(57)【要約】【課題】大幅なコスト増加の発生のない安価な構成により、輝度や色温度が一定で、輝度ムラや色ムラのない、均一な面状光源を実現する。【解決手段】単色または複数色の複数の発光素子を内包する第１の筐体からなる面状光源と、面状光源を内包する第２の筐体と、複数の発光素子により形成される発光面を分割した複数の発光領域について、各々の発光領域に属する発光素子を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路と、複数の光源駆動部の駆動条件を演算する演算部と、設定情報を記憶する記憶部と、を備え、第１の筐体内部に、少なくとも１つの第１の温度センサを備え、第１の筐体外部かつ第２の筐体内部に、少なくとも１つの第２の温度センサを備え、演算部は、少なくとも、第１の温度センサの計測値と、第２の温度センサの計測値と、記憶部の設定情報とを元に、複数の光源駆動部の前記駆動条件を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単色または複数色の複数の発光素子を内包する第１の筐体からなる面状光源と、
前記面状光源を内包する第２の筐体と、
前記複数の発光素子により形成される発光面を分割した複数の発光領域について、各々の発光領域に属する発光素子を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路と、
前記複数の光源駆動部の駆動条件を演算する演算部と、
設定情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記第１の筐体内部に、少なくとも１つの第１の温度センサを備え、前記第１の筐体外部かつ前記第２の筐体内部に、少なくとも１つの第２の温度センサを備え、
前記演算部は、少なくとも、前記第１の温度センサの計測値と、前記第２の温度センサの計測値と、前記記憶部の設定情報とを元に、前記複数の光源駆動部の前記駆動条件を補正することを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記第１の筐体内部に、少なくとも１つの光センサ又はカラーセンサを備え、
前記演算部は、前記光センサ又はカラーセンサの計測値と、前記第１の温度センサの計測値と、前記第２の温度センサの計測値と、前記記憶部の設定情報とを元に、前記各々の光源駆動部に対する駆動条件を補正することを特徴とする、請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記第１の温度センサの計測値と前記第２の温度センサの計測値とから、前記各々の発光領域の温度を算出し、算出した前記各々の発光領域の温度に基づいて、前記複数の光源駆動部の前記駆動条件を補正することを特徴とする、請求項１又は２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記演算部は、前記第１の温度センサの計測値と前記第２の温度センサの計測値との差分から、前記第１の筐体内部の温度変化代表値を算出すると共に、
前記算出した温度変化代表値と、前記記憶部に記憶した、前記第１の筐体内部の温度変化代表値に対する前記各々の発光領域の温度変化の比率である、前記各々の発光領域の温度変化係数と、から、前記各々の発光領域の温度変化を算出し、
前記各々の発光領域の温度変化と前記第２の温度センサの計測値とから、前記各々の発光領域の温度を算出し、算出した前記各々の発光領域の温度に基づいて、前記複数の光源駆動部の前記駆動条件を補正することを特徴とする、請求項３に記載の面状照明装置。
【請求項５】
前記第１の温度センサは、前記第１の筐体内の前記発光素子の実装基板上に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一に記載の面状照明装置。
【請求項６】
前記発光素子の実装基板は、熱伝導シートを介して前記第１の筐体に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の面状照明装置
【請求項７】
前記第２の温度センサは、前記第１の筐体外部に配置した前記発光素子の駆動基板上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の面状照明装置。
【請求項８】
前記発光素子の駆動基板は、断熱シートを介して前記第１の筐体の裏面に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の面状照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の面状照明装置を背面光源に備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の面状照明装置に使用する面状光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状照明装置及び液晶表示装置に関し、特に、発光素子としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用い、分割した領域毎に発光を制御する面状照明装置及び当該面状照明装置を光源に用いる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置において、均一なディスプレイ表示の要求、及びマルチモニタ使用時の複数のディスプレイの個体差緩和のため、輝度やホワイトバランスが一定で、輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）のない、均一な表示画質の要望がある。しかしながら、液晶表示装置には、背面光源の構造に起因する輝度及び色の分布、液晶パネルの画素の製造ばらつきによる透過率や色の分布、さらには光源部材の個体バラツキや経年変化等、様々な原因で表示の輝度やホワイトバランスの変化、及び輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）が発生する。
【０００３】
このため、液晶表示装置の背面光源に、単色もしくは複数色のＬＥＤを用い、発光領域を複数の領域に分割し、分割した複数領域を個々に制御して、表示領域の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、ホワイトバランスの変化を改善する提案がなされている。
【０００４】
また、発光源のＬＥＤは、経年変化や温度条件により、大きく発光状態が変化するため、均一なディスプレイ表示を維持するために、液晶表示装置の背面光源の複数領域のＬＥＤ発光をカラーセンサにより検出し、検出値に応じて背面光源の複数領域のＬＥＤ発光を補正する提案がなされている。
【０００５】
さらにまた、ＬＥＤ発光をカラーセンサで検出する構成においても、カラーセンサは一般的に、ＸＹＺ座標のような人間の主観度で規定された色度を検出する物ではなく、カラーフィルタによりＲＧＢの色成分の光量を検出するものが主流であるが、ＬＥＤは温度により発光量だけでなくＬＥＤ発光スペクトルも変化するため、カラーセンサ検出値はＬＥＤの発光スペクトル変化の影響により検出値が変化する。
【０００６】
さらにまた、カラーセンサ自体も温度による変化が発生するため、表示画面の輝度、ホワイトバランスを維持するのが困難であり、カラーセンサの検出値を補正するために温度センサにより温度を検出する提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２７６７８４号公報
【特許文献２】特開２００８−２４９７８０号公報
【特許文献３】特開２００７−３１７４７９号公報
