JP2018147815A

JP2018147815A - 光源駆動装置および液晶表示装置

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Publication number: JP2018147815A
Application number: JP2017043788A
Authority: JP
Inventors: 郁生長嶋; Ikuo Nagashima; 浩二志水; Koji Shimizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2018-09-20

Abstract

【課題】複数の光源それぞれの光量を安定して検出し、ホワイトバランスを保つことができる光源駆動装置を提供する。【解決手段】光源駆動装置１００は、ＰＷＭ制御信号６２に基づいて光源２Ａ〜２Ｃを駆動する光源駆動部１と、ＰＷＭ制御信号６２のＤｕｔｙ比Ｄｈを算出するＤｕｔｙ比算出部４２と、光源２Ａ〜２Ｃの光量を光量検出値Ｌ１ａ〜Ｌ３ａとしてそれぞれ検出する光量検出部３と、垂直同期信号６３に基づいて、光量検出値Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの１フレーム垂直期間の平均値を光量平均値Ｌ１ｂ〜Ｌ３ｂとしてそれぞれ算出する光量積算部４１と、光量平均値Ｌ１ｂ〜Ｌ３ｂをＤｕｔｙ比Ｄｈに基づいてそれぞれ補正した光量補正値Ｌ１ｃ〜Ｌ３ｃを算出する光量演算部４３と、光量補正値Ｌ１ｃ〜Ｌ３ｃと予め設定された光量基準値Ｌ１ｄ〜Ｌ３ｄとをそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて光源２Ａ〜２Ｃの光量をそれぞれ制御する発光輝度制御部４５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の光源を個別に駆動制御する光源駆動装置および当該光源駆動装置を備える液晶表示装置に関するものである。

液晶表示素子は自ら発光しないため、液晶表示装置は映像表示用の光源として、液晶表示素子の背面に光源（「バックライト」と呼ばれる）を備えている。近年では、疑似白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）がバックライトとして広く採用されている。疑似白色ＬＥＤとは、青色のＬＥＤと、青色光を吸収し黄色となる光を発光する蛍光体とを組み合わせたものであり、白色を発光する。特に、蛍光体にＹＡＧ系の材料を用いた疑似白色ＬＥＤは、温度による特性変化が少なく、かつ、光利用効率が高いため消費電力を少なくできるという利点があることから、バックライト用の光源として一般的に用いられている。

しかしながら、上記のような疑似白色ＬＥＤは、波長帯域幅が広く色再現範囲が狭いという問題を有する。そこで、青色のＬＥＤと、赤色の蛍光体および緑色の蛍光体とを用いることによって、色再現範囲の広い白色光を実現する白色ＬＥＤがある。赤色の蛍光体には、例えば、ＫＳＦ蛍光体またはＣＡＳＮ蛍光体が使用されている。

特に、ＫＳＦ蛍光体を用いた白色ＬＥＤは、赤色波長と緑色波長とのスペクトラムの分離性が良く、白色光の色再現範囲に優れている。一方で、ＫＳＦ蛍光体を用いた白色ＬＥＤは、赤色成分の残光特性が長いという特徴を有しており、ＬＥＤチップが発する青色光の点灯時または消灯時において、赤色成分の光が完全に点灯または消灯するのに数十ミリ秒を要する。

このような色域の広い光源素子を採用することによって、液晶表示装置の色再現範囲を広げることが可能である。

また、色再現範囲を広げる他の方法として、複数色のＬＥＤまたはレーザ素子など複数の光源を用いる方法がある。

複数の光源をバックライトとして用いる場合、各光源が出射する光の出力レベルの割合を所定の許容範囲内に抑える必要がある。なぜならば、白色光は、例えば赤色、緑色および青色の光がある一定の比率で混合した場合に成り立つものであり、このバランス（「ホワイトバランス」とも呼ばれる）が許容範囲を超えると光に特定の色がついて見えるためである。さらに、光源に使用する素子は、固体バラツキを持つ上、温度特性などの特性も素子によって異なるのが一般的である。特に前述のレーザ素子などは、温度特性が異なる素子との組み合わせで使用されることもあり、表示装置の光源としてはホワイトバランスを常に保つことが必要である。

