液晶表示装置および液晶表示装置の制御方法
【課題】適応性の高い制御系によって、所望の画像の輝度、彩度を得る技術を提供する。
【解決手段】赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有するＬＣＤパネル１１１と、その背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射する各光源１２１と、を備える。また、各光源１２１に対応して背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じた検出信号を検出する各々のＲＧＢセンサー１２２Ｓを備える。また、各光源１２１からの光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶するマトリックスメモリーを備える。また、所定条件下における各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶する目標センサー値メモリーを備える。また、各々のＲＧＢセンサー１２２Ｓからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、目標センサー値と、クロストークマトリックスとから、各光源１２１を制御する各光源制御信号を出力する回路部２０と、を備えるようにした。
【解決手段】赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有するＬＣＤパネル１１１と、その背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射する各光源１２１と、を備える。また、各光源１２１に対応して背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じた検出信号を検出する各々のＲＧＢセンサー１２２Ｓを備える。また、各光源１２１からの光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶するマトリックスメモリーを備える。また、所定条件下における各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶する目標センサー値メモリーを備える。また、各々のＲＧＢセンサー１２２Ｓからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、目標センサー値と、クロストークマトリックスとから、各光源１２１を制御する各光源制御信号を出力する回路部２０と、を備えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置および液晶表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶を用いた液晶表示装置が種々の産業分野において広範囲に用いられている。このような液晶表示装置では、カラー液晶表示素子、駆動電圧制御回路、表示用光源（光源）、光検知手段、等を備えている（各用語とその機能については特許文献１を参照）。このような液晶表示装置に表示する画像の輝度、彩度を調整する場合には、光源からの光量を光の色毎に光検知手段（センサー）によって検出して、フィードバックループ系によって調整する手法が用いられている（特許文献１を参照）。また、センサーを複数個用いて、複数個のセンサーの各々に、複数個に分割された光源の各々を対応させ、各々のセンサーで各々の光源を制御することもおこなわれている。
【特許文献１】特開平７−２９４８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、各々のセンサーで各々の光源を制御する方式では、周囲の影響、つまり、周囲の光源からのクロストーク、を考慮せず算出していた。そのため光源を制御する制御量に過不足が生じ、その制御量が一定値に収束するまでに時間を要していた。これを解決して収束するまでの時間短縮を行うための手法としては、制御量に対して、修正量を加減算する処理が考えられる。しかし、この修正量は、種々の条件に応じて大きく異なるものであるので、このようにして、修正をおこなう制御系は複雑になるとともに、修正量を装置毎に特化しなければならず、適応性に欠けていた。
【０００４】
本発明は上述した課題に鑑み、装置毎の特性の違いによらない適応性の高い制御系によって、所望の画像の輝度、彩度を得る技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液晶表示装置は、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために、前記背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射する各光源と、前記各光源に対応して各々が配置され、前記背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じた検出信号を検出する各光量検出センサーと、前記各光源からの前記光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶するマトリックスメモリーと、所定条件下における前記各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶する目標センサー値メモリーと、前記各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとに基づいて、前記各光源を制御する光源制御信号を出力する回路部と、を備える。
【０００６】
本発明の液晶表示装置の制御方法は、液晶パネルは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有し、前記液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために配置された各光源が、前記背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射し、前記各光源に対応して各々が配置された各光量検出センサーが、前記背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じたセンサー信号を検出し、マトリックスメモリーが、前記各光源からの前記光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶し、目標センサー値メモリーが、所定条件下における前記各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶し、回路部が、前記各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとに基づいて、前記各光源を制御する光源制御信号を出力する。
【０００７】
本発明の液晶表示装置に関する技術では、各光源からの光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶する。そして、各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、目標センサー値と、クロストークマトリックスとに基づいて、各光源を制御する光源制御信号を出力する。このようにして、ホワイトバランスとユニフォミティーとを確保できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の技術によれば、液晶表示装置に表示される画像の輝度、彩度を、高速に所望のものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施形態の液晶表示装置の技術では、液晶表示装置は、液晶パネルと各光源と各光量検出センサーと回路部とを具備する。回路部は、マトリックスメモリーと目標センサー値メモリーとを有する。そして、液晶パネルは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有している。液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために配置された各光源（例えば、ＬＥＤ）が、背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射する。光源の各々に対応して特定される各々の光量検出センサー（ＲＧＢセンサー）が、背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じたセンサー信号を検出する。マトリックスメモリーが、各光源からの光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶する。目標センサー値メモリーが、所定条件下における各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶する。回路部が、各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、目標センサー値と、クロストークマトリックスとに基づいて、各光源を制御する光源制御信号を出力する。
【００１０】
（実施形態の液晶表示装置）
以下、図を参照して、実施形態の技術について説明をする。図１は実施形態の液晶表示装置の要部である光学部１０を模式的に示す図である。光学部１０は、液晶パネルアッシィ（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルAssy）１１とバックライトアッシィ（バックライトAssy）１２とを有している。ＬＣＤパネルAssy１１は、矢印で示す方向に移動して、ＬＣＤパネルAssy１１とバックライトAssy１２とは結合されて、光学部１０を構成している。
