JP6724196B2 - 光源装置、画像表示装置、及び、光源装置の制御方法 - Google Patents

光源装置、画像表示装置、及び、光源装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、光源装置、画像表示装置、及び、光源装置の制御方法に関する。
カラーフィルタを有するカラー液晶パネルと、カラー液晶パネルの背面に白色光を照射する光源装置（バックライト装置）と、を有するカラー画像表示装置がある。従来、光源装置の光源として、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）等の蛍光ランプが主に用いられていた。しかし近年、光源装置の光源として、消費電力、寿命、色再現性、環境負荷の面で優れた発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられるようになってきている。
光源としてＬＥＤを用いた光源装置（ＬＥＤバックライト装置）は、一般に、多数のＬＥＤを有する。特許文献１は、複数の発光ブロックを有するＬＥＤバックライト装置が開示されている。各発光ブロックは、１つ以上のＬＥＤを有する。また、特許文献１には、複数の発光ブロックのそれぞれの発光輝度を個別に制御することが開示されている。
カラー画像表示装置の画面の低輝度表示領域に光を照射する発光ブロックの発光輝度を低減することで、消費電力を低減でき、表示画像（画面に表示された画像）のコントラストを向上できる。低輝度表示領域は、暗い画像が表示される領域である。また、画面の高輝度表示領域に光を照射する発光ブロックの発光輝度を高めることで、表示画像のコントラストを向上でき、従来表現できなかった眩しさや煌めきを表現できる。高輝度表示領域は、明るい画像が表示される領域である。そして、低輝度表示領域に光を照射する発光ブロックの発光輝度を低減し、高輝度表示領域に光を照射する発光ブロックの発光輝度を高めることで、表示画像のコントラストをより向上できる。このような、画像の特徴に応じた各発光ブロックの発光制御は「ローカルディミング制御」と呼ばれる。また、高輝度表示領域に光を照射する発光ブロックの発光輝度を高めるローカルディミング制御は「ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）制御」と呼ばれる。
一般的に、装置の消費電力は小さいことが好ましい。上述したように、消費電力を低減可能なローカルディミング制御がある。しかしながら、光源装置がそのようなローカルディミング制御を実行できるとは限らない。また、ユーザがローカルディミング制御を好むとも限らない。そのため、ローカルディミング制御を行わなくても消費電力を低減できる新たな方法が望まれる。
特開２００１−１４２４０９号公報
本発明は、ローカルディミング制御を行わずに光源装置の消費電力を低減できる技術を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様は、
第１色の光を発する第１ＬＥＤと、
前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、
前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、
前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを制御するコントローラーと、
を有し、
前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
ことを特徴とする光源装置である。
本発明の第２の態様は、
第１色の光を発する第１ＬＥＤと、
前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、
前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、
前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを制御するコントローラーと、
を有し、
前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
ことを特徴とする光源装置である。
本発明の第３の態様は、
液晶パネルと、
前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置と、
前記バックライト装置を制御するコントローラーと、
を有し、
前記バックライト装置は、第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有し、
前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
ことを特徴とする画像表示装置である。
本発明の第４の態様は、
液晶パネルと、
前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置と、
前記バックライト装置を制御するコントローラーと、
を有し、
前記バックライト装置は、第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有し、
前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
ことを特徴とする画像表示装置である。
本発明の第５の態様は、
第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有する光源装置の制御方法であって、
前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを制御するコントロールステップを有し、
前記コントロールステップにおいて前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時にＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
ことを特徴とする制御方法である。
本発明の第６の態様は、
第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有する光源装置の制御方法であって、
前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを制御するコントロールステップを有し、
前記コントロールステップにおいて前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時にＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及
び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
ことを特徴とする制御方法である。
本発明の第７の態様は、
液晶パネルと前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを有する画像表示装置の制御方法であって、
前記バックライト装置を制御するコントロールステップを有し、
前記バックライト装置は、第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有し、
前記コントロールステップにおいて前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時にＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
ことを特徴とする制御方法である。
本発明の第８の態様は、
液晶パネルと前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを有する画像表示装置の制御方法であって、
前記バックライト装置を制御するコントロールステップを有し、
前記バックライト装置は、第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有し、
前記コントロールステップにおいて前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時にＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
