JP5766040B2 - 発光装置、その制御方法、及び画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライト装置、その制御方法、及び画像表示装置に関する。

近年、液晶パネルなどの透過型パネルを用いた画像表示装置のバックライト装置の光源として、ＬＥＤが注目されている。従来、バックライトの光源として使われてきた冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）と比較して、色再現性、応答速度などの点でメリットがある。バックライトの光源としては、白色ＬＥＤや、ＲＧＢ―ＬＥＤ（赤色ＬＥＤ，緑色ＬＥＤ，及び青色ＬＥＤを組み合わせた３原色ＬＥＤ）などがある。白色ＬＥＤは、例えば青色ＬＥＤに黄色の蛍光体を組み合わせて白色光を発光する。一方、ＲＧＢ−ＬＥＤは、各色のＬＥＤの輝度を調整することで白色光を発光する。これらのＬＥＤがバックライト平面に複数配列され、拡散板によりＬＥＤの光が拡散されることで、ＬＥＤバックライトは液晶パネルを照射する。

ところで、ＬＥＤには温度特性がある。ＬＥＤは周辺温度の上昇に伴って発光効率が下がり輝度が低下する傾向がある。そのため、ＬＥＤの駆動量が同一でもＬＥＤの周辺温度によってＬＥＤの輝度（発光量）は変動する。駆動量とは、電流量や電圧値、ＰＷＭ制御のデューティ比などである。赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの色毎に温度特性が異なるため、それぞれのＬＥＤに対して輝度の補正が必要となる。特に、赤色のＬＥＤは他の色と比較して、温度上昇による輝度の低下が大きい。また、白色ＬＥＤにも同様に温度特性があり、温度上昇により輝度が低下する傾向がある。一方、バックライト装置の内部温度には分布が生じることがある。これは、電源や演算回路付近の領域は他の領域より温度上昇が大きいことや、温まった空気がバックライトの上部に溜まり易いことなどによる。この内部温度分布のために、画面内の領域によってＬＥＤの輝度低下の度合がばらつくため、画面内の領域によって輝度や色温度にムラが生じ、表示品質を低下させる要因となる。この問題は、ディスプレイの画面サイズが大きくなるほど顕著になる。

これに対し、バックライト装置を複数のＬＥＤブロックに分け、ＬＥＤブロック毎に温度センサを配置し、ＬＥＤブロック毎に検出したＬＥＤの周辺温度に応じてＬＥＤブロック毎にＬＥＤの駆動量を補正する技術がある。従来、バックライト装置の輝度補正制御としては、このような補正を一定周期で繰り返し行うことによりバックライトの輝度を目標輝度に安定させるドリフト制御が一般的であった。従来のドリフト制御について図１０を用いて簡単に説明する。

まず、ステップＳ１００１において、バックライト制御装置は、液晶表示装置の目標輝度を取得する。次に、ステップＳ１００２において、バックライト制御装置は、バックライト装置内に配置された全ての温度センサから全てのＬＥＤブロックのＬＥＤ周辺温度を取得する。ステップＳ１００３において、バックライト制御装置は、前記取得したＬＥＤ周辺温度と、ＬＥＤの温度特性と、に基づき、ＬＥＤ周辺温度に応じた輝度変動を考慮して、ＬＥＤの輝度が目標輝度となるためにＬＥＤに入力すべき駆動量を算出する。ステップＳ１００４において、バックライト制御装置は、前記算出した駆動量に基づいてＬＥＤを発光させる。以降、バックライト制御装置は、ステップＳ１００２〜ステップＳ１００４の処理を所定の周期で繰り返し行うことで、バックライトの輝度を目標輝度を含む所定の範囲内に安定させる。

このようなドリフト制御を行うものとしては以下の技術がある。例えば、特許文献１には、各ＬＥＤブロックを同一の温度領域毎に分けて配置し、ＬＥＤブロック毎に検出され
る温度に応じてＬＥＤブロック毎にＬＥＤ電流量を調整する技術が記載されている。これは、バックライトの同一の温度分布をもつ領域をまとめて、同一のＬＥＤブロックとすることで、各ＬＥＤブロック内の温度をそろえて輝度が均一になるようにしている。

また、特許文献２には、ＬＥＤブロック毎に設けた複数の端子間電圧検出回路によりＬＥＤブロック内の平均温度を検出し、その検出値に基づきＬＥＤブロック内の全てのＬＥＤに対し駆動電流の制御を行う技術が記載されている。これは、ＬＥＤの周囲温度の変化やバックライト装置内での温度分布によらず、ＬＥＤの色温度・輝度を安定した状態で維持することを図ったものである。

特開２００６−０３１９７７号公報 特開２００７−１６５６３２号公報

近年、ディスプレイは高精細化や大型化が進んでおり、センサ数は増加傾向にある。特に静止画像を表示する場合には表示画像が変化しないため、ユーザが任意領域を注視することが多く、動画像と比較して輝度ムラが目立つので、センサ数を増やして高精度の補正を行う必要がある。センサ数が多くなると、温度検出するための回路部品が多くなり、それらの回路部品を制御するためのマイクロコンピュータ（マイコン）の演算処理が増大する。上述した従来のドリフト制御では、全ＬＥＤブロックについて一律に温度センサ値を取得し、全ＬＥＤブロックについて温度センサ値に基づく輝度補正を行う。そのため、センサ数が多くなると、全センサ値を取得して全ＬＥＤブロックの輝度補正の完了に要する時間が長くなり、ドリフト制御の１周期あたりの処理時間が長くなる。

