JP6141347B2 - 光源装置及び表示装置 - Google Patents

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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、光源装置の発光素子として、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、光源装置の発光素子として、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。
発光素子として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を有する複数の光源(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、光源毎に、その光源の発光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光源の発光輝度を落とすことで、消費電力が低減し、表示画像(画面に表示された画像)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光源毎の発光制御をローカルディミング制御と呼ぶ。
光源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、光源から発せられた光が他の光源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。特許文献2には、各光源を隔壁で囲む構造(以後、“個別隔壁構造”と記載する)が開示されている。個別隔壁構造は、“隔壁を用いて各光源を他の光源から隔てる構造”とも言える。個別隔壁構造では、光源から他の光源へ向かう光が隔壁で遮蔽されるため、光源から発せられた光の広がり(漏れ)を抑制することができる。
一方で、光源装置には、光源の発光特性が変化してしまう問題がある。発光特性の変化は、例えば、光源の温度変化、光源の経年劣化、等によって生じる。複数の光源を有する光源装置では、複数の光源の温度や経年劣化度合がばらつくことにより、複数の光源の発光特性のばらつきが生じてしまう。その結果、複数の光源の発光輝度のばらつきが生じたり、複数の光源の発光色のばらつきが生じたりしてしまう。複数の光源の発光特性がばらつくと、光源装置からムラのある光が発せられてしまう。例えば、複数の光源の発光輝度がばらつくと、光源装置から輝度ムラのある光が発せられてしまう。そして、複数の光源の発光色がばらつくと、光源装置から色ムラのある光が発せられてしまう。
このような発光輝度の変化、発光色の変化、輝度ムラ、及び、色ムラを低減する技術として、光源から発せられた光を検出する光センサを用いて光源の発光を調整する技術が知られている。具体的には、光源から発せられ、光源装置が有する光学シート(光学部材)で光源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光源の発光を調整する技術が知られている。複数の光源を有する光源装置では、各光源を順番に点灯させ、光源毎に、反射光を検出して発光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。
コストを削減するためには、光センサの数、及び、光センサの出力信号を処理する処理回路の数が少ないことが望ましい。例えば、光源毎に光センサと処理回路を設けるのでは
なく、2つ以上の光源毎に光センサと処理回路を設けることが好ましい。
しかしながら、個別隔壁構造を有する光源装置に、2つ以上の光源に対応する光センサを設けた場合には、光源から光センサに向かう光が隔壁で遮蔽されてしまう。そのため、光センサに十分な光量の光が入射されず、光源から発せられた光の検出精度が低下してしまう。
特開2001−142409号公報 特開2009−103916号公報 特開2013−211176号公報
本発明は、個別隔壁構造を有する光源装置の各光源から発せられた光を、低コスト且つ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複数の光源部と、
前記基板に設けられた、各光源部を囲む隔壁と、
互いに隣接する2つ以上の前記光源部の間に配置された光センサと、
を有し、
前記光センサの数は前記光源部の数よりも少なく、
前記光センサは、前記隔壁の端部であって、前記基板の側とは反対の側の端部に配置されている
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、
基板と、
前記基板に設けられた複数の光源部と、
前記基板に設けられた、各光源部を囲む隔壁と、
前記光源から発せられた光を検出する複数の光センサと、
前記光センサの出力信号を処理する複数の処理回路と、
を有し、
前記処理回路の数は、前記光センサの数よりも少なく、
前記処理回路は、2つ以上の光センサの出力信号の総和に基づく処理を行う
ことを特徴とする光源装置である。
本発明の第3の態様は、
基板と、
前記基板に設けられた複数の光源部と、
前記基板に設けられた、各光源部を囲む隔壁と、
互いに隣接する2つ以上の前記光源部の間に配置された光センサと、
を有し、
前記光センサの数は前記光源部の数よりも少なく、
前記隔壁には、前記基板に略垂直な方向の開口部が設けられており、
前記光センサは、前記隔壁に設けられた前記開口部の内部に配置されている
ことを特徴とする光源装置である。
本発明の第4の態様は、
上述した光源装置と、
上述した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、個別隔壁構造を有する光源装置の各光源部から発せられた光を、低コスト且つ高精度に検出することができる。
