説明

液晶表示装置

【課題】画素毎の開度が相違する場合にも良好な品位の映像を表示する。
【解決手段】カラー液晶表示装置のCPU34は、液晶表示パネルの画素毎に開度を制御する開度制御部345と、バックライト光源に配設された第1所定数のLED21の発光光量を制御する発光制御部344と、バックライト光源に配設された第1所定数のLED21から照射され、液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量を検出する反射光検出部342と、反射光検出部342によって検出された反射光の光量に基づき、開度制御部345及び発光制御部344を介して、第1所定数のLED21の発光光量、及び、液晶表示パネルの開度を補正する補正量を求める補正値算出部343と、を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画素毎に液晶の配向方向を制御することによって開度を制御可能に構成された液晶表示パネルと、格子状に配列された複数のLEDを有し前記液晶表示パネルを背面側から照射するバックライト光源と、を備える液晶表示装置に関する。特に、画素毎にR(Red)色、G(Green)色、及び、B(Blue)色のカラーフィルタを備え、各画素の各カラーフィルタに対応する開度を制御可能に構成された液晶表示パネルを有するカラー液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、画素毎に液晶の配向方向を制御することによって開度を制御可能に構成された液晶表示パネルと、格子状に配列された複数のLEDを有し前記液晶表示パネルを背面側から照射するバックライト光源と、を備える液晶表示装置が提案されている。このような液晶表示装置においては、複数のLED間の輝度値が相違し、視覚的に所望の輝度が得られない場合がある。
【0003】
上記課題を解消するために、種々の装置、方法等が提案されている。例えば、バックライト光源に配設された複数のLEDの一部を順次消灯すると共に、フォトセンサ部で検知した光量の変動情報から、LED毎の発光光量を制御する液晶表示装置が開示されている(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2005−208486号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一方、液晶表示装置においては、複数のLED間の輝度値が相違するだけではなく、複数の画素毎の液晶の開度が相違すること(例えば、液晶の配向特性の劣化等)に起因して、視覚的に所望の輝度が得られない場合がある。しかしながら、上記液晶表示装置等の従来の液晶表示装置では、画素毎の開度が相違することに起因した映像品位の低下(色むら等)を抑制することが困難である場合がある。また、上記液晶表示装置等の従来の液晶表示装置では、LEDの一部を順次消灯するため、フォトセンサ部で光量の変動情報を検知するために要する時間が長くなり、短時間でLED毎の発光光量を制御することが困難な場合があった。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、画素毎の開度が相違する場合にも良好な品位の映像を表示することの可能な液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために請求項1に記載の液晶表示装置は、画素毎に液晶の配向方向を制御することによって開度を制御可能に構成された液晶表示パネルと、格子状に配列された2以上の第1所定数のLEDを有し前記液晶表示パネルを背面側から照射するバックライト光源と、を備える液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルの画素毎に開度を制御する液晶制御手段と、前記バックライト光源に配設された第1所定数のLEDの発光光量を制御する発光制御手段と、前記バックライト光源に配設された第1所定数のLEDから照射され、前記液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量を検出する反射光検出手段と、前記液晶制御手段及び発光制御手段の少なくとも一方を介して、前記反射光検出手段によって検出された反射光の光量に基づき、前記第1所定数のLEDの発光光量、及び、前記液晶表示パネルの開度、の少なくとも一方を補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
【0007】
請求項2に記載の液晶表示装置は、請求項1に記載の液晶表示装置であって、前記反射光検出手段が、前記液晶制御手段に対して開度を予め設定された所定開度とするべく制御させ、前記発光制御手段に対して前記第1所定数のLEDを予め設定された所定光量で発光するべく制御させ、前記液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量を検出することを特徴としている。
【0008】
請求項3に記載の液晶表示装置は、請求項2に記載の液晶表示装置であって、前記所定開度が、略30%の開度であることを特徴としている。
【0009】
請求項4に記載の液晶表示装置は、請求項2又は請求項3に記載の液晶表示装置であって、前記所定光量が、前記第1所定数のLEDの略最大の光量であることを特徴としている。
【0010】
請求項5に記載の液晶表示装置は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の液晶表示装置であって、前記反射光検出手段が、格子状に配列された2以上の第2所定数のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを備え、該第2所定数のCMOSイメージセンサを介して前記液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量を検出することを特徴としている。
【0011】
