JP2004309509A - 表示装置の調整方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＬＥＤの発光特性にばらつきがある場合でも、容易にホワイトバランス調整を行うことができる表示装置の調整方法及び表示装置を提供すること。
【解決手段】赤、緑、青の各色ＬＥＤを単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御しながら発光させ、そのときの色度を輝度・色度計３１により測定し、その測定値の目標とするホワイトバランス値からのずれを算出し、ずれに応じて各色ＬＥＤについてのデューティー比を修正して再び各色ＬＥＤを発光させ、ずれが所定の許容範囲に収まったときの各色ＬＥＤのデューティー比をデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶しておくようにする。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置の調整方法及び表示装置に関し、特にＲ、Ｇ、Ｂの三原色のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を発光させてカラー表示を行う場合に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色のＬＥＤを用いた液晶表示装置として、フィールドシーケンシャル方式（以下、これをＦＳ方式と呼ぶ）の液晶表示装置が実現されている（特許文献１等参照）。ＦＳ方式の液晶表示装置は、液晶シャッターの背面に三色のＬＥＤを設け、各色ＬＥＤを高速で順次点灯させると共にこれに同期するように各画素位置の液晶シャッターを開閉させることにより、各画素位置で所望の色を表示できるようになっている。
【０００３】
例えば赤色を表示する場合には、赤色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作させ、続いて緑色ＬＥＤが発光している期間及び青色ＬＥＤが発光している期間には液晶シャッターを閉動作させる。緑色及び青色を表示する場合も同様であり、その色のＬＥＤが発光している期間のみ液晶シャッターを開動作させ、他のＬＥＤが発光している期間は液晶シャッターを閉動作させる。
【０００４】
また赤色及び緑色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＹ（イエロー）を表示でき、赤色及び青色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＭ（マゼンタ）を表示でき、緑色及び青色ＬＥＤが発光している期間に液晶シャッターを開動作すればＣ（シアン）を表示でき、赤色、緑色及び青色ＬＥＤが発光している期間全てにおいて液晶シャッターを開動作させればＷ（ホワイト）を表示できる。
【０００５】
このようにＦＳ方式においては、人間の視覚反応速度よりも速い速度で三色のＬＥＤを順次発光させることにより、加色法の原理によりカラー表示を実現している。そしてＦＳ方式を採用することにより、カラーフィルタが不要となり、鮮明なカラー表示を行うことができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２４１８１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤは、製造時の製品のばらつきにより発光波長も製品毎に若干ばらついたものとなることを避け得ず、この結果、所望のホワイトバランスをとるために煩雑な作業が必要となる。例えば、表示装置に組み込まれた各色ＬＥＤの抵抗値等を微調整したり、所望のホワイトバランスが得られるような各色ＬＥＤを選別する方法がとられているが、その作業に手間がかかる問題がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤの発光特性にばらつきがある場合でも、容易にホワイトバランス調整を行うことができる表示装置の調整方法及び表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明の表示装置の調整方法は、赤、緑、青の各色ＬＥＤを単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御しながら発光させるＬＥＤ発光ステップと、そのときの色度を測定する測定ステップと、測定ステップで得られた測定値の目標とするホワイトバランス値からのずれを算出する算出ステップと、算出ステップで得たずれに応じてＬＥＤ発光ステップでの各色ＬＥＤについてのＰＷＭ信号のデューティー比を修正する修正ステップと、算出ステップで算出したずれが所定の許容範囲に収まったときの各色ＬＥＤのデューティー比を記憶手段に記憶するデューティー比記憶ステップとを含むようにする。
【００１０】
この方法によれば、各色ＬＥＤの単位発光期間での発光をＰＷＭ信号により制御すると共に、ホワイトバランスを許容範囲に収めることができるような各色ＬＥＤのＰＷＭ信号のデューティー比を記憶手段に記憶しておくようにしたので、各色ＬＥＤに個体差によるばらつきがあった場合でも、ホワイトバランスを許容範囲内に収まるための表示調整を容易に行うことができるようになる。
【００１１】
本発明の表示装置の調整方法は、前記表示装置の調整を、ＬＥＤの前面にＬＣＤパネルが取り付けられ、当該ＬＣＤパネルが駆動された状態で行うようにする。
【００１２】
この方法によれば、ＬＣＤパネルに製品の個体差によるばらつきがあった場合でも、そのばらつきを吸収してホワイトバランスを許容範囲内に収めることができるようになる。
【００１３】
本発明の表示装置の調整方法は、修正ステップでは、各色ＬＥＤの色度の分布範囲を考慮して、各色ＬＥＤについてのＰＷＭ信号のデューティー比を修正するようにする。
