バックライト装置及びその制御方法
【課題】ディスプレイの発光効率を低下させることなく、バックライトからの光の輝度及び色の変動を抑制することのできる技術を提供する。
【解決手段】本発明のバックライト装置は、入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部と、複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定手段と、検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出手段と、検出手段で検出された発光量が所定の値からずれている場合に、検出対象発光部の発光量が所定の値になるように、検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整手段と、を有する。
【解決手段】本発明のバックライト装置は、入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部と、複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定手段と、検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出手段と、検出手段で検出された発光量が所定の値からずれている場合に、検出対象発光部の発光量が所定の値になるように、検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイのバックライトからの光の輝度や色は、バックライトを構成するＬＥＤの経時劣化などにより変動する。従来、そのような変動を抑える技術が提案されている。
特許文献１に開示の技術では、液晶ディスプレイの垂直ブランキング期間または水平ブランキング期間にバックライトを構成する赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤの何れかのＬＥＤが点灯される。点灯したＬＥＤの光量を光センサで検出し、検出結果に応じてＬＥＤの発光量を制御することにより、バックライトの色が調整される。
また、特許文献２に記載の技術では、各々が複数のＬＥＤからなる複数の発光部のうち、光量検出の対象となる発光部のみを点灯させる検出用点灯が行われる。検出用点灯を各発光部に対して順次行うことにより、発光部毎に光量が検出される。検出結果に応じて発光部毎に発光量を制御することにより、バックライトの輝度や色が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８２９３６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、光量検出のために垂直ブランキング期間または水平ブランキング期間を設けなければならない。この期間では、ＬＥＤの点灯がモニタを通してユーザに見えないようにするために、液晶素子を非透過状態（バックライトからの光が透過されない状態）にして黒画面を表示する必要がある。そのため、特許文献１に開示の技術では、ディスプレイの発光時間（画面から光が出力される時間）が短くなってしまう、即ちディスプレイの発光効率が低下してしまうという問題があった。
また、特許文献２に開示の技術においても、検出用点灯時は、発光部が発する光がユーザに見えないようにするために、液晶素子を非透過状態にする必要がある。そのため、特許文献２に開示の技術でも、特許文献１に開示の技術と同様に、ディスプレイの発光効率が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ディスプレイの発光効率を低下させることなく、バックライトからの光の輝度及び色の変動を抑制することの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】
【０００６】
本発明の第１の態様は、入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部と、前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定手段と、前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整手段と、を有することを特徴とするバックライト装置である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部を有するバックライト装置の制御方法であって、前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定ステップと、前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整ステップと、を有することを特徴とするバックライト装置の制御方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ディスプレイの発光効率を低下させることなく、バックライトからの光の輝度及び色の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例に係る液晶ディスプレイの構成の一例。
【図２】発光部と光センサ部の配置の一例。
【図３】各ＬＥＤに入力するパルス信号の一例。
【図４】発光量を調整する前の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図５】発光部の発光量を調整する際のフローチャートの一例。
【図６】パルス信号の周期を変更した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図７】発光量の検出値と初期値の一例。
【図８】発光量の検出値と初期値の一例。
【図９】ＬＥＤの発光量を調整した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１０】パルス信号の位相を変更した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１１】発光量を調整する前の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１２】パルス信号のディーティ比を変更した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１３】発光部の発光量を調整する際のフローチャートの一例。
【図１４】パルス信号の周期を変更した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１５】発光量の検出値と初期値の一例。
【図１６】ＬＥＤの発光量を調整した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施例１＞
以下、図面を参照して、本発明の実施例１に係るバックライト装置及びその制御方法について詳細に説明する。
図１は、本実施例に係るバックライト装置を有する液晶ディスプレイの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施例に係る液晶ディスプレイは、映像入力部１１０、映像処理部１２０、表示部１３０、バックライト装置２００などを有する。
【００１１】
映像入力部１１０は、例えば、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、DisplayPortなどの映像入力端子である。映像入
力部１１０は、パーソナルコンピュータやビデオプレイヤーなどの映像出力機器と接続される。映像入力部１１０は、映像出力機器が出力する映像信号を受信し、受信した映像信号を映像処理部１２０に出力する。
映像処理部１２０は、映像入力部１１０が出力する映像信号に画像処理を施す。映像処理部１２０が行う画像処理は、後述する表示部１３０の表示特性などに応じて映像信号の輝度、色、ガンマ値などを補正するものである。映像処理部１２０は、画像処理が施され
た映像信号を表示部１３０に出力する。
表示部１３０は、例えば、液晶パネルであり、映像処理部１２０が出力する映像信号に基づく映像を表示する。表示部１３０の背面にはバックライト（具体的には、後述する発光部２１０〜２４０）が配置されている。バックライトが表示部１３０の背面から光を照射することにより、視聴者は表示部１３０に表示された映像を見ることができる。
【００１２】
バックライト装置２００は、発光部２１０、発光部２２０、発光部２３０、発光部２４０、光センサ部２５０、発光量制御部２６０などを有する。なお、発光部の数は４つに限らない。４つより少なくてもよいし、多くてもよい。
【００１３】
