JP2014071204A - 表示装置及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】バックライトの発光輝度を精度良く検出することができ、ひいては、バックライトの発光輝度を一定に維持することのできる技術を提供する。
【解決手段】本発明の表示装置は、光を発するバックライトと、バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過することにより、画面上に画像を表示する表示パネルと、バックライトの発光面上の輝度を検出する輝度センサと、画面の領域のうち、輝度センサが設けられた位置に対応する対応領域に表示される画像の明るさに基づいて、輝度センサで検出された輝度である検出輝度を補正する補正手段と、補正手段による補正後の検出輝度が所定の目標値と一致するように、バックライトの発光輝度を制御する制御手段と、を有し、補正手段は、対応領域に表示される画像が暗いときに、対応領域に表示される画像が明るいときよりも大きい低下量で検出輝度を低下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置及びその制御方法に関する。
液晶表示装置は、液晶パネルの光透過性を利用した表示装置であり、液晶パネル背面に設置されたバックライトから出射された光を、液晶パネルで透過・遮断することで画像を表示する。
一般的な透過型液晶パネルでは、２枚のガラス基板モジュール上に形成されている透明導電膜間に電圧を印加することにより、両基板間に設けられた液晶層内の液晶の配列が制御される。透過型液晶パネルは、液晶層と、液晶層の表と裏に設置された偏光板及び配光膜との働きにより、液晶シャッターとして機能する。バックライトから発せられた光の多くは配光膜や偏光板により吸収されるため、光利用効率は数％と低い。光利用効率は、例えば、バックライトから発せられる光に対する、液晶パネルを透過する光の割合である。
しかし、近年では、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）シャッター方式や散乱型方式などの液晶パネルのように、光利用効率の高い液晶パネルが開発されている。例えば、高分子材料中にネマティック液晶の小粒子を分散させた高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いた液晶パネルがある。高分子分散型液晶では、高分子材料とネマティック液晶の屈折率差が電圧によって制御される。屈折率差を制御することにより、散乱／非散乱状態が切り替えられる。即ち、屈折率差を制御することにより、高分子分散型液晶は、液晶シャッターとして機能する。そのため、そのような液晶パネルでは、偏光板や配光膜が不要となり、６０〜８０％程度と非常に高い光利用効率を得ることができる。
バックライトでは、光源として、複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）が使用されている。光源として使用するＬＥＤは、例えば、Ｗ（白色）の白色ＬＥＤや、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）のカラーＬＥＤがある。
ＬＥＤの発光輝度や発光色の調整方法には、印加する電流値や電圧値を制御する方法（ＰＨＭ制御）、電流や電圧の印加時間（即ち、ＬＥＤの発光期間）を制御する方法（ＰＷＭ制御）、ＰＨＭ制御とＰＷＭ制御の両方を行う方法などがある。ＰＨＭ制御やＰＷＭ制御を行うことにより、所望の発光輝度の光や所望の色（ホワイトバランス）の光を得ることができる。
しかしながら、ＬＥＤは、その温度特性や経年劣化によって輝度が変化する。また、ＬＥＤには個体差があるため、同じ条件で複数のＬＥＤを駆動した場合、ＬＥＤ間で発光輝度が異なってしまう。そこで、バックライトの発光輝度を一定に維持するため、バックライト筐体内に設置した輝度センサを用いて、バックライトの発光輝度をフィードバック制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２）。
バックライトの発光輝度が一定に維持されるようにフィードバック制御するためには、バックライトの発光輝度（ＬＥＤの出射光量）を正しく検出する必要がある。
しかしながら、バックライト筐体内の輝度センサでは、バックライト（ＬＥＤ）からの直接光と、液晶パネルからの戻り光（液晶パネルで反射して戻ってきた反射光、液晶パネル内で伝播、散乱して戻ってきた散乱光等）とを含んだ光が検出されてしまう。
一般的な透過型液晶パネルでは、バックライトからの光の多くが偏光板や配光膜によって吸収されるため、液晶パネルからの戻り光は微小であり、輝度センサで検出された輝度が戻り光の輝度を含んでいることを無視しても、大きな問題はない。
しかしながら、光利用効率の高い液晶パネルでは、偏光板や配光膜が無いため、輝度センサで検出された光における戻り光の割合が増加する。さらに、表示する画像に応じた液晶の配光状態（例えば、透過状態や遮断状態）によって、液晶パネルからの散乱光が大きく変動するため、上記戻り光の割合も大きく変動する。つまり、バックライトの発光輝度が変動していなくても、表示する画像によって、輝度センサで取得される輝度値が変動してしまう。そのため、光利用効率の高い液晶パネルでは、輝度センサで検出された輝度が戻り光の輝度を含んでいること無視することはできない。
