JP2012155944A - 発光駆動装置、照明装置、表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の規模増大やコストアップを抑えつつ、予め設定されているホワイトバランスが極力維持されるように、バックライトの明るさ等を変更することが容易となる発光駆動装置を提供する。
【解決手段】複数の光源の各々を順次時分割で発光駆動させる発光駆動装置であって、前記光源ごとに別個に設定された発光量の目標値に応じて、前記各光源の発光量を制御する発光量制御部と、前記目標値の変更を行う目標値変更部と、を備え、前記目標値変更部は、前記光源ごとの前記目標値の比率を変えないように、前記変更を行う発光駆動装置とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の光源を順次時分割で発光駆動させる発光駆動装置、並びに、これを用いた照明装置及び表示装置に関するものである。

従来、液晶ディスプレイの色再現性を向上させるため、バックライトの光源として異なる発光色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）など）で発光する複数の光源を用い、その混色により白色を作る方法がある（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に開示されたものは、予め設定されたホワイトバランスが常に保たれるようにするべく、複数の光源の発光量が予め設定された目標発光量に維持されるように、フィードバック制御を行うようになっている。

また従来、異なる発光色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）など）で発光する複数の光源を順次時分割で発光させて、液晶表示素子に照射する方法も開示されている（例えば、特許文献２を参照）。

特開平１１−２９５６８９号公報 特開２００１−２３５７２９号公報

ところで表示装置においては、画像表示の明るさ調節等のため、バックライト等の明るさの変更が行われることがある。先述したような、各光源の発光（各発光色の混色）によって白色のバックライトが得られる表示装置では、それぞれの光源についての輝度が変更されることにより、バックライトの明るさが変更される。

但しバックライト等の明るさの変更に際しては、表示の色合などが変わらないように、予め設定されているホワイトバランスが極力維持されることが望ましい。これを達成する手法としては、例えば、ホワイトバランスが維持されるようにした各発光色の目標発光量（ターゲット値）を、バックライト等の明るさに対応付けて予め記憶させておく手法が考えられる。当該手法では、バックライト等の明るさの変更の度に、記憶されている情報が参照され、各発光色の目標発光量が更新される。

しかしながら当該手法が採用される場合、各発光色の目標発光量とバックライト等の明るさとの対応関係を、予め特定しておく必要がある。また更に、当該特定された対応関係の情報を記憶させておくためのメモリ等が必要となる。そのため、表示装置の規模増大やコストアップを招く虞がある。

本発明は上記の問題点に鑑み、装置の規模増大やコストアップを抑えつつ、予め設定されているホワイトバランスが極力維持されるように、バックライト等の明るさを変更することが容易となる発光駆動装置、並びに、これを用いた照明装置及び表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る発光駆動装置は、複数の光源の各々を順次時分割で発光駆動させる発光駆動装置であって、前記光源ごとに別個に設定された発光量の目標値に応じて、前記各光源の発光量を制御する発光量制御部と、前記目標値の変更を行う目標値変更部と、を備え、前記目標値変更部は、前記光源ごとの前記目標値の比率を変えないように、前記変更を行う構成（第１の構成）とする。

また上記第１の構成において、前記発光量制御部は、前記光源ごとに別個に設定された前記目標値のデフォルト値に共通の係数を乗じたものを、前記光源ごとの前記目標値として設定するものであり、前記目標値の変更は、前記共通の係数の変更によってなされる構成（第２の構成）としてもよい。

また上記第２の構成において、前記発光量制御部は、前記光源ごとの発光量の検出値を表す検出信号を取得し、該発光量の検出値が前記目標値に近づくように、前記各光源の発光量をフィードバック制御するものであり、前記検出信号に混入したノイズを除去するフィルタを有している構成（第３の構成）としてもよい。

また上記第３の構成において、前記検出信号を出力する光センサの温度の検出値を表す情報を取得し、前記温度の検出値に基づいて、温度変動に伴う前記光センサの感度変動に起因した誤差を低減させるように、前記発光量の検出値を補正する検出値補正部を備えた構成（第４の構成）としてもよい。

また上記第４の構成において、前記検出値補正部は、温度変動に伴う前記光センサの感度変動のパターンに応じて前記光源ごとに予め特定された、温度と補正係数との対応関係を記憶しており、前記光源ごとの発光量の検出値に、前記温度の検出値に対応する前記補正係数を乗じることで、前記発光量の検出値を補正する構成（第５の構成）としてもよい。

また上記第３の構成において、前記発光量制御部は、前記光源ごとに、発光量を設定するための発光量制御パラメータを算出することで、前記各光源の発光量を制御するものであって、前記目標値と前記発光量の検出値との比を表すフィードバック値を、前回発光時に対応する前記発光量制御パラメータに乗算することにより、新たな前記発光量制御パラメータを算出するものであり、前記フィードバック値に、予め設定されている係数を乗算する構成（第６の構成）としてもよい。

また上記第６の構成において、前記発光量制御パラメータは、前記光源ごとに流れる駆動電流の電流値及びＰＷＭ制御値の、少なくとも一方である構成（第７の構成）としてもよい。

また本発明に係る照明装置は、複数の光源と、前記複数の光源の各々を順次時分割で発光駆動させる上記第１から第７の何れかの構成に係る発光駆動装置と、を有する構成（第８の構成）とする。