発光部２１０は、入力されたパルス信号（発光量制御部２６０が出力するパルス信号）により駆動され、表示部１３０のバックライトとして機能する。本実施例では、発光部２１０は、互いに異なる色の光を発する複数のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３）で構成されている。各色のＬＥＤ（発光素子）の発光量は、発光量制御部２６０が出力するパルス信号を制御することによって互いに独立に制御可能である。発光部２１０の各ＬＥＤは、発光量制御部２６０が出力するパルス信号がＨｉｇｈの期間は点灯し、Ｌｏｗの期間は消灯する。そのため、発光量制御部２６０が出力するパルス信号のデューティ比（パルス信号の１周期の長さに対するＨｉｇｈの期間の長さの割合）が増加すると、パルス信号のＨｉｇｈの期間が長くなり、ＬＥＤの点灯期間も長くなるため、ＬＥＤの発光量が増加する。パルス信号のデューティ比が減少すると、パルス信号のＨｉｇｈの期間が短くなり、ＬＥＤの点灯期間も短くなるため、ＬＥＤの発光量が減少する。赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３の発する光が混色することにより、発光部２１０からは白色の光が得られる。
発光部２２０、発光部２３０、発光部２４０は、それぞれ、発光部２１０と同様の機能構成を有する。
【００１４】
なお、本実施例では、パルス信号のパルス幅（デューティ比）を変更（制御）すること（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation））によりＬＥＤの発光量を制御するものとするが、ＬＥＤの発光量の制御方法はこれに限らない。ＬＥＤは、発光量制御部２６０が出力する駆動電流（パルス信号のパルス振幅）が増加すると発光量が増加し、駆動電流が減少すると発光量が減少する。そのため、パルス信号のパルス振幅を変更すること（ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation））によりＬＥＤの発光量を制御してもよい。上記ＰＷＭとＰＡＭの両方を組み合わせてもよい。即ち、パルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整することにより発光部の発光量を制御することができる。
【００１５】
光センサ部２５０は、入力された光（具体的には、発光部が発する光）の光量を検出する。本実施例では、光センサ部２５０は、入力された光の光量を赤色成分、青色成分、緑色成分に分けて検出する。例えば、光センサ部２５０は、カラーセンサとＡ／Ｄコンバータから構成される。カラーセンサは、発光部が発する光の赤色成分、青色成分、緑色成分の光量をそれぞれ検出する。カラーセンサは、各色の検出値（検出信号）をそれぞれＡ／Ｄコンバータに出力する。Ａ／Ｄコンバータは、カラーセンサが出力する赤色、青色、緑色の検出値をデジタル値（デジタル信号）に変換する。Ａ／Ｄコンバータは、デジタル値に変換した赤色、青色、緑色の検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００１６】
図２に、発光部２１０、発光部２２０、発光部２３０、発光部２４０、光センサ部２５０の配置の一例を示す。なお、図２では、配置をわかりやすくするために、表示部１３０（表示面）もあわせて図示している。図２において、左上に発光部２１０、左下に発光部２２０、右上に発光部２３０、右下に発光部２４０が位置する。発光部２１０は、赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３から構成される。発光部２２０は、赤色ＬＥＤ２２１、青色ＬＥＤ２２２、緑色ＬＥＤ２２３から構成される。発光部２３０は
、赤色ＬＥＤ２３１、青色ＬＥＤ２３２、緑色ＬＥＤ２３３から構成される。発光部２４０は、赤色ＬＥＤ２４１、青色ＬＥＤ２４２、緑色ＬＥＤ２４３から構成される。表示面の中央に光センサ部２５０が位置する。
【００１７】
発光量制御部２６０は、各発光部を制御する。具体的には、発光量制御部２６０は、光センサ部２５０が検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値に基づいて各発光部のＬＥＤに入力するパルス信号を制御する。図３に、発光量制御部２６０が発光部２１０の各ＬＥＤに入力するパルス信号のタイミングチャートを示す。図３において、表示部１３０が表示する映像信号のフレームレートは、例えば、６０Ｈｚである。発光量制御部２６０が赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３に入力するパルス信号の１周期の長さは、それぞれ、表示部１３０で表示される映像（表示部１３０に入力される映像信号）の１フレームの期間よりも短い。即ち、赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３には、それぞれ、表示部１３０で表示される映像の１フレームの期間中に複数周期のパルス信号が入力される。発光量制御部２６０による各発光部の制御の詳細は後述する。
【００１８】
次に、バックライトからの光の輝度及び色（発光部の発光量）を調整する際のバックライト装置の動作の一例について説明する。
図４は、発光量を調整する前の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図４において、発光量制御部２６０が発光部２１０のＬＥＤ２１１〜２１３、発光部２２０のＬＥＤ２２１〜２２３、発光部２３０のＬＥＤ２３１〜２３３、発光部２４０のＬＥＤ２４１〜２４３に入力するパルス信号のデューティ比及び周期は互いに等しい。以後、発光部の発光量を調整する前のパルス信号を基準信号と呼ぶ。
本実施例では、発光部毎に、その発光部の発光量を調整する。例えば、発光量制御部２６０は、調整する発光部を映像処理部１２０からの同期信号に同期して切り替える。但し、調整する発光部の切り替え方法はこれに限らない。同期信号とは無関係に調整する発光部が切り替えられてもよい（映像処理部１２０は発光量制御部２６０へ同期信号を出力しなくてもよい）。
【００１９】
最初に、発光量制御部２６０は、発光部２１０の発光量を調整する。図５に発光量制御部２６０が発光部２１０の発光量を調整する際のフローチャートを示す。
ステップ１１において、発光部２１０の発光量を検出するために、発光量制御部２６０は、バックライト装置２００が有する複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期を変更する。また、本実施例では、発光量制御部２６０は、発光部に入力するパルス信号の周期を、表示部１３０で表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更する。例えば、発光部２１０を構成する各ＬＥＤに入力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。
図６は、ステップ１１後の（発光量制御部２６０がパルス信号の周期を変更した際の）各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図６に示すように、発光量制御部２６０が発光部２１０の赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３に入力するパルス信号の周期は、それぞれ、図４の周期（基準信号の周期）の２倍に変わっている。パルス信号の周期を２倍に変更しても１フレーム期間にＬＥＤが点灯する時間は変わらないため、発光部２１０の発光量は変化しない。そのため、表示部１３０が表示する映像は、上記周期の変更による影響を受けない。
【００２０】
ステップ１１の処理により、発光部２１０のみが発光し（具体的には、発光部２１０を構成する全てのＬＥＤ２１１〜２１３が同時に発光し）、発光部２２０，２３０，２４０が発光していない期間（図６における期間ｔｓ１）が設定される。このように、１つの発光部のみが発光する期間を、検出期間と呼ぶ。
なお、本実施例では、発光部２２０，２３０，２４０の各ＬＥＤに入力するパルス信号
の周期を変更することにより、発光部２１０のみが発光する期間が設定されてもよい。
【００２１】
ステップ１２において、光センサ部２５０は、上記検出期間に発光している発光部２１０を検出対象発光部として、その発光量（具体的にはＬＥＤ２１１〜２１３のそれぞれの発光量）を検出する。光センサ部２５０は、期間ｔｓ１に検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を発光量制御部２６０に出力する。発光量制御部２６０は、光センサ部２５０から赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を取得する。
【００２２】
ステップ１３において、発光量制御部２６０は、ステップ１２で検出した発光部２１０の発光量と以前の検出値（所定の値；初期値）、すなわち、発光部２１０からの光の輝度及び色が変動する前に光センサ部２５０で検出された値とを比較する。具体的には、色毎に、ステップ１２で取得した検出値と、初期値とを比較する。初期値は、例えば、工場の製造工程において光センサ部２５０により検出した検出値である。ステップ１２で検出した発光部２１０の発光量が所定の値からずれている場合、即ちＬＥＤ２１１〜２１３の中に、ステップ１２で取得した検出値が初期値からずれているＬＥＤが存在する場合には、ステップ１４に進む。ステップ１２で検出した発光部２１０の発光量が所定の値からずれていない場合には、発光部２１０の発光量は変動していないため、発光量制御部２６０は発光部２１０の発光量の変更を行わない。
【００２３】
