WO2011104949A1 - 照明装置、表示装置、データ生成方法、データ生成プログラム、および記録媒体 - Google Patents

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藤原 晃史
貴行 村井
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a backlight unit which is an example of a lighting device, and a liquid crystal display device on which the backlight unit is mounted.
  • the present invention also relates to a data generation method for light amount adjustment data for controlling a light source of a backlight unit, a data generation program for light amount adjustment data, and a storage medium for storing the data generation program.
  • a backlight unit for supplying light is usually mounted on the liquid crystal display panel.
  • the image quality of the liquid crystal display panel is improved by appropriately controlling the light from the backlight unit.
  • the light source control signal corresponding to the light source of the backlight unit is corrected based on the image signal corresponding to the liquid crystal display panel, and the corrected signal (light quantity adjustment signal) ),
  • the backlight light which is the light from the backlight unit is appropriately controlled.
  • the brightness of the backlight light of the backlight unit is adjusted only in accordance with the brightness of the entire display screen. Therefore, for this liquid crystal display device, it is difficult to adjust the amount of backlight light so that, for example, human visual characteristics make the vicinity of the center of the liquid crystal display panel brighter than the other vicinity.
  • An object of the present invention is to provide a lighting device capable of adjusting the amount of light so that a specific region (for example, a region near the center) in a non-light-emitting display panel is brighter than other regions. is there.
  • the control unit when the control unit performs the luminance correction process along at least one direction, for example, two directions in the plane of the planar light, the planar light is two-dimensionally corrected for luminance. Is done.
  • the shape of the luminance distribution of such planar light varies, and for example, planar light having a luminance distribution shape adapted to human visual characteristics is generated.
  • the control unit suppresses the light emission power of the light source required to generate the planar light having such a luminance distribution shape by the light emission power correction process. Therefore, the planar light supplied from the lighting device can generate planar light that does not cause humans to feel that the luminance is insufficient without relatively consuming light emission power.
  • the luminance near both ends of the direction is made lower than the luminance near the center.
  • the brightness near the center of the planar light does not change much before and after the brightness correction process, but the brightness of the peripheral edge of the planar light other than near the center is corrected after the brightness correction process. Lower than before processing. And, it is difficult for humans to perceive such planar light having a luminance distribution as relatively insufficient in brightness (difficult to perceive it as planar light including uneven luminance).
  • the light emission power can be suppressed by reducing the luminance at the periphery of the planar light. That is, this backlight unit can suppress light emission power while providing high quality planar light.
  • control unit changes the luminance correction processing according to a specific parameter.
  • the specific parameter may be a display mode of image data.
  • the specific parameter may be the brightness level of the image data.
  • the specific parameter may be a measurement result of the temperature measurement unit.
  • the specific parameters are the brightness level of the image data and the measurement result of the temperature measurement unit, it is desirable that the brightness correction processing level is set in steps, and the control unit performs the brightness correction processing in that order.
  • the specific parameter may be a detection result of the person position by the person detection unit.
  • the light emission power correction process is a final process among the processes for the light source control data by the control unit.
  • the lighting apparatus performs the light emission power correction process as compared with the case where the light emission power correction is performed before those processes. The influence of these various processes can be reduced.
  • control unit determines light source control data for each light source based on the maximum value of the image data.
  • the control data for the light source will be high corresponding to the maximum image data value. Then, the light emission power correction process is performed under the condition that the total light emission power of all the light sources easily exceeds the allowable light emission power. Therefore, the illuminating device can reliably suppress the light emission power.
  • the light emission power of the light source is suppressed while suppressing a change in color tone of the light source including the light emitting chips having different emission colors.
  • the control unit may perform different luminance correction processing depending on the color.
  • the control unit may perform a luminance correction process according to the monochromatic color.
  • a display device including the above lighting device and a display panel that displays an image according to image data can be said to be the present invention.
  • a data generation method of light amount adjustment data for controlling light emission of a plurality of light sources that form planar light by being arranged in a planar shape by an illumination device can also be said to be the present invention.
  • the light amount adjustment data is generated by correcting the light source control data based on the image data
  • the luminance distribution of the planar light is adjusted along at least one direction in the surface of the planar light.
  • luminance correction processing on the light source control data
  • intermediate light source control data is generated, and furthermore, based on the intermediate light source control data, the total light emission power by all light sources is calculated, and the total light emission power is the allowable light emission power.
  • the light amount adjustment data is obtained by correcting the light source control data based on the plurality of light sources forming the surface light and the light source control data based on the image data by arranging the light in accordance with the light amount adjustment data.
  • a data generation program for light quantity adjustment data in a lighting device including a control unit for generating the following, the following program can also be said to be the present invention.
  • the intermediate light source control data is generated by performing the luminance correction processing for adjusting the luminance distribution of the planar light on the light source control data along at least one direction in the surface of the planar light, Based on the intermediate light source control data, the total light emission power for all the light sources is calculated, and if the total light emission power exceeds the allowable light emission power, the light emission power correction process that adjusts the total light emission power to within the allowable light emission power.
  • This is a data generation program that causes the control unit to generate the light amount adjustment data by performing it on the data.
  • the lighting device can generate planar light that does not cause humans to feel that the luminance is insufficient without relatively consuming light emission power.
  • FIG. 5 is a contour map showing the illumination region and the PWM value in a contoured manner.
  • FIG. 9 is a contour map showing contours of PWM values after completion of luminance correction processing according to the X direction and the Y direction and the illumination area by the filter FT1 (X, Y). Is an explanatory diagram in which the filter values of the filter FT2 (X, Y) in the X direction and the Y direction are plotted in correspondence with the illumination area while making the PWM value (for example, 4095) correspond to the illumination area of each LED.
  • FIG. 10 is a contour map showing contours of PWM values after completion of luminance correction processing in accordance with the X direction and the Y direction and the illumination area by the filter FT2 (X, Y).
  • FIG. 7 is a contour map showing contours of PWM values after completion of luminance correction processing in accordance with the X direction and the Y direction and illumination areas by the filter FT3 (X, Y).
  • FIG. 6 is a luminance distribution diagram of planar light that has not been subjected to luminance correction processing and light emission power correction processing measured along the X direction with reference to the vicinity of the center in the Y direction. These are luminance distribution diagrams measured along the X direction with reference to the vicinity of the center in the Y direction in the planar light, and are the luminance distribution diagrams of the planar light that has been subjected only to the luminance correction processing.
  • luminance distribution diagrams measured along the X direction with reference to the vicinity of the center in the Y direction in planar light and are luminance distribution diagrams of planar light that has been subjected to light emission power correction processing after luminance correction processing.
  • luminance distribution diagrams measured along the X direction with reference to the vicinity of the center in the Y direction in the planar light and are the luminance distribution diagrams of the planar light subjected only to the light emission power correction processing.
  • the horizontal axis indicates the filter FT1 (X, Y) to the filter FT3 (X, Y) and no luminance correction processing (FILTER OFF) correspond to the APL value
  • the vertical axis indicates the filter FT1 (X, Y) to It is explanatory drawing which shows the degree (LEVEL) of the brightness correction process of filter FT3 (X, Y).
  • the horizontal axis represents the filter FT1 (X, Y) to the filter FT3 (X, Y) corresponding to the LED temperature
  • the vertical axis represents the brightness of the filter FT1 (X, Y) to the filter FT3 (X, Y).
  • FIG. 21B is a luminance distribution diagram measured along the X direction with reference to the vicinity of the center in the Y direction in the planar light.
  • FIG. 21A shows the luminance distribution diagram of FIG. It is a luminance distribution figure which overlapped with a luminance distribution figure.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display device 89 which is an example of the display device.
  • the liquid crystal display device 89 includes a liquid crystal display panel (display panel) 79, a backlight unit (illumination device) 69, and a housing HG (HG1 and HG2) sandwiching them.
  • liquid crystal display panel 79 employs an active matrix method. Therefore, in the liquid crystal display panel 79, liquid crystal (not shown) is composed of an active matrix substrate 71 to which an active element such as a TFT (Thin Film Transistor) (not shown) is attached and a counter substrate 72 facing the active matrix substrate 71. Is inserted. That is, the active matrix substrate 71 and the counter substrate 72 are substrates for sandwiching liquid crystal, and are formed of transparent glass or the like.
  • TFT Thin Film Transistor
  • Such a backlight unit 69 includes an LED module MJ, a thermistor 55 (temperature measurement unit), a photo sensor 56, a detection sensor 57 (see FIG. 1), a reflection sheet 61, a diffusion sheet 62, and prism sheets 63 and 64. Including.
  • the LED (light emitting element) 52 is a point light source that emits light upon receiving a current supply, and is arranged corresponding to the electrode on the mounting surface of the mounting substrate 51 (note that the direction of the light emitting surface of the LED 52 is the electrode).
  • the orientation is the same as the orientation of the mounted surface).
  • the LEDs 52 are arranged in a planar shape on the mounting surface of the mounting substrate 51, and generate planar light.
  • An example of the arrangement of the LEDs 52 is a rectangular and matrix planar arrangement. For convenience, the longitudinal direction of the rectangle is the X direction and the short direction is the Y direction.
  • the type of the LED 52 is not particularly limited. As an example, as shown in the front view of the LED 52 in FIG. 25A, one red light emitting (R) LED chip 53R, two green light emitting (G) LED chips 53G, and one blue light emitting (B). LED52 which produces
  • LED 52 that combines a blue light emitting LED chip 53B and a phosphor 54 that emits yellow light by receiving blue light.
  • LED 52 that generates white light by color mixture is used unless otherwise specified).
  • FIG. 24 shows the illumination area SA that can be controlled by each LED 52 by broken lines. That is, one section of the dotted line area (one of a plurality of sections arranged in a matrix) is an illumination area SA that can be controlled by one LED 52.
  • the thermistor 55 is a temperature sensor for measuring the temperature of the LEDs 52, and is mounted on the mounting board 51 at a ratio of one to the four LEDs 52 (specifically, the mounting board 51 has four The thermistor 55 is mounted near the center of the area surrounded by the LED 52).
  • the photosensor 56 is a photometric sensor for measuring the luminance of the LED 52, and is mounted on the mounting substrate 51 at a rate of one for the four LEDs 52, similarly to the thermistor 55.
  • the detection sensor (person detection unit) 57 is not shown in FIG. 24 (see FIG. 1), but is, for example, a known infrared sensor, camera sensor, or ultrasonic sensor.
  • the detection sensor 57 detects the position of the user (person) in front of the liquid crystal display panel 79 of the liquid crystal display device 89 on which the backlight unit 69 is mounted.
  • the reflective sheet 61 is a reflective member that is affixed to the mounting surface of the mounting substrate 51, avoiding the LED 52, the thermistor 55, and the photosensor 56, and has a reflective surface on the same side as the light emitting side of the LED 52. Thereby, even if part of the light from the LED 52 travels toward the mounting surface of the mounting substrate 51, the light is reflected by the reflecting surface of the reflecting sheet 61.
  • the diffusion sheet 62 is positioned so as to cover the LEDs 52 arranged in a matrix, diffuses the planar light formed by the light from the plurality of LEDs 52, and spreads the light throughout the liquid crystal display panel 79.
  • the diffusion sheet 62 and the prism sheets 63 and 64 are collectively referred to as an optical sheet group (62 to 64) ⁇ .
  • the prism sheets 63 and 64 are, for example, optical sheets that have a prism shape in the sheet surface and deflect light emission characteristics, and are positioned so as to cover the diffusion sheet 62. Therefore, the prism sheets 63 and 64 collect the light traveling from the diffusion sheet 62 and improve the luminance. In addition, the divergence directions of the respective lights collected by the prism sheet 63 and the prism sheet 64 are in an intersecting relationship.
  • the planar light from the LED 52 passes through the optical sheet group (62 to 64) and is emitted as backlight light with increased brightness. Then, the backlight light (planar light) reaches the liquid crystal display panel 79, and the liquid crystal display panel 79 displays an image by the backlight light.
  • the front housing HG1 and the back housing HG2, which are the housings HG, are fixed while sandwiching the backlight unit 69 and the liquid crystal display panel 79 covering the backlight unit 69 (how to fix is not particularly limited) Absent). That is, the front housing HG1 sandwiches the backlight unit 69 and the liquid crystal display panel 79 together with the back housing HG2, thereby completing the liquid crystal display device 89.
  • the back housing HG2 accommodates the LED module MJ, the reflection sheet 61, the diffusion sheet 62, and the prism sheets 63 and 64 while being stacked in this order, and this stacking direction is referred to as the Z direction (note that the X direction, Y The direction and the Z direction are preferably orthogonal to each other.
  • FIG. 1 is a block diagram showing various members included in the liquid crystal display device 89 (note that the LED 52 shown in FIG. 1 is one of a plurality of LEDs 52).
  • the video signal transmitted to the video signal processing unit 42 is a basic video signal (image data), and among the color video signals included in the basic video signal, a signal indicating red is a basic red video signal FRS, A green signal is a basic green video signal FGS, and a blue signal is a basic blue video signal FBS.
  • the processed video signal is, for example, a processed color video signal (processed red video signal RS, processed green) obtained by processing a basic color video signal (basic red video signal FRS, basic green video signal FGS, basic blue video signal FBS, etc.).
  • a video signal GS, a processed blue video signal BS), and synchronization signals (clock signal CLK, vertical synchronization signal VS, horizontal synchronization signal HS, etc.) relating to the processed color video signal.
  • the luminance correction unit 21 is configured such that, in the Y direction, the filter FT-R (Y) corresponding to the red LED chip 53R, the filter FT-G (Y) corresponding to the green LED chip 53G, and the blue LED.
  • a filter memory 22 (Y) for storing a filter FT-B (Y) corresponding to the chip 53B is included.
  • the light emission power correction unit 23 includes a light emission power calculation circuit 24 and a light emission power limiting circuit 25.
  • the light emission power calculation circuit 24 calculates, for example, the light emission power (power consumption) of the LED 52 corresponding to each illumination area SA based on the color image signal for light source after the luminance correction processing by the luminance correction unit 21. A light emission power calculation process for calculating the total light emission power of the LEDs 52 corresponding to the illumination area SAgr is performed.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram in which the filter values in all the filters FT (X, Y), that is, the filters FT1 (X, Y) to FT3 (X, Y) are shown.
  • the PWM value after the luminance correction processing in the X direction that becomes “3212” of the illumination area SA in the first row and the first column of the matrix arrangement is the filter value of “230” in the first row of the filter FT1 (Y)
  • the brightness correction process is performed as follows ⁇ refer to the PWM value after the brightness correction process at the arrowhead from the filter FT1 (Y) ⁇ . ⁇ 3212 ⁇ 230/255 ⁇ 2897
  • the brightness of the illumination area SA in the vicinity of the center in the entire illumination area SAgr after the brightness correction process is approximately the same in FIG. 6, FIG. 9, FIG. 12, and FIG.
  • the peripheral illumination area SA in the entire illumination area SAgr after the brightness correction processing has lower brightness as compared with FIG. 3 in FIGS. 6, 9, and 12.
  • the planar light is two-dimensionally subjected to the luminance correction processing. Therefore, the shape of the luminance distribution of the planar light is diversified as compared with, for example, planar light subjected to a one-dimensional luminance correction process (along only one direction).
  • a luminance distribution as shown in FIG. 6, FIG. 9, or FIG.
  • the light emission power correction process will be described.
  • the light source color video signals (RSd, GSd, BSd) that have passed through the temporal deterioration correction unit 36 are subjected to the light emission power correction process by the light emission power correction unit 23 without passing through the luminance correction unit 21, and then P This is a case where the data is transmitted to the LED driver 45 via the / S converter 37.
  • the PWM value “4095” will be described as the light emission power value “100%”. Therefore, the table of the PWM values as shown in FIG. 2 and the illumination area SA of each LED 52 is shown as in FIG. 14A. Then, as shown in FIG. 14A, when the backlight unit 69 emits light, the total light emission power is 7200%.
  • the light emission power limiting circuit 25 limits the light emission power.
  • the light emission power calculation circuit 42 determines the light emission color from the total light emission power of each light emission color for each illumination area SA (in short, the LED chip 53 of each color for each LED 52).
  • the light emission power amount of each LED chip 53 is calculated (Equation 1 to Equation 3), and the total light emission power of all LEDs 52 is calculated from the total light emission power amount of the LED chip 53 for each emission color (Equation 4).
  • the light emission power limiting circuit 43 limits the light emission power for each illumination area SA by multiplying the light emission power of the LED chip 53 for each light emission color by the same limiting rate ⁇ (Equation 6).
  • FIG. 15 is a diagram showing the center luminance according to the ratio of the screen size (window size) used in the liquid crystal display panel 79 according to various processes (the center luminance is a planar shape). It is the brightness near the center of the light).
