(57)【要約】【課題】より簡単な構成で、光源の発光を制御することができるバックライト制御装置を提供する。【解決手段】バックライト制御部１０５は、温度依存による輝度出力変化の基準データにおいて、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂの色バランスの測定値と基準データの値とを比較し、当該エリアの光源１０２の温度を推測する。バックライト制御部１０５は、バックライトユニット１０１全体の温度勾配の基準データに基づき、バックライトユニット１０１の各エリアの温度を推測する。バックライト制御部１０５は、推測したバックライトユニット１０１各エリアの温度と、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂによる色バランスの測定結果とから、バックライトユニット１０１各位置の光源１０２の色バランスを推測する。バックライト制御部１０５は、光出力制御部１０６に信号を送り、各々の光源１０２の色バランスを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切られた複数のエリア毎に光源が配置された発光手段と、
前記光源のいずれかが発する光を検出する光測定手段と、
前記光測定手段の検出結果から前記光源それぞれの色バランスと温度とを推測する推測手段と、
前記推測手段が推測した前記光源それぞれの色バランスと温度とに基づいて、前記光源それぞれの発光を制御する発光制御手段と、
を備えたバックライト制御装置。
【請求項２】
前記光源は、ＲＧＢ三原色からなる複数のＬＥＤ、ＥＬ及びＬＤのいずれかの光学素子によって構成されている、請求項１に記載のバックライト制御装置。
【請求項３】
前記光測定手段は、前記発光手段の複数のエリアにおいて最も温度が高くなるエリアと最も温度が低くなるエリアとにそれぞれ配置された前記光源が発する光を検出する、請求項１又は２に記載のバックライト制御装置。
【請求項４】
前記推測手段が推測した前記光源それぞれの温度に基づいて、前記発光手段の温度を制御する温度制御手段をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックライト制御装置。
【請求項５】
前記発光手段の温度に応じて、前記発光手段の温度を制御する温度制御手段をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックライト制御装置。
【請求項６】
前記温度制御手段は、前記発光手段の内部の空気の対流を促すファンである、請求項４に記載のバックライト制御装置。
【請求項７】
前記温度制御手段は、前記発光手段の内部を外部に開放する開閉自在の扉である、請求項４又は５に記載のバックライト制御装置。
【請求項８】
前記発光制御手段は、前記光測定手段が前記光源の光を検出するときに、前記光測定手段が光を検出する前記光源を当該最大輝度で発光させ、
前記光測定手段は、前記発光制御手段が最大輝度で発光させた前記光源の光を検出する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のバックライト制御装置。
【請求項９】
光測定手段が、仕切られた複数のエリア毎に光源が配置された発光手段から、前記発光手段の前記光源の光を検出し、
推測手段が、前記光測定手段の検出結果から前記光源それぞれの色バランスと温度とを推測し、
発光制御手段が、前記推測手段が推測した前記光源それぞれの色バランスと温度とに基づいて、前記光源それぞれの発光を制御する、バックライト制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバックライト制御装置に関し、特に、光源の色バランスと温度とに基づいて、光源の発光を制御するバックライト制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイにおいては、液晶を発光させる光源となるバックライトの発光を制御することが行われている。例えば、特許文献１では、発光素子群から発せられる光量と、バックライトユニットの温度とを検出する制御装置が提案されている。制御装置は、検出された光量と温度とに基づいて、青色の発光素子に一定の駆動電流が供給されるように電流供給部を制御する。また、制御装置は、青色の発光素子に供給される駆動電流に基づき、赤色の発光素子及び緑色の発光素子に所定の駆動電流が供給されるように電流供給部を制御する。これにより、制御装置は、バックライトユニットの発光量を安定的に制御する。
【特許文献１】特開２００６−５９６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の技術では、バックライトの発光量を制御するために、発光素子群から発せられる光量を検出するための光センサと、バックライトユニットの温度を検出するための温度センサとの複数種類のセンサが必要となり、装置構成が複雑になるという欠点がある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡単な構成で、光源の発光を制御することができるバックライト制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、仕切られた複数のエリア毎に光源が配置された発光手段と、光源のいずれかが発する光を検出する光測定手段と、光測定手段の検出結果から光源それぞれの色バランスと温度とを推測する推測手段と、推測手段が推測した光源それぞれの色バランスと温度とに基づいて、光源それぞれの発光を制御する発光制御手段と、を備えたバックライト制御装置である。
