(57)【要約】【課題】液晶モジュール内の光量を監視することなく液晶パネルの輝度を速やかに安定させる輝度制御方法および液晶表示装置を提供する。【解決手段】  映像を表示する液晶パネル６と、光量の温度依存性が線形であるバックライト８とを有する液晶モジュール３と、液晶表示装置１内であって液晶モジュール３外の温度を測定する温度センサ５と、バックライト８の光量を測定することなく温度および液晶表示装置１の輝度設定値を基にバックライト８に供給する電力量を制御する輝度制御部７とを備える液晶表示装置である。【選択図】図１
2014123051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光量の温度依存性が線形であるバックライトを有する液晶表示装置の輝度制御方法であって、
液晶表示装置の輝度設定値を取得する輝度設定値取得ステップと、  
液晶表示装置内であって液晶モジュール外の第１温度を測定する温度測定ステップと、
前記バックライトの光量を測定することなく前記輝度設定値および第１温度からバックライトに供給する電力量を制御する輝度制御ステップと
を備えることを特徴とする画面輝度制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画面輝度制御方法において、
画面輝度制御は、第１温度が安定する前から第１温度が安定した後も常時行われる
ことを特徴とする画面輝度制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画面輝度制御方法であって、
前記輝度制御ステップは、
前記輝度設定値を基に前記バックライトの目標光量値を設定する目標光量値設定ステップと、
前記バックライトの光量を測定することなく前記第１温度および前記目標光量値を基に温度補償値を設定する温度補償値設定ステップと、
前記目標光量値および前記温度補償値から温度補償された目標光量値である補正光量値を設定する補正光量値設定ステップと、
前記補正光量値を基にバックライトに供給する電力量を決定する電力量決定ステップと
を備えることを特徴とする画面輝度制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の画面輝度制御方法において、
前記温度補償値は、前記第１温度を変数とし、前記輝度設定値に依存する係数および切片からなる一次式または前記一次式から作成されたルックアップテーブルを基に設定されることを特徴とする画面輝度制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の画面輝度制御方法において、
前記係数および前記切片は、温度安定時における画面輝度、前記第１温度、および、前記輝度設定値より予め定められている
ことを特徴とする画面輝度制御方法。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１つに記載の画像輝度制御方法において、
前記液晶表示装置の温度および輝度設定値の条件に基準液晶表示装置が置かれた際の前記基準液晶表示装置の画面輝度である推定画面輝度を算出し、前記条件の際の前記液晶表示装置の画面輝度と前記推定画面輝度との比である個体差補正係数を算出する個体差補正ステップとを備え、
前記補正光量値設定ステップは、前記個体差補正係数をさらに用いて前記補正光量値を設定する
ことを特徴とする画面輝度制御方法。
【請求項７】
映像を表示する液晶パネルと、光量の温度依存性が線形であるバックライトとを有する液晶モジュールと、
液晶表示装置内であって液晶モジュール外の第１温度を測定する温度測定器と、
前記バックライトの光量を測定することなく前記第１温度および液晶表示装置の輝度設定値を基に前記バックライトに供給する電力量を制御する輝度制御部と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の液晶表示装置において、
前記輝度制御部は、第１温度が安定する前から第１温度が安定した後も常時前記電力量を制御する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の液晶表示装置において、
液晶表示装置の輝度設定値を基に前記バックライトの目標光量値を設定する目標光量設定部と、
前記バックライトの光量を測定することなく前記第１温度および前記目標光量値を基に温度補償値を設定する温度補償部と、
前記目標光量値および前記温度補償値から、温度補償された目標光量値である補正光量値を設定する光量補正部と、
前記補正光量値を基に前記バックライトに供給する電力量を決定する電力量決定部と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液晶表示装置において、
前記補正光量値は、前記第１温度を変数とし、前記輝度設定値に依存する係数および切片からなる一次式または前記一次式から作成されたルックアップテーブルを基に設定される
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液晶表示装置において、
前記係数および前記切片は、温度安定時の画面輝度、前記第１温度、前記輝度設定値より予め定められている
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか１つに記載の液晶表示装置において、
