JP2018141912A - Display device, method for controlling display device, and illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示パネルとバックライトを用いて画像を表示する透過型の表示装置、その制御方法、及び照明装置に関するものである。 The present invention relates to a transmissive display device that displays an image using a display panel and a backlight, a control method therefor, and a lighting device.
液晶パネルのバックライトに用いるＬＥＤの配置方法として、液晶パネル面の直下の面上にＬＥＤを敷き詰める直下型という方式が用いられる。バックライトのＬＥＤは温度によって明るさや色が変動する特性を有しているため、バックライトの背面側に設けられたファンによりＬＥＤの温度上昇が抑制される。 As a method of arranging the LEDs used for the backlight of the liquid crystal panel, a method called a direct type in which LEDs are spread on a surface directly below the surface of the liquid crystal panel is used. Since the backlight LED has a characteristic that the brightness and color vary depending on the temperature, the fan provided on the back side of the backlight suppresses the LED temperature rise.
例えば、特許文献１には、温度センサで液晶表示パネルの温度上昇を検出した場合に、単一のファンを用いて液晶表示パネルの温度を調整する技術が開示されている。
また、特許文献２には、液晶表示パネルの背面の左端及び右端に送風機と風路とを設け、液晶表示パネルの温度上昇に応じて送風機の出力を上げることで風路内の送風量を増加させ、液晶表示パネルを冷却する技術が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a technique for adjusting the temperature of a liquid crystal display panel using a single fan when a temperature sensor detects an increase in the temperature of the liquid crystal display panel.
Further, in
しかし、直下型のバックライトシステムでは、画面に輝度の異なる画像が表示されるため、温度が高い領域と低い領域とが発生する。これにより、バックライトシステムの各領域に設けられたＬＥＤの出力特性に差異が生じ、表示画像の色ムラや輝度ムラの原因となることがある。
さらには、バックライトシステムでファンから近い位置と遠い位置とで冷却能力に差が生じ、これも表示画像の色ムラ及び輝度ムラの原因となることがある。
そこで本発明は、バックライトシステム全体の温度が均一になるように制御し、表示画像に色ムラ及び輝度ムラが生じることを抑制することを目的とする。
However, in the direct type backlight system, since images having different luminances are displayed on the screen, a region having a high temperature and a region having a low temperature are generated. As a result, the output characteristics of the LEDs provided in the respective areas of the backlight system are different, which may cause color unevenness and luminance unevenness of the display image.
Further, in the backlight system, there is a difference in cooling capacity between a position close to the fan and a position far from the fan, which may cause color unevenness and luminance unevenness of the display image.
Accordingly, an object of the present invention is to control the temperature of the entire backlight system to be uniform so as to suppress the occurrence of color unevenness and luminance unevenness in a display image.
本発明の第一態様は、表示手段と、前記表示手段に光を照射する照明手段と、前記照明手段の面を区分けした調整領域毎に温度を調整する複数の調整手段と、前記調整領域毎に温度情報を取得する温度情報取得手段と、各調整領域の温度情報に基づいて、各調整領域の温度が、各調整領域に設定された目標温度と近くなるように各調整手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする表示装置を提供する。 A first aspect of the present invention includes: a display unit; an illumination unit that irradiates light to the display unit; a plurality of adjustment units that adjust the temperature for each adjustment region that divides the surface of the illumination unit; Temperature information acquisition means for acquiring temperature information at the same time, and control for controlling each adjustment means so that the temperature of each adjustment area is close to the target temperature set in each adjustment area based on the temperature information of each adjustment area And a display device.
本発明の第二態様は、表示手段と、前記表示手段に光を照射する照明手段と、前記照明手段の面を区分けした調整領域毎に温度を調整する複数の調整手段と、前記調整領域毎に温度情報を取得する温度情報取得手段と、を有する表示装置の制御方法であって、前記温度情報取得手段から調整領域毎に温度情報を取得するステップと、各調整領域の温度情報に基づいて、各調整領域の温度が、各調整領域に設定された目標温度と近くなるように各調整手段を制御するステップと、を有することを特徴とする表示装置の制御方法を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a display means, an illuminating means for irradiating the display means with light, a plurality of adjusting means for adjusting the temperature for each adjustment area in which the surface of the illuminating means is divided, A temperature information acquisition means for acquiring temperature information in a control method for a display device, the step of acquiring temperature information for each adjustment region from the temperature information acquisition means, and based on the temperature information of each adjustment region And a step of controlling each adjustment means so that the temperature of each adjustment region is close to the target temperature set in each adjustment region.
本発明によれば、表示画像に色ムラ及び輝度ムラが生じることを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of color unevenness and luminance unevenness in a display image.
以下、本発明の好ましい実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の構成については原則として同一の参照番号をふり、重複する説明は省略する。また、説明を具体化するために例示する数値等は、特に言及しない限りは、これに限定するものではない。
また、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって下記実施例の各構成が適宜修正又は変更されてもよい。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals in principle, and redundant description is omitted. Further, numerical values and the like exemplified for embodying the description are not limited to these unless otherwise specified.
Further, the present invention is not limited to the following examples, and can be appropriately changed without departing from the gist thereof. For example, each configuration of the following embodiments may be appropriately modified or changed depending on the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions.
＜実施例１＞
（液晶表示装置の装置構成図）
図１は、実施例１の液晶表示装置１の装置構成の一例を示す図である。
液晶表示装置１は、液晶パネル１０、バックライトシステム２０、ヒートシンク３０、制御回路基板４０、温度センサ部５０及びファン部６０を有する表示手段である。
液晶パネル１０は、制御回路基板４０から受信した表示信号に基づいて画像を表示する。表示信号には、画素値等の情報が含まれる。
バックライトシステム２０は、液晶パネル１０を照明する照明手段である。バックライトシステム２０は、個別に発光輝度を制御可能な複数の発光領域を備える。また、発光領域は少なくとも１つの光源を備える。バックライトシステム２０は、各発光領域に対応する液晶パネルの領域に表示される画像の明るさに応じて、後述するＢＬ制御部４３によって、発光領域ごとに発光輝度が制御される。このような制御は「ローカルデミング制御」などと呼ばれる。ローカルデミング制御を行うことにより、表示画像（画面に表示された画像）のコントラストを向上することができる。例えば、光源はＬＥＤ（Light Emitting
Diode）であるとする。なお、発光領域は、液晶パネル１０の画面に対してマトリクス状に配置されるように設けられる。
<Example 1>
(Device configuration diagram of liquid crystal display device)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a device configuration of the liquid crystal display device 1 according to the first embodiment.
