バックライト装置及び液晶表示装置
【課題】導光板両端面にＬＥＤ光源を配置したエッジライト型バックライト装置において、ＬＥＤ光源の出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有する導光板と、前記第１の側面に沿って配置される第１のＬＥＤ光源と、前記第２の側面に沿って配置される第２のＬＥＤ光源と、前記第１のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記導光板を介して前記第１のＬＥＤ光源の光量を検出する第１のセンサと、前記第２のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記導光板を介して前記第２のＬＥＤ光源に光量を検出する第２のセンサと、前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を制御する制御回路と、を備える。
【解決手段】第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有する導光板と、前記第１の側面に沿って配置される第１のＬＥＤ光源と、前記第２の側面に沿って配置される第２のＬＥＤ光源と、前記第１のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記導光板を介して前記第１のＬＥＤ光源の光量を検出する第１のセンサと、前記第２のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記導光板を介して前記第２のＬＥＤ光源に光量を検出する第２のセンサと、前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を制御する制御回路と、を備える。
【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液晶表示装置に関し、特に、導光板を用いたバックライト装置及び液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルなどの光変調素子をその背後から照光するバックライト装置として、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたバックライト装置（ＬＥＤバックライト装置）が注目されている。ＬＥＤバックライト装置の光源には、例えばＢ（青）のような短波長ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る構成のものがある。
【０００３】
また、ＬＥＤバックライト装置の構造には、液晶表示パネルの裏側に複数のＬＥＤをマトリクス状に配置して液晶表示パネルを一様に照光する直下型と呼ばれる構造や、光を一様に拡散する性質を有する導光板を用い、導光板の側面に複数のＬＥＤを配置し液晶表示パネルを一様に照光するエッジライト型と呼ばれる構造が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
導光板はＬＥＤ光源から発光される光を導光板の端面から入射させ、導光板の面方向へ出射させて用いられている。この導光板には光の透過率が高いアクリル系樹脂からなる板が使用されている場合が多い。
【０００５】
導光板を用いたバックライト装置では、面上の輝度を均一に保つとともにＬＥＤ光源自身の劣化も考慮して、ＬＥＤ光源からの光量を調整する必要がある。そのために、光センサ等により導光板での光量を検出することが考えられる。光センサを用いたバックライト装置は、特許文献１、２に開示されている。
【０００６】
特許文献１では、導光板の一方の側面に配置されたＬＥＤ光源と、導光板の他方の側面に配置された光センサと、を備える構造と、導光板の一方の側面に配置されたＬＥＤ光源と光センサとを備える構造と、導光板の側面に沿って配置されたＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源と一対一になるように近接配置された光センサと、を備える構造が開示されている。
【０００７】
特許文献２では、導光板の側面に沿って配置されたＬＥＤ光源と、導光板に対向配置された光センサと光センサが配置される箇所に開孔を有する遮光板と、を備える構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０９１５２６号公報
【特許文献２】特開２００８−３１１０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１，２とも、ローカルディミングへの適用に関する検討が十分になされていなかった。ローカルディミングとは、ＬＥＤバックライト装置を用いた液晶表示装置に使用される技術で、表示面上を仮想的に複数の表示エリアに分割し、各エリアの画像明暗情報より、そのエリアに該当するＬＥＤ光源を輝度制御するものである。
【００１０】
エッジライト型のバックライト装置を用いてローカルディミングを行う場合、通常導光板の両方の側面にＬＥＤ光源を配置し、各エリア別に光センサを設置することとなる。その場合、特許文献１，２の構成に従えば、光センサをＬＥＤ光源の近傍に配置して、光センサの検出値に基づいて、近傍のＬＥＤを制御することが考えられる。しかしこの様な構成の場合、本来出力補正すべきＬＥＤ光源とは逆側に配置されたＬＥＤ光源からの光の影響により、正確な出力補正ができないという問題がある。
【００１１】
白色ＬＥＤの光は、上記のように短波長ＬＥＤからの青色光と青色光で発光する蛍光体からの黄色光との合成光で白色が構成される。このような蛍光体を備えた白色ＬＥＤ光源を使用した場合、上記逆側のＬＥＤ光源からの光としては、導光板の逆側面に配置されたＬＥＤ光源から導光板内を伝搬してセンサに直接入光するものと、導光板内を通過して端面より出光した光が逆のＬＥＤ上の蛍光体に当たって発光する光によるものの２種類がある。このように、特許文献１，２の構成に基づきローカルディミングを行う際には、２種類の光の影響により正確な補正ができないという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、導光板両端面にＬＥＤ光源を配置したエッジライト型バックライト装置において、ＬＥＤ光源の出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るバックライト装置及び液晶表示装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
第１のバックライト装置（請求項１に対応）は、第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有する導光板と、前記第１の側面に沿って配置される第１のＬＥＤ光源と、前記第２の側面に沿って配置される第２のＬＥＤ光源と、前記第１のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記第１のＬＥＤ光源の光量を検出する第１のセンサと、前記第２のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記第２のＬＥＤ光源に光量を検出する第２のセンサと、前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を制御する制御回路と、を備えるバックライト装置において、前記制御回路は、前記第１のセンサ出力における前記第２のＬＥＤ光源による影響を除去した値に基づいて前記第１のＬＥＤ光源を駆動する第１の指令値を出力し、且つ、前記第２のセンサ出力における前記第１のＬＥＤ光源による影響を除去した値に基づいて前記第２のＬＥＤ光源を駆動する第２の指令値を出力することを特徴とする。
第２のバックライト装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、前記制御回路は、前記第１及び第２のセンサの出力に基づき前記第１及び第２のＬＥＤ光源の発光強度を制御する演算部（マイクロプロセッサ）と、前記演算部の出力に応じて前記第１のＬＥＤ光源を駆動する第１のＬＥＤ駆動部と、前記演算部の出力に応じて前記第２のＬＥＤ光源を駆動する第２のＬＥＤ駆動部と、を備えることを特徴とする。
第３のバックライト装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、前記制御回路は、前記第１及び第２のＬＥＤ光源を同時に点灯及び消灯させ、前記第１の指令値は、前記第１のセンサ出力値から前記第２のセンサ出力値の所定割合を補正した値に基づいて構成されており、前記第２の指令値は、前記第２のセンサ出力値から前記第１のセンサ出力値の所定割合を補正した値に基づいて構成されていることを特徴とする。
第４のバックライト装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、前記制御回路は、前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源とを交互に点灯及び消灯させ、前記第１のＬＥＤ点灯時における前記第１のセンサの出力に基づいて前記第１のＬＥＤ光源を駆動し、前記第２のＬＥＤ点灯時における前記第２のセンサの出力に基づいて前記第２のＬＥＤ光源を駆動することを特徴とする。
