JP5619101B2 - 照明装置及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学センサを用いて光量を制御する照明装置、及びこの照明装置を用いて液晶表示パネルによる表示を行う表示装置に関する。

液晶表示パネルにより画像表示を行う表示装置は、液晶表示パネルの背面へ光を照射する照明装置を備えている。従来の表示装置においては、表示される画像の明るさ（ブライトネス、明度又は輝度等）の設定をユーザが好みに応じて変更することができる場合が多い。明るさの設定が変更された場合、表示装置では設定に応じて照明装置による光源の光量を制御する。光源の光量制御を高精度に行うため、光量を検知する光学センサを搭載した照明装置がある。

従来の表示装置では、光学センサの出力電圧（又は出力電流を電圧に変換したもの）を増幅回路にて増幅し、増幅された電圧値を光量の検知結果として取得し、この検知結果に基づいて光源の駆動量を制御していた。増幅回路には、例えばアンプの非反転入力端子に光学センサの出力電圧を入力する非反転増幅回路を用いることができる。また表示装置には、光学センサの特性のバラツキ及び光源の光量のバラツキ等を吸収するための前段の増幅回路と、光量調整の分解能を維持するなどの目的のための後段の増幅回路とを備え、光学センサの出力電圧の増幅を２段階で行うものがある。

特許文献１においては、ＲＧＢの光を発する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有するＬＥＤモジュール及び導光板を有する光源部と、ＬＥＤからの光の強度をそれぞれ検出してＲＧＢ毎の検出信号を出力するカラーセンサ基板と、検出信号に基づいて複数のＬＥＤをそれぞれ制御するＬＥＤ制御部と、検出信号のゲイン設定をそれぞれ変更可能な１段目のゲイン設定部及び２段目のゲイン設定部とを有する面照明装置が提案されている。

特開２００６−２７８１０７号公報

光源には個体差がある。また光源の光量検知に用いる光学センサには個体差があり、光源の光量が同じであっても光学センサの出力電圧値が異なる場合がある。このような光学センサの出力電圧値のバラツキを吸収するため、光学センサの出力電圧を増幅する増幅回路の増幅率を可変とし、製造工程などにおいて光学センサの特性を測定して適切な増幅率を設定する構成とすることが考えられる。例えば非反転増幅回路の場合、フィードバック側の反転入力端子に接続される抵抗器の数を増減することによって増幅率を可変とすることができる。

しかしながら従来の表示装置が備える増幅回路では、例えばトランジスタ又はリレー等のスイッチの開閉を制御して抵抗器の数を増減することで増幅率を可変としていた。このような構成の場合、増幅率を多段階で変更するためには、複数の抵抗を複数のスイッチにてそれぞれ個別に接続／遮断を切り替える必要があり、複数のスイッチの切り替えを制御するためにＣＰＵ（Central Processing Unit）などから複数の制御信号線を接続しなければならず、回路規模が増大するという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、回路規模の増大を抑制でき、光学センサの個体差などの要因によって光量検知結果にバラツキが生じることがなく、光量の検知及び光量の調整等に係る分解能を向上することができる照明装置及び表示装置を提供することにある。

本発明に係る照明装置は、光源を駆動する光源駆動部と、前記光源の光量を検知し、検知した光量に応じた信号を出力する光量検知部と、該光量検知部が出力した信号が入力され、入力された信号を増幅して出力する増幅器と、該増幅器の増幅特性に係る制御を行う増幅器制御部と、前記増幅器が出力する信号の信号値を光量の検知結果として取得する検知結果取得部と、前記光源の光量に係る設定値を受け付ける設定受付部と、該設定受付部が受け付けた設定値に基づいて、前記検知結果取得部が取得する信号値の目標値、及び、前記光源駆動部による前記光源の駆動量を算出する算出部と、前記検知結果取得部が取得する信号値が前記算出部が算出した目標値に近づくよう、前記算出部が算出した駆動量を更新して前記光源駆動部による前記光源の駆動を制御する光源制御部とを備え、前記増幅器制御部は、前記設定受付部が受け付けた設定値に応じて、前記増幅器の増幅特性に係る制御を行うようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置は、前記増幅器制御部が、前記設定値受付部が受け付けた設定値に応じたデューティ比のパルス信号を前記増幅器へ出力し、前記増幅器は、前記増幅器制御部が出力した前記パルス信号のデューティ比に応じた増幅を行うようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置は、前記増幅器には、前記光量検知部が検知した光量に応じた電圧が入力され、前記増幅器は、入力電圧値と基準電圧値との差分を増幅する差動増幅器であり、前記増幅器制御部が出力するパルス信号を平滑化する平滑部を備え、前記増幅器には、前記平滑部が平滑化した信号が前記差動増幅器の基準電圧として入力され、前記増幅器制御部は、前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記差動増幅器へ入力される基準電圧値を制御するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置は、前記増幅器には、前記光量検知部が検知した光量に応じた電圧が入力され、前記増幅器は、基準電圧値に応じた増幅率で前記光量検知部からの入力電圧値を増幅する非反転増幅器であり、前記増幅器制御部が出力するパルス信号を平滑化する平滑部を備え、前記増幅器には、前記平滑部が平滑化した信号が前記非反転増幅器の基準電圧として入力され、前記増幅器制御部は、前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記非反転増幅器の増幅率を制御するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置は、前記増幅器制御部が、前記光量に係る設定値の変化に応じて前記基準電圧値を線形的に変化させるべく前記デューティ比を変化させるようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置は、前記増幅器制御部が、前記光量に係る設定値が所定値を超えて変化した場合に、前記基準電圧を段階的に変化させるべく前記デューティ比を変化させるようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置は、前記所定値が、前記光量検知部から前記増幅器への入力電圧と前記基準電圧との差が所定の上限値又は下限値となる設定値であることを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置は、前記増幅器制御部が、前記光量に係る設定値の変化に応じて前記基準電圧値を線形的に変化させるべく前記デューティ比を変化させると共に、前記光量に係る設定値が所定値を超えて変化した場合に、前記基準電圧を段階的に変化させるべく前記デューティ比を変化させるようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る照明装置は、前記増幅器制御部が、前記光量に係る設定値が所定値を超えて変化した場合、前記検知結果取得部が取得する信号値及び前記算出部が算出した目標値の差が所定範囲内となった後に、前記基準電圧を段階的に変化させるべく前記デューティ比を変化させるようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る表示装置は、液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面に光を照射する上述の照明装置とを備えることを特徴とする。

本発明においては、光源の光量を検知し、光量に応じた信号を増幅器にて増幅し、増幅された信号の信号値を光量の検知結果として取得する。増幅器は、例えば増幅率など増幅に係る特性を制御できる構成とする。照明装置は、光量に係る設定値の変更に応じて、増幅器が出力する信号の目標値、及び、光源の駆動量（の初期値）を算出する。また光量に係る設定値に応じて、増幅器の増幅特性を制御する。照明装置は、増幅器が出力する信号の信号値が目標値に近づくよう、駆動量を更新して光源を駆動制御する。これにより光学センサの個体差などに応じて増幅器の増幅に係る特性を調整することができ、増幅器が出力する信号（即ち光量の検知結果）のバラツキを低減することができる。

また、本発明においては、デューティ比が可変のパルス信号を増幅器制御部が増幅器へ出力し、増幅器はこのパルス信号のデューティ比に応じた増幅特性で増幅を行う。これはいわゆるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式の制御である。これにより、増幅器制御部は１つのパルス信号で増幅器の増幅特性を制御できるため、増幅器制御部から増幅器への制御信号線を低減できる。