【００１４】
この方法によれば、ホワイトバランスを許容範囲内に収めることができるようなデューティー比を、少ない修正回数で迅速に見つけることができるようになる。例えば各色ＬＥＤの色度の分布範囲を考慮して、ずれ量を各色ＬＥＤのデューティー比修正量に比例配分すればよい。
【００１５】
本発明の表示装置の調整方法は、前記修正ステップでは、同色のＬＥＤについても前記算出ステップで得たずれに応じて独立にデューティー比を修正し、前記デューティー比記憶ステップでは、同色のＬＥＤについても独立のデューティー比を記憶するようにする。
【００１６】
この方法によれば、同色のＬＥＤを独立のＰＷＭ信号により調整できるようになるので、同色のＬＥＤを一括して同じＰＷＭ信号でＰＷＭ制御する場合よりも一段ときめ細かいホワイトバランス調整処理を行うことができるようになる。
【００１７】
本発明の表示装置は、書込み可能なメモリでなり、赤、緑、青の各色ＬＥＤを単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御するためのデューティー比が各色ＬＥＤ独立に格納されたデューティー比記憶手段と、デューティー比記憶手段に格納されたデューティー比に基づくＰＷＭ信号を各色ＬＥＤ独立に形成し、各色ＬＥＤを単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御するＰＷＭ制御手段と、デューティー比記憶手段にデューティー比を入力させるためにデューティー比記憶手段に接続された信号線とを具備する構成を採る。
【００１８】
本発明の表示装置は、デューティー比記憶手段には、信号線を介してホワイトバランス調整がなされたデューティー比が格納される構成を採る。
【００１９】
これらの構成によれば、各色ＬＥＤの単位発光期間内での発光をＰＷＭ信号により制御するので、ホワイトバランスを繊細かつ容易に調整できるようになる。また各色ＬＥＤについてのＰＷＭ信号のデューティー比が書込み可能なメモリに記憶されているので、その表示装置に適合したデューティー比を随時書き込むことができるようになる。
【００２０】
本発明の表示装置は、デューティー比記憶手段には、同色のＬＥＤについても独立のデューティー比が格納されており、ＰＷＭ制御手段は、同色のＬＥＤについても独立のＰＷＭ信号を形成して同色のＬＥＤについても単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、同色のＬＥＤも独立のＰＷＭ信号により発光制御されるので、一段ときめ細かいホワイトバランス表示がなされる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、各色ＬＥＤの単位発光期間での発光をＰＷＭ信号により制御すると共に、ホワイトバランスを許容範囲に収めることができるような各色ＬＥＤのＰＷＭ信号のデューティー比を記憶手段に記憶しておくことである。
【００２３】
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。
【００２４】
図１において、１０は全体としてＬＥＤ駆動装置を示す。ＬＥＤ駆動装置１０は液晶表示装置に設けられており、液晶パネルの背面に配設されたＲ、Ｇ、Ｇ三色のＬＥＤを駆動するようになっている。またこの実施の形態では、一例としてフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合について説明する。
【００２５】
ＬＥＤ駆動装置１０は、Ｒ（赤）用印加電圧格納レジスタ１１、Ｇ（緑）用印加電圧格納レジスタ１２及びＢ（青）用印加電圧格納レジスタ１３を有する。これら各レジスタ１１、１２、１３には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤに印加するための電圧値が記憶されている。各レジスタ１１、１２、１３には、格納値設定用バス１４が接続されており、ＬＥＤ駆動装置１０の製品出荷時に格納値設定用バス１４を介して各レジスタ１１、１２、１３に各色ＬＥＤ用の印加電圧値がそれぞれ記憶されるようになされている。
【００２６】
各レジスタ１１、１２、１３から出力された各色ＬＥＤ用の印加電圧値は、レジスタ選択回路１５に入力される。レジスタ選択回路１５には、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲ、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが入力され、当該発光タイミング信号に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂの印加電圧値のうちいずれか一つを選択して出力する。
【００２７】
例えば赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが論理値「１」で緑色及び青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、ＴＢが論理値「０」の場合には、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１に格納された印加電圧値を選択出力する。この実施の形態の場合には、フィールドシーケンシャル方式の表示を行うようになっているので、例えばフィールド周波数を６５Ｈｚとすると、その３倍の１９５Ｈｚの周波数で各色ＬＥＤを順次発光させることになる。すなわち、レジスタ選択回路１５は、約５ｍＳの間隔で順次、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１、Ｇ用印加電圧格納レジスタ１２、Ｂ用印加電圧格納レジスタ１３に記憶された電圧値を選択出力する。
【００２８】
