(57)【要約】【課題】  隔壁構造を有する光源装置において、少ない数の光センサで各光源からの光を好適に検出することができる技術を提供する。【解決手段】  光源装置１００は、第１の色の光を発する複数の光源１０１と、各光源１０１を囲む隔壁部材１０２と、隔壁部材１０２の内部に配置された光検出部１０３と、光源１０１から入射された青色光の波長変換を行い、少なくとも赤色光を発する波長変換部材１０４と、を備える。隔壁部材１０２は、青色光を反射し、赤色光（及び緑色光）を透過させる。光検出部１０３は、隔壁部材１０２を透過した赤色光（及び緑色光）を検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色の光を発する複数の光源部と、
各光源部を囲む隔壁部材と、
前記隔壁部材の内部に配置された光検出部と、
前記光源から入射された第１の色の光の波長変換を行い、少なくとも第２の色の光を発する波長変換部材と、を備え、
前記隔壁部材の少なくとも一部は、前記第１の色の光を反射し、前記第２の色の光を透過させ、
前記光検出部は、前記隔壁部材を透過した前記第２の色の光を検出することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
波長変換部材は、量子ドットを含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１の色は青色であることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第２の色は、赤色または緑色であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記波長変換部材は、前記光源から入射された第１の色の光の波長変換を行い、第２の色の光および第３の色の光を発することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の色は青色であり、前記第２の色は赤色であり、前記第３の色は緑色であることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記隔壁部材は、前記第１の色の光を反射し、前記第２の色の光を透過させるダイクロックミラーを有することを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記隔壁部材のうち前記光検出部に対応する部分は、前記第１の色の光を反射し、前記第２の色の光を透過させ、
前記隔壁部材のうち前記光検出部に対応しない部分は、前記第１の色の光、前記第２の色の光、および前記第３の色の光を反射することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか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表示パネルと、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隔壁構造を有する光源装置及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置の広色域化を実現するために、青色光の波長を変換して緑色光と赤色光を生成することで青色光と緑色光と赤色光を発する波長変換部材を用いた光源装置が提案されている。緑色と赤色の蛍光体層により緑色光と赤色光を生成する波長変換部材の他、より色純度が高い励起光を生成できる波長変換部材として量子ドットが使用される。量子ドットは、紫外光や青色光に反応して、粒径の大きさに応じた色の光に変換する。量子ドットによって変換された緑色光や赤色光を用いることにより、広色域の画像表示装置を実現することができる。
【０００３】
一方、複数の光源の発光輝度を個別に制御することで表示画像の明るさを局所的に制御し、表示画像のコントラストを高めるローカルディミング制御と呼ばれる技術がある。ローカルディミング制御では、画面を構成する複数の分割領域のそれぞれに表示される画像の輝度値（最大輝度値や平均輝度値等）を取得し、取得した輝度値に応じた発光輝度で各光源を制御する処理が行われる。ローカルディミング制御を行う場合、各光源の点灯時間が異なるため、各光源の劣化のばらつきが生じて輝度ムラが発生する。各分割領域の光源の発光輝度を光センサで検出して、各光源の輝度の補正処理を行うことで、輝度ムラを低減することができる。
【０００４】
表示画像のコントラストを高めるために、各光源を取り囲む隔壁構造を採用する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、複数のＬＥＤ１６のそれぞれを取り囲む逆多角錐形状に形成された複数の収納凹部２０を有し、これら収納凹部２０の底部に形成された挿通孔２２にＬＥＤ１６を挿入したライトボックス１０が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０７／０３７０３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