第１の液晶表示装置（請求項５に対応）は、映像信号に基づき映像を表示する液晶表示パネルと、第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有し、前記液晶表示パネルと対向して配置される導光板と、前記第１の側面に沿って配置され、複数のエリアに分割配置される第１のＬＥＤ光源と、前記第２の側面に沿って配置され、複数のエリアに分割配置される第２のＬＥＤ光源と、前記複数のエリア毎に、第１のＬＥＤ光源と第２のＬＥＤ光源の光量を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記エリアに相当する映像エリアの明暗度に合わせて、前記ＬＥＤ光源の明暗を制御するように構成されている液晶表示装置において、前記第１のＬＥＤ光源の近傍に、前記複数のエリア毎に配置され、前記第１のＬＥＤ光源の光量を前記複数のエリア毎に検出する第１のセンサと、前記第２のＬＥＤ光源の近傍に、前記複数のエリア毎に配置され、前記第２のＬＥＤ光源に光量を前記複数のエリア毎に検出する第２のセンサと、を備え、前記制御回路は、前記映像信号と前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を前記複数のエリア毎に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、導光板両端面にＬＥＤ光源を配置したエッジライト型バックライト装置において、ＬＥＤ光源の出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置を備えた液晶表示装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置で用いる光センサの配置を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置で用いる反射層を示す図である。
【図５】電源投入時の第１実施形態に係るバックライト装置の調整動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るバックライト装置の構成図である。
【図７】電源投入時の第２実施形態に係るバックライト装置の調整動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の変形例に係るバックライト装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置を備えた液晶表示装置の構成図である。また、図２は、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の構成図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置で用いる光センサの配置を示す図である。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１とバックライト装置１２とを備えている。また、液晶表示装置１０は、液晶駆動部１３を備えている。
【００１８】
液晶表示パネル１１は、映像信号に基づき映像を表示するものであり、液晶駆動部１３からの制御信号により液晶配向を制御して光の透過率を変化させるように構成されるものである。液晶表示パネル１１は、透過型または半透過型の液晶表示パネルなら任意のものでよく、ＴＮ（ツイストネマティック）液晶、ＳＴＮ（スーパツイストネマティック）液晶、ＴＦＴ（シンフィルムトランジスタ）液晶などを用いたものである。液晶表示パネル１１自体の構造はよく知られているため詳細は図示しないが、一例として、バックライト装置１２の導光板１４に近い側から、偏光フィルタ、ガラスまたはプラスチックの基板、透明電極、配向膜、液晶材料、配向膜、透明電極、カラーフィルタ、ガラス基板、偏光板の順に配設され、配向膜間に液晶材料を封入して全体一体形成している。
【００１９】
バックライト装置１２は、図２に示すように、第１の側面（端面１５）と第１の側面（端面１５）に対向する第２の側面（端面１６）とを有する導光板１４と、第１の側面に沿って配置される第１のＬＥＤ光源（複数のＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）と、第２の側面に沿って配置される第２のＬＥＤ光源（複数のＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）と、第１のＬＥＤ光源の近傍に配置され、導光板１４を介して第１のＬＥＤ光源の光量を検出する第１のセンサ（光センサ１８−１，１８−２，１８−３）と、第２のＬＥＤ光源の近傍に配置され、導光板１４を介して第２のＬＥＤ光源に光量を検出する第２のセンサ（光センサ１８−４，１８−５，１８−６）と、第１のセンサの出力と第２のセンサの出力とに基づき第１のＬＥＤ光源と第２のＬＥＤ光源との光量を制御する制御回路（ＬＥＤ制御部１９）と、を備えている。導光板１４は、複数の導光エリア２０−１，・・・２０−６を有し、第１及び第２のＬＥＤ光源１７−１，・・・１７−６は、複数の導光エリア毎に配置される。導光板１４は、端面１５，１６から入射された光を光路変換して主面側から面状に出射する。なお、図２では、光センサ１８−１からＬＥＤ制御部１９への信号線は図示しているが、光センサ１８−２，・・・１８−６からＬＥＤ制御部１９への信号線は省略している。
【００２０】
バックライト装置１２の複数のＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６のそれぞれは、少なくとも１つのＬＥＤ光源からなり、複数の光センサ１８−１，・・・１８−６は、個々のＬＥＤ群光源の近傍に少なくとも１つ設置されている。ＬＥＤ制御部１９によって、光センサ１８−１，・・・１８−６によって検出された光量に基づいて、ＬＥＤ群光源毎に発光強度を制御し、ＬＥＤ群光源毎に照らす導光エリア２０−１，・・・２０−６の輝度を調整する。
【００２１】
バックライト装置１２は、液晶表示パネル１１に遠い側から順に、側面から入射したＬＥＤ群光源の光を液晶表示パネル１１の裏面全体へ面状に導く導光板１４と、導光板１４の面上に設けられた光拡散板と、拡散光を透過するカラーフィルタとを有し、これらを一体形成している。カラーフィルタはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）やＰＣ（ポリカーボネート）で形成される。光拡散板は透明な樹脂板の表面を粗面化したもので、光損失が少なく、光拡散率が高いものを選ぶ。導光板１４は、光透明度が比較的高いＰＣまたはアクリル樹脂などが用いられる。導光板１４の裏には、図示しない筐体側に設けられた光を反射する機構がある。ただし、筐体側に反射機構がない場合、導光板１４の裏に反射板２１（図３参照）を貼付する。
【００２２】
導光板１４は、１つの液晶表示パネルに対し１つの例えばアクリル板で形成され、導光板１４の端面（入光面）１５，１６に配置したＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６から入光する白色光が導光板１４の内部を直進し、導光板１４の一方の表面を照光するように構成される。このように構成される導光板１４は、特にエッジライト型導光板と呼ばれる。
【００２３】
ＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６のそれぞれは、白色光を出力する複数のＬＥＤ（ｎ個のＬＥＤ、ｎは任意の自然数）を備え、導光板１４の左端面１５及び右端面１６に沿って配置される。これらのＬＥＤはそれぞれ白色光を発するが、内部には、白色ＬＥＤや、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のＬＥＤの光を混色して白色光を得る構成のものや、Ｂ（青）のような短波長ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る構成のものが設けられている。
【００２４】
光センサ１８−１，・・・１８−６は、図３の部分断面図に示すように、導光板１４の一方の面に設けられた反射板２１に開けた孔２２からの光量を検出する。符号Ａで示す矢印は、有効発光エリアを示す。検出信号はＬＥＤ制御部１９へ送られる。なお、光センサ１８−１，・・・１８−６は、フォトダイオードやＳｅなどの光伝導物質を用いても良いが、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）のＰＮ接合部やａ−Ｓｉあるいはｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）そのものの光伝導効果を用いることにより、液晶表示パネルを駆動する回路と同一のプロセスを用いることができるのでより好ましい。なお、図４に示すように、導光板１４に、反射板２１に開けた孔２２の反対側の面の一部に反射層２３を設るようにしてもよい。この反射層２３により、ＬＥＤ群光源１７−６（１７−１，・・・１７−５）から入射された光の一部が反射され、孔２２から光センサ１８−６（１８−１，・・・１８−５）に入るようになるため、ＬＥＤ群光源１７−６（１７−１，・・・１７−５）からの光が弱いときでも光センサ１８−６（１８−１，・・・１８−５）の検出信号を得ることができる。なお、光センサ１８−１，・・・１８−６は、複数のＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６に隣接配置され、光量を直接検出できるように構成されても良い。
