(57)【要約】【課題】蛍光管の不点灯による表示品位の低下を未然に防止し、蛍光管を経済的に利用できるバックライトユニットを実現する。【解決手段】本発明のバックライトユニット４は、表示パネル３の背面に配置され、ｎ本の蛍光管Ｌ１…Ｌｎと、各蛍光管Ｌ１…Ｌｎの点灯を制御する点灯制御手段７１と、蛍光管Ｌ１…Ｌｎの輝度を検出する光センサ８ａ・８ｂと、判定手段７２とを備える。点灯制御手段７１は、蛍光管Ｌ１…Ｌｎを１本ずつ点灯させ、判定手段７２は、蛍光管Ｌ１…Ｌｎの個別の輝度に基づいて、蛍光管Ｌ１…Ｌｎそれぞれの交換要否を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルの背面に配置され、
複数本の蛍光管と、各蛍光管の点灯を制御する点灯制御手段と、前記蛍光管の輝度を検出する光センサと、を備えるバックライトユニットにおいて、
前記点灯制御手段は、前記蛍光管を１本ずつ点灯させ、
前記光センサによって検出された各蛍光管の個別の輝度に基づいて、各蛍光管の交換要否を判定する判定手段を備えることを特徴とするバックライトユニット。
【請求項２】
前記点灯制御手段は、前記蛍光管のＰＷＭ調光駆動のオフ期間ごとに、前記蛍光管を１本ずつ点灯させ、
前記判定手段は、前記オフ期間に前記光センサによって検出された各蛍光管の個別の輝度に基づいて、各蛍光管の交換の要否を判定することを特徴とする請求項１に記載のバックライトユニット。
【請求項３】
前記判定手段は、前記光センサによって検出された輝度が、前記蛍光管の新規使用状態おける輝度に対して所定の割合に満たない場合、輝度が当該所定の割合に満たない蛍光管の交換が必要であると判定することを特徴とする請求項１または２に記載のバックライトユニット。
【請求項４】
上記蛍光管の累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記光センサによって検出された輝度と前記累積点灯時間とに基づいて、前記蛍光管の交換の要否を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項５】
前記判定手段は、前記バックライトユニットの駆動開始と同時に前記蛍光管の交換の要否の判定を開始することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項６】
前記判定手段は、前記バックライトユニットが駆動している間、常時前記蛍光管の交換の要否を判定することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項７】
前記判定手段は、前記バックライトユニット周囲の環境光の照度が所定値以下である場合に、各蛍光管の交換要否を判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項８】
前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、
前記点灯制御手段は、交換作業時に交換が必要であると判定された蛍光管のみを点滅させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項９】
前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、
前記点灯制御手段は、前記交換が必要であると判定された蛍光管の輝度に応じて、点滅間隔を変化させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項１０】
前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、
前記判定手段は、前記交換が必要であると判定された蛍光管の位置を前記表示パネルに表示させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項１１】
前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、
前記判定手段は、前記表示パネルにメンテナンス会社の連絡先を表示させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項１２】
前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、
ユーザに、前記蛍光管の交換が必要である旨を通知する通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のバックライトユニットを備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の蛍光管を使用するバックライトユニットおよびそれを備える液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１０８型等の超大型液晶表示装置では、熱陰極管や冷陰極管等の大型蛍光管をバックライトに用いるのが一般的である。蛍光管としては、熱陰極管や冷陰極管等があるが、より輝度が高い熱陰極管を利用することが多い。しかしながら、蛍光管には所定の寿命があり特に熱陰極管の寿命は表示パネルの寿命よりも短い場合が多い。