【０００６】
また本発明は、光測定手段が、仕切られた複数のエリア毎に光源が配置された発光手段から、発光手段の光源の光を検出し、推測手段が、光測定手段の検出結果から光源それぞれの色バランスと温度とを推測し、発光制御手段が、推測手段が推測した光源それぞれの色バランスと温度とに基づいて、光源それぞれの発光を制御する、バックライト制御方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のバックライト制御装置によれば、より簡単な構成で、光源の発光を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態に係るバックライト制御装置について添付図面を参照して説明する。
【０００９】
まず、図１を参照して、本実施形態に係るバックライト制御装置について説明する。本発明の実施形態に係るバックライト制御装置は、例えば液晶テレビジョン受像機等の液晶ＴＶバックライトシステムに用いられる。図１に示すように、本実施形態のバックライト制御装置は、バックライトユニット（発光手段）１０１と、光源の単位となるＲＧＢ三原色を含む光源１０２と、光の色バランスを測定する受光部であるカラーセンサ（光測定手段）１０３ａ，１０３ｂと、受光したデータを測定する測定部１０４と、測定データから光源１０２の色バランスと温度とを推測するバックライト制御部（推測手段）１０５と、バックライト制御部１０５の推測結果を基に、光源の色バランスを制御する光出力制御部１０６と、温度を調整する温度調整部１０７とを備えている。
【００１０】
図１に示すように、バックライトユニット１０１は、パネル形状を有しており、マトリクス配置された複数の光源１０２によって構成されている。それぞれの光源ユニット１０２は隔壁によって四方を囲まれている。それにより、バックライトユニット１０１は、隔壁によって複数のエリアに仕切られている。
【００１１】
バックライトユニット１０１の複数のエリアそれぞれには、図１に示すように、ＲＧＢ三原色の３個のＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）からなる光源１０２が配置されている。つまり、光源１０２は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを含み、これらを混色させながら前面から光が出射されるようになっている。このように、光源１０２は、例えば赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを有した白色光源を想定するが、白色を表現できる有機ＥＬ（electroluminescence）や無機ＥＬ、レーザダイオード（ＬＤ：Laser  Diode）であっても良い。
【００１２】
バックライトユニット１０１は、以上のような複数の光源１０２によってバックライトユニット１０１が全面発光して、後述する液晶パネルの背面から光を照射する直下型方式のバックライトユニットとなっている。
【００１３】
図２は、バックライトユニット１０１内部において、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂの配置の例を示す。図２に示すように、カラーセンサ１０３ａは、最も温度の高いバックライトユニット１０１上部の中央に配置されている。また、カラーセンサ１０３ｂは、最も温度の低いバックライトユニット１０１下部の中央に配置されている。カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂの測定信号は、測定部１０４を介してバックライト制御部１０５に出力される。
【００１４】
バックライトユニット１０１の各エリアの光量の制御を行う場合、光源１０２には主にＬＥＤを利用する。この場合、液晶パネルの背面に直下型方式で多くのＬＥＤを配置して、これらの光量の制御を行う。しかし、ＬＥＤの発光と同時に、バックライトユニット１０１の温度も上昇する。この際、直下型方式でＬＥＤを配置した場合の温度分布、つまり温度勾配は、ＬＥＤの配置により、図２に示すように、ほぼ決まった温度勾配になる。図２に示すように、バックライトユニット１０１の温度勾配は、バックライトユニット１０１の上部が最も高くなり、下部が最も低い温度になる。
【００１５】
バックライトユニット１０１の構成によっては、バックライトユニット１０１の左側と右側にも温度勾配は生じる場合がある。例えば、ＬＥＤの電源供給側が、温度が高くなることもある。しかしながら、ＬＥＤの配置や電源回路の供給側などの配置が決まれば、バックライトユニット１０１同士の個体差はほぼ無い。そのため、バックライトユニット１０１は、一定の温度勾配を持つことになる。
【００１６】
したがって、図２の例に示すように、バックライトユニット１０１の最も温度の高い上部の中央と、バックライトユニット１０１の最も低い温度の下部の中央とに、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂをそれぞれ配置し、温度勾配から他の各エリアの温度を推測することで、バックライトユニット１０１の他のエリアにおける温度と、当該温度による色バランスの変化とを推測することが出来る。なお、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂを配置する際は、他のエリアの光源１０２の影響を受けないように、背面から所定の光源１０２の光のみを受光するように配置する事が好ましい。
【００１７】
