照明装置、表示装置及び電子機器
【課題】駆動システム上の負荷を上げることなく、隣接する分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる照明装置、それを用いた表示装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】レンズ５２ｂの各中心が、単位領域１５の中心点１１に対して、各光源５１ｂより外側にずれるように設けられるので、各光源５１の配光は単位領域１５の外側にずれる。従って、光源ユニット５ｂ全体による光束は、単位領域１５の外側に広げられる。広げられた光源ユニット５ｂ全体による光束は、バックライト２に含まれる、単位領域１５に隣接する単位領域１５の光源ユニット５ｂ全体による光束と重なり合う。これにより、駆動システム上の負荷を上げることなく、単位領域１５とそれに隣接する単位領域１５との境界部分での、急峻な輝度変化を緩和することができる。
【解決手段】レンズ５２ｂの各中心が、単位領域１５の中心点１１に対して、各光源５１ｂより外側にずれるように設けられるので、各光源５１の配光は単位領域１５の外側にずれる。従って、光源ユニット５ｂ全体による光束は、単位領域１５の外側に広げられる。広げられた光源ユニット５ｂ全体による光束は、バックライト２に含まれる、単位領域１５に隣接する単位領域１５の光源ユニット５ｂ全体による光束と重なり合う。これにより、駆動システム上の負荷を上げることなく、単位領域１５とそれに隣接する単位領域１５との境界部分での、急峻な輝度変化を緩和することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ等に用いられる照明装置、表示装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイにおいては、液晶パネルの画素が発光しないため、液晶パネルの背面側に複数の光源を有する、いわゆる直下型のバックライトが配置されている。そのバックライトは液晶パネルの背面を照らして画像を表示させるようにしている。
【０００３】
このような直下型のバックライトでは、部分駆動方式が採用される。部分駆動方式は、上記バックライトを構成する各光源に対応させて、映像信号の１フレーム分の画像を複数の領域に分割し、それぞれの分割領域ごとの輝度情報に応じて、各光源の輝度を制御する方式である。（例えば、特許文献１参照。）。これにより、バックライトの消費電力が軽減され、また表示画面におけるコントラスト比が高まる。
【０００４】
近年においては、液晶ディスプレイの薄型化が求められている。上記した直下型のバックライトを用いた液晶ディスプレイでは、その薄型化を実現するために、液晶パネル及びバックライト間距離を小さくする必要がある。しかし、各光源から出射される光は拡散光であるので、その距離が小さくなると、各光源からの光の、液晶パネル上での照射面積が小さくなり、原画像の忠実な再現が難しくなる。そこで、液晶パネル全体にわたるような照射面積を確保するために、バックライトに含まれる光源の数を増やし、上記分割された表示画面の各領域を照らす光源が、複数の光源からなるような構成が考えられる。
【０００５】
このように一つの分割領域に複数の光源が対応するバックライトにおいて、各光源から液晶パネルへ向かう光束同士が液晶パネル及びバックライト間で重ならない程度に、液晶パネル及びバックライト間の距離が設定された場合に、次のような問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８６６２７号公報（段落[０００４]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、分割領域ごとに輝度が異なるように各光源が発光する場合、液晶パネル及びバックライト間の距離が小さいほど、つまり、各光源からの液晶パネルへの照射面積が小さいほど、隣接する分割領域間の境界での光の輝度変化が急峻となる。これは、液晶パネル及びバックライト間の距離が小さいほど、上記照射面積が小さくなり、分割領域ごとの液晶パネルでの照度分布の均一性が増すためであると考えられる。逆に、液晶パネル及びバックライト間の距離が大きいほど、上記照射面積が大きくなり、分割領域ごとの液晶パネルでの照度分布の均一性が低下するので、隣接する分割領域間の境界では光がぼかされ、輝度変化が緩やかになると考えられる。
【０００８】
すなわち、液晶パネル及びバックライト間の距離が小さいほど、分割領域間の境界部分において、滑らかな輝度変化が表現されず、原画像の忠実な再現が行われない可能性が生じる。この問題を解決するために、各分割領域を小さくし、その各領域を照らす光源を一つの光源からなるようにバックライトが構成されることが考えられる。しかしその場合においては、新たな演算回路の構築や、配線の設置等が必要となり、駆動システム上の負荷が上がる。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、駆動システム上の負荷を上げることなく、隣接する分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる照明装置、それを用いた表示装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る照明装置は、基板と、複数の光源と、複数のレンズとを具備する。
前記複数の光源は、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置される。
前記複数のレンズは、前記複数の光源からの配光を設定するために前記光源ごとに設けられ、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置される。
【００１１】
このように、複数のレンズの各中心が、領域の中心に対して、各光源から外側にずれているので、各レンズから出射された光の強度分布（以下、配光特性という。）も、領域の中心に対して外側にずれる。したがって、一つの領域に含まれる複数の光源全体による光束は、領域の周囲に広げられ、その領域に隣接する他の領域の光源からの光束と重なりあう。これにより、駆動システム上の負荷を上げることなく、隣接する分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。
【００１２】
前記照明装置は、基準光源と、基準レンズとをさらに具備してもよい。
前記基準光源は、前記一つの領域の前記中心に配置され、前記基準レンズは、前記基準光源からの配光を設定するために設けられ、前記基準レンズの中心が前記一つの領域の前記中心に配置されてもよい。
【００１３】
前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の前記中心から前記光源に向かう方向の線上であって前記光源からの延長線上に位置してもよい。
【００１４】
これにより、各光源からの配光が、領域の中心から各光源へ向かう方向にずれる。したがって、複数の光源全体による光束が、領域の周囲で均一に広げられる。これにより、一つの領域の周囲における輝度分布にむらが発生することを抑制することができる。
【００１５】
本発明の一形態に係る表示装置は、表示パネルと、照明装置と、制御部とを具備する。
前記表示パネルは、入力された映像信号に応じた映像を表示する。
前記照明装置は、基板と、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズとを有し、前記表示パネルに前記複数の光源からの光を照射する。
前記制御部は、前記映像信号に応じて、前記複数の光源からの光の輝度を前記領域単位で制御する。
【００１６】
本発明の一形態に係る電子機器は、表示パネルと、照明装置と、制御部とを具備する表示装置を搭載する。
前記表示パネルは、入力された映像信号に応じた映像を表示する。