また、本発明においては、光学センサの検知光量に応じた電圧が増幅器へ入力され、増幅器はこの入力電圧と基準電圧との差分を増幅する。即ち増幅器は、差動増幅器である。また増幅器制御部が出力するパルス信号を平滑化し、平滑化された信号（電圧）を差動増幅器の基準電圧として入力する。これにより、パルス信号のデューティ比の変化に応じて、平滑化された信号の電圧値が変化し、差動増幅器の基準電圧が変化するため、入力電圧値に対する出力電圧値の特性をパルス信号のデューティ比にて制御することができる（差動増幅器の増幅率を擬似的に制御することができる）。

また、本発明においては、光学センサの検知光量に応じた電圧が増幅器へ入力され、増幅器は基準電圧に応じた増幅率で入力電圧を増幅する非反転増幅器とする。また増幅器制御部が出力するパルス信号を平滑化し、平滑化された信号（電圧）を非反転増幅器の基準電圧として入力する。これにより、パルス信号のデューティ比の変化に応じて、平滑化された信号の電圧値が変化し、非反転増幅器の基準電圧が変化するため、パルス信号のデューティ比を制御することにより非反転増幅器の増幅率を制御することができる。

また、本発明においては、光量に係る設定値の変化に応じて基準電圧値を線形的に変化させるべく、デューティ比を変化させる。これにより、光量の検知結果が変化して増幅器への入力電圧が線形的に変化した場合に、光量に係る設定値の変化に対して増幅器の出力電圧を線形的に変化させることができる。よって増幅器への入力電圧値にバラツキが生じた場合であっても、光量に係る設定値の変化に対する増幅器の出力電圧値の変化率を略一定とすることができる。

また、本発明においては、光量に係る設定値が所定値を超えて変化した場合に、パルス信号のデューティ比を段階的に変化させて、増幅器の基準電圧を段階的に変化させる。これにより増幅器の入出力特性が段階的に変化する。
例えば増幅器への入力電圧値と基準電圧値との差分に対する上限値及び下限値を予め決定しておき、差分の電圧が上限値又は下限値となる設定値にてデューティ比を段階的に変化させることができる。これにより入力電圧値と基準電圧値との差分が所定範囲外となることを防止でき、増幅器を適切に動作させることができる。

また、本発明においては、基準電圧値を変化させる場合、上記のような基準電圧値を線形的に変化させる方法と、段階的に変化させる方法とを共に採用してもよい。

また、本発明においては、光量に係る設定値が所定値を超えて変化した場合、直ぐにパルス信号のデューティ比を変化させるのではなく、増幅器の出力信号値とその目標値との差が所定範囲内となった後に、パルス信号のデューティ比を変化させて増幅器の基準電圧を段階的に変化させる。これにより、基準電圧値の変化に伴う明るさの変化がユーザに視認されることを抑制できる。

また、本発明においては、上述のような照明装置を表示装置に搭載し、照明装置が液晶パネルの背面へ光を照射する構成とする。これにより表示装置は、ユーザの設定などに応じて表示画面の明るさなどを適切に調整することができる。

本発明による場合は、光量設定に応じて光量の目標検知結果及び光源の目標駆動量を算出し、目標検知結果に応じて増幅器の目標増幅率を算出し、目標増幅率に応じて増幅器の増幅率を制御すると共に、増幅器の出力が目標検知結果に近づくように、目標駆動量を基に光源の駆動量を調整することにより、光学センサの個体差及び光源の個体差等に応じて増幅器の増幅率を調整することができ、光量検知結果のバラツキを低減することができる。また、光学センサの検知結果の分解能を向上することができ、光量制御の分解能を向上することができる。よって照明装置は光量制御を精度よく行うことができ、表示装置は画面表示の明るさなどを精度よく調整することができる。

本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 光量検知部及び増幅器の構成を示す回路図である。 増幅器へ出力するＰＷＭ信号のデューティ比決定処理の手順を示すフローチャートである。 液晶表示装置による光量制御方法を説明するための模式図である。 光源の明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。 変形例１に係る光量検知部及び増幅器の構成を示す回路図である。 変形例２に係る増幅器の構成を示す回路図である。 実施の形態２に係る液晶表示装置による光量制御方法を説明するための模式図である。 実施の形態２に係る液晶表示装置による明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る液晶表示装置による光量制御方法を説明するための模式図である。 実施の形態３の変形例に係る液晶表示装置による明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態３の変形例に係る液晶表示装置による明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図において１は、液晶表示パネルである。液晶表示パネル１はマトリクス状に配置された液晶の画素を有し、液晶表示装置は、光源２から液晶表示パネル１の背面へ照射される光の透過率を画素毎に制御することにより、モノクローム又はカラーの画像表示を行うものである。

液晶表示装置は、例えばＰＣ（Personal Computer）又は映像再生装置等の外部装置からの画像信号が画像入力部９に入力される。画像入力部９に入力された画像信号は画像処理部１０へ与えられ、画像処理部１０は、入力された画像信号に対して、制御部３の制御に応じた種々の画像処理を施す。画像処理が施された画像信号は画像処理部１０から液晶駆動部１１へ与えられ、液晶駆動部１１は、与えられた画像信号に応じて、液晶表示パネル１の各画素を駆動する駆動信号を生成して出力する。

液晶表示装置は、表示に係る各種の設定操作を受け付けるための設定受付部８を備えている。設定受付部８は、例えば液晶表示装置の筐体の前面下部などに設けられた一又は複数のスイッチを有し、これらのスイッチによりユーザなどの設定操作を受け付ける。設定受付部８は、例えば明るさ（ブライトネス、明度又は輝度等）、コントラスト、色温度及び／又はカラーバランス等の設定を受け付け、受け付けた設定を制御部３へ通知する。なお、液晶表示装置が装置外部の光（環境光）に応じて表示に係る明るさなどの設定を自動的に調整する機能を有する構成である場合、設定受付部８は、環境光の光量の検知結果を受け付けて、検知された光量に応じた明るさなどの設定を算出し、算出した設定を制御部３へ通知する構成としてもよい。

制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の演算処理装置を用いて構成され、液晶表示装置内の各部の動作の制御及び画像表示に係る各種の演算処理等を行う。制御部３は、設定受付部８にて受け付けた設定に応じて、増幅器５、光源駆動部７、画像処理部１０及び液晶駆動部１１等の動作を制御すべく、制御信号を出力する。

また液晶表示装置は、光源２の制御に関して、光量検知部４、増幅器５、検知結果取得部６及び光源駆動部７等を備えると共に、目標算出部３１、増幅器制御部３２及び光源制御部３３等が制御部３内にソフトウェア的な機能ブロックとして設けられている。光量検知部４は、液晶表示装置内において液晶表示パネル１の近傍又は光源２の近傍に配され、光源２が発する光の光量を検知する。光量検知部４は検知した光量に応じた電圧値の信号を出力し、この出力信号を増幅器５が増幅して検知結果取得部６へ出力する。検知結果取得部６は、増幅器５が出力するアナログ信号をサンプリングし、アナログ信号の電圧値をデジタルデータとして制御部３へ与える。

