JP2007141738A - 照明装置、液晶表示装置、照明装置の制御方法、照明装置制御プログラム、および記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】色再現範囲を拡大するためにCCFLおよびLEDを組み合わせたにもかかわらず、簡単な制御により、ホワイトバランスを早く収束できる照明装置を実現する。
【解決手段】本発明に係る照明装置は、当該照明装置の起動時に、まず、CCFLを点灯し(S1)、次に、CCFLに加えてLEDを点灯し(S2、およびS3からS10までの1回目の処理)、その後、CCFLとLEDとによる合成光の輝度および色度に応じ、LEDの輝度を増減する(S3からS10までの2回目以降の処理)ことにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする。従って、CCFLとLEDという特性の異なる光源を合わせた合成光のホワイトバランスも、簡単に制御することができる。
【選択図】図3
【解決手段】本発明に係る照明装置は、当該照明装置の起動時に、まず、CCFLを点灯し(S1)、次に、CCFLに加えてLEDを点灯し(S2、およびS3からS10までの1回目の処理)、その後、CCFLとLEDとによる合成光の輝度および色度に応じ、LEDの輝度を増減する(S3からS10までの2回目以降の処理)ことにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする。従って、CCFLとLEDという特性の異なる光源を合わせた合成光のホワイトバランスも、簡単に制御することができる。
【選択図】図3
Description
本発明は、複数種類の光源を持つ照明装置における光源の制御に関するものである。
ノートパソコン、コンピュータモニタ、およびテレビジョン受像機などに用いられる透過型の液晶表示装置では、従来、冷陰極蛍光ランプ(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)が、液晶パネルの背面に設置する照明装置、いわゆるバックライトとして用いられてきた。しかし、近年、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)における発光効率等が改善し、コストも低減してきたことにより、LEDが液晶表示装置のバックライトとして用いられるようになりつつある。
LEDをバックライトに用いる場合、必要な白色光を作るために、赤色(以下、Rとも略す)発光ダイオード(以下、R−LEDとも略す)、緑色(以下、Gとも略す)発光ダイオード(以下、G−LEDとも略す)、および青色(以下、Bとも略す)発光ダイオード(以下、B−LEDとも略す)の3種類の発光ダイオードを組み合わせて用いるのが一般的である。CCFLとLEDとを光源に用いるバックライトにおいては、特性の異なる複数種類の光源による合成光を作り出すことから、その合成光のホワイトバランスをいかにコストパフォーマンスよく制御するかが重要である。
例えば、特許文献1には、液晶パネルを照明するバックライトを複数の冷陰極蛍光ランプと、この冷陰極蛍光ランプに隣接して配置した複数の発光ダイオードのアレイとで構成し、画面輝度に応じて冷陰極蛍光ランプと発光ダイオードとを組み合わせて駆動する液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、冷陰極蛍光ランプの温度が低いことによる輝度低下を白色またはR、G、Bの発光ダイオードの輝度を上げることにより補償し、冷陰極蛍光ランプの温度が高い場合は、冷陰極蛍光ランプに与える電流を低減させて温度が高いことによる効率低下を防止する。そして、冷陰極蛍光ランプの輝度が下がった分の輝度を発光ダイオードの輝度向上で補償する。
また、特許文献2には、光源として赤色LED、緑色LED、白色LEDの3種類を用いており、白色LEDはYAG系白色LEDを使用している照明装置が開示されている。YAG系白色LEDとは、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(通称YAG)及びその化合物からなる材料を含む蛍光体であり、すなわちLEDチップの光電変換直接光をイットリウム・アルミニウム・ガーネット及びその化合物を含む材料系で波長変換し、その結果白色光を出射することのできる発光ダイオード(LED)のことを言う。
また、特許文献3には、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が開示されている。この調整方法では、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、そのときの色度を輝度・色度計により測定し、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に記憶しておくようにする。
特開2003−140110(2003年5月14日公開)
特開2004―253309(2004年9月9日公開)
特開2004−309509(2004年11月4日公開)
前記特許文献1に開示されている液晶表示装置では、CCFLとLEDを組み合わせており、LEDには、R、G、Bの各色LEDを用いている。ホワイトバランスの制御に関しては記述されていないが、CCFLの輝度が制御される記述はあるので、ホワイトバランスの制御には、CCFLに、R−LED、G−LED、およびB−LEDを加えた4種類の光源について輝度を制御する必要があり、制御が複雑になるという課題がある。
また、前記特許文献2に開示されている照明装置は、光源として、蛍光ランプよりも単位輝度あたりの単価が高価であり、発光効率の低いLEDのみを用いているため、コストパフォーマンスが悪いという課題がある。
また、前記特許文献3に開示されている調整方法では、R、G、Bの各色LEDの発光輝度を調整し、目標とするホワイトバランス値にホワイトバランスを持っていくため、調整が煩雑となる課題がある。
また、CCFLおよびR−LEDを用いて、白色点など1点をターゲットとしてホワイトバランスを収束させる制御を行うことも考えられるが、この場合、以下の課題がある。
例えば、CCFLおよびR−LEDを用いる光源では、ホワイトバランスを制御するために動かせるパラメータは、CCFLの輝度および/またはR−LEDの輝度となる。CCFLは、B+Gの発光またはR+G+Bの発光を行うが、各色の発光量を個別に制御することはできないため、CCFLの製造時にR、G、B蛍光体の混合比のバラツキが発生することにより、CCFL個体ごとの色度のバラツキが生じてしまう。
また、CCFLは、経年変化により蛍光体の発光効率が低下する。その低下割合は、RおよびGの蛍光体に比べBの蛍光体の効率低下が大きい傾向がある。そのため、CCFLの光の色度は、経年変化により黄色方向へシフトする。また、温度による輝度の変化は、CCFLでは、点灯後、暖まるに従い輝度が増す傾向を持つが、LEDは反対に輝度が減少する傾向を持つ。経年変化による輝度の低下は、LEDでは、一定割合で低下する傾向を持つが、CCFLは、最初に輝度の低下が大きく、その後低下は小さくなる傾向を持つ。
以上のような特性を持つCCFLと、R−LEDとを用いて合成光を作る場合、そのホワイトバランスを、目標とする1点に常に収束させることは不可能であり、無彩色光源を得ることはできないという課題がある。