請求項6に記載の液晶表示装置は、請求項5に記載の液晶表示装置であって、前記補正手段が、前記反射光検出手段の第2所定数のCMOSイメージセンサによって検出された光量の、前記第2所定数のCMOSイメージセンサの内、予め設定された所定位置に配設された基準イメージセンサによって検出された反射光の光量に対する光量差を求め、求められた光量差に基づき、前記第1所定数のLEDの発光光量、及び、前記液晶表示パネルの開度、の少なくとも一方を補正することを特徴としている。
【0012】
請求項7に記載の液晶表示装置は、請求項5又は請求項6に記載の液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルが、画素毎にR(Red)色、G(Green)色、及び、B(Blue)色のカラーフィルタを備え、各画素の各カラーフィルタに対応する開度を制御可能に構成され、前記反射光検出手段が、前記第2所定数のCMOSイメージセンサを介して、反射光の輝度成分、R色成分、G色成分、及び、B色成分を検出し、前記補正手段が、前記反射光検出手段によって検出された反射光の輝度成分に基づいて、前記第1所定数のLEDの発光光量を補正し、前記反射光検出手段によって検出された反射光のR色成分、G色成分及びB色成分に基づいて、それぞれ対応するカラーフィルタに対応する前記液晶表示パネルの開度を補正することを特徴としている。
【0013】
請求項8に記載の液晶表示装置は、請求項5〜請求項7のいずれかに記載の液晶表示装置であって、前記第1所定数及び第2所定数が、前記液晶表示パネルの画素数と略同一数であることを特徴としている。
【発明の効果】
【0014】
請求項1に記載の液晶表示装置によれば、液晶制御手段によって、液晶表示パネルの画素毎に開度が制御され、発光制御手段によって、バックライト光源に配設された第1所定数のLEDの発光光量が制御される。そして、バックライト光源に配設された第1所定数のLEDから照射され、液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量が検出され、検出された反射光の光量に基づき、液晶制御手段及び発光制御手段の少なくとも一方を介して、第1所定数のLEDの発光光量、及び、液晶表示パネルの開度、の少なくとも一方が補正されるため、画素毎の開度が相違する場合にも良好な品位の映像を表示することができる。
【0015】
すなわち、バックライト光源に配設された第1所定数のLEDから照射され、液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量が検出され、検出された反射光の光量に基づき、液晶制御手段及び発光制御手段の少なくとも一方を介して、第1所定数のLEDの発光光量、及び、液晶表示パネルの開度、の少なくとも一方が補正されるため、例えば、反射光の光量が大きい場合(例えば、LEDの発光光量が大きい、又は、液晶表示パネルの開度が小さい場合)には、対応する位置のLEDの発光光量を小さくするか、又は、液晶表示パネルの開度を大きくするべく制御することによって反射光に対する補正を行うことができるので、画素毎の開度が相違する場合にも良好な品位の映像を表示することができるのである。
【0016】
請求項2に記載の液晶表示装置によれば、液晶制御手段に対して開度が予め設定された所定開度とするべく制御され、発光制御手段に対して第1所定数のLEDが予め設定された所定光量で発光するべく制御され、液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量が検出されるため、適正な反射光の光量を検出することができる。
【0017】
すなわち、液晶制御手段に対して開度が予め設定された所定開度とするべく制御され、発光制御手段に対して第1所定数のLEDが予め設定された所定光量で発光するべく制御され、液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量が検出されるため、LEDの発光光量(=所定光量)及び液晶表示パネルの開度(=所定開度)を適正な値に設定することによって、LEDの発光光量及び液晶表示パネルの開度の影響が共に反射光の光量に適正に反映され、適正な反射光の光量を検出することができるのである。
【0018】
請求項3に記載の液晶表示装置によれば、所定開度が略30%の開度であるため、更に適正な反射光の光量を検出することができる。
【0019】
すなわち、所定開度が略30%の開度であるため、LEDの発光光量の略70%が液晶表示パネルを透過し、LEDの発光光量の略30%が反射光として検出されるため、更に適正な反射光の光量を検出することができるのである。つまり、反射光の光量は、LEDの発光光量及び液晶表示パネルの開度に基づいて決定されるため、所定開度が略30%の開度であるので、LEDの発光光量及び液晶表示パネルの開度の影響が共に反射光の光量に適正に反映され、更に適正な反射光の光量を検出することができるのである。
【0020】
請求項4に記載の液晶表示装置によれば、所定光量が前記第1所定数のLEDの略最大の光量であるため、更に適正な反射光の光量を検出することができる。
【0021】
すなわち、所定光量が前記第1所定数のLEDの略最大の光量であるため、発光光量のLED毎の相違が顕在化するので、更に適正な反射光の光量を検出することができるのである。
【0022】
請求項5に記載の液晶表示装置によれば、格子状に配列された2以上の第2所定数のCMOSイメージセンサを介して液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量が検出されるため、反射光の光量を正確に検出することができる。
【0023】
すなわち、格子状に配列された2以上の第2所定数のCMOSイメージセンサを介して液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量が検出されるため、液晶表示パネルから反射される反射光が不均一である場合にも、液晶表示パネルから反射される反射光の光量の分布を検出することができるので、反射光の光量を正確に検出することができるのである。
【0024】
請求項6に記載の液晶表示装置によれば、第2所定数のCMOSイメージセンサによって検出された光量の、第2所定数のCMOSイメージセンサの内、予め設定された所定位置に配設された基準イメージセンサによって検出された反射光の光量に対する光量差が求められ、求められた光量差に基づき、第1所定数のLEDの発光光量、及び、前記液晶表示パネルの開度、の少なくとも一方が補正されるため、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができる。