上述した従来の技術では、液晶パネルからの戻り光については考慮されていないため、バックライトの発光輝度（ＬＥＤの出射光量）を精度良く検出することができない。特に、光利用効率の高い液晶パネルを有する液晶表示装置において、バックライトの発光輝度を精度良く検出することができない。そのため、正確なフィードバック制御をすることができず、バックライトの発光輝度を一定に維持することができないことがある。
特開２００６−２７８１０７号公報 特開２００６−２７６７２５号公報
本発明は、バックライトの発光輝度を精度良く検出することができ、ひいては、バックライトの発光輝度を一定に維持することのできる技術を提供することを目的とする。
本発明の表示装置は、
光を発するバックライトと、
前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過することにより、画面上に画像を表示する表示パネルと、
前記バックライトの発光面上に設けられた、前記発光面上の輝度を検出する輝度センサと、
前記画面の領域のうち、前記輝度センサが設けられた位置に対応する対応領域に表示される画像の明るさに基づいて、前記輝度センサで検出された輝度である検出輝度を補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の検出輝度が所定の目標値と一致するように、前記バックライトの発光輝度を制御する制御手段と、
を有し、
前記表示パネルは、前記バックライトからの光の少なくとも一部を前記バックライト側へ戻す特性であって、前記画面の領域のうち、暗い画像が表示される領域において、明るい画像が表示される領域よりも大きい光量の光を前記バックライト側へ戻す特性を有しており、
前記補正手段は、前記バックライト側へ戻される光による前記検出輝度の変化が補正されるように、前記対応領域に表示される画像が暗いときに、前記対応領域に表示される画像が明るいときよりも大きい低下量で前記検出輝度を低下させる
ことを特徴とする。
本発明の表示装置の制御方法は、
光を発するバックライトと、
前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過することにより、画面上に画像を表示する表示パネルと、
前記バックライトの発光面上に設けられた、前記発光面上の輝度を検出する輝度センサと、
を有する表示装置の制御方法であって、
前記画面の領域のうち、前記輝度センサが設けられた位置に対応する対応領域に表示される画像の明るさに基づいて、前記輝度センサで検出された輝度である検出輝度を補正する補正ステップと、
前記補正ステップによる補正後の検出輝度が所定の目標値と一致するように、前記バックライトの発光輝度を制御する制御ステップと、
を有し、
前記表示パネルは、前記バックライトからの光の少なくとも一部を前記バックライト側へ戻す特性であって、前記画面の領域のうち、暗い画像が表示される領域において、明るい画像が表示される領域よりも大きい光量の光を前記バックライト側へ戻す特性を有しており、
前記補正ステップでは、前記バックライト側へ戻される光による前記検出輝度の変化が補正されるように、前記対応領域に表示される画像が暗いときに、前記対応領域に表示される画像が明るいときよりも大きい低下量で前記検出輝度が低下される
ことを特徴とする。
本発明によれば、バックライトの発光輝度を精度良く検出することができ、ひいては、バックライトの発光輝度を一定に維持することができる。
実施例１，２に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図 実施例１に係る基準ＰＷＭ制御値テーブルの一例を示す図 実施例１に係る基準検出輝度テーブルの一例を示す図 実施例１に係るバックライトの構成の一例を示す図 実施例１に係る表示部とバックライトの断面を模式的に示す図 実施例１に係るフィードバック制御の一例を示すフローチャート 実施例１に係る補正係数テーブルの一例を示す図 実施例２に係るバックライトの構成の一例を示す図 実施例２に係る補正係数テーブルの一例を示す図 実施例２に係るフィードバック制御の一例を示すフローチャート
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の機能、相対配置などは特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した構成や部品についての機能、形状などは特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものとする。
＜実施例１＞
本発明の実施例１に係る表示装置及び制御方法について説明する。
図１は、実施例１に係る表示装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。
ＣＰＵ１０１には、ＲＯＭおよびＲＡＭが接続されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして用い、表示装置１００全体の
動作を制御する。