【特許文献４】特開２００６−１２６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２４に特許文献１に記載の従来の構成を示す。図に示すとおり、特許文献１は、赤、緑、及び青の３色の発光ダイオードと、それぞれの発光ダイオードに対応するカラーセンサと、発光ダイオードの温度を測定する温度センサとを備えるバックライト付き液晶表示装置において、発光ダイオードの温度により起こる色度変化と、発光ダイオードの赤、緑、及び青の明るさの調整時に起こる色度変化と、を補正する制御演算部を具備することによって、使用環境における発光ダイオードの色度変化を低減し、任意の輝度及び色度を保つことを特徴としている。
【０００９】
本構成によれば、バックライト全体の温度に応じて、表示画面全体の輝度、色を一括して補正することが可能となるため、バックライト全体の温度変化に応じて、画面全体の輝度、ホワイトバランスの変化を軽減することが可能である。
【００１０】
しかしながら、本構成は、バックライトの発光領域を分割しない構成であるため、バックライト内部の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）を調整することはできない。また、カラーセンサはバックライトに１つの構成であり、バックライト内部に温度分布が発生した場合、カラーセンサはバックライト内部の各所の温度によって、各所のＬＥＤの発光状態がそれぞれ変化した状態の光の総和としてしか検出することができず、輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）が発生してしまうという課題を持つ。さらにまた、温度センサはバックライトに１つの構成であるため、バックライト内部の温度分布を直接計測することができず、さらにまた、バックライト周囲温度によるバックライト全体の温度変化と、バックライト内部のＬＥＤの自己発熱による内部の温度分布の発生を分離することができないため、バックライト内部の温度分布を推定する事もできない。このため、依然として表示画面には輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）が発生してしまうという課題を持つ。
【００１１】
図２５に特許文献２に記載の従来の構成を示す。図に示すとおり、特許文献２は、液晶パネルと前記液晶パネルを背面から照明するバックライトパネルからなり、映像データに基づいて表示をなす液晶ディスプレイ装置であって、液晶パネルを複数の表示領域に区画し、前記映像データに基づいて前記複数の表示領域の各々の表示領域輝度を算出する表示領域算出部と、前記バックライトパネルに設定された複数のバックライト領域の各々に設けられ、前記バックライト領域の発光輝度を検出する発光輝度センサと、前記表示領域輝度及びバックライト領域の発光輝度に基づいて、前記バックライト領域の各々の輝度を調整するコントローラと、前記バックライトパネルの各ＬＥＤを駆動するＬＥＤドライバと、を有することを特徴としており、さらにまた、前記発光輝度センサは、温度センサ及び光センサを含むことを特徴としている。
【００１２】
本構成によれば、バックライトパネルに設定された複数のバックライト領域の各々の輝度を調整する構成であるため、バックライト内部の領域毎に輝度を調整することにより表示画面の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）を補正すること可能である。さらにまた、バックライト領域の各々の発光輝度センサが、温度センサ及び光センサを含む構成においては、バックライト内部に温度分布が発生した場合でも、発生する温度分布の推移に対してバックライト領域が密に区画されていれば、温度分布を直接検出する事が可能である。このため、バックライト内部に温度分布が発生した場合においても、直接検出した温度分布を用いて、温度分布に起因する画面の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）を補正する事が可能となる。
【００１３】
しかしながら、バックライト領域は、バックライトに発生する輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、及びバックライト内部に発生する温度分布に対して、十分に密になるよう多数の領域が必要であり、その領域の各々に温度センサと高額な光センサが必要となるため、部材のコストが大幅に増加するという課題を持つ。さらにまた、バックライト領域の各々の輝度を調整するコントローラは、多くのセンサとの通信のためにピン数が増加するため回路規模が増大し、さらにまた計測パラメータが多数となるに伴い演算処理も複雑化するため、コントローラの演算処理能力が必要となり、やはり同様にコストが増加するという課題を持つ。
【００１４】
図２６に特許文献３に記載の従来の構成を示す。図に示すとおり、特許文献３は、複数の光源が点灯状態にあるときに相対的に高温となる第１の発光領域と、相対的に低温となる第２の発光領域とを有し、第１の発光領域には複数の第１の光源が配置され、第２の発光領域には複数の第２の光源が配置され、第１の光源の放出光を主として受光する第１の光検出器と、第２の光源の放出光を主として受光する第２の光検出器とを含み、光源制御手段は、複数の第１の光源を第１の光検出器の出力に基づいて一括して制御し、複数の第２の光源を第２の光検出器の出力に基づいて一括して制御することを特徴としている。
【００１５】
本構成によれば、相対的に高温となる第１の発光領域と、相対的に低温となる第２の発光領域に分類し、それぞれの発光領域に光検出器を設置すると共に、それぞれの光検出器の出力に基づいて、それぞれの発光領域を一括して制御する構成であり、発光領域毎に輝度を調整することにより照明の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）を補正することが可能である。さらにまた、照明内部に温度分布が発生した場合でも、温度分布を直接計測せずに、高温領域と低温領域の光量を間接的に検出するため、照明内部の温度分布が１次元的で、高温と低温の分布が照明内で線対称的であれば、発生する温度分布による光源の変化を補正することで、温度分布に起因する画面の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）を軽減する事が可能となる。
【００１６】
しかしながら、照明内部の温度分布が２次元的な分布を持つ際には、バックライト内部に発生する温度分布に対して、十分に密になるよう多数の領域が必要であり、その領域の各々に高額な光センサが必要となるため、部材のコストが大幅に増加するという課題を持つ。また、カラーセンサは一般的に、ＸＹＺ座標のような人間の主観度で規定された色度を検出する物ではなく、カラーフィルタによりＲＧＢの色成分の光量を検出するものが主流であるが、ＬＥＤは温度により発光量だけでなくＬＥＤ発光スペクトルも変化するため、カラーセンサ検出値はＬＥＤの発光スペクトル変化の影響により検出値が変化する。さらにまた、カラーセンサ自体も温度特性を持つため、温度センサを用いない構成において、照明の輝度、ホワイトバランスを維持することが困難である。さらにまた、長期使用によりＬＥＤの輝度が劣化した際は、ＬＥＤを強く点灯する必要があるが、この状態では製品初期よりも照明内部の温度変化が大きくなり、前述のＬＥＤ発光スペクトルの変化の影響は更に増大し、照明の輝度、ホワイトバランスの維持が更に困難となるという課題を持つ。
【００１７】
図２７に特許文献４に記載の従来の構成を示す。図に示すとおり、特許文献４は、複数の表示画素を有し、筐体に取り付けられて映像信号に基づく映像を表示する液晶表示パネルにおいて、液晶表示パネルの背面温度を検出する内部温度センサと、筐体外部の温度を検出する温度センサを設けるとともに、両センサの検出温度に基づいて、液晶表示パネルの表示面温度を予測するデータをＲＯＭ（Read Only Memory）にテーブル化したデータとして保存し、ＯＤＣ（Over Drive Control）回路を動作させる際に、両センサの検出温度に基づいて、ＲＯＭからデータを読み出して、ＯＤＣ回路のオーバーシュート電圧及びアンダーシュート電圧を調整することを特徴としている。
