JP2017215361A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は観察者の位置に応じて表示画像の輝度が表示パネルの面内において均一化される表示装置の提供を目的とする。
【解決手段】表示装置１００は、表示パネル３と、表示パネル３の背面に光を照射する面状光源パネル１０と、表示パネル３に対する観察者の位置を検出するセンサ２と、制御部２０と、を備え、面状光源パネル１０は複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、制御部２０は、センサ２が検出した観察者の位置から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は表示装置に関する。

一般的に自動車の電装機器、その他各種装置、機器などに用いられる表示装置は、その表示領域の全面において、表示面の法線方向に対する視野角輝度の分布は一定となっている。つまり、液晶表示パネル等の表示パネルの背面を照射する面状光源パネルの光の強度は、発光領域内において均一である。

表示装置に対する観察者の位置によっては、表示領域内で視認する点によって表示面に対して視認する角度が異なるため、表示画像の輝度が表示面内で異なる。つまり、観察者にとって、表示画像の輝度が表示パネルの面内において不均一に視認されてしまう。この表示面内における輝度の不均一は、表示装置の表示面が大型化するとより顕著になる。また、輝度の不均一は、車載機器の様に観察者が斜め方向から表示装置を視認する場合においても顕著となる。表示装置の視野角輝度特性を変化させる技術として、例えば特許文献１が知られている。

特開２００８−１８１６７９号公報

上述のように、従来の表示装置においては、観察者の位置に関係なく、常に表示領域全面において一定の輝度で画像を表示していたため、斜め方向から表示装置を観察する観察者にとっては、表示画像の輝度が不均一に視認されるとともに、観察者に視認されない光は、電力損失となっていた。

特許文献１においては、表示装置の視野角輝度特性を変化させる技術が開示されているが、表示面全体において視野角輝度特性を一律に変化させるため、視野角輝度特性を変化させた後も、表示面内において視野角輝度特性は一定となっていた。従って、斜め方向から表示装置を視認した場合に表示面の輝度が不均一になる問題は解決されていない。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、観察者の位置に応じて表示画像の輝度が表示パネルの面内において均一化される表示装置の提供を目的とする。

本発明に係る表示装置は、表示パネルと、表示パネルの背面に光を照射する面状光源パネルと、表示パネルに対する観察者の位置を検出するセンサと、制御部と、を備え、面状光源パネルは複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、制御部は、センサが検出した観察者の位置から表示パネルが観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネルの面内において均一化されるように、面状光源パネルの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。

本発明に係る表示装置は、表示パネルと、表示パネルの背面に光を照射する面状光源パネルと、制御部と、仮想位置記憶部と、を備え、面状光源パネルは複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、仮想位置記憶部には、表示パネルに対する観察者の仮想位置が予め複数記憶されており、制御部は、複数の仮想位置のいずれか１つが選択されると、選択された仮想位置から表示パネルが観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネルの面内において均一化されるように、面状光源パネルの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。

本発明に係る表示装置は、表示パネルと、表示パネルの背面に光を照射する面状光源パネルと、を備え、面状光源パネルは複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、予め定められた位置から表示パネルが観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネルの面内において均一化されるように、面状光源パネルの前記複数の領域のそれぞれの輝度が調整されている。

本発明に係る表示装置によれば、センサが検出した観察者の位置に応じて、観察者の位置から表示パネルが観察されたときに表示画像の輝度が表示パネルの面内において均一化されるように、面状光源パネルの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。従って、観察者に対して、表示画像の輝度が表示画像の面内において均一化されるため、高品位の表示画像を表示することが可能となる。また、面状光源パネルの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する際に、輝度の低い領域を基準として他の領域の輝度を低下させれば、表示装置の消費電力を低減させることが可能である。

本発明に係る表示装置によれば、選択された観察者の仮想位置に応じて、仮想位置から表示パネルが観察されたときに表示画像の輝度が表示パネルの面内において均一化されるように、面状光源パネルの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。従って、仮想位置から表示装置を観察する観察者に対して、表示画像の輝度が表示画像の面内において均一化されるため、高品位の表示画像を表示することが可能となる。また、面状光源パネルの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する際に、輝度の低い領域を基準として他の領域の輝度を低下させれば、表示装置の消費電力を低減させることが可能である。

本発明に係る表示装置によれば、予め定められた位置から表示パネルが観察されたときに表示画像の輝度が表示パネルの面内において均一化されるように、面状光源パネルの複数の領域のそれぞれの輝度を調整されていてもよい。従って、予め定められた位置から表示装置を観察する観察者に対して、表示画像の輝度が表示画像の面内において均一化されているため、高品位の表示画像を表示することが可能となる。また、面状光源パネルの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する際に、輝度の低い領域を基準として他の領域の輝度を低下させれば、表示装置の消費電力を低減させることが可能である。