ステップ１４では、発光量制御部２６０が、発光部２１０の発光量が初期値となるように、発光部２１０に入力するパルス信号のデューティ比を調整する。具体的には、ステップ１２で取得した検出値が初期値からずれているＬＥＤの発光量が初期値となるように、該ＬＥＤに入力するパルス信号のデューティ比を調整する。より具体的には、色毎に、検出値の変化量（ステップ１２で取得した検出値と初期値の差）に応じて、変化量が０となるように、その色のＬＥＤ（発光部２１０のＬＥＤ）に入力するパルス信号のデューティ比を変更する。なお、デューティ比ではなくパルス振幅が調整されてもよいし、デューティ比とパルス振幅の両方が調整されてもよい。
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図７に示す。図７において、青色検出値が初期値よりも小さいことから、青色ＬＥＤ２１２の発光量が低下しているのが分かる。そのため、発光量制御部２６０は、青色ＬＥＤ２１２の発光量が初期値に近づくように、発光部２１０の青色ＬＥＤ２１２に入力するパルス信号のデューティ比を増やす制御を行う。図９は、発光量制御部２６０がパルス信号のデューティ比を変更した際（ＬＥＤの発光量を調整した際）の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図９において、青色ＬＥＤ２１２のパルス信号の１周期内におけるＨｉｇｈの時間がΔＢ１だけ増やされ、Ｌｏｗの時間がΔＢ１だけ減らされている（デューティ比が増やされている）。それにより、青色ＬＥＤ２１２の点灯期間は長くなるため、青色ＬＥＤ２１２の発光量が増加する。
発光量制御部２６０は、以上説明した図３のフローチャートに示す動作を繰り返し行う。
以上により、発光部２１０の発光量が調整される。
【００２４】
次に、発光量制御部２６０は、発光部２２０を検出対象発光部として、発光部２２０の発光量を調整する。発光部２２０の発光量の調整方法は、発光部２１０の発光量の調整方法と同様である。
発光部２２０の発光量を検出するために、発光量制御部２６０は、発光部２２０を構成する各ＬＥＤに入力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。それにより、検出期間（発光部２２０のみが発光し（具体的には、発光部２２０を構成する全てのＬＥＤ２２１〜２２３が同時に発光し）、発光部２１０，２３０，２４０が発光していない期間）が設定される。
光センサ部２５０は、上記検出期間に発光している発光部２２０を検出対象発光部とし
て、その発光量（具体的にはＬＥＤ２２１〜２２３のそれぞれの発光量）を検出する。光センサ部２５０は、検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を発光量制御部２６０に出力する。発光量制御部２６０は、光センサ部２５０から赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を取得する。
【００２５】
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図８に示す。図８において、緑色検出値が初期値よりも大きいことから、緑色ＬＥＤ２２３の発光量が増加しているのが分かる。そのため、発光量制御部２６０は、緑色ＬＥＤ２２３の発光量が初期値に近づくように、発光部２２０の緑色ＬＥＤ２２３に入力するパルス信号のデューティ比を減らす制御を行う。図９において、緑色ＬＥＤ２２３のパルス信号の１周期内におけるＨｉｇｈの時間がΔＧ２だけ減らされ、Ｌｏｗの時間がΔＧ２だけ増やされている（デューティ比が減らされている）。それにより、緑色ＬＥＤ２２３の点灯期間は短くなるため、緑色ＬＥＤ２２３の発光量が減少する。
発光量制御部２６０は以上説明した動作を繰り返し行う。
以上により、発光部２２０の発光量が調整される。
【００２６】
発光部２３０及び発光部２４０についても、発光部２１０、発光部２２０と同様に発光量が調整される。
発光量制御部２６０は、以上のような各発光部の発光量の調整動作を定期的に行い、各発光部の発光量の変化を抑える。したがって、バックライト装置２００が表示部１３０を照射する白色の光の輝度及び色の変動が低減される。
【００２７】
以上説明したように本実施例によれば、バックライト装置２００が有する複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間が発光部毎に設定される。そして、検出期間での光量の検出結果に基づいて、検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比やパルス振幅、ひいては検出対象発光部の発光量が調整される。それにより、発光部を構成するＬＥＤの経時劣化などによる発光部の発光量の変動を抑制することができ、バックライトからの光の輝度や色の変動を低減することができる。そして、本実施例では、表示部１３０に黒色（黒画面）を表示する必要がないため、ディスプレイの発光効率の低下を抑制することができる。
また、本実施例では、検出期間を設定する際に、発光部に入力するパルス信号の周期が、液晶パネルで表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更される。そのため、ディスプレイの発光効率の低下をなくすことができる。
【００２８】
なお、本実施例では、光センサ部２５０にて各発光部の発光量を検出する際に、発光量制御部２６０が発光部に入力するパルス信号の周期を変更することにより、検出期間が設定されていた。しかし、検出期間の設定方法は、これに限るものではない。例えば、パルス信号の位相を変えることにより検出期間が設定されてもよい。発光部に入力するパルス信号の位相が、液晶パネルで表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更されることが好ましい。
図１０は、発光量制御部２６０がパルス信号の位相を変更した際の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。
図１０において、発光量制御部２６０が発光部２１０の赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３に入力するパルス信号の位相は基準信号の位相からシフトされている。それにより、発光部２１０のみが発光する期間（図１０における期間ｔｓ３）、即ち検出期間が設定される。パルス信号の位相をシフト（変更）しても１フレーム期間にＬＥＤが点灯する時間は変わらないため、発光部２１０の発光量は変化しない。そのため、表示部１３０に表示する映像は、上記位相の変更による影響を受けない。この場合、光センサ部２５０は、図１０における期間ｔｓ３に光量を検出する。
【００２９】
また、パルス信号のデューティ比を変えることにより検出期間が設定されてもよい。発光部に入力するパルス信号のデューティ比が、液晶パネルで表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更されることが好ましい。この方法は、図１１に示す発光部２２０の青色ＬＥＤ２２２のように、全期間において点灯しているＬＥＤが存在する場合（全期間でパルス信号がＨｉｇｈの場合）に有効である。
図１２は、発光量制御部２６０がパルス信号のディーティ比を変更した際の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。
図１２において、発光量制御部２６０が発光部２１０の各ＬＥＤに出力するパルス信号は、図１１の状態に比べ、駆動電流（パルス振幅）が減らされ、ディーティ比が増やされている。振幅を減らして発光量が低下した分、ディーティ比を増やして発光量が増加するように、振幅とデューティ比が変更されているので、発光部２１０の発光量は図１１に示す状態と同じである。また、図１２において、発光量制御部２６０が発光部２２０の青色ＬＥＤ２２２に出力するパルス信号は、図１１の状態に比べ、振幅が増やされ、ディーティ比が減らされている。振幅を増やして発光量が増加した分、ディーティ比を減らして発光量が低下するように、振幅とデューティ比が変更されているので、青色ＬＥＤ２２２の発光量は図１１に示す状態と同じである。そのため、表示部１３０に表示する映像は、上記振幅及びデューティ比の変更による影響を受けない。
上述したようにパルス信号のデューティ比を変更することにより、発光部２１０のみが発光する期間（図１２における期間ｔｓ４）、即ち検出期間が設けられる。この場合、光センサ部２５０は、図１２における期間ｔｓ４に光量を検出する。
【００３０】
また、本実施例では、各発光部が赤色、青色、緑色のＬＥＤから構成されているものとした。しかし、各発光部の構成はこれに限らない。例えば、各発光部は、４色以上のＬＥＤから構成されていてもよいし、白色ＬＥＤ（入力されたパルス信号により白色の光を発するＬＥＤ）のみから構成されていてもよい。各発光部が白色ＬＥＤのみから構成されている場合には、光センサとしてフォトダイオードを用いることができる。
【００３１】
＜実施例２＞
実施例１では、光センサ部が、赤色、青色、緑色の３色の光量を同時に検出し、各色の検出値を出力するものであった。本実施例では、光センサ部が１つの検出値のみを出力する場合について説明する。以下、実施例１と異なる点を中心に説明する。
