(57)【要約】【課題】  液晶表示装置などの透過型の表示パネルの表示領域全体に対して背面から均一な輝度で照明光を与える面照明光源を提供する。【解決手段】ＬＥＤ駆動／補正回路７３からＬＥＤ７１に電流又は電圧が供給される。発光したＬＥＤ７１の輝度の一部がホトダイオード７２で受光されて光／電気変換され、同ホトダイオード７２は、輝度に比例して抵抗値が低下する。つまり、ＬＥＤ７１の輝度が上がれば、ホトダイオード７２の抵抗値が低下し、同ＬＥＤ７１の輝度が下がれば、ホトダイオード７２の抵抗値が増加する。この抵抗値が駆動／検出回路７４で検出され、同抵抗値がＬＥＤ駆動／補正回路７３に帰還される。ＬＥＤ駆動／補正回路７３は、ＬＥＤ７１の輝度が輝度設定電圧Ｖ1 に対応した値になるように、駆動電流又は駆動電圧を変化させる。ホトダイオード７２は、各ＬＥＤ７１毎に１対１で設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が面状に配列されてなり、透過型の表示パネルの表示領域に対して背面から照明光を入射させる面照明光源であって、
前記各発光素子毎に輝度を所定の目標値に設定すると共に、前記各発光素子について、その点灯時の輝度の前記目標値からのずれ量を検出し、検出された該ずれ量に基づいて前記輝度を前記目標値に一致させる輝度補正回路が設けられていることを特徴とする面照明光源。
【請求項２】
前記輝度補正回路は、
前記複数の発光素子に対して１対１で設けられ、前記各発光素子から放射される光を受光し、その輝度に対応したレベルの輝度検出信号を生成する複数の受光素子と、
前記複数の発光素子に対して１対１で設けられ、前記各発光素子に対して駆動用電力を供給すると共に、前記輝度検出信号のレベルに基づいて当該発光素子の前記輝度の各目標値に対する偏差を検出し、該偏差を補償するように前記駆動用電力を補正する駆動／補正回路とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の面照明光源。
【請求項３】
前記各発光素子と前記各受光素子とが１対１で近接配置されていることを特徴とする請求項２記載の面照明光源。
【請求項４】
前記各発光素子と前記各受光素子とが同一のパッケージに搭載されていることを特徴とする請求項３記載の面照明光源。
【請求項５】
複数の発光素子が面状に配列されてなり、透過型の表示パネルの表示領域に対して背面から照明光を入射させる面照明光源に用いられ、
前記各発光素子毎に輝度を所定の目標値に設定すると共に、前記各発光素子について、その点灯時の輝度の前記目標値からのずれ量を検出し、検出された該ずれ量に基づいて前記輝度を前記目標値に一致させる構成とされていることを特徴とする輝度補正回路。
【請求項６】
前記複数の発光素子に対して１対１で設けられ、前記各発光素子から放射される光を受光し、その輝度に対応したレベルの輝度検出信号を生成する複数の受光素子と、
前記複数の発光素子に対して１対１で設けられ、前記各発光素子に対して駆動用電力を供給すると共に、前記輝度検出信号のレベルに基づいて当該発光素子の前記輝度の各目標値に対する偏差を検出し、該偏差を補償するように前記駆動用電力を補正する駆動／補正回路とから構成されていることを特徴とする請求項５記載の輝度補正回路。
【請求項７】
複数の発光素子が面状に配列されてなり、透過型の表示パネルの表示領域に対して背面から照明光を入射させる面照明光源に用いられ、
前記各発光素子毎に輝度を所定の目標値に設定すると共に、前記各発光素子について、その点灯時の輝度の前記目標値からのずれ量を検出し、検出された該ずれ量に基づいて前記輝度を前記目標値に一致させることを特徴とする輝度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、面照明光源、該面照明光源に用いられる輝度補正回路及び輝度補正方法に係り、特に、液晶表示装置のバックライトなどのように、表示パネルの表示領域全体に対して均一な輝度で照明光を与える必要がある場合に用いて好適な面照明光源、該面照明光源に用いられる輝度補正回路及び輝度補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のバックライトは、従来から冷陰極管が多く用いられているが、近年では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）を用いたものも製作されている。ＬＥＤバックライトでは、通常、複数のＬＥＤが直列接続され、一定電流で駆動されるようになっている。このため、個々のＬＥＤの電流輝度特性のばらつきは、そのまま、液晶表示装置の表示領域内の輝度のばらつきに反映される。ここで、ばらつきとは、電流に対する輝度特性、温度に対する輝度特性、及び、これらの輝度特性の経年変化のことである。従来、この種のばらつきを補正する技術としては、たとえば、次のような文献に記載されたものがある。
