JP2010145773A

JP2010145773A - 表示装置および表示装置の制御方法

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Publication number: JP2010145773A
Application number: JP2008323366A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takase; 弘嗣高瀬
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01
Also published as: CN101751868A; US8421813B2; US20100156927A1; CN101751868B

Abstract

【課題】光源の光量を変更しても予め設定された色温度および輝度に制御される技術の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、映像信号により光を変調する光変調部１０と、光変調部１０に光を供給する光源２０と、光源２０の光量を検出する検出部３０と、検出部３０で検出した光量から予め設定された色温度および輝度になるよう映像信号を補正する制御を行う制御部４０とを有する表示装置１である。ここで、光源２０は、例えば冷陰極管（ＣＣＦＬ）が用いられる。また、光変調部１０は、例えば液晶によって光を変調するものが用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置および表示装置の制御方法に関する。詳しくは、光変調部に光を供給する光源の色温度および輝度を制御する表示装置および表示装置の制御方法に関する。

従来、液晶表示装置の光源であるバックライトとして、一般的に冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられている。ＣＣＦＬはＨＣＦＬ（Hot Cathode Fluorescent Lamp）に比べて管径を細くできるとともに長寿命であることから、液晶表示装置のバックライトに適している。ここで、バックライトを備えた表示装置の制御について、特許文献１〜５が開示されている。

特開２００１−２６５２９６号公報特開２００２−１４９１３５号公報特開２００６−３１９７７号公報特開平７−２９４８８９号公報特開平１０−４９０７４号公報

しかしながら、輝度の変更によって色域が変化する光源では、ユーザが光源の輝度を任意に変更した場合、光源のＲＧＢの色度点が変化し、色温度もずれてしまうという問題が生じる。

本発明は、光源の光量を変更しても予め設定された色温度および輝度に制御される技術の提供を目的とする。

本発明は、映像信号により光を変調する光変調部と、光変調部に光を供給する光源と、光源の光量を検出する検出部と、検出部で検出した光量から予め設定された色温度および輝度になるよう映像信号を補正する制御を行う制御部とを有する表示装置である。

また、本発明は、光源から供給した光を映像信号により変調して表示するにあたり、光源の光量を検出する工程と、検出した光量から予め設定された色温度および輝度になるよう映像信号を補正する制御を行う工程とを有する表示装置の制御方法である。

このような本発明では、光源の光量を検出し、予め設定された色温度および輝度になるよう映像信号に補正を施すことから、光源の輝度の変更による色度の変化が生じても予め設定された色温度を維持できるようになる。

ここで、検出部は、光源の光量をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各々について検出するものである。これにより、制御部は、検出部で検出したＲＧＢの各々の光量から予め設定された色温度および輝度になるよう映像信号のＲＧＢの調整値を算出し、この調整値によって映像信号を補正する。

制御部は、検出部で検出したＲＧＢの各々の光量を色度情報および輝度情報に変換し、この変換されたＲＧＢの各々の色度情報および輝度情報から予め設定された色温度および輝度となるよう映像信号のＲＧＢ各々の調整値を算出する。

光源は、例えば冷陰極管（ＣＣＦＬ）のように、輝度の変動で色度が変化するものが用いられる。光変調部は、例えば液晶によって光を変調するものが用いられる。

本発明によれば、光源の光量を変更して色度が変化しても、予め設定された色温度および輝度を合わせることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」と言う。）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．表示装置の概略構成（各部構成の配置状態、ブロック構成、表示動作（制御方法））
２．第１実施形態（ブロック構成、動作）
３．第２実施形態（ブロック構成、動作）
４．第３実施形態（ブロック構成、動作）
５．具体例

＜１．表示装置の概略構成＞
［各部構成の配置状態］
図１は、本実施形態に係る表示装置の概略構成を説明する分解斜視図である。本実施形態に係る表示装置１は、光変調部１０、光源２０、検出部３０および制御部４０を備えている。

光変調部１０は、映像信号により光を変調する。例えば、液晶パネルから成り、映像信号に応じて光源２０の光を画素単位で変調し、映像表示を行う。

光源２０は、光変調部に光を供給する。例えば、例えば冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が用いられる。本実施形態では、特に、輝度の変動によって色度が変化する光源２０を用いる場合に有効である。

検出部３０は、光源２０から出射される光の量を検出する部分である。制御部４０は、検出部３０で検出した光量から輝度を求め、予め設定された色温度および輝度になるよう光変調部１０へ供給する映像信号を補正する制御を行う。

