JP4552155B2 - テレビジョン装置 - Google Patents

Description

本発明は液晶ディスプレイ及びテレビジョン装置に関して好適なものである。

従来、液晶ディスプレイは、液晶パネルのパネル背面に対向されるバックライト光源の前方に拡散板や光学シートが配された構造を有する（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−２１１４７公報

ところがかかる液晶ディスプレイでは、光学的な濃淡や明暗等の光学特性上、拡散板に対する光学シートの距離を一定に保持する要請があるが、温度や湿度等の環境変化により、光学シートがシート面の面方向に対して直交する方向に浮き沈みすることでしわとなり、拡散板との距離が変位する場合がある。

この場合、拡散板との距離の変位に応じて光学特性が変化し、表示画面上での輝度ムラが生じ、この結果、画質が劣化するという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光学シートのしわを簡易に防止し得るテレビジョン装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明は、テレビジョン装置であって、液晶パネルと、その液晶パネルのパネル背面から所定の距離を隔てて対向配置される面に設けられる複数の光源と、その複数の光源の前方に吊り下げられた光学シートと、当該光源と液晶パネルとを駆動する駆動手段とを有する。

この光学シートは、液晶パネルのパネル背面の上端から下端にかけて近づくように、該パネル背面に対して傾けられる。また駆動手段は、パネル背面に対して光学シートが傾けられたことにより生じる各光源の点灯パターンにそれぞれ対応する輝度情報を保持する保持手段を有し、表示対象となる画像の輝度情報に基づき、光源の点灯量を加減して点灯させるとともに、該保持手段に保持される輝度情報に基づき、画像の輝度情報を補正する。

以上のように本発明によれば、吊下対象の光学シートを傾けるようにしたことにより、該光学シートのシート自重によって、シート面の面方向と直交する方向の動きを抑止することができる。また、パネル背面に対して光学シートが傾けられたことにより生じる各光源の点灯パターンそれぞれに対応する輝度情報に基づいて画像の輝度情報を補正するようにしたことにより、光学シートを傾斜させたことに起因する表示画面での輝度ムラを抑えることができる。かくして画質を向上し得るテレビジョン装置を実現できる。

以下図面について、本発明を適用した一実施の形態を詳述する。

（１）本実施の形態によるテレビジョン装置の構成
図１において、本実施の形態によるテレビジョン装置１の構成を示す。このテレビジョン装置１は、受信処理部２、画像デコード処理部３、表示デバイス駆動部４及び液晶ディスプレイ５を含む構成となっている。液晶ディスプレイ５は、液晶駆動部６、液晶パネル７、バックライト駆動部８及びバックライト９から構成される。

受信処理部２は、アンテナＡＮＴを介して受信されるディジタルテレビジョン放送信号に対して所定の復調処理等を施し、例えばＭＰＥＧ（Motion Pictures Expert Group）等の所定の圧縮符号化方式により符号化された符号化データを抽出し、これを画像デコード処理部３へ供給する。

画像デコード処理部３は、符号化データに対して、その符号化データに対応する方式の復号化処理等を施し、該処理結果として生成される映像データを、表示デバイス駆動部４に送出する。

表示デバイス駆動部４は、映像データから、クロマ処理やセパレート信号生成処理等の信号処理を経て液晶ディスプレイ５の駆動に関する駆動信号を生成して液晶駆動部６に入力し、該液晶駆動部６により、駆動信号に応じた画像を液晶パネル７の表示画面に順次表示させる。また表示デバイス駆動部４は、液晶パネル７において分割される複数の領域に対応させて設けられたバックライト９の光源を、個々に点灯させるための駆動信号を生成してバックライト駆動部８に入力し、該バックライト駆動部８により、駆動信号に応じた点灯パターンでバックライト９の光源を点灯させる。

このようにしてテレビジョン装置１は、地上ディジタル放送やＢＳ（Broadcast Satellite）ディジタル放送により放送されるテレビジョン放送番組の映像を表示することができるようになされている。