【0025】
すなわち、第2所定数のCMOSイメージセンサによって検出された光量の、第2所定数のCMOSイメージセンサの内、予め設定された所定位置に配設された基準イメージセンサによって検出された反射光の光量に対する光量差が求められ、求められた光量差に基づき、第1所定数のLEDの発光光量、及び、液晶表示パネルの開度、の少なくとも一方が補正されるため、液晶表示パネルから反射される反射光が不均一である場合にも、液晶表示パネルから反射される反射光の光量の分布に対応する補正を容易に行うことができるので、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができるのである。
【0026】
請求項7に記載の液晶表示装置によれば、液晶表示パネルが、画素毎にR色、G色、及び、B色のカラーフィルタを備え、各画素の各カラーフィルタに対応する開度を制御可能に構成されている。そして、第2所定数のCMOSイメージセンサを介して、反射光の輝度成分、R色成分、G色成分、及び、B色成分が検出され、検出された反射光の輝度成分に基づいて、第1所定数のLEDの発光光量が補正され、検出された反射光のR色成分、G色成分及びB色成分に基づいて、それぞれ対応するカラーフィルタに対応する液晶表示パネルの開度が補正されるため、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができる。
【0027】
すなわち、第2所定数のCMOSイメージセンサを介して、反射光の輝度成分、R色成分、G色成分、及び、B色成分が検出され、検出された反射光の輝度成分に基づいて、第1所定数のLEDの発光光量が補正され、検出された反射光のR色成分、G色成分及びB色成分に基づいて、それぞれ対応するカラーフィルタに対応する液晶表示パネルの開度が補正されるため、液晶表示パネルから反射される反射光が白色光ではない(=着色光である)場合にも、液晶表示パネルから反射される反射光に対応する補正を正確に行うことができるので、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができるのである。
【0028】
請求項8に記載の液晶表示装置によれば、バックライト光源に配設されたLEDの個数である第1所定数及び反射光を検出するCMOSイメージセンサの個数である第2所定数が、液晶表示パネルの画素数と略同一数であるため、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができる。
【0029】
すなわち、バックライト光源に配設されたLEDの個数である第1所定数及び反射光を検出するCMOSイメージセンサの個数である第2所定数が、液晶表示パネルの画素数と略同一数であるため、画素毎に反射光に対応する補正を正確に行うことができるので、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係るカラー液晶表示装置の構成の一例を示す斜視図である。カラー液晶表示装置100は、液晶表示パネル1、及び、液晶表示パネル1の背面側(図の下側)に配設されたバックライト光源2を備えている。バックライト光源2は、液晶表示パネル1を背面側(図の下側)から照射するものであって、格子状に配列された2以上の第1所定数(ここでは、液晶表示パネル1の画素数と同一個数)のLED21(図2参照)を有している。
【0031】
液晶表示パネル1は、画素毎に液晶の配向方向を制御することによってバックライト光源2からの光線に対する開度(=液晶表示パネル1の透過光量/液晶表示パネル1での受光光量)を制御可能に構成されたものであって、1対の電極基板11、12、電極基板11、12間に封入された液晶層13、電極基板12に貼付されたカラーフィルタ14、電極基板11、12の液晶層13に対して離間する側に配設された1対の偏光板15、16を備えている。
【0032】
電極基板11は、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)基板であって、薄膜トランジスタ111、マトリクス状に配置された走査線112、及び、信号線113を備えている。電極基板12は、液晶層13側に、対向電極121を備えると共に、カラーフィルタ14が貼付されている。カラーフィルタ14は、バックライト光源2から照射される白色光を、R(Red)色光、G(Green)色光、及び、B(Blue)色光に変換するものであって、液晶表示パネル1上にカラー映像を表示させるものである。
【0033】
偏光板15、16は、特定の方向の振幅成分を持つ光(偏光)のみ透過させるものであって、一方が垂直偏光を透過させ、他方が水平偏光を透過させるべく構成されている。電極基板11、12間に、図3を用いて後述するXドライバ31、Yドライバ32を介して電圧が印加され、液晶層13に封入された液晶が配向することによって、バックライト光源2から照射される光線が、偏光板15、16を介して透過する光量が制御される。
【0034】
図2は、バックライト光源2の一例を示す斜視図である。バックライト光源2には、第1所定数(ここでは、液晶表示パネル1の画素数と同一個数)のLED21と、第2所定数(ここでは、液晶表示パネル1の画素数と同一個数)のCMOSイメージセンサ22と、が一対となって格子状に配設されている。
【0035】
LED(Light Emitting Diode)21は、図3に示すLEDドライバ33を介して電流が供給され、液晶表示パネル1に対して光線(=バックライト)を照射するものである。CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ22(反射光検出手段の一部に相当する)は、液晶表示パネル1を介して、外部から照射される反射光の光量を検出するものであって、図3に示すCPU34に対して、受光された反射光の輝度成分(Y)、R色成分、G色成分、及び、B色成分を出力するものである。
【0036】