The liquid crystal display device 1 is a display unit including a
The
The
Diode). The light emitting regions are provided so as to be arranged in a matrix with respect to the screen of the
ファン部６０は、バックライトシステム２０の温度を制御するための複数のファンで構成される温度調整手段である。複数のファンは、それぞれバックライトシステム２０の複数の調整領域に対応する位置に配置される。各ファンがバックライトシステム２０の背面側から対応する調整領域毎に風を吹き付けることにより、調整領域毎に温度を調整することが可能となる。なお、本実施例では、１のファンにより１の調整領域の温度が調整される例について説明するが、複数のファンにより１の調整領域が冷却されてもよい。また、調整領域の温度を調整する調整手段としては、ファンに限定されず、実施例４で説明する
ようにペルチェ冷却板等の他の調整手段であってもよい。
例えば、調整領域は、複数の発光領域を含む領域であるとする。なお、調整領域と発光領域が一対一で対応してもよい。
The
For example, the adjustment area is assumed to be an area including a plurality of light emitting areas. Note that the adjustment area and the light emission area may correspond one to one.
バックライトシステム２０は、背面側に、ヒートシンク３０を備える。ヒートシンク３０は、多数のフィンを有し、熱伝導率が高い材質で構成される。また、ヒートシンク３０には表面に複数の温度センサが設けられる。
温度センサ部５０は、複数の温度センサ（温度情報取得手段）を備え、各調整領域に１つ温度センサが配置される。各温度センサは、それぞれの調整領域の温度検出値（温度情報）を制御回路基板４０に出力する。なお、温度センサは調整領域毎に複数配置されてもよく、調整領域毎に温度検出値の平均値や最大値が算出されてもよい。また、温度情報は、温度検出値そのものでなくてもよい。
制御回路基板４０は、受信した温度検出値に基づいて各調整領域の温度が、各調整領域に設定された目標温度（温度目標値）に近くなるように、各ファンを制御する制御手段である。例えば、制御回路基板４０は、液晶パネルに表示された画像の輝度値に基づいてファンの所定時間当たりの回転数を設定することで、各調整領域の温度がそれぞれの目標温度に近くなるように制御する。
なお、実施例１の図１のバックライトシステム２０、ヒートシンク３０、制御回路基板４０、温度センサ部５０及びファン部６０は、液晶パネル１０を照明する照明装置としても機能する。
以下、図１の液晶表示装置１の具体例について説明する。
The
The
The
The
Hereinafter, a specific example of the liquid crystal display device 1 of FIG. 1 will be described.
図２は、実施例１における液晶表示装置１の構成例を示す図である。
バックライトシステム２０は、複数のＬＥＤ２１と、バックライト基板２２とを有する。バックライト基板２２の面上には、複数のＬＥＤ２１が、各発光領域に対応するようにマトリクス状に配置されるとする。バックライト基板２２は、基板上に実装された不図示の電流ドライバを用いて、ＢＬ制御部４３から受信したバックライト点灯制御情報に応じ、各ＬＥＤ２１の輝度を制御する。
ヒートシンク３０は、バックライト基板２２に密着し、発生した熱を吸収して放熱する。ヒートシンク３０は、熱伝導しやすい材質であり、多数のフィンを有することで、後述するファン６０１〜６１２による冷却効率を高める。
制御回路基板４０は、画像処理部４１、ムラ補正データ記憶部４２、ＢＬ制御部４３、目標温度記憶部４４及び温度制御部４５を有する。
画像処理部４１は、不図示の入力手段から入力された入力画像信号に対して、バックライト点灯制御情報とムラ補正データに基づいて補正を行って表示信号を生成し、液晶パネル１０に出力する。表示信号には、液晶パネル１０に表示される画像の画素値情報（画像データ）が含まれる。画素値情報には、例えば、個々の画素のＲＧＢ値が含まれる。液晶パネル１０は、表示信号に基づいて表示面に画像を表示する。なお、画像補正に関しては後述する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the liquid crystal display device 1 according to the first embodiment.