前記照明装置は、基板と、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズとを有し、前記表示パネルに前記複数の光源からの光を照射する。
前記制御部は、前記映像信号に応じて、前記複数の光源からの光の輝度を前記領域単位で制御する。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、駆動システム上の負荷を上げることなく、隣接する分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【００２０】
表示装置１００は、映像を表示する表示パネルとしての液晶パネル４と、液晶パネル４の背面側に配置されたバックライト２（照明装置）と、バックライト２及び液晶パネル４に対して各種の制御を行う制御部３とを備えている。
【００２１】
表示装置１００は、液晶パネル４と、液晶パネル４に対して表示駆動信号を入力するソースドライバ２１及びゲートドライバ２２とを有している。
【００２２】
図２は、バックライト２の構成を示す平面図である。バックライト２は、基板２３と、基板２３上にマトリクス状に配置された複数の光源ユニット５とを有する。バックライト２は、所定数の光源ユニット５ごとの輝度を設定し、液晶パネル４に光を照射することが可能となっている。すなわち、バックライト２は、複数の駆動単位６を有し、駆動単位６ごとに、その駆動単位６に含まれる複数の光源ユニット５からの光の輝度が設定される。
【００２３】
複数の駆動単位６は、例えば、基板２３が垂直方向に５分割及び水平方向に８分割されてできた４０個の領域であってもよい。しかし、そのような構成に限られないし、また駆動単位６の個数は、何個でもよい。
【００２４】
このように、バックライト２の基板２３は、駆動単位６ごとに複数の領域に分割されている。基板２３は、１枚の基板で構成されていてもよいし、複数の領域に分割された駆動単位６ごとに基板が用意され、それらの基板がマトリクス状に並べられて、基板２３が構成されてもよい。
【００２５】
図３は、上記制御部３の構成を示すブロック図である。
【００２６】
制御部３は、映像信号検出回路７、発光輝度設定部８、液晶パネル制御回路９、バックライト駆動部１０を備えている。
【００２７】
映像信号検出回路７は、映像信号２４のうち輝度信号を検出する輝度信号検出回路７ａと、色信号を検出する色信号検出回路７ｂとを有する。
【００２８】
発光輝度設定部８は、輝度信号検出回路７ａにより検出された輝度信号に基づいて、駆動単位６ごとの発光輝度を設定する。
【００２９】
バックライト駆動部１０は、発光輝度設定部８により設定された発光輝度に応じて、駆動単位６ごとの光源を個別に駆動する。バックライト駆動部１０による駆動は、典型的には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が用いられるが、他の駆動方式でもよい。
【００３０】
液晶パネル制御回路９は、色信号検出回路により検出された色信号及び上記輝度信号に基づいて、液晶パネル４の表示駆動を行うための表示駆動信号を生成する。液晶パネル制御回路９により生成された表示駆動信号は、表示装置１００のソースドライバ２１及びゲートドライバ２２を介して、液晶パネル４の各画素に入力される。
【００３１】
図４は、バックライト２の一つの駆動単位６を示す平面図である。
【００３２】
駆動単位６は、基板２３の単位領域１５上に配置された９つの光源ユニット５を有する。光源ユニット５は、光源５１ａ及びそれに設けられたレンズ５２ａで構成される（光源ユニット５ａ）、及び、光源５１ｂ及びそれに設けられたレンズ５２ｂで構成される（光源ユニット５ｂ）。
【００３３】
光源ユニット５ａに含まれる光源５１ａは、単位領域１５上の実質的な中心点１１に１つ配置されている（基準光源）。各光源ユニット５ｂに含まれる光源５１ｂは、単位領域１５上の中心点１１の周囲に８つ配置されている。各光源５１ａ及び５１ｂは、単位領域１５上に例えば、実質的に縦横に等間隔でマトリクス状に配置されており、基板２３の全体でも、そのように等間隔でマトリクス状に配置されている。
【００３４】
光源５１ａ上にはレンズ５２ａ（基準レンズ）が設けられ、その周囲の光源５１ｂ上にもレンズ５２ｂが設けられている。これらのレンズ５２ａ及び５２ｂは、光源５１ａ及び５１ｂの配光を設定するものである。例えば、本実施形態では、レンズ５２ａ及び５２ｂの光の出射面は、光源５１ａ及び５１ｂから出射された光を均一にするような、所定の球面あるいはトロイダル面等の凸形状を有している。
【００３５】
図５は、図４に示す駆動単位６のＡ−Ａ線断面図である。単位領域１５上の中心点１１に配置された光源ユニット５ａの両隣に、２つの光源ユニット５ｂが配置されている。図５に示すように、２つの光源ユニット５ｂに含まれるレンズ５２ｂの各中心は、単位領域１５の中心点１１に対して、各光源５１ｂから外側にずれるように設けられている。（図５に示す破線参照）。
【００３６】
図６は、図５に示す駆動単位６に含まれる各光源ユニット５ａ及び５ｂから、液晶パネル４へ光が出射された様子を示す図である。図７は、図６に示す駆動単位６において、レンズ５２ｂの各中心と各光源５１ｂとが位置的にずれていない場合を示す図である。
【００３７】
レンズ５２ｂの各中心が、単位領域１５の中心点１１に対して、各光源５１ｂより外側にずれるように設けられるので、各光源５１の配光は単位領域１５の外側にずれる。従って、図６に示すように、光源ユニット５ｂ全体による光束は、単位領域１５の外側に広げられる。レンズ５２ｂの各中心と各光源５１ｂとが位置的にずれていない場合には、図７に示すように、光源ユニット５ｂ全体による光束は単位領域１５の外側に広げられない。
【００３８】
図６に示す、広げられた光源ユニット５ｂ全体による光束は、バックライト２に含まれる、単位領域１５に隣接する単位領域１５の光源ユニット５ｂ全体による光束と重なり合う。これにより、駆動システム上の負荷を上げることなく、単位領域１５とそれに隣接する単位領域１５との境界部分での、急峻な輝度変化を緩和することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、各レンズ５２ｂの中心が、単位領域１５の中心点１１から各光源５１ｂに向かう方向の線（図４の破線）上であって、各光源５１ｂからの延長線上に位置している。これにより、各光源５１ｂからの配光が、単位領域１５の中心点１１から各光源５１ｂへ向かう方向にずれる。したがって、単位領域１５に含まれる光源ユニット５ｂ全体による光束が、単位領域１５の周囲で均一に広げられる。これにより、単位領域１５の周囲における輝度分布にむらが発生することを抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、単位領域１５上に９個の光源ユニット５が配置されているが、これに限られない。単位領域１５に配置される光源ユニット５の数として、典型的には３個、９個及び１６個が挙げられるが、複数であれば何個でもよい。また、光源ユニット５ａがなく、光源ユニット５ｂのみが配置される構成でもよい。
【００４１】
図８は、基板２３及び光源ユニット５の一例を示す断面図である。図８（ａ）は、基板２３上に設けられた光源ユニット５ａを示している。また、図８（ｂ）は、基板２３上に設けられた光源ユニット５ｂを示している。
【００４２】
図８（ａ）に示すように、光源ユニット５ａは、基板２３の一方面に設けられた絶縁層１６の上に、熱伝導性接着剤１８によって接合されているサブマウント基板１７を有する。サブマウント基板１７には、上記光源５１ａである発光ダイオードチップ５１ａが表面実装されている。発光ダイオードチップ５１ａは、サブマウント基板１７上に設けられた図示しない電極部に電気的に接続され、その電極部は、ボンディングワイヤー２０によって、基板２３側の電極部１９と電気的に接続されている。
【００４３】