例えば、ＬＥＤブロック数９６個，各ＬＥＤブロックを構成するＬＥＤ数４８個、各ＬＥＤブロックについて温度センサ１個で構成されたバックライト装置の場合、バックライト装置全体でＬＥＤ数は４６０８個、温度センサ数は９６個である。１つの温度センサからセンサ値を取得し、取得したセンサ値に基づきその温度センサが設けられるＬＥＤブロックのＬＥＤの輝度補正を行う処理に１２５ｍｓを要するマイコンを用いるとすると、全てのＬＥＤブロックについて輝度補正を完了するのに１２秒かかる。従って、ドリフト制御による輝度の補正周期は１２秒（補正頻度は１２秒に１回）である。ＬＥＤとセンサ数が２倍になれば、同じ性能のマイコンでドリフト制御すると、単純計算でドリフト制御の周期は２倍長くなる。

このようにセンサ数が多くなると、ドリフト制御の１周期の処理に要する時間が長くなるため、各ＬＥＤブロックの輝度が目標輝度に収束するまでに時間がかかるようになる。そのため、ドリフト制御によるＬＥＤブロックの輝度の収束の速さよりもバックライト装置内の温度が速く変化すると、輝度補正が温度変化に追従できなくなり、輝度ムラや色ムラが発生して表示品質が低下する場合があった。

そこで、本発明は、光源ブロック毎の温度検出値に基づき光源の輝度補正を行うバックライト装置において、バックライト装置内部の温度分布の変化度合によらず輝度ムラや色ムラを好適に抑制することができる技術を提供することを目的とする。

本発明は、複数の光源ブロックに分割され光源ブロック毎に光源の発光を独立に制御可能な発光装置であって、
各光源ブロックの光源の周辺温度を検出する温度検出手段と、
前記発光装置の目標輝度を取得する取得手段と、
光源の周辺温度と光源の輝度との関係である温度特性の情報を記憶する記憶手段と、
光源ブロック毎に、光源の周辺温度の検出値と、光源の温度特性と、を用いて、前記温度検出手段により周辺温度が検出された光源の輝度が前記取得手段により取得した目標輝度に応じた輝度になるように、光源の駆動量を補正する補正手段と、
光源ブロック毎に、光源の周辺温度の変化度合を予測する予測手段と、
光源ブロック毎に、前記補正手段による駆動量の補正を行う頻度を決定する頻度決定手段と、
前記頻度決定手段により決定される光源ブロック毎の頻度で、前記補正手段による各光源ブロックの光源の駆動量の補正を実行する制御手段と、
を備え、
前記頻度決定手段は、前記予測手段により予測される光源の周辺温度の変化度合が大きいほど、前記補正手段による駆動量の補正を行う頻度を高くすることを特徴とする発光装置である。

本発明は、複数の光源ブロックに分割され光源ブロック毎に光源の発光を独立に制御可能な発光装置の制御方法であって、
各光源ブロックの光源の周辺温度を検出する温度検出工程と、
発光装置の目標輝度を取得する取得工程と、
光源の周辺温度と光源の輝度との関係である温度特性の情報を記憶手段から読み込む工程と、
光源ブロック毎に、光源の周辺温度の検出値と、光源の温度特性と、を用いて、前記温度検出工程により周辺温度が検出された光源の輝度が前記取得工程により取得した目標輝度に応じた輝度になるように、光源の駆動量を補正する補正工程と、
光源ブロック毎に、光源の周辺温度の変化度合を予測する予測工程と、
光源ブロック毎に、前記補正工程による駆動量の補正を行う頻度を決定する頻度決定工程と、
前記頻度決定工程により決定される光源ブロック毎の頻度で、前記補正工程による各光源ブロックの光源の駆動量の補正を実行する制御工程と、
を有し、
前記頻度決定工程は、前記予測工程により予測される光源の周辺温度の変化度合が大きいほど、前記補正工程による駆動量の補正を行う頻度を高くすることを特徴とする発光装置の制御方法である。

本発明によれば、光源ブロック毎の温度検出値に基づき光源の輝度補正を行うバックライト装置において、バックライト装置内部の温度分布の変化度合によらず輝度ムラや色ムラを好適に抑制することができる。

実施例１に係わる表示装置の概略構成を示すブロック図 実施例に係わるバックライト部の構成例を示す図 実施例１に係わるドリフト制御のフローチャート 実施例１に係わるバックライトの温度分布を示した図 実施例１に係わる温度変化予測値と補正頻度の関係を示す図 実施例２に係わる表示装置の概略構成を示すブロック図 実施例２に係わるドリフト制御のフローチャート 実施例２に係わる目標輝度テーブルを示した図 実施例２に係わる温度変化予測レベルと補正頻度の関係を示す図 従来のドリフト制御のフローチャート

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係るバックライト装置の概略構成を示すブロック図である。このバックライト装置は、画像表示装置の液晶パネルを照明する光源である。このバックライト装置は、光源ブロック毎に光源の周辺温度の変化度合を予測し、変化度合が大きい光源ブロックは補正の実行頻度を高くし、変化度合が小さい光源ブロックは補正の実行頻度を低くする。このように光源ブロックの輝度補正のための限られた処理リソースを光
源の周辺温度の変化度合に応じて各光源ブロックに適切に分配することにより、バックライト装置の内部温度分布の変化速度が速い場合でも輝度ムラや色ムラの発生を抑制できるようにしている。

図１において、バックライト制御部１００は、ドリフト制御部１０２、発光データ送信部１０３、センサ制御部１０４、静止画判定部１０５、補正頻度決定部１０６、温度変化予測部１０７を備える。図１のバックライト制御部１００は、不図示の透過型のカラー液晶パネルの背面に設置されたバックライト部１０１を制御する処理ブロックである。実施例１に係わるバックライト制御部１００は、ドリフト制御部１０２、静止画判定部１０５、補正頻度決定部１０６、温度変化予測部１０７の制御に特徴がある。この特徴的な制御については後ほど述べる。

