JPWO2011030587A1 - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
複数の部分光を含む照明装置の輝度分布と、表示パネルの表示画像の輝度分布との一致性とを向上させた表示装置を提供するために、液晶表示装置69におけるフィルタ加工部16は、部分光PLに対応する輝度調整データVD−Sd[A]毎に対して、複数の輝度拡散フィルタFTのうちの1つで加工を行うことで、輝度分布データVD−Sd[AF]を生成する構成とした。さらに、パネル制御データ補正部17は、輝度分布データVD−Sd[AF]と、パネル制御データVD−Spとから、液晶表示パネル59の表示画像を制御する補正パネル制御データVD−Sp[d]を生成する構成とした。
Description
本発明は、例えば液晶表示装置のような表示装置に関する。
非発光型の液晶表示パネル(表示パネル)を搭載する液晶表示装置(表示装置)では、通常、その液晶表示パネルに対して、光を供給するバックライトユニット(照明装置)も搭載される。このような表示装置にあって、バックライトユニットからの出射光(バックライト光)の輝度は、液晶表示パネルの表示画像に対応して変化すると望ましい。
例えば、表示画像が黒画像のような場合に、その黒画像を示す表示パネルの一部分(表示領域)に供給されるバックライト光の輝度が高いと、バックライトユニットの駆動電力に無駄が生じることになり、さらには、黒画像の品位まで低下するためである。
そこで、昨今では、バックライト光の輝度を、部分的に制御可能なローカルディミング機能を有するバックライトユニットが開発されている(例えば、特許文献1)。このようなバックライトユニットであれば、例えば黒画像を示す表示パネルの一部分に供給されるバックライト光の一部の光(部分光)の輝度だけを、他の別部分の光の輝度に比べて抑えられる。そのため、このようなバックライトユニットを搭載する液晶表示装置は、消費電力を抑えつつも、高品位な表示画像を提供できる。
しかしながら、バックライトユニット光に含まれる部分光の数は、通常、液晶表示パネルの画素数に比べて少ない。そのため、1つの部分光は複数の画像を含む表示領域を照射することになる。すると、複数の部分光を含むバックライトの輝度分布と、液晶表示パネルの表示画像の輝度分布との一致性が、高品位な表示画像を提供する要件となる。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。そして、その目的は、複数の部分光を含むバックライト光の輝度分布と、表示パネルの表示画像の輝度分布との一致性とを向上させることで、高品位な表示画像を映し出す表示装置を提供することにある。
表示装置は、複数の光源からの光源光を混ぜることで、出射光を生成する照明装置と、出射光を受ける表示パネルと、照明装置および表示パネルを制御する制御ユニットと、を含む。そして、この表示装置では、制御ユニットは、映像データ処理部、輝度調整データ生成部、フィルタ加工部、および、パネル制御データ補正部を含む。
映像データ処理部は、映像データを取得し、その映像データから光源制御データとパネル制御データとを生成する。輝度調整データ生成部は、光源制御データを照明装置の出射光に含まれる部分的な光である部分光毎に応じて加工することで、光源の輝度を制御する輝度調整データを生成する。
フィルタ加工部は、光源を原因にして、複数の部分光の輝度分布が多種類になり、それら部分光に対応する輝度調整データ毎に対して、複数の輝度拡散フィルタのうちの1つで加工を行うことで、出射光の輝度分布データを生成する。パネル制御データ補正部は、輝度分布データと、パネル制御データとから、表示パネルの表示画像を制御する補正パネル制御データを生成する。
このような表示装置であれば、フィルタ加工部は、部分光にあわせて、複数の輝度拡散フィルタのうちの最も適した輝度拡散フィルタで、照明装置の出射光の輝度分布データを生成する。そのため、この輝度分布データは、部分光毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、補正パネル制御データは、輝度調整データを複数の輝度拡散フィルタで加工した正確な輝度分布データと、パネル制御データとから求められる。そのため、この補正パネル制御データは、輝度調整データを正確に反映する。
したがって、光源の輝度に関する輝度調整データと、表示パネルの表示画像に関するデータ(補正パネル制御データ)との一致性が、表示装置の表示画像の品位に影響を与える場合に、その一致性の精度が向上する。すると、液晶表示装置の表示画像の品位が確実に向上する。