【０００３】
図１２は、特許文献１に記載された照明装置の要部の電気的構成を示す図である。
この照明装置は、同図に示すように、ＬＥＤ基板１０と、定電流電源２０と、温度補償回路３０とから構成されている。ＬＥＤ基板１０には、多数のＬＥＤ１１，…，１１が搭載されている。定電流電源２０は、抵抗２１と、トランジスタ２２と、増幅回路２３と、比較電圧発生回路２４とを有している。温度補償回路３０は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor 、電界効果トランジスタ）３１と、ＬＥＤ３２と、増幅回路３３と、受光素子３４とを有している。
【０００４】
この照明装置では、照明用のＬＥＤ１１，…，１１と同一の温度特性を有するＬＥＤ３２が発光し、この輝度が受光素子３４により電気信号に変換され、同電気信号が比較電圧発生回路２４に入力される。比較電圧発生回路２４の出力信号は増幅回路２３に入力され、同増幅回路２３の出力信号に基づいて、トランジスタ２２から一定の基準値で指定された電流がＬＥＤ１１，…，１１に供給され、同ＬＥＤ１１，…，１１の温度特性が補償される。この場合、図１３中の特性図Ｇ２に示すように、温度（気温）変化に対してＬＥＤ３２の輝度が変化した場合、比較電圧発生回路２４、増幅回路２３及びトランジスタ２２により、特性図Ｈ１に示すように、定電流電源２０の出力電流が変化し、ＬＥＤ基板１０の輝度が補正される。この結果、輝度が温度に対して変化する状態を示す特性図Ｇ１に対し、特性図Ｇ３に示すように、輝度が温度に対して変化しない特性となる。
【０００５】
また、図１４は、従来のＬＥＤバックライトの一構成例を示す図である。
このＬＥＤバックライトでは、ＬＥＤ４１，…，４１は、赤（Ｒ），青（Ｂ），緑（Ｇ）の組合わせ、又は白色のもので構成されている。ＬＥＤ４１，…，４１は、基板４２に搭載され、所定数毎に直列接続されている。この場合、白色のＬＥＤでは、電源電圧に対応した数が直列接続され、１列に収まらない場合は、複数列に構成されて並列接続されることもある。また、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤを使用する場合、色毎の所定数のＬＥＤが直列接続される。このＬＥＤバックライトでは、ＬＥＤ４１，…，４１全体の輝度の一部が受光素子４３で電気信号に変換される。この場合、受光素子４３及びカラーフィルタ４４をＲ，Ｇ，Ｂ毎に配置するか、又は、受光素子４３の受光特性に波長依存性をもたせることにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎の輝度が電気信号に変換される。この輝度に比例した電気信号を元にＬＥＤ４１，…，４１に対する駆動電流及び電圧が調整され、受光素子４３が受ける輝度が一定になるように制御される。
【０００６】
このため、受光素子４３の近辺のＬＥＤ４１，…，４１の輝度の変化に対しては、円滑に追従して制御されるが、離れた場所のＬＥＤ４１，…，４１の輝度の変化には、追従しにくいという問題点がある。また、基板４２の中央部では、放熱が困難なため、温度が上昇しやすい。このため、ＬＥＤ４１，…，４１の周囲温度が場所によって異なり、同ＬＥＤ４１，…，４１の温度依存性により、輝度の分布を均一にすることが困難であるという問題点がある。また、ＬＥＤ４１，…，４１の経年変化により、各ＬＥＤ４１の輝度にばらつきが発生した場合でも、受光素子４３付近のＬＥＤ４１の輝度特性が調整されるだけであるため、同ＬＥＤ４１，…，４１全体の輝度分布特性にばらつきが発生するという問題点がある。この問題点を改善するために、特許文献２では、受光素子が一箇所でなく複数箇所に設けられたＬＥＤバックライトが提案されている。
【０００７】
図１５は、特許文献２に記載されたバックライトのＬＥＤの配線構成を示す図である。
このバックライトでは、同図１５に示すように、基板５０上に、３１個のＬＥＤ５１が直列接続されて構成されたＬＥＤ列が４列搭載されている。
