(57)【要約】【課題】  LEDバックライトシステムの色ムラ性能を改善する。【解決手段】  それぞれR、G、BのLEDが配列されたLEDモジュール５，６，７，８は、LCDパネル２の画面中心点に対して点対称に配置され、LEDドライバ９，１０，１１，１２により駆動されてそれぞれに供給される電力が個別に制御される。各LEDモジュールからのＲ、G、Bの各光は導光板１により混色されてバックライトとしての白色光を得る。画面調整時には、画面中心に輝度・色度を検出カラーセンサ１８を取り付け、その検出値に基づいてLEDモジュール５，６，７，８毎にそれぞれ画面中心より見て同じ輝度・色度に調整することにより色ムラを軽減することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する画面部と、
複数の異なる発光色を有する点光源がそれぞれ配列されてなる複数の点光源群と、
前記複数の点光源群の発光を導入して混色し、その混色光を前記画面部のバックライトとする導光板と、
前記複数の点光源群に供給する電力をそれぞれ独立に制御する制御部とを備えた画像表示装置と、
前記画面部における前記バックライトによる輝度及び/又は色度が均一になるように前記制御部が各点光源群に供給する電力を調整する画面調整装置とからなるバックライト調整システム。
【請求項２】
前記画面調整装置は、
前記画面部の中心に取り付けられ輝度及び/又は色度を検出するカラーセンサと、
前記制御部により各点光源群を順次個別に点灯させ、各点灯期間における前記カラーセンサの検出値に基づいて前記制御部が前記各点光源群にそれぞれ供給する電力を調整する調整部とを備えたことを特徴とするバックライト調整システム。
【請求項３】
前記点光源群は、異なる色光を発光する複数の発光ダイオードにより構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のバックライト調整システム。
【請求項４】
前記画面部は、液晶パネルで構成されることを特徴とする請求項１，２又は３記載のバックライト調整システム。
【請求項５】
前記混色光によるバックライトは白色光であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のバックライト調整システム。
【請求項６】
前記複数の点光源群は前記画面の中心に対して点対称に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のバックライト調整システム。
【請求項７】
複数の異なる発光色を有する点光源がそれぞれ配列されてなる複数の点光源群の発光を導光板に導入して混色し、その混色光をバックライトとする画面に画像を表示すると共に、各点光源群をそれぞれ独立に制御するようにした画像表示装置の前記バックライトの調整に用いられるプログラムであって、
前記各点光源群を順次単独に点灯させる点灯処理と、
各点灯期間において前記画面の中心の輝度及び/又は色度を検出する検出処理と、
前記検出値に基づいて前記各点光源群に供給する電力を調整する調整処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項８】
請求項７記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等のバックライトを備えた透過光表示型画像表示装置のバックライト調整システム、このシステムで用いられるプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は例えばSID2003予稿集（SID03 Digest）に記載された43.3: High-efficiency Slim LED Backlight System with Mixing Light Guide、Yourii Martynov, Huub Konijn, Nicola Pfeffer, Simon Kuppens and Wim Timmers、Lumileds Lightingに記載されている従来の画像表示装置におけるLEDバックライトシステムに関する部分を模式的に示す構成図である。
図６において、１は導光板であり、拡散シート、反射シート（図示せず）が貼り付けられてなり、後述するLEDモジュール３からのR（赤）、G（緑）、B（青）の各色光を導入して混色することで、バックライトとしての白色光を得るものである。２は導光板１に重ねて取り付けられたLCD（液晶）パネルであり、その表面には、画素毎にR、G、Bのカラーフィルタが貼り付けられた多数のLCD素子が配列され、各カラーフィルタにより上記白色光を分光してR、G、Bの色光のみ透過させる。各画素を構成するLCD素子は液晶駆動回路（図示せず）により駆動され、この駆動回路に供給される画像信号に従った画像が表示される。３は従来のLEDバックライトシステムの光源となるLEDモジュールであり、R、G、Bの波長でそれぞれ発光するLED（Light Emitting Diode：発光ダイオード）がそれぞれ色別に複数個直列接続されて、ライン方向に配列されたLED群により構成されている。