（バックライト部）
バックライト部１０１は、液晶パネルの背面にあり、光源としてＬＥＤを備える。バックライト部１０１の光源は赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤからなる３原色ＬＥＤとする。バックライト部１０１は、ＬＥＤの輝度検出をする輝度センサと、ＬＥＤの周辺温度を検出する温度センサと、をＬＥＤブロック毎に備える。バックライト制御部１００は、輝度センサによる検出値に基づき、赤色ＬＥＤ，緑色ＬＥＤ，及び青色ＬＥＤの混合光の色温度を検出する。

バックライト部１０１の構成例を図２に示す。図２（Ｄ）に示すように、バックライト部１０１は９６個のＬＥＤブロックに分割される。図２（Ｃ）にバックライト部１０１の左上４分の１の領域の２４個のＬＥＤブロックを示す。ここでは、説明の為に図２（Ｃ）に示す各ＬＥＤブロックに１〜２４までの番号を割り当てた。以下、説明の簡略化のために、ＬＥＤブロック１〜２４について主に説明するが、以下の説明はバックライト部１０１の残り４分の３の領域にある７２個のＬＥＤブロックについても同様に適用される。

図２（Ｂ）は、１つのＬＥＤブロック２０１の構成を示す図である。１つのＬＥＤブロック２０１は縦横４組ずつマトリクス状に配置された計１６組のＲＧＢ−ＬＥＤ、１つの温度センサ２０５，及び１つの輝度センサ２０６から構成される。

図２（Ａ）は１組のＲＧＢ−ＬＥＤの構成を示す図であり、図示するように１組のＲＧＢ−ＬＥＤは、赤色ＬＥＤ２０２、緑色ＬＥＤ２０３、及び青色ＬＥＤ２０４がそれぞれ１つずつ設置されて構成される。なお、ＬＥＤブロック２０１の構成は上記の例に限られるものではなく、白色ＬＥＤにより構成してもよい。また、ＬＥＤブロック２０１には、１つの温度センサ２０５と、赤色ＬＥＤ２０２、緑色ＬＥＤ２０３、青色ＬＥＤ２０４の各色の輝度を検出することができる輝度センサ２０６が含まれる。従って、１つのＬＥＤブロックあたりに４８個のＬＥＤがあり、図２の例の場合、バックライト全体でＬＥＤブロックは９６ブロック、ＬＥＤは４６０８個になる。各ＬＥＤブロックのＬＥＤは独立に発光を制御可能である。

（センサ制御部）
センサ制御部１０４は、バックライト部１０１の各ＬＥＤブロックの輝度センサ及び温度センサによる検出値をアナログ値として取得し、それを内部のＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換し、輝度センサ値及び温度センサ値としてドリフト制御部１０２に出力する。ノイズ対策のために、センサ制御部１０４は、各センサから値を取得する際に、同一センサに対して複数回検出値を取得し、最小値と最大値を除いた値の平均値を算出するのがよい。

センサ制御部１０４は、ドリフト制御部１０２から通知されるセンサ情報取得要求に応
じて、指定されたＬＥＤブロックの輝度センサ値又は温度センサ値を取得してドリフト制御部１０２に出力する。本実施例では、センサ制御部１０４が１つのセンサ値を取得するのに要する時間を１２５ｍｓｅｃとする。従って、センサ制御部１０４がバックライト部１０１の全てのＬＥＤブロックのセンサ値を取得するのに要する時間は１２ｓｅｃである。なお、１つのセンサ値を取得するのに要する時間や全ＬＥＤブロックのセンサ値を取得するのに要する時間は、マイコンの性能や同時にセンサと接続可能なポート数などに依存するものであって、上記の数値は説明のための一例である。

（ドリフト制御部）
ドリフト制御部１０２は、液晶表示装置の画面の目標輝度に基づいてセンサ制御部１０４や温度変化予測部１０７を制御して、バックライト装置が目標輝度で発光するように点灯制御データを発光データ送信部１０３に送信する。点灯制御データは、発光データ送信部１０３がバックライト部１０１の各ＬＥＤに送信する発光データを決定するために用いられるデータである。例えば、発光データ送信部１０３がＰＷＭ信号のデューティ比の情報を含む発光データをバックライト部１０１のＬＥＤに送信する構成では、点灯制御データはＰＷＭ信号のデューティ比に対応する数値の情報を含むデータである。

さらに、ドリフト制御部１０２は、ＬＥＤの周辺温度の変化によりＬＥＤの発光特性が変わってもバックライトの輝度が目標輝度になるように、周期的に各ＬＥＤの点灯制御データを補正する。このとき、ドリフト制御部１０２は、センサ制御部１０４にセンサ情報取得要求を通知して、センサ制御部１０４から任意のＬＥＤブロックの輝度センサ値と温度センサ値を取得する。ドリフト制御部１０２は、取得した輝度センサ値と、バックライトの目標輝度と、取得した温度センサ値（ＬＥＤ周辺温度）と、ＬＥＤの温度特性と、に基づき、各ＬＥＤの輝度が目標輝度に一致するように点灯制御データを補正する。ドリフト制御部１０２は、補正した点灯制御データを発光データ送信部１０３へ送信する。

また、ドリフト制御部１０２は補正頻度決定部１０６から通知される補正頻度情報に基づいて、ＬＥＤブロック毎に点灯制御データを補正する頻度を変更する。補正頻度情報には、９６個のＬＥＤブロック毎に決定された点灯制御データの補正頻度の情報が含まれている。詳細な処理は後ほどドリフト制御の説明において述べる。

（発光データ送信部）
発光データ送信部１０３は、ドリフト制御部１０２から受信した点灯制御データに基づいて、各ＬＥＤを発光させる為の発光データを生成し、バックライト部１０１に出力する処理ブロックである。ＬＥＤの駆動量は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によって調整される。ＰＷＭ信号のデューティ比が１のときＬＥＤは最大輝度で発光し、ＰＷＭ信号のデューティ比が０のときＬＥＤは発光しない。