【０００３】
蛍光管が寿命により不点灯となった場合、当該蛍光管を交換することになる。例えば、複数本の蛍光管を有するバックライトを使用する一般家庭用の液晶テレビのバックライトでは、リアルタイムに変化する放送信号を忠実に受信して再生する必要性から１本の蛍光管が不点灯となった場合、それ以外の全ての蛍光管を不点灯にする方法も行われている。しかしながら、１０８型等の超大型液晶表示装置は、展示会等の商談の場所で一般の放送信号の受信以外にパソコンからの静止画データや公告宣伝用の静止画データ等を表示する業務用ディスプレイとして使用したり、公共の場で情報表示等に使用することが多い。この場合、液晶表示装置の使用目的上、常時連続して表示を行うことがあるため、バックライトの蛍光管の１本が不点灯となっても、何らかのバックアップ手段で映像を映し続けなければならないという問題がある。そのため、寿命を事前に推定するとともに不点灯となった蛍光管を迅速に交換することが必要であるだけでなく、蛍光管の不点灯を極力避ける必要がある。
【０００４】
そこで、複数本の蛍光管を使用した１０８型等の超大型液晶表示装置では、蛍光管の寿命による不点灯が発生する前に、その寿命を事前に推定し、ユーザーに注意喚起し、事前の交換を可能にする技術が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、蛍光管の使用時間を計測し、使用時間が蛍光管固有の半減期を越えると、蛍光管の寿命をメッセージとして表示する技術が開示されている。これにより、蛍光管の寿命を予測でき、蛍光管が寿命により不点灯となる前に当該蛍光管を交換することにより、画像表示の悪化を未然に防ぐことができる。
【０００６】
また、蛍光管は使用時間が経過して寿命が近づくにつれて、輝度が低下することが知られている。そこで、あらかじめ内部に蛍光管の点灯時間に対する輝度維持率を測定したテーブルを備えるとともに、バックライトユニットの近傍に設けた光検出素子でバックライトの輝度を測定し、その輝度値をバックライト輝度検出回路に入力し、バックライトの経時変化による輝度低下分をバックライト制御回路で補正する内容が開示されている（例えば、特許文献２）。これにより、バックライトの発光輝度の経年変化を考慮して、バックライトの発光輝度を制御することができる。
【特許文献１】特開２００１−１２５０６４号公報（２００１年５月１１日公開）
【特許文献２】特開２００８−９０９０号公報（２００８年１月１７日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の構成では、蛍光管を経済的に使用しつつ、蛍光管の不点灯を回避することができないという問題を生じる。
【０００８】
特許文献１に開示の構成では、蛍光管の半減期に基づいて蛍光管の寿命を推定しているが、製品間のバラツキにより同一の蛍光管でも寿命が異なる。このため、累積点灯時間が半減期に達した場合でも、不点灯になるまでの使用可能時間は、蛍光管によって異なる。蛍光管の不点灯をより確実に防止するためには、蛍光管の半減期を短く設定する必要がある。しかしながら、蛍光管の交換サイクルが短くなるため、累積点灯時間が半減期に達したものの残りの使用可能時間が比較的長い蛍光管も交換することになり、不経済である。一方、蛍光管の半減期を長く設定すると、蛍光管の交換サイクルが長くなるため、蛍光管が不点灯となる事態を招くリスクが増大してしまう。
【０００９】
また、特許文献２では、光検出素子でバックライトの輝度を検知する構成が開示されている。しかしながら、バックライトに設けられる蛍光管の個別の検知を測定する構成は開示されていないため、交換が必要な蛍光管を特定することができない。このため、蛍光管の不点灯による表示品位の低下を防止するためには、定期的に全ての蛍光管を交換することとなる。したがって、交換時点において残りの使用可能時間が比較的長い蛍光管も交換することになり、蛍光管を経済的に利用できない。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蛍光管の不点灯による表示品位の低下を未然に防止し、蛍光管を経済的に利用できるバックライトユニットを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るバックライトユニットは、上記課題を解決するために、表示パネルの背面に配置され、複数本の蛍光管と、各蛍光管の点灯を制御する点灯制御手段と、前記蛍光管の輝度を検出する光センサと、を備えるバックライトユニットにおいて、前記点灯制御手段は、前記蛍光管を１本ずつ点灯させ、前記光センサによって検出された各蛍光管の個別の輝度に基づいて、各蛍光管の交換要否を判定する判定手段を備えることを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、点灯制御手段によって蛍光管が１本ずつ点灯されるので、光センサは、各蛍光管の個別の輝度を検出することができる。蛍光管は寿命が近づくにつれて、輝度が低下するので、判定手段は、各蛍光管の個別の輝度に基づいて、各蛍光管の交換が必要であるか否かを判定することができる。