  • the image shown along the horizontal axis in FIG. 15 means the screen of the liquid crystal display panel 79 (in addition, the central luminances Lc, Ld, and Le in the drawing correspond to the central luminances Lc, Ld, and Le, which will be described later. ).
  • FIGS. 16A to 16E are luminance distribution diagrams measured along the X direction with reference to the vicinity of the center in the Y direction in planar light.
  • the light emission power (W) required by the backlight unit 69 for forming the luminance distribution shown in these figures is also shown in the figure.
  • the line type surrounding the light emission power in the figure corresponds to the line type of the graph line indicating the luminance distribution, and La to Le in the figure mean the central luminance.
  • the emission power of the backlight unit 69 is changed from 800 W to 560 W, and the luminance distribution diagram of the planar light at such emission power is shown in FIG. 16B.
  • the brightness of the peripheral illumination area SA in the entire illumination area SAgr is lower than the brightness of the illumination area SA in the vicinity of the center in the entire illumination area SAgr (center brightness Lb), so that the light emission power of the backlight unit 69 can be suppressed. .
  • the center brightness Lb is slightly lower than the center brightness La in FIG. 16A (La> Lb).
  • the microcomputer unit 11 uses the light emission power correction unit 23 (particularly, the light emission power limiting circuit 25) to determine a predetermined value for the total light emission power.
  • the limiting rate ⁇ that is the magnification of the allowable light emitting power is calculated, and the color limiting signal ⁇ (RSd ′, GSd ′, BSd ′) is multiplied by the limiting rate ⁇ .
  • Color image signals (RSd ′′, GSd ′′, BSd ′′) are used.
  • the light emission power correction process is not a process of lowering the brightness of the peripheral illumination area SA in the entire illumination area SAgr than the brightness of the illumination area SA near the center as in the brightness correction process, but the entire illumination area SAgr. Is multiplied by the limiting rate ⁇ . Therefore, the center luminance Ld (see FIG. 16D) after the light emission power correction processing is lower (Lb> Ld) than the center luminance Lb (FIG. 16B) after the luminance correction processing.
  • the illumination area SA near the center in the entire illumination area SAgr is higher than the luminance of the illumination area SA at the peripheral luminance.
  • the PWM value of the LED 52 corresponding to the illumination area SA near the center is higher than the PWM value of the LED 52 corresponding to the illumination area SA of the peripheral luminance.
  • the shape of the luminance distribution in FIG. Shows a tendency similar to the shape of the luminance distribution of FIG. 16B (in short, the illumination area SA near the center in the entire illumination area SAgr is higher than the brightness of the illumination area SA of the peripheral luminance).
  • the light emission power correction process after the luminance correction process is performed to suppress the light emission power of 560 W to the allowable light emission power of 400 W instead of the light emission power of 800 W (see FIG. 16B ⁇ FIG. 16C).
  • the light emission power is not excessively limited as compared with the light emission power correction process that suppresses the power to 400 W (in short, the light emission power correction process after the luminance correction process has a high value of the limit rate ⁇ ; 400/560> 400 / 800). Therefore, the central luminance Ld after the light emission power correction process (see FIG. 16D) is lower than the central luminance Lc (FIG. 16C) that has been subjected to the light emission power correction process after the luminance correction process (Lc> Ld).
  • the central luminance Le is slightly lower than the central luminance Ld in FIG. 16D as the luminance of the peripheral illumination area SA is lower than the luminance of the central illumination area SA. (Ld> Le).
  • the light emission power correction unit 23 does not perform the light emission power correction process and performs the light source color correction.
  • the video signals (RSd ′, GSd ′, BSd ′) are transmitted to the P / S converter 37 ⁇ in this case, the light source color video signals (RSd ′, GSd ′, BSd ′) and the light quantity adjustment data Become ⁇ .
  • the backlight unit 69 is arranged in a planar shape and emits light according to the light source color video signals (RSd ′′, GSd ′′, BSd ′′), thereby forming a plurality of planar lights.
  • the light source color video signals (RSd, GSd, BSd) By correcting the light source color video signals (RSd, GSd, BSd) based on the basic video signals (FRS, FGS, FBS), the light source color video signals (RSd ′′, GSd ′). ', BSd ′′).
  • the microcomputer unit 11 performs the light emission power correction process after performing the brightness correction process.
  • the microcomputer unit 11 performs a luminance correction process for adjusting the luminance distribution of the planar light along, for example, two directions (for example, the X direction and the Y direction) in the surface of the planar light.
  • GSd, BSd and change to light source color video signals (RSd ′, GSd ′, BSd ′).
  • the microcomputer unit 11 calculates the total light emission power of all the LEDs 52 based on the light source color video signals (RSd ′, GSd ′, BSd ′), and when the total light emission power exceeds the allowable light emission power, A light emission power correction process for limiting the light emission power to within the allowable light emission power is performed on the color image signals for light source (RSd ′, GSd ′, BSd ′). Thereby, color image signals for light source (RSd ′′, GSd ′′, BSd ′′) are generated, and the LED 52 emits light based on these signals.
  • the central luminance (central luminance Lc in FIG. 16C) after both processes of the light emission power correction process after the luminance correction process consumes only the light emission power within the allowable light emission power (for example, 400 W). Nevertheless, it is relatively high.
  • the central luminance Lc is higher than the central luminance Ld (see FIG. 16D) of only the emission power correction process that consumes only the same allowable emission power.
  • FIG. 17A is a luminance distribution when 400 W of light emission power is required in FIG. 16C
  • FIG. 17B is a luminance distribution when 400 W of light emission power is required in FIG. 16D
  • FIG. This is a luminance distribution obtained by superimposing the luminance distribution and the luminance distribution of FIG. 17B.
  • the area of the hatched portion in FIG. 17A and the area of the hatched portion in FIG. 17B are the same area.
  • the backlight unit 69 that performs the light emission power correction process after the luminance correction process uses a limited allowable light emission power (for example, 400 W) as shown in FIG. 17A. In this way, it is possible to suppress the light emission power to the allowable light emission power only by the light emission power correction process as shown in FIG. 17B.
  • the backlight unit 69 that performs the light emission power correction process after the luminance correction process diverts the light emission power indicated by the halftone dot portion to the light emission power at the mesh line portion (see the white arrow). . That is, the backlight unit 69 can vary the luminance distribution in various ways by changing the distribution of the light emission power required for generating the planar light within the allowable light emission power.
  • the backlight unit 69 emits light power while supplying planar light having various luminance distributions (for example, planar light with increased brightness near the center) with emission power within the allowable emission power.
  • planar light having various luminance distributions (for example, planar light with increased brightness near the center) with emission power within the allowable emission power.
  • the backlight unit 69 can obtain both the effect of the luminance correction process alone and the effect of the light emission power correction process alone).
  • the backlight unit 69 greatly contributes to improving the image quality of the liquid crystal display device 89 while having low emission power (see FIG.
  • the central luminances Lb to Le in FIGS. 16B to 16E can be said to be peak luminances Lb to Le).
  • the members of the reception unit 41, the video signal processing unit 42, the liquid crystal display panel controller 43, and the microcomputer unit 11 may be mounted on the backlight unit 69. In short, these members may be mounted on the liquid crystal display device 89. However, when the luminance correction process and the light emission power correction process described above are performed by the backlight unit 69 alone, at least the receiving unit 41, the video signal processing unit 42, and the microcomputer unit 11 are mounted on the backlight unit 69.
  • the shape of the graph line of the filter FT (X, Y) is preferably symmetrical with respect to the center in each direction (X direction / Y direction) (that is, in each direction). It is sufficient that the filter values are in a symmetric relationship). This is because the capacity of the filter memory 22 that stores the filter FT is suppressed.
  • the microcomputer unit 11 (more specifically, the luminance correction unit 21) can perform luminance correction processing according to only the X direction or only according to the Y direction.
  • the luminance correction processing in the X direction is performed first and the luminance correction processing in the Y direction is performed later.
  • the order is not limited to this, and the order may be reversed.
  • the luminance correction process may be performed along other directions other than the X direction and the Y direction, and along a plurality of directions of two or more directions.
  • only one direction may be corrected, such as only the X direction or only the Y direction.
  • the backlight unit 69 is within the allowable light emission power and is required for generating the planar light even if the luminance correction process is performed only in one direction.
  • the luminance distribution can be varied in various ways by changing the distribution of the light emission power.
  • Embodiment 2 A second embodiment will be described.
  • symbol is attached and the description is abbreviate
  • the luminance correction processing may not be performed, and when the luminance correction processing is performed, any one of a plurality of filters FT (X, Y) is selected with any parameter. I will explain.
  • filters FT there are a plurality of filters FT (X, Y).
  • filter FT1 (X, Y) [luminance correction (strong) type]
  • filter FT2 (X, Y) [luminance correction ( Middle) type]
  • filter FT3 (X, Y) [luminance correction (weak) type].
  • the luminance correction process is not always performed by the luminance correction unit 21 (and thus the microcomputer unit 11).
  • a basic video signal that is image data is displayed as an image on the liquid crystal display panel 79, but luminance correction processing may be unnecessary depending on the display format (display mode) of the image.
  • the display image uniformity luminance uniformity
  • the display image uniformity is required to be relatively high.
  • the display image uniformity is required to be relatively high.
  • the liquid crystal display device 89 displays a still image in a display mode such as these, that is, a PC image display mode for displaying an image of a personal computer (PC).
  • a display mode such as these, that is, a PC image display mode for displaying an image of a personal computer (PC).
  • luminance correction processing is not performed.
  • the entire illumination area SAgr plane light
  • the LEDs 52 that emit light according to the PWM value of “4095”. Therefore, the uniformity of the image reflected on the liquid crystal display panel 79 upon receiving this planar light is reliably improved.
  • the main microcomputer 12 transmits the set display mode to the brightness correction unit 21 of the LED controller 13. Then, the luminance correction unit 21 selects a filter FT (X, Y) corresponding to the set display mode, and performs luminance correction processing using the filter FT (X, Y) (of course, as described above) In addition, the brightness correction unit 21 may select not to perform the brightness correction process).
  • the luminance correction unit 21 uses the filter FT3 (X, Y) corresponding to the dynamic display mode. Select [Luminance correction (weak) type] and perform brightness correction processing.
  • the brightness of the peripheral illumination area SA in the entire illumination area SAgr is slightly lower than the brightness of the illumination area SA near the center. Relatively high brightness is maintained. Therefore, the liquid crystal display device 89 including the backlight unit 69 that generates the planar light composed of the entire illumination area SAgr can suppress light emission power while providing an image according to the display mode desired by the viewer. .
  • the luminance correction unit 21 uses the filter FT1 (X, X, corresponding to the standard display mode). Y) [Luminance correction (strong) type] is selected, and brightness correction processing is performed.
  • the brightness of the peripheral illumination area SA in the entire illumination area SAgr is significantly lower than the brightness of the illumination area SA near the center (the brightness gradient is steep). Become).
  • the standard display mode does not require excessive brightness, and the illumination brightness SA near the center in the entire illumination area SAgr has a relatively high brightness. Therefore, the viewer does not determine that luminance unevenness is included in the planar light according to the standard display mode.
  • such a liquid crystal display device 89 can provide an image according to the display mode desired by the viewer and can greatly reduce the light emission power ⁇ when the filter FT1 (X, Y) is used, the other filter FT2 (X, Y) ⁇
  • the degree of suppression of the light emission power is the highest compared with the case of using the filter FT3 (X, Y) ⁇ .
  • the microcomputer unit 11 included in the backlight unit 69 (and thus the liquid crystal display device 89) has a display mode of image data (for example, a PC display mode, a still image display mode, a dynamic display mode, and a standard display mode). ), The brightness correction process is changed. Therefore, not only the luminance suitable for the display mode is ensured, but also the consumption of light emission power is suppressed to a degree suitable for the display mode (in the case of the LED 52 including the LED chips 53R, 53G, and 53B, Color unevenness is also eliminated).
  • a display mode of image data for example, a PC display mode, a still image display mode, a dynamic display mode, and a standard display mode.
  • Embodiment 3 A third embodiment will be described. Note that members having the same functions as those used in Embodiments 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In this embodiment, a description will be given of whether one of a plurality of filters FT (X, Y) is selected with parameters other than the display mode.
  • APL detection function is to obtain an average value (APL value) of gradations in an image displayed on the liquid crystal display panel 79.
  • APL value an average value of gradations in an image displayed on the liquid crystal display panel 79.
  • the main microcomputer 12 receives a processed red video signal for panel (RSp, GSp, BSp) and a synchronization signal related to these signals, thereby displaying an image displayed in one frame period. And the APL value of the gradation in the image is calculated.
  • the APL value (luminance level) is, for example, 100% when a white image is displayed on the liquid crystal display panel 79, and 0% when a black image is displayed on the liquid crystal display panel 79. Therefore, the microcomputer unit 11 may perform luminance correction processing in correspondence with the APL value.
  • the illumination brightness SA near the center in the entire illumination area SAgr has a relatively high brightness, so that the viewer does not determine that the illumination area SAgr includes uneven brightness.
  • the emission power can be greatly reduced. That is, when this brightness correction process is performed in the liquid crystal display device 89, image display according to the height of the APL value is possible, and emission power can be suppressed.
  • the microcomputer unit 11 uses the filter FT (X, Y) to obtain the luminance. Do not make corrections. This is because, when an image close to black is displayed on the liquid crystal display panel 79, all the LEDs 52 in the backlight unit 69 do not have to emit light with high luminance. This is because of the reduction.
  • the microcomputer unit 11 may give priority to the image quality displayed on the liquid crystal display panel 79. I can say that.
  • the microcomputer unit 11 includes a filter FT3 (X, Y) [luminance correction (weak) type] and a filter FT2 (X, Y) [luminance correction (medium)] having lower luminance correction levels than the filter FT1 (X, Y).
  • the luminance correction processing may be performed using “type”.
  • the microcomputer unit 11 uses the filter FT3 (X, Y) [luminance correction (weak)].
  • the microcomputer unit 11 uses the filter FT2.
  • the luminance correction process may be performed using (X, Y) [luminance correction (medium) type].
  • the microcomputer unit 11 included in the backlight unit 69 changes the luminance correction processing according to the APL value. Therefore, not only the planar light has a luminance suitable for the APL value, but also the light emission power is suppressed to a degree that matches the APL value (in the case of the LED 52 including the LED chips 53R, 53G, and 53B, Color unevenness is also eliminated).
  • the APL value since the frame image changes with the progress of time, the APL value also changes with the progress of time. Then, the APL value may suddenly change from 100% to 15%.
  • luminance correction processing using the filter FT1 (X, Y) [luminance correction (strong) type] is performed in a time zone where the APL value is 100%, and in a time zone where the APL value is 15%. Brightness correction processing is not performed. However, if the luminance correction processing suddenly disappears from the luminance correction processing using the filter FT1 (X, Y), the luminance variation is visually recognized as flicker.
  • filter FT1 (X, Y) to filter FT3 (X, Y) and no luminance correction processing (FILTER OFF) correspond to the APL values on the horizontal axis
  • filters FT1 (X, Y) to A description will be given with reference to FIG. 18 showing the degree of brightness correction processing (LEVEL) of the filter FT3 (X, Y).
  • the microcomputer unit 11 does not suddenly stop the luminance correction processing using the filter FT1 (X, Y) [luminance correction (strong) type] (FIG. 18).
  • the vertical axis of also shows the degree of light emission power suppression). More specifically, the microcomputer unit 11 first performs luminance correction processing using the filter FT2 (X, Y) [luminance correction (medium) type] from the luminance correction processing using the filter FT1 (X, Y). Then, after performing the luminance correction processing of the filter FT3 (X, Y) [luminance correction (weak) type], the luminance correction processing is not performed (see the dotted arrow in FIG. 18).
  • the microcomputer unit 11 changes the luminance step by step through the intermediate luminance correction processing level. Correction processing is performed (of course, stepwise change in luminance correction processing in the direction opposite to the arrow in FIG. 18 is also assumed).
  • the liquid crystal display device 89 equipped with the backlight unit 69 having such a luminance correction processing function can provide a high-quality image.
  • the LED 52 has the characteristic of lowering the luminance due to its own light emission heat and the influence of the outside air temperature raised by the light emission heat. If the LEDs 52 are arranged in a matrix in the backlight unit 69 of the liquid crystal display device 89, the LEDs 52 near the center are particularly susceptible to temperature influences and are likely to lower the luminance.
  • the heated air is unlikely to escape to the outside around the LED 52 in the vicinity of the center of the matrix, and various electronic components are arranged around the LED 52. This is because the high-temperature air heated by the driving heat further increases the temperature of the LED 52.
