JP2015038602A - 画像表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ローカルディミング機能を有する画像表示装置において、ローカルディミング制御の実行中においても前面センサによる計測値に基づいて精度良くキャリブレーションを行う。
【解決手段】所定の測定位置における表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、バックライトの内部に設けられバックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で取得される第２のセンサによる測定値に基づいて、第１のセンサの測定位置における表示パネルからの透過光の輝度を推定する推定手段と、推定手段により推定される輝度と第１のセンサにより測定される輝度との比較結果に基づき各光源の発光輝度を補正する補正手段と、を備える画像表示装置。
【選択図】図６

Description

本発明は画像表示装置及びその制御方法に関する。

近年レントゲン画像などをデジタル化して液晶ディスプレイ等の医療用モニタに表示させて診断を行うことが医療現場で行われている。医療用モニタは、通常所望の輝度・色・ガンマとなるように調整（キャリブレーション）をされた上で使用される。
医療用モニタの中には、液晶ディスプレイ表示面前面にセンサを備えて、キャリブレーションされた状態から輝度・色・ガンマが変動したかどうかを、常時監視したり補正したりする機能を持つものがある（特許文献１）。

液晶ディスプレイにおいて、バックライトの輝度を部分的に変化させて明暗をつけ、コントラストを向上させるローカルディミングという技術もある（特許文献２）。
ローカルディミングでバックライトの輝度変調を行うと、画像に応じてバックライトの発光パターンが変化するので、バックライトを均一に発光させた場合とは前面センサ直下のバックライトの輝度が異なる場合がある。
バックライトの輝度が変調された状態では、前面センサ直下で得られる輝度値が画像ごとに変化してしまう。そのため液晶パネルの経年劣化などの影響を前面センサの計測値に基づいて推定することが困難となる。
これに対し、前面センサで輝度を測定・補正する際にはローカルディミング機能を一時的にオフしたり、前面センサ直下の発光輝度を計算で求めたりする手法がある。

特開２００５−２０８５４８号公報 特許第４６８９２０４号公報

前面センサの測定を行う際にローカルディミング機能を一時的にオフしてしまうと、ユーザにとっては測定の間、画像の見た目やコントラスト・黒の沈み方が変わってしまうので好ましくない。ローカルディミングを継続するとともに、ローカルディミングによる発光パターンに基づく計算で前面センサ直下の輝度を求めると誤差が増えてしまう。

そこで、本発明は、ローカルディミング機能を有する画像表示装置において、ローカルディミング制御の実行中においても前面センサによる計測値に基づいて精度良くキャリブレーションを行うことを目的とする。

本発明は、個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御手段と、
所定の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
前記バックライトの内部に設けられ前記バックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、
前記制御手段により各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で取得される前記第２のセンサによる測定値に基づいて、前記第１のセンサの測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定される輝度と前記第１のセンサにより測定される輝度との比較結果に基づき前記光源の発光輝度を補正する第１の補正手段と、
を備える画像表示装置である。

本発明は、個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
所定の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
前記バックライトの内部に設けられ前記バックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、
を備える画像表示装置の制御方法であって、
前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御工程と、
前記制御工程において各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で取得される前記第２のセンサによる測定値に基づいて、前記第１のセンサの測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を推定する推定工程と、
前記推定工程において推定される輝度と前記第１のセンサにより測定される輝度との比較結果に基づき前記光源の発光輝度を補正する第１の補正工程と、
を有する画像表示装置の制御方法である。

本発明は、個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御手段と、
所定の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
前記バックライトの内部に設けられ前記バックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、
前記制御手段により各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で、前記所定の測定位置に異なる複数の階調値の各階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第１のセンサ及び前記第２のセンサによる測定値に基づき、各階調値についての補正値を算出し、算出した補正値を用いて、入力される画像信号を階調値ごとに補正する補正手段と、
を備える画像表示装置である。

本発明は、個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御手段と、
所定の第１の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
前記第１の測定位置の近傍の所定の第２の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第２のセンサと、
前記制御手段により各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で、前記第１の測定位置に異なる複数の階調値の各階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第１のセンサによる測定値と、前記第２の測定位置に所定の階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第２のセンサによる測定値と、に基づき各階調
値についての補正値を算出し、算出した補正値を用いて、入力される画像信号を階調値ごとに補正する補正手段と、
を備える画像表示装置である。

本発明は、個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
所定の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
前記バックライトの内部に設けられ前記バックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、
を備える画像表示装置の制御方法であって、
前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御工程と、
前記制御工程において各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で、前記所定の測定位置に異なる複数の階調値の各階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第１のセンサ及び前記第２のセンサによる測定値に基づき、各階調値についての補正値を算出し、算出した補正値を用いて、入力される画像信号を階調値ごとに補正する補正工程と、
を有する画像表示装置の制御方法である。

本発明は、個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
所定の第１の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
前記第１の測定位置の近傍の所定の第２の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第２のセンサと、
を備える画像表示装置の制御方法であって、
前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御工程と、
前記制御工程において各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で、前記第１の測定位置に異なる複数の階調値の各階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第１のセンサによる測定値と、前記第２の測定位置に所定の階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第２のセンサによる測定値と、に基づき各階調値についての補正値を算出し、算出した補正値を用いて、入力される画像信号を階調値ごとに補正する補正工程と
を有する画像表示装置の制御方法である。

本発明によれば、ローカルディミング機能を有する画像表示装置において、ローカルディミング制御の実行中においても前面センサによる計測値に基づいて精度良くキャリブレーションを行うことができる。