The
The
The
The
ムラ補正データ記憶部４２は、液晶表示装置１で表示される画像のムラを補正するムラ補正データが格納されているＲＯＭ（Read only memory）である。画面上の発光領域毎に対応する輝度を補正する係数が格納されている。なお、ムラ補正データの決め方については後述する。
The unevenness correction
ＢＬ（Back Light）制御部４３は、バックライト点灯制御情報をバックライトシステム２０に送信することで、入力画像信号に応じてＬＥＤ２１毎に輝度を変化させる制御を行う。ここで、バックライト点灯制御情報は、バックライトシステム２０からの照射光の光量に関する情報である。バックライト点灯制御情報は、例えば、バックライトシステム２０に配置された各ＬＥＤ２１の輝度情報である。ＢＬ制御部４３は、液晶パネル１０の暗
い画像が表示される領域の直下のＬＥＤ２１の輝度を低くし、明るい画像が表示される領域の直下のＬＥＤ２１の輝度を高くする。
ＢＬ制御部４３は、入力画像信号に基づいて、各発光領域に対応する液晶パネル１０の領域に表示される画像の明るさを示す情報を取得する。画像の明るさを示す情報は、当該領域に表示される画像の階調値の最大値であるとする。なお、画像の明るさを示す情報は、画像の階調値の平均値や中央値等の他の統計量を用いることも可能である。ＢＬ制御部４３は、各領域の画像の明るさを示す情報に基づいて、対応する発光領域の発光輝度を決定する。なお、画像の明るさを示す情報は、上述した画素値情報から算出してもよい。
The BL (Back Light)
The
本実施例では、バックライト基板２２の面に１２個の調整領域が設けられる。調整領域は、液晶パネル１０の面上で温度調整が行われる領域である。温度制御部４５は、調整領域毎に測定された温度に基づいて、各調整領域の温度が目標温度（温度目標値）に近づくようにファン６０１〜６１２を制御する。
温度センサ５０１〜５１２は、ヒートシンク３０上に１２個に区分けされた調整領域毎に配置され、温度センサ５０１〜５１２は、調整領域毎に温度検出値を取得し、それぞれ温度制御部４５に出力する。
また、ファン部６０は、１２個の区分けされた各調整領域に対してファン６０１〜６１２が１つずつ配置された構成となっている。
In this embodiment, twelve adjustment areas are provided on the surface of the
The
In addition, the
温度制御部４５は、各調整領域の温度検出値が、温度目標値Ｔａに近づくようにファン部６０を制御する制御回路である。温度センサ５０１〜５１２から受信した温度検出値と、目標温度記憶部４４から取得した温度目標値Ｔａとに基づいて、ファン６０１〜６１２のそれぞれの回転制御情報を生成する。ここで、温度目標値Ｔａは、所定の表示条件において各調整領域が到達可能な温度である。調整領域毎に温度目標値Ｔａが異なる場合がある。また、回転制御情報は、所定時間当たりのファンの回転数である。回転制御情報により、ファン６０１〜６１２のファンの回転数は停止から最高速度まで制御される。
続いて、温度制御部４５は、回転制御情報に基づいてファン６０１〜６１２のファンの回転数を制御する。
また、調整領域を、ＬＥＤの配列やＬＥＤの発光領域に一致させてもよいし、本実施例のように調整領域を、ＬＥＤの配列やＬＥＤの発光領域に一致させなくてもよい。
目標温度記憶部４４は、各調整領域の温度目標値Ｔａが記憶されているメモリである。なお、温度目標値Ｔａの決め方については後述する。
The
Subsequently, the
Further, the adjustment area may be matched with the LED arrangement or the LED emission area, or the adjustment area may not be matched with the LED arrangement or the LED emission area as in this embodiment.
The target
ここで、バックライトシステム２０及びファン部６０の構造について説明する。
図３Ａ及び図３Ｂは、バックライトシステム２０の構造の例を示す図である。図３Ａは、バックライトシステム２０の正面図である。図３Ａのように、複数のＬＥＤ２１がバックライト基板２２の面上に敷き詰めて配置される。また、図３Ａには、点線により１２個に区分けされた調整領域が示される。
また発光状態は、ＢＬ制御部４３により発光領域毎に制御され、各ＬＥＤ２１がバックライト点灯制御情報に応じた輝度で発光する。本実施例ではＬＥＤ２１を発光領域の最小単位とする。またＬＥＤ２１は、白色ＬＥＤであってもよいし、ＲＧＢ３原色のＬＥＤのクラスタであってもよい。
バックライト基板２２は、バックライト点灯制御情報を受け、バックライト基板２２上に実装された不図示の電流ドライバを用いて、バックライト基板２２上の各ＬＥＤ２１を発光させる。
Here, the structures of the
3A and 3B are diagrams illustrating an example of the structure of the
The light emission state is controlled for each light emission region by the
The
図３Ｂは、バックライトシステム２０の背面図である。図３Ｂにおいても、図３Ａと同様に点線により１２個に区分けされた調整領域が示される。
バックライト基板２２の背面には、ヒートシンク３０が密着している。ヒートシンク３０は、熱伝導度が高く、フィンを有していることにより、ファン６０１〜６１２による冷
却効率を高めている。
温度センサ５０１〜５１２は、バックライトシステム２０の面上を１２の領域に分割した調整領域毎にそれぞれ配置され、調整領域毎に温度検出値を温度制御部４５に出力する。また、ファン６０１〜６１２は、バックライトシステム面上を１２の領域に分割した調整領域毎に配置され、ヒートシンク３０の各調整領域の部分に風を吹き付けて冷却する。
FIG. 3B is a rear view of the
A
The
温度制御部４５は、調整領域毎の温度センサ５０１〜５１２が取得した温度検出値に応じて、各調整領域の温度が温度目標値Ｔａになるようにファン６０１〜６１２を制御する。なお、本実施例では、一般的なＰＩＤ制御を用いて各調整領域の温度をそれぞれ独立に制御するものとする。
The
次に、実際の動作例を用いてシステムの動作の説明を行う。
図４は、液晶パネル１０に表示される画像の例を示す図である。また、図５は、図４の画像を表示した場合のＬＥＤ２１の発光状態を示す図である。
ＢＬ制御部４３は、画面上の明るい領域と暗い領域に応じてＬＥＤ２１の発光状態を制御する。例えば、図４の例によると、左上に円形の明るい図形が表示され、右下に山の形をした暗い図形が示されている。
この場合において、図５のように、ＢＬ制御部４３は、左上の円形の明るい図形の直下にあるＬＥＤ２１の発光強度（輝度）を高くし、右下の山の形をした暗い図形の直下にあるＬＥＤ２１の発光強度（輝度）を低くする。また、それぞれのＬＥＤ２１は、おおよそ発光強度に比例した熱量で発熱するので、明るい領域では温度が高く、暗い領域では温度が低くなる。
Next, the operation of the system will be described using an actual operation example.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image displayed on the
The
In this case, as shown in FIG. 5, the
次に、温度目標値Ｔａの決め方について説明する。まず、温度目標の基準となる表示条件（基準輝度Ｌｒ）を定める。本実施例では、基準輝度Ｌｒは、入力画像信号に１００％白（ＲＧＢ＝（２５５，２５５，２５５））が入力された場合の画像の輝度とする。
ただし、ファン部６０の冷却能力が十分でない場合は、入力画像信号に７０％のグレーや５０％のグレーを適宜選択してもよい。また、標準的に表示する画像の明るさが５０％のグレーである場合は、基準輝度を５０％のグレーとしてもよい。
基準輝度Ｌｒを１００％白にした場合は、１００％白を表示したときに最も画面のムラが少なくなる。また基準輝度をグレーにした場合は、その明るさ程度の画像を表示したときに最も画面のムラが少なくなる。
画像処理部４１は、設定された基準輝度に応じて入力画像信号１にその全面白またはグレーの画像を入力して表示させる。また、温度制御部４５は、ＰＩＤ制御をＯＦＦにして、ファン６０１〜６１２の回転数が最大になるように設定する。この状態で十分に時間が経過して各調整領域の温度検出値が安定したら、温度制御部４５は、そのときの各調整領域の温度検出値を、各調整領域の温度目標値Ｔａとして目標温度記憶部４４に記録する。
Next, how to determine the temperature target value Ta will be described. First, display conditions (reference luminance Lr) serving as a reference for the temperature target are determined. In this embodiment, the reference luminance Lr is the luminance of the image when 100% white (RGB = (255, 255, 255)) is input to the input image signal.