実施例1に係るカラー画像表示装置の構成の一例を示す模式図 実施例1に係る光源基板の構成の一例を示す正面図 実施例1に係るLED基板の構成の一例を示す正面図 実施例1に係る各部材の位置関係の一例を示す断面図 実施例1に係る隔壁を構成する部材の一例を示す図 実施例1に係るバックライト装置の構成の一例を示すブロック図 実施例2に係る各部材の位置関係の一例を示す断面図 実施例2に係る各部材の位置関係の一例を示す断面図 実施例3に係るLED基板の構成の一例を示す正面図 実施例3に係る各部材の位置関係の一例を示す断面図 実施例4に係るLED基板の構成の一例を示す正面図 実施例4に係る光センサと処理回路の接続方法の一例を示す回路図 実施例1に係るLED基板の構成の他の例を示す正面図 実施例1に係る光源基板の構成の他の例を示す正面図 実施例1に係る光源基板の構成の他の例を示す正面図 実施例3に係るLED基板の構成の他の例を示す正面図
<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。
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、複数の光源部が設けられている。光源部は、1つ以上の発光素子を有する。発光素子としては、発光ダイオード(LED)、冷陰極管、有機EL素子、等を用いることができる。本実施例では、発光素子として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、及び、反射型偏光フィルム104は、光源部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、及び、反射型偏光フィルム104は、光源基板101と略平行(平行を含む)に配置され、光源基板101(具体的には光源部)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、上記複数の光源部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。
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。
図2は、正面方向(カラー液晶パネル105側)から見た場合の、光源基板101の構成の一例を示す模式図である。
図3は、正面方向から見た場合の、LED基板110の構成の一例を示す模式図である。
図2の例では、光源基板101は、2行×4列の合計8つのLED基板110を有する。また、光源基板101には、隔壁114と光センサ113が設けられている。
図3に示すように、各LED基板110の領域は、隔壁114によって2行2列の合計4個の分割領域に分割されている。そして、図2に示すように、光源基板101の領域は、隔壁114によって4行×8列の合計32個の分割領域115に分割されている。
図2,3に示すように、各分割領域115には、8つのLEDチップ112を有する光源部111が設けられている。光源部111の行方向の間隔及び列方向の間隔は、一定である。
即ち、光源基板101には、4行×8列の合計32個の光源部111が設けられおり、隔壁114によって各光源部111が他の光源部111から隔てられている。32個の光源部111の発光(発光輝度と発光色の少なくとも一方)は個別に制御可能である。
本実施例では、2つ以上の所定数の光源部毎に光センサが1つずつ設けられている。具体的には、図2,3に示すように、各LED基板110に光センサ113が設けられている。即ち、2行2列の合計4つの光源部111に対して1つの光センサ113が設けられている。また、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、光センサ113と隔壁114が重なり合うように、光センサ113が配置されている。
図2,3に示した例では、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する4つの光源部111の間に1つの光センサ113が設けられてい
る。また、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する4つの分割領域115の間に1つの光センサ113が設けられている。そして、互いに隣接する4つの光源部111のそれぞれの中心から光センサ113までの距離は等しい。互いに隣接する4つの光源部111から光センサ113に入射する光が隔壁114による影響を同程度受ける位置に、光センサ113が配置されている。
LEDチップ112としては、白色LEDを使用することができる。また、光源部111が有する複数の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)を使用することができる。例えば、発する光の色が互いに異なる複数のLEDとして、光源部111から白色光が発せられるように選ばれた複数のLEDを使用することができる。具体的には、光源部111が有する複数のLEDチップ112として、2つの赤色LED、4つの緑色LED、及び、2つの青色LEDの合計8つのLEDを使用することができる。発する光の色が互いに異なる複数のLEDを使用すれば、光源部111の発光輝度だけでなく、光源部111の発光色も制御することができる。
隔壁114は、光源部毎に、その光源部から他の光源部の側へ向かう光を遮蔽する遮蔽面を有する。換言すれば、隔壁114は、光源部毎に、その光源部を囲む遮蔽面を有する。光源部111から他の光源部111の側へ向かう光を遮蔽することにより、光源部111から発せられた光の広がりを抑制することができる。その結果、ローカルディミング制御時の表示画像(画面に表示された画像)のコントラストを向上することができる。ローカルディミング制御は、画像(表示対象の画像データ)の特徴に応じた光源部毎の発光制御である。