実施の形態１に係る表示装置の斜視図である。 実施の形態１に係る表示装置の分解斜視図である。 実施の形態１に係る表示装置の面状光源パネルにおける複数の領域を示す図である。 実施の形態１に係る表示装置のブロック図である。 実施の形態１に係る表示装置の視野角輝度特性を示す図である。 実施の形態１に係る表示装置の観察者との位置関係を示す図である。 実施の形態１に係る表示装置の輝度調整後の各領域の視野角輝度特性を示す図である。 実施の形態２に係る表示装置の斜視図である。 実施の形態２に係る表示装置の分解斜視図である。 実施の形態２に係る表示装置の面状光源パネルにおける複数の領域を示す図である。 実施の形態２に係る表示装置の観察者との位置関係を示す図である。 実施の形態２に係る表示装置の視野角輝度特性を示す図である。 実施の形態２に係る表示装置の輝度調整後の視野角輝度特性を示す図である。 実施の形態３に係る表示装置の斜視図である。 実施の形態３に係る表示装置のブロック図である。

＜実施の形態１＞
＜表示装置の構成＞
図１は、本実施の形態１における表示装置１００の斜視図である。図１に示すように、表示装置１００は、表示パネル３と、面状光源パネル１０と、センサ２と、制御部２０とを備える。面状光源パネル１０は表示パネル３の背面に光を照射する。センサ２は、表示パネル３に対する観察者の位置を検出する。面状光源パネル１０は複数の領域ごとに輝度を調整可能である。ここで、複数の領域とは後述する第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４である。

制御部２０は、センサ２が検出した観察者の位置から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。

図１に示すように、表示パネル３および面状光源パネル１０は水平方向（即ち図１のｘ方向）に長い矩形形状である。また、本実施の形態１において、表示パネル３および面状光源パネル１０は平坦である。

図２は、表示装置１００の分解斜視図である。図２に示すように、面状光源パネル１０は、導光板１１と、複数の点状光源１２とを備える。複数の点状光源１２は図示しない光源基板に実装されてリアフレーム１６に固定される。光源基板に実装された複数の光源１２は、導光板１１の入射面１１ａ側に来るように配置される。導光板１１は入射面１１ａから入射した光を面状光に変換して出射面１１ｂから出射する。出射面１１ｂは表示パネル３の背面に対向する面である。なお、複数の点状光源１２は導光板１１の入射面１１ａと対向する面側に配置されてもよい。

つまり、面状光源パネル１０の点状光源１２の配置はエッジ型である。しかしながら、点状光源１２の配置はエッジ型に限らず、例えば直下型でもよい。直下型とは、面状光源パネル１０において、表示パネル３の背面に対向する位置に複数の点状光源１２を配置する方式である。なお、面状光源パネル１０において点状光源１２の配置を直下型とする場合、導光板１１は設けなくてもよい。

導光板１１の出射面１１ｂと表示パネル３との間には、複数の光学シート１３が配置される。光学シート１３とは、レンズシート、光を拡散する拡散シートなどである。

また、導光板１１の背面、即ち出射面１１ｂと反対側の面には反射シート１４が配置される。図２に示すように、導光板１１、複数の点状光源１２、複数の光学シート１３および反射シート１４は、中間フレーム１５とリアフレーム１６との間で挟持される。

図３は、面状光源パネル１０における複数の領域を示す図である。面状光源パネル１０は長手方向に４つの領域に分けられる。図３に示すように、４つの領域とは第１の領域Ｒ１、第２の領域Ｒ２、第３の領域Ｒ３、第４の領域Ｒ４である。各領域に含まれる点状光源１２の輝度は、領域ごとに調整することが可能である。

なお、第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、各領域に配置される点状光源１２の輝度が領域ごとに調整可能であることを示すものであり、導光板１１、光学シート１３などが領域ごとに分割されている必要はない。

図４は、表示装置１００のブロック図である。図４に示すように、制御部２０は、処理回路２１と、光源駆動回路２２と、輝度特性記憶部２３と、メモリ２４とを備える。

図４に示すように、面状光源パネル１０の第１の領域Ｒ１に対応して複数の点状光源１２が直列に接続されている。同様に、面状光源パネル１０の第２から第４の領域Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれに対応して複数の点状光源１２が直列に接続されている。直列接続された複数の点状光源１２は、各領域ごとに異なる大きさの駆動電流で駆動可能である。

図４に示すように、複数の点状光源１２はひと続きの光源基板１７上に実装されているが、光源基板１７上の回路パターンは、第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ごとに独立している。

処理回路２１は、第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれに関して、点状光源１２の駆動電流の大きさを決定する。光源駆動回路２２は、処理回路２１が決定した駆動電流の大きさに基づいて、第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の点状光源１２に個別に駆動電流を供給する。

つまり、処理回路２１は、センサ２が検出した観察者の位置から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、光源駆動回路２２を制御して、面状光源パネル１０の第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれの輝度を調整する。

輝度特性記憶部２３には、表示装置１００の輝度の視野角依存性が記憶されている。ここで、輝度の視野角依存性とは、視野角輝度特性のことである。図５は、駆動電流を最大にして点状光源１２を駆動した場合の視野角輝度特性を示す図である。図５において縦軸の輝度比は輝度を最大輝度で規格化したものである。また、図５の横軸の視野角は、表示パネル３の表示面に対して法線方向を０°として、法線方向からずれた角度である。

なお、表示装置１００の第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれに対応する表示領域は、同じ大きさの電流で点状光源１２を駆動したときに同じ視野角輝度特性を示すとする。

処理回路２１は、センサ２が検出した観察者の位置に基づいて、輝度の角度依存性を参照して、第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれの輝度を調整する。