ＰＷＭ信号のパルス幅の調整により、ある周期におけるＬＥＤの発光時間の割合（デューティ比）が決定され、ＬＥＤの駆動量が制御される。つまり、発光データには、各ＬＥＤのデューティ比のデータが含まれている。本実施例では、デューティ比（ＰＷＭ値）でＬＥＤの駆動量が制御されるが、ＬＥＤに供給する電流値の加減によってＬＥＤの駆動量が制御されるようにしてもよい。

（静止画判定部）
静止画判定部１０５は、入力映像信号に基づき液晶表示装置に表示する映像が動画像か静止画像かの判定をして、映像種別の情報を補正頻度決定部１０６に送信する処理ブロックである。画面の輝度ムラや色ムラは静止画像を表示している場合に目立ちやすいため、本実施例では、表示画像が静止画像の場合に本発明に係るドリフト制御を適用することとした。

静止画判定部１０５は、映像信号に重畳される識別信号により動画像か静止画像かを判定してもよいし、映像信号の内容を解析してフレーム間の動きベクトルなどの統計量に基づき動画像か静止画像かを判定してもよい。なお、あらかじめ、静止画像しか表示しないことがわかっている場合には、静止画判定部１０５を省略してもよい。なお、動きの少ない動画像の場合に本発明に係るドリフト制御を適用しても良い。

（温度変化予測部）
温度変化予測部１０７は、ドリフト制御部１０２からバックライト部１０１の各ＬＥＤブロックの温度センサ値を取得し、それに基づいて、ＬＥＤブロック毎の温度変化予測をして、予測結果を補正頻度決定部１０６に出力する処理ブロックである。温度センサ値は、ドリフト制御部１０２がセンサ制御部１０４から取得したタイミングでドリフト制御部１０２から温度変化予測部１０７へ通知される。詳しくは後ほど述べるが、温度変化予測部１０７は、過去（前回）に取得したＬＥＤブロックの温度と、現在（今回）に取得したＬＥＤブロックの温度と、の差に基づいて、そのＬＥＤブロックの温度変化を予測する。

（補正頻度決定部）
補正頻度決定部１０６は、静止画判定部１０５から入力映像信号の映像種別（動画像か静止画像か）の情報を取得する。映像種別が静止画像である場合には、補正頻度決定部１０６は、温度変化予測部１０７から送信された温度変化予測値に基づいてバックライト部１０１の各ＬＥＤブロックのドリフト補正頻度を決定する。このとき、補正頻度決定部１０６は、温度変化が大きいと予測されるＬＥＤブロックの補正頻度を多くするようにドリフト補正頻度を決定する。

一方、映像種別が動画像の場合には、補正頻度決定部１０６は全ＬＥＤブロックの補正頻度を等しくする。そして、補正頻度決定部１０６は、決定したＬＥＤブロック毎のドリフト補正頻度の情報を補正頻度情報としてドリフト制御部１０２に送信する。本実施例のドリフト制御は、補正頻度決定部１０６で決定したＬＥＤブロック毎のドリフト補正頻度に基づいて、各ＬＥＤブロックのＬＥＤの輝度補正を行うことを特徴とする。

次に、静止画判定部１０５によって表示画像が静止画像であると判定されたときに実行されるドリフト制御の流れを図３のフローチャートを用いて説明する。

（Ｓ３０１）
まず、はじめにドリフト制御部１０２は、画像表示装置の起動時の目標輝度を取得する。目標輝度は、ユーザによって設定される値であり、例えばＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの不揮発メモリに目標輝度が書き込まれている。本実施例では、ユーザによって設定された目標輝度を２００ｃｄ／ｍ^２とする。ドリフト制御部１０２は、画像表示装置の起動時に、バックライト装置内に配置された全ての温度センサ（全てのＬＥＤブロックの温度センサ）から温度センサ値を取得する。そして、ドリフト制御部１０２は、前記取得した温度センサ値とＬＥＤの温度特性とに基づき、各ＬＥＤブロックのＬＥＤの輝度が目標輝度となる為の各ＬＥＤブロックのＬＥＤの駆動量を算出する。ドリフト制御部１０２は、算出した駆動量に基づいて各ＬＥＤブロックのＬＥＤを発光させ、バックライトを点灯させる。

（Ｓ３０２）
次に、温度変化予測部１０７は、ドリフト制御部１０２から周期的に通知される温度センサ値からＬＥＤブロック毎の温度変化を予測する。温度変化予測部１０７は、ドリフト制御部１０２を介して各ＬＥＤブロックの温度センサ値を取得して、現在（今回）の温度
センサ値と前回の温度センサ値との差分をＬＥＤブロック毎に算出し、算出した差分をＬＥＤブロック毎の温度変化予測値（Δで表す）とする。ここで、前回の温度センサ値とは、ステップＳ３０１において取得した起動時の各ＬＥＤブロックの温度センサ値のことである。

ここでは、起動直後のバックライト装置内部の温度分布（Ｓ３０１で取得）は、図４（Ａ）に示すようにＬＥＤブロック１〜２４の全てで等しく２５℃であったとする。次にＳ３０２で取得したバックライト装置内部の温度分布は、図４（Ｂ）に示すような温度分布であったとする。図４（Ｂ）に示す温度分布は、ＬＥＤブロック１が２９℃、ＬＥＤブロック２、７、８が２７．３℃、ＬＥＤブロック３、９、１３、１４、１５が２６．０℃、その他のＬＥＤブロックは２５．５℃である。図示していないＬＥＤブロック２５〜９６も同様に２５．５℃とする。

