专利名称：照明装置及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及照明装置及液晶显示装置。
背景技术：
近年来，作为薄型的显示装置，液晶显示装置(以下也称为“IXD”:Liquid Crystal Display)迅速普及。但是，与CRT (Cathode-feiy Tube:阴极射线管)显示装置相比，LCD存在对比度(contrast)较低的问题。对此，例如在使光从配设于导光板正下方的光源出射的直下型背光装置中，进行根据显示影像的明亮度来部分地控制背光装置的亮度的局部调光(local dimming)。由此能够提高对比度。但是，例如在通过导光板使来自配设于导光板端部的光源的光以面状出射的侧光型背光装置中，来自光源的光在导光板中传播时扩散。因此，使导光板部分地点灯来部分地控制背光装置的亮度是困难的。即，在侧光型背光装置中，在提高局部调光的效果这一点仍有改善的余地。
发明内容
本发明的实施方式提供一种能够提高局部调光的效果的照明装置及液晶显示装置。实施方式的照明装置具备导光板，在光出射面上形成有沿第一方向延伸的多个槽；以及多个光源，能够单独进行发光亮度的控制，从所述导光板的端部中的与所述第一方向垂直的端部，向所述导光板的内部供给光。从所述光源向所述导光板入射并从所述光出射面出射的光的亮度分布能够通过如下函数求得，该函数中，空间频率区域中的相对于直流成分的相对强度，在值为1以上的空间频率区域中为第一阈值以下；所述光源的光源间距离根据所述光的亮度分布被优化。根据上述结构，能够提高局部调光的效果。
图1是表示本发明的实施方式的照明装置的俯视示意图。图2A及图2B是从图1所示的箭头Al的方向观察本实施方式的照明装置时的放大示意图。图3A及图;3B是例示照明装置的亮度分布的模拟结果的示意图。图4是表示本实施方式的液晶显示装置的主要部分结构的框图。图5是例示在液晶面板上显示的影像的俯视示意图。图6A及图6B是表示光源的点灯状态的俯视示意图。
图7是对消耗电力进行比较的曲线图。图8是对图5所示的位置Pl-Pl处的亮度进行比较的曲线图。图9是用于说明理想的亮度分布的曲线图。图IOA及图IOB是例示本实施方式的光源的发光亮度分布的曲线图。图IlA 图IlF是用于说明本实施方式的光源的亮度分布的形状与其空间频率成分之间的关系的曲线图。图12A及图12B是例示本实施方式的光源的其他发光亮度分布的曲线图。图13A及图13B是例示本实施方式的光源的又一其他发光亮度分布的曲线图。图14A 图14F是例示光源与亮度分布之间的关系的曲线图。图15是例示理想的亮度分布与光源间距离之间的关系的曲线图。图16是用于说明光源间距离的优化的曲线图。图17是例示优化后的光源间距离的曲线图。图18是表示本实施方式的导光板的槽的顶角与点灯区宽度之间的关系的曲线图。图19是表示本实施方式的导光板的槽的深度与点灯区宽度之间的关系的曲线图。图20是表示距本实施方式的导光板距光入射端的距离与点灯区宽度之间的关系的曲线图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。在各图中，对于同一或类似的结构要素使用同一附图标记。图1是表示本发明的实施方式的照明装置的俯视示意图。此外，图2A及图2B是从图1所示的箭头Al的方向观察本实施方式的照明装置时的放大示意图。另外，图2A例示了导光板具有楔形槽的情况，图2B例示了导光板具有波形槽的情况。本实施方式的照明装置(背光装置)10具备导光板20，在光出射面(图2A及图 2B中的上表面)形成有沿图1的上下方向(第一方向)延伸的多个槽21 ；多个光源30，配设在导光板20的端部；反射板40，从导光板20来看，配设在与光出射面相反的一侧；棱镜片51及扩散片53，从导光板20来看，配设在光出射面一侧。反射板40将朝向导光板20下方出射的光朝向上方反射。棱镜片51及扩散片53使从导光板20出射了的光的亮度分布在与导光板20的表面大致垂直的方向上变大。如图1所示，光源30配设在导光板20的端部且与第一方向垂直的端部。在图1、 图2A、及图2B所示的照明装置10中，光源30被表示为具有单个发光元件，但是也可以具有多个发光元件。