【００１１】
図２は、図１に示す光学部１０の断面図を模式的に示す図である。図２（Ａ）に示すようにＬＣＤパネルAssy１１は、液晶パネル（ＬＣＤパネル）１１１と光学シート１１２とを有している。ＬＣＤパネル（液晶パネル）１１１は赤（Ｒ(Red)）、緑（Ｇ(Green)）、青（Ｂ(Blue)）の各色のカラーフィルターを有して形成されている。この各色のカラーフィルターを透過する各色の光の量は後述する回路部によって、各々調整されて、ＬＣＤパネル１１１の画像視認面に所望の画像が表示される。光学シート１１２は、輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ）、拡散シート、拡散板を有して形成されている。光学シート１１２のこのような構成は、液晶表示装置においては通常に用いられるものである。また、図２（Ａ）に示すようにバックライトAssy１２は、エルイーデーユニット（ＬＥＤ(Light Emitting Diode)ユニット）１２１と検出センサーユニット１２２とを有して形成されている。ＬＥＤユニット１２１の光学シート１１２と対する面には、赤、緑、青の各々の色の光ビームを出射する光源としての複数個のエルイーデー（ＬＥＤ）が配置されている。検出センサーユニット１２２には、光量検出センサーとして機能するＲＧＢセンサー１２２Ｓが配置されている。
【００１２】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す光学部１０の一部を拡大して模式的に示す図である。図２（Ｂ）に示すように、ＬＣＤパネル１１１は、微小面積の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類のカラーフィルターが規則正しく均一に配置されている。ＬＥＤユニット１２１の光学シート１１２と対する面の表面には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の色を発光するＬＥＤが規則正しく均一に配置されている。検出センサーユニット１２２にはアールジービーセンサー（ＲＧＢセンサー）１２２Ｓが配置されている。ＲＧＢセンサー１２２Ｓは、ＬＥＤユニット１２１に設けられた孔部からＬＣＤパネル１１１の背面（画像視認面の反対側の面）に照射される光の量（光量）を検出する。ＲＧＢセンサー１２２Ｓは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の色を別々に検出できるようになされている。
【００１３】
光源である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類のＬＥＤは、グループ毎に同時に制御されるようになされている。これらのグループを光源１２１１、光源１２１２、光源１２１３、光源１２１４、光源１２１５、光源１２１６、光源１２１７、光源１２１８、光源１２１９、光源１２１１０、光源１２１１１、光源１２１１２で表す（図４を参照）。
【００１４】
図３は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓが、どの様に配置されているかを示す図である。図３は、バックライトAssy１２の裏面側（ＬＣＤパネルAssy１１に対する面とは反対の面）から検出センサーユニット１２２を見た斜視図である。バックライトAssy１２は、この場合には１２個のＲＧＢセンサー１２２Ｓを備えている。各々のＲＧＢセンサー１２２Ｓに、順に以下の符号を付す。１列目は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ２、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ３である。２列目は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ４、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ５、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ６である。３列目は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ７、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ８、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ９である。４列目は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１０、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１１、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２である。
【００１５】
破線の部分領域Ｂ１は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１によって制御されるＬＥＤ（光源１２１１）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ２は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ２によって制御されるＬＥＤ（光源１２１２）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ３は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ３によって制御されるＬＥＤ（光源１２１３）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ４は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ４によって制御されるＬＥＤ（光源１２１４）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ５は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ５によって制御されるＬＥＤ（光源１２１５）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ６は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ６によって制御されるＬＥＤ（光源１２１６）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ７は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ７によって制御されるＬＥＤ（光源１２１７）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ８は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ８によって制御されるＬＥＤ（光源１２１８）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ９は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ９によって制御されるＬＥＤ（光源１２１９）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ１０は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１０によって制御されるＬＥＤ（光源１２１１０）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ１１は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１１によって制御されるＬＥＤ（光源１２１１１）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ１２は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２によって制御されるＬＥＤ（光源１２１１２）の範囲である。
【００１６】
図４は、回路部２０と光学部材との関係を示す図である。回路部２０は、不揮発性メモリー２１、中央演算装置（ＣＰＵ）２２、ＬＥＤドライバー２３、ＬＣＤドライバー２４を有している。ＬＣＤドライバー２４は入力信号に応じて、ＬＣＤパネル１１１のカラーフィルターを制御する。ＬＣＤドライバー２４とＣＰＵ２２とは相互に情報をやり取りする。不揮発性メモリー２１、ＣＰＵ２２、ＬＥＤドライバー２３は、光源１２１１〜光源１２１１２を制御する光源制御回路として機能する。
【００１７】