図6において、BおよびGを発光するCCFLおよびR−LEDを用いた光源を用い、R−LEDの輝度を調整してターゲットである白色点に光源のホワイトバランスを合わせる制御の様子を示す。図6は、XYZ表色系の色度座標上に、以下の色度点をプロットしたものである。すなわち、ホワイトバランスを収束させるターゲット(白色点)、R−LEDの色度点、初期のCCFLの色度点(a0)、初期のCCFLの光にR−LEDの光を加える制御を1回行いターゲットに近づけた色度点(a1)、一回目の制御結果をフィードバックし2回目の、初期のCCFLの光にR−LEDの光を加える制御を行った色度点(a2)、10万時間経過後のCCFLの色度点(b0)、10万時間経過後のCCFLの光にR−LEDの光を加える制御を1回行いターゲットに近づけた色度点(b1)、一回目の制御結果をフィードバックし2回目の、10万時間経過後のCCFLの光にR−LEDの光を加える制御を行った色度点(b2)である。
R−LEDの輝度のみを制御するため、R−LEDの輝度変化に伴い、CCFLおよびR−LEDの合成光の色度点は、初期のCCFLの状態においては、初期のCCFLの色度点(a0)とR−LEDの色度点とを結んだ直線上を、R−LEDの輝度を増すに従い、色度点(a0)から色度点(a1)へ、そして色度点(a2)へと、制御をかけるごとに移動し、次第にターゲットに接近し、収束する。
しかし、10万時間経過後のCCFLでは、その色度点(b0)は、上述したBの劣化に伴いG側に移動する。R−LEDによりホワイトバランスの制御を行う場合、CCFLとR−LEDの合成光の色度点は、R−LEDの輝度を増すに従い、色度点(b0)から色度点(b1)へ、そして色度点(b2)へと、色度点(b0)とR−LEDの色度点とを結んだ直線上を移動する。この直線上にはターゲットである白色点は乗っていないので、ターゲットへホワイトバランスが収束するように制御を行うと、ターゲットに収束することができないため、ターゲットに最も近い色度点(b2)の近傍で収束するかハンチングを起こす結果となる。
また、ターゲットである白色点に最も近い色度点へホワイトバランスを制御する上述のアルゴリズムでは、色味に関する考慮はなされていないので、CCFLの経年変化と共に、ターゲットに最も近い色度点(b2)が、緑色の領域に来てしまい、ユーザに違和感を与える結果となる。
最も注目すべき課題としては、前記特許文献1の液晶表示装置の課題とも関係するが、CCFLおよびLEDを用いる照明装置における、CCFLおよびLEDを同時に点灯する際の、ホワイトバランス制御の複雑さおよびホワイトバランスの収束までの時間の長さが挙げられる。
CCFLおよびLEDを同時に点灯してホワイトバランスを制御する場合、CCFLおよびLEDの温度による輝度の立ち上がり特性を考慮する必要がある。そのため、ホワイトバランスを制御するためには、実験により求めたCCFLおよびLEDそれぞれの各温度における輝度の立ち上がり特性データを、テーブルとして制御マイコンのメモリに格納し、照明装置の起動時には、温度センサからの温度データおよびCCFLの駆動量(デューティ)データを制御マイコンに入力し、メモリ上のテーブルデータから適正なLED駆動量(デューティ)を求め、LEDを駆動する。
前述のとおり、CCFLおよびLEDを同時に点灯する場合、ホワイトバランス制御が複雑になり、その複雑さゆえに、ホワイトバランスを目標点に収束させるまでの時間が長くなるという課題がある。
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、合成光の色再現範囲の拡大のためにCCFLおよびLEDを組み合わせたにもかかわらず、簡単な制御により、ホワイトバランスを早く収束できる照明装置を実現することにある。
(1)第1の光源の点灯後に第2の光源を点灯
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、異なる色を発光する、第1の光源と第2の光源とを有する照明装置において、当該照明装置の起動時に、まず、前記第1の光源を点灯し、次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、その後、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の輝度および色度に応じ、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、異なる色を発光する、第1の光源と第2の光源とを有する照明装置において、当該照明装置の起動時に、まず、前記第1の光源を点灯し、次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、その後、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の輝度および色度に応じ、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする。
当該構成において、本発明に係る照明装置が、異なる色を発光する、第1の光源と第2の光源とを有する理由は、製造コストおよび性能の異なる2種の光源を組み合わせることにより、照明装置の製造コストおよび合成光の性能の最適化を図るためである。
しかし、従来技術における課題で述べたとおり、第1の光源と第2の光源とを同時に点灯する場合、特性の異なる2種の光源による合成光のホワイトバランス制御は複雑となり、合成光のホワイトバランスを目標とする値に速やかに収束させることは困難である。
そこで、第1の光源と第2の光源とを同時に点灯するのではなく、最初に第1の光源を点灯し、次に第2の光源を点灯することで、両方の光源を点灯する際に、所定の時間差が生まれる。この所定の時間差は、第1の光源の点灯が安定するまでの時間を採用してもよいし、実験により合成光のホワイトバランスを最も制御しやすい値を採用するのでもよい。
第2の光源を点灯後、第1の光源と第2の光源とによる合成光の輝度および色度を計測し、計測された輝度および色度に基づいて、第2の光源の駆動量(デューティ)を調整、すなわち第2の光源の輝度を増減することにより、合成光の色度を所定の色度に制御する。
このように、輝度および色度を計測し、駆動量を変えるという単純なアルゴリズムで、合成光の色度をフィードバック制御する。
上記の構成によれば、合成光の色度の制御が、簡単な制御で済むので、合成光の色度を、所定の色度に早く収束させることができるという効果を奏する。
(2)第1の光源が一定の輝度以上で第2の光源を点灯
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、前記第1の光源の輝度が所定の値以上になった後、前記第2の光源を点灯させることを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、前記第1の光源の輝度が所定の値以上になった後、前記第2の光源を点灯させることを特徴とする。
当該構成において、第2の光源を点灯し合成光のホワイトバランス制御を開始するタイミングの判断基準として、第1の光源の輝度を用いる。ホワイトバランスを制御するためには、合成光の光量を測定するRGBセンサを用いたり第2の光源の駆動量を変化させたりする必要がある。しかし、通常、低輝度においては、RGBセンサの感度が悪かったり光源の駆動量の調整が困難だったりする。そこで、ホワイトバランスの制御から、これら低感度による問題および調整の困難性を排除するために、その直接の原因である輝度を指標として制御開始の判断を行うことが望ましい。
上記の構成によれば、第1の光源の輝度が、所定の値、すなわちRGBセンサの感度が正常となり光源の駆動量の調整が正常に行える輝度以上になってから、合成光の制御を開始するので、制御系の不安定さにより合成光のホワイトバランスが乱れることを防ぐとともに、正確なホワイトバランス制御が行えるという効果を奏する。
(3)第1の光源の色度による第2の光源の点灯