本実施例では、遮蔽面の反射率が高く、光源部111から発せられた光が遮蔽面で反射する。具体的には、光源部111から発せられた光は、遮蔽面で反射し、当該遮蔽面で囲まれた分割領域115内に戻される。そのため、遮蔽面は“反射面”とも言える。光源部111から発せられた光が遮蔽面で反射することにより、光源部111から発せられた光を、当該光源部111が設けられた分割領域115内において十分に平均化することができる。その結果、ローカルディミング制御時の表示画像のコントラストをより向上することができる。
なお、隔壁114の素材は特に限定されない。例えば、隔壁114は、反射率の高い白色樹脂などを用いて形成される。
なお、光源部111から発せられた光は遮蔽面で反射されなくてもよい。光源部111から発せられた光は遮蔽面で隔壁114に吸収されてもよい。
光センサ113では、光源部111から発せられた光が検出される。例えば、図3に示した4つの光源部111を1つずつ順番に点灯させて、1つの光センサ113で4つの光源部111のそれぞれから発せられる光を順番に検出する。
光センサ113としては、光源部111から発せられた光の輝度を検出する輝度センサ(フォトダイオード、フォトトランジスタ、等)を使用することができる。また、光センサ113として、光源部111から発せられた光の色を検出するカラーセンサを使用することもできる。光センサ113として、光源部111から発せられた光の輝度と色の両方を検出する光センサを使用することもできる。
なお、本実施例では、光源基板101が、8個のLED基板110を有す例を説明するが、LED基板110の数は8個より多くても少なくてもよい。LED基板110の数は1つであってもよい。
なお、本実施例では、1つのLED基板110に4個の光源部111が設けられており
、光源基板101に32個の光源部111が設けられている例を説明するが、これに限らない。1つのLED基板110に設けられている光源部の数は4個より多くても少なくてもよい。また、光源基板101に設けられている光源部の数は32個より多くても少なくてもよい。
なお、本実施例では、1つのLED基板110に1つの光センサ113が設けられている例を説明するが、これに限らない。例えば、2つ以上のLED基板110に1つの光センサ113が設けられていてもよい。
また、1つのLED基板110に2つ以上の光センサ113が設けられていてもよい。例えば、図13に示すように、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する2つの光源部111の間に、それら2つの光源部111に対応する1つの光センサ113が設けられていてもよい。その場合には、1つのLED基板110に2つの光センサ113が設けられる。この場合も、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、光センサ113と隔壁114が重なり合うように、光センサ113が配置されている。また、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する2つの分割領域115の間に1つの光センサ113が設けられている。そして、互いに隣接する2つの光源部111のそれぞれの中心から光センサ113までの距離は等しい。互いに隣接する2つの光源部111から光センサ113に入射する光が隔壁114による影響を同程度受ける位置に、光センサ113が配置されている。
また、光源基板101に設けられている光センサ113の数は1つであってもよい。
また、互いに隣接する複数の光源部111のそれぞれの中心から光センサ113までの距離は完全に等しくなくてもよい。互いに隣接する複数の光源部111のそれぞれの中心から光センサ113までの距離が略等しくてもよい。
なお、本実施例では、1つの光源部111が8個のLEDチップ112を有する例を説明するが、これに限らない。1つの光源部111が有するLEDチップ112の数は8個より多くても少なくてもよい。1つの光源部111が有するLEDチップ112の数は1つであってもよい。
なお、本実施例では、分割領域115の形状が四角形である場合の例を説明するが、分割領域115の形状はこれに限らない。例えば、分割領域115の形状は、三角形、五角形、六角形、円形、等であってもよい。
図14は、分割領域115の形状が三角形である場合の例を示す図である。この場合、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する6つの分割領域115の間に1つの光センサ113が設けられている。そして、互いに隣接する6つの光源部111のそれぞれの中心から光センサ113までの距離は等しい。互いに隣接する6つの光源部111から光センサ113に入射する光が隔壁114による影響を同程度受ける位置に、光センサ113が配置される。
図15は、分割領域115の形状が六角形である場合の例を示す図である。この場合、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する3つの分割領域115の間に1つの光センサ113が設けられている。そして、互いに隣接する3つの光源部111のそれぞれの中心から光センサ113までの距離は等しい。互いに隣接する3つの光源部111から光センサ113に入射する光が隔壁114による影響を同程度受ける位置に、光センサ113が配置される。