发光元件例如有LED (Light Emitting Diode 发光二极管)等。如图2A所示，导光板20具有从侧方(从图1所示的箭头Al的方向)观察时的形状为楔形的槽21。另外，在本实施方式中，从箭头Al的方向观察时的槽21的形状不限于图2A所示的楔形，也可以是图2B所示的波形。图2B所示的波形的槽21在顶部及底部没有角部，而是具有弯曲部21a。此外，在导光板20的与光出射面相反一侧的面上，形成有使光扩散的光取出图案23。光取出图案23是例如以规定间隔涂覆为点状的白色印墨，或者以规定间隔形成的棱形图案等。从光源30放射出的光从导光板20的端面进入内部，在导光板20的形成有槽21 的面、下表面及侧面被全反射，在导光板20内向远离光源30的方向传播。在该传播的过程中，光被光取出图案23散射。或者，未被光取出图案23散射而向下方出射的光，被反射板 40向上方反射。而且，不再满足全反射条件的光从形成有槽21的面(光出射面)朝向外部出射。另外，越靠近光的行进方向的下游侧(导光板20的中央侧)，越是较高地设置光取出图案23的形成密度，从而能够使光从导光板20更均勻地出射。由此，能够使光以面状从导光板20出射。此外，本实施方式的导光板20如前所述，具有形成在光出射面上的槽21。由此，能够提高从导光板20的端面进入到内部的光的直进性。在此，参照附图进一步详细说明光的
直进性。图3A及图;3B是例示照明装置的亮度分布的模拟结果的示意图。另外，图3A是例示使用了在光出射面上具有槽的导光板的情况的模拟结果的示意图，图3B是例示使用了不具有槽的导光板的情况的模拟结果的示意图。首先，说明本模拟的条件。光源30配设在导光板20的端部中的与第一方向垂直的端部(图3A及图中的上端部及下端部)。因此，从光源30放射的光从导光板20的端面20a、20b进入内部。此夕卜，点灯的光源30的宽度是图3A及图;3B所示的光源点灯宽度Dl。在本实施方式中，光源点灯宽度相当于光源间距离。即，在本发明说明书中，“光源间距离”是指，从作为问题对象的光源中心到相邻的光源中心的最短距离。换言之，“光源”是指同时点灯的发光元件的集合，“光源间距离”是指从该集合(光源)的中心到相邻的集合(光源)的中心的最短距离。导光板20的厚度D2(参照图2A)为约4mm(毫米)左右。槽21的深度D3(参照图2A)为约100 μ m(微米)左右。槽21的顶角θ (参照图2Α)为约90° (度)左右。槽 21的形成方向(第一方向)上的导光板20的长度D4为约480mm左右。即，在本模拟中使用的导光板20的模型是长边长度为在37型尺寸的液晶面板90(参照图4)中被使用的导光板20的一半尺寸的导光板20的模型。基于以上条件进行了照明装置10的亮度分布的模拟的结果如图3A及图:3B所示。由此可知，从导光板20的端面20a、20b进入内部的光，在导光板20在光出射面上具有槽21的情况下传播至导光板20的中央部。即，可知通过在导光板20的光出射面上形成槽21，能够提高从导光板20的端面20a、20b进入内部的光的直进性。此外，如图3A所示，可知导光板20在光出射面上具有槽21的情况下，随着从光源间距离Dl向左右方向远离，亮度分布平稳地变化。据此，能够提高基于显示影像的明亮度来部分地控制照明装置的亮度的局部调光的效果。因此，能够提高对比度。在此，参照
局部调光。图4是表示本实施方式的液晶显示装置的主要部分结构的框图。此外，图5是例示在液晶面板上显示的影像的俯视示意图。此外，图6A及图6B是表示光源的点灯状态的俯视示意图。