【００２５】
制御回路（ＬＥＤ制御部）１９は、第１及び第２のセンサ（光センサ１８−１，・・・１８−６）の出力に基づき第１及び第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６）の発光強度を制御する演算部（マイクロプロセッサ）２５と、演算部２５の出力に応じて第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）を駆動する第１のＬＥＤ駆動部２８−１と、演算部２５の出力に応じて第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）を駆動する第２のＬＥＤ駆動部２８−２と、を備えている。
【００２６】
ＬＥＤ制御部１９は、第１及び第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６）を同時に点灯及び消灯させ、第１のセンサ（光センサ１８−１，１８−２，１８−３）の出力と第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）の指令値とに基づいて第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）を駆動し、第２のセンサ（光センサ１８−４，１８−５，１８−６）の出力と第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）の指令値とに基づいて第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）を駆動する。より詳細には、制御回路１９は、第１のセンサ（光センサ１８−１，１８−２，１８−３）の出力における第２のＬＥＤ群光源（１７−４，１７−５，１７−６）による影響を除去した値に基づいて第１のＬＥＤ光源（１７−１，１７−２，１７−３）を駆動する第１の指令値を出力する。また、制御回路１９は、第２のセンサ（光センサ１８−４，１８−５，１８−６）の出力における第１のＬＥＤ群光源（１７−１，１７−２，１７−３）による影響を除去した値に基づいて第２のＬＥＤ光源を駆動する第２の指令値を出力する。
【００２７】
ＬＥＤ制御部１９は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２４と、マイクロプロセッサ２５と、メモリ２６とユーザインタフェース（ＵＩ）２７と、ＬＥＤ駆動部２８−１，２８−２とを有する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、光センサ１８−１，・・・１８−６の計測結果である電圧信号を受け、これらをデジタル値（計測値）へ変換してマイクロプロセッサ２５へ出力する。
【００２８】
メモリ２６は、ＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６を駆動するときの目標とする発光強度Ｌ（Ｌ１〜Ｌ６）から、個々のＬＥＤの発光強度Ｌ／ｎから個々のＬＥＤの指令電流値Ｉを決定するときの係数ｋ（ｋ１〜ｋ６）を記憶する。この係数ｋにより発光強度をＬ／ｎにするためには、指令電流値ＩはＬ／（ｋ×ｎ）と決定することができる。また、メモリ２６は、光センサに対向するＬＥＤ群光源から入射される光量を求めるときのＬＥＤ光源を駆動するための指令電流値Ｉ１〜Ｉ６にそれぞれ掛ける係数ｃ１〜ｃ６を記憶する。さらに、メモリ２６には、ユーザインタフェイス２７を介して、ユーザの指定する光量設定情報が書き込まれる。ユーザインタフェース２７は、ユーザが自分の好みで画面の明るさを調整したいときに、操作に必要な環境を提供する。また、メモリ２６には、図５で示すフローチャートに従ったプログラムを含む制御プログラムを記憶している。
【００２９】
ＬＥＤ駆動部２８−１，２８−２は、マイクロプロセッサ２５からの信号に基づいてＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６を駆動する。
【００３０】
マイクロプロセッサ２５は、Ａ／Ｄコンバータ２４から計測値を入力し、係数ｋ１〜ｋ６を演算し、その演算された係数ｋ１〜ｋ６をメモリ２６に記憶させる。このとき、ＬＥＤ制御部１９は、導光板の一方の端面に配置するＬＥＤ光源からの発光強度（光量）を演算するときは、ＬＥＤ光源の近傍の光センサによって検出された光量から導光板のＬＥＤ光源に対向する他方の端面に配置されたＬＥＤ光源の指令値に予め実験等で求められた係数ｃ１〜ｃ６を掛けた値を減算して行う。これは、ＬＥＤ光源の近傍の光センサには、対向する他方の端面に配置されたＬＥＤ光源からの光も一部入射されるからである。そして、その光センサに入射される光量が対向する他方の端面に配置されたＬＥＤ光源を駆動するための指令電流値Ｉ１〜Ｉ６にそれぞれｃ１〜ｃ６を掛けた値になると仮定する。すなわち、ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６の各ＬＥＤ光源をそれぞれ指令電流値Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６で発光させたときの光センサ１８−１，１８−２，１８−３にＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６から入る光量は、それぞれｃ４×Ｉ４，ｃ５×Ｉ５，ｃ６×Ｉ６となる。また、ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３の各ＬＥＤ光源をそれぞれ指令電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３で発光させたときの光センサ１８−４，１８−５，１８−６にＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３から入る光量は、それぞれｃ１×Ｉ１，ｃ２×Ｉ２，ｃ３×Ｉ３となる。さらに、マイクロプロセッサ２５は、ＬＥＤ群光源をメモリ２６に記憶された係数ｋ１〜ｋ６を用いて、指令電流値を決定し、ＬＥＤ駆動部２８−１，２８−２を介して駆動する。
【００３１】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置１０の動作について説明する。
【００３２】
まず、電源投入時のバックライト装置の調整動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、ＬＥＤ群光源１７−１の調整について説明する。
ステップＳ１１：ＬＥＤ制御部１９は、左右のＬＥＤ群光源１７−１，１７−４の各ＬＥＤをそれぞれ指令値Ｉ１，Ｉ４で駆動する。
ステップＳ１２：左の光センサ１８−１は、光量ＬＬ１を検出し、ＬＥＤ制御部１９に送る。
ステップＳ１３：マイクロプロセッサ２５は、検出された光量ＬＬ１から右のＬＥＤ群光源１７−４が発する光による光の量ｃ４×Ｉ４を減じることにより、ＬＥＤ群光源１７−１の各ＬＥＤが発することによる光量（ＬＬ１−ｃ４×Ｉ４）を演算する。
ステップＳ１４：マイクロプロセッサ２５は、係数ｋ１を、ｋ１＝（ＬＬ１−ｃ４×Ｉ４）／（ｎ×Ｉ１）の式により演算する。
ステップＳ１５：得られた係数ｋ１の値をメモリ２６に記憶する。
ＬＥＤ群光源１７−２，・・・１７−６に対してもステップＳ１１〜Ｓ１５と同様なステップを行い係数ｋ２〜ｋ６を求め、メモリ２６に記憶させる。
その後のＬＥＤの発光は、ＬＥＤ群光源１７−１の発光強度の目標値をＬ１にしたいときには、Ｉ１＝Ｌ１／（ｎ×ｋ１）の指令値で制御すれば良いことになる。
そして、ＬＥＤ制御部１９は、導光エリア直上の液晶表示パネルの表示エリアに表示する画像の画像データに対応して導光エリア２０−１，・・・２０−６に対応するＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６の発光強度を調整して、導光エリア毎に輝度を調整する。
【００３３】
次に、電源投入後の調整が終わった後の動作に入る。すなわち、液晶駆動部１３は、図示しない映像処理部が出力するＲ，Ｇ，Ｂの映像信号を受信し、映像信号の明暗度（ＲＧＢ値又はグレー値）に応じて液晶配向を制御することで、液晶表示装置１０の表示を制御している。また、液晶駆動部１３は、スキャニングしている表示領域に応じた同期信号をＬＥＤ制御部１９に出力する。ＬＥＤ制御部１９は、映像信号と同期信号とに応じて導光板１４の複数の導光エリア２０−１，・・・２０−６に対応して左右側面に沿って配置されたＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６を同期制御し、ローカルディミング制御を行う。
【００３４】