また、発光ダイオードチップ５１ａは、上記レンズ５２ａである、レンズ形状を有する透明な樹脂成形体５２ａにより封止されている。図８（ａ）に示すように、樹脂成形体５２ａにより、ボンディングワイヤー２０と基板２３側の電極部１９との接続部を含む領域までが封止される。なお、図８（ａ）に示す光源ユニット５ａは、樹脂成形体５２ａの中心が、発光ダイオードチップ５１ａのほぼ中心に位置するような構成となっている。
【００４４】
図８（ｂ）に示す光源ユニット５ｂは、上記レンズ５２ｂである樹脂成形体５２ｂの中心が、光源５１ｂである発光ダイオードチップ５１ｂの中心からずれて設けられている他は、光源ユニット５ａと同様な構成である。図８（ｂ）に示す光源ユニット５ｂの樹脂成形体５２ｂの中心が、発光ダイオードチップ５１ｂの中心（中心線ｄ）から、基板２３の主面に実質的に平行な方向に、ずれ量ｃだけずれて設けられている。
【００４５】
図９は、図８に示す光源ユニット５ａ及び５ｂの、それぞれの配光特性を示したグラフである。光源ユニット５ａ及び５ｂの、図８における紙面上（Ｘ−Ｙ平面上）の配光特性がグラフに示されている。なお、この場合、発光ダイオードチップ５１ａ及び５２ｂのサイズについては、１辺が０．３５ｍｍのほぼ正方形とされ、樹脂成形体５２ａ及び５２ｂの直径は２．５ｍｍとされた。
また、光源ユニット５ｂにおける、樹脂成形体５２ｂの中心の、光源５１ｂの中心からのずれ量ｃは、ｃ＝２００μｍとしている。
【００４６】
図９のグラフにおける、実線で描かれた光源ユニット５ａの配光特性より、光源ユニット５ａの配光は、図８におけるＸ−Ｙ平面上で左右対称に広がっているのがわかる。一方、破線で描かれた光源ユニット５ｂの配光特性より、光源ユニット５ｂの配光は、図８におけるＸ−Ｙ平面上でＸ軸方向にずれて広がっているのがわかる。つまり、光源ユニット５ｂの配光は、光源ユニット５ｂの樹脂成形体５２ｂの中心の、光源５１ｂからの位置的なずれの方向と同じ方向にずれる。これにより、光源ユニット５ｂからの光束も、樹脂成形体５２ｂの中心の、光源５１ｂからの位置的なずれの方向と同じ方向に広げられる。
【００４７】
次に、図１０に示す比較例を用いて、駆動単位１０６に含まれる光源ユニット１０５の数と、その光源ユニット１０５全体の光による液晶パネル１０４上での照射面積Ｓについて説明する。
【００４８】
各光源ユニット１０５から液晶パネル１０４に出射される光は拡散光であるので、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離が小さくなると、各光源ユニット１０５からの光の液晶パネル１０４上での照射面積Ｓは小さくなる。従って、駆動単位１０６に含まれる光源ユニット１０５全体の光による液晶パネル１０４上での照射面積Ｓも小さくなる。その場合、駆動単位１０６に含まれる光源ユニット１０５の数が増やされれば、小さくなった照射面積Ｓが所望の面積となり得る。
【００４９】
図１０においては、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離がｔ1の場合、駆動単位１０６に配置された１個の光源ユニット１０５からの光により、所望の照射面積Ｓが確保されている。駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離が、ｔ1より小さいｔ2の場合には、駆動単位１０６に配置された４個の光源ユニット１０５全体からの光により、所望の照射面積Ｓが確保されている。さらに、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離が、ｔ2より小さいｔ3の場合には、駆動単位１０６に配置された９個の光源ユニット１０５全体からの光により、所望の照射面積Ｓが確保されている。つまり、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離が小さくなればなるほど、所望の照射面積Ｓが確保されるためには、駆動単位１０６に含まれる光源ユニット１０５の数は多くなければならない。
【００５０】
図１１は、図１０に示した９個の光源ユニット１０５を含む駆動単位１０６が、３つ並んで液晶パネル１０４に光を出射させている様子を示した図である。図１０に示したのと同様に、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離はｔ3である。
【００５１】
図１１（ａ）は、３つ並んだ駆動単位１０６に含まれる各光源ユニット１０５からの光の輝度がほぼ最大値となる場合における、３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度を示したグラフである。図１１（ｂ）も、３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度を示したグラフである。図１１（ｂ）では、３つ並んだ駆動単位１０６のうち、中央の駆動単位１０６に含まれる各光源ユニット１０５からの光の輝度は、ほぼ最大値となっている。また、３つ並んだ駆動単位１０６のうち、中央の駆動単位１０６の両隣の駆動単位１０６に含まれる各光源ユニット１０５からの光の輝度は、最大値に対してほぼ５０パーセントの値となっている。
【００５２】
図１１（ａ）の場合、そのグラフに示すように、３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度は、最大値でほぼ均一になる。
【００５３】
図１１（ｂ）の場合、３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度は、図１１（ｂ）のグラフに示すような形となる。つまり、液晶パネル１０４上において、中央の駆動単位１０６からの光を受ける領域では、中央の駆動単位１０６から最大値の強度となる光を受け、上記領域の周囲においては、中央の駆動単位１０６の両隣の駆動単位６から、最大値より小さい強度の光を受ける。この場合、液晶パネル１０４の表示画面においては、３つ並んだ駆動単位１０６の中央の駆動単位１０６からの光を受ける領域と、その両隣の駆動単位１０６からの光を受ける領域とで輝度が異なって表示される。
【００５４】
図１２は、液晶パネル１０４の表示画面１１２を示す平面図である。図１２では、上記３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度が、図１１（ｂ）のグラフになる場合における、表示画面１１２においての輝度を模式的に示している。
【００５５】
図１１（ｂ）のグラフに示すように、３つ並んだ駆動単位１０６の、中央の駆動単位１０６とその両隣の駆動単位１０６との境界部分における光の強度は急峻に変化している。このため、各駆動単位１０６からの光による、表示画面１１２においての輝度も急峻に変化してしまう。そのため表示画面１１２において、図１２に示すように、輝度変化が段階的に表示されてしまう可能性がある。
【００５６】
図１３は、本実施形態に係るバックライト２が採用された場合の、各駆動単位６から液晶パネル４へ光が照射されている様子を示す図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）における、各駆動単位６からの光の輝度の設定は、図１１の場合と同様である。
【００５７】
３つ並んだ各駆動単位６の単位領域１５の中心点１１の周囲に配置された光源ユニット５ｂ全体よる光束は、単位領域１５の周囲に広げられる。これにより、図１３に示すように、３つ並んだ駆動単位６のうち隣接する駆動単位６からの各光束が重なり合う。したがって、図１３（ａ）のグラフに示すように、３つ並んだ駆動単位６全体からの光の、液晶パネル４上での照射領域は広げられる。また、図１３（ｂ）のグラフに示すように、３つ並んだ駆動単位６の、中央の駆動単位６とその両隣の駆動単位６との境界部分における光の強度の変化が緩やかになる。これにより、図１２に示したような、液晶パネル４の表示画面１１２における輝度変化の段階的な表示が抑制される。