此外，图7对消耗电力进行比较的曲线图。此外，图8是对图5所示的位置Pl-Pl处的亮度进行比较的曲线图。另外，图6A 是表示进行了局部调光的情况下的状态的俯视示意图。图6B是表示使所有光源30点灯的情况下的状态的俯视示意图。本实施方式的液晶显示装置100如图4所示，具备照明装置10、控制部80、液晶面板90。从外部向控制部80输入影像信号。控制部80基于输入的影像信号进行照明装置 10的亮度的决定及影像信号的校正。而且，从控制部80向照明装置10输入照明控制信号， 从控制部80向液晶面板90输入校正后的影像信号。照明装置10按照来自控制部80的照明控制信号发光，从液晶显示装置100的显示面的背面向液晶面板90照射光L。液晶面板 90根据来自控制部80的影像信号使液晶面板90上的各像素的光透射率变化，从而使从各像素透射的光的量变化。在本发明说明书中，为方便起见，将使液晶面板90的光透射率为最大时从液晶面板90的表面漏出的光的强度，即、使液晶面板90的光透射率为最大时在液晶面板90的表面侧观测到的亮度，作为光源30的发光亮度来处理。该光源30的发光亮度可以认为是与入射到液晶面板90的光的强度几乎成正比。此外，在使液晶面板90上的各像素的光透射率均勻的情况下，将在液晶面板90的表面侧观测到的光源30的发光亮度的分布称为光源30的发光亮度分布。该光源30的发光亮度的分布(形状)和入射到液晶面板90的光的强度的分布(形状)，能够作为几乎同等的分布来处理。这是因为，可以认为光源30的发光亮度与入射到液晶面板90的光的强度几乎成正比。例如，如图5所示，将在较暗的背景111中拍摄有较亮的物体113的影像显示在液晶面板90上的情况作为例子说明。控制部80在进行局部调光时，如图6A所示，以使位于较暗的背景111附近的光源31较暗地点灯，使位于较亮的物体113附近的光源33较亮地点灯的方式，计算各光源30的亮度的设定值。例如，根据输入的影像信号，计算位于各光源 30附近的像素及位于其周边的像素的亮度的平均值，基于计算出的亮度的平均值计算各光源30的亮度设定值。或者，根据输入的影像信号，计算位于各光源30附近的像素及位于其周边的像素的亮度的最大值，基于计算出的亮度的最大值计算各光源30的亮度设定值。各光源30的亮度设定值的计算也可以利用其他公知方法来计算。就液晶面板90的特性而言，通常很难使液晶面板90的光透射率为“0”。因此，如图6B所示，在不针对每个光源30分别进行亮度控制，而是使全部光源30仅以同一亮度点灯的情况下，即使想要显示漆黑的部分，也无法使该部分的亮度充分暗。这是因为，无法使液晶面板90的光透射率为“0”，光源30的光即便很少但会有微量从液晶面板90的表面漏
出ο对此，若控制部80进行局部调光，则能够避免如虽想要显示较暗的部分却使光源 30较亮地点灯这样的、不需要的光源30的点灯。由此，如图7所示，能够进行低消耗电力下的影像显示。此外，若控制部80进行局部调光，则能够在维持较亮部分的明亮度的状态下更暗地显示较暗部分。由此，如图8所示，能够进行对比度高、层次鲜明的影像显示。然而，如图8所示，当光源30的发光亮度分布在光源间的边界部处急剧变化的情况下，在液晶显示装置100上显示的影像的亮度分布在光源间的边界处会产生在输入影像信号中并不存在的急剧的亮度变化。对于该现象是由于通过影像信号的校正没有完全补偿照明装置10的亮度分布的变化而使该照明装置10的亮度分布的变化被反映在显示影像中而产生的。若发生这样的现象，则较亮部分周边的较暗部分会不自然地变亮，作为亮度不均被感知。在光源30的发光亮度分布具有急剧变化的部位的情况下，该亮度不均会被明显地感知。对此，存在有既能抑制亮度不均又能尽可能地抑制对比度改善效果变弱的理想的亮度分布。下面参照
理想的亮度分布。图9是用于说明理想的亮度分布的曲线图。在对理想的亮度分布进行求解时，求出图9所示的正的S型函数(sigmoid function)和负的S型函数的合成函数zl。另外，如果设增益为“a”，则S型函数如式(1) 所示。y(x) = l/(l+exp(_ax))…式(1)接着，求出以最大值将合成函数zl进行了标准化的合成函数z2。该标准化后的合成函数z2是理想的亮度分布。参照附图进一步详细说明理想的亮度分布。图IOA及图IOB是例示本实施方式的光源的发光亮度分布的曲线图。此外，图IlA 图IlF是用于说明本实施方式的光源的亮度分布的形状与其空间频率成分之间的关系的曲线图。另外，图IOA是例示光源30的发光亮度分布的曲线图，图IOB是例示光源30的发光亮度分布的各空间频率成分的振幅的曲线图。在图IOA中，光源30的发光亮度的大小， 使用以光源30的发光亮度的最大值进行了标准化的相对亮度值来表示。