入力部１０２は、不図示の画像出力装置から入力された画像データ（入力画像信号）をデコードし、デコード後の画像データを画像処理部１０３へ出力する。
画像処理部１０３は、入力部１０２から入力された画像データを、必要に応じて画像処理（高画質化処理など）を施して、表示部１０５へ出力する。
また、画像処理部１０３は、レベル解析部１０４を有する。
レベル解析部１０４は、入力部１０２から入力された画像データの特徴量を取得する。特徴量は、画像の明るさを表す値であり、例えば、画像データの画素値（各画素の画素値、画素値の代表値など）や輝度値（各画素の輝度値、輝度値の代表値など）などである。代表値は、例えば、最大値、最小値、最頻値、中間値、平均値などである。本実施例では、特徴量として、平均輝度値（ＡＰＬ：Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ）が取得される。画像処理部１０３（レベル解析部１０４）は、取得した特徴量を検出値補正部１０７へ出力する。
なお、特徴量は、画像データを解析することにより取得されてもよいし、外部から取得されてもよい。
なお、レベル解析部１０４は、画像処理部１０３とは別に設けられていていてもよい。レベル解析部１０４は、検出値補正部１０７内に設けられていてもよい。
表示部１０５は、後述するバックライト１０９からの光を、入力画像信号に基づく透過率（画像処理部１０３から入力された画像データに応じた透過率）で透過することにより、画面上に画像を表示する表示パネルである。表示部１０５は、例えば、液晶パネルである。
なお、表示部１０５は、液晶パネルに限らない。光を透過して画像を表示する表示パネルであれば、どのような表示パネルであってもよい。
センサ部１０６は、輝度センサと温度センサを有する。センサ部１０６（輝度センサと温度センサ）はバックライト１０９の発光面上に設けられている。輝度センサは、バックライト１０９の発光面上の輝度を検出する。温度センサは、輝度センサ周辺の温度を検出する。センサ部１０６は、検出値（輝度センサで検出された輝度（検出輝度）、及び、温度センサで検出された温度（検出温度））を、検出値補正部１０７に出力する。
検出値補正部１０７は、画面の領域のうち、輝度センサが設けられた位置に対応する対応領域に表示される画像の明るさに基づいて、検出輝度を補正する。具体的には、検出値補正部１０７は、画像処理部１０３から入力された特徴量に基づいて、センサ部１０６から入力された検出輝度を補正する。そして、検出値補正部１０７は、補正後の検出輝度（補正後検出輝度）をバックライト制御部１０８へ出力する。検出輝度の補正方法の詳細については、後述する。
なお、検出値補正部１０７は、温度センサの検出温度に基づいて、輝度センサの温度特性（温度による検出輝度の変化）を考慮して、検出輝度を補正してもよい。
バックライト制御部１０８は、バックライト１０９の発光輝度が一定に維持されるように、バックライト１０９の発光輝度を制御する。具体的には、バックライト制御部１０８は、補正後検出輝度が所定の目標値と一致するように、バックライト１０９の発光輝度（ＰＷＭ制御値）を制御する。より具体的には、バックライト制御部１０８は、ＰＷＭ制御値の基準値である基準ＰＷＭ制御値と、上記所定の目標値である基準検出輝度をＲＯＭから読み出す。そして、バックライト制御部１０８は、基準ＰＷＭ制御値、基準検出輝度、及び補正後検出輝度に基づいて、ＰＷＭ制御値を決定し、決定したＰＷＭ制御値をバックライト１０９へ出力する。
なお、バックライト制御部１０８は、温度センサの検出温度に基づいて、輝度センサの
温度特性（温度による発光輝度の変化）を考慮して、ＰＷＭ制御値を制御してもよい。
バックライト１０９は、バックライト制御部１０８から入力されたＰＷＭ制御値に応じた発光輝度で光を発する。
なお、本実施例では、バックライト１０９は、画面を分割して得られる分割領域毎に発光輝度を制御可能な構成を有するものとするが、これに限らない。バックライト１０９は、部分的に発光輝度を変更することができない構成（バックライト全体の発光輝度のみ制御可能な構成）を有していてもよい。
図２は、ＲＯＭに予め格納されている基準ＰＷＭ制御値テーブルの一例を示す図である。基準ＰＷＭ制御値テーブルは、分割領域毎に基準ＰＷＭ制御値を表すテーブルである。分割領域毎の基準ＰＷＭ制御値は、表示装置の製造段階において、画面内でバックライト１０９からの光の輝度が均一になるように決定された値である。
図３は、ＲＯＭに予め格納されている基準検出輝度テーブルの一例を示す図である。基準検出輝度テーブルは、分割領域毎に基準検出輝度を表すテーブルである。基準検出輝度は、分割領域毎の基準ＰＷＭ制御値に従ってバックライト１０９を発光させたときの検出輝度である。
バックライト制御部１０８は、分割領域毎に、その分割領域の基準ＰＷＭ制御値と基準検出輝度を用いて、当該分割領域のＰＷＭ制御値を決定する。そして、バックライト制御部１０８は、分割領域毎に、決定したＰＷＭ制御値でバックライト１０９（バックライト１０９の光源）を駆動する。
なお、補正後検出輝度の目標値は固定値であってもよいし、変更可能な値であってもよい。例えば、表示装置１００は、補正後検出輝度の目標値が互いに異なる複数のモード（画質モード）を有していてもよい。そして、補正後検出輝度が、設定されたモードに対応する目標値と一致するように、発光輝度（ＰＷＭ制御値）が制御されてもよい。