【００１８】
本構成によれば、内部温度センサのみで、液晶表示パネルの温度を検出して、オーバーシュート電圧及びアンダーシュート電圧を決定すると、外気温度が急激に変化した場合に、誤った液晶表示パネル温度が特定されてしまい、誤ったオーバーシュート電圧及びアンダーシュート電圧が用いられて、ＯＤＣ回路の機能が充分に発揮せず、画像のボケ（不鮮明さ）を抑えることができなかったり、あるいは、画素電極の電圧が目的の透過率を超えた状態になり、誤った色表示になったりしてしまうこともあるが、そのような問題点をことごとく解消できると記載されている。
【００１９】
しかしながら、特許文献４は、外気に接する液晶パネルの温度を補正するオーバーシュー駆動に関する発明であり、直接パネル表面温度を計測する代用として、周囲環境による変動の大きな外気温度と、液晶パネルから離れた場所の内部温度センサにて計測した温度とで液晶パネル温度を予測するものである。このため、周囲環境や使用状態により急激な変化が起こる外気温度のすべて状況に対応して補正量を決定しなければ、正確な補正ができないという課題が残る。また、パネル代表値の温度補正に関する記載はあるが、バックライト内部の温度分布に関する記載はなく、依然として表示画面には輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）が発生してしまうという課題についての言及はない。
【００２０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、平面もしくは曲面の発光面を持つ面状照明装置において、大幅なコスト増加の発生のない安価な構成により、輝度や色温度が一定で、輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）のない、均一な面状光源を実現することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、液晶表示装置において、大幅なコスト増加の発生のない安価な構成により、輝度やホワイトバランスが一定で、輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）のない、均一な画質を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明は、単色または複数色の複数の発光素子を内包する第１の筐体からなる面状光源と、前記面状光源を内包する第２の筐体と、前記複数の発光素子により形成される発光面を分割した複数の発光領域について、各々の発光領域に属する発光素子を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路と、前記複数の光源駆動部の駆動条件を演算する演算部と、設定情報を記憶する記憶部と、を備え、前記第１の筐体内部に、少なくとも１つの第１の温度センサを備え、前記第１の筐体外部かつ前記第２の筐体内部に、少なくとも１つの第２の温度センサを備え、前記演算部は、少なくとも、前記第１の温度センサの計測値と、前記第２の温度センサの計測値と、前記記憶部の設定情報とを元に、前記複数の光源駆動部の前記駆動条件を補正することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の液晶表示装置は、上記面状照明装置を背面光源に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、平面もしくは曲面の発光面を持つ面状照明装置において、大幅なコスト増加の発生のない安価な構成により、輝度や色温度が一定で、輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）のない、均一な面状光源を実現することができる。また、液晶表示装置において、大幅なコスト増加の発生のない安価な構成により、輝度やホワイトバランスが一定で、輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）のない、均一な画質を実現することができる。
【００２５】
その理由は、液晶表示装置の背面光源となる面状照明装置に、単色または複数色の複数の発光素子を内包する第１の筐体からなる面状光源と、前記面状光源を内包する第２の筐体と、複数の発光素子により形成される発光面を分割した複数の発光領域について、各発光領域に属する発光素子を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路と、複数の光源駆動部の各々の駆動条件を演算する演算部と、設定情報を記憶する記憶部と、を備え、第１の筐体内部に少なくとも１つの第１の温度センサを設け、第１の筐体外部かつ第２の筐体内部に少なくとも１つの第２の温度センサを設け、演算部は、第１の温度センサの計測値と第２の温度センサの計測値と記憶部の設定情報とを元に、複数の光源駆動部の駆動条件を補正するからである。なお、温度センサは例えば熱電対やサーミスタでよく、温度センサの種類に因らず適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る液晶パネル部の構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る背面光源の構成例を示す図であり、（ａ）は、ＬＥＤ実装基板の表面側の平面図、（ｂ）は、ＬＥＤ実装基板の裏面側の平面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る背面光源の構造例を示す図であり、図３（ｂ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】ＲＧＢ−ＬＥＤの温度特性を示す図である。
【図６】白色ＬＥＤの温度特性を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る面状照明装置の面内分割発光領域各部の温度変化の様子を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る面状照明装置の面内分割発光領域各部の温度変化の様子を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る面状照明装置の面内分割発光領域各部の温度変化の様子を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る面状照明装置の面内分割発光領域各部の温度変化の様子を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施例に係る面状照明装置の面内分割発光領域各部の温度変化の様子を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施例に係る面状照明装置の面内分割発光領域各部の温度変化の様子を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施例に係る背面光源の点灯後の温度推移を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施例に係るＬＥＤ駆動基板に実装される演算部の処理を示すフローチャート図である。
【図１５】本発明と従来例の相対輝度分布を比較する図である。
【図１６】本発明と従来例の色度分布を比較する図である。
【図１７】本発明の第１の実施例に係る面状照明装置のポートレート配置における面内分割発光領域各部の温度変化の様子を示す図である。
【図１８】本発明の第１の実施例に係る背面光源の他の構成例を示す図である。