【０００８】
図１６は、特許文献２に記載されたバックライトのＬＥＤの他の配線構成を示す図である。
このバックライトでは、同図１６に示すように、３個乃至７個のＬＥＤ５１が直列接続されて構成されたＬＥＤ列が多数設けられている。
【０００９】
図１７は、図１５又は図１６中のＬＥＤ５１が設けられたバックライトの断面図である。
このバックライト５２では、同図１７に示すように、各ＬＥＤ５１の間に各受光素子５３が配置され、同各ＬＥＤ５１の光の出射方向に拡散体５４及びＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル５５が設けられている。
【００１０】
図１８は、図１５又は図１６中のＬＥＤ５１の輝度特性を補正する補正回路の構成を示すブロック図である。
この補正回路では、受光素子５３の出力信号ａが検出器６１により検出され、その検出信号ｂに基づいて、制御ユニット６２によりＬＥＤ５１の輝度特性が補正される。
【００１１】
特許文献３に記載された液晶ディスプレイのバックライト制御装置では、液晶パネルの背面側にバックライトとして配置されているＬＥＤの発光光量が、同液晶パネルの周囲の明るさに応じて制御されると共に、同ＬＥＤの使用温度が変化しても、その発光光量が所定値になるように制御される。
【特許文献１】特開２００４−２２１１５８号公報（要約書、図１、図４）
【特許文献２】特開２００５−１１５３７２号公報（要約書、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ｂ、図１０）
【特許文献３】特開２００３−２１５５３４号公報（要約書、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の技術では、次のような問題点があった。
すなわち、特許文献１に記載された照明装置及び特許文献２に記載されたバックライトでは、複数のＬＥＤで構成されたＬＥＤ光源に対して、このＬＥＤ光源を構成する個々のＬＥＤの輝度を検出して補正することはできない。このため、ＬＥＤの経年変化による輝度変化が生じた場合、液晶パネル内での輝度分布に変化が生じるという問題点があった。また、温度変化による輝度変化に対しても、総量の変化は補正できても、個々のＬＥＤの輝度変化の補正ではないため、液晶パネル内の輝度分布が変化するという問題点もあった。
【００１３】
また、この特許文献１に記載された照明装置では、ＬＥＤの温度変化や経年変化を検出する場合、実際のパネルの光源とは別のＬＥＤの輝度が参照されるようになっているが、この場合、光源のＬＥＤ及び参照用のＬＥＤの温度、温度特性、経年変化特性（寿命特性）が一致することは希有であるため、これらの特性の補正が困難になるという問題点がある。また、特許文献２に記載されたバックライトでは、複数のＬＥＤが直列接続されているが、これらのＬＥＤの輝度などの特性を個別に補正することは不可能で、実際には、複数のＬＥＤが直列接続されたＬＥＤ群の駆動電流などを調整して、同ＬＥＤ群の輝度を全体として変えることしかできなかった。また、特許文献３に記載されたバックライト制御装置は、ＬＥＤの発光輝度を液晶パネルの周囲の明るさに応じて制御するものであるため、この発明とは主旨が異なり、上記の問題点は、改善されない。
【００１４】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、液晶表示装置などの表示パネルの表示領域全体に対して均一な輝度で照明光を与える面照明光源及び面照明光源に用いられる輝度補正回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、複数の発光素子が面状に配列されてなり、透過型の表示パネルの表示領域に対して背面から照明光を入射させる面照明光源に係り、前記各発光素子毎に輝度を所定の目標値に設定すると共に、前記各発光素子について、その点灯時の輝度の前記目標値からのずれ量を検出し、検出された該ずれ量に基づいて前記輝度を前記目標値に一致させる輝度補正回路が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の面照明光源に係り、前記輝度補正回路は、前記複数の発光素子に対して１対１で設けられ、前記各発光素子から放射される光を受光し、その輝度に対応したレベルの輝度検出信号を生成する複数