なお、行番号i(i=1〜M、例えば、M=720)、列番号j(j=1〜N、例えば、N=1280)を図3に示すように各CMOSイメージセンサ22に付し、各CMOSイメージセンサ22を区別する。また、以下の説明において、各CMOSイメージセンサ22からの出力も同様に行番号i、列番号jを付すことによって区別するものとする。例えば、行番号i、列番号jに対応するCMOSイメージセンサ22によって検出された反射光の輝度成分、R色成分、G色成分、及び、B色成分をそれぞれ、Yij、Rij、Gij、Bijと表記する。
【0037】
図3は、本発明に係るカラー液晶表示装置100の電気的構成の一例を示す構成図である。カラー液晶表示装置100は、Xドライバ31、Yドライバ32、LEDドライバ33、CPU34、映像メモリ35、RAM36、及び、ROM37を備えている。
【0038】
Xドライバ31、Yドライバ32(液晶制御手段の一部に相当する)は、CPU34(図4を用いて後述する開度制御部345)からの指示に従って、電極基板11、12間に、電圧を印加するものである。LEDドライバ33(発光制御手段の一部に相当する)は、CPU34(図4を用いて後述する発光制御部344)からの指示に従って、LED21に電流を供給するものである。
【0039】
CPU(Central Processing Unit)34は、カラー液晶表示装置100全体の動作を制御するものである。映像メモリ35は、外部(例えば、DVDプレイヤ等)から供給される映像情報を格納するものである。RAM(Random Access Memory)36は、CPU34(図4を用いて後述する補正値算出部343)によって算出された補正値等を格納するものである。ROM(Read Only Memory)37は、CPU34を動作させる制御プログラム等を格納するものである。
【0040】
図4は、本発明に係るカラー液晶表示装置100における主要部の機能構成の一例を示す構成図である。CPU34は、機能的に、画像取得部341、反射光検出部342、補正値算出部343、発光制御部344、及び、開度制御部345を備え、RAM36は、機能的に、基準値記憶部361、輝度補正値記憶部362、及び、開度補正値記憶部363を備えている。
【0041】
ここでは、CPU34が、図3に示すROM37等に予め格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、画像取得部341、反射光検出部342、補正値算出部343、発光制御部344、開度制御部345等の機能部として機能し、RAM36を、基準値記憶部361、輝度補正値記憶部362、開度補正値記憶部363等の機能部として機能させるものである。
【0042】
また、図3に示すRAM36、ROM37に格納された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に格納され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、CD(Compact Disk)、DVD(Digital Versatile Disk)、半導体メモリ等である。
【0043】
基準値記憶部361は、図1に示す液晶層13のR、G、Bからなる1画素に対応する液晶の配向特性の画素間のバラツキを補正する補正値R0ij、G0ij、B0ij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)を格納すると共に、LED21の発光特性のバラツキを補正する補正値Y0ij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)を予め(例えば、製造後の調整時に)格納するものである。
【0044】
なお、基準値記憶部361に格納された補正値R0ij、G0ij、B0ijは、開度制御部345によって読み出され、補正値Y0ijは、発光制御部344によって読み出されるものである。
【0045】
輝度補正値記憶部362(補正手段の一部に相当する)は、補正値算出部343によって算出された反射光の輝度のバラツキに対応する補正値YAij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)を格納するものである。なお、輝度補正値記憶部362に格納された補正値YAijは、発光制御部344によって読み出されるものである。
【0046】
開度補正値記憶部363(補正手段の一部に相当する)は、補正値算出部343によって算出された反射光のR色成分、G色成分及びB色成分のバラツキに対応する補正値RAij、GAij、BAij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)を格納するものである。なお、開度補正値記憶部363に格納された補正値RAij、GAij、BAijは、開度制御部345によって読み出されるものである。
【0047】
画像取得部341は、映像メモリ35に格納された映像情報を読み出し、発光制御部344及び開度制御部345へ出力するものである。ここで、映像情報は、行番号i(i=1〜M:M=720)、列番号j(j=1〜N:N=1280)の画素のR色成分RPij、G色成分GPij、及び、B色成分BPijからなるものである。
【0048】
反射光検出部342(反射光検出手段の一部に相当する)は、バックライト光源2に配設された第1所定数のLED21から照射され、液晶表示パネル1において反射された反射光の光量を検出するものである。具体的には、反射光検出部342は、開度制御部345に対して開度を予め設定された所定開度(ここでは、30%)とするべく制御させ、発光制御部344に対して第1所定数のLED21を予め設定された所定光量(ここでは、最大の光量)で発光するべく制御させ、液晶表示パネル1において反射された反射光の光量を、CMOSイメージセンサ22を介して検出するものである。
【0049】
ここで、反射光検出部342によって検出される反射光情報は、行番号i(i=1〜M:M=720)、列番号j(j=1〜N:N=1280)の位置に配設されたCMOSイメージセンサ22から出力される輝度成分Yij、R色成分Rij、G色成分Gij、及び、B色成分Bijからなるものである。