关于结合图11A、 图11C、图11E、图12A及图13A后述的光源30的发光亮度的大小，也是同样地使用以光源 30的发光亮度的最大值进行了标准化的相对亮度值来表示。此外，在图IOB中，光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅，使用相对于直流成分的振幅来表示。此外，图11A、图 11C、及图IlE是例示光源30的发光亮度分布的曲线图，图11B、图11D、及图IlF是例示光源30的发光亮度分布的各空间频率成分的振幅的曲线图。通常，表示某一值在实际空间上的分布的任意函数g(x)，能够表示为具有不同空间频率的多个正弦波的和。在此，设X为实际空间上的位置或坐标。构成函数g(x)的正弦波被称为g(X)的成分，任意空间频率fx下的g(X)的成分的振幅(强度)能够通过对g(x) 进行傅立叶变换求出。函数g(X)和对函数g(X)进行傅立叶变换得到的函数G(fx)，l对1 地对应，表示相同的某一分布。对于某一分布，g(x)被称为空间区域中的函数(分布)，而 G(fx)被称为空间频率区域中的函数(分布)。例如，图IOA所示的光源30的发光亮度分布中包含的各空间频率成分的振幅如图IOB所示。换言之，图IOA所示的光源30的发光亮度分布是由具有图IOB所示的空间频率、振幅的正弦波构成的。此外，关于图IOA所示的空间频率OHz (赫兹)的成分，其亮度是空间上不变化的常数成分，被称为直流成分。如图IOB所示，设光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅在“1/(光源间距离)”以上的空间频率中为第一阈值以下。另外，该第一阈值例如可以设为人能够感知的最小对比度。人能够感知的最小对比度被称为对比度阈值等。通常被周知的对比度阈值的最小值为-53dB(分贝)左右，所以第一阈值设为_53dB即可。这样，从图IlA 图IlF可知，越是具有急剧变化的发光亮度分布，高空间频率的成分的强度(振幅)就越大，越是具有平稳的变化的发光亮度分布，高空间频率的成分的强度(振幅)就越小。这是因为，具有急剧变化的发光亮度分布在进行该急剧变化的部分需要高空间频率的成分。相反，较少含有高空间频率的成分的亮度分布是不具有急剧变化的部分的。即，在图IOB所示的光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅中，与在发光亮度分布中具有第一阈值以上的高空间频率的成分这样的光源30相比，在整个发光亮度分布中发光亮度分布的变化是平稳的。据此，不同于光源30的发光亮度分布具有急剧变化的部位的情况，在显示影像中是不会产生在输入影像信号中并不存在的急剧的亮度变化的。另外，与光源30的发光亮度分布具有急剧变化的部位的情况相同，有可能会产生虽实施了影像信号的校正但没有完全补偿照明装置10的亮度分布的变化、从而照明装置10的亮度分布的变化被反映在显示影像中的现象。但是，由于光源30的发光亮度分布没有急剧变化的部位，所以即使在显示影像上产生了在输入影像信号中并不存在的亮度变化，该亮度变化也不是急剧的变化。通常人的视觉对于空间频率低且平稳的亮度变化灵敏度较低，所示即使因上述原理发生了亮度不均，也很难被观察者感知。由此，由于各光源30的发光亮度分布的高频成分较弱，所以能够达到亮度不均不易被感知的效果。图12A及图12B是例示本实施方式的光源的其他发光亮度分布的曲线图。其中，图12A是例示光源30的发光亮度分布的曲线图，图12B是例示光源30的发光亮度分布的各空间频率成分的振幅的曲线图。在图12B中，光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅，使用相对于直流成分的振幅来表示。此外，在此，将直流成分的空间频率(0[X1/光源间距离])称为空间频率0。如图12B所示，设定光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅从直流成分的空间频率(ο[χι/光源间距离])到第一空间频率为止为第二阈值以上。第一空间频率 [X 1/光源间距离]为比“0”大且比“ 1 ”小的值，例如为0. 