また本発明に係る他の形態の照明装置は、複数の光源と、前記複数の光源の各々を順次時分割で発光駆動させる上記第４または第５の構成に係る発光駆動装置と、前記光源ごとの発光量の検出信号を出力する光センサと、前記光センサの温度を検出する温度センサと、を有する構成（第９の構成）とする。

また上記第８または第９の構成において、前記複数の光源は、互いに異なる発光色を有する構成（第１０の構成）としてもよい。

また上記第１０の構成において、前記複数の光源は、いずれも発光ダイオードである構成（第１１の構成）としてもよい。また上記第１０の構成において、前記複数の光源は、いずれも有機ＥＬ素子である構成（第１２の構成）としてもよい。

また本発明に係る表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する上記第８から第１２の何れかの構成に係る照明装置と、を有する構成（第１３の構成）とする。

また上記第１３の構成において、前記液晶表示パネルは、フィールドシーケンシャル駆動される構成（第１４の構成）としてもよい。また上記第１３の構成において、前記照明装置は、一のフレーム期間内に少なくとも一回の消灯期間を有するように疑似インパルス駆動される構成（第１５の構成）としてもよい。

本発明に係る発光駆動装置によれば、装置の規模増大やコストアップを抑えつつ、予め設定されているホワイトバランスが極力維持されるように、バックライトの明るさ等を変更することが容易となる。また本発明に係る照明装置及び表示装置によれば、本発明に係る発光駆動装置の利点を享受することが可能となる。

本発明の実施形態に係る表示装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る発光量制御部の構成図である。 本発明の実施形態に係る第１動作例に関するタイミングチャートである。 本発明の実施形態に係る第２動作例に関するタイミングチャートである。 光源対応光センサにおける温度と感度の関係についてのグラフである。 光源における温度と輝度の関係についてのグラフである。 輝度設定値とバックライトの色座標の関係についてのグラフである。 輝度設定値とバックライトの輝度の関係についてのグラフである。

本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。

［表示装置の構成等について］
図１は、本実施形態に係る表示装置のブロック図である。当該表示装置１は、発光駆動装置１０、バックライト２０、液晶表示パネル３０、光源対応光センサ４０、外光対応光センサ５０、温度センサ６０、およびタイミング制御回路７０などを備えている。

発光駆動装置１０は、バックライト２０を形成する複数の光源を順次時分割で発光駆動させる半導体装置（いわゆるバックライト駆動ＩＣ）である。なお、発光駆動装置１０の内部構成については、後ほど詳細に説明する。

バックライト２０は、液晶表示パネル３０を背面側から照明する照明装置であり、互いに異なる発光色を有する複数の光源（本実施形態では、赤色光源２０Ｒ、緑色光源２０Ｇ、及び、青色光源２０Ｂの３つ）を有する。これら３つの光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）は、発光駆動回路１０からの指示に応じて、順次時分割で発光駆動され、各発光色の混色によって白色光が生成される。

なお、本実施形態では、上記３つの光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）として、いずれも発光ダイオードが用いられている。また、各光源の発光量（発光強度）を定める発光量制御パラメータとしては、各光源に流れる駆動電流の電流値、及び、ＰＷＭ［Pulse Width Modulation］制御値（所定のＰＷＭ周期中に占めるオン期間の割合を定めるオンデューティ値）の少なくとも一方を用いることができる。ただし、以下では、説明を簡単とするために、各光源に流れる駆動電流の電流値を一定とし、ＰＷＭ制御値のみを可変制御する構成を例に挙げて説明を行う。

液晶表示パネル３０は、光（バックライト）の透過率が変化する液晶素子を、画素として用いた映像出力手段である。映像信号に応じて各画素の光透過率が調節されることにより、観察者は映像を見ることができる。

光源対応光センサ４０は、バックライト２０を形成する各光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）の光の強さ（発光量）を検出する光センサであり、例えば表示装置１の筐体内部におけるバックライト２０の近傍に配置されている。光源対応光センサ４０は、各光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）から順次時分割で放射される光を電気信号に変換し、発光量の検出信号として出力する、単一の光電変換手段である。

なお、光源対応光センサ４０としては、フォトダイオードやフォトトランジスタを好適に用いることができる。また、光源対応光センサ４０のピーク感度は、赤色光、緑色光、青色光のいずれかに指向性を持つのではなく、各色光をできるだけ均一に検出できるように設計しておくことが望ましい。

外光対応光センサ５０は、表示装置１が外部から受ける光（外光）の強さを検出する光センサであり、外部に露出する形態で配置されている。外光対応光センサ５０は、外光の強さに応じた電気信号（アナログ信号）を出力する。

温度センサ６０は、光源対応光センサ４０の近傍に配置されており、光源対応光センサ４０の温度を検出するようになっている。温度センサ６０は、検出温度に応じた電気信号（アナログ信号）を出力する。

タイミング制御回路７０は、赤・緑・青の各色の表示期間（発光期間）に対応したタイミング信号を生成する。当該タイミング信号は、バックライト２０および液晶表示パネル３０の動作を同期させるように、これらの制御に利用される。なおバックライト２０の制御のための当該タイミング信号としては、赤色の表示期間に対応した赤色オン信号ＲＯＮ、緑色の表示期間に対応した緑色オン信号ＧＯＮ、および青色の表示期間に対応した青色オン信号ＢＯＮが生成される。