制御部３の目標算出部３１は、設定受付部８にて受け付けた明るさ設定に応じて、検知結果取得部６が取得する信号値の目標値、及び、光源２の駆動量（の初期値）を算出し、算出した目標値及び駆動量を光源制御部３３へ与える。光源制御部３３は、目標算出部３１が算出した駆動量を初期値とし、この初期値に応じたデューティ比のＰＷＭ信号を光源駆動部７へ出力することで、光源２の駆動を行う。その後、光源制御部３３は、検知結果取得部６にて取得した光量の検知結果（増幅器５の出力電圧値）が、目標算出部３１が算出した目標値に近づくように、光源２の駆動量を更新し、更新した駆動量に応じたデューティ比のＰＷＭ信号を光源駆動部７へ出力する。光源駆動部７は、光源制御部３３からのＰＷＭ信号のデューティ比に応じた駆動電圧又は駆動電流を生成して光源２へ出力し、光源２を発光させる。

例えば設定受付部８にて明るさ設定の変更を受け付けた場合、新たな明るさ設定に対する光源２の駆動量を目標算出部３１が算出し、光源制御部３３はこの駆動量にて光源２の駆動を行う。このとき光源制御部３３は、光量検知部４による光源２の光量の検知結果を検知結果取得部６からフィードバック情報として与えられており、光量の検知結果に応じて駆動量を増減し、明るさ設定により近付けるべく光源２の駆動量を制御する。

また本実施の形態に係る液晶表示装置は、光量検知部４が検知する光量の精度を向上させるため、光量検知部４の出力電圧を増幅する増幅器５の増幅特性を、制御部３の増幅器制御部３２が制御している。増幅器制御部３２は、増幅器５へＰＷＭ信号を出力することで増幅特性を制御している。目標算出部３１は、設定受付部８にて受け付けた明るさ設定に応じて、増幅器５へ出力するＰＷＭ信号のデューティ比を算出し、算出したデューティ比を増幅器制御部３２へ与える。増幅器５は、増幅器制御部３２から与えられたＰＷＭ信号のデューティ比に応じて、例えば増幅率などの増幅特性が変化する。

図２は、光量検知部４及び増幅器５の構成を示す回路図である。光量検知部４は、光学センサＳ、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１を備えて構成されている。光学センサＳは、検知した光量に応じた電流を出力するセンサであり、例えばフォトダイオードなどを用いて構成される。光学センサＳは、抵抗Ｒ１を介して接地電位に接続されており、光学センサＳが出力した電流は抵抗Ｒを通して接地電位へ流れる。このとき抵抗Ｒ１に加わる電圧（光学センサＳ及び抵抗Ｒ１の間の電位）が、増幅器５への入力電圧Ｖｉｎとなる。また光量検知部４の抵抗Ｒ１と並列にコンデンサＣ１が接続されており、コンデンサＣ１は入力電圧Ｖｉｎの急峻な変化及びノイズ等を抑制する。

増幅器５は、オペアンプＡｍｐ、抵抗Ｒｓ１、Ｒｓ２、Ｒｆ１、Ｒｆ２、Ｒ２及びＲ３、並びに、コンデンサＣ２及びＣ３等を備えて構成された差動増幅回路である。光量検知部４からの入力電圧Ｖｉｎは、抵抗Ｒｓ１を介してオペアンプＡｍｐの反転入力端子（−）に入力されている。オペアンプＡｍｐの出力端子は、並列に接続された抵抗Ｒｆ１及びＣ２を介して反転入力端子に接続されている。またオペアンプＡｍｐの出力端子には抵抗Ｒ２の一端が接続され、抵抗Ｒ２の他端が増幅器５の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する端子とされている。

また増幅器５には、入力電圧Ｖｉｎの他にＰＷＭ信号が入力されている。ＰＷＭ信号が入力される端子は、直列に接続された抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ３を介して接地電位に接続されている。抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ３は、入力されたＰＷＭ信号を平滑化して基準電圧Ｖｒｅｆを生成するためのものであり、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ３の間の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとなる。基準電圧Ｖｒｅｆは、抵抗Ｒｓ２を介してオペアンプＡｍｐの非反転入力端子（＋）へ入力されており、この非反転入力端子は抵抗Ｒｆ２を介して接地電位に接続されている。

増幅器５は、入力電圧Ｖｉｎと基準電圧Ｖｒｅｆとの差の電圧を増幅する増幅回路である。例えば抵抗Ｒｓ１及びＲｓ２の抵抗値が共にＲＳであり、抵抗Ｒｆ１及びＲｆ２の抵抗値が共にＲＦである場合、出力電圧Ｖｏｕｔは下記の（１）式となる。
Ｖｏｕｔ＝（ＲＦ／ＲＳ）×（Ｖｒｅｆ−Ｖｉｎ） …（１）

増幅器５へ入力されるＰＷＭ信号は、ハイレベル及びローレベルが所定のデューティ比となるように繰り返されたパルス信号である。ＰＷＭ信号のデューティ比が高い（ハイレベルの期間がローレベルの期間と比較して長い）場合、基準電圧Ｖｒｅｆの値は大きくなり、出力電圧Ｖｏｕｔの値は大きくなる。またＰＷＭ信号のデューティ比が低い（ハイレベルの期間がローレベルの期間と比較して短い）場合、基準電圧Ｖｒｅｆの値は小さくなり、出力電圧Ｖｏｕｔの値は小さくなる（ただし基準電圧Ｖｒｅｆ＞入力電圧Ｖｉｎ＞０とする）。よって増幅器５は、入力するＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることによって、基準電圧Ｖｒｅｆを変化させて、出力電圧Ｖｏｕｔの値を変化させることができる。即ち増幅器５は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて増幅特性を変化させることができ、その増幅率を（擬似的に）変化させることができる回路である。

増幅器制御部３２が出力するＰＷＭ信号のデューティ比は、例えば液晶表示装置の製造工程にて設定を行う際又は液晶表示装置を購入したユーザが設定を行う際等に決定される。このとき制御部３は、光源制御部３３にて光源２を所定駆動量で光源駆動部７に駆動させて例えば最大光量などの所定光量で発光させると共に、増幅器制御部３２にて所定のデューティ比（例えば５０％など）のＰＷＭ信号を出力して増幅器５を所定の増幅特性で動作させ、光量検知部４の光量検知結果に応じた増幅器５の出力電圧値を検知結果取得部６にて取得する。制御部３は、所定光量に対応した目標出力電圧値を予め記憶しており、検知結果取得部６が取得する出力電圧値がこの目標出力電圧値となるように、増幅器制御部３２が出力するＰＷＭ信号のデューティ比を増減する。検知結果取得部６が取得する出力電圧値が目標出力電圧値に一致した場合又は出力電圧値が目標出力電圧値±α（例えばα＝５％など）の範囲内となった場合、制御部３は、このときのＰＷＭ信号のデューティ比と、検知結果取得部６が取得した出力電圧値とを不揮発性のメモリ（図示は省略する）に記憶して以後の制御に用いる。なお目標出力電圧値は、液晶表示装置の設計段階などにおいて、光源２及び光学センサＳ等の特性などに応じて定められる。

図３は、増幅器５へ出力するＰＷＭ信号のデューティ比決定処理の手順を示すフローチャートである。まず液晶表示装置の制御部３は、光源制御部３３にて光源駆動部７の動作を制御することにより、光源２を最大光量などの所定光量で発光させる（ステップＳ１）。次いで制御部３は、増幅器制御部３２にて所定の初期デューティ比のＰＷＭ信号を出力し（ステップＳ２）、増幅器５を所定の増幅特性で動作させる。

次いで制御部３は、光量検知部４の検知結果に応じた増幅器５の出力電圧値を検知結果取得部６にて取得し（ステップＳ３）、取得した出力電圧値が所定の目標出力電圧値であるか否かを判定する（ステップＳ４）。なおこのとき制御部３は、出力電圧値が目標出力電圧値に完全に一致するのではなく、出力電圧値が目標出力電圧値±α（αは例えば５％など）の範囲内であれば、出力電圧値が目標出力電圧値であると判定する構成であってよい。