【0050】
補正値算出部343(補正手段の一部に相当する)は、反射光検出部342によって検出された反射光情報に基づき、第1所定数のLED21の発光光量を補正する補正値YAij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)を算出し、輝度補正値記憶部362に書き込むものである。
【0051】
ここで、補正値YAijは、次の(1)式によって与えられるものである。
補正値YAij=輝度成分Yij−輝度成分Yhk (1)
ただし、h=M/2(=360)、k=N/2(=640)である。すなわち、補正値YAijは、反射光検出部342によって検出された輝度成分Yijの液晶表示パネル1の中央位置(予め設定された所定位置に相当する)の画素に対応する輝度成分Yhkに対する輝度差である。
【0052】
また、補正値算出部343は、反射光検出部342によって検出された反射光情報に基づき、液晶表示パネル1の開度を補正する補正値RAij、GAij、BAij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)を算出し、開度補正値記憶部363に書き込むものである。
【0053】
ここで、補正値RAij、GAij、BAijは、次の(2)〜(4)式によって与えられるものである。
補正値RAij=R色成分Rij−R色成分Rhk (2)
補正値GAij=G色成分Gij−G色成分Ghk (3)
補正値BAij=B色成分Bij−B色成分Bhk (4)
ただし、h=M/2(=360)、k=N/2(=640)である。すなわち、補正値RAij、GAij、BAijは、反射光検出部342によって検出されたR色成分Rij、G色成分Gij、及び、B色成分Bijの液晶表示パネル1の中央位置(予め設定された所定位置に相当する)の画素に対応するR色成分Rhk、G色成分Ghk、及び、B色成分Bhkに対する差である。
【0054】
発光制御部344(発光制御手段の一部に相当する)は、バックライト光源2に配設された第1所定数のLED21の発光光量を制御するものであって、反射光検出部342によって反射光の光量が検出される場合には、反射光検出部342からの指示に従って、LED21を予め設定された所定光量(ここでは、最大光量)で発光させるものである。
【0055】
また、発光制御部344は、基準値記憶部361に格納された補正値Y0ij、及び、輝度補正値記憶部362に格納された補正値YAij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)を読み出し、LED21の発光光量を制御するものである。すなわち、発光制御部344は、行番号i、列番号jに対応するLED21の発光光量Eijを、次の(5)式によって求められる値に制御するものである。
発光光量Eij=補正値Y0ij+補正値YAij (5)
【0056】
開度制御部345(液晶制御手段の一部に相当する)は、液晶表示パネル1の画素毎に開度を制御するものであって、反射光検出部342によって反射光の光量が検出される場合には、反射光検出部342からの指示に従って、液晶表示パネル1の開度を予め設定された所定開度(ここでは、30%)とするべく制御するものである。
【0057】
また、開度制御部345は、基準値記憶部361に格納された補正値R0ij、G0ij、B0ij、及び、開度補正値記憶部363に格納された補正値RAij、GAij、BAij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)を読み出し、画像取得部341によって取得された映像情報を表示するべく、液晶表示パネル1の開度を制御する(=Xドライバ31、Yドライバ32を介して電極基板11、12間に印加する電圧を制御する)ものである。
【0058】
すなわち、開度制御部345は、行番号i、列番号jの画素のR色成分、G色成分、及び、B色成分にそれぞれ対応する液晶表示パネル1の開度TRij、TGij、TBijを、次の(6)〜(8)式によって求められる値に制御するものである。
開度TRij=RPij+R0ij+RAij (6)
開度TGij=GPij+G0ij+GAij (7)
開度TBij=BPij+B0ij+BAij (8)
【0059】
図5は、カラー液晶表示装置100(主にCPU34)の反射光光量検出処理の一例を示すフローチャートである。まず、反射光検出部342によって、発光制御部344を介してLED21が最大の光量で発光される(S101)。そして、反射光検出部342によって、開度制御部345を介して開度が30%に設定される(S103)。次いで、反射光検出部342によって、CMOSイメージセンサ22を介して反射光の光量が検出され、反射光情報(=輝度成分Yij、R色成分Rij、G色成分Gij、及び、B色成分Bij)が生成される(S105)。
【0060】
次に、補正値算出部343によって、LED21の発光光量を補正する補正値YAijが算出される(S107)。そして、補正値算出部343によって、液晶表示パネル1の開度を補正する補正値RAij、GAij、BAijが算出される(S109)。次いで、補正値算出部343によって、ステップS107において算出された補正値YAijが輝度補正値記憶部362に格納されると共に、ステップS109において算出された補正値RAij、GAij、BAijが開度補正値記憶部363に格納され(S111)、処理が終了される。
【0061】
図6は、カラー液晶表示装置100(主にMPU34)の補正処理の一例を示すフローチャートである。まず、画像取得部341によって映像メモリ35に格納された映像情報が取得される(S201)。そして、発光制御部344によって、基準値記憶部361に格納された補正値Y0ijが読み出される(S203)。次いで、発光制御部344によって、輝度補正値記憶部362に格納された補正値YAijが読み出される(S205)。次に、発光制御部344によって、ステップS203で読み出された補正値Y0ij及びステップS205で読み出された補正値YAijを用いてLED21の発光光量Eijが設定される(S207)。
【0062】