前記液晶表示装置の温度および輝度設定値の条件に基準液晶表示装置が置かれた際の前記基準液晶表示装置の画面輝度である推定画面輝度を算出し、前記条件の際の前記液晶表示装置の画面輝度と前記推定画面輝度との比である個体差補正係数を算出する個体差補正部を備え、
前記光量補正部は、前記個体差補正係数をさらに用いて前記補正光量値を設定する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量の温度依存性が線形であるバックライトを有する液晶表示装置の輝度制御方法および液晶表示装置に係り、特に起動時の液晶パネルの輝度を安定制御する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置は、電源を投入してから画面の輝度が不安定な期間を有する。起動時の輝度の不安定は、バックライトの温度上昇を原因とする。バックライトの発光に伴いバックライトの温度が上昇し、バックライトの温度特性が変化してバックライトの光量が変化する。バックライトの光量が変化するので、液晶表示装置の輝度も変化する。
【０００３】
液晶表示装置のバックライトの制御として、反射板に設けられた採光孔（貫通孔）を通してバックライトの光を検出し、検出される光の光量に応じてバックライトの駆動電流をフィードバック制御する技術がある（たとえば、特許文献１参照）。この技術では、液晶モジュールの反射板から漏れる光をセンサで検出し、この検出値を監視しながら設定された輝度となるように輝度制御信号を出力する。これにより、最適な表示状態を維持できるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１５８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液晶モジュールの背面に採光孔をあけると加工の手間がかかり、液晶モジュールの価格の上昇を招く。また、液晶モジュール背面に配置された反射板の経年変化や歪みによって、採光孔から漏れる光が不安定になることもある。したがって、液晶モジュール内の光を監視することなく液晶パネルの輝度を安定させることが望ましい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、液晶モジュール内の光量を監視することなく液晶パネルの輝度を速やかに安定させる輝度制御方法および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る第１の発明は、光量の温度依存性が線形であるバックライトを有する液晶表示装置の輝度制御方法であって、液晶表示装置の輝度設定値を取得する輝度設定値取得ステップと、液晶表示装置内であって液晶モジュール外の第１温度を測定する温度測定ステップと、前記バックライトの光量を測定することなく前記輝度設定値および第１温度からバックライトに供給する電力量を制御する輝度制御ステップとを備える。
【０００８】
上記方法によれば、光量の温度依存性が線形であるバックライトを用いて、液晶表示装置の輝度設定値と液晶表示装置内であって液晶モジュール外の第１温度を基にバックライトに供給する電力量を制御するので、バックライトの光量を測定することなく輝度制御を適切に実施することができる。これにより、既製の液晶モジュールに加工する工数を省略することができる。
【０００９】
また、画面輝度制御は、第１温度が安定する前から第１温度が安定した後も常時行われることが好ましい。画面輝度制御が常時行われることで、ユーザは常に適切な画面輝度で映像を見ることができる。
【００１０】
また、前記輝度制御ステップは、前記輝度設定値を基に前記バックライトの目標光量値を設定する目標光量値設定ステップと、前記バックライトの光量を測定することなく前記第１温度および前記目標光量値を基に温度補償値を設定する温度補償値設定ステップと、前記目標光量値および前記温度補償値から温度補償された目標光量値である補正光量値を設定する補正光量値設定ステップと、前記補正光量値を基にバックライトに供給する電力量を決定する電力量決定ステップとを備えることが好ましい。
【００１１】
上記方法によれば、光量の温度依存性が線形であるバックライトを用いることで、バックライトの光量を測定することなくバックライトの温度変化に伴うバックライトの光量変化を温度補償値として設定することができる。温度補償値は、液晶表示装置内であって液晶モジュール外の温度と、液晶表示装置の輝度設定値とを基に設定される。電源ＯＮ時や外気温変化時の過渡応答において光量変化するバックライトに対して、輝度設定値を基に設定される目標光量値と温度補償値とから補正光量値を設定することで、液晶パネルの画面輝度を速やかに安定させることができる。
【００１２】
また、前記液晶表示装置の温度および輝度設定値の条件に基準液晶表示装置が置かれた際の前記基準液晶表示装置の画面輝度である推定画面輝度を算出し、前記条件の際の前記液晶表示装置の画面輝度と前記推定画面輝度との比である個体差補正係数を算出する個体差補正ステップとを備え、前記補正光量値設定ステップは、前記個体差補正係数をさらに用いて前記補正光量値を設定することが好ましい。
【００１３】