また、ＰＷＭ制御値を更新するタイミングは、どのようなタイミングであってもよい。例えば、所定時間おきにＰＷＭ制御値の更新が行われてもよい。本実施例では、バックライト制御部１０８に、画像処理部１０３が表示部１０５に画像データを出力する際の垂直同期信号が入力される。そして、バックライト制御部１０８は、垂直同期信号の入力に応じてＰＷＭ制御値を更新する。つまり、ＰＷＭ制御値は、表示する画像のフレーム毎に更新される。
図４は、バックライト１０９の構成の一例を示す図である。
本実施例では、バックライト１０９は、光源としてＷ（白色）ＬＥＤ４０１を有する。具体的には、バックライト１０９は、分割領域４０２毎に、４個のＷＬＥＤ４０１を有する。図４の例では、画面が、水平方向１０個×垂直方向６個の計６０個の分割領域に分割されている。また、バックライト１０９は、水平方向２個×垂直方向２個の分割領域毎に、センサ部４０３（センサ部１０６；輝度センサと温度センサ）を有する。１個のセンサ部４０３の検出値は、当該センサ部４０３に対応する４個の分割領域に対応付けられる。
なお、バックライト１０９の光源はＬＥＤに限らない。光源として、例えば、有機ＥＬ素子や冷陰極管などが使用されてもよい。また、１個の分割領域に対応する光源の数は４個に限らない。１個の分割領域に対応する光源の数は、１個、３個、５個など、４個より多くても少なくてもよい。
なお、分割領域の数は６０個に限らない。分割領域の数は、水平方向５個×垂直方向３個の計１５個、水平方向２０個×垂直方向１２個の計２４０個など、６０個より多くても少なくてもよい。また、分割領域は、画面をマトリクス状に分割して得られるものに限らない。
表示部１０５は、バックライト１０９からの光の少なくとも一部をバックライト側へ戻す特性を有する。ここでは、表示部１０５からバックライト１０９側へ戻される光を“戻り光”と呼ぶ。
センサ部４０３の輝度センサでは、ＷＬＥＤ４０１からの直接光と、表示部１０５からの戻り光との合成光の輝度が検出される。具体的には、領域４０４内にあるＷＬＥＤからの直接光と、表示部１０５の領域４０５からの反射光との合成光の輝度が検出される。領域４０４は、画面と平行な面において輝度センサの位置を中心とする半径Ｒの領域である。領域４０５は、画面と平行な面において輝度センサの位置を中心とする半径ｒの領域である。
図５（ａ），５（ｂ）は、表示部１０５とバックライト１０９の断面を模式的に示す図である。本実施例では、表示部１０５の１画素は、表示する色が互いに異なる複数のサブピクセルからなる。図５（ａ），５（ｂ）は、１サブピクセル分の表示部１０５の構成を示す。
表示部１０５は、ガラス基板５０１、ガラス基板５０１上に設けられた１対の対向電極５０２、対向電極上に設けられたカラーフィルター５０３、及び、対向電極に挟持された液晶層５０４を有する。また、黒表示などの低輝度の表示を行う際に、表示面からの入射光が散乱され、且つ、表示装置内部からの出射光が遮られるように、カラーフィルター５０３上に偏光板５０５が設けられている。
画像を表示する際には、画像データ（画像信号）に応じた電圧が対向電極５０２に印加される。
図５（ａ）は、対向電極５０２に電圧を印加しないとき（以下、電源ＯＦＦ）の状態を示し、図５（ｂ）は、対向電極５０２に電圧を印加したとき（以下、電源ＯＮ）の状態を示している。
図５（ａ）のように、電源ＯＦＦ時には、液晶層５０４内の液晶分子５０６が様々な方向に向いている。そのため、ＬＥＤ４０１からの光（入射光５０７）は散乱し、その散乱光は戻り光５０８として表示部１０５のバックライト１０９側から出射される。
図５（ｂ）のように、電源ＯＮ時には、液晶分子５０６が電極に対して垂直に配向するため、入射光５０７は散乱せずに液晶層５０４を透過し、出射光５０９として画面から出射される。
図５（ａ），５（ｂ）から、電源ＯＦＦ時には戻り光を含む光が輝度センサで検出されることがわかる。また、実際には、表示部１０５の状態は、電源ＯＮと電源ＯＦＦの２状態ではない。表示部１０５では、画像データに応じて電圧の印加量が制御される。それにより、液晶分子５０６の配向度合いが制御され、表示部１０５の透過率（出射光５０９／入射光５０７）が制御される。そのため、表示する画像データに依って戻り光の光量が変動し、輝度検出値が変動する。
具体的には、画面の領域のうち、暗い画像が表示される領域において、明るい画像が表示される領域よりも大きい光量の光がバックライト側へ戻される。
そこで、本実施例では、戻り光による検出輝度の変化が補正されるように、検出輝度を補正する。
図６は、本実施例に係るフィードバック制御の一例を示すフローチャートである。
まず、センサ部４０３の輝度センサが、ＰＷＭ制御値の更新後のタイミングで、輝度を検出する（Ｓ６０１）。本実施例では、上述したように、バックライト制御部１０８は、画像処理部１０３が表示部１０５に画像データを出力する際の垂直同期信号のタイミングで、ＰＷＭ制御値を更新し、ＬＥＤ駆動する。輝度センサは、ＬＥＤが駆動された後、Ｌ
ＥＤを駆動する駆動電圧が安定したタイミングで輝度を検出する。