出力電圧値が目標出力電圧値でないと判定した場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御部３は、増幅器制御部３２が出力するＰＷＭ信号のデューティ比を変更して（ステップＳ５）、ステップＳ３へ処理を戻し、出力電圧値の取得及び判定を繰り返し行う。出力電圧値が目標出力電圧値であると判定した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部３は、このときのデューティ比と取得した出力電圧値とを不揮発性のメモリなどに記憶し（ステップＳ６）、処理を終了する。

本実施の形態に係る液晶表示装置は、外部装置からの入力画像を液晶表示パネル１に表示する通常の動作時においては、設定受付部８にて受け付けた明るさ設定、並びに、上記の処理にて記憶したデューティ比及び出力電圧値を用いて、増幅器制御部３２が出力するＰＷＭ信号のデューティ比及び光源２の駆動量を目標算出部３１が算出し、算出した駆動量及び検知結果取得部６が取得した増幅器５の出力電圧値に基づいて光源制御部３３が光源２の光量制御を行う。

図４は、液晶表示装置による光量制御方法を説明するための模式図であり、横軸を明るさ設定（明るさ最大を１００％として明るさ設定を割合で示してある）とし、縦軸を電圧値［Ｖ］としたグラフである。なお図示の例では、明るさ設定１００％の場合の出力電圧値Ｖ１（≒目標出力電圧値）と、同設定での基準電圧値Ｖ２を与えるＰＷＭ信号のデューティ比とが、図３に示した処理にて最終的にメモリなどに記憶される情報である。

図示のように、光量検知部４から増幅器５へ入力される電圧は、明るさ設定に応じて線形的に増減するため、例えば明るさ設定が１００％から５０％に変更された場合、入力電圧値は５０％に低減される。このとき制御部３の目標算出部３１は、明るさ設定の変化に応じた入力電圧値の変化と同様に、増幅器５への基準電圧を線形的に変化させるべく、ＰＷＭ信号のデューティ比を算出して増幅器制御部３２へ与える。このデューティ比のＰＷＭ信号を増幅器制御部３２が増幅器５へ出力することにより、増幅器５への基準電圧値が５０％に低減される。このように目標算出部３１は、明るさ設定の変化に対して基準電圧値を線形的に変化させるべく、ＰＷＭ信号のデューティ比を連続的に変化させる。

増幅器５への入力電圧値の線形的な変化に対して基準電圧値を線形的に変化させることによって、明るさ設定の変化に応じて増幅器５の出力電圧値を線形的に変化させることができる。また図３に示した処理において、明るさ設定が１００％の場合の増幅器５の出力電圧値が目標出力電圧値となるように、基準電圧値及びデューティ比が決定されているため、光学センサＳの特性などのバラツキによって光量検知部４が出力する電圧にバラツキが生じる場合であっても、増幅器５の出力電圧値の最大値及び傾きを略同じにすることができる。

液晶表示装置の制御部３は、明るさ設定の変更がなされた場合、まず明るさの設定値に応じたデューティ比を目標算出部３１にて算出し、算出したデューティ比のＰＷＭ信号を増幅器制御部３２から増幅器５へ出力する。これにより増幅器５の増幅特性が確定する。次いで制御部３は、明るさの設定値に応じた光源２の駆動量と検知結果取得部６が取得する増幅器５の出力電圧値の目標値とを目標算出部３１が算出して光源制御部３３へ与える。図示のように増幅器５の出力電圧は線形的に変化するため、出力電圧値の最大値と明るさ設定の変化量から出力電圧値の目標値を算出することができる。また駆動量も同様に、出力電圧値の最大値を取得した際の駆動量と明るさ設定の変化量から算出することができる。光源制御部３３は、与えられた駆動量にて光源２の駆動を行い、このときの光量検知部４の検知結果に応じた増幅器５の出力電圧値が目標値となるように、駆動量を増減して光源２の光量を調整する。

図５は、光源２の明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。液晶表示装置の制御部３は、設定受付部８にて明るさ設定の変更を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお液晶表示装置が環境光に応じた明るさの自動調整機能を有する場合、ステップＳ１１における明るさ設定の変更の受付には、環境光の変化に応じた明るさ設定の変更を含む。

設定受付部８にて明るさ設定の変更を受け付けていない場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、制御部３は、明るさ設定の変更を受け付けるまで待機する。明るさ設定の変更を受け付けた場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部３は、新たな明るさの設定値に応じたＰＷＭ信号のデューティ比を目標算出部３１にて算出し（ステップＳ１２）、算出したデューティ比を増幅器制御部３２へ与えることによりＰＷＭ信号のデューティ比を変更する（ステップＳ１３）。

次いで制御部３は、新たな明るさの設定値に応じて、増幅器５の出力電圧値の目標値の算出（ステップＳ１４）、及び、光源２の駆動量の算出（ステップＳ１５）を目標算出部３１にて行う。制御部３は、算出した駆動量を光源制御部３３へ与えて光源駆動部７の制御を行うことにより、算出した駆動量に応じた光量で光源２を発光させる（ステップＳ１６）。その後、制御部３は、検知結果取得部６にて増幅器５の出力電圧値を取得し（ステップＳ１７）、取得した出力電圧値がステップＳ１４にて算出した目標値であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。なおこのとき制御部３は、出力電圧値が目標値に完全に一致するのではなく、出力電圧値が目標値±α（αは例えば５％など）の範囲内であれば、出力電圧値が目標値であると判定する構成であってよい。

出力電圧値が目標値でないと判定した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、制御部３は、出力電圧値を目標値に近付けるべく、光源２の駆動量を再び算出（更新）し（ステップＳ１９）、ステップＳ１６へ処理を戻して、上述の処理を繰り返し行う。出力電圧値が目標値であると判定した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、制御部３は処理を終了する。

以上の構成の実施の形態１に係る液晶表示装置は、光量検知部４が光源２の光量に応じた電圧を出力し、この電圧を増幅器５が増幅して出力し、増幅器５の出力電圧を検知結果取得部６がサンプリングして取得する。増幅器５は、制御部３の増幅器制御部３２から与えられるＰＷＭ信号のデューティ比に応じて増幅特性を制御することができる構成とする。液晶表示装置は、設定受付部８にて受け付けた明るさ設定に応じて、増幅器５の出力電圧の目標値、光源２の駆動量、及び、増幅器５へ与えるＰＷＭ信号のデューティ比を目標算出部３１が算出する。目標算出部３１は、出力電圧の目標値に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を変化させる。光源制御部３３は、検知結果取得部６が取得した増幅器５の出力電圧値が目標値に近づくよう、駆動量を更新しながら光源２の駆動制御を行う。これらの構成により液晶表示装置は、光学センサＳの個体差などに応じて増幅器５の増幅特性を調整することができ、増幅器５の出力電圧値のバラツキを低減できる。

また、増幅器制御部３２がＰＷＭ信号を増幅器５へ出力し、増幅器５はＰＷＭ信号のデューティ比に応じた増幅特性で増幅を行う。これにより増幅器制御部３２は１つの制御信号で増幅器５の制御を行うことができるため、増幅器制御部３２から増幅器５への制御信号線を低減できる。また、増幅器５を差動増幅器とし、増幅器制御部３２が出力したＰＷＭ信号を抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ３により平滑化し、平滑化された信号を差動増幅器の基準電圧として入力する。これによりＰＷＭ信号のデューティ比の変化に応じて増幅器５への基準電圧値が変化するため、入力電圧値に対する出力電圧値の増幅特性をＰＷＭ信号のデューティ比にて制御することができる。

