(57)【要約】  光源が有する複数の発光素子の内の、いずれかが点灯不良となった場合であっても、照射面に照射される光の色むらと輝度むらの両方の発生を低減することができる照明装置と、この照明装置を用いた表示装置を提供すること。異なる発光色の複数の発光素子（２６）を有する、平面上に配置された複数の光源（８）を有し、光源駆動信号に基づいて発光素子（２６）それぞれの輝度を制御することで、光源（８）から照射される照射光の色と明るさとが制御可能な照明装置であって、発光素子（２６）の点灯不良を検出する点灯不良検出部（２３）と、光源駆動信号が点灯不良の発光素子（２６）に指示している輝度の大きさに基づいて、点灯不良の発光素子（２６）以外の他の発光素子（２６）の輝度補正の要否を判定する発光補正判定部（３４）と、発光補正判定部（３４）の判定にしたがって、他の発光素子の輝度補正を行う発光補正部（３５）とを備える。
2009110456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる発光色の複数の発光素子を有する、平面上に配置された複数の光源を有し、
光源駆動信号に基づいて前記発光素子それぞれの輝度を制御することで、前記光源から照射される照射光の色と明るさとが制御可能な照明装置であって、
前記発光素子の点灯不良を検出する点灯不良検出部と、
前記光源駆動信号が前記点灯不良の発光素子に指示している輝度の大きさに基づいて、前記点灯不良の発光素子以外の他の発光素子の輝度補正の要否を判定する発光補正判定部と、
前記発光補正判定部の判定にしたがって、前記他の発光素子の輝度補正を行う発光補正部とを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源駆動信号が前記点灯不良の発光素子に指示している輝度の大きさが所定の閾値以下の場合には、
前記発光補正判定部が前記他の発光素子の輝度補正が不要と判定し、
前記発光補正部による前記他の発光素子の輝度補正を行わない請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源駆動信号が前記点灯不良の発光素子に指示している輝度の大きさが所定の閾値よりも大きい場合には、
前記発光補正判定部が前記他の発光素子の輝度補正が必要と判定し、
前記発光補正部が、前記点灯不良の発光素子を有する光源の、前記点灯不良の発光素子以外の発光素子を非点灯とし、かつ、前記点灯不良の発光素子を有する光源の周囲に位置する他の光源が有する発光素子に対し輝度補正を行う請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記発光補正部による、前記点灯不良の発光素子を有する光源の周囲に位置する他の光源が有する発光素子に対する輝度補正が、前記点灯不良の発光素子を有する光源から照射されるべき照射光の色と同じ色の照射光を照射できる割合で、各色の発光素子の輝度成分を重畳するものである請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記発光補正部による、前記点灯不良の発光素子を有する光源の周囲に位置する他の光源が有する発光素子に対する輝度補正が、前記他の光源と前記点灯不良の発光素子を有する光源との距離が大きくなるにしたがって、前記輝度成分の重畳量が小さくなる請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記所定の閾値が、輝度０である請求項２〜５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源が有する前記発光素子が、赤色発光素子、緑色発光素子、および、青色発光素子を含んでいる請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記発光素子が発光ダイオードである請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
複数の前記光源が有する同じ発光色の前記発光素子の少なくとも一部が、複数個直列に接続されて一つの電流制御素子により駆動される請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
表示部を備えた表示装置であって、
前記表示部には請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置からの光が照射されることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子を有した複数の光源が平面上に配置された照明装置と、この照明装置をバックライトとして用いる表示装置に関し、特に、発光素子が点灯不良となっても、光源からの照射光の色むらや輝度むらが生じにくい照明装置と、これを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン受像機等の表示装置として、低消費電力、薄型、軽量などの特長を有する液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置の表示部に用いられる液晶パネルは、それ自体が発光しないいわゆる非発光型の表示素子である。したがって、液晶表示装置では、通常、液晶パネルの背面にバックライトと呼ばれる面発光型の照明装置が設けられていて、このバックライトから照射される光を用いて画像表示を行っている。【０００３】
バックライトは、液晶パネルに対する光源の配置の仕方により、直下型とサイドライト型（エッジライト型とも言う）とに大別される。直下型バックライトは、液晶パネルの背面側に光源が配置されるとともに、光源と液晶パネルとの間に拡散板やプリズムシートなどの光学部材を配置することにより、液晶パネルの背面全体に均一な面状光を入射させるように構成されており、例えばテレビジョン受像機用の大画面の液晶表示装置において好適に用いられている。また近年では、このような直下型バックライトの光源として、従来から用いられていた冷陰極蛍光管（ＣＣＦＴ：Cold Cathode Fluorescent Tube）よりも色再現性が高いことや、駆動回路が簡素化できることに着目されて、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が多く用いられるようになってきている。【０００４】
ＬＥＤを直下型バックライトの光源として用いる場合には、均一な面状光を実現するために、バックライトを構成するシャーシの底面上に、ＬＥＤ光源を、縦方向および横方向のいずれの方向にも多数個並べて用いられる。また、通常のテレビジョン受像器などの液晶表示装置に用いられるバックライトとしては、表示画像の色再現性を考慮して白色光を照射することが求められ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三色のＬＥＤを、近接配置したり、一つの樹脂パッケージに入れたりすることで白色（Ｗ）光源としている。【０００５】
このことは、多数個のＬＥＤが必要となることを示す一方、それぞれの光源を構成する個々のＬＥＤの明るさを調整することで、バックライトの明るさや発光色を部分部分でコントロールできることを示している。そして、このことを積極的に利用して、表示画像に応じて、バックライトの部分部分の明るさや色合いを調整する、いわゆるアクティブバックライトと呼ばれる技術が提案されている。【０００６】