表示装置１において、光変調器１０は複数の画素がマトリクス状に配置されたパネル形状となっている。また、光源２０も光変調器１０の大きさに対応したパネル形状となっている。光源２０としてＣＣＦＬを適用する場合、複数本のＣＣＦＬがパネル面に所定ピッチで配列され、光変調部１０の全面について光を供給できるようになっている。光源２０は、光変調部１０の背面（映像表示面と反対側）に配置され、光変調部１０の背面から光を供給する。

検出部３０は、光源２０の背面（光変調部１０が配置される面と反対側）に配置され、光源２０の光量を検出する。また、光源２０の背面には制御部４０が設けられている。制御部４０は各種回路を基板に備えた構成となっている。

これら光変調部１０、光源２０、検出部３０および制御部４０は、図示しない筐体内に組み込まれている。

［ブロック構成］
図２は、表示装置のブロック構成を説明する図である。先に説明した光変調部１０と光源２０とは重ね合わせて配置されることで表示ユニットを構成している。表示ユニットにおける光源２０の背面側に検出部３０が配置され、光源２０の背面側に照射される光の量を検出する。光源２０の背面側に照射される光は、光変調部１０が配置される表面側に照射される光と同様な光であり、背面側の光量を検出することで光変調部１０への光量を検出することと等しくなる。なお、光源２０の背面側に反射膜が設けられている場合には、反射膜を透過した光を検出するか、検出器３０の受光部分だけ反射膜に穴を開けておき、この穴を介して光源２０から照射される光を検出することになる。

制御部４０は、光源制御部４１と映像制御部４２とを備えている。検出部３０で検出した信号は光源制御部４１の演算部４１ａに送られ、色温度や輝度への変換、調整値等の算出など、各種の演算が行われる。光源制御部４１は、光源２０に対して制御信号を送り、光源２０の発光量（輝度）を制御する。制御信号は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）による信号である。

光源制御部４０は、演算部４１ａで演算した調整値を映像制御部４２へ送り、映像信号を補正する制御を行う。映像制御部４２は、外部の映像入力端子（例えば、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、拡張スロット）から入力される映像信号に基づき光変調器１０の画素ごとの変調を制御する。

光源制御部４１および映像制御部４２には電源制御部４３から電源が供給される。電源制御部４３から送られる電源電位は光源制御部４１を介して光源１０に与えられ、映像制御部４２を介して光変調部１０に与えられる。

［表示動作（制御方法）］
図１、図２に示す表示装置１の表示動作を説明する。先ず、外部の映像入力端子（ＨＤＭＩ／ＤＶＩ、拡張スロット等）から映像信号が入力されると、これを受けた映像制御部４２はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した画素に対して駆動のための信号を与える。

一方、光源制御部４１は、光源２０に制御信号を与えて所定の輝度で光源２０から光変調部１０に光を供給する。光変調部１０に供給された光は、映像信号に応じて駆動される画素ごと変調が行われ、ＲＧＢの各色に応じた強度となって出力される。これにより映像が表示されることになる。

また、本実施形態の表示装置１では、光源２０の光量を検出部３０で検出し、光源制御部４１の演算部４１ａで予め設定された色温度および輝度になるよう映像信号の調整値を算出している。この調整値は映像制御部４２に送られ、映像制御部４２から光変調部１０に送られる映像信号に調整が加えられる。これにより、光源２０の輝度が変更された場合でも、その輝度の変更によるＲＧＢの色度のずれを調整し、予め定められた色温度および輝度に設定することが可能となる。

以下、本実施形態の表示装置１における具体的な実施形態を説明する。

＜２．第１実施形態＞
［ブロック構成］
図３は、第１実施形態に係る表示装置を説明するブロック図である。第１実施形態では、光変調部として液晶パネル１００、光源としてＣＣＦＬ２００、検出部として光センサ３００、制御部として制御ユニット４００を用いている。

この表示装置では、ＣＣＦＬ２００をバックライトとして液晶パネル１００に光を供給する。液晶パネル１００は制御ユニット４００から送られる映像信号に基づく駆動信号によって画素毎の液晶が駆動される。これにより、ＣＣＦＬ２００から供給された光を変調し、映像出力を行う。

光センサ３００は、ＣＣＦＬ２００の光量を検出し、制御ユニット４００に送る。制御ユニット４００には、光源制御部４１および映像制御部４２（図２参照）が設けられている。これにより、光センサ３００で検出した光量から色度情報および輝度情報を算出し、予め設定された色温度および輝度になるよう映像信号を補正する。また、この補正によってＣＣＦＬ２００の輝度が変化した分、ＣＣＦＬ２００の輝度を補正する制御を行う。

［動作］
第１実施形態に係る表示装置は、次のような動作となる。先ず、制御ユニット４００は、外部から映像信号が与えられると、この映像信号に基づき液晶パネル１００の各画素を駆動する。これにより、液晶パネル１００に映像を表示される。

