(57)【要約】【課題】光源部における電力効率の向上を低コストで実現することを可能とする光源システムを提供する。【解決手段】光源部１０内のＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの各分割部分において、ＬＥＤの両端間の順方向電圧Ｖｆ_allをそれぞれ検出する。また、その検出された順方向電圧Ｖｆ_allに応じて、２つの電源（ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxおよびＶＣＣ_ＬＥＤ_min）間の切替制御を行うようにする。光源部１０内の各分割部分に対して適切な電源供給がなされるようになり、ＬＥＤにおける電力損失が低減される。また、このような電源の切替が自動的になされるため、従来のように個別にＬＥＤの選別を行う場合と比べ、ＬＥＤの順方向電圧の調整が容易となる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを含んで構成された複数の光源を有する光源部と、
互いに異なる複数の電源を有すると共に、これらの電源によって各光源に対してそれぞれ電力供給を行う電源部と、
各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出する順方向電圧検出部と、
各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の制御を行う光源制御手段と、
前記順方向電圧検出部により検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、前記電源部における複数の電源間の切替制御を行う切替制御手段と
を含むことを特徴とする光源システム。
【請求項２】
前記切替制御手段は、各光源の両端間の順方向電圧が大きくなるのに従って、より大きな電源電圧からなる電源に切り替わるように切替制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の光源システム。
【請求項３】
各光源が、互いに同じ向きで直列接続された複数の発光ダイオードを含んで構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源システム。
【請求項４】
前記順方向電圧の検出の際に、前記順方向電圧検出部内に流れる電流の値が各光源に流れる発光電流の値と比べて著しく小さくなるように、前記順方向電圧検出部が設定されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光源システム。
【請求項５】
前記光源部が、互いに独立して制御可能な複数の部分点灯部により構成され、
前記光源制御手段および前記切替制御手段は、前記部分点灯部単位で、前記光源部の制御、および前記電源部における複数の電源間の切替制御を行う
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光源システム。
【請求項６】
前記光源制御手段は、各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の輝度および色温度のうちの少なくとも一方を制御する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光源システム。
【請求項７】
前記光源システムから発せられた光を映像信号に基づいて変調する表示部をさらに含む
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光源システム。
【請求項８】
発光ダイオードを含んで構成された複数の光源を有する光源部と、互いに異なる複数の電源を有すると共にこれらの電源によって各光源に対してそれぞれ電力供給を行う電源部と、各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出する順方向電圧検出部とを備えた光源装置に適用される光源制御装置であって、
各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の制御を行う光源制御手段と、
前記順方向電圧検出部により検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、前記電源部における複数の電源間の切替制御を行う切替制御手段と
を備えたことを特徴とする光源制御装置。
【請求項９】
発光ダイオードを含んで構成された複数の光源を有する光源部と、
互いに異なる複数の電源を有すると共に、これらの電源によって各光源に対してそれぞれ電力供給を行う電源部と、
各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出する順方向電圧検出部と、
各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の制御を行う光源制御手段と、
前記順方向電圧検出部により検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、前記電源部における複数の電源間の切替制御を行う切替制御手段と
を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
光源装置により発せられた光を、映像信号に基づいて表示部において変調することにより画像表示を行う画像表示方法であって、
発光ダイオードを含んで構成された光源部内の複数の光源に対し、互いに異なる複数の電源によってそれぞれ電力供給を行うと共に、各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、前記光源部の制御を行い、
各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出し、
検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、前記複数の電源間の切替制御を行う
ことを特徴とする画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示装置のバックライト光源として用いられる光源装置、そのような光源装置に適用される光源制御装置、ならびにそのような光源装置を用いた光源システムおよび画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ＴＶやプラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）に代表されるようにディスプレイの薄型化が流れとしてあり、なかでもモバイル用ディスプレイの多くは液晶系であり、忠実な色の再現性が望まれている。また、液晶パネルのバックライトは蛍光管を使ったＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）タイプが主流であるが、環境的に水銀レスが要求されてきており、ＣＣＦＬに変わる光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等が有望視されている。
【０００３】
このようなＬＥＤを用いたバックライト装置としては、例えば特許文献１，２に示したようなものが提案されている。特許文献１に示されたＬＥＤバックライト装置は、外光を検出することにより、周囲の環境の明るさに応じてバックライト装置全体の輝度レベルを変化させるようにしたものである。一方、特許文献２に示されたＬＥＤバックライト装置は、液晶パネルの動画応答性を高めるため、光源部を複数の部分点灯部に分割して構成すると共にこれら複数の部分点灯部が順次点灯動作を行うようにする（部分駆動を行う）ことにより、いわゆる黒挿入処理を行うようにしたものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４５８８６号公報
【特許文献２】特開２００６−２４３２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このようなＬＥＤバックライト装置において、例えば図１６（Ａ）に示したように、ＬＥＤ（Ｄｉ１０１）に定格電流Ｉｆを流したとき、このＬＥＤの両端間の電圧は、ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆとなる。ただし、例えば図１６（Ｂ）に示したように、複数（この場合、２つ）のＬＥＤ（Ｄｉ１０１，Ｄｉ１０２）に対して同じ定格電流Ｉｆを流したとしても、個々のＬＥＤの製造ばらつきなどの理由により、各ＬＥＤの両端間の電圧（順方向電圧Ｖｆ_１，Ｖｆ_２）にはばらつきが生じる（一般に、定格電流Ｉｆを流したときの順方向電圧Ｖｆのばらつきは、ＬＥＤ１個につき、約１〜２Ｖ程度である。）。このことは、図１６（Ｂ）において定格電流Ｉｆを流すためには、（Ｖｆ_１＋Ｖｆ_２）以上の電圧の印加が必要となることを意味している。なお、例えば図１６（Ｃ）に示したように、複数（この場合、５つ）のＬＥＤ（Ｄｉ１０１〜Ｄｉ１０５）同士を互いに直列接続させたときには、定格電流Ｉfを流すためには、各々のＬＥＤの順方向電圧のばらつきを加算した電圧（Ｖｆ_１＋Ｖｆ_２＋Ｖｆ_３＋Ｖｆ_４＋Ｖｆ_５）以上の電圧を印加する必要がある。