ことを特徴とする制御方法。
本発明の第９の態様は、上述した制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、ローカルディミング制御を行わずに光源装置の消費電力を低減できる。
実施例１に係るカラー画像表示装置の構成の一例 実施例１に係るＬＥＤ基板の構成の一例 実施例１に係る発光ブロックの配置の一例 実施例１に係るカラー画像表示装置の構成の一例 実施例１に係るカラー画像表示装置の処理フローの一例 実施例１に係る基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比の一例 実施例１に係るＤｕｔｙ比、駆動電流値、及び、点灯サイクルの一例 実施例１に係る駆動電流値とＤｕｔｙ比の一例 実施例１に係る駆動電流値とＤｕｔｙ比の一例 実施例１に係る駆動電流値とＤｕｔｙ比の一例 実施例１に係る駆動電流値と順方向電圧の関係の一例 実施例１に係る駆動電流値と発光強度の関係の一例 実施例１に係る消費電力の内訳の一例 実施例１に係る駆動電流値と電力効率の関係の一例 実施例１に係る経年劣化特性の一例 実施例２に係るカラー画像表示装置の処理フローの一例 実施例１に係る表示色の範囲の一例 実施例３に係る駆動電流値とＤｕｔｙ比の一例 実施例３に係る表示色の範囲の一例
＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１に係る光源装置、表示装置、及び、それらの制御方法について説明する。
なお、本実施例では、カラー画像表示装置用の光源装置（バックライト装置）の例を説明するが、光源装置はこれに限らない。光源装置は、例えば、街灯、室内照明、顕微鏡照明などの照明装置であってもよい。
また、本実施例では、画像表示装置が、透過型の液晶表示装置である場合の例を説明するが、画像表示装置はこれに限らない。画像表示装置は、光源装置と、光源装置からの光を入力画像データ（画像表示装置に入力された画像データ）に基づいて変調することにより、画面に画像を表示する表示部と、を有していればよい。例えば、画像表示装置は、反射型の液晶表示装置であってもよい。また、画像表示装置は、液晶素子の代わりにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）シャッターを用いたＭＥＭＳシャッター方式ディスプレイであってもよい。画像表示装置は、モノクロ画像表示装置であってもよい。
図１は、本実施例に係るカラー画像表示装置の構成の一例を示す模式図である。カラー画像表示装置は、バックライト装置とカラー液晶パネル１０５を有する。バックライト装置は、ＬＥＤ基板１０１、拡散板１０２、集光シート１０３、反射型偏光フィルム１０４、等を有する。
ＬＥＤ基板１０１は、カラー液晶パネル１０５の背面に照射する光（例えば白色光）を発する。なお、ＬＥＤ基板１０１の発光色は、特に限定されない。ＬＥＤ基板１０１には、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が設けられている。拡散板１０２、集光シート１０３、及び、反射型偏光フィルム１０４は、上記ＬＥＤと対向する位置に設けられている。拡散板１０２、集光シート１０３、及び、反射型偏光フィルム１０４は、ＬＥＤ基板１０１と略平行（完全平行を含む）に配置され、ＬＥＤ基板１０１（具体的にはＬＥＤ）からの光に光学的な変化を与える。具体的には、拡散板１０２は、上記複数のＬＥＤからの光を拡散させることにより、ＬＥＤ基板１０１を面光源として機能させる。集光シート１０３は、拡散板１０２で拡散し、様々な入射角度で入射した光を、正面方向（カラー液晶パネル１０５側）に集光することにより、正面輝度（正面方向の輝度）を向上させる。反射型偏光フィルム１０４は、入射した光を効率的に偏光することにより、正面輝度を向上させ
る。
拡散板１０２、集光シート１０３、反射型偏光フィルム１０４は重ねて用いられる。以後、これらの光学部材をまとめて光学シート１０６と呼ぶ。なお、光学シート１０６には、上述した光学部材以外の部材が含まれていてもよいし、上述した光学部材の少なくともいずれかが含まれていなくてもよい。また、光学シート１０６とカラー液晶パネル１０５は一体で構成されていてもよい。
カラー液晶パネル１０５は、バックライト装置からの光を透過することにより、画面に画像を表示する表示部である。具体的には、カラー液晶パネル１０５は、赤色の光を透過するＲサブ画素、緑色の光を透過するＧサブ画素、及び、青色の光を透過するＢサブ画素からなる画素を複数有する。そして、カラー液晶パネル１０５は、照射された光の透過率をサブ画素毎に制御する。それにより、照射された光の輝度がサブ画素毎に制御され、カラー画像が表示される。
以上で説明したような構成（図１に示すような構成）のバックライト装置は、一般的に直下型バックライト装置と呼ばれる。
図２は、ＬＥＤ基板１０１の構成の一例を示す模式図である。ＬＥＤ基板１０１は、バックライト装置の発光面の領域内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の発光ブロック１１１を有する。「バックライト装置の発光面の領域内の複数の部分領域」は、「カラー画像表示装置の画面の領域内の複数の部分領域」と読み替えることができる。図２の例では、ＬＥＤ基板１０１は、５行×７列のマトリクス状に配置された３５個の発光ブロック１１１を有する。各発光ブロック１１１の発光輝度は、個別に制御することができる。各発光ブロック１１１の発光色も、個別に制御することができる。
各発光ブロック１１１には、発光色が互いに異なる複数のＬＥＤ１１２が設けられている。図２の例では、各発光ブロック１１１に、２行２列の合計４つのＬＥＤ１１２が設けられている。具体的には、各発光ブロックに、１つのＲ−ＬＥＤ、２つのＧ−ＬＥＤ、及び、１つのＢ−ＬＥＤが設けられている。Ｒ−ＬＥＤは、赤色の光を発するＬＥＤであり、Ｇ−ＬＥＤは、緑色の光を発するＬＥＤであり、Ｂ−ＬＥＤは、青色の光を発するＬＥＤである。本実施例では、Ｒ−ＬＥＤとして、インジウム・ガリウム・アルミニウム・リン（ＩｎＧａＡｌＰ）系半導体ＬＥＤが使用され、Ｇ−ＬＥＤ及びＢ−ＬＥＤとして、ガリウム・ナイトライド（ＧａＮ）系半導体ＬＥＤが使用される。
各発光ブロック１１１には、光センサ１１３（検出部）が設けられている。光センサ１１３は、発光ブロック１１１からの光を検出し、検出値（光検出値）を出力する。発光ブロック１１１からの光の一部は、光学シート（拡散板や反射型偏光フィルム）などで反射され、発光ブロック１１１の側へ戻される。光センサ１１３は、例えば、発光ブロック１１１から直接入射した光（直接光）と、光学シート１０６で反射されＬＥＤ基板１０１の側に戻された光（反射光）と、の合成光を検出する。光センサ１１３としては、光の輝度を検出する輝度センサ（フォトダイオード、フォトトランジスタ、等）を用いることができる。また、光センサ１１３として、光の色を検出するカラーセンサを用いることもできる。光センサ１１３として、光の輝度と色の両方を検出する光センサを用いることもできる。光センサ１１３の検出値から、ＬＥＤ１１２の劣化や温度変化に起因した発光ブロック１１１の発光色と発光輝度の少なくとも一方の変化を判断することができる。
なお、発光ブロック１１１の数、形状、及び、配置は特に限定されない。１つの発光ブロックがＬＥＤ基板１０１として使用されてもよい。例えば、ＬＥＤ基板１０１では、上記３５個の発光ブロック１１１が１つの発光ブロックとして使用されてもよい。また、複
数の発光ブロック１１１は、千鳥格子状に配置されていてもよい。図２の例では、正面方向から見た場合の発光ブロック１１１の形状が四角形であるが、発光ブロック１１１の形状は、三角形、五角形、六角形、円形、等であってもよい。
同様に、部分領域の数、形状、及び、配置も特に限定されない。例えば、画面の領域を構成する複数の分割領域が、複数の部分領域として使用されてもよい。複数の部分領域は互いに離れていてもよいし、部分領域の少なくとも一部が他の部分領域の少なくとも一部に重なっていてもよい。
同様に、ＬＥＤ１１２の数及び配置も特に限定されない。また、ＬＥＤ１１２の種類（発光色）も特に限定されない。例えば、黄色の光を発するＬＥＤが使用されてもよい。Ｒ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤの少なくとも一方が使用されなくてもよい。