なお、光源を原因にして、複数の部分光の輝度分布が多種類になる一例としては、固有輝度分布を異にする光源が複数種類含まれることで、複数の部分光の輝度分布が多種類になることが挙げられる。
なお、固有輝度分布の違いの一例としては、光源がパワー発光素子か否かの違いが挙げられる。また、別例としては、光源が、内蔵される単色発光の複数の発光チップからの光を混ぜた白色光を発する、または、内蔵される発光チップからの光と、発光チップからの光を受けて蛍光発光する蛍光発光体からの光とを混ぜた白色光を発する、かの違いが挙げられる。
また、光源を原因にして、複数の部分光の輝度分布が多種類になる一例としては、複数の光源における光源の密集度合いに差が有ることで、複数の部分光の輝度分布が多種類になることが挙げられる。
また、光源を原因にして、複数の部分光の輝度分布が多種類になる一例としては、単色光を発する複数の光源が、光源光を混ぜることで、白色光の部分光を生成しており、その部分光を生成する光源の配置が多種類であることで、複数の部分光の輝度分布が多種類になることが挙げられる。
また、光源を原因にして、複数の部分光の輝度分布が多種類になる一例としては、複数の光源にて、光源光の出射方向を異にする光源が含まれることで、複数の部分光の輝度分布が多種類になることが挙げられる。
なお、表示装置にて、光源光の輝度を測定する輝度測定部が含まれているならば、(1)光源光を発する光源の故障、(2)光源光を遮蔽する光源への付着物、(3)発光にともなった光源の温度上昇、の少なくとも1つで、部分光の輝度分布に変化が生じた場合、パネル制御データ補正部が、輝度測定部の測定結果に応じて、補正フィルタを選択すると望ましい。
このようになっていると、連続的に駆動する表示装置にあっても、光源の輝度に関する輝度調整データと、補正パネル制御データとの一致性が向上し、液晶表示装置の表示画像の品位が確実に向上する。
なお、制御ユニットでは、フィルタ加工部が、部分光を生成する複数の光源毎に対応する輝度調整データに対して、異なる輝度拡散フィルタで加工を行うことで、照明装置の出射光の輝度分布データを生成し、その輝度分布データと、パネル制御データとから、表示パネルの表示画像を制御する補正パネル制御データが、パネル制御データ補正部で生成されてもよい。
このようになっていると、部分光単体の輝度分布データが正確になり、ひいては、出射光の輝度分布データが正確になる。そのため、出射光の輝度分布データと補正パネル制御データとの一致性が向上し、液晶表示装置の表示画像の品位が確実に向上する。
なお、部分光を生成する複数の光源は、赤色発光の光源、緑色発光の光源、青色発光の光源、のように多色の光源が複数配置されていてもよいし、白色のような同色の光源が複数配置されていてもかまわない。
また、このような部分光を生成する複数の光源毎に対応する輝度調整データに対して、異なる輝度拡散フィルタで加工を行うことで、輝度分布データを生成するフィルタ加工部を含む表示装置であっても、光源光の輝度を測定する輝度測定部が含まれているならば、以下のようになっていると望ましい。
すなわち、上述したように、(1)光源光を発する光源の故障、(2)光源光を遮蔽する光源への付着物、(3)発光にともなった光源の温度上昇、の少なくとも1つで、部分光の輝度分布に変化が生じた場合、パネル制御データ補正部が、輝度測定部の測定結果に応じて、補正フィルタを選択すると望ましい。
このようになっていると、上述同様に、連続的に駆動する表示装置にあっても、光源の輝度に関する輝度調整データと、補正パネル制御データとの一致性が向上し、液晶表示装置の表示画像の品位が確実に向上するからである。
本発明によると、照明装置からの出射光の輝度分布に応じて、表示パネルの表示画像が制御される(要は、複数の部分光を含む出射光の輝度分布と、表示パネルの表示画像の輝度分布との一致性とが向上する)。そのため、液晶表示装置の表示画像の品位が確実に向上する。
[実施の形態1]
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、便宜上、断面図ではないが、ハッチングを用いることもある。また、矢印に併記される黒丸は、紙面に対して垂直方向を意味する。また、信号の進行を示す矢印に信号種を示す符号が付されている場合があるが、矢印はその信号種のみの進行を意味するものではない。
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、便宜上、断面図ではないが、ハッチングを用いることもある。また、矢印に併記される黒丸は、紙面に対して垂直方向を意味する。また、信号の進行を示す矢印に信号種を示す符号が付されている場合があるが、矢印はその信号種のみの進行を意味するものではない。