ここで、上記したように、ＬＥＤを用いたバックライトでは、白色光源を得るために、通常、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを用いて一つの白色光源としている。このため、いずれか１色のＬＥＤがオープン状態となり点灯不良となると、その光源の発光色バランスが崩れて白色光源ではなくなってしまい、バックライトとしての色むらが生じる。このような状態を避けるために、故障して点灯不良となったＬＥＤを検出し、点灯不良となったＬＥＤを有する光源が有している他のＬＥＤ、すなわち、点灯不良となったＬＥＤとともに白色光源を形成するＬＥＤを非点灯にする技術が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−１０８５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来のバックライト制御方法では、バックライトに生じる色むらは回避できるものの、１つの光源の全てのＬＥＤを消灯してしまうために、その部分でバックライトからの照射光が弱くなり、バックライトの輝度むらが生じるという課題が生じる。均一な面状光源としての性能が要求されるバックライトにおいて、色むらの発生を解消すべきであることは当然であるが、明るさのバラツキである輝度むらが生じてよいはずはなく、色むらと輝度むらとの両方を解消できる技術が必要であることは言うまでもない。【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑み、光源が有する複数の発光素子の内のいずれかが点灯不良となった場合であっても、平面上に多数配置された光源からの照射光の色むらと輝度むらの両方の発生を解消することができる照明装置と、この照明装置を用いた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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる照明装置は、異なる発光色の複数の発光素子を有する、平面上に配置された複数の光源を有し、光源駆動信号に基づいて前記発光素子それぞれの輝度を制御することで、前記光源から照射される照射光の色と明るさとが制御可能な照明装置であって、前記発光素子の点灯不良を検出する点灯不良検出部と、前記光源駆動信号が前記点灯不良の発光素子に指示している輝度の大きさに基づいて、前記点灯不良の発光素子以外の他の発光素子の輝度補正の要否を判定する発光補正判定部と、前記発光補正判定部の判定にしたがって、前記他の発光素子の輝度補正を行う発光補正部とを備えたことを特徴とする。【００１０】
また、本発明にかかる表示装置は、表示部を備えた表示装置であって、前記表示部には本発明にかかる照明装置からの光が照射されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源が有する発光素子が点灯不良となった場合でも、光源から照射される照射光の色むらと輝度むらを効果的に低減することができる。【００１２】
また、本発明にかかる照明装置を、表示部に照射光を照射するバックライトとして用いることで、照明装置の光源が有する発光素子が点灯不良となった場合でも、表示画像の色むらや輝度むらを効果的に低減させた、正確な輝度制御による高品位な画像表示ができる表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態にかかるバックライトの光源駆動回路とこれに接続された光源との概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態にかかるバックライトの底面に配置された光源の配置状況を示す部分拡大図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態にかかるバックライトの輝度データ生成部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態にかかるバックライトにおける輝度補正の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施形態にかかるバックライトにおける輝度補正量規定の考え方を説明するイメージ図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態にかかるバックライトにおける輝度補正の効果を示すイメージ図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態にかかるバックライトの発光素子であるＬＥＤの配線状況を示す回路構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明にかかる照明装置は、異なる発光色の複数の発光素子を有する、平面上に配置された複数の光源を有し、光源駆動信号に基づいて前記発光素子それぞれの輝度を制御することで、前記光源から照射される照射光の色と明るさとが制御可能な照明装置であって、  前記発光素子の点灯不良を検出する点灯不良検出部と、前記光源駆動信号が、前記点灯不良の発光素子に指示している輝度の大きさに基づいて、前記点灯不良の発光素子以外の他の発光素子の輝度補正の要否を判定する発光補正判定部と、前記発光補正判定部の判定にしたがって、前記他の発光素子の輝度補正を行う発光補正部とを備えている。【００１５】
なお、点灯不良の発光素子以外の他の発光素子として、少なくとも、点灯不良となった発光素子を有する光源の点灯不良となった発光素子以外の発光素子と、点灯不良となった発光素子を有する光源と隣接する他の光源が有する発光素子を含む。また、点灯不良となった発光素子を有する光源と隣接する他の光源にさらに隣接する、別の光源が有する発光素子を含む場合もあり、さらにその外側に隣接する光源が有する発光素子までをも、発光補正判定部における輝度補正の要否判定の対象とする場合もある。【００１６】
この構成によれば、点灯不良となった発光素子を検出し、光源駆動信号が点灯不良となった発光素子に対して指示する輝度の大きさに基づいて、点灯不良となっていない他の発光素子に対する輝度補正の要否を判定できる。これにより、光源が有するいずれかの発光素子が点灯不良となった場合でも、点灯不良となった発光素子が求められている輝度の大きさによって他の発光素子の輝度補正を行わないようにすれば、点灯不良となった発光素子が検出されたときにその光源が有する全ての発光素子を一律に非点灯とする場合と比べて、照射光に生じる色むらや輝度むらを低減することができる。【００１７】
また、前記光源駆動信号が前記点灯不良の発光素子に指示している輝度の大きさが所定の閾値以下の場合には、前記発光補正判定部が前記他の発光素子の輝度補正が不要と判定し、前記発光補正部による前記他の発光素子の輝度補正を行わないことが好ましい。【００１８】
このようにすることで、光源駆動信号が点灯不良の発光素子に指示している輝度が低い場合には、点灯不良の発光素子が実質的に機能するものではない、すなわち、その発光素子が発光しなくても実質的な影響が生じないとして、正常に発光する他の発光素子をそのまま用いることができる。このため、光源が有する発光素子が点灯不良となった場合でも、その光源を非点灯とすることなく、照射光に生じる色むらと輝度むらとを低減させることができる。【００１９】
また、前記光源駆動信号が前記点灯不良の発光素子に指示している輝度の大きさが所定の閾値よりも大きい場合には、前記発光補正判定部が前記他の発光素子の輝度補正が必要と判定し、前記発光補正部が、前記点灯不良の発光素子を有する光源の、前記点灯不良の発光素子以外の発光素子を非点灯とし、かつ、前記点灯不良の発光素子を有する光源の周囲に位置する他の光源が有する発光素子に対し輝度補正を行うことが好ましい。【００２０】
このようにすることで、光源駆動信号が点灯不良の発光素子に指示している輝度が高い場合には、点灯不良が生じた発光素子を有する光源の他の発光素子を非点灯として、その光源からの照射光に色むらが生じることを防止することができる。合わせて、点灯不良が生じた発光素子を有する光源を非点灯とすることによって生じる照射光の輝度むらを、非点灯とした光源の周囲に位置する他の光源が有する発光素子の輝度を補正することにより低減することができる。【００２１】
さらに、前記発光補正部による、前記点灯不良の発光素子を有する光源の周囲に位置する他の光源が有する発光素子に対する輝度補正が、前記点灯不良の発光素子を有する光源から照射されるべき照射光の色と同じ色の照射光を照射できる割合で、各色の発光素子の輝度成分を重畳するものであることが好ましい。【００２２】
このようにすることで、点灯不良の発光素子を有するために全ての発光素子を非点灯とした光源から照射されるはずであった照射光を、その周囲に位置する他の光源で補うことができ、照射光の色むらと輝度むらの発生を効果的に低減することができる。【００２３】
さらにまた、前記発光補正部による、前記点灯不良の発光素子を有する前記光源の周囲に位置する他の光源が有する発光素子に対する輝度補正が、前記他の光源と前記点灯不良の発光素子を有する前記光源との距離が大きくなるにしたがって、前記輝度成分の重畳量が小さくなることが好ましい。【００２４】