実施例１におけるＬＥＤ、ＢＬセンサ、前面センサの配置例 実施例１の液晶ディスプレイの機能ブロック図 画像に応じたＬＥＤ発光制御のフローチャート ＬＥＤ群ごとの輝度計測手順を示したフローチャート ＬＥＤ群ごとの輝度計測時のＬＥＤ群ごとの駆動波形 実施例１の前面センサ取得値に基づくキャリブレーションのフローチャート 実施例２におけるＬＥＤ、ＢＬセンサ、前面センサの配置例 実施例２の前面センサ取得値に基づくキャリブレーションのフローチャート 実施例３の液晶ディスプレイの機能ブロック図 実施例３で用いる補正値の記憶例 実施例３の画像処理によるキャリブレーションのフローチャート 実施例４の液晶ディスプレイの機能ブロック図

（実施例１）
本発明の最適な実施例を、図面を用いて説明する。
まず本実施例の液晶ディスプレイのシステム構成を説明する。なお、本発明は、液晶ディスプレイに限らず、バックライトからの光の透過率を変更することで画像表示を行う表示パネルを備えた画像表示装置に適用可能である。
本実施例の液晶ディスプレイ用バックライトは、多数のＬＥＤ群で構成される、直下型と呼ばれるバックライトである。液晶ディスプレイはバックライト（ＢＬ）と液晶パネルを組み合わせて構成される。ＬＥＤ群・ＢＬセンサ・液晶パネル・前面センサ・ＬＥＤドライバ群の配置関係を図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す。図１（Ａ）はバックライトの正面図（液晶パネルを透視した場合の液晶ディスプレイの正面図）、図１（Ｂ）は液晶ディスプレイの表示面に垂直かつ表示面の縦方向に平行な断面による断面図である。

ＬＥＤ群１−１からＬＥＤ群１−６０はバックライトの光源ユニットである。ＬＥＤ群ごとに個別に発光輝度を変更可能である。ＢＬセンサ２−１からＢＬセンサ２−１５はバックライトの内部に設けられ、ＬＥＤの光を測定するセンサである。ＢＬセンサはバックライト内部の複数の異なる位置に設けられている。ＢＬセンサは色と輝度の両方を測定可能なものでも良いし、輝度のみを測定可能なものでも良い。本実施例ではＢＬセンサは輝度のみを測定可能な輝度センサとする。前面センサ３は液晶パネル４の前面に配置され、液晶パネル４の所定の測定位置における透過光を測定するためのセンサである。本実施例では、前面センサ３は輝度と色の両方を測定可能なセンサとする。

液晶パネル４はバックライトの光の透過率を画像信号に応じて画素ごとに調節することによりバックライトの光を変調し、画像信号に基づく画像を表示する表示パネルである。ＬＥＤは点光源であるので、その光を拡散させて面内で均一にするため拡散板などの光学フィルム類が液晶パネル４とバックライトとの間に配置されるが、本実施例では図示を省略した。
ＬＥＤドライバ群５はマイコン（不図示）からの指示を受けてＬＥＤの点灯制御を行う。

本実施例の液晶ディスプレイの機能ブロック図を図２に示す。本実施例では、ＬＥＤの点灯を制御するために、ＬＥＤに流す電流量及び電流を流す時間をＰＷＭ制御する。すなわち、デューティ比（駆動デューティともいう）に従ってＬＥＤの点灯及び消灯を繰り返すことによりＬＥＤの明るさを調節する。マイコン６はＬＥＤドライバ群５と接続される。ＬＥＤドライバ群５は、マイコン６の制御により、入力される画像信号に応じた発光パターンでバックライトが発光するように、ＬＥＤ群１−１から１−６０に流す電流及び駆動デューティを制御する。なお、画像信号の入力に関する構成は図示を省略した。ＢＬセンサ２−１から２−１５はそれぞれゲインアンプ７−１から７−１５に接続される。ＢＬセンサ２−１から２−１５の出力は、ＭＵＸ（マルチプレクサ）８を経由してマイコン６に渡される。なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）ではゲインアンプの図示を省略した。

どのＢＬセンサの値を取得するかはマイコン６がＭＵＸ８を制御することで切り替える。マイコン６とゲインアンプ７−１から７−１５はバス９で接続され、マイコン６はバス９を介してゲインアンプ７−１から７−１５のゲイン調整を行うことができる。

ＬＥＤ群は１個又は複数のＬＥＤで構成され、これが制御の最小単位となる。本実施例では、図１（Ａ）中のＬＥＤ群１−１に示したように、各ＬＥＤ群は４個のＬＥＤで構成される。また、ＢＬセンサは本実施例では４個のＬＥＤ群につき１個の割合で配置されるものとする。また、液晶パネル前面に備えられた前面センサ３はマイコン６に接続される。前面センサ３は、液晶パネル４を透過した光の輝度・色・ガンマなどの計測を行う。前面センサ３を用いて液晶パネル４を透過した光の輝度計測を行う目的は、液晶パネル４の劣化を検出するためである。液晶パネル４の前面において測定を行う前面センサは、医療用途等の業務用モニタに具備されることが多い。医療用途のモニタは常に高い精度で動作することが要求されるため、定期的にキャリブレーションを行い、表示の精度を確認し、必要に応じて補正することが必要である。キャリブレーションは一定期間ごとに行われる。キャリブレーション実行直後には高い表示精度が実現されていることが期待できるが、経時劣化やドリフトの影響があるため、次のキャリブレーションまでの全使用期間にわたって高い表示精度が実現されるとは限らない。これに対し、本実施例のような前面センサを備えた液晶ディスプレイでは、前面センサを用いて常時、輝度、色、ガンマ等の光学特性を計測し、必要に応じて補正を行うことができる。このようなシステムを搭載する液晶ディスプレイでは、液晶ディスプレイがユーザの業務等のために実際に使用中であっても前面センサを用いた補正を行うことができる。