However, when the cooling capacity of the
When the reference brightness Lr is set to 100% white, the unevenness of the screen is minimized when 100% white is displayed. In addition, when the reference luminance is set to gray, the unevenness of the screen is minimized when an image having the brightness is displayed.
The
図６は、各調整領域の温度目標値Ｔａの例を示す図である。点線の四角の図形は、バックライト基板２２上の温度センサ５０１〜５１２の位置を示しており、点線の四角の図形の上部にそれぞれの調整領域の温度目標値Ｔａが示される。
図６のように、画面一様に同じ明るさの表示を行って同じ明るさで各バックライトが点灯していても、各調整領域に対応する光源の発光効率や放熱の効率等、装置の構造によって熱分布は一様にはならない。そのため、各調整領域の温度目標値Ｔａは図６のように一様ではない値になる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the temperature target value Ta in each adjustment region. Dotted square graphics indicate the positions of the
As shown in FIG. 6, even if the same brightness is displayed on the screen and each backlight is turned on with the same brightness, the light emission efficiency and heat dissipation efficiency of the light source corresponding to each adjustment area, etc. Depending on the structure, the heat distribution is not uniform. Therefore, the temperature target value Ta of each adjustment region becomes a non-uniform value as shown in FIG.
温度制御部４５は、各調整領域の温度検出値が温度目標値Ｔａの分布になるように、各調整領域に対応する各ファンの回転数を制御する。具体的には、温度制御部４５は、調整領域ごとに温度検出値と温度目標値Ｔａとの差分を取得し、当該差分に応じて、対応するファンの回転数を制御する。
ある発光領域に対応する液晶パネル１０の領域に表示される画像が明るい画像である場合、ＢＬ制御部４３により、当該発光領域の発光輝度は高い輝度に決定される。したがって、当該発光領域で発生する熱は多い。一方で、ある発光領域に対応する液晶パネル１０の領域に表示される画像が暗い画像である場合、ＢＬ制御部４３により、当該発光領域の発光輝度は、低い輝度に決定される。したがって、当該発光領域で発生する熱は少ない。したがって、温度制御部４５は、各調整領域の温度検出値を温度目標値Ｔａの近傍で平衡状態とするために、各調整領域に含まれる発光領域から発せられる熱が多いほど、対応するファンの回転数を高くする。
温度制御部４５は、ファンの回転数を「High」「Mid」「Low」「Stop」の４つのモードで駆動させるとする。「High」「Mid」「Low」のモード順に段階的にファンの回転数が低くなるよう制御され、「Stop」の場合、ファンの回転が停止するとする。たとえば、「High」の回転数の条件は、ファンの最大の回転数であるとする。
The
When the image displayed on the area of the
The
温度制御部４５は、各調整領域に対応する温度検出値と目標温度値Ｔａとの差分に基づいて、各調整領域に対応するファンの回転数を制御する。例えば、温度制御部４５は、温度検出値と目標温度値Ｔａとの差分値が閾値Ｔｈ１よりも高い場合に、当該調整領域に対応するファンの回転数を「High」で制御する。また、温度制御部４５は、温度検出値と目標温度値Ｔａとの差分値が閾値Ｔｈ２よりも低い場合に、当該調整領域に対応するファンの回転数を「Low」または「Stop」で制御する。また、温度制御部４５は、温度検出値と
目標温度値Ｔａとの差分値が閾値Ｔｈ２以上かつ閾値Ｔｈ１以下の場合に、当該調整領域に対応するファンの回転数を「Mid」で制御する。例えば、閾値Ｔｈ１は、温度差にして
５度に対応する検出値の差分に相当する値であるとする。また、閾値Ｔｈ２は、温度差にして２度に対応する検出値の差分に相当する値であるとする。なお、それぞれの閾値は、バックライトの発光量と温度との関係に応じて、決定され、上述の値に限らない。
The
図７は、ファンの制御の例を示す図である。本実施例においては、温度制御部４５は、温度検出値と目標温度値Ｔａとの差分に基づいてファンのモードを決定している。
例えば、図４に示す画像が入力されている場合、円形の明るい画像が表示されている領域Ａに対応するファンは、領域Ａの温度検出値が高くなり、温度検出値と目標温度値Ｔａとの差分値が閾値Ｔｈ１より大きいため、「High」モードで駆動される。また、山の形をした暗い画像が表示されている領域Ｂ及び領域Ｃに対応するファンは、領域Ｂ及び領域Ｃの温度検出値が低くなり、温度検出値と目標温度値Ｔａとの差分値が閾値Ｔｈ２より小さいため、「Low」モード又は「Stop」モードで駆動される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of fan control. In the present embodiment, the
For example, when the image shown in FIG. 4 is input, the fan corresponding to the region A in which a circular bright image is displayed has a high temperature detection value in the region A, and the temperature detection value and the target temperature value Ta Is larger than the threshold value Th1, so that the driving is performed in the “High” mode. In addition, the fans corresponding to the regions B and C where dark images having a mountain shape are displayed have low temperature detection values in the regions B and C, and the difference value between the temperature detection value and the target temperature value Ta. Is smaller than the threshold value Th2, so that it is driven in the “Low” mode or the “Stop” mode.