このようにすることで、点灯不良の発光素子を有するために全ての発光素子を非点灯とした光源から照射されるはずであった照射光を、周囲に位置する他の光源からの照射光で補正する際に、周囲の光源の輝度補正量の変化を小さくして行うことができ、非点灯の光源の周囲の光源からの照射光の明るさの変化を滑らかにして、より効果的に照射光の輝度むらを低減することができる。【００２５】
なお、前記所定の閾値が、輝度０であるとすることが好ましい。このように、正常に点灯する他の発光素子に対する補正を行うか否かの閾値を、輝度０とすることで、照射光の色むらと輝度むらが発生する可能性がある場合には、確実に他の発光素子の輝度補正を行うことができる。【００２６】
また、前記光源が有する前記発光素子が、赤色発光素子、緑色発光素子、および、青色発光素子を含んでいることが好ましく、さらに、前記発光素子が発光ダイオードであることが好ましい。【００２７】
さらにまた、複数の前記光源が有する同じ発光色の前記発光素子の少なくとも一部が、複数個直列に接続されて一つの電流制御素子により駆動されることが好ましい。【００２８】
このようにすることで、照明装置として多数の発光素子を有する場合でも、発光素子を駆動する電流制御素子の数が少なくてすむ実用的な回路を得ることができる。【００２９】
また、表示部に光を照射する照明装置として、上記本発明にかかる照明装置における好ましい各種の形態を採用することで、より良好な画像表示を行うことができる表示装置を得ることができる。【００３０】
以下、本発明の照明装置およびこれを備えた表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、本発明にかかる表示装置を、透過型液晶パネルを表示部として備えたテレビジョン用の液晶表示装置として、本発明にかかる照明装置をそのバックライトとして使用したものを例示して説明するが、この説明は本発明の適用対象を限定するものではない。本発明にかかる表示装置の表示部としては、例えば半透過型液晶表示素子を用いることができる。また、本発明にかかる表示装置の用途は、テレビジョン用の液晶表示装置に限定されず、コンピュータモニタや、駅や美術館等の公共施設での情報ディスプレイモニタなど広範な用途に使用することができる。【００３１】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施形態にかかる表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図１に示すように、本実施形態にかかる液晶表示装置１は、表示部である液晶パネル２と、この液晶パネル２で画像表示を行うために必要な透過光を照射する照明装置であるバックライト７とを備えている。なお、画像表示を行うための信号処理を行う映像表示回路や、アクティブバックライトとしてバックライトの部分部分の色合いや明るさを調整するための制御回路、駆動回路などは、図１では図示を省略している。【００３２】
液晶パネル２は、画素を透過する透過光量を制御することで画像を表示する透過型の表示素子であり、多階調での画像表示が可能であればそのタイプに制限はなく、ＴＦＴなどのスイッチング素子を用いたアクティブマトリックス型か、単純マトリックス型であるかは問わない。また、液晶表示のモードとしても、垂直配向型のいわゆるＶＡモードタイプや、ＩＰＳタイプ、ＯＣＢタイプなどの各種の表示モードの液晶パネルを使用することができる。【００３３】
なお、本発明において液晶パネル２は、従来周知のものをそのまま用いることができるので、図面を用いた詳細な説明は省略するが、図示しない液晶層と、液晶層を狭持する一対の透明基板３，４と、透明基板３，４の各外側表面上にそれぞれ設けられた一対の偏光板５，６とを備えている。また、液晶パネル２には、液晶パネル２を駆動するためのドライバ回路が設けられ、フレキシブルプリント基板などを介して、表示装置としての駆動回路と接続されている。【００３４】
例えば本実施形態における液晶パネル２は、アクティブマトリクス型の液晶パネルであり、マトリクス状に配置された走査線およびデータ線へ走査信号およびデータ信号を供給することにより、液晶層を画素単位に駆動可能に構成されている。つまり、各画素は、走査線およびデータ線の各交点近傍に設けられたスイッチング素子（ＴＦＴ）が走査線の信号にてオン状態とされたときに、データ線から画素電極へ書き込まれるデータ信号の電位レベルに応じて液晶分子の配列状態が変化することにより、データ信号に応じた階調表示を行う。すなわち、液晶パネル２では、バックライト７から偏光板６を介して入射された光の偏光状態が液晶層によって変調され、かつ、偏光板５を通過して監視者側に出射していく光量が制御されることにより、所望の画像が表示される。【００３５】
バックライト７は、複数の発光素子であるＬＥＤを有する光源８が、金属や樹脂からなる有底枠状のシャーシ９の底面に多数配置されたものである。本実施形態にかかる液晶表示装置１のバックライト７は、一つの光源８それぞれが、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の三色のＬＥＤをそれぞれ一つずつ有している。バックライト７からの照射光は、液晶パネル２の背面側の面である照射面に照射される。また、本実施形態の液晶表示装置１のバックライト７は、液晶パネル２で表示される表示画像に基づいて、それぞれの光源８から照射される照射光の色や明るさを制御することで、液晶パネル２の背面側に照射されるバックライト７からの照射光の色と輝度とを部分部分で変化させるアクティブバックライト方式を採用している。【００３６】
図１で概略を示すように、光源８はシャーシ９の底面である平面上に、縦方向および横方向に多数個が配列されている。この光源８の個数は、バックライト７としてどの程度の明るさが必要かという観点や、アクティブバックライトとして、液晶パネル２の照射面における照射光の色合いや輝度のコントロールをどの程度の細かさで行うかという観点などから適宜定められるものである。なお、例えば３８インチクラスのテレビジョン受像機の場合の光源８の数は、数百個のものから数千個用いられるものなどもある。【００３７】
次に、図２を用いて、本実施形態の液晶表示装置１での画像表示における信号処理について説明する。図２は、本実施形態にかかる液晶表示装置１の駆動回路構成を示す概略ブロック図である。なお、本実施形態において、バックライトの駆動を説明するために適宜ブロック図を用いて説明するが、このブロック図は駆動回路や信号処理回路を概念上わかりやすくするためのものである。したがって、一つの回路基板上に構成された回路を機能的に分けて別々のブロックとする場合もあり、ブロック図で示した個々のブロックに対応する、別個の回路構成などのハードウェアが必ずしも存在するわけではない。【００３８】
図２に示すように、入力された映像信号に基づいて、映像信号処理回路１１で画像信号と光源制御信号とが生成される。【００３９】
光源制御信号は、液晶パネル２で表示される画像を規定する画像信号に対応して、バックライトから照射される照射光の色と明るさとを制御するための信号である。本実施形態で採用されるアクティブバックライト方式では、液晶パネル２に表示される表示画像に対応して、光源からの照射光が制御される。例えば、暗い画像が表示されている部分で、光源からの照射光を暗くしたり、また、単色の画像が表示されている部分で、光源からの照射光を表示画像の色と合わせたりすることが行われる。このようにすることで、液晶パネルの表示領域全面に対して常に最大値となる光量を照射し続ける従来のバックライトと比較して、バックライトの消費電力を低減できるほか、いわゆる黒浮きを無くして表示画像のコントラストを向上したり、色純度の高い画像を表示したりすることができる。【００４０】
画像信号は、表示部である液晶パネル２の各画素にどのような階調を与えるかを定める信号、すなわち各画素における透過率を制御する信号である。この画像信号は、通常、液晶表示装置１として表示すべき表示画像を規定する映像信号として与えられた、液晶パネル２の各画素を構成するＲ、Ｇ、Ｂ三色のサブ画素それぞれの階調信号である。なお、映像信号から得られた液晶パネル２での各画素の階調信号に対して、映像信号処理回路１１によって、その画素が存在する表示領域に照射されるバックライト７からの照射光の色と輝度とに応じた補正を加えて、表示画像のさらなる高階調化を図ったり、バックライト７の消費電力のさらなる低減を図ったりすることが行われる場合もある。【００４１】