以上の構成により、バックライトユニット１０１全体の各光源１０２の位置における温度分布を推測できる。本実施形態では、カラーセンサに要するコストを考えて、少なくとも２つのカラーセンサ１０３ａ、１０３ｂの配置としているが、もちろんカラーセンサをより多く使用しても良い。３個以上のカラーセンサをバックライトユニット１０１に配置することにより、バックライトユニット１０１のより正確な温度分布が推測される。
【００１８】
次に、バックライト制御部１０５について詳細な説明をする。図３に示すように、バックライト制御部１０５は、比較部１１１、基準データメモリ１１２、温度制御部１１３、及び色バランス調整部１１４を有している。バックライト制御部１０５は、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂにより測定したデータから、バックライトユニット１０１全体の温度勾配や各光源１０２の色バランスを推測し、制御信号を生成するためのものである。
【００１９】
測定部１０４から送信された測定値は比較部１１１に入力される。比較部１１１に入力された測定値は、比較用の基準値が格納された基準値データメモリ１１２の基準値データと比較される。基準値データメモリ１１２には、図４に示すような各ＲＧＢ三原色のＬＥＤの温度依存による輝度出力変化の基準データ１１５と、図５に示すような寿命（発光時間）に対する輝度出力変化の基準データ１１６、あるいはバックライトユニット１０１全体の温度勾配に関する基準データなどが格納されている。
【００２０】
例えば、比較部１１１は、図４に示すような温度依存による輝度出力変化の基準データ１１５において、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂによる各測定位置でのＲＧＢ三原色のＬＥＤの色バランスと、基準データ１１５の値とを比較し、比率が合う場所（この場合、図面のａ又はｂを示す）のマッチングを行う。比較部１１１は、これらの値から、現在の色バランスとマッチしている温度を推測することができる。さらに、比較部１１１は、バックライトユニット１０１全体の温度勾配に関する基準データに基づき、バックライトユニット１０１の各エリアの温度を推測する。また、比較部１１１は、推測したバックライトユニット１０１の各エリアの温度と、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂによる各測定位置での色バランスの測定結果とから、バックライトユニット１０１の各位置の光源１０２の色バランスを推測することができる。
【００２１】
あるいは、比較部１１１は、図４に示すような温度依存による輝度出力変化の基準データ１１５と共に、図５に示すような寿命に対する輝度出力変化の基準データ１１６を参照することにより、光源１０２の輝度出力の低下が、温度によるものか、経年劣化によるものかを判断することができ、より精度の良い推測が可能となる。
【００２２】
比較部１１１による温度推測の結果は、温度制御部１１３に入力される。比較部１１１により推測された温度が規定値よりも高い場合は、温度制御部１１３は、温度調整部１０７に信号を送り温度をコントロールする。比較部１１１によるバックライトユニット１０１の各位置の色バランス推測の結果は、色バランス調整部１１４に入力される。色バランス調整部１１４は、各々の光源１０２の制御を行う光出力制御部１０６に信号を送り、各々の光源１０２の色バランスを制御する。
【００２３】
光出力制御部１０６は、色バランス調整部１１４からの信号に基づき、バックライトユニット１０１の各々のエリアの光源１０２の制御を行う。より具体的には、光出力制御部１０６は、光源１０２のＲＧＢ三原色のＬＥＤに対してそれぞれ印加するパルス電圧のパルス幅を調整することにより、光源１０２の色バランスを調整する。光出力制御部１０６及びバックライト制御部１０５は、発光制御手段として機能する。
【００２４】
次に、温度調整部１０７について詳細な説明をする。図６は、液晶テレビジョン受像機の全体の構成図と、温度調整部１０７の具体例とを示す図である。以下、液晶テレビジョン受像機の画面の表面側から順次構成を説明する。液晶テレビジョン受像機の最も画面の表面側には、液晶パネル１２２が偏向板１２１及び偏向板１２３にて挟まれて配置されている。これらの画面の奥側には、光を制御する拡散板１２４と光学プリズムシート１２５と拡散板１２６とが順次配置されている。画面の最も奥側には、一番下側にバックライトユニット１０１が配置されている。
【００２５】
バックライトユニット１０１には、温度調整部１０７として温度を制御するためのファン１２８ａ、１２８ｂが配置されている。また、バックライトユニット１０１の上部には、空気を逃がすための扉１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃが配置されている。本実施形態では、温度調整部１０７として２個のファン１２８ａ、１２８ｂを備えた例を示しているが、1個でも複数個でも構わない。また、空気を逃がす扉１２９ａ〜１２９ｃも、ファン１２８ａ、１２８ｂと一緒に備えられていなくとも良い。温度調整部１０７としてのファン１２８ａ、１２８ｂ、扉１２９ａ〜１２９ｃ、及びバックライト制御部１０５は、温度調整手段として機能する。
【００２６】
ファン１２８ａ、１２８ｂが温度調整部１０７から信号を受けた場合は、ファン１２８ａ、１２８ｂは回転しバックライトユニット１０１内部の空気を冷却する。扉１２９ａ〜１２９ｃは、例えば熱膨張率が異なる金属を張り合わせたバイメタルなどから構成されている。図７に示すように、扉１２９ａ〜１２９ｃは、バックライト制御部１０５からの電力により熱を与えられると開放する。これにより、扉１２９ａ〜１２９ｃは、バックライトユニット１０１内部に溜まった空気を外へ逃がす事が出来る。