同様に、光センサ１１３の数及び配置も特に限定されない。例えば、２つ以上の発光ブロック１１１に対して１つの光センサ１１３が設けられていてもよい。
図３は、正面方向から見た場合の、複数の発光ブロック１１１の配置の一例を示す模式図である。本実施例では、図３に示すように、Ｘ行Ｙ列目（Ｘ＝１〜５、Ｙ＝１〜７）に配置された発光ブロック１１１を「発光ブロック１１１（Ｘ，Ｙ）」と記載する。例えば、左上隅に配置された発光ブロック１１１を「発光ブロック１１１（１，１）」と記載し、右下隅に配置された発光ブロック１１１を「発光ブロック１１１（５，７）」と記載する。
図４は、本実施例に係るカラー画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。まず、入力画像データに基づく画像を表示する際のカラー画像表示装置の動作の一例について説明する。
モード設定部１７０は、ＬＥＤ基板１０１（複数のＬＥＤ１１２）の駆動方法が互いに異なる複数の駆動モードのうちのいずれかを、画像処理部１６０に設定する。具体的には、モード設定部１７０は、複数の駆動モードのうちのいずれかを示すモード信号１７１を画像処理部１６０に出力する。それにより、モード信号１７１が示す駆動モードが、画像処理部１６０に設定される。本実施例では、複数の駆動モードは、ＬＤモード（第１モード）と、非ＬＤモード（第２モード）と、を含む。ＬＤモードは、ＬＥＤ基板１０１の発光輝度と発光色の少なくとも一方を適応的に変化させる駆動モードである。また、ＬＤモードは、複数の部分領域のそれぞれについて、ＬＥＤ基板１０１の発光輝度と発光色の少なくとも一方を個別に変化させる駆動モードでもある（ローカルディミング制御の実行）。換言すれば、ＬＤモードは、複数の発光ブロック１１１の発光輝度と発光色の少なくとも一方を個別に変化させる駆動モードである。非ＬＤモードは、ＬＥＤ基板１０１の発光輝度と発光色を変化させない駆動モードである。また、非ＬＤモードは、複数の部分領域の間でＬＥＤ基板１０１の発光輝度と発光色を略一致（完全一致を含む）させる駆動モードでもある。換言すれば、非ＬＤモードは、複数の発光ブロック１１１の間で発光ブロック１１１の発光輝度と発光色を略一致させる駆動モードである（ローカルディミング制御の非実行）。
画像処理部１６０は、設定された駆動モードに応じた処理を行う。
まず、非ＬＤモードが設定されている場合について説明する。この場合、画像処理部１６０は、複数の発光ブロック１１１の間で共通のＬＤ補正値１６２を決定し、決定したＬＤ補正値１６２をマイコン１２５に出力する。ＬＤ補正値１６２は、ＬＥＤ１１２の発光色毎に決定される。また、画像処理部１６０は、入力画像データ１５０に所定の画像処理
を施すことにより、表示画像データ１６１を生成する。所定の画像処理は、例えば、解像度変換処理、シャープネス処理、色変換処理、ガンマ変換処理、等の一般的な画像処理である。そして、画像処理部１６０は、生成した表示画像データ１６１を、カラー液晶パネル１０５に出力する。なお、入力画像データが表示画像データとして使用されてもよい。
次に、ＬＤモードが設定されている場合について説明する。この場合、画像処理部１６０は、複数の発光ブロック１１１のそれぞれについてＬＤ補正値１６２を個別に決定し、決定したＬＤ補正値１６２をマイコン１２５に出力する。ＬＤ補正値１６２は、ＬＥＤ１１２の発光色と発光ブロック１１１との組み合わせ毎に決定される。また、画像処理部１６０は、入力画像データ１５０にムラ低減処理と上記所定の画像処理とを施すことにより、表示画像データ１６１を生成する。複数の発光ブロック１１１の発光を個別に変化させるローカルディミング制御を行うと、表示画像（画面に表示された画像）に、複数の発光ブロック１１１の間の発光の違いに起因した意図せぬムラ（輝度ムラ（ハロー現象）や色ムラ）が生じることがある。ムラ低減処理は、このようなムラを低減する画像処理である。そして、画像処理部１６０は、生成した表示画像データを、カラー液晶パネル１０５に出力する。なお、上記所定の画像処理は行われなくてもよい。
ＬＤモードが設定されている場合におけるＬＤ補正値１６２の決定方法の具体例について説明する。画像処理部１６０は、複数の部分領域のそれぞれについて、その部分領域に表示すべき画像データの輝度を、入力画像データ１５０を解析することによって判断する。そして、画像処理部１６０は、複数の部分領域のそれぞれについて、その部分領域に表示すべき画像データの輝度に応じて、当該部分領域に対応する発光ブロック１１１のＬＤ補正値１６２を決定する。例えば、部分領域に表示すべき画像データの輝度が低い発光ブロック１１１の発光輝度が、部分領域に表示すべき画像データの輝度が高い発光ブロック１１１の発光輝度に比べ高い値に制御されるように、ＬＤ補正値１６２を決定する。
不揮発性メモリ１２６には、複数の発光ブロック１１１のそれぞれについて決定された発光変化補正値１６３が記録されている。発光変化補正値１６３は、ＬＥＤ１１２の発光色と発光ブロック１１１との組み合わせ毎に決定される。マイコン１２５は、複数の発光ブロック１１１のそれぞれについて決定された発光変化補正値１６３を、不揮発性メモリ１２６から読み出す。そして、マイコン１２５は、複数の発光ブロック１１１のそれぞれについて、画像処理部１６０から出力されたＬＤ補正値１６２と、読み出した発光変化補正値１６３と、に基づいて、ＬＥＤドライバ制御信号１２７を生成する。その後、マイコン１２５は、発光ブロック１１１について生成したＬＥＤドライバ制御信号１２７を、当該発光ブロック１１１に対応するＬＥＤドライバ１２０に出力する。図４では、発光ブロック１１１（Ｘ，Ｙ）に対応するＬＥＤドライバ１２０が、「ＬＥＤドライバ１２０（Ｘ，Ｙ）」と記載されている。ＬＥＤドライバ１２０（Ｘ，Ｙ）は、入力されたＬＥＤドライバ制御信号１２７に応じて、発光ブロック１１１（Ｘ，Ｙ）を駆動する。その結果、モード設定部１７０によって設定された駆動モードに応じた駆動方法で、ＬＥＤ基板１０１が駆動される。
次に、発光変化補正値１６３を生成する際のカラー画像表示装置の動作の一例について説明する。複数のＬＥＤ１１２の温度および経年劣化度合いが変化すると、複数のＬＥＤ１１２の発光特性が変化する。その結果、ＬＥＤ基板１０１の発光輝度や発光色の意図せぬ変化が生じる。また、複数のＬＥＤ１１２の温度および経年劣化度合いがばらつくと、複数のＬＥＤ１１２の発光特性もばらつく。その結果、ＬＥＤ基板１０１から意図せぬムラ（輝度ムラや色ムラ）のある光が発せられてしまう。発光変化補正値１６３は、ＬＥＤ基板１０１から発せられた光の意図せぬ変化やムラを低減する補正値である。本実施例では、定期的もしくは特定のタイミングで、以下の処理（発光変化補正値１６３を生成する処理；発光調整処理）が行われる。発光調整処理は、ユーザがカラー画像表示装置を使用
していない空き時間に行われてもよいし、そうでなくてもよい。ユーザがカラー画像表示装置を使用している最中に、発光調整処理の実行による表示画像の画質の変化がユーザに視認されないように、短時間で行われてもよい。
発光調整処理では、処理対象の発光ブロック１１１（対象ブロック）のみが点灯され、それ以外の発光ブロック１１１が消灯される。その状態で、対象ブロックから発せられた光が光センサ１１３を用いて検出される。そして、光センサ１１３の検出値に基づいて発光変化補正値１６３が決定され、決定した発光変化補正値１６３を用いて対象ブロックの発光輝度や発光色が調整される。また、決定した発光変化補正値１６３が不揮発性メモリ１２６に記録される。このような処理が、複数の発光ブロック１１１のそれぞれについて行われる。以下では、発光ブロック１１１（３，４）が対象ブロックである場合の例を説明する。また、以下では、発光ブロック１１１の発光輝度を調整する例を説明する。
各光センサ１１３では、発光ブロック１１１（３，４）から発せられた光１２１（３，４）が検出される。各光センサ１１３は、検出した光１２１（３，４）の輝度に応じて、当該輝度を表すアナログ値１２２（検出値）を出力する。図４では、発光ブロック１１１（Ｘ，Ｙ）に対応する光センサ１１３が、「光センサ１１３（Ｘ，Ｙ）」と記載されており、光センサ１１３（Ｘ，Ｙ）から出力されたアナログ値１２２が、「アナログ値１２２（Ｘ，Ｙ）」と記載されている。Ａ／Ｄコンバータ１２３は、各光センサ１１３が出力したアナログ値１２２のうち、発光ブロック１１１（３，４）に対応付けられている光センサ１１３（３，４）が出力したアナログ値１２２（３，４）を選択する。そして、Ａ／Ｄコンバータ１２３は、選択したアナログ値をデジタル値にアナログ−デジタル変換し、デジタル値１２４をマイコン１２５に出力する。マイコン１２５は、光センサ１１３（３，４）の検出値に基づいて、発光ブロック１１１（３，４）の発光変化補正値１６３を生成（決定；算出）する。具体的には、マイコン１２５は、アナログ値１２２（３，４）を変換して得られたデジタル値１２４に基づいて、発光ブロック１１１（３，４）の発光変化補正値１６３を生成する。そして、マイコン１２５は、生成した発光変化補正値１６３を不揮発性メモリ１２６に記録する。