画像信号は階調制御回路１２に入力されて、垂直方向と水平方向との走査によって１つの画像を表示することができるように、水平駆動信号と垂直駆動信号とに分割される。水平駆動信号と垂直駆動信号は、それぞれ水平駆動回路１４と垂直駆動回路１５を駆動させる。そして、液晶パネル２において、垂直駆動回路１５により順次選択された走査線１７に対応して、水平駆動回路１４からデータ線１８を介して画像表示のための階調信号が順次各画素に与えられることで表示画像が形成される。【００４２】
光源制御信号は、光源制御回路１３に入力され、光源制御回路１３で、複数の光源８それぞれに対してその照射すべき照射光の色と明るさとを指示する光源駆動信号が生成される。本実施形態では、上記したように、それぞれの光源８は、発光素子であるＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを有しているため、光源駆動信号は、それぞれの光源８が有するＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤそれぞれの、本来求められる発光輝度を指示する信号である。【００４３】
光源駆動信号は、光源制御回路１３内で、後述する輝度補正が必要に応じて加えられて、輝度データに変換される。輝度データは、発光素子であるＬＥＤそれぞれの実際の発光輝度を決定する信号であり、この輝度データが、ＬＥＤのドライバである光源駆動回路１６に印加される。そして、光源駆動回路１６が、それぞれのＬＥＤに印加される電圧または電流を個別に制御して、接続線１９を介してそれぞれのＬＥＤに供給する。【００４４】
図３は、光源制御回路１３および光源駆動回路１６と、光源８との構成をより詳細に示したブロック構成図である。図３に示すように、光源制御回路１３は、輝度データ生成部２１とタイミングコントローラ２２とを有し、また、光源駆動回路１６は、発光素子ドライバ２３を有している。【００４５】
輝度データ生成部２１は、映像信号処理回路１１で生成された光源制御信号から、それぞれの光源が照射すべき照射光の色と明るさを指示する光源駆動信号を生成し、この光源駆動信号の指示に従って、各光源が有する発光素子であるＲ、Ｇ、Ｂ三色の各ＬＥＤが発光すべき本来の輝度を示す発光データを生成する。そしてさらに、ＬＥＤの点灯不良を検出した際には、必要に応じて所定のＬＥＤの輝度補正を行い、この輝度補正後の各ＬＥＤの輝度を示す輝度データを生成する。なお、輝度データ生成部２１の構成については、後に詳述する。【００４６】
ＬＥＤの輝度は、基本的には駆動電流によって制御されるため、輝度データは、それぞれのＬＥＤに流されるべき電流値のデータに相当する。また、近年では、ＬＥＤに流される駆動電流が変化することで生じる、ＬＥＤ発光色の微妙な変化を避けるために、ＬＥＤに流される電流をＰＷＭ制御することが行われている。この場合、輝度データには、ＬＥＤの発光時間の割合、いわゆるＤｕｔｙの値も含むことになる。【００４７】
また、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色の各ＬＥＤにおける電流輝度特性はそれぞれ異なるため、各色毎の輝度データは、それぞれのＬＥＤの特性を考慮した値となっている。さらに、一つの光源がＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを一つずつ有しているのではなく、例えば赤色（Ｒ）青色（Ｂ）のＬＥＤを一つずつと、緑色（Ｇ）のＬＥＤを２個有している場合などでは、これら４つのＬＥＤからの照射光を合わせたものが、光源として求められる照射光の色と明るさとなるように、輝度データ生成部２１が、それぞれのＬＥＤに与えられる輝度データを生成する。【００４８】
タイミングコントローラ２２は、光源駆動回路１６に対して、信号転送のタイミングを制御しながら、ＬＥＤの輝度データと各ＬＥＤを駆動するタイミング制御信号を出力する。さらに、光源駆動回路１６から点灯不良検出データを得るタイミングを制御する。【００４９】
光源駆動回路１６は、輝度データを用いて発光素子ドライバの電流値または、Ｄｕｔｙ値に変換して発光素子ドライバを駆動する。さらにタイミング制御信号を用いて発光素子ドライバのタイミングを制御する。【００５０】
発光素子ドライバ２３は、入力された電流値およびＤｕｔｙ値に基づいて、各ＬＥＤを実際に駆動するためのドライバ回路である。本実施形態では、光源８が有する発光素子である赤色（Ｒ）ＬＥＤ２６Ｒ、緑色（Ｇ）ＬＥＤ２６Ｇ、青色（Ｂ）ＬＥＤ２６Ｂそれぞれに対して、一つずつの発光素子ドライバ（Ｒ）２３Ｒ、発光素子ドライバ（Ｇ）２３Ｇ、発光素子ドライバ（Ｂ）２３Ｂが設けられている。なお、図３では、一つの光源８に対応する部分の構成のみを示しているが、発光素子ドライバ２３は、全ての光源８が有するＬＥＤ２６の数だけ存在している。【００５１】
例えば赤色（Ｒ）ＬＥＤ２６Ｒの発光素子ドライバ（Ｒ）２３Ｒは、電流制御素子である電流源２４Ｒと、ＬＥＤ２６Ｒに流れる電流を監視するための検出抵抗２５Ｒとを有している。そして、赤色（Ｒ）ＬＥＤ２３Ｒの輝度を規定する、輝度データ（Ｒ）とタイミング制御信号に基づいて、電流源２４Ｒを調整して接続線１９を介してＬＥＤ２６Ｒに流れる電流値を調整し、また、発光時間のＤｕｔｙ値をコントロールしてその輝度を制御する。【００５２】
緑色（Ｇ）ＬＥＤ２６Ｇの発光素子ドライバ（Ｇ）２３Ｇ、および、青色（Ｂ）ＬＥＤ２６Ｂの発光素子ドライバ（Ｂ）２３Ｂも同様に、それぞれのＬＥＤ２６Ｇ，２６Ｂの輝度データ（Ｇ）（Ｂ）とタイミング制御信号に対応して、電流源２４Ｇ、２４Ｂを調整して、さらにＤｕｔｙ値を調整して、それぞれのＬＥＤ２６Ｇ、２６Ｂの発光輝度を制御する。【００５３】
なお、上記したように、発光素子ドライバ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、それぞれが駆動させるＬＥＤ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂに流れる電流を検出抵抗２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂで監視しながら輝度調整を行っている。このように常にＬＥＤを流れる電流を検出しているため、ＬＥＤがオープン不良となって点灯不良が生じたときには、検出抵抗２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂによって直ちに検出することができる。したがって、発光素子ドライバ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂは、それぞれが駆動するＬＥＤ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂの点灯不良検出部としての機能も果たすことになる。【００５４】
そして、本実施形態のバックライト７では、それぞれのＬＥＤを常に監視することで得られたＬＥＤの点灯不良検出データを輝度データ生成部２１にフィードバックして、点灯不良となったＬＥＤの周囲に位置する他の正常なＬＥＤの輝度補正を行って、バックライトからの照射光の色むらと輝度むらとを低減するものである。【００５５】
次に、図４から図６を用いて、本実施形態にかかるバックライト７において、発光素子であるＬＥＤに点灯不良が生じたときの輝度補正動作について説明する。【００５６】
図４は、本実施形態のバックライト７のシャーシ底面上に配置された、光源８を示している。図４では、多数個配置されている光源８の中から、縦５個横５個の合計２５個を図示している。もちろん、光源８は、図４に示した２５個以外にも、図４における上下左右の方向にさらに連続して配置されている。また、図４では、これら２５個の光源８各々を、その配置位置に対応させて、ａｒｅａ（ｘ，ｙ）として表すこととする。それぞれの光源８が、３色のＬＥＤ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂを有しているのは既に説明したとおりである。【００５７】
