JP6749824B2 - 表示装置及び照明装置 - Google Patents
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Description
所定の間隔で複数の光源を並べた光源アレイを駆動させた際に、隣接する光源間において低輝度の暗線や高輝度の明線などの輝度ムラを抑制することが要望される。また、このような照明装置を備えた表示装置においては、照明装置の輝度ムラに起因した表示品位の劣化を抑制することが要望される。
本実施形態によれば、第1導光部と、第2導光部と、前記第1導光部及び前記第2導光部と対向する光拡散層と、を備え、前記光拡散層は、前記第1導光部及び前記第2導光部が並ぶ第1方向の第1拡散度が前記第1方向と交差する第2方向の第2拡散度よりも大きい照明装置が提供される。
図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの構成を示すブロック図である。図1は、例えば、ローカルディミング制御が可能な表示装置を示している。
図中の第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zは、互いに直交しているが、90度以外の角度で交差していても良い。第1方向X及び第2方向Yで規定されるX−Y平面は、表示パネルPNLや照明装置IL等の光学部品の主面と平行であり、第3方向Zは、照明装置IL及び表示パネルPNLの積層方向あるいは照明装置ILから出射された光の進行方向に相当する。
照明装置ILは、照明領域IAにおいて、マトリクス状に配置された複数のサブ照明領域IA11、IA12、IA21、IA22…を備えている。図示した例では、サブ照明領域IA12は、サブ照明領域IA11の第1方向Xに隣接している。サブ照明領域IA21は、サブ照明領域IA11の第2方向Yに隣接している。サブ照明領域IA22は、サブ照明領域IA12の第2方向Yに隣接している。
照明装置ILは、第3方向Zにおいて表示パネルPNLと対向している。照明装置ILは、複数の光源LSと、複数の光源LSが実装された回路基板LFPCと、複数の光源LSと表示パネルPNLとの間に位置した仕切り部材PTと、仕切り部材PTと表示パネルPNLとの間に位置した光拡散層DPと、を備えている。複数の光源LSは、第1方向X及び第2方向Yにマトリクス状に配置されている。光拡散層DPは、例えば、仕切り部材PTから離間して配置されている。
導光部LGは、光源LSと対向する開口部OP1と、光拡散層DPと対向する開口部OP2と、光源LSを囲む側面P10と、を備えている。図示した例では、導光部LGは、1個の光源LSを囲む4つの側面P10を備えている。側面P10は、例えば、光反射性を有する材料によって形成されている。また、開口部OP1及びOP2は、いずれも四角形であり、開口部OP1の面積は、開口部OP2の面積よりも小さい。なお、一例では、開口部OP1の面積は光源LSの面積と同等以上であり、また、開口部OP1の形状は光源LSの外形に応じて適宜決定され、光源LSは開口部OP1に嵌め込まれている。このような導光部LGは、光源LSから光拡散層DPに向かって広がる角錐台状に形成されている。
図示した例では、照明装置ILは、光源LS1、光源LS1の第1方向Xに隣り合う光源LS2、光源LS1の第2方向Yに隣り合う光源LS3、光源LS2の第2方向Yに隣り合う光源LS4、導光部LG1、導光部LG1の第1方向Xに隣り合う導光部LG2、導光部LG1の第2方向Yに隣り合う導光部LG3、導光部LG2の第2方向Yに隣り合う導光部LG4を備えている。
なお、図6(c)の実線で示された輝度分布は、境界B付近で直線状であるがこれに限らず、曲線状など種々の分布を示す場合がある。
なお、図7(d)の実線で示された輝度分布は、境界B付近で直線状であるがこれに限らず、曲線状など種々の分布を示す場合がある。
図5に示した例を参照すると、第1方向Xに隣り合う光源LS1及びLS2の間の稜部RG1の付近に明線が生ずるモードに対応する。また、第2方向Yに隣り合う光源LS1及びLS3の関係についても同様の現象が生じる場合があり、この場合、図5に示した例を参照すると、稜部RG2の付近に明線が生ずるモードに対応する。
光拡散層DPは、第1方向Xに第1拡散度Dxと、第2方向Yに第2拡散度Dyと、を有している。本実施形態においては、第1拡散度Dxと第2拡散度Dyとは異なっている。図示した例では、第1拡散度Dxは、第2拡散度Dyより大きい。すなわち、光拡散層DPにおいて、一方の面DPaから入射した光Lは、他方の面DPbから出射する際に、光拡散層DPによって第2方向Yよりも第1方向Xに大きく拡散する。このように、本実施形態で適用される光拡散層DPは、光の異方拡散性を有している。
