光源设备、光源设备的控制方法、以及显示设备本申请是申请日为2013年8月26日、申请号为201310376555.1、发明名称为“光源
设备、光源设备的控制方法、以及显示设备”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种光源设备、该光源设备的控制方法、以及显示设备。
背景技术
一些彩色图像显示设备包括具有彩色滤波器的彩色液晶面板、以及向该彩色液晶
面板的背面照射白色光的光源设备(背光设备)。
传统上，作为光源设备的光源，主要使用诸如冷阴极荧光灯(CCFL)等的荧光灯。然
而，近来，发光二极管(LED)由于在电力消耗、产品寿命、颜色再现性和环境影响方面优良而
已开始用于光源设备的光源。
使用LED作为光源的光源设备(LED背光设备)通常具有多个LED。日本特开2001-
142409公开了包括各自具有一个或多个LED的多个发光单元的LED背光设备。日本特开
2001-142409还公开了针对各发光单元来控制亮度。通过使向彩色图像显示设备的画面中
的显示暗图像的区域照射光的发光单元的发光亮度下降，电力消耗减少并且图像的对比度
提高。将与图像的特性相对应的针对各发光单元的这种亮度控制称为“局部调光控制”。
光源设备的一个问题是从发光单元发出的光的发光亮度的变化。例如，发光亮度
因依赖于温度变化的光源的发光特性的变化、或者因光源的老化而改变。在具有多个发光
单元的发光设备的情况下，由于多个发光单元之间的温度值和老化程度的偏差，因而在这
些发光单元中产生发光亮度的偏差(亮度不均匀)。
作为用于减少发光亮度的这些变化和亮度不均匀的技术，已知有使用光学传感器
来调整发光单元的发光亮度的技术。具体地，配置用于检测从光源设备发出的光中的、被该
光源设备的光学片材(光学构件)反射并且返回至发光单元侧的反射光的光学传感器，并且
基于该光学传感器的检测值来调整发光单元的发光亮度。在具有多个发光单元的发光设备
中，使各发光单元顺次变为ON(点亮)，针对各发光单元利用光学传感器来检测反射光，并且
调整发光亮度。日本特开2011-27941公开了该技术。
发明内容
然而，在一个发光单元变为ON时的光学片材的发光侧表面上的亮度分布在该光学
片材弯曲的情况下发生改变。在现有技术中，没有考虑到该变化，因而光学传感器的检测值
由于光学片材的挠曲而大幅波动。结果，在使用现有技术的情况下，无法非常精确地调整发
光单元的发光亮度。
本发明提供如下一种光源设备、该光源设备的控制方法、以及显示设备，其中该光
源设备、该光源设备的控制方法、以及显示设备使得能够获取到不会因光学片材的挠曲而
大幅波动的检测值作为来自光学片材的反射光的检测值，并且能够非常精确地调整发光单
元的发光亮度。
本发明的第一方面提供一种光源设备，包括：
光源基板，其上配置有一个或多个发光单元；
光学片材，用于反射来自所述发光单元的光；以及
检测单元，用于检测所述光学片材反射后的反射光，
其中，所述检测单元配置在一个发光单元点亮时的由于所述光学片材的挠曲所引
起的检测值的变化量的绝对值为预定值以下的位置处。
本发明的第二方面提供一种显示设备，包括：
所述光源设备；以及
液晶面板，用于从所述液晶面板的背面侧接收来自所述光源设备的光。
本发明的第三方面提供一种光源设备，包括：
光源基板，其上配置有一个或多个发光单元；
光学片材，用于反射来自所述发光单元的光；以及
检测单元，用于检测所述光学片材反射后的反射光，
其中，所述检测单元被配置成与所述光学片材的表面上的、一个发光单元点亮时
的由于所述光学片材的挠曲所引起的该表面上的亮度的变化量的绝对值为预定值以下的
位置相对。
本发明的第四方面提供一种光源设备的控制方法，所述光源设备具有：光源基板，
其上配置有多个发光单元；光学片材，用于反射来自所述发光单元的光；以及多个检测单
元，用于检测所述光学片材反射后的反射光，所述控制方法包括以下步骤：
点亮步骤，用于根据预定顺序使多个所述发光单元逐一点亮；以及
检测步骤，用于通过使用多个所述检测单元中的配置在所述点亮步骤中一个发光
单元点亮时的由于所述光学片材的挠曲所引起的检测值的变化量的绝对值为预定值以下
的位置处的检测单元，来检测所述光学片材反射后的反射光。
根据本实施例，可以获取到不会因光学片材的挠曲而大幅波动的检测值作为来自
光学片材的反射光的检测值，并且可以非常精确地调整发光单元的发光亮度。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1A和图1B是示出根据实施例1的光源设备的示例的图；
图2A和图2B是示出根据实施例1的光源设备的示例的图；
图3是示出根据实施例1的光源设备的示例的框图；
图4示出根据实施例1的对应表的示例；
图5A和图5B是示出根据实施例1的发光单元和调整用光学传感器的位置关系的示
例的图；
图6(A)和(B)是示出根据实施例1的光源设备的结构和由于挠曲所引起的亮度的
变化的图；
图7是示出发光单元的发光亮度分布的示例的图；
图8是示出光学片材的挠曲的示例的图；
图9是示出由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量和Rd之间的关系的示例的
图；
图10A和图10B是示出来自发光单元的光的指向性和过零点之间的关系的示例的
图；
图11示出根据实施例1的对应表的示例；
图12A～图12C是示出根据实施例1的发光单元和调整用光学传感器之间的位置关
系的示例的图；
图13A～图13C是示出根据实施例1的光源基板的示例的图；
图14A～图14C是示出根据实施例2的发光单元的示例的图；
图15是示出由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量和Rd之间的关系的示例
的图；
图16A和图16B是示出根据实施例2的发光单元和调整用光学传感器的示例的图；
图17是示出根据实施例2的发光单元和调整用光学传感器之间的位置关系的示例
的图；
图18A和图18B是示出根据实施例2的发光单元和调整用光学传感器之间的位置关
系的示例的图；
图19A～图19C是示出根据实施例3的光源设备的示例的图；
图20示出根据实施例3的对应表的示例；
图21A～图21C是示出根据实施例3的发光单元和调整用光学传感器之间的位置关
系的示例的图；
图22是示出根据实施例3的发光单元和调整用光学传感器之间的位置关系的示例
的图；
图23是示出由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量和Rd之间的关系的示例
的图；
图24A～图24C是示出根据实施例3的误差的示例的图；
图25示出根据实施例3的对应表的示例；
图26A和图26B是示出根据实施例3的误差的示例的图；
图27是示出根据实施例3的光源设备的示例的图；
图28示出根据实施例3的对应表的示例；
图29示出根据实施例3的对应表的示例；
图30是示出根据实施例3的发光单元和调整用光学传感器之间的位置关系的示例
的图；
图31A～图31C是示出根据实施例3的光源设备的示例的图；
图32示出根据实施例3的对应表的示例；
图33A～图33C是示出根据实施例3的发光单元和调整用光学传感器之间的位置关
系的示例的图；
图34是示出根据实施例3的发光单元和调整用光学传感器之间的位置关系的示例
的图；以及
图35是示出由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量和Rd之间的关系的示例
的图。
具体实施方式
实施例1
现在将说明根据本发明的实施例1的光源设备及其控制方法。本实施例示出光源
设备是彩色图像显示设备所使用的背光设备的情况，但光源设备不限于显示设备所使用的
背光设备。光源设备可以是诸如路灯和室内照明等的照明设备。
图1A是示出根据本实施例的彩色图像显示设备的结构的示例的示意图。该彩色图
像显示设备具有背光设备和彩色液晶面板105。该背光设备包括光源基板101、扩散板102、
集光片材103和反射型偏光膜104。
光源基板101发出照射至彩色液晶面板105的背面上的光(白色光)。在光源基板
101上配置有多个光源。对于该光源，例如可以使用发光二极管(LED)、冷阴极管和有机EL元
件。
扩散板102、集光片材103和反射型偏光膜104与光源基板平行配置，并且光学地改
变从光源基板101(要说明的发光单元)发出的光。
具体地，扩散板102使来自多个光源(在本实施例中为LED芯片)的光扩散，以使得
光源基板101用作面光源。
集光片材103使因扩散板102而发生扩散并且以各种入射角度入射的白色光向着
正面(彩色液晶面板105侧)集光，从而提高正面亮度(向着正面的方向上的亮度)。
反射型偏光膜104通过使入射的白色光高效地偏光来提高正面亮度。
扩散板102、集光片材103和反射型偏光膜104是以层叠方式使用的。以下将这些光
学构件统称为“光学片材106”。在光学片材106中，可以包括除上述光学构件以外的构件，或
者可以不包括上述光学构件中的一个或多个构件。光学片材106和彩色液晶面板105可以一
体化。
光学片材106的各构件由薄的树脂(几百μm～几mm的厚度)构成。因此，光学片材
106的形状趋于容易改变(弯曲)。例如，在厚度方向上产生几mm的挠曲。具体地，挠曲依赖于
光学片材的大小，并且产生光学片材的长边的长度的约0.1～0.3％(在长边的长度为
1000mm的情况下为约1～3mm)的挠曲。挠曲是因诸如热膨胀、静电气、老化和重力等的各种
原因而发生的。例如，因热膨胀而可能产生最大为1mm的挠曲。在光学片材与地面大致平行
的情况下，因重力而可能产生约2～3mm的挠曲。由于因这样的各种原因而产生挠曲，因此难
以精确地预测光学片材106的挠曲并且难以防止挠曲自身。
彩色液晶面板105具有由使红色光透过的R子像素、使绿色光透过的G子像素和使