本発明のドリフト制御では、バックライト装置において局所的に温度上昇又は温度低下が著しい領域の補正頻度を高くする。このために、温度変化予測部１０７は、ＬＥＤブロック毎に今後の温度変化の大きさを予測する。本実施例では、温度変化予測部１０７は、バックライト装置全体の平均の温度変化（全ＬＥＤブロックの温度センサ値の変化量の平均値）と、各ＬＥＤブロックの温度変化の実測値（各ＬＥＤブロックの温度センサ値の変化量）と、の差分を計算する。温度変化予測部１０７は、計算した差分を、今後の温度変化の大きさを示す温度変化予測値とする。温度センサ値の変化量は、ここでは、前回（起動時）の温度センサ値と、今回（現在）の温度センサ値と、の差分である。

ここでは、全ＬＥＤブロック１〜９６の温度センサ値の変化量の平均値がΔ０．５℃であったとする。このとき、各ＬＥＤブロックの温度変化予測値は、ＬＥＤブロック１が最も大きくΔ３．５℃、ＬＥＤブロック２、７、８はΔ１．８℃、ＬＥＤブロック３、９、１３、１４、１５はΔ０．５℃、その他のＬＥＤブロックはΔ０℃である。温度変化予測部１０７は、ＬＥＤブロック毎の温度変化予測値の情報を補正頻度決定部１０６に送信する。

（Ｓ３０３）
補正頻度決定部１０６は、温度変化予測値に基づきドリフト制御の補正頻度を決定する。補正頻度決定部１０６は、温度変化予測値の大きいＬＥＤブロックの補正頻度を高くし、温度変化予測値の小さいＬＥＤブロックの補正頻度を低く設定する。図５（Ａ）は、温度変化予測値とドリフト制御の１周期処理あたりの補正頻度との関係を示している。図５（Ａ）に示す温度変化予測値と補正頻度との関係は、マイコンの処理性能やバックライト装置内の温度の変動範囲などを考慮して予め決定し、バックライト制御部１００の不図示の記憶手段に記憶しておく。

図５（Ａ）に示す関係に基づいて各ＬＥＤブロックの補正頻度を求めると、図５（Ｂ）のようになる。すなわち、ＬＥＤブロック１の補正頻度は１６回、ＬＥＤブロック２、７、８は４回、ＬＥＤブロック３、９、１３、１４、１５は２回、その他の領域は１回となる。従って、全９６個のＬＥＤブロックでは１周期の処理で計１２５回の補正が行われる。本実施例では、マイコンの１センサあたりの処理時間（センサ値取得及び補正に要する時間）を１２５ｍｓとしたので、全９６個のＬＥＤブロックのＬＥＤの輝度を図５（Ｂ）のように決定された補正頻度で補正するのに要する時間は、１５．６２５ｓｅｃである。従って、各ＬＥＤブロックの補正の実行間隔は、ＬＥＤブロック１は約９８０ｍｓｅｃ、ＬＥＤブロック２、７、８は約３．９ｓｅｃ、ＬＥＤブロック３、９、１３、１４、１５は約７．８ｓｅｃ、その他の領域は１５．６２５ｓｅｃである。補正頻度決定部１０６は、決定した図５（Ｂ）に示す補正頻度情報をドリフト制御部１０２に送信する。

（Ｓ３０４）
ドリフト制御部１０２は、ＬＥＤブロック毎の補正頻度情報に基づくタイミングでセンサ制御部１０４へセンサ情報取得要求を送信する。例えば、ドリフト制御部１０２は、ＬＥＤブロック２、７、８の温度センサ値を３．９ｓｅｃ毎に取得する。センサ制御部１０４は、ドリフト制御部１０２により指定される、補正の対象となるＬＥＤブロック（対象ＬＥＤブロック）の温度センサ値を取得して、ドリフト制御部１０２に出力する。

さらに、ドリフト制御部１０２は、センサ制御部１０４を介して、補正の対象となるＬＥＤブロックの輝度センサ値を取得して、補正の対象となるＬＥＤブロックの赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤが目標輝度で発光しているか判定する。ドリフト制御部１０２は、輝度センサ値に基づいて取得される各色ＬＥＤの輝度とその色のＬＥＤの目標輝度との差分絶対値が所定の閾値以下であれば、その色のＬＥＤは目標輝度で発光していると判定する。なお、ＬＥＤが目標輝度で発光しているか否かの判断方法はこれに限らない。補正の対象となるＬＥＤブロックのＬＥＤのうちに、目標輝度で発光していないＬＥＤがある場合には、ドリフト制御部１０２は、次のステップＳ３０５において当該ＬＥＤの点灯制御データを補正する。

（Ｓ３０５）
ドリフト制御部１０２は、取得した温度センサ値に基づき補正対象のＬＥＤブロックのＬＥＤの駆動量を補正する。一般的に、ＬＥＤは温度上昇に伴って輝度が低下するという温度特性をもつため、ＬＥＤを目標輝度で安定的に発光させるためには、ＬＥＤの周辺温度に応じて駆動量を補正する処理が必要となる。さらに、各色でＬＥＤの温度特性は異なる。例えば、ＬＥＤの周辺温度が標準的な温度である２５℃のときの、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの輝度を１００％とすると、周辺温度４０℃では、相対的な輝度は、赤色ＬＥＤは９５％、緑色ＬＥＤが９７％、青色ＬＥＤが９８％になる。バックライト装置内部の温度分布は、目標輝度の変更によるＬＥＤの発熱の変化、回路基板周辺の放熱による温度上昇、冷房や暖房などの外的要因などによって変化する可能性がある。

図４（Ａ）に示す例では、領域１の温度センサ値は２９℃であり、赤色ＬＥＤの２５℃での輝度に対する相対輝度は９９．５％となる。そのため、ドリフト制御部１０２は、目標輝度２００ｃｄ／ｍ^２に合わせるために、領域１の赤色ＬＥＤの駆動量を１００．５％に補正する。ドリフト制御部１０２は、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤについても同様にＬＥＤブロックの温度センサ値と各色ＬＥＤの温度特性とに基づいて、各色ＬＥＤの輝度が目標輝度となるように各色ＬＥＤの駆動量を補正する。ドリフト制御部１０２は、補正した駆動量に基づき点灯制御データを生成する。