次に本実施例の液晶ディスプレイの動作の流れをフローチャートを用いて説明する。
図３は画像に応じてバックライトの発光パターンを変化させる手順を示すフローチャートである。
図３に示したように、起動時にはまず、マイコン６は、初期値として持っている制御値で各ＬＥＤ群を点灯させる（Ｓ１−１）。次に、入力された画像に応じてマイコン６がバックライトの発光パターン（各ＬＥＤ群の発光輝度）を算出する（Ｓ１−２）。その発光パターンを基にマイコン６がＬＥＤドライバ群５を制御して発光パターンに応じた駆動デューティでＬＥＤ群１−１から１−６０を点灯させる（Ｓ１−３）。

ＬＥＤは温度に応じて発光特性が変化する。本実施例では、表示の精度を保つために、液晶ディスプレイの使用中においても、温度による発光特性の変化分を補正する。そのために、本実施例では、液晶ディスプレイの使用中においても常時、発光特性を測定する。その動作について図４を用いて説明する。

まずマイコン６はゲインアンプ７を制御してゲインを高い状態にする（Ｓ２−１）。次にマイコン６は測定対象のＬＥＤ群に対応するＢＬセンサ値が取得できるようにＭＵＸ８を切り替える（Ｓ２−２）。次にマイコン６はＬＥＤドライバ群５を制御して、所定の測定期間、測定対象のＬＥＤ群のみが点灯している状態とする（Ｓ２−３）。測定期間は、例えば５０μｓｅｃ程度の極めて短い期間である。測定対象のＬＥＤ群のみ点灯させる場合の各ＬＥＤ群の駆動波形の一例を図５を用いて説明する。

図５（Ａ）は、測定を行わない場合の３つのＬＥＤ群１−１〜１−３の駆動波形の一例を示す。図５（Ａ）において、駆動波形がＨｉｇｈの期間が点灯期間、Ｌｏｗの期間が消灯期間を表す。ＬＥＤ群１−１の点灯期間のタイミングを５０μｓｅｃずらして図５（Ｂ）に示すように変化させると、ＬＥＤ群１−１のみが単独で点灯する期間ができる。マイコン６は、この期間を利用してＬＥＤ群１−１の輝度測定を行う。測定期間をこのように短くしている理由は、測定期間が長くなるとバックライト全体の輝度低下がユーザに認識されてしまうためである。マイコン６は、測定期間だけ単独で点灯しているＬＥＤ群の輝度測定を担当しているＢＬセンサからセンサ値を取得する（Ｓ２−４）。マイコン６は、取得したＢＬセンサ値に基づき、測定対象のＬＥＤ群の駆動デューティに対して補正を行う（Ｓ２−５）。例えばＬＥＤ群１−１の輝度を測定する際には、マイコン６は、測定期
間だけＬＥＤ群１−１のみを点灯させた状態とし、その測定期間にＢＬセンサ２−１を使用して輝度測定を行う。短い期間の点灯であり、１つのＬＥＤ群のみの点灯であるので、ゲインアンプのゲインは高い値に設定される。マイコン６は、これを各ＬＥＤ群について順次繰り返す（Ｓ２−６）。これにより、各ＬＥＤ群について、ＬＥＤドライバ群５から与えられる電流値及び駆動デューティと、実際の点灯輝度と、の関係を、バックライトを構成する全てのＬＥＤ群について測定することができる。この測定の結果に基づいてＬＥＤ群の発光輝度を補正することは、ＬＥＤ群ごとに個別に行われる補正（第２の補正）である。

以上説明したように、本実施例の液晶ディスプレイでは、入力される画像信号に応じて各ＬＥＤ群に対して与える電流や駆動デューティを制御するローカルディミング制御を行う。この場合、入力画像信号によっては、発光パターンが面内均一ではない状態でバックライトが点灯する。本実施例では、ローカルディミング制御を行いながら、ＢＬセンサにより各ＬＥＤ群の輝度測定を行うとともに、さらに前面センサ３を用いて液晶パネル４を透過した光の輝度測定を行う。液晶パネル４を透過した光の輝度が所望の輝度であるかどうかを判定するためには、前面センサ３直下のバックライトの輝度が予めわかっている必要がある。ローカルディミング制御を行っている場合は、入力画像に応じてバックライトの輝度が変更される。本実施例では、ローカルディミング制御を行っているときに前面センサ３を用いた透過光の測定値を基にキャリブレーションを行う場合には、前面センサ３直下近くのＢＬセンサを用いて、ローカルディミングにより変更されたバックライトの輝度を測定する。

本実施例では、ローカルディミング制御を行っていて発光パターンが面内均一ではない状態の場合、前面センサ３直下のバックライト輝度の情報を取得するために、前面センサ３直下近くのＢＬセンサを用いてバックライト輝度の計測を行う。図１に示すように、前面センサ３直下近くのＢＬセンサはＢＬセンサ２−３である。この手順を図６を用いて説明する。