蓝色光透过的B子像素构成的多个像素，并且通过针对各子像素控制所照射的白色光的亮
度来显示彩色图像。
具有上述结构(图1A所示的结构)的背光设备通常被称为“直下型背光设备”。
图1B是示出光源基板101的结构的示例的示意图。
光源基板101具有多个发光单元。
在图1B的示例中，光源基板101总共具有配置成矩阵状的4个LED基板110(2行×2
列)。在本实施例中，光源基板101具有多个LED基板，但光源基板101也可以具有1个LED基
板。例如，图1B的4个LED基板可以是1个LED基板。
各LED基板110总共具有8个发光单元111(2行×4列)。换句话说，光源基板101总共
具有32个发光单元111(4行×8列)。
各发光单元111具有一个光源(LED芯片112)，并且可以单独控制各发光单元111的
发光亮度。对于LED芯片112，例如可以使用发出白色光的白色LED。对于LED芯片112，也可以
使用如下芯片，其中该芯片利用发出光的颜色彼此不同的多个LED(例如，发出红色光的红
色LED、发出绿色光的绿色LED和发出蓝色光的蓝色LED)来发出白色光。
在LED基板110上配置有用于检测光并且输出检测值的光学传感器113(检测单
元)。来自发光单元111的光的一部分被光学片材反射并且返回至发光单元侧。光学传感器
113检测被光学片材106反射并且返回至发光单元侧的反射光。可以基于反射光的亮度来估
计发光单元111的发光亮度。在本实施例中，在不同位置处配置有多个光学传感器。在图1B
的情况中，在一个LED基板110上配置有4个光学传感器113。具体地，光学传感器113配置在
沿着LED基板110的行方向排列的两个发光单元111之间。对于光学传感器113，可以使用诸
如光电二极管和光电晶体管等的用于输出亮度作为检测值的传感器。也可以使用代替亮度
而输出颜色的变化的颜色传感器作为光学传感器113。
图2A是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的LED基板110、发
光单元111和光学传感器113的配置的示例的示意图。在配置于左上角的LED基板110(1,1)
的右侧邻接有LED基板110(1,2)，并且在LED基板110(1,1)的下侧邻接有LED基板110(2,1)。
在LED基板110(2,1)的右侧邻接有LED基板110(2,2)。
LED基板110(X,Y)(X＝1或2；Y＝1或2)具有8个发光单元111(X,Y,Z1)(Z1＝1～8)。
例如，LED基板110(1,1)具有发光单元111(1,1,1)、发光单元111(1,1,2)、发光单元111(1,
1,3)、发光单元111(1,1,4)、发光单元111(1,1,5)、发光单元111(1,1,6)、发光单元111(1,
1,7)和发光单元111(1,1,8)。Z1是表示发光单元111的位置的值。这8个发光单元111(X,Y,
Z1)的第一行中的4个发光单元的各位置Z1从左侧起顺次为1、2、3和4，并且第二行中的4个
发光单元的位置Z1从左侧起顺次为5、6、7和8。
在LED基板110(X,Y)上配置有4个光学传感器113(X,Y Z2)(Z2＝1～4)。例如，在
LED基板110(1,1)上配置有光学传感器113(1,1,1)、光学传感器113(1,1,2)、光学传感器
113(1,1,3)和光学传感器113(1,1,4)。Z2是表示光学传感器113的位置的值，并且从左侧起
顺次为1、2、3和4。
图2B是表示LED基板110和光学片材106的配置的示例的截面图(与画面垂直相交
的平面)。
在LED基板110的各发光单元111中配置有一个LED芯片112。各LED芯片112是按等
间隔配置的。将这些LED芯片112之间的间隔称为“LED间距131”。LED基板110与光学片材106
平行配置。将LED基板110(发光单元111)与光学片材106之间的距离称为“扩散距离130”。在
使用具有一般指向性的LED芯片112的背光设备中，可以通过配置各构件以使得扩散距离
130变为与LED间距131相同或比LED间距131长，来充分减少光透过光学片材106之后的亮度
不均匀。在本实施例中，假定LED间距131与扩散距离130相同。
图3是示出背光设备的结构的示例的框图。
由于4个LED基板110具有相同的结构，因此将说明LED基板110(1,1)作为示例。LED
基板110(1,1)具有发光单元111(1,1,1)～111(1,1,8)。这些发光单元111(1,1,1)～111(1,
1,8)分别由LED驱动器120(1,1,1)～120(1,1,8)来驱动。
在本实施例中，定期地或按预定定时进行用于减少由于发光单元111之间的温度
和老化的偏差而产生的亮度不均匀的发光亮度调整处理。在正常操作期间所有的发光单元
111均变为ON，但在发光亮度调整处理中，多个发光单元111按预定顺序逐一变为ON，并且使
用光学传感器113来检测反射光。基于光学传感器113的检测值来调整发光单元111的发光
亮度。
图3示出在获取对发光单元111(1,1,1)的发光亮度进行调整所要使用的检测值时
的点亮状态。在图3中，发光单元111(1,1,1)为ON并且其它的发光单元111为OFF(熄灭)。从
发光单元111(1,1,1)发出的光121(1,1,1)中的大部分入射到彩色液晶面板105(图3中未示
出)。但该光121(1,1,1)中的一部分从光学片材106(图3中未示出)返回至发光单元侧，并且
入射到各光学传感器113。根据检测到的光的亮度，各光学传感器113输出用以表示该亮度
的模拟值122(检测值)。在各光学传感器113所输出的模拟值122中，A/D转换器123选择预先
分配至发光单元111(1,1,1)的光学传感器113(1,2,1)所输出的模拟值122(1,2,1)。然后，
A/D转换器123将所选择的模拟值转换成数字值，并且将数字值124输出至微计算机125。预
先分配至发光单元111的光学传感器113用来调整发光单元111的发光亮度。因而以下将该
光学传感器称为“调整用光学传感器”。
该发光单元变为ON时的光学片材的发光侧表面上的亮度分布因该光学片材的挠
曲而改变(将光学片材的发光单元侧表面定义为背面)。在本实施例中，使用光学传感器113
(1,2,1)来调整发光单元111(1,1,1)的发光亮度，因此可以获取到不会因光学片材的挠曲
而大幅波动的检测值。结果，可以非常精确地调整发光单元的发光亮度。后面将说明与能够
获取到该效果的原因有关的详细内容。
对于其它的发光单元111也进行相同的处理。换句话说，在仅处理对象的发光单元
111为ON的状态下，各光学传感器113检测反射光。在与亮度调整对象有关的A/D转换器123
中，将预先分配至发光亮度调整对象的发光单元111的光学传感器113的模拟值122转换成
数字值124，并且将数字值124输出至微计算机125。这意味着将总共32个检测值(光学传感
器的检测值：数字值124)从A/D转换器123输出至微计算机125。
微计算机125基于光学传感器113的检测值(更具体为数字值124)来调整发光单元
111的发光亮度。在本实施例中，针对各发光单元，微计算机125基于调整用光学传感器的检
测值来调整该发光单元的发光亮度。具体地，微计算机125将彩色图像显示设备的制造检查
时所确定出的各发光单元111的亮度目标值(检测值的目标值)例如保持在非易失性存储器
126中。针对各发光单元111，微计算机125将分配至发光单元111的光学传感器113的检测值
与目标值进行比较。根据该比较结果，微计算机125针对各发光单元111调整发光亮度以使
得检测值与目标值一致。例如，通过调整从微计算机125输出至LED驱动器120的LED驱动器
控制信号127来调整发光亮度。LED驱动器120根据该LED驱动器控制信号来驱动发光单元
111。该LED驱动器控制信号例如表示施加至发光单元111的脉冲信号(电流或电压的脉冲信
号)的脉冲宽度。在这种情况下，通过调整LED驱动器控制信号来对发光单元111的发光亮度
进行PWM控制。LED驱动器控制信号不局限于此。例如，LED驱动器控制信号可以是施加至发
光单元111的脉冲信号的波高值，或者可以是脉冲宽度和波高值这两者。通过调整各发光单
元111的发光亮度以使得检测值变为目标值，可以抑制背光设备整体的亮度不均匀。
图4是示出针对多个发光单元111所确定出的处理顺序、发光单元111和调整用光
学传感器的对应关系的示例的对应表。将上述处理(获取检测值并且将该值输出至微计算
机125)执行了数量与发光单元111的数量相同的32次。
在第1次处理中，发光单元111(1,1,1)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。然
后，选择光学传感器113(1,2,1)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(1,2,1)的
检测值输出至微计算机125。
图5A是在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的发光单元111(1,1,1)
和光学传感器113(1,2,1)的位置关系的示意图。根据本实施例，为了调整发光单元111(1,
1,1)的发光亮度，代替离发光单元111(1,1,1)最近的光学传感器113，使用位于离发光单元
111(1,1,1)相对较远的位置的光学传感器113(1,2,1)。由于垂直距离140是LED间距131的
0.5倍、并且水平距离141是LED间距131的4倍，因此基于勾股定理(Pythagorean Theorem)，
发光单元111(1,1,1)的发光中心和光学传感器113(1,2,1)之间的距离是LED间距131的
4.03倍。在本实施例中，假定LED间距131与扩散距离130相同，因而发光单元111(1,1,1)的