以上のように、本実施形態によれば、導光板の劣化を補償するためのＬＥＤの出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２実施形態に係るバックライト装置を説明する。第２実施形態では、制御回路（ＬＥＤ制御部）３０は、第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）と第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）とを交互に点灯及び消灯させ、第１のセンサ（光センサ１８−１，１８−２，１８−３）の出力に基づいて第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）を駆動し、第２のセンサ（光センサ１８−４，１８−５，１８−６）の出力に基づいて第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）を駆動する。すなわち、第２実施形態では、係数ｋ１〜ｋ６を求める方法が第１実施形態と異なり、図６に示すように、導光板１４の一方の端面１５に配置されたＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３と、それらＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３にそれぞれ対向する他方の端面１６に配置されたＬＥＤ光源１７−４，１７−５，１７−６を交互にオンオフさせ、それぞれのＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６の近傍に配置された光センサ１８−１，・・・１８−６によって検出された光の強度に基づいて、係数ｋ（ｋ１〜ｋ６）を求める。そのために、オンオフのためのタイミング信号を発生させるタイミング信号発生部３１を設けている。その他は、図２で示した構成と同様であり、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。ここでは、第１の実施形態と異なる係数ｋ１〜ｋ６を求めるときの動作を説明する。
【００３６】
係数ｋ１〜ｋ６を求めるときの動作は、電源投入時に行われ、図７は、そのときの動作のフローチャートである。ここでは、ＬＥＤ群光源１７−１，１７−４の調整について説明する。
ステップＳ２１：ＬＥＤ制御部３０は、タイミング信号発生部３１からの信号により左のＬＥＤ群光源１７−１の各ＬＥＤを指令値Ｉ１で駆動する。このとき、右のＬＥＤ群光源１７−４はオフとなっている。
ステップＳ２２：左の光センサ１８−１は、光量ＬＬ１を検出し、ＬＥＤ制御部３０に送る。このとき、光量ＬＬ１は、すべてがＬＥＤ群光源１７−１から発せられた光によるものである。
ステップＳ２３：マイクロプロセッサ２５は、係数ｋ１を式ｋ１＝ＬＬ／（ｎ×Ｉ１）に基づいて演算する。
ステップＳ２４：マイクロプロセッサ２５は、得られた係数ｋ１をメモリ２６に記憶させる。
ステップＳ２５：ＬＥＤ制御部３０は、タイミング信号発生部３１からの信号により右のＬＥＤ群光源１７−４の各ＬＥＤを指令値Ｉ４で駆動する。このとき、左のＬＥＤ群光源１７−１はオフとなっている。
ステップＳ２６：右の光センサ１８−４は、光量ＬＬ４を検出し、ＬＥＤ制御部３０に送る。このとき、光量ＬＬ４は、すべてがＬＥＤ群光源１７−４から発せられた光によるものである。
ステップＳ２７：マイクロプロセッサ２５は、係数ｋ４を式ｋ４＝ＬＬ／（ｎ×Ｉ４）に基づいて演算する。
ステップＳ２８：マイクロプロセッサ２５は、得られた係数ｋ１をメモリ２６に記憶させる。
ＬＥＤ群光源１７−２，１７−３，１７−５，１７−６に対してもステップＳ２１〜Ｓ２８と同様なステップを行い係数ｋ２，ｋ３，ｋ５，ｋ６を求め、メモリ２６に記憶させる。
その後のＬＥＤの発光は、ＬＥＤ群光源１７−１の発光強度の目標値をＬ１にしたいときには、Ｉ１＝Ｌ１／（ｎ×ｋ１）の指令値で制御すれば良いことになる。
そして、ＬＥＤ制御部３０は、導光エリア直上の液晶表示パネルの表示エリアに表示する画像の画像データに対応して導光エリア２０−１，・・・２０−６に対応するＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６の発光強度を調整して、導光エリア毎に輝度を調整する。
【００３７】
電源投入後の調整が終わった後の動作は、第１実施形態と同様である。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、導光板の劣化を補償するためのＬＥＤの出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、導光板の側面に光源を設けていたが、図８のように、導光板１４の上下にＬＥＤ群光源１７−１０，・・・１７−１９を設けるようにしても良い。
【００４０】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係るバックライト装置及び液晶表示装置は、導光板等の劣化にも対応して光量を安定にすることができるバックライト装置及び液晶表示装置として利用される。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 液晶表示装置
１１ 液晶表示パネル
１２ バックライト装置
１３ 液晶駆動部
１４ 導光板
１５ 端面
１６ 端面
１７−１〜１７−６ ＬＥＤ群光源
１７−１０〜１７−１９ ＬＥＤ群光源
１８−１〜１８−６ 光センサ
１８−１０〜１８−１９ 光センサ
１９ ＬＥＤ制御部
２０−１〜２０−６ 導光エリア
２１ 反射板
２２ 孔
２３ 反射層
２４ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
２５ マイクロプロセッサ
２６ メモリ
２７ ユーザインタフェース（ＵＩ）
２８−１，２８−２ ＬＥＤ駆動部
２８−３，２８−４ ＬＥＤ駆動部
３０ ＬＥＤ制御部
３１ タイミング信号発生部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト装置及び液晶表示装置に関し、特に、導光板を用いたバックライト装置及び液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルなどの光変調素子をその背後から照光するバックライト装置として、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたバックライト装置（ＬＥＤバックライト装置）が注目されている。ＬＥＤバックライト装置の光源には、例えばＢ（青）のような短波長ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る構成のものがある。
【０００３】
また、ＬＥＤバックライト装置の構造には、液晶表示パネルの裏側に複数のＬＥＤをマトリクス状に配置して液晶表示パネルを一様に照光する直下型と呼ばれる構造や、光を一様に拡散する性質を有する導光板を用い、導光板の側面に複数のＬＥＤを配置し液晶表示パネルを一様に照光するエッジライト型と呼ばれる構造が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
導光板はＬＥＤ光源から発光される光を導光板の端面から入射させ、導光板の面方向へ出射させて用いられている。この導光板には光の透過率が高いアクリル系樹脂からなる板が使用されている場合が多い。
【０００５】
導光板を用いたバックライト装置では、面上の輝度を均一に保つとともにＬＥＤ光源自身の劣化も考慮して、ＬＥＤ光源からの光量を調整する必要がある。そのために、光センサ等により導光板での光量を検出することが考えられる。光センサを用いたバックライト装置は、特許文献１、２に開示されている。
【０００６】
特許文献１では、導光板の一方の側面に配置されたＬＥＤ光源と、導光板の他方の側面に配置された光センサと、を備える構造と、導光板の一方の側面に配置されたＬＥＤ光源と光センサとを備える構造と、導光板の側面に沿って配置されたＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源と一対一になるように近接配置された光センサと、を備える構造が開示されている。
【０００７】
特許文献２では、導光板の側面に沿って配置されたＬＥＤ光源と、導光板に対向配置された光センサと光センサが配置される箇所に開孔を有する遮光板と、を備える構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０９１５２６号公報
【特許文献２】特開２００８−３１１０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１，２とも、ローカルディミングへの適用に関する検討が十分になされていなかった。ローカルディミングとは、ＬＥＤバックライト装置を用いた液晶表示装置に使用される技術で、表示面上を仮想的に複数の表示エリアに分割し、各エリアの画像明暗情報より、そのエリアに該当するＬＥＤ光源を輝度制御するものである。
【００１０】