マイコン６は、入力画像信号に応じた発光パターンでバックライトが発光している状態とする（Ｓ３−１）。
上述したＬＥＤ群ごとの輝度測定制御では、測定期間が５０μｓｅｃ程度と短く、また測定期間において点灯するＬＥＤ群が１つだけであるため、ゲインアンプのゲインは高く設定される。また、ＢＬセンサからのセンサ値を取得する期間も５０μｓｅｃ未満である。一方、ローカルディミング制御実行中にバックライト全体が入力画像に応じた発光パターンで発光している状態における前面センサ３の直下のバックライトの発光輝度を取得するためには、ある程度長くセンサ値取得期間を確保する必要がある。その理由は、各ＬＥＤ群がＰＷＭ制御により点灯及び消灯を繰り返すため、また、電力負荷の集中回避等の目的でＬＥＤ群ごとに点灯開始タイミングを異ならせている場合があるためである。よってＢＬセンサのセンサ値取得期間を数百ｍｓｅｃ〜数秒にまで延ばし、さらにゲインアンプのゲインもそれに合わせて低くしてセンサが飽和しないようにする必要がある。

そこで、マイコン６は、前面センサ３の直下に近いＢＬセンサ２−３に対応するゲインアンプ７−３のゲインをＬｏｗに設定する（Ｓ３−２）。マイコン６は、ＭＵＸ８を制御してセンサ値取得対象のＢＬセンサとしてＢＬセンサ２−３を選択する（Ｓ３−４）。マイコン６は、ＢＬセンサ２−３から所定のセンサ値取得期間（数百ｍｓｅｃ〜数秒）にわたりセンサ値を取得し（Ｓ３−５）、それに基づき前面センサ３直下のバックライト輝度を取得する（Ｓ３−６）。マイコン６は、これと並行して前面センサ３のセンサ値取得をも行う（Ｓ３−３）。

以上のようにして取得されたローカルディミング制御実行中にバックライト全体が入力
画像に応じた発光パターンで発光している状態における前面センサ３の直下のバックライトの発光輝度が例えば３０００ｃｄ／ｍ^２であったとする（Ｓ３−５）。液晶パネル４の（図示していない光学シート類全てを含んだ）透過率が５％であれば、このときの液晶パネル４の透過光の輝度は１５０ｃｄ／ｍ^２となるはずである。ここで、バックライトの輝度測定を行っているＢＬセンサ２−３の位置は、前面センサ３の直下ではないため、ＢＬセンサ２−３の位置と前面センサ３の測定位置との位置関係（距離）に起因する誤差が生じる。この誤差については製造時に予め計測しておく。本実施例の液晶ディスプレイの構成では、この誤差が０．５％であるとする。この誤差を考慮して、前面センサ３直下の、液晶パネル４の透過光の輝度の目標値は１４９．２５ｃｄ／ｍ^２となる（Ｓ３−６）。

これを式で表すと、

ＢＬセンサ２−３によるバックライト輝度測定値×液晶パネル４の透過率×距離補正＝前面センサ３直下の透過光の目標輝度

となる。具体的には、

３０００［ｃｄ／ｍ^２］×０．０５×０．９９５＝１４９．２５［ｃｄ／ｍ^２］

となる。

これに対し、この発光パターンでバックライトが点灯している際に、前面センサ３を用いて計測された輝度値が１４７ｃｄ／ｍ^２だったとする。上記のようにして求めた目標値と比較すると（Ｓ３−７）、バックライトの測定から得られた輝度１４９．２５ｃｄ／ｍ^２に対して１．５％ほど輝度が低い。よって、液晶パネル４の透過率（光学シート類も全て含んで）が１．５％ほど劣化した可能性がある。よって、これに応じてマイコン６はバックライトの輝度を全体に１．５％上げる（Ｓ３−８）。これにより、液晶パネル４が劣化する以前の輝度が得られるように液晶ディスプレイをキャリブレーションすることができる。この液晶パネル４の劣化による透過率の変化は、液晶パネル４における前面センサ３の直下の領域にのみ特異的に生じているのではなく、液晶パネル４の全域において均一に生じていると考えられる。従って、前面センサ３の直下のバックライト輝度の推定値に基づく前面センサ３の測定位置における透過光の輝度の推定値と実際の前面センサ３による測定値との比較に基づく補正は、全てのＬＥＤ群に一律に適用される補正（第１の補正）である。なお、液晶パネル４の透過率の劣化が表示エリアによってばらつくことが予め想定される場合には、上記比較の結果を全てのＬＥＤ群に一律に適用しなくても良い。この場合、前面センサ３の測定位置と各表示エリアとの位置関係や劣化のばらつき方に基づき、前面センサ３の測定位置における劣化の度合を補正して、ＬＥＤ群ごとに個別に補正を適用しても良い。

以上説明したように、本実施例によれば、ローカルディミング制御の実行中においても前面センサによる計測値に基づいて精度良くキャリブレーションを行うことができる。

（実施例２）
実施例１では、ローカルディミング制御実行中の前面センサ直下のバックライト輝度を測定するために前面センサ３の直下近くのＢＬセンサ２−３のみを使う例を示したが、本実施例では複数のＢＬセンサを使用する例を説明する。