映像表示を行うにあたり、液晶パネル１００のバックライトとして用いられるＣＣＦＬ２００は、制御ユニット４００から送られる制御信号（例えば、ＰＷＭによる信号）によって光量が制御される。

ＣＣＦＬ２００から液晶パネル１００に光を供給する際、光センサ３００でＣＣＦＬ２００の光量を検出する。光センサ３００で検出した光量は、制御ユニット４００に送られる。制御ユニット４００は、光センサ３００から送られた検出光量から色度情報および輝度情報を算出する。

制御ユニット４００は、予め設定された色温度（例えば、Ｄ６５、Ｄ５０といったホワイトバランス）および輝度と、検出光量から算出した色度情報および輝度情報とから調整値を算出する。また、制御ユニット４００は、算出した調整値によって映像信号を補正し、液晶パネル１００に与える。さらに、制御ユニット４００は、調整値による映像信号の補正分で変化する輝度を補うため、ＣＣＦＬ２００の輝度を補正する。

このＣＣＦＬ２００の補正後の輝度を光センサ３００で検出し、制御ユニット４００へ帰還する。このようなＣＣＦＬ２００の光量検出、色度調整、輝度補正を繰り返し実施することで、ＣＣＦＬ２００を予め設定された色温度および輝度に合わせることができる。

＜３．第２実施形態＞
［ブロック構成］
図４は、第２実施形態に係る表示装置を説明するブロック図である。第２実施形態では、光変調部として液晶パネル１００、光源としてＣＣＦＬ２００、検出部としてＲＧＢセンサ３０１、制御部として制御ユニット４００を用いている。

ＲＧＢセンサ３０１は、ＣＣＦＬ２００の光量をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色ごとに検出し、制御ユニット４００に送る。制御ユニット４００には、検出値／色度・輝度変換部４０１と、ＲＧＢゲイン値算出部４０２と、ＲＧＢアンプ部４０３と、ＣＣＦＬ輝度制御部４０４とが設けられている。

これにより、ＣＣＦＬ輝度制御部４０４から送られる制御信号によってＣＣＦＬ２００の輝度が調整される。また、ＲＧＢセンサ３０１で検出したＲＧＢ各色の光量が、検出値／色度・輝度変換部４０１でＲＧＢ各色の色度情報および輝度情報に変換される。このＲＧＢ各色の色度情報および輝度情報が予め設定された色温度および輝度になるようＲＧＢ映像信号のゲイン値がＲＧＢゲイン値算出部４０２で算出される。このゲイン値によりＲＧＢアンプ部４０３でＲＧＢ映像信号が調整され、調整後の映像信号が液晶パネル１００に送られる。

［動作］
第２実施形態に係る表示装置は、次のような動作となる。先ず、制御ユニット４００のＲＧＢアンプ部４０３は、外部からＲＧＢ各色の映像信号が与えられると、このＲＧＢ映像信号に基づき液晶パネル１００のＲＧＢに対応した各画素を駆動する。これにより、液晶パネル１００に映像を表示される。

映像表示を行うにあたり、液晶パネル１００のバックライトとして用いられるＣＣＦＬ２００は、制御ユニット４００のＣＣＦＬ輝度制御部４０４から送られる制御信号（例えば、ＰＷＭによる信号）によって光量が制御される。

ＣＣＦＬ２００から液晶パネル１００に光を供給する際、ＲＧＢセンサ３０１でＣＣＦＬ２００の光量をＲＧＢ各色ごとに分けて検出する。ＲＧＢセンサ３０１で検出したＲＧＢ各色の光量は、制御ユニット４００の検出値／色度・輝度変換部４０１に送られる。

検出値／色度・輝度変換部４０１は、ＲＧＢセンサ３０１から送られたＲＧＢの各検出光量からＲＧＢ各々についての色度情報（例えば、ｘｙ表色系における単色色度の座標（ｘ，ｙ））および輝度情報（例えば、単色輝度の値Ｙ）を算出する。ＲＧＢ各色ごとの色度情報および輝度情報はＲＧＢゲイン値算出部４０２に送られる。

ＲＧＢゲイン値算出部４０２は、検出値／色度・輝度変換部４０１から送られてきたＲＧＢ各色の色度情報および輝度情報と、予め設定された色温度（例えば、Ｄ６５、Ｄ５０といったホワイトバランス）および輝度との相違からＲＧＢ各色の映像信号のレベルを補正するゲイン（調整値）を算出する。このゲインはＲＧＢアンプ部４０３に送られる。

ＲＧＢアンプ部４０３は、ＲＧＢゲイン値算出部４０２から送られたＲＧＢ各色のゲインを入力されるＲＧＢ各色の映像信号に各々与え、映像信号に補正を施す。補正後のＲＧＢ映像信号は液晶パネル１００に送られ、これによって予め設定された色温度および輝度の映像表示が行われる。