  • the thermistor 55 that measures the temperature of the LED 52 is attached to the backlight unit 69, and the temperature correction unit 35 of the LED controller 13 uses the measured temperature of the thermistor 55 to change the brightness of the LED 52 due to the temperature. Compensate for changes. Specifically, the temperature correction unit 35 lowers the light emission luminance of the LED 52 according to the temperature of the LED 52 (by temperature feedback), and suppresses luminance unevenness and color unevenness as planar light. Therefore, the microcomputer unit 11 may perform the brightness correction process in accordance with the temperature of the LED 52.
  • the microcomputer unit 11 uses the filter FT1 (X, Y) [luminance correction (strong) type]. It is preferable to perform a luminance correction process using.
  • the temperature feedback causes the brightness of the LED 52 in the vicinity of the center of the matrix, that is, the illumination area SA near the center in the entire illumination area SAgr, to decrease the peripheral edge in the entire illumination area SAgr.
  • the brightness of the illumination area SA also decreases (see FIG. 6).
  • the emission power can be suppressed.
  • the temperature of the LEDs 52 is 0 ° C. or higher and lower than 40 ° C.
  • the LEDs 52 in the vicinity of the center of the matrix are not excessively heated, so that the brightness of the LEDs 52 only slightly decreases.
  • the luminance correction processing by the filter FT1 (X, Y) is performed, the illumination area SA near the center in the entire illumination area SAgr is slightly reduced, but the peripheral illumination area SA in the entire illumination area SAgr is reduced.
  • the brightness will decrease. That is, uneven brightness is included in the planar light.
  • the microcomputer unit 11 included in the backlight unit 69 changes the luminance correction processing according to the temperature of the LED 52. Therefore, not only the luminance suitable for the temperature effect of the LED 52 is ensured, but also the light emission power is suppressed to a degree suitable for the temperature effect of the LED 52 (in the case of the LED 52 including the LED chips 53R, 53G, and 53B). Will also eliminate color unevenness).
  • the microcomputer unit 11 performs the luminance correction processing by changing the level stepwise via the intermediate luminance correction processing level. (Of course, a stepwise change in luminance correction processing in the direction opposite to the arrow in FIG. 19 is also assumed).
  • the filter memories 22 (X) and 22 (Y) in the backlight unit 69 are filters FT other than the filters FT1 (X, Y) to FT3 (X, Y), for example, a luminance distribution as shown in FIG. 20A.
  • the filter FT11 (X, Y) for generating the planar light is stored (FIG. 20A is the same way of illustration as FIG. 17A).
  • the backlight unit 69 can determine the position of the user in this way, as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, the microcomputer unit 11 (more specifically, the brightness correction unit 21) is a detection sensor attached to the backlight unit 69. This is because 57 detection data is acquired.
  • the detection sensor 57 is, for example, a known infrared sensor, camera sensor, or ultrasonic sensor, and detects the position of the user in front of the liquid crystal display panel 79 of the backlight unit 69 (and thus the liquid crystal display device 89).
  • the luminance correction unit 21 uses the position data of the two users from the detection sensor 57 to obtain the peak luminance L12 ⁇ A filter FT12 (X, Y) that can generate planar light that can be matched with L12 is selected.
  • the luminance distribution of the planar light is as shown in FIG. 21A.
  • FIG. 22B the luminance distribution of the planar light that has been subjected only to the light emission power correction processing so as to be within the allowable light emission power.
  • FIG. 17C the light emission power indicated by the halftone dot portion is diverted to the light emission power at the mesh line portion (see white arrow).
  • the backlight unit 69 confirms the user position with the detection sensor 57 and selects the optimum filter FT ⁇ for example, the filter FT11 (X, Y) or the filter FT12 (X, Y) ⁇ .
  • the distribution of the light emission power required for generating the planar light can be changed, and the planar light can be changed to a luminance distribution that is easily visible to the user.
  • the PWM value shown in the figure exemplifies one of the LED chips 53 because of the relationship of the drawings, but for convenience, the PWM values corresponding to the remaining LED chips 53 are also numerical values shown in the figure. Explained as the same thing. However, as a matter of course, the PWM value may be different for each of the LED chips 53R, 53G, and 53B.
  • the lowest value (worst value) among R ⁇ , G ⁇ , and B ⁇ is selected as the limiting rate ⁇ (see Equation 6) applied to the whole.
  • the lowest value (worst value) among R ⁇ , G ⁇ , and B ⁇ may be selected.
  • the lowest value (worst value) among R ⁇ , G ⁇ , and B ⁇ is selected as the limiting rate ⁇ applied to the whole, so that even when the amount of light emission power for each color is different, each color is surely assigned.
  • the light emission can be limited to the allowable light emission power or less, and the total light emission limit is limited to the allowable light emission power or less. Further, when the light emission power is supplied to the backlight unit 69 by a plurality of power supplies, the allowable light emission power differs for each power supply, and the light emission power may be corrected for each power supply.
  • the luminance correction unit 21 uses a filter FT-W (X, Y) ⁇ FT W- (X ), FT W- (Y) ⁇ to perform brightness correction. That is, when the LED 52 is a monochromatic (white) light source that emits light by a method other than color mixing, the microcomputer unit 11 may perform luminance correction processing according to the monochromatic color.
  • the various signals (FWS, WSp, WSd, WSd ′, WSd ′′) shown in FIG. 22 are as follows.
  • ⁇ FRS Basic white video signal indicating white in the color video signal included in the basic video signal
  • ⁇ WSp Processed color video signal sent to the liquid crystal display panel controller 43 by the processed color video signal WS processed from the basic white video signal (Processed white video signal for panel)
  • ⁇ WSd A processed color video signal WS obtained by processing a basic white video signal.
  • ⁇ WSd'' White image signal for light source after brightness correction processing and further corrected for emission power
  • various correction processes including the luminance correction process by the microcomputer unit 11 are realized by a data generation program.
  • the data generation program is a computer-executable program and may be recorded on a computer-readable recording medium. This is because the program recorded on the recording medium becomes portable.
  • the backlight unit 69 given as an example of the lighting device has the LED 52 as a light source, but is not limited thereto.
  • the light source is not limited to the LED 52, and may be, for example, an organic EL (Electro-Luminescence) element or an inorganic EL element.

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Abstract

 マイコンユニット(11)は、面状光の面内における少なくとも1方向に沿って、その面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)に対して行い、光源用色映像信号(RSd'、GSd'、BSd')へと変え、さらに、光源用色映像信号(RSd'、GSd'、BSd')に基づいて、全LED(52)の総発光電力を算出し、その総発光電力が許容発光電力を超える場合に、発光電力補正処理を、光源用色映像信号(RSd'、GSd'、BSd')に対して行う。

Description

照明装置、表示装置、データ生成方法、データ生成プログラム、および記録媒体
 本発明は、照明装置の一例であるバックライトユニット、およびバックライトユニットを搭載する液晶表示装置に関する。また、本発明は、バックライトユニットの光源を制御する光量調整データのデータ生成方法、および光量調整データのデータ生成プログラム、さらに、そのデータ生成プログラムを記憶する記憶媒体にも関する。
 非発光型の液晶表示パネル(表示パネル)を搭載する液晶表示装置(表示装置)では、通常、その液晶表示パネルに対して、光を供給するバックライトユニット(照明装置)も搭載される。そして、昨今、バックライトユニットからの光が適切に制御されることで、液晶表示パネルの画質向上が図られている。
 例えば、特許文献1のようなバックライトユニットの場合、液晶表示パネルに対応した画像信号に基づいて、バックライトユニットの光源に対応する光源制御信号が補正され、その補正後の信号(光量調整信号)によって、バックライトユニットからの光であるバックライト光が適切に制御されている。
特開2007-322901号公報
 しかしながら、このようなバックライトユニットと液晶表示パネルとを含む液晶表示装置では、表示画面全体の明るさに応じてしか、バックライトユニットのバックライト光の輝度が調整されない。そのため、この液晶表示装置は、例えば、人間の視覚特性上、液晶表示パネルの中心付近を他の付近よりも明るくするような、バックライト光の光量調整は難しい。
 本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、非発光型の表示パネルにおける特定の領域(例えば、中心付近の領域)を、他の領域に比べて明るくするような光量調整可能な照明装置等を提供することにある。
 照明装置は、面状に配置され、光量調整データに応じて発光することで、面状光を形成する複数の光源と、画像データに基づく光源制御データに対して補正処理をすることで、光量調整データを生成する制御ユニットと、を含む。そして、この照明装置では、制御ユニットが、面状光の面内における少なくとも1方向に沿って、面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、光源制御データに対して行うことで、中間光源制御データを生成する。さらに、制御ユニットは、中間光源制御データに基づいて、全光源により総発光電力を算出し、総発光電力が許容発光電力を超える場合に、総発光電力を許容発光電力以内に調整する発光電力補正処理を、中間光源制御データに対して行うことで、光量調整データを生成する。
 このようになっていると、制御ユニットは、面状光の面内における少なくとも1方向、例えば、2方向に沿って輝度補正処理を行うと、その面状光は、2次元的に輝度補正処理される。このような面状光の輝度分布の形状は多様になり、例えば、人間の視覚特性に合わせた輝度分布形状を有する面状光が生成される。その上、制御ユニットは、このような輝度分布形状の面状光の生成に要する光源の発光電力を、発光電力補正処理によって抑制する。そのため、照明装置から供給される面状光は、比較的発光電力を消費することなく、人間には輝度不足と感じさせない面状光を生成できる。
 なお、輝度補正処理の一例としては、方向毎に、その方向の両端付近の輝度を中心付近の輝度に比べて低くすることが挙げられる。