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、前記第2の光源の点灯前に、まず、前記第1の光源による光の色度を測定し、次に、前記測定された色度に応じて、前記第2の光源の点灯時の輝度を決定し、その後、前記決定された輝度で前記第2の光源を点灯することを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、前記第2の光源の点灯前に、まず、前記第1の光源による光の色度を測定し、次に、前記測定された色度に応じて、前記第2の光源の点灯時の輝度を決定し、その後、前記決定された輝度で前記第2の光源を点灯することを特徴とする。
当該構成において、第2の光源を点灯する際に、既定の一定の輝度で点灯させるのではなく、第1の光源の色度を測定し、その測定値に応じて第2の光源を点灯させる際の輝度を決めている。その理由は、前述のとおり、光源は経年変化によりその色度が変化するので、現在の色度と目標とする色度とのホワイトバランスのずれが、光源の使用開始初期と、例えば10万時間経過後とでは、大きく異なるので、目標とする色度に早く収束させるためには、最初に第2の光源によりかけるフィードバックから、目標とする色度に正確に現在の色度を持っていくよう制御するのが望ましいからである。
上記の構成によれば、第1の光源の色度変化に起因したホワイトバランスのずれを補償するように、第2の光源を点灯する際からホワイトバランス制御のフィードバックをかけ、第2の光源の輝度を決定するので、合成光の色度を、所定の色度により早く収束させることができるという効果を奏する。
(4)第1の光源が冷陰極蛍光ランプである
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、前記第1の光源が、冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、前記第1の光源が、冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする。
当該構成において、本発明に係る照明装置は、第1の光源として、冷陰極蛍光ランプを用いる。
上記の構成によれば、他の光源に比べ発光効率のよい冷陰極蛍光ランプを光源として用いるので、照明装置で要求される輝度を少ない消費電力で実現できるという効果を奏する。
(5)第2の光源が発光ダイオードである
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、前記第2の光源が、発光ダイオードであることを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、前記第2の光源が、発光ダイオードであることを特徴とする。
当該構成において、本発明に係る照明装置は、第2の光源として、発光ダイオードを用いる。
上記の構成によれば、第2の光源として、電流の増減またはLED dutyの増減により、輝度をCCFLに比べ細かく調整でき、かつR,G、またはBの単色での強いスペクトルを持つ発光ダイオードを用いるので、ホワイトバランスの細かな制御が行えるという効果を奏すると共に、色度座標上での合成光の色再現範囲を拡大できるという効果を奏する。
(6)液晶表示装置
本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、前記照明装置と、該照明装置による照明光を用いて映像を表示する液晶表示パネルとを備えたことを特徴とする。
本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、前記照明装置と、該照明装置による照明光を用いて映像を表示する液晶表示パネルとを備えたことを特徴とする。
当該構成において、液晶表示パネル上に形成された電子画像は、照明装置の合成光により、ユーザに提示される。
上記の構成によれば、照明光のホワイトバランスが早く目標値に収束するので、液晶表示装置の起動後すぐに、液晶表示パネル上に形成された電子画像を、目標とする色度に収束した照明光を用いてユーザに提示できるという効果を奏する。
(7)最初液晶表示パネルを全遮光状態とする
本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、前記第1の光源を点灯させた後、前記第1の光源の輝度が所定の値に満たない間は、前記液晶表示パネルを全遮光状態とすることを特徴とする。
本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、前記第1の光源を点灯させた後、前記第1の光源の輝度が所定の値に満たない間は、前記液晶表示パネルを全遮光状態とすることを特徴とする。
当該構成において、第1の光源の点灯後、まだ第1の光源の輝度が所定値に満たない間は、前述のとおり、ホワイトバランスの乱れが生じる可能性が高いので、液晶表示パネルを全遮光状態とし、照明装置の照明光がユーザに提示されることを防ぐ。
上記の構成によれば、第1の光源の点灯後にホワイトバランスが乱れても、ホワイトバランスが乱れた状態の光はユーザに到達しないので、液晶表示装置を見ているユーザに対して違和感を与えないという効果を奏する。
(8)照明装置の制御方法
一方、本発明に係る照明装置の制御方法は、上記課題を解決するために、異なる色を発光する、第1の光源と第2の光源とを有する照明装置の制御方法において、当該照明装置の起動時に、まず、前記第1の光源を点灯し、次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、その後、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の輝度および色度に応じ、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする。
一方、本発明に係る照明装置の制御方法は、上記課題を解決するために、異なる色を発光する、第1の光源と第2の光源とを有する照明装置の制御方法において、当該照明装置の起動時に、まず、前記第1の光源を点灯し、次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、その後、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の輝度および色度に応じ、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする。
当該構成において、第1の光源と第2の光源とを同時に点灯する場合、特性の異なる2種の光源による合成光のホワイトバランス制御は複雑となり、合成光のホワイトバランスを目標とする値に速やかに収束させることは困難である。
そこで、第1の光源と第2の光源とを同時に点灯するのではなく、最初に第1の光源を点灯し、次に第2の光源を点灯することで、両方の光源を点灯する際に、所定の時間差が生まれる。この所定の時間差は、第1の光源の点灯が安定するまでの時間を採用してもよいし、実験により合成光のホワイトバランスを最も制御しやすい値を採用するのでもよい。
第2の光源を点灯後、第1の光源と第2の光源とによる合成光の輝度および色度を計測し、計測された輝度および色度に基づいて、第2の光源の駆動量(デューティ)を調整、すなわち第2の光源の輝度を増減することにより、合成光の色度を所定の色度に制御する。
このように、輝度および色度を計測し、駆動量を変えるという単純なアルゴリズムで、合成光の色度をフィードバック制御する。
上記の構成によれば、合成光の色度の制御が、簡単な制御で済むので、合成光の色度を、所定の色度に早く収束させることができるという効果を奏する。
(9)照明装置の制御方法
本発明に係る照明装置の制御方法は、上記課題を解決するために、前記第1の光源の輝度が所定の値以上になった後、前記第2の光源を点灯させることを特徴とする。