このため、例えば特許文献１では、レーザ光源およびＬＥＤ光源をバックライト用の光源として有する液晶表示装置において、各光源を個別に駆動する光源駆動回路と、各光源の光を検出する光センサーとを備え、光センサーによって各光源の光出力を光源駆動回路にフィードバックすることによって、各光源の光量を一定に保ち適切なホワイトバランスを維持する技術を開示している。

特開２０１４−０２９３６０号公報

特許文献１に記載の光源制御方法によれば、各光源の光量検出値のフィードバックを受けて各光源の発光強度を制御することによって、適切なホワイトバランスが維持される。しかしながら、例えば、前述のＫＳＦ蛍光体を用いたＬＥＤを光源として使用した場合には、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって調光を行うと、赤色成分の残光時間が長いことによって、正しく光量を検出することが困難になる。

ＫＳＦ蛍光体を用いたＬＥＤにおいては、ＬＥＤチップが発する青色光の発光タイミングは、ＰＷＭ制御信号に応じた矩形波に近いタイミングとなる。一方、ＫＳＦ蛍光体で発光した赤色光では、青色光の点灯時に発光強度が上昇するまでに時間遅れが生じる。また、青色光の消灯時にも赤色光の残光が残る。青色光のように矩形波に近い発光タイミングであれば、完全に点灯したタイミングで光量を検出することにより、安定した検出値を得ることができる。一方、赤色光のように点灯／消灯に時間を要する場合には、発光強度が安定している期間が微小または全く存在しないため、光量を検出するタイミングが僅かにずれただけで検出値が大きく変動してしまうため、安定した検出値を得ることが困難になる。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、複数の光源をＰＷＭ制御する場合において、特定波長の残光特性を持つ光源を使用する場合であっても、光量を安定して検出し、ホワイトバランスを保つことができる光源駆動装置および当該光源駆動装置を備える液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光源駆動装置は、表示装置が有する映像表示用の複数の光源を駆動する光源駆動装置である。光源駆動装置は、光源駆動部、Ｄｕｔｙ比算出部、光量検出部、光量積算部、光量演算部、および発光輝度制御部を備える。光源駆動部は、ＰＷＭ制御信号に基づいて複数の光源を駆動する。Ｄｕｔｙ比算出部は、ＰＷＭ制御信号のＤｕｔｙ比を算出する。光量検出部は、複数の光源それぞれの光量を光量検出値として検出する。光量積算部は、垂直同期信号に基づいて、光量検出値の１フレーム垂直期間の平均値を光量平均値として算出する。光量演算部は、光量平均値をＤｕｔｙ比算出部が算出するＤｕｔｙ比に基づいて補正した光量補正値を算出する。発光輝度制御部は、光量補正値と予め設定された光量基準値とを比較し、その比較結果に基づいて光源駆動部を制御することによって複数の光源それぞれの光量を制御する。

本発明に係る光源駆動装置によれば、光量補正値は、光量検出値の１フレーム垂直期間における平均値として算出された光量平均値を、ＰＷＭ制御信号のＤｕｔｙ比に基づいて補正して算出されることから、特定波長の残光特性を有する光源を使用した場合においても、光量を安定して検出することができる。また、各光源の光量は、光量補正値と光量基準値との比較結果に基づいて制御されることから、ホワイトバランスを保つことができる。

また、本発明に係る光源駆動装置を備える液晶表示装置は、光源のホワイトバランスが適切に保たれることから、高画質な表示装置となる。

実施の形態１に係る光源駆動装置を備える表示装置の構成を示す図である。ＫＳＦ蛍光体を用いたＬＥＤの発光タイミングを示す図である。実施の形態１に係る光源駆動装置の動作を示すフローチャートである。垂直同期信号およびＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。垂直同期信号およびＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。ＰＷＭ制御信号のタイミングチャートである。

＜実施の形態１＞
＜表示装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る光源駆動装置１００を備える表示装置１０の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態では、表示装置１０が液晶表示装置である場合を例に説明する。表示装置１０は、光源２、光源駆動装置１００、映像信号処理回路６、液晶パネル５１、および液晶駆動回路５２を備える。