【００５８】
本実施形態に係る表示装置が搭載される電子機器として、例えば液晶テレビ、ＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機、カーナビゲーションシステム等が挙げられる。
【００５９】
（変形例）
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【００６０】
図１４（ａ）は、別の実施の形態に係る光源ユニット２００ｂを示す平面図であり、図１４（ｂ）は、その側面図である。これ以降の説明では、図８（ｂ）に示した光源ユニット５ｂの構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略または簡略化する。
【００６１】
光源ユニット２００ｂは、光源ユニット２００ｂに含まれるレンズ２５２ｂの形状が、光源ユニット５ｂに含まれるレンズ５２ｂの形状と異なる他は、光源ユニット５１ｂと同様な構成である。光源ユニット２００ｂに含まれるレンズ２５２ｂは、凸レンズであり、光源５１ｂからの光を出射させる部分の曲率が、光源ユニット５ｂに含まれるレンズ５２ｂよりも小さい。このレンズ２５２ｂの構成により、光源ユニット２００ｂからの光の指向性が、光源ユニット５ｂからの光の指向性よりも高くなる。
【００６２】
図１４（ｃ）は、光源ユニット２００ｂからの配光特性を示したグラフである。図１４（ｃ）のグラフでは、レンズ２５２ｂの中心と光源５１ｂの中心とに位置的なずれがない、図示しない光源ユニット２００ａからの配光特性も破線で示している。図１４（ｃ）のグラフに示すように、光源ユニット２００ｂからの配光は、光源ユニット２００ａからの配光に対してずれている。光源ユニット２００ｂからの配光のずれの方向は、レンズ２５２ｂの中心の、光源５１ｂからの位置的なずれの方向と同じ方向である。
【００６３】
図１５（ａ）は、別の実施の形態に係る光源ユニット３００ｂを示す平面図であり、図１５（ｂ）は、その側面図である。
【００６４】
光源ユニット３００ｂにおいても、光源ユニット３００ｂに含まれるレンズ３５２ｂの形状が、光源ユニット５ｂに含まれるレンズ５２ｂの形状と異なる他は、光源ユニット５１ｂと同様な構成である。光源ユニット３００ｂに含まれるレンズ３５２ｂは凹レンズであり、光源ユニット３００ｂからの配光は、光源ユニット５１ｂからの配光よりも広がる。
【００６５】
図１５（ｃ）のグラフが示すように、光源ユニット３００ｂからの配光は、レンズ３５２ｂの中心の、光源５１ｂからの位置的なずれの方向と同じ方向にずれる。
【００６６】
本発明の別の実施の形態に係るレンズの形状として、上記レンズ２５２ｂ及び３５２ｂが有する形状に限られない。つまり、他の種々の形状を有するレンズでも、その中心と光源５１ｂの中心との位置的なずれを適宜設定することにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００６７】
本発明の別の実施の形態に係る光源ユニットとして、次のようなものも挙げられる。例えば、発光ダイオードチップが例えば平型の形状を有する透明樹脂に封止されて構成された発光ダイオードのパッケージングモジュール上に、レンズが設けられた光源ユニットが挙げられる。その場合のレンズは、上記した各実施形態に係るレンズ、その他、トロイダル形状の光の出射面を有するレンズが用いられればよい。その場合でも、レンズの中心と、発光ダイオードの中心の位置的ずれを適宜設定することにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】バックライトの構成を示す平面図である。
【図３】制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】バックライトの一つの駆動単位を示す平面図である。
【図５】図４に示す駆動単位のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図５に示す駆動単位に含まれる各光源ユニットから、液晶パネルへ光が出射された様子を示す図である。
【図７】図６に示す駆動単位において、レンズの各中心と各光源とが位置的にずれていない場合を示す図である。
【図８】基板及び光源ユニットの一例を示す断面図である。
【図９】図８に示す光源ユニットの、それぞれの配光特性を示したグラフである。
【図１０】駆動単位に含まれる光源ユニットの数と、その光源ユニット全体の光による液晶パネル上での照射面積について説明するために用いられる図である。
【図１１】図１０に示した９個の光源ユニットを含む駆動単位が、３つ並んで液晶パネルに光を出射させている様子を示した断面図である。
【図１２】液晶パネルの表示画面を示す平面図である。
【図１３】図１１に示した３つ並んだ駆動単位に含まれる各光源ユニットを、本実施形態に係る光源ユニットとした場合における、各駆動単位から液晶パネルへ光が照射されている様子を示す断面図である
【図１４】（ａ）は、本発明の別の一実施の形態に係る光源ユニットを示す平面図である。（ｂ）は、本発明の別の一実施の形態に係る光源ユニットを示す側面図である。（ｃ）は、光源ユニットからの配光特性を示したグラフである。
【図１５】（ａ）は、本発明の別の一実施の形態に係る光源ユニットを示す平面図である。（ｂ）は、本発明の別の一実施の形態に係る光源ユニットを示す側面図である。（ｃ）は、光源ユニットからの配光特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１…表示パネル
２…バックライト
３…制御部
４、１０４…液晶パネル
５、５ａ、５ｂ、１０５、２００ｂ、３００ｂ…光源ユニット
６、１０６…駆動単位
７…映像信号検出回路
７ａ…輝度信号検出回路
７ｂ…色信号検出回路
８…発光輝度設定部
９…液晶パネル制御回路
１０…バックライト駆動部
１１…中心点
１５…単位領域
１６…絶縁層
１７…サブマウント基板
１８…熱伝導性接着剤
１９…電極部
２０…ボンティングワイヤー
２１…ソースドライバ
２２…ゲートドライバ
２３…基板
２４…映像信号
５１、５１ａ、５１ｂ…光源
５１ａ、５１ｂ…発光ダイオードチップ
５２、５２ａ、５２ｂ、２５２ｂ、３５２ｂ…レンズ
５２ａ、５２ｂ…樹脂成形体
１００…表示装置
１１２…表示画面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ等に用いられる照明装置、表示装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイにおいては、液晶パネルの画素が発光しないため、液晶パネルの背面側に複数の光源を有する、いわゆる直下型のバックライトが配置されている。そのバックライトは液晶パネルの背面を照らして画像を表示させるようにしている。
【０００３】
このような直下型のバックライトでは、部分駆動方式が採用される。部分駆動方式は、上記バックライトを構成する各光源に対応させて、映像信号の１フレーム分の画像を複数の領域に分割し、それぞれの分割領域ごとの輝度情報に応じて、各光源の輝度を制御する方式である。（例えば、特許文献１参照。）。これにより、バックライトの消費電力が軽減され、また表示画面におけるコントラスト比が高まる。
【０００４】
近年においては、液晶ディスプレイの薄型化が求められている。上記した直下型のバックライトを用いた液晶ディスプレイでは、その薄型化を実現するために、液晶パネル及びバックライト間距離を小さくする必要がある。しかし、各光源から出射される光は拡散光であるので、その距離が小さくなると、各光源からの光の、液晶パネル上での照射面積が小さくなり、原画像の忠実な再現が難しくなる。そこで、液晶パネル全体にわたるような照射面積を確保するために、バックライトに含まれる光源の数を増やし、上記分割された表示画面の各領域を照らす光源が、複数の光源からなるような構成が考えられる。