 このようなバックライトユニットであれば、面状光における中心付近の輝度は、輝度補正処理前後であまりかわらないが、中心付近以外の面状光における周縁の輝度は、輝度補正処理後、輝度補正処理前に比べて低下する。そして、人間は、このような輝度分布の面状光を、比較的輝度不足とは感じにくい(輝度ムラを含む面状光と感じにくい)。その上、面状光における周縁の輝度を下げる分、発光電力は抑えられる。つまり、このバックライトユニットは、高品質な面状光を提供しつつも、発光電力を抑えられる。
 なお、制御ユニットは、特定のパラメータに応じて、輝度補正処理を変化させると望ましい。例えば、特定のパラメータは、画像データの表示モードであってもよい。また、特定のパラメータは、画像データの輝度レベルであってもよい。
 また、照明装置に、光源の温度を測定する温度測定部が含まれているならば、特定のパラメータが、温度測定部の測定結果であってもよい。なお、特定のパラメータが、画像データの輝度レベルおよび温度測定部の測定結果の場合、輝度補正処理のレベルが段階的に設定され、その段階順に、制御ユニットが輝度補正処理を行うと望ましい。
 このようになっていると、例えば、レベル差が最も大きくなるある輝度補正処理から別の輝度補正処理へと切り替わる場合であっても、最高レベルの輝度補正処理と最低レベルの輝度補正処理との間に中間レベルの輝度補正処理が介在する。そのため、輝度補正処理の切換に起因する面状光の輝度変動は目立たなくなる。
 また、照明装置に、人物探知可能な人物検知部が含まれているならば、特定のパラメータが、人物検知部による人物位置の検知結果であってもよい。
 ところで、輝度補正処理後に、発光電力補正処理が行われる場合、発光電力補正処理の具体的な一例として、制御ユニットは、総発光電力に対して、許容発光電力の倍率である制限率を算出し、光源毎の中間光源制御データに制限率を乗算することによって、光量調整データを生成すると望ましい。
 また、発光電力補正処理は、制御ユニットによる光源制御データに対する処理のうち最終の処理であると望ましい。
 このようになっていると、照明装置が、発光電力補正処理以外の種々の処理を行う場合であっても、それらの処理の前に発光電力補正を行う場合と比べて、発光電力補正処理に対するそれら種々の処理の影響を低減できる。
 また、制御ユニットは、画像データの最大値に基づいて、光源毎の光源制御データを決定すると望ましい。
 このようになっていると、最大の画像データの値に対応して、光源用制御データも高くなる。すると、全光源の総発光電力が許容発光電力を超えやすい条件の下で、発光電力補正処理が行われる。そのため、照明装置が確実に発光電力を抑えられる。
 また、光源が、複数色の発光チップを含み、光の混色で白色光を生成しているならば、制御ユニットは、発光電力補正処理にて、総発光電力を算出する場合、発光色毎の発光電力を算出し、それらの発光電力の総和から総発光電力を算出し、各発光色の発光電力に同一の制限率を乗算することによって、光量調整データを生成すると望ましい。
 このようになっていると、発光色の異なる発光チップを含む光源の色調の変化を抑制しつつ、光源の発光電力が抑制される。
 なお、照明装置では、光源が、複数色の発光チップを含み、光の混色で白色光を生成している場合、制御ユニットは、色に応じて異なる輝度補正処理を行ってもよい。ただし、照明装置では、光源が、単色の光源である場合、制御ユニットは、単色に応じた輝度補正処理を行うとよい。
 また、以上の照明装置と、画像データに応じて画像表示する表示パネルと、を含む表示装置も本発明といえる。
 また、照明装置にて、面状に配置されることで面状光を形成する複数の光源を発光制御する光量調整データのデータ生成方法であって、以下のような方法も本発明といえる。
 すなわち、画像データに基づく光源制御データに対して補正処理することで、光量調整データを生成する場合に、面状光の面内における少なくとも1方向に沿って、面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、光源制御データに対して行うことで、中間光源制御データを生成し、さらに、中間光源制御データに基づいて、全光源による総発光電力を算出し、総発光電力が許容発光電力を超える場合に、総発光電力を許容発光電力以内に調整する発光電力補正処理を、中間光源制御データに対して行うことで、光量調整データを生成するデータ生成方法である。
 また、面状に配置され、光量調整データに応じて発光することで、面状光を形成する複数の光源と、画像データに基づく光源制御データに対して補正処理をすることで、光量調整データを生成する制御ユニットと、を含む照明装置での光量調整データのデータ生成プログラムにあって、以下のようなプログラムも本発明といえる。
 すなわち、面状光の面内における少なくとも1方向に沿って、面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、光源制御データに対して行うことで、中間光源制御データを生成し、さらに、中間光源制御データに基づいて、全光源による総発光電力を算出し、総発光電力が許容発光電力を超える場合に、総発光電力を許容発光電力以内に調整する発光電力補正処理を、中間光源制御データに対して行うことで、光量調整データを生成することを、制御ユニットに実行させるデータ生成プログラムである。
 なお、以上のデータ生成プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明といえる。
 本発明によると、照明装置は、比較的発光電力を消費することなく、人間には輝度不足と感じさせない面状光を生成できる。
は、液晶表示装置に含まれる種々部材を示すブロック図である。 は、X方向に12個、Y方向に6個で並ぶ全てのLEDが、PWM値(例えば、4095)に応じて発光する場合、そのPWM値と各LEDの照明領域とを対応させた説明図である。 は、照明領域とPWM値とを等高状に示した等高線図である。 は、PWM値(例えば、4095)と各LEDの照明領域とを対応させつつ、照明領域に対応させて、X方向およびY方向のフィルタFT1(X,Y)のフィルタ値をプロットした説明図である。 は、4095のPWM値で発光するLEDがX方向のフィルタFT1(X)によって一旦輝度補正処理され、さらに、Y方向のフィルタFT1(Y)によって輝度補正処理される過程を示す説明図である。 は、フィルタFT1(X,Y)によって、X方向およびY方向に応じた輝度補正処理完了後のPWM値と、照明領域とを等高状に示す等高線図である。 は、PWM値(例えば、4095)と各LEDの照明領域とを対応させつつ、照明領域に対応させて、X方向およびY方向のフィルタFT2(X,Y)のフィルタ値をプロットした説明図である。 は、4095のPWM値で発光するLEDがX方向のフィルタFT2(X)によって一旦輝度補正処理され、さらに、Y方向のフィルタFT2(Y)によって輝度補正処理される過程を示す説明図である。 は、フィルタFT2(X,Y)によって、X方向およびY方向に応じた輝度補正処理完了後のPWM値と、照明領域とを等高状に示す等高線図である。 は、PWM値(例えば、4095)と各LEDの照明領域とを対応させつつ、照明領域に対応させて、X方向およびY方向のフィルタFT3(X,Y)のフィルタ値をプロットした説明図である。 は、4095のPWM値で発光するLEDがX方向のフィルタFT3(X)によって一旦輝度補正処理され、さらに、Y方向のフィルタFT3(Y)によって輝度補正処理される過程を示す説明図である。 は、フィルタFT3(X,Y)によって、X方向およびY方向に応じた輝度補正処理完了後のPWM値と、照明領域とを等高状に示す等高線図である。 は、PWM値(例えば、4095)と各LEDの照明領域とを対応させつつ、照明領域に対応させて、X方向およびY方向のフィルタFT1(X,Y)~FT3(X,Y)のフィルタ値をプロットした説明図である。 は、X方向に12個、Y方向に6個で並ぶ全てのLEDが、PWM値(例えば、100%)に応じて発光する場合、そのPWM値と各LEDの照明領域とを対応させた説明図である。 は、図14Aに示されるPWM値が発光電力補正処理によって変化した説明図である。 は、発光電力補正処理のなされる全照明領域のPWM値の一例を示した説明図である。 は、発光電力調整された後のPWM値を示す説明図である。 は、液晶表示パネルにて使用される画面サイズの比率に応じた中心輝度を、種々の処理毎に応じて示した説明図である。 は、Y方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度補正処理および発光電力補正処理がなされていない面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、輝度補正処理のみがなされた面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、輝度補正処理後に発光電力補正処理がなされた面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、発光電力補正処理のみがなされた面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、発光電力補正処理後に輝度補正処理がなされた面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、輝度補正処理後に発光電力補正処理がなされた面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、発光電力補正処理のみがなされた面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、図17Aの輝度分布図と図17Bの輝度分布図とを重ね合わせた輝度分布図である。 は、横軸に、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)と輝度補正処理無し(FILTER OFF)とをAPL値に対応させ、縦軸に、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)の輝度補正処理の度合い(LEVEL)を示す説明図である。 は、横軸に、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)をLEDの温度に対応させ、縦軸に、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)の輝度補正処理の度合い(LEVEL)を示す説明図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、輝度補正処理後に発光電力補正処理がなされた面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、図20Aの輝度分布図と、発光電力補正処理のみがなされた面状光の輝度分布図とを重ね合わせた輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、輝度補正処理後に発光電力補正処理がなされた面状光の輝度分布図である。 は、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図であり、図21Aの輝度分布図と、発光電力補正処理のみがなされた面状光の輝度分布図とを重ね合わせた輝度分布図である。 は、液晶表示装置に含まれる種々部材を示すブロック図である。 は、液晶表示装置の分解斜視図である。 は、液晶表示装置の分解斜視図である。 は、複数のLEDチップを搭載するLEDを示す正面図である。 は、単数のLEDチップを搭載するLEDを示す正面図である。
 [実施の形態1]
 実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、断面図ではないが、便宜上、ハッチングを付す場合がある。また、記載される数値実施例は、一例にすぎず、その数値に限定されるものではない。
 図24は、表示装置の一例である液晶表示装置89を示す分解斜視図である。この図24に示すように、液晶表示装置89は、液晶表示パネル(表示パネル)79と、バックライトユニット(照明装置)69と、それらを挟むハウジングHG(HG1・HG2)を含む。
 液晶表示パネル79は、アクティブマトリックス方式を採用する。そのため、この液晶表示パネル79では、不図示のTFT(Thin Film Transistor)等のアクティブ素子を取り付けられるアクティブマトリックス基板71と、このアクティブマトリックス基板71に対向する対向基板72とで、液晶(不図示)を挟み込む。つまり、アクティブマトリックス基板71および対向基板72は、液晶を挟むための基板であり、透明なガラス等で形成される。
 なお、アクティブマトリックス基板71と対向基板72との外縁には、不図示のシール材が取り付けられ、このシール材が液晶を封止する。また、アクティブマトリックス基板71および対向基板72を挟むように、偏光フィルム73・73が取り付けられる。
 この液晶表示パネル79は非発光型の表示パネルなので、バックライトユニット69からの面状光を受光することで表示機能を発揮する。そのため、バックライトユニット69からの光が液晶表示パネル79の全面を均一に照射できれば、液晶表示パネル79の表示品位が向上する。
 そして、このようなバックライトユニット69は、LEDモジュールMJ、サーミスタ55(温度測定部)、フォトセンサ56、検知センサ57(図1参照)、反射シート61、拡散シート62、プリズムシート63・64を含む。
 LEDモジュールMJは、実装基板51およびLED(Light Emitting Diode)52を含む。実装基板51は、不図示の電極を面状(例えば、マトリックス状)に配置し、それらの電極上に、LED(光源、発光素子)52を実装する。そして、実装基板51は、不図示の電源から流れる電流を、電極を介してLED52に供給する。
 LED(発光素子)52は、電流供給を受けて発光する点状の光源であり、実装基板51の実装面における電極に対応して配置される(なお、LED52の発光面の向きは、電極を敷き詰めた実装面の向きと同じ向きである)。その結果、LED52は、実装基板51実装面上にて面状で配置され、面状光を生成する。なお、LED52の配置の一例として、矩形状かつマトリックス状の面状配置が挙げられ、便宜上、矩形の長手方向をX方向、短手方向をY方向とする。
 また、LED52の種類は、特に限定されるものではない。一例として、図25AのLED52の正面図に示すように、1個の赤色発光(R)のLEDチップ53R、2個の緑色発光(G)のLEDチップ53G、および1個の青色発光(B)のLEDチップ53Bを並列させ、混色により白色光を生成するLED52が挙げられる。
 なお、別例としては、図25BのLED52の正面図に示すように、青色発光のLEDチップ53Bと、青色光を受けて黄色発光する蛍光体54と、を組み合わせたLED52が挙げられる(なお、以降の説明では、明記しない限り、混色により白色光を生成するLED52が使用されているものとする)。
 また、このようなLEDモジュールMJは、LED52毎に発光制御できる。そのため、液晶表示パネル79の表示領域を部分的に照射可能になる。そこで、図24は、各LED52で制御可能な照明領域SAを破線で示す。つまり、点線領域の1区画(マトリックス状に並ぶ複数の区画の1つ)が、1つのLED52によって制御可能な照明領域SAとなる。
 サーミスタ55は、LED52の温度を測定するための温度センサであり、4個のLED52に対して1個の割合で、実装基板51に実装される(詳説すると、実装基板51にて、4個のLED52で囲まれる領域の中心付近に、サーミスタ55は実装される)。
 フォトセンサ56は、LED52の輝度を測定するための測光センサであり、サーミスタ55同様に、4個のLED52に対して1個の割合で、実装基板51に実装される。
 検知センサ(人物検知部)57は、図24には図示されていないが(図1を参照)、例えば、公知の赤外線センサ、カメラセンサ、または超音波センサである。そして、この検知センサ57は、バックライトユニット69を搭載する液晶表示装置89の液晶表示パネル79の前にいるユーザ(人物)の位置を検知する。
 反射シート61は、LED52、サーミスタ55、およびフォトセンサ56を避けて、実装基板51の実装面に貼り付けられた反射部材であり、LED52の発光側と同じ側に、反射面を有する。これにより、LED52からの光の一部が、実装基板51の実装面に向かって進行してきたとしても、その光は反射シート61の反射面によって反射することになる。
 拡散シート62は、マトリックス状に並ぶLED52を覆うように位置し、複数のLED52からの光で形成される面状光を拡散させて、液晶表示パネル79全域に光をいきわたらせている{なお、この拡散シート62とプリズムシート63・64とを、まとめて光学シート群(62~64)とも称する}。
 プリズムシート63・64は、例えばシート面内にプリズム形状を有し、光の放射特性を偏向させる光学シートであり、拡散シート62を覆うように位置する。そのため、このプリズムシート63・64は、拡散シート62から進行してくる光を集光させ、輝度を向上させる。なお、プリズムシート63とプリズムシート64とによって集光される各光の発散方向は交差する関係にある。
 そして、以上のようなバックライトユニット69では、LED52からの面状光は光学シート群(62~64)を通過することで輝度を高めたバックライト光になって出射する。そして、このバックライト光(面状光)が、液晶表示パネル79に到達し、そのバックライト光によって、液晶表示パネル79は画像を表示させる。
 次に、ハウジングHGについて説明する。ハウジングHGである表ハウジングHG1と裏ハウジングHG2とは、上記バックライトユニット69およびそのバックライトユニット69を覆う液晶表示パネル79を挟み込みつつ固定する(なお、固定の仕方は、特に限定されるものではない)。すなわち、表ハウジングHG1は、バックライトユニット69および液晶表示パネル79を裏ハウジングHG2とともに挟み込み、これにより、液晶表示装置89が完成する。
 なお、裏ハウジングHG2は、LEDモジュールMJ、反射シート61、拡散シート62、プリズムシート63・64を、この順で積み重ねつつ収容するが、この積み重なる方向をZ方向と称する(なお、X方向、Y方向、Z方向は、互いに直交する関係であると望ましい)。
 ところで、以上のようにマトリックス状に複数のLED52を配置するバックライトユニット69は、LED52毎に出射光を制御できるために、液晶表示パネル79の表示領域を部分的に照射できる。そのため、このようなバックライトユニット69は、アクティブエリア方式のバックライトユニット69ともいえる(なお、液晶表示パネル79の表示領域が部分的に照射される技術を、ローカルディミングと称する)。
 そこで、このようなアクティブエリア方式のバックライトユニット69による発光制御について説明する。図1は、液晶表示装置89に含まれる種々部材を示すブロック図である(なお、この図1に示されるLED52は、複数有るLED52のうちの1つである)。
 この図1に示すように、液晶表示装置89は、受信部41、映像信号処理部42、液晶表示パネルコントローラ43、メインマイクロコンピュータ(メインマイコン)12、LEDコントローラ13、サーミスタ55、フォトセンサ56、LEDドライバー45、およびLED52を含む。
 受信部41は、例えば、テレビの放送信号(白色矢印参照)のような映像音声信号を受信する(なお、以降では、映像音声信号に含まれる映像信号について主体的に説明していく)。そして、受信部41は、受信した映像信号を映像信号処理部42に送信する。
 なお、映像信号処理部42に送信される映像信号を、便宜上、基礎映像信号(画像データ)とし、この基礎映像信号に含まれる色映像信号のうち、赤色を示す信号を基礎赤色映像信号FRS、緑色を示す信号を基礎緑色映像信号FGS、青色を示す信号を基礎青色映像信号FBS、とする。
 映像信号処理部42は、受信した基礎映像信号(画像データ)に基づいて、加工映像信号を生成する。そして、映像信号処理部42は、加工映像信号を、液晶表示パネルコントローラ43とLEDコントローラ13とに送信する。
 なお、加工映像信号は、例えば、基礎色映像信号(基礎赤色映像信号FRS、基礎緑色映像信号FGS、基礎青色映像信号FBS等)を加工処理した加工色映像信号(加工赤色映像信号RS、加工緑色映像信号GS、加工青色映像信号BS)、および加工色映像信号に関する同期信号(クロック信号CLK、垂直同期信号VS、水平同期信号HS等)である。
 ただし、液晶表示パネルコントローラ43に送信される加工色映像信号と、LEDコントローラ13に送信される加工色映像信号とは異なる。そこで、これらの加工色映像信号を区別すべく、液晶表示パネルコントローラ43に送信される加工色映像信号を、パネル用加工赤色映像信号RSp、パネル用加工緑色映像信号GSp、パネル用加工青色映像信号BSpとする。