［発光駆動装置の詳細構成等について］
また発光駆動装置１０は、第１センサ対応回路１１、第２センサ対応回路１２、第３センサ対応回路１３、レジスタ１４、ＣＡＢＣ対応回路１５、輝度制御部１６、メモリ１７、発光量制御部１８、およびドライバ１９（赤色ドライバ１９Ｒ、緑色ドライバ１９Ｇ、及び、青色ドライバ１９Ｂ）を有している。

第１センサ対応回路１１は、積分回路１１ａ、アナログ／デジタル変換回路１１ｂ、およびフィルタ１１ｃを有している。積分回路１１ａは、光源対応光センサ４０から入力される検出信号（電気信号）を積分してアナログ信号を生成する。アナログ／デジタル変換回路１１ｂは、積分回路１１ａから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。当該変換のなされた信号は、フィルタ１１ｃによって所定のデジタルフィルタ処理が施され、信号Ｓ_BLとして発光量制御部１７に出力される。

このように第１センサ対応回路１１は、光源対応光センサ４０から検出信号（光源ごとの発光量の検出値を表す）が入力される。ここでフィルタ１１ｃは、この検出信号に混入したノイズを除去するように、フィルタ処理を行う。例えばフィルタ１１ｃは、検出信号の高周波数成分を除去するフィルタ処理（ローパスフィルタ処理）を行うようになっており、検出信号に混入したノイズ（例えば、表示装置１の近傍にある蛍光灯の点灯に起因するノイズ等）を除去するようになっている。フィルタ１１ｃが設けられていることにより、ノイズの影響が大きくなる状況（例えば光源の輝度が比較的低く、発光量の検出値が小さい状況）であっても、ノイズを出来るだけ除去して、その影響を小さくすることが可能である。

第２センサ対応回路１２は、アナログ／デジタル変換回路１２ａ、およびフィルタ１２ｂを有している。アナログ／デジタル変換回路１２ａは、温度センサ６０から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。当該変換のなされた信号は、フィルタ１２ｂによって所定のデジタルフィルタ処理が施され、信号Ｓ_TEMPとして発光量制御部１８に出力される。

第３センサ対応回路１３は、アナログ／デジタル変換回路１３ａ、およびフィルタ１３ｂを有している。アナログ／デジタル変換回路１３ａは、外光対応光センサ５０から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。当該変換のなされた信号は、フィルタ１３ｂによって所定のデジタルフィルタ処理が施され、輝度制御部１６に出力される。

レジスタ１４は、例えば表示装置１に設けられている不図示のＣＰＵ［Central Processing Unit］から、バックライト２０の基準とする輝度（基準輝度）を表す信号が入力され、当該基準輝度の情報を格納する。レジスタ１４が格納する情報は、輝度制御部１６に伝送される。

ＣＡＢＣ対応回路１５は、ＣＡＢＣ［Content Adaptive Brightness Control］を可能とするために設けられた回路であり、変換回路１５ａ、アナログ／デジタル変換回路１５ｂ、およびフィルタ１５ｃを有している。

変換回路１５ａは、表示装置１が表示する映像の輝度（映像輝度）を表すＰＷＭ値の信号が入力され、これをアナログ信号に変換する。変換回路１５ａから出力されるアナログ信号は、アナログ／デジタル変換回路１５ｂによってデジタル信号に変換され、フィルタ１５ｃによって所定のデジタルフィルタ処理が施された上で、輝度制御部１６に出力される。

輝度制御部１６は、第３センサ対応回路１３から入力される情報（外光の明るさ）、レジスタ１４から入力される情報（基準輝度）、およびＣＡＢＣ対応回路１５から入力される情報（映像輝度）に基づいて輝度設定値ＬＵＭ（バックライト２０の明るさの目標値に相当する）を決定し、輝度設定値ＬＵＭの情報を発光量制御部１８に出力する。なお輝度設定値ＬＵＭは、バックライト２０の明るさの最大値に対する比率（０〜１００％）を表している。後述の説明で明らかとなるが、バックライト２０の明るさは、輝度設定値ＬＵＭに応じて制御されることになる。

なお輝度制御部１６は、外光の明るさ、基準輝度、および映像輝度のうちの一または複数の情報を反映させ、例えば自動調光やＣＡＢＣが実現されるように、輝度設定値ＬＵＭを決定する。但し輝度設定値ＬＵＭの決定方針などは、様々な形態のものが採用され得るものであり、何れの形態が採用されるかについては特に限定されない。

メモリ１７は、発光量制御パラメータの目標値のデフォルト値を、不揮発的に格納するメモリである。すなわちメモリ１７は、発光量制御パラメータの目標値について、赤色に対応したデフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）＿Ｒ、緑色に対応したデフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）＿Ｇ、および青色に対応したデフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）＿Ｂ（これらを総称して、ＲＥＦ（Ｄ）と称することがある）を格納する。後述する説明によって明らかとなるが、デフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）は、輝度設定値ＬＵＭが１００％のときの、発光量制御パラメータの目標値に相当する。

なおメモリ１７に格納されるデフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）は、予め製品（表示装置１）の個体差などが考慮され、バックライト２０のホワイトバランスを所望の状態とするように、適切に調整されたものとなっている。一例を挙げれば、製品出荷時ないしユーザの調整時において、次のような工程を経て、デフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）がメモリ１７に格納される。

当該工程では、バックライト２０の各光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）を試験的に点灯させた状態で、色座標のモニタリング（測定）が行われる。そしてモニタリングを行いながら、発光量制御パラメータの変更を通じて各光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）の輝度が調節され、所望のホワイトバランスが得られるときの各光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）の発光量制御パラメータが特定される。