【０００３】
４はLEDモジュール３を駆動するLEDドライバであり、R、G、Bの各LED群を駆動する３チャネルのLEDドライバで構成される。このLEDドライバ４は、画像表示装置に備えられた駆動回路（図示せず）により駆動され、予め設定された電流値によりPWM（Pulse Width Modulation ：パルス幅変調）駆動され、PWMのON/OFFのデューディ比に応じて各LED群への投入電力が制御される。  
【０００４】
上記構成において、LEDモジュール３のR、G、Bの各LED群が発光する光は、導光板１内に導かれて混色され、白色光となる。この白色光が液晶パネル２を透過することによりカラー画像が表示される。ここで、R、G、Bの各LED群に投入する電力の比及び総電力を変化させると、白色の色度（色温度）及び輝度が変化する。白色の輝度及び色度については、画像表示装置を使用する環境やアプリケーション、目的に応じて異なる設定が成される。
【０００５】
尚、従来よりバックライトを有する画像表示装置のR、G、Bの発光タイミングを制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、後述する本発明のように複数のLED光源を用いる技術が提案されている（例えば、特許文献２，３，４参照）。
【特許文献１】特許第３３７１２００号公報
【特許文献２】特開２００１−１４７４３１号公報
【特許文献３】特開号２００２−３５０８４６公報
【特許文献４】特開２００３−１０７４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように構成された従来のLEDバックライトシステムは、バックライト光源が点光源であるので、R、G、Bの3色のLEDの混色残りによる色ムラ及びLEDモジュール３を構成する各LEDの輝度及び発光波長のバラツキ、ドライブ条件（電流）のバラツキ等により、従来の冷陰極管を用いたCCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp）方式のバックライトシステムに比べて、色ムラが大きい。このため、テレビ等色ムラ性能に関する要求仕様があまり厳しく無い用途に適用する場合は問題無いが、DTP（Desk Top Publishing）や印刷前工程等に用いられるディスプレイ用等、色ムラ性能に関する要求仕様が厳しい用途に適用する場合には問題となっていた。また、全ての用途へ適用する場合において、LEDモジュールに使用するLEDの発光輝度、波長の選別条件を緩くし、コストダウンを図る場合には、色ムラ性能とのトレードオフが課題となっていた。
【０００７】
また、前記特許文献１は、R、G、Bの発光タイミングを制御することにより、輝度ムラや色ムラをなくすようにしたものであり、前記特許文献２は、複数のLED光源を画面の角に配置することで、特に大型画面の場合にプリント基板を接続するためのコネクタ位置の自由度を得るようにしたものである。また、前記特許文献３，４は、複数のLED光源を用いることで、輝度の低下を抑えるようにしたものである。しかしながら上記各文献ではいずれもR、G、BのLED自体のバラツキや駆動電流のバラツキ等に起因する色ムラについては何ら考慮がなされておらず、従って各文献は図６について述べた上記の問題を本質的に持っていることになる。
【０００８】
本発明は、上記従来のLEDバックライトシステムのLEDや電流等のバラツキ等による色ムラ性能を改善し、色ムラ性能に関する要求仕様が厳しい用途への適用を可能とし、あるいはバックライトに使用するLEDの選別条件を緩くしても、色ムラ性能が著しく劣化することを防ぐことで、コストダウンを図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による画像表示装置は、画像を表示する画面部と、複数の異なる発光色を有する点光源がそれぞれ配列されてなる複数の点光源群と、前記複数の点光源群の発光を導入して混色し、その混色光を前記画面部のバックライトとする導光板と、前記複数の点光源群に供給する電力をそれぞれ独立に制御する制御部とを備えた画像表示装置と、前記画面部における前記バックライトによる輝度及び/又は色度が均一になるように前記制御部が各点光源群に供給する電力を調整する画面調整装置とからなるものである。
【００１０】
本発明によるプログラムは、複数の異なる発光色を有する点光源がそれぞれ配列されてなる複数の点光源群の発光を導光板に導入して混色し、その混色光を画像を表示する画面のバックライトとすると共に、各点光源群をそれぞれ独立に制御するようにした画像表示装置の前記バックライトの調整に用いられるプログラムであって、前記各点光源群を順次単独に点灯させる点灯処理と、各点灯期間において前記画面の中心の輝度及び/又は色度を検出する検出処理と、前記検出値に基づいて前記各点光源群に供給する電力を調整する調整処理とをコンピュータに実行させるものである。
【００１１】