【図１９】本発明の第１の実施例に係る背面光源の他の構成例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２１】本発明の第３の実施例に係る面状光源装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２２】本発明の第４の実施例に係る液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２３】本発明の第５の実施例に係る面状光源の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２４】従来例（特許文献１）の液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２５】従来例（特許文献２）の液晶ディスプレイ装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２６】従来例（特許文献３）の照明装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２７】従来例（特許文献４）の液晶表示パネルの構成を模式的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
背景技術で示したように、液晶表示装置の背面光源に単色もしくは複数色のＬＥＤを用い、発光領域を複数の領域に分割し、分割した複数領域を個々に制御して、表示領域の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、ホワイトバランスの変化を改善する提案がなされている。また、発光源のＬＥＤは経年変化や温度条件により大きく発光状態が変化するため、複数領域のＬＥＤ発光をカラーセンサにより検出して、複数領域のＬＥＤ発光を補正する提案がなされている。また、ＬＥＤは温度によりＬＥＤ発光スペクトルが変化し、カラーセンサ自体も温度による変化が発生するため、温度センサにより温度を検出する提案がなされている。
【００２８】
ここで、ＬＥＤの輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）を確実に抑制するために、分割した領域毎にカラーセンサや温度センサを配置すると、部材（特に高価なカラーセンサ）の数が増加するため、コストの増加を招いてしまい、また、多数のカラーセンサや温度センサの計測値を処理するために制御が複雑になってしまう。一方、１つの温度センサを用いて温度を測定すると、背面光源に温度分布が発生した場合に輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）を十分に抑制することができなくなってしまう。すなわち、コストの増加を抑え、かつ、背面光源の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）を効果的に抑制するためには、どの程度の個数のカラーセンサや温度センサをどのような位置に配置し、それらの計測値をどのように処理するかが重要になる。
【００２９】
そこで、本発明の一実施の形態では、ＬＥＤ光源を内包する第１の筐体内部に第１の温度センサを配置してＬＥＤ光源の温度を計測できるようにすると共に、第１の筐体外部に第２の温度センサを配置して周囲環境温度を計測できるようにし、更に、必要に応じて、第１の筐体内部にカラーセンサ又は光センサを配置してＬＥＤ光源の発光特性を計測できるようにする。そして、第１の温度センサ及び第２の温度センサの計測値（若しくは、第１の温度センサ、第２の温度センサ及びカラーセンサ又は光センサの計測値）と予め記憶した設定情報とに基づいて、分割した領域各部の温度を適切に算出し、算出した領域各部の温度に基づいて、ＬＥＤ光源を駆動する光源駆動部の駆動条件を補正する。
【００３０】
具体的には、例えば、図１に示すように、液晶パネル１を照明する面状照明装置に、単色または複数色の発光素子（ＬＥＤ）を複数内包し、平面もしくは曲面の発光面を持つ第１の筐体７ａからなる背面光源７と、背面光源７を内包する第２の筐体８と、背面光源７（発光面）を分割した複数の発光領域を個別に駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路１０と、複数の光源駆動部の各々の駆動条件を演算する演算部１１と、設定情報を記憶する記憶部１２を設け、第１の筐体７ａ内部に、少なくとも１つの第１の温度センサ１７を設けると共に、第１の筐体７ａ外部かつ第２の筐体８内部に、少なくとも１つの第２の温度センサ１８を設け、更に、第１の筐体７ａ内部に、少なくとも１つのカラーセンサ（若しくは光センサ）１６を設け、演算部１１では、第１の温度センサ１７の計測値と、第２の温度センサ１８の計測値と、カラーセンサ（若しくは光センサ）１６の計測値と、記憶部１２に記憶した設定情報と、を元に、複数の光源駆動部の駆動条件を補正する。
【００３１】
上記駆動条件の補正に際し、図１３に示すように、背面光源７は点灯状態を継続すると、ＬＥＤの自己発熱により、周囲環境温度に対して第１の筐体７ａ内部の温度が上昇するとともに、面内に温度差が発生する。そこで、演算部では、背面光源７の温度の上昇や面内の温度差を適切に補正するために、第１の温度センサ１７を用いて、背面光源７の周辺環境温度と背面光源７の自己発熱による第１の筐体７ａ内部に発生する温度変化の代表値の和（Ｔ1）を計測し、第２の温度センサ１８を用いて、背面光源７の周辺の環境温度（Ｔ2）を計測し、第１の温度センサの計測値（Ｔ1）と第２の温度センサの計測値（Ｔ2）の差分から、背面光源７の自己発熱による第１の筐体７ａ内部に発生する温度変化の代表値（ΔＴ）を算出し、算出した温度変化の代表値（ΔＴ）から、第１の筐体７ａ内部の面内温度分布（Ｔ(m,n)）を算出し、算出した面内温度分布（Ｔ(m,n)）から、背面光源７の分割発光領域毎に、発光素子の温度による特性変化、及びカラーセンサの温度による特性変化の影響を補正する。
【００３２】
このような構成及び制御により、液晶表示装置の周辺環境温度が変化しても、液晶表示装置の背面光源の内部温度分布の発生過程に即し、液晶表示装置の背面光源を意図通りの発光状態を維持することが可能となる。
【００３３】
さらにまた、液晶表示装置の設定輝度が変わる場合など、背面光源に印加する消費電力が変わり、自己発熱量が変化しても、液晶表示装置の背面光源の内部温度分布の発生過程に即し、液晶表示装置の背面光源を意図通りの発光状態を維持することが可能となる。
【００３４】
さらにまた、液晶表示装置の背面光源に発生する輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）、色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、及び背面光源内部に発生する温度分布に対し、少数の温度センサとカラーセンサでの制御が可能となり、高額な光センサ部材のコストを大幅に削減することが可能となる。
【００３５】
さらにまた、少数の温度センサとカラーセンサで実現可能なため、演算部にＩＣを使用した場合に、ピン数が削減可能となり、演算規模も減少するため、同じく高額なＩＣコストを大幅に削減することが可能となる。
【００３６】
さらにまた、第１の筐体外部かつ第２の筐体内部に少なくとも１つの第２の温度センサを備える構成のため、周囲環境や使用状態により急激な変化が起こる外気温度の影響なく、安定した発光状態を維持することが可能となる。
【実施例１】
【００３７】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る面状照明装置及び液晶表示装置について、図１乃至図１９を参照して説明する。
【００３８】