エッジライト型のバックライト装置を用いてローカルディミングを行う場合、通常導光板の両方の側面にＬＥＤ光源を配置し、各エリア別に光センサを設置することとなる。その場合、特許文献１，２の構成に従えば、光センサをＬＥＤ光源の近傍に配置して、光センサの検出値に基づいて、近傍のＬＥＤを制御することが考えられる。しかしこの様な構成の場合、本来出力補正すべきＬＥＤ光源とは逆側に配置されたＬＥＤ光源からの光の影響により、正確な出力補正ができないという問題がある。
【００１１】
白色ＬＥＤの光は、上記のように短波長ＬＥＤからの青色光と青色光で発光する蛍光体からの黄色光との合成光で白色が構成される。このような蛍光体を備えた白色ＬＥＤ光源を使用した場合、上記逆側のＬＥＤ光源からの光としては、導光板の逆側面に配置されたＬＥＤ光源から導光板内を伝搬してセンサに直接入光するものと、導光板内を通過して端面より出光した光が逆のＬＥＤ上の蛍光体に当たって発光する光によるものの２種類がある。このように、特許文献１，２の構成に基づきローカルディミングを行う際には、２種類の光の影響により正確な補正ができないという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、導光板両端面にＬＥＤ光源を配置したエッジライト型バックライト装置において、ＬＥＤ光源の出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るバックライト装置及び液晶表示装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
第１のバックライト装置（請求項１に対応）は、第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有する導光板と、前記第１の側面に沿って配置される第１のＬＥＤ光源と、前記第２の側面に沿って配置される第２のＬＥＤ光源と、前記第１のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記第１のＬＥＤ光源の光量を検出する第１のセンサと、前記第２のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記第２のＬＥＤ光源に光量を検出する第２のセンサと、前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を制御する制御回路と、を備えるバックライト装置において、前記制御回路は、前記第１のセンサ出力における前記第２のＬＥＤ光源による影響を除去した値に基づいて前記第１のＬＥＤ光源を駆動する第１の指令値を出力し、且つ、前記第２のセンサ出力における前記第１のＬＥＤ光源による影響を除去した値に基づいて前記第２のＬＥＤ光源を駆動する第２の指令値を出力することを特徴とする。
第２のバックライト装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、前記制御回路は、前記第１及び第２のセンサの出力に基づき前記第１及び第２のＬＥＤ光源の発光強度を制御する演算部（マイクロプロセッサ）と、前記演算部の出力に応じて前記第１のＬＥＤ光源を駆動する第１のＬＥＤ駆動部と、前記演算部の出力に応じて前記第２のＬＥＤ光源を駆動する第２のＬＥＤ駆動部と、を備えることを特徴とする。
第３のバックライト装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、前記制御回路は、前記第１及び第２のＬＥＤ光源を同時に点灯及び消灯させ、前記第１の指令値は、前記第１のセンサ出力値から前記第２のセンサ出力値の所定割合を補正した値に基づいて構成されており、前記第２の指令値は、前記第２のセンサ出力値から前記第１のセンサ出力値の所定割合を補正した値に基づいて構成されていることを特徴とする。
第４のバックライト装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、前記制御回路は、前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源とを交互に点灯及び消灯させ、前記第１のＬＥＤ点灯時における前記第１のセンサの出力に基づいて前記第１のＬＥＤ光源を駆動し、前記第２のＬＥＤ点灯時における前記第２のセンサの出力に基づいて前記第２のＬＥＤ光源を駆動することを特徴とする。
第１の液晶表示装置（請求項５に対応）は、映像信号に基づき映像を表示する液晶表示パネルと、第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有し、前記液晶表示パネルと対向して配置される導光板と、前記第１の側面に沿って配置され、複数のエリアに分割配置される第１のＬＥＤ光源と、前記第２の側面に沿って配置され、複数のエリアに分割配置される第２のＬＥＤ光源と、前記複数のエリア毎に、第１のＬＥＤ光源と第２のＬＥＤ光源の光量を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記エリアに相当する映像エリアの明暗度に合わせて、前記ＬＥＤ光源の明暗を制御するように構成されている液晶表示装置において、前記第１のＬＥＤ光源の近傍に、前記複数のエリア毎に配置され、前記第１のＬＥＤ光源の光量を前記複数のエリア毎に検出する第１のセンサと、前記第２のＬＥＤ光源の近傍に、前記複数のエリア毎に配置され、前記第２のＬＥＤ光源に光量を前記複数のエリア毎に検出する第２のセンサと、を備え、前記制御回路は、前記映像信号と前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を前記複数のエリア毎に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、導光板両端面にＬＥＤ光源を配置したエッジライト型バックライト装置において、ＬＥＤ光源の出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置を備えた液晶表示装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置で用いる光センサの配置を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るバックライト装置で用いる反射層を示す図である。
【図５】電源投入時の第１実施形態に係るバックライト装置の調整動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係るバックライト装置の構成図である。
【図７】電源投入時の第２実施形態に係るバックライト装置の調整動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の変形例に係るバックライト装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置を備えた液晶表示装置の構成図である。また、図２は、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置の構成図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るバックライト装置で用いる光センサの配置を示す図である。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１とバックライト装置１２とを備えている。また、液晶表示装置１０は、液晶駆動部１３を備えている。
【００１８】
液晶表示パネル１１は、映像信号に基づき映像を表示するものであり、液晶駆動部１３からの制御信号により液晶配向を制御して光の透過率を変化させるように構成されるものである。液晶表示パネル１１は、透過型または半透過型の液晶表示パネルなら任意のものでよく、ＴＮ（ツイストネマティック）液晶、ＳＴＮ（スーパツイストネマティック）液晶、ＴＦＴ（シンフィルムトランジスタ）液晶などを用いたものである。液晶表示パネル１１自体の構造はよく知られているため詳細は図示しないが、一例として、バックライト装置１２の導光板１４に近い側から、偏光フィルタ、ガラスまたはプラスチックの基板、透明電極、配向膜、液晶材料、配向膜、透明電極、カラーフィルタ、ガラス基板、偏光板の順に配設され、配向膜間に液晶材料を封入して全体一体形成している。
【００１９】
バックライト装置１２は、図２に示すように、第１の側面（端面１５）と第１の側面（端面１５）に対向する第２の側面（端面１６）とを有する導光板１４と、第１の側面に沿って配置される第１のＬＥＤ光源（複数のＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）と、第２の側面に沿って配置される第２のＬＥＤ光源（複数のＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）と、第１のＬＥＤ光源の近傍に配置され、導光板１４を介して第１のＬＥＤ光源の光量を検出する第１のセンサ（光センサ１８−１，１８−２，１８−３）と、第２のＬＥＤ光源の近傍に配置され、導光板１４を介して第２のＬＥＤ光源に光量を検出する第２のセンサ（光センサ１８−４，１８−５，１８−６）と、第１のセンサの出力と第２のセンサの出力とに基づき第１のＬＥＤ光源と第２のＬＥＤ光源との光量を制御する制御回路（ＬＥＤ制御部１９）と、を備えている。導光板１４は、複数の導光エリア２０−１，・・・２０−６を有し、第１及び第２のＬＥＤ光源１７−１，・・・１７−６は、複数の導光エリア毎に配置される。導光板１４は、端面１５，１６から入射された光を光路変換して主面側から面状に出射する。なお、図２では、光センサ１８−１からＬＥＤ制御部１９への信号線は図示しているが、光センサ１８−２，・・・１８−６からＬＥＤ制御部１９への信号線は省略している。