【０００６】
したがって、ＬＥＤを複数個直列に接続させて定格電流Ｉｆを流した場合において、これらＬＥＤの両端間の電圧（各ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの和）が最も大きいのは、全てのＬＥＤにおいて、「順方向電圧Ｖｆが最大値（Ｖｆ_max）となっている」ときである。また逆に、これらＬＥＤの両端間の電圧（各ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの和）が最も小さいのは、全てのＬＥＤにおいて、「順方向電圧Ｖｆが最小値（Ｖｆ_min）となっている」ときである。
【０００７】
ここで、上記特許文献２に示された部分駆動方式によるＬＥＤバックライト装置では、ＬＥＤを含む光源部を複数個の分割部分（部分点灯部）に分けて配置させると共に、これらの分割部分単位で定電流駆動を行うようになっている。そこで、２分割した場合を例に挙げ、一方の分割部分において、上記のようにＬＥＤの両端間の電圧が最も大きくなっている（全てのＬＥＤにおいて、「順方向電圧Ｖｆが最大値（Ｖｆ_max）となっている」）と共に、他方の分割部分において、上記のようにＬＥＤの両端間の電圧が最も小さくなっている（全てのＬＥＤにおいて、「順方向電圧Ｖｆが最小値（Ｖｆ_min）となっている」）場合について考えると、両者に定格電流Ｉｆを流そうとした場合、各々の分割部分に対し、最も大きいほうの電圧（Ｖｆ_max×ＬＥＤの直列個数分の電圧）を印加する必要がある。したがって、上記他方の分割部分では、最も大きい電圧との差分が、所定の定格電流Ｉｆに制御する回路部分（例えば、トランジスタ）の損失となるため、光源部における電力効率が低下してしまうことになる。また、その回路部分に電力損失が集中すると発熱の原因にもなり、その電力損失が定格値を超えた場合には回路部分が破損する原因にもなる。
【０００８】
そこで、従来はこのようなことを防ぐため、個々のＬＥＤの順方向電圧Ｖｆを選別することにより、順方向電圧Ｖｆを揃えるような対策を行っていた。ところが、このような選別は手間がかかるため、ＬＥＤバックライト装置を製造する際に、コストが増加する要因の一つとなっていた。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光源部における電力効率の向上を低コストで実現することを可能とする光源制御装置および光源装置、ならびにそのような光源装置を用いた光源システムおよび画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光源システムは、発光ダイオードを含んで構成された複数の光源を有する光源部と、互いに異なる複数の電源を有すると共にこれらの電源によって各光源に対してそれぞれ電力供給を行う電源部と、各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出する順方向電圧検出部と、各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより光源部の制御を行う光源制御手段と、順方向電圧検出部により検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、電源部における複数の電源間の切替制御を行う切替制御手段とを含むようにしたものである。なお、この光源システムは、さらに、映像信号に基づいて画像表示を行う表示部を含むようにしてもよい。
【００１１】
本発明の光源制御装置は、上記光源部と、上記電源部と、上記順方向電圧検出部とを備えた光源装置に適用されるものであって、上記光源制御手段と、上記切替制御手段とを備えたものである。
【００１２】
本発明の光源装置は、上記光源部と、上記電源部と、上記順方向電圧検出部と、上記光源制御手段と、上記切替制御手段とを備えたものである。
【００１３】
本発明の画像表示方法は、光源装置により発せられた光を、映像信号に基づいて表示部において変調することにより画像表示を行うものであって、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んで構成された光源部内の複数の光源に対し、互いに異なる複数の電源によってそれぞれ電力供給を行うと共に、各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより光源部の制御を行い、各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出し、検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて複数の電源間の切替制御を行うようにしたものである。
【００１４】
なお、以上の構成要件の任意の組み合わせ、本発明の表現をシステム、装置、方法などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【００１５】
本発明の光源システム、光源制御装置、光源装置および画像表示方法では、発光ダイオードを含んで構成された光源部内の複数の光源に対し、電源部からそれぞれ電力供給がなされる。そして各光源の点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、光源部の制御がなされる。ここで、各光源の両端間の順方向電圧がそれぞれ検出されると共に、その検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて、電源部における複数の電源間の切替制御がなされることにより、そのような電源の切替制御がなされない場合と比べ、各光源に対して適切な電源供給がなされるようになる。また、このような電源の切替が自動的になされるため、従来のように個別に発光ダイオードの選別を行う場合と比べ、発光ダイオードの順方向電圧の調整が容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光源システム、光源制御装置、光源装置または画像表示方法によれば、各光源の両端間の順方向電圧をそれぞれ検出すると共に、その検出された各光源の両端間の順方向電圧に応じて複数の電源間の切替制御を行うようにしたので、各光源に対して適切な電源供給をすることができ、発光ダイオードにおける電力損失（例えば、直列に接続されている個々の発光ダイオードの順方向電圧の差が累積することで発生する電圧差分を吸収する回路部分での電力損失）を低減することが可能となる。また、このような電源の切替を自動的に行うようにしたので、電力損失の低減動作が常時可能となり、発光ダイオードの順方向電圧の調整が容易となる。よって、電源間の切替制御を行うための部品を安価なものにすることにより、光源部における電力効率の向上を低コストで実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像表示システム（液晶表示装置３）の全体構成を表すものである。この液晶表示装置３は、透過光を表示光Ｄoutとして出射するいわゆる透過型の液晶表示装置であり、本発明の一実施の形態に係る光源装置としてのバックライト装置１と、透過型の液晶表示パネル２とを含んで構成されている。なお、本発明の一実施の形態に係る画像表示方法は、本実施の形態に係る画像表示システムによって具現化されるので、以下、併せて説明する。
【００１９】
液晶表示パネル２は、透過型の液晶層２０と、この液晶層２０を挟む一対の基板、すなわちバックライト装置１側の基板であるＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）基板２１１およびこれに対向する基板である対向電極基板２２１と、これらＴＦＴ基板２１１および対向電極基板２２１における液晶層２０と反対側にそれぞれ積層された偏光板２１０，２２０とから構成されている。
【００２０】
また、ＴＦＴ基板２１１にはマトリクス状の画素が構成され、各画素にはＴＦＴなどの駆動素子を含む画素電極２１２が形成されている。
【００２１】