＜４．第３実施形態＞
［ブロック構成］
図５は、第３実施形態に係る表示装置を説明するブロック図である。第３実施形態では、光変調部として液晶パネル１００、光源としてＣＣＦＬ２００、検出部としてＲＧＢセンサ３０１、制御部として制御ユニット４００を用いている。

ＲＧＢセンサ３０１は、ＣＣＦＬ２００の光量をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色ごとに検出し、制御ユニット４００に送る。制御ユニット４００には、検出値／色度・輝度変換部４０１と、ＲＧＢゲイン値算出部４０２と、ＲＧＢアンプ部４０３と、ＣＣＦＬ輝度制御部４０４と、輝度補正率算出部４０５とが設けられている。

これにより、ＣＣＦＬ輝度制御部４０４から送られる制御信号によってＣＣＦＬ２００の輝度が調整される。また、ＲＧＢセンサ３０１で検出したＲＧＢ各色の光量が、検出値／色度・輝度変換部４０１でＲＧＢ各色の色度情報および輝度情報に変換される。このＲＧＢ各色の色度情報および輝度情報が予め設定された色温度および輝度になるようＲＧＢ映像信号のゲイン値がＲＧＢゲイン値算出部４０２で算出される。

このゲイン値によりＲＧＢアンプ部４０３でＲＧＢ映像信号が調整され、調整後の映像信号が液晶パネル１００に送られる。さらに、映像信号の調整によって輝度が変動する分を補うよう輝度補正率算出部４０５が輝度の補正率を算出する。この補正率を用いてＣＣＦＬ輝度制御部４０４がＣＣＦＬ２００の輝度を制御する。

［動作］
第３実施形態に係る表示装置は、次のような動作となる。先ず、制御ユニット４００のＲＧＢアンプ部４０３は、外部からＲＧＢ各色の映像信号が与えられると、このＲＧＢ映像信号に基づき液晶パネル１００のＲＧＢに対応した各画素を駆動する。これにより、液晶パネル１００に映像を表示される。

ＣＣＦＬ２００から液晶パネル１００に光を供給する際、ＲＧＢセンサ３０１でＣＣＦＬ２００の光量をＲＧＢ各色ごとに分けて検出する。ＲＧＢセンサ３０１で検出したＲＧＢ各色の光量は、制御ユニット４００の検出値／色度・輝度変換部４０１に送られる。検出値／色度・輝度変換部４０１は、ＲＧＢセンサ３０１から送られたＲＧＢの各検出光量からＲＧＢ各々についての色度情報（例えば、ｘｙ表色系における単色色度の座標（ｘ，ｙ））および輝度情報（例えば、単色輝度の値Ｙ）を算出する。ＲＧＢ各色ごとの色度情報および輝度情報はＲＧＢゲイン値算出部４０２に送られる。

ＲＧＢアンプ部４０３は、ＲＧＢゲイン値算出部４０２から送られたＲＧＢ各色のゲインを入力されるＲＧＢ各色の映像信号に各々与え、映像信号に補正を施す。補正後のＲＧＢ映像信号は液晶パネル１００に送る。

また、ＲＧＢゲイン値算出部４０２で算出したゲインは、輝度補正率算出部４０５にも送られる。輝度補正率算出部４０５は、ＲＧＢゲイン値算出部４０２から送られたＲＧＢ各色のゲインから調整後のＲＧＢ映像信号より輝度の変化分を求め、これを補うよう補正率を算出する。この補正率を用いて、ＣＣＦＬ輝度制御部４０４はＣＣＦＬ２００の輝度を制御する。

ＣＣＦＬ２００の光量は、逐次ＲＧＢセンサ３０１によって検出される。したがって、ＣＣＦＬ輝度制御部４０４によるＣＣＦＬ２００の輝度の補正が行われた後も、補正後の光量をＲＧＢセンサ３０１で検出する。この検出値は再度制御ユニット４００に送られる。そして、検出値／色度・輝度変換部４０１による変換演算、ＲＧＢゲイン値算出部４０２によるゲイン値算出、ＲＧＢアンプ部４０３によるＲＧＢ映像信号の調整が繰り返し行われることになる。これによって予め設定された色温度および輝度の映像表示が行われる。

＜５．具体例＞
［ブロック構成］
図６は、本実施形態に係る表示装置の具体例を説明する機能ブロック図である。この図６では、主として図５に示す第３実施形態に係る表示装置の制御ユニット４００内での各部の動作を機能ブロック（括弧内符号参照）として示したものである。