本実施の形態１において、制御部２０は、処理回路２１および光源駆動回路２２によって実現される。処理回路２１および光源駆動回路２２は、専用のハードウェアであっても、メモリ２４に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。

処理回路２１および光源駆動回路２２が専用のハードウェアである場合、処理回路２１および光源駆動回路２２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

処理回路２１および光源駆動回路２２がＣＰＵの場合、制御部２０の機能はソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２４に格納される。処理回路２１および光源駆動回路２２は、メモリ２４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部２０の機能を実現する。また、このプログラムは、処理回路２１および光源駆動回路２２の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ２４は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。

なお、制御部２０の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

また、輝度特性記憶部２３は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリにより実現される。

＜反射シート＞
反射シート１４は、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）又はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）に硫酸バリウム又は酸化チタンを混ぜ合わせた材料、樹脂に微細な気泡を形成した材料、金属板に銀を蒸着した材料、金属板に酸化チタンを含む塗料を塗布した材料などで形成される。また、反射シート１４は、鏡面反射をする材料で形成されてもよい。反射シート５の反射率は、反射面での反射ロスを抑えるために９０％以上であることが望ましい。導光板１１の背面側に反射シート１４を配置することで、導光板１１の背面から漏れた光を導光板１１の出射面１１ｂ側に向かわせることができるため、光の利用効率を向上させることができる。

＜リアフレーム＞
図２に示すように、リアフレーム１６には複数の点状光源１２が固定される。また、光源として点状光源１２を使用する場合、放熱性の観点から、リアフレーム１６の材料はアルミニウム等の金属材料であることが好ましい。点状光源１２の放熱性を高めることにより、点状光源１２のエネルギー変換効率の悪化を抑制し、面状光源パネル１０の光利用効率を向上させることができる。

＜光学シート＞
導光板１１の出射面１１ｂ側に配置する複数の光学シート１３として、レンズシート、拡散シート等を組み合せて配置する。また、レンズシートの前後に拡散シートを配置してもよい。また、光学シート１３として、輝度向上のためにプリズムの方向を最適に組み合わせた複数枚のレンズシートを用いてもよい。拡散シートの拡散性を向上させる場合に２枚以上の拡散シートを用いてもよい。また、拡散シートは、１枚のみ用いる場合や用いない場合があってよい。さらに、光学シート１３として、保護シート、視野角制御シート、偏光反射シートを用いてもよい。すなわち、求められる輝度、配光特性に応じて複数の光学シート１３を組み合わせて配置する。

＜表示パネル＞
図２に示すように、表示パネル３は、面状光源パネル１０の出射面１０ｂ側に配置される。表示パネル３は、例えば、液晶材料の複屈折性を応用した液晶表示パネルである。液晶表示パネルは、基板上にカラーフィルター、遮光層、対向電等が形成されたカラーフィルター基板と、基板上にスイッチングパネルとなる薄型トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴと称する）、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板を対向させて配置している。両基板の間隔を保持するためのスペーサーと、カラーフィルター基板とＴＦＴ基板とを張り合わせるためのシール材と、カラーフィルター基板とＴＦＴ基板の間に挟持される液晶材料を備え、液晶を配向させる配向膜と、偏光板とによって構成されている。液晶表示パネルは、スイッチングパネルによる電圧のオン又はオフにより液晶層の配向を制御して、液晶表示パネルに入射した光を映像信号に合わせて変調して表示を行なう。

なお、表示パネル３は液晶表示パネルに限られない。表示パネル３は例えば、文字や絵が透明板に印刷された表示パネルであってもよい。また、表示パネル３は、有機ＥＬ表示装置の表示パネル、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ディスプレイなどの表示パネルであってもよい。

＜導光板＞
導光板１１は例えば、厚みが一定の平板形状である。また、導光板１１は、楔形状であってもよい。導光板１１の材料は、透明なアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等である。また、導光板１の背面側、即ち出射面１１ｂと反対側の面側には、光の伝播方向を乱して、光を出射面１ａ方向へと導くための光散乱部（図示せず）が形成されている。光散乱部は光を導光板１内部に向かって反射する手段として機能する。光散乱部として導光板１１の背面に印刷によりドットが形成される。また、導光板１１の背面を粗面化してシボ面を形成してもよい。また、導光板１１の背面に微小な球面や凸凹を形成してもよい。

＜光源＞
点状光源１２は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤと称する）である。また、点状光源１２はレーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＤと称する）であってもよい。

本実施の形態１において、複数の点状光源１２は光源基板１７に実装された複数のＬＥＤである。ＬＥＤには青色等の単色光を発光する半導体発光素子、半導体発光素子から発光した青色単色光の一部を吸収し、黄色の光を発光する蛍光体からなる擬似白色ＬＥＤ等がある。また、ＲＥＤ（赤）、ＧＲＥＥＮ（緑）、ＢＬＵＥ（青）の半導体発光体素子を組み合わせ、３つの単色光の混合によって白色光を得るものもある。本実施の形態１においては、擬似白色ＬＥＤを用いる。用途によっては、単色光のＬＥＤを用いてもよい。点状光源１２は、面状光源パネル１０のリアフレーム１６に、光源基板１７を介して配置される。