図24は、液晶表示装置69を示す分解斜視図である。この図に示すように、液晶表示装置69は、液晶表示パネル59と、この液晶表示パネル59に対して光を供給するバックライトユニット(照明装置)49と、を含む。
液晶表示パネル59は、不図示の液晶を挟み込むアクティブマトリックス基板51と対向基板52とを含む(なお、これら基板51・52は、枠状のベゼルBZに嵌め込まれる)。また、アクティブマトリックス基板51には、図示されていないが、ゲート信号線とソース信号線とが互いに交差するように配置され、さらに、両信号線の交差点には、液晶に対する印加電圧調整に要するスイッチング素子(例えば、Thin Film Transistor)が配置される。
また、アクティブマトリックス基板51の受光側、対向基板52の出射側には、偏光フィルム53が取り付けられる。そして、以上のような液晶表示パネル59は、液晶分子の傾きに起因する光透過率の変化を利用して、画像を表示する。
次に、液晶表示パネル59の直下に位置し、液晶表示パネル59に対して光(バックライト光BL)を供給するバックライトユニット49について説明する。バックライトユニット49は、LEDモジュール(発光モジュール)MJ、バックライトシャーシ43、拡散板44、プリズムシート45、および、プリズムシート46を含む。
LEDモジュールMJは、実装基板42、およびLED(Light Emitting Diode)41を含む。
実装基板42は、例えば矩形状の基板であり、実装面42U上に、複数の電極(不図示)を並べる。そして、これらの電極上に、発光素子であるLED41が取り付けられる。電極は、1枚の実装基板42の実装面42Uにおいて、交差(直交等)する2方向毎に沿うように配置される(つまり、電極は格子配置となる)。
したがって電極上に、LED41が取り付けられ、それらLED41が発光すると、複数のLED41からの光(光源光)が集まって、面状光が生成される。なお、電極(ひいては、LED41)の配置において、交差する2方向のうち、電極の並列個数の多い列をX方向、少ない列をY方向とし、さらに、X方向とY方向とに交差する方向をZ方向とする(なお、X方向は、液晶表示パネル59の画面の長手に対応し、Y方向は、液晶表示パネル59の画面の短手に対応する)。
LED41は、光源(発光素子、点状光源)であり、実装基板42の電極を介した電流によって発光する。そして、LED41の種類は多々あり、例えば、赤色発光の赤色LEDチップと、緑色発光の緑色LEDチップと、青色発光の青色LEDチップと、を含み、全てのLEDチップからの光を混ぜることで白色光を生成するLED41が挙げられる。
バックライトシャーシ43は、図24に示すように、例えば箱状の部材で、底面43BにLEDモジュールMJを収容する。なお、バックライトシャーシ43の底面43BとLEDモジュールMJの実装基板42とは、例えばリベット(不図示)を介して接続される。
拡散板44は、LED41を敷き詰めた実装面42Uに重なる板状の光学部材であり、LEDモジュールMJから発せられる光を受け、その光を拡散させる。すなわち、拡散板44は、複数のLEDモジュールMJによって形成される面状光を拡散させて、液晶表示パネル59全域に光をいきわたらせる。
プリズムシート45・46は、例えば、シート面内にプリズム形状を有し、光の放射特性を偏向させる光学シートであり、拡散板44を覆うように位置する。そのため、このプリズムシート45・46は、拡散板44から進行してくる光を集光させ、輝度を向上させる。なお、プリズムシート45とプリズムシート46とによって集光される各光の発散方向は交差する関係にある。
そして、以上のようなバックライトユニット49は、LEDモジュールMJによって形成される面状光BL(バックライト光BL)を、複数枚の光学部材44〜46に通過させ、液晶表示パネル59へ供給する。これにより、非発光型の液晶表示パネル59は、バックライトユニット49からのバックライト光BLを受光して表示機能を向上させる。
図2は、液晶表示装置69に関する種々部材を示したブロック図である。この図に示すように、このような液晶表示装置69では、コントロールユニット11が含まれており、このコントロールユニット11が、液晶表示装置69(すなわち、液晶表示パネル59とバックライトユニット49と)を統括的に制御する。