の受光素子と、前記複数の発光素子に対して１対１で設けられ、前記各発光素子に対して駆動用電力を供給すると共に、前記輝度検出信号のレベルに基づいて当該発光素子の前記輝度の各目標値に対する偏差を検出し、該偏差を補償するように前記駆動用電力を補正する駆動／補正回路とから構成されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の面照明光源に係り、前記各発光素子と前記各受光素子とが１対１で近接配置されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の面照明光源に係り、前記各発光素子と前記各受光素子とが同一のパッケージに搭載されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項５記載の発明は、輝度補正回路に係り、複数の発光素子が面状に配列されてなり、透過型の表示パネルの表示領域に対して背面から照明光を入射させる面照明光源に用いられ、前記各発光素子毎に輝度を所定の目標値に設定すると共に、前記各発光素子について、その点灯時の輝度の前記目標値からのずれ量を検出し、検出された該ずれ量に基づいて前記輝度を前記目標値に一致させる構成とされていることを特徴としている。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の輝度補正回路に係り、前記複数の発光素子に対して１対１で設けられ、前記各発光素子から放射される光を受光し、その輝度に対応したレベルの輝度検出信号を生成する複数の受光素子と、前記複数の発光素子に対して１対１で設けられ、前記各発光素子に対して駆動用電力を供給すると共に、前記輝度検出信号のレベルに基づいて当該発光素子の前記輝度の各目標値に対する偏差を検出し、該偏差を補償するように前記駆動用電力を補正する駆動／補正回路とから構成されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項７記載の発明は、輝度補正方法に係り、複数の発光素子が面状に配列されてなり、透過型の表示パネルの表示領域に対して背面から照明光を入射させる面照明光源に用いられ、前記各発光素子毎に輝度を所定の目標値に設定すると共に、前記各発光素子について、その点灯時の輝度の前記目標値からのずれ量を検出し、検出された該ずれ量に基づいて前記輝度を前記目標値に一致させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の構成によれば、各発光素子毎に輝度を所定の目標値に設定すると共に、同各発光素子の輝度の同目標値からのずれ量を検出し、同ずれ量に基づいて同輝度を目標値に一致させる輝度補正回路が設けられているので、各発光素子の輝度を均一にでき、かつ表示パネルの表示領域全体の明るさを均一にできる。また、各発光素子の輝度が１対１で各受光素子で輝度検出信号に変換され、同輝度検出信号が駆動／補正回路に帰還されるので、同各発光素子の輝度のばらつき及び変化を自動で補償できる。また、各発光素子の輝度が帰還されるため、温度変化量のみを抽出して帰還する必要がないので、同各発光素子の温度補正回路を不要にできる。また、各発光素子と各受光素子とが同一のパッケージに１対１で近接配置されているため、同各発光素子の輝度が個々に補正されるので、同各発光素子及び各受光素子にばらつきがあっても、輝度の目標値を適切に設定することにより、各発光素子の輝度を均一にできる。また、各発光素子と各受光素子とが１対１で対応しているため、同各発光素子がＲ，Ｇ，Ｂのいずれの発光色のものでも、カラーフィルタを用いることなく、カラーバランスの変化を補償できる。従って、この面照明光源を、たとえば透過型の液晶パネルのバックライトとして用いると、同液晶パネルの表示領域全体に対して均一な輝度で照明光を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