＜光源基板＞
図４に示す光源基板１７は、複数の点状光源１２を実装するための回路パターンを形成している。光源基板１７はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。光源基板１７をＦＰＣで形成することにより、点状光源１２で生じる熱を周囲に効率よく放熱するとともに、面状光源パネル１０内に光源基板１７を省スペースで収納することができる。また、光源基板１７として金属基板を用いてもよい。光源基板１７を金属基板とすることにより、点状光源１２から発せられる熱を周囲に効率よく拡散させ、点状光源１２の発光効率を高めることができる。

また、１つの光源基板１７を複数の点状光源１２で共用することによって、面状光源パネル１０の部品点数の増大を抑制可能であり、表示装置１００の軽量化にも寄与する。

＜センサ＞
センサ２は、例えば赤外線センサ等を用いる。センサ２は、赤外線を発光する発光素子と、赤外線を受光する受光素子とを備える。発光素子と受光素子とは、１つのパッケージ内に収容されていてもよいし、離れて配置されていてもよい。センサ２は、赤外線センサに限らない。センサ２は例えばカメラ等のイメージセンサであってもよく、イメージセンサが取得したイメージを解析することにより、観察者の位置を検出してもよい。このように、センサ２は、表示パネル３に対する観察者の位置を検出できるセンサであればよい。センサ２の種類は適宜自由に選択することができる。

また、センサ２が検出した観察者の位置を示す信号は制御部２０に伝送される。制御部２０において、観察者の位置に基づいて面状光源パネル１０の第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれにおける最適な輝度が算出される。そして、制御部２０によって面状光源パネル１０の各領域の輝度が調整される。

＜動作＞
表示装置１００の動作について説明を行う。図６は、表示装置１００の表示パネル３と観察者の位置との関係を示す図である。図６に示すように、センサ２によって検出された観察者の位置を位置Ｐ０とする。また、面状光源パネル１０の第１の領域Ｒ１の中央に対応する表示パネル３上の位置を位置Ｐ１と定義する。同様に、面状光源パネル１０の第２から第４の領域Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれの中央に対応する表示パネル３上の位置を位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と定義する。また、各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から延びる表示パネル３の表示面に対する法線をそれぞれ法線Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４と定義する。

図６において、位置Ｐ１と観察者の位置Ｐ０とを結ぶ直線と、法線Ｈ１とのなす角度を角度α１と定義する。同様に、位置Ｐ２と位置Ｐ０とを結ぶ直線と、法線Ｈ２とのなす角度を角度α２と定義する。同様に、位置Ｐ３と位置Ｐ０とを結ぶ直線と、法線Ｈ３とのなす角度を角度α３と定義する。同様に、位置Ｐ４と位置Ｐ０とを結ぶ直線と、法線Ｈ４とのなす角度を角度α４と定義する。

まず、面状光源パネル１０の第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の点状光源１２を同じ大きさの電流で駆動する場合を考える。この場合、各領域は、図５で示す同じ視野角輝度特性を有するとする。図５に示すように、第１の領域Ｒ１における角度α１方向の輝度比は約０．６を示す。第２の領域Ｒ２における角度α２方向の輝度比は約０．５を示す。第３の領域Ｒ３における角度α３方向の輝度比は約０．３を示す。第４の領域Ｒ４における角度α４方向の輝度比は約０．２を示す。このように、位置Ｐ０から表示パネル３の表示面を観察した場合、各領域で輝度が不均一に視認される。

そこで、本実施の形態１における表示装置１００は、観察者の位置Ｐ０から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれの輝度を調整する。

本実施の形態１において、制御部２０は、最も輝度比の低い第４の領域Ｒ４の輝度比０．２を基準として他の第１、第２、第３の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の輝度を低下させるように調整を行う。

制御部２０は、面状光源パネル１０の第１の領域Ｒ１の輝度比のピークを１から０．２／０．６（即ち１から約０．３３）に低下させる。輝度比を低下させた後の第１の領域Ｒ１の視野角輝度特性を図７に曲線Ｃ１で示す。また、制御部２０は、面状光源パネル１０の第２の領域Ｒ２の輝度比のピークを１から０．２／０．５（即ち１から約０．４）に低下させる。輝度比を低下させた後の第２の領域Ｒ２の視野角輝度特性を図７に曲線Ｃ２で示す。また、制御部２０は、面状光源パネル１０の第３の領域Ｒ３の輝度比のピークを１から０．２／０．３（即ち１から約０．６７）に低下させる。輝度比を低下させた後の第１の領域Ｒ１の視野角輝度特性を図７に曲線Ｃ３で示す。

また、輝度を変化させていない、第４の領域Ｒ４の視野角輝度特性を図７に曲線Ｃ４で示す。輝度調整の結果、図７に示すように、第１の領域Ｒ１（曲線Ｃ１）における角度α１方向の輝度比、第２の領域Ｒ２（曲線Ｃ２）における角度α２方向の輝度比、第３の領域Ｒ３（曲線Ｃ３）における角度α３方向の輝度比、第４の領域Ｒ４（曲線Ｃ４）における角度α４方向の輝度比は全て約０．２となりほぼ一致する。つまり、図７は、観察者の位置Ｐ０から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されていることを意味する。