なお、本実施例では、複数のLED基板110と複数の光源部111がそれぞれマトリクス状に配置されている例を説明するが、それらはマトリクス状に配置されていなくてもよい。例えば、複数のLED基板110と複数の光源部111の少なくとも一方は、千鳥格子状に配置されていてもよい。
光センサ113を光源部111の近傍に配置した場合、光センサ113の近傍に配置さ
れた光源部111については、光センサ113に十分な光量の光が入射する。そのため、光センサ113は、光センサ113の近傍に配置された光源部111から発せられた光を高精度に検出することができる。しかしながら、光センサ113の近傍に配置されていない光源部111については、光源部111から光センサ113に向かう光が隔壁114で遮蔽されてしまうため、光センサ113に十分な光量の光が入射しない。そのため、光センサ113は、光センサ113の近傍に配置されていない光源部111から発せられた光を高精度に検出することができない。
そこで、本実施例では、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、光センサ113と隔壁114が重なり合うように、光センサ113が配置される。
具体的には、図4に示すように光センサ113を設ける。図4は、LED基板110、光源部111、光センサ113、隔壁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4は、光源基板101に垂直な面によって得られる断面図である。
本実施例では、図4に示すように、隔壁114によって、光源部111が他の光源部111から隔てられている。一般的に、隔壁114の高さは、光源基板101(LED基板110)から光学シート106までの距離の略半分である。
なお、隔壁114の高さは特に限定されない。隔壁114の高さが高いほど、光源部111から発せられた光の広がりをより抑制することができる。
そして、本実施例では、図4に示すように、隔壁114の、光源基板101の側とは反対の側の端部に、光センサ113が設けられている。光センサ113は、例えば、隔壁114の内部を経てLED基板110に固定されている。このような構成によれば、光センサ113をLED基板110に固定することにより、隔壁114もLED基板110に固定される。
上述した位置に光センサ113を配置することにより、複数の光源部111について、光センサ113に十分な光量の光を入射することができる。そのため、光センサ113は、複数の光源部111のそれぞれから発せられた光121を高精度に検出することができる。光源部111から発せられた光121は、例えば、図4に示すように、光学シート106で反射した後に、光センサ113に入射する。また、図4に示すように、光源部111から発せられた光121は、光センサ113に直接入射することもある。
なお、本実施例では、光センサ113をLED基板110に固定することにより、隔壁114もLED基板110に固定される例を説明するが、これに限らない。例えば、隔壁114をLED基板110に固定する固定部材がさらに設けられていてもよい。
図5(A),5(B)は、隔壁114を構成する部材の一例を示す図である。本実施例では、図5(A)に示す四角形の部材(四角部材)と、図5(B)に示す十字型の部材(十字部材)と、を組み合わせることにより、隔壁114が構成される。具体的には、LED基板110上に四角部材を並べ、互いに隣接する4つの四角部材(十字を形成する4つの辺)に十字部材を被せることにより、隔壁114が構成される。図5(B)に示すように、十字部材の中心には穴(開口部)が設けられている。十字部材の穴を経て光センサ113をLED基板110に固定することにより、隔壁114が固定される。
なお、隔壁114を構成する部材は、図5(A),5(B)に示す部材に限らない。例えば、隔壁114は、1つの部材で構成されていてもよい。
図6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8個のLED基板110(1)〜110(8)を有する。8個のLED基板
110(1)〜110(8)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、光源部111(1,1)〜111(1,4)を有する。光源部111(1,1)〜111(1,4)は、それぞれ、LEDドライバ120(1,1)〜120(1,4)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、複数の光源部111の温度および経年劣化度合のばらつきによって生じる複数の光源部111の発光特性のばらつきを低減するための発光調整処理が行われる。
複数の光源部111の発光特性のばらつきが生じると、複数の光源部111の発光輝度のばらつきが生じたり、複数の光源部111の発光色のばらつきが生じたりしてしまう。その結果、バックライト装置からムラのある光が発せられてしまう。例えば、複数の光源部111の発光輝度がばらつくと、バックライト装置から輝度ムラのある光が発せられてしまう。そして、複数の光源部111の発光色がばらつくと、バックライト装置から色ムラのある光が発せられてしまう。
発光調整処理を行うことにより、バックライト装置から発せられた光の輝度ムラを低減したり、バックライト装置から発せられた光の色ムラを低減したりすることができる。
以下では、バックライト装置から発せられた光の輝度ムラを低減する例を説明する。
通常動作中は全ての光源部111が点灯する。
発光調整処理では、複数の光源部111を所定の順番で1つずつ点灯させられ、光源部111から発せられた光が光センサ113を用いて検出される。そして、光センサ113の検出値に基づいて光源部111の発光輝度が調整される。