【００１３】
このように、バックライトに設けられる蛍光管の個別の輝度を検知することにより、交換が必要な蛍光管を特定できるので、蛍光管の不点灯による表示品位の低下を未然に防止し、蛍光管を経済的に利用できるバックライトユニットを実現できるという効果を奏する。
【００１４】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記点灯制御手段は、前記蛍光管のＰＷＭ調光駆動のオフ期間ごとに、前記蛍光管を１本ずつ点灯させ、前記判定手段は、前記オフ期間に前記光センサによって検出された各蛍光管の個別の輝度に基づいて、各蛍光管の交換の要否を判定することが好ましい。
【００１５】
特に、公共の場では、液晶表示装置を長時間連続して使用する場合が多いにもかかわらず、いずれかの蛍光管が不点灯となりサービスマンを現場に呼び出して交換が完了するまでの間、使用を停止することとなると、一般家庭での使用に比べ著しい支障をきたすおそれがある。
【００１６】
ここで、上記の構成によれば、通常の蛍光管の調光駆動において全ての蛍光管が消灯しているＰＷＭ調光駆動のオフ期間ごとに、点灯制御手段が蛍光管を１本ずつ点灯させている。したがって、バックライトユニットの駆動中であっても、光センサは各蛍光管の個別の輝度を検出することができるので、上記バックライトユニットを備える液晶表示装置は、長時間連続して使用される公共の場等でも、使用を中断させることなく蛍光灯の交換の要否を判定することができる。
【００１７】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段は、前記光センサによって検出された輝度が、前記蛍光管の新規使用状態おける輝度に対して所定の割合に満たない場合、輝度が当該所定の割合に満たない蛍光管の交換が必要であると判定することが好ましい。
【００１８】
蛍光管の輝度は寿命が近づくにつれて輝度が低下するので、輝度が低下するほど不点灯になるリスクが高まる。上記の構成によれば、新規使用状態おける輝度に対する所定の割合に相当する輝度を、不点灯になるリスクが無い最低限の輝度とすることで、各蛍光管を経済的に使用しつつ、表示品位の悪化を未然に防ぐことができる。
【００１９】
本発明に係るバックライトユニットでは、上記蛍光管の累積点灯時間を計測する累積点灯時間計測手段をさらに備え、前記判定手段は、前記光センサによって検出された輝度と前記累積点灯時間とに基づいて、前記蛍光管の交換の要否を判定することが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、蛍光管の輝度だけでなく、蛍光管の累積点灯時間をも考慮して蛍光管の交換の要否を判定するので、判定精度をより高めることができる。
【００２１】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段は、前記バックライトユニットの駆動開始と同時に前記蛍光管の交換の要否の判定を開始することが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、使用開始直後に蛍光管の交換の要否を判定するので、蛍光管の交換が必要であると判定されて交換作業のために使用開始を遅らせることになっても、使用開始からある程度時間が経過してから使用を中断する場合に比べ、支障は少ない。
【００２３】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段は、前記バックライトユニットが駆動している間、常時前記蛍光管の交換の要否を判定することが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、上記バックライトユニットを備える液晶表示装置の使用中でも蛍光管の交換の要否を判定することができ、さらに、交換が必要となる蛍光管をいち早く特定できるので、より確実に蛍光管が不点灯となる事態を回避できる。
【００２５】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段は、前記バックライトユニット周囲の環境光の照度が所定値以下である場合に、各蛍光管の交換要否を判定することが好ましい。
【００２６】
蛍光管の交換要否の判定は、バックライトの調光駆動時に行われるので、環境光の照度が強い場合、表示品位の低下を招いてしまう。そこで、上記の構成によれば、所定値を、バックライトの調光駆動時に表示品位に問題のない照度に設定することにより、蛍光管の交換要否の判定時においても、表示品位の低下を防止できる。
【００２７】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、前記点灯制御手段は、交換作業時に交換が必要であると判定された蛍光管のみを点滅させることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、より明確にユーザーに蛍光管の寿命を知らせ、メンテナンスを促すことができる。