不揮発性メモリ１２６には、カラー画像表示装置の製造時に決定した各発光ブロック１１１の輝度基準値（検出値の基準値）が予め記録されている。マイコン１２５は、対象ブロックの検出値と、対象ブロックの輝度基準値とを比較する。そして、マイコン１２５は、上記比較の結果に応じて、対象ブロックの検出値が対象ブロックの輝度基準値と一致するように、対象ブロックの発光変化補正値１６３を決定する。発光変化補正値１６３は、ＬＥＤドライバ制御信号１２７を調整する補正値である。発光ブロック１１１の発光輝度は、発光ブロック１１１に印加するパルス信号（電流または電圧のパルス信号）のパルス幅やパルス振幅を調整することで調整することができる。発光変化補正値１６３は、パルス幅を変更する補正値であってもよいし、パルス振幅を変更する補正値であってもよいし、パルス幅とパルス振幅の両方を変更する補正値であってもよい。
検出値が基準値となるように各発光ブロック１１１の発光輝度を調整する発光変化補正値１６３を決定し、決定した発光変化補正値１６３を使用することにより、ＬＥＤ基板１０１から発せられた光の意図せぬ変化やムラを低減することができる。
図５は、本実施例に係るカラー画像表示装置の処理フローの一例を示すフローチャートである。以下、図５を用いて、本実施例に係るカラー画像表示装置の処理フローの一例について説明する。
まず、モード設定部１７０が、駆動モードを設定する（Ｓ１０１）。ＬＤモードが設定された場合には、Ｓ１０２に処理が進められ、非ＬＤモードが設定された場合には、Ｓ１
１２に処理が進められる。モード設定部１７０は、ユーザ操作に応じて駆動モードを設定する。ユーザ操作は、例えば、複数の駆動モードのリストから１つの駆動モードを選択するユーザ操作である。リストとしては、例えば、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）画像が使用される。駆動モードの設定方法は特に限定されない。例えば、モード設定部１７０は、入力画像データ１５０に応じて自動で駆動モードを設定（変更）してもよい。表示画像のコントラストを高めたい場合に、ＬＤモードが設定される。
Ｓ１０２では、マイコン１２５が、発光ブロック１１１の点灯期間に発光ブロック１１１に供給する電流の値（駆動電流値）の基準値である基準電流値を設定する。本実施例では、ＬＤモード時に、発光ブロック１１１に供給するパルス電流のパルス幅が、入力画像データ１５０に応じて制御される。パルス幅の制御は、「ＰＷＭ制御」と呼ばれる。そのため、Ｓ１０２の処理は、発光ブロック１１１の点灯期間に発光ブロック１１１に供給する電流の値を決定する処理でもある。
本実施例では、発光ブロック１１１は周期的に発光する。Ｓ１０２の次に、マイコン１２５は、発光ブロック１１１の発光の１周期における発光ブロック１１１の点灯期間の長さを示すＤｕｔｙ比の基準値である基準Ｄｕｔｙ比を設定する（Ｓ１０３）。本実施例では、Ｄｕｔｙ比は、１周期の長さに対する点灯期間の長さの比である。マイコン１２５は、例えば、表示輝度（画面上の輝度）の基準値である基準輝度に応じて基準Ｄｕｔｙ比を決定する。本実施例では、基準輝度は、１００［ｃｄ／ｍ２］である。表示輝度は、駆動電流値とＤｕｔｙ比とに依存する。表示輝度を１／２に低減したい場合には、例えば、Ｄｕｔｙ比を１／２倍すればよい。
なお、基準輝度は、予め定められた固定値であってもよいし、ユーザが変更可能な値であってもよい。基準輝度は、１００［ｃｄ／ｍ２］より高くても低くてもよい。また、Ｄｕｔｙ比の定義は特に限定されない。例えば、１周期の長さに対する消灯期間の長さの比がＤｕｔｙ比として使用されてもよい。
図６は、基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比の一例を示すグラフである。本実施例では、複数のＬＥＤ１１２のそれぞれが周期的に発光する。そして、図６に示すように、複数のＬＥＤ１１２のそれぞれについて基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比が設定される。基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比は、例えば、画面全体に渡って白色の画像を基準輝度で表示する場合などに使用される。
図６の例では、Ｒ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、及び、Ｂ−ＬＥＤの全てのＬＥＤについて同じ基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比が示されているが、これに限らない。一般的には、Ｒ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、及び、Ｂ−ＬＥＤの間で、基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比は異なる。例えば、ＬＥＤ基板１０１から発せられる光の色温度が調整されると、Ｒ−ＬＥＤの基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比、Ｇ−ＬＥＤの基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比、及び、Ｂ−ＬＥＤの基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比が個別に調整される。また、一般的には、複数の発光ブロック１１１の間で、基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比は異なる。
ＬＤモード時には、入力画像データ１５０に応じて発光ブロック１１１の発光輝度や発光色が変更される。そのため、発光ブロック１１１の発光輝度の伸びしろを設ける必要があり、基準Ｄｕｔｙ比は低めに設定される。例えば、Ｄｕｔｙ比の上限値の２５％程度が基準Ｄｕｔｙ比として設定される。一方、設定された基準輝度での表示を可能とするために、基準電流値は高めに設定される。例えば、１００［ｍＡ］程度が基準電流値として設定される。また、基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比を決定する際には、発光変化補正値１６３が使用される。
図７は、Ｄｕｔｙ比、駆動電流値、及び、点灯サイクルの関係の一例を示すグラフである。各ＬＥＤ１１２は、例えば、４８〜６００［Ｈｚ］程度の点灯サイクルで繰り返し発光する。点灯サイクルの周波数が６００［Ｈｚ］である場合、各ＬＥＤ１１２の発光の１周期の長さは、約１．６７［ｍｓ］である。Ｄｕｔｙ比が２５％である場合、１周期におけるＬＥＤ１１２の点灯期間の長さは、約０．４２ｍｓである。
図５の説明に戻る。Ｓ１０３の次に、マイコン１２５は、入力画像データ１５０に応じて、各発光ブロック１１１のＤｕｔｙ比を設定する（Ｓ１０４）。具体的には、画像処理部１６０から出力されたＬＥＤ補正値１６２を用いて基準Ｄｕｔｙ比を調整することにより、発光ブロック１１１のＤｕｔｙ比が決定される。そして、マイコン１２５は、Ｓ１０２で設定された基準電流値と、Ｓ１０４で設定されたＤｕｔｙ比と、に従って、ＬＥＤ基板１０１を駆動する（Ｓ１０５）。
図８は、対応する部分領域に表示すべき画像が明るい画像である発光ブロック１１１のＤｕｔｙ比の一例を示すグラフである。表示すべき画像が明るい場合、１周期における点灯期間が基準Ｄｕｔｙ比よりも長いＤｕｔｙ比が設定される。本実施例では、基準Ｄｕｔｙ比よりも高いＤｕｔｙ比が設定される。例えば、９０％のＤｕｔｙ比が設定される。基準Ｄｕｔｙ比が２５％であったとすると、Ｄｕｔｙ比が９０％の発光ブロック１１１は、Ｄｕｔｙ比が基準Ｄｕｔｙ比と同じ値であった場合の発光輝度の約３．６倍の発光輝度で発光する。明るい画像の領域は、例えば、夜空に輝く月の領域などである。