ＣＰＵ２２には、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１〜ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２からの検出信号が入力される。各々のＲＧＢセンサーから、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応した３つの信号が入力されるので、ＣＰＵ２２には３６個のセンサー信号が入力される。ＣＰＵ２２は、この３６個のセンサー信号と不揮発性メモリーに格納されている３６個の制御の目標値（後述する目標センサー値Tsn）と後述する、３個の１２行１２列のクロストークマトリックスＭとに基づいて所定の演算をおこなう。そして、３６個の各光源の各々を制御するＬＥＤ制御信号（光源制御信号）が得られる、これらのＬＥＤ制御信号はＬＥＤドライバー２４に入力され、３６個のＬＥＤ駆動信号が、光源１２１１〜光源１２１１２に供給される。光源１２１１〜光源１２１１２の各々は、赤、緑、青の３種類のＬＥＤ群から形成されているので、例えば、光源１２１１については、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各ＬＥＤは、３つのＬＥＤ駆動信号で駆動されるようになされている。他の光源１２１２〜光源１２１１２についても、同様にして、その各々が３つのＬＥＤ駆動信号で駆動される。
【００１８】
図４は光源とＲＧＢセンサーとの関係を記載している。すなわち、理想状態では、光源１２１１からの光のみが、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１に入力するとして記載されている。また、他についても、例えば、光源１２１２からの光のみが、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ２に入力するとして記載されている。しかしながら、実際には、隣接する光源からの光が本来は検出することを目的としていないＲＧＢセンサーから検出されるのが実情である。例えば、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ２では、光源１２１２からの光のみならず、光源１２１１、光源１２１３、光源１２１５などからの光も漏れ込んで検出される（図３を参照）。また、例えば、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ５では、光源１２１５からの光のみならず、光源１２１２、光源１２１４、光源１２１６、光源１２１８などからの光も漏れ込んで検出される（図３を参照）。
【００１９】
光源１２１ｎからの光のみが、ＲＧＢセンサー１２２Ｓｎに漏れ込む場合（ｎ＝１〜１２）には、制御系は、１入力１出力の制御系であるので、その構成は非常に簡単なものである。しかしながら、クロストークがある場合には、そのような簡単な制御系として構成をする場合には十分な性能を得ることができないこととなる。以下に、このようなクロストークを有する光学系をどのように制御するかについて説明をする。
【００２０】
（実施形態の光源の制御方法）
図５に示すＣＰＵ２２でおこなわれる処理のフローチャートを参照して実施形態の制御方法について説明をする。
ステップＳＴ１０では、目標となる、ＲＧＢセンサーからのセンサー信号の値である目標センサー値Tsnを不揮発性メモリー２１より読み出す。ここで、目標センサー値Tsnは、液晶表示装置の製造時の調整完了時の値を保存（セーブ）したものである。
【００２１】
ステップＳＴ１１では、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１〜ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２の各々から、３６個の現在の、センサー信号の値である現在センサー値Psnを読み出す。
【００２２】
ステップＳＴ１２では、目標センサー値Tsnと現在センサー値PsnとからＬＥＤ制御信号（光源制御信号）の値を算出する。ステップＳＴ１２での演算の内容については、後で詳述する。
【００２３】
ステップＳＴ１３では、ＬＥＤドライバー２３に対して３６個のＬＥＤ制御信号の値を出力する。
【００２４】
ステップＳＴ１３の処理が完了すると、処理はステップＳＴ１１へ戻る。
【００２５】
以上の演算は、割込処理によりおこなわれ、１回の割込によって、ステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１３の処理をおこなう。割込の契機としては、所定時間毎に常時割込をおこなうタイマー割込としても良く、画像の輝度を調整するための画像輝度設定釦が操作された場合に割込をおこなうようにしても良い。
【００２６】
ステップＳＴ１２でおこなわれる処理の内容について以下に詳述する。
【００２７】
まず、数式１で示されるマトリックスＭについて説明をする。このマトリックスＭは、例えば、ステップＳＴ１１において、各々のＲＧＢセンサーから得られた現在センサー値Psnに基づき、回路部２０で生成されるものである。
【００２８】
【数１】
【００２９】
マトリックスＭは、赤（赤色）、緑（緑色）、青（青色）の各々について得られるが、以下においては、赤について代表して説明をする。マトリックスＭの各要素は以下の意味を有している。なお、各要素の一部についてのみ、その意味の説明をしているが、他の要素も同様な意味を有するものである。マトリックスＭをクロストークマトリックスと称する。
（１，１）光源１２１１の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（２，１）光源１２１１の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ２の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（３，１）光源１２１１の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ３の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（１，２）光源１２１２の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（２，２）光源１２１２の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ２の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（３，２）光源１２１２の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ３の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（１２，１２）光源１２１１２の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２の赤色を検出するセンサーから検出した値。
【００３０】
つまり、マトリックスＭの要素（ｍ、ｎ）の各々の値を得るに際しては、以下の操作をする。ｎを固定して、光源１２１ｎのみを点灯し、他の光源は消灯する。そして、ｍを、ｍ＝１〜１２まで順に変化させて、ＲＧＢセンサー１２２Ｓｍからのセンサー信号をＣＰＵ２２は、順に検出するようにしている。次に、ｎの値を変化させて別の値に固定し、上述したようにして、同様に、ｍ＝１〜１２まで順に変化させて、ＲＧＢセンサー１２２Ｓｍからのセンサー信号をＣＰＵ２２は、順に検出するようにしている。
【００３１】
なお、表１に示すマトリックスＭは対角要素が１ではない。後の演算を簡単にするために、対角要素を１とするように正規化したものが数式２に示すマトリックスＭである。すなわち、点灯位置とセンサー位置が一致する成分が１となるように正規化したのが、数式２で示すマトリックスＭである。正規化されたマトリックスを正規化マトリックスＭと称する。正規化マトリックスＭもクロストークマトリックスの一種である。
【００３２】
【数２】
【００３３】
クロストークに関する光学部材の温度特性、経年変化が小さく、各光源からの光量の大きさに対するクロストーク量の変化の割合が一定であれば、マトリックスＭは以下の特徴を有する。すなわち、各光源からの光量の大きさと、液晶表示装置を動作させる環境温度と、時期によらず、マトリックスの各要素の値は変化することがない。通常の液晶表示装置では略このような条件を満たす。
【００３４】
マトリックスＭはこのような性質を有するので、マトリックスＭを用いる場合には、時期的には、いつの段階で、マトリックスＭを得るようにしても良いこととなる。つまり、上述したように、ステップＳＴ１１で、マトリックスＭを得るのではなく、例えば、製造時の調整完了の直後に得る様にしても良い。また、液晶パネルの画像の状態が一定の特殊な状態では、得られる規格化マトリックスＭの各要素の値は、等しいものとなる。例えば、液晶パネルの全面の画像において均一なる（ユニフォミティーを有して）ホワイトバランスが得られている状態で得たマトリックスＭは、輝度によらず、等しいものとなる。
【００３５】
したがって、ホワイトバランスを適正に保った状態で装置を動作させる場合には、一旦、マトリックスＭを得た後は、再び、計算をする必要がなく、マトリックスＭを記憶するメモリーに記憶しておいて、これを用いることができる。また、液晶表示装置の回路部で演算することなく、液晶表示装置の外部でマトリックスＭを演算して、液晶表示装置の回路部２０の不揮発メモリー２１にこれを記憶するようにしても良い。また、逆マトリックスｉＭについても同様に、回路部２０の不揮発メモリー２１にこれを記憶するようにしても良い。
【００３６】
すべての光源を点灯したときの各センサーの値を、Dsn（Ds1,Ds2,Ds3………Ds12）とする。Dsnを全光源点灯時センサー値と称する。例えば、Ds1は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値である。他も同様に他のＲＧＢセンサーの赤色を検出するセンサーから検出した値であるである。
【００３７】
