液晶表示装置
【課題】白色バックライトにおいて、光源の駆動制御により表示映像の色度を可変することができる液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】液晶表示装置１００は、映像を表示する液晶パネル１０１と、半導体光源１０６を有し、液晶パネル１０１を照明するバックライト１０２と、半導体光源１０６を駆動する駆動部１０３と、複数の色度を切り替え時間ごとに切り替えて時間平均的に所望の色度を実現するように駆動部１０３を制御する制御部１０４とを有する。複数の色度は、電流値が異なる複数のパルスを組み合わせて構成される駆動パルスにより半導体光源１０６を駆動することによって実現される。
【解決手段】液晶表示装置１００は、映像を表示する液晶パネル１０１と、半導体光源１０６を有し、液晶パネル１０１を照明するバックライト１０２と、半導体光源１０６を駆動する駆動部１０３と、複数の色度を切り替え時間ごとに切り替えて時間平均的に所望の色度を実現するように駆動部１０３を制御する制御部１０４とを有する。複数の色度は、電流値が異なる複数のパルスを組み合わせて構成される駆動パルスにより半導体光源１０６を駆動することによって実現される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の一種に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を配列してなるＬＥＤバックライトを用いて液晶パネルを照明するものがある。
【０００３】
液晶パネルは、一般に、液晶や偏光板、カラーフィルタなどの影響により光の波長に応じて透過率が異なるという性質を有する。よって、入力映像信号の輝度レベルが低い場合に、液晶パネルの表示映像において黒が青みを帯びて見えることがある。
【０００４】
この問題に対処するために、液晶表示装置において表示映像の色温度制御が行われることがある。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載された従来の液晶表示装置は、入力映像信号の輝度レベルに応じてＬＥＤバックライトの色温度を制御する。より具体的には、入力映像信号の輝度レベルが低下した場合には、例えば、Ｂ光源としての青色ＬＥＤの輝度レベルが他色の光源の輝度レベルよりも低減される。これにより、表示映像において青みがかった黒が補正される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５２００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の液晶表示装置において、制御されるＬＥＤバックライトは、異なる色の光源を有する構成を採っている。ＬＥＤバックライトには、複数色のＬＥＤ（例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色のＬＥＤ）を配列してなるもののほか、白色ＬＥＤを配列してなるもの（白色ＬＥＤバックライト）もある。しかしながら、白色ＬＥＤバックライトの使用を前提とした場合に、色温度（又は色度）を如何にして制御するかについての提案は、従来、あまり盛んには行われていない。このことは、バックライトの光源としてＬＥＤ以外の光源、例えば、レーザや有機ＥＬ（ＯＬＥ：Organic Electro-Luminescence）などの光源を用いる場合についても同様である。
【０００８】
本発明の目的は、白色バックライトにおいて、光源の駆動制御により表示映像の色度を可変することができる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、映像を表示する液晶パネルと、半導体光源を有し、前記液晶パネルを照明するバックライトと、前記半導体光源を駆動する駆動部と、複数の色度を切り替え時間ごとに切り替えて時間平均的に所望の色度を実現するように前記駆動部を制御する制御部と、を有する構成を採る。好ましくは、前記複数の色度は、電流値が異なる複数のパルスを組み合わせて構成される駆動パルスにより前記半導体光源を駆動することによって実現される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、白色バックライトにおいて、光源の駆動制御により表示映像の色度を可変することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態における白色ＬＥＤバックライトの白色ＬＥＤ配列を示す図
【図３】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルスの一例を示す図
【図４】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルス制御の一例を示すフロー図
【図５】図４のステップＳ２００の処理の内容を示すフロー図
【図６】本実施の形態におけるＬＥＤの色度調整範囲と黒体軌跡を示す色度図
【図７】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルス電流値と色度との関係の一例を示す色度図
【図８】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルス制御の具体例を説明するための図であって各構成パルスの電流値とデューティ比の双方が可変されたＬＥＤ駆動パルスの一例を示す図
【図９】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルスの他の例を示す図
【図１０】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルスのさらに他の例を示す図
【図１１】液晶パネルにおける入力映像信号と色度点との関係を示す色度図
【図１２】本実施の形態におけるルックアップテーブルの決め方を説明するための色度図
【図１３】本実施の形態におけるルックアップテーブルの決め方を説明するための線分図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
ここでは、まず、一部の用語について説明しておく。「色温度」は、正確には、黒体軌跡上の色度に対して定義されている。しかし、例えば、液晶表示装置においては、バックライト光源が白色光を放射し又は液晶表示パネルが白を表示したときの等色温度線上の色度を、色温度９０００Ｋなどと表現することが一般的である（厳密には「相関色温度」という）。したがって、同じ色温度９０００Ｋの光源であっても色度が同じであるとは限らない。色度が異なると、見た目の色、つまり、色味（映像などの媒体における微細な色合い）が異なる。本発明では、後で詳述するように、色度図上の２次元の範囲で白色光の色度を調整可能である。以下、「色度」は、特に、白色光の色度を指すことにする。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示す液晶表示装置１００は、液晶パネル１０１、白色ＬＥＤバックライト１０２、白色ＬＥＤ駆動部１０３、制御データ演算部１０４及び信号輝度レベル検出部１０５を有する。
【００１６】
液晶パネル１０１は、透過型又は半透過型の液晶パネルである。液晶パネル１０１は、白色ＬＥＤバックライト１０２から発せられた光を透過し、この透過光を、表示画面たる前面から出射する。このとき、液晶駆動部（図示せず）は、液晶パネル１０１を駆動する駆動電圧を、映像信号に基づいて制御する。映像信号は、液晶パネル１０１の表示画面に表示されるべき映像を示すディジタル信号である。これにより、液晶パネル１０１の透過率が制御される。この制御の結果として、液晶パネル１０１は映像を表示する。
【００１７】
白色ＬＥＤバックライト１０２は、例えば、図２に示すように、多数の白色ＬＥＤ１０６を有する。白色ＬＥＤバックライト１０２は、これら多数の白色ＬＥＤ１０６を基板上に略平面状に液晶パネル１０１の背面に向けて配列してなる直下型のバックライト装置である。白色ＬＥＤバックライト１０２は、液晶パネル１０１の背面側に配置され、白色ＬＥＤ１０６から発せられた白色光により液晶パネル１０１を照明する。
【００１８】
なお、白色ＬＥＤバックライト１０２は、直下型に限定されるわけではなく、エッジライト型のバックライト装置であってもよい。
【００１９】
一般に、ＬＥＤは、駆動電流値によって、その発光スペクトルが変化する。よって、発光スペクトルつまり発光色を保ちながら輝度を変化させる場合には、通常、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動方式を用いて、駆動電流のデューティ比を変化させることによって、対応する。
【００２０】
赤色や緑色、青色など複数の色のＬＥＤを混色させて白色を実現する場合、白色の色度は、混色させるＬＥＤの輝度比率を変化させることによって、調整可能である。この場合には、各色のＬＥＤに対するデューティ比を調整するだけで、全体の輝度を変化させずに、白色光の色度を調整することが可能である。
【００２１】
一方、白色ＬＥＤ１０６は、単色（例えば、青色）ＬＥＤと蛍光体とを主として有するＬＥＤ装置である。白色ＬＥＤ１０６は、白色ＬＥＤ駆動部１０３から印加される駆動パルスにより駆動されて白色光を発光する。すなわち、白色ＬＥＤ１０６は、駆動パルスが印加されたときに単色のＬＥＤから発せられた光が蛍光体に透過されこの蛍光体の作用により白色化されるように、構成されている。
【００２２】
しかし、このような白色ＬＥＤ１０６では、種々の発光スペクトルを持つＬＥＤの混色比率調整による色度調整を行うことができない。なぜなら、単色励起光に対するデューティ比を変更したとしても、観測される平均輝度が変化するだけだからである。
【００２３】
本出願人は、別の出願において、このような白色ＬＥＤにおいて色温度（色度）を調整する場合、逆に電流値（パルスの波高値）を変化させて色温度（色度）を調整し、これによる輝度変化を、デューティ比の調整によって吸収する手法を提案した。また、本出願人は、上記別出願において、電流値を変化させることによる輝度変化を、映像信号や環境光などの状態によっては、積極的に利用できることを示した。
【００２４】
本発明の液晶表示装置では、上記別出願に示す色温度調整範囲に加え、より広範囲な色度調整が可能であり、かつ、デューティ比を調整することなく色度調整時の輝度変化を抑えることも可能である。また、本発明の液晶表示装置は、後述するように、映像信号に対する輝度調整の分解能の面でも、優位性を有している。
【００２５】
なお、本実施の形態では、白色ＬＥＤ１０６は、単色ＬＥＤと蛍光体とを有する構成により白色光を発光するＬＥＤ装置であるが、これに限定されるわけではなく、他の構成により白色光を発光するＬＥＤ装置であってもよい。また、白色以外のＬＥＤにも本発明は適用可能である。
【００２６】
信号輝度レベル検出部１０５は、検出部として機能する。信号輝度レベル検出部１０５は、映像信号の特徴量として、例えば、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を検出する回路である。
【００２７】
なお、信号輝度レベル検出部１０５は、平均輝度レベルに加えて又は平均輝度レベルの代わりに、最大輝度レベル（ＭＡＸ）や最小輝度レベル（ＭＩＮ）などの輝度レベルを特徴量として検出してもよい。この場合、信号輝度レベル検出部１０５は、映像において輝度レベルが最大又は最小となる部分の面積又は位置を併せて検出してもよい。
【００２８】
制御データ演算部１０４は、制御部として機能する。制御データ演算部１０４は、白色ＬＥＤバックライト１０２の色度を制御するために、白色ＬＥＤ１０６の駆動パルス（後述する）を構成する複数のパルスの電流値、パルス幅及びパルス切り替え時間を、信号輝度レベル検出部１０５によって検出された特徴量に基づいて演算する演算処理回路である。制御データ演算部１０４は、演算して得られた電流値、パルス幅及びパルス切り替え時間を示す制御データを生成し、生成した制御データを白色ＬＥＤ駆動部１０３に出力する。
【００２９】
白色ＬＥＤ駆動部１０３は、駆動部として機能する。白色ＬＥＤ駆動部１０３は、白色ＬＥＤ１０６を駆動する駆動パルスを、制御データ演算部１０４から出力された制御データに従って生成し、生成した駆動パルスを白色ＬＥＤ１０６に印加する回路である。
【００３０】
図３は、白色ＬＥＤ駆動部１０３によって生成される白色ＬＥＤの駆動パルスの一例を示す図である。
【００３１】
本実施の形態では、白色ＬＥＤの駆動パルスは、電流値が異なる複数のパルス（以下「構成パルス」ともいう）を組み合わせて構成されている。例えば、図３に示す駆動パルス１１０は、構成パルスとして２つの矩形パルス１１０ａ、１１０ｂを組み合わせて構成されている。矩形パルス１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ、電流値Ｉ及びデューティ比Ｄ（％）（＝パルス幅ｔＯＮ／パルス切り替え時間ｔＳＷ）の波形を有する。２つの矩形パルス１１０ａ、１１０ｂは、少なくとも電流値Ｉが異なっている。具体的には、矩形パルス１１０ａは、電流値Ｉ１及びデューティ比Ｄ１（％）（＝パルス幅ｔＯＮ１／パルス切り替え時間ｔＳＷ１）を有し、矩形パルス１１０ｂは、電流値Ｉ２及びデューティ比Ｄ２（％）（＝パルス幅ｔＯＮ２／パルス切り替え時間ｔＳＷ２）を有する（Ｉ１≠Ｉ２）。図３に示す例では、２つの矩形パルス１１０ａ、１１０ｂは周期的に交互に繰り返され、全体としての周期はｔＰ（＝ｔＳＷ１＋ｔＳＷ２）となっている。