レジスタ選択回路１５により選択された印加電圧値は、印加電圧形成部１６のディジタルアナログ（ＤＡ）変換回路１７によってアナログ値に変換された後、電圧可変回路１８に送出される。電圧可変回路１８は、電源電圧発生回路１９により発生された電圧をディジタルアナログ変換回路１７から入力したアナログ値に応じた電圧に変換した後、ＬＥＤユニット２０に供給する。
【００２９】
このようにＬＥＤ駆動装置１０においては、各色ＬＥＤそれぞれに印加するための電圧値が記憶されたレジスタ１１、１２、１３を有し、電源電圧発生回路１９で発生させた電圧をレジスタ１１、１２、１３に記憶させた値に変換してからＬＥＤに供給する。これにより、各色ＬＥＤに同じ値の電圧を印加する場合と比較して、消費電力を低減することができる。
【００３０】
図２に、各色ＬＥＤにおいて所望の輝度を得るために必要な最小の印加電圧値（以下これを最小発光電圧と呼ぶ）を示す。この図からも分かるように、緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの最小発光電圧はほぼ同じであるが、赤色ＬＥＤの最小発光電圧はそれらの最小発光電圧よりも低い。
【００３１】
ＬＥＤ駆動装置１０の印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３には、各色ＬＥＤの最小発光電圧値が格納されている。そしてこの格納された最小発光電圧値は、実際上、緑色ＬＥＤや青色ＬＥＤの値よりも、赤色ＬＥＤの値の方が低い値とされている。つまり、各色ＬＥＤに必要最小限の電圧を印加できるので、消費電流を低減させることができるようになる。
【００３２】
また図２を見れば分かるように、各色ＬＥＤそれぞれにおいても、最小発光電圧にばらつきが生じる。例えば赤色ＬＥＤであれば１．７５Ｖから２．４５Ｖの間で、緑色及び青色ＬＥＤであれば２．９Ｖから３．９Ｖの間でばらつく。この最小発光電圧のばらつきは、ＬＥＤ製造に起因する製品個別のばらつきによるものである。
【００３３】
この実施の形態では、単純に赤色ＬＥＤへの印加電圧を、緑色及び青色ＬＥＤの印加電圧よりも小さくするだけでなく、製品個体間の最小発光電圧のばらつきを加味した印加電圧を各色用レジスタ１１、１２、１３に記憶させるようになっている。これにより、消費電力を低減しつつ、各色ＬＥＤで所望の輝度を得ることができるようになされている。この各色レジスタ１１、１２、１３への印加電圧値の格納は、格納値設定用バス１４を介して行われるが、これについては後述する。
【００３４】
再び、図１に戻ってＬＥＤ駆動装置１０の構成を説明する。ＬＥＤ駆動装置１０は、Ｒ用デューティー比格納レジスタ２１、Ｇ用デューティー比格納レジスタ２２及びＢ用デューティー比格納レジスタ２３を有する。これら各レジスタ２１、２２、２３には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤをＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号のデューティー比データが記憶されている。各レジスタ２１、２２、２３には、格納値設定用バス１４が接続されており、ＬＥＤ駆動装置１０の製品出荷時に格納値設定用バス１４を介して各レジスタ２１、２２、２３に各色ＬＥＤ用のデューティー比データがそれぞれ記憶されるようになされている。
【００３５】
各レジスタ２１、２２、２３から出力された各色ＬＥＤ用のデューティー比データは、それぞれＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に送出される。各ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６は、クロック信号ＣＬＫに同期してデューティーデータに応じたＰＷＭ波形を形成する。
【００３６】
ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６は、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲ、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧ、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢに基づいて、ＰＷＭ波形をトランジスタ２７、２８、２９のベースに出力する。各トランジスタ２７、２８、２９のコレクタにはそれぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤの出力端が接続されていると共に、エミッタが接地されている。
【００３７】
これにより、赤色ＬＥＤの発光期間には、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲのみが論理値「１」となり、赤色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２４からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が赤色ＬＥＤに流れ、赤色ＬＥＤが発光する。同様に、緑色ＬＥＤの発光期間には、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧのみが論理値「１」となり、緑色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２５からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が緑色ＬＥＤに流れ、緑色ＬＥＤが発光する。青色ＬＥＤの発光期間には、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢのみが論理値「１」となり、青色ＬＥＤに対応するＰＷＭ波形形成回路２６からのみＰＷＭ信号が出力されて、このＰＷＭ信号に応じた電流が青色ＬＥＤに流れ、青色ＬＥＤが発光する。