光源２は、第１光源２Ａ、第２光源２Ｂ、および第３光源２Ｃを有する。光源２は、光源駆動装置１００に駆動され、３色の異なる光を混合して白色の照明光ＭＬを生成し、液晶パネル５１に出射する。光源２は、例えば、赤、緑および青の３色の光源の組み合わせにより構成される。

なお本実施の形態では、光源２が３色の異なる第１光源２Ａ、第２光源２Ｂ、および第３光源２Ｃを有する場合を例に説明するが、光源２は、２色または４色の異なる光源を有していても良い。２色の異なる光源を用いる場合には、例えば、シアンおよび赤の２色の光源の組み合わせで使用され、４色の異なる光源を用いる場合には、例えば、白、赤、緑、および青の４色の光源の組み合わせで使用される。

映像信号処理回路６は、映像信号６１、ＰＷＭ制御信号６２、および垂直同期信号６３を出力する。映像信号６１は、デジタルまたはアナログの映像信号入力に画像処理を施すことによって生成され、液晶駆動回路５２に出力される。ＰＷＭ制御信号６２は、同一の信号を分岐させ、後述するＭＰＵ４、第１光源駆動部１Ａ、第２光源駆動部１Ｂ、および第３光源駆動部１Ｃに出力される。垂直同期信号６３はＭＰＵ４に出力される。

液晶パネル５１は、映像信号処理回路６から入力される映像信号６１に応じて液晶駆動回路５２が出力する駆動信号によって駆動され、光源２が発する照明光ＭＬを用いて映像を表示する。

＜光源の発光タイミング＞
さて、光源２が特定波長の残光特性を有する光源、例えば、前述のＫＳＦ蛍光体を用いたＬＥＤを有する場合に、ＰＷＭ制御による調光を行うと、赤色成分の残光時間が長くなることがある。

図２は、ＫＳＦ蛍光体を用いたＬＥＤのＰＷＭ制御による発光タイミングの一例を示す図である。図２において、ＬＥＤチップが発する青色光の発光タイミングを破線で示し、ＫＳＦ蛍光体で励起され、発せられた赤色光の発光タイミングを実線で示す。ＰＷＭ周波数は、一般的に映像信号のフレーム周波数の整数倍、かつ人の目でフリッカーを感じない周波数に設定される。図２の例では、ＰＷＭ周波数が１２０Ｈｚ（つまりＰＷＭ周期は８．３ミリ秒）である場合を例として示す。

図２に示されるように、ＬＥＤチップが発する青色光に対して、ＫＳＦ蛍光体で発光した赤色光は、発光強度が上昇するまでに時間遅れが生じる。また、青色光の消灯時にも赤色光の残光が残る。この場合、発光強度が安定している期間が微小または全く存在しないため、所定のタイミングで光量を検出する場合には、光量を検出するタイミングが僅かにずれただけで検出値が大きく変動してしまうため、安定して光量を検出することが困難であった。そこで、本発明に係る光源駆動装置１００は、特定波長の残光特性を持つ光源を使用する場合であっても、この光源の光量を安定して検出するための機能を有する。

＜光源駆動装置の構成＞
図１に示されるように、光源駆動装置１００は、光源駆動部１、光量検出部３、記憶部７、およびＭＰＵ（Micro Processing Unit）４を備える。

光源駆動部１は、液晶パネル５１が映像表示のために用いる光源２を駆動する。光源駆動部１は、第１光源２Ａを駆動する第１光源駆動部１Ａと、第２光源２Ｂを駆動する第２光源駆動部１Ｂと、第３光源２Ｃを駆動する第３光源駆動部１Ｃとを備える。

第１光源駆動部１Ａは、映像信号処理回路６から入力されるＰＷＭ制御信号６２に基づき、第１光源２ＡのＯＮ／ＯＦＦを制御する。また第１光源駆動部１Ａは、ＭＰＵ４から入力される制御信号に基づいて第１光源２Ａの発光強度を制御する。第１光源駆動部１Ａの出力信号は第１光源２Ａに供給され、第１光源２Ａは光を発生させる。第２光源駆動部１Ｂおよび第３光源駆動部１Ｃそれぞれの動作も第１光源駆動部１Ａと同様であるので詳細な説明は省略する。