【００３２】
なお、２つの矩形パルス１１０ａ、１１０ｂのうち片方の電流値Ｉをゼロ（０）としてもよい。また一方で、制御の結果として２つとも同一のパルスとなる可能性も存在し、図３に示すように必ず異なるわけではない。さらには、３つ以上の矩形パルスを組み合わせて白色ＬＥＤの駆動パルスを構成してもよい。
【００３３】
以上、液晶表示装置１００の構成について説明した。
【００３４】
次いで、上記構成を有する液晶表示装置１００におけるＬＥＤ駆動パルス制御の動作について説明する。ここでは、検出される特徴量が映像信号の平均輝度レベルであり、かつ、制御される白色ＬＥＤ１０６の駆動パルスが図３に示す駆動パルス１１０である場合を例にとって説明する。
【００３５】
図４は、液晶表示装置１００におけるＬＥＤ駆動パルス制御の一例を示すフロー図である。
【００３６】
まず、ステップＳ１００では、信号輝度レベル検出部１０５が、液晶パネル１０１の液晶駆動部（図示せず）に入力される映像信号を取得し、取得した映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）を検出する。
【００３７】
そして、ステップＳ２００では、制御データ演算部１０４が、ステップＳ１００で検出した平均輝度レベルに基づいて、駆動パルス１１０を構成する複数のパルス（矩形パルス１１０ａ、１１０ｂ）の電流値Ｉ（Ｉ１、Ｉ２）、パルス幅ｔＯＮ（ｔＯＮ１、ｔＯＮ２）及びパルス切り替え時間ｔＳＷ（ｔＳＷ１、ｔＳＷ２）を決定する。詳細は後述する。
【００３８】
そして、ステップＳ３００では、制御データ演算部１０４が、ステップＳ２００で決定した複数のパルス（矩形パルス１１０ａ、１１０ｂ）の電流値Ｉ（Ｉ１、Ｉ２）、パルス幅ｔＯＮ（ｔＯＮ１、ｔＯＮ２）及びパルス切り替え時間ｔＳＷ（ｔＳＷ１、ｔＳＷ２）を示す制御データを生成し、生成した制御データを白色ＬＥＤ駆動部１０３に出力する。
【００３９】
これにより、白色ＬＥＤ駆動部１０３は、制御データ演算部１０４から出力された制御データに従って、少なくとも電流値Ｉが異なる（ただし、ＡＰＬの状態によっては過渡的に同じ電流値Ｉになることもある）複数のパルス（矩形パルス１１０ａ、１１０ｂ）からなる駆動パルス１１０を生成する。
【００４０】
このようにして、駆動パルス１１０を構成する複数のパルスの電流値Ｉ及びデューティ比Ｄ（＝パルス幅ｔＯＮ／パルス切り替え時間ｔＳＷ）を制御することにより、白色ＬＥＤバックライト１０２の色度及び輝度を同時にかつ自在に制御することができる。
【００４１】
ここで、図４のステップＳ２００の処理について、図５を用いてより詳しく説明する。図５は、図４のステップＳ２００の処理の内容を示すフロー図である。
【００４２】
ステップＳ２０１では、制御データ演算部１０４は、ステップＳ１００で検出した平均輝度レベルに基づいて、白色ＬＥＤバックライト１０２の色度と輝度を決定する。白色ＬＥＤバックライト１０２の色度は、平均輝度レベルが高いほど色温度が高くなり、平均輝度レベルが低いほど色温度が低くなるように、色味も勘案して決定される。具体的には、色味の情報から等色温度線上の色度が指定される。
【００４３】
そして、ステップＳ２０２では、制御データ演算部１０４は、ステップＳ２０１で決定した色度といくつかの条件とに基づいて、駆動パルス１１０の各電流値Ｉ（つまり、電流値Ｉの組み合わせ）及び混合比を決定する。混合比は、駆動パルス１１０を構成する各パルスの電流値Ｉとパルス切り替え時間ｔＳＷとの積の比として定義される。図３に示す駆動パルス１１０は、上記のように、２つの異なる矩形パルス１１０ａ、１１０ｂから構成されている。この場合、駆動パルス１１０の混合比は、ＬＥＤの駆動電流と発光効率との関係を無視すれば、近似的に、（Ｉ１×ｔＳＷ１）：（Ｉ２×ｔＳＷ２）の比で表される。
【００４４】
図６は、白色ＬＥＤの色度調整範囲と黒体軌跡を示す色度図である。特に、図６（Ａ）は、ｘｙ色度図における黒体軌跡と等色温度線を示す図であり、図６（Ｂ）は、白色ＬＥＤの色度調整範囲である。図６（Ａ）に示すように、ｘｙ色度図において、黒体軌跡１２０と各等色温度線１２１とは交差している。
【００４５】
一般的な白色ＬＥＤは、例えば、図６（Ｂ）に示す範囲（具体的には、実線の曲線部を含んだ斜線で示す塗りつぶしの範囲）において、駆動電流に応じて色度が変化する。ここでは、白色ＬＥＤとして、蛍光体がＹＡＧ系蛍光体である白色ＬＥＤを想定している。このような白色ＬＥＤは、駆動電流値Ｉが低くなるにつれて色温度が低くなり（つまり、色度点が赤の領域に近づく）、駆動電流値Ｉが高くなるにつれて色温度が高くなる（つまり、色度点が青の領域に近づく）という性質を有する。
【００４６】
一方、蛍光体がシリケート系蛍光体（例えば、Ｅｕ２＋付活アルカリ土類金属正珪酸塩蛍光体）である白色ＬＥＤの場合には、駆動電流値Ｉが高くなるにつれて色温度が低くなり（つまり、色度点が赤の領域に近づく）、駆動電流値Ｉが低くなるにつれて色温度が高くなる（つまり、色度点が青の領域に近づく）という性質を有する。
【００４７】
このとき、単一の電流値を持つ駆動パルスにより白色ＬＥＤを駆動する場合には、上記別出願に示すように、白色ＬＥＤの色度は、図６（Ｂ）に示す実線の軌跡１２２をたどる。すなわち、図６（Ｂ）に示す実線の軌跡１２２は、単一の電流値を持つ駆動パルスが取り得る色度の軌跡である。しかし、本実施の形態のように、複数の電流値を持つ駆動パルスにより白色ＬＥＤを駆動する場合には、白色ＬＥＤは、図６（Ｂ）に示す塗りつぶしの範囲１２３内の色度を取り得る。すなわち、図６（Ｂ）に示す塗りつぶしの範囲１２３は、複数の電流値を持つ駆動パルスが取り得る色度の軌跡の領域である。
【００４８】
図７は、ＬＥＤ駆動パルス電流値と色度との関係の一例を示す色度図である。具体的には、図７は、例えば、３ｍＡと８０ｍＡの電流値を持つ駆動パルスによりＹＡＧ蛍光体を用いた白色ＬＥＤを駆動した場合の色度変化を示している。
【００４９】
図７に示す例では、３ｍＡのパルスと８０ｍＡのパルスのデューティ比の相対値を変化させることにより、色度が図７中の点線１２４上を移動する。人間の目に観測される色度点は、異なる電流値を交互に繰り返す周期中における、それら異なる電流値（３ｍＡと８０ｍＡ）をそれぞれ印加した時の白色ＬＥＤの発光輝度の比によって、一意的に求められる。具体的には、２つの電流値における発光輝度比を加重値として計算した、２つの色度座標の重心が、観測される色度点となる。なぜなら、このとき、現実には２つの色度点において異なる輝度で発光していることになるが、早い周期でこれが発生した場合には、人間の目には輝度及び色度の平均値がそれぞれ観測されるためである。なお、図７に示す例では、２つの異なるパルスを組み合わせているが、もちろん、３つ以上の異なるパルスを組み合わせてもよい。
【００５０】
本実施の形態では、異なる電流値を持つ複数のパルスを組み合わせた駆動パルスを、周期的に繰り返す。近似としてＬＥＤ発光効率の駆動電流依存性を無視した場合、ＬＥＤの輝度は、電流値Ｉとパルス幅ｔＯＮの積に基づいて決まる。したがって、電流値が異なるということは、輝度及び色度が各電流値の切り替え時間ごとに変化するということである。駆動パルスが２つの異なるパルスから構成される場合には（図３参照）、この駆動パルスを周期的に繰り返すことにより、ある輝度及び色度から別の輝度及び色度に変化して、また元の輝度及び色度に戻ることになる。
【００５１】
一般的には、この周期が長いと、時間平均の効果が薄れる。したがって、この周期が長い場合、人間の目には、輝度及び色度の周期的変化がフリッカとして観測され、健康面などで悪影響がある。そこで、周期内での輝度差及び色度差にもよるが、構成パルスの数分の切り替え時間ｔＳＷの合計（つまり、駆動パルスの周期ｔｐ）は２０ｍｓ以下であるのが望ましい。なぜなら、周波数に換算して５０Ｈｚ以上であれば、フリッカは観測されにくい傾向があるためである。これを図３に示す例に即して言えば、ｔＳＷ１＋ｔＳＷ２＝ｔＰ≦２０ｍｓということである。
【００５２】
なお、フリッカ防止策として今述べた駆動パルス周期ｔＰは、白色ＬＥＤバックライト１０２をある所望の輝度及び色度に保って駆動する場合を前提としている。実際には、映像信号などに基づいて所望の色度、さらには輝度（これについては後述する）が時間的に変化するため、駆動パルスの周期なども時々刻々と変化することになる。この場合には、通常、状況に応じて最適な輝度及び色度に変化させているため、フリッカとは切り離して考えることができる。
【００５３】
ここで再びステップＳ２０２の説明に戻ると、例えば、白色ＬＥＤ１０６における蛍光体がＹＡＧ系蛍光体である場合には、各電流値Ｉとパルス幅ｔＯＮは、決定された白色ＬＥＤバックライト１０２の色度が高いほど平均としての色度が高く、決定された白色ＬＥＤバックライト１０２の色度が低いほど平均としての色度が低くなるように、色味も勘案した上で決定される。図３に示す駆動パルス１１０の場合、混合比は、上記のように、（Ｉ１×ｔＳＷ１）：（Ｉ２×ｔＳＷ２）の比で表される。
【００５４】
ただし、厳密には、電流値とパルス幅の値とによってＬＥＤの電気−光変換効率が変化するため、その分を考慮した補正を行う必要がある。ここでは、簡単化のため、ＬＥＤの電気−光変換効率の変化分の補正を省略して説明を行う。
【００５５】
そして、ステップＳ２０３では、制御データ演算部１０４は、ステップＳ２０２で決定した各電流値Ｉ及び混合比に応じて、決定された輝度が実現されるよう、駆動パルス１１０のパルス幅ｔＯＮを決定する。
【００５６】
図８は、ＬＥＤ駆動パルス制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図８は、ＬＥＤ駆動パルス制御により各構成パルスの電流値Ｉとデューティ比Ｄ（＝パルス幅ｔＯＮ／パルス切り替え時間ｔＳＷ）の双方が可変された駆動パルスの一例を示している。図８（Ａ）と図８（Ｂ）は、例えば、平均色度は異なるが、平均輝度は同じとなるように制御された場合のイメージである。ここで、「平均輝度」とは、人間の目に積分されて観測される輝度のことであり、上記の平均輝度レベルとは別物である。。なお、図８に示す例では、各構成パルスのパルス切り替え時間ｔＳＷ及び駆動パルスの周期ｔｐは、図８（Ａ）と図８（Ｂ）とで同じである。
【００５７】
ここで、上記ステップＳ２０２における実用的な制御法（制御の基準）の具体例について説明する。
【００５８】
ここで、ある色度を実現する駆動パルス波形があったとする。実現される色度に変化を与えることなく輝度を制御するには、各パルスのデューティ比を同じ割合で変化させればよい。なぜなら、混合比に影響を与えなければ色度は変化しないためである。すなわち、ＰＷＭ駆動方式によるデューティ制御による輝度制御を行うことになる。１周期中の平均輝度（平均電流に比例）は、デューティ比を大きくすれば当然大きくなるが、デューティ比１００％で飽和する。したがって、例えば、電流値が低いパルスの組み合わせにより所望の色度が実現できたとしても、所望の輝度レベルに未達となるケースが考えられる。これは、上記別出願でも同様である。すなわち、色度を変更するために駆動パルスの波形を決定する際には、所望の輝度が実現できるように、あらかじめ輝度に関する制約を与えておくのが好ましい。
【００５９】
輝度に関する制約としては、２通りの与え方がある。一般的に、液晶ディスプレイのバックライトの輝度は、映像信号、環境光及びユーザ設定により変更される。実現したい最低輝度及び最高輝度をそれぞれＰＭＩＮ、ＰＭＡＸとし、今現在実現したい所望輝度をＰＮＯＷとする。このとき、輝度に関する制約として、「ＰＮＯＷが実現できる範囲で」（制約１）とする選択肢と、「常にＰＭＡＸが実現できる範囲で」（制約２）とする選択肢とがある。輝度が低い前者（制約１）の方が、制約が緩くなる分、駆動パルスが取れる概形の選択肢は多くなる。しかし、後者（制約２）は、制約が厳しくなるが、制御性は良くなる。この理由は次の通りである。
【００６０】
ここでは、色度を保持したままＰＷＭ制御により輝度を変化させることを考える。このとき、前者（制約１）では、新たな輝度が以前のＰＮＯＷよりも大きい場合に、駆動パルスの概形を変化させる必要が出てくる（ただし、駆動パルスを構成するすべてのパルスがｔＯＮ≠ｔＳＷであれば、この限りではない）。このため、前者では、所望の色度を計算する頻度が高くなり、負荷が増す。また、特性上、以前と全く同じ色度を実現できるとは限らないため、色度の違いが色フリッカになる可能性もある。一方、後者（制約２）では、どの輝度に変更しようとも、駆動波形は変化させずにデューティ比のみを変更することにより、ＰＭＩＮからＰＭＡＸまでのすべての輝度を実現可能である。すなわち、後者では、演算負荷を軽減し、かつ、色フリッカの発生も防止できることになる。
【００６１】