図6は、光源部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6では、光源部111(1,1)は点灯し、他の光源部111は消灯している。光源部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6では不図示)へ入射する。しかし、光121(1,1)の一部は光学シート106(図6では不図示)から光源部側へ反射光として戻され、各光センサ113に入射する。なお、図4に示すように、光121(1,1)は、一部の光センサ113に直接入射することもある。
各光センサ113は、検出した光の輝度に応じて、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、光源部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。光源部111に予め対応付けられている光センサ113は、当該光源部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。
他の光源部111についても同様の処理が行われる。即ち、処理対象の光源部111のみを点灯させた状態で、各光センサ113により光が検出される。そして、A/Dコンバータ123では、発光輝度の調整対象の光源部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)に基づいて光源部111の発光輝度を調整する。本実施例では、マイコン125は、光源部毎に、調整用光センサの検出値に基づいて、その光源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光源部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、光源部111毎に、その光源部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、光源部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、光源部111を駆動する。LEDドライバ制御信号は、例えば、光源部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、光源部111の発光輝度がPWM制御される。検出値が目標値となるように各光源部111の発光輝度を調整することにより、バックライト装置から発せられた光の輝度ムラを低減することができる。
なお、LEDドライバ制御信号はパルス幅を表す信号に限らない。例えば、LEDドライバ制御信号は、光源部111に印加するパルス信号の波高値を表す信号であってもよいし、パルス幅と波高値の両方を表す信号であってもよい。
以上述べたように、本実施例によれば、隔壁の光源基板の側とは反対の側の端部に光センサが設けられる。それにより、個別隔壁構造(各光源部が他の光源部から隔てられている構造)を有する光源装置の各光源部から発せられた光を、光源部の数よりも少ない数の光センサを用いて高精度に検出することができる。光センサの数を低減することにより、コストの増加を抑制することができる。
<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、光センサ113を隔壁114の端部に配置する例を説明した。本実施例では、光センサ113を隔壁114の内部に配置する例を説明する。
なお、実施例1と同様の機能や構成については、説明を省略する。
図7は、本実施例に係る各部材の位置関係の一例を示す断面図である。具体的には、図7は、LED基板110、光源部111、光センサ113、隔壁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。
本実施例では、図7に示すように、隔壁114の光学シート106の側(光源基板101の側とは反対の側)に、光源基板101に略垂直な方向(光源基板101に垂直な方向を含む)の穴(開口部)が設けられている。そして、光センサ113は、隔壁114に設けられた上記穴の内部に設けられている。
上述した位置に光センサ113を配置することにより、複数の光源部111について、光センサ113に十分な光量の光を入射することができる。そのため、光センサ113は、複数の光源部111のそれぞれから発せられた光121を高精度に検出することができる。光源部111から発せられた光121は、図7に示すように、光学シート106で反射した後に、上記穴を通って光センサ113に入射する。
なお、図7の例では、隔壁114の光源基板101の側とは反対の側の端部に穴が設けられているが、これに限らない。上記端部からずれた位置に穴が設けられていてもよい。但し、光の検出精度の観点から、上記端部に穴が設けられていることが好ましい。上記端部に穴が設けられていれば、光学シート106で反射した反射光が隔壁114で遮られることを抑制し、より高精度に光を検出することができる。
なお、図7の例では、光学シート106の側から光源基板101の側に貫通する穴が設けられているが、これに限らない。例えば、上記穴は、光源基板101の側に貫通しない凹部であってもよい。
以上述べたように、本実施例によれば、隔壁の光源基板の側とは反対の側に、光源基板に略垂直な方向の穴(開口部)が設けられ、当該穴の内部に光センサが設けられる。それにより、個別隔壁構造を有する光源装置の各光源部から発せられた光を、光源部の数よりも少ない数の光センサを用いて高精度に検出することができる。光センサの数を低減することにより、コストの増加を抑制することができる。