【００２９】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、前記点灯制御手段は、前記交換が必要であると判定された蛍光管の輝度に応じて、点滅間隔を変化させることが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、ユーザは点滅間隔によって、蛍光管の残りの使用可能時間の推定を容易に推定できる。
【００３１】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、前記判定手段は、前記交換が必要であると判定された蛍光管の位置を前記表示パネルに表示させることが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、蛍光管の交換作業が容易になる。
【００３３】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、前記判定手段は、前記表示パネルにメンテナンス会社の連絡先を表示させることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、蛍光管の交換が必要と判定されても、より迅速に対応できる。
【００３５】
本発明に係るバックライトユニットでは、前記判定手段が前記蛍光管の交換が必要であると判定した場合、ユーザに、前記蛍光管の交換が必要である旨を通知する通信手段をさらに備えることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、液晶表示装置のユーザが使用現場から離れていても、ユーザに、蛍光管の交換が必要であることを認知させることができる。
【００３７】
本発明に係る液晶表示装置は、上記バックライトを備えている。
【００３８】
上記の構成によれば、蛍光管の寿命による不点灯を防止することができ、使用性及びメンテナンス性を大幅に向上させた液晶表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に係るバックライトユニットは、以上のように、前記点灯制御手段は、前記蛍光管を１本ずつ点灯させ、前記光センサによって検出された各蛍光管の個別の輝度に基づいて、各蛍光管の交換要否を判定する判定手段を備えているので、蛍光管の不点灯による表示品位の低下を未然に防止し、蛍光管を経済的に利用できるバックライトユニットを実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４１】
図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１の構成を示すブロック図である。液晶表示装置１は、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方式の液晶表示装置であり、コントローラ部２、表示パネル３およびバックライトユニット４を備えている。
【００４２】
コントローラ部２は、表示パネル３およびバックライトユニット４に入力するための信号を生成するモジュールであり、信号源２１および映像信号処理部２２を備えている。信号源２１からは、表示データＲ／Ｇ／Ｂ、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤおよびクロック信号ＣＬＫが、映像信号処理部２２に出力される。
【００４３】
映像信号処理部２２は、γ補正部２２１およびタイミング調整部２２２を備えている。映像信号処理部２２に入力された表示データＲ／Ｇ／Ｂは、γ補正部２２１において映像信号ＶＳに変換される。タイミング調整部２２２は、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤおよびクロック信号ＣＬＫをバックライトユニット４に出力する。
【００４４】
表示パネル３は、図示しないソースドライバおよびゲートドライバ等を備えており、コントローラ部２から入力される映像信号ＶＳに基づいて表示画面に映像を表示する。表示パネル３は周知のものを用いることができるので、その構成についての詳細な説明は省略する。
【００４５】
バックライトユニット４は、いわゆる直下型バックライトを構成するユニットであり、バックライト５、インバータ部６およびマイコン部７を備えている。
【００４６】
バックライト５は、表示パネル３の背面側に設けられ、ｎ本の蛍光管Ｌ１…Ｌｎを備えている。例えば、液晶表示装置１のサイズが１０８型の場合、ｎ＝２４である。また、バックライト５には、蛍光管Ｌ１…Ｌｎの輝度を検出する光センサ８ａが設けられている。さらに、バックライト５の外部には、表示パネル３に入射する外光の照度を検出する光センサ８ｂが設けられている。
【００４７】
図２（ａ）は、光センサ８ａが各蛍光管Ｌ１…と同数設けられる場合のバックライト５の構成を示す平面図であり、同図（ｂ）は、蛍光管Ｌ１…の長手方向から見た場合のバックライト５の構成を示す断面図である。蛍光管Ｌ１…は、両端を蛍光管フォルダ５１によって支持され、互いに平行に配置されている。また、蛍光管Ｌ１…の各々の近傍には、光センサ８ａが１個づつ配置されている。さらに、蛍光管Ｌ１…の下方には反射板５２が設けられており、反射板５２は、蛍光管Ｌ１…からバックライト５の出射面と反対方向に出射した光を反射する。これにより、光の利用効率を高めることができる。