【０００５】
このように一つの分割領域に複数の光源が対応するバックライトにおいて、各光源から液晶パネルへ向かう光束同士が液晶パネル及びバックライト間で重ならない程度に、液晶パネル及びバックライト間の距離が設定された場合に、次のような問題が生じる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８６６２７号公報（段落[０００４]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、分割領域ごとに輝度が異なるように各光源が発光する場合、液晶パネル及びバックライト間の距離が小さいほど、つまり、各光源からの液晶パネルへの照射面積が小さいほど、隣接する分割領域間の境界での光の輝度変化が急峻となる。これは、液晶パネル及びバックライト間の距離が小さいほど、上記照射面積が小さくなり、分割領域ごとの液晶パネルでの照度分布の均一性が増すためであると考えられる。逆に、液晶パネル及びバックライト間の距離が大きいほど、上記照射面積が大きくなり、分割領域ごとの液晶パネルでの照度分布の均一性が低下するので、隣接する分割領域間の境界では光がぼかされ、輝度変化が緩やかになると考えられる。
【０００８】
すなわち、液晶パネル及びバックライト間の距離が小さいほど、分割領域間の境界部分において、滑らかな輝度変化が表現されず、原画像の忠実な再現が行われない可能性が生じる。この問題を解決するために、各分割領域を小さくし、その各領域を照らす光源を一つの光源からなるようにバックライトが構成されることが考えられる。しかしその場合においては、新たな演算回路の構築や、配線の設置等が必要となり、駆動システム上の負荷が上がる。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、駆動システム上の負荷を上げることなく、隣接する分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる照明装置、それを用いた表示装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る照明装置は、基板と、複数の光源と、複数のレンズとを具備する。
前記複数の光源は、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置される。
前記複数のレンズは、前記複数の光源からの配光を設定するために前記光源ごとに設けられ、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置される。
【００１１】
このように、複数のレンズの各中心が、領域の中心に対して、各光源から外側にずれているので、各レンズから出射された光の強度分布（以下、配光特性という。）も、領域の中心に対して外側にずれる。したがって、一つの領域に含まれる複数の光源全体による光束は、領域の周囲に広げられ、その領域に隣接する他の領域の光源からの光束と重なりあう。これにより、駆動システム上の負荷を上げることなく、隣接する分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。
【００１２】
前記照明装置は、基準光源と、基準レンズとをさらに具備してもよい。
前記基準光源は、前記一つの領域の前記中心に配置され、前記基準レンズは、前記基準光源からの配光を設定するために設けられ、前記基準レンズの中心が前記一つの領域の前記中心に配置されてもよい。
【００１３】
前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の前記中心から前記光源に向かう方向の線上であって前記光源からの延長線上に位置してもよい。
【００１４】
これにより、各光源からの配光が、領域の中心から各光源へ向かう方向にずれる。したがって、複数の光源全体による光束が、領域の周囲で均一に広げられる。これにより、一つの領域の周囲における輝度分布にむらが発生することを抑制することができる。
【００１５】
本発明の一形態に係る表示装置は、表示パネルと、照明装置と、制御部とを具備する。
前記表示パネルは、入力された映像信号に応じた映像を表示する。
前記照明装置は、基板と、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズとを有し、前記表示パネルに前記複数の光源からの光を照射する。
前記制御部は、前記映像信号に応じて、前記複数の光源からの光の輝度を前記領域単位で制御する。
【００１６】
本発明の一形態に係る電子機器は、表示パネルと、照明装置と、制御部とを具備する表示装置を搭載する。
前記表示パネルは、入力された映像信号に応じた映像を表示する。
前記照明装置は、基板と、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズとを有し、前記表示パネルに前記複数の光源からの光を照射する。
前記制御部は、前記映像信号に応じて、前記複数の光源からの光の輝度を前記領域単位で制御する。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、駆動システム上の負荷を上げることなく、隣接する分割領域間の境界部分での急峻な輝度変化を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【００２０】
表示装置１００は、映像を表示する表示パネルとしての液晶パネル４と、液晶パネル４の背面側に配置されたバックライト２（照明装置）と、バックライト２及び液晶パネル４に対して各種の制御を行う制御部３とを備えている。
【００２１】
表示装置１００は、液晶パネル４と、液晶パネル４に対して表示駆動信号を入力するソースドライバ２１及びゲートドライバ２２とを有している。
【００２２】
図２は、バックライト２の構成を示す平面図である。バックライト２は、基板２３と、基板２３上にマトリクス状に配置された複数の光源ユニット５とを有する。バックライト２は、所定数の光源ユニット５ごとの輝度を設定し、液晶パネル４に光を照射することが可能となっている。すなわち、バックライト２は、複数の駆動単位６を有し、駆動単位６ごとに、その駆動単位６に含まれる複数の光源ユニット５からの光の輝度が設定される。
【００２３】
複数の駆動単位６は、例えば、基板２３が垂直方向に５分割及び水平方向に８分割されてできた４０個の領域であってもよい。しかし、そのような構成に限られないし、また駆動単位６の個数は、何個でもよい。
【００２４】
このように、バックライト２の基板２３は、駆動単位６ごとに複数の領域に分割されている。基板２３は、１枚の基板で構成されていてもよいし、複数の領域に分割された駆動単位６ごとに基板が用意され、それらの基板がマトリクス状に並べられて、基板２３が構成されてもよい。
【００２５】
図３は、上記制御部３の構成を示すブロック図である。
【００２６】
制御部３は、映像信号検出回路７、発光輝度設定部８、液晶パネル制御回路９、バックライト駆動部１０を備えている。
【００２７】
映像信号検出回路７は、映像信号２４のうち輝度信号を検出する輝度信号検出回路７ａと、色信号を検出する色信号検出回路７ｂとを有する。
【００２８】
発光輝度設定部８は、輝度信号検出回路７ａにより検出された輝度信号に基づいて、駆動単位６ごとの発光輝度を設定する。
【００２９】
バックライト駆動部１０は、発光輝度設定部８により設定された発光輝度に応じて、駆動単位６ごとの光源を個別に駆動する。バックライト駆動部１０による駆動は、典型的には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が用いられるが、他の駆動方式でもよい。
【００３０】