図９は、対応する部分領域に表示すべき画像が暗い画像である発光ブロック１１１のＤｕｔｙ比の一例を示すグラフである。表示すべき画像が暗い場合、１周期における点灯期間が基準Ｄｕｔｙ比よりも短いＤｕｔｙ比が設定される。本実施例では、基準Ｄｕｔｙ比よりも低いＤｕｔｙ比が設定される。例えば、８％のＤｕｔｙ比が設定される。基準Ｄｕｔｙ比が２５％であったとすると、Ｄｕｔｙ比が８％の発光ブロック１１１は、Ｄｕｔｙ比が基準Ｄｕｔｙ比と同じ値であった場合の発光輝度の約０．３倍の発光輝度で発光する。暗い画像の領域は、例えば、花火の背景となる夜空の領域などである。
Ｓ１０４とＳ１０５の処理は、例えば、入力画像データ１５０のフレーム毎に繰り返し行われる。Ｓ１０５の次に、Ｓ１０１に処理が戻される。そして、ＬＤモードが設定されている間、Ｓ１０２〜Ｓ１０５の処理が繰り返し行われ、非ＬＤモードが設定されると、Ｓ１１２に処理が進められる。
Ｓ１１２では、マイコン１２５が、非ＬＤモード用の駆動電流値を設定する。次に、マイコン１２５は、非ＬＤモード用のＤｕｔｙ比を設定する（Ｓ１１３）。Ｓ１１２とＳ１１３では、Ｓ１０２〜１０４と同様に、複数のＬＥＤ１１２のそれぞれについて、駆動電流値とＤｕｔｙ比とが設定される。Ｓ１１２とＳ１１３では、発光ブロック１１１の発光輝度及び発光色が、ＬＤモードが設定されているときのそれらと略一致するように、駆動電流値とＤｕｔｙ比とが設定される。そして、マイコン１２５は、Ｓ１１２で設定された駆動電流値と、Ｓ１１３で設定されたＤｕｔｙ比と、に従って、ＬＥＤ基板１０１を駆動する。
図１０は、Ｓ１１２とＳ１１３で設定された駆動電流値とＤｕｔｙ比の一例を示すグラフである。図１０に示すように、本実施例では、Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値は基準電流値よりも低い。そして、Ｇ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比は基準Ｄｕｔｙ比よりも低い。換言すれば、Ｇ−ＬＥＤの発光の１周期における当該Ｇ−ＬＥＤの点灯期間は、基準Ｄｕｔｙ比よりも長い。具体的には、Ｒ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤについては、基準電流値と同じ駆動電流値（１００［ｍＡ］）、及び、基準Ｄｕｔｙ比と同じＤｕｔｙ比（２５％）が設定されている。そして、Ｇ−ＬＥＤについては、基準電流値の１／４である２５［ｍＡ］が駆動電流値
として設定されており、基準Ｄｕｔｙ比の２倍である５０％がＤｕｔｙ比として設定されている。Ｇ−ＬＥＤの電力効率は、駆動電流値を下げることで大きく改善される。そのため、Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値とＤｕｔｙ比として図１０に示す値を用いることにより、装置全体の消費電力を低減することができる。具体的には、Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値を１００［ｍＡ］から２５［ｍＡ］に、Ｇ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比を２５％から５０％に変更することにより、Ｇ−ＬＥＤの発光輝度の変化を抑制しつつ、Ｇ−ＬＥＤの消費電力を約半分に低減することができる。なお、Ｒ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤの駆動電流値は基準電流値と異なっていてもよいし、Ｒ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比は基準Ｄｕｔｙ比と異なっていてもよい。
以下で、Ｓ１１２〜Ｓ１１５の処理を行うことで電力効率が改善されることを説明する。
図１１は、ＬＥＤ１１２の駆動電流値Ｉｆと順方向電圧Ｖｆの関係の一例を示すグラフである。図１１の横軸は駆動電流値Ｉｆを示し、図１１の縦軸は順方向電圧Ｖｆを示す。実線３０１はＲ−ＬＥＤの特性を示し、破線３０２はＧ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤの特性を示す。
Ｒ−ＬＥＤでは、実線３０１のように、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う順方向電圧Ｖｆの低下はそれほど大きくない。一方、Ｇ−ＬＥＤやＢ−ＬＥＤでは、破線３０２のように、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う順方向電圧Ｖｆの低下が大きい。ＬＥＤで消費される電力は、駆動電流値Ｉｆに順方向電圧Ｖｆを乗算することで算出される。そのため、Ｇ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤでは、駆動電流値Ｉｆの低下によって、順方向電圧Ｖｆが大きく低下し、消費電力が大幅に低減される。
図１２は、ＬＥＤ１１２の駆動電流値Ｉｆと発光強度（発光輝度の瞬時値）の関係の一例を示すグラフである。図１２の横軸は駆動電流値Ｉｆを示し、図１２の縦軸は発光強度を示す。実線３１１はＲ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤの特性を示し、破線３１２はＧ−ＬＥＤの特性を示す。
Ｒ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤでは、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う発光強度の低下が大きい。そのため、Ｒ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤでは、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う発光輝度の低下を抑制するために、長い点灯期間が必要となる。一方、Ｇ−ＬＥＤでは、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う発光強度の低下がそれほど大きくない。これは、駆動電流値Ｉｆの低下に伴い、量子効率が改善されるためである。そのため、Ｇ−ＬＥＤでは、点灯期間をそれほど延ばさずに、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う発光輝度の低下を抑制することができる。
図１３は、ＬＥＤ基板１０１の消費電力の内訳の一例を示す円グラフである。図１３は、ＬＥＤ基板１０１から白色光が発せられるように各ＬＥＤ１１２の発光輝度が調整されている場合の例を示す。
図１３から、Ｇ−ＬＥＤの消費電力が最も大きいことがわかる。具体的には、全体の消費電力に対するＧ−ＬＥＤの消費電力の割合は、５５％程度である。これは、Ｒ−ＬＥＤやＢ−ＬＥＤと比較してＧ−ＬＥＤの発光効率が低いためである。例えば、Ｇ−ＬＥＤの発光効率は、Ｇ−ＬＥＤと同じＧａＮ系半導体であるＢ−ＬＥＤの約半分以下であると言われている。Ｒ−ＬＥＤの消費電力の割合、及び、Ｂ−ＬＥＤの消費電力の割合は、それぞれ、２０％程度である。ＬＥＤ以外の周辺回路の消費電力は５％程度である。このことから、Ｇ−ＬＥＤの消費電力の大きな低下が、装置全体の消費電力の大きな低下をもたらすことがわかる。
図１４は、ＬＥＤ１１２の駆動電流値ＩｆとＬＥＤ基板１０１の電力効率との関係の一例を示すグラフである。図１４の横軸は駆動電流値Ｉｆを示し、図１４の縦軸は電力効率を示す。図１４に示す特性は、図１１〜１３に示す特性に基づいて決定されたものである。図１４の電力効率は、ＬＥＤ基板１０１全体の電力効率であり、単位電力当たりの発光輝度を意味する。
実線３３１は、Ｒ−ＬＥＤの特性を示す。図１１，１２に示すように、Ｒ−ＬＥＤでは、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う順方向電圧Ｖｆの低下が小さく、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う発光強度の低下が大きい。また、図１３に示すように、ＬＥＤ基板１０１全体の消費電力に対するＲ−ＬＥＤの消費電力の割合が小さい。以上のことから、実線３３１に示すように、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う電力効率の向上は非常に小さい。