4/ (光源间距离)。此外，第二阈值为人能够感知的最小对比度。第二阈值可以与结合图10A、图IOB及图IlA 图IlF之前描述的第一阈值相同地设为-53dB。这样，从图IlA 图IlF可知，越是稳定地变化的发光亮度分布，越到更低的低空间频率的成分为止强度(振幅)变小，越是具有急剧的变化的发光亮度分布，越到更高的高空间频率的成分为止强度(振幅)变大。这是因为，越是具有急剧变化的发光亮度分布，越是需要更高的高空间频率的成分。相反，越是到更高的高空间频率为止具有强度(振幅) 较大的成分这样的发光亮度分布，越能进行急剧的变化。即，在图12B所示的光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅中，从直流成分的空间频率(0[X1/光源间距离])到第一空间频率之间，光亮度分布的强度(振幅)与成为第二阈值以下的光源相比，更能够进行急剧的变化。据此，不同于光源30的发光亮度分布具有平稳变化的情况，照明装置10的发光亮度的变化幅度较大。照明装置10的发光亮度的变化幅度较大意味着，针对每个光源30控制发光亮度带来的效果较大。即，能够充分进行对比度高且层次鲜明的影像显示。由此，由于各光源30的发光亮度分布的低频成分充分强，所以实现了能够进行对比度高且层次鲜明的影像显示这一效果。图13A及图1 是例示本实施方式的光源的其他发光亮度分布的曲线图。
其中，图13A是例示光源30的发光亮度分布的曲线图，图1 是例示光源30的发光亮度分布的各空间频率成分的振幅的曲线图。在图13B中，光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅，使用相对于直流成分的振幅来表示。此外，在此，将直流成分的空间频率(0[X1/光源间距离])称为空间频率0。如图1 所示，设定为光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅在1/(光源间距离)以上的空间频率中为第一阈值以下，并且从直流成分的空间频率到第一空间频率为止为第二阈值以上。即，图13B所示的空间频率成分的振幅，具有组合了结合图IOA及图 IOB之前描述的条件和结合图12A及图12B之前描述的条件而成的条件。因此，如结合图IOA及图IOB之前描述的效果那样，由于各光源30的发光亮度分布的高频成分较弱，所以实现了亮度不均不易被感知这一效果。此外，如结合图12A及图 12B之前描述的效果那样，由于各光源30的发光亮度分布的低频成分充分强，所以实现了能够进行对比度高且层次鲜明的影像显示这一效果。由此实现了如下效果由于各光源30 的发光亮度分布的高频成分较弱，所以亮度不均难以被感觉到，并且由于各光源30的发光亮度分布的低频成分充分较强，所以能够进行对比度高且层次鲜明的影像显示。如结合图9 图1 之前描述的那样，将光源30的发光亮度分布的空间频率成分的振幅限制为规定条件来得到理想的亮度分布，由此能够抑制亮度不均并且能够尽可能地抑制对比度改善效果减弱。或者，能够进行亮度不均不易被感知并且对比度高、层次鲜明的影像显示。或者，能够抑制亮度不均并尽可能地抑制对比度改善效果减弱，能够进行亮度不均不易被感知并且对比度高、层次鲜明的影像显示。由此，若使照明装置10的亮度分布接近理想的亮度分布，则能够提高局部调光的效果。接着，参照
用于使照明装置10的亮度分布接近理想的亮度分布的光源间距离Dl(参照图3A及图;3B)。图14A 图14F是例示光源与亮度分布之间的关系的曲线图。其中，图14A、图14C、及图14E是表示使点灯的发光元件35的数量进行了改变的情况的俯视示意图，图14B、图14D、及图14F分别是表示点灯的发光元件35的数量是图 14A、图14C、及图14E的情况下的照明装置10的亮度分布的曲线图。若使光源间距离Dl变化，则照明装置10的亮度分布变化。如图14A及图14B所示，若使例如1个发光元件35点灯，则照明装置10的发光亮度的变化幅度较小。这意味着局部调光的效果较弱。即，无法进行对比度高且层次鲜明的影像显示。在这种情况下，不管使哪个光源30点灯，照明装置10整个面的亮度都只是一样地变化。