その後、当該特定された発光量制御パラメータが、デフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）としてメモリ１７に格納される。なお本実施形態では、デフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）は所望のホワイトバランスが得られる範囲で、バックライト２０の明るさを最大とする値になっている。

発光量制御部１８は、各種信号（Ｓ_BL、Ｓ_TEMP、ＲＯＮ、ＧＯＮ、ＢＯＮ）、並びに、輝度設定値ＬＵＭおよびデフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）の情報が入力され、これらに基づいて発光量制御パラメータを算出し、ドライバ１９に出力する。なお発光量制御部１８のより詳細な構成や動作内容については、改めて説明する。

ドライバ１９は、赤色ドライバ１９Ｒと、緑色ドライバ１９Ｇと、青色ドライバ１９Ｂとを有し、発光量制御部１８において算出された各光源の発光量制御パラメータに基づいて、赤色光源２０Ｒ、緑色光源２０Ｇ、及び、青色光源２０Ｂを順次時分割で発光駆動させる。

なお発光駆動装置１０には、上述した各種要素（１１〜１９）の他、各種センサ（４０、５０、６０）や各光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）に駆動電力を供給するための回路部品などが、設けられていてもよい。

［発光量制御部の詳細構成等について］
次に発光量制御部１８の詳細な構成について説明する。図２は、発光量制御部１８の構成図である。

本図に示すように発光量制御部１８は、補正係数設定回路１０１、各乗算部（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）、セレクタ１０３、第１レジスタ１０４（赤色発光量レジスタ１０４Ｒ、緑色発光量レジスタ１０４Ｇ、及び、青色発光量１０４Ｂの総称）、セレクタ１０５、目標発光量設定回路１０６、演算回路１０７、セレクタ１０８、第２レジスタ１０９（赤色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｒ、緑色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｇ、及び、青色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｂの総称）、セレクタ１１０、およびセレクタ１１１を有している。

補正係数設定回路１０１は、光源対応光センサ４０の温度の検出値を表す信号Ｓ_TEMPに基づいて、光源対応光センサ４０の検出値（発光量の検出値）を補正するための補正係数を設定する。より具体的には、補正係数設定回路１０１は、光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）ごとに予め特定された、温度と補正係数との対応関係を記憶しており、現在の信号Ｓ_TEMPが表す温度に対応した光源ごとの補正係数（Ｃ（Ｒ）、Ｃ（Ｇ）、Ｃ（Ｂ））を設定する。

なお当該補正係数を用いた補正は、光源対応光センサ４０の感度の温度依存による誤差の低減を目的としている。赤色に対応した補正係数Ｃ（Ｒ）の信号は乗算部１０２ａへ、緑色に対応した補正係数Ｃ（Ｇ）の信号は乗算部１０２ｂへ、青色に対応した補正係数Ｃ（Ｂ）の信号は乗算部１０２ｃへ、それぞれ出力される。

セレクタ１０３は、第１センサ対応回路１１の出力端（信号Ｓ_BLが出力される）と、赤色発光量レジスタ１０４Ｒ、緑色発光量レジスタ１０４Ｇ、及び、青色発光量レジスタ１０４Ｂの各入力端のいずれか一と、を順次時分割で接続する。なおセレクタ１０３（セレクタ１０５、１０８、１１０、および１１１についても同様）は、タイミング信号（ＲＯＮ、ＧＯＮ、ＢＯＮ）或いはこのタイミング信号に所定の補正が施された信号に応じて、接続状態を切替えるようになっており、これにより上述した時分割での接続が実現される。

赤色発光量レジスタ１０４Ｒは、第ｋフレームにおける赤色光源２０Ｒの発光時に光源対応光センサ４０で検出された赤色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｒ（ｋ）を、一時的に格納する。緑色発光量レジスタ１０４Ｇは、第ｋフレームにおける緑色光源２０Ｇの発光時に光源対応光センサ４０で検出された緑色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｇ（ｋ）を、一時的に格納する。青色発光量レジスタ１０４Ｂは、第ｋフレームにおける青色光源２０Ｂの発光時に光源対応光センサ４０で検出された青色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｂ（ｋ）を、一時的に格納する。

なお赤色発光量レジスタ１０４Ｒの出力側には乗算部１０２ａが、緑色発光量レジスタ１０４Ｇの出力側には乗算部１０２ｂが、青色発光量レジスタ１０４Ｂの出力側には乗算部１０２ｃが、それぞれ設けられている。これにより赤色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｒ（ｋ）には、赤色に対応した補正係数Ｃ（Ｒ）を乗ずる補正が施される。また緑色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｇ（ｋ）には、緑色に対応した補正係数Ｃ（Ｇ）を乗ずる補正が施される。また青色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｂ（ｋ）には、青色に対応した補正係数Ｃ（Ｂ）を乗ずる補正が施される。

セレクタ１０５は、演算回路１０７の一の入力端と、乗算部１０２ａ、乗算部１０２ｂ、及び乗算部１０２ｃの各出力端のいずれか一と、を順次時分割で接続する。

目標発光量設定回路１０６は、発光量制御パラメータの目標値のデフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）、および輝度設定値ＬＵＭの情報に基づいて、発光量制御パラメータの目標値を算出して設定する。より具体的には、目標発光量設定回路１０６は、次の（１）式に従って、発光量制御パラメータの目標値を算出する。
ＲＥＦ＿Ｒ ＝ ＲＥＦ（Ｄ）＿Ｒ×ＬＵＭ
ＲＥＦ＿Ｇ ＝ ＲＥＦ（Ｄ）＿Ｇ×ＬＵＭ
ＲＥＦ＿Ｂ ＝ ＲＥＦ（Ｄ）＿Ｂ×ＬＵＭ ・・・（１）