個体差補正の対象となる液晶表示装置の温度および輝度設定値の条件に、基準液晶表示装置が置かれたときの画面輝度である推定画面輝度を算出する。さらに、この条件のときの個体差補正の対象となる液晶表示装置の画面輝度と推定画面輝度との比を個体差補正係数として算出する。補正光量値設定ステップにおいて、個体差補正係数をさらに用いて補正光量値を設定することで同じ環境条件においても生じる個体間の輝度差を補正することができ、輝度特性が均一な液晶表示装置を量産することができる。また、経年後において個体差補正ステップを実施することで、バックライトおよび液晶パネルの経年変化の補正もすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る第２の発明は、映像を表示する液晶パネルと、光量の温度依存性が線形であるバックライトとを有する液晶モジュールと、液晶表示装置内であって液晶モジュール外の第１温度を測定する温度測定器と、前記バックライトの光量を測定することなく前記第１温度および液晶表示装置の輝度設定値を基に前記バックライトに供給する電力量を制御する輝度制御部とを備える液晶表示装置である。
【００１５】
上記構成によれば、光量の温度依存性が線形であるバックライトを用いて、液晶表示装置の輝度設定値と液晶表示装置内であって液晶モジュール外の第１温度を基にバックライトに供給する電力量を制御するので、バックライトの光量を測定することなく輝度制御を適切に実施することができる。これにより、既製の液晶モジュールに加工する工数を省略することができる。
【００１６】
また、前記輝度制御部は、第１温度が安定する前から第１温度が安定した後も常時前記電力量を制御することが好ましい。画面輝度制御が常時行われることで、ユーザは常に適切な画面輝度で映像を見ることができる。
【００１７】
また、液晶表示装置の輝度設定値を基に前記バックライトの目標光量値を設定する目標光量設定部と、前記バックライトの光量を測定することなく前記第１温度および前記目標光量値を基に温度補償値を設定する温度補償部と、前記目標光量値および前記温度補償値から、温度補償された目標光量値である補正光量値を設定する光量補正部と、前記補正光量値を基に前記バックライトに供給する電力量を決定する電力量決定部とを備えることが好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、光量の温度依存性が線形であるバックライトを用いることで、バックライトの光量を測定することなくバックライトの温度変化に伴うバックライトの光量変化を温度補償値として設定することができる。温度補償値は、液晶表示装置内であって液晶モジュール外の温度と、液晶表示装置の輝度設定値とを基に設定される。電源ＯＮ時や外気温変化時の過渡応答において光量変化するバックライトに対して、輝度設定値を基に設定される目標光量値と温度補償値とから補正光量値を設定することで、液晶パネルの画面輝度を速やかに安定させることができる。
【００１９】
また、前記液晶表示装置の温度および輝度設定値の条件に基準液晶表示装置が置かれた際の前記基準液晶表示装置の画面輝度である推定画面輝度を算出し、前記条件の際の前記液晶表示装置の画面輝度と前記推定画面輝度との比である個体差補正係数を算出する個体差補正部を備え、前記光量補正部は、前記個体差補正係数をさらに用いて前記補正光量値を設定することが好ましい。
【００２０】
個体差補正の対象となる液晶表示装置の温度および輝度設定値の条件に、基準液晶表示装置が置かれたときの画面輝度である推定画面輝度を算出する。さらに、この条件のときの個体差補正の対象となる液晶表示装置の画面輝度と推定画面輝度との比を個体差補正係数として算出する。光量補正部は、個体差補正係数をさらに用いて補正光量値を設定することで、同じ環境条件においても生じる個体間の輝度差を補正することができ、輝度特性が均一な液晶表示装置を量産することができる。また、経年後において個体差補正を実施することで、バックライトおよび液晶パネルの経年変化の補正もすることができる。
【００２１】
また、前記温度補償値は、前記第１温度を変数とし、前記輝度設定値に依存する係数および切片からなる一次式または前記一次式から作成されたルックアップテーブルを基に設定されることが好ましい。これによれば、光量の温度依存性が線形であるバックライトおよび液晶透過率の温度依存性が線形である液晶パネルの両方の温度変化特性を補償することができ、安定した画面輝度を得ることができる。
【００２２】
また、前記係数および前記切片は、温度安定時における画面輝度、前記第１温度、および、前記輝度設定値より予め定められていることが好ましい。これによれば、係数および切片の最適化を容易かつ正確に実施することができる。
【００２３】
なお、本発明において液晶表示装置とは、２次元の平面画像のみならず３次元の立体画像を表示する液晶表示装置も含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る輝度制御方法および液晶表示装置によれば、液晶モジュール内の光量を監視することなく液晶パネルの輝度を速やかに安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例１に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１に係る輝度制御の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施例１に係る輝度制御の効果を示すグラフ図である。
【図４】実施例１に係る輝度制御の効果を示すグラフ図である。
【図５】実施例１に係る輝度制御の効果を示すグラフ図である。