【００２０】
バックライト装置１２の複数のＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６のそれぞれは、少なくとも１つのＬＥＤ光源からなり、複数の光センサ１８−１，・・・１８−６は、個々のＬＥＤ群光源の近傍に少なくとも１つ設置されている。ＬＥＤ制御部１９によって、光センサ１８−１，・・・１８−６によって検出された光量に基づいて、ＬＥＤ群光源毎に発光強度を制御し、ＬＥＤ群光源毎に照らす導光エリア２０−１，・・・２０−６の輝度を調整する。
【００２１】
バックライト装置１２は、液晶表示パネル１１に遠い側から順に、側面から入射したＬＥＤ群光源の光を液晶表示パネル１１の裏面全体へ面状に導く導光板１４と、導光板１４の面上に設けられた光拡散板と、拡散光を透過するカラーフィルタとを有し、これらを一体形成している。カラーフィルタはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）やＰＣ（ポリカーボネート）で形成される。光拡散板は透明な樹脂板の表面を粗面化したもので、光損失が少なく、光拡散率が高いものを選ぶ。導光板１４は、光透明度が比較的高いＰＣまたはアクリル樹脂などが用いられる。導光板１４の裏には、図示しない筐体側に設けられた光を反射する機構がある。ただし、筐体側に反射機構がない場合、導光板１４の裏に反射板２１（図３参照）を貼付する。
【００２２】
導光板１４は、１つの液晶表示パネルに対し１つの例えばアクリル板で形成され、導光板１４の端面（入光面）１５，１６に配置したＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６から入光する白色光が導光板１４の内部を直進し、導光板１４の一方の表面を照光するように構成される。このように構成される導光板１４は、特にエッジライト型導光板と呼ばれる。
【００２３】
ＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６のそれぞれは、白色光を出力する複数のＬＥＤ（ｎ個のＬＥＤ、ｎは任意の自然数）を備え、導光板１４の左端面１５及び右端面１６に沿って配置される。これらのＬＥＤはそれぞれ白色光を発するが、内部には、白色ＬＥＤや、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のＬＥＤの光を混色して白色光を得る構成のものや、Ｂ（青）のような短波長ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る構成のものが設けられている。
【００２４】
光センサ１８−１，・・・１８−６は、図３の部分断面図に示すように、導光板１４の一方の面に設けられた反射板２１に開けた孔２２からの光量を検出する。符号Ａで示す矢印は、有効発光エリアを示す。検出信号はＬＥＤ制御部１９へ送られる。なお、光センサ１８−１，・・・１８−６は、フォトダイオードやＳｅなどの光伝導物質を用いても良いが、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）のＰＮ接合部やａ−Ｓｉあるいはｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）そのものの光伝導効果を用いることにより、液晶表示パネルを駆動する回路と同一のプロセスを用いることができるのでより好ましい。なお、図４に示すように、導光板１４に、反射板２１に開けた孔２２の反対側の面の一部に反射層２３を設るようにしてもよい。この反射層２３により、ＬＥＤ群光源１７−６（１７−１，・・・１７−５）から入射された光の一部が反射され、孔２２から光センサ１８−６（１８−１，・・・１８−５）に入るようになるため、ＬＥＤ群光源１７−６（１７−１，・・・１７−５）からの光が弱いときでも光センサ１８−６（１８−１，・・・１８−５）の検出信号を得ることができる。なお、光センサ１８−１，・・・１８−６は、複数のＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６に隣接配置され、光量を直接検出できるように構成されても良い。
【００２５】
制御回路（ＬＥＤ制御部）１９は、第１及び第２のセンサ（光センサ１８−１，・・・１８−６）の出力に基づき第１及び第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６）の発光強度を制御する演算部（マイクロプロセッサ）２５と、演算部２５の出力に応じて第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）を駆動する第１のＬＥＤ駆動部２８−１と、演算部２５の出力に応じて第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）を駆動する第２のＬＥＤ駆動部２８−２と、を備えている。
【００２６】
ＬＥＤ制御部１９は、第１及び第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６）を同時に点灯及び消灯させ、第１のセンサ（光センサ１８−１，１８−２，１８−３）の出力と第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）の指令値とに基づいて第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）を駆動し、第２のセンサ（光センサ１８−４，１８−５，１８−６）の出力と第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）の指令値とに基づいて第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）を駆動する。より詳細には、制御回路１９は、第１のセンサ（光センサ１８−１，１８−２，１８−３）の出力における第２のＬＥＤ群光源（１７−４，１７−５，１７−６）による影響を除去した値に基づいて第１のＬＥＤ光源（１７−１，１７−２，１７−３）を駆動する第１の指令値を出力する。また、制御回路１９は、第２のセンサ（光センサ１８−４，１８−５，１８−６）の出力における第１のＬＥＤ群光源（１７−１，１７−２，１７−３）による影響を除去した値に基づいて第２のＬＥＤ光源を駆動する第２の指令値を出力する。
【００２７】
ＬＥＤ制御部１９は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２４と、マイクロプロセッサ２５と、メモリ２６とユーザインタフェース（ＵＩ）２７と、ＬＥＤ駆動部２８−１，２８−２とを有する。Ａ／Ｄコンバータ２４は、光センサ１８−１，・・・１８−６の計測結果である電圧信号を受け、これらをデジタル値（計測値）へ変換してマイクロプロセッサ２５へ出力する。
【００２８】
メモリ２６は、ＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６を駆動するときの目標とする発光強度Ｌ（Ｌ１〜Ｌ６）から、個々のＬＥＤの発光強度Ｌ／ｎから個々のＬＥＤの指令電流値Ｉを決定するときの係数ｋ（ｋ１〜ｋ６）を記憶する。この係数ｋにより発光強度をＬ／ｎにするためには、指令電流値ＩはＬ／（ｋ×ｎ）と決定することができる。また、メモリ２６は、光センサに対向するＬＥＤ群光源から入射される光量を求めるときのＬＥＤ光源を駆動するための指令電流値Ｉ１〜Ｉ６にそれぞれ掛ける係数ｃ１〜ｃ６を記憶する。さらに、メモリ２６には、ユーザインタフェイス２７を介して、ユーザの指定する光量設定情報が書き込まれる。ユーザインタフェース２７は、ユーザが自分の好みで画面の明るさを調整したいときに、操作に必要な環境を提供する。また、メモリ２６には、図５で示すフローチャートに従ったプログラムを含む制御プログラムを記憶している。
【００２９】
ＬＥＤ駆動部２８−１，２８−２は、マイクロプロセッサ２５からの信号に基づいてＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６を駆動する。
【００３０】