光量検出部３は光源２から出射された照明光ＭＬの一部を受光し、電気信号に変換して、第１光源２Ａ、第２光源２Ｂ、および第３光源２Ｃの光量を、それぞれ、光量検出値Ｌ１ａ、光量検出値Ｌ２ａ、および光量検出値Ｌ３ａとして検出する。

記憶部７は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。記憶部７には、光源駆動装置１００の各構成要素を制御するためのプログラムなどが格納されている。

ＭＰＵ４は、光量積算部４１、Ｄｕｔｙ比算出部４２、光量演算部４３、基準値記憶部４４、および発光輝度制御部４５を備える。ＭＰＵ４は、記憶部７に格納されるプログラムを実行する処理装置である。光量積算部４１、Ｄｕｔｙ比算出部４２、光量演算部４３、および発光輝度制御部４５の各機能は、ＭＰＵ４によって実現される。

光量積算部４１、Ｄｕｔｙ比算出部４２、光量演算部４３、および発光輝度制御部４５の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、記憶部７に格納される。ＭＰＵ４は、記憶部７に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、光量積算部４１、Ｄｕｔｙ比算出部４２、光量演算部４３、および発光輝度制御部４５の各機能を実現する。また、このプログラムは、光量積算部４１、Ｄｕｔｙ比算出部４２、光量演算部４３、および発光輝度制御部４５の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

なお、ＭＰＵ４は、専用のハードウェアであってもよい。ＭＰＵ４が専用のハードウェアである場合、光量積算部４１、Ｄｕｔｙ比算出部４２、光量演算部４３、および発光輝度制御部４５は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

なお、ＭＰＵ４の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。また、ＭＰＵ４の機能は、例えば、ＣＰＵ、中央処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰなどと呼ばれる処理装置によって実現してもよい。

基準値記憶部４４は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリなどの記憶媒体である。基準値記憶部４４には、ＭＰＵ４が光源駆動部１を介して光源２の出射光を制御する際の基準となる光量基準値が記憶されている。ここでは、第１光源２Ａ、第２光源２Ｂ、および第３光源の光量基準値を、それぞれ、光量基準値Ｌ１ｄ、光量基準値Ｌ２ｄ、および光量基準値Ｌ３ｄとする。

光量基準値Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄ，Ｌ３ｄは、例えば、表示装置１０の製造段階時に、予め定められた基準温度下で、ＰＷＭ制御信号６２のＤｕｔｙ比を１００％にして、輝度計などの計測器を用いて輝度および色度調整を実行し、調整完了時における第１光源２Ａ、第２光源、および第３光源２Ｃそれぞれの光量検出値が記憶されたものである。このような基準値を用いることにより、経年劣化または温度特性の変化によって第１光源２Ａ、第２光源２Ｂ、および第３光源２Ｃの特性がそれぞれ変化したとしても、製造段階時に調整した輝度および色度からの変動を抑制することができる。

光量積算部４１は、光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａに対して、Ａ／Ｄ変換処理をした後、映像信号処理回路６から入力される垂直同期信号６３に基づいて１フレーム垂直期間の間個別に積算し、それぞれの平均値として光量平均値Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂを算出する。

Ｄｕｔｙ比算出部４２は、映像信号処理回路６から入力されるＰＷＭ制御信号６２および垂直同期信号６３に基づいて、１フレーム垂直期間におけるＰＷＭ制御信号６２のＨｉｇｈ期間の割合を示すＤｕｔｙ比Ｄｈを算出する。

光量演算部４３は、光量積算部４１から入力される光量平均値Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂを、Ｄｕｔｙ比算出部４２から入力されるＤｕｔｙ比Ｄｈに基づいて補正した、光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃをそれぞれ算出する。光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃについては後で詳細に説明する。

発光輝度制御部４５は、光量演算部４３から入力される光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃと、基準値記憶部４４に記憶されている光量基準値Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄ，Ｌ３ｄとをそれぞれ比較し、その比較結果に基づいて光源駆動部１を制御する信号を出力する。