図１に本発明の面状照明装置の第１の実施例として、液晶表示装置に適用した例を示す。図に示す通り、本実施例の液晶表示装置１は、液晶パネル５と、単色または複数色の発光素子を複数内包し、平面もしくは曲面の発光面を持つ第１の筐体７ａからなる面状光源（本実施例では背面光源７）と、前記背面光源７を内包する第２の筐体８とを含む。前記液晶表示装置１の背面光源７は、発光面を複数の発光領域に分割し、前記分割した各々の発光領域に属する発光素子を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路１０と、前記複数の光源駆動部の各々の駆動条件を演算する演算部１１と、設定情報を記憶する記憶部１２などを備える。更に、前記液晶表示装置１の背面光源７の第１の筐体７ａ内部に、少なくとも１つのカラーセンサ１６を備え、前記第１の筐体７ａ内部に、少なくとも１つの第１の温度センサ１７を備え、前記第１の筐体７ａ外部かつ前記第２の筐体８内部に、少なくとも１つの第２の温度センサ１８を備える。そして、前記演算部１１は、少なくとも、カラー検出部１３が計測した前記カラーセンサ１６の計測値と、温度検出部１４が計測した前記第１の温度センサ１７の計測値と、温度検出部１５が計測した前記第２の温度センサ１８の計測値と、前記記憶部１２の設定情報とを元に、前記複数の光源駆動部の駆動条件を補正する事を特徴とする。
【００３９】
図２に本発明の液晶表示装置に適用される液晶パネル部の構成例を示す。図に示すように、本発明に適用される液晶パネル部は、パネル駆動部４、ゲートドライバ５ａ、ソースドライバ５ｂ、液晶パネル５などで構成されている。パネル駆動部４は、映像処理部２が処理した画像入力信号を元に、ゲートドライバ５ａとソースドライバ５ｂを制御する信号を生成し出力する。ゲートドライバ５ａは、パネル駆動部４からの信号に応じて、液晶パネル５のアドレス線を介して各画素行の駆動トランジスタのゲートを垂直方向に走査する。ソースドライバ５ｂは、パネル駆動部４からの信号に応じて、データ線を介して各画素列の駆動トランジスタのソースに画像入力信号に応じた電圧を供給する。液晶パネル５は、垂直方向の走査に応じて、アドレス線とデータ線の交点ごとに配置された駆動トランジスタに接続された画素に、画像入力信号に応じた電圧を供給することによって、入力信号に対応した画像表示を行う。
【００４０】
図３（ａ）に本実施例の背面光源７の第１の筐体７ａ内のＬＥＤ実装基板を表面側から見た図、図３（ｂ）にＬＥＤ実装基板を裏面側から見た図を示す。図３（ａ）に示すとおり、本実施例は発光素子としてＬＥＤを用いており、背面光源７に内包されるＬＥＤ実装基板７ｃには、ＲＧＢの３色のＬＥＤからなる複数色のＬＥＤを単位（以後ＬＥＤクラスタ７ｂと呼ぶ。）としたＬＥＤ光源が多数配置されており、前記配置された多数のＬＥＤクラスタ７ｂは、ＬＥＤ実装基板７ｃをＭ×Ｎ（Ｍ、Ｎは正数、かつ、少なくとも一方は２以上の正数）に分割した複数の分割発光領域毎に発光する構成であり、前記分割発光領域は前記複数の光源駆動部を含む光源駆動回路１０により個別に駆動制御される。なお、本実施例はＲＧＢの３色のＬＥＤを用いる構成とするが、ＲＧＢの３色のＬＥＤに白色ＬＥＤを加えてもよく、ＣＹＭのＬＥＤを用いても良い。さらにまた、背面光源７に内包されるＬＥＤ実装基板７ｃの略中央には、カラーセンサ１６と第１の温度センサ１７が１個ずつ配置される。なお、カラーセンサ１６は、ＲＧＢのように光のスペクトル成分の異なる波長毎の光束をそれぞれ計測可能な一般的な光センサを用いることができる。
【００４１】
一方、図３（ｂ）に示すとおり、本実施例のＬＥＤ実装基板７ｃの裏面には、前述の光源駆動回路１０、演算部１１、記憶部１２、カラー検出部１３、温度検出部１４、１５などを搭載したＬＥＤ駆動基板９が配置されており、このＬＥＤ駆動基板９上に、第２の温度センサ１８が配置される。
【００４２】
なお、本実施例では、カラーセンサ１６と第１の温度センサ１７はＬＥＤ実装基板７ｃの略中央に各々１個配置したが、背面光源７の第１の筐体７ａに内包されていればよく、配置する位置や個数は適宜変更することができる。また、図３（ａ）では、カラーセンサ１６と第１の温度センサ１７を近接して配置したが、これらは離して配置してもよい。また、第２の温度センサ１８はＬＥＤ駆動基板９上に１個配置したが、第２の温度センサ１８は背面光源７の前記第１の筐体７ａ外部かつ前記第２の筐体８内部にあれば良く、配置する位置や個数は適宜変更することができる。また、第１の温度センサ１７及び第２の温度センサ１８は、測温抵抗体や熱電対などの一般的な温度センサを用いることができ、両者は同じ種類としてもよいし、計測する温度範囲や求められる温度精度に応じて種類を変えてもよい。
【００４３】
図４に本実施例の背面光源７の断面図を示す。図４は、前述の図３（ｂ）のＡ−Ａ’の断面を示すものであり、図４（ａ）に示すように、前述の第１の温度センサ１７及びカラーセンサ１６と多数のＬＥＤクラスタ７ｂは、共に背面光源７の第１の筐体７ａ内部の、発光面側に配置されたＬＥＤ実装基板７ｃ上に配置されており、前記ＬＥＤ実装基板７ｃは熱伝導シート７ｄなどを介して背面光源裏面板７ｅに設置されている。一方、前述の第２の温度センサ１８は、第１の筐体７ａ外部に設置されており、前記背面光源裏面板７ｅと熱伝導性の低い樹脂などの断熱シート７ｆを介して配置されたＬＥＤ駆動基板９上に配置されている。
【００４４】
このように、第１の温度センサ１７は第１の筐体７ａ内部に設置されており、背面光源７内部の温度が計測可能な構成であり、一方、第２の温度センサ１８は、前記第１の筐体７ａ外部かつ前記第２の筐体８内部に設置されており、前述の第１の筐体７ａ内部の温度の影響を受けにくく、かつ外気温度の影響を受けにくい構成とする。
【００４５】
なお、本実施例では、第１の温度センサ１７は、ＬＥＤクラスタ７ｂの自己発熱の上昇を軽減するために、熱伝導シート７ｄを介して背面光源裏面板７ｅへの放熱経路が確保される構成としたが、第１の温度センサ１７は第１の筐体７ａ内部に設置されていれば、熱伝導シート７ｄを介さない構成でも良い。また、第２の温度センサ１８は、熱伝導性の低い樹脂などの断熱シート７ｆを介してＬＥＤ実装基板７ｃ上に配置したが、第２の温度センサ１８は前記第１の筐体７ａ外部かつ前記第２の筐体８内部に設置されていれば、熱伝導性の低い樹脂などの断熱シート７ｆを介さない構成でも良い。
【００４６】
また、図４（ｂ）に示すように、前記背面光源裏面板７ｅを折り曲げ加工し、前述の第２の温度センサ１８を、全面が背面光源裏面板７ｅに接しないように固定された前記ＬＥＤ駆動基板９上に配置しても良い。この構成においても、第２の温度センサ１８は前記第１の筐体７ａ外部かつ前記第２の筐体８内部に設置されており、前述の第１の筐体７ａ内部の温度の影響を受けにくく、かつ外気温度の影響を受けにくいため好適な一例である。さらにまた、前述の第２の温度センサ１８は、ＬＥＤ駆動基板９上に配置したが、ＬＥＤ駆動基板９とは独立した基板に設置しても良い。
【００４７】
以下、本発明の発光素子であるＬＥＤの温度特性及び面状照明装置のＬＥＤ実装基板７ｃの面内各部の温度変化について説明する。
【００４８】
図５はＲＧＢ−ＬＥＤの温度特性であり、図６は白色ＬＥＤの温度特性である。図に示すとおり、ＲＧＢ−ＬＥＤ及び白色ＬＥＤは、温度条件により大きく発光状態が変化し、高温になると光束が減衰する特性を持ち、本実施例のＲＧＢ−ＬＥＤでは、ＲＧＢそれぞれの発光光束の減衰特性が異なるため、温度条件により輝度変化と共に色の変化が発生する。この変化は、背面光源７全体の温度上昇だけでなく、背面光源７内部の面内温度差によっても発生するため、面内温度差に従って駆動制御を行う必要がある。
【００４９】
図７に、本実施例の液晶表示装置において、白輝度が４００ｃｄ/ｍ２の時の、温度飽和状態での背面光源７の第１の筐体７ａ内に配置されたＬＥＤ実装基板７ｃ面内のＭ×Ｎの分割発光領域におけるｍ（０≦ｍ＜Ｍ）及びｎ（０≦ｎ＜Ｎ）で規定される位置（以下、第１の筐体７ａ内の面内分割発光領域各部と略記する。）における温度（Ｔ(m,n)）を示す。図７（ａ）は周囲環境温度２５℃の場合であり、図７（ｂ）は周囲環境温度５０℃の場合である。図に示すように、本発明の背面光源７は、点灯を続けるとＬＥＤの自己発熱により背面光源７の第１の筐体７ａ内部の温度が上昇し、周囲環境温度より高い温度で熱平衡に達し、その熱平衡状態においては、面内温度差が発生することがわかる。
【００５０】