［各部の機能の説明］
（１）…外部からの映像信号を赤色（Ｒ）映像信号、緑色（Ｇ）映像信号、青色（Ｂ）映像信号に変換する処理を行う。
（２）…デガンマにより、映像信号のγカーブをリニアな信号に変換する処理を行う。
（３）…ＲＧＢ映像信号にゲインをかけて、ＲＧＢ各色の信号レベルを補正する処理を行う。
（４）…液晶パネルのγカーブを加味して、リニアな映像信号をγカーブの信号に変換する処理を行う。
（５）…液晶パネルの表示におけるユニフォミティ（均一性）を補正する処理を行う。
（６）…設定色度輝度とＲＧＢセンサからの色度輝度情報より、映像信号を補正するためのＲＧＢ各色のゲインを各々算出する処理を行う。
（７）…ＲＧＢ各色のゲインにより変化する輝度量およびＲＧＢセンサからの輝度情報により、輝度を補正するためのゲインを算出する処理を行う。
（８）…ＲＧＢセンサからの輝度情報を色度情報に変換する処理を行う。
（９）…（７）で算出されたゲインにより、目標輝度値を求める処理を行う。
（１０）…（７）で算出されたゲインにより、目標ＰＷＭ値を求める処理を行う。
（１１）…目標輝度値とＲＧＢセンサからの輝度値との比率より、フィードバック係数を算出する処理を行う。
（１２）…発振防止のため、フィードバック係数のフィルタを施す。
（１３）…目標ＰＷＭ値にフィードバック係数を掛けて、ＣＣＦＬへのＰＷＭ値を算出する処理を行う。
（１４）…ＲＧＢ各色の輝度を合成して白輝度を算出する処理を行う。
（１５）…ＲＧＢセンサの出力値をＲＧＢ各色の輝度情報に変換する処理を行う。

上記の機能のうち（８）、（１４）、（１５）は図５に示す検出値／色度・輝度変換部４０１で行われる。また、上記の機能うち（６）は図５に示すＲＧＢゲイン値算出部４０２で行われる。また、上記の機能のうち（３）は図５に示すＲＧＢアンプ部４０３で行われる。また、上記の機能のうち（９）、（１０）は図５に示すＣＣＦＬ輝度制御部４０４で行われる。また、上記の機能のうち（７）は図５に示す輝度補正率算出部４０５で行われる。

［動作］
次に、図６に示す表示装置の具体例における動作を説明する。

（動作１）
ＲＧＢセンサで検出した値を（１５）にて、ＲＧＢ３原色の各色の輝度情報に変換する。変換は予め色毎に用意した定数ａおよびｂを使用し、以下の一次式より算出する。なお、ここで、赤色についての定数ａ、ｂをそれぞれａ_r、ｂ_r、緑色についての定数ａ、ｂをそれぞれａ_g、ｂ_g、青色についての定数ａ、ｂをそれぞれａ_b、ｂ_bとする。

赤色輝度情報＝赤色輝度定数ａ_r×赤色センサ値＋赤色輝度定数ｂ_r
緑色輝度情報＝緑色輝度定数ａ_g×緑色センサ値＋緑色輝度定数ｂ_g
青色輝度情報＝青色輝度定数ａ_b×青色センサ値＋青色輝度定数ｂ_b

ここで、定数の求め方を図７を用いて説明する。図７は、横軸がＲＧＢセンサの検出値（「ＲＧＢセンサ値」とも言う。）、縦軸が輝度を示している。先ず、表示装置の組立調整時にＣＣＦＬのＰＷＭ値を２０％と３９％、５５％の３ポイントに設定し、各ポイントでのＲＧＢセンサ値を求める。ここで、ＰＷＭ３９％は、白基準Ｄ６５、光量１００ｎｉｔでのおおよそのＰＷＭ値である。

そして、ＲＧＢ各単色の映像信号を液晶パネルに入力した際の液晶パネルの映像表示面での輝度を測定する。図７には、３ポイントにおけるＲＧＢセンサ値と液晶パネル表示面での輝度との関係がプロットされている。この３ポイントのプロットのうち、ＰＷＭ値２０％と５５％との値を直線で結び、この直線から傾きを求めて定数ａとする。また、この傾きでＰＷＭ３９％の値を通過する直線の輝度軸上での切片をオフセット値の定数ｂとする。

このような定数ａおよびｂをＲＧＢ各色について求めておき、不揮発性メモリ等に記憶しておく。ＲＧＢ各色についての定数ａ、ｂはＣＣＦＬと液晶パネルとの組み合わせ（図２に示す表示ユニット）ごとに求められるもので、求められたＲＧＢ各色の定数ａ、ｂは、例えば図２に示す構成における光源制御部４１の演算部４１ａ内に設けられる不揮発性メモリに記憶される。したがって、表示ユニットが交換された場合には、不揮発性メモリの内容を予め求めておいたその表示ユニットに対応した定数ａ、ｂに書き替えるようにする。なお、不揮発性メモリが表示ユニット内に設けられており、その表示ユニットに対応した定数ａ、ｂが記憶されている場合には、表示ユニットの交換のみでよい。