バックライト装置１は、複数の色光（この場合、赤色光、緑色光および青色光）を混合して特定の色光である照明光Ｌoutを得る混色方式のものである。このバックライト装置１は、互いに異なる色光を発する３種類の光源として、赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂをそれぞれ複数個含む光源部（後述する光源部１０）を有している。
【００２２】
図２および図３は、バックライト装置１における各色ＬＥＤの配置構成の一例を表したものである。
【００２３】
図２（Ａ）に示したように、このバックライト装置１では、２組の赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂによって発光部の単位セル４１，４２がそれぞれ形成され、これら２つの単位セル４１，４２によって発光部の単位ユニットである部分点灯部４が形成されるようになっている。また、各単位セル内および単位セル４１，４２間では、各色ＬＥＤがそれぞれ直列に接続されている。具体的には、図２（Ｂ）に示したようにして、各色ＬＥＤのアノードとカソードが接続されるようになっている。
【００２４】
このようにして構成された各部分点灯部４は、例えば図３に示したように、光源部１０においてマトリクス状に配置され、後述するように互いに独立して制御可能となっている。また、この光源部１０上には、４つの部分点灯部４（例えば、部分点灯部４Ａ〜４Ｄ）に対して１つの照明光センサ１３が配置されている。この照明光センサ１３は、部分点灯部４からの光（後述する照明光Ｌout）を受光するものであり、４つの部分点灯部４の配置領域に対応する領域（検出領域４０）からの光を受光できるようになっている。
【００２５】
次に、図４を参照して、上述した液晶表示パネル２および光源部１０の駆動および制御部分の構成について詳細に説明する。図４は、液晶表示装置３のブロック構成を表したものである。なお、図４（および後述する図５）において照明光センサ１３は、便宜上、光源部１０の近辺に１つだけ配置されているものとして表している。
【００２６】
図４に示したように、液晶表示パネル２を駆動して映像を表示するための駆動回路は、液晶表示パネル２内の各画素電極２１２へ映像信号に基づく駆動電圧を供給するＸドライバ（データドライバ）５１と、液用表示パネル２内の各画素電極２１２を図示しない走査線に沿って線順次駆動するＹドライバ（ゲートドライバ）５２と、これらＸドライバ５１およびＹドライバ５２を制御するタイミング制御部（タイミング・ジェネレータ）６１と、外部からの映像信号を処理してＲＧＢ信号を生成するＲＧＢプロセス処理部６０（シグナル・ジェネレータ）と、このＲＧＢプロセス処理部６０からのＲＧＢ信号を記憶するフレームメモリである映像メモリ６２とから構成されている。
【００２７】
一方、バックライト装置１の光源部１０が点灯動作を行うための駆動および制御を行う部分は、バックライト駆動部１１と、バックライト制御部１２と、照明光センサ１３と、Ｉ／Ｖ変換部１４と、Ａ／Ｄ変換部１５とから構成されている。
【００２８】
照明光センサ１３は、光源部１０（具体的には、上記のように各検出領域４０内の部分点灯部４）からの照明光Ｌoutを受光して受光信号を得るものであり、複数の色光（この場合、赤色光、緑色光および青色光）を混合してなる混色光の中から赤色光を抽出して選択的に受光する赤色光センサ１３Ｒと、緑色光を抽出して選択的に受光する緑色光センサ１３Ｇと、青色光を抽出して選択的に受光する青色光センサ１３Ｂとから構成されている。
【００２９】
Ｉ／Ｖ変換部１４は、照明光センサ１３で得られた各色ごとの受光信号に対してＩ／Ｖ（電流／電圧）変換を施し、アナログの電圧信号である受光データを各色ごとに出力するものである。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換部１５は、Ｉ／Ｖ変換部１４から出力される各色ごとの受光データを、タイミング制御部６１から供給されるサンプリングゲート信号ＳＧに従って所定のタイミングでサンプリングすると共にＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換を施し、ディジタルの電圧信号である受光データＤ１を各色ごとにバックライト制御部１２へ出力するものである。
【００３１】
バックライト制御部１２は、Ａ／Ｄ変換部１５から供給される各色ごとの受光データＤ１、タイミング制御部６１から供給される制御信号（制御データ）Ｄ０、およびバックライト駆動部１１から供給される制御信号（後述する制御信号Ｄ６）に基づいて、後述する制御信号Ｄ３，Ｄ４および選択信号ＳＥＬを生成・出力し、バックライト駆動部１１の駆動動作を制御するものである。なお、このバックライト制御部１２の詳細な構成については、後述（図５および図６）する。
【００３２】
バックライト駆動部１１は、バックライト制御部１２から供給される制御信号Ｄ３，Ｄ４および選択信号ＳＥＬ、ならびにタイミング制御部６１から供給される制御信号Ｄ０に基づいて、部分点灯部４単位で点灯動作を行うように光源部１０を時分割で駆動するものである。なお、このバックライト駆動部１１の詳細な構成についても、後述（図５および図６）する。
【００３３】
次に、図５〜図７を参照して、上述したバックライト駆動部１１およびバックライト制御部１２の詳細構成について説明する。図５は、バックライト駆動部１１およびバックライト制御部１２の詳細構成、ならびに光源部１０、照明光センサ１３、Ｉ／Ｖ変換部１４およびＡ／Ｄ変換部１５の構成についてブロック図で表したものである。また、図６は、図５に示した電源部（後述する電源部１１０）、光源部１０、ＰＷＭドライバ（後述するＰＷＭドライバ１１３）、抵抗器部（後述する抵抗器部１１４）およびＶｆ検出部（後述するＶｆ検出部）の詳細構成を、特に青色ＬＥＤ１Ｂに関するものについてのみ回路図で表したものである。また、図７は、図５および図６に示した電源部１１０、光源部１０、ＰＷＭドライバ１１３、抵抗器部１１４、Ｖｆ検出部１１５Ｂおよび電源切替制御部１２３について、電源部１１０の詳細構成を示しつつ、特に青色ＬＥＤ１Ｂに関するものについてのみ回路図で表したものである。なお、受光データＤ１は、赤色受光データＤ１Ｒと、緑色受光データＤ１Ｇと、青色受光データＤ１Ｂとから構成され、制御信号Ｄ３は、赤色用制御信号Ｄ３Ｒと、緑色用制御信号Ｄ３Ｇと、青色用制御信号Ｄ３Ｂとから構成され、検出データＤ６は、赤色検出データＤ６Ｒと、緑色検出データＤ６Ｇと、青色検出データＤ６Ｂとから構成さているものとする。また、ここでは便宜上、光源部１０内において赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂが、全て互いに直列接続されたものとして表している。
【００３４】
図５に示したように、バックライト駆動部１１は、後述する電源切替制御部１２３から供給される選択信号ＳＥＬに従って電源切替を行う電源部１１０と、バックライト制御部１２から供給される制御信号Ｄ３（赤色用制御信号Ｄ３Ｒ、緑色用制御信号Ｄ３Ｇおよび青色用制御信号Ｄ３Ｂ）に従って電源部１１０からの電源供給により光源部１０内の赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂのアノード側へそれぞれ電流ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを供給する定電流ドライバ１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂと、後述する複数の抵抗器を有する抵抗器部１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂと、光源部１０におけるＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの順方向電圧（後述するＶｆ_all）を検出し、検出データＤ６（赤色検出データＤ６Ｒ、緑色検出データＤ６Ｇおよび青色検出データＤ６Ｂ）を生成・出力するＶｆ検出部１１５Ｒ，１１５Ｇ，１１５Ｂと、赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂの各々のカソードと抵抗器部１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂとの間に接続されたスイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂと、バックライト制御部１２から供給される制御信号Ｄ４およびタイミング制御部６１から供給される制御信号Ｄ０に基づいてスイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂに対する制御信号Ｄ５（パルス信号）を生成・出力し、これらスイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２ＢをそれぞれＰＷＭ制御するＰＷＭドライバ１１３とを有している。なお、スイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂは、後述するように、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Emission Transistor）等のトランジスタなどにより構成される。