各ＬＥＤ（発光素子）の輝度が１対１で各受光素子で輝度検出信号に変換され、同輝度検出信号が輝度補正回路に帰還される面照明光源及び面照明光源に用いられる輝度補正回路を提供する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、この発明の第１の実施例である面照明光源の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の面照明光源は、たとえば液晶表示装置に設けられている透過型の液晶パネルのバックライトとして用いられ、同図に示すように、ＬＥＤ７１と、ホトダイオード７２と、ＬＥＤ駆動／補正回路７３と、駆動／検出回路７４とから構成されている。ＬＥＤ７１は、この図では、１個で表示されているが、バックライトとして複数個からなり、平面状に配列されている。ホトダイオード７２は、各ＬＥＤ７１毎に１対１で設けられ、当該ＬＥＤ７１からの光を受光し、その輝度に対応したレベルの輝度検出電圧ａを生成する。駆動／検出回路７４は、ホトダイオード７２毎に１対１で設けられ、同ホトダイオード７２に電力を供給すると共に、同ホトダイオード７２からの輝度検出電圧ａを、そのまま輝度検出電圧Ｖ2 としてＬＥＤ駆動／補正回路７３へ送出する。
【００２５】
ＬＥＤ駆動／補正回路７３は、各ＬＥＤ７１毎に１対１で設けられ、当該ＬＥＤ７１に対して駆動用電力ｃを供給すると共に、駆動／検出回路７４からの輝度検出電圧Ｖ2 のレベルに基づいて当該ＬＥＤ７１の輝度の各目標値（輝度設定電圧Ｖ1 に対応した値）に対する偏差を検出し、同偏差を補償するように駆動用電力ｃを補正する。特に、この実施例では、ＬＥＤ駆動／補正回路７３は、たとえば、当該ＬＥＤ７１の輝度の低下に応じて、供給する電流を増大する。これらのホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４で、輝度補正回路が構成されている。輝度補正回路は、各ＬＥＤ７１毎に輝度を所定の目標値に設定すると共に、同各ＬＥＤ７１の輝度の同目標値からのずれ量を検出し、同各ずれ量に基づいて同各輝度を同各目標値に一致させる。
【００２６】
図２は、図１中のＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４の電気的構成の一例を示す回路図である。
このＬＥＤ駆動／補正回路７３は、同図２に示すように、抵抗８１，８２，８３，８４と、オペアンプ（演算増幅器）８５と、抵抗８６，８７，８８と、オペアンプ８９と、抵抗９０と、オペアンプ９１と、抵抗９２とから構成されている。また、駆動／検出回路７４は、定電流回路９３と、オペアンプ９４とから構成されている。
【００２７】
図３は、図１中のＬＥＤ７１、ホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４の配置状態の例を示す図である。
同図３に示すように、これらのＬＥＤ７１、ホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４は、１個づつ基板７５上に配置されている。この場合、ＬＥＤ７１は、透明な樹脂などで封止された形状のものや、ベアチップの状態のものである。ベアチップの場合、基板７５のＬＥＤ７１の搭載部の一部又は全部を樹脂などで封止することが望ましい。また、特に、この実施例では、ＬＥＤ７１とホトダイオード７２とが１対１で近接配置され、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４が一体化されている。
【００２８】
図４は、図１中のＬＥＤ７１、ホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４の配置状態の他の例を示す図である。
同図４に示すように、基板７５上に、ＬＥＤ７１、ホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４の組が、たとえば２０組配置されている。この場合、ある組のホトダイオード７２が隣接する組のＬＥＤ７１の光を受けた場合、本来補償すべきＬＥＤ７１以外の光の影響を受けることになるので、他のＬＥＤ７１からの光を遮光するなどの構造的な対策を行うことが望ましい。
【００２９】
この面照明光源に用いられる輝度補正方法では、各ＬＥＤ７１毎に輝度が所定の目標値に設定されると共に、同各ＬＥＤ７１について、その点灯時の輝度の同目標値からのずれ量が検出され、検出された同ずれ量に基づいて輝度が同目標値に一致するように補正される。この場合、図１中のＬＥＤ駆動／補正回路７３からＬＥＤ７１に電流又は電圧が供給される。このとき、駆動方法は、定電流駆動でも定電圧駆動でも良い。発光したＬＥＤ７１の輝度の一部がホトダイオード７２で受光されて光／電気変換され、同ホトダイオード７２は、輝度に比例して抵抗値が低下する。つまり、ＬＥＤ７１の輝度が上がれば、ホトダイオード７２の抵抗値が低下し、同ＬＥＤ７１の輝度が下がれば、ホトダイオード７２の抵抗値が増加する。この抵抗値が駆動／検出回路７４で検出され、同抵抗値がＬＥＤ駆動／補正回路７３に帰還される。ＬＥＤ駆動／補正回路７３は、ＬＥＤ７１の輝度が輝度設定電圧Ｖ1 に対応した値になるように、駆動電流又は駆動電圧を変化させる。