（Ｓ３０６）
ドリフト制御部１０２は、ＬＥＤの温度特性による輝度低下を考慮して補正した点灯制御データを発光データ送信部１０３に送信して、バックライトを点灯させる。発光データ送信部１０３は、ドリフト制御部１０２から取得した点灯制御データをＬＥＤのデューティ比に変換して、バックライト部１０１へ発光データとして出力する。これにより、バックライトは目標輝度の２００ｃｄ／ｍ^２で点灯する。

（Ｓ３０７）
ドリフト制御部１０２は、補正頻度情報に基づきＬＥＤブロック毎に決定された頻度で駆動量の補正をするが、補正を行う際に補正対象のＬＥＤブロックの温度センサ値を取得する（Ｓ３０４）ので、補正頻度と同じ頻度で温度センサ値を取得している。従って、ドリフト制御部１０２から温度変化予測部１０７へ、ＬＥＤブロック毎に決定された頻度で各ＬＥＤブロックの温度センサ値が通知される。温度変化予測部１０７は、温度センサ値を受信するたびに温度変化予測値を更新して、補正頻度決定部６０４に送信する。

以降、ドリフト制御部１０２は、ステップＳ３０３〜ステップＳ３０７の処理を補正頻度決定部１０６で決定する補正頻度に従って周期的に繰り返すことでドリフト制御を行う。このように、ドリフト制御部１０２は、ＬＥＤブロック毎に予測する今後の温度変化の大きさに応じて、ＬＥＤブロック毎の補正頻度を動的に変更していく。

従来技術では、全てのＬＥＤブロックの輝度が一律の頻度で補正されていたため、全てのＬＥＤブロックの補正の実行間隔が一律１２ｓｅｃであった。しかし、本実施例のバックライト装置では、温度変化予測値の大きいＬＥＤブロックでは補正の実行間隔は従来の１０分の１以下の９８０ｍｓｅｃとなるため、急激な温度変化にも十分に追随して補正を行うことが可能になる。一方、温度変化予測値が小さいＬＥＤブロックでは補正の実行間隔は従来技術より長くなる場合もあるが、温度変化がほとんどないＬＥＤブロックではドリフトによる輝度のずれも小さいので、輝度ムラや色ムラは生じにくい。

このように、温度変化予測値が大きいＬＥＤブロックの補正頻度が高くされるので、バックライト装置内の温度分布の変化速度が局所的に速くなった場合でも、輝度を安定させることができるようになり、輝度ムラや色ムラの発生を好適に抑制することができる。なお、実施例１では、過去の温度変化量（今回取得した温度センサ値と前回取得した温度センサ値との差）に基づいてＬＥＤブロック毎の温度変化予測を行う例を説明したが、温度変化予測の方法はこれに限らない。

例えば、バックライト装置の発熱及び放熱に関わる部材（バックライト裏の基板回路、空冷のための吸気口や排気口など）の配置や、バックライト装置や画像表示装置の内部構造などに基づき、ＬＥＤブロック毎の温度変化を予測してもよい。また、温度検出値の精度は高くないが低コストの感温抵抗（温度に比例して抵抗値が大きくなる抵抗）を別途設けて、これにより検出される温度変化に基づき温度変化予測の評価を行っても良い。図５（Ａ）に例示したように、本実施例では、温度変化の大きさを６段階に分けている。本実施例では、一例として温度変化の激しさ（速さ）を６段階で評価できる程度の精度でＬＥＤブロック毎の温度変化検出ができれば十分であるとして説明したが、これに限定されない。２段階以上の任意の段階数に設定することが可能であり、どの程度の精度が必要とされるかにより、段階数を任意に設定すればよい。

（実施例２）
実施例２は、ローカルディミングによって静止画像を表示するときに、各ＬＥＤブロックの目標輝度の変化量に基づいて各ＬＥＤブロックの温度変化を予測することで、ドリフト制御の補正頻度を決定する実施例である。ローカルディミングとは、表示画像に合わせてＬＥＤブロック毎に目標輝度を決定することで、表示コントラストを向上させる技術である。例えば、黒背景の画像に花が表示されている画像では、黒い領域は液晶の透過率は０％であるが、実際にはバックライトの光が漏れて黒が浮いてしまい、結果として表示コントラストが低下する。

そこで、ローカルディミングにより黒背景の領域に対応するＬＥＤブロックの輝度を下げることで、光漏れによる黒浮きを抑制してコントラストを向上させることができる。実施例２に係る画像表示装置は、静止画像を表示する際にローカルディミングを行い、各ＬＥＤブロックの目標輝度を図８に示すような目標輝度テーブルとしてバックライト制御部へ入力することを前提として説明する。

図６は、実施例２に係るバックライト装置の概略構成を示すブロック図である。実施例１と異なる構成は、実施例１では目標輝度が全ＬＥＤブロックで一律だったのに対し、本実施例では、目標輝度がローカルディミングにより決定される目標輝度テーブルに基づき
ＬＥＤブロック毎に設定される点である。図示しないローカルディミング制御手段により決定される目標輝度テーブルは、ドリフト制御部６０２及び温度変化予測部６０３に入力される。温度変化予測部６０３は、入力された目標輝度テーブルに基づいて各ＬＥＤブロックの温度変化予測値を算出して、補正頻度決定部６０４に通知する。