そして、開度制御部345によって、基準値記憶部361に格納された補正値R0ij、G0ij、B0ijが読み出される(S209)。次いで、開度制御部345によって、開度補正値記憶部363に格納された補正値RAij、GAij、BAijが読み出される(S211)。次に、開度制御部345によって、ステップS201で取得された映像情報(=R色成分RPij、G色成分GPij、及び、B色成分BPij)、ステップS209で読み出された補正値R0ij、G0ij、B0ij、及び、ステップS205で読み出された補正値RAij、GAij、BAijを用いて、液晶表示パネル1の開度TRij、TGij、TBijが設定され(S213)、処理が終了される。
【0063】
このようにして、開度制御部345によって、液晶表示パネル1の画素毎に開度が制御され、発光制御部344によって、バックライト光源2に配設された第1所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のLED21の発光光量が制御される。そして、バックライト光源2に配設された第1所定数のLED21から照射され、液晶表示パネル1において反射された反射光の光量が検出され、検出された反射光の光量に基づき、開度制御部345及び発光制御部344を介して、第1所定数のLED21の発光光量、及び、液晶表示パネル1の開度が補正されるため、画素毎の開度が相違する場合にも良好な品位の映像を表示することができる。
【0064】
すなわち、バックライト光源2に配設された第1所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のLED21から照射され、液晶表示パネル1において反射された反射光の光量が検出され、検出された反射光の光量に基づき、開度制御部345及び発光制御部344を介して、第1所定数のLED21の発光光量、及び、液晶表示パネル1の開度が補正されるため、例えば、反射光の光量が大きい場合(例えば、LED21の発光光量が大きい、又は、液晶表示パネル1の開度が小さい場合)には、対応する位置のLED21の発光光量を小さくするか、又は、液晶表示パネル1の開度を大きくするべく制御することによって反射光に対する補正を行うことができるので、画素毎の開度が相違する場合にも良好な品位の映像を表示することができるのである。
【0065】
また、開度制御部345に対して開度が予め設定された所定開度(ここでは、30%)とするべく制御され、発光制御部344に対して第1所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のLED21が予め設定された所定光量(ここでは、最大光量)で発光するべく制御され、液晶表示パネル1において反射された反射光の光量が検出されるため、適正な反射光の光量を検出することができる。
【0066】
すなわち、開度制御部345に対して開度が予め設定された所定開度(ここでは、30%)とするべく制御され、発光制御部344に対して第1所定数のLED21が予め設定された所定光量(ここでは、最大光量)で発光するべく制御され、液晶表示パネル1において反射された反射光の光量が検出されるため、LED21の発光光量(=所定光量:ここでは、最大光量)及び液晶表示パネル1の開度(=所定開度:ここでは、30%)を適正な値に設定することによって、LED21の発光光量及び液晶表示パネル1の開度の影響が共に反射光の光量に適正に反映され、適正な反射光の光量を検出することができるのである。
【0067】
更に、反射光の光量を検出する際の液晶表示パネル1の開度である所定開度が30%の開度であるため、更に適正な反射光の光量を検出することができる。
【0068】
すなわち、反射光の光量を検出する際の液晶表示パネル1の開度である所定開度が30%の開度であるため、LED21の発光光量の70%が液晶表示パネル1を透過し、LED21の発光光量の30%が反射光として検出されるため、更に適正な反射光の光量を検出することができるのである。つまり、反射光の光量は、LED21の発光光量及び液晶表示パネル1の開度に基づいて決定されるため、所定開度が30%の開度であるので、LED21の発光光量及び液晶表示パネル1の開度の影響が共に反射光の光量に適正に反映され、更に適正な反射光の光量を検出することができるのである。
【0069】
加えて、反射光の光量を検出する際のLED21の発光光量である所定光量がLED21の最大の光量であるため、更に適正な反射光の光量を検出することができる。
【0070】
すなわち、反射光の光量を検出する際のLED21の発光光量である所定光量がLED21の最大の光量であるため、発光光量のLED21毎の相違が顕在化するので、更に適正な反射光の光量を検出することができるのである。
【0071】
また、格子状に配列された2以上の第2所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のCMOSイメージセンサ22を介して液晶表示パネル1において反射された反射光の光量が検出されるため、反射光の光量を正確に検出することができる。
【0072】
すなわち、格子状に配列された2以上の第2所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のCMOSイメージセンサ22を介して液晶表示パネル1において反射された反射光の光量が検出されるため、液晶表示パネル1から反射される反射光が不均一である場合にも、液晶表示パネル1から反射される反射光の光量の分布を検出することができるので、反射光の光量を正確に検出することができるのである。
【0073】
更に、第2所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のCMOSイメージセンサ22によって検出された光量の、第2所定数のCMOSイメージセンサ22の内、予め設定された所定位置(ここでは、液晶表示パネル1の中央位置)に配設された基準イメージセンサによって検出された反射光の光量に対する光量差が求められ、求められた光量差に基づき、第1所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のLED21の発光光量、及び、液晶表示パネル1の開度が補正されるため、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができる。