【００３０】
すなわち、図２に示すように、ＬＥＤ７１の駆動電流を決定するために、輝度設定電圧Ｖ1 が入力され、同ＬＥＤ７１の輝度が電圧で設定される。そして、ＬＥＤ駆動／補正回路７３から電流Ｉ0 がＬＥＤ７１に供給される。この電流Ｉ0 は、次式（１）で表される。
Ｉ0 ＝Ｖ3 ／ＲSC  ・・・（１）
但し、
ＲSC；抵抗９０の抵抗値
この電流Ｉ0 の値を決める電圧Ｖ3 は、オペアンプ８５により構成された加減算回路の出力電圧であり、次式（２）で表される。
Ｖ3 ＝（−Ｒ2 ／Ｒ1 ）×Ｖ1 ＋（Ｒ4 ／Ｒ3 ）×Ｖ2   ・・・（２）
但し、
Ｒ1 ；抵抗８１の抵抗値
Ｒ2 ；抵抗８２の抵抗値
Ｒ3 ；抵抗８３の抵抗値
Ｒ4 ；抵抗８４の抵抗値
【００３１】
輝度検出電圧Ｖ2 は、ホトダイオード７２の駆動電圧がオペアンプ９４によるボルテージホロアを経てＬＥＤ駆動／補正回路７３へ帰還されているものである。このホトダイオード７２は、定電流回路９３により駆動されているので、ＬＥＤ７１の輝度に対応した抵抗値をもつ。すなわち、ＬＥＤ７１の輝度が低下したとき、ホトダイオード７２の抵抗値が増加し、同ホトダイオード７２の駆動電圧が増加して輝度検出電圧Ｖ2 が増加する。輝度検出電圧Ｖ2 が増加すると、式（２）に基づいて、同輝度検出電圧Ｖ2 のＲ4 ／Ｒ3 倍の電圧により電圧Ｖ3 が増加する。電圧Ｖ3 が増加すれば、ＬＥＤ７１の駆動電流が増加し、輝度が増大する。従って、抵抗値Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 、及び定電流回路９３の電流値Ｉd を選択することにより、ＬＥＤ７１の輝度変化に応じて、ホトダイオード７２による帰還が掛かり、輝度変化が補償される。
【００３２】
以上のように、この第１の実施例では、各ＬＥＤ７１の輝度が１対１で各ホトダイオード７２で輝度検出電圧Ｖ2 に変換され、同輝度検出電圧Ｖ2 が駆動／検出回路７４に帰還されるので、同各ＬＥＤ７１の輝度のばらつき及び変化が自動で補償される。また、各ＬＥＤ７１の輝度が帰還されるため、温度変化量のみを抽出して帰還する必要がないので、同各ＬＥＤ７１の温度補正回路が不要となる。また、各ＬＥＤ７１と各ホトダイオード７２とが１対１で近接配置されているため、同各ＬＥＤ７１の輝度が個々に補正されるので、同各ＬＥＤ７１及び各ホトダイオード７２にばらつきがあっても、輝度設定電圧Ｖ1 を適切に設定することにより、各ＬＥＤ７１の輝度が均一となる。また、各ＬＥＤ７１と各ホトダイオード７２とが１対１で対応しているため、同各ＬＥＤ７１がＲ，Ｇ，Ｂのいずれの発光色のものでも、カラーフィルタを用いることなく、カラーバランスの変化が補償される。
【実施例２】
【００３３】
図５は、この発明の第２の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図であり、第１の実施例を示す図４中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の面照明光源では、同図５に示すように、ＬＥＤ７１、ホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４が同一のパッケージ７６に搭載されている。また、パッケージ７６には、外部と接続するための図示しない端子などが形成されている。この面照明光源では、ＬＥＤ７１とホトダイオード７２とがパッケージ７６に１対１で近接配置されると共に、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４が一体化され、上記第１の実施例と同様の利点がある。
【実施例３】
【００３４】