また、液晶表示装置は、明るさ設定の変化に応じて増幅器５の基準電圧値を線形的に変化させるようにＰＷＭ信号のデューティ比を連続的に変化させる。これにより、明るさ設定の変化に応じて光源２の光量が変化され、光量検知部４から増幅器５への入力電圧が線形的に変化した場合に、明るさ設定の変化に対して増幅器５の出力電圧を線形的に変化させることができる。よって、増幅器５への入力電圧にバラツキが生じた場合であっても、明るさ設定の変化に対する増幅器５の出力電圧の変化率を略一定とすることができる。

なお本実施の形態においては、液晶表示装置を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、光学センサＳを用いて光源２の光量を制御するその他の照明装置に同様の構成を適用することができる。また光学センサＳは、例えば光源２の輝度を検知し、起動に応じた信号を出力する輝度センサであってよく、また例えばＲＧＢ又はＸＹＺ等の多色光の輝度及び色度等に応じた信号を出力するセンサであってよく、その他のセンサであってよい。また増幅器制御部３２が出力するＰＷＭ信号にて増幅器５の増幅特性の制御を行う構成としたが、これに限るものではない。例えば、増幅器制御部３２が線形的に変換するアナログの制御信号を出力し、この制御信号を基準電圧として増幅器５へ入力する構成としてもよく、その他の構成としてもよい。また図２に示した光量検知部４及び増幅器５の回路構成は一例であって、これに限るものではない。また光量検知部４が出力した電圧を１つの増幅器５が増幅するのではなく、複数の増幅器にて多段階で増幅する構成としてもよく、このような構成の場合には増幅器制御部３２がいずれか１つの増幅器の特性を制御してもよく、複数の増幅器の特性を制御してもよい。また液晶表示装置が複数の光学センサＳを備える構成であってよく、この場合には、１つの増幅器５を切り替えて用いることにより複数の光学センサＳの出力信号を増幅してもよく、更に光学センサＳ毎に増幅器制御部３２が出力するＰＷＭ信号のデューティ比を切り替えてよい。また増幅器５は差動増幅器としたが、これに限るものではなく、例えば反転増幅器又は非反転増幅器等のその他の構成の増幅器であってよく、例えば以下の変形例１又は変形例２に示す構成であってよい。

（変形例１）
図６は、変形例１に係る光量検知部４及び増幅器１０５の構成を示す回路図である。変形例１に係る増幅器１０５は、非反転増幅器であり、オペアンプＡｍｐ、抵抗Ｒ１０２〜Ｒ１０６及びコンデンサＣ１０２、Ｃ１０３等を備えて構成されている。光量検知部４からの入力電圧Ｖｉｎは、オペアンプＡｍｐの非反転入力端子（＋）に入力されている。オペアンプＡｍｐの出力端子は、並列に接続された抵抗Ｒ１０３及びコンデンサＣ１０２を介して反転入力端子（−）に接続されている。オペアンプＡｍｐの反転入力端子は、抵抗Ｒ１０６を介して接地電位に接続されている。オペアンプＡｍｐの出力端子には抵抗Ｒ１０２の一端が接続され、抵抗Ｒ１０２の他端が増幅器１０５の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する端子とされている。

また増幅器１０５には、入力電圧Ｖｉｎの他にＰＷＭ信号が入力されている。ＰＷＭ信号が入力される端子は、直列に接続された抵抗Ｒ１０５及びＲ１０４を介してオペアンプＡｍｐの反転入力端子に接続されており、抵抗Ｒ１０５はコンデンサＣ１０３を介して接地電位に接続されている。抵抗Ｒ１０５及びコンデンサＣ１０３は、入力されたＰＷＭ信号を平滑化して基準電圧Ｖｒｅｆを生成するためのものであり、抵抗Ｒ１０５及びコンデンサＣ１０３の間の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとなる。

増幅器１０５は、抵抗Ｒ１０３〜Ｒ１０６の抵抗値に応じた増幅率で入力電圧Ｖｉｎを増幅する回路である。増幅器制御部３２がＰＷＭ信号のデューティ比を変更することによって基準電圧Ｖｒｅｆが変化し、オペアンプＡｍｐの反転入力端子と接地電位との間に介在する抵抗の抵抗値が擬似的に変化するため、増幅器１０５の増幅率を変化させることができる。

（変形例２）
図７は、変形例２に係る増幅器１５５の構成を示す回路図である。変形例２に係る増幅器１５５は、光学センサＳからの入力電流Ｉを電圧Ｖａに変換し、この電圧Ｖａをアンプ１５６にて増幅して出力電圧Ｖｏｕｔとする回路である。増幅器１５５は、光学センサＳ及び接地電位の間に、直列接続された抵抗Ｒｄ及びトランジスタＴと、抵抗Ｒｐと、コンデンサＣ１とが並列に接続された構成である。また抵抗Ｒｄ、Ｒｐ及びコンデンサＣ１の一端側の電圧Ｖａがアンプ１５６へ入力されている。アンプ１５６は、所定の増幅率で電圧Ｖａを増幅して出力する。

トランジスタＴが閉状態の場合、光学センサＳからの入力電流Ｉは、並列接続された抵抗Ｒｄ及びＲｐを介して接地電位へ流れるため、電圧Ｖａは抵抗Ｒｄ及びＲｐの合成抵抗に応じた電圧値となる。これに対してトランジスタＴが開状態の場合、光学センサＳからの入力電流Ｉは抵抗Ｒｐを介して接地電位へ流れるため、電圧Ｖａは抵抗Ｒｐの抵抗値に応じた電圧値となる。トランジスタＴの開閉は増幅器制御部３２からのＰＷＭ信号により制御されており、トランジスタＴの開閉に応じて電圧Ｖａが変化するが、コンデンサＣ１により平滑化されて略一定の電圧値となる。この平滑化された電圧Ｖａの電圧値は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて変化する。よってＰＷＭ信号のデューティ比を制御することにより、アンプ１５６へ入力される電圧Ｖａの電圧値を制御でき、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値を制御することができる。

なお増幅器１５５は、アンプ１５６を備えずに、電圧Ｖａを出力電圧Ｖｏｕｔとして出力してもよい。

（実施の形態２）
上述の実施の形態１に係る液晶表示装置は、明るさ設定に応じて線形的に増幅器５の基準電圧値を変化させる構成である。これに対して実施の形態２に係る液晶表示装置は、特定の明るさ設定にて基準電圧値を段階的に変化させ、その他の明るさ設定の変化に対しては基準電圧値を一定とする構成である。即ち、実施の形態２に係る液晶表示装置は、明るさ設定に応じて段階的に増幅器５の基準電圧値を変化させる構成である。

図８は、実施の形態２に係る液晶表示装置による光量制御方法を説明するための模式図である。なお図示は省略するが、実施の形態２に係る液晶表示装置の増幅器５は、図２に示した増幅器とは回路構成が異なり、入力電圧値＞基準電圧値であり、出力電圧値＝増幅率×（入力電圧値−基準電圧値）であるものとする。また図示の例では、明るさ設定１００％の場合の出力電圧値Ｖ１（≒目標出力電圧値）と、同設定での基準電圧値Ｖ２を与えるＰＷＭ信号のデューティ比とが、図３に示した処理にて最終的にメモリなどに記憶される情報である。更に実施の形態２に係る液晶表示装置は、明るさ設定１００％の場合の入力電圧値と基準電圧値との差分電圧値ΔＶを記憶している。差分電圧値ΔＶは、増幅器５の出力電圧値と増幅率とに基づいて算出することができる。