したがって、これら制約にいくつかの条件を加えて、駆動パルスの波形を選択するのが現実的である。上記のように、説明の便宜上、１周期（ｔＰ）の駆動パルスを構成する各パルスを「構成パルス」と呼ぶことにする。追加する条件としては、同一駆動パルス内における条件として、「構成パルスの切り替え時間ｔＳＷが異なってもよい」（条件１）という条件と、「構成パルスの切り替え時間ｔＳＷが同じ」（条件２）という条件とが考えられる。また、同じ輝度であるが異なる色度を実現する駆動パルス間における条件として、「異なる駆動パルス間であらゆるパラメータが異なってよい」（条件３）という条件と、「異なる駆動パルス間で電流値のみが異なる」（条件４）という条件とが考えられる。
【００６２】
条件２は、条件１よりも、採ることができる駆動波形の選択肢に関する制約が強いが、駆動回路としては常に一定時間ごとに電流値を切り替える制御となるため、制御性が良くなる。加えて、各構成パルスのデューティ比が同一になるようにできれば、電流のＯＮ／ＯＦＦのタイミングも同一にすることができるため、さらに、構成パルスの情報格納レジスタなどを削減することもできる。
【００６３】
これをさらに推し進めると、条件４を追加採用することになる。条件３のように色度ごとに構成パルスの切り替え時間が異なれば、このような状態でＰＷＭ制御によって輝度を変化させた場合、色度ごとに構成パルスのダイナミックレンジが異なるという課題が生じる。駆動パルスがディジタル制御される場合、パルス幅は、ある決まった幅ごとでしか調整することができない。したがって、色度が変化すると、輝度調整の分解能も変化することになる。例えば、あるパルス幅の駆動信号に対して、パルス幅が１／４の駆動信号では、パルス幅制御の分解能は１／４となる。よって、ある色度では輝度諧調が荒いという問題が出てくる。しかし、条件２と条件４を満たしていれば、色度が変化しても、変化するのは各構成パルスの電流値のみとなり、この問題を解決することができる。
【００６４】
条件２は、さらに具体化することができる。例えば、上記フリッカを防止するため、ｔＰ≦２０ｍｓの範囲内において周期ｔＰを決定し、ｔＰをＮ分割し、Ｎ種類のパルスによって１周期の駆動パルスを生成するようにする。また、各パルスの切り替え時間ｔＳＷはすべて同一であるため、Ｎ×ｔＳＷ＝ｔＰが成り立つ。ここで、更なる条件として、Ｎ個のパルスの電流値の中には同一のものがあってもよいし、０のものがあってもよいとする。これにより、この制約条件下における色度変化範囲を広く取ることができ、かつ、ダイナミックレンジについても一定のまま制御可能となる。後者の恩恵については、例えば、白色ＬＥＤの電流値に対する色度変化が直線的であった場合（つまり、単一の電流値を持つ駆動パルスによる制御において取ることができる色度範囲と一致する場合）であっても、この恩恵を受けることができる。
【００６５】
図９は、ＬＥＤ駆動パルスの他の例を示す図である。
【００６６】
図９に示す例では、駆動パルス１３０の周期ｔＰを５分割して制御を行っている。すなわち、駆動パルス１３０は、均等に５分割された各切り替え時間ｔＳＷに対応して５つのパルス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅから構成されている。このうち、駆動パルス１３０を構成する２つのパルス１３０ｃ、１３０ｄの電流値は同じであり、また、パルス１３０ｅの電流値は０である。また、電流値が０よりも大きいすべてのパルス１３０ａ〜１３０ｄは、同じデューティＤ（例えば、７０％）で駆動されている。これは、４つのパルス１３０ａ〜１３０ｄすべてについて、パルス幅ｔＯＮ及び切り替え時間ｔＳＷが同じであることを意味する。
【００６７】
図１０は、ＬＥＤ駆動パルスのさらに他の例を示す図である。具体的には、図１０は、図９に示す駆動パルスにおいて一部のパルスの生成順序を入れ替えた場合を示している。
【００６８】
図１０に示す駆動パルス１４０では、図９に示す駆動パルス１３０における２つのパルス１３０ｂとパルス１３０ｃを入れ替えている。図１０に示すように、駆動パルスを構成する複数のパルス（１３０ａ〜１３０ｄ）を、電流値の大きさが似通ったパルスの組（パルス１３０ａ、１３０ｂの組と、パルス１３０ｃ、１３０ｄの組）でグループ化し、各グループに属するパルスを、例えば、交互に配置することによって、擬似的に駆動パルスの周期を短くすることができる。このようにして擬似的に駆動パルスの周期を短く目に錯覚させることにより、フリッカを軽減することができる。なお、グループ分けは３つ以上でもよい。また、各グループに属するパルスの配置については、駆動パルスにローパスフィルターを掛けた場合に、リップルの低領域周波数成分が近似的に高周波側へシフトするように、各グループに属するパルスを配置すればよい。
【００６９】
ここで、図１１を用いて、液晶パネル１０１の黒表示時における青み改善について説明する。図１１は、液晶パネルにおける入力映像信号と色度点との関係を示す色度図である。
【００７０】
一般に、色温度が高いほど色度点は青の領域に近づき、色温度が低いほど色度点は赤の領域に近づく。液晶パネル１０１が黒表示時に青みがかるという現象は、図１１から分かるように、映像信号の輝度レベルが低くなるにつれて色温度が高くなり、映像信号の輝度レベルが高くなるにつれて色温度が低くなることを意味する。したがって、例えば、映像信号の輝度が低いほど白色ＬＥＤの色温度を低く制御し、逆に、映像信号の輝度が高いほど白色ＬＥＤの色温度を高く制御することにより、液晶パネル１０１に起因する色温度変化を解消することが可能である。
【００７１】
また、映像信号の輝度に応じてバックライトの色度を変化させる際には、映像信号の輝度が高いほどバックライトの輝度を高く制御し、逆に、映像信号の輝度が低いほどバックライトの輝度も低く制御することにより、液晶パネル１０１に表示される映像のコントラストを上昇させることができる。この制御を用いない場合には、白色ＬＥＤバックライト１０２は、映像信号の平均輝度レベルによって輝度を変化させることなく、その色度が変化するように制御されることとなる。この点は、ユーザの設定値を読み込んで、単に色度を変化させる場合にも同様である。
【００７２】
なお、白色ＬＥＤバックライト１０２が直下型のバックライト装置である場合には、配列された多数の白色ＬＥＤ１０６をエリアごとに分け、分けられた白色ＬＥＤ１０６のグループごとに、本実施の形態のＬＥＤ駆動パルス制御を実行すると、より有利である。これは、エリアごとに輝度制御と色温度制御とを行うことによって、エリアごとに表示映像の色度と輝度を最適化することができるからである。
【００７３】
さらに、これを推し進めて、映像信号の色度も勘案して、液晶パネル１０１の色再現能力を拡大することも可能である。また、映像以外に、温度変化又は経年変化による白色ＬＥＤ自体の特性変動による色度又は輝度の変化に対しても、本実施の形態の制御を適用することにより、解消することが可能である。この場合、液晶バックライト装置内に温度センサやカラーセンサなどを設けることになる。
【００７４】
また、図示しないが、信号輝度レベル検出部１０５又は制御データ演算部１０４の出力に基づいて映像信号を調整して、液晶パネル１０１に入力するようにしてもよい。
【００７５】
さて、上記のようなアルゴリズムを実装する際には、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ：Look Up Table）に、あらかじめ、平均輝度レベルごとに実現する色度と、その色度を再現するための駆動パルスに関するパラメータとを持たせておく。そして、離散的に存在するそのデータのうち、所望の値に近いものを選択又は都度補間しながら、色度及び駆動パルスのパラメータを決めていくのが現実的である。
【００７６】
以下、具体的に説明する。
【００７７】
まず、基本構成について説明する。
【００７８】
本方式では、ルックアップテーブル（図示せず）が設けられている。そして、平均輝度レベルごとに、あらかじめ、実現する色度を決めておき、また、その色度を再現するための駆動パルスに関するパラメータ（例えば、電流値と切り替え時間の繰り返しパルス群のパラメータ）も、あらかじめ計算しておく。なお、ルックアップテーブルは、液晶表示装置１００の図示しないメモリに記憶されている。
【００７９】
このとき、実際に使用するパラメータの決め方として、（１）ルックアップテーブルはＸ段階の輝度レベルごとのデータを持ち、実際に使用するパラメータは、離散的にＸ段階で調整する、（２）ルックアップテーブルはＸ段階の輝度レベルごとのデータを持ち、実際に使用するパラメータは、各段階間の輝度レベルを観測した場合には線形補間やスプライン補間などで補間する、という２つの選択肢がある。前者は、コストは安いが、滑らかに色温度を調整することができない。一方、後者は、コストはかかるが、滑らかに色温度を調整可能である。
【００８０】
前者（決め方（１））の場合には、図５のフロー図において、上記の処理内容に加えて又はより具体的に、次のような処理を行う。
【００８１】
ステップＳ２０１では、内部に持っている平均輝度−所望色度関数から、ステップＳ１００で観測した平均輝度レベルに基づいて所望色度を求める。そして、ルックアップテーブル上の色度から、一番所望色度に近い色度を選択する。輝度に関しては、平均輝度レベルとユーザ設定の少なくとも１つに基づいて決定する。上記したように、暗い映像の場合には、さらにバックライトの輝度を下げてコントラストを稼ぐことができるように輝度を決定してもよいし、ユーザ設定のバックライト輝度設定値に基づくだけでもよい。
【００８２】
そして、ステップＳ２０２では、選択した色度に対応する電流値と切り替え時間に関するパラメータは既にメモリ（ルックアップテーブル）上に持っているため、そのパラメータをメモリから読み出す。
【００８３】
そして、ステップＳ２０３では、色度を保持したまま、つまり、各構成パルスのパルス幅の比と電流値とを保持したまま、所望輝度を実現するように各構成パルスのパルス幅を決定する。すなわち、混合比を決定する。
【００８４】
一方、後者の場合（決め方（２））には、図５のフロー図において、上記の処理内容に加えて又はより具体的に、次のような処理を行う。
【００８５】
ステップＳ２０１では、内部に持っている平均輝度−所望色度関数から、ステップＳ１００で検出した平均輝度レベルに基づいて所望色度を求める。そして、ルックアップテーブル上の色度点を連続的につないだ補間曲面から、最も所望色度に近い色度を選択する。また、決め方（１）と同様にバックライトの所望輝度を決定する。
【００８６】
そして、ステップＳ２０２では、選択した色度に対応する電流値と切り替え時間に関するパラメータを、メモリ（ルックアップテーブル）上に保持している「色度−パラメータ」データを補間することによって算出する。
【００８７】
そして、ステップＳ２０３では、色度を保持したまま、つまり、各構成パルスのパルス幅の比と電流値とを保持したまま、所望輝度を実現するように各構成パルスのパルス幅を決定する。すなわち、混合比を決定する。
【００８８】
なお、上記において、「平均輝度-所望色度関数」とは、平均輝度と色度とが１対１に対応した入出力関数である。また、ステップＳ２０２の処理は、平均輝度から直接求めるように１つの処理にまとめてもよい。また、補間によってパラメータを得る場合、ある色度の範囲と別の色度の範囲の境界とでは、電流値とパルスが不連続に変化する場合があるため、この点に留意して補間することになる。
【００８９】
次に、ルックアップテーブルの決め方を説明する。
【００９０】
ここでは、図１２及び図１３を用いて、ルックアップテーブルのある色度に対応したパラメータの決め方について、一例を挙げて説明する。図１２は、ルックアップテーブルの決め方を説明するための色度図、図１３は、ルックアップテーブルの決め方を説明するための線分図である。
【００９１】
本例では、上記の制約２、条件１及び条件３を採用し、これらに加えて、「２種類の波高値のパルスの組み合わせで実現する」（条件５）、「２つのパルス幅が近接した組み合わせを優先する」（条件６）、「ｔＰ≦２０ｍｓ」（条件７）という３つの条件を設定する。条件６は、パルス幅が近接するほどＰＷＭ制御時に分解能の差が出にくいなどの理由から採用する。
【００９２】
本例では、図１２に示すある色度Ａを実現したいとする。このとき、条件５から、色度Ａを通り、かつ始点と終点を、単一の電流値を持つ駆動パルスが取り得る色度の軌跡１２２（実線の曲線）上に持つ線分を、図１２に示すように複数引くことができる（例えば、線分１と線分２）。ここで、条件６から、線分１と線分２とでは、線分２の方が好ましい。この理由は、次の通りである。
【００９３】
図１３（Ａ）は、線分１を、図１３（Ｂ）は、線分２を、図１２からそれぞれ抜き出したものである。各電流値が実現する色度に対し、実現したい色度Ａは、図１３（Ａ）では１：１、図１３（Ｂ）では１：２という位置にある。これは、数学的に明らかなように、その逆比である１：１に１００ｍＡと４ｍＡの輝度比を、２：１に８０ｍＡと２ｍＡの輝度比を、それぞれ設定すればよいことを意味する。このとき、電流値が高い側のパルス幅を１とすれば、低い側は、図１３（Ａ）では２５、図１３（Ｂ）では２０という結果となる。したがって、条件６から、図１３（Ｂ）、つまり、線分２の方が好ましいことになる。