（動作２）
次に、動作１で算出したＲＧＢ各色の輝度を合成して白色の輝度を算出する。すなわち、算出した値は、ＲＧＢセンサによって検出した光量より得たＣＣＦＬの輝度情報となる。

（動作３）
次に、動作２で求めた白色輝度から（８）によってＲＧＢ各色の色度座標（ｘ、ｙ）に変換する。変換は予め色毎に用意した定数ＡおよびＢを使用し、以下の一次式より算出する。なお、ここで、赤色色度ｘについての定数Ａ、ＢをそれぞれＡ_xr、Ｂ_xr、赤色色度ｙについての定数Ａ、ＢをそれぞれＡ_yr、Ｂ_yr、緑色色度ｘについての定数Ａ、ＢをそれぞれＡ_xg、Ｂ_xg、緑色色度ｙについての定数Ａ、ＢをそれぞれＡ_yg、Ｂ_yg、青色色度ｘについての定数Ａ、ＢをそれぞれＡ_xb、Ｂ_xb、青色色度ｙについての定数Ａ、ＢをそれぞれＡ_yb、Ｂ_ybとする。

赤色色度ｘ＝赤色色度ｘ定数Ａ_xr×白色輝度値＋赤色色度ｘ定数Ｂ_xr
赤色色度ｙ＝赤色色度ｙ定数Ａ_yr×白色輝度値＋赤色色度ｙ定数Ｂ_yr
緑色色度ｘ＝緑色色度ｘ定数Ａ_xg×白色輝度値＋緑色色度ｘ定数Ｂ_xg
緑色色度ｙ＝緑色色度ｙ定数Ａ_yg×白色輝度値＋緑色色度ｙ定数Ｂ_yg
青色色度ｘ＝青色色度ｘ定数Ａ_xb×白色輝度値＋青色色度ｘ定数Ｂ_xb
青色色度ｙ＝青色色度ｙ定数Ａ_yb×白色輝度値＋青色色度ｙ定数Ｂ_yb

ここで、定数の求め方を図８を用いて説明する。図８は、横軸が白色輝度、縦軸が色度を示している。先ず、表示装置の組立調整時にＣＣＦＬのＰＷＭ値を２０％と３９％、５５％の３ポイントに設定し、各ポイントでのＲＧＢセンサ値を求める。ここで、ＰＷＭ３９％は、白基準Ｄ６５、光量１００ｎｉｔでのおおよそのＰＷＭ値である。

そして、ＲＧＢ各単色の映像信号を液晶パネルに入力した際の液晶パネルの映像表示面での色度を測定する。また、各ポイントで求めたＲＧＢセンサ値から上記動作１〜２の処理によって、各ポイントでの白色輝度を算出する。図８には、３ポイントにおける白色輝度と液晶パネル表示面での色度との関係がプロットされている。この３ポイントのプロットのうち、ＰＷＭ値２０％と５５％との値を直線で結び、この直線から傾きを求めて定数Ａとする。また、この傾きでＰＷＭ３９％の値を通過する直線の色度軸上での切片をオフセット値の定数Ｂとする。

このような定数ＡおよびＢをＲＧＢ各色のｘ、ｙ各色度について求めておき、不揮発性メモリ等に記憶しておく。定数Ａ、Ｂは、定数ａ、ｂと同様、ＣＣＦＬと液晶パネルとの組み合わせ（図２に示す表示ユニット）ごとに求められるもので、例えば図２に示す演算部４１ａ内や表示ユニット内に設けられる不揮発性メモリに記憶される。

（動作４）
次に、算出したＲＧＢ各色の色度情報および輝度情報より、（６）にてＣＣＦＬが変動したことによる色度・輝度を補正するため、映像信号へ掛けるゲインを算出する。このゲインはＲＧＢの各映像信号にそれぞれに掛けるため、Ｒゲイン、Ｇゲイン、Ｂゲインとして３種類を求める。ＲＧＢの各ゲインは次のような手順で求める。

図９は、ＲＧＢの各ゲインの算出を説明する図で、ｘｙ色空間上での設定色度とＲＧＢセンサの検出値による各色の色度との関係を示している。
「１」…目標とする色度ｘと赤色色度ｘとの距離Ａを算出する。
距離Ａ＝設定色度ｘ−ＲＧＢセンサからの赤色色度ｘ
「２」…目標とする色度ｘと緑色色度ｘとの距離Ｂを算出する。
距離Ｂ＝設定色度ｘ−ＲＧＢセンサからの緑色色度ｘ
「３」…目標とする色度ｘと青色色度ｘとの距離Ｃを算出する。
距離Ｃ＝設定色度ｘ−ＲＧＢセンサからの青色色度ｘ