但し、ＲＥＦ＿Ｒは赤色に対応した発光量制御パラメータの目標値を、ＲＥＦ＿Ｇは緑色に対応した発光量制御パラメータの目標値を、ＲＥＦ＿Ｂは青色に対応した発光量制御パラメータの目標値を、それぞれ表す。なお以降の説明では、これらの目標値を総称して、目標値ＲＥＦと称することがある。

（１）式から明らかであるように、目標発光量設定回路１０６は、光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）ごとに別個に設定されたデフォルト値ＲＥＦ（Ｄ）に、共通の係数（ＬＵＭ）を乗じたものを、光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）ごとの目標値ＲＥＦとして設定する。

また目標発光量設定回路１０６は、例えば一定の周期ごとに新たな輝度設定値ＬＵＭの情報を用いて目標値ＲＥＦを算出し、目標値ＲＥＦの設定値を更新する。これにより輝度設定値ＬＵＭが変化すると、（１）式における共通の係数が変更され、目標値ＲＥＦが変更される。すなわち目標値ＲＥＦの変更は、当該共通の係数の変更によってなされる。そのため目標発光量設定回路１０６は、光源ごとの目標値（ＲＥＦ＿Ｒ、ＲＥＦ＿Ｇ、ＲＥＦ＿Ｂ）の比率を変えないように、目標値ＲＥＦの変更を行うようになっている。

なお目標発光量設定回路１０６は、タイミング信号（ＲＯＮ、ＧＯＮ、ＢＯＮ）に応じ、各目標値（ＲＥＦ＿Ｒ、ＲＥＦ＿Ｇ、ＲＥＦ＿Ｂ）を、順次時分割で演算回路１０７に出力する。

演算回路１０７は、第１レジスタ１０４の出力（第ｋフレームにおける各色発光量の検出値ＤＥＴ（ｋ））、目標発光量設定回路１０６の出力（現在の目標値ＲＥＦ）、及び、第２レジスタ１０９の出力（第ｋフレームにおいて設定されていた各光源の発光量制御パラメータＰＷＭ（ｋ））に基づいて、第（ｋ＋１）フレームにおいて設定するべき各光源の発光量制御パラメータＰＷＭ（ｋ＋１）を算出する。なお、演算回路１０７のより詳細な構成や動作内容については、改めて説明する。

セレクタ１０８は、演算回路１０７の一の入力端と、赤色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｒ、緑色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｇ、青色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｂの各出力端のいずれか一と、を順次時分割で接続する。

第２レジスタ１０９は、赤色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｒと、緑色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｇと、青色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｂとを有する。赤色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｒは、第ｋフレームにおける赤色光源２０Ｒの発光時に設定されていた発光量制御パラメータＰＷＭ＿Ｒ（ｋ）を一時格納する。緑色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｇは、第ｋフレームにおける緑色光源２０Ｇの発光時に設定されていた発光量制御パラメータＰＷＭ＿Ｇ（ｋ）を一時格納する。青色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｂは、第ｋフレームにおける青色光源２０Ｂの発光時に設定されていた発光量制御パラメータＰＷＭ＿Ｂ（ｋ）を一時格納する。

セレクタ１１０は、演算回路１０７の出力端と、赤色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｒ、緑色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｇ、及び青色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｂの各入力端のいずれか一と、を順次時分割で接続する。

セレクタ１１１は、演算回路１０７の出力端と、赤色ドライバ１１２Ｒ、緑色ドライバ１１２Ｇ、及び、青色ドライバ１１２Ｂの各入力端のいずれか一と、を順次時分割で接続する。

ここで演算回路１０７のより詳細な構成等について説明する。図２に示すように、演算回路１０７は、フィードバック値算出部１０７ａ、および乗算部１０７ｂを有している。

フィードバック値算出部１０７ａは、目標発光量設定回路１０６の出力（現在の目標値ＲＥＦ）を、第１レジスタ１０４の出力（第ｋフレームにおける各色発光量の検出値ＤＥＴ（ｋ））で除算することにより、フィードバック値α（ｋ＋１）を算出する。つまりフィードバック値α（ｋ＋１）は、目標値ＲＥＦと検出値ＤＥＴ（ｋ）との比を表す。発光量の検出値ＤＥＴ（ｋ）が目標値ＲＥＦよりも大きければ、フィードバック値α（ｋ＋１）は１よりも小さくなり、これとは逆に、発光量の検出値ＤＥＴ（ｋ）が目標値ＲＥＦよりも小さければ、フィードバック値α（ｋ＋１）は１よりも大きくなる。

乗算部１０７ｂは、フィードバック値α（ｋ＋１）を、第２レジスタ１０９の出力（第ｋフレームにおいて設定されていた各光源の発光量制御パラメータＰＷＭ（ｋ））に乗算することにより、第（ｋ＋１）フレームにおいて設定するべき各光源の発光量制御パラメータＰＷＭ（ｋ＋１）を算出する。