【００９４】
次に、制約２と条件７から、２つの構成パルスのパルス幅の比を保ったままそのパルス幅を増加させていったときに、周期ｔＰが２０ｍｓに達する前に、ＰＭＡＸという輝度を達成できるか否かをチェックする。このチェックをクリアできれば、そのまま８０ｍＡと２ｍＡの構成パルス（そのパルス幅比１：２０）を採用する。そして、ＰＭＡＸを達したときの各パルス幅を各パルス切り替え時間とし、所望の輝度が実現できるように、パルス幅の比を保持したまま、パルス幅をＰＷＭ制御する。一方、そのチェックをクリアできなければ、再度新たな組み合わせを模索する。これは、あらかじめ条件及び制約に優先度を設けておき、例えば、この場合では線分１の組み合わせが制約２と条件７を満たしていれば、そちらを採用する、などとすればよい。
【００９５】
このようにしてルックアップテーブルを決めていく。
【００９６】
以上のように、本実施の形態によれば、白色ＬＥＤバックライト１０２における白色ＬＥＤ１０６の駆動パルスの複数の電流値Ｉを増大又は低減させることにより、白色ＬＥＤバックライトの色度を可変する。これにより、光源が白色ＬＥＤバックライトである場合に、光源の駆動制御により表示映像の色度を可変することができる。また、その色度を保ったまま、輝度を制御することが可能である。
【００９７】
一般に、白色ＬＥＤバックライトは、蛍光管とは異なり、その駆動を制御することにより色度を制御することができる。しかし、バックライトの色度を可変することは、表示映像への影響を考慮すると必ずしも望ましいことではない。よって、白色ＬＥＤバックライトを有する液晶表示装置においては、バックライトの輝度を可変するには駆動パルスのデューティ比Ｄのみが可変され、駆動パルスの電流値はバックライトの色度が変わらないよう固定又は制御されるのが一般的である。これに対し、本実施の形態では、白色ＬＥＤバックライトの駆動制御における従来の常識を覆し、駆動パルスの電流値を積極的に可変する。したがって、従来と同様に光源の輝度を制御することができるのはもちろんのこと、表示映像における黒の青み補正などの有効な色度制御を、輝度制御と一緒に実行することができるという顕著な効果をもたらすことができる。
【００９８】
また、これまで述べたのは光源が白色ＬＥＤの場合についてであるが、電流値によってその色度が変化する光源すべてに本実施の形態は適用可能である。このような光源として、例えば、赤色や青色、緑色などの単色ＬＥＤ又はレーザ光源がある。また、複数の波長（色）を混合して白色を実現する形態であっても、本実施の形態によれば、その白色を実現する各光源自体の色度をある範囲にわたって調整可能となる。したがって、それらを混合した結果である白色光の色度も調整可能となり、混合比の変化による白色光の色度調整範囲をさらに拡大することができる。
【００９９】
（実施の形態２）
図１４は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１４に示す液晶表示装置２００において、図１に示す液晶表示装置１００と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１００】
液晶表示装置２００は、信号輝度レベル検出部１０５を有せず、代わりに環境輝度レベル検出部２０５を有する点で、図１に示す液晶表示装置１００と構成上相違する。
【０１０１】
環境輝度レベル検出部２０５は、液晶表示装置２００が設置された環境における環境光の輝度レベルを、環境光の特徴量として検出するセンサである。このようなセンサとしては、例えば、フォトセンサがある。このフォトセンサは、例えば、液晶表示装置２００の液晶パネル側に設置される。
【０１０２】
実施の形態１では、映像信号の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行うのに対し、本実施の形態では、環境光の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行う。その他の詳細については、本実施の形態と実施の形態１とは同様であるため、詳細な説明を省略する。ただ、輝度の決定に関して補足すると、検出された環境光の強弱に比例するように（線形、非線形は問わず）バックライトの輝度も制御するのが好ましい。なぜなら、例えば、暗い場所で液晶表示装置を見る場合には、バックライトの輝度を低くし、表示される映像の輝度も低くなる方が、人間の目の特性として見やすいためである。
【０１０３】
また、実施の形態１と同様に、図示しないが、環境輝度レベル検出部２０５又は制御データ演算部１０４の出力に基づいて映像信号を調整して、液晶パネル１０１に入力するようにしてもよい。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態によれば、環境光の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行う。例えば、環境光の輝度レベルが低い場合には、環境光に紛れていた黒の青みが目立ちやすくなるところ、本実施の形態では、白色ＬＥＤバックライト１０２の色温度を低下させるようなＬＥＤ駆動パルス制御が行われる。また、環境光の輝度レベルが高い場合には、白色ＬＥＤバックライト１０２の色温度が上昇するようなＬＥＤ駆動パルス制御が行われる。よって、本実施の形態では、環境光の輝度レベルが高いときには、一般的に好まれる傾向にある青く輝く白を表示画面に表示することができ、環境光の輝度レベルが低いときには、青みが抑えられた黒を表示画面に表示することができる。
【０１０５】
なお、液晶表示装置２００の構成に、実施の形態１の液晶表示装置１００の構成を適宜組み合わせることができる。
【０１０６】
（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１５に示す液晶表示装置３００において、図１に示す液晶表示装置１００と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０７】
液晶表示装置３００は、信号輝度レベル検出部１０５を有せず、代わりに環境光色度検出部３０５を有する点で、図１に示す液晶表示装置１００と構成上相違する。
【０１０８】
環境光色度検出部３０５は、液晶表示装置３００が設置された環境における環境光の色度を、環境光の特徴量として検出するセンサである。このようなセンサとしては、例えば、カラーセンサがある。このカラーセンサは、例えば、液晶表示装置３００の液晶パネル１０１側に設置される。カラーセンサにおいては、例えば、赤、青、緑の色ごとの輝度レベルが検出され、結果として混合光の輝度と色度を得ることができる。
【０１０９】
実施の形態１では、映像信号の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行うのに対し、本実施の形態では、環境光の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行う。その他の詳細については、本実施の形態と実施の形態１とは同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１１０】
また、実施の形態１と同様に、図示しないが、環境光色度検出部３０５又は制御データ演算部１０４の出力に基づいて映像信号を調整して、液晶パネル１０１に入力するようにしてもよい。
【０１１１】
以上のように、本実施の形態によれば、環境光の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行う。例えば、環境光の輝度レベルが低い場合には、黒の青みが目立ちやすくなるところ、本実施の形態では、白色ＬＥＤバックライト１０２の色温度を低下させるようなＬＥＤ駆動パルス制御が行われる。また、環境光の輝度レベルが高い場合には、白色ＬＥＤバックライト１０２の色温度が上昇するようなＬＥＤ駆動パルス制御が行われる。これに加え、検出された環境光の色度によって、白色ＬＥＤバックライトの色度調整が入り、最終的な目標色度が決定される。
【０１１２】
物体の色の見え方は、その物体を照射する光の色度によって異なることが知られている。同様に、環境光の色度によっても、液晶表示装置３００の映像の見え方は異なってくる。これは、環境光と、環境光の液晶パネル１０１表面での反射光と、液晶表示装置３００からの映像光との混色の結果による。したがって、検出された環境光の色度に応じて、白色ＬＥＤバックライトの色度を調整することにより、最適な映像表示が可能となる。
【０１１３】
なお、液晶表示装置３００の構成に、実施の形態１の液晶表示装置１００の構成を適宜組み合わせることができる。
【０１１４】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【０１１５】
なお、以上の説明は、本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。すなわち、上記装置の構成及び使用時の動作についての説明は単なる例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更及び追加が可能であることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶テレビや液晶モニタなどの液晶表示装置として利用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１００、２００、３００ 液晶表示装置
１０１ 液晶パネル
１０２ 白色ＬＥＤバックライト
１０３ 白色ＬＥＤ駆動部
１０４ 制御データ演算部
１０５ 信号輝度レベル検出部
２０５ 環境輝度レベル検出部
３０５ 環境光色度検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の一種に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を配列してなるＬＥＤバックライトを用いて液晶パネルを照明するものがある。
【０００３】
液晶パネルは、一般に、液晶や偏光板、カラーフィルタなどの影響により光の波長に応じて透過率が異なるという性質を有する。よって、入力映像信号の輝度レベルが低い場合に、液晶パネルの表示映像において黒が青みを帯びて見えることがある。
【０００４】
この問題に対処するために、液晶表示装置において表示映像の色温度制御が行われることがある。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載された従来の液晶表示装置は、入力映像信号の輝度レベルに応じてＬＥＤバックライトの色温度を制御する。より具体的には、入力映像信号の輝度レベルが低下した場合には、例えば、Ｂ光源としての青色ＬＥＤの輝度レベルが他色の光源の輝度レベルよりも低減される。これにより、表示映像において青みがかった黒が補正される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１５２００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の液晶表示装置において、制御されるＬＥＤバックライトは、異なる色の光源を有する構成を採っている。ＬＥＤバックライトには、複数色のＬＥＤ（例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色のＬＥＤ）を配列してなるもののほか、白色ＬＥＤを配列してなるもの（白色ＬＥＤバックライト）もある。しかしながら、白色ＬＥＤバックライトの使用を前提とした場合に、色温度（又は色度）を如何にして制御するかについての提案は、従来、あまり盛んには行われていない。このことは、バックライトの光源としてＬＥＤ以外の光源、例えば、レーザや有機ＥＬ（ＯＬＥ：Organic Electro-Luminescence）などの光源を用いる場合についても同様である。
【０００８】
本発明の目的は、白色バックライトにおいて、光源の駆動制御により表示映像の色度を可変することができる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、映像を表示する液晶パネルと、半導体光源を有し、前記液晶パネルを照明するバックライトと、前記半導体光源を駆動する駆動部と、複数の色度を切り替え時間ごとに切り替えて時間平均的に所望の色度を実現するように前記駆動部を制御する制御部と、を有する構成を採る。好ましくは、前記複数の色度は、電流値が異なる複数のパルスを組み合わせて構成される駆動パルスにより前記半導体光源を駆動することによって実現される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、白色バックライトにおいて、光源の駆動制御により表示映像の色度を可変することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態における白色ＬＥＤバックライトの白色ＬＥＤ配列を示す図