ここで、図４に示した２５個の光源の内、中央のａｒｅａ（３，３）に位置する光源が有する赤色（Ｒ）ＬＥＤが点灯不良となったとして、本実施形態のバックライトにおける、一つのＬＥＤが点灯不良となった場合の輝度補正について、図５および図６を用いて説明する。なお、図５は、本実施形態にかかるバックライトの輝度データ生成部２１のブロック構成図であり、図６は、本実施形態にかかるバックライトにおけるＬＥＤの輝度補正の動作を示すフローチャートである。【００５８】
図５に示すように、輝度データ生成部２１は、光源駆動信号生成部３１，発光データ生成部３２、点灯不良素子確認部３３，発光補正判定部３４、発光補正部３５を有している。【００５９】
光源駆動信号生成部３１は、光源であるバックライト全体に対して、バックライトの部分部分での照射光の色と明るさを規定する信号である光源制御信号に基づいて、バックライト内部に配置された、光源それぞれが照射すべき照射光の色と明るさを指示する光源駆動信号を生成する。具体的には、液晶パネルで画像が表示されるタイミングと、個々の光源が配置されている位置に関する情報を勘案して、バックライト全体として求められた照射光分布を実現するために、それぞれの光源からの照射光を規定する。【００６０】
発光データ生成部３２は、入力された、それぞれの光源が照射すべき照射光の色と明るさとを規定する光源駆動信号に基づいて、その照射光を得るために必要な、光源を構成するＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤそれぞれの発光輝度を示す発光データを生成する。【００６１】
点灯不良素子確認部３３は、発光素子ドライバ２３が兼ねる点灯不良検出部で検出された、ＬＥＤの点灯不良検出データを記憶するメモリ機能と、点灯不良データの生成機能とを有している。そして、点灯不良素子確認部３３では、現時点でどのＬＥＤが点灯不良となっているかを常に把握している。点灯不良ＬＥＤの位置は、例えば図４に示したようなそれぞれの光源の位置を示す座標、もしくは、それぞれの光源に付された番号と、そのＬＥＤの色を表す指標文字や番号などを用いて特定することができる。そして、点灯不良素子確認部３３から、点灯不良となっているＬＥＤを特定する点灯不良素子データが出力される。【００６２】
発光補正判定部３４では、発光データ生成部３２で得られた発光データと、点灯不良素子確認部３３で生成された点灯不良素子データに基づき、光源駆動信号から得られた発光データが、点灯不良となっているＬＥＤに対して所定の閾値より大きな輝度で発光するよう指示しているか否かを判定する。そして、点灯不良となっているＬＥＤが所定の閾値より大きな輝度で発光することが指示されている場合には、発光補正判定部３４は、点灯不良となっているＬＥＤ以外の、他のＬＥＤの輝度補正が必要であると判定して、発光補正部３５に輝度補正を行うよう補正指示をする。【００６３】
また、点灯不良になっているＬＥＤに対し、光源駆動信号から得られた発光データが、所定の閾値以下の輝度での発光を指示している場合には、発光補正判定部３４は、点灯不良となっているＬＥＤ以外の、他の正常に発光するＬＥＤでの輝度補正が不要であると判断して、発光補正部３５に輝度補正を行う補正指示を出さない。【００６４】
ここで、所定の閾値は、ある一つのＬＥＤに対して発光データにより発光が指示されている場合に、仮にそのＬＥＤが点灯不良となっていて発光しなくても、光源から照射される照射光の色や輝度に実質的な影響が出ない範囲で定められる。発光データにより発光を指示された点灯不良となったＬＥＤの発光輝度が、実質上光源からの照射光の色や輝度に影響を与えない範囲のものであれば、そのＬＥＤが発光しなかったとしても、問題が生じないからである。当然ながら、最も厳密に照射光の色むらと輝度むらを防ぐためには、この閾値を輝度０と設定すればよい。【００６５】
発光補正部３５は、発光補正判定部３４から輝度補正の指示があった場合には、点灯不良となっているＬＥＤ以外の他のＬＥＤに対して、それぞれのＬＥＤにおける輝度補正量を算出する。そして、点灯不良となっているＬＥＤ以外の他のＬＥＤに対して、本来の発光輝度として指示されていた発光データに算出された輝度補正量を重畳して、輝度補正後のＬＥＤの発光輝度を示す輝度データを出力する。【００６６】
一方、発光補正部３５は、発光補正判定部３４から輝度補正の指示が無かった場合には、発光データ生成部３２から入力された発光データをそのまま輝度データとして出力する。【００６７】
以上の輝度データ生成部２１での輝度データの生成処理の内容について、図６のフローチャートを用いて説明する。【００６８】
図６に示すように、最初のステップＳ１０１で、発光データ生成部３２が、光源駆動信号から光源が有するそれぞれのＬＥＤでの発光データを生成する。上記したように、発光データは、発光素子であるＬＥＤに点灯不良が生じていない場合に、光源が照射すべき照射光の色と強さを実現するために、光源が有するＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤに求められる輝度を示す信号である。また、発光データは、発光素子であるＬＥＤそれぞれに対応した信号であり、対象とするＬＥＤを有する光源の位置の情報を含んでいる。【００６９】
次のステップＳ１０２で、発光補正判定部３４が、得られた発光データが点灯不良のＬＥＤの発光を指示しているか否かを判断する。そして、点灯不良のＬＥＤの発光を指示している場合、すなわち点灯不良のＬＥＤが使用される場合には、次のステップＳ１０３に進む。一方、点灯不良のＬＥＤが使用されない場合には、ステップＳ１０７に進む。【００７０】
点灯不良のＬＥＤを使用する場合、すなわちステップＳ１０２でＹｅｓの場合には、発光補正判定部３４が、発光データが、点灯不良のＬＥＤに対してあらかじめ設定された閾値より大きな輝度の発光を指示されているか否かを判断する。そして、点灯不良のＬＥＤに指示されている発光輝度が、あらかじめ設定された閾値より大きい場合は、発光補正判定部３４は輝度補正が必要（Ｙｅｓ）と判断する。この場合は、次のステップＳ１０４に進む。一方、点灯不良のＬＥＤに指示されている発光輝度が、あらかじめ設定された閾値より小さい場合には、発光補正判定部３４は輝度補正が不要（Ｎｏ）と判断し、ステップＳ１０６に進む。【００７１】
この発光補正判定部３４による補正の要否判断処理は、発光データ生成部３２で得られた発光データと、点灯不良素子記憶部３３で生成された点灯不良素子データに基づいて行われる。この点灯不良素子データも、点灯不良となっているＬＥＤがどの光源が有するＬＥＤであるかの情報、すなわち光源の位置情報を含んでいる。【００７２】
発光補正判定部３４での発光補正判定の具体例を、図４を用いて説明する。図４の例では、ａｒｅａ（３，３）に位置する光源の赤色（Ｒ）ＬＥＤが点灯不良となっている。このことは、この赤色ＬＥＤの点灯不良検出部である発光素子ドライバ２３で検出され、点灯不良検出データとして伝わる。【００７３】
例えば、ａｒｅａ（３，３）の光源から照射されるべき照射光が最大輝度の白色である場合は、ａｒｅａ（３，３）の光源が有するＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤ全てに対して、三色のＬＥＤからの照射光の総和が最大輝度の白色となるような発光データによって、発光が指示される。この場合には、点灯不良である赤色（Ｒ）ＬＥＤに対して、発光データによりあらかじめ設定された閾値よりも大きな値の発光輝度で発光することが指示されることとなる。したがって、この場合には、発光補正判定部３４は輝度補正が必要であると判断し、発光補正部３５に対し補正指示が出される。【００７４】