また、ある光源を光らせたときの同一ブロック内のセンサーの測定値をDtn（Dt1,Dt2,Dt3,…..Dt12）とする。Dtnを自己光源点灯時センサー値と称する。例えば、光源１２１１の赤色のＬＥＤを光らせたときのＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値がDt1である。そうすると数式３に示す関係が成立する。
【００３８】
【数３】
【００３９】
ここで、正規化マトリックスＭの逆行列をマトリックスｉＭとすると数式４が成立する。
【００４０】
【数４】
【００４１】
次に、数式４において、全光源点灯時センサー値Dsn（Ds1,Ds2,Ds3………Ds12）を不揮発性メモリー２１に保持された目標センサー値Tsnに置き換える。ここで、目標センサー値Tsn（Ts1,Ts2,Ts3………Ts12）は、その検出の時期としては、工場での製造時における全光源を点灯したときの各ＲＧＢセンサーからのセンサー信号の値である。例えば、Ts1は製造時における、光源１２１１〜光源１２１１２のすべてのＬＥＤを光らせたときのＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値である。このときに求まるDtn（Dt1,Dt2,Dt3………Dt12）をTTsn（TTs1, TTs2, TTs3………TTs12）として、TTsnを保存する。TTsnを目標自己光源点灯時センサー値と称する。TTsnは回路部２０に配されたメモリーに保存する。
【００４２】
ここで、工場での製造時に目標センサー値Tsnを得るに当たって、どのように、全光源を点灯するかについて説明をする。液晶表示装置の製造時に、ホワイトバランスを調整し、画像の全面に渡るユニフォミティーを確保し、輝度を適正に調整する。このようにして得られる各ＲＧＢセンサーからのセンサー信号の値が目標センサー値Tsnである。
【００４３】
さらに、数式４において、全光源点灯時センサー値Dsn（Ds1,Ds2,Ds3………Ds12）をステップＳＴ１１で得たセンサー信号の値である現在センサー値Psn（Ps1, Ps2, Ps3………Ps12）に置き換える。例えば、Ps1はステップＳＴ１１で得た、全光源の赤色のＬＥＤを光らせたときのＲＧＢセンサーの赤色を検出する各センサーから検出した値である。このときに求まるDtn（Dt1,Dt2,Dt3………Dt12）をTPsn（TPs1, TPs2, TPs3………TPs12）として、TPsnを保存する。TPsnを現在自己光源点灯時センサー値と称する。TPsnは回路部２０に配されたメモリーに保存する。
【００４４】
ステップＳＴ１１で得た、現在センサー値Psn（Ps1, Ps2, Ps3………Ps12）を目標とする値である目標センサー値Tsn（Ts1,Ts2,Ts3………Ts12）に一致させることを考える。この目的のために、ＣＰＵ２２から出力されるＬＥＤ制御信号を補正するための係数である、数式５で与えられるFBnを導入する。FBnを補正係数と称する。
【００４５】
【数５】
【００４６】
数式５は、ｎ番目の光源１２１ｎをどの様に制御するかを示すものである。上述したように、この場合のFBnは、光源１２１１〜光源１２１１２の赤色のＬＥＤを制御するための例で説明をしてきたので、補正係数FBnは赤についての補正係数である。例えば、FB1は、光源１２１１の赤色のＬＥＤを光らせるＬＥＤ駆動信号についての補正係数である。他の色である、緑、青についても同様にして補正係数を求めることができる。
【００４７】
ここで、数式５の補正係数FBnの意味は以下に示すものである。ＬＥＤ（各光源）の駆動方式がアナログ方式の場合には、現在のＬＥＤに流れている電流の値がAN1nであるとすると、望ましい電流であるAN2nの値は、AN2n=FBn×AN1nで得られる。また、ＬＥＤの駆動方式がＰＷＭ方式の場合には、パルス幅変調信号が光源制御信号、光源駆動信号として用いられるので、以下のように制御をする。ＬＥＤ（各光源）を駆動する現在のパルス幅がPWM1nであるとすると、望ましいパルス幅であるPWM2nの値は、PWM2n=FBn×PWM1nで得られる。つまり、電流値AN2nまたはパルス幅PWM2nの値で各光源を駆動する場合にクロストークマトリックスを得るとすれば、ホワイトバランスとユニフォミティーとが確保された数式２に近似したものとなる筈である。
【００４８】
上述した説明は赤色についてのみ説明をしたが、緑色、青色についても同様の制御をおこなうことができる。
【００４９】
（実施形態の光源の制御方法の具体例）
数式６に正規化マトリックスＭの具体例を示す。
【００５０】
【数６】
数式７に正規化マトリックスの逆行列であるマトリックスｉＭの具体例を示す。
【００５１】
【数７】
数式８に、ある色（例えば、赤）の現在の全光源点灯時センサー値Dsnの具体例を示す。
【００５２】
【数８】
数式９に、現在の全光源点灯時センサー値Dsnから現在自己光源点灯時センサー値TPsnを得る具体例を示す。
【００５３】
【数９】
数式１０に、目標センサー値Tsnの具体例を示す。
【００５４】
【数１０】
数式１１に、目標センサー値Tsnから目標自己光源点灯時センサー値TTsnを得る具体例を示す。
【００５５】
【数１１】
数式１２に、現在自己光源点灯時センサー値TPsnと目標自己光源点灯時センサー値TTsnとからFBnを得る具体例を示す。このようなFBnが、緑色、青色についても得られ、合計として、３６個の補正係数が得られる。
【００５６】
【数１２】
【００５７】
そして、具体例では、現在の（構成前の）３６個のＰＷＭ制御信号（光源制御信号）の各々に対応する補正係数を掛けて、ＬＥＤドライバー２３に供給する。ＬＥＤドライバー２３からのＰＷＭ駆動信号（光源駆動信号）は、このようにしてパルス幅が補正され、光源１２１１〜源１２１１２の各々に供給される。そして、例えば、輝度が変更された場合でも、上述した補正係数によって、ホワイトバランスが確保され、ユニフォミティーが良好なる画像が表示される。
【００５８】
実施形態の技術によれば、別系統の制御系で制御される隣接する光源からの影響を予め考慮に入れた制御がおこなわれるので、適応性が高く、高速に所望の目標値に収束し、精度も極めて高い制御系を実現できる。すなわち、背景技術として示す従来の手法では、周囲の影響を考慮せずフィードバック量を算出し、発散しないようなあわせこみ係数を掛け合わせて行うフィードバックをおこなっている。このような従来の技術に較べると、適応性、高速性、精度のいずれについても、実施形態の技術は大きな優位性がある。
【００５９】
また、実施形態では、ホワイトバランス、画面全体のユニフォミティーを確保した状態で、クロストークマトリックスを得て、このクロストークマトリックスを正規化して以後に用いるようにしている。よって、ホワイトバランス、画面全体のユニフォミティーを損なうことなく、画面の輝度の調整等をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態の液晶表示装置の光学部を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す光学部の断面図を模式的に示す図である。
【図３】ＲＧＢセンサーと温度センサーとがどの様に配置されているかを示す図である。
【図４】回路部と光学部材との関係を示す図である。
【図５】回路部でおこなわれる処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 光学部、 ２０ 回路部、 ２１ 不揮発性メモリー、 ２３ ＬＥＤドライバー、 ２４ ＬＣＤドライバー、 １１１ ＬＣＤパネル（液晶パネル）、１２１１〜１２１１２ 光源、 １２２Ｓ１〜１２２Ｓ１２ ＲＧＢセンサー（光量検出センサー）、 Ｂ１〜Ｂ１２ 部分領域、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置および液晶表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶を用いた液晶表示装置が種々の産業分野において広範囲に用いられている。このような液晶表示装置では、カラー液晶表示素子、駆動電圧制御回路、表示用光源（光源）、光検知手段、等を備えている（各用語とその機能については特許文献１を参照）。このような液晶表示装置に表示する画像の輝度、彩度を調整する場合には、光源からの光量を光の色毎に光検知手段（センサー）によって検出して、フィードバックループ系によって調整する手法が用いられている（特許文献１を参照）。また、センサーを複数個用いて、複数個のセンサーの各々に、複数個に分割された光源の各々を対応させ、各々のセンサーで各々の光源を制御することもおこなわれている。
【特許文献１】特開平７−２９４８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、各々のセンサーで各々の光源を制御する方式では、周囲の影響、つまり、周囲の光源からのクロストーク、を考慮せず算出していた。そのため光源を制御する制御量に過不足が生じ、その制御量が一定値に収束するまでに時間を要していた。これを解決して収束するまでの時間短縮を行うための手法としては、制御量に対して、修正量を加減算する処理が考えられる。しかし、この修正量は、種々の条件に応じて大きく異なるものであるので、このようにして、修正をおこなう制御系は複雑になるとともに、修正量を装置毎に特化しなければならず、適応性に欠けていた。
【０００４】