本実施例に係るバックライト装置を有する液晶ディスプレイの構成を実施例１と同様に図１を用いて説明する。なお、実施例１と同様の機能については説明を省略する。
【００３２】
本実施例では、光センサ部２５０は、発光部が発する光の光量を各色の光量に分けずに検出する。光センサ部２５０は、例えば、フォトダイオードとＡ／Ｄコンバータから構成される。フォトダイオードは、各発光部の赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤが発する光の光量を検出する。フォトダイオードは、カラーセンサとは異なり、赤色成分、青色成分、緑色成分の光を区別して検出することはできない。フォトダイオードは、検出値をＡ／Ｄコンバータに出力する。Ａ／Ｄコンバータは、フォトダイオードが出力する検出値をデジタル値に変換する。Ａ／Ｄコンバータは、デジタル値に変換した検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００３３】
次に、バックライトからの光の輝度及び色（発光部の発光量）を調整する際のバックライト装置の動作の一例について説明する。
本実施例では、検出対象発光部を構成する複数のＬＥＤが１つずつ発光するように検出期間を設定する。
以下、具体的に説明する。なお、発光量を調整する前の各ＬＥＤの動作状態は図４に示すとおりとする。
【００３４】
最初に、発光量制御部２６０は、発光部２１０の発光量を調整する。図１３に発光量制御部２６０が発光部２１０の発光量を調整する際のフローチャートを示す。
ステップ２１において、発光量制御部２６０は、赤色ＬＥＤ２１１に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。
図１４は、発光量制御部２６０が赤色ＬＥＤ２１１に出力するパルス信号の周期を変更した際の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図１４に示すように、発光量制御部２６０が発光部２１０の赤色ＬＥＤ２１１に出力するパルス信号の周期は、図４の周期の２倍に変わっている。それにより、赤色ＬＥＤ２１１のみが発光する検出期間（図１４における期間ｔｓ５）が設定される。
ステップ２２において、光センサ部２５０は、上記検出期間に赤色ＬＥＤ２１１の発光量を検出する。光センサ部２５０は、期間ｔｓ５に検出した検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００３５】
ステップ２３において、発光量制御部２６０は、青色ＬＥＤ２１２に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。この時、赤色ＬＥＤ２１１に出力するパルス信号の周期は元に戻される。
ステップ２４において、光センサ部２５０は、青色ＬＥＤ２１２のみが発光する期間（検出期間）に青色ＬＥＤ２１２の発光量を検出する。光センサ部２５０は、青色ＬＥＤ２１２のみが発光している検出期間に検出した検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００３６】
ステップ２５において、発光量制御部２６０は、緑色ＬＥＤ２１３に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。この時、青色ＬＥＤ２１２に出力するパルス信号の周期は元に戻される。
ステップ２６において、光センサ部２５０は、緑色ＬＥＤ２１３のみが発光する期間（検出期間）に緑色ＬＥＤ２１３の発光量を検出する。光センサ部２５０は、緑色ＬＥＤ２１３のみが発光している検出期間に検出した検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００３７】
ステップ２７において、発光量制御部２６０は、色毎に、取得した検出値（ステップ２２、ステップ２４、または、ステップ２６で検出された発光量）と、初期値とを比較する。ＬＥＤ２１１〜２１３の中に、取得した検出値が初期値からずれているＬＥＤが存在する場合には、ステップ２８に進む。存在しない場合には、発光部２１０の発光量は変動していないため、発光量制御部２６０は発光部２１０の発光量の変更を行わない。
【００３８】
ステップ２８では、発光量制御部２６０が、色毎に、検出値の変化量に応じて、変化量が０となるように、その色のＬＥＤ（発光部２１０のＬＥＤ）に入力するパルス信号のデューティ比を調整する。
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図１５に示す。図１５において、青色ＬＥＤ２１２の検出値が初期値よりも小さいことから、青色ＬＥＤ２１２の発光量が低下しているのが分かる。そのため、発光量制御部２６０は、光センサ部２５０で検出された検出値が初期値に近づくように、発光部２１０の青色ＬＥＤ２１２に出力するパルス信号のデューティ比を増やす制御を行う。また、図１５において、緑色ＬＥＤ２１３の検出値が初期値よりも大きいことから、緑色ＬＥＤ２１３の発光量が増加しているのが分かる。そのため、発光量制御部２６０は、光センサ部２５０で検出された検出値が初期値に近づくように、発光部２２０の緑色ＬＥＤ２１３に出力するパルス信号のデューティ比を減らす制御を行う。
【００３９】
図１６は、発光量制御部２６０がパルス信号のデューティ比を変更した際（ＬＥＤの発光量を調整した際）の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図１６において、青色ＬＥＤ２１２のパルス信号の１周期内におけるＨｉｇｈの時間はΔＢ３だけ増
やされ、Ｌｏｗの時間はΔＢ３だけ減らされている。それにより、青色ＬＥＤ２１２の点灯期間は長くなるため、青色ＬＥＤ２１２の発光量が増加する。また、緑色ＬＥＤ２１３のパルス信号の１周期内におけるＨｉｇｈの時間はΔＧ４だけ減らされ、Ｌｏｗの時間はΔＧ４だけ増やされている。それにより、緑色ＬＥＤ２１３の点灯時間は短くなるため、緑色ＬＥＤ２１３の発光量が減少する。
発光量制御部２６０は、以上説明した図１３のフローチャートに示す動作を繰り返し行う。
以上により、発光部２１０の発光量が調整される。
【００４０】
発光部２２０、発光部２３０、及び、発光部２４０についても、発光部２１０と同様に発光量が調整される。
発光量制御部２６０は、以上のような各発光部の発光量の調整動作を定期的に行い、光センサ部２５０が検出する各発光部の発光量の変化を抑える。したがって、バックライト装置２００が表示部１３０を照射する白色の光の輝度及び色の変動が低減される。
【００４１】
以上説明したように本実施例によれば、光センサ部２５０が各色の検出値を区別することができない場合でも、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、光センサ部２５０が各色の検出値を区別する必要がないため、より安価な構成で実施例１と同様の効果を得ることができる。具体的には、光センサ部２５０を、カラーセンサではなくフォトダイオードを用いた構成とすることができるため、カラーセンサを用いた構成よりも安価な構成で実施例１と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４２】
２００ バックライト装置
２１０，２２０，２３０，２４０ 発光部
２５０ 光センサ部
２６０ 発光量制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイのバックライトからの光の輝度や色は、バックライトを構成するＬＥＤの経時劣化などにより変動する。従来、そのような変動を抑える技術が提案されている。
特許文献１に開示の技術では、液晶ディスプレイの垂直ブランキング期間または水平ブランキング期間にバックライトを構成する赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤの何れかのＬＥＤが点灯される。点灯したＬＥＤの光量を光センサで検出し、検出結果に応じてＬＥＤの発光量を制御することにより、バックライトの色が調整される。
また、特許文献２に記載の技術では、各々が複数のＬＥＤからなる複数の発光部のうち、光量検出の対象となる発光部のみを点灯させる検出用点灯が行われる。検出用点灯を各発光部に対して順次行うことにより、発光部毎に光量が検出される。検出結果に応じて発光部毎に発光量を制御することにより、バックライトの輝度や色が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８２９３６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８６８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、光量検出のために垂直ブランキング期間または水平ブランキング期間を設けなければならない。この期間では、ＬＥＤの点灯がモニタを通してユーザに見えないようにするために、液晶素子を非透過状態（バックライトからの光が透過されない状態）にして黒画面を表示する必要がある。そのため、特許文献１に開示の技術では、ディスプレイの発光時間（画面から光が出力される時間）が短くなってしまう、即ちディスプレイの発光効率が低下してしまうという問題があった。