本発明に係る照明装置の制御方法は、上記課題を解決するために、前記第1の光源の輝度が所定の値以上になった後、前記第2の光源を点灯させることを特徴とする。
当該構成において、第2の光源を点灯し合成光のホワイトバランス制御を開始するタイミングの判断基準として、第1の光源の輝度を用いる。ホワイトバランスを制御するためには、合成光の光量を測定するRGBセンサを用いたり第2の光源の駆動量を変化させたりする必要がある。しかし、通常、低輝度においては、RGBセンサの感度が悪かったり光源の駆動量の調整が困難だったりする。そこで、ホワイトバランスの制御から、これら低感度による問題および調整の困難性を排除するために、その直接の原因である輝度を指標として制御開始の判断を行うことが望ましい。
上記の構成によれば、第1の光源の輝度が所定の値以上になってから、合成光の制御を開始するので、制御系の不安定さにより合成光のホワイトバランスが乱れることを防ぐとともに、正確なホワイトバランス制御が行えるという効果を奏する。
(10)照明装置の制御方法
本発明に係る照明装置の制御方法は、上記課題を解決するために、前記第2の光源の点灯前に、まず、前記第1の光源による光の色度を測定し、次に、前記測定された色度に応じて、前記第2の光源の点灯時の輝度を決定し、その後、前記決定された輝度で前記第2の光源を点灯することを特徴とする。
本発明に係る照明装置の制御方法は、上記課題を解決するために、前記第2の光源の点灯前に、まず、前記第1の光源による光の色度を測定し、次に、前記測定された色度に応じて、前記第2の光源の点灯時の輝度を決定し、その後、前記決定された輝度で前記第2の光源を点灯することを特徴とする。
当該構成において、第2の光源を点灯する際に、既定の一定の輝度で点灯させるのではなく、第1の光源の色度を測定し、その測定値に応じて第2の光源を点灯させる際の輝度を決めている。その理由は、前述のとおり、光源は経年変化によりその色度が変化するので、現在の色度と目標とする色度とのホワイトバランスのずれが、光源の使用開始初期と、例えば10万時間経過後とでは、大きく異なるので、目標とする色度に早く収束させるためには、最初に第2の光源によりかけるフィードバックから、目標とする色度に正確に現在の色度を持っていくよう制御するのが望ましいからである。
上記の構成によれば、第2の光源を点灯する際からホワイトバランス制御のフィードバックをかけるので、合成光の色度を、所定の色度により早く収束させることができるという効果を奏する。
(11)ところで、前記照明装置は、ハードウェアで実現してもよいし、プログラムをコンピュータに実行させることによって実現してもよい。具体的には、本発明に係るプログラムは、少なくとも上述した制御手段としてコンピュータを動作させる照明装置制御プログラムであり、本発明に係る記録媒体には、当該照明装置制御プログラムが記録されている。
この照明装置制御プログラムがコンピュータによって実行されると、当該コンピュータは、前記照明装置として動作する。従って、前記照明装置と同様に、合成光の色度を制御するために、簡単な制御で済むので、合成光の色度を、所定の色度に早く収束させることができるという効果を奏することができる。
なお、本発明に係る照明装置は、異なる色を発光する、第1の光源と第2の光源とを有する照明装置において、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の光量を色別に測定し電圧に変換する光量測定手段(RGBセンサ)と、前記電圧を前記合成光の輝度および色度に変換する電圧色度変換手段(電圧色度変換処理部)と、前記第1の光源および前記第2の光源の駆動を制御すると共に、前記合成光の輝度および色度に応じて、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御する制御手段(CCFL駆動回路、LED駆動回路、LED duty修正量決定処理部、LED duty修正量テーブル記憶部、LED duty加算処理部)とを備え、前記制御手段は、当該照明装置の起動時に、まず、前記第1の光源を点灯し、次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、その後、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする構成でもよい。
本発明に係る照明装置は、以上のように、当該照明装置の起動時に、まず、前記第1の光源を点灯し、次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、その後、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の輝度および色度に応じ、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする。
それゆえ、合成光の色度の制御が、簡単な制御で済むので、合成光の色度を、所定の色度に早く収束させることができるという効果を奏する。
一方、本発明に係る照明装置の制御方法は、以上のように、当該照明装置の起動時に、まず、前記第1の光源を点灯し、次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、その後、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の輝度および色度に応じ、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする。
それゆえ、合成光の色度の制御が、簡単な制御で済むので、合成光の色度を、所定の色度に早く収束させることができるという効果を奏する。
本発明の照明装置の一実施形態として、以下では液晶テレビジョン受像機のバックライトとして利用する実施の形態について説明を行う。なお、本実施の形態の照明装置では、4波長のCCFLとR−LEDとを組み合わせた例を挙げて説明しているが、これに限らず、第1の光源として、3波長または2波長のCCFLを用いてもよいし、第2の光源として、G−LEDまたはB−LEDを用いてもよい。
本実施の形態のCCFLは、赤色成分を含んだ光を発光するが、その赤色成分の波長のピークは610nm近辺にある。CCFLでは、長波長側の光を出しにくいので、640nm近辺にピークを持つR−LEDによりCCFLをアシストする形を取ることにより、赤色成分の発光をR−LEDのみに分担させる場合に比べ、使用するR−LEDの数を削減しコストを抑えると共に、再現できる色空間を赤色方向に拡張することができる。
本実施の形態の液晶テレビジョン受像機について、図1から図5までに基づいて説明すると以下の通りである。
なお、本実施の形態の説明における主旨は、ハイブリッド・バックライトにおいて、主光源であるCCFLをまず発光させ、CCFLの輝度が安定してからその光の色度を測定し、測定した色度に応じたホワイトバランスの目標色度点を設定し、その目標色度点に向かってR−LEDの輝度を制御することで、合成光のホワイトバランスの目標色度点への収束を早める、というものである。
<本実施形態のブロック図について>
図2において、本実施の形態における液晶テレビジョン受像機のブロック図およびLED制御マイコン内の機能ブロック図を示す。
図2において、本実施の形態における液晶テレビジョン受像機のブロック図およびLED制御マイコン内の機能ブロック図を示す。
液晶テレビジョン受像機は、主要部として、アンテナ1、チューナ2、映像信号処理回路3、LCDコントローラ4、液晶パネル5、CCFL駆動回路6、CCFL7、LED制御マイコン8、LED駆動回路9、R−LED10、およびRGBセンサ11を備えた構成となっている。