また、本実施例の構成は、光センサとしてカラーセンサを用いる場合に好ましい構成である。カラーセンサでは、その検出面に平面状のカラーフィルタが設けられており、カラーフィルタを通らずに検出面に照射された光(斜光)によって検出値の誤差が増大する。本実施例によれば、光源部から発せられた光が穴を通って光センサへ入射するため、上記斜光が光センサに入射することを抑制することができる。そのため、光センサとしてカラーセンサを用いる場合に、本実施例の構成を適用することが好ましい。
なお、図8に示すように、上記穴の光学シート106の側(光源基板101の側とは反対の側)の端部に、当該穴に入射した光を光センサ113が設けられている側に集光する集光部材201が設けられていることが好ましい。集光部材201を用いることにより、光センサ113に入射する光の光量を増やすができ、光センサ113の検出精度を高めることができる。集光部材201としては、例えば、集光レンズ、導光部材、等を用いすることができる。集光部材201の素材としては、例えば、透明樹脂などを用いることができる。
<実施例3>
以下、本発明の実施例3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。
本実施例では、光センサ113を隔壁114の内部に配置する他の例を説明する。
なお、実施例1と同様の機能や構成については、説明を省略する。
図9は、本実施例に係るLED基板110の構成の一例を示す正面図である。即ち、図9は、正面方向から見た場合の、LED基板110の構成の一例を示す模式図である。
図10は、本実施例に係る各部材の位置関係の一例を示す断面図である。具体的には、図10は、LED基板110、光源部111、光センサ113、隔壁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。
本実施例では、図9,10に示すように、隔壁114に、光源部111に対応する遮蔽面の側から、隣接する1つ以上の光源部111に対応する1つ以上の遮蔽面の側に貫通する穴(開口部)301が設けられている。具体的には、2行2列の4つの分割領域115の中央部における隔壁に、当該4つの分割領域115のうちの1つの分割領域115に設けられた光源部を囲む遮蔽面の側から、残り3つの分割領域115に設けられた3つの光源部を囲む3つの遮蔽面の側に貫通する穴が設けられている。
そして、光センサ113は、隔壁114に設けられた穴301の内部に設けられている。具体的には、光センサ113は、隔壁114に設けられた穴301の内部において、LED基板110上(光源基板上)に設けられている。光センサ113は、隔壁114に設けられた穴301の内部において、穴301の内面上に設けられてもよい。ただし、光センサ113を、LED基板110上に設ける方が、光センサ113の設置時に配線を行いやすい。
図9,10に示した例では、2行2列の合計4つの光源部111に対して1つの光センサ113が設けられている。また、LED基板110(光源基板101)に対して垂直な方向から見て、光センサ113と隔壁114が重なり合うように、光センサ113が配置されている。
また、図9,10に示した例では、LED基板110(光源基板101)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する4つの光源部111の間に1つの光センサ113が設けられている。また、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する4つの分割領域115の間に1つの光センサ113が設けられている。そして、互いに隣接する4つの光源部111のそれぞれの中心から光センサ113までの距離は等しい。互いに隣接する4つの光源部111から光センサ113に入射する光が隔壁114による影響を同程度受ける位置に、光センサ113が配置されている。
上述した位置に光センサ113を配置することにより、複数の光源部111について、光センサ113に十分な光量の光を入射することができる。そのため、光センサ113は、複数の光源部111のそれぞれから発せられた光121を高精度に検出することができる。光源部111から発せられた光121は、図10に示すように、上記穴を通って光センサ113に直接入射する。
なお、図10の例では、隔壁114の光源基板101の側の端部に穴301が設けられており、LED基板110の面の一部が穴301の内面の一部として使用されているが、これに限らない。穴301の内面の全てが隔壁114の面の一部によって形成されるように、光源基板101から離れた位置に穴が設けられていてもよい。
なお、図10の例では、光源基板101と平行な穴301が設けられているが、これに限らない。例えば、光源基板101と非平行な穴が設けられていてもよいし、穴の内部の位置によって径が変化する穴が設けられていてもよい。但し、光の検出精度の観点から、光源基板101と略平行な穴(光源基板101と平行な穴を含む)が設けられていることが好ましい。
また、本実施例では、1つのLED基板110に1つの光センサ113が設けられている例を説明したが、これに限らない。例えば、2つ以上のLED基板110に1つの光センサ113が設けられていてもよい。
また、1つのLED基板110に2つ以上の光センサ113が設けられていてもよい。例えば、図16に示すように、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する2つの光源部111の間に、それら2つの光源部111に対応する1つの光センサ113が設けられていてもよい。その場合には、1つのLED基板110に2つの光センサ113が設けられる。この場合も、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、光センサ113と隔壁114が重なり合うように、光センサ113が配置されている。また、光源基板101(LED基板110)に対して垂直な方向から見て、互いに隣接する2つの分割領域115の間に1つの光センサ113が設けられている。そして、互いに隣接する2つの光源部111のそれぞれの中心から光センサ113までの距離は等しい。互いに隣接する2つの光源部111から光センサ113に入射する光が隔壁114による影響を同程度受ける位置に、光センサ113が配置されている。