发光中心和光学传感器113(1,2,1)之间的距离是扩散距离130的4.03倍。
如图4所示，在第2次处理中，发光单元111(1,1,2)变为ON并且其它的发光单元111
变为OFF。然后，选择光学传感器113(1,2,2)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113
(1,2,2)的检测值输出至微计算机125。
图5B是在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的发光单元111(1,1,2)
和光学传感器113(1,2,2)的位置关系的示意图。正如第1次处理那样，发光单元111(1,1,2)
的发光中心和光学传感器113(1,2,2)之间的距离是扩散距离130的4.03倍。
以相同的方式执行图4的对应表所示的第3次及其之后的处理操作。同样在第3次
及其之后的处理操作中，处理对象的发光单元111和调整用光学传感器之间的距离是扩散
距离130的4.03倍。
在以下说明中，利用Rd来表示发光单元111的发光中心和光学传感器130之间的距
离相对于扩散距离130的比率。
现在，将说明在使用位于满足Rd＝4.03的位置处的光学传感器113作为调整用光
学传感器的情况下、检测值没有因光学片材106的挠曲而大幅波动的原因。
图6(A)是示出LED芯片112、光学传感器113、LED基板110和光学片材106的位置关
系的示例的示意图。LED基板110与光学片材106平行配置。LED芯片112配置在LED基板110
上，以使得发光面面向光学片材106侧(与光源基板垂直的向着光学片材侧的方向)。在LED
芯片112变为ON的情况下，来自LED芯片112的光121向着光学片材106扩散。从LED发出的光
通常具有强度分布大致为朗伯(Lambertian)分布的指向性，其中强度在与发光面垂直的方
向上最高。
图7是示出相对于与LED芯片112的发光面垂直的方向的角度θ和从LED芯片112发
出的光的强度(发光强度)之间的关系的示例的图。图7是LED芯片112的发光强度分布具有
朗伯分布的情况。图7的y轴表示发光强度，并且x轴表示角度θ。如图7所示，在朗伯分布的情
况下，发光强度＝cosθ成立，其中在角度θ＝0°的情况下发光强度最高，并且在角度θ＝±
90°的情况下发光强度变为0。
图6(B)是示出在仅使一个LED芯片112(仅一个发光单元)变为ON时的光学片材106
的背面上的亮度分布的示例的图。在图6(B)中，y轴表示亮度，并且x轴表示光学片材106上
的位置。具体地，x轴表示相对于面向LED芯片112(即与LED芯片112相对)的位置的距离。光
学片材106的背面上的亮度由从LED芯片112直接入射的光(直接入射成分)与重复进行光学
片材106和LED基板110之间的反射之后入射的光(间接入射成分)的总和来确定。光学片材
106的背面上的亮度分布在位置为x＝0(LED芯片112的正上方的位置)的情况下最大，并且
随着位置变得越来越远离位置x＝0，亮度减小，从而绘制出曲线150。曲线150是在光学片材
106没有弯曲的情况下的亮度分布。
这里，如图6(A)所示，假定光学传感器113-1配置在LED基板110上，以使得光学传
感器113-1的检测面面向光学片材106侧(与光源基板垂直的向着光学片材侧的方向)。在这
种情况下，光学传感器113-1检测与图6(B)的亮度分布中的面向光学传感器113-1的位置处
的亮度151相对应的亮度。为了使光学传感器的检测值中的S/N比最优化，需要将光学传感
器配置得尽可能接近LED芯片112，以使得接收到最多的光量，并且现有技术是基于该概念
所设计的。
图8是示出光学片材106中可能产生的挠曲的示例的截面图。光学片材106的周边
部分被光学片材固定构件157固定。然而，由于诸如热膨胀、静电气、老化和重力等的要因，
因此在光学片材106中产生如下挠曲，其中挠曲区域离中央部分越近，挠曲量越大，并且该
区域离周边部分越近，挠曲量越小。挠曲是在光学片材106整体向着LED基板110而弯曲的负
方向上产生的(挠曲155)、或者是在光学片材106整体远离LED基板110而弯曲的正方向上产
生的(挠曲156)。除了该挠曲以外，还可能产生局部挠曲和波纹，但通常负方向上的挠曲155
或正方向上的挠曲156占主导。
图6(A)的点划线160表示在负方向上弯曲的光学片材106的位置。在光学片材106
在负方向上弯曲的情况下，光学片材106在维持与LED基板110的平行关系的同时移动得更
加接近LED基板110。如图8的截面图所示，该区域离光学片材106的中央部分越近，挠曲越
大，但从局限于LED芯片112的周边的微观角度，仍可视为维持了光学片材106和LED基板110
之间的平行关系。
图6(B)的点划线161示出在负方向上弯曲的光学片材106的背面上的亮度分布。在
曲线161中，在与LED芯片112相对的位置附近(x＝0附近)，与曲线150相比亮度变高，并且在
远离于与LED芯片112相对的位置的位置处，与曲线150相比亮度变低。这是因为：来自LED芯
片112的光的扩散(到达光学片材106之前的光的扩散)因光学片材106接近LED芯片112而受
到抑制。在来自LED芯片112的光的扩散受到抑制的情况下，光121集中在与LED芯片112相对
的位置上，并且光121没有完全到达远离与LED芯片112相对的位置的位置。
在光学片材106位于由点划线160表示的位置处的情况下，光学传感器113-1检测
与图6(B)的亮度分布161中的面向光学传感器113-1的位置处的亮度162相对应的亮度。该
亮度162在接近LED芯片112的位置处(x＝0附近)变得高于作为光学片材106没有弯曲时的
亮度的亮度151，并且在远离LED芯片112的位置处变得低于亮度151。换句话说，在光学片材
的背面上的亮度分布因光学片材的挠曲而改变的情况下，由于光学片材的挠曲所引起的光
学传感器的检测值的变化量根据发光单元的发光中心和光学传感器之间的距离而改变。由
于这是因光学传感器必须检测到的温度和老化所引起的亮度的变化，因此因光学片材106
的挠曲而产生的亮度的变化变为检测误差。
图6(A)的虚线170表示在正方向上弯曲的光学片材106的位置。在光学片材106在
正方向上弯曲的情况下，光学片材106在维持与LED基板110的平行关系的同时移动得远离
LED基板110。
图6(B)的虚线171表示在正方向上弯曲的光学片材106的背面上的亮度分布。在曲
线171中，在与LED芯片112相对的位置附近(x＝0附近)，亮度与曲线150的亮度相比变低，并
且在远离与LED芯片112相对的位置的位置处，亮度与曲线150的亮度相比变高。这是因为：
随着光学片材106移动得远离LED芯片112，来自LED芯片112的光在更大程度上扩散。在来自
LED芯片112的光在更大程度上扩散的情况下，光121无法容易地集中在与LED芯片112相对
的位置上，并且光121能够更加容易地到达远离与LED芯片112相对的位置的位置。
在光学片材106位于由虚线170表示的位置处的情况下，光学传感器113-1检测与
图6(B)的亮度分布171中的面向光学传感器113-1的位置处的亮度172相对应的亮度。该亮
度172在接近LED芯片112的位置处(x＝0附近)变得低于作为光学片材106没有弯曲时的亮
度的亮度151，并且在远离LED芯片112的位置处变得高于亮度151。换句话说，正如在负方向
上弯曲的光学片材106的情况那样，这种亮度的变化变为检测误差。
如图6(B)所示，存在曲线150、曲线161和曲线171一致的位置180(由于挠曲所引起
的亮度变化为零的位置：曲线的过零点)。因此，使用被配置成与光学片材的背面上的过零
点位置附近的区域(由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量的绝对值为预定值以下的
背面上的位置)相对的光学传感器113-2作为调整用光学传感器。换句话说，使用配置在由
于光学片材的挠曲所引起的检测值的变化量的绝对值为预定值以下的位置处的光学传感
器113-2作为调整用光学传感器。具体地，根据本实施例，向各发光单元分配多个光学传感
器中的如下光学传感器(图4)，其中该光学传感器配置在仅该发光单元变为ON时的由于光
学片材的挠曲所引起的检测值的变化量的绝对值为预定值以下的位置处。在调整发光单元
的发光亮度的情况下，使用多个光学传感器中的分配至该发光单元的光学传感器。由此，可
以减少由于光学片材106的挠曲所引起的光学传感器的检测误差(检测值的变化)。
光学传感器113的配置位置不限于LED基板110上的位置。例如，光学传感器113可
以配置在LED基板110上所形成的孔的内部，或者光学传感器113可以配置在远离LED基板
110的位置处。
DICOM part 14是与要求高精度的医学用图像显示设备的显示性能有关的标准。
根据DICOM part 14，要求用于校准显示亮度的光度计的检测值处于绝对亮度的3％内(参
见医学数字成像和通信标准(DICOM)Part 14：灰度标准显示函数)。在使用满足该精度的光
度计(即实际传感器)的情况下，可以将显示亮度的误差抑制为不会被用户识别出的程度。
因此，优选地，调整用光学传感器配置在光学片材的背面上的如下位置处，其中在该位置
处，光学片材弯曲的情况下的亮度相对于光学片材没有弯曲的情况下的亮度的比率为97％
以上且103％以下。通过使用配置在这种位置的调整用光学传感器，可以获取到由于光学片
材的挠曲所引起的波动较小的检测值，结果可以非常精确地调整发光单元的发光亮度。
现在，将说明光学片材106的背面上的亮度的变化量和Rd(发光单元111的发光中
心和光学传感器113之间的距离相对于扩散距离130的比率)之间的关系。