【００３８】
図３に、各色用印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に格納する電圧値を設定する駆動電圧設定装置３０の構成を示す。なお駆動電圧設定装置３０は、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に格納する各色ＬＥＤ用の電圧値に加えて、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に格納する各色ＬＥＤ用のデューティー比データも求めることができる構成となっている。
【００３９】
駆動電圧設定装置３０は、ＬＣＤパネルからの透過光の輝度及び色度を測定する輝度・色度計３１を有する。因みに、ＬＥＤユニット２０から発せられた光は、導光板（図示せず）及びＬＣＤパネル４０を介して輝度・色度計３１に入射される。ＬＣＤパネル４０は、各画素位置の液晶がＬＣＤ駆動回路（図示せず）から所定タイミングで所定電圧が印加されることにより開閉駆動されて、ＬＥＤから発せられた光を通過又は遮光するようになっている。なおこのＬＥＤユニット２０、導光板、ＬＣＤパネル４０は、製品出荷時と同じに組み立てられているものとする。
【００４０】
輝度・色度計３１により得られた輝度及び色度のデータは、マイコン（マイクロコンピュータ）３２に送出される。また駆動電圧設定装置３０は、印加電圧値設定部３３及びデューティー比設定部３４を有し、印加電圧値設定部３３で設定された電圧値がＬＥＤ駆動装置１０のＤＡ変換回路１７に送出されると共に、デューティー比設定部３４で設定されたデューティー比データがＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に送出される。この設定電圧値及び設定デューティー比はマイコン３２により指定される。つまり、マイコンは設定された電圧値及びデューティー比を認識している。
【００４１】
マイコン３２は、輝度及び色度が予め設定された所望値を満たしているか否かを判断し、所望値を満たしたときにそのとき印加している電圧値及びデューティー比を、格納値設定用バス１４を介して印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に書き込むようになっている。すなわちマイコン３２は、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３への格納データ書込み手段としての機能を有する。
【００４２】
図４を用いて、駆動電圧設定装置３０による各色用の印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３への印加電圧値（最小発光電圧）の記録及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３へのデューティー比データの記録処理について詳細に説明する。
【００４３】
駆動電圧設定装置３０は、ステップＳＴ１０で処理を開始すると、続くステップＳＴ１１でデューティー比設定部３４でのデューティー比を設定する。図４の場合は、赤色ＬＥＤへの印加電圧を設定する処理なので、赤色ＬＥＤのオンデューティー比を最大に設定し、緑色及び青色ＬＥＤのオンデューティー比を０に設定する。すなわちＰＷＭ波形形成回路２４に最大のオンデューティー比が最大のデータを与え、ＰＷＭ波形形成回路２５、２６にオンデューティー比が０のデータを与える。ステップＳＴ１２では、マイコン３２が目標輝度を設定する。
【００４４】
ステップＳＴ１３では、印加電圧値設定部３３が最小の印加電圧値Ｖｍｉｎ（例えば１．５Ｖ）を設定し、電圧可変回路１８が電源電圧発生回路１９で発生された電圧をこの設定電圧に変換してＬＥＤユニット２０に印加する。このとき赤色用のＰＷＭ波形形成回路２４からのみオンデューティー比の最大のＰＷＭ信号が出力されているので、赤色ＬＥＤのみが発光可能な状態となっている。
【００４５】
ステップＳＴ１４では、マイコン３２において、輝度・色度計３１により得られた測定輝度が目標輝度よりも大きいか否か判断し、目標輝度以下だった場合にはステップＳＴ１５に移って、印加電圧値設定部３３による設定印加電圧をｋ（例えば０．１Ｖ）だけ大きくし、再びステップＳＴ１４での判断を行う。
【００４６】
ステップＳＴ１４で肯定結果が得られると、このことは現在赤色ＬＥＤに所望輝度を得ることができる必要最小限の電圧が印加されていることを意味するので、ステップＳＴ１６に移って、マイコン３２がＲ用印加電圧格納レジスタ１１に現在印加電圧値設定部３３で設定されている電圧値を書き込む。このようにして、Ｒ用印加電圧格納レジスタ１１に赤色ＬＥＤが所望の輝度を得るための最小発光電圧値が格納される。
【００４７】
続くステップＳＴ１７では、マイコン３２において測定輝度が目標輝度に一致するか否かが判断され、一致しない場合にはステップＳＴ１８に移って、デューティー比設定部３２で設定するオンデューティー比をｒだけ小さくし、再びステップＳＴ１７に戻る。
【００４８】
ステップＳＴ１７で肯定結果が得られると、このことは現在デューティー比設定部３４で設定されているデューティー比のＰＷＭ信号により赤色ＬＥＤを所望輝度で発光させることができることを意味するので、ステップＳＴ１９に移って、マイコン３２がＲ用印加電圧格納レジスタ１１に現在デューティー比設定部３４で設定されている電圧値を書き込む。このようにして、Ｒ用デューティー比格納レジスタ１１に赤色ＬＥＤが所望の輝度を得るためのデューティー比データが格納される。
【００４９】