因此，无法通过局部调光来对照明装置10的亮度分布施加空间方向上的起伏。即，失去了进行局部调光的意义。另一方面，如图14E及图14F所示，若使例如5个发光元件35点灯，则照明装置10 的发光亮度的变化幅度较大。但是，照明装置10的发光亮度在光源间的边界部处更急剧地变化。因此，亮度不均会被感知。与此相对，如图14C及图14D所示，若使例如3个发光元件35点灯，则照明装置10 的亮度分布的变化遍及亮度分布整体是平稳的。于是，能够进行亮度不均不易被感知并且对比度高、层次鲜明的影像显示。即，能够提高局部调光的效果。这样，存在用于使照明装置10的亮度分布接近理想的亮度分布的光源间距离Dl。图15是例示理想的亮度分布与光源间距离之间的关系的曲线图。
此外，图16是用于说明光源间距离的优化的曲线图。此外，图17是例示优化后的光源间距离的曲线图。理想的亮度分布与光源间距离Dl之间的关系如图15所示。图15所示的亮度分布，表示图3A所示的导光板20的中央部20c处的亮度分布。即，图15表示在37型尺寸的液晶面板90中被使用的导光板20的中央部20c处的亮度分布。此外，导光板20的厚度 D2、槽的深度D3及槽的顶角θ如结合图3Α及图;3Β之前描述所示。此外，在图15中，照明装置10的发光亮度的大小，使用以照明装置10的发光亮度的最大值进行了标准化的相对亮度值来表示。在此，在本发明说明书中，将以照明装置10的发光亮度的最大值进行了标准化的相对亮度值的半峰全宽称为“点灯区宽度”。点灯区宽度与光源间距离Dl之间的关系如图16所示。各个曲线表示液晶显示装置100的液晶面板90的每个尺寸的关系。另外，由于若光源间距离变化则点灯区宽度变化， 所以图16所示的曲线图的横轴表示以光源间距离Dl进行了标准化的点灯区宽度。在此， 根据图15所示的曲线图可知，在理想的亮度分布中，点灯区宽度为“1.3”。即可知理想的点灯区宽度为“1. 3”。因此，根据图16所示的曲线图，在使用32型、37型、42型、46型、50 型及阳型的尺寸的液晶面板90的情况下，能够通过将光源间距离Dl设定为例如约90 IlOmm来得到理想的点灯区宽度。S卩，在使用32型、37型、42型、46型、50型及55型的尺寸的液晶面板90的情况下，能够通过将光源间距离Dl设定为例如约90 110mm，能够使照明装置10的亮度分布接近理想的亮度分布。液晶面板90的长边的尺寸与光源间距离Dl之间的关系如图17所示。图17是将图16所示的优化后的光源间距离Dl (满足理想的点灯区宽度“1.3”的光源间距离)与液晶面板90的长边的尺寸之间的关系曲线化的图。据此，在导光板20的厚度D2为4mm的情况下，若设定满足式O)的光源间距离D1，则能够使照明装置10的亮度分布接近理想的亮度分布。因此，能够提高局部调光的效果。优化光源间距离[mm] = 0. 029 X液晶面板长边尺寸[mm]+71. 886…式O)接着，参照
使槽21的形状变化时的点灯区宽度的变化。图18是表示本实施方式的导光板的槽的顶角与点灯区宽度之间的关系的曲线图。此外，图19是表示本实施方式的导光板的槽的深度与点灯区宽度之间的关系的曲线图。此外，图20是表示距本实施方式的导光板的光入射端的距离与点灯区宽度之间的关系的曲线图。本发明人通过模拟求出了使导光板20的槽21的顶角θ在15° 120°之间变化时的点灯区宽度的变化。结果如图18所示。另外，导光板20的厚度D2及槽21的深度 D3与结合图3Α及图;3Β之前描述的模拟的条件相同。根据图18所示的曲线图可知，即使使导光板20的槽21的顶角θ在15° 120°之间变化，从光源30放射的光所入射的导光板20的端面20a、20b(参照图3A及图3B)处的点灯区宽度的变化也比较小。此外，可知导光板20的中央部20c处的点灯区宽度的变化与导光板20的端面20a、20b处的点灯区宽度的变化同样也比较小。此外，本发明人通过模拟求出了使导光板20的槽21的深度D3在50 μ m Imm之间变化时的点灯区宽度的变化。其结果如图19所示。另外，导光板20的厚度D2及槽21的顶角θ与结合图3Α及图;3Β之前描述的模拟的条件相同。