本発明は上述した課題に鑑み、装置毎の特性の違いによらない適応性の高い制御系によって、所望の画像の輝度、彩度を得る技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液晶表示装置は、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために、前記背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射する各光源と、前記各光源に対応して各々が配置され、前記背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じた検出信号を検出する各光量検出センサーと、前記各光源からの前記光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶するマトリックスメモリーと、所定条件下における前記各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶する目標センサー値メモリーと、前記各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとに基づいて、前記各光源を制御する光源制御信号を出力する回路部と、を備える。
【０００６】
本発明の液晶表示装置の制御方法は、液晶パネルは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有し、前記液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために配置された各光源が、前記背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射し、前記各光源に対応して各々が配置された各光量検出センサーが、前記背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じたセンサー信号を検出し、マトリックスメモリーが、前記各光源からの前記光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶し、目標センサー値メモリーが、所定条件下における前記各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶し、回路部が、前記各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとに基づいて、前記各光源を制御する光源制御信号を出力する。
【０００７】
本発明の液晶表示装置に関する技術では、各光源からの光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶する。そして、各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、目標センサー値と、クロストークマトリックスとに基づいて、各光源を制御する光源制御信号を出力する。このようにして、ホワイトバランスとユニフォミティーとを確保できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の技術によれば、液晶表示装置に表示される画像の輝度、彩度を、高速に所望のものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施形態の液晶表示装置の技術では、液晶表示装置は、液晶パネルと各光源と各光量検出センサーと回路部とを具備する。回路部は、マトリックスメモリーと目標センサー値メモリーとを有する。そして、液晶パネルは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有している。液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために配置された各光源（例えば、ＬＥＤ）が、背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射する。光源の各々に対応して特定される各々の光量検出センサー（ＲＧＢセンサー）が、背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じたセンサー信号を検出する。マトリックスメモリーが、各光源からの光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶する。目標センサー値メモリーが、所定条件下における各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶する。回路部が、各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、目標センサー値と、クロストークマトリックスとに基づいて、各光源を制御する光源制御信号を出力する。
【００１０】
（実施形態の液晶表示装置）
以下、図を参照して、実施形態の技術について説明をする。図１は実施形態の液晶表示装置の要部である光学部１０を模式的に示す図である。光学部１０は、液晶パネルアッシィ（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルAssy）１１とバックライトアッシィ（バックライトAssy）１２とを有している。ＬＣＤパネルAssy１１は、矢印で示す方向に移動して、ＬＣＤパネルAssy１１とバックライトAssy１２とは結合されて、光学部１０を構成している。
【００１１】
図２は、図１に示す光学部１０の断面図を模式的に示す図である。図２（Ａ）に示すようにＬＣＤパネルAssy１１は、液晶パネル（ＬＣＤパネル）１１１と光学シート１１２とを有している。ＬＣＤパネル（液晶パネル）１１１は赤（Ｒ(Red)）、緑（Ｇ(Green)）、青（Ｂ(Blue)）の各色のカラーフィルターを有して形成されている。この各色のカラーフィルターを透過する各色の光の量は後述する回路部によって、各々調整されて、ＬＣＤパネル１１１の画像視認面に所望の画像が表示される。光学シート１１２は、輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ）、拡散シート、拡散板を有して形成されている。光学シート１１２のこのような構成は、液晶表示装置においては通常に用いられるものである。また、図２（Ａ）に示すようにバックライトAssy１２は、エルイーデーユニット（ＬＥＤ(Light Emitting Diode)ユニット）１２１と検出センサーユニット１２２とを有して形成されている。ＬＥＤユニット１２１の光学シート１１２と対する面には、赤、緑、青の各々の色の光ビームを出射する光源としての複数個のエルイーデー（ＬＥＤ）が配置されている。検出センサーユニット１２２には、光量検出センサーとして機能するＲＧＢセンサー１２２Ｓが配置されている。
【００１２】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す光学部１０の一部を拡大して模式的に示す図である。図２（Ｂ）に示すように、ＬＣＤパネル１１１は、微小面積の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類のカラーフィルターが規則正しく均一に配置されている。ＬＥＤユニット１２１の光学シート１１２と対する面の表面には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の色を発光するＬＥＤが規則正しく均一に配置されている。検出センサーユニット１２２にはアールジービーセンサー（ＲＧＢセンサー）１２２Ｓが配置されている。ＲＧＢセンサー１２２Ｓは、ＬＥＤユニット１２１に設けられた孔部からＬＣＤパネル１１１の背面（画像視認面の反対側の面）に照射される光の量（光量）を検出する。ＲＧＢセンサー１２２Ｓは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類の色を別々に検出できるようになされている。
【００１３】
光源である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３種類のＬＥＤは、グループ毎に同時に制御されるようになされている。これらのグループを光源１２１１、光源１２１２、光源１２１３、光源１２１４、光源１２１５、光源１２１６、光源１２１７、光源１２１８、光源１２１９、光源１２１１０、光源１２１１１、光源１２１１２で表す（図４を参照）。
【００１４】
図３は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓが、どの様に配置されているかを示す図である。図３は、バックライトAssy１２の裏面側（ＬＣＤパネルAssy１１に対する面とは反対の面）から検出センサーユニット１２２を見た斜視図である。バックライトAssy１２は、この場合には１２個のＲＧＢセンサー１２２Ｓを備えている。各々のＲＧＢセンサー１２２Ｓに、順に以下の符号を付す。１列目は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ２、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ３である。２列目は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ４、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ５、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ６である。３列目は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ７、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ８、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ９である。４列目は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１０、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１１、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２である。