次に、図７を用いて実施例２のフローチャートについて説明する。ここでは、入力される目標輝度テーブルが、図８（Ａ）に示す目標輝度テーブルから図８（Ｂ）に示す目標輝度テーブルに変化した場合を例に説明する。図８（Ａ）の目標輝度テーブルでは、ＬＥＤブロック１〜１２の目標輝度は８０ｃｄ／ｍ^２、ＬＥＤブロック１３〜２４の目標輝度は２００ｃｄ／ｍ^２に設定されている。図示しないがＬＥＤブロック２５〜９６の目標輝度は２００ｃｄ／ｍ^２に設定されているとする。

（Ｓ７０１）
ローカルディミングでは、映像の表示内容に応じてバックライトの各ＬＥＤブロックの目標輝度を変えるので、表示内容が変わったときに目標輝度テーブルも変更される。表示内容が変わって目標輝度テーブルが図８（Ａ）から図８（Ｂ）になったとき、温度変化予測部６０３は、図８（Ｂ）に示す目標輝度テーブルを受信する。図８（Ｂ）の目標輝度テーブルは、ＬＥＤブロック１〜３、７〜９、１３〜２４の目標輝度が２００ｃｄ／ｍ^２、ＬＥＤブロック４〜６、１０〜１２の目標輝度が１５０ｃｄ／ｍ^２である。

（Ｓ７０２）
さらに、温度変化予測部６０３は、ドリフト制御部６０２から現在のバックライトの点灯に使用している図８（Ａ）の目標輝度テーブルを取得する。

（Ｓ７０３）
次に、温度変化予測部６０３は、現在の目標輝度テーブルと新たな目標輝度テーブルとに基づき、目標輝度テーブルの変化前後での目標輝度差をＬＥＤブロック毎に算出し、算出した目標輝度差に基づき各ＬＥＤブロックの温度変化を予測する。目標輝度差は、ＬＥＤブロック１〜３、７〜９が最も大きく、Δ１２０ｃｄ／ｍ^２、ＬＥＤブロック４〜６、１０〜１２がΔ７０ｃｄ／ｍ^２である。その他の領域は、目標輝度に変化がないので目標輝度差はΔ０ｃｄ／ｍ^２である。図示していないＬＥＤブロック２５〜９６も目標輝度に変化がなく目標輝度差Δ０ｃｄ／ｍ^２とする。このようなＬＥＤブロック毎の目標輝度差に基づき、温度変化予測部６０３は、ＬＥＤブロック１〜３、７〜９の温度変化が最も大きく、次にＬＥＤブロック４〜６、１０〜１２の温度変化が大きいと予想する。

温度変化予測部６０３は、図９（Ａ）に示す温度変化予測レベルと目標輝度差と補正頻度との予め定められた関係に基づき、ＬＥＤブロック毎の温度変化予測レベルを決定し、図９（Ｂ）に示す温度変化予測情報として補正頻度決定部６０４に出力する。図９（Ａ）の関係によれば、ＬＥＤブロック１〜３、７〜９の目標輝度差はΔ１２０ｃｄ／ｍ^２であるので、温度変化予測レベルは３となり、ＬＥＤブロック４〜６、１０〜１２の目標輝度差はΔ７０ｃｄ／ｍ^２であるので、温度変化予測レベルは２となる。また、その他のＬＥＤブロックは目標輝度差がΔ０ｃｄ／ｍ^２のため温度変化予測レベルは０となる。図９（Ａ）に示す関係は予めバックライト制御部６００の不図示の記憶手段に記憶されている。

（Ｓ７０４）
次に、補正頻度決定部６０４は、図９（Ａ）に示す関係を参照して、温度変化予測部６０３から取得したＬＥＤブロック毎の温度変化予測レベルに応じて各ＬＥＤブロックの補正頻度を決定する。ＬＥＤブロック１〜３、７〜９は、温度変化予測レベルが３であるので、図９（Ａ）によると１周期処理（ドリフト制御の１周期の処理）あたりの補正頻度は８回となる。ＬＥＤブロック４〜６、１０〜１２は、温度変化予測レベルが２であるので
補正頻度は４回となり、その他のＬＥＤブロックは補正頻度は１回となる。

従って、全９６個のＬＥＤブロックでは補正回数は計１５６回となる。本実施例のマイコンは、１センサあたりの処理時間（温度センサ値取得及び補正処理に要する時間）が１２５ｍｓｅｃとしたので、１周期の処理時間は１９．５ｓｅｃとなる。従って、ＬＥＤブロック１〜３、７〜９の補正周期は約２．４ｓｅｃ、ＬＥＤブロック４〜６、１０〜１２の補正周期は約４．８ｓｅｃ、その他のＬＥＤブロックの補正周期は１９．５ｓｅｃである。

（Ｓ７０５）
ドリフト制御部６０２は、ＬＥＤブロックそれぞれ異なる補正周期でセンサ制御部１０４に対して補正対象のＬＥＤブロックのセンサ情報取得要求を送信する。センサ制御部１０４は、補正対象のＬＥＤブロックについてのみ温度センサ値を取得して、ドリフト制御部６０２に出力する。

（Ｓ７０６）
ドリフト制御部６０２は、実施例１と同様に、取得した温度センサ値とＬＥＤの温度特性に基づいて補正対象のＬＥＤブロックのＬＥＤの駆動量を補正して点灯制御データを生成し、発光データ送信部１０３へ送信する。

（Ｓ７０７）
発光データ送信部１０３は、ドリフト制御部６０２から受信した点灯制御データをＬＥＤのＰＷＭ値（デューティ比）に変換して、発光データとしてバックライト部１０１へ出力する。これにより、各ＬＥＤブロックのＬＥＤは図８（Ｂ）に示す新たな目標輝度テーブルで指定された輝度で発光する。