「４」…目標とする色度ｙと赤色色度ｙとの距離Ｄを算出する。
距離Ｄ＝ＲＧＢセンサからの赤色色度ｙ−設定色度ｙ
「５」…目標とする色度ｙと緑色色度ｙとの距離Ｅを算出する。
距離Ｅ＝ＲＧＢセンサからの緑色色度ｙ−設定色度ｙ
「６」…目標とする色度ｙと青色色度ｙとの距離Ｆを算出する。
距離Ｆ＝ＲＧＢセンサからの青色色度ｙ−設定色度ｙ

「７」…赤と青との色度ｙの差Ｇを算出する。
差Ｇ＝ＲＧＢセンサからの青色色度ｙ−ＲＧＢセンサからの赤色色度ｙ
「８」…赤と緑との色度ｙの差Ｈを算出する。
差Ｈ＝ＲＧＢセンサからの緑色色度ｙ−ＲＧＢセンサからの赤色色度ｙ
「９」…青と緑との色度ｙの差Ｉを算出する。
差Ｉ＝ＲＧＢセンサからの青色色度ｙ−ＲＧＢセンサからの緑色色度ｙ

「１０」…ＲＧＢ３原色を合成した際に設定色度になるような赤の輝度Ｙｒを算出する。
輝度Ｙｒ＝−１×ＲＧＢセンサからの赤色色度ｙ×(Ｃ×Ｅ−Ｂ×Ｆ)÷(設定色度ｙ×(Ｂ×Ｇ−Ｃ×Ｈ−Ａ×Ｉ))
「１１」…ＲＧＢ３原色を合成した際に設定色度になるような緑の輝度Ｙｇを算出する。
輝度Ｙｇ＝１×ＲＧＢセンサからの緑色色度ｙ×(Ｃ×Ｄ−Ａ×Ｆ)÷(設定色度ｙ×(Ｂ×Ｇ−Ｃ×Ｈ−Ａ×Ｉ))
「１２」…ＲＧＢ３原色を合成した際に設定色度になるような青の輝度Ｙｂを算出する。
輝度Ｙｂ＝１−Ｙｒ−Ｙｇ

「１３」…ＲＧＢセンサから取得した現在のＲＧＢ各色の輝度と、「１０」〜「１２」で計算より求めた輝度と比率から、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ゲインを求める。
Ｒゲイン＝Ｙｒ×ＲＧＢセンサ値から求めた白色輝度÷ＲＧＢセンサ値から求めた赤色輝度
Ｇゲイン＝Ｙｇ×ＲＧＢセンサ値から求めた白色輝度÷ＲＧＢセンサ値から求めた緑色輝度
Ｂゲイン＝Ｙｂ×ＲＧＢセンサ値から求めた白色輝度÷ＲＧＢセンサ値から求めた青色輝度

その後、算出されたＲＧＢ各色のゲインが上限で１倍となるようにＲＧＢ３つのゲイン値を同じ比率で調整する。図１０はＲＧＢゲインの比率調整を説明する図である。この図では、算出されたＲＧＢ３つのゲインのうち、最も大きいＲのゲインに合わせている例を示している。すなわち、Ｒのゲインを１倍にする際の比率をＧおよびＢのゲインにも掛けて、最大のゲインが１倍となるよう調整する。

（動作５）
次に、外部から入力された映像信号は（１）にてＲＧＢに変換され、（２）にてデガンマされる。そのＲＧＢの各映像信号に対して、先に算出したＲＧＢゲインをＲＧＢそれぞれの映像信号に対して（３）にて掛け合わせる。その後、（４）のガンマ補正、（５）のユニフォーミティ補正を行い液晶パネルに出力する。

（動作６）
この時、ＲＧＢゲインにより表示パネルの映像表示面での輝度が変化することになる。そこで、（７）にてその輝度の変化率を求め、輝度の補正量（輝度補正ゲイン）を求める。実際には、映像信号に最大で１倍のゲインを掛けているので、輝度は下がる方向に働く。低下した輝度および輝度補正ゲインは次の式によって計算する。

低下した赤色輝度＝ＲＧＢセンサでの検出値に基づく赤色輝度×Ｒゲイン
低下した緑色輝度＝ＲＧＢセンサでの検出値に基づく緑色輝度×Ｇゲイン
低下した青色輝度＝ＲＧＢセンサでの検出値に基づく青色輝度×Ｂゲイン
低下した白色輝度＝低下した赤色輝度＋低下した緑色輝度＋低下した青色輝度
輝度補正ゲイン＝輝度補正ゲイン×設定輝度÷低下した白色輝度
（但し、輝度補正ゲインの初期値は１とする）