【0074】
すなわち、第2所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のCMOSイメージセンサ22によって検出された光量の、第2所定数のCMOSイメージセンサの内、予め設定された所定位置(ここでは、液晶表示パネル1の中央位置)に配設された基準イメージセンサによって検出された反射光の光量に対する光量差が求められ、求められた光量差に基づき、第1所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のLED21の発光光量、及び、液晶表示パネル1の開度が補正されるため、液晶表示パネル1から反射される反射光が不均一である場合にも、液晶表示パネル1から反射される反射光の光量の分布に対応する補正を容易に行うことができるので、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができるのである。
【0075】
加えて、液晶表示パネル1が、画素毎にR色、G色、及び、B色のカラーフィルタ14(図1参照)を備え、各画素の各カラーフィルタ14に対応する開度を制御可能に構成されている。そして、第2所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のCMOSイメージセンサ22を介して、反射光の輝度成分Yij、R色成分Rij、G色成分Gij、及び、B色成分Bij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)が検出され、検出された反射光の輝度成分Yijに基づいて、第1所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のLED21の発光光量Eijが補正され((5)式参照)、検出された反射光のR色成分Rij、G色成分Gij、及び、B色成分Bijに基づいて、それぞれ対応するカラーフィルタ14に対応する液晶表示パネル1の開度TRij、TGij、TBijが補正される((6)〜(8)式参照)ため、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができる。
【0076】
すなわち、第2所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のCMOSイメージセンサ22を介して、反射光の輝度成分Yij、R色成分Rij、G色成分Gij、及び、B色成分Bij(i=1〜M、j=1〜N:M=720、N=1280)が検出され、検出された反射光の輝度成分Yijに基づいて、第1所定数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のLED21の発光光量Eijが補正され((5)式参照)、検出された反射光のR色成分Rij、G色成分Gij、及び、B色成分Bijに基づいて、それぞれ対応するカラーフィルタ14に対応する液晶表示パネル1の開度TRij、TGij、TBijが補正される((6)〜(8)式参照)ため、液晶表示パネル1から反射される反射光が白色光ではない(=着色光である)場合にも、液晶表示パネル1から反射される反射光に対応する補正を正確に行うことができるので、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができるのである。
【0077】
また、バックライト光源2に配設されたLED21の個数である第1所定数及び反射光を検出するCMOSイメージセンサ22の個数である第2所定数が、液晶表示パネル1の画素数と同一数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)であるため、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができる。
【0078】
すなわち、バックライト光源2に配設されたLED21の個数である第1所定数及び反射光を検出するCMOSイメージセンサ22の個数である第2所定数が、液晶表示パネル1の画素数と同一数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)であるため、画素毎に反射光に対応する補正を正確に行うことができるので、画素毎の開度が相違する場合にも更に良好な品位の映像を表示することができるのである。
【0079】
なお、本発明は、以下の形態にも適用可能である。
(A)本実施形態では、カラー液晶表示装置100が、液晶表示パネル1の画素数と同一数(ここでは、M×N個:M=720、N=1280)のLED21及びCMOSイメージセンサ22を備える場合について説明したが、LED21の個数(第1所定数)及びCMOSイメージセンサ22の個数(第2所定数)が、液晶表示パネル1の画素数より小さい(例えば、画素数の1/4)である形態でもよい。この場合には、カラー液晶表示装置100の装置構成が簡略化される。また、CMOSイメージセンサ22の個数(第2所定数)がLED21の個数(第1所定数)と同一数ではない(例えば、LED21の個数の1/4である)形態でもよい。
【0080】
(B)本実施形態では、発光制御部344及び開度制御部345が、反射光検出部342によって検出される反射光情報に基づいて、それぞれ、LED21の発光光量Eij及び液晶表示パネル1の開度TRij、TGij、TBijを補正する場合について説明したが、発光制御部344及び開度制御部345の一方(例えば、発光制御部344)が、反射光検出部342によって検出される反射光情報に基づいて、LED21の発光光量Eij及び液晶表示パネル1の開度TRij、TGij、TBijの一方(例えば、LED21の発光光量Eij)を補正する形態でもよい。
【0081】
(C)本実施形態では、CPU11が、機能的に、画像取得部341、反射光検出部342、補正値算出部343、発光制御部344、及び、開度制御部345を備える場合について説明したが、画像取得部341、反射光検出部342、補正値算出部343、発光制御部344、及び、開度制御部345の内、少なくとも1の機能部が、回路等のハードウェアによって構成されている形態でもよい。