液晶パネル制御回路９は、色信号検出回路により検出された色信号及び上記輝度信号に基づいて、液晶パネル４の表示駆動を行うための表示駆動信号を生成する。液晶パネル制御回路９により生成された表示駆動信号は、表示装置１００のソースドライバ２１及びゲートドライバ２２を介して、液晶パネル４の各画素に入力される。
【００３１】
図４は、バックライト２の一つの駆動単位６を示す平面図である。
【００３２】
駆動単位６は、基板２３の単位領域１５上に配置された９つの光源ユニット５を有する。光源ユニット５は、光源５１ａ及びそれに設けられたレンズ５２ａで構成される（光源ユニット５ａ）、及び、光源５１ｂ及びそれに設けられたレンズ５２ｂで構成される（光源ユニット５ｂ）。
【００３３】
光源ユニット５ａに含まれる光源５１ａは、単位領域１５上の実質的な中心点１１に１つ配置されている（基準光源）。各光源ユニット５ｂに含まれる光源５１ｂは、単位領域１５上の中心点１１の周囲に８つ配置されている。各光源５１ａ及び５１ｂは、単位領域１５上に例えば、実質的に縦横に等間隔でマトリクス状に配置されており、基板２３の全体でも、そのように等間隔でマトリクス状に配置されている。
【００３４】
光源５１ａ上にはレンズ５２ａ（基準レンズ）が設けられ、その周囲の光源５１ｂ上にもレンズ５２ｂが設けられている。これらのレンズ５２ａ及び５２ｂは、光源５１ａ及び５１ｂの配光を設定するものである。例えば、本実施形態では、レンズ５２ａ及び５２ｂの光の出射面は、光源５１ａ及び５１ｂから出射された光を均一にするような、所定の球面あるいはトロイダル面等の凸形状を有している。
【００３５】
図５は、図４に示す駆動単位６のＡ−Ａ線断面図である。単位領域１５上の中心点１１に配置された光源ユニット５ａの両隣に、２つの光源ユニット５ｂが配置されている。図５に示すように、２つの光源ユニット５ｂに含まれるレンズ５２ｂの各中心は、単位領域１５の中心点１１に対して、各光源５１ｂから外側にずれるように設けられている。（図５に示す破線参照）。
【００３６】
図６は、図５に示す駆動単位６に含まれる各光源ユニット５ａ及び５ｂから、液晶パネル４へ光が出射された様子を示す図である。図７は、図６に示す駆動単位６において、レンズ５２ｂの各中心と各光源５１ｂとが位置的にずれていない場合を示す図である。
【００３７】
レンズ５２ｂの各中心が、単位領域１５の中心点１１に対して、各光源５１ｂより外側にずれるように設けられるので、各光源５１の配光は単位領域１５の外側にずれる。従って、図６に示すように、光源ユニット５ｂ全体による光束は、単位領域１５の外側に広げられる。レンズ５２ｂの各中心と各光源５１ｂとが位置的にずれていない場合には、図７に示すように、光源ユニット５ｂ全体による光束は単位領域１５の外側に広げられない。
【００３８】
図６に示す、広げられた光源ユニット５ｂ全体による光束は、バックライト２に含まれる、単位領域１５に隣接する単位領域１５の光源ユニット５ｂ全体による光束と重なり合う。これにより、駆動システム上の負荷を上げることなく、単位領域１５とそれに隣接する単位領域１５との境界部分での、急峻な輝度変化を緩和することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、各レンズ５２ｂの中心が、単位領域１５の中心点１１から各光源５１ｂに向かう方向の線（図４の破線）上であって、各光源５１ｂからの延長線上に位置している。これにより、各光源５１ｂからの配光が、単位領域１５の中心点１１から各光源５１ｂへ向かう方向にずれる。したがって、単位領域１５に含まれる光源ユニット５ｂ全体による光束が、単位領域１５の周囲で均一に広げられる。これにより、単位領域１５の周囲における輝度分布にむらが発生することを抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、単位領域１５上に９個の光源ユニット５が配置されているが、これに限られない。単位領域１５に配置される光源ユニット５の数として、典型的には３個、９個及び１６個が挙げられるが、複数であれば何個でもよい。また、光源ユニット５ａがなく、光源ユニット５ｂのみが配置される構成でもよい。
【００４１】
図８は、基板２３及び光源ユニット５の一例を示す断面図である。図８（ａ）は、基板２３上に設けられた光源ユニット５ａを示している。また、図８（ｂ）は、基板２３上に設けられた光源ユニット５ｂを示している。
【００４２】
図８（ａ）に示すように、光源ユニット５ａは、基板２３の一方面に設けられた絶縁層１６の上に、熱伝導性接着剤１８によって接合されているサブマウント基板１７を有する。サブマウント基板１７には、上記光源５１ａである発光ダイオードチップ５１ａが表面実装されている。発光ダイオードチップ５１ａは、サブマウント基板１７上に設けられた図示しない電極部に電気的に接続され、その電極部は、ボンディングワイヤー２０によって、基板２３側の電極部１９と電気的に接続されている。
【００４３】
また、発光ダイオードチップ５１ａは、上記レンズ５２ａである、レンズ形状を有する透明な樹脂成形体５２ａにより封止されている。図８（ａ）に示すように、樹脂成形体５２ａにより、ボンディングワイヤー２０と基板２３側の電極部１９との接続部を含む領域までが封止される。なお、図８（ａ）に示す光源ユニット５ａは、樹脂成形体５２ａの中心が、発光ダイオードチップ５１ａのほぼ中心に位置するような構成となっている。
【００４４】
図８（ｂ）に示す光源ユニット５ｂは、上記レンズ５２ｂである樹脂成形体５２ｂの中心が、光源５１ｂである発光ダイオードチップ５１ｂの中心からずれて設けられている他は、光源ユニット５ａと同様な構成である。図８（ｂ）に示す光源ユニット５ｂの樹脂成形体５２ｂの中心が、発光ダイオードチップ５１ｂの中心（中心線ｄ）から、基板２３の主面に実質的に平行な方向に、ずれ量ｃだけずれて設けられている。
【００４５】
図９は、図８に示す光源ユニット５ａ及び５ｂの、それぞれの配光特性を示したグラフである。光源ユニット５ａ及び５ｂの、図８における紙面上（Ｘ−Ｙ平面上）の配光特性がグラフに示されている。なお、この場合、発光ダイオードチップ５１ａ及び５２ｂのサイズについては、１辺が０．３５ｍｍのほぼ正方形とされ、樹脂成形体５２ａ及び５２ｂの直径は２．５ｍｍとされた。
また、光源ユニット５ｂにおける、樹脂成形体５２ｂの中心の、光源５１ｂの中心からのずれ量ｃは、ｃ＝２００μｍとしている。
【００４６】
図９のグラフにおける、実線で描かれた光源ユニット５ａの配光特性より、光源ユニット５ａの配光は、図８におけるＸ−Ｙ平面上で左右対称に広がっているのがわかる。一方、破線で描かれた光源ユニット５ｂの配光特性より、光源ユニット５ｂの配光は、図８におけるＸ−Ｙ平面上でＸ軸方向にずれて広がっているのがわかる。つまり、光源ユニット５ｂの配光は、光源ユニット５ｂの樹脂成形体５２ｂの中心の、光源５１ｂからの位置的なずれの方向と同じ方向にずれる。これにより、光源ユニット５ｂからの光束も、樹脂成形体５２ｂの中心の、光源５１ｂからの位置的なずれの方向と同じ方向に広げられる。
【００４７】
次に、図１０に示す比較例を用いて、駆動単位１０６に含まれる光源ユニット１０５の数と、その光源ユニット１０５全体の光による液晶パネル１０４上での照射面積Ｓについて説明する。
【００４８】
各光源ユニット１０５から液晶パネル１０４に出射される光は拡散光であるので、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離が小さくなると、各光源ユニット１０５からの光の液晶パネル１０４上での照射面積Ｓは小さくなる。従って、駆動単位１０６に含まれる光源ユニット１０５全体の光による液晶パネル１０４上での照射面積Ｓも小さくなる。その場合、駆動単位１０６に含まれる光源ユニット１０５の数が増やされれば、小さくなった照射面積Ｓが所望の面積となり得る。
【００４９】