また、図８に、本実施例の液晶表示装置において白輝度が４００ｃｄ/ｍ２の時に、温度飽和状態での背面光源７の第１の筐体７ａ内の面内分割発光領域各部における周囲環境温度からの温度変化（ΔＴ(m,n)）を示す。図８（ａ）は周囲環境温度２５℃の場合であり、図８（ｂ）は周囲環境温度５０℃の場合である。図に示すように、熱平衡状態の面内分割発光領域各部における周囲環境温度からの温度変化（ΔＴ(m,n)）は、周囲環境温度によらず相似形である事がわかる。また、周囲環境温度２５℃と５０℃とを比較すると、周囲環境温度が高いほどＬＥＤの光束量が相対的に減るため、同じ白輝度を維持するのにＬＥＤに印加する消費電力が増加するが、その消費電力増加率に応じてＬＥＤの自己発熱が増加するために、第１の筐体７ａ内部の温度変化が全体的に増加（筐体内温度変化の代表値は周囲温度が２５℃の場合は２１．６℃であるのに対して周囲温度が５０℃の場合は２３．７℃に増加）し、面内温度差も広がる（周囲温度が２５℃の場合は１２．６℃であるのに対して周囲温度が５０℃の場合は１３，６℃になる）。
【００５１】
次に、図９に、本実施例の液晶表示装置において白輝度が４００ｃｄ/ｍ２の時に、温度飽和状態での背面光源７の第１の筐体７ａ内の面内分割発光領域各部における温度変化係数（ｋ(m,n)）を示す。図９（ａ）は周囲環境温度２５℃の場合であり、図９（ｂ）は周囲環境温度５０℃の場合である。なお、温度変化係数（ｋ(m,n)）は、以下の式１にて、第１の筐体７ａ内部の温度変化代表値を、図のＨ１、Ｖ１の位置の温度として算出したものである。
【００５２】
ｋ(m,n)＝ΔＴ(m,n)／ΔＴ  …  （１）
ｋ(m,n)：第１の筐体内部の面内分割発光領域各部における温度変化係数
ΔＴ(m,n)：第１の筐体内部の面内分割発光領域各部における温度変化
ΔＴ：第１の筐体内部の温度変化代表値
（０≦ｍ＜Ｍ、０≦ｎ＜Ｎ：Ｍ，Ｎは筐体内部の位置）
【００５３】
図に示すように、熱平衡状態の面内分割発光領域各部における周囲環境温度からの温度変化係数（ｋ(m,n)）は、周囲環境温度によらずほぼ一致する。さらにまた、前述したように周囲環境温度が高いほどＬＥＤの光束量が相対的に減るため、同じ白輝度を維持するのにＬＥＤに印加する消費電力が増加するが、温度変化係数（ｋ(m,n)）は、ＬＥＤに印加する消費電力の差に依存せずほぼ一致する。
【００５４】
図１０に、本実施例の液晶表示装置において周囲環境温度２５℃の時の、温度飽和状態での背面光源７の第１の筐体７ａ内の面内分割発光領域各部における温度（Ｔ(m,n)）を示す。図１０（ａ）は本実施例の液晶表示装置の白輝度が４００ｃｄ/ｍ２の場合であり、図１０（ｂ）は白輝度が２５０ｃｄ/ｍ２の場合である。また、図１１に、本実施例の液晶表示装置において周囲環境温度２５℃の時の、温度飽和状態での背面光源７の第１の筐体７ａ内の面内分割発光領域各部における周囲環境温度からの温度変化（ΔＴ(m,n)）を示す。図１１（ａ）は本実施例の液晶表示装置の白輝度が４００ｃｄ/ｍ２の場合であり、図１１（ｂ）は白輝度が２５０ｃｄ/ｍ２の場合である。図に示すように、周囲環境温度が同じで、液晶表示装置の白輝度が異なる場合は、白輝度が小さいほどＬＥＤに印加する消費電力が小さくなるため、その消費電力減少率に比例してＬＥＤの自己発熱が減少し、筐体内部の温度変化が全体的に減少し、面内温度差も狭まる。
【００５５】
さらにまた、図１２に、本実施例の液晶表示装置において周囲環境温度２５℃の時の、温度飽和状態での背面光源７の第１の筐体７ａ内の面内分割発光領域各部における温度変化係数（ｋ(m,n)）を示す。図１２（ａ）は本実施例の液晶表示装置の白輝度が４００ｃｄ/ｍ２の場合であり、図１２（ｂ）は白輝度が２５０ｃｄ/ｍ２の場合である。図に示すように、熱平衡状態の面内分割発光領域各部における周囲環境温度からの温度変化係数（ｋ(m,n)）は、液晶表示装置の白輝度によらずほぼ一致し、ＬＥＤに印加する消費電力の差に依存せずほぼ一致する。
【００５６】
なお、前述の周囲環境温度は、発光素子を複数内包する第１の筐体７ａからなる背面光源７の周囲であればよい。本発明は液晶表示装置の内部かつ前記背面光源７の周囲環境温度とするため、液晶表示装置の周囲環境や使用状態により急激な変化が起こる外気温度の影響なく、安定した背面光源周囲環境温度を計測することができる。
【００５７】
以下、本実施例の背面光源７の制御方法について記載する。
【００５８】
図１３に前述の液晶表示装置１の内部かつ前記背面光源７の周囲環境温度、自己発熱による背面光源７の第１の筐体７ａ内部の温度上昇、第１の筐体７ａ内部の面内温度差と、本発明の第１の温度センサ１７の計測値（Ｔ1）及び第２の温度センサ１８の計測値（Ｔ2）を示す。
【００５９】
前述したように、本発明の背面光源７は、点灯後に自己発熱により温度上昇し熱平衡状態に達し、熱平衡状態に達した飽和状態において、周囲環境温度に依存せず概同様な温度上昇と面内温度差が生じる。この温度上昇と面内温度差を考慮して背面光源７を適切に制御するため、本実施例では、前述したように、第１の筐体７ａ内部に備えた第１の温度センサ１７により、背面光源７の周辺環境温度と背面光源７の自己発熱による第１の筐体７ａ内部に発生する温度変化の代表値の和（Ｔ1）を計測し、第１の筐体７ａ外部に備えた第２の温度センサ１８により、背面光源７の周辺環境温度（Ｔ2）を計測し、演算部１１にて以下の処理を行う。
【００６０】
図１４に本発明の演算部１１の処理のフローチャートを示す。
【００６１】
図に示すように、演算部１１は、記憶部１２に記憶したデータ（設定情報）を読み込む（Ｓ１０１）。次に、演算部１１は、カラー検出部１３からカラーセンサ１６の計測値、温度検出部１４から第１の温度センサ１７の計測値、温度検出部１５から第２温度センサ１８の計測値を取得する（Ｓ１０２）。
【００６２】
次に、演算部１１は、第１の温度センサ１７の計測値（Ｔ1）と第２の温度センサ１８の計測値（Ｔ2）の差分から、背面光源７の自己発熱による第１の筐体７ａ内部の温度変化代表値（ΔＴ）を算出する（Ｓ１０３）。
【００６３】
ΔＴ＝Ｔ1−Ｔ2  …  （２）
ΔＴ：第１の筐体内部の温度変化代表値
Ｔ1：第１の温度センサの計測値
Ｔ2：第２の温度センサの計測値
【００６４】
次に、演算部１１は、算出した、背面光源７の自己発熱による第１の筐体７ａ内部の温度変化代表値（ΔＴ）と、事前に計測した第１の温度センサ１７及び第２の温度センサ１８の計測値に基づいて算出した、第１の筐体７ａ内部の温度変化代表値（ΔＴ）に対する背面光源７の面内分割発光領域各部の温度変化の比率である、面内分割発光領域各部の温度変化係数（ｋ(m,n)）より、面内分割発光領域各部の温度変化（ΔＴ(m,n)）を算出する（Ｓ１０４）。
【００６５】
ΔＴ(m,n)＝ｋ(m,n)×ΔＴ  …  （３）
ΔＴ(m,n)：  面内分割発光領域各部の温度変化
ｋ(m,n)：  面内分割発光領域各部の温度変化係数
（０≦ｍ＜Ｍ、０≦ｎ＜Ｎ：Ｍ，Ｎは第１の筐体内部の分割発光領域数）
【００６６】
そして、演算部１１は、算出した面内分割発光領域各部の温度変化（ΔＴ(m,n)）から、面内分割発光領域各部の温度（Ｔ(m,n)）を下式により算出する（Ｓ１０５）。
【００６７】
Ｔ(m,n)＝Ｔ2＋ΔＴ(m,n)  …  （４）
Ｔ(m,n)：面内分割発光領域各部の温度
（０≦ｍ＜Ｍ、０≦ｎ＜Ｎ：Ｍ，Ｎは第１の筐体内部の分割発光領域数）
【００６８】
以上より、面内分割発光領域各部の温度（Ｔ(m,n)）を、背面光源の周囲温度の影響を受けずに算出することができる。
【００６９】
次に、前述した面内分割発光領域各部の温度変化（ΔＴ(m,n)）と、前述のカラーセンサ１６の計測値を用いて、本実施例の筐体内部の分割発光領域の輝度を補正する方法の一例を示す。
【００７０】