実施の形態２に係る液晶表示装置は、Ａ％及びＢ％の２つの明るさ設定において基準電圧値を変更し、その他の明るさ設定では基準電圧値の変更を行わない。明るさ設定Ａ％は、明るさ設定を１００％から低減させた場合に、入力電圧値と基準電圧値とが同じ値となり、出力電圧値が０Ｖとなる明るさ設定である。実施の形態２に係る液晶表示装置は、この明るさ設定Ａ％において、入力電圧値と基準電圧値との差がメモリに記憶した差分電圧値ΔＶとなるように、基準電圧値を差分電圧値ΔＶだけ低減する。これにより増幅器５の出力電圧値はＶ１となる。（換言すれば、明るさ設定Ａ％は、明るさ設定をＢ％から増加させた場合に、入力電圧値と基準電圧値との差が差分電圧ΔＶとなる明るさ設定である。実施の形態２に係る液晶表示装置は、明るさ設定がＡ％を超えた場合、入力電圧値と基準電圧値との差が差分電圧ΔＶを超えないように、基準電圧値を差分電圧値ΔＶだけ増加する。）

同様に、明るさ設定Ｂ％は、明るさ設定をＡ％から低減させた場合に、入力電圧値と基準電圧値とが同じ値となり、出力電圧値が０Ｖとなる明るさ設定である。実施の形態２に係る液晶表示装置は、この明るさ設定Ｂ％において、入力電圧値と基準電圧値との差がメモリに記憶した差分電圧値ΔＶとなるように、基準電圧値を差分電圧値ΔＶだけ低減するが、基準電圧値は０Ｖを下回ることができないため、基準電圧値を０Ｖとする。

これらの基準電圧値を変更する明るさ設定Ａ％及びＢ％は、図３に示した処理にて得られる出力電圧値Ｖ１、デューティ比及び差分電圧値ΔＶに基づいて算出することができる。例えばＰＷＭ信号のデューティ比（及びこの信号の電圧値）に基づいて基準電圧値を算出することができ、この基準電圧値、差分電圧値ΔＶ、及び、増幅器５を構成する抵抗の抵抗値等に基づいて明るさ１００％での入力電圧値を算出することができる。図示のように入力電圧は線形的に変化するため、入力電圧値が基準電圧値となる明るさ設定Ａ％を算出することができる。明るさ設定Ｂ％についても同様である。明るさ設定Ａ％及びＢ％の算出、並びに、これらの設定に応じたＰＷＭ信号のデューティ比の算出は、どのようなタイミングで行ってもよく、例えば図３に示した処理の終了後に算出を行い、算出結果を記憶しておくことができる。

図９は、実施の形態２に係る液晶表示装置による明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態２に係る液晶表示装置の制御部３は、設定受付部８にて明るさ設定の変更を受け付けたか否かを判定し（ステップＳ２１）、明るさ設定の変更を受け付けていない場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、明るさ設定の変更を受け付けるまで待機する。明るさ設定の変更を受け付けた場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部３は、明るさ設定が所定値（上述の明るさ設定Ａ％又はＢ％）を超えて変更されたか否かを更に判定する（ステップＳ２２）。

明るさ設定が所定値を超えて変更された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御部３は、新たな明るさ設定に応じて、予め算出してメモリなどに記憶されたデューティ比を読み出し（ステップＳ２３）、読み出したデューティ比を増幅器制御部３２へ与えることによりＰＷＭ信号のデューティ比を変更し（ステップＳ２４）、ステップＳ２５へ処理を進める。

明るさ設定が所定値を超えて変更されていない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、又は、ステップＳ２４にてデューティ比を変更した後、制御部３は、新たな明るさの設定値に応じて、増幅器５の出力電圧値の目標値の算出（ステップＳ２５）、及び、光源２の駆動量の算出（ステップＳ２６）を目標算出部３１にて行う。増幅器５の出力電圧値の目標値は、図８において実線で示した出力電圧に相当するが、図示のように明るさ設定の変化に対する出力電圧の変化（傾き）は一定であるため、図３に示した処理にて取得できる明るさ設定１００％における出力電圧値、並びに、明るさ設定Ａ％及びＢ％等の情報に基づいて算出することができる。また光源２の駆動量は、実施の形態１に係る液晶表示装置と同様に、明るさ設定１００％に対応する駆動量と明るさ設定の変化量とから算出することができる。

次いで制御部３は、算出した駆動量を光源制御部３３へ与えて光源駆動部７の制御を行うことにより、算出した駆動量に応じた光量で光源２を発光させる（ステップＳ２７）。その後、制御部３は、検知結果取得部６にて増幅器５の出力電圧値を取得し（ステップＳ２８）、取得した出力電圧値がステップＳ２５にて算出した目標値であるか否かを判定する（ステップＳ２９）。なおこのとき制御部３は、出力電圧値が目標値に完全に一致するのではなく、出力電圧値が目標値±α（αは例えば５％など）の範囲内であれば、出力電圧値が目標値であると判定する構成であってよい。

出力電圧値が目標値でないと判定した場合（Ｓ２９：ＮＯ）、制御部３は、出力電圧値を目標値に近付けるべく、光源２の駆動量を再び算出し（ステップＳ３０）、ステップＳ２７へ処理を戻して、上述の処理を繰り返し行う。出力電圧値が目標値であると判定した場合（Ｓ２９：ＹＥＳ）、制御部３は処理を終了する。

以上の構成の実施の形態２に係る液晶表示装置は、明るさ設定が所定値の場合にＰＷＭ信号のデューティ比を段階的に変化させ、増幅器５の基準電圧値を段階的に変化させる。デューティ比を変化させる明るさ設定の所定値は、増幅器５の入力電圧値及び基準電圧値の差分が０Ｖ以下又は差分電圧値ΔＶ以上となる設定値とする。これにより、明るさ設定が低い場合における光量制御の分解能を向上することができる。また、増幅器５の入力電圧値及び基準電圧値の差分が所定範囲外となることを防止でき、増幅器５を適切に動作させることができる。

なお、本実施の形態においては、明るさ設定Ａ％及びＢ％の２点にて基準電圧値を変化させる構成としたが、これに限るものではなく、明るさ設定の１点又は３点以上にて基準電圧値を変化させる構成としてもよい。また更に、最大分解能を保つように（即ち、入力電圧値と基準電圧値との差が差分電圧値ΔＶを保つように）、基準電圧値を連続的に変化させてもよい。

なお、実施の形態２にて説明した基準電圧値を段階的に変化させる制御方法は、増幅器５の構成が図２に示したような差動増幅回路である場合に限るものではなく、図６又は図７に示す回路構成、更にはその他の回路構成の場合であっても同様に適用することができる。

また実施の形態２に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態１に係る液晶表示装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る液晶表示装置は、実施の形態１に係る液晶表示装置による明るさ設定の変化に応じた基準電圧値の線形的な変化と、実施の形態２に係る液晶表示装置による明るさ設定の所定値における基準電圧値の段階的な変化との両制御を行う構成である。図１０は、実施の形態３に係る液晶表示装置による光量制御方法を説明するための模式図である。図示の例では、明るさ設定１００％の場合の出力電圧値Ｖ１（≒目標出力電圧値）と、同設定での基準電圧値Ｖ２を与えるＰＷＭ信号のデューティ比とが、図３に示した処理にて最終的にメモリなどに記憶される情報である。更に実施の形態３に係る液晶表示装置は、明るさ設定１００％の場合の入力電圧値と基準電圧値との差分電圧値ΔＶを記憶している。