図６は、この発明の第３の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図であり、第２の実施例を示す図５中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の面照明光源では、同図６に示すように、図５中のホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４が一体化されて１つのＩＣ（集積回路）７７として構成されている。この面照明光源では、上記第１の実施例と同様に、ＬＥＤ７１とホトダイオード７２とが１対１で近接配置され、同様の利点がある。
【実施例４】
【００３５】
図７は、この発明の第４の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図である。
この例の面照明光源では、同図７に示すように、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４が、パッケージ７６の外部にあり、同パッケージ７６と共に基板７５上に搭載されている。この基板７５は、有機系材料又は無機系材料で形成されている。この面照明光源では、上記第１の実施例と同様に、ＬＥＤ７１とホトダイオード７２とが１対１で近接配置され、同様の利点がある。
【実施例５】
【００３６】
図８は、この発明の第５の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図である。
この例の面照明光源では、同図８に示すように、図６と同様のパッケージ７６が基板７５上に搭載され、また、新たに補正素子７８が同基板７５上に搭載されている。補正素子７８は、たとえば、可変抵抗器、レーザでトリミングされる圧膜印刷抵抗素子、抵抗とツェナ・ダイオードとで構成されるツェナ・ザップ素子、又は輝度の各目標値に対応したデータを書込み可能なメモリ素子などで構成され、ＬＥＤ駆動／補正回路７３に輝度設定電圧Ｖ1 を与える。この面照明光源では、各ＬＥＤ７１及び各ホトダイオード７２にばらつきがあっても、補正素子７８により輝度設定電圧Ｖ1 が適切に設定されることにより、各ＬＥＤ７１の輝度が均一となる。
【実施例６】
【００３７】
図９は、この発明の第６の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図であり、第４の実施例を示す図７中の要素及び第５の実施例を示す図８中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の面照明光源では、同図９に示すように、図７中の基板７５上に図８中の補正素子７８が搭載されている。この面照明光源では、各ＬＥＤ７１及び各ホトダイオード７２にばらつきがあっても、上記第８の実施例と同様に、補正素子７８により輝度設定電圧Ｖ1 が適切に設定されることにより、各ＬＥＤ７１の輝度が均一となる。
【実施例７】
【００３８】
図１０は、この発明の第７の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図であり、第６の実施例を示す図９中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の面照明光源では、同図１０に示すように、図９中のＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４と、補正素子７８とが一体化されて１つのＩＣ７９として構成されている。この面照明光源では、各ＬＥＤ７１及び各ホトダイオード７２にばらつきがあっても、上記第８の実施例と同様に、ＩＣ７９の補正素子７８により輝度設定電圧Ｖ1 が適切に設定されることにより、各ＬＥＤ７１の輝度が均一となる。
【実施例８】
【００３９】
図１１は、この発明の第８の実施例である面照明光源に用いられる輝度補正回路の電気的構成を示す回路図であり、第１の実施例を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の輝度補正回路では、同図１１に示すように、図２中のＬＥＤ駆動／補正回路７３に代えて、異なる構成のＬＥＤ駆動／補正回路７３Ａが設けられている。ＬＥＤ駆動／補正回路７３Ａは、抵抗８１，８２，８３，８４と、オペアンプ８５と、オペアンプ９５と、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（ｎＭＯＳ）９６と、可変抵抗９７とから構成されている。
【００４０】
この輝度補正回路では、ＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ0 は、次式（３）で表される。