マイクロプロセッサ２５は、Ａ／Ｄコンバータ２４から計測値を入力し、係数ｋ１〜ｋ６を演算し、その演算された係数ｋ１〜ｋ６をメモリ２６に記憶させる。このとき、ＬＥＤ制御部１９は、導光板の一方の端面に配置するＬＥＤ光源からの発光強度（光量）を演算するときは、ＬＥＤ光源の近傍の光センサによって検出された光量から導光板のＬＥＤ光源に対向する他方の端面に配置されたＬＥＤ光源の指令値に予め実験等で求められた係数ｃ１〜ｃ６を掛けた値を減算して行う。これは、ＬＥＤ光源の近傍の光センサには、対向する他方の端面に配置されたＬＥＤ光源からの光も一部入射されるからである。そして、その光センサに入射される光量が対向する他方の端面に配置されたＬＥＤ光源を駆動するための指令電流値Ｉ１〜Ｉ６にそれぞれｃ１〜ｃ６を掛けた値になると仮定する。すなわち、ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６の各ＬＥＤ光源をそれぞれ指令電流値Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６で発光させたときの光センサ１８−１，１８−２，１８−３にＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６から入る光量は、それぞれｃ４×Ｉ４，ｃ５×Ｉ５，ｃ６×Ｉ６となる。また、ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３の各ＬＥＤ光源をそれぞれ指令電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３で発光させたときの光センサ１８−４，１８−５，１８−６にＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３から入る光量は、それぞれｃ１×Ｉ１，ｃ２×Ｉ２，ｃ３×Ｉ３となる。さらに、マイクロプロセッサ２５は、ＬＥＤ群光源をメモリ２６に記憶された係数ｋ１〜ｋ６を用いて、指令電流値を決定し、ＬＥＤ駆動部２８−１，２８−２を介して駆動する。
【００３１】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置１０の動作について説明する。
【００３２】
まず、電源投入時のバックライト装置の調整動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、ＬＥＤ群光源１７−１の調整について説明する。
ステップＳ１１：ＬＥＤ制御部１９は、左右のＬＥＤ群光源１７−１，１７−４の各ＬＥＤをそれぞれ指令値Ｉ１，Ｉ４で駆動する。
ステップＳ１２：左の光センサ１８−１は、光量ＬＬ１を検出し、ＬＥＤ制御部１９に送る。
ステップＳ１３：マイクロプロセッサ２５は、検出された光量ＬＬ１から右のＬＥＤ群光源１７−４が発する光による光の量ｃ４×Ｉ４を減じることにより、ＬＥＤ群光源１７−１の各ＬＥＤが発することによる光量（ＬＬ１−ｃ４×Ｉ４）を演算する。
ステップＳ１４：マイクロプロセッサ２５は、係数ｋ１を、ｋ１＝（ＬＬ１−ｃ４×Ｉ４）／（ｎ×Ｉ１）の式により演算する。
ステップＳ１５：得られた係数ｋ１の値をメモリ２６に記憶する。
ＬＥＤ群光源１７−２，・・・１７−６に対してもステップＳ１１〜Ｓ１５と同様なステップを行い係数ｋ２〜ｋ６を求め、メモリ２６に記憶させる。
その後のＬＥＤの発光は、ＬＥＤ群光源１７−１の発光強度の目標値をＬ１にしたいときには、Ｉ１＝Ｌ１／（ｎ×ｋ１）の指令値で制御すれば良いことになる。
そして、ＬＥＤ制御部１９は、導光エリア直上の液晶表示パネルの表示エリアに表示する画像の画像データに対応して導光エリア２０−１，・・・２０−６に対応するＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６の発光強度を調整して、導光エリア毎に輝度を調整する。
【００３３】
次に、電源投入後の調整が終わった後の動作に入る。すなわち、液晶駆動部１３は、図示しない映像処理部が出力するＲ，Ｇ，Ｂの映像信号を受信し、映像信号の明暗度（ＲＧＢ値又はグレー値）に応じて液晶配向を制御することで、液晶表示装置１０の表示を制御している。また、液晶駆動部１３は、スキャニングしている表示領域に応じた同期信号をＬＥＤ制御部１９に出力する。ＬＥＤ制御部１９は、映像信号と同期信号とに応じて導光板１４の複数の導光エリア２０−１，・・・２０−６に対応して左右側面に沿って配置されたＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６を同期制御し、ローカルディミング制御を行う。
【００３４】
以上のように、本実施形態によれば、導光板の劣化を補償するためのＬＥＤの出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２実施形態に係るバックライト装置を説明する。第２実施形態では、制御回路（ＬＥＤ制御部）３０は、第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）と第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）とを交互に点灯及び消灯させ、第１のセンサ（光センサ１８−１，１８−２，１８−３）の出力に基づいて第１のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３）を駆動し、第２のセンサ（光センサ１８−４，１８−５，１８−６）の出力に基づいて第２のＬＥＤ光源（ＬＥＤ群光源１７−４，１７−５，１７−６）を駆動する。すなわち、第２実施形態では、係数ｋ１〜ｋ６を求める方法が第１実施形態と異なり、図６に示すように、導光板１４の一方の端面１５に配置されたＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３と、それらＬＥＤ群光源１７−１，１７−２，１７−３にそれぞれ対向する他方の端面１６に配置されたＬＥＤ光源１７−４，１７−５，１７−６を交互にオンオフさせ、それぞれのＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６の近傍に配置された光センサ１８−１，・・・１８−６によって検出された光の強度に基づいて、係数ｋ（ｋ１〜ｋ６）を求める。そのために、オンオフのためのタイミング信号を発生させるタイミング信号発生部３１を設けている。その他は、図２で示した構成と同様であり、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、説明を省略する。ここでは、第１の実施形態と異なる係数ｋ１〜ｋ６を求めるときの動作を説明する。
【００３６】
係数ｋ１〜ｋ６を求めるときの動作は、電源投入時に行われ、図７は、そのときの動作のフローチャートである。ここでは、ＬＥＤ群光源１７−１，１７−４の調整について説明する。
ステップＳ２１：ＬＥＤ制御部３０は、タイミング信号発生部３１からの信号により左のＬＥＤ群光源１７−１の各ＬＥＤを指令値Ｉ１で駆動する。このとき、右のＬＥＤ群光源１７−４はオフとなっている。
ステップＳ２２：左の光センサ１８−１は、光量ＬＬ１を検出し、ＬＥＤ制御部３０に送る。このとき、光量ＬＬ１は、すべてがＬＥＤ群光源１７−１から発せられた光によるものである。
ステップＳ２３：マイクロプロセッサ２５は、係数ｋ１を式ｋ１＝ＬＬ／（ｎ×Ｉ１）に基づいて演算する。
ステップＳ２４：マイクロプロセッサ２５は、得られた係数ｋ１をメモリ２６に記憶させる。
ステップＳ２５：ＬＥＤ制御部３０は、タイミング信号発生部３１からの信号により右のＬＥＤ群光源１７−４の各ＬＥＤを指令値Ｉ４で駆動する。このとき、左のＬＥＤ群光源１７−１はオフとなっている。
ステップＳ２６：右の光センサ１８−４は、光量ＬＬ４を検出し、ＬＥＤ制御部３０に送る。このとき、光量ＬＬ４は、すべてがＬＥＤ群光源１７−４から発せられた光によるものである。
ステップＳ２７：マイクロプロセッサ２５は、係数ｋ４を式ｋ４＝ＬＬ／（ｎ×Ｉ４）に基づいて演算する。
ステップＳ２８：マイクロプロセッサ２５は、得られた係数ｋ１をメモリ２６に記憶させる。
ＬＥＤ群光源１７−２，１７−３，１７−５，１７−６に対してもステップＳ２１〜Ｓ２８と同様なステップを行い係数ｋ２，ｋ３，ｋ５，ｋ６を求め、メモリ２６に記憶させる。
その後のＬＥＤの発光は、ＬＥＤ群光源１７−１の発光強度の目標値をＬ１にしたいときには、Ｉ１＝Ｌ１／（ｎ×ｋ１）の指令値で制御すれば良いことになる。
そして、ＬＥＤ制御部３０は、導光エリア直上の液晶表示パネルの表示エリアに表示する画像の画像データに対応して導光エリア２０−１，・・・２０−６に対応するＬＥＤ群光源１７−１，・・・１７−６の発光強度を調整して、導光エリア毎に輝度を調整する。
【００３７】
電源投入後の調整が終わった後の動作は、第１実施形態と同様である。
【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、導光板の劣化を補償するためのＬＥＤの出力補正を正確に行うことができるバックライト装置及び液晶表示装置を提供することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、導光板の側面に光源を設けていたが、図８のように、導光板１４の上下にＬＥＤ群光源１７−１０，・・・１７−１９を設けるようにしても良い。
【００４０】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係るバックライト装置及び液晶表示装置は、導光板等の劣化にも対応して光量を安定にすることができるバックライト装置及び液晶表示装置として利用される。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 液晶表示装置