【００３５】
また、バックライト制御部１２は、光量バランス制御部１２１と、光量制御部１２２と、電源切替制御部１２３とを有している。
【００３６】
光量バランス制御部１２１は、Ａ／Ｄ変換部１５から供給される受光データＤ１（赤色受光データＤ１Ｒ、緑色受光データＤ１Ｇおよび青色受光データＤ１Ｂ）、およびタイミング制御部から供給される制御信号Ｄ０に基づいて、定電流ドライバ１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂに対する制御信号Ｄ３（赤色用制御信号Ｄ３Ｒ、緑色用制御信号Ｄ３Ｇおよび青色用制御信号Ｄ３Ｂ）をそれぞれ生成・出力することにより、赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂに流れる電流（発光電流）ＩＲ，ＩＧ，ＩＢを色温度ごとにそれぞれ変化させてそれらの発光強度を変化させ、これにより設定値に応じて光源部１０からの照明光Ｌoutの色バランス（色温度）を制御するものである。
【００３７】
光量制御部１２２は、Ａ／Ｄ変換部１５から供給される受光データＤ１のうちの緑色受光データＤ１Ｇ、およびタイミング制御部から供給される制御信号Ｄ０に基づいて、ＰＷＭドライバ１１３に対する制御信号Ｄ４を生成・出力することにより、赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂの発光期間（点灯期間）をそれぞれ変化させ、これにより光源部１０からの照明光Ｌoutの発光量（発光輝度）を制御するものである。なお、ここでは制御信号Ｄ１Ｒ，Ｄ１Ｇ，Ｄ１ＢのうちのＤ１Ｇのみを入力しているが、これは人間の視感度が緑色光に対して最も高いためであり、他の制御信号Ｄ１Ｒ，Ｄ１Ｂを入力するようにしてもよい。
【００３８】
電源切替制御部１２３は、Ｖｆ検出部１１５Ｒ，１１５Ｇ，１１５Ｂから供給される検出データＤ６（赤色検出データＤ６Ｒ、緑色検出データＤ６Ｇおよび青色検出データＤ６Ｂ；光源部１０における各ＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの両端間の順方向電圧Ｖｆ_allの検出データ）に応じて、電源部１１０における２つの電源（後述する電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_max，ＶＣＣ_ＬＥＤ_min）間の切替制御を行うための選択信号ＳＥＬを生成・出力するものである。なお、このような電源間の切替制御の詳細については、後述する。
【００３９】
次に、図６に示したように、電源部１１０は、後述する発光電流Ｉｆ１を発生させるための電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_max（および後述する電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_min）を含んで構成されている。これらの電源は、青色ＬＥＤ１Ｂのアノード側に接続されている。また、青色ＬＥＤ１Ｂに関するスイッチング素子１１２Ｂは、ＮチャネルのＭＯＳ−ＦＥＴにより構成されており、青色ＬＥＤ１Ｂのカソード側にドレインが接続されている。
【００４０】
ＰＷＭドライバ１１３は、青色ＬＥＤ１Ｂに関するものとして、例えばダイナミックレンジの上限が３．３（Ｖ）であるオペアンプＯＰ１Ｂと、スイッチング素子ＳＷ１Ｂとを有している。具体的には、オペアンプＯＰ１Ｂは、スイッチング素子１１２Ｂの制御用の電圧Ｖ２を正極入力端子に入力すると共に、負極入力端子がスイッチング素子１１２Ｂのソースに接続されており、これにより電圧Ｖ２と後述する検出用の電圧Ｖ１との値がほぼ等しくなるようになっている（オペアンプＯＰ１Ｂがボルテージフォロワとして機能する）。また、スイッチング素子ＳＷ１Ｂは、制御信号Ｄ０，Ｄ４に応じて、オペアンプＯＰ１Ｂの出力端子および接地（グランド）のうちの一方を、スイッチング素子１１２Ｂのゲートに接続するようになっている。なお、スイッチング素子ＳＷ１Ｂも、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ等のトランジスタなどにより構成される。なお、ＰＷＭドライバ１１３における赤色ＬＥＤ１Ｒおよび緑色ＬＥＤ１Ｇに関するもの（図示せず）も、同様の構成となっている。
【００４１】
青色ＬＥＤ１Ｂに関する抵抗器部１１４Ｂは、青色ＬＥＤ１Ｂの発光時に流れる主要な電流（図中の発光電流Ｉｆ１）を検出するための抵抗器Ｒ１を有している。具体的には、抵抗器Ｒ１の一端は、スイッチング素子１１２Ｂのソースに接続され、抵抗器Ｒ１の他端は接地されている。なお、赤色ＬＥＤ１Ｒに関する抵抗器部１１４Ｒおよび緑色ＬＥＤ１Ｇに関する抵抗器部１１４Ｇの詳細構成（図示せず）も、抵抗器部１１４Ｂと同様の構成となっている。
【００４２】
青色ＬＥＤ１Ｂに関するＶｆ検出部１１５Ｂは、後述する検出用の電流Ｉｆ２を発生させるための電源ＶＣＣ_detと、光源部１０におけるＬＥＤ１Ｂの両端間の順方向電圧Ｖｆ_allを検出するために用いられるダイオード１１５Ｂ１および抵抗器Ｒ２と、これらにより検出されたダイオード１１５Ｂ１のアノードと接地との間の電圧ΔＶ_ＦＥＴ_Ｒ（アナログ電圧）をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換することにより、検出データＤ６Ｂ（ディジタル電圧のデータ）を生成・出力するＡ／Ｄ変換部１１５Ｂ２とを有している。具体的には、抵抗器Ｒ２の一端は電源ＶＣＣ_detに接続され、抵抗器Ｒ２の他端は、ダイオード１１５Ｂ１のアノードおよびＡ／Ｄ変換部１１５Ｂ２の入力端子に接続されている。また、ダイオード１１５Ｂ１のカソードは、スイッチング素子１１２ＢのドレインおよびＬＥＤ１Ｂのカソード側に接続されている。また、電源ＶＣＣ_detの電圧は、ダイオード１１５Ｂ１に電流Ｉｆ２が流れるようにするため、電圧ΔＶ_ＦＥＴ_Ｒよりも大きくなるように設定されている。また、抵抗器Ｒ２の抵抗値は、検出用の電流Ｉｆ２の値（例えば、数μＡ程度）が、発光電流Ｉｆの値（例えば、数１０ｍＡ程度）と比べて著しく小さくなるように設定されている（抵抗器Ｒ２の抵抗値が非常に大きくなるように設定されている）。なお、赤色ＬＥＤ１Ｒに関するＶｆ検出部１１５Ｒおよび緑色ＬＥＤ１Ｇに関するＶｆ検出部１１５Ｇの詳細構成（図示せず）も、Ｖｆ検出部１１５Ｂと同様の構成となっている。
【００４３】
次に、図７に示したように、電源部１１０は、青色ＬＥＤ１Ｂに関するものとして、互いに異なる２つの電源である電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxおよび電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_min（電圧値は、ＶＣＣ_ＬＥＤ_max＞電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_minとなるように設定されている）と、制御用のロジック電源である電源ＶＣＣ_ＬＯＧＩＣと、抵抗器Ｒ０１，Ｒ１１〜Ｒ１３，Ｒ２１〜Ｒ２３と、ダイオードＤｉ１，Ｄｉ２と、バイポーラトランジスタＴｐ０〜Ｔｐ２，Ｔｎ０〜Ｔｎ２とを有している。
【００４４】