（Ｓ７０８）
以降、ドリフト制御部６０２は目標輝度テーブルが変更されるまでステップＳ７０５〜ステップＳ７０８の処理を繰り返すことで、ＬＥＤブロック毎に決定される温度変化予測レベルに基づく補正頻度で各ＬＥＤブロックのＬＥＤの駆動量を補正する。また、ドリフト制御部６０２は、目標輝度テーブルが変更されたか判断して、変更された場合には、ステップＳ７０１〜ステップＳ７０７の処理を再び実行する。これにより、ドリフト制御部６０２は、目標輝度テーブルの変化によるＬＥＤブロック毎の目標輝度差に基づき予測される温度変化予測に応じた補正頻度で各ＬＥＤブロックの駆動量を補正する。

実施例２によれば、ローカルディミングによって特定のＬＥＤブロックのみ輝度が高くなり、そのＬＥＤブロックの温度が急激に上昇したとしても、当該ＬＥＤブロックについては短い周期で高頻度で輝度補正が行われるので、安定した表示が可能となる。

１００：バックライト制御部、１０１：バックライト部、１０２：ドリフト制御部、１０４：センサ制御部、１０６：補正頻度決定部、１０７：温度変化予測部、２０５：温度センサ、２０６：輝度センサ

Claims (11)

1. 複数の光源ブロックに分割され光源ブロック毎に光源の発光を独立に制御可能な発光装置であって、
   各光源ブロックの光源の周辺温度を検出する温度検出手段と、
   前記発光装置の目標輝度を取得する取得手段と、
   光源の周辺温度と光源の輝度との関係である温度特性の情報を記憶する記憶手段と、
   光源ブロック毎に、光源の周辺温度の検出値と、光源の温度特性と、を用いて、前記温度検出手段により周辺温度が検出された光源の輝度が前記取得手段により取得した目標輝度に応じた輝度になるように、光源の駆動量を補正する補正手段と、
   光源ブロック毎に、光源の周辺温度の変化度合を予測する予測手段と、
   光源ブロック毎に、前記補正手段による駆動量の補正を行う頻度を決定する頻度決定手段と、
   前記頻度決定手段により決定される光源ブロック毎の頻度で、前記補正手段による各光源ブロックの光源の駆動量の補正を実行する制御手段と、
   を備え、
   前記頻度決定手段は、前記予測手段により予測される光源の周辺温度の変化度合が大きいほど、前記補正手段による駆動量の補正を行う頻度を高くすることを特徴とする発光装置。
2. 前記予測手段は、所定の周期で前記温度検出手段から光源の周辺温度の検出値を取得し、前回取得した検出値と今回取得した検出値との差が大きいほど光源の周辺温度の変化度合が大きいと予測する請求項１に記載の発光装置。
3. 前記予測手段は、前記発光装置の発熱及び放熱に関わる部材の配置に基づいて、光源ブロック毎の光源の周辺温度の変化度合を予測する請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記取得手段は、表示画像に応じて光源ブロック毎に設定される目標輝度を取得し、
   前記予測手段は、少なくとも１つの光源ブロックの目標輝度が変化した場合に、各光源ブロックの目標輝度の変化前後の差を算出し、目標輝度の差が大きいほど光源の周辺温度の変化度合が大きいと予測する請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
5. 表示画像が静止画像であるか否かを判定する判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記判定手段により表示画像が静止画像であると判定される場合に、前記頻度決定手段により決定される光源ブロック毎の頻度で各光源ブロックの光源の駆動量の補正を前記補正手段に行わせることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置と、
   前記発光装置により照明される表示パネルと、
   を備える画像表示装置。
7. 複数の光源ブロックに分割され光源ブロック毎に光源の発光を独立に制御可能な発光装置の制御方法であって、
   各光源ブロックの光源の周辺温度を検出する温度検出工程と、
   発光装置の目標輝度を取得する取得工程と、
   光源の周辺温度と光源の輝度との関係である温度特性の情報を記憶手段から読み込む工程と、
   光源ブロック毎に、光源の周辺温度の検出値と、光源の温度特性と、を用いて、前記温度検出工程により周辺温度が検出された光源の輝度が前記取得工程により取得した目標輝度に応じた輝度になるように、光源の駆動量を補正する補正工程と、
   光源ブロック毎に、光源の周辺温度の変化度合を予測する予測工程と、
   光源ブロック毎に、前記補正工程による駆動量の補正を行う頻度を決定する頻度決定工程と、
   前記頻度決定工程により決定される光源ブロック毎の頻度で、前記補正工程による各光源ブロックの光源の駆動量の補正を実行する制御工程と、
   を有し、
   前記頻度決定工程は、前記予測工程により予測される光源の周辺温度の変化度合が大きいほど、前記補正工程による駆動量の補正を行う頻度を高くすることを特徴とする発光装置の制御方法。
8. 前記予測工程では、所定の周期で前記温度検出により光源の周辺温度の検出値を取得し、前回取得した検出値と今回取得した検出値との差が大きいほど光源の周辺温度の変化度合が大きいと予測する請求項７に記載の発光装置の制御方法。
9. 前記予測工程では、前記発光装置の発熱及び放熱に関わる部材の配置に基づいて、光源ブロック毎の光源の周辺温度の変化度合を予測する請求項７又は８に記載の発光装置の制御方法。
10. 前記取得工程では、表示画像に応じて光源ブロック毎に設定される目標輝度を取得し、
    前記予測工程では、少なくとも１つの光源ブロックの目標輝度が変化した場合に、各光源ブロックの目標輝度の変化前後の差を算出し、目標輝度の差が大きいほど光源の周辺温度の変化度合が大きいと予測する請求項７〜９のいずれか１項に記載の発光装置の制御方法。
11. 表示画像が静止画像であるか否かを判定する判定工程を有し、
    前記制御工程では、前記判定工程により表示画像が静止画像であると判定される場合に、前記頻度決定工程により決定される光源ブロック毎の頻度で各光源ブロックの光源の駆動量の補正が前記補正工程において行われることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の発光装置の制御方法。

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