 一方で、LEDコントローラ13に送信される加工色映像信号(光源制御データ)を、光源用赤色映像信号RSd、光源用緑色映像信号GSd、光源用青色映像信号BSdとする{なお、詳説すると、光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)は補正処理された後に、LEDドライバー45に送信されるが、それについての詳細は後述する}。
 液晶表示パネルコントローラ43は、パネル用加工赤色映像信号RSp、パネル用加工緑色映像信号GSp、パネル用加工青色映像信号BSpと、これら信号に関する同期信号とに基づいて、液晶表示パネル79の画素を制御する。
 メインマイクロコンピュータ(メインマイコン)12は、バックライトユニット69、液晶表示パネル79等に関する種々の制御を統括するものである。なお、メインマイコン12と、これにより制御されるLEDコントローラ13とは、まとめて、マイコンユニット11と称される場合がある。
 LEDコントローラ13は、メインマイコン12の管理(制御)の下、LEDドライバー45に種々の制御信号を送信するものである。そして、このLEDコントローラ13は、LEDコントローラ設定用レジスタ群14、LEDドライバー制御部15、シリアルパラレル変換部(S/P変換部)31、パルス幅変調部32、個体バラツキ補正部33、内蔵メモリ34、温度補正部35、経時劣化補正部36、輝度補正部21、発光電力補正部23、および、パラレルシリアル変換部(P/S変換部)37を含む。
 LEDコントローラ設定用レジスタ群14は、メインマイコン12からの種々制御信号を一時的に保持する。いいかえると、メインマイコン12は、一旦、LEDコントローラ設定用レジスタ群14を介して、LEDコントローラ13内部の種々部材を制御する。
 LEDドライバー制御部22は、映像信号処理部42からの光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)をS/P変換部31に送信する。また、LEDドライバー制御部22は、同期信号(クロック信号CLK、垂直同期信号VS、水平同期信号HS等)からLED52(詳説すると、LEDチップ53)の点灯タイミング信号TSを生成して、LEDドライバー45に送信する。
 S/P変換部31は、LEDドライバー制御部22からシリアルデータで送信されてくる光源用色映像信号をパラレルデータに変換する。
 パルス幅変調部32は、パルス幅変調(Pulse Width Modulation;PWM)方式で、光源用色映像信号に基づいて、LED52の発光時間を調整する。また、このようなパルス幅変調に使用される信号値をPWM信号(PWM値)と称する。なお、パルス幅変調方式とは、周知であり、例えば、1秒を128の区間に分け、各区間にて点灯させる時間幅を変化させる方式のことである(例えば、12bit=0~4095のPWM値で発光時間を変化させる)。
 個体バラツキ補正部33は、LED52の個別の性能を予め確認しておき、個体誤差を無くすための補正を行う。例えば、予め、特定のPWM値で、LED52の輝度を測定する。詳説すると、各LED52における赤色発光のLEDチップ53R、緑色発光のLEDチップ53G、青色発光のLEDチップ53B、が点灯され、所望の色味を有する白色光を生成可能なように、各LEDチップ53に対応する特定のPWM値が補正される。
 次に、複数のLED52が点灯され、面状光としての輝度ムラを無くすように、各LED52(各LEDチップ53R・53G・53B)に対応するPWM値がさらに補正される。これにより、複数有るLED52における個体差(輝度の個体バラツキ、ひいては面状光の輝度ムラ)が補正される。
 なお、このような補正処理の仕方は種々有るが、一般的なルックアップテーブル(LUT)を用いた補正処理が採用される。すなわち、個体バラツキ補正部33は、内蔵メモリ34に記憶されているLED52の個体バラツキ用のLUTで、補正処理を行う。
 内蔵メモリ34は、例えば、上述したようなLED52の個体バラツキ用LUTを記憶する。また、内蔵メモリ34は、個体バラツキ補正部33の後段の温度補正部35、および経時劣化補正部36で要するLUTも記憶する。
 温度補正部35は、LED52の発光にともなう温度上昇に起因するLED52の輝度低下を考慮する補正を行う。例えば、温度補正部35は、1秒間に1回、サーミスタ55で、LED52(要はLEDチップ53R・53G・53B)の温度データを取得し、その温度データに対応するLUTを内蔵メモリ34から取得し、面状光の輝度ムラを抑える補正処理(すなわち、LEDチップ53R・53G・53Bに対応するPWM値の変更)を行う。
 経時劣化補正部36は、LED52の経時劣化に起因するLED52の輝度低下を考慮する補正を行う。例えば、経時劣化補正部36は、1年に1回、フォトセンサ56によるLED52(要は、LEDチップ53R・53G・53B)の輝度データを取得し、その輝度データに対応するLUTを内蔵メモリ34から取得し、面状光の輝度ムラを抑える補正処理(すなわち、LEDチップ53R・53G・53Bに対応するPWM値の変更)を行う。
 輝度補正部21は、人間の視覚特性を考慮し、面状光の輝度分布を補正する。まず、視覚特性について説明する。例えば、X方向に12個、Y方向に6個で並ぶ全てのLED52が、PWM値(例えば、4095)に応じて発光する場合、そのPWM値と各LED52の照明領域SA(LED52の個数に合わせて12×6=72の照明領域SA)とを対応させて図示すると、図2のようになる。
 また、照明領域SAとPWM値とを等高状に示した図が図3になる(なお、図に示されるPWM値は、LEDチップ53の1つを例示したものであるが、便宜上、残りのLEDチップ53に対応するPWM値も図に示される数値と同じものとして説明する)。
 そして、全ての照明領域SAをつなげた面状光における中心付近を、人間が視認した場合、その中心付近が十分な輝度を有していれば、その他の領域が中心付近より低輝度であっても、面状光は輝度ムラを含まず一定の輝度を有するものと、人間は感じる。
 すると、全照明領域SAgrで構成される面状光の輝度が一定以上を維持するために、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAまで、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAと同じ輝度になる必要は無い。そこで、輝度補正部21は、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度を、中心付近の照明領域SAの輝度に比べて低くした輝度分布にすべく、補正処理(輝度補正処理)を行う。
 例えば、輝度補正部21は、PWM値を変更させるために要する係数(例えば、8bit=0~255の値;フィルタ値)をX方向およびY方向に並べて成るフィルタFT(X,Y)を有し、そのフィルタFT(X,Y)を用いた演算でPWM値に補正を行う{なお、図2に示されるPWM値に対しては、輝度補正処理が行われないために、方向毎(X方向・Y方向)のフィルタFT(X,Y)のフィルタ値を示す2つの図には、プロット点が明記されていない}。
 詳説すると、図1に示すように、輝度補正部21は、X方向で、赤色発光のLEDチップ53Rに対応するフィルタFT-R(X)、緑色発光のLEDチップ53Gに対応するフィルタFT-G(X)、青色発光のLEDチップ53Bに対応するフィルタFT-B(X)を記憶するフィルタメモリ22(X)を含む。
 また、輝度補正部21は、Y方向で、赤色発光のLEDチップ53Rに対応するフィルタFT-R(Y)、緑色発光のLEDチップ53Gに対応するフィルタFT-G(Y)、青色発光のLEDチップ53Bに対応するフィルタFT-B(Y)を記憶するフィルタメモリ22(Y)を含む。
 発光電力補正部23は、発光電力算出回路24および発光電力制限回路25を含む。発光電力算出回路24は、輝度補正部21による輝度補正処理後の光源用色映像信号に基づいて、例えば、照明領域SA毎に対応するLED52の発光電力(消費電力)を算出することで、全照明領域SAgrに対応するLED52の総発光電力を算出する発光電力算出処理を行う。
 発光電力制限回路25は、発光電力算出回路42によって算出された総発光電力が所定の許容発光電力を超える場合、総発光電力を、所定の許容発光電力以内となるように、LED52毎の発光電力を制限する発光電力補正処理を行う。
 P/S変換部37は、パラレルデータで送信されてくる種々の補正処理(輝度補正処理および発光電力補正処理等)を経た光源用色映像信号を、シリアルデータに変換する。
 LEDドライバー45は、LEDコントローラ13からの信号(PWM信号、タイミング信号)に基づいて、LED52を点灯制御する。
 LED52は、上述したとおり、1個のLEDチップ53R、2個のLEDチップ53G、1個のLEDチップ53Bを含む。そして、これらのLEDチップ(発光チップ)53は、LEDドライバー45によって、パルス幅変調方式で点灯制御される。
 ここで、まず、輝度補正処理について説明する。詳説すると、輝度補正部21でのフィルタFT(X,Y)を用いた光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)に対する輝度補正処理について、図1~図3に加え、図4~図13を用いて説明する。なお、この輝度補正処理の施された光源用色映像信号(中間光源制御データ)は、光源用赤色映像信号RSd’、光源用緑色映像信号GSd’、光源用青色映像信号BSd’と表記する(すなわち、輝度補正処理された信号には「 ’」を付す)。
 また、図4~図13を用いた説明では、図2・図3同様に、図に示されるPWM値は、LEDチップ53の1つを例示したものであるが、便宜上、残りのLEDチップ53に対応するPWM値も図に示される数値と同じものとして説明する。
 また、フィルタFT(X,Y)の種類は複数有り、図4~図6はフィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]に関連し、図7~図9はフィルタFT2(X,Y)[輝度補正(中)タイプ]に関連し、図10~図12はフィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]に関連する。
 なお、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)の各々は、LEDチップ53R・53G・53Bに応じて存在する。例えば、LEDチップ53Rに対応するフィルタFT1(X,Y)は、FT1 R-(X)と、FT1 R-(Y)と表記される。
 図4、図7、および図10は、図2同様、PWM値(例えば、4095)と各LED52の照明領域SAとを対応させつつ、照明領域SAに対応させて、X方向およびY方向のフィルタFT(X,Y)のフィルタ値をプロットする。また、図13は、全てのフィルタFT(X,Y)、すなわち、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)におけるフィルタ値を併記した説明図である。
 なお、図13のX方向におけるフィルタFT(X)のフィルタ値をみるとわかるように、全てのフィルタFT(X)は、X方向における両端付近を中心付近に比べて低くした(いいかえると、X方向における中心付近を両端付近に比べて高くした)フィルタ値を有する。そのため、これらのフィルタ値が、X方向における照明領域SAの並び順に連ねられると、山状のグラフ線が完成する。
 同様に、図13のY方向におけるフィルタFT(Y)のフィルタ値をみるとわかるように、全てのフィルタFT(Y)は、Y方向における両端付近を中心付近に比べて低くしたフィルタ値を有する。そのため、これらのフィルタ値が、Y方向における照明領域SAの並び順に連ねられると、山状のグラフ線が完成する。
 図5、図8、および図11は、4095のPWM値で発光するLED52がX方向のフィルタFT(X)によって一旦輝度補正処理され、さらに、Y方向のフィルタFT(Y)によって輝度補正処理される過程を示す(矢印にしたがって補正処理が進む)。
 図6、図9、および図12は、図4、図7、および図10に示されるX方向およびY方向に応じた輝度補正処理完了後のPWM値{すなわち、光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)}と、照明領域SAとを等高状に示す。
 以上の図面を用いて説明する。図5、図8、および図11に示すように、輝度補正部21は、経時劣化補正部36から送信されてくる輝度補正処理前のPWM値{光源用色映像信号RSd、GSd、BSd)}に対して、フィルタFT(X)を用いて、輝度補正処理を行う。具体的には、以下の式にしたがう(なお、下記の255は、最大のフィルタ値を意味する)。
 ◆輝度補正処理前のPWM値×フィルタFT(X)のフィルタ値/255
  =X方向における輝度補正処理後のPWM値
 次に、輝度補正部21は、X方向における輝度補正処理の後に、Y方向における輝度補正処理を行う。具体的には、以下の式にしたがう。
 ◆フィルタFT(X)を用いた輝度補正処理後のPWM値×フィルタFT(Y)のフィルタ値/255
  =X方向およびY方向における輝度補正処理後のPWM値
 なお、具体的な一例を挙げると以下のようになる。例えば、輝度補正部21が、図5に示されるようなフィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]を用いる場合、マトリックス配置の1行目かつ1列目の照明領域SAの“4095”のPWM値は、フィルタFT1(X)の1列目の“200”のフィルタ値によって、以下のように輝度補正処理される{フィルタFT1(X)からの矢印先の輝度補正処理後のPWM値を参照}。
 ◆4095×200/255≒3212
 さらに、マトリックス配置の1行目かつ1列目の照明領域SAの“3212”となったX方向の輝度補正処理後PWM値は、フィルタFT1(Y)の1行目の“230”のフィルタ値によって、以下のように輝度補正処理される{フィルタFT1(Y)からの矢印先の輝度補正処理後のPWM値を参照}。
 ◆3212×230/255≒2897
 以上のようなX方向およびY方向における輝度補正処理が、照明領域SA毎に応じて行われた結果を等高状に示した図が、図6、図9、および図12になる。そこで、これらの図6、図9、および図12と、輝度補正処理がなされていない場合の照明領域SAとPWM値とを等高状に示す図3とを比較する。
 すると、輝度補正処理後の全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAの輝度は、図6、図9、および図12と、図3とで同程度である。一方で、輝度補正処理後の全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAは、図3に比べて、図6、図9、および図12だと、低くなった輝度を有する。
 すなわち、方向(X方向およびY方向の2方向)毎において、各方向の両端付近を、中心付近に比べて低くしたフィルタ値で構成されるフィルタFT(X,Y)で、輝度補正処理が行われると、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度を、中心付近の照明領域SAの輝度に比べて低くした輝度分布が実現する(なお、LEDチップ53R・53G・53Bを含むLED52の場合には、色ムラも解消される)。
 以上を総括すると、以下のとおりである。すなわち、メインマイコン12の管理下で、LEDコントローラ13における輝度補正部21は、基礎色映像信号に基づく光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)を受信する(ただし、図1に示すように、光源用色映像信号は、個体バラツキ補正部33、温度補正部35、および経時劣化補正部36によって、輝度補正処理以外の補正処理がなされていてもよい)。
 そして、メインマイコン12の管理下で、LEDコントローラ13(すなわち、マイコンユニット11)は、マトリックス配置されているLED52で形成される面状光の面内における例えば2方向(例えば、X方向およびY方向)に沿って、その面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)に対して行い、光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)へと変える。
 このような光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)が、仮に、発光電力補正部23を経ることなく、P/S変換部37を経て、LEDドライバー45に送信された場合、以下のようになる。
 すなわち、例えば、全照明領域SAgrに対応するLED52が、“4095”のPWM値{光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)}に応じて発光しようとする場合、図6、図9、または図12に示される2方向に応じた輝度補正処理後のPWM値{光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)}に応じて発光する。
 特に、X方向およびY方向の2方向に沿って、輝度補正処理が行われることから、面状光は、2次元的に輝度補正処理される。そのため、面状光の輝度分布の形状は、例えば1次元の(1方向のみに沿った)輝度補正処理のなされた面状光に比べて、多様になる。その一例が、図6、図9、または図12等に示されるような輝度分布である。
 つまり、マイコンユニット11による輝度補正処理が、方向毎(X方向・Y方向)に、その方向の両端付近の輝度を中心付近の輝度に比べて低くする。すると、全照明領域SAgrにおける中心付近の輝度は、輝度補正処理前後であまりかわらないが、中心付近以外の全照明領域SAgrにおける周縁の輝度は、輝度補正処理後、輝度補正処理前に比べて低下する。
 ただし、全照明領域SAgrにおける周縁の輝度が比較的低くなったとしても、全照明領域SAgrにおける中心付近が十分な輝度を有する。そのため、人間の視覚特性上、視認者は、輝度ムラを含まず一定の輝度を有する全照明領域SAgr(すなわち、面状光)と感じる。
 そして、視認者が、面状光に対して輝度ムラを含まないように感じるだけでなく、このような輝度ムラを感じさせない輝度分布を有する面状光を生成するLED52の発光電力(消費電力)は抑制される。すなわち、輝度補正処理がなされる場合でのLED52の発光電力は、輝度補正処理のなされないLED52の発光電力に比べて少ない。
 したがって、このような輝度補正処理機能を有するバックライトユニット(ひいては、液晶表示装置89)は、低発光電力で駆動する。また、このバックライトユニット69を搭載する液晶表示装置89は、画像品位を落とすことなく発光電力を抑えられる。また、マイコンユニット11は、方向毎(X方向・Y方向)を基準にして、LED52の輝度を変える。そのため、このマイコンユニット11は、例えば光源の1つ1つに対応する画像データの解析結果に基づいて、その光源の輝度を変えるマイコンユニットに比べて、制御負担を少なくできる。
 次に、発光電力補正処理について説明する。なお、理解を容易にすべく、輝度補正処理を受けずに、発光電力補正処理がなされた例を、まず説明する。詳説すると、経時劣化補正部36を経た光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)が、輝度補正部21を経ることなく、発光電力補正部23で発光電力補正処理を施され、その後、P/S変換部37を経て、LEDドライバー45に送信された場合である。
 なお、バックライトユニット69における発光電力と、PWM値との間には、比例関係がある。そこで、便宜上、“4095”というPWM値を、発光電力値“100%”という表記にして説明する。したがって、図2に示すようなPWM値と各LED52の照明領域SAとの表は、図14Aのように示される。そして、この図14Aのように、バックライトユニット69が発光する場合、総発光電力は、7200%となる。
 そして、許容発光電力の一例として、図14Aに示されるように、全面白表示の液晶表示パネル79に対応して、バックライトユニット69が100%で発光する場合に、そのバックライトユニット69の発光電力が、図14Bに示されるように、供給可能な発光電力(100%)に対して50%に制限される場合を想定する(総発光電力;3600%)。すなわち、図14Bに示されるように、照明領域SA毎に対応するLED52の発光電力が、最大発光電力に対して50%に制限される。言い換えれば、各LED52のPWM値(デューティ比)が50%に制限される(なお、以下において、便宜上、LED52に含まれる各LEDチップ53は同一のPWM値にて制御されるものとする)。