実施の形態３に係る液晶表示装置は、明るさ設定の変化に応じて基準電圧値を線形的に変化させる（即ちＰＷＭ信号のデューティ比を変化させる）と共に、例えば明るさ設定Ｃ％において基準電圧を段階的に変化させる。明るさ設定Ｃ％は、例えば液晶表示装置の設計段階などにて予め決定された設定であってよく、また例えば液晶表示装置の製造工程又は検査工程等にて表示特性を測定して決定してもよい。明るさ設定Ｃ％はメモリなどに記憶され、制御部３はメモリに記憶された明るさ設定Ｃ％を読み出し、この明るさ設定Ｃ％を超える設定変更を受け付けた場合に、基準電圧値を変化させるべくＰＷＭ信号のデューティ比を変化させる。明るさ設定Ｃ％における基準電圧値の変化量は、例えば差分電圧値ΔＶとしてもよく、また例えば液晶表示装置の設計段階又は製造工程等にて基準電圧値のその他の変化量を決定してもよい。

なお明るさ設定Ｃ％は、例えば以下のようにして決定することができる。
検知結果取得部６は増幅器５が出力するアナログ信号をサンプリングしてデジタル値として取得する。例えば光源２の駆動量を１００％（最大駆動量）とした場合の明るさ（輝度）が３００［ｃｄ／ｍ² ］であり、このときの検知結果取得部６のサンプリング値が６００であるとする。この場合、１サンプリング値あたりの明るさの変化量は０．５［ｃｄ／ｍ² ］となる。

ここで明るさ設定Ｃ％は、条件「１サンプリング値あたりの明るさの変化量≧明るさ設定Ｃ％に対応する明るさ×０．０１」を満たす値に決定することができる。

例えばユーザが明るさ設定を変更し、光源２の明るさが１００［ｃｄ／ｍ² ］に設定された場合、「明るさ設定Ｃ％に対応する明るさ×０．０１」は１であり、「１サンプリング値あたりの明るさの変化量」が０．５であるため、基準電圧値の変更は行わない。

また例えばユーザが明るさ設定を変更し、光源２の明るさが５０［ｃｄ／ｍ² ］に設定された場合、「明るさ設定Ｃ％に対応する明るさ×０．０１」は０．５であり、「１サンプリング値あたりの明るさの変化量」が０．５であるため上記の条件を満たし、基準電圧値の変更を行う。

なお上記の条件において明るさ設定Ｃ％に対応する明るさに対して乗算する係数０．０１は一例であり、これに限るものではない。この係数は、０．０１を超える値であってもよく、０．０１未満の値であってもよい。ただし、本願発明者が行った検証によれば、この係数は０．０１以下であることが好ましい。これは、０．０１を超える係数を用いた場合、基準電圧値の段階的な変化が、ユーザの認識可能な程度に液晶表示装置の表示特性の変化を生じさせる虞があるためである。

以上の構成の実施の形態３に係る液晶表示装置は、明るさ設定の変化に応じて増幅器５の基準電圧値を線形的に変化させるようにＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることにより、増幅器５への入力電圧にバラツキが生じた場合であっても、明るさ設定の変化に対する増幅器５の出力電圧の変化率を略一定とすることができる。また実施の形態３に係る液晶表示装置は、明るさ設定Ｃ％にて基準電圧値を段階的に変化させることにより、明るさ設定が低い場合における光量制御の分解能を向上することができる。

（変形例）
実施の形態３においては、明るさ設定Ｃ％にてＰＷＭ信号のデューティ比を段階的に変化させ、基準電圧値を段階的に変化させている。この際、明るさ設定がＣ％に変更された直後に基準電圧値の変化を行う構成であってもよいが、以下の変形例に示すように、明るさ設定の変更に対する基準電圧値の変化を異なるタイミングで行う構成であってもよい。

実施の形態３の変形例に係る液晶表示装置は、明るさ設定が所定値Ｃ％を超えて変更された場合、その直前の変化率に応じて線形的に算出されるデューティ比にてＰＷＭ信号を出力し、このＰＷＭ信号に応じた基準電圧値にて増幅器５の増幅を行う。液晶表示装置は、増幅器５の出力電圧値に応じて光源２の駆動量の調整を行い、増幅器５の出力電圧値と目標値との差が所定範囲内となった場合に、ＰＷＭ信号のデューティ比を段階的に変化させて、増幅器５の基準電圧値を段階的に変化させる。その後、液晶表示装置は、基準電圧値の変化に応じた増幅器５の出力電圧値の目標値を算出し、算出した目標値に増幅器５の出力電圧値を近付けるよう光源２の駆動量を調整する。

図１１及び図１２は、実施の形態３の変形例に係る液晶表示装置による明るさ設定変更処理の手順を示すフローチャートである。なお本処理においては、ＰＷＭ信号のデューティ比の変更を行うか否かを示す変更フラグを用いるが、これは例えば制御部３のレジスタなどの記憶領域を利用して実現される。また変更フラグには、デューティ比の変更を行わない場合の０、又は、変更を行う場合の１の２値が設定される。

実施の形態３の変形例に係る液晶表示装置の制御部３は、設定受付部８にて明るさ設定の変更を受け付けたか否かを判定し（ステップＳ４１）、明るさ設定の変更を受け付けていない場合には（Ｓ４１：ＮＯ）、明るさ設定の変更を受け付けるまで待機する。明るさ設定の変更を受け付けた場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、制御部３は、変更フラグの値を０に初期化する（ステップＳ４２）。また制御部３は、新たな明るさの設定値に応じたＰＷＭ信号のデューティ比を、以前の設定値に応じたデューティ比からの線形的な変化に基づいて算出し（ステップＳ４３）、算出したデューティ比を増幅器制御部３２へ与えることによりＰＷＭ信号のデューティ比を線形的に変更する（ステップＳ４４）。

次いで制御部３は、明るさ設定が所定値（Ｃ％）を超えて変更されたか否かを判定する（ステップＳ４５）。明るさ設定が所定値を超えて変更された場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、制御部３は、変更フラグの値を１に設定して（ステップＳ４６）、ステップＳ４７へ処理を進める。

明るさ設定が所定値を超えて変更されていない場合（Ｓ４５：ＮＯ）、又は、ステップＳ４６にて変更フラグの値を１に設定した後、制御部３は、新たな明るさの設定値に応じて、増幅器５の出力電圧値の目標値の算出（ステップＳ４７）、及び、光源２の駆動量の算出（ステップＳ４８）を目標算出部３１にて行う。制御部３は、算出した駆動量に応じた光量で光源２を発光させ（ステップＳ４９）、検知結果取得部６にて増幅器５の出力電圧値を取得する（ステップＳ５０）。

次いで制御部３は、変更フラグの値が１であるか否かを判定する（ステップＳ５１）。変更フラグの値が１の場合（Ｓ５１:ＹＥＳ）、制御部３は、ステップＳ５０にて取得した出力電圧値とステップＳ４７にて算出した目標値との差が所定範囲内であるか否かを更に判定する（ステップＳ５２）。

出力電圧値と目標値との差が所定範囲内である場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、制御部３は、ステップＳ４１にて受け付けた新たな明るさ設定に応じて、予め算出してメモリなどに記憶されたデューティ比を読み出す（ステップＳ５３）。なおステップＳ５２にて判定する所定範囲は、液晶表示装置の設計段階などにて決定され、例えば目標値の１０％内などの値が用いられる。次いで制御部３は、読み出したデューティ比を増幅器制御部３２へ与えることによりＰＷＭ信号のデューティ比を変更し（ステップＳ５４）、変更フラグの値を０に設定して（ステップＳ５５）、ステップＳ４７へ処理を戻す。