本実施の形態１においては、輝度の最も低い領域を基準として、他の領域の輝度を低下させるように調整を行った。これにより、表示画像の輝度の均一化とともに、表示装置１００の消費電力を低減することが可能である。

表示装置１００の適用例としては、例えば車載用途が挙げられる。表示装置１００をカーナビゲーション装置の表示装置として用いる場合、運転手の位置をセンサ２が検出して、検出した位置に応じて第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の輝度を調整することにより、運転手は輝度が均一化された高品位な表示画像を視認することができる。

なお、本実施の形態１においては、位置Ｐ１からＰ４を各領域の中央の位置として定義したが、位置Ｐ１からＰ４は、表示装置１００の用途や設置場所によって、観察者との位置関係により適宜選択することができる。

なお、本実施の形態１においては、輝度の最も低い第４の領域Ｒ４を基準として、他の領域の輝度を低下させるように調整を行ったが、輝度の最も高い第１の領域Ｒ１を基準として、他の領域の輝度を上昇させるように調整を行ってもよい。また、中間の輝度の第２の領域Ｒ２又は第３の領域Ｒ３を基準として、他の領域の輝度を低下又は上昇させるように調整を行ってもよい。

なお、本実施の形態１では、面状光源パネル１０を第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の４つの領域に分割したが、分割する領域の個数はこれに限らない。また、本実施の形態１では、各領域の幅を同じにしたが、各領域の幅は異なってもよい。各領域の幅は、表示領域のサイズ、表示面の形状、表示装置１００の配置によって適宜自由に選択することができる。また、隣接する点状光源１２の配置間隔は、一定でなくても良い。隣接する点状光源１２の配置間隔は、表示領域のサイズ、表示面の形状、表示装置の配置によって適宜自由に選択することができる。また、各領域に配置される点状光源１２の個数は必要とされる輝度に応じて決定される。

また、本実施の形態１における面状光源パネル１０では、図４に示すように分割された１つの領域が直列接続された１つの系列の光源を備える構成としたが、１つの領域が複数の系列の光源を備える構成としてもよい。これにより、ある領域において１つの系列の光源が故障した場合においても他の系列の光源で発光を継続できるため、面状光源パネル１０の信頼性を高めることが可能である。また、１つの領域が複数の系列の光源を備える構成とすることにより、領域と領域の境界が視認され難くなることも期待でき、表示装置１００の表示品位向上を図ることができる。

また、本実施の形態１においては、面状光源パネル１０の導光板１１は分割されていない構成としたが、領域間における発光境界を明確にする場合は分割してもよい。また、導光板１１の厚さは一定でなくてもよい。導光板１１は楔形状であってもよい。

＜効果＞
本実施の形態１における表示装置１００は、表示パネル３と、表示パネル３の背面に光を照射する面状光源パネル１０と、表示パネル３に対する観察者の位置を検出するセンサ２と、制御部２０と、を備え、面状光源パネル１０は複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、制御部２０は、センサ２が検出した観察者の位置から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。

表示装置１００によれば、センサ２が検出した観察者の位置に応じて、観察者の位置から表示パネル３が観察されたときに表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。従って、観察者に対して、表示画像の輝度が表示画像の面内において均一化されるため、高品位の表示画像を表示することが可能となる。

また、本実施の形態１では、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する際に、輝度の低い領域を基準として他の領域の輝度を低下させる。これにより、表示装置１００の消費電力を低減させることが可能である。また、輝度を低下させて点状光源１２の出力を抑制することにより、点状光源１２の長寿命化が可能である。

また、本実施の形態１における表示装置１００は、輝度特性記憶部２３をさらに備え、輝度特性記憶部２３には、表示パネル３の輝度の視野角依存性が記憶されており、制御部２０は、輝度の視野角依存性を参照して、複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。

従って、制御部２０が、輝度の視野角依存性を参照して、複数の領域のそれぞれの輝度を調整することにより、観察者に対して、表示画像の輝度が表示画像の面内においてより確実に均一化することが可能である。

また、本実施の形態１における表示装置１００において、表示パネル３および面状光源パネル１０は平坦である。従って、本実施の形態１００で説明した表示装置１００は、表示パネル３および面状光源パネル１０が平坦な表示装置に対して広く適用可能である。

また、本実施の形態１における表示装置１００において、面状光源パネル１０における光源の配置はエッジ型である。従って、本実施の形態１００で説明した表示装置１００は、エッジ型の光源配置の面状光源パネルを有する表示装置に対して広く適用可能である。

また、本実施の形態１における表示装置１００において、面状光源パネル１０における光源の配置は直下型であってもよい。従って、本実施の形態１００で説明した表示装置１００は、直下型の光源配置の面状光源パネルを有する表示装置に対しても広く適用可能である。

＜実施の形態２＞
＜構成＞
図８は、本実施の形態２における表示装置１００Ａの斜視図である。表示装置１００Ａは、曲率半径ｒの湾曲した形状を有している。図８に示すように、表示装置１００Ａは、湾曲した表示パネル３Ａと、表示パネル３Ａの湾曲に合わせて湾曲した面状光源パネル１０Ａと、センサ２と、制御部２０とを備える。センサ２および制御部２０の構成は実施の形態１と同じため説明を省略する。