【図面の簡単な説明】
【0082】
【図1】は、本発明に係るカラー液晶表示装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図2】は、バックライト光源の一例を示す斜視図である。
【図3】は、本発明に係るカラー液晶表示装置の電気的構成の一例を示す構成図である。
【図4】は、本発明に係るカラー液晶表示装置における主要部の機能構成の一例を示す構成図である。
【図5】は、カラー液晶表示装置(主にCPU)の反射光光量検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図6】は、カラー液晶表示装置(主にMPU)の補正処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0083】
1 カラー液晶表示装置
1 液晶表示パネル
11、12 電極基板
13 液晶層
14 カラーフィルタ
15 偏光板
2 バックライト光源
21 LED
22 CMOSイメージセンサ(反射光検出手段の一部)
31 Xドライバ(液晶制御手段の一部)
32 Yドライバ(液晶制御手段の一部)
33 LEDドライバ(発光制御手段の一部)
35 映像メモリ
34 CPU
341 画像取得部
342 反射光検出部(反射光検出手段の一部)
343 補正値算出部(補正手段の一部)
344 発光制御部(発光制御手段の一部)
345 開度制御部(液晶制御手段の一部)
36 RAM
361 基準値記憶部
362 輝度補正値記憶部(補正手段の一部)
363 開度補正値記憶部(補正手段の一部)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
画素毎に液晶の配向方向を制御することによって開度を制御可能に構成された液晶表示パネルと、格子状に配列された2以上の第1所定数のLEDを有し前記液晶表示パネルを背面側から照射するバックライト光源と、を備える液晶表示装置であって、
前記液晶表示パネルの画素毎に開度を制御する液晶制御手段と、
前記バックライト光源に配設された第1所定数のLEDの発光光量を制御する発光制御手段と、
前記バックライト光源に配設された第1所定数のLEDから照射され、前記液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量を検出する反射光検出手段と、
前記液晶制御手段及び発光制御手段の少なくとも一方を介して、前記反射光検出手段によって検出された反射光の光量に基づき、前記第1所定数のLEDの発光光量、及び、前記液晶表示パネルの開度、の少なくとも一方を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記反射光検出手段は、前記液晶制御手段に対して開度を予め設定された所定開度とするべく制御させ、前記発光制御手段に対して前記第1所定数のLEDを予め設定された所定光量で発光するべく制御させ、前記液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量を検出することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記所定開度は、略30%の開度であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記所定光量は、前記第1所定数のLEDの略最大の光量であることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記反射光検出手段は、格子状に配列された2以上の第2所定数のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを備え、該第2所定数のCMOSイメージセンサを介して前記液晶表示パネルにおいて反射された反射光の光量を検出することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記補正手段は、前記反射光検出手段の第2所定数のCMOSイメージセンサによって検出された光量の、前記第2所定数のCMOSイメージセンサの内、予め設定された所定位置に配設された基準イメージセンサによって検出された反射光の光量に対する光量差を求め、求められた光量差に基づき、前記第1所定数のLEDの発光光量、及び、前記液晶表示パネルの開度、の少なくとも一方を補正することを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
【請求項7】
前記液晶表示パネルは、画素毎にR(Red)色、G(Green)色、及び、B(Blue)色のカラーフィルタを備え、各画素の各カラーフィルタに対応する開度を制御可能に構成され、
前記反射光検出手段は、前記第2所定数のCMOSイメージセンサを介して、反射光の輝度成分、R色成分、G色成分、及び、B色成分を検出し、
前記補正手段は、前記反射光検出手段によって検出された反射光の輝度成分に基づいて、前記第1所定数のLEDの発光光量を補正し、前記反射光検出手段によって検出された反射光のR色成分、G色成分及びB色成分に基づいて、それぞれ対応するカラーフィルタに対応する前記液晶表示パネルの開度を補正することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の液晶表示装置。
【請求項8】
前記第1所定数及び第2所定数は、前記液晶表示パネルの画素数と略同一数であることを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれかに記載の液晶表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−292892(P2008−292892A)
【公開日】平成20年12月4日(2008.12.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−140098(P2007−140098)
【出願日】平成19年5月28日(2007.5.28)
【出願人】(000201113)船井電機株式会社 (7,855)
【Fターム(参考)】