图9是发光单元(LED芯片)的发光强度分布大致具有朗伯分布(发光强度符合cos
θ)的示例。图9示出LED间距131和扩散距离130相同的情况。图9的x轴表示Rd，并且y轴表示
因光学片材的挠曲而产生的亮度(光学片材的背面上的亮度)的变化量。曲线200表示光学
片材106在负方向上弯曲的情况下的亮度的变化量。并且曲线201示出光学片材106在正方
向上弯曲的情况下的亮度的变化量。
如图9所示，随着位置变得越接近与LED芯片112相对的位置(与Rd＝0的位置相对
的光学片材上的位置)，由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量增大。与Rd近似为4的
位置相对的光学片材上的位置是过零点，并且在Rd大于4的情况下，亮度的变化量也增大。
在光学传感器113的检测面面向光学片材106侧(与光源基板垂直的向着光学片材
侧的方向)的情况下，y轴表示光学传感器113的检测误差。
因此，在发光强度分布大致具有朗伯分布的情况下，优选地，调整发光单元的发光
亮度时所使用的调整用光学传感器被配置在相对于发光单元的发光中心远离了发光单元
和光学片材之间的距离的大致4倍的距离的位置处。由此，可以获取到由于光学片材的挠曲
所引起的波动较小的检测值。
由于以上原因，在本实施例中，处理对象的发光单元111和调整用光学传感器之间
的距离为扩散距离130的4.03倍。结果，可以获取到由于光学片材的挠曲所引起的波动较小
的检测值。
图10A是示出来自发光单元(LED芯片)的光的指向性和表示与过零点相对的位置
的Rd之间的关系的示例的图。在图10A中，x轴表示指向性并且y轴表示与过零点相对的位置
处的Rd。图10B是示出来自发光单元(LED芯片)的光的指向性和发光强度分布之间的关系的
示例的图。在图10B中，x轴表示从与光源基板垂直的方向向着光学片材侧的角度，并且y轴
表示在与光源基板垂直的向着光学片材侧的方向上远离了预定距离的位置处的发光亮度。
在发光单元的发光强度分布具有朗伯分布(例如，发光强度符合cosθ；发光强度分
布具有图10B的曲线190)的情况下，与过零点相对的位置处的Rd近似为4。而在来自发光单
元的光的指向性高(例如，发光强度符合cos3θ；发光强度分布具有图10B的曲线191)的情况
下，与过零点相对的位置处的Rd变为小于4的值。这是因为：来自发光单元的光的指向性越
高，光学片材的背面上的亮度分布的扩散进一步受到抑制，并且过零点变得越接近与发光
单元的发光中心相对的位置。在来自发光单元的光的指向性弱(例如，发光强度符合cos1/3
θ；发光强度分布具有图10B的曲线192)的情况下，与过零点相对的位置处的Rd变为大于4的
值。可以通过使用能够改变光的指向性和扩散性的透镜或反射板来控制该指向性。
因此，在光源基板具有发出指向性彼此不同的光的多个发光单元的情况下，优选
地，处理对象的发光单元111和调整用光学传感器之间的距离不均匀。具体地，优选地，发出
指向性高的光的发光单元的发光中心与调整该发光单元的发光亮度时所使用的光学传感
器之间的距离短于发出指向性低的光的发光单元的发光中心与调整该发光单元的发光亮
度时所使用的光学传感器之间的距离。
图11是针对光源基板具有发出指向性相互不同的光的多个发光单元的情况的对
应表(示出多个发光单元111的处理顺序以及发光单元111和调整用光学传感器的对应关系
的对应表)的一个示例。在图4的示例中，针对所有的发光单元11，在调整发光亮度时，使用
配置在Rd＝4.03的位置处的光学传感器113作为调整用光学传感器。然而，在图11的例子
中，在发光单元111位于光源基板的边缘的情况下，使用配置在Rd＝4.72或Rd＝5.02的位置
处的光学传感器113作为调整用光学传感器。具体地，在针对发光单元111(1,1,1)～111(1,
1,5)、111(1,2,1)～111(1,2,4)、111(1,2,8)、111(2,1,1)、111(2,1,5)～111(2,1,8)和111
(2,2,4)～111(2,2,8)的总共20个发光单元111调整发光亮度的情况下，使用配置在Rd＝
4.72或Rd＝5.02的位置处的光学传感器113作为调整用光学传感器。
这是因为：来自发光单元的光的指向性由于来自LED芯片112的光在背光设备的侧
壁面上发生反射而降低。具体地，来自发光单元的光的指向性随着位置越接近光源基板的
边缘而降低。图12A是示出来自LED芯片112的光的指向性的示例的图。曲线190示出朗伯分
布。来自配置在光源基板的边缘上的发光单元的光的强度分布是与曲线190(朗伯分布)相
比指向性较低的曲线193。
在图11的情况中，使发光单元和调整用光学传感器相对应，以使得离光源基板的
边缘近的发光单元的发光中心和与该发光单元相对应的调整用光学传感器之间的距离长
于离光源基板的边缘远的发光单元的发光中心和与该发光单元相对应的调整用光学传感
器之间的距离。
通过使用Rd值高的光学传感器113来调整发出指向性低的光的发光单元111的发
光亮度，可以减小由于光学片材106的挠曲所引起的光学传感器113的检测误差。
图12B是示出发光单元111(1,1,1)和光学传感器113(1,2,2)(调整用光学传感器)
之间的位置关系的示意图。在本实施例中，在调整发光单元111(1,1,1)的发光亮度时，代替
离发光单元111(1,1,1)最近的光学传感器113，而是使用位于由于光学片材106的挠曲所引
起的检测误差较小的位置处的光学传感器113(1,2,2)。由于垂直距离230是LED间距131的
0.5倍、并且水平距离231是LED间距131的5倍，因此根据勾股定理，发光单元111(1,1,1)的
发光中心和光学传感器113(1,2,2)之间的距离是LED间距131的5.02倍。在本实施例中，假
定LED间距131和扩散距离130相同，因而发光单元111(1,1,1)的发光中心和光学传感器113
(1,2,2)之间的距离是扩散距离130的5.02倍。
图12C是示出发光单元111(1,1,4)和光学传感器113(2,2,4)(调整用光学传感器)
之间的位置关系的示意图。在本实施例中，在调整发光单元111(1,1,4)的发光亮度时，代替
离发光单元111(1,1,4)最近的光学传感器113，而是使用位于由于光学片材106的挠曲所引
起的检测误差较小的位置处的光学传感器113(2,2,4)。由于垂直距离240是LED间距131的
2.5倍、并且水平距离241是LED间距131的4倍，因此根据勾股定理，发光单元111(1,1,4)的
发光中心和光学传感器113(2,2,4)之间的距离是LED间距131的4.72倍。在本实施例中，假
定LED间距131和扩散距离130相同，因而发光单元111(1,1,4)的发光中心和光学传感器113
(2,2,4)之间的距离是扩散距离130的4.72倍。
如上所述，根据本实施例，可以获取到由于光学片材的挠曲所引起的波动小的检
测值作为来自光学片材的反射光的检测值，因此可以以高精度来调整发光单元的发光亮
度。
在本实施例中，说明了具有多个发光单元的光源基板的情况，但光源基板可以仅
具有一个发光单元。在这种情况下，仅配置一个光学传感器以调整该一个发光单元的发光
亮度。该光学传感器被配置成：与由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量的绝对值为
预定值以下的、位于光学片材的背面上的位置相对。例如，如图13A～图13C所示，光源基板
可以具有一个发光单元。在该发光单元的发光强度分布大致具有朗伯分布的情况下，光学
传感器可以配置在相对于该发光单元的发光中心起远离了扩散距离的大致4倍的位置处。
在图13A中，光学传感器配置在发光单元的边缘。在图13B中，光学传感器配置在发光单元的
外侧。在图13C中，光学传感器配置在发光单元的内侧。
在本实施例中，说明了光学传感器113的检测面面向光学片材106侧(与光源基板
垂直的向着光学片材侧的方向)的情况，但本发明不限于此。仅在光学传感器113的检测面
面向光学片材上的过零点(由于挠曲所引起的亮度的变化为预定值以下的位置)的情况下，
该检测面才可以面向相对于与光源基板垂直的方向存在倾斜的方向。
在本实施例中，在检测到来自发光单元的光(更具体为反射光)的情况下，仅使该
发光单元变为ON，但同样可以使受到来自该发光单元的光的影响不是很大的发光单元变为
ON。
实施例2
现在将说明根据本发明的实施例2的光源设备。在实施例1中，说明了向一个发光
单元111配置一个光源(LED芯片112)、并且LED间距131和扩散距离130相同的情况。在本实
施例中，将说明在一个发光单元111中配置多个光源(多个LED芯片112)、并且LED间距131和
扩散距离130不相同的情况。利用相同的附图标记来表示与实施例1相同的组成元件，其中
省略了针对该组成元件的说明。
在实施例1中，在一个发光单元111中配置一个LED芯片112，但例如也可以在一个
发光单元111中配置总共4个LED芯片112(2行×2列)或总共9个LED芯片112(3行×3列)。
图14A是示出在一个发光单元111中配置总共4个LED芯片112(2行×2列)的示例的
示意图。这4个LED芯片112是按等间隔配置的。点301是发光单元111的中心点，并且这4个
LED芯片112的中心点和中心点301一致。因此，发光单元111的发光中心是点301。
图14B是示出在一个发光单元111中配置总共4个LED芯片300(2行×2列)的示例的
示意图。在图14A中，使用一个白色LED作为一个LED芯片112，但在图14B中，一个LED芯片300
包括发出颜色相互不同的光的多个LED。具体地，一个LED芯片300包括发出红色光的一个红
色LED、发出绿色光的两个绿色LED和发出蓝色光的一个蓝色LED这4个LED。一个LED芯片300