 また、発光電力補正処理のなされる全照明領域SAgrに対応するLED52の発光電力分布の例として、図14Cが挙げられる(総発光電力;4800%)。なお、この発光電力分布は、基礎映像信号(FRS、FGS、FBS)に基づいて、映像信号処理部42が決定する{要は、基礎映像信号(FRS、FGS、FBS)に基づいて、光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)が決定される}。また、図14Cに示すように、0%、50%および100%という3種類のPWM値で、全照明領域SAgrの発光電力分布は構成されている。
 以下、具体的に説明する。輝度補正処理を受けずに、発光電力補正処理を行う場合、発光電力補正部23の発光電力算出回路24は、経時劣化補正部36を経た光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)から、例えば、照明領域SA毎に対応するLED52の発光電力を算出し、全照明領域SAgrに対応するLED52の発光電力(総発光電力)を算出する発光電力算出処理を行う。
 そして、この発光電力算出処理の結果、図14Cに示すように、総発光電力4800%(照明領域SA毎に対応するLED52の平均値は、約66.7%)のような場合、許容発光電力である3600%(照明領域SA毎に対応するLED52の平均値は50%;図14B参照)を超えるので、発光電力制限回路25が、発光電力を制限する。
 発光電力制限回路25は、まず、総発光電力に対し、所定の許容発光電力の倍率である制限率αを算出する。詳説すると、発光電力制限回路25は、図14Cに示すような総発光電力4800%の場合、3600/4800(50/66.7)と算出することで、制限率αを0.75と算出する。そして、発光電力制限回路25は、照明領域SA毎に対応するLED52の発光電力に制限率αを乗算することによって、各LED52の発光電力を制限(補正)する。
 例えば、図14Cに示すように、全照明領域SAgrに対応するLED52の発光電力が消費されようとしても、発光電力制限回路25が、図14Dに示すように、照明領域SAに対応するLED52の発光電力を制限する。すなわち、発光電力制限回路25による処理によって、照明領域SA毎に対応するLED52の発光電力の総和が、3600%になり、所定の許容発光電力と等しくなる。
 このような発光電力補正部23による発光電力補正処理によって、図14Cに示された50%のPWM値が37.5%に、100%のPWM値が75.0%に、制限されるものの、照明領域SA毎に対応するLED52のPWM値の相違は維持される。そのため、この発光電力補正処理は、バックライトユニット69における総発光電力を、所定の許容発光電力範囲(3600%)内に抑制しつつ、照明領域SA毎の画像データに対応して、照明領域SA毎に対応するLED52の発光電力を設定できる。
 その結果、このバックライトユニット69は、所定の許容発光電力範囲内でありながら、照明領域SA毎において差異のある光量を供給でき、その光量を受ける液晶表示パネル79は、ピーク輝度感のある画像を表示できる。
 なお、図14A~図14Dに示される照明領域SA毎に対応するLED52のPWM値は、LEDチップ53の1つを例示したものであり、以上の発光電力補正処理の説明も1つのLEDチップ53を前提に説明してきた。したがって、残りのLEDチップ53に対応するPWM値も図に示される数値と同じものとして説明できる。
 また、LEDチップ53を複数個含んで成るLED52での発光電力算出に係る式の一例を示すと以下のようになる。
◆赤色発光に要する発光電力量(%){R発光電力量(%)}
 =各照明領域SAに対応する赤色LEDチップ53RのPWM値の総和
                           … (式1)
◆緑色発光に要する発光電力量(%){G発光電力量(%)}
 =各照明領域SAに対応する緑色LEDチップ53GのPWM値の総和
                           … (式2)
◆青色発光に要する発光電力量(%){B発光電力量(%)}
 =各照明領域SAに対応する青色LEDチップ53BのPWM値の総和
                           … (式3)
◆全LED52の発光電力値(総発光電力)
 =R発光電力量+G発光電力量+B発光電力量 … (式4)
◆制限率α
 =許容発光電力/総発光電力 … (式5)
◆制限された総発光電力(制限総発光電力=許容発光電力)
 =(R発光電力量+G発光電力量+B発光電力量)×α … (式6)
 すなわち、発光電力算出回路42は、全LED52の総発光電力を算出する場合に、照明領域SA毎の発光色毎(要はLED52毎の各色のLEDチップ53)の発光電力の総和から、発光色毎のLEDチップ53の発光電力量を算出し(式1~式3)、発光色毎のLEDチップ53の発光電力量の総和から、全LED52の総発光電力を算出する(式4)。そして、発光電力制限回路43は、発光色毎のLEDチップ53の発光電力に、同一の制限率αを乗算することによって、照明領域SA毎の発光電力を制限する(式6)。
 なお、このようにして、発光電力補正処理が行われると、発光色の異なるLEDチップ53R・53G・53Bを含むLED52の色調の変化を抑制しつつ、LED52の発光電力が抑制される。
 ただし、上述のように、発光色毎のLEDチップ53の発光電力に、同一の制限率αを乗算することに限定されるわけではない。すなわち、発光色毎の発光電力に応じて異なった制限率αが設定されてもよい(いいかえると、各LEDチップ53R・53G・53Bの制限率αが、同一である場合の制限発光電力の算出式は、式6となる)。
 また、以上のように、総発光電力を算出する場合に、各色のLEDチップ53の総発光電力(発光電力量)を算出する例を示した(式1~式4参照)が、これに限定されるものではない。例えば、照明領域SA毎に対応するLED52(1つのLED52に含まれる全LEDチップ53)の発光電力を、全照明領域SAgr分算出して総和にすることで、全照明領域SAgrに対応するLED52総発光電力を算出するようにしてもよい。
 要は、総発光電力は、照明領域SA毎に対応するLED52(詳説すると、LED52における各LEDチップ53)のPWM値に基づいて算出されればよい。いいかえると、LED52毎の発光電力の和から全LED52による総発光電力を算出できればよい。
 ここで、上述のような、個別に輝度補正処理と発光電力補正処理とが行われる場合を比較例として参照しつつ、輝度補正処理後に発光電力補正処理がなされる場合を、図15および図16A~図16Eを用いて説明する。
 図15は、液晶表示パネル79にて使用される画面サイズ(ウインドウサイズ)の比率に応じた中心輝度を、種々の処理毎に応じて示した図である(なお、中心輝度とは、面状光の中心付近での輝度のことである)。なお、図15での横軸に併記するイメージ図は、液晶表示パネル79の画面を意味する(また、図中の中心輝度Lc・Ld・Leは、後述の中心輝度Lc・Ld・Leに対応する)。
 図16A~図16Eは、面状光におけるY方向での中心付近を基準にし、X方向に沿うように測定した輝度分布図である。そして、これら図に示される輝度分布の形成のために、バックライトユニット69が要した発光電力(W)も、図中に併記する。また、図中の発光電力を囲む線種と輝度分布を示すグラフ線の線種とは対応し、図中のLa~Leは、中心輝度を意味する。
 図16Aは、バックライトユニット69が、何らの処理をすることなく、最大輝度の全面面状光を出射する場合を示した輝度分布図である。この図16Aに示すように、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度と、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAの輝度(中心輝度La)とに大きな差異はない。そして、このような面状光の生成に、バックライトユニット69は800Wの発光電力を消費するとする(なお、バックライトユニット69の許容発光電力は400Wとする)。このような800Wの発光電力の削減を図ろうとする場合、上述した輝度補正処理と発光電力補正処理とがある。
 最初に輝度補正処理によって、3割の発光電力削減を図る場合、バックライトユニット69の発光電力は、800Wから560Wになり、そのような発光電力での面状光の輝度分布図は図16Bになる。すなわち、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度が、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAの輝度(中心輝度Lb)より低くなることで、バックライトユニット69の発光電力が抑えられる。
 ただし、周縁の照明領域SAの輝度を中心の照明領域SAの輝度に比べて下げることにともなって、中心輝度Lbは、図16Aでの中心輝度Laより若干低下してしまう(La>Lb)。
 しかしながら、図16Bに示すように輝度補正処理が行われても、発光電力が560Wだと、許容発光電力400Wを超えてしまう。そこで、輝度補正処理後に、発光電力補正処理も行う。この両処理(輝度補正処理→発光電力補正処理)を行うことで、バックライトユニット69の発光電力が、560Wから400Wにまで抑制された場合(約3割抑制の場合)、そのような発光電力での面状光の輝度分布図は図16Cになる。
 ただし、発光電力補正処理は、全照明領域SAgrに対するPWM値に対して、制限率α(α=400/560)が乗算されるため、図16Cでの中心輝度Lcは、図16Bでの中心輝度Lbよりも下がってしまう(Lb>Lc)。
 なお、このような輝度補正処理後の発光電力補正処理では、メインマイコン12の管理下で、LEDコントローラ13(すなわち、マイコンユニット11)が、発光電力補正部23(特に、発光電力算出回路24)で、輝度補正部21によって輝度補正処理された光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)に基づき、全LED52による総発光電力を算出する(すなわち、発光電力算出回路24が、560Wと認知する)。
 そして、算出された総発光電力が許容発光電力(例えば、400W)を超える場合に、マイコンユニット11は、発光電力補正部23(特に、発光電力制限回路25)で、総発光電力に対し、所定の許容発光電力の倍率である制限率αを算出し、その制限率αを、光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)に乗算することで、発光電力補正処理後の光源用色映像信号(RSd’’、GSd’’、BSd’’)とする。
 なお、以上のように、輝度補正処理後の光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)が、発光電力補正処理された場合、その信号には新たに「’」を加え「’’」を付すこととする。また、輝度補正処理後に発光電力補正処理を受けた光源用色映像信号(RSd’’、GSd’’、BSd’’)は光量調整データと称する。
 一方で、最初に発光電力補正処理によって、バックライトユニット69の発光電力が800Wから400Wにまで抑制された場合(5割抑制の場合)、そのような発光電力での面状光の輝度分布図は図16Dになる。すなわち、全照明領域SAgrに対応するLED52のPWM値に対して、制限率
α(α=400/800)が乗算されるため、図16Dでの中心輝度Ldは、図16Aでの中心輝度Laよりも大きく下がってしまう(La>Ld)。
 さらに、発光電力補正処理は、輝度補正処理のように、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度を、中心付近の照明領域SAの輝度よりも下げるような処理ではなく、全照明領域SAgrに対応するLED52のPWM値に対して、制限率αを乗算させる。そのため、発光電力補正処理後の中心輝度Ld(図16D参照)は、輝度補正処理後の中心輝度Lb(図16B)に比べて低くなる(Lb>Ld)。
 また、一旦、輝度補正処理された後の輝度分布では、図16Bに示すように、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAは、周縁の輝度の照明領域SAの輝度よりも高くなっている(要は、中心付近の照明領域SAに対応するLED52のPWM値は、周縁の輝度の照明領域SAに対応するLED52のPWM値よりも高い)。
 そのため、輝度補正処理後の発光電力補正処理が行われることで、全照明領域SAgrに対応するLED52のPWM値に対して、制限率αが乗算されたとしても、図16Cでの輝度分布の形は、図16Bの輝度分布の形と同じような傾向を示す(要は、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAは、周縁の輝度の照明領域SAの輝度よりも高い)。
 その上、輝度補正処理後の発光電力補正処理は、発光電力800Wではなく、発光電力560Wを、許容発光電力400Wにまで抑制するため(図16B→図16C参照)、発光電力800Wを、許容発光電力400Wに抑制する発光電力補正処理だけに比べて、発光電力を過度に制限しない(要は、輝度補正処理後の発光電力補正処理では、制限率αの値が高い;400/560>400/800)。したがって、発光電力補正処理後の中心輝度Ld(図16D参照)は、輝度補正処理後にさらに発光電力補正処理された中心輝度Lc(図16C)に比べて低くなる(Lc>Ld)。
 なお、図16Dに示すような発光電力補正処理後に、図16Bでの輝度補正処理と同じような、発光電力を3割抑制する輝度補正処理が行われた場合(発光電力補正処理→輝度補正処理)、バックライトユニット69の発光電力は400Wから280Wにまで抑制される。そして、このような両処理後の輝度分布図は、図16Eになる。なお、この発光電力補正処理では、周縁の照明領域SAの輝度を中心の照明領域SAの輝度に比べて下げることにともなって、中心輝度Leは、図16Dでの中心輝度Ldより若干低下してしまう(Ld>Le)。
 また、発光電力補正部23は、発光電力算出回路24で算出した全LED52の総発光電力が許容発光電力未満の場合、発光電力補正部23は、発光電力補正処理をすることなく、光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)を、P/S変換部37へ送信する{なお、この場合、光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)が、光量調整データとなる}。
 以上を踏まえると、バックライトユニット69は、面状に配置され、光源用色映像信号(RSd’’、GSd’’、BSd’’)に応じて発光することで、面状光を形成する複数のLED52と、基礎映像信号(FRS、FGS、FBS)に基づく光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)に対して補正処理をすることで、光源用色映像信号(RSd’’、GSd’’、BSd’’)を生成するマイコンユニット11と、を含む。
 詳説すると、マイコンユニット11は、輝度補正処理をした後に、発光電力補正処理を行う。マイコンユニット11は、面状光の面内における例えば2方向(例えば、X方向・Y方向)に沿って、面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)に対して行い、光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)へと変える。
 さらに、マイコンユニット11は、光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)に基づいて、全LED52の総発光電力を算出し、その総発光電力が許容発光電力を超える場合に、総発光電力を許容発光電力以内に制限する発光電力補正処理を、光源用色映像信号(RSd’、GSd’、BSd’)に対して行う。これにより、光源用色映像信号(RSd’’、GSd’’、BSd’’)が生成され、これらの信号に基づいて、LED52が発光する。
 このようになっていると、輝度補正処理後に発光電力補正処理という両処理後での中心輝度(図16Cにおける中心輝度Lc)は、許容発光電力(例えば、400W)以内の発光電力しか消費しないにもかかわらず、比較的高くなる。例えば、同じ許容発光電力しか消費しない発光電力補正処理だけの中心輝度Ld(図16D参照)に比べて、中心輝度Lcは高い。
 また、このようなバックライトユニット69の機能(作用効果)を、図17A~図17Cを用いて、詳説すると、以下の通りである。なお、図17Aは図16Cでの400Wの発光電力を要した場合の輝度分布であり、図17Bは図16Dでの400Wの発光電力を要した場合の輝度分布であり、図17Cは図17Aの輝度分布と図17Bの輝度分布を重ね合わせた輝度分布である。また、発光電力が輝度分布のグラフ線で囲まれる面積に対応させて示されると、図17Aにおける斜線部分の面積と図17Bにおける斜線部分の面積とは同面積である。
 輝度補正処理後に発光電力補正処理を行うバックライトユニット69は、図17Aに示すように、限られた許容発光電力(例えば、400W)を使用する。このように許容発光電力にまで発光電力を抑えることは、図17Bに示すように、発光電力補正処理だけでも可能である。しかし、輝度補正処理後に発光電力補正処理を行うバックライトユニット69は、図17Cに示すように、網点部分で示される発光電力を、網線部分での発光電力に流用させる(白色矢印参照)。つまり、このバックライトユニット69は、許容発光電力以内で、かつ、面状光生成に要する発光電力の配分を変えることで、輝度分布を種々に可変させられる。
 その結果、このバックライトユニット69は、許容発光電力以内の発光電力で、多様な輝度分布を有する面状光(例えば、中心付近の輝度を高めた面状光)を供給しつつも、発光電力を抑えられる(すなわち、このバックライトユニット69は、輝度補正処理単独での作用効果と、発光電力補正処理単独での効果との両方の作用効果を得られる)。特に、面状光の中心付近の輝度がピーク(ピーク輝度)になるため、このバックライトユニット69は、低発光電力でありながら、液晶表示装置89の画質向上に多大に寄与する(なお、図16B~図16Eにおける中心輝度Lb~Leは、ピーク輝度Lb~Leともいえる)。
 なお、図1に示される受信部41、映像信号処理部42、液晶表示パネルコントローラ43、およびマイコンユニット11(メインマイコン12およびLEDコントローラ)のうち、一部または全部の部材は、液晶表示パネル79に搭載されていても、バックライトユニット69に搭載されていてもよい。要は、これら部材は、液晶表示装置89に搭載されていればよい。ただし、上述してきた輝度補正処理および発光電力補正処理を、バックライトユニット69単体で行う場合、少なくとも受信部41、映像信号処理部42、およびマイコンユニット11は、バックライトユニット69に搭載される。
 また、図13に示すように、フィルタFT(X,Y)のグラフ線の形状は、方向毎(X方向・Y方向)における中心を基準に対称になっているとよい(すなわち、方向毎のフィルタ値が対称関係になっていればよい)。このようになっていると、フィルタFTを記憶するフィルタメモリ22の容量が抑制されるためである。
 また、以上の輝度補正処理は、面状配置のLED52におけるX方向およびY方向に応じて行われていたが、これに限定されるものではない。例えば、マイコンユニット11(詳説すると、輝度補正部21)は、X方向のみに応じた、若しくは、Y方向のみに応じた輝度補正処理もできる。
 また、以上では、X方向における輝度補正処理が先に、Y方向における輝度補正処理が後に行われたが、順番はこれに限らず、逆であってもかまわない。また、X方向およびY方向以外のその他の方向、および、2方向以上の複数方向に沿って、輝度補正処理が行われてもかまわない。
 逆に、X方向のみ、Y方向のみといったように、1方向のみだけが補正処理されてもかまわない。なぜなら、輝度補正処理後に発光電力補正処理が行われる場合、1方向のみの輝度補正処理しかされていなくても、このバックライトユニット69は、許容発光電力以内で、かつ、面状光生成に要する発光電力の配分を変えることで、輝度分布を種々に可変させられるからである。
 [実施の形態2]
 実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。この実施の形態では、輝度補正処理の行われない場合があること、および、輝度補正処理が行われる場合、どのようなパラメータで、複数有るフィルタFT(X,Y)のいずれかが選択されるかについて説明する。