図７は本実施例でのＬＥＤ群・ＢＬセンサ・前面センサの配置関係図である。図７は、図１（Ａ）と同様、バックライトの正面図であり、液晶パネル４を透視した図である。
図７に示すように、本実施例では、ＢＬセンサが前面センサ３の直下近くには配置され
ていない。
このような場合、一つのＢＬセンサのみでローカルディミング制御実行中の前面センサ直下のバックライトの輝度測定を行うと、精度良く測定できない可能性があるため、複数のＢＬセンサを利用して輝度測定を行う。

ＬＥＤ群ごとの輝度測定と、入力画像信号に応じた発光パターンで各ＬＥＤ群を発光させるローカルディミング制御については、実施例１と同様であるので説明を省略する。ローカルディミング制御実行中の前面センサ直下のバックライト輝度を測定する動作を図８を用いて説明する。

マイコン６は、入力画像信号に応じた発光パターンでバックライトが発光している状態とする（Ｓ４−１）。マイコン６は、ゲインアンプ７−２の設定を変更しゲインをＬｏｗにする（Ｓ４−２）。マイコン６は、センサ値取得対象としてＢＬセンサ２−２を選択し（Ｓ４−４）、ＢＬセンサ２−２によりバックライト輝度測定を行う（Ｓ４−５）。この測定が完了したら、マイコン６は、ゲインアンプ７−３の設定を変更しゲインをＬｏｗにする（Ｓ４−６）。マイコン６は、ＭＵＸ８を切り替え、センサ値取得対象としてＢＬセンサ２−３を選択し、ＢＬセンサ２−３によりバックライト輝度測定を行う（Ｓ４−７）。マイコン６は、ＢＬセンサ２−２及びＢＬセンサ２−３それぞれから得られたバックライト輝度の平均値を取得し（Ｓ４−８）、さらに距離による誤差を考慮して前面センサ３直下の液晶パネル４の透過光の目標輝度値を算出する（Ｓ４−９）。ＢＬセンサ２−２と前面センサ３との位置関係に応じてＢＬセンサ２−２による測定値を補正し、ＢＬセンサ２−３と前面センサ３との位置関係に応じてＢＬセンサ２−３による測定値を補正し、補正後の各測定値の平均値を算出しても良い。或いは、ＢＬセンサ２−２及びＢＬセンサ２−３により取得したバックライト輝度の平均値を算出し、当該平均値に対し、ＢＬセンサ２−２及びＢＬセンサ２−３と前面センサ３との距離に応じた補正を行っても良い。

マイコン６は、上記のようにして求めた前面センサ３直下の液晶パネル４の透過光の目標輝度値と、実際に前面センサ３で測定された輝度値（Ｓ４−３）と、を比較する（Ｓ４−１０）。マイコン６は、比較結果に基づき液晶パネル４の劣化を判定し、必要に応じて補正を行う（Ｓ４−１１）。

本実施例によれば、前面センサの直下に近い位置にＢＬセンサが存在しない場合でも、複数のＢＬセンサを用いて、ローカルディミング制御実行中の前面センサ直下のバックライト輝度を測定することができる。そして、ローカルディミング制御の実行中においても前面センサによる計測値に基づいて精度良くキャリブレーションを行うことができる。

（実施例３）
実施例１及び２では、ローカルディミング制御実行中に、前面センサ３の位置に近いＢＬセンサによりバックライト輝度を測定し、当該測定値に基づき液晶パネル４の透過光の目標輝度を求め、前面センサ３による測定値と比較してキャリブレーションを行った。これにより、経時変化等に起因する液晶パネル４の透過率の変化をバックライト輝度の調整により精度良く補償することができることを示した。
ところで、経時変化等に起因する液晶パネル４の透過率の変化のしかたは、入力される画像信号の階調によって異なる場合がある。実施例３では、このように階調によって透過率の変化のしかたが異なる場合でも、透過率変化を精度良く補償する方法を示す。

実施例３の液晶ディスプレイの機能ブロック図を図９に示す。図９中の符号１〜３、５〜９のブロックの機能は、実施例１及び２と同等のため説明を省略する。
補正値計算部１０は、前面センサ３直下に表示する測定用画像を生成し、バス９を介して液晶パネル４に表示させるとともに、ＢＬセンサ２−１から２−１５と前面センサ３に
よる計測値を取得する。
測定用画像とは、階調値によって異なる液晶パネル４の透過率変化を計測するために表示する、階調値の異なる複数のパッチ画像である。液晶パネル４の表示能力が８ビットの場合、階調値は０〜２５５の値をとる。
補正値計算部１０は、各階調値の測定用画像を表示させたときのＢＬセンサ２−１から２−１５の計測値と、各階調の測定用画像を表示させたときの前面センサ３の計測値との相対値を式１より求める。ただし、測定する階調値は、０〜２５５の全ての階調値であってもよいし、代表的な階調値（例えば０，１２８，２５５）についてのみ測定を行っても良い。