与图14A的一个LED芯片112相对应。因此，将图14A和图14B视为彼此等同。点302是发光单元
111的中心点，并且这4个LED芯片300的中心点和中心点302一致。因此，发光单元111的发光
中心是点302。
图14C是示出在一个发光单元111中配置总共9个LED芯片112(3行×3列)的示例的
示意图。这9个LED芯片112是按等间隔配置的。点303是发光单元111的中心点，并且这9个
LED芯片112的中心点与中心点303一致。因此，发光单元111的发光中心是点303。
实施例1的图9中的图示出如下内容：在使用发光强度分布具有朗伯分布(cosθ)的
标准LED芯片的情况下，光学传感器113的检测误差在Rd为4附近时最小。换句话说，图9的图
示出了与Rd为4附近的位置相对的光学片材上的位置是过零点。在一个发光单元111上配置
多个LED芯片112的情况下，同样可以应用与在一个发光单元111上配置一个LED芯片112的
情况相同的概念。以下将说明该情况。
图15示出光学片材106的背面上的亮度的变化量和Rd之间的关系的示例。图15的x
轴表示Rd。并且图15的y轴表示由于光学片材的挠曲而产生的亮度(光学片材的背面上的亮
度)的变化量、即光学传感器的检测误差。
曲线200和曲线201表示在一个发光单元111中配置一个LED芯片的情况下的检测
误差。曲线200表示在光学片材106在负方向上弯曲的情况下的检测误差。并且曲线201表示
在光学片材106在正方向上弯曲的情况下的检测误差。
曲线310和曲线311表示在一个发光单元111中配置总共4个LED芯片(2行×2列)的
情况下的检测误差。曲线310表示在光学片材106在负方向上弯曲的情况下的检测误差。并
且曲线311表示在光学片材106在正方向上弯曲的情况下的检测误差。曲线320和曲线321表
示在一个发光单元111中配置总共9个LED芯片(3行×3列)的情况下的检测误差。曲线320表
示在光学片材106在负方向上弯曲的情况下的检测误差。并且曲线321表示在光学片材106
在正方向上弯曲的情况下的检测误差。
如图15所示，过零点不依赖于一个发光单元111中所配置的LED芯片112的数量。具
体地，在发光单元111的发光强度分布(各LED芯片112的发光强度分布)大致具有朗伯分布
的情况下，与Rd近似为4的位置相对的光学片材上的位置变为过零点。换句话说，在发光强
度分布大致具有朗伯分布的情况下，在相对于发光单元的发光中心远离了发光单元和光学
片材之间的距离的近似4倍的距离的位置处，光学传感器113的检测误差最小。
图16A是示出在一个发光单元中配置总共4个LED芯片(2行×2列)的情况下的发光
单元和与该发光单元相对应的调整用光学传感器之间的位置关系的示例的示意图。
在图16A的情况中，当调整发光单元330的发光亮度时，代替离发光单元330最近的
光学传感器，而是使用离发光单元330第三近的光学传感器332。发光单元330的发光中心和
光学传感器332之间的距离334是LED间距333的4.00倍。在LED间距333和扩散距离130相同
的情况下，发光单元330的发光中心和光学传感器332之间的距离是扩散距离130的4.00倍
(即，Rd＝4.00)。结果，可以充分地降低由于光学片材106的挠曲所引起的检测误差。
图16B是示出在一个发光单元中配置总共9个LED芯片(3行×3列)的情况下的发光
单元和与该发光单元相对应的调整用光学传感器之间的位置关系的示例的示意图。
在图16B的情况中，当调整发光单元340的发光亮度时，代替离发光单元340最近的
光学传感器，而是使用离发光单元340第二近的光学传感器342。由于垂直距离345是LED间
距343的0.5倍、并且水平距离344是LED间距343的3.5倍，因此根据勾股定理，发光单元340
的发光中心和光学传感器342之间的距离是LED间距343的3.54倍。在LED间距343和扩散距
离130相同的情况下，发光单元340的发光中心和光学传感器342之间的距离是扩散距离130
的3.54倍(即，Rd＝3.54)。结果，可以充分地降低由于光学片材106的挠曲所引起的检测误
差。
在图16A和图16B的示例中，示出了不使用离发光单元最近的光学传感器的示例，
但即使在使用离发光单元最近的光学传感器的情况下，也可以降低由于光学片材106的挠
曲所引起的检测误差。图17示出即使在使用离发光单元最近的光学传感器的情况下也使得
能够降低由于光学片材106的挠曲所引起的检测误差的结构的示例。
图17是示出在一个发光单元中配置总共36个LED芯片(6行×6列)的情况下的发光
单元和与该发光单元相对应的调整用光学传感器之间的位置关系的示例的示意图。
在图17的示例中，当调整发光单元350的发光亮度时，使用离发光单元350最近的
光学传感器352。由于垂直距离355是LED间距353的3倍、并且水平距离354是LED间距353的3
倍，因此基于勾股定理，发光单元350的发光中心和光学传感器352之间的距离是LED间距
353的4.24倍。在LED间距353和扩散距离130相同的情况下，发光单元350的发光中心和光学
传感器352之间的距离是扩散距离130的4.24倍(即，Rd＝4.24)。结果，在一个发光单元的大
小较大的情况下，即使使用离发光单元最近的光学传感器，也可以充分地降低由于光学片
材106的挠曲所引起的检测误差。
图18A是示出在扩散距离是LED间距的2倍的情况下的LED基板110和光学片材106
之间的位置关系的示例的截面图。在LED基板110上，LED芯片112是按等间隔配置的。将LED
芯片112的间隔视为LED间距361。光学片材106与LED基板110平行配置。将光学片材106和
LED基板110之间的距离视为扩散距离360。在使用具有标准指向性的LED芯片112的背光设
备的情况下，通过配置各构件以使得扩散距离360充分长于LED间距361，可以充分地降低透
过光学片材106之后的光的亮度不均匀。
图18B是示出在一个发光单元中配置总共4个LED芯片(2行×2列)的情况下的发光
单元和与该发光单元相对应的调整用光学传感器之间的位置关系的示例的示意图。图18B
示出在扩散距离是LED间距的2倍的情况下的示例。
在图18B的情况中，当调整发光单元370的发光亮度时，代替离发光单元370最近的
光学传感器，而是使用离发光单元370第二近的光学传感器372。发光单元370的发光中心和
光学传感器372之间的距离是LED间距361的2.00倍。由于扩散距离130是LED间距361的2倍，
因此发光单元370的发光中心和光学传感器372之间的距离是扩散距离130的4.00倍(即，Rd
＝4.00)。结果，可以充分地降低由于光学片材106的挠曲所引起的检测误差。
如上所述，根据本实施例，即使在光源基板上配置多个光源的情况下或者即使在
LED间距和扩散距离不相同的情况下，也正如实施例1那样，可以获取到由于光学片材的挠
曲所引起的波动小的检测值。
实施例3
现在将说明根据本发明的实施例3的光源设备。在实施例1和实施例2中，说明了使
用如下光学传感器的结构，其中该光学传感器配置在与由于光学片材106的挠曲所引起的
亮度的波动充分小的光学片材106的背面上的位置相对的位置。然而，在对于所有的发光单
元111均使用这种光学传感器的情况下，光学传感器113的数量增加并且制造成本增加。在
本实施例中，将说明使得能够使用少量的光学传感器113来减少光源设备的亮度不均匀的
结构。利用相同的附图标记来表示与实施例1或实施例2相同的组成元件，其中省略了针对
该组成元件的说明。
图19A是示出根据本实施例的LED基板110的结构的示例的示意图。在图19A中，LED
基板110总共具有4个发光单元111(2行×2列)。在各发光单元111中按等间隔配置4个LED芯
片112。根据本实施例的背光设备(光源设备)可以针对各发光单元111调整发光亮度。在各
LED基板110中配置有一个光学传感器113。光学传感器113配置在这4个发光单元111的中心
(即，LED基板110的中心)。因此，根据本实施例，光学传感器的数量与如图2或图16A所示的
配置光学传感器的情况相比变小。
图19B是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的LED基板110、发
光单元111和光学传感器113的配置的示例的示意图。在配置于左上角的LED基板110(1,1)
的右侧，顺次配置LED基板110(1,2)、LED基板110(1,3)和LED基板110(1,4)。在配置于左上
角的LED基板110(1,1)的下侧，顺次配置LED基板110(2,1)和LED基板110(3,1)。在LED基板
110(2,1)的右侧，顺次配置LED基板110(2,2)、LED基板110(2,3)和LED基板110(2,4)。在LED
基板110(3,1)的右侧，顺次配置LED基板110(3,2)、LED基板110(3,3)和LED基板110(3,4)。
如上所述，光源基板101总共具有12个LED基板110(3行×4列)(排列成6行×8列的总共48个
发光单元111)。
LED基板110(1,1)具有发光单元111(1,1,1)、发光单元111(1,1,2)、发光单元111
(1,1,3)和发光单元111(1,1,4)。在LED基板110(1,1)中配置有光学传感器113(1,1)。这同
样适用于其它的LED基板。
图19C是示出LED基板110和光学片材106的位置关系的示例的截面图。各LED芯片
112是按等间隔配置的。将LED芯片112的间隔视为LED间距401。光学片材106与LED基板110
平行配置。将光学片材106和LED基板110之间的距离视为扩散距离400。这里假定LED间距
401和扩散距离400相同。
图20是示出针对多个发光单元111所确定的处理顺序以及发光单元111和调整用