１１ 液晶表示パネル
１２ バックライト装置
１３ 液晶駆動部
１４ 導光板
１５ 端面
１６ 端面
１７−１〜１７−６ ＬＥＤ群光源
１７−１０〜１７−１９ ＬＥＤ群光源
１８−１〜１８−６ 光センサ
１８−１０〜１８−１９ 光センサ
１９ ＬＥＤ制御部
２０−１〜２０−６ 導光エリア
２１ 反射板
２２ 孔
２３ 反射層
２４ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
２５ マイクロプロセッサ
２６ メモリ
２７ ユーザインタフェース（ＵＩ）
２８−１，２８−２ ＬＥＤ駆動部
２８−３，２８−４ ＬＥＤ駆動部
３０ ＬＥＤ制御部
３１ タイミング信号発生部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有する導光板と、
前記第１の側面に沿って配置される第１のＬＥＤ光源と、
前記第２の側面に沿って配置される第２のＬＥＤ光源と、
前記第１のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記第１のＬＥＤ光源の光量を検出する第１のセンサと、
前記第２のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記第２のＬＥＤ光源に光量を検出する第２のセンサと、
前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を制御する制御回路と、を備えるバックライト装置において、
前記制御回路は、前記第１のセンサの出力における前記第２のＬＥＤ光源による影響を除去した値に基づいて前記第１のＬＥＤ光源を駆動する第１の指令値を出力し、且つ、前記第２のセンサの出力における前記第１のＬＥＤ光源による影響を除去した値に基づいて前記第２のＬＥＤ光源を駆動する第２の指令値を出力することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記第１及び第２のセンサの出力に基づき前記第１及び第２のＬＥＤ光源の発光強度を制御する演算部（マイクロプロセッサ）と、
前記演算部の出力に応じて前記第１のＬＥＤ光源を駆動する第１のＬＥＤ駆動部と、
前記演算部の出力に応じて前記第２のＬＥＤ光源を駆動する第２のＬＥＤ駆動部と、を備え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】
前記制御回路は、前記第１及び第２のＬＥＤ光源を同時に点灯及び消灯させ、前記第１の指令値は、前記第１のセンサの出力値から前記第２のセンサの出力値の所定割合を補正した値に基づいて構成されており、
前記第２の指令値は、前記第２のセンサの出力値から前記第１のセンサの力値の所定割合を補正した値に基づいて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源とを交互に点灯及び消灯させ、前記第１のＬＥＤ光源の点灯時における前記第１のセンサの出力に基づいて前記第１のＬＥＤ光源を駆動し、前記第２のＬＥＤ光源の点灯時における前記第２のセンサの出力に基づいて前記第２のＬＥＤ光源を駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト装置。
【請求項５】
映像信号に基づき映像を表示する液晶表示パネルと、
第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有し、前記液晶表示パネルと対向して配置される導光板と、
前記第１の側面に沿って配置され、複数のエリアに分割配置される第１のＬＥＤ光源と、
前記第２の側面に沿って配置され、複数のエリアに分割配置される第２のＬＥＤ光源と、
前記複数のエリア毎に、第１のＬＥＤ光源と第２のＬＥＤ光源の光量を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記複数のエリアに相当する映像エリアの明暗度に合わせて、前記第１及び第２のＬＥＤ光源の明暗を制御するように構成されている液晶表示装置において、
前記第１のＬＥＤ光源の近傍に、前記複数のエリア毎に配置され、前記第１のＬＥＤ光源の光量を前記複数のエリア毎に検出する第１のセンサと、
前記第２のＬＥＤ光源の近傍に、前記複数のエリア毎に配置され、前記第２のＬＥＤ光源に光量を前記複数のエリア毎に検出する第２のセンサと、を備え、
前記制御装置は、前記映像信号と前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を前記複数のエリア毎に制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有する導光板と、
前記第１の側面に沿って配置される第１のＬＥＤ光源と、
前記第２の側面に沿って配置される第２のＬＥＤ光源と、
前記第１のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記第１のＬＥＤ光源の光量を検出する第１のセンサと、
前記第２のＬＥＤ光源の近傍に配置され、前記第２のＬＥＤ光源に光量を検出する第２のセンサと、
前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を制御する制御回路と、を備えるバックライト装置において、
前記制御回路は、前記第１のセンサの出力における前記第２のＬＥＤ光源による影響を除去した値に基づいて前記第１のＬＥＤ光源を駆動する第１の指令値を出力し、且つ、前記第２のセンサの出力における前記第１のＬＥＤ光源による影響を除去した値に基づいて前記第２のＬＥＤ光源を駆動する第２の指令値を出力することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記第１及び第２のセンサの出力に基づき前記第１及び第２のＬＥＤ光源の発光強度を制御する演算部（マイクロプロセッサ）と、
前記演算部の出力に応じて前記第１のＬＥＤ光源を駆動する第１のＬＥＤ駆動部と、
前記演算部の出力に応じて前記第２のＬＥＤ光源を駆動する第２のＬＥＤ駆動部と、を備え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】
前記制御回路は、前記第１及び第２のＬＥＤ光源を同時に点灯及び消灯させ、前記第１の指令値は、前記第１のセンサの出力値から前記第２のセンサの出力値の所定割合を補正した値に基づいて構成されており、
前記第２の指令値は、前記第２のセンサの出力値から前記第１のセンサの力値の所定割合を補正した値に基づいて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源とを交互に点灯及び消灯させ、前記第１のＬＥＤ光源の点灯時における前記第１のセンサの出力に基づいて前記第１のＬＥＤ光源を駆動し、前記第２のＬＥＤ光源の点灯時における前記第２のセンサの出力に基づいて前記第２のＬＥＤ光源を駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト装置。
【請求項５】
映像信号に基づき映像を表示する液晶表示パネルと、
第１の側面と該第１の側面に対向する第２の側面とを有し、前記液晶表示パネルと対向して配置される導光板と、
前記第１の側面に沿って配置され、複数のエリアに分割配置される第１のＬＥＤ光源と、
前記第２の側面に沿って配置され、複数のエリアに分割配置される第２のＬＥＤ光源と、
前記複数のエリア毎に、第１のＬＥＤ光源と第２のＬＥＤ光源の光量を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記複数のエリアに相当する映像エリアの明暗度に合わせて、前記第１及び第２のＬＥＤ光源の明暗を制御するように構成されている液晶表示装置において、
前記第１のＬＥＤ光源の近傍に、前記複数のエリア毎に配置され、前記第１のＬＥＤ光源の光量を前記複数のエリア毎に検出する第１のセンサと、
前記第２のＬＥＤ光源の近傍に、前記複数のエリア毎に配置され、前記第２のＬＥＤ光源に光量を前記複数のエリア毎に検出する第２のセンサと、を備え、
前記制御装置は、前記映像信号と前記第１のセンサの出力と前記第２のセンサの出力とに基づき前記第１のＬＥＤ光源と前記第２のＬＥＤ光源との光量を前記複数のエリア毎に制御することを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【図５】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図８】
【図５】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９９０４１（Ｐ２０１２−１９９０４１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１８８２（Ｐ２０１１−６１８８２）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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