このようにして、発光量の検出値が目標値ＲＥＦに近づくように、各光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）の発光量のフィードバック制御が実現される。なお演算回路１０７は、発光量制御パラメータＰＷＭ（ｋ＋１）をより適切に算出するため、フィードバック値α（ｋ＋１）に、所定の補正係数を乗算するようになっていても良い。この補正係数は、例えば光源対応光センサ４０の検出ノイズの影響を抑えるように、予め設定されたものである。

ここで表示装置１の動作形態としては、映像等の適切な表示が実現されるように、種々の形態を採用することが可能である。以下、表示装置１の動作形態の例として、第１動作例および第２動作例を順に挙げて説明する。

［第１動作例について］
まず第１動作例について説明する。図３は、表示装置１の第１動作例に関するタイミングチャートであり、上から順に、液晶透過度、赤色オン信号ＲＯＮ、緑色オン信号ＧＯＮ、青色オン信号ＢＯＮ、赤色光源２０Ｒの駆動電流、緑色光源２０Ｇの駆動電流、青色光源２０Ｂの駆動電流、及び、光源対応光センサ４０のセンサ出力（積分値）が描写されている。

第１動作例では、液晶表示パネル３０がフィールドシーケンシャル駆動されており、一のフレーム期間は、赤色画像を出力するＲ期間、緑色画像を出力するＧ期間、及び、青色画像を出力するＢ期間の３つに等分割されている。以下では、赤色光源２０Ｒの発光量制御を代表例に挙げて説明を行うが、緑色光源２０Ｇ、及び、青色光源２０Ｂについても、同様の発光量制御が行われることは言うまでもない。

第ｋフレームのＲ期間において赤色オン信号ＲＯＮがハイレベルに立ち上げられると、演算回路１０７は、赤色光源２０Ｒの点灯に先立ち、第ｋフレームにおいて設定するべき赤色光源２０Ｒの発光量制御パラメータＰＷＭ＿Ｒ（ｋ）を算出する。このとき、演算回路１０７では、第１レジスタ１０４の出力（第（ｋ−１）フレームにおける赤色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｒ（ｋ−１））、目標発光量設定回路１０６の出力（現在の赤色に対応した目標値ＲＥＦ＿Ｒ）、及び、第２レジスタ１０９の出力（第（ｋ−１）フレームにおいて設定されていた赤色光源２０Ｒの発光量制御パラメータＰＷＭ（ｋ−１））が参照される。

また、装置の電源投入時には、第１レジスタ１０４及び第２レジスタ１０９の双方に対して、所定のデフォルト値ＤＥＴ＿Ｒ（０）及びＰＷＭ＿Ｒ（０）を書き込む構成とすればよい。このような構成とすることにより、演算回路１０７では、第１フレームの発光量制御パラメータＰＷＭ＿Ｒ（１）を適切に算出することが可能となる。

なお、演算回路１０７での具体的な算出動作については、先に述べた通りであるので、重複した説明は割愛する。

発光量制御パラメータＰＷＭ＿Ｒ（ｋ）が算出されると、赤色ドライバ１９Ｒは赤色光源２０Ｒを、当該算出の結果に応じたオンデューティで点灯させる。赤色光源２０Ｒが点灯されている間、光源対応光センサ４０からは、赤色光源２０Ｒの発光量に応じた電流信号が出力され、積分回路１１ａの出力電圧値が上昇していく。なお、光源対応光センサ４０のセンサ出力の積分期間は、上記のＲ期間、または、赤色光源２０ＲのＰＷＭの１周期と等しい期間に設定しておけばよい。

その後、赤色光源２０Ｒの消灯時点で得られていた積分回路１１ａの出力電圧値が、第ｋフレームにおける赤色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｒ（ｋ）として、赤色発光量レジスタ１０４Ｒに一時格納される。このように、赤色光源２０Ｒの発光量ＤＥＴ＿Ｒ（ｋ）を検出し、これを赤色発光量レジスタ１０４Ｒに一時格納するまでの一連の動作は、緑色光源２０Ｇの発光開始までに完了される。また、赤色ＰＷＭ値レジスタ１０９Ｒでは、先に算出された発光量制御パラメータＰＷＭ＿Ｒ（ｋ）が一時格納される。上記一連のフローにより、赤色光源２０Ｒの発光サイクルが完了され、続いて緑色光源２０Ｇ、及び、青色光源２０Ｂの選択が待たれる。

以後も上記と同様の動作が繰り返される。すなわち、第（ｋ＋１）フレームのＲ期間において赤色オン信号ＲＯＮがハイレベルに立ち上げられると、演算回路１０７は、赤色光源２０Ｒの点灯に先立ち、第（ｋ＋１）フレームにおいて設定するべき赤色光源２０Ｒの発光量制御パラメータＰＷＭ＿Ｒ（ｋ＋１）を算出する。このとき、演算回路１０７では、第１レジスタ１０４の出力（第ｋフレームにおける赤色発光量の検出値ＤＥＴ＿Ｒ（ｋ））、目標発光量設定回路１０６の出力（現在の赤色に対応した目標値ＲＥＦ＿Ｒ）、及び、第２レジスタ１０９の出力（第ｋフレームにおいて設定されていた赤色光源２０Ｒの発光量制御パラメータＰＷＭ（ｋ））が参照される。