この実施の形態におけるテレビジョン装置１では、液晶ディスプレイ５におけるバックライトの消費電力を抑えながら、該液晶ディスプレイ５に表示される画像のコントラストが明瞭となるように、表示デバイス駆動部４が、光源の点灯状態と、表示対象の画像の輝度状態とを調整するようになされている。

具体的に表示デバイス駆動部４は、駆動信号に応じた画像（表示対象の画像）における輝度レベルを所定サイズのブロックごとに検出し、これらブロックのうち、たとえば輝度分布のレベルが第１の閾値以上となり、その輝度分布のレベル差が第２の閾値未満となるブロックが存在する場合、当該ブロックに対応する光源を部分的に点灯させるなどの点灯処理を実行する。

また表示デバイス駆動部４は、複数の光源に対する点灯パターンに対応する光の拡散パターンを、内部の記憶媒体にデータとして保持しており、当該光源を部分的に点灯させた場合、その点灯パターンに対応する光の拡散パターンと逆パターンに、表示対象の画像における輝度レベルを補正し、表示対象となる画像に対するダイナミックレンジを広げるようになされている。

この表示デバイス駆動部４は、例えば、表示対象の画像に、一定以上の明るさをもつ平坦部分が存在する場合、その平坦部分に対応する光源だけが部分的に点灯され、該部分的に点灯させることによる光の拡散パターンのムラが、その拡散パターンと逆パターンとして補正された輝度パターンで相殺されることとなり、この結果、表示画面全体における輝度ムラを抑えつつコントラストが強調される。

このように表示デバイス駆動部４は、表示対象の画像内の、分割された輝度部分に応じ、その部分に対応する光源だけを部分的に点灯させその点灯度合いを調整するとともに、表示対象の画像における輝度を、当該点灯パターンに対応する拡散パターンの逆パターンに補正することで、バックライト９の消費電力を抑えながら、液晶パネル７に表示される画像のコントラストを明瞭にすることができるようになされている。

（２）液晶ディスプレイの構造
次に、液晶ディスプレイ５の構造について説明する。この液晶ディスプレイ５は、図２に示すように、液晶パネル７、バックライトボックス１２、光学部材１３を含む構造となっている。

このバックライトボックス１２は、液晶パネル７と所定の距離を隔てて、その底面が液晶パネル７のパネル背面と対向された状態で配置され、該底面には、例えば冷陰極管(Cold Cathode Fluorescent Lamp)又はＬＥＤ(Light Emitting Diode)等でなる複数の光源（図示せず（バックライト９に相当））が配列される。

またこのバックライトボックス１２の開放面には、輝度が均一となるように入射光を拡散させる光学特性を有する拡散板２１が固着され、該開放面の上側とされるフレーム部分には、光学シート２２を吊り下げるための複数の吊下用フック（図示せず）が、所定間隔ごとに設けられている。

光学シート２２は、この実施の形態では、拡散シート３１、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３からなっている。

拡散シート３１は、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３を組み合わせたときの相乗効果により正面輝度を向上させる光学特性を有し、プリズムシート３２は、前方に対して集光させる光学特性を有し、偏光変換シート３３は、光の偏光方向を規制させる光学特性を有している。

これら拡散シート３１、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３には、それぞれ、当該シートの上端となる部分に複数のフック挿入孔が所定の間隔ごとに形成されている。各拡散シート３１、プリズムシート３２、偏光変換シート３３は、それぞれ、フック挿入孔を介して、バックライトボックス１２の上端フレームに設けられた対応する吊下用フックに吊り下げられ、これにより拡散板２１の前方に拡散シート３１、プリズムシート３２、偏光変換シート３３の順で配置される。

フック挿入孔には、挿入される吊下用フックにフィットする第１のフック挿入孔と、該第１のフック挿入孔に対して、吊下用フックに対する水平方向の動きを許容させ得る第２のフック挿入孔とがあり、第１のフック挿入孔を基準として第２のフック挿入孔が設けられる。この実施の形態では、例えば図２に示したように、円形状でなる一の第１のフック挿入孔がシート上端の中央に設けられ、該第１のフック挿入孔の左右に、円形状を水平方向に拡張した楕円形状でなる複数の第２のフック挿入孔が、所定間隔ごとに設けられている。