【００１５】
破線の部分領域Ｂ１は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１によって制御されるＬＥＤ（光源１２１１）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ２は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ２によって制御されるＬＥＤ（光源１２１２）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ３は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ３によって制御されるＬＥＤ（光源１２１３）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ４は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ４によって制御されるＬＥＤ（光源１２１４）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ５は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ５によって制御されるＬＥＤ（光源１２１５）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ６は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ６によって制御されるＬＥＤ（光源１２１６）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ７は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ７によって制御されるＬＥＤ（光源１２１７）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ８は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ８によって制御されるＬＥＤ（光源１２１８）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ９は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ９によって制御されるＬＥＤ（光源１２１９）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ１０は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１０によって制御されるＬＥＤ（光源１２１１０）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ１１は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１１によって制御されるＬＥＤ（光源１２１１１）の範囲である。また、破線の部分領域Ｂ１２は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２によって制御されるＬＥＤ（光源１２１１２）の範囲である。
【００１６】
図４は、回路部２０と光学部材との関係を示す図である。回路部２０は、不揮発性メモリー２１、中央演算装置（ＣＰＵ）２２、ＬＥＤドライバー２３、ＬＣＤドライバー２４を有している。ＬＣＤドライバー２４は入力信号に応じて、ＬＣＤパネル１１１のカラーフィルターを制御する。ＬＣＤドライバー２４とＣＰＵ２２とは相互に情報をやり取りする。不揮発性メモリー２１、ＣＰＵ２２、ＬＥＤドライバー２３は、光源１２１１〜光源１２１１２を制御する光源制御回路として機能する。
【００１７】
ＣＰＵ２２には、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１〜ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２からの検出信号が入力される。各々のＲＧＢセンサーから、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応した３つの信号が入力されるので、ＣＰＵ２２には３６個のセンサー信号が入力される。ＣＰＵ２２は、この３６個のセンサー信号と不揮発性メモリーに格納されている３６個の制御の目標値（後述する目標センサー値Tsn）と後述する、３個の１２行１２列のクロストークマトリックスＭとに基づいて所定の演算をおこなう。そして、３６個の各光源の各々を制御するＬＥＤ制御信号（光源制御信号）が得られる、これらのＬＥＤ制御信号はＬＥＤドライバー２４に入力され、３６個のＬＥＤ駆動信号が、光源１２１１〜光源１２１１２に供給される。光源１２１１〜光源１２１１２の各々は、赤、緑、青の３種類のＬＥＤ群から形成されているので、例えば、光源１２１１については、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各ＬＥＤは、３つのＬＥＤ駆動信号で駆動されるようになされている。他の光源１２１２〜光源１２１１２についても、同様にして、その各々が３つのＬＥＤ駆動信号で駆動される。
【００１８】
図４は光源とＲＧＢセンサーとの関係を記載している。すなわち、理想状態では、光源１２１１からの光のみが、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１に入力するとして記載されている。また、他についても、例えば、光源１２１２からの光のみが、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ２に入力するとして記載されている。しかしながら、実際には、隣接する光源からの光が本来は検出することを目的としていないＲＧＢセンサーから検出されるのが実情である。例えば、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ２では、光源１２１２からの光のみならず、光源１２１１、光源１２１３、光源１２１５などからの光も漏れ込んで検出される（図３を参照）。また、例えば、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ５では、光源１２１５からの光のみならず、光源１２１２、光源１２１４、光源１２１６、光源１２１８などからの光も漏れ込んで検出される（図３を参照）。
【００１９】
光源１２１ｎからの光のみが、ＲＧＢセンサー１２２Ｓｎに漏れ込む場合（ｎ＝１〜１２）には、制御系は、１入力１出力の制御系であるので、その構成は非常に簡単なものである。しかしながら、クロストークがある場合には、そのような簡単な制御系として構成をする場合には十分な性能を得ることができないこととなる。以下に、このようなクロストークを有する光学系をどのように制御するかについて説明をする。
【００２０】
（実施形態の光源の制御方法）
図５に示すＣＰＵ２２でおこなわれる処理のフローチャートを参照して実施形態の制御方法について説明をする。
ステップＳＴ１０では、目標となる、ＲＧＢセンサーからのセンサー信号の値である目標センサー値Tsnを不揮発性メモリー２１より読み出す。ここで、目標センサー値Tsnは、液晶表示装置の製造時の調整完了時の値を保存（セーブ）したものである。
【００２１】
ステップＳＴ１１では、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１〜ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２の各々から、３６個の現在の、センサー信号の値である現在センサー値Psnを読み出す。
【００２２】
ステップＳＴ１２では、目標センサー値Tsnと現在センサー値PsnとからＬＥＤ制御信号（光源制御信号）の値を算出する。ステップＳＴ１２での演算の内容については、後で詳述する。
【００２３】
ステップＳＴ１３では、ＬＥＤドライバー２３に対して３６個のＬＥＤ制御信号の値を出力する。
【００２４】
ステップＳＴ１３の処理が完了すると、処理はステップＳＴ１１へ戻る。
【００２５】
以上の演算は、割込処理によりおこなわれ、１回の割込によって、ステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１３の処理をおこなう。割込の契機としては、所定時間毎に常時割込をおこなうタイマー割込としても良く、画像の輝度を調整するための画像輝度設定釦が操作された場合に割込をおこなうようにしても良い。
【００２６】
ステップＳＴ１２でおこなわれる処理の内容について以下に詳述する。
【００２７】
まず、数式１で示されるマトリックスＭについて説明をする。このマトリックスＭは、例えば、ステップＳＴ１１において、各々のＲＧＢセンサーから得られた現在センサー値Psnに基づき、回路部２０で生成されるものである。
【００２８】
【数１】
【００２９】