本実施の形態２において、表示パネル３Ａおよび面状光源パネル１０Ａは水平方向に長い矩形形状である。図８に示すように、表示パネル３Ａおよび面状光源パネル１０Ａはｘ−ｙ面内において湾曲している。

図９は、表示装置１００Ａの分解斜視図である。図９に示すように、面状光源パネル１０Ａは、導光板１１Ａと、複数の点状光源１２とを備える。複数の点状光源１２は図示しない光源基板に実装されてリアフレームに固定される。光源基板に実装された複数の光源１２は、導光板１１の入射面１１Ａａ側に来るように配置される。導光板１１Ａは入射面１１Ａａから入射した光を面状光に変換して出射面１１Ａｂから出射する。出射面１１Ａｂは表示パネル３Ａの背面に対向する面である。

本実施の形態２において、面状光源パネル１０Ａの点状光源１２の配置はエッジ型である。しかしながら、点状光源１２の配置はエッジ型に限らず、例えば直下型でもよい。

本実施の形態２において、実施の形態１で述べた光学シート１３、中間フレーム１５、リアフレーム１６は、表示パネル３Ａおよび面状光源パネル１０Ａに合わせて湾曲した形状である。図９において、図の見易さのために、光学シート１３、中間フレーム１５、リアフレーム１６に相当する部材の記載を省略する。

図１０は、面状光源パネル１０Ａにおける複数の領域を示す図である。面状光源パネル１０Ａは長手方向に４つの領域に分けられる。図１０に示すように、４つの領域とは第１の領域Ｒ１、第２の領域Ｒ２、第３の領域Ｒ３、第４の領域Ｒ４である。各領域に含まれる点状光源１２の輝度は、領域ごとに調整することが可能である。

なお、第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、各領域に配置される点状光源１２の輝度が領域ごとに調整可能であることを示すものであり、導光板１１Ａ、光学シートなどが領域ごとに分割されている必要はない。

面状光源パネル１０Ａの各領域、複数の点状光源１２および制御部２０の構成は実施の形態１で説明した図４と同じため、説明を省略する。

＜動作＞
表示装置１００Ａの動作について説明を行う。図１１は、表示装置１００Ａの表示パネル３Ａと観察者の位置との関係を示す図である。図１１に示すように、センサ２によって検出された観察者の位置を位置Ｐ０とする。また、面状光源パネル１０Ａの第１の領域Ｒ１の中央に対応する表示パネル３上の位置を位置Ｐ１と定義する。同様に、面状光源パネル１０Ａの第２から第４の領域Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれの中央に対応する表示パネル３上の位置を位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と定義する。また、各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から延びる表示パネル３の表示面に対する法線をそれぞれ法線Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４と定義する。

図１１において、位置Ｐ１と観察者の位置Ｐ０とを結ぶ直線と、法線Ｈ１とのなす角度を角度β１と定義する。同様に、位置Ｐ２と位置Ｐ０とを結ぶ直線と、法線Ｈ２とのなす角度を角度β２と定義する。同様に、位置Ｐ３と位置Ｐ０とを結ぶ直線と、法線Ｈ３とのなす角度を角度β３と定義する。同様に、位置Ｐ４と位置Ｐ０とを結ぶ直線と、法線Ｈ４とのなす角度を角度β４と定義する。

まず、面状光源パネル１０Ａの第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の点状光源１２を同じ大きさの電流で駆動する場合を考える。この場合、各領域は、図１２で示す同じ視野輝度特性を有するとする。図１２に示すように、第１の領域Ｒ１における角度β１方向の輝度比は約０．２を示す。第２の領域Ｒ２における角度β２方向の輝度比は約０．５を示す。第３の領域Ｒ３における角度β３方向の輝度比は約０．８を示す。第４の領域Ｒ４における角度β４方向の輝度比は約１を示す。このように、位置Ｐ０から表示パネル３Ａの表示面を観察した場合、各領域で輝度が不均一に視認される。

本実施の形態２における表示面が湾曲した表示装置１００Ａの角度差（即ち、角度β１とβ４の差）は、実施の形態１における表示面が平坦な表示装置１００の角度差（即ち、角度α１とα４の差）と比較して大きい。即ち、表示装置１００Ａは表示装置１００と比較して表示面の輝度がより不均一になる傾向がある。

そこで、本実施の形態２における表示装置１００Ａは、観察者の位置Ｐ０から表示パネル３Ａが観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３Ａの面内において均一化されるように、面状光源パネル１０Ａの第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれの輝度を調整する。

本実施の形態２において、制御部２０は、最も輝度比の低い第１の領域Ｒ１の輝度比０．２を基準として他の第２、第３、第４の領域Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の輝度を低下させるように調整を行う。

制御部２０は、面状光源パネル１０Ａの第２の領域Ｒ２の輝度比のピークを１から０．２／０．５（即ち１から約０．４）に低下させる。輝度比を低下させた後の第２の領域Ｒ２の視野角輝度特性を図１３に曲線Ｃ２で示す。また、制御部２０は、面状光源パネル１０Ａの第３の領域Ｒ３の輝度比のピークを１から０．２／０．８（即ち１から約０．２５）に低下させる。輝度比を低下させた後の第３の領域Ｒ３の視野角輝度特性を図１３に曲線Ｃ３で示す。また、制御部２０は、面状光源パネル１０Ａの第４の領域Ｒ４の輝度比のピークを１から０．２／１（即ち１から約０．２）に低下させる。輝度比を低下させた後の第４の領域Ｒ４の視野角輝度特性を図１３に曲線Ｃ４で示す。