なお、調整領域に含まれる発光領域に対応する液晶パネル１０の領域に表示される画像の明るさに対応する値（明るさを示す値）に応じて、対応するファンの回転数を決定することも可能である。ここで明るさに対応する値（明るさを示す値）とは、例えば、ある調整領域に対応する領域に表示される画像の階調値の最大値である。
例えば、温度制御部４５は、高階調の画像が表示され、温度目標値Ｔａよりも高い温度になりそうな領域ではファンの回転数が高くなるように制御するとする。一方、温度制御部４５は、低階調の画像が表示され、温度目標値Ｔａよりも低い温度になりそうな領域ではファンの回転数が低くなるように制御する。このように、温度制御部４５は、調整領域毎にＰＩＤ制御で温度調整を行う。
例えば、温度制御部４５は、ある調整領域に対応する領域に表示される画像の階調値の最大値が閾値Ｇ１よりも高い場合に、当該調整領域に対応するファンの回転数を「High」で制御するとする。また、温度制御部４５は、ある調整領域に対応する領域に表示される画像の階調値の最大値が閾値Ｇ２よりも低い場合に、当該調整領域に対応するファンの回転数を「Low」または「Stop」で制御するとする。また、温度制御部４５は、ある調整領
域に対応する領域に表示される画像の階調値の最大値が閾値Ｇ２以上かつ閾値Ｇ１以下の場合に、当該調整領域に対応するファンの回転数を「Mid」で制御する。なお、画像の明
るさに対応するパラメータは、階調値の最大値に限らず、階調値の平均値や中央値等、ほかの統計量を用いることも可能である。
なお、回転数の制御は、温度検出値と目標温度値Ｔａとの差分値、又は画像の階調値を所定の関数（線形、対数等）に代入し、回転数を算出して制御するものであってもよい。
Note that the rotation speed of the corresponding fan is determined according to a value corresponding to the brightness of the image displayed in the area of the
For example, it is assumed that the
For example, when the maximum value of the gradation value of the image displayed in the area corresponding to a certain adjustment area is higher than the threshold G1, the
Note that the rotation speed is controlled by calculating the rotation speed by substituting the difference value between the temperature detection value and the target temperature value Ta or the gradation value of the image into a predetermined function (linear, logarithm, etc.). It may be.
次に、ムラ補正データ記憶部４２に記憶されているムラ補正データの決め方を説明する。温度目標値Ｔａの設定後、画像処理部４１は、液晶パネル１０に基準画像として全面白またはグレーの画像を表示させる。さらに、制御回路基板４０は、温度制御部４５の制御動作を開始させる。この状態で、ムラ補正データに対応する区分で液晶パネル１０に表示された画像の明るさを外部の測定器で測定する。測定した明るさをＬｍ、目標とする基準輝度をＬｓとすると、ムラ補正データの係数Ｇは、以下の式（１）により算出される。
Ｇ＝Ｌｓ／Ｌｍ ・・・（１）
係数Ｇは液晶パネル１０の補正領域毎に算出される。ここで補正領域は液晶パネル１０に表示される画像の補正単位を示す。例えば、補正領域は画素毎に設定され、画素毎に画像の画素値が補正される。なお、補正領域は、ＬＥＤ２１の制御単位である発光領域毎に設けられてもよい。
Next, how to determine the unevenness correction data stored in the unevenness correction
G = Ls / Lm (1)
The coefficient G is calculated for each correction area of the
画像処理部４１は、入力画像信号１の画素値Ｖｉ、画素値Ｖｉに適応する領域のムラ補正データの補正係数Ｇ、画素値Ｖｉに適応する領域のバックライト点灯制御情報の点灯強度Ｂを用いて、以下の式（２）により表示信号の画素値Ｖｏを算出する。
Ｖｏ ＝ Ｖｉ × Ｇ ／ Ｂ ・・・（２）
この計算を、入力画像信号を構成する全ての画素について順次算出する。
このようにファンの回転数の制御とムラ補正を行って画像表示を行うことで、画像の表示内容によらずＬＥＤ２１の温度を一定に保ちつつ、温度に起因する輝度ムラやドリフト発生を抑制することが可能となる。
The
Vo = Vi × G / B (2)
This calculation is sequentially calculated for all the pixels constituting the input image signal.
In this way, by controlling the rotational speed of the fan and correcting the unevenness to display the image, the temperature of the
また、温度目標値Ｔａは、上記した決め方で算出した値からある程度離れた値に設定してもよい。例えば全領域の温度目標値Ｔａを、図６で示した各調整領域の温度の平均値や最大値、最小値にしても本発明を適用することが可能である。
なお、温度目標値Ｔａを低めに設定すると、液晶パネル１０に暗めの輝度値の低い画像が表示される頻度が高い場合に輝度ムラやドリフトを抑制する性能を高くすることができる。また反対に温度目標値Ｔａを高めに設定すると、液晶パネル１０に明るめの輝度値が高い画像が表示される頻度が高い場合に輝度ムラやドリフトを抑制する性能を高くすることができる。
Further, the temperature target value Ta may be set to a value somewhat away from the value calculated by the above-described determination method. For example, the present invention can be applied even if the temperature target value Ta of the entire region is set to the average value, maximum value, or minimum value of the temperature of each adjustment region shown in FIG.