本発明によるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、前記プログラムが記録されたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特に色ムラ性能に関する要求仕様が厳しい用途に適用する場合に好適であり、また、全ての用途へ適用する場合において、LEDモジュールに使用するLEDの発光輝度、波長の選別条件を緩くし、コストダウンを図る場合における色ムラ性能とのトレードオフの課題も解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図２は本発明の実施の形態による画像表示装置におけるLEDバックライトシステムに関する部分を模式的に示す構成図である。
図２において、１は導光板であり、拡散シート、反射シート（図示せず）が貼り付けられてなり、後述するLEDモジュール５，６，７，８からのR、G、Bの色光を導入して混色することで、バックライトとしての白色光を得るものである。２は導光板１に重ねて取り付けられた画面部としてのLCDパネルであり、その表面には、画素毎にR、G、Bのカラーフィルタが貼り付けられた多数のLCD素子が配列され、各カラーフィルタにより上記白色光を分光してR、G、Bの色光のみ透過させる。各画素を構成するLED素子は、液晶駆動回路（図示せず）により駆動され、この駆動回路に供給される画像信号に従った画像が表示される。
【００１４】
５，６，７，８は本実施の形態によるLEDバックライトシステムの光源となる点光源群としてのLEDモジュールであり、各モジュールにおいて、Ｒ、G、Bの波長でそれぞれ発光する点光源としてのLED（Light Emitting Diode：発光ダイオード）がそれぞれ発光色毎に複数個直列接続されて、ライン方向に配列されたLED群により構成されている。LEDモジュール５，６，７，８は、LCDパネル２の画面中心点に対して点対称となる位置に取り付けられている。９，１０，１１，１２は、それぞれLEDモジュール５，６，７，８を駆動するLEDドライバであり、R、G、B各LED群を駆動する３チャネルのLEDドライバにより構成される。尚、LEDとして白色光を発光するものを用いてもよい。
【００１５】
図１は本実施の形態によるバックライト調整システムを示す構成図であり、図２と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
図１において、１３はコンピュータシステムから成る画面調整装置、２０は画面調整装置１３によりバックライトを調整される画像表示装置である。
画面調整装置１３において、１４はアプリケーションソフトウエアが組み込まれた輝度・色度調整部、１５はDDC/CI（Display Data Channel Command Interface）からなる通信機能部、１６は通信機能部１５を含むグラフィックシステム（グラフィックアクセラレータ）、１７はUSBインターフェースである。
【００１６】
画像表示装置２０において、１８はUSBインターフェース１７に接続されたカラーセンサで、LCDパネル２の画面中心部に着脱可能に取りつけられている。１９は制御部で、LEDドライバ９，１０，１１，１２、各LEDドライバを制御するMPU２１、不揮発性メモリ２２を備えている。
【００１７】
図３は画面調整装置１３の輝度・色度調整部１４に組み込まれたアプリケーションソフトウエアの動作を示すフローチャートである。図３に従って本実施の形態によるのバックライト調整システムの動作を以下に説明する。  
工場等における画面調整時において、まず、LCDパネル２の画面にカラーセンサ１８の取り付け位置を表示する。取り付け位置は、カラーセンサ１８の受光部が画面中心位置となるよう取り付ける（ST1）。次に、ユーザがカラーセンサ１８の取り付けを完了したか否かを、前記コンピュータシステムのキーボード（図示せず）の入力等によって確認する（ST２）。取り付けが完了したら、LCDパネル２に全白画面を表示する（ST3）。次に、バックライト輝度の設定値を所定の中間値に設定し、かつ、白色バランス（R、G、BのLEDの駆動電力のバランス）も所定の値に設定する。例えば、LEDドライバ９，１０，１１，１２の駆動PWM動作のデューディ比を全て７０％に設定する（ST4）。
【００１８】
次に、図４の（１）（２）（３）（４）で示す順番にLEDモジュール５，６，７，８をそれぞれ個別に順次点灯し、各点灯期間に画面中心部に取り付けられたカラーセンサ１８により輝度・色度を測定する（ST5）。このときのPWM動作のデューディ比は上記ST4で例えば７０％に設定されたままである。次に、上記順次点灯及び測定の結果、最も輝度の暗いLEDモジュールを特定し、そのLEDモジュールのR、BのLEDの駆動電力を調整して、白色の輝度・色度（色温度）を所定の値の範囲になるように調整する（ST6）。 このときの輝度の調整目標値は、LCDパネル３の最大輝度を２００cd/m2とすると、１／４の50cd/m2となる。色度の目標値は、例えば６５００K（x=０．３１３、y=０．３２９）である。
【００１９】