また、本実施例では、分割領域115の形状が四角形である場合の例を説明したが、分割領域115の形状はこれに限らない。例えば、分割領域115の形状は、三角形(図14参照)、五角形、六角形(図15参照)、円形、等であってもよい。
以上述べたように、本実施例によれば、隔壁に、光源部に対応する遮蔽面の側から、隣接する1つ以上の光源部に対応する1つ以上の遮蔽面の側に貫通する穴(開口部)が設けられる。そして、上記穴の内部に光センサが設けられる。それにより、個別隔壁構造を有する光源装置の各光源部から発せられた光を、光源部の数よりも少ない数の光センサを用いて高精度に検出することができる。光センサの数を低減することにより、コストの増加を抑制することができる。
また、本実施例によれば、光源部から発せられた光が、光センサに直接入射する。即ち
、光学シートで反射される前の光が、光センサに直接入射する。それにより、光源部から発せられた光をより高精度に検出することができる。具体的には、光学シートのたわみ等の状態変化による誤差が抑制された検出値(光センサの検出値)を得ることができる。
また、本実施例では、光センサ113が隔壁114に設けられた穴301の内部に設けられているので、光センサ113は、光源部111から光学シート106やカラー液晶パネル105に向かう光を妨げない。
<実施例4>
以下、本発明の実施例4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。
本実施例では、光センサの出力信号を処理する処理回路の数を低減することにより、コストの増加を抑制する例を説明する。
図11は、本実施例に係るLED基板110の構成の一例を示す正面図である。即ち、図11は、正面方向から見た場合の、LED基板110の構成の一例を示す模式図である。
本実施例では、図11に示すように、光源部毎に光センサ113が設けられている。具体的には、複数の分割領域115のそれぞれに光源部111と光センサ113が設けられている。
本実施例では、1つの処理回路401で2つ以上の光センサ113の出力信号が処理される。2つ以上の光センサ113に対して共通の1つの処理回路401が使用される。それにより、処理回路401の数を光センサ113の数よりも少ない数に低減することができ、コストを低減することができる。
具体的には、互いに隣接する2つ以上の光源部111に対応する2つ以上の光センサ113の出力信号が1つの処理回路401で処理される。即ち、互いに隣接する2つ以上の分割領域115に設けられた2つ以上の光センサ113の出力信号が1つの処理回路401で処理される。
また、本実施例では、隔壁114の内部に処理回路401が設けられている。そのため、光源部111から発せられた光が処理回路401によって遮られることを抑制することができる。また、LEDチップ112を配置可能な領域を拡大することができる。
具体的には、本実施例では、互いに隣接する2つ以上の分割領域115の中央部における隔壁の内部に処理回路401が設けられている。そして、互いに隣接する2つ以上の分割領域のそれぞれの、上記処理回路401(上記中央部に設けられた処理回路401)が設けられている側の端部に、光センサ113が設けられている。このような位置に処理回路401と光センサ113を配置することにより、光センサ113から処理回路401までの配線の長さを短縮することができる。
なお、光センサ113から処理回路401までの配線はLED基板110上で行えばよく、隔壁114に穴(開口部)を設ける必要は無い。
より具体的には、図11の例では、2行2列の合計4個の分割領域115の中央部における隔壁の内部に処理回路401が設けられている。それにより、光源部111から発せられた光が処理回路401によって遮られること抑制することができる。また、LEDチップ112を配置可能な領域を拡大することができる。
また、上記4個の分割領域のそれぞれの、上記処理回路401(上記中央部に設けられた処理回路401)が設けられている側の端部に、光センサ113が設けられている。そして、上記4個の分割領域115に設けられた4個の光センサ113の出力信号が、上記処理回路401で処理される。それにより、光センサ113から処理回路401までの配線の長さを短縮することができ、処理回路401の数を光センサ113の数の4分の1に低減することができる。
図12は、4つの光センサ113と処理回路401の接続方法の一例を示す回路図である。
図12に示すように、4つの光センサ113は、処理回路401に並列に接続される。そして、処理回路401には、光量に応じて4つの光センサ113から出力された電流(光電流;出力信号)の総和が入力される。処理回路401は、光電流を電圧に変換し、出力インピーダンスの調整を行う。処理回路401は、例えば、オペアンプ、抵抗、コンデンサ、等を有する。処理回路401からは、光センサ113の検出値(検出輝度、検出色、等)を表すアナログ値122が出力される。
以上述べたように、本実施例によれば、1つの処理回路で2つ以上の光センサの出力信号が処理される。それにより、処理回路の数を光センサの数よりも少ない数に低減することができ、コストを低減することができる。また、本実施例によれば、各分割領域に光源部と光センサが設けられているため、各光源部から発せられた光を高精度に検出することができる。