If the temperature target value Ta is set low, the performance of suppressing luminance unevenness and drift can be enhanced when the frequency with which dark images with low luminance values are displayed on the
また、温度センサ５０１〜５１２の設置場所は必ずしもヒートシンク３０上である必要はない。例えばバックライト基板２２上に実装してもよい。これによりＬＥＤ２１の実際の温度が温度検出値により反映されやすくなり、温度制御の精度を高めることができるため、輝度ムラやドリフトを抑制する性能を高くすることができる。また、温度制御を十分に安定して行える範囲で、可能な限りＬＥＤ２１に近い場所に温度センサ５０１〜５１２を実装することで温度制御の安定性を確保しつつ、温度制御の精度を高めることができる。すなわち、温度センサは、直接、間接に関わらず、バックライト基板２２の各調整領域の温度に対応する検出値を取得できればよく、任意の位置に設けることが可能である。
Further, the installation locations of the
また、液晶表示装置１の起動時に温度制御の準備を行うためのウォームアップ処理を行ってもよい。ＢＬ制御部４３は、ウォームアップ処理として液晶表示装置１の起動後所定時間の間、比較的高い出力のバックライト点灯制御情報をバックライトシステム２０に送信してもよい。例えば、ＢＬ制御部４３は、液晶表示装置１の起動後１０分程度の間、最大出力のバックライト点灯制御情報を送信する。ウォームアップ処理の時間は、システム全体の温度が上昇して温度検出値が温度目標値Ｔａに近くなるのに十分な時間であれば良
い。
これにより、液晶表示装置１の起動時において温度制御を安定して行うことができ、起動時においても表示画像に色ムラ及び輝度ムラが生じることを抑制することができる。
In addition, warm-up processing for preparing temperature control may be performed when the liquid crystal display device 1 is activated. The
Thereby, temperature control can be stably performed when the liquid crystal display device 1 is started up, and color unevenness and luminance unevenness can be suppressed from occurring in the display image even during start-up.
また、本実施例ではファンによる冷却制御のみで温度制御を行う例を示したが、各調整領域にヒーターを設け、ヒーターによる加熱制御を行ってもよい。例えば、調整領域の温度検出値が温度目標値Ｔａを下回っている場合に、温度制御部４５は、この調整領域をヒーターで加熱してもよい。これにより、他の調整領域よりも低温の調整領域の温度を、より早く他の調整領域の温度に合わせることが可能となり、温度制御の速度を向上することができる。
Moreover, although the example which performs temperature control only by the cooling control by a fan was shown in the present Example, a heater may be provided in each adjustment area | region and heating control by a heater may be performed. For example, when the temperature detection value in the adjustment region is below the temperature target value Ta, the
＜実施例２＞
実施例２では、ＢＬ制御部４３が温度検出値を受信する点で実施例１と異なる。実施例２では、ＢＬ制御部４３は、受信した温度検出値に応じてバックライト点灯制御情報を変更してから、バックライトシステム２０に送信する。以下、実施例２の具体的な処理について説明する。
図８は、実施例２における液晶表示装置２の構成例を示す図である。実施例２においては、あらかじめ調整領域毎に温度検出値の下限閾値が設定される。ここで、温度検出値の下限閾値は、温度が低い調整領域を特定する場合に用いられる閾値である。
また、ＬＥＤ２１の制御単位である発光領域毎に、ＬＥＤ２１の輝度の下限としてバックライト点灯制御情報の下限値があらかじめ設定される。
<Example 2>
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the liquid
Moreover, the lower limit value of the backlight lighting control information is set in advance as the lower limit of the luminance of the
ＢＬ制御部４３は、温度センサ５０１〜５１２から各調整領域の温度検出値を受信する。続いて、ＢＬ制御部４３は、温度検出値が下限閾値より低い調整領域のバックライト点灯制御情報の下限値を高い値に変更する。
例えば、温度検出値の下限閾値は、各調整領域の温度目標値Ｔａより５℃低い温度とする。さらに、バックライト点灯制御情報の下限値が最大値の２０％である場合に、ＢＬ制御部４３は、温度検出値が下限閾値よりも低い調整領域に対し、バックライト点灯制御情報の下限値を最大値の３０％に変更する。これにより、温度検出値が下限閾値よりも低い調整領域の直下のＬＥＤ２１の輝度が常に最大値の３０％以上に維持されるため、調整領域の温度を上昇させることができる。
The
For example, the lower limit threshold of the temperature detection value is set to a temperature 5 ° C. lower than the temperature target value Ta of each adjustment region. Further, when the lower limit value of the backlight lighting control information is 20% of the maximum value, the
次に、温度検出値の下限閾値の決め方について説明する。下限閾値は、ＬＥＤ２１の温度特性を考慮して設定される。まず、液晶表示装置２として許容可能な色・輝度の変動範囲を決める。続いて、ＬＥＤ２１の温度特性を鑑みて先に決めた色及び輝度の許容範囲に収まる温度範囲を算出し、その温度範囲を満たすように、温度範囲の下限値に応じて下限閾値が設定される。
Next, how to determine the lower limit threshold of the temperature detection value will be described. The lower threshold is set in consideration of the temperature characteristics of the
本実施例で説明したように、温度検出値の下限閾値よりも温度検出値が低い調整領域に対し、バックライト点灯制御情報の下限値を高く設定しておくことで、調整領域の温度が低くなりすぎることを防止することができる。これにより、調整領域の温度をより早く温度目標値Ｔａに近づけることができる。
また、バックライト点灯制御情報の下限値を高めに設定すると、ウォームアップ時間をさらに短縮することが可能である。また、バックライト点灯制御情報の下限値を低めに設定すると、ウォームアップ中の表示画質を向上させることが可能である。
As described in the present embodiment, by setting the lower limit value of the backlight lighting control information higher for the adjustment region whose temperature detection value is lower than the lower limit threshold value of the temperature detection value, the temperature of the adjustment region is lowered. It can be prevented from becoming too much. Thereby, the temperature of the adjustment region can be brought closer to the temperature target value Ta more quickly.
Moreover, if the lower limit value of the backlight lighting control information is set higher, the warm-up time can be further shortened. In addition, if the lower limit value of the backlight lighting control information is set low, the display image quality during warm-up can be improved.