【００４８】
バックライトユニット４では、バックライト５の調光方式として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）調光方式が用いられている。ＰＷＭ調光方式とは、蛍光管Ｌ１…Ｌｎを周期的に点滅させ、その点灯期間と消灯期間との時間比率を変化させることによりバックライト５を調光する方式である。
【００４９】
インバータ部６およびマイコン部７は、バックライト５の近傍に設けられる。マイコン部７は、点灯制御部７１、判定部７２および調光パルス発生回路ＰＷＭ１…ＰＷＭｎを備えている。
【００５０】
点灯制御部７１は、コントローラ部から入力される水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤおよびクロック信号ＣＬＫに基づいて、調光パルス発生回路ＰＷＭ１…ＰＷＭｎを制御し、調光パルス発生回路ＰＷＭ１…ＰＷＭｎに、蛍光管Ｌ１…Ｌｎの点灯タイミングを示す調光パルスＶ１…Ｖｎを発生させる。調光パルスＶ１…Ｖｎは、それぞれインバータ部６に設けられるインバータＩＮＶ１…ＩＮＶｎにおいて、高電圧・高周波の交流電力に変換され、蛍光管Ｌ１…Ｌｎに供給される。
【００５１】
判定部７２は、蛍光管Ｌ１…Ｌｎのそれぞれの交換の要否を判定する機能を有しており、測光処理部７２１、測光タイミング設定部７２２、測光結果メモリ７２３、比較部７２５および基準値メモリ７２４を備えている。測光処理部７２１は、光センサ８ａおよび光センサ８ｂからの検出結果から、各蛍光管Ｌ１…Ｌｎの輝度を算出してデジタル化し、個別輝度値として測光結果メモリ７２３に記憶させる。各蛍光管Ｌ１…Ｌｎの輝度の算出方法は後述する。
【００５２】
また、測光タイミング設定部７２２は、コントローラ部２からの水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤおよびクロック信号ＣＬＫに基づいて、タイミングパルスＶｔを生成し、測光処理部７２１に出力する。このタイミングパルスＶｔがハイレベルのとき、測光処理部７２１は、蛍光管Ｌ１…Ｌｎの輝度の検出を、蛍光管Ｌ１…ＬｎのＰＷＭ調光駆動のオフ期間ごとに行うように制御される。
【００５３】
基準値メモリ７２４には、蛍光管Ｌ１…Ｌｎが寿命であると判定される基準輝度値が記憶されている。この基準輝度値は、例えば、蛍光管の輝度低減曲線等に基づいて設定されており、本実施形態では、蛍光管Ｌ１…Ｌｎの新規使用状態における輝度の７０％を基準輝度値としている。
【００５４】
図３は、一般的な蛍光管の点灯時間と輝度との関係を示すグラフである。蛍光管の輝度は点灯時間が経過するにしたがって徐々に低下していき、輝度が低下するほど不点灯になるリスクが高まる。ＪＩＳ規格では、輝度が新規使用状態における輝度の７０％になった蛍光管は寿命であると定められている。
【００５５】
なお、蛍光管の交換要否の基準となる基準輝度値の設定は、これに限定されず、基準輝度値は、蛍光管の種類、不点灯となるリスクの許容度、蛍光管の交換費用等を勘案して、適宜設定される。一般には、不点灯になるリスクが無い最低限の輝度を基準輝度値とすることが望ましい。
【００５６】
比較部７２５は、測光結果メモリ７２３に記憶されている各蛍光管Ｌ１…Ｌｎの個別輝度値と基準輝度値とを比較する。比較部７２５において、蛍光管Ｌ１…Ｌｎのいずれの個別輝度値も基準輝度値以上である場合、全ての蛍光管Ｌ１…Ｌｎは交換不要であると判定される。
【００５７】
一方、比較部７２５において、蛍光管Ｌ１…Ｌｎのいずれか１本以上の個別輝度値が基準輝度値に満たない場合、基準輝度値に満たない蛍光管の交換が必要であると判定される。この場合、比較部７２５は、全ての蛍光管Ｌ１…Ｌｎを点滅させたり、基準輝度値に満たない蛍光管のみ点滅間隔を変えさせるよう、点灯制御部７１に指示する。例えば、輝度が低い蛍光管ほど、点滅間隔を短くする。これにより、ユーザは交換が必要である旨、および複数の蛍光管のうち交換が必要な蛍光管の場所を表示画面上で容易に知ることができる。
【００５８】
また、比較部７２５は、信号源２１に所定の信号を出力することで、蛍光管の交換が必要である旨交換すべき蛍光管の位置およびメンテナンス会社の連絡先等を、ＯＳＤ等により表示パネル３に表示させてもよい。また、図示しない通信手段により、蛍光管の交換が必要である旨を、液晶表示装置１のユーザに通知してもよい。これにより、ユーザが使用現場から離れていても、ユーザは蛍光管の交換が必要であることを知ることができる。
【００５９】
このように、バックライトユニット４は、蛍光管の交換が必要である旨等をユーザへ通知する機能を備えている。さらに、蛍光管の交換時に、比較部７２５は、点灯制御部７１に交換が必要な蛍光管のみ点灯させるようにしてもよい。これにより、交換を行うサービスマンの作業が容易になる。
【００６０】
続いて、光センサ８ａによる蛍光管Ｌ１…Ｌｎの輝度の具体的な検出方法について説明する。
【００６１】