一方、ａｒｅａ（３，３）に位置する光源から照射されるべき照射光が、緑色（Ｇ）単色、青色（Ｂ）単色、または、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）のＬＥＤの発光のみで表現できるシアン系の色である場合は、発光データは、赤色（Ｒ）ＬＥＤに対して不点灯状態（輝度０での発光）を指示する。また、ａｒｅａ（３，３）に位置する光源から照射光されるべき照射光が、白色ではあるがその照射輝度が極めて低い場合などのように、赤色（Ｒ）ＬＥＤの発光を必要とはするもののその輝度が非常に小さい場合がある。このような、不点灯状態（輝度０）、または、ごくわずかな輝度での発光が、発光データにより発光不良となっている赤色（Ｒ）ＬＥＤに指示された場合には、点灯不良となっている赤色ＬＥＤが発光しなかったとしても、光源から照射される照射光に対して与える影響は実質的に無視できるレベルである。このように、点灯不良となっているＬＥＤに指示される発光輝度が、そのＬＥＤが点灯不良となっていたために発光しなかったとしても無視できるレベルであるとして定められた閾値以下の値である場合には、発光補正判定部３４は、輝度補正が不要であると判断する。【００７５】
ステップＳ１０３で輝度補正が必要（Ｙｅｓ）とされた場合には、次のステップＳ１０４において、発光補正部３５が、点灯不良のＬＥＤを有する光源が有する他のＬＥＤ、つまり、ａｒｅａ（３，３）の緑色（Ｇ）ＬＥＤと青色（Ｂ）ＬＥＤに対して、これを非点灯、すなわち輝度０とする非点灯データを生成する。【００７６】
次に、ステップＳ１０５で、発光補正部３５が、点灯不良のＬＥＤを有するａｒｅａ（３，３）に位置する光源の周囲に位置する他の光源が有するＬＥＤに対して、そのＬＥＤの輝度を高くする輝度重畳データを生成する。この輝度重畳データは、点灯不良のＬＥＤを有するａｒｅａ（３，３）に位置する光源が照射すべきであった照射光の色と強さに応じられて定められるものである。【００７７】
点灯不良のＬＥＤを使用している場合には、ステップＳ１０６で、点灯不良のＬＥＤに対する輝度データを非点灯のデータとする。このようにすることで、例えば複数のＬＥＤを直列に接続し、一括して制御する場合にも対応できることになる。【００７８】
ステップＳ１０７では、発光補正部３５が、上記のステップＳ１０４で得られた非点灯データと、ステップＳ１０５で得られた輝度重畳データに基づいて、それぞれのＬＥＤが実際に発光すべき輝度を示す輝度データを生成する。すなわち、点灯不良のＬＥＤを有する光源の、点灯不良となったＬＥＤ以外の他のＬＥＤに対しては、発光補正部３５が、本来そのＬＥＤが発光すべき輝度を示す発光データがどのようなものであったとしても、非点灯とする輝度データを生成する。一方、点灯不良のＬＥＤを有する光源の周囲に位置する光源が有するＬＥＤについては、発光補正部３５が、本来それぞれのＬＥＤが必要とされる輝度を示す発光データに、輝度重畳データ分を重畳した輝度が得られる輝度データを生成する。【００７９】
また、ステップＳ１０３で、輝度補正が不要である（Ｎｏ）と判断された場合には、点灯不良のＬＥＤの近傍に位置する他のＬＥＤに対して、発光補正部３５が、本来それぞれのＬＥＤに対して指示された発光輝度で発光するための発光データを、そのままそのＬＥＤの輝度データとして生成する。ここで、点灯不良のＬＥＤの近傍に位置する他のＬＥＤとしては、点灯不良のＬＥＤを有する光源が有する他のＬＥＤと、点灯不良のＬＥＤを有する光源に隣接し、補正が必要と判断された場合に、ステップＳ１０５で補正分の輝度が重畳されたＬＥＤの両方をさす。【００８０】
輝度補正部３５で生成された輝度データは、ステップＳ１０８で、タイミングコントローラ２２を介して発光素子ドライバ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂに伝えられ、それぞれのＬＥＤが点灯駆動される。【００８１】
次に、図６で示した輝度補正の内容を、再び図４を用いて具体的に説明する。【００８２】
今、輝度補正を行うＬＥＤを、点灯不良のＬＥＤを有するａｒｅａ（３，３）に位置する光源と隣り合う、ａｒｅａ（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）に位置する８つの光源がそれぞれ有するＬＥＤであるとする。そして、それぞれの光源において白色光を照射する場合に三色のＬＥＤそれぞれの輝度データを、赤（Ｒ）＝１００、緑（Ｇ）＝１００、青（Ｂ）＝１００であるとする。なお、この輝度データは、上記したようにＲ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤの特性を考慮して定められた電流値または発光時間のＤｕｔｙの値である。また、上記したａｒｅａ（３，３）の周囲に位置する、８つの光源の有するＬＥＤに対する輝度補正量が３０％であったとする。【００８３】
この場合には、まず、ａｒｅａ（３，３）に位置する光源の緑色（Ｇ）ＬＥＤと、青色（Ｂ）ＬＥＤに対しては、発光補正部３５により、非点灯とする輝度データが生成される。また、発光補正部３５から、輝度補正を行う、ａｒｅａ（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）に位置する８つの光源の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各ＬＥＤに対して、発光輝度を１３０（１００＋１００×０．３）とする輝度データを与える。【００８４】
上記の例では、それぞれの光源からの照射光が全て同じ輝度の白色光であることを前提としたため、輝度補正後のＬＥＤの輝度を規定する輝度データは、８つのａｒｅａ（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）全ての光源が有する同じ色のＬＥＤに対して、同じ電流値となっている。しかし、輝度補正を行う、周辺の８つのａｒｅａ（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）の光源がそれぞれ有する同じ色のＬＥＤに対し、発光データとして指示される輝度が異なる場合は、その輝度に補正分が重畳された輝度が、輝度補正部３４から各ＬＥＤへの輝度データとして与えられるため、それぞれのＬＥＤの発光輝度が異なることは言うまでもない。【００８５】
さらに、上記例では、輝度補正を行う光源での補正量を３０％として説明したが、この数値は、点灯不良のＬＥＤを有する光源の全てのＬＥＤを非点灯とし、光源自体を非点灯としたことによって生じる照射光の輝度むらを目立たなくすることができる範囲で適宜設定すればよい。【００８６】
ここで、図７を用いて、輝度補正量の決め方について説明する。【００８７】
図７（ａ）は、一つの光源から照射される照射光による、光源に対向する仮想の照射面における照度の分布を示している。本実施形態では、本発明にかかる照明装置をバックライトとして使用しているから、この仮想の照射面は、実際にはバックライトに対向する液晶パネルの背面側の面に相当する。なお、図７においても、図４と同様に光源が縦に５個、横に５個の計２５個配置された状態を考えるものとし、それぞれの光源の座標は、図４と同じように表示するものとする。また、光源に対向する照射面も光源と同じ座標で示すこととする。なお、図面が煩雑にならないよう、図７（ａ）（ｂ）では四隅に位置する（１，１）（１，５）（５，１）（５，５）の４つの座標のみを表示している。【００８８】
図７（ａ）に示すように、中央に位置するａｒｅａ（３，３）に位置する光源が発光輝度１００で点灯した場合には、これに対向する照射面の中央の領域（３，３）で１００の輝度に相当する照度が得られるとする。このとき、一つの光源から、隣り合う光源が対向する領域に漏れる照射光の割合を３０％とすると、他の光源が消灯していたとしても、中央の光源からの照射光の漏れ光により、対向面の中央の領域（３，３）に隣接する８つの光源に対向する領域（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）には、光源の発光輝度が３０（１００×０．３）であった場合に相当する照度となる。また、仮想の対向面において、さらにその周囲に隣接する１６の光源に対向する領域（１，１）（１，２）（１，３）（１，４）（１，５）（２，１）（２，５）（３，１）（３，５）（４，１）（４，５）（５，１）（５，２）（５，３）（５，４）（５，５）には、光源の輝度が９（１００×０．３×０．３）であった場合に相当する照度となる。【００８９】
したがって、中央のａｒｅａ（３，３）に位置する光源が点灯不良で照射光が得られない場合でも、図７（ｂ）に示すように、中央の光源に隣接する８つの光源が照射する対向面の領域（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）での照射光の照度を３０％の補正分を重畳した照度１３０となるようにすることにより、中央の光源に対向する領域（３，３）では、補正分として、７２（３０×０．３×８）の照度が得られることになる。【００９０】