＜光源駆動装置の動作＞
図３は、光源駆動装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図３に沿って光源駆動装置１００が光源２を制御する光源制御動作を説明する。図３では、３色の異なる光源を用いた場合を例に説明するが、２色または４色の異なる光源を用いてもよい。

なお、表示装置１０の電源が投入されるとＭＰＵ４に内蔵されたタイマー（図示せず）を用いた割り込み処理として、図３に示されるフローチャートのステップＳ１の処理が一定時間ごとに開始されるものとする。

ステップＳ１において、光量検出部３は、光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａをアナログ信号として取得する。光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａはＭＰＵ４の光量積算部４１に取り込まれる。

ステップＳ２において、光量積算部４１は、１フレーム垂直期間の光量平均値Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂを算出する。具体的には、光量積算部４１は、光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａに対して、予め設定されたサンプリング周期でＡ／Ｄ変換処理を実施し、映像信号処理回路６から入力される垂直同期信号６３に基づいて、１フレーム垂直期間の光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａをそれぞれ積算し、各積算結果をサンプリング数で除算した値を光量平均値Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂとして算出する。このサンプリング周期は、１フレーム垂直期間に対して十分小さい期間とする。

ステップＳ３において、Ｄｕｔｙ比算出部４２は、ＰＷＭ制御信号６２のＤｕｔｙ比Ｄｈを算出する。Ｄｕｔｙ比算出部４２は、映像信号処理回路６から入力される垂直同期信号６３の１フレーム垂直期間と、映像信号処理回路６から入力されるＰＷＭ制御信号６２がＨｉｇｈとなる期間とを測定し、次式（１）に従って、ＰＷＭ制御信号６２のＤｕｔｙ比Ｄｈを算出する。Ｄｕｔｙ比Ｄｈは、１フレーム垂直期間のうちのＰＷＭ制御信号６２のＨｉｇｈ期間の割合を示す。

ここで、Ｔｖは垂直同期信号６３の１周期の時間を示し、ＴｏｎはＴｖの期間におけるＰＷＭ制御信号６２がＨｉｇｈとなる時間を示す。図４は、垂直同期信号６３およびＰＷＭ制御信号６２のタイミングチャートである。図４に示されるように、ＰＷＭ制御信号６２は一般的に垂直同期信号６３と同期している。図４の例では、これらの信号は立ち上がりエッジで同期している。

図４では、１フレーム垂直期間中にＰＷＭ制御信号６２のＨｉｇｈ期間が１つ存在する場合を例に示したが、１フレーム垂直期間中にＰＷＭ制御信号６２のＨｉｇｈ期間が複数存在する場合がある。図５は、１フレーム垂直期間中にＰＷＭ制御信号６２のＨｉｇｈ期間が複数存在する場合での、垂直同期信号６３およびＰＷＭ制御信号６２のタイミングチャートである。この場合、Ｄｕｔｙ比Ｄｈは、次式（２）に従って算出される。Ｄｕｔｙ比Ｄｈは、１フレーム垂直期間のうちのＰＷＭ制御信号６２がＨｉｇｈとなる合計期間の割合を示す。

ここで、Ｔｖは垂直同期信号６３の１周期の時間を示し、Ｔｏｎ＿１〜Ｔｏｎ＿ｎはＴｖの期間におけるＰＷＭ制御信号６２がＨｉｇｈとなる時間をそれぞれ示す。

図３のフローチャートにもどり、ステップＳ４において、光量演算部４３は、光量積算部４１から入力される光量平均値Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂと、Ｄｕｔｙ比算出部４２から入力されるＤｕｔｙ比Ｄｈとを元に光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃを次式（３）に従ってそれぞれ算出する。

式（３）に示されるように、光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃは、光量平均値Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂをＤｕｔｙ比Ｄｈでそれぞれ除することにより算出される。つまり、光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃは、それぞれ、Ｄｕｔｙ比１００％相当の第１光源２Ａ、第２光源２Ｂ、および第３光源２Ｃの光量を示しており、Ｄｕｔｙ比１００％時に記憶された光量基準値Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄ，Ｌ３ｄとそれぞれ比較することが可能となる。