隔壁構造を有する光源装置では、各光源から発光された光は隔壁で反射されるため、各光源の発光輝度を検出するためには、各光源に１つずつ光センサを配置する必要があった。多数の光センサを配置すると、回路規模が増大し、コストが増加してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、隔壁構造を有する光源装置において、少ない数の光センサで各光源からの光を好適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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る光源装置は、第１の色の光を発する複数の光源部と、各光源部を囲む隔壁部材と、隔壁部材の内部に配置された光検出部と、光源から入射された第１の色の光の波長変換を行い、少なくとも第２の色の光を発する波長変換部材と、を備える。隔壁部材の少なくとも一部は、第１の色の光を反射し、第２の色の光を透過させる。光検出部は、隔壁部材を透過した第２の色の光を検出する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、隔壁構造を有する光源装置において、少ない数の光センサで各光源からの光を好適に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の光源装置の断面図である。
【図２】実施の形態１の光源装置の平面図である。
【図３】量子ドットシートによる波長変換について説明するための図である。
【図４】隔壁部材の反射・透過特性について説明するための図である。
【図５】実施の形態１における光源装置の機能構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態２の光源装置の断面図である。
【図７】実施の形態２の光検出部の分光感度を示す図である。
【図８】実施の形態３の光源装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定され、以下に例示する実施形態によって限定されるものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせすべてが本発明に必須とは限らない。本明細書および図面に記載の内容は例示であって、本発明を制限するものと見なすべきではない。本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施形態の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、各実施形態及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。
【００１２】
なお、本発明に係る光源装置は、面光源部を有する照明装置や表示装置などの各種装置に幅広く適用可能である。例えば、表示装置の場合、表示パネルおよび光源装置を含む構成と、光源装置の発光制御により表示を行う構成がある。
【００１３】
（実施の形態１）
この実施の形態１では、青色光を発する光源を使用し、青色光の波長を変換して赤色光と緑色光を発する波長変換部材を用いた光源装置を例に挙げて説明する。
【００１４】
図１は、実施の形態１の光源装置１００の断面図である。図２は、実施の形態１の光源装置１００の平面図である。図１は、図２のＡ−Ａ’線断面図である。光源装置１００は、複数の光源１０１、隔壁部材１０２、光検出部１０３、量子ドットシート１０４、光学シート１０５、及び光源基板１０６を備える。図２は、量子ドットシート１０４の下側の光源１０１、隔壁部材１０２、及び光検出部１０３の配置を示す平面図である。
【００１５】
光源装置１００は、４行４列の合計１６個の光源部（光源ブロック）を有する。光源装置１００からの光は、光学シート１０５の上側に設けられる液晶パネル等の表示パネルに照射される。表示パネルは、表示画像に対応する画像データに基づき、光源装置１００からの光を変調する。光源装置１００と表示パネルは、画像表示装置を構成する。表示パネルとしては、例えば液晶パネルが用いられるものとするが、液晶素子以外の素子（バックライトからの光の透過率を制御可能な素子）を有する表示パネルであってもよい。
【００１６】
各光源部には、光源基板１０６に設けられた光源１０１が配置されている。光源１０１は、青色光を発する青色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源である。ただし、紫外光ＬＥＤや緑色ＬＥＤを光源１０１として用いてもよい。また、光源１０１として、レーザーや有機ＥＬ素子等のＬＥＤ以外の光源を用いてもよい。また、各光源部に複数の光源１０１を配置してもよい。