次に、レベル解析部１０４が、輝度センサ毎に、その輝度センサの対応領域に表示される画像の明るさとして、当該画像の特徴量を取得する（Ｓ６０２）。本実施例では、対応領域に表示される画像のＡＰＬが取得される。対応領域は、検出輝度に影響を与える戻り光が生じる領域（図４の半径ｒの領域４０５）として設定される領域である。本実施例では、輝度センサが設けられた位置を中心とする円形の領域が、対象領域として設定される。
なお、対応領域のサイズは固定値であってもよいし、変更可能な値であってもよい。例えば、図４の半径ｒは、バックライト１０９の発光輝度が高いほど拡大される。そのため、前述の画質モード毎に、対応領域が予め定められていることが好ましい。例えば、目標値が１００ｃｄ／ｍ２と低い画質モードに対して半径ｒ１の対象領域が関連付けられ、目標値が５００ｃｄ／ｍ２と高い画質モードに対して半径ｒ２（＞ｒ１）の対応領域が関連付けられた対応領域情報がＲＯＭに予め格納されていることが好ましい。そして、レベル解析部１０４において、設定されている画質モードに関連付けられた対象領域が設定されることが好ましい。それにより、設定されている画質モードに対応する目標値が高いときに、設定されている画質モードに対応する目標値が低いときよりもサイズが大きい対応領域が設定される。このような構成とすることにより、対象領域として、検出輝度に影響を与える戻り光が生じる領域を正確に設定することができ、ひいては、戻り光による検出輝度の変化をより精度良く補正することができる。
なお、対応領域の形状は、円形でなくてもよい。対応領域の形状は、例えば、多角形（四角形など）であってもよい。また、対応領域の中心位置と、輝度センサが設けられた位置とは一致していなくてもよい。
そして、検出値補正部１０７が、輝度センサ毎に、Ｓ６０２で取得された特徴量に対応する補正係数を用いて、Ｓ６０１で検出された輝度（検出輝度）を補正する（Ｓ６０３）。本実施例では、式１を用いて検出輝度が補正される。

（補正後検出輝度）＝（検出輝度）×（補正係数） ・・・（式１）

図７に、検出輝度を補正するために使用される補正係数テーブルの一例を示す。補正係数テーブルは、特徴量毎に補正係数を表すテーブル（または関数）である。図７の例では、検出輝度に対する戻り光５０８の影響を考慮し、ＡＰＬの取りうる範囲の中間値（中間階調値）での補正係数を１．０として、ＡＰＬの値が低いほど小さい補正係数が設定されている。そのため、本実施例では、対応領域に表示される画像が暗いときに、対応領域に表示される画像が明るいときよりも大きい低下量で検出輝度が低下される。これは、暗い画像が表示されるときのほうが、明るい画像が表示されるときよりも戻り光の光量が大きいためである。
なお、本実施例では、検出輝度に補正係数を乗算する構成としたが、補正方法はこれに限らない。対応領域に表示される画像が暗いときに、対応領域に表示される画像が明るいときよりも大きい低下量で検出輝度が低下されれば、検出輝度はどのように補正されてもよい。例えば、検出輝度に、取得された特徴量に応じた補正値を加減算する構成であってもよい。
次に、バックライト制御部１０８が、分割領域毎に、基準ＰＷＭ制御値と基準検出輝度をＲＯＭから読み出す（Ｓ６０４）。
そして、バックライト制御部１０８が、分割領域毎に、基準ＰＷＭ制御値、基準検出輝度、及び、補正後検出輝度を用いて、ＰＷＭ制御値を算出する（Ｓ６０５）。本実施例では、式２を用いてＰＷＭ制御値が算出される。

（ＰＷＭ制御値）＝
（基準ＰＷＭ制御値）×（（基準検出輝度）／（補正後検出輝度））
・・・（式２）

次に、バックライト制御部１０８が、分割領域毎に、Ｓ６０５で算出されたＰＷＭ制御値を用いて、バックライト１０９のＬＥＤを駆動する（Ｓ６０６）。
以上述べたように、本実施例によれば、画像の明るさに依って戻り光の光量が変化することを考慮して、輝度センサの検出輝度が補正される。それにより、バックライトの発光輝度（バックライトから輝度センサに直接入力される光の輝度）を精度良く検出することができる。そして、補正後の検出輝度に基づいてバックライトの発光輝度が制御されるため、バックライトの発光輝度を一定に維持することができる。
＜実施例２＞
実施例２では、バックライトの光源として、発する光の色（発光色）が互いに異なる複数の光源を用いた場合の例を説明する。
図８は、実施例２に係るバックライト１０９の構成の一例を示す図である。
本実施例では、バックライト１０９は、光源として、Ｒ（赤色）ＬＥＤ８０１、Ｇ（緑色）ＬＥＤ８０２、Ｂ（青色）ＬＥＤ８０３の３種類のカラーＬＥＤを有する。具体的には、バックライト１０９は、分割領域４０２毎に、マトリクス状に配置された４個のカラーＬＥＤ（１個のＲＬＥＤ８０１、２個のＧＬＥＤ８０２、１個のＢＬＥＤ８０３）を有する。
センサ部８０４（センサ部１０６）は、輝度センサと温度センサを有する。本実施例では、輝度センサは、光源の発光色毎に、バックライト１０９の発光面上の輝度を検出する。輝度センサは、例えば、フォトダイオードと、各色の光学フィルタとを組み合わせた構造を有するカラーセンサである。
なお、光源は、ＲＬＥＤ、ＧＬＥＤ、ＢＬＥＤに限らない。例えば、光源として、Ｙ（黄色）ＬＥＤが使用されてもよい。
本実施例では、光源が発する光の色毎に、対応領域に表示される画像の当該色の明るさに基づいて、当該色の検出輝度が補正される。