ここでステップＳＴ１７〜ＳＴ１９での処理は、換言すれば、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１６で目標の輝度を得ることが可能な最小の印加電圧を設定した後に、ＰＷＭ信号により詳細な輝度制御を行って目標輝度に近づけるためのデューティー比を設定していると言うことができる。駆動電圧設定装置３０は、続くステップＳＴ２０でＲ用印加電圧格納レジスタ１１及びＲ用デューティー比格納レジスタ２１へのデータ書込み処理を終了する。
【００５０】
なおここではＲ用印加電圧格納レジスタ１１及びＲ用デューティー比格納レジスタ２１へのデータ書込み処理を説明したが、Ｇ用及びＢ用印加電圧格納レジスタ１２、１３、Ｇ用及びＢ用デューティー比格納レジスタ２２、２３へのデータ書込み処理も同様の手順により行う。
【００５１】
次に、図５を用いて、所望のホワイトバランスを得るための各色のデューティー比をレジスタ２１、２２、２３に格納する手順について説明する。
【００５２】
駆動電圧設定装置３０は、ステップＳＴ３０でホワイトバランス調整処理を開始すると、続くステップＳＴ３１において、印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶された印加電圧、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されたオンデューティー比のＰＷＭ信号で各色ＬＥＤを順次発光させると共に、ＬＣＤ駆動回路（図示せず）によりＬＣＤパネル４０を駆動する。
【００５３】
実際には、ＬＥＤ駆動装置１０が印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３に記憶されている各色ＬＥＤ用の電圧を順次ＬＥＤユニット２０に印加し、これに同期するように、ＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６によってデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されているデューティー比に応じた各色ＬＥＤ用のＰＷＭ信号を形成する。
【００５４】
つまり、ステップＳＴ３１では実際のフィールドシーケンシャル方式のＬＥＤ駆動及びＬＣＤ駆動を行う。ここで印加電圧レジスタ１１、１２、１３及びデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されているデータは、図４のようにして設定されたデータであるとする。
【００５５】
ステップＳＴ３２では、輝度・色度計３１により表示色の色度を測定する。この測定色度を色度空間にプロットすると、図６のようになる。続いてマイコン３２により、測定色度とホワイトバランスの目標値との差を算出し、その差に応じてデューティー比設定部３４で設定するデューティー比を修正して、各色用のＰＷＭ波形形成回路２４、２５、２６に供給する。ここでマイコン３２は、デューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶されている各色用のデューティー比を読み出すことができるようになされ、読み出した各色用のデューティー比と、測定色度とホワイトバランスの目標値の差とから、次にデューティー比設定部３４で設定する各色用のデューティー比を指定するようになっている。これにより、各色用のデューティー比を目標のホワイトバランスが得られるような値とする。
【００５６】
具体的には、先ずステップＳＴ３３において測定色度のＹ座標が図６に示す白色許容範囲内にあるか否か判断すると共に、ステップＳＴ３４において測定色度のＸ座標が図６に示す白色許容範囲内にあるか否か判断する。ステップＳＴ３３又はステップＳＴ３４のいずれかで否定結果が得られた場合には、ステップＳＴ３５に移って、デューティー比設定部３４によりデューティー比を修正する。
【００５７】
このデューティー比の修正は、ホワイトバランスの目標点に対して測定値がどの方向にどれだけずれているかに基づいて行う。この実施の形態の場合、マイコン３２は、各色ＬＥＤの色度の分布範囲を考慮して、各色ＬＥＤについてのＰＷＭ信号のデューティー比を修正するようにする。例えば各色ＬＥＤの色度の分布範囲を考慮して、ずれ量を各色ＬＥＤのデューティー比修正量に比例配分すれば、ホワイトバランスを許容範囲内に収めることができるようなデューティー比を、少ない修正回数で迅速に見つけることができるようになる。
【００５８】
例えば図６に示すように、測定値のＹ座標が目標点に対して大きい方向にずれており、かつ測定値のＸ座標が目標点に対して小さい方向にずれている場合を考える。ここでＲ、Ｇ、Ｂ各色ＬＥＤの色度空間上での分布範囲は、一般に図６のようになっているので、ホワイトバランスのＹ成分を小さくしかつＸ成分を大きくして目標点に近づけるために、例えば赤色用のオンデューティー比を大きくし、緑色用のオンデューティー比を小さくする。
【００５９】
このように比例配分による次のオンデューティー比の設定を行うようにしたことにより、少ない設定回数で目標のホワイトバランスが得られるような各色用のデューティー比を見つけることができるようになる。
【００６０】
駆動電圧測定装置３０は、ステップＳＴ３３及びステップＳＴ３４で共に肯定結果が得られると、このことはホワイトバランスが白色許容範囲に入ったことを意味するので、ステップＳＴ３６に移り、現在のデューティー比設定部３４で設定している赤色用、緑色用、青色用のデューティー比を対応するデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に格納し、続くステップＳＴ３７で当該ホワイトバランス調整処理を終了する。
【００６１】
このように駆動電圧設定装置３０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤについて独立に所望の輝度を得ることができるようなデューティー比から始めて、実際の表示色のホワイトバランスを測定し、その測定結果に応じて各色用のデューティー比を修正しながら所望のホワイトバランスを得ることができるようなデューティー比を探索し、所望のホワイトバランスが得られたときの各色用のデューティー比を対応するデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶させるようになっている。
【００６２】
このように、駆動電圧設定装置３０においては、各色用のデューティー比を修正することで、ホワイトバランスの調整を行うようにしているので、ホワイトバランスを微妙かつ容易に調整することができるようになる。またホワイトバランスを調整するためのデューティー比を書込み可能なレジスタ２１、２２、２３に記憶させるようにしたことにより、各製品固有のデューティー比を実際の製品の色度を測定しながら書き込むことができるので、各製品毎にＬＥＤや導光板、ＬＣＤパネルにばらつきがあった場合でも、各製品で所望のホワイトバランスを得ることができるようになる。
【００６３】
次に、図７を用いて、この実施の形態のＬＥＤ駆動装置１０の動作を説明する。ＬＥＤ駆動装置１０は、先ず赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲにおいて、レジスタ選択回路１５が印加電圧格納レジスタ１１、１２、１３の出力のうちＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力を選択し、電圧可変回路１８においてＲ用印加電圧格納レジスタ出力に応じた２．２Ｖの電圧を形成し、図７（ａ）に示すようにこの２．２Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。
【００６４】
また赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲ内の時点ｔ２において赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２４からＲ用デューティー比格納レジスタ２１に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２７に出力されることにより、赤色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ３になり、赤色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＲが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２４からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力に換えてＧ用印加電圧格納レジスタ１２の出力を選択出力する。
【００６５】
これにより、ＬＥＤ駆動装置１０は、緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧにおいて、電圧可変回路１８によりＧ用印加電圧格納レジスタ１２のデータに応じた３．３Ｖの電圧を形成し、この３．３Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。また緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧ内の時点ｔ４において緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２５からＧ用デューティー比格納レジスタ２２に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２８に出力されることにより、緑色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ５になり、緑色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＧが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２５からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＧ用印加電圧格納レジスタ１２の出力に換えてＢ用印加電圧格納レジスタ１３の出力を選択出力する。
【００６６】
これにより、ＬＥＤ駆動装置１０は、青色ＬＥＤ発光期間ＬＢにおいて、電圧可変回路１８によりＢ用印加電圧格納レジスタ１３のデータに応じた３．４Ｖの電圧を形成し、この３．４Ｖの電圧をＬＥＤユニット２０に供給する。また青色ＬＥＤ発光期間ＬＢ内の時点ｔ６において青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが立ち上がると、ＰＷＭ波形形成回路２６からＢ用デューティー比格納レジスタ２３に格納されたデューティー比のＰＷＭ信号がトランジスタ２９に出力されることにより、青色ＬＥＤが当該ＰＷＭ信号に応じた輝度で発光する。やがて時点ｔ７になり、青色ＬＥＤ発光タイミング信号ＴＢが立ち下がると、ＰＷＭ波形形成回路２６からの出力が停止されると共に、レジスタ選択回路１５がＢ用印加電圧格納レジスタ１３の出力に換えてＲ用印加電圧格納レジスタ１１の出力を選択出力する。
【００６７】
以降同様に、赤色ＬＥＤ発光期間ＬＲ、緑色ＬＥＤ発光期間ＬＧ、青色ＬＥＤ発光期間ＬＢが繰り返されることにより、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示がなされる。
【００６８】
因みに、この実施の形態の場合、各色ＬＥＤ発光期間ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは５ｍＳ程度に選定され、各色用のＰＷＭ信号出力期間は２０００μＳ程度に選定されている。またＰＷＭ信号波形は、５０μＳを単位周期としてこの単位周期内でのデューティー比がデューティー比格納レジスタ２１〜２３に記憶されている。因みにこの実施の形態の場合には、各デューティー比格納レジスタ２１〜２３に８ビット（＝２５６通り）のデューティー比を記憶するようになっている。