また、特許文献２に開示の技術においても、検出用点灯時は、発光部が発する光がユーザに見えないようにするために、液晶素子を非透過状態にする必要がある。そのため、特許文献２に開示の技術でも、特許文献１に開示の技術と同様に、ディスプレイの発光効率が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、ディスプレイの発光効率を低下させることなく、バックライトからの光の輝度及び色の変動を抑制することの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】
【０００６】
本発明の第１の態様は、入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部と、前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定手段と、前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整手段と、を有することを特徴とするバックライト装置である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部を有するバックライト装置の制御方法であって、前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定ステップと、前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整ステップと、を有することを特徴とするバックライト装置の制御方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ディスプレイの発光効率を低下させることなく、バックライトからの光の輝度及び色の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例に係る液晶ディスプレイの構成の一例。
【図２】発光部と光センサ部の配置の一例。
【図３】各ＬＥＤに入力するパルス信号の一例。
【図４】発光量を調整する前の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図５】発光部の発光量を調整する際のフローチャートの一例。
【図６】パルス信号の周期を変更した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図７】発光量の検出値と初期値の一例。
【図８】発光量の検出値と初期値の一例。
【図９】ＬＥＤの発光量を調整した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１０】パルス信号の位相を変更した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１１】発光量を調整する前の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１２】パルス信号のディーティ比を変更した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１３】発光部の発光量を調整する際のフローチャートの一例。
【図１４】パルス信号の周期を変更した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【図１５】発光量の検出値と初期値の一例。
【図１６】ＬＥＤの発光量を調整した際の各ＬＥＤの動作状態の一例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施例１＞
以下、図面を参照して、本発明の実施例１に係るバックライト装置及びその制御方法について詳細に説明する。
図１は、本実施例に係るバックライト装置を有する液晶ディスプレイの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施例に係る液晶ディスプレイは、映像入力部１１０、映像処理部１２０、表示部１３０、バックライト装置２００などを有する。
【００１１】
映像入力部１１０は、例えば、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、DisplayPortなどの映像入力端子である。映像入
力部１１０は、パーソナルコンピュータやビデオプレイヤーなどの映像出力機器と接続される。映像入力部１１０は、映像出力機器が出力する映像信号を受信し、受信した映像信号を映像処理部１２０に出力する。
映像処理部１２０は、映像入力部１１０が出力する映像信号に画像処理を施す。映像処理部１２０が行う画像処理は、後述する表示部１３０の表示特性などに応じて映像信号の輝度、色、ガンマ値などを補正するものである。映像処理部１２０は、画像処理が施され
た映像信号を表示部１３０に出力する。
表示部１３０は、例えば、液晶パネルであり、映像処理部１２０が出力する映像信号に基づく映像を表示する。表示部１３０の背面にはバックライト（具体的には、後述する発光部２１０〜２４０）が配置されている。バックライトが表示部１３０の背面から光を照射することにより、視聴者は表示部１３０に表示された映像を見ることができる。
【００１２】
バックライト装置２００は、発光部２１０、発光部２２０、発光部２３０、発光部２４０、光センサ部２５０、発光量制御部２６０などを有する。なお、発光部の数は４つに限らない。４つより少なくてもよいし、多くてもよい。
【００１３】
発光部２１０は、入力されたパルス信号（発光量制御部２６０が出力するパルス信号）により駆動され、表示部１３０のバックライトとして機能する。本実施例では、発光部２１０は、互いに異なる色の光を発する複数のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３）で構成されている。各色のＬＥＤ（発光素子）の発光量は、発光量制御部２６０が出力するパルス信号を制御することによって互いに独立に制御可能である。発光部２１０の各ＬＥＤは、発光量制御部２６０が出力するパルス信号がＨｉｇｈの期間は点灯し、Ｌｏｗの期間は消灯する。そのため、発光量制御部２６０が出力するパルス信号のデューティ比（パルス信号の１周期の長さに対するＨｉｇｈの期間の長さの割合）が増加すると、パルス信号のＨｉｇｈの期間が長くなり、ＬＥＤの点灯期間も長くなるため、ＬＥＤの発光量が増加する。パルス信号のデューティ比が減少すると、パルス信号のＨｉｇｈの期間が短くなり、ＬＥＤの点灯期間も短くなるため、ＬＥＤの発光量が減少する。赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３の発する光が混色することにより、発光部２１０からは白色の光が得られる。
発光部２２０、発光部２３０、発光部２４０は、それぞれ、発光部２１０と同様の機能構成を有する。
【００１４】
なお、本実施例では、パルス信号のパルス幅（デューティ比）を変更（制御）すること（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation））によりＬＥＤの発光量を制御するものとするが、ＬＥＤの発光量の制御方法はこれに限らない。ＬＥＤは、発光量制御部２６０が出力する駆動電流（パルス信号のパルス振幅）が増加すると発光量が増加し、駆動電流が減少すると発光量が減少する。そのため、パルス信号のパルス振幅を変更すること（ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation））によりＬＥＤの発光量を制御してもよい。上記ＰＷＭとＰＡＭの両方を組み合わせてもよい。即ち、パルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整することにより発光部の発光量を制御することができる。
【００１５】
光センサ部２５０は、入力された光（具体的には、発光部が発する光）の光量を検出する。本実施例では、光センサ部２５０は、入力された光の光量を赤色成分、青色成分、緑色成分に分けて検出する。例えば、光センサ部２５０は、カラーセンサとＡ／Ｄコンバータから構成される。カラーセンサは、発光部が発する光の赤色成分、青色成分、緑色成分の光量をそれぞれ検出する。カラーセンサは、各色の検出値（検出信号）をそれぞれＡ／Ｄコンバータに出力する。Ａ／Ｄコンバータは、カラーセンサが出力する赤色、青色、緑色の検出値をデジタル値（デジタル信号）に変換する。Ａ／Ｄコンバータは、デジタル値に変換した赤色、青色、緑色の検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００１６】
図２に、発光部２１０、発光部２２０、発光部２３０、発光部２４０、光センサ部２５０の配置の一例を示す。なお、図２では、配置をわかりやすくするために、表示部１３０（表示面）もあわせて図示している。図２において、左上に発光部２１０、左下に発光部２２０、右上に発光部２３０、右下に発光部２４０が位置する。発光部２１０は、赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３から構成される。発光部２２０は、赤色ＬＥＤ２２１、青色ＬＥＤ２２２、緑色ＬＥＤ２２３から構成される。発光部２３０は