【図３】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルスの一例を示す図
【図４】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルス制御の一例を示すフロー図
【図５】図４のステップＳ２００の処理の内容を示すフロー図
【図６】本実施の形態におけるＬＥＤの色度調整範囲と黒体軌跡を示す色度図
【図７】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルス電流値と色度との関係の一例を示す色度図
【図８】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルス制御の具体例を説明するための図であって各構成パルスの電流値とデューティ比の双方が可変されたＬＥＤ駆動パルスの一例を示す図
【図９】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルスの他の例を示す図
【図１０】本実施の形態におけるＬＥＤ駆動パルスのさらに他の例を示す図
【図１１】液晶パネルにおける入力映像信号と色度点との関係を示す色度図
【図１２】本実施の形態におけるルックアップテーブルの決め方を説明するための色度図
【図１３】本実施の形態におけるルックアップテーブルの決め方を説明するための線分図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
ここでは、まず、一部の用語について説明しておく。「色温度」は、正確には、黒体軌跡上の色度に対して定義されている。しかし、例えば、液晶表示装置においては、バックライト光源が白色光を放射し又は液晶表示パネルが白を表示したときの等色温度線上の色度を、色温度９０００Ｋなどと表現することが一般的である（厳密には「相関色温度」という）。したがって、同じ色温度９０００Ｋの光源であっても色度が同じであるとは限らない。色度が異なると、見た目の色、つまり、色味（映像などの媒体における微細な色合い）が異なる。本発明では、後で詳述するように、色度図上の２次元の範囲で白色光の色度を調整可能である。以下、「色度」は、特に、白色光の色度を指すことにする。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示す液晶表示装置１００は、液晶パネル１０１、白色ＬＥＤバックライト１０２、白色ＬＥＤ駆動部１０３、制御データ演算部１０４及び信号輝度レベル検出部１０５を有する。
【００１６】
液晶パネル１０１は、透過型又は半透過型の液晶パネルである。液晶パネル１０１は、白色ＬＥＤバックライト１０２から発せられた光を透過し、この透過光を、表示画面たる前面から出射する。このとき、液晶駆動部（図示せず）は、液晶パネル１０１を駆動する駆動電圧を、映像信号に基づいて制御する。映像信号は、液晶パネル１０１の表示画面に表示されるべき映像を示すディジタル信号である。これにより、液晶パネル１０１の透過率が制御される。この制御の結果として、液晶パネル１０１は映像を表示する。
【００１７】
白色ＬＥＤバックライト１０２は、例えば、図２に示すように、多数の白色ＬＥＤ１０６を有する。白色ＬＥＤバックライト１０２は、これら多数の白色ＬＥＤ１０６を基板上に略平面状に液晶パネル１０１の背面に向けて配列してなる直下型のバックライト装置である。白色ＬＥＤバックライト１０２は、液晶パネル１０１の背面側に配置され、白色ＬＥＤ１０６から発せられた白色光により液晶パネル１０１を照明する。
【００１８】
なお、白色ＬＥＤバックライト１０２は、直下型に限定されるわけではなく、エッジライト型のバックライト装置であってもよい。
【００１９】
一般に、ＬＥＤは、駆動電流値によって、その発光スペクトルが変化する。よって、発光スペクトルつまり発光色を保ちながら輝度を変化させる場合には、通常、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動方式を用いて、駆動電流のデューティ比を変化させることによって、対応する。
【００２０】
赤色や緑色、青色など複数の色のＬＥＤを混色させて白色を実現する場合、白色の色度は、混色させるＬＥＤの輝度比率を変化させることによって、調整可能である。この場合には、各色のＬＥＤに対するデューティ比を調整するだけで、全体の輝度を変化させずに、白色光の色度を調整することが可能である。
【００２１】
一方、白色ＬＥＤ１０６は、単色（例えば、青色）ＬＥＤと蛍光体とを主として有するＬＥＤ装置である。白色ＬＥＤ１０６は、白色ＬＥＤ駆動部１０３から印加される駆動パルスにより駆動されて白色光を発光する。すなわち、白色ＬＥＤ１０６は、駆動パルスが印加されたときに単色のＬＥＤから発せられた光が蛍光体に透過されこの蛍光体の作用により白色化されるように、構成されている。
【００２２】
しかし、このような白色ＬＥＤ１０６では、種々の発光スペクトルを持つＬＥＤの混色比率調整による色度調整を行うことができない。なぜなら、単色励起光に対するデューティ比を変更したとしても、観測される平均輝度が変化するだけだからである。
【００２３】
本出願人は、別の出願において、このような白色ＬＥＤにおいて色温度（色度）を調整する場合、逆に電流値（パルスの波高値）を変化させて色温度（色度）を調整し、これによる輝度変化を、デューティ比の調整によって吸収する手法を提案した。また、本出願人は、上記別出願において、電流値を変化させることによる輝度変化を、映像信号や環境光などの状態によっては、積極的に利用できることを示した。
【００２４】
本発明の液晶表示装置では、上記別出願に示す色温度調整範囲に加え、より広範囲な色度調整が可能であり、かつ、デューティ比を調整することなく色度調整時の輝度変化を抑えることも可能である。また、本発明の液晶表示装置は、後述するように、映像信号に対する輝度調整の分解能の面でも、優位性を有している。
【００２５】
なお、本実施の形態では、白色ＬＥＤ１０６は、単色ＬＥＤと蛍光体とを有する構成により白色光を発光するＬＥＤ装置であるが、これに限定されるわけではなく、他の構成により白色光を発光するＬＥＤ装置であってもよい。また、白色以外のＬＥＤにも本発明は適用可能である。
【００２６】
信号輝度レベル検出部１０５は、検出部として機能する。信号輝度レベル検出部１０５は、映像信号の特徴量として、例えば、平均輝度レベル（ＡＰＬ）を検出する回路である。
【００２７】
なお、信号輝度レベル検出部１０５は、平均輝度レベルに加えて又は平均輝度レベルの代わりに、最大輝度レベル（ＭＡＸ）や最小輝度レベル（ＭＩＮ）などの輝度レベルを特徴量として検出してもよい。この場合、信号輝度レベル検出部１０５は、映像において輝度レベルが最大又は最小となる部分の面積又は位置を併せて検出してもよい。
【００２８】
制御データ演算部１０４は、制御部として機能する。制御データ演算部１０４は、白色ＬＥＤバックライト１０２の色度を制御するために、白色ＬＥＤ１０６の駆動パルス（後述する）を構成する複数のパルスの電流値、パルス幅及びパルス切り替え時間を、信号輝度レベル検出部１０５によって検出された特徴量に基づいて演算する演算処理回路である。制御データ演算部１０４は、演算して得られた電流値、パルス幅及びパルス切り替え時間を示す制御データを生成し、生成した制御データを白色ＬＥＤ駆動部１０３に出力する。
【００２９】
白色ＬＥＤ駆動部１０３は、駆動部として機能する。白色ＬＥＤ駆動部１０３は、白色ＬＥＤ１０６を駆動する駆動パルスを、制御データ演算部１０４から出力された制御データに従って生成し、生成した駆動パルスを白色ＬＥＤ１０６に印加する回路である。
【００３０】
図３は、白色ＬＥＤ駆動部１０３によって生成される白色ＬＥＤの駆動パルスの一例を示す図である。
【００３１】
本実施の形態では、白色ＬＥＤの駆動パルスは、電流値が異なる複数のパルス（以下「構成パルス」ともいう）を組み合わせて構成されている。例えば、図３に示す駆動パルス１１０は、構成パルスとして２つの矩形パルス１１０ａ、１１０ｂを組み合わせて構成されている。矩形パルス１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ、電流値Ｉ及びデューティ比Ｄ（％）（＝パルス幅ｔＯＮ／パルス切り替え時間ｔＳＷ）の波形を有する。２つの矩形パルス１１０ａ、１１０ｂは、少なくとも電流値Ｉが異なっている。具体的には、矩形パルス１１０ａは、電流値Ｉ１及びデューティ比Ｄ１（％）（＝パルス幅ｔＯＮ１／パルス切り替え時間ｔＳＷ１）を有し、矩形パルス１１０ｂは、電流値Ｉ２及びデューティ比Ｄ２（％）（＝パルス幅ｔＯＮ２／パルス切り替え時間ｔＳＷ２）を有する（Ｉ１≠Ｉ２）。図３に示す例では、２つの矩形パルス１１０ａ、１１０ｂは周期的に交互に繰り返され、全体としての周期はｔＰ（＝ｔＳＷ１＋ｔＳＷ２）となっている。
【００３２】
なお、２つの矩形パルス１１０ａ、１１０ｂのうち片方の電流値Ｉをゼロ（０）としてもよい。また一方で、制御の結果として２つとも同一のパルスとなる可能性も存在し、図３に示すように必ず異なるわけではない。さらには、３つ以上の矩形パルスを組み合わせて白色ＬＥＤの駆動パルスを構成してもよい。
【００３３】
以上、液晶表示装置１００の構成について説明した。
【００３４】
次いで、上記構成を有する液晶表示装置１００におけるＬＥＤ駆動パルス制御の動作について説明する。ここでは、検出される特徴量が映像信号の平均輝度レベルであり、かつ、制御される白色ＬＥＤ１０６の駆動パルスが図３に示す駆動パルス１１０である場合を例にとって説明する。
【００３５】
図４は、液晶表示装置１００におけるＬＥＤ駆動パルス制御の一例を示すフロー図である。
【００３６】
まず、ステップＳ１００では、信号輝度レベル検出部１０５が、液晶パネル１０１の液晶駆動部（図示せず）に入力される映像信号を取得し、取得した映像信号の平均輝度レベル（ＡＰＬ）を検出する。
【００３７】
そして、ステップＳ２００では、制御データ演算部１０４が、ステップＳ１００で検出した平均輝度レベルに基づいて、駆動パルス１１０を構成する複数のパルス（矩形パルス１１０ａ、１１０ｂ）の電流値Ｉ（Ｉ１、Ｉ２）、パルス幅ｔＯＮ（ｔＯＮ１、ｔＯＮ２）及びパルス切り替え時間ｔＳＷ（ｔＳＷ１、ｔＳＷ２）を決定する。詳細は後述する。
【００３８】
そして、ステップＳ３００では、制御データ演算部１０４が、ステップＳ２００で決定した複数のパルス（矩形パルス１１０ａ、１１０ｂ）の電流値Ｉ（Ｉ１、Ｉ２）、パルス幅ｔＯＮ（ｔＯＮ１、ｔＯＮ２）及びパルス切り替え時間ｔＳＷ（ｔＳＷ１、ｔＳＷ２）を示す制御データを生成し、生成した制御データを白色ＬＥＤ駆動部１０３に出力する。
【００３９】
これにより、白色ＬＥＤ駆動部１０３は、制御データ演算部１０４から出力された制御データに従って、少なくとも電流値Ｉが異なる（ただし、ＡＰＬの状態によっては過渡的に同じ電流値Ｉになることもある）複数のパルス（矩形パルス１１０ａ、１１０ｂ）からなる駆動パルス１１０を生成する。
【００４０】
このようにして、駆動パルス１１０を構成する複数のパルスの電流値Ｉ及びデューティ比Ｄ（＝パルス幅ｔＯＮ／パルス切り替え時間ｔＳＷ）を制御することにより、白色ＬＥＤバックライト１０２の色度及び輝度を同時にかつ自在に制御することができる。
【００４１】
ここで、図４のステップＳ２００の処理について、図５を用いてより詳しく説明する。図５は、図４のステップＳ２００の処理の内容を示すフロー図である。
【００４２】
ステップＳ２０１では、制御データ演算部１０４は、ステップＳ１００で検出した平均輝度レベルに基づいて、白色ＬＥＤバックライト１０２の色度と輝度を決定する。白色ＬＥＤバックライト１０２の色度は、平均輝度レベルが高いほど色温度が高くなり、平均輝度レベルが低いほど色温度が低くなるように、色味も勘案して決定される。具体的には、色味の情報から等色温度線上の色度が指定される。
【００４３】
そして、ステップＳ２０２では、制御データ演算部１０４は、ステップＳ２０１で決定した色度といくつかの条件とに基づいて、駆動パルス１１０の各電流値Ｉ（つまり、電流値Ｉの組み合わせ）及び混合比を決定する。混合比は、駆動パルス１１０を構成する各パルスの電流値Ｉとパルス切り替え時間ｔＳＷとの積の比として定義される。図３に示す駆動パルス１１０は、上記のように、２つの異なる矩形パルス１１０ａ、１１０ｂから構成されている。この場合、駆動パルス１１０の混合比は、ＬＥＤの駆動電流と発光効率との関係を無視すれば、近似的に、（Ｉ１×ｔＳＷ１）：（Ｉ２×ｔＳＷ２）の比で表される。
【００４４】
図６は、白色ＬＥＤの色度調整範囲と黒体軌跡を示す色度図である。特に、図６（Ａ）は、ｘｙ色度図における黒体軌跡と等色温度線を示す図であり、図６（Ｂ）は、白色ＬＥＤの色度調整範囲である。図６（Ａ）に示すように、ｘｙ色度図において、黒体軌跡１２０と各等色温度線１２１とは交差している。
【００４５】