図４は、バックライト５の調光駆動時における、映像信号ＶＳ、調光パルスＶ１…Ｖｎ、およびタイミングパルスＶｔの波形を示すタイミングチャートである。映像信号Ｖｔの帰線期間には、蛍光管Ｌ１…ＬｎのＰＷＭ調光駆動のオフ期間が設けられている。バックライト５の通常駆動時には、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間には、全ての蛍光管Ｌ１…Ｌｎがオフとなる。
【００６２】
一方、蛍光管の交換要否判定時には、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間ごとに、蛍光管Ｌ１…Ｌｎのいずれか１本のみ点灯させ、そのタイミングで、タイミングパルスＶｔがハイレベルとなる。このとき、光センサ８ａは入射光の輝度を検出し、図１に示す測光処理部７２１に当該輝度を出力する。また、外部から表示パネル３に環境光が入射する場合であっても、外部に光センサ８ｂを設けているので、測光処理部７２１は、光センサ８ａが検出した輝度から光センサ８ｂが検出した輝度の差分を算出することにより、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間に点灯している蛍光管のみの輝度を検出することができる。このように、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間ごとに、各蛍光管Ｌ１…Ｌｎを順次点灯させることにより、各蛍光管Ｌ１…Ｌｎの個別の輝度を検出することができる。
【００６３】
このように、液晶表示装置１を使用しながら各蛍光管Ｌ１…Ｌｎの交換要否を判定することができる。したがって、公共の場等、液晶表示装置１を常時連続して使用する必要がある環境下でも、蛍光管の交換要否を判定するために液晶表示装置１の使用を中断する必要がない。また、蛍光管の交換が必要であると判定された場合でも、基準輝度値をあまり低く設定しない限り、すぐに当該蛍光管が不点灯となるわけではないので、使用を中断しても支障が比較的少ない時間帯に蛍光管の交換作業を行う、といった対処が可能となる。
【００６４】
また、蛍光管の交換要否の判定を、バックライトユニット４の点灯初期、特に、バックライトユニット４の駆動開始と同時に行うことが望ましい。特に公共の場では、長時間連続して（場合によっては２４時間）使用することとなるため、蛍光管の交換が必要であると判定された場合でも、すぐに使用を中止できない場合が多い。一方、使用開始直後であれば、蛍光管の交換が必要であると判定され、交換作業のために使用開始を遅らせることになっても、使用開始からある程度時間が経過してから使用を中断する場合に比べ、支障は少ない。
【００６５】
また、専用ボタン等により、寿命判定モードに入れる事で確認する事もできる。これにより、ユーザーの都合に合わせ、バックライトユニットの交換要否の判定をすることができ、よりユーザー利便性をあげる事ができる。
【００６６】
なお、バックライト５の輝度が最大の時は、図５に示すように、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間がないので、蛍光管の輝度検出を行うことができない。すなわち、蛍光管の輝度検出を行う場合、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間を設けなければならないので、バックライトの５の輝度を下げる必要がある。このため、液晶表示装置１を屋外で使用する場合、バックライト５の周囲の環境光が強い昼間等に蛍光管の輝度検出を行うと、表示品質が低下することとなる。したがって、蛍光管の輝度検出は、バックライト５の周囲の環境光が比較的弱く画面輝度を下げることができる夕方や夜間等の時間帯に行うことが望ましい。
【００６７】
なお、液晶表示装置１を屋内で使用する場合は、通常バックライト５の輝度を最大にすることはないので、常時蛍光管の輝度検出を行うことができる。
【００６８】
また、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間に蛍光管を１本だけ点灯させると画面輝度が下がるため、その分ＰＷＭ調光駆動のオン期間の輝度を上げてトータルの輝度低下を防ぐ事で、通常の画面表示を行いながら蛍光管の輝度計測を行う事ができる。
【００６９】
また、環境光の照度に応じて、蛍光管の交換要否の判断を行うか否か切換える構成としてもよい。例えば、外部に設けられた光センサ８ｂに入射する環境光の照度が所定値以下の場合に、自動的に蛍光管の交換要否の判断を行ってもよい。
【００７０】
以上では、各蛍光管Ｌ１…Ｌｎの近傍に光センサ８ａを設ける構成であったが、光センサ８ａの個数は、任意に設定できる。
【００７１】
図６は、本実施形態の変形例に係るバックライト１５の構成を示しており、（ａ）は、バックライト１５の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、蛍光管Ｌ１…の長手方向から見た場合のバックライト１５の構成を示す断面図である。バックライト１５に設けられる光センサ８ａの個数は蛍光管Ｌ１…Ｌｎの個数より少なく、図６では、光センサ８ａは、蛍光管Ｌ３の近傍のみ設けられている。