図１に示す記憶部１２には、事前に計測した第１の温度センサ１７及び第２の温度センサ１８の計測値に基づいて面内分割発光領域各部の温度変化係数（ｋ(m,n)）を算出した時の周囲環境温度（Ｔ0）、及びその時の各分割発光領域のＲＧＢ−ＬＥＤの輝度出力値（ｄr0(m,n)、ｄg0(m,n)、ｄb0(m,n)）、及び、同様に事前に計測したカラーセンサ１６の計測値に基づいて算出した各分割発光領域のＲＧＢ−ＬＥＤ輝度の温度補正係数（αr(m,n)、αg(m,n)、αr(m,n)）が予め記録してあり、演算部１１に送られる。
【００７１】
演算部１１は、面内分割発光領域各部の温度（Ｔ(m,n)）より、温度補正後の各分割発光領域のＲＧＢ−ＬＥＤの輝度出力値（ｄr'(m,n)、ｄg'(m,n)、ｄb'(m,n)）を以下の式で算出する（Ｓ１０６）。
【００７２】
ｄr'(m,n)＝ｄr0(m,n)＋αr(m,n)×(Ｔ(m,n)−Ｔ0)  …  （５）
ｄg'(m,n)＝ｄg0(m,n)＋αg(m,n)×(Ｔ(m,n)−Ｔ0)  …  （６）
ｄb'(m,n)＝ｄb0(m,n)＋αb(m,n)×(Ｔ(m,n)−Ｔ0)  …  （７）
ｄr'(m,n)、ｄg'(m,n)、ｄb'(m,n)：温度補正後のＲＧＢ−ＬＥＤ輝度出力値
ｄr0(m,n)、ｄg0(m,n)、ｄb0(m,n)：事前計測時のＲＧＢ−ＬＥＤ輝度出力値
αr(m,n)、αg(m,n)、αb(m,n)：ＲＧＢ−ＬＥＤ輝度の温度補正係数
Ｔ0：事前計測時の周囲環境温度
（０≦ｍ＜Ｍ、０≦ｎ＜Ｎ：Ｍ，Ｎは第１の筐体内部の分割発光領域数）
【００７３】
算出した、温度補正後の各分割発光領域のＲＧＢ−ＬＥＤの輝度出力値（ｄr'(m,n)、ｄg'(m,n)、ｄr'(m,n)）は、前記背面光源７の分割発光領域毎に設置した光源駆動部に送られる。光源駆動部は前記背面光源７の分割発光領域及びＲＧＢの色毎に設置されており、それぞれが、入力された温度補正後の各分割発光領域のＲＧＢ−ＬＥＤの輝度出力値（ｄr'(m,n)、ｄg'(m,n)、ｄr'(m,n)）に従い、前記分割発光領域を個別に駆動制御する。なお、ＬＥＤ輝度出力の制御は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によるデューティ制御、又はＬＥＤ駆動電流量の制御にて行なえば良い。
【００７４】
前述したように、背面光源７に内包されるＬＥＤ実装基板７ｃには、第１の温度センサ１７と共にカラーセンサ１６が配置されており、前記駆動制御した分割発光領域のＲＧＢ−ＬＥＤの輝度出力値（ｄr'(m,n)、ｄg'(m,n)、ｄb'(m,n)）にて制御された状態にて、カラー検出部１３にて前記カラーセンサ１６の発光状態が計測され、カラーセンサ計測値（Ｓr、Ｓg、Ｓb）が演算部１１に送られる。なお、以後時刻(t)における輝度出力値を（ｄr'(m,n)(t)、ｄg'(m,n)(t)、ｄb'(m,n)(t)）とし、前記輝度出力値で制御された状態におけるカラーセンサ計測値を（Ｓr(t)、Ｓg(t)、Ｓb(t)）とする。
【００７５】
前述した記憶部１２には、目標カラーセンサ値（Ｓr0、Ｓg0、Ｓb0）及び、カラーセンサ１６の温度補正係数（βr、βg、βb）が予め記録してあり、演算部１１に送られる。本実施例では第１の温度センサ１７はカラーセンサ１６の近傍に配置されており、カラーセンサ１６の温度は第１の温度センサ計測値（Ｔ1）より求められることから、演算部１１は、時刻(t)における目標カラーセンサ値（Ｓr0'、Ｓg0'、Ｓb0'）を以下の式で算出する（Ｓ１０７）。
【００７６】
Ｓr0'＝Ｓr0＋βr×(Ｔ1−Ｔ0)  …  （８）
Ｓg0'＝Ｓg0＋βg×(Ｔ1−Ｔ0)  …  （９）
Ｓb0'＝Ｓb0＋βb×(Ｔ1−Ｔ0)  …  （１０）
Ｓr0'、Ｓg0'、Ｓb0'：温度補正後の目標カラーセンサ値
Ｓr0、Ｓg0、Ｓb0：目標カラーセンサ値
βr、βg、βb：カラーセンサ温度補正係数
【００７７】
前述した記憶部１２には、カラーセンサ値（Ｓr0、Ｓg0、Ｓb0）と、ＲＧＢ−ＬＥＤの輝度出力値（ｄr(m,n)、ｄg(m,n)、ｄr(m,n)）の関係行列式の逆行列（Smat−１）が予め記録してあり、演算部１１に送られる。
【００７８】
2015170546.tif 000003
【００７９】
演算部１１は、時刻(t)における目標カラーセンサ値（Ｓr0'、Ｓg0'、Ｓb0'）と、カラーセンサ計測値（Ｓr(t)、Ｓg(t)、Ｓb(t)）の差分、及び前記逆行列（Smat−１）より、次の時刻(t＋Δt)におけるＲＧＢ−ＬＥＤの輝度出力値（ｄr'(m,n)(t＋Δt)、ｄg'(m,n)(t＋Δt)、ｄb'(m,n)(t＋Δt)）を以下の式で算出する（Ｓ１０８）。
【００８０】
2015170546.tif 000004
ｄr'(m,n)(t＋Δt)、ｄg'(m,n)(t＋Δt)、ｄb'(m,n)(t＋Δt)：時刻(t＋Δt)におけるＲＧＢ−ＬＥＤ輝度出力値
ｄr'(m,n)(t)、ｄg'(m,n)(t)、ｄb'(m,n)(t)：時刻(t)におけるＲＧＢ−ＬＥＤ輝度出力値
Ｓr(t)、Ｓg(t)、Ｓb(t)：カラーセンサ計測値
Ｓr0'、Ｓg0'、Ｓb0'：温度補正後の目標カラーセンサ値
【００８１】
算出した、次の時刻(t＋Δt)におけるＲＧＢ−ＬＥＤの輝度出力値（ｄr'(m,n)(t＋Δt)、ｄg'(m,n)(t＋Δt)、ｄb'(m,n)(t＋Δt)）は、光源駆動部に送られ前記分割発光領域を個別駆動制御する。
【００８２】
以上の動作を一定期間（Δt）にて繰り返し行う事で、温度センサとカラーセンサによるフィードバック制御を行う構成となり、ＬＥＤの経年変化や温度条件によらず、表示領域の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、ホワイトバランスの変化を改善することが可能となる。
【００８３】
図１５に本発明の構成による相対輝度分布、図１６に色度分布を示す。図に示すように本発明の構成により、相対輝度と色度が面内一様になり、表示領域の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、ホワイトバランスの変化を改善することが判る。
【００８４】
図１７に、本実施例の液晶表示装置１をポートレート配置とした場合の、背面光源７の第１の筐体７ａ内部の面内各部の温度変化の様子を示す。図に示すように、前述した図７乃至図１２のランドスケープ配置とは異なる温度分布となる。このような配置においては、ポートレート配置、ランドスケープ配置により、前述の記憶部１２に記憶される設定値を切り替えることで本実施例の制御は可能である。
【００８５】
また、図１８及び図１９に本発明の他の背面光源７の実施例を示す。図１８はＲＧＢ−ＬＥＤなど、複数色のＬＥＤを用いた場合の他の実施例、図１９は白色ＬＥＤを用いた場合の他の実施例である。図１８（ａ）に示すように、本発明の構成は、カラーセンサ１６が一つの場合に限定されず、複数のカラーセンサにて実施することも可能である。また前述の実施例においては、液晶表示装置１の背面にＬＥＤが実装される直下型背面光源を用いたが、図１８（ｂ）、（ｃ）に示すように、液晶表示装置１の辺にＬＥＤが実装されるエッジ型背面光源でも実施可能である。
【００８６】
また、図１９に示すように、前述の実施例においては、ＬＥＤ光源をＲＧＢ−ＬＥＤの多色ＬＥＤにて構成したが、白色ＬＥＤにて構成することも可能である。なお、白色ＬＥＤのみにて構成する場合は、各色の輝度を計測する必要がないため、カラーセンサ１６ではなく、光センサ１６ａを用いれば十分である。
【実施例２】
【００８７】
次に、本発明の第２の実施例に係る面状照明装置及び液晶表示装置について、図２０を参照して説明する。
【００８８】