このようにして、点灯していない光源に対向する領域が得られる照度は、その周囲に隣接する光源からの照射光の漏れ光の和として考えることができるから、対向面における非点灯の光源に対向する領域で必要な照度を定めることで、非点灯の光源に隣接する光源の輝度重畳量を定めることができる。【００９１】
また、上記の例では、輝度補正を行う光源を、点灯不良のＬＥＤを有する光源と隣り合う８つの光源としたが、これに限られるものではなく、さらにその周囲の、ａｒｅａ（１，１）（１，２）（１，３）（１，４）（１，５）（２，１）（２，５）（３，１）（３，５）（４，１）（４，５）（５，１）（５，２）（５，３）（５，４）（５，５）に位置する１６個の光源でも輝度補正を行うようにしても良い。【００９２】
特に、非点灯とする光源を２重以上に取り囲む光源の範囲にまで輝度補正を行う領域を広げる場合には、非点灯とした光源との距離が大きくなるにしたがって、輝度補正としての重畳分を小さくすることが好ましい。例えば、図４において、図示されたａｒｅａ（３，３）を取り囲む２４個の光源全てで輝度補正をする場合は、非点灯とするａｒｅａ（３，３）に位置する光源と隣り合う、８つのａｒｅａ（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）の光源での補正割合を３０％とし、その外側のａｒｅａ（１，１）（１，２）（１，３）（１，４）（１，５）（２，１）（２，５）（３，１）（３，５）（４，１）（４，５）（５，１）（５，２）（５，３）（５，４）（５，５）に位置する１６個の光源での補正割合を９％とすることができる。このようにすることで、輝度補正を行う光源からの照射光の輝度と、輝度補正を行わない、より外側に位置する光源からの照射光の輝度との差を低減できるので、輝度分布の差が滑らかになり、さらに均一な照射光の分布を得ることができる。【００９３】
次に、このような輝度補正を行った場合の効果について、図８を用いて説明する。【００９４】
図８は、本実施形態のバックライトにおける、点灯不良のＬＥＤを有する光源の全てのＬＥＤを非点灯とし、光源自体を消灯した場合に生じる照射光の輝度のバラツキを、上記した輝度補正で解消できることを示すイメージ図である。【００９５】
図８（ａ）（ｂ）（ｃ）それぞれにおいて上段は、図７と同様に図４に示した縦５個横５個の合計２５個の光源から照射される照射光の、仮想の照射面４１における照度の分布を示している。上記したように、本実施形態では本発明にかかる照明装置をバックライトとして使用しているから、この仮想の照射面４１は、実際にはバックライトに対向する液晶パネルの背面側の面に相当する。また、この仮想の照射面４１も、それぞれ対応する光源の配置領域と同じ形式で表現される位置座標で規定されるとする。すなわち、図４におけるａｒｅａ（１，１）に配置された光源に対向する照射面の微細領域が、図８（ａ）に示す領域（１，１）である。【００９６】
また、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）それぞれの下段は、上段に示した２５個の照射面の微細領域の内、それぞれＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’線で示した、中央に位置する領域（３，１）から領域（３，５）における、照射面での照度５１，５３，５５と、これらに対向する光源の照射光の輝度５２，５４，５６とを示している。それぞれの光源からの輝度５２、５４、５６は棒グラフで表し、照射面での照度５１，５３，５５は線グラフで表している。なお、輝度についても照度についても、図８の下段の各図中において、上側ほどその数値が高い、すなわち明るいものとする。ただし、その大きさは相対的なものであり、絶対値としての大小を示すものではない。また、図４を用いて説明したのと同じく、それぞれの光源からは、同じ輝度での白色光が照射される場合を想定することとする。【００９７】
図８（ａ）は、対象とする５×５の２５個の光源全てが、点灯不良のＬＥＤを有さず、与えられた発光データのとおりに白色光を照射している場合を示す。上段に示すとおり、照射面４１の全ての微細領域４２に均一な白色光が照射されている。すなわち、下段に示す、Ａ−Ａ’の部分の５個の微細領域に照射される照射光の輝度５２が均一であり、これに対向する５つの微細領域（３，１）〜（３，５）の照度５１も一定である。【００９８】
図８（ｂ）は、中央のａｒｅａ（３，３）に位置する光源が点灯不良のＬＥＤを有しており、中央の光源が有するＬＥＤを全て非点灯にした状態、すなわち、中央の光源自体を非点灯とした場合である。図７（ｂ）の下段に光源からの輝度５４の分布を示すように、ａｒｅａ（３，３）に位置する光源からの輝度は０となっている。このとき、図８（ｂ）の上段に示すように、照射面４１では、非点灯とした光源に対向する微細領域（３，３）が暗くなっており、また、この非点灯とした光源からの照射光が減少している分、その周囲を取り巻く８個の微細領域（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）でも輝度低下が生じている。この場合のＢ−Ｂ’線に示す微細領域での照度５３の分布は、下段に示すように、中央部の光源に対向する微細領域（３，３）で大きく落ち込み、他の、正常に点灯している光源に対向している部分の照度との差が大きくなっている。【００９９】
図８（ｃ）は、本実施形態にかかるバックライトの輝度補正部での輝度補正が行われた状態である。中央部のａｒｅａ（３，３）に位置する点灯不良のＬＥＤを有する光源の周囲に位置する、８つのａｒｅａ（２，２）（２，３）（２，４）（３，２）（３，４）（４，２）（４，３）（４，４）に位置する光源において、その輝度を向上させる輝度補正を行っている状態を示す。図８（ｃ）の上段に示すように、この場合の照射面の照度の分布は、中央の微細領域（３，３）での低下はあるものの、非点灯とした光源の周囲に位置する光源の輝度が高くなっているために、領域全体としての照度差が小さくなっている。このことは、下段の光源ごとの輝度５６の分布状況からも明らかであり、中央の非点灯となっているａｒｅａ（３，３）に位置する光源の輝度は０であるものの、これと隣り合うａｒｅａ（３，２）および（３，４）に位置する２つの光源の輝度が、そのさらに外側に隣り合う通常の輝度の照射光を照射しているａｒｅａ（３，１）および（３，５）に位置する光源の輝度よりも高くなっている。この輝度補正の結果、照射面でのＣ−Ｃ’線に相当する部分の照度５５の分布から分かるように、中央の非点灯の光源に対向する微細領域（３，３）部分の照度の低下が、図８（ｂ）の場合に比べて小さくなっている。【０１００】
このように、一つの光源を非点灯とした場合に生じる照射面での照度差を、非点灯とした光源の周囲に位置する光源の輝度を高くすることで全体的に均すことができるので、非点灯の光源が存在することにより生じる照射光の輝度むらを低減することができるのである。【０１０１】
以上説明したように、本実施形態にかかるバックライト７では、光源が有する発光素子であるＬＥＤが点灯不良である場合に、発光補正判定部３４が、光源駆動信号に基づいて、その点灯不良となっているＬＥＤが所定の閾値以上の輝度での発光が指示されている否かを判定する。そして、点灯不良となっているＬＥＤが所定の閾値以下の輝度での発光を指示されている場合には、発光補正判定部３４から発光補正部３５に対して補正指示は出されず、点灯不良となっているＬＥＤを有する光源の他のＬＥＤや、その周囲の光源が有するＬＥＤを含め、点灯不良となっているＬＥＤの近傍に位置する他のＬＥＤについての輝度の補正を行わず、表示画像に応じて定められた発光データそのままをＬＥＤの輝度データとしてＬＥＤを点灯させる。【０１０２】
このようにすることによって、従来のバックライトのように、点灯不良のＬＥＤを有する光源の他のＬＥＤを常に非点灯とする場合と比較して、点灯不良ではないＬＥＤの発光を利用することができ、バックライトから有効に照射光を得ることができるとともに、光源からの照射光の色むらと輝度むらを実用上問題のない範囲に低減することができる。【０１０３】