ステップＳ５において、発光輝度制御部４５は、基準値記憶部４４から光量基準値Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄ，Ｌ３ｄを読みだす。

ステップＳ６において、発光輝度制御部４５は、光量補正値Ｌ１ｃと光量基準値Ｌ１ｄとを比較する。発光輝度制御部４５は、同様に、光量補正値Ｌ２ｃと光量基準値Ｌ２ｄとを比較し、光量補正値Ｌ３ｃと光量基準値Ｌ３ｄとを比較する。

ステップＳ７において、発光輝度制御部４５は、第１光源２Ａについて、光量補正値Ｌ１ｃが光量基準値Ｌ１ｄの許容誤差内であるか否かを判断する。ステップＳ７において、光量補正値Ｌ１ｃが光量基準値Ｌ１ｄの許容誤差内であると判定されるとステップＳ９に移行し、光量補正値Ｌ１ｃが光量基準値Ｌ１ｄの許容誤差内でないと判定されるとステップＳ８に移行する。

ステップＳ８において、発光輝度制御部４５は、第１光源２Ａの発光強度を変更する。ステップＳ８の後ステップＳ９に移行する。ステップＳ７，Ｓ８においては、具体的には次のような動作が行われる。

ステップＳ７において、Ｌ１ｄ−α１＞Ｌ１ｃであった場合、ステップＳ８において、発光輝度制御部４５は、第１光源２Ａの光量を増加させるように第１光源駆動部１Ａに制御値を出力する。発光輝度制御部４５は、光量が増加した第１光源２Ａの光量補正値Ｌ１ｃが光量基準値Ｌ１ｄに近づくように、第１光源駆動部１Ａを制御する。ここで、α１は光量基準値Ｌ１ｄの下限側の許容誤差を示している。

ステップＳ７において、Ｌ１ｄ＋β１＜Ｌ１ｃであった場合、ステップＳ８において、発光輝度制御部４５は、第１光源２Ａの光量を減少させるように第１光源駆動部１Ａに制御値を出力する。発光輝度制御部４５は、光量が減少した第１光源２Ａの光量補正値Ｌ１ｃが光量基準値Ｌ１ｄに近づくように、第１光源駆動部１Ａを制御する。ここで、β１は光量基準値Ｌ１ｄの上限側の許容誤差を示している。

ステップＳ７において、Ｌ１ｄ−α１≦Ｌ１ｃ≦Ｌ１ｄ＋β１であった場合、つまり光量補正値Ｌ１ｃが光量基準値Ｌ１ｄの許容誤差内である場合、ステップＳ９に移行する。

同様に、ステップＳ９において、発光輝度制御部４５は、第２光源２Ｂについて、光量補正値Ｌ２ｃが光量基準値Ｌ２ｄの許容誤差内であるか否かを判断する。ステップＳ９において、光量補正値Ｌ２ｃが光量基準値Ｌ２ｄの許容誤差内であると判定されるとステップＳ１１に移行し、光量補正値Ｌ２ｃが光量基準値Ｌ２ｄの許容誤差内でないと判定されるとステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０において、発光輝度制御部４５は、第２光源２Ｂの発光強度を変更する。ステップＳ１０の後ステップＳ１１に移行する。ステップＳ９，Ｓ１０においては、具体的には次のような動作が行われる。

ステップＳ９において、Ｌ２ｄ−α２＞Ｌ２ｃであった場合、ステップＳ１０において、発光輝度制御部４５は、第２光源２Ｂの光量を増加させるように第２光源駆動部１Ｂに制御値を出力する。発光輝度制御部４５は、光量が増加した第２光源２Ｂの光量補正値Ｌ２ｃが光量基準値Ｌ２ｄに近づくように、第２光源駆動部１Ｂを制御する。ここで、α２は光量基準値Ｌ２ｄの下限側の許容誤差を示している。