光学传感器的对应关系的示例的对应表。将实施例1所述的处理(获取检测值并将该值输出
至微计算机125)执行作为与发光单元111的数量相同的数量的48次。在图20中，为了简单，
仅例示出LED基板110(1,1)～110(1,4)这4个LED基板。其它的LED基板中的发光单元111和
调整用光学传感器的对应关系与LED基板110(1,1)～110(1,4)的情况相同。
在第1次处理中，发光单元111(1,1,1)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。然
后，选择光学传感器113(1,2)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(1,2)的检测
值输出至微计算机125。
图21A是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的发光单元111
(1,1,1)和光学传感器113(1,2)之间的位置关系的示意图。代替离发光单元111(1,1,1)最
近的光学传感器113，而是使用位于离发光单元111(1,1,1)相对较远的位置处的光学传感
器113(1,2)。由于垂直距离410与LED间距401相同、并且水平距离411是LED间距401的5倍，
因此基于勾股定理，发光单元111(1,1,1)的发光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是
LED间距401的5.10倍。在本实施例中，假定LED间距401与扩散距离400相同，因而发光单元
111(1,1,1)的发光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是扩散距离400的5.10倍(Rd＝
5.10)。
如图20所示，在第2次处理中，发光单元111(1,1,2)变为ON并且其它的发光单元
111变为OFF。然后，选择光学传感器113(1,2)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器
113(1,2)的检测值输出至微计算机125。
图21B是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的发光单元111
(1,1,2)和光学传感器113(1,2)的位置关系的示意图。基于与第1次处理中所述的计算方法
相同的计算方法，发光单元111(1,1,2)的发光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是扩
散距离400的3.16倍(Rd＝3.16)。
以相同方式执行图20的对应表中所示的第3次及其之后的处理操作。在第3次及其
之后的处理操作中，处理对象的发光单元111的发光中心和调整用光学传感器之间的距离
是扩散距离400的5.10倍或3.16倍。
如上所述，在与Rd近似为4的位置相对的位于光学片材的背面上的位置处，由于光
学片材的挠曲所引起的亮度的变化大致变为零。
在本实施例中，多个发光单元包括第二发光单元和第三发光单元。调整第二发光
单元的发光亮度时所使用的光学传感器被配置在比如下位置离第二发光单元更远的位置，
其中该位置是与在仅第二发光单元变为ON时的由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化
量大致为零的光学片材的背面上的位置相对的位置。调整第三发光单元的发光亮度时所使
用的光学传感器被配置在比如下位置离第三发光单元更近的位置，其中该位置是与在仅第
三发光单元变为ON时的由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量大致为零的光学片材
的背面上的位置相对的位置。
图22是示出发光单元111和调整用光学传感器之间的位置关系的示例的示意图。
在图22中，利用阴影图案来填充调整用光学传感器的位置位于Rd＝5.10的位置处的发光单
元111(第二发光单元)。例如，发光单元111(1,1,1)和发光单元111(1,2,2)是第二发光单
元。在图22中，利用点图案来填充调整用光学传感器的位置位于Rd＝3.16的位置处的发光
单元111(第三发光单元)。例如，发光单元111(1,1,2)和发光单元111(1,2,1)是第三发光单
元。在图22中，第二发光单元的数量和第三发光单元的数量相同。在本实施例中，第二发光
单元和第三发光单元分散配置，以使得由于光学片材的背面上的亮度分布的变化所引起的
调整后的发光亮度的误差抵消。具体地，第二发光单元和第三发光单元彼此相邻。
图23示出光学片材106的背面上的亮度的变化量和Rd之间的关系的示例。图23的x
轴表示Rd。图23的y轴表示由于光学片材的挠曲而产生的亮度(光学片材的背面上的亮度)
的变化量、即光学传感器的检测误差。曲线200表示光学片材106在负方向上弯曲的情况下
的检测误差。并且曲线201表示光学片材106在正方向上弯曲的情况下的检测误差。与Rd近
似为4的位置相对的位置是过零点。
在光学片材106在负方向上弯曲的情况下，如由点430所示，在与Rd＝3.16的位置
相对的位置中产生正方向上的误差(获取到的检测值大于光学片材没有弯曲的情况的检测
值)。在与Rd＝5.10的位置相对的位置中，如由点431所示，产生负方向上的误差。
图24A是示出在光学片材106在负方向上弯曲的情况下的调整用光学传感器的检
测误差的分布的示例的图。图24A的x轴表示沿着行方向排列的8个发光单元111(2,1,1)、
111(2,1,2)、111(2,2,1)、111(2,2,2)、111(2,3,1)、111(2,3,2)、111(2,4,1)和111(2,4,
2)。图24A的y轴表示在光学片材106在负方向上弯曲了预定量的情况下的调整用光学传感
器的检测误差。
在与发光单元111(2,1,1)相对应的调整用光学传感器的检测值中产生绝对值不
大的负的误差，并且在与发光单元111(2,1,2)相对应的调整用光学传感器的检测值中产生
绝对值不大的正方向上的误差。同样地，在与发光单元111(2,2,1)相对应的调整用光学传
感器的检测值中产生绝对值不大的正方向上的误差，并且在与发光单元111(2,2,2)相对应
的调整用光学传感器的检测值中产生绝对值不大的负方向上的误差。位于背光设备的中央
附近的发光单元111所产生的检测误差的绝对值大于位于背光设备的边缘附近的发光单元
111所产生的检测误差的绝对值。这是因为：与边缘区域相比，在中央区域中，光学片材106
的挠曲较大。然而，在任一情况中，检测误差均不太大。
如图24A所示，产生负方向上的检测误差的发光单元111和产生正方向上的检测误
差的发光单元111彼此相邻。
图24C是示出在光学片材106在负方向上弯曲的情况下的发光亮度调整后的背光
设备的亮度分布的图。图24C示出在所有的发光单元变为ON时的亮度分布(光学片材的正面
上(作为背面的相对侧的面上)的亮度分布)。图24C的x轴与图24A的x轴相同。图24C的y轴表
示在所有的发光单元以调整之后的发光亮度点亮时的亮度的误差。如上所述，由于光学片
材106的挠曲而在光学传感器113的检测值中产生误差。在基于这种包括误差的检测值来调
整发光亮度的情况下，在调整之后的发光亮度中产生误差(相对于目标值的偏差)。结果，在
所有的发光单元以调整之后的发光亮度点亮时的亮度中也产生误差。曲线440表示在根据
图20的对应表来调整发光亮度的情况下的结果。
如图24A所示，在发光单元111(2,1,1)的情况下，在检测值中产生负方向上的误
差。因此，在调整之后的发光亮度中产生正方向上的误差。另一方面，在发光单元111(2,1,
2)的情况下，在检测值中产生正方向上的误差。因此，在调整之后的发光亮度中产生负方向
上的误差。然而，由于在背光设备中来自发光单元的光充分扩散，因此彼此相邻的发光单元
111(2,1,1)和发光单元111(2,1,2)之间的发光亮度的误差抵消。结果，如图24C的曲线440
所示，在所有的发光单元以调整之后的发光亮度点亮时的亮度(光学片材的正面上的亮度)
的误差变为较小的值。诸如发光单元111(2,2,1)和发光单元111(2,2,2)等的其它发光单元
111之间的发光亮度的误差也抵消，由此在背光设备整体中光学片材的正面上的亮度的误
差变为较小的值。
作为比较，示出如下示例：在图19B的光源基板101中，与现有技术的情况相同，使
用利用离发光单元111最近的光学传感器113的检测值来调整发光单元111的发光亮度。
图25是利用根据现有技术的方法来调整发光亮度时的对应表的示例。
在第1次处理中，发光单元111(1,1,1)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。然
后，选择离发光单元111(1,1,1)最近的光学传感器113(1,1)作为调整用光学传感器，并且
将光学传感器113(1,1)的检测值输出至微计算机125。
图21C是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的发光单元111
(1,1,1)和光学传感器113(1,1)之间的位置关系的示意图。使用离发光单元111(1,1,1)最
近的光学传感器113(1,1)。由于垂直距离450与LED间距401相同、并且水平距离451与LED间
距401相同，因此基于勾股定理，发光单元111(1,1,1)的发光中心和光学传感器113(1,1)之
间的距离是LED间距401的1.41倍。在本实施例中，假定LED间距401与扩散距离400相同，因
而发光单元111(1,1,1)的发光中心和光学传感器113(1,1)之间的距离是扩散距离400的
1.41倍(Rd＝1.41)。