 実施の形態1で説明したように、フィルタFT(X,Y)は複数有り、例えば、フィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]、フィルタFT2(X,Y)[輝度補正(中)タイプ]、フィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]が挙げられる。しかしながら、輝度補正処理が、輝度補正部21(ひいては、マイコンユニット11)によって必ず行われるとは限らない。例えば、液晶表示パネル79には、画像データである基礎映像信号が画像として映し出されるが、その画像の表示形式(表示モード)に応じては、輝度補正処理が不要な場合がある。
 例えば、パーソナルコンピュータに接続された液晶表示装置89が、パーソナルコンピュータの画像データを液晶表示パネル79に表示する場合、表示画像のユニフォミティ(輝度の均一性)が比較的高く要求される。また、例えば、液晶テレビジョンとなった液晶表示装置89が、静止画を液晶表示パネル79に表示する場合も、表示画像のユニフォミティが比較的高く要求される。
 そこで、液晶表示装置89(いいかえると、バックライトユニット69)は、これらのような表示モードの場合、すなわち、パーソナルコンピュータ(PC)の画像を表示するPC画像表示モード、および、静止画を表示する静止画表示モードの場合、輝度補正処理を行わない。すると、輝度補正処理が行われないために、例えば図3に示すように、“4095”のPWM値に応じて発光する全てのLED52によって、全照明領域SAgr(面状光)が形成される。そのため、この面状光を受けて液晶表示パネル79に映る画像のユニフォミティが確実に向上する。
 なお、画像データである基礎映像信号{詳説すると、液晶表示パネルコントローラ43に送信される加工色映像信号(RSp、GSp、BSp)ともいえる}が表示される表示モードは、その他にも種々存在する。そして、どのような表示モードが設定されているかを管理する部材は、マイコンユニット11である。
 詳説すると、メインマイコン12が、LEDコントローラ13の輝度補正部21に、設定された表示モードを送信する。そして、輝度補正部21は、設定された表示モードに対応するフィルタFT(X,Y)を選択し、そのフィルタFT(X,Y)を用いて、輝度補正処理を行う(もちろん、上述したように、輝度補正部21は、輝度補正処理を行わない選択もあり得る)。
 例えば、液晶テレビジョンになった液晶表示装置89が、高輝度で画像を表示するためのダイナミック表示モードを設定できる場合、輝度補正部21は、ダイナミック表示モードに対応するフィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]を選択し、輝度補正処理を行う。
 このようになっていると、図12に示すように、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度は、中心付近の照明領域SAの輝度に比べて若干低下するものの、全照明領域SAgrとして、比較的高輝度が維持される。そのため、このような全照明領域SAgrで構成される面状光を生成するバックライトユニット69を含む液晶表示装置89は、視認者の望む表示モードに応じた画像を提供しつつ発光電力を抑制できる。
 また、液晶テレビジョンになった液晶表示装置89が、標準的な輝度で画像を表示するための標準表示モードを設定できる場合、輝度補正部21は、標準表示モードに対応するフィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]を選択し、輝度補正処理を行う。
 このようになっていると、図6に示すように、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度は、中心付近の照明領域SAの輝度に比べて大幅に低下する(輝度傾斜が急峻になる)。しかしながら、標準表示モードは過度の輝度は要求されない上、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明輝度SAは比較的高輝度を有する。そのため、視認者は、この標準表示モードに応じた面状光に輝度ムラが含まれるとは判断しない。
 その結果、このような液晶表示装置89は、視認者の望む表示モードに応じた画像を提供しつつ多大な発光電力抑制を図れる{フィルタFT1(X,Y)を用いた場合、その他のフィルタFT2(X,Y)・フィルタFT3(X,Y)を用いた場合に比べて、発光電力の抑制度合いが最も高い}。
 以上を踏まえると、バックライトユニット69(ひいては、液晶表示装置89)に含まれるマイコンユニット11は、画像データの表示モード(例えば、PC表示モード、静止画表示モード、ダイナミック表示モード、および標準表示モード)に応じて、輝度補正処理を変化させる。そのため、表示モードに適した輝度が確保されるだけでなく、表示モードに合った度合いで、発光電力の消費も抑制される(なお、LEDチップ53R・53G・53Bを含むLED52の場合には、色ムラも解消される)。
 [実施の形態3]
 実施の形態3について説明する。なお、実施の形態1・2で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。この実施の形態では、表示モード以外のパラメータで、複数有るフィルタFT(X,Y)のいずれかが選択されるかについて説明する。
 マイコンユニット11におけるメインマイコン12に含まれる機能の1つに、平均輝度レベル(Average Picture Level;APL)の検出機能が挙げられる。このAPL検出機能は、液晶表示パネル79に表示される画像における階調の平均値(APL値)を求めることである。例えば、図1に示すように、メインマイコン12が、パネル用加工赤色映像信号(RSp、GSp、BSp)と、これら信号に関する同期信号と、を受信することで、1フレーム期間で表示される画像を特定し、その画像における階調のAPL値を算出する。
 このAPL値(輝度レベル)は、例えば、液晶表示パネル79に白色画像が表示される場合には100%となり、液晶表示パネル79に黒色画像が表示される場合には0%となる。そこで、このAPL値に対応させて、マイコンユニット11が輝度補正処理を行ってもよい。
 例えば、APL値が75%以上100%以下で、液晶表示パネル79に、輝度の高い白色に近い画像等が表示される場合、マイコンユニット11(詳説すると、輝度補正部21)は、フィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]を用いた輝度補正処理を行うとよい。
 この輝度補正処理であると、図6に示すように、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明輝度SAは比較的高輝度を有するために、視認者は輝度ムラを含む全照明領域SAgrとして判断しない。一方で、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度は、中心付近の照明領域SAの輝度に比べて大幅に低下するので、多大な発光電力の削減が図れる。つまり、液晶表示装置89にて、この輝度補正処理が行われると、APL値の高さに応じた画像表示が可能になるとともに、発光電力の抑制も図れる。
 逆に、APL値が0%以上25%未満で、液晶表示パネル79に、輝度の低い黒色に近い画像等が表示される場合、マイコンユニット11は、フィルタFT(X,Y)を用いた輝度補正処理をしない。なぜなら、黒色に近い画像が液晶表示パネル79に表示される場合、バックライトユニット69における全てのLED52が高輝度に発光しなくてもよいので、輝度ムラ防止の必要性および発光電力抑制の必要性が低減するためである。
 なお、別表現すると、以下のようにもいえる。例えば、輝度の低い黒色に近い画像として、同輝度の複数個の星を輝かせた夜空の画像が液晶表示パネル79に表示される場合、輝度補正処理が行われると、星同士の輝度に差が現れ、夜空の画像と相まって目立ってしまう(要は、視認者の画質の悪さを感じさせてしまう)。
 しかしながら、輝度補正処理が行われなければ、全ての星が同輝度で輝くので、視認者は美しい夜空の画像を視認できる。すなわち、APL値が0%以上25%未満で、液晶表示パネル79に、輝度の低い黒色に近い画像等が表示される場合、マイコンユニット11は、液晶表示パネル79に映る画質を優先させたともいえる。
 なお、0%以上25%未満のAPL値の範囲と、75%以上100%以下のAPL値の範囲との間のAPL値の範囲、すなわち、APL値が25%以上75%未満の場合には、マイコンユニット11は、フィルタFT1(X,Y)よりも低い輝度補正レベルを有するフィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]およびフィルタFT2(X,Y)[輝度補正(中)タイプ]を用いて輝度補正処理を行うとよい。
 例えば、APL値が25%以上50%未満で、液晶表示パネル79に、黒色よりもやや明るい画像等が表示される場合、マイコンユニット11は、フィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]を用いて輝度補正処理を行えばよく、APL値が50%以上75%未満で、液晶表示パネル79に、白色よりもやや暗い画像等が表示される場合、マイコンユニット11は、フィルタFT2(X,Y)[輝度補正(中)タイプ]を用いて輝度補正処理を行えばよい。
 以上を踏まえると、バックライトユニット69(ひいては、液晶表示装置89)に含まれるマイコンユニット11は、APL値に応じて、輝度補正処理を変化させる。そのため、面状光がAPL値に適した輝度を有するだけでなく、APL値に合った度合いで、発光電力も抑制される(なお、LEDチップ53R・53G・53Bを含むLED52の場合には、色ムラも解消される)。
 ところで、フレーム画像は時間の進行に応じて変化していくので、APL値も同様に、時間の進行に応じて変化する。すると、APL値が100%から突然15%に変化することもあり得る。このような場合、APL値が100%の時間帯にはフィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]を用いた輝度補正処理が行われ、APL値が15%の時間帯には輝度補正処理が行われない。しかし、フィルタFT1(X,Y)を用いた輝度補正処理から、突然、輝度補正処理が無くなってしまうと、輝度変動がフリッカとして視認される。
 そこで、このようなフリッカを防止すべく、輝度補正処理の度合い(レベル)が段階的に設定されている場合、その段階順に輝度補正処理を行う。例えば、横軸に、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)と輝度補正処理無し(FILTER OFF)とをAPL値に対応させ、縦軸に、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)の輝度補正処理の度合い(LEVEL)を示す図18を用いて説明する。
 まず、APL値が100%から15%に変化した場合、マイコンユニット11は、フィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]を用いた輝度補正処理を突然停止させない(なお、図18の縦軸は、発光電力抑制の度合いを示すことにもなる)。詳説すると、マイコンユニット11は、フィルタFT1(X,Y)を用いた輝度補正処理から、まず、フィルタFT2(X,Y)[輝度補正(中)タイプ]を用いた輝度補正処理を行い、さらに、フィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]の輝度補正処理を行った後に、輝度補正処理を行わなくする(図18の網線矢印参照)。
 つまり、APL値がある値(例えば100%)から別の値(例えば15%)に変わる場合に、APL値のある値に対応する輝度補正処理のレベルとAPL値の別の値に対応する輝度補正処理とのレベルとの間に、中間となる輝度補正処理のレベルが存在するならば、マイコンユニット11は、その中間となる輝度補正処理のレベルを介して、段階的にレベルを変えて輝度補正処理を行う(なお、もちろん、図18の矢印とは逆向きの輝度補正処理の段階的変化も想定される)。
 そのため、急激なAPL値の変化に応じて、輝度補正処理が行われる場合であっても、その輝度補正処理に起因する輝度変動は発生しない。したがって、このような輝度補正処理機能を有するバックライトユニット69を搭載した液晶表示装置89は、高品質な画像を提供できる。
 [実施の形態4]
 実施の形態4について説明する。なお、実施の形態1~3で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。この実施の形態では、表示モードおよびAPL値以外のパラメータで、複数有るフィルタFT(X,Y)のいずれかがが選択されるかについて説明する。
 通常、LED52は、自身の発光熱および発光熱によって高温化した外気温度の影響で、輝度を下げる特性を有する。そして、液晶表示装置89におけるバックライトユニット69に、マトリックス状にLED52が配置されていると、中心付近のLED52は、特に温度影響を受けて輝度を下げやすい。
 なぜなら、バックライトユニット69の構造上、マットリックス状の中心付近におけるLED52の周囲には、熱せられた空気が外部に逃げにくい上、その周囲には、種々の電子部品が配置され、電子部品の駆動熱によって熱せられた高温の空気が、さらにLED52の温度を上昇させるためである。
 そのため、バックライトユニット69には、LED52の温度を測定するサーミスタ55が取り付けられており、そのサーミスタ55の測定温度を用いて、LEDコントローラ13の温度補正部35は、温度に起因するLED52の輝度変化を補正する。具体的には、温度補正部35は、LED52の温度に応じて(温度フィードバックによって)、LED52の発光輝度を下げ、面状光としての輝度ムラおよび色ムラを抑える。そこで、このLED52の温度に対応させて、マイコンユニット11が輝度補正処理を行ってもよい。
 例えば、LED52の温度が55℃以上で70℃程度にまで上昇している場合、マイコンユニット11(詳説すると、輝度補正部21)は、フィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]を用いた輝度補正処理を行うとよい。
 この輝度補正処理であると、温度フィードバックによって、マトリックス状の中心付近におけるLED52の輝度、すなわち、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAが低下することに応じて、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度も低下する(図6参照)。
 つまり、温度フィードバックによって、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAが低下したとしても、輝度補正処理によって、全照明領域SAgrの輝度が低下し、面状光に輝度ムラが含まれない。その上、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度が抑えられることで、発光電力の抑制が図られる。
 逆に、LED52の温度が0℃以上40℃未満の場合、マイコンユニット11は、フィルタFT1(X,Y)ではなく、フィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]を用いた輝度補正処理を行う。
 通常、LED52の温度が0℃以上40℃未満の場合、マットリックス状の中心付近におけるLED52が過度に熱せられていないため、それらLED52の輝度は若干しか低下しない。そのため、フィルタFT1(X,Y)による輝度補正処理が行われると、全照明領域SAgrにおける中心付近の照明領域SAが若干しか低下していないのに、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度が低下してしまう。つまり、面状光に輝度ムラが含まれてしまう。
 そこで、マイコンユニット11は、全照明領域SAgrにおける周縁の照明領域SAの輝度を過剰に低くしないフィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]を用いた輝度補正処理を行う。これにより、全照明領域SAgrにおける輝度は過剰に低下することなく、周縁の照明領域SAの輝度が抑えられることで、発光電力の抑制が図られる(図12参照)。
 なお、0℃以上40℃未満の温度範囲と、55℃以上70℃程度までの温度範囲との間の温度範囲、すなわち、LED52の温度が40℃以上55℃未満の場合には、マイコンユニット11は、フィルタFT1(X,Y)とフィルタFT3(X,Y)との中間の輝度補正のレベルを有するフィルタFT2(X,Y)[輝度補正(中)タイプ]を用いて輝度補正処理を行うとよい。
 以上を踏まえると、バックライトユニット69(ひいては、液晶表示装置89)に含まれるマイコンユニット11は、LED52の温度に応じて、輝度補正処理を変化させる。そのため、LED52の温度影響に適した輝度が確保されるだけでなく、LED52の温度影響に合った度合いで、発光電力も抑制される(なお、LEDチップ53R・53G・53Bを含むLED52の場合には、色ムラも解消される)。
 なお、以上では、LEDコントローラ13が、温度補正部35を介して、サーミスタ55の測定温度(LED52の温度)のデータを取得する。そのため、LED52の温度に依存した輝度補正処理は、LEDコントローラ13自体の管理下で、輝度補正部21により行われてもよい(もちろん、メインマイコン12の管理下で、輝度補正部21が、LED52の温度に依存した輝度補正処理を行ってもよい)。
 ところで、LED52の温度は、LED52の駆動状況に応じて変化する。例えば、一定の電流に基づいて一定時間発光するLED52の場合、LED52の温度は、時間の経過とともに徐々に上昇していく(例えば、LED52の温度は、常温といわれる25℃程度から徐々に上昇して70℃程度になる)。
 そこで、輝度補正処理の度合い(レベル)が段階的に設定されている場合、その段階順に輝度補正処理を行う。例えば、横軸に、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)をLED52の温度に対応させ、縦軸に、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)の輝度補正処理の度合い (LEVEL)を示す図19を用いて説明する。
 この図19によると、温度が25℃程度から70℃程度にまで変化する過程で、マイコンユニット11は、フィルタFT3(X,Y)[輝度補正(弱)タイプ]を用いた輝度補正処理を行い、さらに、フィルタFT2(X,Y)[輝度補正(中)タイプ]の補正処理を行った後に、フィルタFT1(X,Y)[輝度補正(強)タイプ]の輝度補正処理を行う(図19の網線矢印参照)。
 つまり、LED52の温度がある温度(例えば25℃程度)から別の温度(例えば70℃程度)に変わる場合に、ある温度に対応する輝度補正処理のレベルと別の温度に対応する輝度補正処理とのレベルとの間に、中間となる輝度補正処理レベルが存在するならば、マイコンユニット11は、その中間となる輝度補正処理のレベルを介して、段階的にレベルを変えて輝度補正処理を行う(なお、もちろん、図19の矢印とは逆向きの輝度補正処理の段階的変化も想定される)。
 そのため、LED52の温度変化に応じて、輝度補正処理が行われる場合であっても、その輝度補正処理に起因する輝度変動は発生しない。したがって、このような輝度補正処理機能を有するバックライトユニット69を搭載した液晶表示装置89は、高品質な画像を提供できる。
 [実施の形態5]
 実施の形態5について説明する。なお、実施の形態1~4で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。この実施の形態では、表示モード、APL値、およびLED52の温度以外のパラメータで、複数有るフィルタFT(X,Y)のいずれかがが選択されるかについて説明する。
 フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)のように、面状光を中心付近の輝度を、面状光の周縁の輝度よりも高めるようなフィルタが輝度補正処理で使用されると、例えば、図6、図9、図12、および、図17Aに示すように、面状光の中心付近がピーク輝度を有する。このように面状光の中心付近、すなわち、面状光を受ける液晶表示パネル79の中心付近の輝度をピーク輝度にするのは、ユーザが、液晶表示パネル79の中心付近の面前にいることを想定しているためである。しかし、ユーザは、液晶表示パネル79の中心付近の面前にいるとは限らない。