【００２７】
扉１２９ａ〜１２９ｃは、特に、熱が滞留するバックライトユニット１０１上部に配置することにより、温度調整を行う効果が高くなる。また、バイメタルの作用を利用し、バックライトユニット１０１の温度が上昇した場合、バイメタルからなる扉１２９ａ〜１２９ｃがバックライトユニット１０１内の熱により、自発的に開放するようにしても良い。この場合は、設定するバックライトユニット１０１内の温度に応じて、扉１２９ａ〜１２９ｃの材質は選択される。
【００２８】
最後に、本実施形態のバックライト制御装置がバックライトユニット１０１の発光の色バランスを制御する場合に、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂにて測定する際のタイミングと測定条件の例について説明する。
【００２９】
図８は、実施形態に係るカラーセンサ１０３ａ、１０３ｂにて測定する際の手順を示すフロー図である。図８に示すように、バックライト制御部１０５は、色バランスの検知指示を受けた場合（Ｓ０１）、光出力制御部１０６に、測定用のバックライト点灯及びパネル表示を行うように指令を出す（Ｓ０２）。光出力制御部１０６が測定用のバックライト点灯及びパネル表示を行うと、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂは、色バランスの測定を開始し、測定が終了するまで続行する（Ｓ０３，Ｓ０４）。カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂによる色バランスの測定が終了した場合は（Ｓ０４）、バックライト制御部１０５は光出力制御部１０６に、通常のバックライト点灯及びパネル表示を行うように指令を出す（Ｓ０５）。
【００３０】
ここで、測定用のバックライト点灯においては、光出力制御部１０６は、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂにて測定するエリアの光源１０２のみ規定の最大輝度になるように当該光源１０２に動作信号を供給する。測定する光源１０２を最大輝度にすることにより、測定精度を向上させることができる。一方、光出力制御部１０６は、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂにて測定するエリアの光源１０２以外の光源１０２に対しては、通常のパネル表示用の動作信号を供給する。
【００３１】
これにより、画面表示に違和感が生じることを防止することができる。この場合の測定時間を十分に短くすることにより、画面を視ているユーザに違和感が生じることを防止することができる。カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂは、図２に示すように画面の端部に配置するため、画面を視ているユーザに違和感が生じることを一層防止することができる。
【００３２】
カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂによる測定のタイミングは、動的になるが、暗い画面の時などは行わないようにする事が望ましい。また、寿命（発光時間）による影響を見るためには、電源ＯＮ時に測定することで、温度による影響の無い状態で測定が出来るため、電源ＯＮ時のタイミングが望ましい。
【００３３】
以上のように本実施形態のバックライト制御装置では、液晶テレビジョン受像機のバックライトセンシングシステムにおいて、最適なセンサの配置場所を提案する。また、本実施形態では、カラーセンサ１０３ａ、１０３ｂのみで温度センサの役割も行う事ができるバックライトセンシングシステムを構築する事により、温度コントロールや、色バランスの制御などを一種類のセンサで実現でき、なおかつコストなども低減する事が可能となる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態に係るバックライト制御装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】実施形態に係るバックライトユニットの温度分布とカラーセンサの配置例を示す図である。
【図３】実施形態に係るバックライト制御部の構成を示したブロック図である。
【図４】温度とＲＧＢ三原色のＬＥＤの輝度出力との関係を示すグラフ図である。
【図５】時間と輝度出力との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施形態に係る液晶パネルユニットを示した分解斜視図である。
【図７】実施形態に係るバックライトの扉を示した側面図である。
【図８】実施形態に係るカラーセンサにて測定する際の手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１…バックライトユニット、１０２…光源、１０３ａ，１０３ｂ…カラーセンサ、１０４…測定部、１０５…バックライト制御部、１０６…光出力制御部、１１１…比較部、１１２…基準データメモリ、１１３…温度制御部、１１４…色バランス調整部、１１５，１１６…基準データ、１２１…偏向板、１２２…液晶パネル、１２３…偏向板、１２４…拡散板、１２５…光学プリズムシート、１２６…拡散板、１２８ａ，１２８ｂ…ファン、１２９ａ，１２９ｂ，１２９ｃ…扉。
【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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