根据图19所示的曲线图可知， 即使使导光板20的槽21的深度D3在50 μ m Imm之间变化，导光板20的端面20a、20b 及中央部20c处的点灯区宽度的变化也比较小。此外，本发明者通过模拟针对关于导光板20的槽21的有无求出了点灯区宽度的变化。其结果如图20所示。另外，导光板20的厚度D2、槽21的深度D3、及槽21的顶角θ 与结合图3Α及图:3Β之前描述的模拟的条件相同。此外，图20所示的曲线图的纵轴表示以光源间距离Dl进行了标准化的点灯区宽度。根据图20所示的曲线图可知，在导光板20的光出射面上未形成槽21的情况下，随着从导光板20的端面20a、20b向中央部20c的方向远离，点灯区宽度变大。即，无法提高从导光板20的端面20a、20b进入内部的光的直进性。与此相对，可知在导光板20的光出射面上形成有槽21的情况下，即使从导光板20 的端面20a、20b向中央部20c的方向远离，点灯区宽度的变化也比较小。即，可知通过在导光板20的光出射面上形成槽21，能够提高从导光板20的端面20a、20b进入内部的光的直进性。如以上说明，根据本实施方式，通过使光源间距离Dl优化，能够得到理想的点灯区宽度。即，通过使光源间距离Dl优化，能够使照明装置10的亮度分布接近理想的亮度分布。由此，能够提高局部调光的效果。另外，在本实施方式中，主要以照明装置10进行局部调光的情况为例进行了说明，但是不限于此。例如，在使光源30依次点灯、使导光板20依次发光的扫描(scanning) 点灯或分段(segment)点灯中也能够应用本实施方式。据此，能够降低残像感而消除运动画面的模糊，并且由于在暗显示中使光源30关灯而能够提高画像的对比度。此外，能够降低消耗电力。以上说明了本发明几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例来提示，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式可以以其他各种方式实施，在不脱离发明的宗旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及宗旨中， 并且包含在权利要求书中记载的发明及其等同范围内。
权利要求
1.一种照明装置，其中，具备导光板，在光出射面上形成有沿第一方向延伸的多个槽；以及多个光源，能够单独进行发光亮度的控制，从所述导光板的端部中的与所述第一方向垂直的端部，向所述导光板的内部供给光；从所述光源向所述导光板入射并从所述光出射面出射的光的亮度分布能够通过如下函数求得，该函数中，空间频率区域中的相对于直流成分的相对强度，在值为1以上的空间频率区域中为第一阈值以下，所述光源的光源间距离根据所述光的亮度分布被优化。
2.一种照明装置，其中，具备导光板，在光出射面上形成有沿第一方向延伸的多个槽；以及多个光源，能够单独进行发光亮度的控制，从所述导光板的端部中的与所述第一方向垂直的端部，向所述导光板的内部供给光；从所述光源向所述导光板入射并从所述光出射面出射的光的亮度分布能够通过如下函数求得，该函数中，空间频率区域中的相对于直流成分的相对强度，在空间频率的值大于 0且小于1的第一空间频率以下的空间频率区域中为第二阈值以上， 所述光源的光源间距离根据所述光的亮度分布被优化。
3.一种照明装置，其中，具备导光板，在光出射面上形成有沿第一方向延伸的多个槽；以及多个光源，能够单独进行发光亮度的控制，从所述导光板的端部中的与所述第一方向垂直的端部，向所述导光板的内部供给光；从所述光源向所述导光板入射并从所述光出射面出射的光的亮度分布能够通过如下函数求得，该函数中，空间频率区域中的相对于直流成分的相对强度，在值为1以上的空间频率区域中为第一阈值以下，并且在空间频率的值为大于0且小于1的第一空间频率以下的空间频率区域中为第二阈值以上，所述光源的光源间距离根据所述光的亮度分布被优化。
4.如权利要求1所记载的照明装置，其中，作为所述光的亮度分布的半峰全宽的、以所述光源间距离进行了标准化的点灯区宽度，为1.3。
5.如权利要求2所记载的照明装置，其中，作为所述光的亮度分布的半峰全宽的、以所述光源间距离进行了标准化的点灯区宽度，为1.3。
