上の位置のうち、反射部114に対向する位置の方向を向くように光センサが設けられている。図25では、反射部114に設けられた穴の中に光センサが設けられている。
101 光源基板
105 カラー液晶パネル
106 光学シート
111 発光部
113 光センサ
114 反射部
125 マイコン
105 カラー液晶パネル
106 光学シート
111 発光部
113 光センサ
114 反射部
125 マイコン
Claims (18)
- 基板と、
前記基板に設けられた発光部と、
前記発光部に対向する位置に設けられた光学シートと、
前記発光部からの光を反射する複数の反射部と、
前記基板に設けられ、前記発光部からの光を検出する第1検出部と、
を有し、
前記反射部は、略n角錐状(nは3以上の整数)の形状を有し、
前記反射部は、その底面が前記基板と平行になるように設けられており、
前記第1検出部は、互いに隣接する2つの反射部の一方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、他方の反射部の底面に対応するn角形の頂点と、の間に設けられている
ことを特徴とする光源装置。 - 前記第1検出部は、前記反射部の底面に対応するn角形の辺と対向しない位置に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記第1検出部は、前記発光部から、前記発光部と前記光学シートの間の距離の3〜6倍の距離だけ離れた位置に設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。 - 前記反射部は、多角錐の底面側の頂点部分を切り取った形状を有し、
前記第1検出部は、切り取られた前記頂点部分に設けられている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第1検出部の周囲に設けられ、前記反射部からの反射光を遮る遮蔽部を有する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記基板は凹部を有し、
前記第1検出部は前記凹部に設けられている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第1検出部の周辺回路は、前記反射部の内部に設けられている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記複数の反射部は、前記発光部を囲むように設けられている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光源装置。 - 複数の発光部を有し、
前記複数の反射部は、各発光部が2つ以上の反射部で囲まれるように設けられている
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記発光部は複数の光源を有し、
前記複数の反射部は、各光源が2つ以上の反射部で囲まれるように設けられている
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記光源は、前記反射部の底面に対応するn角形の辺に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の光源装置。
- 前記基板に設けられ、前記発光部からの光を検出する第2検出部と、
前記第1検出部の検出値と前記第2検出部の検出値との差に基づいて、前記第1検出部の検出値を補正する補正手段と、
をさらに有する
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記発光部と前記第2検出部の間の距離は、前記発光部と前記第1検出部の間の距離よりも短い
ことを特徴とする請求項12に記載の光源装置。 - 前記補正手段は、前記第1検出部の検出値と前記第2検出部の検出値との差が大きいほど、前記第1検出部の補正前の検出値と補正後の検出値との差が大きくなるように、前記第1検出部の検出値を補正する
ことを特徴とする請求項12または13に記載の光源装置。 - 検出値の差と補正値との対応関係を表す対応情報が予め用意されており、
前記補正手段は、前記第1検出部の検出値と前記第2検出部の検出値との差に対応する補正値を前記対応情報に基づいて決定し、決定した前記補正値を用いて前記第1検出部の検出値を補正する
ことを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第2検出部は、検出面が前記反射部の方向を向くように設けられている
ことを特徴とする請求項12〜15のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第2検出部は、検出面が前記光学シート上の位置のうち、前記反射部に対向する位置の方向を向くように設けられている
ことを特徴とする請求項12〜15のいずれか1項に記載の光源装置。 - 請求項1〜17のいずれか1項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を変調することで画面に画像を表示する表示部と、
を有する表示装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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