レベル解析部１０４は、発光色毎に、対応領域に表示される画像の当該発光色の明るさを表す特徴量を取得する。具体的には、レベル解析部１０４は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの色（色成分）のそれぞれについて、入力された画像データから、対応領域に表示される画像のヒストグラムを生成する。本実施例では、Ｒ値のヒストグラム、Ｇ値のヒストグラム、Ｂ値のヒストグラムが生成される。そして、レベル解析部１０４は、色毎に、ヒストグラムを用いて、特徴量として平均階調値を算出する。本実施例では、特徴量として、Ｒ値の平均値、Ｇ値の平均値、Ｂ値の平均値が算出される。
そして、検出値補正部１０７は、発光色毎に、その発光色の特徴量（レベル解析部１０４で取得された特徴量）に基づいて、当該発光色の検出輝度を補正する。
ところで、発光色が互いに異なるカラーＬＥＤ間で、ＬＥＤが発する光のスペクトル特性、及び、発光強度は互いに異なる。
その結果、発光色が互いに異なるカラーＬＥＤ間で、表示部１０５での光吸収量及び散乱条件が互いに異なることとなり、検出輝度に影響を与える戻り光が生じる領域（画面上の領域）も互いに異なることとなる。
そのため、発光色毎に異なるサイズの対応領域が設定されることが好ましい。例えば、本実施例では、標準の白色光を実現するために、発光強度の比が、ＧＬＥＤ：ＲＬＥＤ：ＢＬＥＤ＝６：３：１とされる。そして、ｒ＿Ｂ＜ｒ＿Ｒ＜ｒ＿Ｇとなるように、発光色
毎の対応領域が設定される。ｒ＿Ｒは、Ｒに対応する対応領域である。ｒ＿Ｇは、Ｇに対応する対応領域である。ｒ＿Ｂは、Ｂに対応する対応領域である。このような構成とすることにより、発光色毎に、対象領域として、検出輝度に影響を与える戻り光が生じる領域を正確に設定することができ、ひいては、戻り光による検出輝度の変化をより精度良く補正することができる。
また、表示部１０５での散乱特性は、液晶層５０４の温度特性に依って変化する。そのため、表示部１０５の温度に依って戻り光の光量が変動し、輝度検出値が変動する。
具体的には、散乱型液晶に用いられる高分子は温度が高くなると光を透過しにくくなる特性がある。表示部１０５がそのような材料を用いた表示パネルである場合には、画面の領域のうち、温度が高い領域において、温度が低い領域よりも大きい光量の光がバックライト側へ戻される。
そこで、本実施例では、温度センサの検出温度に応じて、補正係数を変更する。具体的には、検出温度が高いときに、検出温度が低いときよりも補正係数が小さくなるように定められた複数の補正係数（複数の検出温度に対応する複数の補正係数）が、予めＲＯＭに格納されている。そして、検出値補正部１０７では、検出温度に基づいて、上記複数の補正係数から、使用する補正係数を決定する。それにより、温度センサで検出された温度が高いときに、温度センサで検出された温度が低いときよりも大きい低下量で検出輝度が低下される。
なお、基準温度Ｔｃに対応する補正係数のみが予め用意されていてもよい。そして、基準温度Ｔｃに対応する補正係数と、検出温度とから、使用する補正係数が算出されてもよい。
なお、表示装置内の温度（バックライトの温度など）は、バックライトの発光輝度に応じて変化する。即ち、表示装置内の温度は、補正後検出輝度の目標値に応じて変化する。そのため、検出輝度の目標値に応じて、補正係数が変更されてもよい。
図９（ａ）〜９（ｃ）は、温度Ｔ＝２０℃、４０℃、６０℃に対応する補正係数テーブルの一例を示す図である。本実施例では、補正係数テーブルは、特徴量毎に、Ｒ用の補正係数、Ｇ用の補正係数、Ｂ用の補正係数を表す。
フィードバック制御時には、温度センサにより輝度センサ周辺の温度が検出される。そして、検出値補正部１０７により、発光色毎に、検出された温度（検出温度）、取得された特徴量、補正係数テーブルに基づいて、検出輝度の補正のために使用する補正係数が算出される。本実施例では、式３に示すように、線形補間処理によって補正係数が算出される。

（センサ補正係数）
＝（（Ｃｂ−Ｃａ）／（Ｔｂ−Ｔａ））×（Ｔｐ−Ｔａ）＋Ｃａ
・・・（式３）

ここで、Ｔｐは検出温度である。Ｔａは、複数の補正係数テーブルに対応する複数の温度のうちＴｐより低い温度である。Ｔｂは、複数の補正係数テーブルに対応する複数の温度のうちＴｐより高い温度である。Ｃａは、Ｔａに対応する補正係数テーブルの、取得された特徴量に対応する補正係数である。Ｃｂは、Ｔｂに対応する補正係数テーブルの、取得された特徴量に対応する補正係数である。
なお、Ｔａ、Ｔｂは、Ｔｐに最も近い温度であることが好ましい。
なお、Ｔｐに対応する補正係数テーブルが用意されている場合には、その補正係数テーブルの補正係数を、検出輝度の補正のために使用する補正係数として取得すればよい。
図１０は、本実施例に係るフィードバック制御の一例を示すフローチャートである。
まず、センサ部８０４の輝度センサが、ＰＷＭ制御値の更新後のタイミングで、Ｒ、Ｇ、Ｂの光の輝度を検出する（Ｓ１００１）。また、このとき、センサ部８０４の温度センサが温度を検出する。
そして、レベル解析部１０４が、輝度センサ毎に、その輝度センサに表示される画像の、Ｒ、Ｇ、Ｂの明るさとして、当該画像のＲ、Ｇ、Ｂの特徴量を取得する（Ｓ１００２）。本実施例では、特徴量として、Ｒ値の平均値、Ｇ値の平均値、Ｂ値の平均値が取得される。