また、光源駆動信号が点灯不良となったＬＥＤに対して、所定の閾値よりも大きな輝度での発光を指示する場合には、発光補正判定部３４が発光補正部３５に補正指示を行うことで、発光補正部３５が、点灯不良となったＬＥＤを有する光源の他のＬＥＤを非点灯とする。その結果、一つの光源において特定の色の照射光を照射するＬＥＤが非点灯となるために生じる照射光の色むらの発生を防止することができる。さらに、この場合には、発光補正部３５は、非点灯とした光源の周囲に位置する他の光源が有するＬＥＤに対し、非点灯とした光源が本来照射すべきであった色の照射光を照射する割合で輝度を増加する輝度補正を行った輝度データを出力する。このようにすることで、光源の一つを非点灯とすることによって生じる、光源からの照射光の輝度むらを低減することができる。したがって、光源を構成するＬＥＤが点灯不良になることによって生じる、照射光の色むらと輝度むらの両方を有効に低減、もしくは、解消することができる。【０１０４】
次に、本実施形態にかかるバックライト７の変形例について、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態の変形例にかかるバックライト７における、光源が有するＬＥＤの配線構成を示す図である。図９に示す部分は、図３における発光素子ドライバ２３とＬＥＤ２６に相当する部分である。【０１０５】
上記したように、本実施形態にかかるバックライト７では、光源の数が数千個のオーダーに上る場合があり、さらに、それぞれの光源に例えばＲ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを用いた場合には、必要となるＬＥＤの個数は光源の数の三倍となり極めて膨大なものとなる。このため、全てのＬＥＤに対してそれぞれの発光素子ドライバを設けることは、いたずらにコスト増を招くことになる。そこで、通常は、近い場所に位置する複数の光源が有する同色のＬＥＤを直列に接続して、これを一つの電流制御素子で駆動することが行われている。一般的に、表示画像は、近接した領域では同じような色と明るさを有する場合が多いため、近接して配置される同じ色のＬＥＤが、ほぼ同じレベルでの発光する場合が多いからである。【０１０６】
図９に示す例では、異なる光源が有する同じ発光色の４つのＬＥＤ、ＬＥＤ６１ａ〜ＬＥＤ６１ｄが直列に接続され、これら４つのＬＥＤ６１ａ〜６１ｄに対して、一つの電流源６２が接続されている。なお、電流源６２と検出抵抗６４とが、発光素子ドライバ６５を構成している。このように、複数のＬＥＤを直列に接続し、これを１つの電流制御素子である電流源で制御することで、発光素子であるＬＥＤを駆動する為の電流制御素子の数を減らすことができるため、バックライト７の駆動回路として実用上好ましい。【０１０７】
ただし、複数のＬＥＤを直列に接続した場合、そのうち一つのＬＥＤがオープンとなって点灯不良となると電流が流れなくなることから、接続されている全てのＬＥＤが点灯できなくなってしまう。このため、図８に示すように、ＬＥＤ６１ａ〜６１ｄは、それぞれ並列にスイッチング素子６３ａ〜６３ｄを介してバイパス線を有している。そして、いずれかのＬＥＤが点灯不良となった場合には、点灯不良となったＬＥＤに対応するスイッチング素子がオンとなって、駆動電流をこのバイパス線にバイパスさせる構成を取っている。図８の場合は、ＬＥＤ６ｃが点灯不良であるとした場合であり、スイッチ６３ｃがオンとなって、この部分ではバイパス線を電流が流れるため、他の３つのＬＥＤ６１ａ、６１ｂ、６１ｄは正常に点灯することができる。【０１０８】
なお、図９に示したように、複数のＬＥＤを直列に接続する場合には、電流源が正常に機能していることを監視する検出抵抗６４も１つである。この検出抵抗６４により、ＬＥＤの直列接合体に電流が流れなくなったことが確認された場合、光源駆動回路１６が直ちにオープン不良検出モードとなって、それぞれのＬＥＤ６１ａ〜６１ｄのいずれがオープン不良となっているかを特定する。したがって、このように複数のＬＥＤを直列接続した場合でも、オープンとなり点灯不良となっているＬＥＤを特定する点灯不良検出データが、点灯不良検出部である発光素子ドライバ６５から点灯不良素子確認部３２に出力され、上記した輝度補正を行うことができる。【０１０９】
以上、本発明の実施形態として示したバックライト７では、光源が有する発光素子として、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色のＬＥＤがそれぞれ一つずつ用いられる場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。光源が有するＬＥＤの発光色は、光源が照射する必要のある照射光によって適宜選択されるものである。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ三色のＬＥＤを用いて白色光源を実現する場合についても、上記したとおり、一つの光源が有する各色のＬＥＤの個数は必ずしも全て同じである必要はない。一つの光源に、同じ色のＬＥＤが２つある場合であり、その内の一つが点灯不良になった場合でも、上記説明してきた本実施形態における輝度補正の考え方を適用することで、照射光の色むらや輝度むらを低減することができる。なお、一つの光源が有するＬＥＤとして、同じ色のＬＥＤが２つ以上有る場合であって、その内の一つのＬＥＤが点灯不良になった場合でも、同じ色のもう一つのＬＥＤの輝度を上げることでその色についての必要な輝度が得られる場合には、その光源の他色のＬＥＤを非点灯とする必要がないことは言うまでもない。【０１１０】
また、上記本実施形態では、一つの光源が有するＬＥＤの内の一つのみが点灯不良となった場合について説明したが、一つの光源が有する２つ以上のＬＥＤが点灯不良となった場合でも、本実施形態における輝度補正の考え方をそのまま適用することで、バックライト７からの照射光の色むらと輝度むらを低減することができる。【０１１１】
また、本実施形態で示した、非点灯の光源が照射すべきであった照射光の色と強さに応じて周囲の光源のＬＥＤに対して輝度補正をするという考え方は、例えば点灯不良のＬＥＤを有する光源が隣り合っている場合でもそのまま適用でき、点灯不良のＬＥＤを有する光源から照射される照射光の色むらと輝度むらとを同時に低減することができる。【０１１２】
なお、本実施形態で示したように、照明装置をアクティブバックライトとして用いることなく、照射光の色や強さを一定のまま使用した場合でも、点灯不良のＬＥＤを有する光源が非点灯となった場合の輝度むらを低減できるという効果を得ることができることも言うまでもない。【０１１３】
さらに、上記本実施形態においては、光源装置に用いられる発光素子としてＬＥＤを用いる場合を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、ＥＬ光源やその他の蛍光ランプなどの発光素子を用いることができる。【０１１４】
また、光源装置として液晶表示装置のバックライトとして用いる例を示したが、本実施形態にかかる光源装置は、均一な色と輝度の照射光を照射することができ、しかも部分部分の照射光の色や輝度を変化させることができる薄型の照明装置であるため、天井や壁面に埋め込まれる照明装置や、ショーケースなどに用いられる照明装置として、幅広い用途を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、光源を構成する発光素子が点灯不良となった場合でも、複数の光源から照射される照射光に色むらや輝度むらが生じにくい照明装置として、また、この照明装置を表示部のバックライトとして用いた表示装置として産業上利用可能である。
【図１】
2009110456.tif 000003
【図２】
2009110456.tif 000004
【図３】
2009110456.tif 000005
【図４】
2009110456.tif 000006
【図５】
2009110456.tif 000007
【図６】
2009110456.tif 000008
【図７】
2009110456.tif 000009
【図８】
2009110456.tif 000010
【図９】
2009110456.tif 000011
【国際調査報告】
2009110456.tif 000012
2009110456.tif 000013