【図６】実施例２に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】実施例２に係る輝度制御を説明するグラフ図である。
【図８】実施例２に係る輝度制御を説明するグラフ図である。
【図９】実施例２に係る個体差補正係数算出の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施例２に係る輝度制御の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。図１は液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２７】
１．液晶表示装置の概略構成
図１に示すように、液晶表示装置１は、液晶モジュール３と、液晶モジュール３の外部であって液晶表示装置１内の温度を測定する温度センサ５と、液晶表示装置１の輝度を制御する輝度制御部７と、バックライト８を駆動するバックライト駆動部１１と、入力される映像信号に種々の補正をする映像制御回路１３と、補正された映像信号に合わせて液晶を駆動する液晶駆動回路１５と、液晶表示装置１の輝度を設定する輝度設定部１７とを備える。
【００２８】
液晶モジュール３は、液晶パネル６と、液晶パネル６の背面から光を照射するバックライト８と、バックライト８の光を液晶パネル６へ導く導光板２１と、これらを収納する筐体２３とを備える。液晶パネル６は、液晶表示素子が２次元マトリックス状に配列して形成されている。
【００２９】
バックライト８は、バックライト８の温度とバックライト８が発光する光量との関係が線形の特性を有する。温度と光量とが線形の特性を有するバックライト８として発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機ＥＬが挙げられる。バックライト８は白色でもよいし、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の有色のものでもよい。
【００３０】
導光板２１は、バックライト８から照射された光を液晶パネル６の背面に均一に拡散して入射させる。筐体２３は液晶モジュール３のカバーであり、液晶パネル６、バックライト８、および、導光板２１を収納する。
【００３１】
温度センサ５は液晶モジュール３の外部であって液晶表示装置１内に配置されている。好ましくは、温度センサ５は液晶モジュール３の背面側の近傍に配置されている。液晶モジュール３の筐体２３に接触して配置されてもよい。温度センサ５が測定する温度は、液晶表示装置１の外気温（環境温度）とバックライト８により昇温された温度との両方の温度成分を有する。温度センサ５として、たとえば熱電対が挙げられる。温度センサ５は本発明における温度測定器に相当する。
【００３２】
輝度制御部７は、液晶表示装置１の輝度設定値および液晶表示装置１内の温度を基に、温度補償されたバックライト８の目標光量値を設定し、バックライト８に供給する電力量を設定する。輝度制御部７の構成については後で詳しく説明する。
【００３３】
バックライト駆動部１１は、輝度制御部７にて設定された電力量を基に、バックライト８をＰＷＭ制御して駆動する。バックライト８に流れる電流値をＰＷＭ制御することで、バックライト８から発光する光量を制御する。
【００３４】
映像制御回路１３は入力される映像信号の規格変換や、スケーリングおよび色補正を実施する。液晶駆動回路１５は、映像制御回路１３から出力される映像データを基に液晶パネル６の各画素に備わる液晶を駆動する。
【００３５】
輝度設定部１７は、液晶表示装置１の輝度を設定することができる。この輝度設定値を基にバックライト８の光量を調整することで、液晶パネル６を通した画面の明るさである輝度が調整される。ユーザが調整できるバックライト８の最も低い光量を０％とし、ユーザが調整できる最も高い光量を１００％として、段階的にバックライト８の光量を設定できるものである。また、％のような割合で設定してもよいし、［ｃｄ／ｍ２］のように数値で設定してもよい。また、液晶表示装置１の周囲の明るさに応じて自動で設定してもよい。
【００３６】
２．輝度制御部の制御
次に、輝度制御部７の輝度調整の原理を説明する。バックライト８の光量と温度との関係が線形であるので、バックライト８の温度を直接測定することができれば、バックライト８の光量を直接算出することができるので、光量を精度良く制御できる。すなわち、バックライト８の表面または近傍に温度センサを設けることが好ましい。
【００３７】
しかしながら、既製の液晶モジュール３を用いる場合、筐体２３に貫通孔をあけないとバックライト８の表面に温度センサを設けることができない。この場合、筐体２３に孔をあける余計な工数が増える。そこで、バックライト８の表面に温度センサを設ける代わりに、液晶表示装置１の内部であって液晶モジュール３の外部に温度センサ５を設けると、液晶表示装置１の外部の環境温度にバックライト８による発熱が加えられた温度を測定するので、バックライト８の温度を正確に測定することができない。
【００３８】
液晶モジュール３外の温度センサ５が測定する温度は液晶表示装置１の外部環境の温度成分とバックライト８の発熱による温度成分とが含まれる。バックライト８の温度は、温度センサ５により測定されるまでに放熱される温度成分があるので、温度センサ５によりバックライト８の温度を正確に測定することができない。しかしながら、輝度設定値により傾きを変えることで、液晶表示装置１の画面輝度と温度センサ５により測定される温度との関係式を示すことができることを発明者が新たに知見した。