また、輝度を変化させていない、第１の領域Ｒ１の視野角輝度特性を図１３に曲線Ｃ１で示す。輝度調整の結果、図１３に示すように、第１の領域Ｒ１（曲線Ｃ１）における角度β１方向の輝度比、第２の領域Ｒ２（曲線Ｃ２）における角度β２方向の輝度比、第３の領域Ｒ３（曲線Ｃ３）における角度β３方向の輝度比、第４の領域Ｒ４（曲線Ｃ４）における角度β４方向の輝度比は全て約０．２となりほぼ一致する。つまり、図１３は、観察者の位置Ｐ０から表示パネル３Ａが観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３Ａの面内において均一化されていることを意味する。

本実施の形態２においては、輝度の最も低い領域を基準として、他の領域の輝度を低下させるように調整を行った。これにより、表示画像の輝度の均一化とともに、表示装置１００Ａの消費電力を低減することが可能である。

なお、本実施の形態２においては、位置Ｐ１からＰ４を各領域の中央の位置として定義したが、位置Ｐ１からＰ４は、表示装置１００Ａの用途や設置場所によって、観察者との位置関係により適宜選択することができる。

なお、本実施の形態２においては、輝度の最も低い第１の領域Ｒ１を基準として、他の領域の輝度を低下させるように調整を行ったが、輝度の最も高い第４の領域Ｒ４を基準として、他の領域の輝度を上昇させるように調整を行ってもよい。また、中間の輝度の第２の領域Ｒ２又は第３の領域Ｒ３を基準として、他の領域の輝度を低下又は上昇させるように調整を行ってもよい。

なお、本実施の形態２における表示装置１００Ａは一定の曲率ｒで湾曲しているとしたが、曲率が連続して変化するように湾曲していてもよい。

＜効果＞
本実施の形態２における表示装置１００Ａにおいて、表示パネル３Ａおよび面状光源パネル１０Ａは湾曲している。表示装置の表示面が湾曲している場合、表示面が平坦な場合と比較して、斜め方向から表示装置を視認した場合に表示面の輝度がより不均一になることがあった。そこで、本実施の形態２における表示装置１００Ａによれば、センサ２が検出した観察者の位置に応じて、観察者の位置から表示パネル３Ａが観察されたときに表示画像の輝度が湾曲した表示パネル３Ａの面内において均一化されるように、湾曲した面状光源パネル１０Ａの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。従って、観察者に対して、表示画像の輝度が表示画像の面内において均一化されるため、高品位の表示画像を表示することが可能となる。

また、本実施の形態２では、面状光源パネル１０Ａの複数の領域のそれぞれの輝度を調整する際に、輝度の低い領域を基準として他の領域の輝度を低下させる。これにより、表示装置１００Ａの消費電力を低減させることが可能である。また、輝度を低下させて点状光源１２の出力を抑制することにより、点状光源１２の長寿命化が可能である。

＜実施の形態３＞
図１４は、本実施の形態３における表示装置２００の斜視図である。図１４に示すように、表示装置２００は、表示パネル３と、面状光源パネル１０と、制御部３０とを備える。実施の形態１および実施の形態２と異なり、本実施の形態３における表示装置２００は、センサ２を備えない。表示パネル３および面状光源パネル１０自体の構成は実施の形態１と同じため説明を省略する。

図１５は、表示装置２００のブロック図であり、特に制御部３０の構成を示す図である。表示装置２００の制御部３０は、図４に示した表示装置１００の制御部２０に対して、仮想位置記憶部２５をさらに備える。実施の形態１において、表示装置１００の制御部２０にはセンサ２から観察者の位置を示す信号が入力された。一方、本実施の形態３における表示装置２００は実施の形態１および実施の形態２と異なり、センサ２を備えない構成のため、制御部３０にはセンサ２からの信号が入力されない。

仮想位置記憶部２５は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリにより実現される。

仮想位置記憶部２５には、観察者の仮想的な位置が例えば、ＶＰ１、ＶＰ２として２つ記憶されている。使用者の表示装置２００に対する操作により仮想位置ＶＰ１、ＶＰ２のいずれかが選択される。すると、表示装置２００は、選択された仮想位置から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域（即ち第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）のそれぞれの輝度を調整する。

輝度の調整方法は実施の形態１と同様である。つまり、表示装置２００の制御部３０は、実施の形態１における観察者の位置Ｐ０を、選択された仮想位置ＶＰ１又はＶＰ２に置きかえて、第１から第４の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４のそれぞれにおいて輝度の調整を行う。

本実施の形態３における表示装置２００は、観察者の想定される位置が予め決まっている場合に有効である。表示装置２００の適用例として、車載用途が挙げられる。表示装置２００をカーナビゲーション装置の表示装置として用いる場合、運転席に座る人の位置と助手席に座る人の位置を仮想位置ＶＰ１、ＶＰ２として仮想位置記憶部２５に予め記憶させておく。そして、必要に応じて使用者が仮想位置ＶＰ１又はＶＰ２を選択することにより、運転手又は助手席に座る人に対して、表示パネル３の面内において輝度が均一化された表示画像を提供することが可能である。