相対値（ｎ）
＝前面センサ計測値（ｎ）／ＢＬセンサ計測値（ｎ）・・・式１

ｎ：測定用画像の階調値

補正値計算部１０は、式１で求めた相対値（ｎ）を式２へ代入して正規化後の相対値（ｎ）を計算する。

正規化後の相対値（ｎ）
＝｛相対値（ｎ）−相対値（０）｝／｛相対値（２５５）−相対値（０）｝・・・式２

補正値計算部１０は、式２で求めた正規化後の相対値（ｎ）を式３へ代入して補正値（ｎ）を計算する。

補正値（ｎ）
＝〔｛（ｎ／２５５）^２．２／正規化後の相対値（ｎ）｝^{１／２．２}〕×ｎ・・・式３

補正値計算部１０は、式３で求めた補正値（ｎ）を補正値記憶部１１へ出力する。
補正値記憶部１１は、補正値計算部１０から出力される補正値（ｎ）を記憶する。
図１０は、補正値計算部１０が計算し補正値記憶部１１に記憶される、階調値ごとの補正値のテーブル１４の一例を示した図である。図１０で示すように、テーブル１４は、補正値（ｎ）と階調値ｎとが関連付けられて（対応付けられて）記憶される。例えば、１２８階調には補正値Ｈ１２８が関連付けられて記憶される。
画像処理部１２は、入力画像の階調値を検出し、検出した階調値に対応する補正値を補正値記憶部１１から読み出し、液晶パネル４へ出力する。
このように、階調値に応じた補正値を適用する画像処理によるキャリブレーションを行うので、経時劣化等に起因する液晶パネル４の透過率の変化が階調によって異なる場合でも、精度良くキャリブレーションを行うことができる。

以下、実施例３での制御を図１１のフローチャート図を用いて説明する。
実施例３では、前面センサ３直下付近のＢＬセンサ２−３と前面センサ３を測定に用いる例を説明する。マイコン６は、前面センサ３直下に測定用画像が位置する画像を表示する場合に対応する発光パターンでバックライトを点灯させる。
測定用画像の階調値は０、１２８、２５５とする。
補正値計算部１０は、測定用画像（階調値０）を生成する（Ｓ６−１）。
マイコン６は、センサ取得値対象としてＢＬセンサ２−３を選択し、ＢＬセンサ２−３によりバックライト輝度を計測する（Ｓ６−２）。
マイコン６は、前面センサ３を用いて前面センサ３直下の輝度値を計測する（Ｓ６−３）。
補正値計算部１０は、補正値を計算する全ての階調値についてＢＬセンサ２−３と前面
センサ３による計測を行うまで（Ｓ６−１）から（Ｓ６−３）のステップを繰り返す（Ｓ６−４）。
補正値計算部１０は、式１を用いて相対値（ｎ）を計算する（Ｓ６−５）。
実施例３では、階調値０、１２８、２５５の各階調値についてのＢＬセンサ２−３と前面センサ３による計測値が以下に示す値であったとする。

階調値 ＢＬセンサ２−３の計測値 前面センサ３の計測値
０ ４０００ｃｄ／ｍ^２ ０．５ｃｄ／ｍ^２
１２８ ５０００ｃｄ／ｍ^２ ５０ｃｄ／ｍ^２
２５５ １００００ｃｄ／ｍ^２ ５００ｃｄ／ｍ^２

相対値（０） ＝０．５／４０００ ＝０．０００１２５
相対値（１２８）＝ ５０／５０００ ＝０．０１
相対値（２５５）＝５００／１００００＝０．０５

補正値計算部１０は、（Ｓ６−５）で計算した相対値（ｎ）を式２を用いて正規化する（Ｓ６−６）。

正規化後の相対値（０）
＝（０．０００１２５−０．０００１２５)／（０．０５−０．０００１２５）＝０
正規化後の相対値（１２８）
＝（０．０１−０．０００１２５)／（０．０５−０．０００１２５）＝０．２
正規化後の相対値（２５５）
＝（０．０５−０．０００１２５)／（０．０５−０．０００１２５）＝１

補正値計算部１０は、式３を用いて補正値を計算する（Ｓ６−７）。

補正値（０）
＝｛（０／２５５）^２．２／０｝^{１／２．２}×０＝０
補正値（１２８）
＝｛（１２８／２５５）^２．２／０．２｝^{１／２．２}×１２８＝１３４
補正値（２５５）
＝｛（２５５／２５５）^２．２／１｝^{１／２．２}×２５５＝２５５

補正値計算部１０は、（Ｓ６−７）で計算した補正値（ｎ）を補正値記憶部１１へ出力する。
補正値記憶部１１は、次のキャリブレーションまで補正値（ｎ）を記憶する。（Ｓ６−８）
画像処理部１２は、入力画像の階調値を検出し、検出した階調値に対応する補正値を補正値記憶部１１から読み出し適用する。（Ｓ６−９）

実施例３によれば、液晶パネル４の透過率の変化のしかたが、入力される画像信号の階調によって異なる場合においても、画像処理による階調補正を行うことで精度良いキャリブレーションが可能となる。

（実施例４）
実施例３は、ローカルディミング制御実行中のＢＬセンサ２−３と前面センサ３を用いて、液晶パネル４の階調ごとの透過率変化をキャリブレーションする例を示した。
実施例４では、前面センサを２つ備え、当該２つの前面センサを用いて画像処理によるキャリブレーションを行う例を示す。