一点鎖線３３２は、Ｂ−ＬＥＤの特性を示す。図１１に示すように、Ｂ−ＬＥＤでは、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う順方向電圧Ｖｆの低下が大きい。しかしながら、図１２に示すように、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う発光強度の低下が大きい。また、図１３に示すように、ＬＥＤ基板１０１全体の消費電力に対するＢ−ＬＥＤの消費電力の割合が小さい。以上のことから、一点鎖線３３２に示すように、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う電力効率の向上は小さい。
破線３３３は、Ｇ−ＬＥＤの特性を示す。図１１，１２に示すように、Ｇ−ＬＥＤでは、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う順方向電圧Ｖｆの低下が大きく、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う発光強度の低下が小さい。また、図１３に示すように、ＬＥＤ基板１０１全体の消費電力に対するＧ−ＬＥＤの消費電力の割合が大きい。以上のことから、破線３３３に示すように、駆動電流値Ｉｆの低下に伴う電力効率の向上は非常に大きい。
以上のことから、図１０に示すように、Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値を下げ、且つ、Ｇ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比を上げることで、装置全体の消費電力を大幅に低減することができる。なお、本実施例では、図１０に示すように、Ｂ−ＬＥＤについては、Ｇ−ＬＥＤと同様の処理を行っていない。これは、Ｂ−ＬＥＤの電流量を下げ、且つ、Ｂ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比を上げる処理による電力効率の向上よりも、当該処理に起因したＢ−ＬＥＤの経年劣化の加速が大きいためである。
図１５は、ＬＥＤ１１２の駆動時間とＬＥＤ１１２の発光輝度との関係（経年劣化特性）の一例を示すグラフである。図１５の横軸はＬＥＤ１１２の駆動時間を示し、図１５の縦軸はＬＥＤ１１２の発光輝度を示す。図１５に示す発光輝度は、駆動時間が０のときの発光輝度で正規化された値である。
経年によって生じるＬＥＤの発光輝度の低下は、ＬＥＤの発光色や使用条件に大きく依存する。図１５の太実線３４１は、Ｂ−ＬＥＤを駆動電流値５０［ｍＡ］とＤｕｔｙ比５０％で使用し続けた場合のＢ−ＬＥＤの経年劣化特性を示す。細実線３４２は、Ｂ−ＬＥＤを駆動電流値１００［ｍＡ］とＤｕｔｙ比２５％で使用し続けた場合のＢ−ＬＥＤの経年劣化特性を示す。太破線３４３は、Ｇ−ＬＥＤを駆動電流値５０［ｍＡ］とＤｕｔｙ比５０％で使用し続けた場合のＧ−ＬＥＤの経年劣化特性を示す。細破線３４４は、Ｇ−ＬＥＤを駆動電流値１００［ｍＡ］とＤｕｔｙ比２５％で使用し続けた場合のＧ−ＬＥＤの経年劣化特性を示す。
ＬＥＤの経年劣化は、発光波長（ＬＥＤが発する光の波長）、Ｄｕｔｙ比、及び、チップ温度（ＬＥＤの温度）に依存する。発光波長が短いほど、経年劣化の速度は速い。Ｄｕｔｙ比が高いほど、経年劣化の速度は速い。そして、チップ温度が高いほど、経年劣化の速度は速い。Ｂ−ＬＥＤの発光波長は短いため、太実線３４１と細実線３４２のように、
経年劣化の速度が非常に速い。また、駆動電流値を下げ、且つ、Ｄｕｔｙ比を上げる処理により、経年劣化は加速する。このことから、Ｂ−ＬＥＤの駆動電流値を下げ、且つ、Ｂ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比を上げる処理を行った場合に、電力効率の向上よりも、Ｂ−ＬＥＤの経年劣化の加速のほうが大きいことが分かる。Ｇ−ＬＥＤの発光波長はＢ−ＬＥＤに比べ長いため、太破線３４３と細破線３４４のように、経年劣化の速度は比較的遅い。Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値を下げ、且つ、Ｇ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比を上げる処理により、Ｇ−ＬＥＤの経年劣化が加速する可能性がある。しかしながら、そのような処理によって、電力効率が大きく向上する。その結果、Ｇ−ＬＥＤの温度の低下が期待でき、Ｇ−ＬＥＤの経年劣化の加速に対する懸念は少ない。
以上述べたように、本実施例によれば、以下の仮定において、第２モード（非ＬＤモード）では、第１モード（ＬＤモード）に比べ、Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値が低く、Ｇ−ＬＥＤの点灯期間が長い。それにより、ローカルディミング制御を行わずに光源装置の消費電力を低減できる。以下の仮定の状況は、例えば、「第１モードが設定されているときにＧ−ＬＥＤが図６に示す基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比で駆動され、第２モードが設定されているときにＧ−ＬＥＤが図１０に示す駆動電流値とＤｕｔｙ比で駆動される」という状況である。本実施例では、以下の仮定（第１の仮定）の成立時に「第１モードと第２モードの間でＬＥＤ基板１０１の発光輝度及び発光色が略一致するようにＬＥＤ基板１０１が駆動される」という仮定（第２の仮定）も成立する。しかしながら、第１の仮定の成立時に第２の仮定が成立しなくてもよい。
仮定：第１モードと第２モードの間でＧ−ＬＥＤの発光輝度が略一致するようにＧ−ＬＥＤが駆動される。
なお、本実施例では、第１モードがＬＤモードである場合の例を説明したが、これに限らない。例えば、第１モードは、図６の基準電流値と基準Ｄｕｔｙ比を常に使用する駆動モードであってもよい。また、ローカルディミング制御において、駆動電流値が入力画像データに応じて変更されてもよいし、駆動電流値とＤｕｔｙ比が入力画像データに応じて変更されてもよい。
＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２に係る光源装置、表示装置、及び、それらの制御方法について説明する。実施例１では、第１モードがＬＤモードであり、第２モードが非ＬＤモードである場合の例を説明した。本実施例では、第１モードが非ブーストモードであり、第２モードがブーストモードである場合の例を説明する。本実施例の非ブーストモードは、実施例１のＬＤモードと同じである。ブーストモードは、非ブーストモードが設定されているときのＬＥＤ基板１０１の発光輝度の上限値よりも高い発光輝度でＬＥＤ基板１０１を発光させる駆動モードである。ブーストモードを設定することにより、表示輝度を向上することができる。表示輝度が向上すると、明るい環境下（日中のリビングや屋外など）での表示画像の視認性が向上する。また、ブーストモードを設定することにより、識別可能な階調数が増加するため、マンモグラフィ等の医療用途においても、ブーストモードは好ましい。以下では、実施例１と異なる機能や処理について詳しく説明し、実施例１と同じ機能や処理についての説明は省略する。
なお、非ブーストモードとして、ＬＥＤ基板１０１の発光輝度と発光色を変化させない駆動モードを使用することもできる。その場合には、ブーストモードは、「非ブーストモードが設定されているときのＬＥＤ基板１０１の発光輝度よりも高い発光輝度でＬＥＤ基板１０１を発光させる駆動モード」と言える。
図１６は、本実施例に係るカラー画像表示装置の処理フローの一例を示すフローチャートである。以下、図１６を用いて、本実施例に係るカラー画像表示装置の処理フローの一
例について説明する。
まず、モード設定部１７０が、駆動モードを設定する（Ｓ２０１）。非ブーストモードが設定された場合には、Ｓ２０２に処理が進められ、ブーストモードが設定された場合には、Ｓ２１２に処理が進められる。モード設定部１７０は、ユーザ操作に応じて駆動モードを設定する。ユーザ操作は、例えば、複数の駆動モードのリストから１つの駆動モードを選択するユーザ操作である。駆動モードの設定方法は特に限定されない。例えば、モード設定部１７０は、複数の駆動モードのいずれかを選択するユーザ操作以外のユーザ操作に応じて、駆動モードを設定してもよい。具体的には、モード設定部１７０は、ユーザが入力した基準輝度が閾値（例えば１００［ｃｄ／ｍ２］）以上であるか否かに応じて、非ブーストモードとブーストモードの間で駆動モードを切り替えてもよい。ＬＥＤ基板１０１の発光輝度の上限値や表示輝度の上限値を高めたい場合に、ブーストモードが設定される。