ステップＳ９において、Ｌ２ｄ＋β２＜Ｌ２ｃであった場合、ステップＳ１０において、発光輝度制御部４５は、第２光源２Ｂの光量を減少させるように第２光源駆動部１Ｂに制御値を出力する。発光輝度制御部４５は、光量が減少した第２光源２Ｂの光量補正値Ｌ２ｃが光量基準値Ｌ２ｄに近づくように、第２光源駆動部１Ｂを制御する。ここで、β２は光量基準値Ｌ２ｄの上限側の許容誤差を示している。

ステップＳ９において、Ｌ２ｄ−α２≦Ｌ２ｃ≦Ｌ２ｄ＋β２であった場合、つまり光量補正値Ｌ２ｃが光量基準値Ｌ２ｄの許容誤差内である場合、ステップＳ１１に移行する。

同様に、ステップＳ１１において、発光輝度制御部４５は、第３光源２Ｃについて、光量補正値Ｌ３ｃが光量基準値Ｌ３ｄの許容誤差内であるか否かを判断する。ステップＳ９において、光量補正値Ｌ３ｃが光量基準値Ｌ３ｄの許容誤差内であると判定されると一連の処理が終了する。光量補正値Ｌ２ｃが光量基準値Ｌ２ｄの許容誤差内でないと判定されるとステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、発光輝度制御部４５は、第３光源２Ｃの発光強度を変更し、その後一連の処理が終了する。ステップＳ１１，Ｓ１２においては、具体的には次のような動作が行われる。

ステップＳ１１において、Ｌ３ｄ−α３＞Ｌ３ｃであった場合、ステップＳ１２において、発光輝度制御部４５は、第３光源２Ｃの光量を増加させるように第３光源駆動部１Ｃに制御値を出力する。発光輝度制御部４５は、光量が増加した第３光源２Ｃの光量補正値Ｌ３ｃが光量基準値Ｌ３ｄに近づくように、第３光源駆動部１Ｃを制御する。ここで、α３は光量基準値Ｌ３ｄの下限側の許容誤差を示している。

ステップＳ１１において、Ｌ３ｄ＋β３＜Ｌ３ｃであった場合、ステップＳ１２において、発光輝度制御部４５は、第３光源２Ｃの光量を減少させるように第３光源駆動部１Ｃに制御値を出力する。発光輝度制御部４５は、光量が減少した第３光源２Ｃの光量補正値Ｌ３ｃが光量基準値Ｌ３ｄに近づくように、第３光源駆動部１Ｃを制御する。ここで、β３は光量基準値Ｌ３ｄの上限側の許容誤差を示している。

ステップＳ１１において、Ｌ３ｄ−α３≦Ｌ３ｃ≦Ｌ３ｄ＋β３であった場合、つまり光量補正値Ｌ３ｃが光量基準値Ｌ３ｄの許容誤差内である場合、一連の処理が終了する。

以上のステップＳ１〜Ｓ１２の一連の処理が一定時間ごとに実施されることによって、光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃは、それぞれ、光量基準値Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄ，Ｌ３ｄの許容誤差内に収まるように制御され、ホワイトバランスがほぼ一定に保たれることになる。

＜光源駆動装置および表示装置の効果＞
実施の形態１に係る光源駆動装置１００は、表示装置１０が有する光源２を駆動する光源駆動装置である。そして、光源駆動装置１００は、第１光源２Ａ、第２光源２Ｂ、および第３光源２Ｃを個別に制御する第１光源駆動部１Ａ、第２光源駆動部１Ｂ、および第３光源駆動部１Ｃを備える。さらに光源駆動装置１００は、第１光源２Ａ、第２光源２Ｂ、および第３光源２Ｃの光量を光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａとしてそれぞれ検出する光量検出部３と、光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａを演算し、算出した光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃと光量基準値Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄ，Ｌ３ｄとの比較に基づき、第１光源駆動部１Ａ、第２光源駆動部１Ｂ、および第３光源駆動部１Ｃを個別に制御するＭＰＵ４とを備える。