【００３９】
この関係式を用いて、輝度設定部１７により設定される輝度設定値からバックライト８による純粋な昇温成分を推定し、温度センサ５が測定する温度においてバックライト８による昇温成分の比率を推定することで、温度補償値を取得する。輝度設定値から一義に決まるバックライト８の目標光量値に温度補償値を加算することで補正光量値を取得することができる。
【００４０】
３．輝度制御部の構成
次に上述した輝度制御部７の機能を発揮する構成を説明する。輝度制御部７は、液晶パネル６の輝度設定値を基にバックライト８の目標光量値を設定する目標光量設定部３１と、バックライト８の温度による輝度特性の変化を補償する温度補償部３３と、温度補償された目標光量値である補正光量値を設定する光量補正部３５と、設定された補正光量値に対応するバックライト８を駆動する電力量を設定する電力量設定部９と、輝度制御に必要な各種パラメータが記憶されているメモリ３７とを備える。輝度制御部７は、マイクロプロセッサとメモリにより構成される。
【００４１】
目標光量設定部３１は、輝度設定部１７により設定されている輝度設定値Ｂｒに対応してバックライト８の目標光量値Ｄｏを、ルックアップテーブルを参照して１対１対応で設定する。また、ルックアップテーブルに限らず、輝度設定値Ｂｒを基に目標光量値Ｄｏを算出してもよい。輝度設定値Ｂｒがユーザにより、または、自動で変更されれば、目標光量値Ｄｏも対応して変更される。
【００４２】
温度補償部３３は、温度センサ５により測定された温度に応じて温度補償値Ｃｏを算出する。温度補償値Ｃｏは下記の数式により算出される。
Ｃｏ＝Ａ・Ｔｐ＋Ｂ  …（１）
（１）式において、係数Ａおよび切片Ｂは、輝度設定値Ｂｒに対応して変動する値である。すなわち、係数Ａおよび切片Ｂは輝度設定値Ｂｒに依存する値である。係数Ａは時間変化にともなって温度変化するバックライト８の温度影響を示す値である。切片Ｂは、環境温度の影響を示す値である。
【００４３】
係数Ａおよび切片Ｂは下記の式により算出される。
Ａ＝Ｃ・Ｂｒ＋Ｄ  …（２）
Ｂ＝Ｅ・Ｂｒ＋Ｆ  …（３）
ここで、係数Ｃ、Ｅおよび切片Ｄ、Ｆは定数であり、液晶表示装置１が予め工場出荷時に予め設定される最適値である。定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは基準（マスター）となる液晶表示装置のデータから算出することができる。定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆはメモリ３７に保管されており、温度補償部３３に読みだされる。液晶パネル６の温度特性も線形であるので、係数Ｃ、Ｅおよび切片Ｄ，Ｆを最適に設定することで、バックライト８および液晶パネル６の温度特性を同時に補正することができる。
【００４４】
光量補正部３５は、目標光量値Ｄｏに温度補償値Ｃｏを加算して、補正光量値Ｒｏを算出する。算出された補正光量値Ｒｏは電力量設定部９へ送られる。
Ｒｏ＝Ｄｏ＋Ｃｏ  …（４）
補正光量値は、輝度設定値Ｂｒに対応して一義に決まる目標光量に、温度補償された光量が加算された値である。この補正光量値Ｒｏによりバックライト８が駆動されるので、液晶表示装置１は、温度補償された適切な輝度により表示される。
【００４５】
電力量設定部９は、光量補正部３５から出力される補正光量値Ｒｏに対応するバックライト８を駆動する電力量を設定する。本実施例では、バックライト８の光量をＰＷＭ制御するので、バックライト８に流れるパルス電流の幅を補正光量値に対応して設定する。バックライト８をＤＣ制御する場合は、補正光量値Ｒｏに対応する駆動電流値を設定する。
【００４６】
６．動作説明
次に、図２に示すフローチャートにしたがって、温度および輝度設定値によって変動する補正光量値によるバックライトの制御を説明する。図２は、輝度制御の動作を示すフローチャートである。
【００４７】
液晶表示装置１の電源がＯＮされると、目標光量設定部３１および温度補償部３３が輝度設定値Ｂｒを読み出して取得する（ステップＳ０１）。次に、目標光量設定部３１は輝度設定値Ｂｒを基にルックアップテーブルを参照して目標光量値Ｄｏを設定する（ステップＳ０２）。また、温度センサ５が液晶表示装置１内であって液晶モジュール３外の温度を測定する（ステップＳ０３）。測定された温度は温度補償部３３へ送られる。温度補償部３３は、メモリ３７に保管されている定数を読みだして、測定温度Ｔｐおよび取得された輝度設定値Ｂｒを基に（１）式〜（３）式を演算して温度補償値Ｃｏを設定する（ステップＳ０４）。
【００４８】
次に、光量補正部３５は、目標光量値Ｄｏに温度補償値Ｃｏを加算して補正光量値Ｒｏを算出する（ステップＳ０５）。電力量設定部９は、補正光量値Ｒｏに対応する電力量を設定する（ステップＳ０６）。電力量の設定は、ＰＷＭ制御におけるパルス電流の幅を調整する。次にバックライト駆動部１１が設定された電力量でバックライト８を駆動する（ステップＳ０７）。これにより、液晶パネル６を透過して表示される映像は温度補償された輝度にて表示される。ステップＳ０７が終了後は、再びステップＳ０１からの処理が繰り返される。これらステップＳ０１からステップＳ０７の制御処理は、液晶表示装置１の起動時の温度が安定していないときも、一定時間経過し温度が安定したときも常時実施される。また、ステップＳ０２、Ｓ０４、Ｓ０５、および、Ｓ０６は本願発明における輝度制御ステップに相当する。