非ブーストモードが設定されているときのＬＥＤ基板１０１の発光輝度と、ブーストモードが設定されているときのＬＥＤ基板１０１の発光輝度とは特に限定されない。例えば、非ブーストモードが設定されているときのＬＥＤ基板１０１の発光輝度の上限値は１００［ｃｄ／ｍ２］であり、ブーストモードが設定されているときのＬＥＤ基板１０１の発光輝度はその２倍（２００［ｃｄ／ｍ２］）である。各駆動モードにおけるＬＥＤ基板１０１の発光輝度（の上限値）は、予め定められた固定値であってもよいし、ユーザが変更可能な値であってもよい。
Ｓ２０２〜Ｓ２０５では、実施例１（図５）のＳ１０２〜Ｓ１０５と同じ処理が行われる。
Ｓ２１２では、マイコン１２５が、ブーストモード用の駆動電流値を設定する。次に、マイコン１２５は、ブーストモード用のＤｕｔｙ比を設定する（Ｓ２１３）。本実施例では、実施例１と同様の観点にしたがって、ブーストモード用の駆動電流値とＤｕｔｙ比が設定される。但し、本実施例では、実施例１の非ＬＤモードよりも高い発光輝度でＬＥＤ基板１０１が発光するように、駆動電流値とＤｕｔｙ比の少なくとも一方として、図１０よりも高い値が設定される。そして、マイコン１２５は、Ｓ１１２で設定された駆動電流値と、Ｓ１１３で設定されたＤｕｔｙ比と、に従って、ＬＥＤ基板１０１を駆動する（Ｓ２１５）。
以上述べたように、本実施例によれば、実施例１と同様に、実施例１で述べた仮定において、第２モード（ブーストモード）では、第１モード（非ブーストモード）に比べ、Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値が低く、Ｇ−ＬＥＤの点灯期間が長い。それにより、ローカルディミング制御を行わずに光源装置の消費電力を低減できる。
＜実施例３＞
以下、本発明の実施例３に係る光源装置、表示装置、及び、それらの制御方法について説明する。実施例１，２では、Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値とＤｕｔｙ比を工夫することで、装置全体の消費電力を低減する例を説明した。しかしながら、ＬＥＤの発光波長（主波長λｄ）は、ＬＥＤの駆動電流値に応じて変化する。そのため、Ｇ−ＬＥＤと他のＬＥＤとの間の駆動電流値のバランスを変える実施例１では、ＬＥＤ基板１０１の発光色の変化（色ずれ）が生じてしまう。本実施例では、このような色ずれを低減することができる例について説明する。以下では、実施例１と異なる機能や処理について詳しく説明し、実施例１と同じ機能や処理についての説明は省略する。なお、以下では、実施例１をベースとして説明するが、本実施例の処理は実施例２にも適用可能である。
図１７は、実施例１に係る表示色（画面上の色）の範囲の一例を示す色度図である。図１７は、ｕ’ｖ’色度図（ＣＩＥ １９７６ ＵＣＳ色度図）である。実線で描かれた三角形４０１は、ＬＤモードが設定されているときの表示色の範囲を示し、破線で描かれた三角形４０２は、非ＬＤモードが設定されているときの表示色の範囲を示す。
三角形４０１，４０２の３つの頂点は、赤色の色度点、緑色の色度点、及び、青色の色度点である。ここでは、画像データの画素値がＲＧＢ値（Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値）であり、各階調値（Ｒ値、Ｇ値、及び、Ｂ値）が０〜２５５の値であるとする。赤色の色度点は、ＲＧＢ値（２５５，０，０）の表示色の色度点であり、（ｕ’，ｖ’）＝（０．５，０．５）付近の頂点である。緑色の色度点は、ＲＧＢ値（０，２５５，０）の表示色の色度点であり、（ｕ’，ｖ’）＝（０．１，０．６）付近の頂点である。青色の色度点は、ＲＧＢ値（０，０，２５５）の表示色の色度点であり、（ｕ’，ｖ’）＝（０．２，０．１）付近の頂点である。
実施例１の非ＬＤモードでは、Ｇ−ＬＥＤの駆動電流値のみが、ＬＤモードと比較して小さい値に制御される。そのため、非ＬＤモードでは、Ｇ−ＬＥＤの発光波長λｄが、ＬＤモードと比較して長波長側にずれた値となる。例えば、Ｇ−ＬＥＤの発光波長λｄは＋４ｎｍだけずれる。ＬＤモードが設定されているときのＧ−ＬＥＤの発光波長λｄが５３０［ｎｍ］であった場合には、非ＬＤモードが設定されているときのＧ−ＬＥＤの発光波長λｄは５３４［ｎｍ］となる。その結果、三角形４０２のように、緑色の色度点として、三角形４０１よりも長波長側にずれた色度点が得られる。また、Ｇ−ＬＥＤの発光波長λｄが長波長側にずれることで、青色の色度点が短波長側にずれる。これは、青色の表示時に漏れ出る緑色光のスペクトルが低減されるからである。このように、実施例１の方法では、ＬＤモードと非ＬＤモードの間で、緑色の色度点と青色の色度点の２点のずれが生じる。そして、このような２点のずれが生じると、表示色及びその範囲に大きな変化（誤差）が生じる。
図１８は、本実施例に係る非ＬＤモード用の駆動電流値とＤｕｔｙ比の一例を示すグラフである。図１８に示すように、本実施例では、Ｂ−ＬＥＤの駆動電流値として基準電流値よりも低い値が設定され、Ｂ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比として基準Ｄｕｔｙ比よりも低い値が設定される。Ｒ−ＬＥＤとＧ−ＬＥＤについては実施例１と同じである。具体的には、Ｂ−ＬＥＤの駆動電流値として、Ｇ−ＬＥＤと同じ値２５［ｍＡ］が設定される。一方、Ｂ−ＬＥＤのＤｕｔｙ比として、Ｇ−ＬＥＤよりも高い値が設定される。これは、Ｇ−ＬＥＤでは駆動電流値を下げることによる電力効率の向上が期待できるが、Ｂ−ＬＥＤではそれがあまり期待できないからである。
図１９は、本実施例に係る表示色の範囲の一例を示す色度図である。実線で描かれた三角形４１１は、ＬＤモードが設定されているときの表示色の範囲を示し、図１７の三角形４０１と同じものである。破線で描かれた三角形４１２は、本実施例の非ＬＤモードが設定されているときの表示色の範囲を示す。
本実施例の非ＬＤモードでは、Ｇ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤの駆動電流値が、ＬＤモードと比較して小さい値に制御される。そのため、非ＬＤモードでは、Ｇ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤの発光波長λｄが、ＬＤモードと比較して長波長側にずれた値となる。例えば、Ｇ−ＬＥＤの発光波長λｄは＋４ｎｍだけずれ、Ｂ−ＬＥＤの発光波長λｄは＋２ｎｍだけずれる。その結果、三角形４１２のように、緑色の色度点として、三角形４１１よりも長波長側にずれた色度点が得られる。一方、青色の色度点のずれは小さい。これは、Ｇ−ＬＥＤとＢ−ＬＥＤの両方の発光波長λｄが長波長側にずれることで、青色の表示時に漏れ出る緑色光のスペクトルの低減が抑制されるためである。このように、本実施例では、ＬＤモードと非ＬＤモードの間で、緑色の色度点以外の色度点のずれが小さいため、表示色及びそ
の範囲の誤差を低減することができる。
以上述べたように、本実施例によれば、実施例１と同様にＧ−ＬＥＤの発光が制御される。それにより、ローカルディミング制御を行わずに光源装置の消費電力を低減できる。さらに、本実施例によれば、以下の仮定において、第２モード（非ＬＤモード）では、第１モード（ＬＤモード）に比べ、Ｂ−ＬＥＤの駆動電流値が低く、Ｂ−ＬＥＤの点灯期間が長い。それにより、駆動電流値の変化に伴うＬＥＤ基板１０１の発光色の変化を低減することができる。
仮定：第１モードと第２モードの間でＢ−ＬＥＤの発光輝度が略一致するようにＢ−ＬＥＤが駆動される。
＜その他の実施例＞
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
１０１：ＬＥＤ基板 １１１：発光ブロック
１２５：マイコン １７０：モード設定部

Claims (19)

  1. 第１色の光を発する第１ＬＥＤと、
    前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、
    前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、
    前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを制御するコントローラーと、
    を有し、