、赤色ＬＥＤ２３１、青色ＬＥＤ２３２、緑色ＬＥＤ２３３から構成される。発光部２４０は、赤色ＬＥＤ２４１、青色ＬＥＤ２４２、緑色ＬＥＤ２４３から構成される。表示面の中央に光センサ部２５０が位置する。
【００１７】
発光量制御部２６０は、各発光部を制御する。具体的には、発光量制御部２６０は、光センサ部２５０が検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値に基づいて各発光部のＬＥＤに入力するパルス信号を制御する。図３に、発光量制御部２６０が発光部２１０の各ＬＥＤに入力するパルス信号のタイミングチャートを示す。図３において、表示部１３０が表示する映像信号のフレームレートは、例えば、６０Ｈｚである。発光量制御部２６０が赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３に入力するパルス信号の１周期の長さは、それぞれ、表示部１３０で表示される映像（表示部１３０に入力される映像信号）の１フレームの期間よりも短い。即ち、赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３には、それぞれ、表示部１３０で表示される映像の１フレームの期間中に複数周期のパルス信号が入力される。発光量制御部２６０による各発光部の制御の詳細は後述する。
【００１８】
次に、バックライトからの光の輝度及び色（発光部の発光量）を調整する際のバックライト装置の動作の一例について説明する。
図４は、発光量を調整する前の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図４において、発光量制御部２６０が発光部２１０のＬＥＤ２１１〜２１３、発光部２２０のＬＥＤ２２１〜２２３、発光部２３０のＬＥＤ２３１〜２３３、発光部２４０のＬＥＤ２４１〜２４３に入力するパルス信号のデューティ比及び周期は互いに等しい。以後、発光部の発光量を調整する前のパルス信号を基準信号と呼ぶ。
本実施例では、発光部毎に、その発光部の発光量を調整する。例えば、発光量制御部２６０は、調整する発光部を映像処理部１２０からの同期信号に同期して切り替える。但し、調整する発光部の切り替え方法はこれに限らない。同期信号とは無関係に調整する発光部が切り替えられてもよい（映像処理部１２０は発光量制御部２６０へ同期信号を出力しなくてもよい）。
【００１９】
最初に、発光量制御部２６０は、発光部２１０の発光量を調整する。図５に発光量制御部２６０が発光部２１０の発光量を調整する際のフローチャートを示す。
ステップ１１において、発光部２１０の発光量を検出するために、発光量制御部２６０は、バックライト装置２００が有する複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期を変更する。また、本実施例では、発光量制御部２６０は、発光部に入力するパルス信号の周期を、表示部１３０で表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更する。例えば、発光部２１０を構成する各ＬＥＤに入力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。
図６は、ステップ１１後の（発光量制御部２６０がパルス信号の周期を変更した際の）各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図６に示すように、発光量制御部２６０が発光部２１０の赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３に入力するパルス信号の周期は、それぞれ、図４の周期（基準信号の周期）の２倍に変わっている。パルス信号の周期を２倍に変更しても１フレーム期間にＬＥＤが点灯する時間は変わらないため、発光部２１０の発光量は変化しない。そのため、表示部１３０が表示する映像は、上記周期の変更による影響を受けない。
【００２０】
ステップ１１の処理により、発光部２１０のみが発光し（具体的には、発光部２１０を構成する全てのＬＥＤ２１１〜２１３が同時に発光し）、発光部２２０，２３０，２４０が発光していない期間（図６における期間ｔｓ１）が設定される。このように、１つの発光部のみが発光する期間を、検出期間と呼ぶ。
なお、本実施例では、発光部２２０，２３０，２４０の各ＬＥＤに入力するパルス信号
の周期を変更することにより、発光部２１０のみが発光する期間が設定されてもよい。
【００２１】
ステップ１２において、光センサ部２５０は、上記検出期間に発光している発光部２１０を検出対象発光部として、その発光量（具体的にはＬＥＤ２１１〜２１３のそれぞれの発光量）を検出する。光センサ部２５０は、期間ｔｓ１に検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を発光量制御部２６０に出力する。発光量制御部２６０は、光センサ部２５０から赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を取得する。
【００２２】
ステップ１３において、発光量制御部２６０は、ステップ１２で検出した発光部２１０の発光量と以前の検出値（所定の値；初期値）、すなわち、発光部２１０からの光の輝度及び色が変動する前に光センサ部２５０で検出された値とを比較する。具体的には、色毎に、ステップ１２で取得した検出値と、初期値とを比較する。初期値は、例えば、工場の製造工程において光センサ部２５０により検出した検出値である。ステップ１２で検出した発光部２１０の発光量が所定の値からずれている場合、即ちＬＥＤ２１１〜２１３の中に、ステップ１２で取得した検出値が初期値からずれているＬＥＤが存在する場合には、ステップ１４に進む。ステップ１２で検出した発光部２１０の発光量が所定の値からずれていない場合には、発光部２１０の発光量は変動していないため、発光量制御部２６０は発光部２１０の発光量の変更を行わない。
【００２３】
ステップ１４では、発光量制御部２６０が、発光部２１０の発光量が初期値となるように、発光部２１０に入力するパルス信号のデューティ比を調整する。具体的には、ステップ１２で取得した検出値が初期値からずれているＬＥＤの発光量が初期値となるように、該ＬＥＤに入力するパルス信号のデューティ比を調整する。より具体的には、色毎に、検出値の変化量（ステップ１２で取得した検出値と初期値の差）に応じて、変化量が０となるように、その色のＬＥＤ（発光部２１０のＬＥＤ）に入力するパルス信号のデューティ比を変更する。なお、デューティ比ではなくパルス振幅が調整されてもよいし、デューティ比とパルス振幅の両方が調整されてもよい。
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図７に示す。図７において、青色検出値が初期値よりも小さいことから、青色ＬＥＤ２１２の発光量が低下しているのが分かる。そのため、発光量制御部２６０は、青色ＬＥＤ２１２の発光量が初期値に近づくように、発光部２１０の青色ＬＥＤ２１２に入力するパルス信号のデューティ比を増やす制御を行う。図９は、発光量制御部２６０がパルス信号のデューティ比を変更した際（ＬＥＤの発光量を調整した際）の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図９において、青色ＬＥＤ２１２のパルス信号の１周期内におけるＨｉｇｈの時間がΔＢ１だけ増やされ、Ｌｏｗの時間がΔＢ１だけ減らされている（デューティ比が増やされている）。それにより、青色ＬＥＤ２１２の点灯期間は長くなるため、青色ＬＥＤ２１２の発光量が増加する。
発光量制御部２６０は、以上説明した図３のフローチャートに示す動作を繰り返し行う。
以上により、発光部２１０の発光量が調整される。
【００２４】
次に、発光量制御部２６０は、発光部２２０を検出対象発光部として、発光部２２０の発光量を調整する。発光部２２０の発光量の調整方法は、発光部２１０の発光量の調整方法と同様である。
発光部２２０の発光量を検出するために、発光量制御部２６０は、発光部２２０を構成する各ＬＥＤに入力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。それにより、検出期間（発光部２２０のみが発光し（具体的には、発光部２２０を構成する全てのＬＥＤ２２１〜２２３が同時に発光し）、発光部２１０，２３０，２４０が発光していない期間）が設定される。
光センサ部２５０は、上記検出期間に発光している発光部２２０を検出対象発光部とし
て、その発光量（具体的にはＬＥＤ２２１〜２２３のそれぞれの発光量）を検出する。光センサ部２５０は、検出した赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を発光量制御部２６０に出力する。発光量制御部２６０は、光センサ部２５０から赤色検出値、青色検出値、緑色検出値を取得する。
【００２５】
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図８に示す。図８において、緑色検出値が初期値よりも大きいことから、緑色ＬＥＤ２２３の発光量が増加しているのが分かる。そのため、発光量制御部２６０は、緑色ＬＥＤ２２３の発光量が初期値に近づくように、発光部２２０の緑色ＬＥＤ２２３に入力するパルス信号のデューティ比を減らす制御を行う。図９において、緑色ＬＥＤ２２３のパルス信号の１周期内におけるＨｉｇｈの時間がΔＧ２だけ減らされ、Ｌｏｗの時間がΔＧ２だけ増やされている（デューティ比が減らされている）。それにより、緑色ＬＥＤ２２３の点灯期間は短くなるため、緑色ＬＥＤ２２３の発光量が減少する。