【００４９】
実施例１の液晶表示装置１による画面輝度制御の効果を図３および４を用いて説明する。図３は輝度設定値が２５％のときの輝度と経過時間を示すグラフ図であり、図４は輝度設定値が７５％のときの輝度と経過時間を示すグラフ図である。図４および図５は、温度安定時の輝度設定値Ｂｒに対する画面輝度を１００％としたときの、電源投入時の画面輝度の変動を示している。どちらの輝度設定値においても、温度補償無しの時と比較して温度補償有りの時の方が輝度が一定に保たれている。
【００５０】
また、図５は液晶表示装置１による温度ドリフトの効果を示す説明図である。図５は輝度設定値が５０％のときの、環境温度が１５℃、２５℃、３５℃の輝度バラツキを示している。環境温度が２５℃の時を基準としているので、２５℃のときは差がゼロとなっている。環境温度が１５℃のときは、温度補償無しの時には、バラツキが２％を超えているが、温度補償有りの時には２％以内である。また、環境温度が３５℃のときも同様である。このように、温度補償により、温度ドリフトも改善することができる。
【００５１】
実施例１の液晶表示装置１によれば、輝度制御部７が、輝度設定値Ｂｒに加えて、温度補償部３３が温度変化による輝度への影響に対する補正をする温度補償値Ｃｏを算出することで、温度変化に対するバックライト８の光量特性および液晶パネル６の輝度特性に対応した液晶表示装置１の輝度調整を実施することができる。バックライト８の輝度を直接測定しなくても、精度良く画面輝度を制御することができる。これにより、液晶モジュール３の背面に孔をあける工数を省略することができる。
【実施例２】
【００５２】
次に、図６を参照して実施例２に係る液晶表示装置１’について説明する。以下に記載した以外の液晶表示装置１’の構成は実施例１における液晶表示装置１と同様である。
【００５３】
実施例２における液晶表示装置１’は、実施例１の液晶表示装置１に、液晶モジュール３の個体輝度差を補正する機能を有する。液晶モジュール３は、液晶パネル６の液晶透過率のバラツキや、バックライト８の発光効率のバラツキ等を原因として、同じ輝度設定値が設定されていても、液晶画面を通しての輝度に個体差が生じる。そこで、液晶表示装置１’は液晶モジュール３の個体差に対応できる機能をさらに有する。実施例１における温度補償の制御を応用することで、液晶表示装置における輝度の個体差を補正することができる。
【００５４】
液晶表示装置１’が有する輝度制御部７’は、実施例１の輝度制御部７にさらに個体差補正部４１と、液晶パネル６を透過した光の輝度を測定する輝度センサ４３とを備える。輝度センサ４３は液晶パネル６の前方に配置されている。なお、輝度制御部７’が備える第１温度補償部３３’は実施例１における温度補償部３３と同一の構成である。
【００５５】
メモリ３７’には、実施例１と同様に、定数Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが保管されている。それに加えて、少なくとも１つの条件において基準液晶表示装置１αにて測定された各基準パラメータが保管されている。実施例２では、基準液晶表示装置１αが恒温室で十分に安定動作されて測定された各基準パラメータが保管されている。液晶モジュール３内の温度安定時における基準液晶表示装置１αにおいて、温度センサ５により測定された基準測定温度Ｔｐαと、輝度設定部１７にて設定された基準輝度設定値Ｂｒαと、目標光量設定部３１により設定された基準目標光量Ｄｏαと、これらの設定がなされた際の液晶パネル６を通して測定された基準画面輝度Ｌαとがメモリ３７’に保管されている。すなわち、基準測定温度Ｔｐα、基準輝度設定値Ｂｒα、基準目標光量Ｄｏα、基準画面輝度Ｌαが基準パラメータセットとしてメモリ３７’に保管されている。
【００５６】
それぞれの液晶表示装置１’が同じ条件の際に同じ輝度となるように、基準液晶表示装置１αがそれぞれの液晶表示装置１’と同じ条件の際に出力する輝度を、各液晶表示装置１’が出力するために、それぞれの液晶表示装置１’で個別に輝度補正が実施される。このために、個体差補正部４１は、基準液晶表示装置１αが各液晶表示装置１’の置かれている条件で出力する画面輝度Ｌα’’を推定する。個体差補正部４１は、第１推定輝度算出部５１と、推定温度算出部５３と、第２温度補償部５５と、第２推定輝度算出部５７と、個体差補正係数算出部５９とを有する。
【００５７】
実施例１と同様に液晶表示装置１’の測定した各種測定パラメータが、測定温度Ｔｐβ、輝度設定値Ｂｒβであるとする。また、輝度センサ４３により測定された液晶表示装置１’の液晶パネル６の画面輝度がＬβであるとする。この測定は、工場出荷時やキャリブレーション時に行えばよい。第１温度補償部３３’は、実施例１と同様にメモリ３７’に保管されている定数またはルックアップテーブルを読みだして、測定された温度Ｔｐβおよび取得された輝度設定値Ｂｒβを基に（１）〜（３）式により温度補償値Ｃｏβを設定する。また、目標光量設定部３１’は、実施例１と同様に、取得された輝度設定値Ｂｒβを基に、目標光量Ｄｏβを設定する。これらのパラメータＴｐβ、Ｂｒβ、Ｄｏβ、Ｌβは測定時における１条件での実測データである。これらの各種パラメータは、個体輝度差補正用に測定されたパラメータまたは設定されたパラメータであり、個体差補正係数Ｋを算出するために用いられる。