変更フラグの値が１でない場合（Ｓ５１：ＮＯ）、又は、出力電圧値と目標値との差が所定範囲内でない場合（Ｓ５２：ＮＯ）、制御部３は、ステップＳ５０にて取得した出力電圧値がステップＳ４７にて算出した目標値であるか否かを判定する（ステップＳ５６）。なおこのとき制御部３は、出力電圧値が目標値に完全に一致するのではなく、出力電圧値が目標値±α（αは例えば５％など）の範囲内であれば、出力電圧値が目標値であると判定する構成であってよい。

出力電圧値が目標値でないと判定した場合（Ｓ５６：ＮＯ）、制御部３は、出力電圧値を目標値に近付けるべく、光源２の駆動量を再び算出し（ステップＳ５７）、ステップＳ４９へ処理を戻して、上述の処理を繰り返し行う。出力電圧値が目標値であると判定した場合（Ｓ５６：ＹＥＳ）、制御部３は処理を終了する。

以上の構成の実施の形態３の変形例に係る液晶表示装置は、ユーザによる明るさ設定の変更が所定値を超えてなされた場合に、増幅器５の出力電圧値とその目標値との差が所定範囲内となった後に、ＰＷＭ信号のデューティ比を変化させて基準電圧値を段階的に変化させる構成である。

液晶表示装置の設定受付部８が、例えば筐体の正面又は側面等に配された増減キーにて明るさ設定の増減を受け付ける構成の場合、増減キーがユーザによって連続的に操作されて明るさ設定が連続的に変更されることがある。このような明るさ設定の連続的な変更の過程で、明るさ設定が所定値を超えて変化し、増幅器５の基準電圧値が段階的に変化した場合に、基準電圧値の段階的な変化に応じた明るさの変化がユーザに視認される虞がある。

このような場合に、上述のような変形例に係る液晶表示装置のように、増幅器５の出力電圧値が目標電圧値に近づいた後で基準電圧値の段階的な変化を行う構成とすることにより、基準電圧値の変化に伴う明るさの変化がユーザに視認されることを抑制できる。なお図１２において、ステップＳ５１〜Ｓ５５の処理を、ステップＳ５６にて出力電圧値が目標値であると判定した後に行ってもよい。この場合に液晶表示装置は、ステップＳ５２の判定を行う必要はなく、ステップＳ５１にて変更フラグに１が設定されていると判定した場合に、ステップＳ５３〜Ｓ５５の処理を行い、ステップＳ５５の処理後に明るさ設定変更処理を終了すればよい。

なお、実施の形態３及びその変形例にて説明した基準電圧値の制御方法は、増幅器５の構成が図２に示したような差動増幅回路である場合に限るものではなく、図６又は図７に示す回路構成、更にはその他の回路構成の場合であっても同様に適用することができる。また実施の形態３の変形例にて説明した基準電圧値の段階的な変化を行うタイミングに関する制御方法は、実施の形態２における基準電圧値の段階的な変化についても同様に適用することができる。

また実施の形態３に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態１に係る液晶表示装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

１ 液晶表示パネル
２ 光源
３ 制御部
４ 光量検知部
５ 増幅器
６ 検知結果取得部
７ 光源駆動部
８ 設定受付部
３１ 目標算出部（算出部）
３２ 増幅器制御部
３３ 光源制御部
１０５ 増幅器
１５５ 増幅器
１５６ アンプ
Ａｍｐ オペアンプ
Ｓ 光学センサ
Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ１０２〜Ｒ１０６、Ｒｄ、Ｒｆ１、Ｒｆ２、Ｒｐ、Ｒｓ１、Ｒｓ２ 抵抗
Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１０２、Ｃ１０３ コンデンサ

Claims (10)

1. 光源を駆動する光源駆動部と、
   前記光源の光量を検知し、検知した光量に応じた信号を出力する光量検知部と、
   該光量検知部が出力した信号が入力され、入力された信号を増幅して出力する増幅器と、
   該増幅器の増幅特性に係る制御を行う増幅器制御部と、
   前記増幅器が出力する信号の信号値を光量の検知結果として取得する検知結果取得部と、
   前記光源の光量に係る設定値を受け付ける設定受付部と、
   該設定受付部が受け付けた設定値に基づいて、前記検知結果取得部が取得する信号値の目標値、及び、前記光源駆動部による前記光源の駆動量を算出する算出部と、
   前記検知結果取得部が取得する信号値が前記算出部が算出した目標値に近づくよう、前記算出部が算出した駆動量を更新して前記光源駆動部による前記光源の駆動を制御する光源制御部と
   を備え、
   前記増幅器制御部は、前記設定受付部が受け付けた設定値に応じて、前記増幅器の増幅特性に係る制御を行うようにしてあること
   を特徴とする照明装置。
2. 前記増幅器制御部は、前記設定値受付部が受け付けた設定値に応じたデューティ比のパルス信号を前記増幅器へ出力し、
   前記増幅器は、前記増幅器制御部が出力した前記パルス信号のデューティ比に応じた増幅を行うようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記増幅器には、前記光量検知部が検知した光量に応じた電圧が入力され、
   前記増幅器は、入力電圧値と基準電圧値との差分を増幅する差動増幅器であり、
   前記増幅器制御部が出力するパルス信号を平滑化する平滑部を備え、
   前記増幅器には、前記平滑部が平滑化した信号が前記差動増幅器の基準電圧として入力され、
   前記増幅器制御部は、前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記差動増幅器へ入力される基準電圧値を制御するようにしてあること
   を特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記増幅器には、前記光量検知部が検知した光量に応じた電圧が入力され、
   前記増幅器は、基準電圧値に応じた増幅率で前記光量検知部からの入力電圧値を増幅する非反転増幅器であり、
   前記増幅器制御部が出力するパルス信号を平滑化する平滑部を備え、
   前記増幅器には、前記平滑部が平滑化した信号が前記非反転増幅器の基準電圧として入力され、
   前記増幅器制御部は、前記パルス信号のデューティ比を制御することにより、前記非反転増幅器の増幅率を制御するようにしてあること
   を特徴とする請求項２に記載の照明装置。
5. 前記増幅器制御部は、前記光量に係る設定値の変化に応じて前記基準電圧値を線形的に変化させるべく前記デューティ比を変化させるようにしてあること
   を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の照明装置。
6. 前記増幅器制御部は、前記光量に係る設定値が所定値を超えて変化した場合に、前記基準電圧を段階的に変化させるべく前記デューティ比を変化させるようにしてあること
   を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の照明装置。
7. 前記所定値は、前記光量検知部から前記増幅器への入力電圧と前記基準電圧との差が所定の上限値又は下限値となる設定値であること
   を特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 前記増幅器制御部は、
   前記光量に係る設定値の変化に応じて前記基準電圧値を線形的に変化させるべく前記デューティ比を変化させると共に、
   前記光量に係る設定値が所定値を超えて変化した場合に、前記基準電圧を段階的に変化させるべく前記デューティ比を変化させるようにしてあること
   を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の照明装置。
9. 前記増幅器制御部は、前記光量に係る設定値が所定値を超えて変化した場合、前記検知結果取得部が取得する信号値及び前記算出部が算出した目標値の差が所定範囲内となった後に、前記基準電圧を段階的に変化させるべく前記デューティ比を変化させるようにしてあること
   を特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１つに記載の照明装置。
10. 液晶表示パネルと、
    該液晶表示パネルの背面に光を照射する、請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の照明装置と
    を備えることを特徴とする表示装置。

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