チューナ2は、アンテナ1を介してテレビジョン放送を受信し、選局したテレビジョン放送のコンテンツを、映像信号処理回路3に送る。映像信号処理回路3は、放送コンテンツの映像を液晶パネルに表示できる形に変換し、LCDコントローラ4に送る。LCDコントローラ4は、受け取った放送コンテンツの映像を映像信号として、液晶パネル5に送る。液晶パネル5は、受け取った映像信号に基づき、放送コンテンツの映像を電子画像として表示する。CCFL駆動回路6は、LCDコントローラ4からクロック信号を受け取り、クロック信号に基づき、CCFL7を駆動する。
LED制御マイコン8は、RGBセンサ11を用いて、CCFL7およびR−LED10による合成光の光量を測定する。測定結果およびLED駆動回路9からの現在のLED dutyに基づき、適正なホワイトバランスになるようLED駆動回路9に、新しいLED dutyによる指示を出す。なお、LED dutyについては、後述する。
LED駆動回路9は、新しいLED dutyに基づき、R−LED10を駆動する。R−LED10のLED dutyが変更され、輝度が変化すると、ホワイトバランスが変化する。そこで、再度、LED制御マイコン8は、RGBセンサ11を用いて、現在の、CCFL7およびR−LED10による合成光の光量を測定する。RGBセンサ11による光量測定から、R−LED10の駆動までがループとなり、合成光のホワイトバランスが繰り返し制御される。
LED駆動回路9は、新しいLED dutyに基づき、R−LED10を駆動する。R−LED10のLED dutyが変更され、輝度が変化すると、ホワイトバランスが変化する。そこで、再度、LED制御マイコン8は、RGBセンサ11を用いて、現在の、CCFL7およびR−LED10による合成光の光量を測定する。RGBセンサ11による光量測定から、R−LED10の駆動までがループとなり、合成光のホワイトバランスが繰り返し制御される。
<LED duty(LEDデューティ)について>
本実施の形態では、R−LED10の輝度調整は、LED dutyの変更により行っている。LED dutyは、1周期に占めるLEDに駆動電流を流す(ONにする)時間の割合で示す。例えば、1周期が50μsであり、ONにする時間が25μsである場合、LED dutyは50%となる。
本実施の形態では、R−LED10の輝度調整は、LED dutyの変更により行っている。LED dutyは、1周期に占めるLEDに駆動電流を流す(ONにする)時間の割合で示す。例えば、1周期が50μsであり、ONにする時間が25μsである場合、LED dutyは50%となる。
本発明におけるLEDの輝度調整の方法は、LED dutyの変更によるものに限るものではなく、LEDを駆動する電流を変化させることにより輝度調整を行ってもよい。
<本実施形態の機能ブロック図について>
次に、LED制御マイコン8内部での各機能ブロックについて、その概略を説明する。処理の詳細については、後述する。LED制御マイコン8は、図示しないメモリに格納された照明装置制御プログラムを実行して、必要に応じて、上記各部材、すなわちLED駆動回路9およびRGBセンサ11を制御する。これにより、本実施形態の照明装置は、種々の機能ブロックを実現することができ、上記各部材を、照明装置として動作させることができる。
次に、LED制御マイコン8内部での各機能ブロックについて、その概略を説明する。処理の詳細については、後述する。LED制御マイコン8は、図示しないメモリに格納された照明装置制御プログラムを実行して、必要に応じて、上記各部材、すなわちLED駆動回路9およびRGBセンサ11を制御する。これにより、本実施形態の照明装置は、種々の機能ブロックを実現することができ、上記各部材を、照明装置として動作させることができる。
まず、電圧色度変換処理部81が、RGBセンサ11により検出されたR、G、B各色の光量に対応した検出電圧を受け取る。電圧色度変換処理部81は、予め定められた所定の計算式により、受け取った検出電圧から、現在の合成光の輝度およびXYZ表色系の色度座標値(x,y)を求め、求めた色度座標値(x,y)を目標色度点x座標決定処理部82およびLED duty修正量決定処理部84に渡す。目標色度点x座標決定処理部82は、受け取った色度座標値(x,y)のy値に基づき、目標とする色度点のx座標値であるx0を黒体輻射軌跡座標記憶部83から取得し、取得した目標色度点のx座標値(x0)を、LED duty修正量決定処理部84に渡す。
LED duty修正量決定処理部84は、電圧色度変換処理部81から受け取った現在の合成光の色度座標値(x,y)、および目標色度点x座標決定処理部82から受け取った目標色度点のx座標値(x0)から、現在の色度点のx座標値(x)と目標色度点のx座標値(x0)の差分(Δx)を求める。LED duty修正量決定処理部84は、次に、求めた差分(Δx)と、LED駆動回路9から取得した現在のLED dutyとから、LED duty修正量を求める。LED duty修正量を求める際、LED duty修正量決定処理部84は、LED duty修正量テーブル記憶部85に格納されているLED duty修正量テーブルを参照し、LED duty修正量を決定する。LED duty修正量決定処理部84は、次に、決定したLED duty修正量を、LED duty加算処理部86に渡す。LED duty加算処理部86は、LED駆動回路9から取得した現在のLED dutyとLED duty修正量決定処理部84から受け取ったLED duty修正量とを加算し、新しいLED dutyを求め、その新しいLED dutyにより、LED駆動回路9を動作させる。
<ホワイトバランス制御の手順について>
図1(a)および(b)において、本実施の形態におけるホワイトバランスの制御方法を説明するグラフを示す。図1(b)は、図1(a)の主要部を拡大した図である。また、図3において、CCFL7およびR−LED10からなるハイブリッド・バックライトの合成光のホワイトバランスを制御する手順のフローチャートを示す。
図1(a)および(b)において、本実施の形態におけるホワイトバランスの制御方法を説明するグラフを示す。図1(b)は、図1(a)の主要部を拡大した図である。また、図3において、CCFL7およびR−LED10からなるハイブリッド・バックライトの合成光のホワイトバランスを制御する手順のフローチャートを示す。
最初に、図3のフローチャートを用いて、制御手順を説明した後、図1(a)および(b)を用いて、さらに具体的に説明を行う。
まず、CCFL駆動回路6が、CCFL7の駆動を開始する(S1)。本実施の形態では、CCFL駆動回路6は、CCFL7の駆動を開始した後、特にCCFLの輝度調整などは行わないが、CCFL7の温度により輝度調整などを行ってもよい。
ここで、R−LED10よりも先にCCFL7を点灯させることにより、後述するように、「色度を測定しつつR−LED10のLED dutyを変更する」という単純なアルゴリズムで、ホワイトバランスのフィードバック制御が可能となる。
次に、LED制御マイコン8が、LED駆動回路9に対し、LED dutyの初期設定を行う。本実施の形態では、予め設定された初期設定としてLED dutyを0%としている(S2)。
次に、電圧色度変換処理部81が、RGBセンサ11を用いて、ハイブリッド・バックライトの光のR、G、B各色の光量に応じて出力される電圧値を計測する(S3)。
次に、電圧色度変換処理部81は、計測された電圧値から、所定の計算式(後述)を用いて、現在のハイブリッド・バックライトの光の輝度を算出する(S4)。
次に、電圧色度変換処理部81は、S4で算出した輝度が、所定の設定輝度以上であるかどうかを判断する(S5)。算出した輝度が、所定の設定輝度未満である場合は、S3に戻り、再度RGBセンサ11による光量測定の処理から繰り返す。算出した輝度が、所定の設定輝度以上である場合は、S6の検出電圧から色度座標への変換処理に進む。