次に、残りの３つのLEDモジュールについて、上記ST5で調整された輝度・色度を目標値として、同様にR、BのLEDの駆動電力を調整して、白色の輝度・色度（色温度）を所定の値の範囲になるよう調整する（ST7）。以上の調整結果（バックライト駆動デューディ比）データを不揮発性メモリ２２に記録する（ST8）。以後、画像表示装置２０は、不揮発性メモリ２２に記録されたデータに基づいてMPU２１によりLEDドライバ９，１０，１１，１２に供給される電力がそれぞれ制御されることにより、色・輝度ムラの軽減された画面を得ることができる。
【００２０】
以上のように本実施の形態によれば、LEDモジュール５，６，７，８を構成する各LEDの輝度・色度にバラツキがあり、これが色ムラの発生の要因となっていた場合でも、４つのLEDモジュール５，６，７，８毎にそれぞれ画面中心より見て同じ輝度・色度に調整されるので、結果として色ムラ・輝度ムラが緩和されるという効果が得られる。
【００２１】
図５は本実施の形態によるバックライトシステムを用いて、４つのLEDモジュール５，６，７，８について、R、G、B各LEDのPWM駆動デューディ比が各色で全て同じ値になるように設定した場合、つまり、バックライトによる色・輝度ムラ調整を行わない場合と、図３のST1〜ST8の手順に従って輝度・色ムラ調整を行った場合との、画面中心と周辺４点間のΔCab（色空間における２次元の色差）、ΔEab（色空間における３次元の色差）のそれぞれ平均、最大、最小値を測定した結果である。図示のように、調整後の方がΔCaｂ、ΔEabは共に小さくなるので、輝度・色ムラが改善されていることが分かる。
【００２２】
次に、本実施の形態によるプログラム及びこのプログラムを記録する記録媒体について説明する。
図１のバックライト調整システムの構成による図３のフローチャートに示す処理を、画面調整装置１３におけるコンピュータシステムのCPUが実行するための輝度・色度調整部１４に組み込まれたアプリケーションソフトウエアとしてのプログラムは、本発明によるプロラムを構成する。
【００２３】
また、このプログラムを記録するための記録媒体は、本発明によるコンピュータ読み取り可能な記録媒体を構成する。この記録媒体としては、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ、磁気記録媒体等を用いることができ、これらをROM,RAM,CD-ROM、フレキシブル・ディスク、メモリカード等に構成して用いてよい。
【００２４】
またこの記録媒体は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部のＲＡＭ等の揮発性メモリのように、一定時間プロラムを保持するものも含まれる。
【００２５】
また上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されるものであってよい。上記伝送媒体とは、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体をいうものとする。
【００２６】
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００２７】
従って、このプログラム及び記録媒体を図２のシステム又は装置とは異なるシステム又は装置において用い、そのシステム又は装置のコンピュータがこのプログラムを実行することによっても、実施の形態で説明した機能及び効果と同等の機能及び効果を得ることができ、本発明の課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態によるLEDバックライトシステムの調整システムを示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態による画像表示装置のLEDバックライトシステムを示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態によるLEDバックライトシステムの調整システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】LEDバックライトシステムの調整システムのカラーセンサの取り付け場所と、LEDモジュールの発光順序を示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態によるLEDバックライトシステムの輝度・色ムラ改善効果のデータを示す構成図である。
【図６】従来のLEDバックライトシステムの調整システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  導光板
２  LCDパネル(画面部)
５，６，７，８  LEDモジュール(点光源群)
９，１０，１１，１２  LEDドライバ
１３  画面調整装置
１８  カラーセンサ
１９  制御部
２０  画像表示装置
２１  MPU
２２  不揮発性メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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