具体的には、抵抗器Ｒ０２の一端は電源ＶＣＣ_ＬＯＧＩＣに接続され、抵抗器Ｒ０２の他端は、ＮＰＮトランジスタＴｎ０のコレクタおよび抵抗器Ｒ１１の一端に接続されている。この抵抗器Ｒ１１の他端は、ＮＰＮトランジスタＴｎ１のベースに接続されている。また、抵抗器Ｒ０１の一端には、抵抗器Ｒ０２の一端と共に選択信号ＳＥＬが入力されるようになっており、抵抗器Ｒ０１の他端はＮＰＮトランジスタＴｎ０のベースに接続され、抵抗器Ｒ０２の他端はＮＰＮトランジスタＴｎ２のベースに接続されている。また、ＮＰＮトランジスタＴｎ０，Ｔｎ１，Ｔｎ２のエミッタは、いずれも接地されている。また、ＰＮＰトランジスタＴｐ１のエミッタは、電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_minおよび抵抗器Ｒ１２の一端に接続され、ＰＮＰトランジスタＴｐ１のベースは抵抗器Ｒ１３の一端に接続され、ＰＮＰトランジスタＴｐ１のコレクタはダイオードＤｉ１のアノードに接続されている。また、抵抗器Ｒ１２，Ｒ１３の他端は、いずれもＮＰＮトランジスタＴｎ１のコレクタに接続されている。また、ＰＮＰトランジスタＴｐ２のエミッタは、電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxおよび抵抗器Ｒ２２の一端に接続され、ＰＮＰトランジスタＴｐ２のベースは抵抗器Ｒ２３の一端に接続され、ＰＮＰトランジスタＴｐ２のコレクタはダイオードＤｉ２のアノードに接続されている。また、抵抗器Ｒ２２，Ｒ２３の他端は、いずれもＮＰＮトランジスタＴｎ２のコレクタに接続されている。また、ダイオードＤｉ１，Ｄｉ２のカソード同士は、光源部１０におけるＬＥＤ１Ｂのアノード側に接続されている。
【００４５】
このような構成により電源部１１０では、詳細は後述するが、電源切替制御部１２３から供給される選択信号ＳＥＬに応じて、互いに異なる２つの電源である電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxおよび電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_minのうちの一方の電源が選択されるように切替制御がなされ、選択された電源からＬＥＤ１Ｂに対して電力供給がなされるようになっている。
【００４６】
なお、電源部１１０内の赤色ＬＥＤ１Ｒおよび緑色ＬＥＤ１Ｇに関する部分の詳細構成（図示せず）も、図７に示した青色ＬＥＤ１Ｂに関する部分と同様の構成となっている。
【００４７】
ここで、バックライト制御部１２が、本発明における「光源制御装置」の一具体例に対応する。また、液晶表示パネル２が、本発明における「表示部」の一具体例に対応する。また、光量バランス制御部１２１および光量制御部１２２が本発明における「光源制御手段」の一具体例に対応し、電源切替制御部１２３が本発明における「切替制御手段」の一具体例に対応する。また、Ｖｆ検出部１１５Ｒ，１１５Ｇ，１１５Ｂが、本発明における「順方向電圧検出部」の一具体例に対応する。
【００４８】
次に、このような構成からなる本実施の形態のバックライト装置１および液晶表示装置３の動作について、詳細に説明する。
【００４９】
まず、図１〜図１０を参照して、本実施の形態のバックライト装置１および液晶表示装置３の基本動作について説明する。図８は、バックライト装置１の光源部１０における点灯動作をタイミング波形図で表したものであり、（Ａ）は赤色ＬＥＤ１Ｒに流れる電流（発光電流）ＩＲを、（Ｂ）は緑色ＬＥＤ１Ｇに流れる電流ＩＧを、（Ｃ）は青色ＬＥＤ１Ｂに流れる電流ＩＢを、それぞれ表している。また、図９は、液晶表示装置３全体の動作の概略をタイミング波形図で表したものであり、（Ａ）はＸドライバ５１から液晶表示パネル２内のある画素電極２１２へ印加される電圧（画素印加電圧、駆動電圧）を、（Ｂ）は液晶分子の応答性（画素電極２１２における実際の電位状態）を、（Ｃ）はＹドライバ５２から液晶表示パネル２内のＴＦＴ素子のゲートへ印加される電圧（画素ゲートパルス）を、それぞれ表している。
【００５０】
このバックライト装置１では、バックライト駆動部１１においてスイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂがそれぞれオン状態となると、電源部１１０かによる電力供給により、定電流ドライバ１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂからそれぞれ電流（発光電流）ＩＲ，ＩＧ，ＩＢが光源部１０内の赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂへ流れ、これによりそれぞれ赤色発光、緑色発光および青色発光がなされ、混色光である照明光Ｌoutが発せられる。
【００５１】
この際、タイミング制御部６１からバックライト駆動部１１へ制御信号Ｄ０が供給され、バックライト駆動部１１内のＰＷＭドライバ１１３からスイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂへはこの制御信号Ｄ０に基づく制御信号Ｄ５がそれぞれ供給されるため、これによりスイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂは、この制御信号Ｄ０に従ったタイミングでオン状態となり、赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂの点灯期間もこれに同期したものとなる。言い換えると、パルス信号である制御信号Ｄ５を用いた時分割駆動により、赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１ＢがＰＷＭ駆動される。
【００５２】
また、このとき照明光センサ１３は、光源部１０からの照射光Ｌoutを受光する。具体的には、照明光センサ１３内の赤色光センサ１３Ｒ、緑色光センサ１３Ｇおよび青色光センサ１３Ｂにおいて、各色用のフォトダイオードによって、光源部１０からの照射光Ｌoutのうちの各色光がそれぞれ抽出されて各色光の光量に応じた電流が発生し、これにより電流値の受光データがＩ／Ｖ変換部１４へ供給される。また、各色ごとの電流値の受光データは、それぞれＩ／Ｖ変換部１４によってアナログ電圧値の受光データに変換される。そしてこれら各色ごとのアナログ電圧値の受光データは、Ａ／Ｄ変換部１５において、タイミング制御部６１から供給されるサンプリングゲート信号ＳＧに従った所定のタイミングでサンプリングされると共に、ディジタル電圧値の受光データＤ１Ｒ，Ｄ１Ｇ，Ｄ１Ｂに変換される。
【００５３】
ここでバックライト制御部１２では、Ａ／Ｄ変換部１５から供給された各色ごとの受光データＤ１Ｒ，Ｄ１Ｇ，Ｄ１Ｂに基づいて、光量バランス制御部１２１から定電流ドライバ１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂへ制御信号Ｄ３Ｒ，Ｄ３Ｇ，Ｄ３Ｂがそれぞれ供給され、これにより照射光Ｌoutの色度（色温度、色バランス）が一定に保たれるように、電流ＩＲ，ＩＧ，ＩＢの大きさΔＩＲ，ΔＩＧ，ΔＩＢ、すなわちＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの発光強度が調整される（図８（Ａ）〜（Ｃ）参照）。
【００５４】
また、光量制御部１２２では、Ａ／Ｄ変換部１５から供給された各色ごとの受光データＤ１Ｒ，Ｄ１Ｇ，Ｄ１Ｂのうちの受光データＤ１Ｇに基づいて制御信号Ｄ４が生成されると共にＰＷＭドライバ１１３へ供給され、これによりスイッチング素子ＳＷ１Ｂ等のオン・オフ動作の制御がなされるため、スイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂのオン期間、すなわち各色ＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの点灯期間ΔＴが調整される（図８（Ａ）〜（Ｃ）参照）。
【００５５】
このようにして光源部１０からの照明光Ｌoutに基づいて、電流ＩＲ，ＩＧ，ＩＢの大きさΔＩＲ，ΔＩＧ，ΔＩＢ（ＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの発光強度）および点灯期間が制御され、これにより照明光Ｌoutの発光量（発光輝度）が部分点灯部４単位で制御される。
【００５６】
一方、本実施の形態の液晶表示装置３全体では、映像信号に基づいてＸドライバ５１およびＹドライバ５２から出力される画素電極２１２への駆動電圧（画素印加電圧）によって、バックライト装置１の光源部１０からの照明光Ｌoutが液晶層２０で変調され、表示光Ｄoutとして液晶表示パネル２から出力される。このようにしてバックライト装置１が液晶表示装置３のバックライト（液晶用光源装置）として機能し、これにより表示光Ｄoutによる映像表示がなされる。
【００５７】