【００１７】
図３は、量子ドットシート１０４による波長変換について説明するための図である。量子ドットシート１０４は、光源１０１から入射された青色光の波長を長波長側の波長へ変換し、緑色光と赤色光を発する量子ドットが封入された波長変換部材である。図３に示すように、量子ドットシート１０４は、光源１０１から入射された青色光の一部を透過するとともに、青色光の波長を変換して緑色光と赤色光を生成する。量子ドットは緑色光変換素子と赤色光変換素子を含み、量子ドットを青色光（励起光）で励起すると緑色光と赤色光が生成され、青色光と緑色光と赤色光との合成光として白色光が発せられる。例えば、青色光のスペクトルは、４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲にピークを有し、緑色光のスペクトルは、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲にピークを有し、赤色光のスペクトルは、５８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長範囲にピークを有する。量子ドットシート１０４から発せられる光が所望の分光特性となるように、緑色光変換素子と赤色光変換素子とが適切な割合で封入されている。ただし、量子ドット以外の光変換素子を用いてもよい。
【００１８】
隔壁部材１０２は、各光源１０１を取り囲む隔壁を有しており、各光源１０１から発せられた青色光を量子ドットシート１０４に対して一様な入射角度となるように光を反射させる。隔壁の面は、例えば、光源基板１０６に対して１００度から１２０度程度傾いた傾斜面である。隔壁部材１０２の隔壁面により、光源１０１から発せられた青色光を反射して、量子ドットシート１０４の方向に向けることで、表示画像のコントラストを高めることができる。量子ドットシート１０４で励起される緑色光と赤色光の発光強度は、青色光（励起光）の発光強度に応じて決まる。
【００１９】
隔壁部材１０２は、図２に示すように格子状の複数の分割領域を有する。なお、隔壁部材１０２の分割領域の形状は、正方形以外でもよく、長方形や平行四辺形、台形等の四角形状であってもよいし、３角形や５角形等の多角形状や、円形状であってもよい。また、隔壁部材１０２は、ある波長を有する光を反射し、他の波長を有する光を透過する反射・透過特性を有する。
【００２０】
図４は、隔壁部材１０２の反射・透過特性について説明するための図である。隔壁部材１０２は、光源１０１から発せれる青色光を反射し、量子ドットシート１０４から放射された緑色光と赤色光を透過する。例えば、隔壁の面にダイクロックミラーを使用することで可能となる。なお、反射光と透過光の波長は、光源１０１や量子ドットシート１０４の特性等に応じて適宜設定されるものとする。
【００２１】
光検出部１０３は、緑色光と赤色光を検出する光センサ（輝度センサ）であり、隔壁部材１０２の内部に配置される。光検出部１０３は、量子ドットシート１０４から放射され、隔壁部材１０２の内部に透過する緑色光・赤色光を検出することができる。光検出部１０３は、光検出部１０３に最も近い光源１０１からの光だけではなく、光検出部１０３から離れた位置にある光源１０１からの光も検出できる。なお、光検出部１０３の分光感度は、隔壁部材１０２の透過光を検出できるものであればよく、隔壁部材１０２と量子ドットシート１０４の特性等に応じて適宜設定されるものとする。
【００２２】
光学シート１０５は、量子ドットシート１０４を透過した白色光（青色光と緑色光と赤色光の合成光）が所望のムラ分布となるように、光を拡散・させる部材である。光学シート１０５としては、例えば、拡散板、拡散シート、集光シート、光偏光シート等が用いられる。光学シート１０５は、上記のような複数種類のシートを用いてもよく、そのシート構成は限定されない。また、光学シート１０５と量子ドットシート１０４との位置関係も制限されない。例えば、光学シート１０５の複数種類のシートの間に量子ドットシート１０４を配置してもよく、また、光学シート１０５の上側に量子ドットシート１０４を配置してもよい。
【００２３】
次に、実施の形態１における光検出部１０３による輝度検出および光源１０１の輝度補正の処理について説明する。ここでは、１つの光検出部１０３で、近傍の４×４の光源１０１からの光の検出を行うが、１つの光検出部当たりの光源の検出範囲は限定されない。光源装置１００に複数の光検出部１０３を設けてもよい。また、１つの光検出部１０３で光源装置１００の全ての光源１０１からの光を検出してもよいし、１つの光検出部１０３で２つ又は４つの光源１０１からの光を検出してもよい。
【００２４】