Ｉ0 ＝Ｖ4 ／ＲICC   ・・・（３）
但し、
ＲICC ；可変抵抗９７の抵抗値
この輝度補正回路は、オペアンプ９５の非反転入力端子（＋）の電圧Ｖ3 と反転入力端子（−）の電圧とが同じになるように動作するので、電圧Ｖ3 と電圧Ｖ4 とは、ほぼ同じになる。この電圧Ｖ4 と可変抵抗９７の抵抗値ＲICC とにより、ＬＥＤ７１に流れる電流Ｉ0 が決まる。また、抵抗値ＲICC を調整することにより、ＬＥＤ７１に所望の電流が流れ、同ＬＥＤ７１が所望の輝度で発光する。また、オペアンプ８５は、第１の実施例と同様に加減算回路を構成しているので、輝度設定電圧Ｖ1 を変えることにより電圧Ｖ3 が変化する。このように、第１の実施例とは異なる構成の輝度補正回路により、ほぼ同様の利点が得られる。
【００４１】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、図２又は図１１に示す輝度補正回路の構成は、同様の機能を有するものであれば、他の回路構成でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
この発明は、液晶表示装置のバックライトなどのように、表示パネルの表示領域全体に対して均一な輝度で照明光を与える必要がある場合全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の第１の実施例である面照明光源の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１中のＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４の電気的構成を示す回路図である。
【図３】図１中のＬＥＤ７１、ホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４の配置状態の例を示す図である。
【図４】図１中のＬＥＤ７１、ホトダイオード７２、ＬＥＤ駆動／補正回路７３及び駆動／検出回路７４の配置状態の他の例を示す図である。
【図５】この発明の第２の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図である。
【図６】この発明の第３の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図である。
【図７】この発明の第４の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図である。
【図８】この発明の第５の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図である。
【図９】この発明の第６の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図である。
【図１０】この発明の第７の実施例である面照明光源の要部の配置状態を示す断面図である。
【図１１】この発明の第８の実施例である面照明光源に用いられる輝度補正回路の電気的構成を示す回路図である。
【図１２】特許文献１に記載された照明装置の要部の電気的構成を示す図である。
【図１３】図１２の照明装置の動作を説明する図である。
【図１４】従来のＬＥＤバックライトの一構成例を示す図である。
【図１５】特許文献２に記載されたバックライトのＬＥＤの配線構成を示す図である。
【図１６】特許文献２に記載されたバックライトのＬＥＤの他の配線構成を示す図である。
【図１７】図１５又は図１６中のＬＥＤ５１が設けられたバックライトの断面図である。
【図１８】図１５又は図１６中のＬＥＤ５１の輝度特性を補正する補正回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
７１    ＬＥＤ（発光素子）
７２    ホトダイオード（受光素子）
７３，７３Ａ    ＬＥＤ駆動／補正回路（駆動／補正回路の一部）
７４    駆動／検出回路（駆動／補正回路の一部）
７６    パッケージ
７８    補正素子（駆動／補正回路の一部）
Ｖ1     輝度設定電圧（輝度の目標値）
Ｖ2     輝度検出電圧（輝度検出信号）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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