【００５８】
第１推定輝度算出部５１は、基準液晶表示装置１αにおいて、個体差補正される液晶表示装置１’の輝度設定値Ｂｒβが設定された場合の画面輝度Ｌα’を推定する。この画面輝度Ｌα’を第１推定輝度とする。第１推定輝度Ｌα’は以下の式により算出される。
Ｌα’＝（Ｂｒβ／Ｂｒα）・Ｌα  …（５）
算出された第１推定輝度Ｌα’は第２推定輝度算出部５７へ送られる。
【００５９】
推定温度算出部５３は、基準液晶表示装置１αにおいて、個体差補正される液晶表示装置１’の輝度設定値Ｂｒβが設定された場合の基準液晶表示装置１α内の温度Ｔｐα’を推定する。推定温度Ｔｐα’は以下の式により算出される。
Ｔｐα’＝Ｔｐα＋Ｇ・（Ｂｒβ−Ｂｒα）  …（６）
係数Ｇは、図７に示されるように、基準液晶画像装置１αにおける輝度設定値と基準温度との関係式における傾きである。係数Ｇは予め算出されており、メモリ３７’に保管されている。算出された推定温度Ｔｐα’は第２温度補償部５５へ送られる。
【００６０】
第２温度補償部５５は、基準液晶表示装置１αにおいて、個体差補正される液晶表示装置１’の輝度設定値Ｂｒβが設定され、基準液晶表示装置１α内の温度が推定温度Ｔｐα’である場合の温度補償値である第２温度補償値Ｃｏα’を算出する。第２温度補償値Ｃｏα’は、（１）〜（３）式を用いて、推定温度Ｔｐα’、輝度設定値Ｂｒβを代入することで算出される。算出された第２温度補償値Ｃｏα’は、第２推定輝度算出部５７へ送られる。
【００６１】
第２推定輝度算出部５７は、基準液晶表示装置１αが輝度設定値Ｂｒβで安定動作されている状態で、基準液晶表示装置１α内の温度がＴｐβのときの画面輝度である第２推定輝度Ｌα’’を推定する。図８は、基準液晶表示装置１αにおける装置内温度Ｔｐと画面輝度との関係を示すグラフ図である。第１推定輝度Ｌα’と第２推定輝度Ｌα’’との関係は図８に示されているが、図８における輝度差ある輝度設定値における、温度と輝度との関係式を液晶表示装置１’の内部に直接持っていないので、温度補償値ＣｏβおよびＣｏα’を用いて第１推定輝度Ｌα’から第２推定輝度Ｌα’’を算出する。第２推定輝度Ｌα’’は以下の式により算出される。
Ｌα’’＝〔｛Ｄｏβ−（Ｃｏβ−Ｃｏα’）｝／Ｄｏβ〕・Ｌα’  …（７）
算出された第２推定輝度Ｌα’’は、個体差補正係数算出部５９へ送られる。
【００６２】
個体差補正係数算出部５９は、液晶表示装置１’の液晶パネル１の輝度における個体差を補正する個体差補正係数を算出する。個体差補正係数Ｋにより、装置内温度Ｔｐβでの液晶パネル輝度Ｌα’とＬα’’との差を埋めることができる。個体差補正係数Ｋは以下の式により算出される。
Ｋ＝Ｌα’’／Ｌβ  …（８）
算出された個体差補正係数Ｋは光量補正部３５’へ送られる。個体差補正係数Ｋは基準液晶表示装置１αが液晶表示装置１’の環境下で出力するであろう推定輝度Ｌα’’と、液晶表示装置１’が出力する輝度Ｌβとの関係を示す係数である。
【００６３】
液晶表示装置１’は、実施例１と同様に、液晶表示装置１’の各種測定パラメータを常時取得している。目標光量設定部３１は輝度設定値Ｂｒから目標光量Ｄｏを設定し、第１温度補償部３３’は測定温度Ｔｐから温度補償値Ｃｏを算出する。光量補正部３５’は、液晶表示装置１’の目標光量値Ｄｏに個体差補正係数Ｋを乗算したものに温度補償値Ｃｏを加算して、補正光量値Ｒｏ’を算出する。算出された補正光量値Ｒｏ’は電力量設定部９へ送られる。
Ｒｏ’＝  Ｋ・Ｄｏ＋Ｃｏ  …（９）
【００６４】
これにより、各液晶表示装置１’において、同じ輝度設定値Ｂｒに対して輝度特性にバラツキがある場合でも、光量補正部３５’にて補正されるので、個体差を補正することができ、基準液晶画像装置１αと同じ輝度特性を得ることができる。個体差補正係数Ｋを用いることで、実施例１と同様の輝度制御でありながら個体輝度差も補正することができる。個体差補正係数Ｋは、当初工場出荷時に算出されたものが光量補正部３５’に保管されているが、キャリブレーション時に算出される度に更新される。
【００６５】
次に、図９に示すフローチャートにしたがって、個体輝度差を補正するバックライトの制御を説明する。図９は、個体差補正係数算出の流れを示すフローチャートである。
【００６６】
キャリブレーション時など、個体輝度差補正の実行または更新の指示が輝度制御部７に入力されると、目標光量設定部３１、第１温度補償部３３’、第１推定輝度算出部５１、および、推定温度算出部５３が輝度設定値Ｂｒβを読み出して取得する（ステップＳ１０）。次に、目標光量設定部３１は輝度設定値Ｂｒβを基にルックアップテーブルを参照して目標光量値Ｄｏβを設定する（ステップＳ１１）。また、温度センサ５が液晶表示装置１内であって液晶モジュール３外の温度Ｔｐβを測定する（ステップＳ１２）。測定された温度Ｔｐβは第１温度補償部３３’へ送られる。第１温度補償部３３’は、メモリ３７’に保管されている定数またはルックアップテーブルを読みだして、測定された温度Ｔｐβおよび取得された輝度設定値Ｂｒβを基に温度補償値Ｃｏβを設定する（ステップＳ１３）。さらに、輝度センサ４３が液晶表示装置１’の輝度Ｌβを取得する（ステップＳ１４）。
【００６７】