具体的には、例えば図９（Ｃ）に示したように、Ｙドライバ５２から液晶表示パネル２内の１水平ライン分のＴＦＴ素子のゲートへ画素ゲートパルスが印加され、それと共に図９（Ａ）に示したように、Ｘドライバ５１からその１水平ライン分の画素電極２１２へ、映像信号に基づく画素印加電圧が印加される。このとき、図９（Ｂ）に示したように、画素印加電圧に対して画素電極２１２の実際の電位の応答（液晶の応答）は遅れるため（画素印加電圧がタイミングｔ２１で立ち上がったのに対し、実際の電位はタイミングｔ１２で立ち上がっている）、バックライト装置１では、実際の電位が画素印加電圧と等しくなっているタイミングｔ２２〜ｔ２３の期間内に点灯状態となり（図９（Ｄ））、これにより液晶表示装置３において映像信号に基づく映像表示がなされる。なお、図９においてタイミングｔ２１〜ｔ２３の期間が１水平期間（１フレーム期間）に対応し、その後のタイミングｔ２３〜ｔ２５の１水平期間においても、液晶の焼き付き防止等のために画素印加電圧が共通（コモン）電位Ｖcomに対して反転しているのを除き、タイミングｔ２１〜ｔ２３の１水平期間と同様の動作となる。
【００５８】
また、この液晶表示装置３では、ＲＧＢプロセス処理部６０から供給される信号（映像信号に基づく信号）を利用して、タイミング制御部６１からバックライト駆動部１１内のＰＷＭドライバ１１３へ制御信号Ｄ０が供給されるため、例えば図１０に示したように、光源部１０では、液晶表示パネル２における映像表示領域のうちの所定の輝度以上の映像表示領域（表示映像Ｐａが表示されている領域）に対応する領域の部分点灯部４のみが点灯して部分点灯領域Ｐｂが形成されるような動作が可能となっている。
【００５９】
次に、図１〜図１０に加えて図１１〜図１３を参照して、本発明の特徴的部分の制御動作について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。図１１は、比較例に係る従来の電源部１１０、光源部１０、ＰＷＭドライバ１１３および抵抗器部１１４Ｂの詳細構成を回路図で表したものであり、図１２は、この比較例における電力効率低下の問題点について説明するための回路図である。また、図１３は、本実施の形態に係る電源の切替制御処理を流れ図で表したものである。
【００６０】
まず、図１１に示した比較例に係るバックライト装置では、図６に示した本実施の形態のバックライト装置１とは異なり、光源部１０における青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧（各ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの和）を検出するためのＶｆ検出部１１５Ｂが設けられていない。また、そのような青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧に基づく電源の切替制御もなされていない。そこで、この比較例において、例えば図１２に示したように、光源部１０を２つの分割部分（部分点灯部）に分けて配置させると共に、これらの分割部分単位で定電流駆動を行う場合について考える。
【００６１】
ここで、一方の分割部分（青色ＬＥＤ１Ｂ−１、スイッチング素子１１２Ｂ−１および抵抗器Ｒ１−１を含む分割部分）において、青色ＬＥＤ１Ｂ−１の両端間の電圧が最も大きくなっている（全てのＬＥＤにおいて、順方向電圧Ｖｆが最大値（Ｖｆ_max）となっている）と共に、他方の分割部分（青色ＬＥＤ１Ｂ−２、スイッチング素子１１２Ｂ−２および抵抗器Ｒ１−２を含む分割部分）において、青色ＬＥＤ１Ｂ−２の両端間の電圧が最も小さくなっている（全てのＬＥＤにおいて、順方向電圧Ｖｆが最小値（Ｖｆ_min）となっている）場合には、両者に定格電流Ｉｆ１０１を流そうとすると、各々の分割部分に対し、最も大きいほうの電圧（Ｖｆ_max×ＬＥＤの個数分の電圧＝ＶＣＣ_ＬＥＤ_max）を印加する必要がある。したがって、他方の分割部分では、青色ＬＥＤ１Ｂ−２の両端間の電圧が、（Ｖｆ_min×ＬＥＤの個数分の電圧＝ＶＣＣ_ＬＥＤ_min）となっていることにより、例えばスイッチング素子１１２Ｂ−２を構成するＭＯＳ−ＦＥＴにおいて、最も大きい電圧ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxとの差分（ΔＶＣＣ）に相当する電力損失が発生し、光源部１０における電力効率が低下してしまうことになる。また、スイッチング素子１１２Ｂ−２に電力損失が集中すると発熱の原因にもなり、その電力損失が定格値を超えた場合にはスイッチング素子１１２Ｂ−１が破損する原因にもなる。
【００６２】
このようなことを回避するには、個々のＬＥＤの順方向電圧Ｖｆを選別することにより、順方向電圧Ｖｆを揃えるか、もしくは直列に接続する総ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの合計値が揃うような対策が必要となる。ところが、そのような選別は手間がかかるため、バックライト装置を製造する際のコストが増大してしまうことになる。
【００６３】
そこで、本実施の形態に係るバックライト装置１では、図６に示したようにＶｆ検出部１１５Ｂが設けられていると共に、図５および図７に示したように、制御部１２内に電源切替制御部１２３が設けられている。これにより、光源部１０における青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧Ｖｆ_all（各ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの和）が検出されると共に、その検出された各光源の両端間の順方向電圧Ｖｆ_all（具体的には、この順方向電圧Ｖｆ_allに基づく検出データＤ６Ｂ）に応じて、電源部１１０における２つの電源（ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxおよびＶＣＣ_ＬＥＤ_min）間の切替制御が可能となる。よって、そのような電源の切替制御がなされない比較例と比べ、光源部１０内の各ＬＥＤに対して適切な電源供給がなされるようになる。
【００６４】
具体的には、図６に示したように、まず、電源部１１０における電源として、最大値であるＶＣＣ_ＬＥＤ_maxを選択し、光源部１０内の青色ＬＥＤ１Ｂに対して電源供給を行う。すると、ＰＷＭドライバ１１３内のオペアンプＯＰ１Ｂを含む定電流回路により、抵抗器Ｒ１の両端間の電圧Ｖ_Ｒは、固定値となる。ここで、Ｖｆ検出部１１５Ｂでは、電源ＶＣＣ_detが、図中の電圧ΔＶ_ＦＥＴ_Ｒより大きくなるように設定されているため、ダイオード１１５Ｂ１がオン状態となる（ダイオード１１５Ｂ１に検出用の電流Ｉｆ２が流れるようになる）。このとき、光源部１０における青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧Ｖｆ_all（各ＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの和）は、以下の（１）式により算出される。すなわち、Ａ／Ｄ変換部１１５Ｂ２により検出される電圧ΔＶ_ＦＥＴ_Ｒに基づく検出データＤ６Ｂが電源切替制御部１２３へ供給されることにより、電源供給部１２３では、この（１）式により光源部１０における青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧Ｖｆ_allが算出されることになる。
Ｖｆ_all≒ＶＣＣ_ＬＥＤ_max−ΔＶ_ＦＥＴ_Ｒ  ……（１）
【００６５】
なお、厳密には、（１）式において、ダイオード１１５Ｂ１の順方向電圧Ｖ_Ｄが余分に加算されることになるが、このダイオード１１５Ｂ１としてショットキーバリアダイオードを使用するようにすれば順方向電圧Ｖ_Ｄ＝０．６Ｖ程度であるため、青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧Ｖｆ_allに比べて無視できる値である。また、検出用の電流Ｉｆ２の値が大きすぎると、抵抗器Ｒ１の両端間に発生する電圧が増えてしまうため、Ｖｆ_allを検出する際の誤差の要因となる。したがって、前述したように、検出用の電流Ｉｆ２の値が発光電流Ｉｆ１と比べて著しく小さく（例えば、数μＡ程度）となるように、抵抗器Ｒ２の抵抗値はできるだけ大きくなるように設定するのが望ましい。
【００６６】