（動作７）
次に、輝度補正ゲインを（９）にて基準輝度値と掛け合わせ、目標輝度値を算出する。また、これと同時に（１０）にて基準ＰＷＭ値と掛け合わせ、目標ＰＷＭ値を算出する。

（動作８）
次に、目標輝度値と（１４）からの白色輝度値の比率を（１１）で求め、その値を輝度フィードバック係数とする。

（動作９）
次に、（１３）にて目標ＰＷＭ値に輝度フィードバック係数を掛けて、ＣＣＦＬへ与えるＰＷＭ値を算出する。ここで、ＣＣＦＬの輝度が上がり、それによりＣＣＦＬの色度も変わるが、その情報は白色輝度として反映され、それによりＲＧＢ各色の色度情報が変わることで自動的に補正されることになる。

（動作１０）
以上の動作をリアルタイムに繰り返し行うことにより、ＣＣＦＬの色度や輝度が変動しても液晶パネルから出力される映像には影響を与えず、安定した色温度および輝度を実現することが可能となる。

＜他の適用例＞
上記説明した実施形態では、いずれの表示装置の例を示したが、図１および図２に示す光変調部１０、光源２０、検出器３０および制御部４０が全て表示ユニット内に組み込まれた構成であっても適用可能である。また、光源２０のパネル内に検出器３０および制御部４０が組み込まれた表示装置用光源を構成してもよい。

また、上記説明した各種計算式では色空間としてｘｙ色空間による座標値を用いているが、他の色空間の座標値（例えば、Ｌａ^*ｂ^*におけるａ^*ｂ^*座標）を用いるようにしてもよい。

本実施形態に係る表示装置の概略構成を説明する分解斜視図である。表示装置のブロック構成を説明する図である。第１実施形態に係る表示装置を説明するブロック図である。第２実施形態に係る表示装置を説明するブロック図である。第３実施形態に係る表示装置を説明するブロック図である。本実施形態に係る表示装置の具体例を説明する機能ブロック図である。定数ａ、ｂの求め方を説明する図である。定数Ａ、Ｂの求め方を説明する図である。ＲＧＢの各ゲインの算出を説明する図である。ＲＧＢゲインの比率調整を説明する図である。

符号の説明

１…表示装置、１０…光変調器、２０…光源、３０…検出部、４０…制御部、４１…光源制御部、４１ａ…演算部、４２…映像制御部、４３…電源制御部、１００…液晶パネル、２００…ＣＣＦＬ、３００…光センサ、３０１…ＲＧＢセンサ、４００…制御ユニット

Claims

映像信号により光を変調する光変調部と、
前記光変調部に光を供給する光源と、
前記光源の光量を検出する検出部と、
前記検出部で検出した光量から予め設定された色温度および輝度になるよう前記映像信号を補正する制御を行う制御部と
を有する表示装置。
前記検出部は、前記光源の光量をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各々について検出し、
前記制御部は、前記検出部で検出したＲＧＢの各々の光量から前記予め設定された色温度および輝度になるよう前記映像信号のＲＧＢの調整値を算出し、当該調整値によって前記映像信号を補正する制御を行う
請求項１記載の表示装置。
前記制御部は、
前記検出部で検出したＲＧＢの各々の光量を色度情報および輝度情報に変換する変換部と、
前記変換部で変換されたＲＧＢの各々の色度情報および輝度情報から前記予め設定された色温度および輝度となるようＲＧＢ各々の前記調整値を算出する算出部とを有する
請求項２記載の表示装置。
前記制御部は、
前記映像信号を補正した後の映像信号による映像出力についての輝度の変動分と前記予め設定された輝度との差から輝度の補正値を算出する輝度補正値算出部と、
前記輝度補正値算出部で算出した前記輝度の補正値により前記光源の輝度を制御する光源輝度制御部と
を有する請求項１から３のうちいずれか１項に記載の表示装置。
前記光源輝度制御部によって制御された前記光源の光量を前記検出部で検出し、前記制御部へ帰還させる構成を備える
請求項４記載の表示装置。
前記光源は、輝度の変動で色度が変化するものである
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の表示装置。
前記光源は、冷陰極管である
請求項６記載の表示装置。
前記光変調部は、液晶によって光を変調するものである
請求項１から７のうちいずれか１項に記載の表示装置。
光源から供給した光を映像信号により変調して表示するにあたり、前記光源の光量を検出する工程と、
検出した前記光量から予め設定された色温度および輝度になるよう前記映像信号を補正する制御を行う工程と
を有する表示装置の制御方法。