6.如权利要求3所记载的照明装置，其中，作为所述光的亮度分布的半峰全宽的、以所述光源间距离进行了标准化的点灯区宽度，为1.3。
7.如权利要求1所记载的照明装置，其中，该照明装置是与32型 55型尺寸的液晶面板一起使用的照明装置， 进行了所述优化的所述光源间距离在所述导光板的厚度为4[mm]时，满足如下关系式优化光源间距离[mm] = 0. 029X液晶面板长边尺寸[mm]+71.886。
8.如权利要求2所记载的照明装置，其中，该照明装置是与32型 55型尺寸的液晶面板一起使用的照明装置， 进行了所述优化的所述光源间距离在所述导光板的厚度为4[mm]时，满足如下关系式优化光源间距离[mm] = 0. 029X液晶面板长边尺寸[mm]+71.886。
9.如权利要求3所记载的照明装置，其中，该照明装置是与32型 55型尺寸的液晶面板一起使用的照明装置， 进行了所述优化的所述光源间距离在所述导光板的厚度为4[mm]时，满足如下关系式优化光源间距离[mm] = 0. 029X液晶面板长边尺寸[mm]+71.886。
10.一种液晶显示装置，具备照明装置，具备导光板，在光出射面上形成有沿第一方向延伸的多个槽；以及多个光源，能够单独进行发光亮度的控制，从所述导光板的端部中的与所述第一方向垂直的端部向所述导光板的内部供给光；从所述光源向所述导光板入射并从所述光出射面出射的光的亮度分布能够通过如下函数求得，该函数中，空间频率区域中的相对于直流成分的相对强度，在值为1以上的空间频率区域中为第一阈值以下；所述光源的光源间距离根据所述光的亮度分布被优化；液晶面板，被所述照明装置照射光；以及控制部，向所述液晶面板输入影像信号，并向所述照明装置输入基于所述影像信号单独控制所述多个光源的发光亮度的照明控制信号。
11.一种液晶显示装置，其中，具备照明装置，具备导光板，在光出射面上形成有沿第一方向延伸的多个槽；以及多个光源，能够单独进行发光亮度的控制，从所述导光板的端部中的与所述第一方向垂直的端部向所述导光板的内部供给光；从所述光源向所述导光板入射并从所述光出射面出射的光的亮度分布能够通过如下函数求得，该函数中，空间频率区域中的相对于直流成分的相对强度，在空间频率的值大于0且小于1的第一空间频率以下的空间频率区域中为第二阈值以上；所述光源的光源间距离根据所述光的亮度分布被优化； 液晶面板，被所述照明装置照射光；以及控制部，向所述液晶面板输入影像信号，并向所述照明装置输入基于所述影像信号单独控制所述多个光源的发光亮度的照明控制信号。
12.一种液晶显示装置，具备照明装置，具备导光板，在光出射面上形成有沿第一方向延伸的多个槽；以及多个光源，能够单独进行发光亮度的控制，从所述导光板的端部中的与所述第一方向垂直的端部向所述导光板的内部供给光；从所述光源向所述导光板入射并从所述光出射面出射的光的亮度分布能够通过如下函数求得，该函数中，空间频率区域中的相对于直流成分的相对强度，在值为1以上的空间频率区域中为第一阈值以下，并且在空间频率的值为大于0且小于 1的第一空间频率以下的空间频率区域中为第二阈值以上；所述光源的光源间距离根据所述光的亮度分布被优化；液晶面板，被所述照明装置照射光；以及控制部，向所述液晶面板输入影像信号，并向所述照明装置输入基于所述影像信号单独控制所述多个光源的发光亮度的照明控制信号。
全文摘要
根据实施方式，照明装置具备导光板，在光出射面上形成有沿第一方向延伸的多个槽；以及多个光源，能够单独进行发光亮度的控制，从所述导光板的端部中的与所述第一方向垂直的端部，向所述导光板的内部供给光。从所述光源向所述导光板入射并从所述光出射面出射的光的亮度分布能够通过如下函数求得，该函数中，空间频率区域中的相对于直流成分的相对强度，在值为1以上的空间频率区域中为第一阈值以下；所述光源的光源间距离根据所述光的亮度分布被优化。
文档编号F21V8/00GK102454927SQ20111033935
公开日2012年5月16日 申请日期2011年11月1日 优先权日2010年11月2日
发明者伊藤刚, 冈田直忠, 北川寿丈, 多田友行, 野中亮助, 马场雅裕 申请人:株式会社东芝