このような電源の切替制御処理は、より具体的には、以下のようにしてなされる。すなわち、まず、Ｖｆ検出部１１５Ｂ内のＡ／Ｄ変換部１１５Ｂ２によって、電圧ΔＶ_ＦＥＴ_Ｒを検出・Ａ／Ｄ変換することにより検出データＤ６Ｂを生成・出力し、制御部１２内の電源切替制御部１２３によって、この検出データＤ６Ｂに基づき、青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧Ｖｆ_allを算出する（図１３のステップＳ１１）。次に、電源切替制御部１２３は、この分割部分に対し、ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxとＶＣＣ_ＬＥＤ_minとのうちのどちらの電源を接続するのかを決定する（ステップＳ１２）。具体的には、青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧Ｖｆ_allが大きくなるのに従って、より大きな電源電圧からなる電源に切り替わるようにする。すなわち、この場合には、青色ＬＥＤ１Ｂの両端間の電圧Ｖｆ_allが所定の閾値（例えば、最も小さい電圧であるＶＣＣ_ＬＥＤ_min）よりも大きい場合には電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxを接続する一方、ＶＣＣ_ＬＥＤ_minである場合には電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_minを接続するようにする。次に、電源切替制御部１２３は、選択信号ＳＥＬの論理を決定することにより、電源部１１０における２つの電源（ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxおよびＶＣＣ_ＬＥＤ_min）間の切替制御を行う（ステップＳ１３）。具体的には、図７から分かるように、電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_minを接続する場合には、選択信号ＳＥＬ＝「Ｌ（ロー）」とする一方、源ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxを接続する場合には、選択信号ＳＥＬ＝「Ｈ（ハイ）」とする。そしてこのようなステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を分割数だけ繰り返すことにより（ステップＳ１４）、全体の処理が終了となる。
【００６７】
以上のように本実施の形態では、光源部１０内のＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの各分割部分において、ＬＥＤの両端間の順方向電圧Ｖｆ_allをそれぞれ検出すると共に、その検出された順方向電圧Ｖｆ_allに応じて２つの電源（ＶＣＣ_ＬＥＤ_maxおよびＶＣＣ_ＬＥＤ_min）間の切替制御を行うようにしたので、光源部１０内の各分割部分に対して適切な電源供給をすることができ、ＬＥＤにおける電力損失を低減することが可能となる。また、このような電源の切替を自動的に行うようにしたので、従来のように個別にＬＥＤの選別を行う場合と比べ、ＬＥＤの順方向電圧の調整が容易となる。よって、光源部１０における電力効率の向上を低コストで実現することが可能となる。
【００６８】
また、直列に接続されている個々のＬＥＤの順方向電圧の差が累積することで発生するＬＥＤにおける電力損失を低減することが可能であるため、例えばスイッチング素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂなどでの発熱も抑えることが可能となる。
【００６９】
また、安価な部品（例えば、本実施の形態で説明したようなトランジスタ）を用いて電源の切替制御を行うことが可能であるため、リレーなどの部品を用いた場合と比べ、製造コストを低減することが可能となる。
【００７０】
また、ソフトウェアにより自動的に切替制御を行っているため、経年劣化によりＬＥＤの効率が変化した場合でも、動的に電源の変更をすることが可能となり、直列に接続されている個々のＬＥＤの順方向電圧の差が累積することで発生する電力損失の低減を常時行うことが可能となる。
【００７１】
さらに、このようなバックライト装置１を液晶表示装置３のバックライト（液晶用光源装置）として用いるようにしたので、液晶表示装置３全体としても、電力効率の向上を低コストで実現することが可能となる。
【００７２】
（変形例）
図１４は、本発明の変形例に係る電源部１１０Ａ、光源部１０、ＰＷＭドライバ１３、抵抗器部１１４Ｂ、Ｖｆ検出部１１５Ｂおよび電源切替制御部１２３Ａの詳細構成を回路図およびブロック図で表したものである。本変形例では、上記実施の形態における電源部１１０および電源切替制御部１２３の代わりに、電源部１１０Ａおよび電源切替制御部１２３Ａを設けるようにしたものである。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７３】
電源切替制御部１２３Ａは、Ｖｆ検出部１１５Ｒ，１１５Ｇ，１１５Ｂから供給される検出データＤ６（赤色検出データＤ６Ｒ、緑色検出データＤ６Ｇおよび青色検出データＤ６Ｂ；光源部１０における各ＬＥＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの両端間の順方向電圧Ｖｆ_allの検出データ）に応じて、電源部１１０における４つの電源（後述する電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ１，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ２、ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ１，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ２）間の切替制御を行うための選択信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４を生成・出力するものである。具体的には、例えば図１５に示したようにして、選択信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４を生成・出力するようになっている。
【００７４】
電源部１１０Ａは、青色ＬＥＤ１Ｂに関するものとして、互いに異なる４つの電源である電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ１，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ２、ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ２（電圧値は、ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ２＜ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ１＜ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ２＜ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ１となるように設定されている）と、抵抗器ＲＨ１１〜ＲＨ１３，ＲＨ２１〜ＲＨ２３，ＲＬ１１〜ＲＬ１３，ＲＬ２１〜ＲＬ２３と、ダイオードＤｉＨ１，ＤｉＨ２，ＤｉＬ１，ＤｉＬ２と、バイポーラトランジスタＴｐＨ１〜ＴｐＨ２，ＴｐＬ１〜ＴｐＬ２，ＴｎＨ１〜ＴｎＨ２，ＴｎＬ１〜ＴｎＬ２とを有している。
【００７５】
このような構成により電源部１１０Ａでは、電源切替制御部１２３Ａから供給される選択信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４に応じて、互いに異なる４つの電源である電源ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ１，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ２、ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ２のうちの１つの電源が選択されるように切替制御がなされ、選択された電源からＬＥＤ１Ｂに対して電力供給がなされるようになっている。
【００７６】
このようにして本変形例では、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能となると共に、互いに異なる４つの電源である電源間での切替制御を行っているため、上記実施の形態と比べ、より電力損失を低減してより電力効率を向上させることが可能となる。
【００７７】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の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。
【００７８】