図５は、実施の形態１における光源装置１００の機能構成を示すブロック図である。光源装置１００は、光検出部１０３、検出値取得部１１０、輝度制御部１１１、及び光源１０１を備える。輝度制御部１１１は、複数の光源１０１のうち検出対象の光源１０１を１つずつ点灯させる。
【００２５】
光検出部１０３は、検出対象の光源１０１からの光を検出する。検出値取得部１１０は、光検出部１０３により得られた検出値を取得し、取得した検出値をＡ／Ｄ変換する。輝度制御部１１１は、検出値取得部１１０によりＡ／Ｄ変換された後の検出値を取得する。輝度制御部１１１の図示しないメモリには、画像表示装置の出荷前に特定の光源１０１のみ発光させた状態において光検出部１０３で検出される基準検出値が保存してある。輝度制御部１１１は、予め保持している基準検出値と、現在の取得された検出値とを比較し、その差分に応じて光源１０１の駆動信号を補正する。輝度制御部１１１は、、複数の光源１０１をＰＷＭ（ＰＵＬＳＥ  ＷＩＤＴＨ  ＭＯＤＵＲＡＴＩＯＮ）駆動する。ある光源１０１において、基準検出値＞現在の検出値である場合、基準検出値と現在の輝度検出値が同等になるように駆動信号のパルス幅を大きくする。また、基準検出値＜現在の検出値である場合、基準検出値と現在の輝度検出値が同等になるように駆動信号のパルス幅を小さくする。このようにパルス幅を決定することにより、各光源１０１は基準検出値に応じた発光輝度を維持し、各光源１０１の発光輝度が均一化され、輝度ムラが低減される。なお、基準検出値は、光源１０１と光検出部１０３との距離に応じて異なるので、各光源１０１と光検出部１０３との距離に応じて異なる基準検出値を用いることが望ましい。なお、このように各光源１０１の輝度補正を行う頻度は特に限定されない。
【００２６】
以上のように、この実施の形態１では、隔壁構造を有する光源装置において、少ない数の光センサで各光源からの光を好適に検出することが可能となる。
【００２７】
（実施の形態２）
この実施の形態２では、隔壁部材の反射・透過特性が実施の形態１とは異なる。以下、実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００２８】
図６は、実施の形態２の光源装置２００の断面図である。隔壁部材２０２は、光源１０１から発せれる青色光及び緑色光を反射し、量子ドットシート１０４から放射された赤色光を透過する。光検出部２０３は、赤色光を検出する光センサ（輝度センサ）であり、量子ドットシート１０４から放射され、隔壁部材２０２の内部に透過する赤色光を検出する。
【００２９】
図７は、光検出部２０３の分光感度を示す図である。光検出部２０３は、長波長（赤色）側に分光感度のピークがある。光検出部２０３の分光感度のピークと、隔壁部材２０２を透過する赤色光の波長のピークが略一致しているので、隔壁部材２０２を透過する光を赤色光のみにしても各光源１０１の発光輝度を好適に検出することができる。
【００３０】
以上のように、この実施の形態２では、隔壁部材２０２で青色光と緑色光と反射するようにしたので、青色光と緑色光のコントラストを向上することができる。したがって、表示画像のコントラストをさらに高めることができる。
【００３１】
（実施の形態３）
この実施の形態３では、隔壁部材の反射・透過特性が実施の形態１とは異なる。以下、実施の形態１と異なる点についてのみ説明する。
【００３２】
図８は、実施の形態３の光源装置３００の断面図である。隔壁部材３０２の一部分と他の部分の反射・透過特性が異なっている。隔壁部材３０２の中央部分の光検出部１０３を囲っている隔壁３０２ａは、量子ドットシート１０４に近接する頂上面は、青色光を反射して、緑色光と赤色光を透過する特性を有する。隔壁３０２ａの頂上面以外の側面では青色光と緑色光と赤色光を反射する特性を有する。光検出部１０３を囲っていない隔壁３０２ｂは、頂上面及び側面において青色光と緑色光と赤色光を反射する特性を有する。
【００３３】
また、光検出部１０３は、量子ドットシート１０４から放射され、光学シート１０５で反射して隔壁３０２ａの内部に透過した緑色光と赤色光を検出することができる。
【００３４】
以上のように、この実施の形態３では、隔壁３０２ａの側面で青色光と緑色光と赤色光を反射し、隔壁３０２ｂの頂上面及び側面で青色光と緑色光と赤色光を反射するようにしたので、青色光と緑色光のコントラストを向上することができる。したがって、表示画像のコントラストをさらに高めることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１００  光源装置
１０１  光源
１０２  隔壁部材
１０３  光検出部
１０４  量子ドットシート
１０５  光学シート
１０６  光源基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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