なお、本実施例では、複数の分割領域のそれぞれに光源部と光センサが設けられている例を説明したが、これに限らない。例えば、実施例1〜3で述べた位置に光センサが設けられていてもよい。
なお、本実施例では、光源部の数と同じ数の光センサが設けられている例を説明したが、これに限らない。例えば、実施例1〜3で述べたように、2つ以上の光源部に対して1つの光センサが設けられていてもよい。
なお、本実施例では、互いに隣接する4個の分割領域に設けられた4個の光センサに対して1つの処理回路が設けられている例を説明したが、これに限らない。例えば、互いに隣接しない2つの光センサに対して1つの処理回路が設けられていてもよい。また、互いに隣接しない2つ以上の光センサに対して1つの処理回路が設けられていてもよい。
なお、本実施例では、互いに隣接する2つ以上の分割領域の中央部における隔壁の内部に処理回路が設けられている例を説明したが、これに限らない。例えば、上記中央部とは異なる位置における隔壁の内部に処理回路が設けられていてもよい。また、隔壁の外部に処理回路が設けられていてもよい。但し、光源部から発せられた光を遮らない位置に処理回路が設けられることが好ましい。
101:光源基板 111:光源 113:光センサ
114:隔壁 401:処理回路

Claims (15)

  1. 基板と、
    前記基板に設けられた複数の光源部と、
    前記基板に設けられた、各光源部を囲む隔壁と、
    互いに隣接する2つ以上の前記光源部の間に配置された光センサと、
    を有し、
    前記光センサの数は前記光源部の数よりも少なく、
    前記光センサは、前記隔壁の端部であって、前記基板の側とは反対の側の端部に配置されている
    ことを特徴とする光源装置。
  2. 基板と、
    前記基板に設けられた複数の光源部と、
    前記基板に設けられた、各光源部を囲む隔壁と、
    互いに隣接する2つ以上の前記光源部の間に配置された光センサと、
    を有し、
    前記光センサの数は前記光源部の数よりも少なく、
    前記隔壁には、前記基板に略垂直な方向の開口部が設けられており、
    前記光センサは、前記隔壁に設けられた前記開口部の内部に配置されている
    ことを特徴とする光源装置。
  3. 前記開口部の前記基板の側とは反対の側の端部に設けられた、前記開口部に入射した光を前記光センサが設けられている側に集光する集光部材をさらに有する
    ことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
  4. 前記光センサは、前記基板上に設けられている
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の光源装置。
  5. 2つ以上の所定数の前記光源部毎に前記光センサが1つずつ設けられている
    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。
  6. 互いに隣接する2つ以上の前記光源部のそれぞれの中心から前記光センサまでの距離が略等しい
    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。
  7. 互いに隣接する2つの前記光源部のそれぞれの中心から前記光センサまでの距離が略等しい
    ことを特徴とする請求項6に記載の光源装置。
  8. 互いに隣接する4つの前記光源部のそれぞれの中心から前記光センサまでの距離が略等しい
    ことを特徴とする請求項6に記載の光源装置。
  9. 前記基板の領域は、前記隔壁によって複数の分割領域に分割されており、
    前記複数の分割領域のそれぞれに前記光源部が設けられており、
    前記光センサは、互いに隣接する2つ以上の前記分割領域の間に配置されている
    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。
  10. 互いに隣接する2つ以上の前記光源部から前記光センサに入射する光が前記隔壁による影響を同程度受ける位置に、前記光センサが配置されている
    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。
  11. 前記隔壁は、前記基板に垂直な方向から見た形状が略四角形状である四角部材と、前記基板に垂直な方向から見た形状が略十字形状である十字部材と、を含む複数の部材からなる
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の光源装置。
  12. 複数の光センサと、
    前記光センサの出力信号を処理する処理回路と、
    をさらに有し、
    前記処理回路の数は、前記光センサの数よりも少なく、
    前記処理回路は、2つ以上の光センサの出力信号を処理する
    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。
  13. 前記処理回路は、前記隔壁の内部に設けられている
    ことを特徴とする請求項12に記載の光源装置。
  14. 前記処理回路は、前記2つ以上の光センサの出力信号の総和に基づき、当該光センサの検出値を示す値を出力する
    ことを特徴とする請求項12または13に記載の光源装置。
  15. 請求項1〜14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。
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