次に、検出値補正部１０７が、輝度センサ毎に、上述した方法でＲ、Ｇ、Ｂの補正係数（Ｒ補正係数、Ｇ補正係数、Ｂ補正係数）を決定する。そして、検出値補正部１０７は、輝度センサ毎に、上記決定したＲ、Ｇ、Ｂの補正係数を用いて、Ｓ１００１で検出されたＲ、Ｇ、Ｂの輝度（Ｒ検出輝度、Ｇ検出輝度、Ｂ検出輝度）を補正する（Ｓ１００３）。本実施例では、式４−１〜４−３を用いて検出輝度が補正される。

（補正後Ｒ検出輝度）＝（Ｒ検出輝度）×（Ｒ補正係数） ・・・（４−１）
（補正後Ｇ検出輝度）＝（Ｇ検出輝度）×（Ｇ補正係数） ・・・（４−２）
（補正後Ｂ検出輝度）＝（Ｂ検出輝度）×（Ｂ補正係数） ・・・（４−３）
そして、Ｓ１００４〜Ｓ１００６において、バックライト制御部１０８により、発光色毎に、補正後の検出輝度が、その発光色に対応する目標値と一致するように、当該発光色に対応する光源の発光輝度が制御される。
Ｓ１００４では、バックライト制御部１０８が、分割領域毎に、Ｒ、Ｇ、Ｂの基準ＰＷＭ制御値と、Ｒ、Ｇ、Ｂの基準検出輝度（基準Ｒ検出輝度、基準Ｇ検出輝度、基準Ｂ検出輝度）とを、ＲＯＭから読み出す。
Ｓ１００５では、バックライト制御部１０８が、分割領域毎に、基準ＰＷＭ制御値、基準検出輝度、及び、補正後検出輝度を用いて、ＰＷＭ制御値を算出する。本実施例では、式５−１〜５−３を用いて、Ｒ、Ｇ、ＢのＰＷＭ制御値が算出される。

（ＲのＰＷＭ制御値）＝
（Ｒの基準ＰＷＭ制御値）×（（補正後Ｒ発光輝度）／（基準Ｒ発光輝度））
・・・（式５−１）
（ＧのＰＷＭ制御値）＝
（Ｇの基準ＰＷＭ制御値）×（（補正後Ｇ発光輝度）／（基準Ｇ発光輝度））
・・・（式５−２）
（ＢのＰＷＭ制御値）＝
（Ｂの基準ＰＷＭ制御値）×（（補正後Ｂ発光輝度）／（基準Ｂ発光輝度））
・・・（式５−３）

Ｓ１００６では、バックライト制御部１０８が、分割領域毎に、Ｓ１００５で算出されたＰＷＭ制御値を用いて、バックライト１０９のＬＥＤを駆動する。具体的には、ＲのＰＷＭ制御値を用いてＲＬＥＤが駆動され、ＧのＰＷＭ制御値を用いてＧＬＥＤが駆動され、ＢのＰＷＭ制御値を用いてＢＬＥＤが駆動される。
以上述べたように、本実施例によれば、バックライトの光源が発する光の色毎に、その色の光の発光面上の輝度が検出される。そして、バックライトの光源が発する光の色毎に、その色の画像の明るさに基づいて、当該色の検出輝度が補正される。それにより、バックライトが、発光色が互いに異なる複数の光源を有する場合に、各光源が発する光の色毎
に、その色の発光輝度を精度良く検出することができる。そして、バックライトの光源が発する光の色毎に、その色の補正後検出輝度に基づいて、当該色の光を発する光源の発光輝度が制御されるため、バックライトの発光輝度を一定に維持することができる。
また、本実施例によれば、温度に依る透過率の変化を考慮して検出輝度が補正されるため、バックライトの発光輝度をより精度良く検出することができる。なお、温度に依る透過率の変化を考慮して検出輝度を補正する構成は、実施例１の構成にも適用することができる。
１００ 表示装置
１０５ 表示部
１０６ センサ部
１０７ 検出値補正部
１０８ バックライト制御部
１０９ バックライト

Claims (12)

  1. 光を発するバックライトと、
    前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過することにより、画面上に画像を表示する表示パネルと、
    前記バックライトの発光面上に設けられた、前記発光面上の輝度を検出する輝度センサと、
    前記画面の領域のうち、前記輝度センサが設けられた位置に対応する対応領域に表示される画像の明るさに基づいて、前記輝度センサで検出された輝度である検出輝度を補正する補正手段と、
    前記補正手段による補正後の検出輝度が所定の目標値と一致するように、前記バックライトの発光輝度を制御する制御手段と、
    を有し、
    前記表示パネルは、前記バックライトからの光の少なくとも一部を前記バックライト側へ戻す特性であって、前記画面の領域のうち、暗い画像が表示される領域において、明るい画像が表示される領域よりも大きい光量の光を前記バックライト側へ戻す特性を有しており、
    前記補正手段は、前記バックライト側へ戻される光による前記検出輝度の変化が補正されるように、前記対応領域に表示される画像が暗いときに、前記対応領域に表示される画像が明るいときよりも大きい低下量で前記検出輝度を低下させる
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 前記輝度センサ周辺の温度を検出する温度センサをさらに有し、
    前記表示パネルは、前記バックライトからの光の少なくとも一部を前記バックライト側へ戻す特性であって、前記画面の領域のうち、温度が高い領域において、温度が低い領域よりも大きい光量の光を前記バックライト側へ戻す特性を更に有しており、
    前記補正手段は、前記バックライト側へ戻される光による前記検出輝度の変化が補正されるように、前記温度センサで検出された温度が高いときに、前記温度センサで検出された温度が低いときよりも大きい低下量で前記検出輝度を低下させる
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記表示装置は、前記補正手段による補正後の検出輝度の目標値が互いに異なる複数のモードを有しており、