【００７２】
蛍光管Ｌ１および蛍光管Ｌ２は、蛍光管Ｌ３よりも光センサ８ａから離れているため、蛍光管Ｌ１からの出射光は光センサ８ａに到達するまでに著しく減衰する。そこで、図６（ｂ）に示すように、バックライト１５では、反射板５２と光センサ８ａとを覆うように導光板５３が設けられている。これにより、蛍光管Ｌ１および蛍光管Ｌ２からの出射光の減衰をある程度緩和することできる。
【００７３】
この場合、例えば、蛍光管Ｌ１および蛍光管Ｌ３の輝度が互いに同一であっても、蛍光管Ｌ１から光センサ８ａへの入射光は、蛍光管Ｌ３から光センサ８ａへの入射光よりも弱くなる。そこで、測光処理部７２１は、各蛍光管Ｌ１…Ｌ３と光センサ８ａとの距離の違いを考慮して、各蛍光管Ｌ１…Ｌ３が同一の条件下で検出された場合の各蛍光管Ｌ１…Ｌ３の個別輝度を算出する。
【００７４】
このように構成することで、バックライトに設けられる光センサは１個であっても、各蛍光管の個別の輝度を検出することができるので、構成をより簡単にすることができる。
【００７５】
また、上記では、蛍光管の交換の要否を蛍光管の輝度によって判定していたが、さらに蛍光管の累積点灯時間をも考慮して蛍光管の交換の要否を判定してもよい。
【００７６】
図７は、本実施形態の変形例に係る液晶表示装置１１の構成を示すブロック図である。液晶表示装置１１は、図１に示す液晶表示装置１において、さらに累積点灯時間計測部７２６を設けた構成である。
【００７７】
累積点灯時間計測部７２６は、点灯制御部７１による蛍光管Ｌ１…Ｌｎの駆動に基づき、各蛍光管Ｌ１…Ｌｎの累積点灯時間を計測し、比較部７２５に出力する。比較部７２５は、基準値メモリ７２４に記憶されている基準輝度以上の輝度である蛍光管であっても、当該蛍光管の累積点灯時間が所定時間以上である場合、当該蛍光管の交換が必要であると判定する。
【００７８】
なお、輝度と累積点灯時間とに基づく蛍光管の交換要否判定は、上記に限定されず、例えば、輝度に所定の定数を乗じた値から累積点灯時間を差し引いた値が所定値以上であるか否かによって判定してもよい。これにより、輝度のみに基づく交換要否判定よりも判定精度を高めることができる。
【００７９】
続いて、蛍光管の輝度検出の変形例について説明する。
【００８０】
図８は、本実施形態の他の変形例に係る液晶表示装置１２の構成を示すブロック図である。液晶表示装置１２は、蛍光管の交換要否を判定する機能の他に、環境光を検出する機能を有しており、図１に示す液晶表示装置１において、光センサ８ａ・８ｂの代わりに光センサ８ｃを設けた構成である。すなわち、液晶表示装置１２では、バックライトの外部に環境光を検知する光センサを設けず、バックライトの内部にのみ光センサを設けた構成である。
【００８１】
蛍光管の交換要否を判定する場合、液晶表示装置１２では、図４に示すタイミングチャートと同様に、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間ごとに、蛍光管Ｌ１…Ｌｎのいずれか１本のみを順次点灯させ、そのタイミングで、点灯させた蛍光管の輝度を測定する。
【００８２】
図９は、表示パネル３およびバックライト５の構造を示す断面図であり、表示パネル３は、表面側からカラーフィルタ３１、液晶素子３２および光学シート３３が積層されている。
【００８３】
図９（ａ）は、液晶素子３２がオンの場合を示しており、光センサ８ｃには、蛍光管Ｌ１からの光だけでなく、表示パネル３を透過した外部からの環境光も入射する。液晶表示装置１２では、環境光の照度を検出する照度光センサが設けられていないので、図９（ａ）に示す状態では、蛍光管Ｌ１のみの輝度を検出することができない。したがって、蛍光管Ｌ１の交換要否を正確に判定することができない。
【００８４】
そこで、液晶表示装置１２では、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間に、図９（ｂ）に示すように液晶素子３２をオフにする。これにより、外部からの環境光は光センサ８ｃに入射しないので、光センサ８ｃは、蛍光管Ｌ１のみの輝度を検出することができる。
【００８５】
図１０は、環境光を検出する場合の液晶表示装置１２における、映像信号ＶＳ、調光パルスＶ１…Ｖｎ、およびタイミングパルスＶｔの波形を示すタイミングチャートである。蛍光管Ｌｎの輝度を検出した次のＰＷＭ調光駆動のオフ期間（図中最も右側のオフ期間）では、全ての蛍光管Ｌ１…Ｌｎを消灯させる。
【００８６】
これにより、図１１（ａ）に示すように、当該オフ期間では光センサ８ｃには、表示パネル３を透過した外部からの環境光のみ入射する。したがって、光センサ８ｃは、図１に示す液晶表示装置１の光センサ８ｂと同様、環境光のみを検出することもできる。例えば、環境光の照度が弱くなると、自動的にＰＷＭ調光駆動のオフ期間を長くして、バックライト５の輝度を制御してもよい。
【００８７】