実施例４の液晶ディスプレイの機能ブロック図を図１２に示す。図１２中の１〜３、５〜９のブロックの機能は、実施例１及び２と同等のため説明を省略する。実施例４の液晶ディスプレイは、前面センサ３と前面センサ１３の２つの前面センサを備える。前面センサ３（第１のセンサ）は第１の測定位置における液晶パネル４からの透過光の輝度を測定し、前面センサ１３（第２のセンサ）は第２の測定位置における液晶パネル４からの透過光の輝度を測定する。前面センサ３と前面センサ１３とは近傍の位置に配置され、第１の測定位置の直下のバックライト輝度と第２の測定位置の直下のバックライト輝度とが同じになるように配置されている。
補正値計算部１０は、前面センサ３と前面センサ１３の直下に表示する測定用画像を生成し、バス９を介して液晶パネル４に表示させるとともに、前面センサ３と前面センサ１３の計測値を取得する。
前面センサ１３の直下に表示する測定用画像は、常に同じ階調値の画像であり、例えば階調値２５５（液晶パネル４の表示能力が８ビットの場合）のパッチ画像とする。
前面センサ３の直下に表示する測定用画像は、実施例３と同様、階調値の異なる複数のパッチ画像である。
補正値計算部１０は、常に同じ階調値の測定用画像についての前面センサ１３による計測値に対する、異なる階調値の測定用画像についての前面センサ３による計測値の相対値（ｎ）を式４より求める。

相対値（ｎ）
＝前面センサ３計測値（ｎ）／前面センサ１３計測値（ｎ）・・・式４

ｎ：測定用画像の階調値

補正値計算部１０は、式４で求めた相対値（ｎ）を式５へ代入し、正規化後の相対値（ｎ）を計算する。

正規化後の相対値（ｎ）
＝｛相対値（ｎ）−相対値（０）｝／｛相対値（２５５）−相対値（０）｝・・・式５

補正値計算部１０は、式５で求めた正規化後の相対値（ｎ）を式６へ代入し、補正値（ｎ）を計算する。

補正値（ｎ）
＝｛（ｎ／２５５）^２．２／正規化後の相対値（ｎ）｝^{１／２．２}×ｎ・・・式６

制御に関しては、実施例３のフローチャートのＳ６−２の処理内容がＢＬセンサ２−３による計測から前面センサ１３による計測へ変わるだけのため、説明は省略する。
実施例４によれば、実施例３と同様、液晶パネル４の透過率の変化のしかたが、入力される画像信号の階調によって異なる場合においても、画像処理による階調補正を行うことで精度良いキャリブレーションが可能となる。また、ＢＬセンサはバックライトの直接光に加え液晶パネルの偏光板で反射した光も検出するため、測定値に誤差が生じることがあるが、実施例４ではＢＬセンサの代わりに前面センサを用いるので測定値から反射の影響を除くことができる。

＜その他の実施形態＞
記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータ（又はＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイス）によっても、本発明を実施することができる。また、例えば、記憶装置に記録されたプログラムを読
み込み実行することで前述した実施形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータによって実行されるステップからなる方法によっても、本発明を実施することができる。この目的のために、上記プログラムは、例えば、ネットワークを通じて、又は、上記記憶装置となり得る様々なタイプの記録媒体（つまり、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体）から、上記コンピュータに提供される。従って、上記コンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ等のデバイスを含む）、上記方法、上記プログラム（プログラムコード、プログラムプロダクトを含む）、上記プログラムを非一時的に保持するコンピュータ読取可能な記録媒体は、いずれも本発明の範疇に含まれる。

１ ＬＥＤ群、２ ＢＬセンサ、３ 前面センサ、４ 液晶パネル、５ ＬＥＤドライバ、６ マイコン、７ ゲインアンプ、８ ＭＵＸ、９ バス、１０補正値計算部、
１１ 補正値記憶部、１２ 画像処理部、１３ 前面センサ、１４ 補正値

Claims (22)