詳説すると、コントロールユニット11は、画像制御部12、液晶表示パネルコントローラ(LCDコントローラ)21、およびLEDコントローラ22を含む(なお、液晶表示装置69に含まれるゲートドライバー31、ソースドライバー32、LEDドライバー33、フォトセンサ34、およびサーミスタ35に関しても説明する)。
画像制御部12は、外部の信号源からの初期の画像信号である画像データF−VDを受信する。この画像データF−VDは、例えばテレビ信号であり、映像データとその映像データに同期する同期データとが含まれる(なお、映像データは、例えば、赤色、緑色、および青色の輝度データを含む)。
そして、画像制御部12は、この同期データから、液晶表示パネル59の画像表示に要する新たな同期データ(クロックデータCLK、垂直同期データVS、および水平同期データHS等)を生成する。その後、画像制御部12は、生成した新たな同期データを、LCDコントローラ21およびLEDコントローラ22に送信する。
また、画像制御部12は、映像データを、液晶表示パネル59の駆動に適したセパレータデータVD−Sp(パネル制御データVD−Sp)と、バックライトユニット49(詳説するとLED41)の駆動に適したセパレータデータVD−Sd(光源制御データVD−Sd)とに分離させる。
そして、画像制御部12は、パネル制御データVD−Spに対して、所定の補正を施すことで補正パネル制御データVD−Sp[d]にして、LCDコントローラ21に送信する。
また、画像制御部12は、光源制御データVD−Sdを、LED41によって生成される面状光BLに含まれる部分的な光(部分光PL)に応じて、所定の加工を施すことで輝度調整データVD−Sd[A]にして、LEDコントローラ22に送信する。なお、画像制御部12についての詳細は後述する。
LCDコントローラ21は、画像制御部12から送信されてくるクロックデータCLK、垂直同期データVS、水平同期データHS等から、ゲートドライバー31およびソースドライバー32を制御するタイミングデータを生成する(なお、ゲートドライバー31に対応するタイミングデータをタイミングデータG−TS、ソースドライバー32に対応するタイミングデータをタイミングデータS−TSとする)。
そして、LCDコントローラ21は、タイミングデータG−TSをゲートドライバー31に送信する。一方で、LCDコントローラ21は、タイミングデータS−TSと補正パネル制御データVD−Sp[d]とをソースドライバー32に送信する。
すると、ソースドライバー32とゲートドライバー31とは、両タイミングデータG−TS・S−TSと補正パネル制御データVD−Sp[d]とを用いて、液晶表示パネル59の画像を制御する(詳説すると、液晶表示パネル59における画素の光透過率を制御する)。
LEDコントローラ22は、LEDドライバー制御部23とパルス幅変調部24とを含む。
LEDドライバー制御部23は、画像制御部12からの輝度調整データVD−Sd[A]をパルス幅変調部24に送信する。また、LEDドライバー制御部23は、同期データ(クロックデータCLK、垂直同期データVS、水平同期データHS等)からLED41の点灯タイミングデータL−TSを生成して、LEDドライバー33に送信する。
パルス幅変調部24は、受信した輝度調整データVD−Sd[A]に基づいて、パルス幅変調(Pulse Width Modulation;PWM)方式で、LED41の発光時間を調整する(なお、このようなパルス幅変調に使用される信号値をPWM信号と称する)。詳説すると、パルス幅変調部24は、LED41の発光制御に適したPWM信号を、LEDドライバー33に送信する。
すると、LEDドライバー33は、LEDコントローラ22からの信号(PWM信号、タイミングデータL−TS)に基づいて、LED41を点灯制御する。(なお、LED41の発光を制御するコントロールユニット11は、全てのLED41を一括で制御することもできるが、それだけに限らず、LED41毎に発光制御できる、いわゆるローカルディミング機能を有する)。
なお、フォトセンサ(輝度測定部)34は、LED41の輝度を測定し、その測定結果を画像制御部12に送信する。詳説すると、画像制御部12による判断材料、例えば、LED41の点灯状態の判断材料、または、LED41の出射光を遮蔽する付着物がLED41に対し付着しているか否かの判断材料として、フォトセンサ34は、LED41の輝度(詳説すると、部分光PL)を測定し、その測定結果を画像制御部12に送信する。なお、このフォトセンサ34の個数は、単数であっても複数であってもかまわない(例えば部分光PLの数に対応して、複数のフォトセンサ34が配置されてもよい)。