根据图25所示的序列，同样以相同方式执行第3次及其之后的处理操作。在这种情
况下，发光单元111的发光中心和调整用光学传感器之间的距离均为扩散距离400的1.41倍
(Rd＝1.41)。
在光学片材106在负方向上弯曲的情况下，如图23的点432所示，在Rd＝1.41的位
置处的光学传感器的检测值中产生绝对值大的正方向上的误差。
图24B是示出在光学片材106在负方向上弯曲的情况下的调整用光学传感器的检
测误差的分布的示例的图。图24B的x轴和y轴与图24A的x轴和y轴相同。图24B示出在根据图
25的对应表选择调整用光学传感器的情况下的检测误差。
在图24B的示例中，在所有的发光单元111中均产生绝对值较大的正方向上的检测
误差。与位于背光设备的边缘附近的发光单元111相比，在位于该背光设备的中央附近的发
光单元111中，检测误差的绝对值较大。这是因为：与边缘区域相比，在中央区域中，光学片
材106的挠曲量较大。
图24C的曲线460表示在根据图25的对应表来调整发光亮度的情况下的结果。
如图24B所示，在发光单元111(2,1,1)的情况下，在检测值中产生正方向上的误
差。因此，在调整之后的发光亮度中产生负方向上的误差。同样，在诸如发光单元111(2,1,
2)等的所有其它的发光单元111中，在检测值中产生正方向上的误差，因此在调整之后的发
光亮度中产生负方向上的误差。
根据图25的对应表，发光亮度的误差抵消，因而如曲线440所示误差可以降低。另
一方面，在根据图25的对应表使用离发光单元最近的光学传感器的情况下，不仅检测误差
的绝对值大，而且发光亮度的误差也没有被抵消，因而如曲线460所示，在光学片材的正面
上的亮度中产生绝对值较大的负方向上的误差。
现在将说明光学片材106在正方向上弯曲的情况。根据本实施例，即使光学片材
106在正方向上弯曲，也可以通过根据图20的对应表来降低光学片材的正面上的亮度的误
差。
在光学片材106在正方向上弯曲的情况下，在与Rd＝3.16的位置相对的位置中，如
图23的点470所示，产生负方向上的误差。在与Rd＝5.10的位置相对的位置中，如图23的点
471所示，产生正方向上的误差。
图26A是示出在光学片材106在正方向上弯曲的情况下的调整用光学传感器的检
测误差的分布的示例的图。图26A的x轴和y轴与图24A的x轴和y轴相同。如图26A所示，正如
光学片材106在负方向上弯曲的情况那样(图24A)，产生负方向上的检测误差的发光单元
111和产生正方向上的检测误差的发光单元111彼此相邻。
图26B是示出在光学片材106在正方向上弯曲的情况下的发光亮度调整之后的背
光设备的亮度分布的图。图26B的x轴和y轴与图24C的x轴和y轴相同。如图26B所示，正如光
学片材106在负方向上弯曲的情况那样(图24C)，发光单元111之间的发光亮度的误差抵消，
由此光学片材的正面上的亮度的误差变为较小的值。
这样，根据本实施例，第二发光单元(调整用光学传感器配置在Rd＝5.10的位置处
的发光单元)和第三发光单元(调整用光学传感器配置在Rd＝3.16的位置处的发光单元)分
散地进行配置。由此可以减少光学传感器的数量，并且可以减少所有的发光单元以调整后
的发光亮度点亮时的光学片材的正面上的亮度的误差。
在图19B的示例中，LED基板110的数量和光学传感器113的数量相同(12个)。现在
将说明即使在光学传感器113的数量减少的情况下也能降低光学片材的正面上的亮度的误
差的结构。
图27是示出从图19B的示例进一步减少光学传感器113的数量的示例的示意图。具
体地，在图27中，图19B中的光学传感器113(1,1)、113(1,2)、113(1,3)、113(1,4)、113(3,
1)、113(3,2)、113(3,3)和113(3,4)被去除，并且光学传感器113的数量为4个。
图28是图19B中的光学传感器113的数量减少(图27的结构)的情况下的对应表。将
实施例1所述的处理(获取检测值并将该检测值输出至微计算机125的处理)执行作为与发
光单元11的数量相同的数量的48次。在图28中，示出针对LED基板110(1,1)～110(1,4)这四
个LED基板的处理(即，第1次～第16次的处理操作)。
在第1次处理中，发光单元111(1,1,1)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。然
后，选择光学传感器113(2,1)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(2,1)的检测
值输出至微计算机125。这里，在光学传感器113(2,1)的位置处，Rd变为5.10。
在第2次处理中，发光单元111(1,1,2)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。然
后，选择光学传感器113(2,1)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(2,1)的检测
值输出至微计算机125。这里，在光学传感器113(2,1)的位置处，Rd变为5.10。
在第3次处理中，发光单元111(1,1,3)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。然
后，选择光学传感器113(2,1)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(2,1)的检测
值输出至微计算机125。这里，在光学传感器113(2,1)的位置处，Rd变为3.16。
同样在第4次处理中，在调整用光学传感器的位置处，Rd变为3.16。以下以相同方
式执行直到第16次处理为止的处理操作。在这种情况下，在调整用光学传感器的位置处，Rd
变为5.10或3.16。
以与根据图20的对应表的处理相同的方式执行第17次～第32次处理操作。例如，
在针对发光单元111(2,1,1)的第17次处理中，选择光学传感器113(2,2)作为调整用光学传
感器，并且在该调整用光学传感器的位置处，Rd变为5.10。在针对发光单元111(2,1,2)的第
18次处理中，选择光学传感器113(2,2)作为调整用光学传感器，并且在该调整用光学传感
器的位置处，Rd变为3.16。在针对发光单元111(2,2,1)的第21次处理中，选择光学传感器
113(2,1)作为调整用光学传感器，并且在该调整用光学传感器的位置处，Rd变为3.16。在针
对发光单元111(2,2,2)的第22次处理中，选择光学传感器113(2,1)作为调整用光学传感
器，并且在该调整用光学传感器的位置处，Rd变为5.10。
图29是在图19B中的光学传感器113的数量进一步减少(图27的结构)的情况下的
对应表。在图29中，示出针对LED基板110(3,1)～110(3,4)这4个LED基板的处理操作(即，第
33次～第48次的处理操作)。
在第33次处理中，发光单元111(3,1,1)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。
然后，选择光学传感器113(2,1)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(2,1)的检
测值输出至微计算机125。这里，在光学传感器113(2,1)的位置处，Rd变为3.16。
在第34次处理中，发光单元111(3,1,2)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。
然后，选择光学传感器113(2,1)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(2,1)的检
测值输出至微计算机125。这里，在光学传感器113(2,1)的位置处，Rd同样变为3.16。
在第35次处理中，发光单元111(3,1,3)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。
然后，选择光学传感器113(2,1)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(2,1)的检
测值输出至微计算机125。这里，在光学传感器113(2,1)的位置处，Rd变为5.10。
同样在第36次处理中，在调整用光学传感器的位置处，Rd变为5.10。以下以相同方
式执行直到第48次处理为止的处理操作。在这种情况下，在调整用光学传感器的位置处，Rd
变为5.10或3.16。
图30是示出根据图28和图29的对应表的发光单元111和调整用光学传感器之间的
位置关系的示例的示意图。在图30中，利用阴影图案来填充调整用光学传感器位于Rd＝
5.10的位置处的发光单元111(第二发光单元)。例如，发光单元111(1,1,1)和发光单元111
(1,1,2)是第二发光单元。在图30中，利用点图案来填充调整用光学传感器位于Rd＝3.16的
位置处的发光单元111(第三发光单元)。例如，发光单元111(1,1,3)和发光单元111(1,1,4)
是第三发光单元。
如图30所示，第二发光单元和第三发光单元彼此相邻。因此，即使使用图27的结
构，发光单元111之间的发光亮度的误差也被抵消，由此可以降低在所有的发光单元以调整
后的发光亮度点亮时的光学片材的正面上的亮度的误差。
在图19A和图19B中，针对4个发光单元111配置1个光学传感器113。现在将说明针
对6个发光单元111配置1个光学传感器113的情况。
图31A是示出根据本实施例的LED基板110的结构的示例的示意图。在图31A中，LED
基板100总共具有6个发光单元111(2行×3列)。在各发光单元111中，按等间隔配置4个LED
芯片112。根据本实施例的背光设备可以针对各发光单元111调整发光亮度。在各LED基板