一般的な白色ＬＥＤは、例えば、図６（Ｂ）に示す範囲（具体的には、実線の曲線部を含んだ斜線で示す塗りつぶしの範囲）において、駆動電流に応じて色度が変化する。ここでは、白色ＬＥＤとして、蛍光体がＹＡＧ系蛍光体である白色ＬＥＤを想定している。このような白色ＬＥＤは、駆動電流値Ｉが低くなるにつれて色温度が低くなり（つまり、色度点が赤の領域に近づく）、駆動電流値Ｉが高くなるにつれて色温度が高くなる（つまり、色度点が青の領域に近づく）という性質を有する。
【００４６】
一方、蛍光体がシリケート系蛍光体（例えば、Ｅｕ２＋付活アルカリ土類金属正珪酸塩蛍光体）である白色ＬＥＤの場合には、駆動電流値Ｉが高くなるにつれて色温度が低くなり（つまり、色度点が赤の領域に近づく）、駆動電流値Ｉが低くなるにつれて色温度が高くなる（つまり、色度点が青の領域に近づく）という性質を有する。
【００４７】
このとき、単一の電流値を持つ駆動パルスにより白色ＬＥＤを駆動する場合には、上記別出願に示すように、白色ＬＥＤの色度は、図６（Ｂ）に示す実線の軌跡１２２をたどる。すなわち、図６（Ｂ）に示す実線の軌跡１２２は、単一の電流値を持つ駆動パルスが取り得る色度の軌跡である。しかし、本実施の形態のように、複数の電流値を持つ駆動パルスにより白色ＬＥＤを駆動する場合には、白色ＬＥＤは、図６（Ｂ）に示す塗りつぶしの範囲１２３内の色度を取り得る。すなわち、図６（Ｂ）に示す塗りつぶしの範囲１２３は、複数の電流値を持つ駆動パルスが取り得る色度の軌跡の領域である。
【００４８】
図７は、ＬＥＤ駆動パルス電流値と色度との関係の一例を示す色度図である。具体的には、図７は、例えば、３ｍＡと８０ｍＡの電流値を持つ駆動パルスによりＹＡＧ蛍光体を用いた白色ＬＥＤを駆動した場合の色度変化を示している。
【００４９】
図７に示す例では、３ｍＡのパルスと８０ｍＡのパルスのデューティ比の相対値を変化させることにより、色度が図７中の点線１２４上を移動する。人間の目に観測される色度点は、異なる電流値を交互に繰り返す周期中における、それら異なる電流値（３ｍＡと８０ｍＡ）をそれぞれ印加した時の白色ＬＥＤの発光輝度の比によって、一意的に求められる。具体的には、２つの電流値における発光輝度比を加重値として計算した、２つの色度座標の重心が、観測される色度点となる。なぜなら、このとき、現実には２つの色度点において異なる輝度で発光していることになるが、早い周期でこれが発生した場合には、人間の目には輝度及び色度の平均値がそれぞれ観測されるためである。なお、図７に示す例では、２つの異なるパルスを組み合わせているが、もちろん、３つ以上の異なるパルスを組み合わせてもよい。
【００５０】
本実施の形態では、異なる電流値を持つ複数のパルスを組み合わせた駆動パルスを、周期的に繰り返す。近似としてＬＥＤ発光効率の駆動電流依存性を無視した場合、ＬＥＤの輝度は、電流値Ｉとパルス幅ｔＯＮの積に基づいて決まる。したがって、電流値が異なるということは、輝度及び色度が各電流値の切り替え時間ごとに変化するということである。駆動パルスが２つの異なるパルスから構成される場合には（図３参照）、この駆動パルスを周期的に繰り返すことにより、ある輝度及び色度から別の輝度及び色度に変化して、また元の輝度及び色度に戻ることになる。
【００５１】
一般的には、この周期が長いと、時間平均の効果が薄れる。したがって、この周期が長い場合、人間の目には、輝度及び色度の周期的変化がフリッカとして観測され、健康面などで悪影響がある。そこで、周期内での輝度差及び色度差にもよるが、構成パルスの数分の切り替え時間ｔＳＷの合計（つまり、駆動パルスの周期ｔｐ）は２０ｍｓ以下であるのが望ましい。なぜなら、周波数に換算して５０Ｈｚ以上であれば、フリッカは観測されにくい傾向があるためである。これを図３に示す例に即して言えば、ｔＳＷ１＋ｔＳＷ２＝ｔＰ≦２０ｍｓということである。
【００５２】
なお、フリッカ防止策として今述べた駆動パルス周期ｔＰは、白色ＬＥＤバックライト１０２をある所望の輝度及び色度に保って駆動する場合を前提としている。実際には、映像信号などに基づいて所望の色度、さらには輝度（これについては後述する）が時間的に変化するため、駆動パルスの周期なども時々刻々と変化することになる。この場合には、通常、状況に応じて最適な輝度及び色度に変化させているため、フリッカとは切り離して考えることができる。
【００５３】
ここで再びステップＳ２０２の説明に戻ると、例えば、白色ＬＥＤ１０６における蛍光体がＹＡＧ系蛍光体である場合には、各電流値Ｉとパルス幅ｔＯＮは、決定された白色ＬＥＤバックライト１０２の色度が高いほど平均としての色度が高く、決定された白色ＬＥＤバックライト１０２の色度が低いほど平均としての色度が低くなるように、色味も勘案した上で決定される。図３に示す駆動パルス１１０の場合、混合比は、上記のように、（Ｉ１×ｔＳＷ１）：（Ｉ２×ｔＳＷ２）の比で表される。
【００５４】
ただし、厳密には、電流値とパルス幅の値とによってＬＥＤの電気−光変換効率が変化するため、その分を考慮した補正を行う必要がある。ここでは、簡単化のため、ＬＥＤの電気−光変換効率の変化分の補正を省略して説明を行う。
【００５５】
そして、ステップＳ２０３では、制御データ演算部１０４は、ステップＳ２０２で決定した各電流値Ｉ及び混合比に応じて、決定された輝度が実現されるよう、駆動パルス１１０のパルス幅ｔＯＮを決定する。
【００５６】
図８は、ＬＥＤ駆動パルス制御の具体例を説明するための図である。具体的には、図８は、ＬＥＤ駆動パルス制御により各構成パルスの電流値Ｉとデューティ比Ｄ（＝パルス幅ｔＯＮ／パルス切り替え時間ｔＳＷ）の双方が可変された駆動パルスの一例を示している。図８（Ａ）と図８（Ｂ）は、例えば、平均色度は異なるが、平均輝度は同じとなるように制御された場合のイメージである。ここで、「平均輝度」とは、人間の目に積分されて観測される輝度のことであり、上記の平均輝度レベルとは別物である。。なお、図８に示す例では、各構成パルスのパルス切り替え時間ｔＳＷ及び駆動パルスの周期ｔｐは、図８（Ａ）と図８（Ｂ）とで同じである。
【００５７】
ここで、上記ステップＳ２０２における実用的な制御法（制御の基準）の具体例について説明する。
【００５８】
ここで、ある色度を実現する駆動パルス波形があったとする。実現される色度に変化を与えることなく輝度を制御するには、各パルスのデューティ比を同じ割合で変化させればよい。なぜなら、混合比に影響を与えなければ色度は変化しないためである。すなわち、ＰＷＭ駆動方式によるデューティ制御による輝度制御を行うことになる。１周期中の平均輝度（平均電流に比例）は、デューティ比を大きくすれば当然大きくなるが、デューティ比１００％で飽和する。したがって、例えば、電流値が低いパルスの組み合わせにより所望の色度が実現できたとしても、所望の輝度レベルに未達となるケースが考えられる。これは、上記別出願でも同様である。すなわち、色度を変更するために駆動パルスの波形を決定する際には、所望の輝度が実現できるように、あらかじめ輝度に関する制約を与えておくのが好ましい。
【００５９】
輝度に関する制約としては、２通りの与え方がある。一般的に、液晶ディスプレイのバックライトの輝度は、映像信号、環境光及びユーザ設定により変更される。実現したい最低輝度及び最高輝度をそれぞれＰＭＩＮ、ＰＭＡＸとし、今現在実現したい所望輝度をＰＮＯＷとする。このとき、輝度に関する制約として、「ＰＮＯＷが実現できる範囲で」（制約１）とする選択肢と、「常にＰＭＡＸが実現できる範囲で」（制約２）とする選択肢とがある。輝度が低い前者（制約１）の方が、制約が緩くなる分、駆動パルスが取れる概形の選択肢は多くなる。しかし、後者（制約２）は、制約が厳しくなるが、制御性は良くなる。この理由は次の通りである。
【００６０】
ここでは、色度を保持したままＰＷＭ制御により輝度を変化させることを考える。このとき、前者（制約１）では、新たな輝度が以前のＰＮＯＷよりも大きい場合に、駆動パルスの概形を変化させる必要が出てくる（ただし、駆動パルスを構成するすべてのパルスがｔＯＮ≠ｔＳＷであれば、この限りではない）。このため、前者では、所望の色度を計算する頻度が高くなり、負荷が増す。また、特性上、以前と全く同じ色度を実現できるとは限らないため、色度の違いが色フリッカになる可能性もある。一方、後者（制約２）では、どの輝度に変更しようとも、駆動波形は変化させずにデューティ比のみを変更することにより、ＰＭＩＮからＰＭＡＸまでのすべての輝度を実現可能である。すなわち、後者では、演算負荷を軽減し、かつ、色フリッカの発生も防止できることになる。
【００６１】
したがって、これら制約にいくつかの条件を加えて、駆動パルスの波形を選択するのが現実的である。上記のように、説明の便宜上、１周期（ｔＰ）の駆動パルスを構成する各パルスを「構成パルス」と呼ぶことにする。追加する条件としては、同一駆動パルス内における条件として、「構成パルスの切り替え時間ｔＳＷが異なってもよい」（条件１）という条件と、「構成パルスの切り替え時間ｔＳＷが同じ」（条件２）という条件とが考えられる。また、同じ輝度であるが異なる色度を実現する駆動パルス間における条件として、「異なる駆動パルス間であらゆるパラメータが異なってよい」（条件３）という条件と、「異なる駆動パルス間で電流値のみが異なる」（条件４）という条件とが考えられる。
【００６２】
条件２は、条件１よりも、採ることができる駆動波形の選択肢に関する制約が強いが、駆動回路としては常に一定時間ごとに電流値を切り替える制御となるため、制御性が良くなる。加えて、各構成パルスのデューティ比が同一になるようにできれば、電流のＯＮ／ＯＦＦのタイミングも同一にすることができるため、さらに、構成パルスの情報格納レジスタなどを削減することもできる。
【００６３】
これをさらに推し進めると、条件４を追加採用することになる。条件３のように色度ごとに構成パルスの切り替え時間が異なれば、このような状態でＰＷＭ制御によって輝度を変化させた場合、色度ごとに構成パルスのダイナミックレンジが異なるという課題が生じる。駆動パルスがディジタル制御される場合、パルス幅は、ある決まった幅ごとでしか調整することができない。したがって、色度が変化すると、輝度調整の分解能も変化することになる。例えば、あるパルス幅の駆動信号に対して、パルス幅が１／４の駆動信号では、パルス幅制御の分解能は１／４となる。よって、ある色度では輝度諧調が荒いという問題が出てくる。しかし、条件２と条件４を満たしていれば、色度が変化しても、変化するのは各構成パルスの電流値のみとなり、この問題を解決することができる。
【００６４】
条件２は、さらに具体化することができる。例えば、上記フリッカを防止するため、ｔＰ≦２０ｍｓの範囲内において周期ｔＰを決定し、ｔＰをＮ分割し、Ｎ種類のパルスによって１周期の駆動パルスを生成するようにする。また、各パルスの切り替え時間ｔＳＷはすべて同一であるため、Ｎ×ｔＳＷ＝ｔＰが成り立つ。ここで、更なる条件として、Ｎ個のパルスの電流値の中には同一のものがあってもよいし、０のものがあってもよいとする。これにより、この制約条件下における色度変化範囲を広く取ることができ、かつ、ダイナミックレンジについても一定のまま制御可能となる。後者の恩恵については、例えば、白色ＬＥＤの電流値に対する色度変化が直線的であった場合（つまり、単一の電流値を持つ駆動パルスによる制御において取ることができる色度範囲と一致する場合）であっても、この恩恵を受けることができる。
【００６５】
図９は、ＬＥＤ駆動パルスの他の例を示す図である。
【００６６】
図９に示す例では、駆動パルス１３０の周期ｔＰを５分割して制御を行っている。すなわち、駆動パルス１３０は、均等に５分割された各切り替え時間ｔＳＷに対応して５つのパルス１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、１３０ｅから構成されている。このうち、駆動パルス１３０を構成する２つのパルス１３０ｃ、１３０ｄの電流値は同じであり、また、パルス１３０ｅの電流値は０である。また、電流値が０よりも大きいすべてのパルス１３０ａ〜１３０ｄは、同じデューティＤ（例えば、７０％）で駆動されている。これは、４つのパルス１３０ａ〜１３０ｄすべてについて、パルス幅ｔＯＮ及び切り替え時間ｔＳＷが同じであることを意味する。
【００６７】
図１０は、ＬＥＤ駆動パルスのさらに他の例を示す図である。具体的には、図１０は、図９に示す駆動パルスにおいて一部のパルスの生成順序を入れ替えた場合を示している。
【００６８】
図１０に示す駆動パルス１４０では、図９に示す駆動パルス１３０における２つのパルス１３０ｂとパルス１３０ｃを入れ替えている。図１０に示すように、駆動パルスを構成する複数のパルス（１３０ａ〜１３０ｄ）を、電流値の大きさが似通ったパルスの組（パルス１３０ａ、１３０ｂの組と、パルス１３０ｃ、１３０ｄの組）でグループ化し、各グループに属するパルスを、例えば、交互に配置することによって、擬似的に駆動パルスの周期を短くすることができる。このようにして擬似的に駆動パルスの周期を短く目に錯覚させることにより、フリッカを軽減することができる。なお、グループ分けは３つ以上でもよい。また、各グループに属するパルスの配置については、駆動パルスにローパスフィルターを掛けた場合に、リップルの低領域周波数成分が近似的に高周波側へシフトするように、各グループに属するパルスを配置すればよい。
【００６９】