また、サーミスタ(温度測定部)35は、LED41が発光にともなって熱を帯びた場合を考え、そのLED41の温度を測定し、測定結果を画像制御部12に送信する。詳説すると、画像制御部12による判断材料、例えばLED41における発光効率低下の判断材料として(要は、LED41のジャンクション温度を検知するために)、サーミスタ35はLED41の温度を測定し、その測定結果を画像制御部12に送信する。なお、このサーミスタ35の個数は、単数であっても複数であってもかまわない(例えば、部分光PLの数に対応して、複数のサーミスタ35が配置されてもよい)。
ここで、画像制御部12について、図1のブロック図を用いて詳説する。画像制御部12は、映像データ処理部13、タイミング調整部14、輝度調整データ生成部15、フィルタ加工部16、およびパネル制御データ補正部17を含む。
映像データ処理部13は、上述したように、受信した初期画像データF-DVにおける映像データから、パネル制御データVD−Spと、光源制御データVD−Sdとを生成する。そして、映像データ処理部13は、パネル制御データVD−Spをパネル制御データ補正部17に送信し、光源制御データVD−Sdを輝度調整データ生成部15に送信する。
タイミング調整部14は、上述したように、受信した初期画像データF-DVから、液晶表示パネル59の画像表示に要する新たな同期データ(クロックデータCLK、垂直同期データVS、および水平同期データHS等)を生成し、それら同期データを、LCDコントローラ21およびLEDコントローラ22に送信する。
輝度調整データ生成部15は、受信した光源制御データVD−Sdを基にして、LED41を制御する輝度調整データVD−Sd[A]を生成する。例えば、図3に示すように、光源制御データVD−Sdが、液晶表示パネル59の画素総数(例えば、1920×1080)のデータであり、バックライトユニット49からの面状光BL(バックライト光BL)が、2×2配置のLED41に起因して、2×2の合計4つの部分的な光(部分光PL)の集まりで形成されているとする。
この場合、輝度調整データ生成部15は、1920×1080というデータ規格(データマップ)にしたがった光源制御データVD−Sdを、部分光PLに対応させて分ける。そして、分けられた光源制御データVD−Sdにおける全輝度データから、所望の輝度データを求める。
例えば、光源制御データVD−Sdにおける最大の輝度を基準にして、LED41を制御したい場合、輝度調整データ生成部15は、部分光PLに応じて分けられた光源制御データVD−Sdにおける色毎の全輝度データから、最大の輝度データを検出する(すなわち、各部分光PLにて、赤色、緑色、青色の色毎に対応した最大輝度データが検出される)。
そして、輝度調整データ生成部15は、この最大輝度データを、LED41を制御する輝度調整データVD−Sd[A]として、LEDコントローラ22へ送信する(なお、輝度調整データVD−Sd[A]は、色毎の全輝度データにおける最大輝度データとは限らず、例えば、平均輝度データのような別種のデータであってもかまわない)。
ここで、理解を容易にすべく、図3に示されるようなLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値が、例えば、
2×2の4つの部分光PLのうち左上の部分光PLを生成するLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値を“40”、
2×2の4つの部分光PLのうち右上の部分光PLを生成するLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値を“100”、
2×2の4つの部分光PLのうち左下の部分光PLを生成するLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値を“80”、
2×2の4つの部分光PLのうち右下の部分光PLを生成するLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値を“20”、
として、以下説明を続ける。
2×2の4つの部分光PLのうち左上の部分光PLを生成するLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値を“40”、
2×2の4つの部分光PLのうち右上の部分光PLを生成するLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値を“100”、