110上配置一个光学传感器113。光学传感器113配置在这6个发光单元111的中心(即，LED基
板110的中心)。
图31B是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的LED基板110、发
光单元111和光学传感器113的配置的示例的示意图。在配置于左上角的LED基板110(1,1)
的右侧邻接有LED基板110(1,2)，并且在LED基板110(1,1)的下侧邻接有LED基板110(2,1)。
在LED基板110(2,1)的右侧邻接有LED基板110(2,2)。如上所述，光源基板101总共具有4个
LED基板110(2行×2列)(排列成4行×6列的总共24个发光单元111)。
LED基板110(1,1)具有发光单元111(1,1,1)、发光单元111(1,1,2)、发光单元111
(1,1,3)、发光单元111(1,1,4)、发光单元111(1,1,5)和发光单元111(1,1,6)。在LED基板
110(1,1)上配置有光学传感器113(1,1)。这同样适用于其它的LED基板。
图31C是示出LED基板110和光学片材106之间的位置关系的示例的截面图。各LED
芯片112是按等间隔配置的。将LED芯片112的间隔视为LED间距501。光学片材106与LED基板
110平行配置。将光学片材106和LED基板110之间的距离视为扩散距离500。这里，假定扩散
距离500是LED间距501的1.5倍。在扩散距离500与LED间距501相同或者比LED间距501长的
情况下，可以更加充分地降低透过光学片材106之后的亮度不均匀。
图32是示出针对多个发光单元111所确定的处理顺序以及发光单元111和调整用
光学传感器的对应关系的示例的对应表(在图31B的结构的情况下的对应表)。然后，将实施
例1所述的处理(获取检测值并将该值输出至微计算机125的处理)执行作为与发光单元111
的数量相同的数量的24次。在图32中，为了简单，仅例示出2个LED基板110(1,1)和110(1,
2)。LED基板110(2,1)和110(2,2)中的发光单元111和调整用光学传感器的对应关系与LED
基板110(1,1)和110(1,2)的情况相同。
在第1次处理中，发光单元111(1,1,1)变为ON并且其它的发光单元111变为OFF。然
后，选择光学传感器113(1,2)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器113(1,2)的检测
值输出至微计算机125。
图33A是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的发光单元111
(1,1,1)和光学传感器113(1,2)之间的位置关系的示意图。代替离发光单元111(1,1,1)最
近的光学传感器113，而是使用位于离发光单元111(1,1,1)相对较远的位置的光学传感器
113(1,2)。由于垂直距离510与LED间距501相同、并且水平距离511是LED间距501的8倍，因
此基于勾股定理，发光单元111(1,1,1)的发光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是
LED间距501的8.06倍。扩散距离500是LED间距501的1.5倍，因此发光单元111(1,1,1)的发
光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是扩散距离500的5.37倍(Rd＝5.37)。
如图32所示，在第2次处理中，发光单元111(1,1,2)变为ON并且其它的发光单元
111变为OFF。然后，选择光学传感器113(1,2)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器
113(1,2)的检测值输出至微计算机125。
图33B是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的发光单元111
(1,1,2)和光学传感器113(1,2)之间的位置关系的示意图。代替离发光单元111(1,1,2)最
近的光学传感器113，而是使用位于离发光单元111(1,1,2)相对较远的位置的光学传感器
113(1,2)。由于垂直距离520与LED间距501相同、并且水平距离521是LED间距501的6倍，因
此基于勾股定理，发光单元111(1,1,2)的发光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是
LED间距501的6.08倍。扩散距离500是LED间距501的1.5倍，因此发光单元111(1,1,2)的发
光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是扩散距离500的4.06倍(Rd＝4.06)。
如图32所示，在第3次处理中，发光单元111(1,1,3)变为ON并且其它的发光单元
111变为OFF。然后，选择光学传感器113(1,2)作为调整用光学传感器，并且将光学传感器
113(1,2)的检测值输出至微计算机125。
图33C是示出在从正面方向(彩色液晶面板105侧)观看的情况下的发光单元111
(1,1,3)和光学传感器113(1,2)之间的位置关系的示意图。代替离发光单元111(1,1,3)最
近的光学传感器113，而是使用位于离发光单元111(1,1,3)相对较远的位置的光学传感器
113(1,2)。由于垂直距离530与LED间距501相同、并且水平距离531是LED间距501的4倍，因
此基于勾股定理，发光单元111(1,1,3)的发光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是
LED间距501的4.12倍。扩散距离500是LED间距501的1.5倍，因此发光单元111(1,1,3)的发
光中心和光学传感器113(1,2)之间的距离是扩散距离500的2.75倍(Rd＝2.75)。
以相同方式执行图32的对应表所示的第4次及其之后的处理操作。在第4次及其之
后的处理操作中，处理对象的发光单元111的发光中心和调整用光学传感器之间的距离是
扩散距离500的5.37倍、4.06倍或2.75倍。
如上所述，在与Rd近似为4的位置相对的光学片材的背面上的位置处，由于光学片
材的挠曲所引起的亮度的变化大致变为零。
在该示例中，多个发光单元包括第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元。调
整第一发光单元的发光亮度时所使用的光学传感器检测单元被配置到与在仅第一发光单
元变为ON时的由于光学片材的挠曲所引起的亮度的变化量大致为零的光学片材的背面上
的位置相对的位置处。调整第二发光单元的发光亮度时所使用的检测单元和调整第三发光
单元的发光亮度时所使用的检测单元如上所述。
图34是示出发光单元111和调整用光学传感器之间的位置关系的示例的示意图。
在图34中，利用阴影图案来填充调整用光学传感器位于Rd＝5.37的位置处的发光单元(第
二发光单元)。例如，发光单元111(1,1,1)和发光单元111(1,2,3)是第二发光单元。利用点
图案来填充调整用光学传感器位于Rd＝2.75的位置处的发光单元(第三发光单元)。例如，
发光单元111(1,1,3)和发光单元111(1,2,1)是第三发光单元。调整用光学传感器位于Rd＝
4.06的位置处的发光单元(第一发光单元)没有被图案填充。例如，发光单元111(1,1,2)和
发光单元111(1,2,2)是第一发光单元。在该示例中，第一发光单元、第二发光单元和第三发
光单元分散地进行配置，从而抵消由于光学片材的背面上的亮度分布的变化所引起的调整
后的发光亮度的误差。具体地，第一发光单元～第三发光单元按第二发光单元、第一发光单
元和第三发光单元的顺序沿着行方向重复配置。换句话说，第二发光单元和第三发光单元
经由第一发光单元彼此相邻。
图35示出光学片材106的背面上的亮度的变化量和Rd之间的关系的示例。图35的x
轴表示Rd。图23的y轴表示由于光学片材的挠曲而产生的亮度(光学片材的背面上的亮度)
的变化量、换句话说光学传感器的检测误差。曲线200表示光学片材106在负方向上弯曲的
情况下的检测误差。曲线201表示光学片材106在正方向上弯曲的情况下的检测误差。与Rd
近似为4的位置相对的位置是过零点。
在光学片材106在负方向上弯曲的情况下，在与Rd＝2.75的位置相对的位置中，如
由点540所示产生正方向上的误差(绝对值小的误差)。在与Rd＝4.06的位置相对的位置中，
如由点541所示，误差大致变为零。在与Rd＝5.37的位置相对的位置中，如由点542所示，产
生负方向上的误差(绝对值小的误差)。
在该示例中，第一发光单元～第三发光单元配置于分散位置，因此由于调整用光
学传感器的检测误差所引起的各发光单元的发光亮度的误差被抵消。例如，由于在Rd＝
2.75的位置处产生的检测误差所引起的发光亮度的误差和由于在Rd＝5.37的位置处产生
的检测误差所引起的发光亮度的误差被抵消。结果，在所有的发光单元以调整后的发光亮
度点亮时的亮度(光学片材的正面上的亮度)的误差可以是较小的值。
如上所述，根据本实施例，可以减少光学传感器的数量，并且可以降低在所有的发
光单元以调整后的发光亮度点亮时的光学片材的正面上的亮度的误差。
可以通过组合各实施例所述的多个不同类型的光源设备来构成一个光源设备。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的
典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功
能。