 そこで、バックライトユニット69におけるフィルタメモリ22(X)・22(Y)は、フィルタFT1(X,Y)~フィルタFT3(X,Y)以外のフィルタFT、例えば、図20Aに示すような輝度分布の面状光を生成するフィルタFT11(X,Y)を記憶する(なお、図20Aは、図17Aと同じ図示の仕方である)。
 このフィルタFT11(X,Y)は、面状光におけるピーク輝度L11の位置を中心から若干ずらした面状光を生成する。詳説すると、バックライトユニット69は、面状光にてピーク輝度L11を示す照明領域SAの面前に、ユーザがいることを想定して、輝度補正処理に、フィルタFT11(X,Y)を使用する。
 そして、このようにバックライトユニット69がユーザの位置を判断できるのは、図1に示すように、マイコンユニット11(詳説すると、輝度補正部21)が、バックライトユニット69に取り付けられた検知センサ57の検知データを取得するためである。この検知センサ57は、例えば、公知の赤外線センサ、カメラセンサ、または超音波センサであり、バックライトユニット69(ひいては液晶表示装置89)の液晶表示パネル79の前にいるユーザの位置を検知する。
 そして、輝度補正部21は、検知センサ57からユーザの位置データから、そのユーザの位置にピーク輝度を合わせられるような面状光を生成可能なフィルタFT11(X,Y)を選択する{要は、輝度補正部21は、ユーザにピーク輝度L11を有する照明領域SAに対応した画面を視認させられるように、フィルタFT11(X,Y)を選択する}。
 そして、フィルタFT11(X,Y)が使用された輝度補正処理後に、発光電力補正処理された場合、面状光の輝度分布は、図20Aのようになる。なお、図20Aに示されるような面状光の輝度分布と、許容発光電力以内になるように発光電力補正処理のみされた面状光の輝度分布と比べると、図20B(図17Cと同様の図示の仕方)に示すように、網点部分で示される発光電力が、網線部分での発光電力に流用されることがわかる(白色矢印参照)。
 つまり、このバックライトユニット69は、検知センサ57でユーザ位置を確認し、最適なフィルタFTを選択することで、設定発光電力以内で、かつ、面状光生成に要する発光電力の配分を変え、その面状光をユーザに視認しやすい輝度分布に可変させられる。
 なお、液晶表示パネル79の面前には、ユーザが1人ではなく、複数人いる場合もある。そこで、ユーザの人数が、例えば2人であると検知センサ57が検知した場合、輝度補正部21は、検知センサ57から2人のユーザの位置データから、それらのユーザの位置にピーク輝度L12・L12を合わせられるような面状光を生成可能なフィルタFT12(X,Y)を選択する。
 そして、フィルタFT12(X,Y)が使用された輝度補正処理後に、発光電力補正処理された場合、面状光の輝度分布は、図21Aのようになる。なお、図21Aに示されるような面状光の輝度分布と、許容発光電力以内になるように発光電力補正処理のみされた面状光の輝度分布と比べると、図22B(図17Cと同様の図示の仕方)に示すように、網点部分で示される発光電力が、網線部分での発光電力に流用されることがわかる(白色矢印参照)。
 つまり、このバックライトユニット69は、検知センサ57でユーザ位置を確認し、最適なフィルタFT{例えば、フィルタFT11(X,Y)、または、フィルタFT12(X,Y)}を選択することで、設定発光電力以内で、かつ、面状光生成に要する発光電力の配分を変え、その面状光をユーザに視認しやすい輝度分布に可変させられる。
 [その他の実施の形態]
 なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
 例えば、以上では、図面の関係上、図に示されるPWM値は、LEDチップ53の1つを例示したものであるが、便宜上、残りのLEDチップ53に対応するPWM値も図に示される数値と同じものとして説明した。しかし、PWM値は、LEDチップ53R・53G・53B毎に異なってもよいことは当然である。
 また、照明領域SA毎に対応するLED52のPWM値は、各照明領域SAに対応するパネル用加工色映像信号(RSp、GSp、BSp)の最大値{ひいては、基礎色映像信号(FRS、FGS、FBS)の最大値}に基づいて決定してもよい。通常、各照明領域SAに対応する液晶表示パネル79の範囲内には複数の画素が存在する。そのため、複数のパネル用加工色映像信号(RSp、GSp、BSp)の内、その最大値に基づいて各照明領域SAのPWM値が決定されてもよい。
 このようになっていると、最大のパネル用加工色映像信号(RSp、GSp、BSp)の値に対応して、光源用色映像信号(RSd、GSd、BSd)も高くなる。すると、全LED52の総発光電力が許容発光電力を超えやすい条件の下で、発光電力補正処理が行われる。そのため、バックライトユニット69が確実に発光電力を抑えられる。
 ただし、各照明領域SAに対応するLED52のPWM値を決定方法はこれに限らず、例えば、各照明領域SAに対応する複数のパネル用加工色映像信号(RSp、GSp、BSp)の平均値に基づいて決定されてもよい。
 また、各パネル用加工色映像信号(RSp、GSp、BSp)に基づくPWM値の決定は、画像のフレーム周期毎に行われるものとする。なお、PWM値の決定周期は、フレーム周期に限定されない。例えば、PWM値の決定周期は、5フレーム毎であってもよいし、30フレーム毎であってよい。また、表示画像が静止画である場合には、画面が変わるときにのみPWM値が決定されてもよい。
 また、発光電力補正処理によって、全LED52の総発光電力が、許容発光電力以内となるように、照明領域SA毎に対応するLED52の発光電力が制限される場合、その発光電力に、同一の制限率α(式5参照)が乗算されていた。しかし、これに限定されるわけではない。例えば、照明領域SAに制限率αが異なってもよい。
 さらに、照明領域SA毎に対応するLED52の発光電力が制限される場合、制限率αによって制限されるとは限らない。要は、全LED52の総発光電力が、許容発光電力以内となるように、照明領域SA毎の発光電力が制限されればよい。例えば、照明領域SA毎に対応するパネル用加工色映像信号(RSp、GSp、BSp)に基づいて、照明領域SA毎に対応するLED52に対して、異なる発光電力補正がされてもよい。
 また、以上では、バックライトユニット69の発光電力の許容発光電力は一定である例を示したが、これに限定されず、許容発光電力が可変してもよい。例えば、許容発光電力が、R発光電力量・G発光電力量・B発光電力量(式1~式3参照)の内のワースト値になってもよい。具体的には、制限率αを求める場合に、以下に示す(式5-1~式5-3)によって、色毎の制限率(Rα,Gα,Bα)を求める。
  制限率Rα=赤色発光に要する許容発光電力/R発光電力量 (式5-1)
  制限率Gα=緑色発光に要する許容発光電力/G発光電力量 (式5-2)
  制限率Bα=青色発光に要する許容発光電力/B発光電力量 (式5-3)
 次いで、全体にかける制限率α(式6参照)として、Rα,Gα,Bαの中の最低値(ワースト値)が選択される。この場合、赤色発光に要する許容発光電力=緑色発光に要する許容発光電力=青色発光に要する許容発光電力としてもよいし、色毎(R/G/B)に許容発光電力を変えて設定し、最終的にRα,Gα,Bαの中の最低値(ワースト値)を選択するようにしてもよい。
 このように、全体にかける制限率αとして、Rα,Gα,Bαの中の最低値(ワースト値)が選択されることによって、色毎の発光電力量が異なる場合であっても確実に各色に対して許容発光電力以下に制限できるとともに、制限総発光電力が許容発光電力以下に制限される。また、バックライトユニット69への発光電力供給が複数の電源によって行われる場合、電源毎に許容発光電力が異なり、電源毎に発光電力補正されることもある。
 また、発光電力補正処理における発光電力算出工程(発光電力算出回路24による処理工程)および発光電力制限工程(発光電力制限回路25による処理工程)は、LEDコントローラ13による複数の処理のうち、最終段階において行われる。そのため、発光電力補正処理以外の種々の処理(例えば、ホワイトバランス調整、温度補正処理等)が行われる場合であっても、それらの処理の前に発光電力補正を行う場合と比べて、発光電力補正処理に対するそれら種々の処理の影響を低減できる。
 すなわち、発光電力補正処理が、種々の処理の最終段階で行われることによって、発光電力補正処理の前の処理によってPWM値が補正された場合あっても、補正されたPWM値に基づいて、発光電力補正処理がなされる。
 ところで、図1に示すように、LEDチップ53R・53G・53B毎に応じて、フィルタFT(X,Y){ FT R-(X), FT G-(X), FT B-(X), FT R-(Y), FT G-(Y), FT B-(Y)}は異なる。そのため、マイコンユニット11は、色に応じて異なる輝度補正処理を行うことになり、輝度補正処理だけでなく色ムラも抑制可能になる。
 その上、パラメータ(表示モード、APL値、LED52の温度、またはユーザ位置等のパラメータ)毎に、フィルタFT(X,Y)は異なるとよいし、さらには、パラメータ毎に異なるフィルタFTが、LEDチップ53R・53G・53B毎に応じて異なってもよい。このようになっていれば、より一層高品質な輝度補正および色ムラ補正が可能になる。
 逆に、LED52が混色以外の方法で白色光を発する場合、図22に示すように、輝度補正部21は、白色光のみに応じたフィルタFT-W(X,Y){ FT W-(X), FT W-(Y) }で、輝度補正処理を行うとよい。つまり、LED52が、混色以外の方法で発光する単色(白色)の光源である場合、マイコンユニット11は、単色に応じた輝度補正処理を行うとよい。
 このようになっていれば、マイコンユニット11の制御負担は比較的軽くなる。ただし、フィルタFT-W(X,Y)は、パラメータ毎(表示モード、APL値、LED52の温度等のパラメータ毎)に異なってもよい。
 なお、図22に示される各種信号(FWS、WSp、WSd、WSd’、WSd’’)は、以下の通りである。
 ◆FRS : 基礎映像信号に含まれる色映像信号で白色を示す基礎白色
        映像信号
 ◆WSp : 基礎白色映像信号を加工した加工色映像信号WSで、液晶
        表示パネル
        コントローラ43に送信される加工色映像信号(パネル用
        加工白色映像信号)
 ◆WSd : 基礎白色映像信号を加工した加工色映像信号WSで、LE
        Dコントローラ13に送信される加工色映像信号(光源用
        白色映像信号)
 ◆WSd’ : 輝度補正処理された後の光源用白色映像信号
 ◆WSd’’ : 輝度補正処理された後、さらに、発光電力補正処理され
          た光源用白色映像信号
 なお、バックライトユニット69(ひいては、液晶表示装置89)におけるパラメータの設定は、マイコンユニット11による自動設定であっても、ユーザによる手動設定であってもかまわない。
 ところで、以上では、いわゆる直下型のバックライトユニット69を例挙げて説明してきた。しかし、これに限定されるものではない。例えば、図23に示すように、くさび形の導光片67を敷き詰めて形成されるタンデム型の導光板67grを搭載するバックライトユニット(タンデム方式バックライトユニット)69であってもよい。
 なぜなら、このようなバックライトユニット69であっても、導光片67毎に出射光を制御可能なために、液晶表示パネル79の表示領域を部分的に照射できる。つまり、このようなバックライトユニット69も、アクティブエリア方式のバックライトユニット69だからである。
 また、以上では、受信部41がテレビ放送信号のような映像音声信号を受信し、その信号における映像信号を、映像信号処理部42が処理していた。そのため、このような液晶表示装置89を搭載する受信装置は、テレビ放送受信装置(いわゆる液晶テレビジョン)といえる。しかし、液晶表示装置89が処理する映像信号は、テレビ放送に限定されるものではない。例えば、映画等のコンテンツ録画した記録媒体に含まれる映像信号でも、インターネットを介して送信される映像信号であってもかまわない。
 また、マイコンユニット11による輝度補正処理を含む種々の補正処理は、データ生成プログラムで実現される。そして、このデータ生成プログラムは、コンピュータにて実行可能なプログラムであり、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。なぜなら、記録媒体に記録されたプログラムは、持ち運び自在になるためである。
 なお、この記録媒体としては、例えば分離される磁気テープやカセットテープ等のテープ系、磁気ディスクやCD-ROM等の光ディスクのディスク系、ICカード(メモリカードを含む)や光カード等のカード系、あるいはフラッシュメモリ等による半導体メモリ系が挙げられる。
 また、マイコンユニット11は、通信ネットワークからの通信でデータ生成プログラムを取得してもよい。なお、通信ネットワークとしては、有線無線を問わず、インターネット、赤外線通等が挙げられる。
 また、以上では、照明装置の一例として挙げたバックライトユニット69には、光源として、LED52が市湯押されていたが、これに限定されるものではない。例えば、光源は、LED52に限らず、例えば、有機EL(Electro-Luminescence)素子、または無機EL素子等であってもよい。
 また、以上では、照明装置の一例として液晶表示装置89が挙げられた。このような液晶表示装置89を搭載した機器としては、例えば、液晶テレビが挙げられる。また、他にも、街頭での広告塔の役割を果たすデジタルサイネージにも、液晶表示装置89が搭載されることが多い。
    11    マイコンユニット(制御ユニット)
    12    メインマイコン(制御ユニットの一部)
    13    LEDコントローラ(制御ユニットの一部)
    14    LEDコントローラ用レジスタ群(制御ユニットの一
          部)
    15    LEDドライバー制御部(制御ユニットの一部)
    21    輝度補正部(制御ユニットの一部)
    22    フィルタメモリ(輝度補正部の一部)
    23    発光電力補正部(制御ユニットの一部)
    24    発光電力算出回路(発光電力補正部の一部)
    25    発光電力制限回路(発光電力補正部の一部)
    FT    フィルタ
    41    受信部
    42    映像信号処理部
    43    液晶表示パネルコントローラ
    45    LEDドライバー
    MJ    LEDモジュール
    52    LED(光源)
    53    LEDチップ(発光チップ)
    55    サーミスタ(温度測定部)
    56    フォトセンサ
    57    検知センサ(人物検知部)
    69    バックライトユニット(照明装置)
    79    液晶表示パネル(表示パネル)
    89    液晶表示装置(表示装置)
    SA    照明領域
    SAgr  全照明領域
    X     面状光の面内における一方向
    Y     面状光の面内における一方向

Claims (18)

  1.  面状に配置され、光量調整データに応じて発光することで、面状光を形成する複数の光源と、
     画像データに基づく光源制御データに対して補正処理をすることで、上記光量調整データを生成する制御ユニットと、
    を含む照明装置にあって、
     上記制御ユニットが、
     上記面状光の面内における少なくとも1方向に沿って、上記面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、上記光源制御データに対して行うことで、中間光源制御データを生成し、
     さらに、中間光源制御データに基づいて、全光源による総発光電力を算出し、上記総発光電力が許容発光電力を超える場合に、上記総発光電力を許容発光電力以内に調整する発光電力補正処理を、中間光源制御データに対して行うことで、上記光量調整データを生成する照明装置。
  2.  上記輝度補正処理は、上記の方向毎に、その方向の両端付近の輝度を中心付近の輝度に比べて低くする請求項1に記載の照明装置。
  3.  上記制御ユニットは、特定のパラメータに応じて、上記輝度補正処理を変化させる請求項1または2に記載のバックライトユニット。
  4.  上記の特定のパラメータが、上記画像データの表示モードである請求項3に記載の照明装置。
  5.  上記の特定のパラメータが、上記画像データの輝度レベルである請求項3に記載の照明装置。
  6.  上記光源の温度を測定する温度測定部が含まれており、
    上記の特定のパラメータが、上記温度測定部の測定結果である請求項3に記載の照明装置。
  7.  上記輝度補正処理のレベルが段階的に設定されており、その段階順に、上記制御ユニットが輝度補正処理を行う請求項5または6に記載の照明装置。
  8.  人物探知可能な人物検知部が含まれており、
    上記の特定のパラメータが、上記人物検知部による人物位置の検知結果である請求項3に記載の照明装置。
  9.  上記制御ユニットは、上記総発光電力に対して、上記許容発光電力の倍率である制限率を算出し、上記光源毎の中間光源制御データに上記制限率を乗算することによって、上記光量調整データを生成する請求項1~8のいずれか1項に記載の照明装置。
  10.  上記発光電力補正処理は、上記制御ユニットによる上記光源制御データに対する処理のうち最終の処理である請求項1~9のいずれか一項に記載の照明装置。
  11.  上記制御ユニットは、上記画像データの最大値に基づいて、上記光源毎の上記光源制御データを決定する請求項1~10のいずれか一項に記載の照明装置。
  12.  上記光源が、複数色の発光チップを含み、光の混色で白色光を生成しており、
     上記制御ユニットは、発光電力補正処理にて、総発光電力を算出する場合、発光色毎の発光電力を算出し、それらの発光電力の総和から総発光電力を算出し、各発光色の発光電力に同一の上記制限率を乗算することによって、上記光量調整データを生成する請求項9~11のいずれか1項に記載の照明装置。
  13.  上記光源が、複数色の発光チップを含み、光の混色で白色光を生成しており、
     上記制御ユニットは、色に応じて異なる上記輝度補正処理を行う請求項1~12のいずれか1項に記載の照明装置。
  14.  上記光源が、単色の光源であり、
     上記制御ユニットは、単色に応じた上記輝度補正処理を行う請求項1~12のいずれか1項に記載の照明装置。
  15.  請求項1~14のいずれか1項に記載のバックライトユニットと、
     上記画像データに応じて画像表示する液晶表示パネルと、
    を含む表示装置。
  16.  照明装置にて、面状に配置されることで面状光を形成する複数の光源を発光制御する光量調整データのデータ生成方法にあって、
     画像データに基づく光源制御データに対して補正処理することで、上記光量調整データを生成する場合に、
     上記面状光の面内における少なくとも1方向に沿って、上記面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、上記光源制御データに対して行うことで、中間光源制御データを生成し、
     さらに、中間光源制御データに基づいて、全光源による総発光電力を算出し、上記総発光電力が許容発光電力を超える場合に、上記総発光電力を許容発光電力以内に調整する発光電力補正処理を、中間光源制御データに対して行うことで、上記光量調整データを生成するデータ生成方法。
  17.  面状に配置され、光量調整データに応じて発光することで、面状光を形成する複数の光源と、
     画像データに基づく光源制御データに対して補正処理をすることで、上記光量調整データを生成する制御ユニットと、
    を含む照明装置での上記光量調整データのデータ生成プログラムにあって、
     上記面状光の面内における少なくとも1方向に沿って、上記面状光の輝度分布を調整する輝度補正処理を、上記光源制御データに対して行うことで、中間光源制御データを生成し、
     さらに、中間光源制御データに基づいて、全光源による総発光電力を算出し、上記総発光電力が許容発光電力を超える場合に、上記総発光電力を許容発光電力以内に調整する発光電力補正処理を、中間光源制御データに対して行うことで、上記光量調整データを生成することを、上記制御ユニットに実行させるデータ生成プログラム。
  18.  請求項17に記載のデータ生成プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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