図に示す通り本実施例は液晶表示装置であり、本実施例の液晶表示装置１は、液晶パネル５と、単色または複数色の発光素子を複数内包し、平面もしくは曲面の発光面を持つ第１の筐体７ａからなる面状光源（本実施例では背面光源７）と、前記背面光源７を内包する第２の筐体８とを含む。前記液晶表示装置１の背面光源７は、発光面を複数の発光領域に分割し、前記分割した各々の発光領域に属する発光素子を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路１０と、前記複数の光源駆動部の各々の駆動条件を演算する演算部１１と、設定情報を記憶する記憶部１２などを備える。更に、前記液晶表示装置１の背面光源７の前記第１の筐体７ａ内部に、少なくとも１つの第１の温度センサ１７を備え、前記第１の筐体７ａ外部かつ前記第２の筐体８内部に、少なくとも１つの第２の温度センサ１８を備える。そして、前記演算部１１は、温度検出部１４が計測した前記第１の温度センサ１７の計測値と、温度検出部１５が計測した前記第２の温度センサ１８の計測値と、前記記憶部１２の設定情報とを元に、前記複数の光源駆動部の駆動条件を補正する事を特徴とする。すなわち、本実施例は、第１の実施例のカラーセンサ１６とカラー検出部１３を省略した構成である。
【００８９】
本実施例は、カラーセンサを使用しないため、ＬＥＤの経年変化による特性変化は補正できないが、点灯開始から温度飽和までの温度変化における、表示領域の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、ホワイトバランスの変化を改善することが可能である。
【実施例３】
【００９０】
次に、本発明の第３の実施例に係る面状照明装置について、図２１を参照して説明する。
【００９１】
図に示す通り本実施例は面状照明装置であり、本実施例の面状照明装置１ａは、単色または複数色の発光素子を複数内包し、平面もしくは曲面の発光面を持つ第１の筐体７ａからなる面状光源７と、前記面状光源７を内包する第２の筐体８とを含む。前記面状照明装置１ａは、発光面を複数の発光領域に分割し、前記分割した各々の発光領域を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路１０と、前記複数の光源駆動部の各々の駆動条件を演算する演算部１１と、設定情報を記憶する記憶部１２などを備える。更に、前記面状照明装置１ａの筐体内部には、少なくとも１つのカラーセンサ（若しくは光センサ）１６を備え、前記第１の筐体７ａ内部に、少なくとも前記発光領域より少ない数の第１の温度センサ１７と、前記第１の筐体７ａ外部かつ前記第２の筐体８内部に、少なくとも１つの第２の温度センサ１８を備える。そして、前記演算部１１は、少なくとも、カラー検出部１３が計測したカラーセンサ（若しくは光センサ）１６の計測値と、温度検出部１４が計測した前記第１の温度センサ１７の計測値と、温度検出部１５が計測した前記第２の温度センサ１８の計測値と、前記記憶部１２の設定情報とを元に、前記複数の光源駆動部の駆動条件を補正する事を特徴とする。
【００９２】
本実施例は、本発明の面状光源７を面状照明装置１ａに適用した例であり、第１の実施例と同様に、面状照明装置１ａにおいても、表示領域の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、ホワイトバランスの変化を改善することが可能である。
【実施例４】
【００９３】
次に、本発明の第４の実施例に係る面状照明装置及び液晶表示装置について、図２２を参照して説明する。
【００９４】
図に示す通り、本実施例は液晶表示装置であり、本実施例の液晶表示装置１は、液晶パネル５と、単色または複数色の発光素子を複数内包し、平面もしくは曲面の発光面を持つ第１の筐体７ａからなる面状光源（本実施例では背面光源７）と、前記背面光源７を内包する第２の筐体８とを含む。前記液晶表示装置１の背面光源７は、発光面を複数の発光領域に分割し、前記分割した各々の発光領域を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路１０と、前記複数の光源駆動部の各々の駆動条件を演算する演算部１１と、設定情報を記憶する記憶部１２などを備える。更に、前記液晶表示装置１の背面光源７の第１の筐体７ａ内部には、少なくとも１つのカラーセンサ（若しくは光センサ）１６を備え、前記第１の筐体７ａ内部には、少なくとも１つの第１の温度センサ１７を備え、前記第１の筐体７ａ内部に、少なくとも１つの第２の温度センサ１８を備え、前記第１の温度センサ１７と前記第２の温度センサ１８は、前記第１の筐体７ａ内部に、位置的に離れた場所に設置される。そして、前記演算部１１は、少なくとも、カラー検出部１３が計測した前記カラーセンサ（若しくは光センサ）１６の計測値と、温度検出部１４が計測した前記第１の温度センサ１７の計測値と、温度検出部１５が計測した前記第２の温度センサ１８の計測値と、前記記憶部１２の設定情報とを元に、前記複数の光源駆動部の駆動条件を補正する事を特徴とする。すなわち、本実施例は、第１の実施例の第２の温度センサ１８を第１の筐体７ａ内部に配置した構成である。
【００９５】
本実施例は、第２の温度センサ１８で周囲環境の温度は計測できないが、前記第１の筐体７ａ内部の第１の温度センサ１７と第２の温度センサ１８が、背面光源７の面内温度差の大きな領域に設置されていれば、第１の実施例と同様に、表示領域の輝度ムラ（輝度のバックライト面内不均一性）や色ムラ（色度のバックライト面内不均一性）、ホワイトバランスの変化を改善することが可能である。
【実施例５】
【００９６】
次に、本発明の第５の実施例に係る面状光源について、図２３を参照して説明する。
【００９７】
図に示す通り本実施例は液晶表示装置の背面光源などに使用される面状光源であり、単色または複数色の発光素子を複数内包し、平面もしくは曲面の発光面を持つ第１の筐体７ａからなる面状光源７からなる。前記面状光源７は、発光面を複数の発光領域に分割し、前記分割した各々の発光領域を駆動制御する複数の光源駆動部を含む光源駆動回路１０と、前記複数の光源駆動部の各々の駆動条件を演算する演算部１１と、設定情報を記憶する記憶部１２などを備える。更に、前記液晶表示装置の背面光源の前記第１の筐体７ａ内部に、少なくとも１つのカラーセンサ（若しくは光センサ）１６を備え、前記第１の筐体７ａ内部に、少なくとも１つの第１の温度センサ１７を備え、前記第１の筐体７ａ外部背面に、少なくとも１つの第２の温度センサ１８を備える。そして、前記演算部１１は、カラー検出部１３が計測した前記カラーセンサ（若しくは光センサ）１６の計測値と、温度検出部１４が計測した前記第１の温度センサ１７の計測値と、温度検出部１５が計測した前記第２の温度センサ１８の計測値と、前記記憶部１２の設定情報とを元に、前記複数の光源駆動部の駆動条件を補正する事を特徴とする。
【００９８】
本実施例では、前記第１の筐体７ａ外部背面に第２の温度センサ１８を備えることで、液晶表示装置に使用する際は第２の筐体に内包されることになり、前述の第１の実施例と同様の効果を得られる。
【００９９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、液晶表示装置や面状光源装置の構成、形状、制御方法は適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、面状照明装置及び当該面状照明装置を光源として利用する液晶表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  液晶表示装置
１ａ  面状光源装置
２  映像処理部
３  電源回路
４  パネル駆動部
５  液晶パネル
５ａ  ゲートドライバ
５ｂ  ソースドライバ
６  光学シート部
７  背面光源（面状光源）
７ａ  第１の筐体
７ｂ  ＬＥＤクラスタ
７ｃ  ＬＥＤ実装基板
７ｄ  熱伝導シート
７ｅ  背面光源裏面板
７ｆ  断熱シート
７ｇ  白色ＬＥＤ
８  第２の筐体
９  ＬＥＤ駆動基板
１０  光源駆動回路
１１  演算部
１２  記憶部
１３  カラー検出部
１４、１５  温度検出部
１６  カラーセンサ
１６ａ  光センサ
１７  第１の温度センサ
１８  第２の温度センサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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