    前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする光源装置。
  2. （１）第１駆動モードが設定されており、且つ、前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高く、
    （２）第２駆動モードが設定されており、且つ、前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値と前記第２ＬＥＤの駆動電流値とが等しく、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比と前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比とが等しい
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 前記第１色は、緑色である
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
  4. 前記第２色は、赤色又は青色である
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
  5. 前記第１色は、青色である
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
  6. 前記第１ＬＥＤは、ガリウム・ナイトライド系半導体ＬＥＤである
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
  7. 前記第２色は、赤色であり、
    前記第２ＬＥＤは、インジウム・ガリウム・アルミニウム・リン系半導体ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源装置。
  8. 第１色の光を発する第１ＬＥＤと、
    前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、
    前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、
    前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを制御するコントローラーと、
    を有し、
    前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする光源装置。
  9. 前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比と前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比と前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比とが異なる
    ことを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
  10. 前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
  11. 液晶パネルと、
    前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置と、
    前記バックライト装置を制御するコントローラーと、
    を有し、
    前記バックライト装置は、第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有し、
    前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする画像表示装置。
  12. 液晶パネルと、
    前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置と、
    前記バックライト装置を制御するコントローラーと、
    を有し、
    前記バックライト装置は、第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有し、
    前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時に前記コントローラーがＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする画像表示装置。
  13. 前記コントローラーは、ローカルディミング制御を実行する
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像表示装置。
  14. 前記コントローラーは、ＨＤＲ（Ｈｉｇｈ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）制御を実行する
    ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  15. 第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有する光源装置の制御方法であって、
    前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを制御するコントロールステップを有し、
    前記コントロールステップにおいて前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時にＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする制御方法。
  16. 第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有する光源装置の制御方法であって、
    前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを制御するコントロールステップを有し、
    前記コントロールステップにおいて前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時にＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする制御方法。
  17. 液晶パネルと前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを有する画像表示装置の制御方法であって、
    前記バックライト装置を制御するコントロールステップを有し、
    前記バックライト装置は、第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有し、
    前記コントロールステップにおいて前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時にＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値及び前記第３ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする制御方法。
  18. 液晶パネルと前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを有する画像表示装置の制御方法であって、
    前記バックライト装置を制御するコントロールステップを有し、
    前記バックライト装置は、第１色の光を発する第１ＬＥＤと、前記第１色と異なる第２色の光を発する第２ＬＥＤと、前記第１色及び前記第２色と異なる第３色の光を発する第３ＬＥＤと、を有し、
    前記コントロールステップにおいて前記第１ＬＥＤと前記第２ＬＥＤと前記第３ＬＥＤとを同時にＰＷＭ制御する場合に、前記第１ＬＥＤの駆動電流値が前記第２ＬＥＤの駆動電流値よりも低く、且つ、前記第１ＬＥＤのＤｕｔｙ比が前記第２ＬＥＤのＤｕｔｙ比及び前記第３ＬＥＤのＤｕｔｙ比よりも高い
    ことを特徴とする制御方法。
  19. 請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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