本実施例では、温度検出値の下限閾値を設定する例について説明したが、温度検出値の上限閾値を設定してもよい。具体的には、上限閾値は、各調整領域の温度目標値Ｔａより５℃高い温度とする。バックライト点灯制御情報の上限値が最大値の８０％である場合に、ＢＬ制御部４３は、温度検出値が上限閾値よりも高い調整領域に対し、バックライト点
灯制御情報の上限値を最大値の７０％に変更する。
これにより、調整領域の温度をより早く温度目標値Ｔａに近づけることができる。また、輝度値が高い画像が長時間表示された場合に、調整領域の温度が高くなりすぎてバックライトシステム２０が故障することを防止することができる。
In this embodiment, the example of setting the lower limit threshold value of the temperature detection value has been described. However, the upper limit threshold value of the temperature detection value may be set. Specifically, the upper limit threshold is set to a temperature 5 ° C. higher than the temperature target value Ta of each adjustment region. When the upper limit value of the backlight lighting control information is 80% of the maximum value, the
Thereby, the temperature of the adjustment region can be brought closer to the temperature target value Ta more quickly. In addition, when an image with a high luminance value is displayed for a long time, it is possible to prevent the
＜実施例３＞
図９は、実施例３における液晶表示装置３の構成例を示す図である。実施例３では、制御回路基板４０が温度補償部４６を有する点で実施例１と異なる。
温度補償部４６は、温度センサ５０１〜５１２から受信した各調整領域の温度検出値に基づいて、バックライト点灯制御情報に対して温度補償を行う。
温度補償に関して具体的に説明する。温度補償部４６は、それぞれの温度検出値に応じて補償特性をテーブル化した補償テーブル（補償情報）から、調整領域に対応するＲＧＢ各色のゲインを取得する。続いて、温度補償部４６は、取得したゲインを各発光領域のバックライト点灯制御情報（ＬＥＤ２１の輝度値）に乗算し、補償されたバックライト点灯制御情報をバックライトシステム２０に出力する。
<Example 3>
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the liquid
The
The temperature compensation will be specifically described. The
図１０Ａ及び図１０Ｂは、温度補償テーブルの例を示す図である。図１０Ａは、補償テーブルの一例である。図１０Ａの補償テーブルは、温度検出値と色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎の輝度値のゲインの例を示している。例えば、温度検出値が５０℃の場合、Ｒ値、Ｇ値及びＢ値のゲインは、０．８、０．９２、１．１３である。また、温度検出値が５５℃の場合、Ｒ値、Ｇ値及びＢ値のゲインは、０．８８、１．０５、１．０８である。なお、温度検出値が６０℃以上の場合も同様に色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎の輝度値のゲインが示される。
図１０Ｂは、温度検出値及びＲ、Ｇ、Ｂのゲインの関係を示すグラフである。図１０Ｂのグラフは、Ｘ軸を温度検出値、Ｙ軸をゲインとし、図１０Ａの補償テーブルに基づいて各色のゲインをプロットすることで作成される。
10A and 10B are diagrams illustrating examples of the temperature compensation table. FIG. 10A is an example of a compensation table. The compensation table in FIG. 10A shows an example of the gain of the brightness value for each temperature detection value and color (R, G, B). For example, when the temperature detection value is 50 ° C., the gains of the R value, the G value, and the B value are 0.8, 0.92, and 1.13. When the temperature detection value is 55 ° C., the gains of the R value, the G value, and the B value are 0.88, 1.05, and 1.08. Note that the gain of the luminance value for each color (R, G, B) is also shown when the temperature detection value is 60 ° C. or higher.
FIG. 10B is a graph showing the relationship between the temperature detection value and the gains of R, G, and B. The graph of FIG. 10B is created by plotting the gain of each color based on the compensation table of FIG. 10A with the X axis as the temperature detection value and the Y axis as the gain.
バックライト基板２２は、補償されたバックライト点灯制御情報を受け、バックライト基板２２上に実装された不図示の電流ドライバを用いて、各ＬＥＤ２１を発光させる。なお、液晶表示装置３のその他の構成及び動作は実施例１と同様である。
このように、本実施例では、ファンによるバックライト基板２２の温度制御とＬＥＤ２１の温度補償とを同時に行う。これにより、ファンによる温度制御のみでバックライト基板２２の温度を制御した場合の時間的な応答の遅れや差異に起因するＬＥＤの発光色のずれを補償することができ、さらに高精度な液晶表示装置を構成することが可能である。
The
Thus, in this embodiment, the temperature control of the
また、実施例３によれば、温度制御部４５により温度制御が行われているため、ＬＥＤ２１の発光色の温度補償のみでバックライト基板２２の温度を制御する場合と比べて、温度補償部４６が補償を行わなければならない温度範囲を狭くすることが可能である。
例えば、ＬＥＤ２１の発光色の温度補償のみを行う場合、常温から高負荷までのかなり広い温度範囲に対して温度補償を行う必要がある。すなわち、バックライト点灯制御情報（輝度値）に対して乗ずるゲインの範囲が広くなるため、ＬＥＤ２１の輝度の制御量が大きくなりやすい。
これに対して、本実施例のようにファンによるバックライト基板２２の温度制御を事前に行うことで、温度補償する際にバックライト点灯制御情報（輝度値）に対して乗ずるゲインの範囲が狭くなる。
これにより、画像を表現するためにＬＥＤ２１の輝度値を、より制限なく制御できるようになるため、液晶表示装置３の画像の表現能力を向上させることができる。
Further, according to the third embodiment, since the temperature control is performed by the
For example, when only temperature compensation of the emission color of the
On the other hand, by performing temperature control of the
Thereby, since the brightness value of the
また、本実施例ではバックライト点灯制御情報が各色の輝度値であり、各色の輝度値に対して温度補償を行う例を示したが、これに限定されない。例えば、バックライト点灯制御情報がＬＥＤ２１の駆動するパルス幅変調のパルス幅である場合、ＬＥＤ２１を駆動す
る電流量に対してゲインを乗算し、温度補償してもよい。
なお、本実施例では、ＲＧＢ３原色のＬＥＤのクラスタを使う例について説明したが、白色ＬＥＤに対して温度補償してもよい。この場合、白色ＬＥＤ用の温度補償テーブルが温度補償に用いられる。
Further, in the present embodiment, the backlight lighting control information is the luminance value of each color, and an example in which temperature compensation is performed on the luminance value of each color is shown, but the present invention is not limited to this. For example, when the backlight lighting control information is the pulse width of the pulse width modulation that drives the
In the present embodiment, an example of using a cluster of RGB three primary color LEDs has been described, but temperature compensation may be applied to a white LED. In this case, a temperature compensation table for white LEDs is used for temperature compensation.