これによりこの液晶ディスプレイ５は、温度変化や湿度変化等の環境変化に対する、拡散シート３１、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３の伸縮に柔軟性をもたせることができ、この結果、伸縮状態から永続的に元の状態に戻らないといったことを未然に回避し得るようになされている。

このようにこの液晶ディスプレイ５は、液晶パネル７のパネル背面に所定距離を隔てて配列される複数の光源の前方に拡散板２１が配置され、該拡散板２１の前方に拡散シート３１、プリズムシート３２、偏光変換シート３３の順で光学シート２２が配置された構造を有する。

これに加えて、この液晶ディスプレイ５は、液晶パネル７のパネル面に対して光学部材１３（拡散板２１、拡散シート３１、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３）の各面が傾斜された構造を有している。

具体的にこの実施の形態の場合、図３及びこの図３におけるＡ−Ａ´断面をとった図４に示すように、バックライトボックス１２における上端のフレーム長ＦＷ１よりも下端フレームのフレーム長ＦＷ２が大きく形成されており、これによりバックライトボックス１２の開放面が、液晶パネル７のパネル背面に対して所定の傾斜角度θをもって傾斜している。

したがって、バックライトボックス１２の開放面に固着された拡散板２１と、該開放面の上端フレームから吊り下げられる光学シート２２とは、それぞれ、液晶パネル７のパネル背面に対して所定の傾斜角度θをもって傾けられる。

この結果、この液晶ディスプレイ５では、光学シート２２のシート自重に応じた押し付け荷重（図４において太破線により示される部分）が鉛直方向に加わることとなり、該荷重によって、拡散板２１と拡散シート３１の間、拡散シート３１とプリズムシート３２の間及びプリズムシート３２と偏光変換シート３３の間それぞれにおける密着性が高まることとなる。

ちなみに、液晶パネル７とバックライトボックス１２とは、光学特性上確保すべき距離を基準として、偏光変換シート３３のシート前面に対する、液晶パネル７のパネル背面の下端との直線距離ｄ１よりも上端との直線距離ｄ２が大きくなるように、対向配置される。

このようにこの液晶ディスプレイ５は、拡散板２１と、該拡散板２１上に吊り下げられた光学シート２２（拡散シート３１、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３）とが液晶パネル７のパネル背面の上端から下端かけて近づくように傾斜された構造を有していることにより、拡散板２１と拡散シート３１の間、拡散シート３１とプリズムシート３２の間及びプリズムシート３２と偏光変換シート３３の間それぞれにおける密着性を、当該光学シート２２のシート自重により保持することができるようになされている。

またこの液晶ディスプレイ５は、光学シート２２におけるシート面の面方向と直交する方向の動き（浮き沈み）を抑止（つまり、拡散板に対する各シートの密着性を保持）しつつも、該面方向の動き（伸縮）を許容することができるようになされている。

かかる傾斜角度θは、吊り下げ対象の光学シート２２（拡散シート３１、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３）のシート自重に応じて選定される。ここで、傾斜角度θと、シート自重との関係を図５に示す。

この図５では、ある製品における各画面サイズの光学シート２２のうち、４２［inch］の光学シート２２のシート自重については実測値（おおよそ６００［g］）を採用し、他の画面サイズの光学シートのシート自重については、４２［inch］の光学シートの面積比に応じて求めた値を採用している。

またこの図５では、各画面サイズの光学シートの押付け加重は、当該光学シートのシート自重と、そのシート自重に応じた傾斜角度θのサイン成分（ｓｉｎθ）との乗算結果となっている。

この図５からも明らかなように、シート自重が大きいほど、傾斜角度を小さい値に選定することで、光学シート２２におけるシート面の方向の動き（伸縮）を許容しながらも、シート面と直交する方向の動き（浮き沈み）を抑止する（つまり、拡散板に対する各シートの密着性を維持する）程度の加重（荷重）としては、実用的な値を得ることができる。