光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃは、光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａを１フレーム垂直期間それぞれ積算し、これらの平均値として算出された光量平均値Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂをＰＷＭ制御信号６２から算出したＤｕｔｙ比Ｄｈで除した値として算出される。従って、特定波長の残光特性を持つ光源を使用した場合など、１フレーム垂直期間の間に光量検出値Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａが安定しない場合であっても、光量補正値Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃは安定した値を得ることができるため、光源２のホワイトバランスを適切に保つことができる。

また、実施の形態１に係る表示装置１０は、上記のような光源駆動装置１００を備えており、適切に光量検出制御を行って光源２のホワイトバランスをとることができるので、高画質な表示装置となる。

＜実施の形態１の第１変形例＞
実施の形態１では、Ｄｕｔｙ比Ｄｈは、映像信号処理回路６から入力されるＰＷＭ制御信号６２と垂直同期信号６３とを用いて算出された。しかし、Ｄｕｔｙ比Ｄｈの算出方法はこれに限らず、ＰＷＭ制御信号６２の１周期を示す期間と、ＰＷＭ制御信号６２の１周期におけるＨｉｇｈ期間とを測定することによって、次式（４）に従って算出することも可能である。

ここで、ＴａｌｌはＰＷＭ制御信号６２の１周期（例えば、立ち上がりエッジから次の立ち上がりエッジまでの期間）の時間を示し、ＴｏｎはＴａｌｌの期間におけるＰＷＭ制御信号６２がＨｉｇｈとなる時間を示す。この時のＰＷＭ制御信号６２のタイミングチャートを図６に示す。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１光源駆動部、１Ａ第１光源駆動部、１Ｂ第２光源駆動部、１Ｃ第３光源駆動部、２光源、２Ａ第１光源、２Ｂ第２光源、２Ｃ第３光源、３光量検出部、４ＭＰＵ、４１光量積算部、４２Ｄｕｔｙ比算出部、４３光量演算部、４４基準値記憶部、４５発光輝度制御部、６映像信号処理回路、７記憶部、１０表示装置、５１液晶パネル、５２液晶駆動回路、６１映像信号、６２ＰＷＭ制御信号、６３垂直同期信号、１００光源駆動装置、Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａ光量検出値、Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂ光量平均値、Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃ光量補正値、Ｌ１ｄ，Ｌ２ｄ，Ｌ３ｄ光量基準値、ＭＬ照明光。

Claims

表示装置が有する映像表示用の複数の光源を駆動する光源駆動装置であって、
ＰＷＭ制御信号に基づいて前記複数の光源を駆動する光源駆動部と、
前記ＰＷＭ制御信号のＤｕｔｙ比を算出するＤｕｔｙ比算出部と、
前記複数の光源それぞれの光量を光量検出値として検出する光量検出部と、
垂直同期信号に基づいて、前記光量検出値の１フレーム垂直期間の平均値を光量平均値として算出する光量積算部と、
前記光量平均値を前記Ｄｕｔｙ比算出部が算出する前記Ｄｕｔｙ比に基づいて補正した光量補正値を算出する光量演算部と、
前記光量補正値と予め設定された光量基準値とを比較し、その比較結果に基づいて前記光源駆動部を制御することによって前記光量を制御する発光輝度制御部と
を備える、光源駆動装置。
請求項１に記載の光源駆動装置であって、
前記Ｄｕｔｙ比算出部は、前記垂直同期信号に基づいて前記１フレーム垂直期間を算出し、前記ＰＷＭ制御信号に基づいて前記１フレーム垂直期間における前記ＰＷＭ制御信号がＨｉｇｈになる期間を算出し、これらの算出結果に基づいて前記Ｄｕｔｙ比を算出する、光源駆動装置。
請求項１に記載の光源駆動装置であって、
前記Ｄｕｔｙ比算出部は、前記ＰＷＭ制御信号に基づいて、前記ＰＷＭ制御信号の１周期の期間と、前記１周期における前記ＰＷＭ制御信号がＨｉｇｈになる期間とを算出し、これらの算出結果に基づいて前記Ｄｕｔｙ比を算出する、光源駆動装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源駆動装置と、
前記光源駆動装置に駆動される前記複数の光源と、
前記複数の光源からの光を用いて映像を表示する液晶パネルと
を備える、液晶表示装置。