例えば、上記実施の形態では、１つの検出領域４０内に４つの部分点灯部４が設けられている場合について説明したが、部分点灯部４の数についてはこれに限られない。また、上記実施の形態では、全体点灯期間Δｔ４において４つの部分点灯部４が全て点灯すると共に部分点灯期間Δｔ１において１つの部分点灯部１のみが点灯する場合について説明したが、全体点灯期間において点灯する部分点灯部４の数が部分点灯期間において点灯する部分点灯部４の数よりも多ければよく、この場合には限られない。
【００７９】
また、上記実施の形態では、各ＬＥＤの点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、光源部の輝度および色温度を制御する場合について説明したが、例えば、各ＬＥＤの点灯期間および発光強度のうちの少なくとも一方をそれぞれ変化させることにより、光源部の輝度および色温度のうちの少なくとも一方を制御するようにしてもよい。
【００８０】
また、上記実施の形態では、１つの照明光センサ１３からの受光データを用いてバックライト駆動部１１の制御を行っているが、例えば光源部１０に対して互いに異なる位置等に複数の照明光センサを設け、それら複数の照明光センサからの受光データの平均値などを取ってバックライト駆動部１１の制御を行うようにしてもよい。
【００８１】
また、上記実施の形態では、光源部１０が、互いに独立して制御可能な複数の部分点灯部４により構成されると共に、この部分点灯部４単位で、光源部１０の輝度および色温度、ならびに電源部１１０における電源の切替制御を行うようにした場合（バックライト装置の部分駆動の場合）について説明したが、本発明はこのような部分駆動の場合には限られず、光源部全体を一括して駆動・制御する場合にも適用することが可能である。
【００８２】
また、上記実施の形態では、赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂが、それぞれ別個のパッケージ内に収容されている場合について説明したが、例えば、１つのパッケージ内にこれら複数色のＬＥＤが収容されているようにしてもよい。
【００８３】
また、上記実施の形態では、光源部１０が赤色ＬＥＤ１Ｒ、緑色ＬＥＤ１Ｇおよび青色ＬＥＤ１Ｂから構成されている場合で説明したが、これらに加えて（またはこれらに代えて）、他の色光を発するＬＥＤを含んで構成するようにしてもよい。４色以上の色光によって構成した場合、色再現範囲を拡大し、より多彩な色を表現することが可能となる。
【００８４】
また、上記実施の形態では、液晶表示装置３がバックライト装置１を含む透過型の液晶表示装置である場合について説明したが、本発明の光源装置によってフロントライト装置を構成し、反射型の液晶表示装置としてもよい。
【００８５】
また、上記実施の形態では、表示部の一例として液晶表示パネルを挙げて説明したが、表示部として、液晶表示パネル以外の他のものを用いるようにしてもよい。
【００８６】
さらに、本発明の光源装置は液晶表示装置用の光源装置だけでなく、例えば照明機器等、他の光源装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像表示システム（液晶表示装置）の全体構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示したバックライト装置内の光源部の単位ユニット（部分点灯部）の構成例を表す平面模式図である。
【図３】図２における光源部内の部分点灯部と照明光センサとの配置構成例を表す平面模式図である。
【図４】図１に示した液晶表示装置の全体構成を表すブロック図である。
【図５】図４に示した光源部の駆動および制御部分の構成を詳細に表したブロック図である。
【図６】図５に示した電源部、光源部、ＰＷＭドライバ、抵抗器部およびＶｆ検出部の構成を詳細に表した回路図である。
【図７】電源部、光源部、ＰＷＭドライバ、抵抗器部、Ｖｆ検出部および電源切替制御部の構成を詳細に表した回路図およびブロック図である。
【図８】光源部の駆動パルス信号について説明するためのタイミング波形図である。
【図９】図１に示した液晶表示パネルおよびバックライト装置の駆動方法の一例について説明するためのタイミング波形図である。
【図１０】映像表示領域と部分点灯領域との配置関係の一例について説明するための斜視図である。
【図１１】比較例に係る電源部、光源部、ＰＷＭドライバおよび抵抗器部の構成を詳細に表した回路図である。
【図１２】比較例における電力効率低下の問題点について説明するための回路図である。
【図１３】本実施の形態に係る電源の切替制御処理を表す流れ図である。
【図１４】本発明の変形例に係る電源部、光源部、ＰＷＭドライバ、抵抗器部、Ｖｆ検出部および電源切替制御部の構成を詳細に表した回路図およびブロック図である。
【図１５】図１４に示した変形例における選択信号と切替設定される電源との関係を表す図である。
【図１６】発光ダイオード（ＬＥＤ）の順方向電圧のばらつきについて説明するための回路図である。
【符号の説明】
【００８８】
１…バックライト装置、１Ｒ…赤色ＬＥＤ、１Ｇ…緑色ＬＥＤ、１Ｂ…青色ＬＥＤ、１０…光源部、１１…バックライト駆動部、１１０，１１０Ａ…電源部、１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ…定電流ドライバ、１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ…スイッチング素子、１１３…ＰＷＭドライバ、１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂ…抵抗器部、１１５Ｒ，１１５Ｇ，１１５Ｂ…Ｖｆ検出部、１１５Ｂ１…ダイオード、１１５Ｂ２…Ａ／Ｄ変換部、１２…バックライト制御部、１２１…光量制御部、１２２…光量バランス制御部、１２３，１２３Ａ…電源切替制御部、１３…照明光センサ、１３Ｒ…赤色光センサ、１３Ｇ…緑色光センサ、１３Ｂ…青色光センサ、１４…Ｉ／Ｖ変換部、１５…Ａ／Ｄ変換部、２…液晶表示パネル、２０…液晶層、２１０，２２０…偏光板、２１１…ＴＦＴ基板、２１２…画素電極、２２１…対向電極基板、３…液晶表示装置、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…単位ユニット（部分点灯部）、４０…検出領域、４１，４２…単位セル、５１…Ｘドライバ、５２…Ｙドライバ、６０…ＲＧＢプロセス処理部、６１…タイミング制御部、６２…映像メモリ、Ｌout…照明光、Ｄout…表示光、Ｌs…外光（環境光）、ＣＦＲ，ＣＦＧ，ＣＦＢ…カラーフィルタ、Ｄ０，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５…制御データ（制御信号）、Ｄ６…検出データ、ＳＥＬ，ＳＥＬ１〜ＳＥＬ４…選択信号、Ｄ１…受光データ、ＩＲ，ＩＧ，ＩＢ，Ｉｆ１，Ｉｆ２…電流、Ｖcom…共通（コモン）電位、Ｖ１（Ｖ_Ｒ），Ｖ２，Ｖ_FET，Ｖf_all，Ｖ_Ｄ，ΔＶ_ＦＥＴ_Ｒ，Ｖｆ_max，Ｖｆ_min…電圧、ＶＣＣ_ＬＥＤ，ＶＣＣ_ＬＥＤ_max，ＶＣＣ_ＬＥＤ_min，，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ１，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｌｏｗ２，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ１，ＶＣＣ_ＬＥＤ_Ｈｉ２，ＶＣＣ_ＬＯＧＩＣ，ＶＣＣ_det…電源、ΔＶＣＣ…電位差、ＯＰ１Ｂ…オペアンプ、ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ｂ…スイッチング素子、Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ１，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，ＲＬ１１，ＲＬ１２，ＲＬ１３，ＲＬ２１，ＲＬ２２，ＲＬ２３，ＲＨ１１，ＲＨ１２，ＲＨ１３，ＲＨ２１，ＲＨ２２，ＲＨ２３…抵抗器、Ｄｉ１，Ｄｉ２，ＤｉＬ１，ＤｉＬ２，ＤｉＨ１，ＤｉＨ２…ダイオード、Ｔｐ１，Ｔｐ２，ＴｐＬ１，ＴｐＬ２，ＴｐＨ１，ＴｐＨ２，Ｔｎ０，Ｔｎ１，Ｔｎ２，ＴｎＬ１，ＴｎＬ２，ＴｎＨ１，ＴｎＨ２…トランジスタ、ｔ１〜ｔ３，ｔ２１〜ｔ２５…タイミング、Ｐａ…表示映像、Ｐｂ…部分点灯領域、ＳＧ…サンプリングゲート信号、ΔＴ…パルス幅、ΔＩＲ，ΔＩＧ，ΔＩＢ…電流値（パルスの高さ）。
【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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