図１１（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間において、環境光をカラーフィルタ３１のうちＲフィルタのみ、Ｇフィルタのみ及びＢフィルタのみ透過させた状態を示す断面図である。このように、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ及びＢフィルタを夫々透過した環境光を別々に検出することで、環境光の照度だけでなく色度を測定し、外部環境に合わせたホワイトバランスを映像信号ＶＳにフィードバックすることができる。
【００８８】
また、特許文献２に係る構成のように、ＬＥＤやＬＥＤと蛍光管のハイブリッドなどを光源とするバックライトでも、光源を制御することにより、光源のホワイトバランスを制御する事ができる。
【００８９】
〔実施形態の総括〕
上記の実施形態では、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間において蛍光管のいずれか１本を点灯させる場合、図４および図１０に示すように、点灯させる蛍光管を一旦消灯させてからタイミングパルスＶｔの入力に応じて点灯させているが、これに限定されない。例えば、図１２に示すように、ＰＷＭ調光駆動のタイミングをずらすことにより、ＰＷＭ調光駆動のオフ期間に調光パルスＶ２に対応する蛍光管のみ点灯させることができる。
【００９０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９１】
また、蛍光管に限らず、ＬＥＤや複数ＬＥＤを含むユニット等を、複数の光源ユニットを組合わせる事で構成されるバックライトユニットにおいても、同様に適用する事が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、複数の蛍光管を用いるバックライトであれば、例えばエッジライト型バックライトにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、光センサが各蛍光管と同数設けられる場合のバックライトの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、蛍光管の長手方向から見た場合のバックライトの構成を示す断面図である。
【図３】一般的な蛍光管の点灯時間と輝度との関係を示すグラフである。
【図４】バックライトの調光駆動時における、映像信号、調光パルス、およびタイミングパルスの波形を示すタイミングチャートである。
【図５】バックライトの輝度が最大の時における、映像信号、調光パルス、およびタイミングパルスの波形を示すタイミングチャートである。
【図６】（ａ）は、本発明の実施形態の変形例に係るバックライトの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、蛍光管Ｌ１…の長手方向から見た場合の当該バックライトの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態の他の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図９】表示パネルおよびバックライトの構造を示す断面図であり、（ａ）は、当該表示パネルの液晶素子がオンの場合を示しており、（ｂ）は、当該表示パネルの液晶素子がオフの場合を示している。
【図１０】環境光を検出する場合の図８に示す液晶表示装置における、映像信号、調光パルス、およびタイミングパルスの波形を示すタイミングチャートである。
【図１１】表示パネルおよびバックライトの構造を示す断面図であり、（ａ）は、当該表示パネルの液晶素子がオンの場合を示しており、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ、環境光をカラーフィルタのうちＲフィルタのみ、Ｇフィルタのみ及びＢフィルタのみ透過させた状態を示している。
【図１２】調光パルスの変形例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１、１１、１２    液晶表示装置
３    表示パネル
４    バックライトユニット
５    バックライト
８ａ、８ｂ、８ｃ    光センサ
７１    点灯制御部（点灯制御手段）
７２    判定部（判定手段）
７２６    累積点灯時間計測部（累積点灯時間計測手段）
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…Ｌｎ    蛍光管
【図１】
2010003455.tif 000003
【図２】
2010003455.tif 000004
【図３】
2010003455.tif 000005
【図４】
2010003455.tif 000006
【図５】
2010003455.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010003455.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010003455.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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