なお、ここで、算出した輝度が、所定の設定輝度未満である場合にS3からの繰り返し処理を行い、次のS6以降の処理に進まない理由は、駆動開始直後でCCFL7の輝度が充分ではない場合には、RGBセンサ11の検出感度が低いので、次のS6以降の処理が適切に行えない可能性があるため、およびCCFL7に合わせてR−LED10を低輝度で発光させると、複数あるR−LEDの個体ごとに発光量にバラツキが生じる可能性があるためである。
次に、電圧色度変換処理部81は、計測された電圧値から、所定の計算式(後述)を用いて、現在のハイブリッド・バックライトの光の色度を算出する(S6)。色度は、XYZ表色系の色度座標(x,y)を用いて表す。
次に、目標色度点x座標決定処理部82が、S6で算出された現在のハイブリッド・バックライトの光の色度座標(x,y)に応じて、ホワイトバランス制御のターゲットとなる目標色度点の座標(x0,y0)を求める(S7)。
本実施の形態では、現在の光の色度座標(x,y)に対して、目標色度点の座標(x0,y0)を求めるために、黒体輻射軌跡から偏差が±0.02の範囲で、黒体輻射軌跡に沿うように、複数の色度点(x,y)の座標データをテーブルとして作成しておき、黒体輻射軌跡座標記憶部83に格納する構成をとっている。目標色度点x座標決定処理部82は、現在の光の色度座標(x,y)のy座標値に最も近いy座標値(y0)を持つ色度点を、前記テーブルから求め、その色度点を、目標色度点とする。
次に、LED duty修正量決定処理部84が、前記S6で求めた現在の光の色度点のx座標値(x)と前記S7で求めた目標色度点のx座標値(x0)との差分(Δx)を求め、その差分(Δx)の絶対値が所定値より小さいかを判断する(S8)。
差分(Δx)の絶対値が所定値より小さい場合は、現在のホワイトバランスが、既に目標値に充分収束しているので、LED dutyの修正は行わず、S3に戻り、次のフィードバック制御ループを開始する。差分(Δx)の絶対値が所定値以上である場合は、現在のホワイトバランスを目標値に近づけるために、S9のLED発光量決定処理に進む。
S8において、差分(Δx)の絶対値が所定値以上であると判断された場合、LED duty修正量決定処理部84は、差分(Δx)と、LED駆動部から取得した現在のLED dutyとを用いて、図4に示すLED duty修正量テーブルに基づき、LED dutyの修正量を決定する(S9)。
図4に示すLED duty修正量テーブルは、LED duty修正量テーブル記憶部85に格納されており、差分(Δx)がどの程度であり、現在のLED dutyがどの程度であるときに、LED dutyを何パーセント修正すればよいかの情報がテーブルとして保持されている。このテーブルでは、ハンチングの発生を防ぐために、LED dutyが高い、すなわち輝度が高いほど、そして差分(Δx)が大きいほどLED dutyの修正量が大きくなるように設定されている。
例えば、差分(Δx)がマイナス0.03であり、現在のLED dutyが70%である場合は、LED dutyの修正量は10%となる。差分は、計算式Δx=x−x0により求める。現在のx座標値は、目標のx座標値よりも0.03小さいので、R−LED10の輝度を高めるように、すなわち現在のLED dutyを、修正量である10%を加算するように、LED duty修正量決定処理部84は、LED duty加算処理部86に指示を出す。
次に、LED duty加算処理部86が、LED duty修正量決定処理部84により支持された修正量を現在のLED dutyに加算して、新しいLED dutyとし、その新しいLED dutyによりR−LED10を駆動するように、LED駆動回路9に指示を出す(S10)。その後、LED制御マイコン8は、S3に処理を戻し、フィードバック制御ループでの処理を繰り返す。
以上が、図3に示すフローチャートを用いた、ホワイトバランスを制御する手順の説明である。この説明では、フィードバック制御ループにおけるループ1回分の手順につき説明を行った。次に、図1のグラフを用いて、フィードバック制御ループ2回分の制御により、ハイブリッド・バックライトのホワイトバランスの色度点が、どのように色度座標上で目標色度に近づくように制御されるかを説明する。
図1(a)において、色度座標で表す際の、ハイブリッド・バックライト光源の色再現範囲、黒体輻射軌跡、およびR−LED10単体の色度点の相対的な位置関係を示す。ある時点でのハイブリッド・バックライト光源の色度座標が、色度座標(a0)にあるとする。本実施の形態では、R−LED10の輝度のみを制御しホワイトバランスの調整を行うので、この光源の色度は、色度座標(a0)の点とR−LED10の色度点とを結んだ、破線で示す直線上を、色度座標点(a1)、色度座標点(a2)へと移動することになる。図1(b)に示す図1(a)の主要部の拡大図を用いて制御方法を説明すると、以下のとおりである。なお、目標色度点は、黒体輻射軌跡から偏差が±0.02の範囲にあればよいが、以下の説明では、便宜上、黒体輻射軌跡の上にあるとする。
まず、S6の処理により、電圧色度変換処理部81が、現在の光源の色度を求める。現在の色度は、色度点(a0)にあるとする。
次に、S7の処理により、目標色度点x座標決定処理部82が、現在の光源の色度点(a0)に対応した目標色度点(w0)を求める。目標色度点(w0)は、色度点(a0)のy座標値に最も近いy座標値を持つ、黒体輻射軌跡に沿うように作成したテーブル上の点である。
次に、S8の判定処理により、LED duty修正量決定処理部84が、色度点(a0)のx座標値(x)と目標色度点(w0)のx座標値(x0)との差分(Δx)が所定値より大きいという判断を行う。
次に、S9およびS10の処理により、LED duty修正量決定処理部84およびLED duty加算処理部86が、R−LED10のLED dutyを修正することで、現在の色度は、色度点(a1)となる。
次に、S6の処理により、電圧色度変換処理部81が、現在の光源の色度を求める。現在の色度は、色度点(a1)である。LED dutyの修正により、現在の光源の色度は、色度座標上で色度点(a0)とR−LED10単体の色度点を結んだ直線上を、色度点(a0)から色度点(a1)に移動するからである。この例では、R−LED10の輝度を増す方向に移動するので、色度点(a1)においては、合成光中のRが増す形となる。
次に、S7の処理により、目標色度点x座標決定処理部82が、現在の光源の色度点(a1)に対応した目標色度点(w1)を求める。目標色度点(w1)は、色度点(a1)のy座標値に最も近いy座標値を持つ、黒体輻射軌跡上の点である。
次に、S8の判定処理により、LED duty修正量決定処理部84が、色度点(a1)のx座標値(x)と目標色度点(w1)のx座標値(x1)との差分(Δx)が所定値より大きいという判断を行う。
次に、S9およびS10の処理により、LED duty修正量決定処理部84およびLED duty加算処理部86が、R−LED10のLED dutyを修正することで、現在の色度は、色度点(a2)となる。
次に、S6の処理により、電圧色度変換処理部81が、現在の光源の色度を求める。現在の色度は、色度点(a2)である。
次に、S7の処理により、目標色度点x座標決定処理部82が、現在の光源の色度点(a2)に対応した目標色度点(w2)を求める。
次に、S8の判定処理により、LED duty修正量決定処理部84が、色度点(a2)のx座標値(x)と目標色度点(w2)のx座標値(x2)との差分(Δx)が所定値より小さいという判断を行う。
以上説明したように、現在の色度点が、黒体輻射軌跡上に乗るように、また、何らかの要因で現在の色度点が黒体輻射軌跡上からずれても黒体輻射軌跡上に戻るように、常にフィードバック制御ループが働いている。