（３）光学シート２２の傾斜と、表示デバイス駆動部４における補正との関係
ところで、拡散板２１が傾斜されていない場合、図６（Ａ）に示すように、バックライトボックス１２の底面に設けられた光源と、該バックライトボックス１２の開放面に設けられた拡散板２１との距離がどの位置でも同じであるため、光の拡散パターンは略同一となる。

これに対して、この実施の形態では、拡散板２１が傾斜されているので、図６（Ｂ）に示すように、バックライトボックス１２の底面に設けられた光源と、該バックライトボックス１２の開放面に設けられた拡散板２１との距離は、拡散板２１の前面における上段から下段にかけて大きくなる。このため、拡散板２１の前面における上段から下段に向かうほど、光の拡散パターンにおける分布の広がりが大きくなる。

したがって、表示デバイス駆動部４が、分割された光源に対応する画像の明るさに応じて相対する光源を点灯させたときに、その点灯パターンに対応する光の拡散パターンと逆パターンに、表示対象の画像における輝度レベルを補正する場合、光学シート２２の傾斜に起因する変位が反映された拡散パターンの逆パターンに補正しなければ、該部分的に点灯させることによる光の拡散パターンのムラが、その拡散パターンと逆パターンとして補正された輝度パターンで相殺されない関係となり、表示画面上での輝度ムラがかえって強調されるといった結果を招くことになりかねない。

そこで、この実施の形態における表示駆動部４内部の記憶媒体にデータとして保持される、複数の光源に対する点灯パターンに対応する光の拡散パターンにおける分布の広がりは、拡散板２１における光学特性上最適とされる光源に対する距離を基準として、一定以上の明るさをもつ平坦部分が画像の下側に位置するほど大きく設定される。

これにより表示駆動部４は、拡散板２１を傾斜させた場合であっても、表示画面全体における輝度ムラを適切に抑えつつコントラストを明瞭化することができるようになされている。

（４）動作及び効果
以上の構成において、このディスプレイ装置１における液晶ディスプレイ５は、拡散板２１と、該拡散板２１上に吊り下げられた光学シート２２（拡散シート３１、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３）とが液晶パネル７のパネル背面の上端から下端かけて近づくように傾斜された構造をもつようにした。

これによりこの液晶ディスプレイ５は、光学シート２２のシート自重によって、該光学シート２２におけるシート面の方向の動き（伸縮）を許容しながらも、シート面と直交する方向の動き（浮き沈み）を抑止する（つまり、拡散板２１と拡散シート３１の間、拡散シート３１とプリズムシート３２の間及びプリズムシート３２と偏光変換シート３３の間それぞれにおける密着性を維持する）ことができる。

かかる傾斜角度として、光学シート２２のシート自重が大きいほど小さい値に選定することで、シート面の方向の動き（伸縮）を許容しながらも、適切に、シート面と直交する方向の動き（浮き沈み）を抑止することができる。

またこの実施の形態の場合、液晶ディスプレイ５を駆動する表示デバイス駆動部４は、表示対象となる画像のうち一定以上の明るさをもつ平坦部分を検出した場合、その平坦部分に対応する光源を部分的に点灯させるとともに、表示対象の画像における輝度を、当該点灯パターンに対応する拡散板２１の前面（光学シート２２の背面）における拡散パターンの逆パターンに補正する。

この場合、かかる光の拡散パターンにおける分布の広がりは、拡散板２１における光学特性上最適とされる光源に対する距離を基準として、一定以上の明るさをもつ平坦部分が画像の下側に位置するほど大きく設定される。

これにより表示駆動部４は、拡散板２１を傾斜させた場合であっても、表示画面全体における輝度ムラを適切に抑えつつコントラストを明瞭化することができる。

以上の構成によれば、拡散板２１と、該拡散板２１上に吊り下げられた光学シート２２とが液晶パネル７のパネル背面の上端から下端かけて近づくように傾斜された構造としたことにより、該光学シート２２間の密着性を光学シート２２のシート自重で保持することができ、かくして光学シートのしわを簡易に防止し得るテレビジョン装置１を実現できる。