1. 個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
   前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
   前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御手段と、
   所定の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
   前記バックライトの内部に設けられ前記バックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、
   前記制御手段により各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で取得される前記第２のセンサによる測定値に基づいて、前記第１のセンサの測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を推定する推定手段と、
   前記推定手段により推定される輝度と前記第１のセンサにより測定される輝度との比較結果に基づき前記光源の発光輝度を補正する第１の補正手段と、
   を備える画像表示装置。
2. 前記第２のセンサは、前記バックライトの内部の異なる複数の位置に設けられた複数のセンサであり、
   前記推定手段は、前記第１のセンサの測定位置に最も近い第２のセンサによる測定値に基づいて前記推定を行う請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第２のセンサは、前記バックライトの内部の異なる複数の位置に設けられた複数のセンサであり、
   前記推定手段は、前記第１のセンサの測定位置に近い複数の第２のセンサによる測定値に基づいて前記推定を行う請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記推定手段は、複数の第２のセンサによる測定値の平均値に基づいて前記推定を行う請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記推定手段は、前記第１のセンサの測定位置と前記推定のための測定値を取得する第２のセンサとの位置関係に基づいて補正した前記第２のセンサによる測定値に基づいて前記推定を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記推定手段は、前記第２のセンサによる測定値に基づいて前記第１のセンサの測定位置における前記バックライトの輝度を推定し、推定した前記バックライトの輝度と前記表示パネルの透過率とに基づいて前記第１のセンサの測定位置における透過光の輝度を推定する請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記第１の補正手段は、前記比較結果に基づき前記複数の光源の発光輝度を一律に補正する請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記制御手段により前記複数の光源のうち一の光源のみが発光するよう制御された状態で取得される前記第２のセンサによる測定値に基づいて、当該一の光源の発光輝度を補正することにより、前記複数の光源の発光輝度を個別に補正する第２の補正手段と、
   前記第２のセンサのゲインを設定する設定手段と、
   をさらに備え、
   前記設定手段は、前記推定手段による推定に用いる測定値を取得するときの前記第２のセンサのゲインを、前記第２の補正手段による補正に用いる測定値を取得するときの前記第２のセンサのゲインよりも小さく設定する請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表
   示装置。
9. 個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
   前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
   所定の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
   前記バックライトの内部に設けられ前記バックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、
   を備える画像表示装置の制御方法であって、
   前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御工程と、
   前記制御工程において各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で取得される前記第２のセンサによる測定値に基づいて、前記第１のセンサの測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を推定する推定工程と、
   前記推定工程において推定される輝度と前記第１のセンサにより測定される輝度との比較結果に基づき前記光源の発光輝度を補正する第１の補正工程と、
   を有する画像表示装置の制御方法。
10. 前記第２のセンサは、前記バックライトの内部の異なる複数の位置に設けられた複数のセンサであり、
    前記推定工程では、前記第１のセンサの測定位置に最も近い第２のセンサによる測定値に基づいて前記推定を行う請求項９に記載の画像表示装置の制御方法。
11. 前記第２のセンサは、前記バックライトの内部の異なる複数の位置に設けられた複数のセンサであり、
    前記推定工程では、前記第１のセンサの測定位置に近い複数の第２のセンサによる測定値に基づいて前記推定を行う請求項９に記載の画像表示装置の制御方法。
12. 前記推定工程では、複数の第２のセンサによる測定値の平均値に基づいて前記推定を行う請求項１１に記載の画像表示装置の制御方法。
13. 前記推定工程では、前記第１のセンサの測定位置と前記推定のための測定値を取得する第２のセンサとの位置関係に基づいて補正した前記第２のセンサによる測定値に基づいて前記推定を行う請求項９〜１２のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
14. 前記推定工程では、前記第２のセンサによる測定値に基づいて前記第１のセンサの測定位置における前記バックライトの輝度を推定し、推定した前記バックライトの輝度と前記表示パネルの透過率とに基づいて前記第１のセンサの測定位置における透過光の輝度を推定する請求項９〜１３のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
15. 前記第１の補正工程では、前記比較結果に基づき前記複数の光源の発光輝度を一律に補正する請求項９〜１４のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
16. 前記制御工程において前記複数の光源のうち一の光源のみが発光するよう制御された状態で取得される前記第２のセンサによる測定値に基づいて、当該一の光源の発光輝度を補正することにより、前記複数の光源の発光輝度を個別に補正する第２の補正工程と、
    前記第２のセンサのゲインを設定する設定工程と、
    をさらに有し、
    前記設定工程では、前記推定工程における推定に用いる測定値を取得するときの前記第２のセンサのゲインを、前記第２の補正工程における補正に用いる測定値を取得するとき
    の前記第２のセンサのゲインよりも小さく設定する請求項９〜１５のいずれか１項に記載の画像表示装置の制御方法。
17. 個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
    前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
    前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御手段と、
    所定の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
    前記バックライトの内部に設けられ前記バックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、
    前記制御手段により各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で、前記所定の測定位置に異なる複数の階調値の各階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第１のセンサ及び前記第２のセンサによる測定値に基づき、各階調値についての補正値を算出し、算出した補正値を用いて、入力される画像信号を階調値ごとに補正する補正手段と、
    を備える画像表示装置。
18. 個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
    前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
    前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御手段と、
    所定の第１の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
    前記第１の測定位置の近傍の所定の第２の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第２のセンサと、
    前記制御手段により各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で、前記第１の測定位置に異なる複数の階調値の各階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第１のセンサによる測定値と、前記第２の測定位置に所定の階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第２のセンサによる測定値と、に基づき各階調値についての補正値を算出し、算出した補正値を用いて、入力される画像信号を階調値ごとに補正する補正手段と、
    を備える画像表示装置。
19. 前記補正手段は、前記第２のセンサによる測定値に対する前記第１のセンサによる測定値の比に基づき前記補正値を算出する請求項１７又は１８に記載の画像表示装置。
20. 個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
    前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
    所定の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
    前記バックライトの内部に設けられ前記バックライトからの光の輝度を測定する第２のセンサと、
    を備える画像表示装置の制御方法であって、
    前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御工程と、
    前記制御工程において各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で、前記所定の測定位置に異なる複数の階調値の各階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第１のセンサ及び前記第２のセンサによる測定値に基づき、各階調値についての補正値を算出し、算出した補正値を用いて、入力される画像信号を階調値ごとに
    補正する補正工程と、
    を有する画像表示装置の制御方法。
21. 個別に発光輝度を変更可能な複数の光源を有するバックライトと、
    前記バックライトからの光の透過率を画像信号に基づき制御することで画像を表示する表示パネルと、
    所定の第１の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第１のセンサと、
    前記第１の測定位置の近傍の所定の第２の測定位置における前記表示パネルからの透過光の輝度を測定する第２のセンサと、
    を備える画像表示装置の制御方法であって、
    前記バックライトの各光源の発光輝度を画像信号に応じて個別に制御する制御工程と、
    前記制御工程において各光源の発光輝度が画像信号に応じた発光輝度に制御された状態で、前記第１の測定位置に異なる複数の階調値の各階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第１のセンサによる測定値と、前記第２の測定位置に所定の階調値の測定用画像を表示させたときに取得される前記第２のセンサによる測定値と、に基づき各階調値についての補正値を算出し、算出した補正値を用いて、入力される画像信号を階調値ごとに補正する補正工程と
    を有する画像表示装置の制御方法。
22. 前記補正工程では、前記第２のセンサによる測定値に対する前記第１のセンサによる測定値の比に基づき前記補正値を算出する請求項２０又は２１に記載の画像表示装置の制御方法。

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