図１０においては、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離がｔ1の場合、駆動単位１０６に配置された１個の光源ユニット１０５からの光により、所望の照射面積Ｓが確保されている。駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離が、ｔ1より小さいｔ2の場合には、駆動単位１０６に配置された４個の光源ユニット１０５全体からの光により、所望の照射面積Ｓが確保されている。さらに、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離が、ｔ2より小さいｔ3の場合には、駆動単位１０６に配置された９個の光源ユニット１０５全体からの光により、所望の照射面積Ｓが確保されている。つまり、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離が小さくなればなるほど、所望の照射面積Ｓが確保されるためには、駆動単位１０６に含まれる光源ユニット１０５の数は多くなければならない。
【００５０】
図１１は、図１０に示した９個の光源ユニット１０５を含む駆動単位１０６が、３つ並んで液晶パネル１０４に光を出射させている様子を示した図である。図１０に示したのと同様に、駆動単位１０６と液晶パネル１０４との距離はｔ3である。
【００５１】
図１１（ａ）は、３つ並んだ駆動単位１０６に含まれる各光源ユニット１０５からの光の輝度がほぼ最大値となる場合における、３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度を示したグラフである。図１１（ｂ）も、３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度を示したグラフである。図１１（ｂ）では、３つ並んだ駆動単位１０６のうち、中央の駆動単位１０６に含まれる各光源ユニット１０５からの光の輝度は、ほぼ最大値となっている。また、３つ並んだ駆動単位１０６のうち、中央の駆動単位１０６の両隣の駆動単位１０６に含まれる各光源ユニット１０５からの光の輝度は、最大値に対してほぼ５０パーセントの値となっている。
【００５２】
図１１（ａ）の場合、そのグラフに示すように、３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度は、最大値でほぼ均一になる。
【００５３】
図１１（ｂ）の場合、３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度は、図１１（ｂ）のグラフに示すような形となる。つまり、液晶パネル１０４上において、中央の駆動単位１０６からの光を受ける領域では、中央の駆動単位１０６から最大値の強度となる光を受け、上記領域の周囲においては、中央の駆動単位１０６の両隣の駆動単位６から、最大値より小さい強度の光を受ける。この場合、液晶パネル１０４の表示画面においては、３つ並んだ駆動単位１０６の中央の駆動単位１０６からの光を受ける領域と、その両隣の駆動単位１０６からの光を受ける領域とで輝度が異なって表示される。
【００５４】
図１２は、液晶パネル１０４の表示画面１１２を示す平面図である。図１２では、上記３つ並んだ駆動単位１０６全体からの光の、液晶パネル１０４上での照射領域における光の強度が、図１１（ｂ）のグラフになる場合における、表示画面１１２においての輝度を模式的に示している。
【００５５】
図１１（ｂ）のグラフに示すように、３つ並んだ駆動単位１０６の、中央の駆動単位１０６とその両隣の駆動単位１０６との境界部分における光の強度は急峻に変化している。このため、各駆動単位１０６からの光による、表示画面１１２においての輝度も急峻に変化してしまう。そのため表示画面１１２において、図１２に示すように、輝度変化が段階的に表示されてしまう可能性がある。
【００５６】
図１３は、本実施形態に係るバックライト２が採用された場合の、各駆動単位６から液晶パネル４へ光が照射されている様子を示す図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）における、各駆動単位６からの光の輝度の設定は、図１１の場合と同様である。
【００５７】
３つ並んだ各駆動単位６の単位領域１５の中心点１１の周囲に配置された光源ユニット５ｂ全体よる光束は、単位領域１５の周囲に広げられる。これにより、図１３に示すように、３つ並んだ駆動単位６のうち隣接する駆動単位６からの各光束が重なり合う。したがって、図１３（ａ）のグラフに示すように、３つ並んだ駆動単位６全体からの光の、液晶パネル４上での照射領域は広げられる。また、図１３（ｂ）のグラフに示すように、３つ並んだ駆動単位６の、中央の駆動単位６とその両隣の駆動単位６との境界部分における光の強度の変化が緩やかになる。これにより、図１２に示したような、液晶パネル４の表示画面１１２における輝度変化の段階的な表示が抑制される。
【００５８】
本実施形態に係る表示装置が搭載される電子機器として、例えば液晶テレビ、ＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機、カーナビゲーションシステム等が挙げられる。
【００５９】
（変形例）
本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【００６０】
図１４（ａ）は、別の実施の形態に係る光源ユニット２００ｂを示す平面図であり、図１４（ｂ）は、その側面図である。これ以降の説明では、図８（ｂ）に示した光源ユニット５ｂの構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略または簡略化する。
【００６１】
光源ユニット２００ｂは、光源ユニット２００ｂに含まれるレンズ２５２ｂの形状が、光源ユニット５ｂに含まれるレンズ５２ｂの形状と異なる他は、光源ユニット５１ｂと同様な構成である。光源ユニット２００ｂに含まれるレンズ２５２ｂは、凸レンズであり、光源５１ｂからの光を出射させる部分の曲率が、光源ユニット５ｂに含まれるレンズ５２ｂよりも小さい。このレンズ２５２ｂの構成により、光源ユニット２００ｂからの光の指向性が、光源ユニット５ｂからの光の指向性よりも高くなる。
【００６２】
図１４（ｃ）は、光源ユニット２００ｂからの配光特性を示したグラフである。図１４（ｃ）のグラフでは、レンズ２５２ｂの中心と光源５１ｂの中心とに位置的なずれがない、図示しない光源ユニット２００ａからの配光特性も破線で示している。図１４（ｃ）のグラフに示すように、光源ユニット２００ｂからの配光は、光源ユニット２００ａからの配光に対してずれている。光源ユニット２００ｂからの配光のずれの方向は、レンズ２５２ｂの中心の、光源５１ｂからの位置的なずれの方向と同じ方向である。
【００６３】
図１５（ａ）は、別の実施の形態に係る光源ユニット３００ｂを示す平面図であり、図１５（ｂ）は、その側面図である。
【００６４】
光源ユニット３００ｂにおいても、光源ユニット３００ｂに含まれるレンズ３５２ｂの形状が、光源ユニット５ｂに含まれるレンズ５２ｂの形状と異なる他は、光源ユニット５１ｂと同様な構成である。光源ユニット３００ｂに含まれるレンズ３５２ｂは凹レンズであり、光源ユニット３００ｂからの配光は、光源ユニット５１ｂからの配光よりも広がる。
【００６５】
図１５（ｃ）のグラフが示すように、光源ユニット３００ｂからの配光は、レンズ３５２ｂの中心の、光源５１ｂからの位置的なずれの方向と同じ方向にずれる。
【００６６】
本発明の別の実施の形態に係るレンズの形状として、上記レンズ２５２ｂ及び３５２ｂが有する形状に限られない。つまり、他の種々の形状を有するレンズでも、その中心と光源５１ｂの中心との位置的なずれを適宜設定することにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００６７】