マトリックスＭは、赤（赤色）、緑（緑色）、青（青色）の各々について得られるが、以下においては、赤について代表して説明をする。マトリックスＭの各要素は以下の意味を有している。なお、各要素の一部についてのみ、その意味の説明をしているが、他の要素も同様な意味を有するものである。マトリックスＭをクロストークマトリックスと称する。
（１，１）光源１２１１の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（２，１）光源１２１１の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ２の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（３，１）光源１２１１の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ３の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（１，２）光源１２１２の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（２，２）光源１２１２の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ２の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（３，２）光源１２１２の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ３の赤色を検出するセンサーから検出した値。
（１２，１２）光源１２１１２の赤色のＬＥＤを点灯させた時のＲＧＢセンサー１２２Ｓ１２の赤色を検出するセンサーから検出した値。
【００３０】
つまり、マトリックスＭの要素（ｍ、ｎ）の各々の値を得るに際しては、以下の操作をする。ｎを固定して、光源１２１ｎのみを点灯し、他の光源は消灯する。そして、ｍを、ｍ＝１〜１２まで順に変化させて、ＲＧＢセンサー１２２Ｓｍからのセンサー信号をＣＰＵ２２は、順に検出するようにしている。次に、ｎの値を変化させて別の値に固定し、上述したようにして、同様に、ｍ＝１〜１２まで順に変化させて、ＲＧＢセンサー１２２Ｓｍからのセンサー信号をＣＰＵ２２は、順に検出するようにしている。
【００３１】
なお、表１に示すマトリックスＭは対角要素が１ではない。後の演算を簡単にするために、対角要素を１とするように正規化したものが数式２に示すマトリックスＭである。すなわち、点灯位置とセンサー位置が一致する成分が１となるように正規化したのが、数式２で示すマトリックスＭである。正規化されたマトリックスを正規化マトリックスＭと称する。正規化マトリックスＭもクロストークマトリックスの一種である。
【００３２】
【数２】
【００３３】
クロストークに関する光学部材の温度特性、経年変化が小さく、各光源からの光量の大きさに対するクロストーク量の変化の割合が一定であれば、マトリックスＭは以下の特徴を有する。すなわち、各光源からの光量の大きさと、液晶表示装置を動作させる環境温度と、時期によらず、マトリックスの各要素の値は変化することがない。通常の液晶表示装置では略このような条件を満たす。
【００３４】
マトリックスＭはこのような性質を有するので、マトリックスＭを用いる場合には、時期的には、いつの段階で、マトリックスＭを得るようにしても良いこととなる。つまり、上述したように、ステップＳＴ１１で、マトリックスＭを得るのではなく、例えば、製造時の調整完了の直後に得る様にしても良い。また、液晶パネルの画像の状態が一定の特殊な状態では、得られる規格化マトリックスＭの各要素の値は、等しいものとなる。例えば、液晶パネルの全面の画像において均一なる（ユニフォミティーを有して）ホワイトバランスが得られている状態で得たマトリックスＭは、輝度によらず、等しいものとなる。
【００３５】
したがって、ホワイトバランスを適正に保った状態で装置を動作させる場合には、一旦、マトリックスＭを得た後は、再び、計算をする必要がなく、マトリックスＭを記憶するメモリーに記憶しておいて、これを用いることができる。また、液晶表示装置の回路部で演算することなく、液晶表示装置の外部でマトリックスＭを演算して、液晶表示装置の回路部２０の不揮発メモリー２１にこれを記憶するようにしても良い。また、逆マトリックスｉＭについても同様に、回路部２０の不揮発メモリー２１にこれを記憶するようにしても良い。
【００３６】
すべての光源を点灯したときの各センサーの値を、Dsn（Ds1,Ds2,Ds3………Ds12）とする。Dsnを全光源点灯時センサー値と称する。例えば、Ds1は、ＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値である。他も同様に他のＲＧＢセンサーの赤色を検出するセンサーから検出した値であるである。
【００３７】
また、ある光源を光らせたときの同一ブロック内のセンサーの測定値をDtn（Dt1,Dt2,Dt3,…..Dt12）とする。Dtnを自己光源点灯時センサー値と称する。例えば、光源１２１１の赤色のＬＥＤを光らせたときのＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値がDt1である。そうすると数式３に示す関係が成立する。
【００３８】
【数３】
【００３９】
ここで、正規化マトリックスＭの逆行列をマトリックスｉＭとすると数式４が成立する。
【００４０】
【数４】
【００４１】
次に、数式４において、全光源点灯時センサー値Dsn（Ds1,Ds2,Ds3………Ds12）を不揮発性メモリー２１に保持された目標センサー値Tsnに置き換える。ここで、目標センサー値Tsn（Ts1,Ts2,Ts3………Ts12）は、その検出の時期としては、工場での製造時における全光源を点灯したときの各ＲＧＢセンサーからのセンサー信号の値である。例えば、Ts1は製造時における、光源１２１１〜光源１２１１２のすべてのＬＥＤを光らせたときのＲＧＢセンサー１２２Ｓ１の赤色を検出するセンサーから検出した値である。このときに求まるDtn（Dt1,Dt2,Dt3………Dt12）をTTsn（TTs1, TTs2, TTs3………TTs12）として、TTsnを保存する。TTsnを目標自己光源点灯時センサー値と称する。TTsnは回路部２０に配されたメモリーに保存する。
【００４２】
ここで、工場での製造時に目標センサー値Tsnを得るに当たって、どのように、全光源を点灯するかについて説明をする。液晶表示装置の製造時に、ホワイトバランスを調整し、画像の全面に渡るユニフォミティーを確保し、輝度を適正に調整する。このようにして得られる各ＲＧＢセンサーからのセンサー信号の値が目標センサー値Tsnである。
【００４３】
さらに、数式４において、全光源点灯時センサー値Dsn（Ds1,Ds2,Ds3………Ds12）をステップＳＴ１１で得たセンサー信号の値である現在センサー値Psn（Ps1, Ps2, Ps3………Ps12）に置き換える。例えば、Ps1はステップＳＴ１１で得た、全光源の赤色のＬＥＤを光らせたときのＲＧＢセンサーの赤色を検出する各センサーから検出した値である。このときに求まるDtn（Dt1,Dt2,Dt3………Dt12）をTPsn（TPs1, TPs2, TPs3………TPs12）として、TPsnを保存する。TPsnを現在自己光源点灯時センサー値と称する。TPsnは回路部２０に配されたメモリーに保存する。
【００４４】
ステップＳＴ１１で得た、現在センサー値Psn（Ps1, Ps2, Ps3………Ps12）を目標とする値である目標センサー値Tsn（Ts1,Ts2,Ts3………Ts12）に一致させることを考える。この目的のために、ＣＰＵ２２から出力されるＬＥＤ制御信号を補正するための係数である、数式５で与えられるFBnを導入する。FBnを補正係数と称する。
【００４５】
【数５】
【００４６】
数式５は、ｎ番目の光源１２１ｎをどの様に制御するかを示すものである。上述したように、この場合のFBnは、光源１２１１〜光源１２１１２の赤色のＬＥＤを制御するための例で説明をしてきたので、補正係数FBnは赤についての補正係数である。例えば、FB1は、光源１２１１の赤色のＬＥＤを光らせるＬＥＤ駆動信号についての補正係数である。他の色である、緑、青についても同様にして補正係数を求めることができる。
【００４７】
ここで、数式５の補正係数FBnの意味は以下に示すものである。ＬＥＤ（各光源）の駆動方式がアナログ方式の場合には、現在のＬＥＤに流れている電流の値がAN1nであるとすると、望ましい電流であるAN2nの値は、AN2n=FBn×AN1nで得られる。また、ＬＥＤの駆動方式がＰＷＭ方式の場合には、パルス幅変調信号が光源制御信号、光源駆動信号として用いられるので、以下のように制御をする。ＬＥＤ（各光源）を駆動する現在のパルス幅がPWM1nであるとすると、望ましいパルス幅であるPWM2nの値は、PWM2n=FBn×PWM1nで得られる。つまり、電流値AN2nまたはパルス幅PWM2nの値で各光源を駆動する場合にクロストークマトリックスを得るとすれば、ホワイトバランスとユニフォミティーとが確保された数式２に近似したものとなる筈である。
【００４８】
上述した説明は赤色についてのみ説明をしたが、緑色、青色についても同様の制御をおこなうことができる。
【００４９】
（実施形態の光源の制御方法の具体例）
数式６に正規化マトリックスＭの具体例を示す。
【００５０】
【数６】
数式７に正規化マトリックスの逆行列であるマトリックスｉＭの具体例を示す。
【００５１】
【数７】
数式８に、ある色（例えば、赤）の現在の全光源点灯時センサー値Dsnの具体例を示す。
【００５２】
【数８】
数式９に、現在の全光源点灯時センサー値Dsnから現在自己光源点灯時センサー値TPsnを得る具体例を示す。