    前記補正手段は、設定されているモードに対応する目標値が高いときに、設定されているモードに対応する目標値が低いときよりもサイズが大きい対応領域を設定する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
  4. 前記バックライトは、発する光の色が互いに異なる複数の光源を有しており、
    前記輝度センサは、前記光源が発する光の色毎に、前記発光面上の輝度を検出し、
    前記補正手段は、前記色毎に、前記対応領域に表示される画像の当該色の明るさに基づいて、当該色の検出輝度を補正し、
    前記制御手段は、前記色毎に、前記補正手段による補正後の検出輝度が、その色に対応する目標値と一致するように、当該色に対応する光源の発光輝度を制御する
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
  5. 前記補正手段は、前記色毎に異なるサイズの対応領域を設定する
    ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
  6. 前記対応領域は、前記輝度センサが設けられた位置を中心とする領域である
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置。
  7. 光を発するバックライトと、
    前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過することにより、画面上に画像を表示する表示パネルと、
    前記バックライトの発光面上に設けられた、前記発光面上の輝度を検出する輝度センサと、
    を有する表示装置の制御方法であって、
    前記画面の領域のうち、前記輝度センサが設けられた位置に対応する対応領域に表示される画像の明るさに基づいて、前記輝度センサで検出された輝度である検出輝度を補正する補正ステップと、
    前記補正ステップによる補正後の検出輝度が所定の目標値と一致するように、前記バックライトの発光輝度を制御する制御ステップと、
    を有し、
    前記表示パネルは、前記バックライトからの光の少なくとも一部を前記バックライト側へ戻す特性であって、前記画面の領域のうち、暗い画像が表示される領域において、明るい画像が表示される領域よりも大きい光量の光を前記バックライト側へ戻す特性を有しており、
    前記補正ステップでは、前記バックライト側へ戻される光による前記検出輝度の変化が補正されるように、前記対応領域に表示される画像が暗いときに、前記対応領域に表示される画像が明るいときよりも大きい低下量で前記検出輝度が低下される
    ことを特徴とする表示装置の制御方法。
  8. 前記表示装置は、前記輝度センサ周辺の温度を検出する温度センサをさらに有し、
    前記表示パネルは、前記バックライトからの光の少なくとも一部を前記バックライト側へ戻す特性であって、前記画面の領域のうち、温度が高い領域において、温度が低い領域よりも大きい光量の光を前記バックライト側へ戻す特性を更に有しており、
    前記補正ステップでは、前記バックライト側へ戻される光による前記検出輝度の変化が補正されるように、前記温度センサで検出された温度が高いときに、前記温度センサで検出された温度が低いときよりも大きい低下量で前記検出輝度が低下される
    ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置の制御方法。
  9. 前記表示装置は、前記補正ステップによる補正後の検出輝度の目標値が互いに異なる複数のモードを有しており、
    前記補正ステップでは、設定されているモードに対応する目標値が高いときに、設定されているモードに対応する目標値が低いときよりもサイズが大きい対応領域が設定されることを特徴とする請求項７または８に記載の表示装置の制御方法。
  10. 前記バックライトは、発する光の色が互いに異なる複数の光源を有しており、
    前記輝度センサは、前記光源が発する光の色毎に、前記発光面上の輝度を検出するものであり、
    前記補正ステップでは、前記色毎に、前記対応領域に表示される画像の当該色の明るさに基づいて、当該色の検出輝度が補正され、
    前記制御ステップでは、前記色毎に、前記補正ステップによる補正後の検出輝度が、その色に対応する目標値と一致するように、当該色に対応する光源の発光輝度が制御されることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
  11. 前記補正ステップでは、前記色毎に異なるサイズの対応領域が設定される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置の制御方法。
  12. 前記対応領域は、前記輝度センサが設けられた位置を中心とする領域である
    ことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
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