［第２動作例について］
次に第２動作例について説明する。図４は、表示装置１の第２動作例に関するタイミングチャートであり、上から順に、液晶透過度、バックライトオン信号ＯＮ、赤色光源２０Ｒの駆動電流、緑色光源２０Ｇの駆動電流、青色光源２０Ｂの駆動電流、及び、光源対応光センサ４０のセンサ出力（積分値）が描写されている。

第２動作例では、第１動作例とは異なり、液晶表示パネル３０はフィールドシーケンシャル駆動されておらず、赤色光源２０Ｒ、緑色光源２０Ｇ、及び、青色光源２０Ｂは、バックライトオン信号ＯＮがハイレベルに立ち上げられると、一のフレーム期間内で設定された所定の発光期間に集中して、順次時分割で発光駆動される。

言い換えれば、バックライト２０は、一のフレーム期間内に少なくとも一回の消灯期間を有するように疑似インパルス駆動される構成であると言える。このような構成とすることにより、人間の網膜残像効果を解消して、動画の表示性能を向上することが可能となる。

［温度と補正係数との対応関係について］
既に説明した通り補正係数設定回路１０１は、光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）ごとに予め特定された、温度と補正係数（Ｃ（Ｒ）、Ｃ（Ｇ）、Ｃ（Ｂ））との対応関係を記憶している。以下、当該対応関係についてより詳細に説明する。

当該対応関係は、温度変動に伴う光源対応光センサ４０の感度変動のパターンに基づいて、予め決定されている。また当該対応関係は、補正係数を用いた補正によって、光源対応光センサ４０の検出値の誤差（温度変動に伴う光源対応光センサ４０の感度変動に起因した誤差）が低減するように、適切に決定されている。

例えば感度変動のパターンが、温度が高いほど感度が低い側に変動する（よって、発光量の検出値が小さい側に変動する）パターンである場合、当該対応関係は、温度が高いほど補正係数が大きくなるように決定されている。これにより、温度に応じて検出値の変動をキャンセルするように補正係数が設定され、当該検出値の誤差が低減するようになっている。

図５は、温度変動に伴う光源対応光センサ４０の感度変動のパターンを、発光色（赤、緑、青）ごとに表したグラフの一例である。図５において、横軸は光源対応光センサ４０の温度を、縦軸は光源対応光センサ４０の感度を、それぞれ表している。本図に示すように、感度変動のパターンは、発光色によって異なっている。そのため温度と補正係数との対応関係は、発光色ごとの感度変動のパターンに応じて、発光色ごとに（光源ごとに）別個に決定されている。

なお図６は、温度変動に伴う各光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）の輝度変動のパターンを、発光色（赤、緑、青）ごとに表したグラフの一例である。図６において、横軸は各光源の温度を、縦軸は各光源の輝度をそれぞれ表している。図５と図６の比較から明らかな通り、光源対応光センサ４０の感度変動のパターンと、各光源の輝度変動のパターンとは、全く傾向が異なっている。このことから、補正係数（Ｃ（Ｒ）、Ｃ（Ｇ）、Ｃ（Ｂ））を用いた補正は、光源の輝度の温度依存に対応した補正とは全く異なっているといえる。

［その他］
以上に説明した通り、本実施形態に係る発光駆動装置１０は、複数の光源（２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ）の各々を順次時分割で発光駆動させるものであって、光源ごとに別個に設定された目標値ＲＥＦ（発光量の目標値に相当）に応じて、各光源の発光量を制御する第１機能部（発光量制御部）と、目標値ＲＥＦの変更を行う第２機能部（目標値変更部）と、を備えている。そして第２機能部は、光源ごとの目標値ＲＥＦの比率を変えないように、目標値ＲＥＦの変更を行うようになっている。

そのため発光駆動装置１０によれば、装置の規模増大やコストアップを抑えつつ、予め設定されているホワイトバランスが極力維持されるように、バックライトの明るさを変更することが容易となっている。

つまり発光駆動装置１０によれば、光源ごとの目標値ＲＥＦの比率は決まっており、各発光色の目標発光量とバックライト２０の明るさとの対応関係を予め特定しておくことや、当該対応関係の情報を記憶させておくためのメモリ等を設けることを必要とせず、予め設定されているホワイトバランスが極力維持されるように、バックライト２０の明るさを変更することが可能となっている。

なお図７は、輝度設定値ＬＵＭとバックライト２０における色座標（ｘｙ座標）との関係を表すグラフの一例（横軸が輝度設定値ＬＵＭを、縦軸が色座標をそれぞれ表す）である。図７に示すように、輝度設定値ＬＵＭに関わらず、バックライト２０における色座標はほぼ一定となっている。そのため表示装置１では、輝度設定値ＬＵＭを変更しても、バックライト２０のホワイトバランスはほぼ一定に維持される。

また図８は、輝度設定値ＬＵＭとバックライト２０の輝度（明るさ）との関係を表すグラフの一例（横軸が輝度設定値ＬＵＭを、縦軸が輝度をそれぞれ表す）である。図８に示すように、バックライト２０の輝度は、輝度設定値ＬＵＭの変化に応じてほぼ線形的に（リニアに）変化するようになっている。そのため表示装置１は、輝度設定値ＬＵＭの制御を通じ、バックライト２０の輝度のリニア制御が可能となっている。

また表示装置１では、光源の発光が常時発光ではないため、液晶表示パネル３０をフィールドシーケンシャル駆動する際にも好適に用いることができるほか、液晶ディスプレイの動画特性向上させるために、バックライト２０を疑似インパルス駆動させる際にも好適に用いることができる。