第１推定輝度算出部５１は、基準液晶表示装置１αにおいて、個体差補正される液晶表示装置１’の輝度設定値Ｂｒβが設定された場合の画面輝度である第１推定輝度Ｌα’を推定する（ステップＳ１５）。また、推定温度算出部５３は、基準液晶表示装置１αにおいて、個体差補正される液晶表示装置１’の輝度設定値Ｂｒβが設定された場合の基準液晶表示装置１α内の温度である推定温度値Ｔｐα’を算出する（ステップＳ１６）。
【００６８】
次に、第２温度補償部５５は、基準液晶表示装置１αにおいて、個体差補正される液晶表示装置１’の輝度設定値Ｂｒβが設定され、基準液晶表示装置１α内の温度が推定温度Ｔｐα’である場合の温度補償値である第２温度補償値Ｃｏα’を算出する（ステップＳ１７）。次に、第２推定輝度算出部５７は、基準液晶表示装置１αが輝度設定値Ｂｒβで安定動作されている状態で、基準液晶表示装置１α内の温度がＴｐβのときの画面輝度である第２推定輝度Ｌα’’を推定する（ステップＳ１８）。個体差補正係数算出部５９は、液晶表示装置１’の液晶パネル１の輝度における個体差を補正する個体差補正係数Ｋを算出する（ステップＳ１９）。以上より、個体差補正係数Ｋを算出することができる。ステップＳ１０からステップＳ１９は、本発明における個体差補正ステップに相当する。
【００６９】
次に、図１０を参照して、個体差補正係数Ｋを用いて個体輝度差補正の輝度制御の動作を説明する。図１０は、個体輝度差補正の輝度制御の動作を示すフローチャートである。ステップＳ０１からステップＳ０４は実施例１と同様である。次に、光量補正部３５’は、個体差補正係数Ｋを目標光量値Ｄｏに乗算して、さらに、温度補償値Ｃｏを加算して補正光量値Ｒｏ’を算出する（ステップＳ０５’）。電力量設定部９は、補正光量値Ｒｏ’に対応する電力量を設定する（ステップＳ０６）。電力量の設定は、ＰＷＭ制御をすることで、パルス電流の幅を調整する。次にバックライト駆動部１１が設定された電力量でバックライト８を駆動する（ステップＳ０７）。これにより、液晶パネル６を透過して表示される映像は、温度補償と個体差補正がされた適正な輝度で表示される。ステップＳ０７の終了後は、再びステップＳ０１からの処理が繰り返される。なお、ステップＳ１０からステップＳ１９までの処理は、工場出荷時や経年後に、輝度校正として期間を置いて実施してもよい。
【００７０】
実施例２の液晶表示装置１’によれば、個体差補正部４１が、個体差補正の対象となる液晶表示装置１’の装置内温度Ｔｐβおよび輝度設定値Ｂｒβの条件に基準液晶表示装置１αが置かれたときの画面輝度である推定画面輝度Ｌα’’を算出する。さらに、温度Ｔｐβおよび輝度設定値Ｂｒβのときの個体差補正の対象となる液晶表示装置１’の画面輝度Ｌβと推定画面輝度Ｌα’’との比を個体差補正係数Ｋとして算出する。
【００７１】
光量補正部３５’は、個体差補正係数Ｋをさらに用いて補正光量値Ｒｏ’を設定することで、同一環境条件においても生じる個体間の画面輝度のバラツキを抑制することができ、輝度特性が均一な液晶表示装置１’を量産することができる。また、工場出荷時の各液晶表示装置１’での画面輝度のバラツキだけでなく、経年後に個体輝度差補正を実施することで、同一の液晶表示装置１’におけるバックライト８および液晶パネル６の経年変化にも対応することができる。
【００７２】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００７３】
上述した実施例２では、液晶表示装置１’に輝度センサ４３が備えられていたが、これに限らず、輝度校正する際に外部センサとして取り付けてもよい。また、個体差補正部４１も液晶表示装置１’に内蔵せず外部のＰＣ等を用いて、液晶表示装置１’から必要なパラメータを通信で受信し、個体差補正係数Ｋを算出して算出結果を液晶表示装置１’に書き込む構成でもよい。この場合、輝度センサ４３はＰＣに接続してもよい。
【００７４】
上述した実施例２では、メモリ３７’に、基準液晶表示装置１αにおいて液晶モジュール３内の温度安定時における基準測定温度Ｔｐαと、基準輝度設定値Ｂｒαと、基準目標光量Ｄｏαと、基準画面輝度Ｌαとが保管されているがこれに限られない。液晶モジュール３内の起動時における測定温度と輝度設定値と目標光量と画面輝度とを、それぞれ、基準測定温度と、基準輝度設定値と、基準目標光量と、基準画面輝度として保管してもよい。
【００７５】
上述した実施例１および２における定数Ｃ、Ｄ、Ｅ，Ｆは基準液晶表示装置１αが恒温室で十分に安定動作されて測定されたデータから算出してもよいし、基準液晶表示装置１αが起動時に測定されたデータから算出してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  …  液晶表示装置
３  …  液晶モジュール
５  …  温度センサ
６  …  液晶パネル
７  …  輝度制御部
８  …  バックライト
３１  …  目標光量設定部
３３  …  温度補償部
３５  …  光量補正部
４１  …  個体差補正部
【図１】
2014123051.tif 000003
【図２】
2014123051.tif 000004
【図３】
2014123051.tif 000005
【図４】
2014123051.tif 000006
【図５】
2014123051.tif 000007
【図６】
2014123051.tif 000008
【図７】
2014123051.tif 000009
【図８】
2014123051.tif 000010
【図９】
2014123051.tif 000011
【図１０】
2014123051.tif 000012