発光量制御部２６０は以上説明した動作を繰り返し行う。
以上により、発光部２２０の発光量が調整される。
【００２６】
発光部２３０及び発光部２４０についても、発光部２１０、発光部２２０と同様に発光量が調整される。
発光量制御部２６０は、以上のような各発光部の発光量の調整動作を定期的に行い、各発光部の発光量の変化を抑える。したがって、バックライト装置２００が表示部１３０を照射する白色の光の輝度及び色の変動が低減される。
【００２７】
以上説明したように本実施例によれば、バックライト装置２００が有する複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間が発光部毎に設定される。そして、検出期間での光量の検出結果に基づいて、検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比やパルス振幅、ひいては検出対象発光部の発光量が調整される。それにより、発光部を構成するＬＥＤの経時劣化などによる発光部の発光量の変動を抑制することができ、バックライトからの光の輝度や色の変動を低減することができる。そして、本実施例では、表示部１３０に黒色（黒画面）を表示する必要がないため、ディスプレイの発光効率の低下を抑制することができる。
また、本実施例では、検出期間を設定する際に、発光部に入力するパルス信号の周期が、液晶パネルで表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更される。そのため、ディスプレイの発光効率の低下をなくすことができる。
【００２８】
なお、本実施例では、光センサ部２５０にて各発光部の発光量を検出する際に、発光量制御部２６０が発光部に入力するパルス信号の周期を変更することにより、検出期間が設定されていた。しかし、検出期間の設定方法は、これに限るものではない。例えば、パルス信号の位相を変えることにより検出期間が設定されてもよい。発光部に入力するパルス信号の位相が、液晶パネルで表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更されることが好ましい。
図１０は、発光量制御部２６０がパルス信号の位相を変更した際の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。
図１０において、発光量制御部２６０が発光部２１０の赤色ＬＥＤ２１１、青色ＬＥＤ２１２、緑色ＬＥＤ２１３に入力するパルス信号の位相は基準信号の位相からシフトされている。それにより、発光部２１０のみが発光する期間（図１０における期間ｔｓ３）、即ち検出期間が設定される。パルス信号の位相をシフト（変更）しても１フレーム期間にＬＥＤが点灯する時間は変わらないため、発光部２１０の発光量は変化しない。そのため、表示部１３０に表示する映像は、上記位相の変更による影響を受けない。この場合、光センサ部２５０は、図１０における期間ｔｓ３に光量を検出する。
【００２９】
また、パルス信号のデューティ比を変えることにより検出期間が設定されてもよい。発光部に入力するパルス信号のデューティ比が、液晶パネルで表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更されることが好ましい。この方法は、図１１に示す発光部２２０の青色ＬＥＤ２２２のように、全期間において点灯しているＬＥＤが存在する場合（全期間でパルス信号がＨｉｇｈの場合）に有効である。
図１２は、発光量制御部２６０がパルス信号のディーティ比を変更した際の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。
図１２において、発光量制御部２６０が発光部２１０の各ＬＥＤに出力するパルス信号は、図１１の状態に比べ、駆動電流（パルス振幅）が減らされ、ディーティ比が増やされている。振幅を減らして発光量が低下した分、ディーティ比を増やして発光量が増加するように、振幅とデューティ比が変更されているので、発光部２１０の発光量は図１１に示す状態と同じである。また、図１２において、発光量制御部２６０が発光部２２０の青色ＬＥＤ２２２に出力するパルス信号は、図１１の状態に比べ、振幅が増やされ、ディーティ比が減らされている。振幅を増やして発光量が増加した分、ディーティ比を減らして発光量が低下するように、振幅とデューティ比が変更されているので、青色ＬＥＤ２２２の発光量は図１１に示す状態と同じである。そのため、表示部１３０に表示する映像は、上記振幅及びデューティ比の変更による影響を受けない。
上述したようにパルス信号のデューティ比を変更することにより、発光部２１０のみが発光する期間（図１２における期間ｔｓ４）、即ち検出期間が設けられる。この場合、光センサ部２５０は、図１２における期間ｔｓ４に光量を検出する。
【００３０】
また、本実施例では、各発光部が赤色、青色、緑色のＬＥＤから構成されているものとした。しかし、各発光部の構成はこれに限らない。例えば、各発光部は、４色以上のＬＥＤから構成されていてもよいし、白色ＬＥＤ（入力されたパルス信号により白色の光を発するＬＥＤ）のみから構成されていてもよい。各発光部が白色ＬＥＤのみから構成されている場合には、光センサとしてフォトダイオードを用いることができる。
【００３１】
＜実施例２＞
実施例１では、光センサ部が、赤色、青色、緑色の３色の光量を同時に検出し、各色の検出値を出力するものであった。本実施例では、光センサ部が１つの検出値のみを出力する場合について説明する。以下、実施例１と異なる点を中心に説明する。
本実施例に係るバックライト装置を有する液晶ディスプレイの構成を実施例１と同様に図１を用いて説明する。なお、実施例１と同様の機能については説明を省略する。
【００３２】
本実施例では、光センサ部２５０は、発光部が発する光の光量を各色の光量に分けずに検出する。光センサ部２５０は、例えば、フォトダイオードとＡ／Ｄコンバータから構成される。フォトダイオードは、各発光部の赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤが発する光の光量を検出する。フォトダイオードは、カラーセンサとは異なり、赤色成分、青色成分、緑色成分の光を区別して検出することはできない。フォトダイオードは、検出値をＡ／Ｄコンバータに出力する。Ａ／Ｄコンバータは、フォトダイオードが出力する検出値をデジタル値に変換する。Ａ／Ｄコンバータは、デジタル値に変換した検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００３３】
次に、バックライトからの光の輝度及び色（発光部の発光量）を調整する際のバックライト装置の動作の一例について説明する。
本実施例では、検出対象発光部を構成する複数のＬＥＤが１つずつ発光するように検出期間を設定する。
以下、具体的に説明する。なお、発光量を調整する前の各ＬＥＤの動作状態は図４に示すとおりとする。
【００３４】
最初に、発光量制御部２６０は、発光部２１０の発光量を調整する。図１３に発光量制御部２６０が発光部２１０の発光量を調整する際のフローチャートを示す。
ステップ２１において、発光量制御部２６０は、赤色ＬＥＤ２１１に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。
図１４は、発光量制御部２６０が赤色ＬＥＤ２１１に出力するパルス信号の周期を変更した際の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図１４に示すように、発光量制御部２６０が発光部２１０の赤色ＬＥＤ２１１に出力するパルス信号の周期は、図４の周期の２倍に変わっている。それにより、赤色ＬＥＤ２１１のみが発光する検出期間（図１４における期間ｔｓ５）が設定される。
ステップ２２において、光センサ部２５０は、上記検出期間に赤色ＬＥＤ２１１の発光量を検出する。光センサ部２５０は、期間ｔｓ５に検出した検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００３５】
ステップ２３において、発光量制御部２６０は、青色ＬＥＤ２１２に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。この時、赤色ＬＥＤ２１１に出力するパルス信号の周期は元に戻される。
ステップ２４において、光センサ部２５０は、青色ＬＥＤ２１２のみが発光する期間（検出期間）に青色ＬＥＤ２１２の発光量を検出する。光センサ部２５０は、青色ＬＥＤ２１２のみが発光している検出期間に検出した検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００３６】
ステップ２５において、発光量制御部２６０は、緑色ＬＥＤ２１３に出力するパルス信号の周期を基準信号の周期の２倍に変更する。この時、青色ＬＥＤ２１２に出力するパルス信号の周期は元に戻される。
ステップ２６において、光センサ部２５０は、緑色ＬＥＤ２１３のみが発光する期間（検出期間）に緑色ＬＥＤ２１３の発光量を検出する。光センサ部２５０は、緑色ＬＥＤ２１３のみが発光している検出期間に検出した検出値を発光量制御部２６０に出力する。