【００５３】
【数９】
数式１０に、目標センサー値Tsnの具体例を示す。
【００５４】
【数１０】
数式１１に、目標センサー値Tsnから目標自己光源点灯時センサー値TTsnを得る具体例を示す。
【００５５】
【数１１】
数式１２に、現在自己光源点灯時センサー値TPsnと目標自己光源点灯時センサー値TTsnとからFBnを得る具体例を示す。このようなFBnが、緑色、青色についても得られ、合計として、３６個の補正係数が得られる。
【００５６】
【数１２】
【００５７】
そして、具体例では、現在の（構成前の）３６個のＰＷＭ制御信号（光源制御信号）の各々に対応する補正係数を掛けて、ＬＥＤドライバー２３に供給する。ＬＥＤドライバー２３からのＰＷＭ駆動信号（光源駆動信号）は、このようにしてパルス幅が補正され、光源１２１１〜源１２１１２の各々に供給される。そして、例えば、輝度が変更された場合でも、上述した補正係数によって、ホワイトバランスが確保され、ユニフォミティーが良好なる画像が表示される。
【００５８】
実施形態の技術によれば、別系統の制御系で制御される隣接する光源からの影響を予め考慮に入れた制御がおこなわれるので、適応性が高く、高速に所望の目標値に収束し、精度も極めて高い制御系を実現できる。すなわち、背景技術として示す従来の手法では、周囲の影響を考慮せずフィードバック量を算出し、発散しないようなあわせこみ係数を掛け合わせて行うフィードバックをおこなっている。このような従来の技術に較べると、適応性、高速性、精度のいずれについても、実施形態の技術は大きな優位性がある。
【００５９】
また、実施形態では、ホワイトバランス、画面全体のユニフォミティーを確保した状態で、クロストークマトリックスを得て、このクロストークマトリックスを正規化して以後に用いるようにしている。よって、ホワイトバランス、画面全体のユニフォミティーを損なうことなく、画面の輝度の調整等をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態の液晶表示装置の光学部を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す光学部の断面図を模式的に示す図である。
【図３】ＲＧＢセンサーと温度センサーとがどの様に配置されているかを示す図である。
【図４】回路部と光学部材との関係を示す図である。
【図５】回路部でおこなわれる処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 光学部、 ２０ 回路部、 ２１ 不揮発性メモリー、 ２３ ＬＥＤドライバー、 ２４ ＬＣＤドライバー、 １１１ ＬＣＤパネル（液晶パネル）、１２１１〜１２１１２ 光源、 １２２Ｓ１〜１２２Ｓ１２ ＲＧＢセンサー（光量検出センサー）、 Ｂ１〜Ｂ１２ 部分領域、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために、前記背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射する各光源と、
前記各光源に対応して各々が配置され、前記背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じた検出信号を検出する各光量検出センサーと、
前記各光源からの前記光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶するマトリックスメモリーと、
所定条件下における前記各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶する目標センサー値メモリーと、
前記各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとに基づいて、前記各光源を制御する各光源制御信号を出力する回路部と、を備える液晶表示装置。
【請求項２】
前記回路部は、
前記クロストークマトリックスを正規化して、逆行列を得て、この逆行列を保存する逆行列メモリーを有する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記マトリックスメモリーは、
前記液晶パネルの全面渡り表示される画像の全面において、均一なるホワイトバランスを得た状態において、前記クロストークマトリックスを記憶する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記各光源制御信号は、
パルス幅変調信号であり、
前記回路部は、
前記現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとから得られる補正係数を現在の前記各光源制御信号に掛けて所望する各制御信号を得る請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
液晶パネルは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有し、
前記液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために配置された各光源が、前記背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射し、
前記各光源に対応して各々が配置された各光量検出センサーが、前記背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じたセンサー信号を検出し、
マトリックスメモリーが、前記各光源からの前記光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶し、
目標センサー値メモリーが、所定条件下における前記各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶し、
回路部が、前記各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとに基づいて、前記各光源を制御する光源制御信号を出力する、液晶表示装置の制御方法。
【請求項１】
赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために、前記背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射する各光源と、
前記各光源に対応して各々が配置され、前記背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じた検出信号を検出する各光量検出センサーと、
前記各光源からの前記光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶するマトリックスメモリーと、
所定条件下における前記各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶する目標センサー値メモリーと、
前記各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとに基づいて、前記各光源を制御する各光源制御信号を出力する回路部と、を備える液晶表示装置。
【請求項２】
前記回路部は、
前記クロストークマトリックスを正規化して、逆行列を得て、この逆行列を保存する逆行列メモリーを有する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記マトリックスメモリーは、
前記液晶パネルの全面渡り表示される画像の全面において、均一なるホワイトバランスを得た状態において、前記クロストークマトリックスを記憶する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記各光源制御信号は、
パルス幅変調信号であり、
前記回路部は、
前記現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとから得られる補正係数を現在の前記各光源制御信号に掛けて所望する各制御信号を得る請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
液晶パネルは、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを有し、
前記液晶パネルの背面の全面に渡り光ビームを照射するために配置された各光源が、前記背面の各部分領域に対して赤色、緑色、青色の光ビームを出射し、
前記各光源に対応して各々が配置された各光量検出センサーが、前記背面に照射される赤色、緑色、青色の光ビームの各光量に応じたセンサー信号を検出し、
マトリックスメモリーが、前記各光源からの前記光ビームが各センサー信号に与えるクロストークの量をクロストークマトリックスとして記憶し、
目標センサー値メモリーが、所定条件下における前記各光量検出センサーからのセンサー信号である目標センサー値を記憶し、
回路部が、前記各光量検出センサーからの現在のセンサー信号である現在センサー値と、前記目標センサー値と、前記クロストークマトリックスとに基づいて、前記各光源を制御する光源制御信号を出力する、液晶表示装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２４９４（Ｐ２０１０−２４９４Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９３４１（Ｐ２００８−１５９３４１）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]