なお、本実施の形態３において仮想位置記憶部２５に記憶される仮想位置の個数は任意であり、必要に応じて複数を設定可能である。

また、本実施の形態３における表示装置２００は、実施の形態１と同様に平坦な表示面を備える構成としたが、実施の形態２と同様に湾曲した表示面を備える構成としてもよい。

また、表示装置２００に対して観察者の位置が１つに限定されている場合、予め定められた観察者の位置から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を予め調整しておいてもよい。この場合、表示装置２００は仮想位置記憶部２５を備えなくてもよい。

＜効果＞
本実施の形態３における表示装置２００は、表示パネル３と、表示パネル３の背面に光を照射する面状光源パネル１０と、制御部３０と、仮想位置記憶部２５と、を備え、面状光源パネル１０は複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、仮想位置記憶部２５には、表示パネル３に対する観察者の仮想位置が予め複数記憶されており、制御部３０は、複数の仮想位置のいずれか１つが選択されると、選択された仮想位置から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。

表示装置２００によれば、選択された観察者の仮想位置に応じて、仮想位置から表示パネル３が観察されたときに表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する。従って、仮想位置から表示装置２００を観察する観察者に対して、表示画像の輝度が表示画像の面内において均一化されるため、高品位の表示画像を表示することが可能となる。また、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する際に、輝度の低い領域を基準として他の領域の輝度を低下させれば、表示装置の消費電力を低減させることが可能である。

また、本実施の形態３における表示装置２００は、表示パネル３と、表示パネル３の背面に光を照射する面状光源パネル１０と、を備え、面状光源パネル１０は複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、予め定められた位置から表示パネル３が観察されたときに、表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度が調整されていてもよい。

表示装置２００によれば、予め定められた位置から表示パネル３が観察されたときに表示画像の輝度が表示パネル３の面内において均一化されるように、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整が調整されていてもよい。従って、予め定められた位置から表示装置２００を観察する観察者に対して、表示画像の輝度が表示画像の面内において均一化されているため、高品位の表示画像を表示することが可能となる。また、面状光源パネル１０の複数の領域のそれぞれの輝度を調整する際に、輝度の低い領域を基準として他の領域の輝度を低下させれば、表示装置の消費電力を低減させることが可能である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

２ センサ、３，３Ａ 表示パネル、１２ 点状光源、１０，１０Ａ 面状光源パネル、１１，１１Ａ 導光板、１１ａ，１１Ａａ 入射面、１１ｂ，１１Ａｂ 出射面、１２ 点状光源、１３ 光学シート、１４ 反射シート、１５ 中間フレーム、１６ リアフレーム、１７ 光源基板、２０，３０ 制御部、２１ 処理回路、２２ 光源駆動回路、２３ 輝度特性記憶部、２４ メモリ、２５ 仮想位置記憶部、１００，１００Ａ，２００ 表示装置。

Claims (8)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルの背面に光を照射する面状光源パネルと、
   前記表示パネルに対する観察者の位置を検出するセンサと、
   制御部と、
   を備え、
   前記面状光源パネルは複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、
   前記制御部は、
   前記センサが検出した前記観察者の位置から前記表示パネルが観察されたときに、表示画像の輝度が前記表示パネルの面内において均一化されるように、前記面状光源パネルの前記複数の領域のそれぞれの輝度を調整する、
   表示装置。
2. 表示パネルと、
   前記表示パネルの背面に光を照射する面状光源パネルと、
   制御部と、
   仮想位置記憶部と、
   を備え、
   前記面状光源パネルは複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、
   前記仮想位置記憶部には、前記表示パネルに対する観察者の仮想位置が予め複数記憶されており、
   前記制御部は、複数の前記仮想位置のいずれか１つが選択されると、選択された前記仮想位置から前記表示パネルが観察されたときに、表示画像の輝度が前記表示パネルの面内において均一化されるように、前記面状光源パネルの前記複数の領域のそれぞれの輝度を調整する、
   表示装置。
3. 表示パネルと、
   前記表示パネルの背面に光を照射する面状光源パネルと、
   を備え、
   前記面状光源パネルは複数の領域ごとに輝度を調整可能であり、
   予め定められた位置から前記表示パネルが観察されたときに、表示画像の輝度が前記表示パネルの面内において均一化されるように、前記面状光源パネルの前記複数の領域のそれぞれの輝度が調整されている、
   表示装置。
4. 輝度特性記憶部をさらに備え、
   前記輝度特性記憶部には、前記表示装置の輝度の視野角依存性が記憶されており、
   前記制御部は、前記輝度の視野角依存性を参照して、前記複数の領域のそれぞれの輝度を調整する、
   請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
5. 前記表示パネルおよび前記面状光源パネルは平坦である、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記表示パネルおよび前記面状光源パネルは湾曲している、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
7. 前記面状光源パネルにおける光源の配置はエッジ型である、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記面状光源パネルにおける光源の配置は直下型である、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。

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