本発明の別の実施の形態に係る光源ユニットとして、次のようなものも挙げられる。例えば、発光ダイオードチップが例えば平型の形状を有する透明樹脂に封止されて構成された発光ダイオードのパッケージングモジュール上に、レンズが設けられた光源ユニットが挙げられる。その場合のレンズは、上記した各実施形態に係るレンズ、その他、トロイダル形状の光の出射面を有するレンズが用いられればよい。その場合でも、レンズの中心と、発光ダイオードの中心の位置的ずれを適宜設定することにより、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置の構成を示す図である。
【図２】バックライトの構成を示す平面図である。
【図３】制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】バックライトの一つの駆動単位を示す平面図である。
【図５】図４に示す駆動単位のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図５に示す駆動単位に含まれる各光源ユニットから、液晶パネルへ光が出射された様子を示す図である。
【図７】図６に示す駆動単位において、レンズの各中心と各光源とが位置的にずれていない場合を示す図である。
【図８】基板及び光源ユニットの一例を示す断面図である。
【図９】図８に示す光源ユニットの、それぞれの配光特性を示したグラフである。
【図１０】駆動単位に含まれる光源ユニットの数と、その光源ユニット全体の光による液晶パネル上での照射面積について説明するために用いられる図である。
【図１１】図１０に示した９個の光源ユニットを含む駆動単位が、３つ並んで液晶パネルに光を出射させている様子を示した断面図である。
【図１２】液晶パネルの表示画面を示す平面図である。
【図１３】図１１に示した３つ並んだ駆動単位に含まれる各光源ユニットを、本実施形態に係る光源ユニットとした場合における、各駆動単位から液晶パネルへ光が照射されている様子を示す断面図である
【図１４】（ａ）は、本発明の別の一実施の形態に係る光源ユニットを示す平面図である。（ｂ）は、本発明の別の一実施の形態に係る光源ユニットを示す側面図である。（ｃ）は、光源ユニットからの配光特性を示したグラフである。
【図１５】（ａ）は、本発明の別の一実施の形態に係る光源ユニットを示す平面図である。（ｂ）は、本発明の別の一実施の形態に係る光源ユニットを示す側面図である。（ｃ）は、光源ユニットからの配光特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１…表示パネル
２…バックライト
３…制御部
４、１０４…液晶パネル
５、５ａ、５ｂ、１０５、２００ｂ、３００ｂ…光源ユニット
６、１０６…駆動単位
７…映像信号検出回路
７ａ…輝度信号検出回路
７ｂ…色信号検出回路
８…発光輝度設定部
９…液晶パネル制御回路
１０…バックライト駆動部
１１…中心点
１５…単位領域
１６…絶縁層
１７…サブマウント基板
１８…熱伝導性接着剤
１９…電極部
２０…ボンティングワイヤー
２１…ソースドライバ
２２…ゲートドライバ
２３…基板
２４…映像信号
５１、５１ａ、５１ｂ…光源
５１ａ、５１ｂ…発光ダイオードチップ
５２、５２ａ、５２ｂ、２５２ｂ、３５２ｂ…レンズ
５２ａ、５２ｂ…樹脂成形体
１００…表示装置
１１２…表示画面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、
前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズと
を具備する照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置であって、
前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の前記中心から前記光源に向かう方向の線上であって前記光源からの延長線上に位置する照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載の照明装置であって、
前記一つの領域の前記中心に配置された基準光源と、
前記基準光源からの配光を設定する、前記基準光源に設けられた基準レンズであって、前記基準レンズの中心が前記一つの領域の前記中心に配置された基準レンズと
をさらに具備する照明装置。
【請求項４】
入力された映像信号に応じた映像を表示する表示パネルと、
基板と、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズとを有し、前記表示パネルに前記複数の光源からの光を照射する照明装置と、
前記映像信号に応じて、前記複数の光源からの光の輝度を前記領域単位で制御する制御部と
を具備する表示装置。
【請求項５】
入力された映像信号に応じた映像を表示する表示パネルと、
基板と、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズとを有し、前記表示パネルに前記複数の光源からの光を照射する照明装置と、
前記映像信号に応じて、前記複数の光源からの光の輝度を前記領域単位で制御する制御部と
を具備する表示装置を搭載する電子機器。
【請求項１】
基板と、
前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、
前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズと
を具備する照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置であって、
前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の前記中心から前記光源に向かう方向の線上であって前記光源からの延長線上に位置する照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載の照明装置であって、
前記一つの領域の前記中心に配置された基準光源と、
前記基準光源からの配光を設定する、前記基準光源に設けられた基準レンズであって、前記基準レンズの中心が前記一つの領域の前記中心に配置された基準レンズと
をさらに具備する照明装置。
【請求項４】
入力された映像信号に応じた映像を表示する表示パネルと、
基板と、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズとを有し、前記表示パネルに前記複数の光源からの光を照射する照明装置と、
前記映像信号に応じて、前記複数の光源からの光の輝度を前記領域単位で制御する制御部と
を具備する表示装置。
【請求項５】
入力された映像信号に応じた映像を表示する表示パネルと、
基板と、前記基板の複数の領域の中の、少なくとも一つの領域に配置された複数の光源と、前記複数の光源からの配光を設定する、前記光源ごとに設けられた複数のレンズであって、前記複数のレンズの各中心が、前記一つの領域の中心に対して前記複数の光源から外側へずれるように配置された複数のレンズとを有し、前記表示パネルに前記複数の光源からの光を照射する照明装置と、
前記映像信号に応じて、前記複数の光源からの光の輝度を前記領域単位で制御する制御部と
を具備する表示装置を搭載する電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−９２６８６（Ｐ２０１０−９２６８６Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６０７８６（Ｐ２００８−２６０７８６）
【出願日】平成２０年１０月７日（２００８．１０．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月７日（２００８．１０．７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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