【００６９】
かくして本実施の形態によれば、赤、緑、青の各色ＬＥＤを単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御しながら発光させ、そのときの色度を輝度・色度計３１により測定し、その測定値の目標とするホワイトバランス値からのずれを算出し、ずれに応じて各色ＬＥＤについてのデューティー比を修正して再び各色ＬＥＤを発光させ、ずれが所定の許容範囲に収まったときの各色ＬＥＤのデューティー比をデューティー比格納レジスタ２１、２２、２３に記憶しておくようにしたことにより、ＬＥＤの発光特性やＬＣＤパネル４０にばらつきがある場合でも、容易かつ微妙にホワイトバランス調整を行うことができる表示装置の調整方法及び表示装置を実現し得る。
【００７０】
なお上述した実施の形態では、図及び説明を簡単化するために、ＬＥＤユニット２０を、それぞれ２個の赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤと、１個の緑色ＬＥＤにより構成したが、勿論各色ＬＥＤの数はこれに限らない。またＬＥＤユニット２０の数はいくつでもよく、各ＬＥＤユニットそれぞれについて、各色ＬＥＤの駆動電圧、デューティー比を独立に設定して、メモリに記憶しておくようにしてもよい。
【００７１】
さらには同色のＬＥＤについても独立に可変電圧を印加し、同色のＬＥＤについても独立に輝度を検出し、同色のＬＥＤについてもそれぞれが所望値以上の輝度が検出されたときの最小印加電圧値を独立に駆動電圧値として設定し、これを印加電圧格納レジスタ１１〜１３に格納しておき、その電圧値により各ＬＥＤを駆動するようにしてもよい。このようにすれば、同色のＬＥＤ間で所望の輝度を得るために必要な駆動電圧にばらつきがあった場合でも、そのばらつきに応じた最小駆動電圧で同色のＬＥＤそれぞれを駆動できるため、一段と消費電流を低減できる。
【００７２】
同様に、同色のＬＥＤについてもそれぞれがデューティー比の異なるＰＷＭ信号により制御し、同色のＬＥＤについてもそれぞれが所望の輝度、ホワイトバランスが検出されたときのデューティー比を独立にデューティー比格納レジスタ２１〜２３に格納しておき、このデューティー比により各ＬＥＤをＰＷＭ制御するようにしてもよい。このようにすれば、同色のＬＥＤ間で所望の輝度やホワイトバランスを得るために必要なデューティー比にばらつきがあった場合でも、そのばらつきに応じたデューティー比で各ＬＥＤをＰＷＭ制御できるため、一段ときめ細かい輝度調整、ホワイトバランス調整ができるようになる。
【００７３】
また上述した実施の形態では、本発明をフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを用いてカラー表示を行う表示装置に広く適用できる。さらに上述した実施の形態では、各色ＬＥＤに各色独立の電圧を印加する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、各色ＬＥＤに同一の電圧を印加した場合でも同様の効果を得ることができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各色ＬＥＤの単位発光期間での発光をＰＷＭ信号により制御すると共に、ホワイトバランスを許容範囲に収めることができるような各色ＬＥＤのＰＷＭ信号のデューティー比を記憶手段に記憶しておくようにしたことにより、ＬＥＤの発光特性やＬＣＤパネルにばらつきがある場合でも、容易かつ微妙にホワイトバランス調整を行うことができる表示装置の調整方法及び表示装置を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のＬＥＤ駆動装置の構成を示すブロック図
【図２】各色ＬＥＤにおいて所望輝度を得るために必要な最小の電圧値を示す図
【図３】実施の形態に係る駆動電圧設定装置の構成を示すブロック図
【図４】駆動電圧設定装置による印加電圧及びデューティー比の設定処理の説明に供するフローチャート
【図５】所望のホワイトバランスを得るためのデューティー比の設定処理の説明に供するフローチャート
【図６】所望のホワイトバランスを得るためのデューティー比の設定処理の説明に供する色度空間図
【図７】ＬＥＤ駆動装置の動作の説明に供する波形図
【符号の説明】
１０ ＬＥＤ駆動装置
１１〜１３ 印加電圧格納レジスタ
１４ 格納値設定用バス
１５ レジスタ選択回路
１６ 印加電圧形成部
１７ ディジタルアナログ変換回路
１８ 電圧可変回路
１９ 電源電圧発生回路
２０ ＬＥＤユニット
２１〜２３ デューティー比格納レジスタ
２４〜２６ ＰＷＭ波形形成回路
３０ 駆動電圧設定装置
３１ 輝度・色度計
３２ マイクロコンピュータ（マイコン）
３３ 印加電圧値設定部
３４ デューティー比設定部
ＴＲ、ＴＧ、ＴＢ ＬＥＤ発光タイミング信号
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明の表示装置の調整方法は、赤、緑、青の各色ＬＥＤに対して、各々電圧を印加しながら発光輝度を測定し、各色毎に目標以上の輝度が得られたときの各色独立の最小の電圧値を記憶することにより、大まかな輝度調整を行う印加電圧設定ステップと、各色ＬＥＤに対して印加電圧設定ステップで設定した電圧を固定的に印加しながら、各色ＬＥＤをスイッチング制御するＰＷＭ信号のデューティー比を変化させて発光輝度を測定し、各色毎に目標輝度が得られたときのデューティー比を記憶することにより、微細な輝度調整を行うデューティー比設定ステップとを含むようにする。