なお、このフィードバック制御ループでは、1回のループが高速でなければならない。より早く目標色度点に収束させるためである。1回のループに要する時間は、具体的には、例えば5ms程度とし、画像1フレームを表示する期間(16ms)内に3回フィードバック制御がかけられる程度のスピードであることが好ましい。
また、照明装置の起動初期は照明光の光がCCFL7の波長成分だけで構成されることとなり、照明光の色度が青緑色(シアン)になるという問題が発生する。このように、CCFL7の点灯後、まだ所定の輝度に満たない間は、ホワイトバランスの乱れが生じる可能性が高いので、液晶表示パネルを全遮光状態とし、照明装置の照明光が出力されないようにする。これにより、CCFL7の点灯後にホワイトバランスが乱れても、ホワイトバランスが乱れた状態の光はユーザに到達しないので、液晶表示装置を見ているユーザに対して違和感を与えることがない。
<検出電圧から輝度および色度座標を求める計算式について>
現在の合成光の光量を、RGBセンサ11により電圧として検出した値から、輝度および色度座標を求めるためには、以下の3つの手順を行う。なお、手順1および手順2は、本実施の形態のテレビジョン受像機出荷前に行う手順であり、手順3は、当該テレビジョン受像機の使用時に、実際のホワイトバランス制御時に、前記S4およびS6の処理において、電圧色度変換処理部81が行うものである。
現在の合成光の光量を、RGBセンサ11により電圧として検出した値から、輝度および色度座標を求めるためには、以下の3つの手順を行う。なお、手順1および手順2は、本実施の形態のテレビジョン受像機出荷前に行う手順であり、手順3は、当該テレビジョン受像機の使用時に、実際のホワイトバランス制御時に、前記S4およびS6の処理において、電圧色度変換処理部81が行うものである。
(手順1)
まず、単色のR、G、Bの三刺激値(XR,YR,ZR,...,ZB)を計測し、式1の行列および式2の逆行列を作成する。
まず、単色のR、G、Bの三刺激値(XR,YR,ZR,...,ZB)を計測し、式1の行列および式2の逆行列を作成する。
この行列および逆行列は、出荷する各テレビジョン受像機に共通するデータとして、LED制御マイコン8に記憶させる。
(手順2)
RGBセンサ11による検出量である電圧値を、RGB三刺激値に変換するために、変換係数(a,b,c)を用いる。この変換係数を求めるためには、初期値として、例えば白色などの、ある色(F0)に対するRGBセンサでの検出量(VR0,VG0,VB0)と、XYZ三刺激値(X0,Y0,Z0)と、式1の行列と、式2の逆行列とが必要となる。ある色(F0)のRGB三刺激値(R0,G0,B0)は、変換係数を用いて、
RGBセンサ11による検出量である電圧値を、RGB三刺激値に変換するために、変換係数(a,b,c)を用いる。この変換係数を求めるためには、初期値として、例えば白色などの、ある色(F0)に対するRGBセンサでの検出量(VR0,VG0,VB0)と、XYZ三刺激値(X0,Y0,Z0)と、式1の行列と、式2の逆行列とが必要となる。ある色(F0)のRGB三刺激値(R0,G0,B0)は、変換係数を用いて、
と書くことができる。
また、RGB表色系からXYZ表色系への変換は、RGB表色系およびXYZ表色系での三刺激値をそれぞれ(R,G,B)および(X,Y,Z)とすると、式1の行列を用いて、
で与えられるので、式3および式4より、
となり、式6を解くことにより、変換係数(a,b,c)が求められる。
(手順3)
RGBセンサ11の検出量を輝度および色度に変換するには、変換したいある色(F)に対するRGBセンサ11の検出量が(VR,VG,VB)である場合、式6で求めた変換係数と式4から、XYZ表色系の三刺激値(X,Y,Z)は、
RGBセンサ11の検出量を輝度および色度に変換するには、変換したいある色(F)に対するRGBセンサ11の検出量が(VR,VG,VB)である場合、式6で求めた変換係数と式4から、XYZ表色系の三刺激値(X,Y,Z)は、
と書くことができる。ここでのYが、輝度を表す。
三刺激値(X,Y,Z)から色度(x,y)への変換は以下の式で行われる。
式7および式8の計算を行うことにより、RGBセンサ11による検出量から輝度Yおよび色度(x,y)への変換が行われる。
<ホワイトバランスを黒体輻射軌跡上へ制御する理由について>
従来技術の課題で述べたとおり、CCFL7およびR−LED10で構成されるハイブリッド・バックライトの光源のホワイトバランスを、常に色度座標上の1点に収束させることは不可能である。
従来技術の課題で述べたとおり、CCFL7およびR−LED10で構成されるハイブリッド・バックライトの光源のホワイトバランスを、常に色度座標上の1点に収束させることは不可能である。
そこで、本発明では、ハイブリッド・バックライトの光源の合成光のホワイトバランスを制御するにあたり、色度座標上のある一点を目標点として制御するのではなく、色味が変化しないように、すなわち、同様の色味を持つ複数の任意の座標点のうち、簡単な制御で収束させやすい座標点のいずれかに収束させる事を基本的な考え方としている。
本実施の形態では、前記複数の任意の座標点を取る範囲として、黒体輻射軌跡から偏差が±0.02の範囲を採用している。また、黒体輻射軌跡は全ての色温度の範囲を利用する必要は無く、例えば、3000Kから30000Kなどの、色相が白色、ほぼ白色である領域の黒体輻射軌跡を用いればよい。色相が黄赤色の領域も含めるのであれば、さらに低温の色温度の黒体輻射軌跡を用いてもよい。また、色相が白色に近い青色の領域も含めるのであれば、さらに高温の色温度の黒体輻射軌跡を用いてもよい。
図5において、XYZ表色系の色度座標上に、本実施の形態のハイブリッド・バックライトの光源の色再現範囲、黒体輻射軌跡、黒体輻射軌跡からの偏差が±0.02の範囲をプロットしたグラフを示す。なお、黒体輻射軌跡は一部のみを示す。
黒体輻射軌跡を用いる理由は、黒体輻射軌跡が色度座標上で、最も白色の範囲にあり、その黒体輻射軌跡上にホワイトバランスを収束させれば、黒体輻射軌跡上の異なる座標点であっても、合成光の色味が変わらないからである。また、偏差が±0.02の範囲としている理由は、完全に黒体輻射軌跡上に目標点が乗っていなくとも、この範囲であれば、実用上問題がなく、制御が容易になるからである。
ここで前記任意の座標点を設定するにあたり注意すべきことは、例えば本実施の形態の場合、現在の色度点のy座標値(y)に等しいまたは複数ある目標色度点のy座標値(y0)のうち最も近似する目標色度点のy座標値(y0)を求め、その目標色度点のy座標値(y0)と組になっている、目標色度点のx座標値(x0)を求める構成になっているので、現在の色度点と目標色度点が一対一対応するように、前記任意の座標点を設定する必要があるということである。例えば、現在の色度点(x,y)に対し、対応する複数の目標色度点、すなわち目標色度点1(x0,y0)および目標色度点2(x1,y0)(x0とx1とは異なる値)が存在しないように、任意の座標点を設定する。
なお、本実施の形態では、現在の色度点のy座標値(y)を用いて目標色度点を求める構成をとったが、この構成に限るものではなく、現在の色度点のx座標値(x)を用いて等しいまたは複数ある目標色度点のx座標値(x0)のうち最も近似する目標色度点のx座標値(x0)を求め、その目標色度点のx座標値(x0)と組になっている、目標色度点のy座標値(y0)を求める構成でもよい。
また、ホワイトバランスを収束させる、色度座標上の線としては、黒体輻射軌跡が好ましいが、これに限るものではない。つまり、現在の色度点と目標色度点が一対一対応し、かつ色味が変わらない範囲であれば任意の線や任意の座標点の集合であればよい。