また、本実施形態の発光駆動装置１０によれば、各光源の発光周期毎に各々の発光量を検出する方式が採用されているので、バックライト２０の輝度制御に際して、その応答速度を高めることが可能となる。そのため発光駆動装置１０によれば、液晶表示パネルの表示コントラスト比を向上させる技術として注目されているバックライトの局所輝度制御にも、十分に対応することが可能となる。

なお、上記の実施形態では、液晶表示装置のバックライトを発光駆動させる発光駆動装置に本発明を適用した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、その他の用途に供される様々な光源（例えば、有機ＥＬ素子）を発光駆動させる発光駆動装置全般に、広く適用することが可能である。

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、液晶ディスプレイのバックライトや、ＬＥＤ［Light Emitting Diode］或いは有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ［Organic LED］）を用いた照明装置などに好適に利用することが可能な技術である。

１ 表示装置
１０ 発光駆動装置
１１ 第１センサ対応回路
１２ 第２センサ対応回路
１３ 第３センサ対応回路
１４ レジスタ
１５ ＣＡＢＣ対応回路
１６ 輝度制御部
１７ メモリ
１８ 発光量制御部
１９ ドライバ
２０ バックライト
２０Ｒ 赤色光源（赤色ＬＥＤ）
２０Ｇ 緑色光源（緑色ＬＥＤ）
２０Ｂ 青色光源（青色ＬＥＤ）
３０ 液晶表示パネル
４０ 光源対応光センサ
５０ 外光対応光センサ
６０ 温度センサ
７０ タイミング制御回路
１０１ 補正係数設定回路
１０２ａ〜１０２ｃ 乗算部
１０３ セレクタ
１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂ 第１レジスタ
１０５ セレクタ
１０６ 目標発光量設定回路
１０７ 演算回路
１０７ａ フィードバック値算出部
１０７ｂ 乗算部
１０８ セレクタ
１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ 第２レジスタ
１１０ セレクタ
１１１ セレクタ

Claims (15)

1. 複数の光源の各々を順次時分割で発光駆動させる発光駆動装置であって、
   前記光源ごとに別個に設定された発光量の目標値に応じて、前記各光源の発光量を制御する発光量制御部と、
   前記目標値の変更を行う目標値変更部と、を備え、
   前記目標値変更部は、
   前記光源ごとの前記目標値の比率を変えないように、前記変更を行うことを特徴とする発光駆動装置。
2. 前記発光量制御部は、
   前記光源ごとに別個に設定された前記目標値のデフォルト値に共通の係数を乗じたものを、前記光源ごとの前記目標値として設定するものであり、
   前記目標値の変更は、
   前記共通の係数の変更によってなされることを特徴とする請求項１に記載の発光駆動装置。
3. 前記発光量制御部は、
   前記光源ごとの発光量の検出値を表す検出信号を取得し、該発光量の検出値が前記目標値に近づくように、前記各光源の発光量をフィードバック制御するものであり、
   前記検出信号に混入したノイズを除去するフィルタを有していることを特徴とする請求項２に記載の発光駆動装置。
4. 前記検出信号を出力する光センサの温度の検出値を表す情報を取得し、
   前記温度の検出値に基づいて、温度変動に伴う前記光センサの感度変動に起因した誤差を低減させるように、前記発光量の検出値を補正する検出値補正部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の発光駆動装置。
5. 前記検出値補正部は、
   温度変動に伴う前記光センサの感度変動のパターンに応じて前記光源ごとに予め特定された、温度と補正係数との対応関係を記憶しており、
   前記光源ごとの発光量の検出値に、前記温度の検出値に対応する前記補正係数を乗じることで、前記発光量の検出値を補正することを特徴とする請求項４に記載の発光駆動装置。
6. 前記発光量制御部は、
   前記光源ごとに、発光量を設定するための発光量制御パラメータを算出することで、前記各光源の発光量を制御するものであって、
   前記目標値と前記発光量の検出値との比を表すフィードバック値を、前回発光時に対応する前記発光量制御パラメータに乗算することにより、新たな前記発光量制御パラメータを算出するものであり、
   前記フィードバック値に、予め設定されている係数を乗算することを特徴とする請求項３に記載の発光駆動装置。
7. 前記発光量制御パラメータは、前記光源ごとに流れる駆動電流の電流値及びＰＷＭ制御値の、少なくとも一方であることを特徴とする請求項６に記載の発光駆動装置。
8. 複数の光源と、
   前記複数の光源の各々を順次時分割で発光駆動させる請求項１から請求項７の何れかに記載の発光駆動装置と、
   を有することを特徴とする照明装置。
9. 複数の光源と、
   前記複数の光源の各々を順次時分割で発光駆動させる請求項４または請求項５に記載の発光駆動装置と、
   前記光源ごとの発光量の検出信号を出力する光センサと、
   前記光センサの温度を検出する温度センサと、
   を有することを特徴とする照明装置。
10. 前記複数の光源は、互いに異なる発光色を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の照明装置。
11. 前記複数の光源は、いずれも発光ダイオードであることを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
12. 前記複数の光源は、いずれも有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
13. 液晶表示パネルと、
    前記液晶表示パネルを照明する請求項８から請求項１２の何れかに記載の照明装置と、
    を有することを特徴とする表示装置。
14. 前記液晶表示パネルは、フィールドシーケンシャル駆動されることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記照明装置は、一のフレーム期間内に少なくとも一回の消灯期間を有するように疑似インパルス駆動されることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。

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