ここで、図１１を用いて、液晶パネル１０１の黒表示時における青み改善について説明する。図１１は、液晶パネルにおける入力映像信号と色度点との関係を示す色度図である。
【００７０】
一般に、色温度が高いほど色度点は青の領域に近づき、色温度が低いほど色度点は赤の領域に近づく。液晶パネル１０１が黒表示時に青みがかるという現象は、図１１から分かるように、映像信号の輝度レベルが低くなるにつれて色温度が高くなり、映像信号の輝度レベルが高くなるにつれて色温度が低くなることを意味する。したがって、例えば、映像信号の輝度が低いほど白色ＬＥＤの色温度を低く制御し、逆に、映像信号の輝度が高いほど白色ＬＥＤの色温度を高く制御することにより、液晶パネル１０１に起因する色温度変化を解消することが可能である。
【００７１】
また、映像信号の輝度に応じてバックライトの色度を変化させる際には、映像信号の輝度が高いほどバックライトの輝度を高く制御し、逆に、映像信号の輝度が低いほどバックライトの輝度も低く制御することにより、液晶パネル１０１に表示される映像のコントラストを上昇させることができる。この制御を用いない場合には、白色ＬＥＤバックライト１０２は、映像信号の平均輝度レベルによって輝度を変化させることなく、その色度が変化するように制御されることとなる。この点は、ユーザの設定値を読み込んで、単に色度を変化させる場合にも同様である。
【００７２】
なお、白色ＬＥＤバックライト１０２が直下型のバックライト装置である場合には、配列された多数の白色ＬＥＤ１０６をエリアごとに分け、分けられた白色ＬＥＤ１０６のグループごとに、本実施の形態のＬＥＤ駆動パルス制御を実行すると、より有利である。これは、エリアごとに輝度制御と色温度制御とを行うことによって、エリアごとに表示映像の色度と輝度を最適化することができるからである。
【００７３】
さらに、これを推し進めて、映像信号の色度も勘案して、液晶パネル１０１の色再現能力を拡大することも可能である。また、映像以外に、温度変化又は経年変化による白色ＬＥＤ自体の特性変動による色度又は輝度の変化に対しても、本実施の形態の制御を適用することにより、解消することが可能である。この場合、液晶バックライト装置内に温度センサやカラーセンサなどを設けることになる。
【００７４】
また、図示しないが、信号輝度レベル検出部１０５又は制御データ演算部１０４の出力に基づいて映像信号を調整して、液晶パネル１０１に入力するようにしてもよい。
【００７５】
さて、上記のようなアルゴリズムを実装する際には、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ：Look Up Table）に、あらかじめ、平均輝度レベルごとに実現する色度と、その色度を再現するための駆動パルスに関するパラメータとを持たせておく。そして、離散的に存在するそのデータのうち、所望の値に近いものを選択又は都度補間しながら、色度及び駆動パルスのパラメータを決めていくのが現実的である。
【００７６】
以下、具体的に説明する。
【００７７】
まず、基本構成について説明する。
【００７８】
本方式では、ルックアップテーブル（図示せず）が設けられている。そして、平均輝度レベルごとに、あらかじめ、実現する色度を決めておき、また、その色度を再現するための駆動パルスに関するパラメータ（例えば、電流値と切り替え時間の繰り返しパルス群のパラメータ）も、あらかじめ計算しておく。なお、ルックアップテーブルは、液晶表示装置１００の図示しないメモリに記憶されている。
【００７９】
このとき、実際に使用するパラメータの決め方として、（１）ルックアップテーブルはＸ段階の輝度レベルごとのデータを持ち、実際に使用するパラメータは、離散的にＸ段階で調整する、（２）ルックアップテーブルはＸ段階の輝度レベルごとのデータを持ち、実際に使用するパラメータは、各段階間の輝度レベルを観測した場合には線形補間やスプライン補間などで補間する、という２つの選択肢がある。前者は、コストは安いが、滑らかに色温度を調整することができない。一方、後者は、コストはかかるが、滑らかに色温度を調整可能である。
【００８０】
前者（決め方（１））の場合には、図５のフロー図において、上記の処理内容に加えて又はより具体的に、次のような処理を行う。
【００８１】
ステップＳ２０１では、内部に持っている平均輝度−所望色度関数から、ステップＳ１００で観測した平均輝度レベルに基づいて所望色度を求める。そして、ルックアップテーブル上の色度から、一番所望色度に近い色度を選択する。輝度に関しては、平均輝度レベルとユーザ設定の少なくとも１つに基づいて決定する。上記したように、暗い映像の場合には、さらにバックライトの輝度を下げてコントラストを稼ぐことができるように輝度を決定してもよいし、ユーザ設定のバックライト輝度設定値に基づくだけでもよい。
【００８２】
そして、ステップＳ２０２では、選択した色度に対応する電流値と切り替え時間に関するパラメータは既にメモリ（ルックアップテーブル）上に持っているため、そのパラメータをメモリから読み出す。
【００８３】
そして、ステップＳ２０３では、色度を保持したまま、つまり、各構成パルスのパルス幅の比と電流値とを保持したまま、所望輝度を実現するように各構成パルスのパルス幅を決定する。すなわち、混合比を決定する。
【００８４】
一方、後者の場合（決め方（２））には、図５のフロー図において、上記の処理内容に加えて又はより具体的に、次のような処理を行う。
【００８５】
ステップＳ２０１では、内部に持っている平均輝度−所望色度関数から、ステップＳ１００で検出した平均輝度レベルに基づいて所望色度を求める。そして、ルックアップテーブル上の色度点を連続的につないだ補間曲面から、最も所望色度に近い色度を選択する。また、決め方（１）と同様にバックライトの所望輝度を決定する。
【００８６】
そして、ステップＳ２０２では、選択した色度に対応する電流値と切り替え時間に関するパラメータを、メモリ（ルックアップテーブル）上に保持している「色度−パラメータ」データを補間することによって算出する。
【００８７】
そして、ステップＳ２０３では、色度を保持したまま、つまり、各構成パルスのパルス幅の比と電流値とを保持したまま、所望輝度を実現するように各構成パルスのパルス幅を決定する。すなわち、混合比を決定する。
【００８８】
なお、上記において、「平均輝度-所望色度関数」とは、平均輝度と色度とが１対１に対応した入出力関数である。また、ステップＳ２０２の処理は、平均輝度から直接求めるように１つの処理にまとめてもよい。また、補間によってパラメータを得る場合、ある色度の範囲と別の色度の範囲の境界とでは、電流値とパルスが不連続に変化する場合があるため、この点に留意して補間することになる。
【００８９】
次に、ルックアップテーブルの決め方を説明する。
【００９０】
ここでは、図１２及び図１３を用いて、ルックアップテーブルのある色度に対応したパラメータの決め方について、一例を挙げて説明する。図１２は、ルックアップテーブルの決め方を説明するための色度図、図１３は、ルックアップテーブルの決め方を説明するための線分図である。
【００９１】
本例では、上記の制約２、条件１及び条件３を採用し、これらに加えて、「２種類の波高値のパルスの組み合わせで実現する」（条件５）、「２つのパルス幅が近接した組み合わせを優先する」（条件６）、「ｔＰ≦２０ｍｓ」（条件７）という３つの条件を設定する。条件６は、パルス幅が近接するほどＰＷＭ制御時に分解能の差が出にくいなどの理由から採用する。
【００９２】
本例では、図１２に示すある色度Ａを実現したいとする。このとき、条件５から、色度Ａを通り、かつ始点と終点を、単一の電流値を持つ駆動パルスが取り得る色度の軌跡１２２（実線の曲線）上に持つ線分を、図１２に示すように複数引くことができる（例えば、線分１と線分２）。ここで、条件６から、線分１と線分２とでは、線分２の方が好ましい。この理由は、次の通りである。
【００９３】
図１３（Ａ）は、線分１を、図１３（Ｂ）は、線分２を、図１２からそれぞれ抜き出したものである。各電流値が実現する色度に対し、実現したい色度Ａは、図１３（Ａ）では１：１、図１３（Ｂ）では１：２という位置にある。これは、数学的に明らかなように、その逆比である１：１に１００ｍＡと４ｍＡの輝度比を、２：１に８０ｍＡと２ｍＡの輝度比を、それぞれ設定すればよいことを意味する。このとき、電流値が高い側のパルス幅を１とすれば、低い側は、図１３（Ａ）では２５、図１３（Ｂ）では２０という結果となる。したがって、条件６から、図１３（Ｂ）、つまり、線分２の方が好ましいことになる。
【００９４】
次に、制約２と条件７から、２つの構成パルスのパルス幅の比を保ったままそのパルス幅を増加させていったときに、周期ｔＰが２０ｍｓに達する前に、ＰＭＡＸという輝度を達成できるか否かをチェックする。このチェックをクリアできれば、そのまま８０ｍＡと２ｍＡの構成パルス（そのパルス幅比１：２０）を採用する。そして、ＰＭＡＸを達したときの各パルス幅を各パルス切り替え時間とし、所望の輝度が実現できるように、パルス幅の比を保持したまま、パルス幅をＰＷＭ制御する。一方、そのチェックをクリアできなければ、再度新たな組み合わせを模索する。これは、あらかじめ条件及び制約に優先度を設けておき、例えば、この場合では線分１の組み合わせが制約２と条件７を満たしていれば、そちらを採用する、などとすればよい。
【００９５】
このようにしてルックアップテーブルを決めていく。
【００９６】
以上のように、本実施の形態によれば、白色ＬＥＤバックライト１０２における白色ＬＥＤ１０６の駆動パルスの複数の電流値Ｉを増大又は低減させることにより、白色ＬＥＤバックライトの色度を可変する。これにより、光源が白色ＬＥＤバックライトである場合に、光源の駆動制御により表示映像の色度を可変することができる。また、その色度を保ったまま、輝度を制御することが可能である。
【００９７】
一般に、白色ＬＥＤバックライトは、蛍光管とは異なり、その駆動を制御することにより色度を制御することができる。しかし、バックライトの色度を可変することは、表示映像への影響を考慮すると必ずしも望ましいことではない。よって、白色ＬＥＤバックライトを有する液晶表示装置においては、バックライトの輝度を可変するには駆動パルスのデューティ比Ｄのみが可変され、駆動パルスの電流値はバックライトの色度が変わらないよう固定又は制御されるのが一般的である。これに対し、本実施の形態では、白色ＬＥＤバックライトの駆動制御における従来の常識を覆し、駆動パルスの電流値を積極的に可変する。したがって、従来と同様に光源の輝度を制御することができるのはもちろんのこと、表示映像における黒の青み補正などの有効な色度制御を、輝度制御と一緒に実行することができるという顕著な効果をもたらすことができる。
【００９８】
また、これまで述べたのは光源が白色ＬＥＤの場合についてであるが、電流値によってその色度が変化する光源すべてに本実施の形態は適用可能である。このような光源として、例えば、赤色や青色、緑色などの単色ＬＥＤ又はレーザ光源がある。また、複数の波長（色）を混合して白色を実現する形態であっても、本実施の形態によれば、その白色を実現する各光源自体の色度をある範囲にわたって調整可能となる。したがって、それらを混合した結果である白色光の色度も調整可能となり、混合比の変化による白色光の色度調整範囲をさらに拡大することができる。
【００９９】
（実施の形態２）
図１４は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１４に示す液晶表示装置２００において、図１に示す液晶表示装置１００と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１００】
液晶表示装置２００は、信号輝度レベル検出部１０５を有せず、代わりに環境輝度レベル検出部２０５を有する点で、図１に示す液晶表示装置１００と構成上相違する。
【０１０１】
環境輝度レベル検出部２０５は、液晶表示装置２００が設置された環境における環境光の輝度レベルを、環境光の特徴量として検出するセンサである。このようなセンサとしては、例えば、フォトセンサがある。このフォトセンサは、例えば、液晶表示装置２００の液晶パネル側に設置される。
【０１０２】
実施の形態１では、映像信号の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行うのに対し、本実施の形態では、環境光の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行う。その他の詳細については、本実施の形態と実施の形態１とは同様であるため、詳細な説明を省略する。ただ、輝度の決定に関して補足すると、検出された環境光の強弱に比例するように（線形、非線形は問わず）バックライトの輝度も制御するのが好ましい。なぜなら、例えば、暗い場所で液晶表示装置を見る場合には、バックライトの輝度を低くし、表示される映像の輝度も低くなる方が、人間の目の特性として見やすいためである。
【０１０３】