【００３７】
ステップ２７において、発光量制御部２６０は、色毎に、取得した検出値（ステップ２２、ステップ２４、または、ステップ２６で検出された発光量）と、初期値とを比較する。ＬＥＤ２１１〜２１３の中に、取得した検出値が初期値からずれているＬＥＤが存在する場合には、ステップ２８に進む。存在しない場合には、発光部２１０の発光量は変動していないため、発光量制御部２６０は発光部２１０の発光量の変更を行わない。
【００３８】
ステップ２８では、発光量制御部２６０が、色毎に、検出値の変化量に応じて、変化量が０となるように、その色のＬＥＤ（発光部２１０のＬＥＤ）に入力するパルス信号のデューティ比を調整する。
取得した各色の検出値と、各色の初期値の一例を図１５に示す。図１５において、青色ＬＥＤ２１２の検出値が初期値よりも小さいことから、青色ＬＥＤ２１２の発光量が低下しているのが分かる。そのため、発光量制御部２６０は、光センサ部２５０で検出された検出値が初期値に近づくように、発光部２１０の青色ＬＥＤ２１２に出力するパルス信号のデューティ比を増やす制御を行う。また、図１５において、緑色ＬＥＤ２１３の検出値が初期値よりも大きいことから、緑色ＬＥＤ２１３の発光量が増加しているのが分かる。そのため、発光量制御部２６０は、光センサ部２５０で検出された検出値が初期値に近づくように、発光部２２０の緑色ＬＥＤ２１３に出力するパルス信号のデューティ比を減らす制御を行う。
【００３９】
図１６は、発光量制御部２６０がパルス信号のデューティ比を変更した際（ＬＥＤの発光量を調整した際）の各ＬＥＤの動作状態を示すタイミングチャートである。図１６において、青色ＬＥＤ２１２のパルス信号の１周期内におけるＨｉｇｈの時間はΔＢ３だけ増
やされ、Ｌｏｗの時間はΔＢ３だけ減らされている。それにより、青色ＬＥＤ２１２の点灯期間は長くなるため、青色ＬＥＤ２１２の発光量が増加する。また、緑色ＬＥＤ２１３のパルス信号の１周期内におけるＨｉｇｈの時間はΔＧ４だけ減らされ、Ｌｏｗの時間はΔＧ４だけ増やされている。それにより、緑色ＬＥＤ２１３の点灯時間は短くなるため、緑色ＬＥＤ２１３の発光量が減少する。
発光量制御部２６０は、以上説明した図１３のフローチャートに示す動作を繰り返し行う。
以上により、発光部２１０の発光量が調整される。
【００４０】
発光部２２０、発光部２３０、及び、発光部２４０についても、発光部２１０と同様に発光量が調整される。
発光量制御部２６０は、以上のような各発光部の発光量の調整動作を定期的に行い、光センサ部２５０が検出する各発光部の発光量の変化を抑える。したがって、バックライト装置２００が表示部１３０を照射する白色の光の輝度及び色の変動が低減される。
【００４１】
以上説明したように本実施例によれば、光センサ部２５０が各色の検出値を区別することができない場合でも、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、光センサ部２５０が各色の検出値を区別する必要がないため、より安価な構成で実施例１と同様の効果を得ることができる。具体的には、光センサ部２５０を、カラーセンサではなくフォトダイオードを用いた構成とすることができるため、カラーセンサを用いた構成よりも安価な構成で実施例１と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４２】
２００ バックライト装置
２１０，２２０，２３０，２４０ 発光部
２５０ 光センサ部
２６０ 発光量制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部と、
前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定手段と、
前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整手段と、
を有することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を、前記液晶パネルで表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記発光部は、互いに異なる色の光を発する複数のＬＥＤで構成されており、
前記検出手段は、入力された光の光量を前記複数のＬＥＤの色毎に分けて検出するものであり、
前記検出期間では、前記検出対象発光部を構成する全てのＬＥＤが同時に発光する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記発光部は、互いに異なる色の光を発する複数のＬＥＤで構成されており、
前記検出期間では、前記検出対象発光部を構成する複数のＬＥＤが１つずつ発光する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記発光部は入力されたパルス信号により白色の光を発する白色ＬＥＤで構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記検出手段は、カラーセンサである
ことを特徴とする請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記検出手段は、フォトダイオードである
ことを特徴とする請求項４または５に記載のバックライト装置。
【請求項８】
入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部を有するバックライト装置の制御方法であって、
前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定ステップと、
前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整ステップと、
を有することを特徴とするバックライト装置の制御方法。
【請求項１】
入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部と、
前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定手段と、
前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整手段と、
を有することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を、前記液晶パネルで表示される映像の１フレーム期間あたりの該発光部の発光量が維持されるように変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記発光部は、互いに異なる色の光を発する複数のＬＥＤで構成されており、
前記検出手段は、入力された光の光量を前記複数のＬＥＤの色毎に分けて検出するものであり、
前記検出期間では、前記検出対象発光部を構成する全てのＬＥＤが同時に発光する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記発光部は、互いに異なる色の光を発する複数のＬＥＤで構成されており、
前記検出期間では、前記検出対象発光部を構成する複数のＬＥＤが１つずつ発光する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記発光部は入力されたパルス信号により白色の光を発する白色ＬＥＤで構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記検出手段は、カラーセンサである
ことを特徴とする請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記検出手段は、フォトダイオードである
ことを特徴とする請求項４または５に記載のバックライト装置。
【請求項８】
入力されたパルス信号により駆動され、液晶パネルのバックライトとして機能する複数の発光部を有するバックライト装置の制御方法であって、
前記複数の発光部のうち少なくとも一部の発光部に入力するパルス信号の周期、位相、または、デューティ比を変更することにより、１つの発光部のみが発光する期間である検出期間を発光部毎に設定する設定ステップと、
前記検出期間に発光している発光部である検出対象発光部の発光量を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された発光量が所定の値からずれている場合に、前記検出対象発光部の発光量が前記所定の値になるように、前記検出対象発光部に入力するパルス信号のデューティ比とパルス振幅の少なくとも一方を調整する調整ステップと、
を有することを特徴とするバックライト装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１４２２２４（Ｐ２０１２−１４２２２４Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９８（Ｐ２０１１−５９８）
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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