（５）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、光学シート２２として、拡散シート３１、プリズムシート３２及び偏光変換シート３３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば拡散板２１に代えて、該拡散板２１に相当する光学シートを加えるようにしてもよい。また、光学シート２２における部材数及びその部材の光学特性については、光学設計に応じて適宜変更することができる。

また上述の実施の形態においては、光学シート２２を、該光学シート２２に形成された貫通孔を吊下用フックに挿通させて拡散板２１上に吊り下げるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばシート上端部をつまんで吊り下げる等、この他種々の吊り下げ手法を採用することができる。ちなみに、上述の実施の形態では、バックライトボックス１２から拡散板２１上に光学シート２２を吊り下げたが、他の構成部分から吊り下げるようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、光学シート２２の自重によって、該光学シート２２間の密着性を保持するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、図３との対応部分に同一符号を付して示す図７のように、拡散板２１に対して光学シート２２を所定間隔ごとにテンションワイヤーＴＷで水平方向から押さえ込むことで、該光学シート２２間の密着性を保持するようにしてもよい。

また、テンションワイヤーＴＷに代えて、拡散板２１及び光学シート２２に対して透明の磁性体を着磁させ、その磁性体の磁力により、該光学シート２２間の密着性を保持するようにしてもよい。

さらに、テンションワイヤーＴＷに代えて、拡散板２１及び光学シート２２の間を接着剤で固定し、該接着剤の接着力により、該光学シート２２間の密着性を保持するようにしてもよい。

このようにすれば、上述の実施の形態のように、バックライトボックス１２における上端のフレーム長ＦＷ１よりも下端フレームのフレーム長ＦＷ２が大きく形成して開放面を傾けることなく（図３）、液晶パネル７のパネル背面と平行となる開放面をもつバックライトボックス５２を採用することができる。

本発明は、液晶ディスプレイに関する分野に利用可能である。

テレビジョン装置の構成を示すブロック図である。 液晶ディスプレイの構成を示す略線図である。 液晶ディスプレイの傾斜構造（１）を示す略線図である。 液晶ディスプレイの傾斜構造（２）を示す略線図である。 シート自重と傾斜角度の関係を示す略線図である。 傾斜による輝度状態の変化の説明に供する略線図である。 他の実施のよる光学シートの保持形態を示す略線図である。

符号の説明

１……テレビジョン装置、４……表示デバイス駆動部、５……液晶ディスプレイ、６……液晶駆動部、７……液晶パネル、８……バックライト駆動部、９……バックライト、１２……バックライトボックス、１３……光学部材、２１……拡散板、２２……光学シート、３１……拡散シート、３２……プリズムシート、３３……偏光変換シート。

Claims (3)

1. 液晶パネルと、
   上記液晶パネルのパネル背面から所定の距離を隔てて対向配置される面に設けられる複数の光源と、
   上記複数の光源の前方に吊り下げられた光学シートと、
   上記光源と、上記液晶パネルとを駆動する駆動手段と
   を具え、
   上記光学シートは、
   上記液晶パネルのパネル背面の上端から下端にかけて近づくように、該パネル背面に対して傾けられ、
   上記駆動手段は、
   上記パネル背面に対して上記光学シートが傾けられたことにより生じる各光源の点灯パターンそれぞれに対応する輝度情報を保持する保持手段を有し、
   表示対象となる画像の輝度情報に基づき、上記光源の点灯量を加減して点灯させるとともに、上記保持手段に保持される輝度情報に基づき、該画像の輝度情報を補正する
   ことを特徴とするテレビジョン装置。
2. 各光源の点灯パターンに対応する輝度情報は、当該光源から発する光の拡散パターンであり、その分布の広がりは上記光学シートから離れる光源ほど大きく設定され、
   上記駆動手段は、
   上記拡散パターンと逆パターンとなるよう上記画像の輝度情報を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載のテレビジョン装置。
3. 各光源の点灯パターンに対応する輝度情報は、上記光学シートの光学特性上最適とされる距離を基準として設定される
   ことを特徴とする請求項２に記載のテレビジョン装置。

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