ここで、上記のように稜部RG1もしくは稜部RG2のうち、一方の直上に明線が生じ、もう一方に暗線が生じている場合、光拡散層DPを配置することによって暗線の発生を抑制し、表示パネルPNLの透過率を制御することによって明線の発生を抑制する。また、稜部RG1及びRG2の両方の直上に明線が生じている場合、光拡散層DPを配置することによって、より輝度の高い方の明線の発生を抑制し、表示パネルPNLの透過率を制御することによってより輝度の低い方の明線の発生を抑制する。稜部RG1及びRG2の両方の直上に暗線が生じている場合、光拡散層DPを配置することによって、より輝度の低い方の暗線の発生を抑制し、表示パネルPNLの透過率を制御することによってより輝度の高い方の暗線の発生を抑制する。
図14に示す仕切り部材PTは、図9に示した仕切り部材PTと比較して、導光部LG1及びLG2の側面Pの内側に樹脂REが充填されている点で相違している。
図15は、図9に示した構成と比較して、1つの導光部LG1が3つの光源LS1乃至LS3を囲んでいる点で相違している。図15(a)は光源LS1、LS2、LS3と、導光部LG1、及び、光拡散層DPを含む概略断面図であり、図15(b)は光源LS1、LS2、LS3と、導光部LG1と、を含む概略平面図であり、図15(c)は、光源LS1、LS2、LS3が同時に点灯した際の複数の導光部LGの輝度のイメージを示す平面図である。
図15(c)に示した例では、複数の導光部LGが第2方向Yに沿って並んでいる。1つの導光部LGは、導光部LG1と同様に第1方向Xに沿って並んだ3つの光源を囲んでいる。図示した例では、本実施形態の光拡散層DPが適用される前の輝度を示しており、それぞれの導光部LGの間に第1辺S1に沿って暗線が生じている。このとき、第1辺に沿った暗線の発生を抑制するために、第1辺S1に沿った方向の拡散度よりも第2辺S2に沿った方向の拡散度が大きい光拡散層DPが用いられる。
照明装置ILは、上記の通り、表示パネルPNLの裏面に配置された複数の光源を備え、表示パネルPNLを照明する。照明装置IL及び表示パネルPNLのそれぞれの詳細については、上述した通りであるため、説明を省略する。
光学系OPは、表示パネルPNLから出射された光(表示光)を投影部PJに案内する1つ以上のミラーを備えている。投影部PJは、光学系OPによって案内された光を投影面SCRに投影する。このような投影部PJは、例えば凹面鏡が適用可能である。
制御部10は、上記の通り、画像データに基づいて表示パネルPNLを駆動し、表示領域DAに画像を表示させるとともに、サブ照明領域毎に必要な輝度を判断し、対応するサブ照明領域の光源を所定の輝度で点灯させる。これにより、表示装置DSPを利用するユーザ200は、投影面SCRの前方に虚像201を視認することができる。
DA11、DA12、DA21、DA22…サブ表示領域、
LG1、LG2、LG3、LG4…導光部、DP…光拡散層、
Dx、Dy…拡散度、OP1、OP2…開口部、S1、S2…辺、
10…制御部、LS1、LS2、LS3、LS4…光源、RG1、RG2…稜部。
Claims (4)
- 第1方向に並んだ第1サブ表示領域及び第2サブ表示領域を備えた表示パネルと、
前記表示パネルを照明する照明装置と、を備え、
照明装置は、
前記第1サブ表示領域と対向する第1光源と、前記第1光源を囲む第1導光部と、前記第2サブ表示領域と対向する第2光源と、前記第2光源を囲む第2導光部と、前記第1導光部と前記第2導光部との間に位置し前記第1方向と交差する第2方向に延出した第1稜部と、前記表示パネルと前記第1導光部及び前記第2導光部との間に配置された光拡散層と、を備え、
前記第1導光部及び前記第2導光部は、前記第1方向に並び、
前記第1導光部及び前記第2導光部の各々は、前記光拡散層と対向する開口部を有し、
前記開口部の前記第1方向に沿った第1辺の長さは、前記第2方向に沿った第2辺の長さと異なり、
前記第1光源の直上での輝度を100%としたときに、前記第1稜部の直上での輝度が50%より低く、
前記光拡散層は、前記第1方向の第1拡散度が前記第2方向の第2拡散度よりも大きい表示装置。 - 前記開口部の前記第1方向に沿った第1辺の長さは、前記第2方向に沿った第2辺の長さより長い、請求項1に記載の表示装置。
- 前記表示パネルは、前記第1サブ表示領域の前記第2方向に隣接した第3サブ表示領域を備え、
前記照明装置は、前記第3サブ表示領域と対向する第3導光部と、前記第1導光部と前記第3導光部との間に位置し前記第1方向に延出した第2稜部と、を備え、
前記光拡散層上で、前記第1稜部における輝度と前記開口部における輝度との輝度差は、前記第2稜部における輝度と前記開口部における輝度との輝度差より小さい、請求項1に記載の表示装置。 - さらに、輝度プロファイルを算出し、前記表示パネルの透過率を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記輝度プロファイルに基づいて、前記第2稜部と重なる位置の透過率を補正する、請求項3に記載の表示装置。
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