本発明の表示装置の調整方法は、さらに、印加電圧設定ステップで設定した電圧を固定的に印加しながら、デューティー比設定ステップで設定したデューティー比を変化させ、各色ＬＥＤを順次発光させたときのホワイトバランスを測定し、目標のホワイトバランスが得られたときの各色毎のデューティー比を記憶するデューティー比修正ステップを含むようにする。
本発明の表示装置は、各色ＬＥＤで所定値以上の輝度を得ることができる各色独立の印加電圧値が格納された印加電圧記憶手段と、印加電圧記憶手段に記憶された各色独立の印加電圧を各色ＬＥＤに印加したときの、各色ＬＥＤの発光輝度及びホワイトバランスを微細に調整するためのＰＷＭ信号のデューティー比が格納されたデューティー比記憶手段とを具備する構成を採る。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、先ず各色毎に目標以上の輝度が得られたときの最小の電圧値を記憶することで大まかな輝度調整を行った後、設定した上記印加電圧を固定的に印加しながらＰＷＭ信号のデューティー比を変化させることで微細な輝度調整を行うようにしたことにより、容易かつ微妙にホワイトバランス調整を行うことができる表示装置の調整方法及び表示装置を実現し得る。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置の調整方法に関し、特にＲ、Ｇ、Ｂの三原色のＬＥＤ(Light Emitting Diode)を発光させてカラー表示を行う場合に適用し得る。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤの発光特性にばらつきがある場合でも、容易にホワイトバランス調整を行うことができる表示装置の調整方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明の表示装置の調整方法は、赤、緑、青の各色ＬＥＤに対して、各色ＬＥＤをスイッチング制御するＰＷＭ信号のデューティー比を最大とした状態で、各々電圧を印加しながら発光輝度を測定し、各色毎に目標以上の輝度が得られたときの各色独立の最小の電圧値を記憶することにより、大まかな輝度調整を行い、次に、各色ＬＥＤに対して前記記憶した各色独立の電圧を固定的に印加しながら、ＰＷＭ信号のデューティー比を変化させて発光輝度を測定し、各色毎に目標輝度が得られたときのデューティー比を記憶することにより、微細な輝度調整を行う。
本発明の表示装置の調整方法は、さらに、大まかな輝度調整で記憶した各色独立の電圧を固定的に印加しながら、微細な輝度調整で記憶したデューティー比を変化させ、各色ＬＥＤを順次発光させたときのホワイトバランスを測定し、目標のホワイトバランスが得られたときの各色毎のデューティー比を記憶する。

Claims (7)

  1. 赤、緑、青の各色ＬＥＤを単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御しながら発光させるＬＥＤ発光ステップと、
    そのときの色度を測定する測定ステップと、
    前記測定ステップで得られた測定値の目標とするホワイトバランス値からのずれを算出する算出ステップと、
    前記算出ステップで得たずれに応じて、前記ＬＥＤ発光ステップでの各色ＬＥＤについてのＰＷＭ信号のデューティー比を修正する修正ステップと、
    前記算出ステップで算出したずれが所定の許容範囲に収まったときの各色ＬＥＤのデューティー比を記憶手段に記憶するデューティー比記憶ステップと
    を含む表示装置の調整方法。
  2. 前記表示装置の調整を、ＬＥＤの前面にＬＣＤパネルが取り付けられ、当該ＬＣＤパネルが駆動された状態で行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の調整方法。
  3. 前記修正ステップでは、各色ＬＥＤの色度の分布範囲を考慮して、各色ＬＥＤについてのＰＷＭ信号のデューティー比を修正する
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の調整方法。
  4. 前記修正ステップでは、同色のＬＥＤについても前記算出ステップで得たずれに応じて独立にデューティー比を修正し、前記デューティー比記憶ステップでは、同色のＬＥＤについても独立のデューティー比を記憶する
    ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の表示装置の調整方法。
  5. 書込み可能なメモリでなり、赤、緑、青の各色ＬＥＤを単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御するためのデューティー比が各色ＬＥＤ独立に格納されたデューティー比記憶手段と、
    前記デューティー比記憶手段に格納されたデューティー比に基づくＰＷＭ信号を各色ＬＥＤ独立に形成し、各色ＬＥＤを単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御するＰＷＭ制御手段と、
    前記デューティー比記憶手段に前記デューティー比を入力させるために前記デューティー比記憶手段に接続された信号線と
    を具備することを特徴とする表示装置。
  6. 前記デューティー比記憶手段には、前記信号線を介してホワイトバランス調整がなされたデューティー比が格納される
    ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
  7. 前記デューティー比記憶手段には、同色のＬＥＤについても独立のデューティー比が格納されており、前記ＰＷＭ制御手段は、同色のＬＥＤについても独立のＰＷＭ信号を形成して同色のＬＥＤについても単位発光期間内で独立にＰＷＭ制御する
    ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の表示装置。
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