また、実施の形態１と同様に、図示しないが、環境輝度レベル検出部２０５又は制御データ演算部１０４の出力に基づいて映像信号を調整して、液晶パネル１０１に入力するようにしてもよい。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態によれば、環境光の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行う。例えば、環境光の輝度レベルが低い場合には、環境光に紛れていた黒の青みが目立ちやすくなるところ、本実施の形態では、白色ＬＥＤバックライト１０２の色温度を低下させるようなＬＥＤ駆動パルス制御が行われる。また、環境光の輝度レベルが高い場合には、白色ＬＥＤバックライト１０２の色温度が上昇するようなＬＥＤ駆動パルス制御が行われる。よって、本実施の形態では、環境光の輝度レベルが高いときには、一般的に好まれる傾向にある青く輝く白を表示画面に表示することができ、環境光の輝度レベルが低いときには、青みが抑えられた黒を表示画面に表示することができる。
【０１０５】
なお、液晶表示装置２００の構成に、実施の形態１の液晶表示装置１００の構成を適宜組み合わせることができる。
【０１０６】
（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１５に示す液晶表示装置３００において、図１に示す液晶表示装置１００と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０７】
液晶表示装置３００は、信号輝度レベル検出部１０５を有せず、代わりに環境光色度検出部３０５を有する点で、図１に示す液晶表示装置１００と構成上相違する。
【０１０８】
環境光色度検出部３０５は、液晶表示装置３００が設置された環境における環境光の色度を、環境光の特徴量として検出するセンサである。このようなセンサとしては、例えば、カラーセンサがある。このカラーセンサは、例えば、液晶表示装置３００の液晶パネル１０１側に設置される。カラーセンサにおいては、例えば、赤、青、緑の色ごとの輝度レベルが検出され、結果として混合光の輝度と色度を得ることができる。
【０１０９】
実施の形態１では、映像信号の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行うのに対し、本実施の形態では、環境光の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行う。その他の詳細については、本実施の形態と実施の形態１とは同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１１０】
また、実施の形態１と同様に、図示しないが、環境光色度検出部３０５又は制御データ演算部１０４の出力に基づいて映像信号を調整して、液晶パネル１０１に入力するようにしてもよい。
【０１１１】
以上のように、本実施の形態によれば、環境光の特徴量に基づいてＬＥＤ駆動パルス制御を行う。例えば、環境光の輝度レベルが低い場合には、黒の青みが目立ちやすくなるところ、本実施の形態では、白色ＬＥＤバックライト１０２の色温度を低下させるようなＬＥＤ駆動パルス制御が行われる。また、環境光の輝度レベルが高い場合には、白色ＬＥＤバックライト１０２の色温度が上昇するようなＬＥＤ駆動パルス制御が行われる。これに加え、検出された環境光の色度によって、白色ＬＥＤバックライトの色度調整が入り、最終的な目標色度が決定される。
【０１１２】
物体の色の見え方は、その物体を照射する光の色度によって異なることが知られている。同様に、環境光の色度によっても、液晶表示装置３００の映像の見え方は異なってくる。これは、環境光と、環境光の液晶パネル１０１表面での反射光と、液晶表示装置３００からの映像光との混色の結果による。したがって、検出された環境光の色度に応じて、白色ＬＥＤバックライトの色度を調整することにより、最適な映像表示が可能となる。
【０１１３】
なお、液晶表示装置３００の構成に、実施の形態１の液晶表示装置１００の構成を適宜組み合わせることができる。
【０１１４】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【０１１５】
なお、以上の説明は、本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。すなわち、上記装置の構成及び使用時の動作についての説明は単なる例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更及び追加が可能であることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明に係る液晶表示装置は、液晶テレビや液晶モニタなどの液晶表示装置として利用することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１００、２００、３００ 液晶表示装置
１０１ 液晶パネル
１０２ 白色ＬＥＤバックライト
１０３ 白色ＬＥＤ駆動部
１０４ 制御データ演算部
１０５ 信号輝度レベル検出部
２０５ 環境輝度レベル検出部
３０５ 環境光色度検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する液晶パネルと、
半導体光源を有し、前記液晶パネルを照明するバックライトと、
前記半導体光源を駆動する駆動部と、
複数の色度を切り替え時間ごとに切り替えて時間平均的に所望の色度を実現するように前記駆動部を制御する制御部と、
を有する液晶表示装置。
【請求項２】
前記半導体光源は、発光ダイオードである、
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記半導体光源は、半導体レーザである、
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記発光ダイオードは、白色発光ダイオードである、
請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の色度は、電流値が異なる複数のパルスを組み合わせて構成される駆動パルスにより前記半導体光源を駆動することによって実現される、
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記切り替え時間は、前記複数のパルスにおいてすべて等しい、
請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数のパルスのデューティ比は、電流値が０のパルスを除いて、すべて等しい、
請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の色度の数分の切り替え時間の合計は、２０ｍｓ以下である、
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記所望の色度を変更する際に、前記バックライトの平均輝度を一定に保つ輝度保持制御を行う、
請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記輝度保持制御は、前記複数のパルスの各電流値のみを変化させる、
請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
輝度を変更する際に、色度を一定に保つ色度保持制御を行う、
請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記色度保持制御は、ＰＷＭ方式の制御により、前記複数のパルスのデューティ比をすべて同じ割合で変化させる、
請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記映像、前記半導体光源及び環境光の少なくともいずれか１つの特徴量を検出する検出部を、さらに有し、
前記制御部は、
前記検出部によって検出された特徴量に応じて、色度と輝度の少なくとも一方を制御する、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記映像の平均輝度レベルが低いほど前記バックライトの色温度を低く制御し、前記映像の平均輝度レベルが高いほど前記バックライトの色温度を高く制御する、
請求項１３記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記制御部は、
前記映像の平均輝度レベルが低いほど前記バックライトの輝度を低く制御し、前記映像の平均輝度レベルが高いほど前記バックライトの輝度を高く制御する、
請求項１３記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記制御部は、
前記環境光の輝度レベルが低いほど前記バックライトの色温度を低く制御し、前記環境光の輝度レベルが高いほど前記バックライトの色温度を高く制御する、
請求項１３記載の液晶表示装置。
【請求項１】
映像を表示する液晶パネルと、
半導体光源を有し、前記液晶パネルを照明するバックライトと、
前記半導体光源を駆動する駆動部と、
複数の色度を切り替え時間ごとに切り替えて時間平均的に所望の色度を実現するように前記駆動部を制御する制御部と、
を有する液晶表示装置。
【請求項２】
前記半導体光源は、発光ダイオードである、
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記半導体光源は、半導体レーザである、
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記発光ダイオードは、白色発光ダイオードである、
請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記複数の色度は、電流値が異なる複数のパルスを組み合わせて構成される駆動パルスにより前記半導体光源を駆動することによって実現される、
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記切り替え時間は、前記複数のパルスにおいてすべて等しい、
請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数のパルスのデューティ比は、電流値が０のパルスを除いて、すべて等しい、
請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記複数の色度の数分の切り替え時間の合計は、２０ｍｓ以下である、
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記所望の色度を変更する際に、前記バックライトの平均輝度を一定に保つ輝度保持制御を行う、
請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記輝度保持制御は、前記複数のパルスの各電流値のみを変化させる、
請求項９記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
輝度を変更する際に、色度を一定に保つ色度保持制御を行う、
請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記色度保持制御は、ＰＷＭ方式の制御により、前記複数のパルスのデューティ比をすべて同じ割合で変化させる、
請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記映像、前記半導体光源及び環境光の少なくともいずれか１つの特徴量を検出する検出部を、さらに有し、
前記制御部は、
前記検出部によって検出された特徴量に応じて、色度と輝度の少なくとも一方を制御する、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
前記映像の平均輝度レベルが低いほど前記バックライトの色温度を低く制御し、前記映像の平均輝度レベルが高いほど前記バックライトの色温度を高く制御する、
請求項１３記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記制御部は、
前記映像の平均輝度レベルが低いほど前記バックライトの輝度を低く制御し、前記映像の平均輝度レベルが高いほど前記バックライトの輝度を高く制御する、
請求項１３記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記制御部は、
前記環境光の輝度レベルが低いほど前記バックライトの色温度を低く制御し、前記環境光の輝度レベルが高いほど前記バックライトの色温度を高く制御する、
請求項１３記載の液晶表示装置。
【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】
【公開番号】特開２０１１−２２４８１（Ｐ２０１１−２２４８１Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６９１２２（Ｐ２００９−１６９１２２）
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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