<目標色度点の求め方の別構成について>
本実施の形態では、RGBセンサ11により計測されたR、G、B各色の光量より求めた現在の合成光の色度に対する目標色度点、すなわち黒体輻射軌跡およびそこからの偏差が±0.02の範囲にある任意の色度点の色度座標を求めるにあたり、黒体輻射軌跡座標記憶部83に保持している、前記任意の色度点を表す座標値(x,y)の組み合わせのテーブルを用いている。しかし、本発明はこの構成に限るものではない。目標色度点x座標決定処理部82は、例えば黒体軌跡などの、任意の線を表す近似式を用いて目標色度点を求める計算を行い、LED制御マイコン8は、ホワイトバランスをその任意の線上に収束させるようLEDの輝度を調整してもよい。
<補足事項>
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本実施の形態では、RGBセンサ11により計測されたR、G、B各色の光量より求めた現在の合成光の色度に対する目標色度点、すなわち黒体輻射軌跡およびそこからの偏差が±0.02の範囲にある任意の色度点の色度座標を求めるにあたり、黒体輻射軌跡座標記憶部83に保持している、前記任意の色度点を表す座標値(x,y)の組み合わせのテーブルを用いている。しかし、本発明はこの構成に限るものではない。目標色度点x座標決定処理部82は、例えば黒体軌跡などの、任意の線を表す近似式を用いて目標色度点を求める計算を行い、LED制御マイコン8は、ホワイトバランスをその任意の線上に収束させるようLEDの輝度を調整してもよい。
<補足事項>
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
最後に、液晶表示装置の各ブロック、特にLED制御マイコン8は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
すなわち、液晶表示装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるLED制御マイコン8の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記液晶表示装置に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
また、液晶表示装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明によれば、簡単な制御で、ホワイトバランスを制御できる照明装置を実現できるので、照明装置を組み込む液晶テレビジョン受像機、携帯電話機、および携帯電子機器をはじめとする種々のシステムに広く好適に使用できる。
1 アンテナ
2 チューナ
3 映像信号処理回路
4 LCDコントローラ
5 液晶パネル
6 CCFL駆動回路
7 CCFL
8 LED制御マイコン
9 LED駆動回路
10 R−LED
11 RGBセンサ
81 電圧色度変換処理部
82 目標色度点x座標決定処理部
83 黒体輻射軌跡座標記憶部
84 LED duty修正量決定処理部
85 LED duty修正量テーブル記憶部
86 LED duty加算処理部
2 チューナ
3 映像信号処理回路
4 LCDコントローラ
5 液晶パネル
6 CCFL駆動回路
7 CCFL
8 LED制御マイコン
9 LED駆動回路
10 R−LED
11 RGBセンサ
81 電圧色度変換処理部
82 目標色度点x座標決定処理部
83 黒体輻射軌跡座標記憶部
84 LED duty修正量決定処理部
85 LED duty修正量テーブル記憶部
86 LED duty加算処理部
Claims (12)
- 異なる色を発光する、第1の光源と第2の光源とを有する照明装置において、
当該照明装置の起動時に、
まず、前記第1の光源を点灯し、
次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、
その後、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の輝度および色度に応じ、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御する制御手段を備えたことを特徴とする照明装置。 - 前記制御手段は、前記第1の光源の輝度が所定の値以上になった後、前記第2の光源を点灯させることを特徴とする、請求項1に記載の照明装置。
- 前記制御手段は、前記第2の光源の点灯前に、
まず、前記第1の光源による光の色度を測定し、
次に、前記測定された色度に応じて、前記第2の光源の点灯時の輝度を決定し、
その後、前記決定された輝度で前記第2の光源を点灯することを特徴とする、請求項1または2に記載の照明装置。 - 前記第1の光源が、冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の照明装置。
- 前記第2の光源が、発光ダイオードであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の照明装置。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の照明装置と、
該照明装置による照明光を用いて映像を表示する液晶表示パネルと
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1の光源を点灯させた後、前記第1の光源の輝度が所定の値に満たない間は、前記液晶表示パネルを全遮光状態とすることを特徴とする、請求項6に記載の液晶表示装置。
- 異なる色を発光する、第1の光源と第2の光源とを有する照明装置の制御方法において、
当該照明装置の起動時に、
まず、前記第1の光源を点灯し、
次に、前記第1の光源に加えて前記第2の光源を点灯し、
その後、前記第1の光源と前記第2の光源とによる合成光の輝度および色度に応じ、前記第2の光源の輝度を増減することにより、前記合成光の色度を所定の色度に制御することを特徴とする照明装置の制御方法。 - 前記第1の光源の輝度が所定の値以上になった後、前記第2の光源を点灯させることを特徴とする、請求項8に記載の照明装置の制御方法。
- 前記第2の光源の点灯前に、
まず、前記第1の光源による光の色度を測定し、
次に、前記測定された色度に応じて、前記第2の光源の点灯時の輝度を決定し、
その後、前記決定された輝度で前記第2の光源を点灯することを特徴とする、請求項8または9に記載の照明装置の制御方法。 - 請求項1から7のうちいずれか一項に記載の照明装置の制御手段として、コンピュータを機能させるための照明装置制御プログラム。
- 請求項11に記載の照明装置制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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JP2005336401A JP2007141738A (ja) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | 照明装置、液晶表示装置、照明装置の制御方法、照明装置制御プログラム、および記録媒体 |
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JP2005336401A JP2007141738A (ja) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | 照明装置、液晶表示装置、照明装置の制御方法、照明装置制御プログラム、および記録媒体 |
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