＜実施例４＞
実施例１ではファン６０１〜６１２で各調整領域を冷却したが、ファン以外の手段で調整領域を冷却してもよい。
図１１は、実施例４の液晶表示装置４の装置構成図の一例を示す図である。
実施例４では、液晶表示装置４が、バックライト基板２２とヒートシンク３０の間に、調整領域毎に分割されたペルチェ冷却板８０１〜８１２を備える。
温度制御部４５は、調整領域毎の温度センサ５０１〜５１２が取得した温度検出値に基づいて生成したペルチェ制御情報を、ペルチェ冷却板８０１〜８１２にそれぞれ送信することで、各調整領域の温度が温度目標値Ｔａになるように制御する。なお、本実施例においては、ファン６５は、ヒートシンク３０全体を冷却する。なお、その他の構成及び動作は実施例１と同様である。
<Example 4>
In the first embodiment, each adjustment area is cooled by the
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a device configuration diagram of the liquid crystal display device 4 according to the fourth embodiment.
In the fourth embodiment, the liquid crystal display device 4 includes the
The
このようにペルチェ素子を用いて冷却制御を行うことで、ファンを用いる場合よりも冷却性能が向上するため、ＬＥＤ２１をより高輝度に点灯させても、十分に温度制御することが可能となる。また、調整領域を増やして各調整領域にペルチェ冷却板を配置することで、温度制御の精度をより高めることも可能である。
By performing the cooling control using the Peltier element in this manner, the cooling performance is improved as compared with the case of using the fan. Therefore, the temperature can be sufficiently controlled even when the
１：液晶表示装置、１０：液晶パネル、２０：バックライトシステム、２１：ＬＥＤ、２２：バックライト基板、３０：ヒートシンク、４０：制御回路基板、４１：画像処理部、４３：ＢＬ制御部、４５：温度制御部、５０：温度センサ部、６０：ファン部 1: liquid crystal display device, 10: liquid crystal panel, 20: backlight system, 21: LED, 22: backlight substrate, 30: heat sink, 40: control circuit board, 41: image processing unit, 43: BL control unit, 45 : Temperature control unit, 50: Temperature sensor unit, 60: Fan unit
Claims (16)
前記表示手段に光を照射する照明手段と、
前記照明手段の面を区分けした調整領域毎に温度を調整する複数の調整手段と、
前記調整領域毎に温度情報を取得する温度情報取得手段と、
各調整領域の温度情報に基づいて、各調整領域の温度が、各調整領域に設定された目標温度と近くなるように各調整手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。 Display means;
Illumination means for irradiating the display means with light;
A plurality of adjusting means for adjusting the temperature for each adjustment region dividing the surface of the illumination means;
Temperature information acquisition means for acquiring temperature information for each adjustment region;
Based on the temperature information of each adjustment area, control means for controlling each adjustment means so that the temperature of each adjustment area is close to the target temperature set in each adjustment area;
A display device comprising:
前記調整領域には、少なくとも１つの前記光源が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。 The illumination means is a backlight comprising a plurality of light sources arranged on the back side of the display means and on the entire display surface,
The display device according to claim 1, wherein at least one of the light sources is provided in the adjustment region.
前記表示手段に光を照射する照明手段と、
前記照明手段の面を区分けした調整領域毎に温度を調整する複数の調整手段と、
前記調整領域毎に温度情報を取得する温度情報取得手段と、を有する表示装置の制御方法であって、
前記温度情報取得手段から調整領域毎に温度情報を取得するステップと、
各調整領域の温度情報に基づいて、各調整領域の温度が、各調整領域に設定された目標温度と近くなるように各調整手段を制御するステップと、
を有することを特徴とする表示装置の制御方法。 Display means;
Illumination means for irradiating the display means with light;
A plurality of adjusting means for adjusting the temperature for each adjustment region dividing the surface of the illumination means;
A temperature information acquisition means for acquiring temperature information for each adjustment region, and a control method for a display device comprising:
Obtaining temperature information for each adjustment region from the temperature information obtaining means;
Based on the temperature information of each adjustment area, controlling each adjustment means so that the temperature of each adjustment area is close to the target temperature set in each adjustment area;
A control method for a display device, comprising:
前記表示手段に光を照射する照明手段と、
前記照明手段の面を区分けした調整領域毎に温度を調整する複数の調整手段と、
前記調整領域毎に温度情報を取得する温度情報取得手段と、
各調整領域の温度情報に基づいて、各調整領域の温度が、各調整領域に設定された目標温度と近くなるように各調整手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする照明装置。 An illumination device for irradiating display means with light,
Illumination means for irradiating the display means with light;
A plurality of adjusting means for adjusting the temperature for each adjustment region dividing the surface of the illumination means;
Temperature information acquisition means for acquiring temperature information for each adjustment region;
Based on the temperature information of each adjustment area, control means for controlling each adjustment means so that the temperature of each adjustment area is close to the target temperature set in each adjustment area;
A lighting device comprising:
前記表示手段に光を照射する照明手段と、
前記照明手段の面を区分けした調整領域毎に温度を調整する複数の調整手段と、
各調整領域に対応する前記入力画像信号の明るさを示す値に基づいて、各調整手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする表示装置。 Display means for displaying an image based on an input image signal;
Illumination means for irradiating the display means with light;
A plurality of adjusting means for adjusting the temperature for each adjustment region dividing the surface of the illumination means;
Control means for controlling each adjustment means based on a value indicating the brightness of the input image signal corresponding to each adjustment area;
A display device comprising:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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