2×2の4つの部分光PLのうち左下の部分光PLを生成するLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値を“80”、
2×2の4つの部分光PLのうち右下の部分光PLを生成するLED41に対応する輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値を“20”、
として、以下説明を続ける。
輝度調整データ生成部15は、輝度調整データVD−Sd[A]をLEDコントローラ22に送信するともに、フィルタ加工部16にも送信する。このフィルタ加工部16は、例えば、図4A、図4B、図4Cに示されるような、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−1、FT−2、FT−3)を記憶するフィルタメモリ16Mを内蔵し、適宜、最適の輝度拡散フィルタFTを用いて、輝度調整データVD−Sd[A]を加工する(なお、輝度拡散フィルタFTの記憶方式は、フィルタメモリ16Mに限定されるものではない)。
なお、輝度拡散フィルタ(Brightness Distribution Filter)FTは、LED41を原因として、部分光PL同士の輝度分布に差異がある場合、その差異を考慮したバックライト光BLの輝度分布データを得るためのフィルタである(なお、図4A〜図4C、さらには、後述の他の図でも、輝度拡散フィルタFTに示される点線は、求める輝度分布の外形を簡略的に示す)。そのため、加工後の輝度調整データVD−Sd[A]を、輝度分布データVD−Sd[AF]とする(なお、詳細については後述する)。
輝度分布データVD−Sd[AF]は、例えば、以下のようにして求められる。まず、フィルタ加工部16は、輝度分布データVD−Sd[AF]の規格を設定する。この規格は、面状のバックライト光BLを想定して、例えば図5Aに示すような、9×7のマトリックス型のデータ規格が設定されたものとする。
次に、フィルタ加工部16は、輝度分布データVD−Sd[AF]のデータ規格(データマップ)にて、複数の輝度調整データVD−Sd[A](例えば、“40”、“100”、“80”、“20”)の位置を設定する。この位置は、例えばバックライトシャーシ43上のLED41の位置が反映される。そのため、図3に示すように、2×2のマトリックス配置でLED41が配置されていると、図5Bに示すように、9×7のデータ規格の中にて、輝度調整データVD−Sd[A]の位置は、マトリックス状に配置される(斜線ハッチングの部分が、輝度調整データVD−Sd[A]の位置になる)。
そして、フィルタ加工部16は、輝度調整データVD−Sd[A]毎に、適した輝度拡散フィルタFTを用いて補正する。例えば図6Aに示すような、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“40”に対して、輝度拡散フィルタFT−1が適していると、フィルタ加工部16が判断すると、フィルタ加工部16は、図6Bに示すように、輝度拡散フィルタFT−1の基準位置BD(フィルタの網線ハッチング部分の値“100”)と、輝度調整データVD−Sd[A]とを合わせる。
そして、フィルタ加工部16は、輝度拡散フィルタFT−1の各フィルタ値に対して、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“40”を乗算し、さらに、乗算値の値を小さくするために、それら乗算値を“100”という調整値で除算する。この除算結果を図示すると、図6Cのようになる。
次に、フィルタ加工部16は、図7Aに示すような、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“100”に対して、適した輝度拡散フィルタFTを判別する。そして、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“100”に対して、輝度拡散フィルタFT−2が適していると、フィルタ加工部16が判断すると、フィルタ加工部16は、図7Bに示すように、輝度拡散フィルタFT−2の基準位置BD(フィルタの網線ハッチング部分の値“100”)と、輝度調整データVD−Sd[A]とを合わせる。
そして、フィルタ加工部16は、輝度拡散フィルタFT−2の各フィルタ値に対して、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“100”を乗算し、さらに、それら乗算値を“100”という調整値で除算する(なお、マトリックス状のデータ規格外に位置するフィルタ値は、計算されない)。この除算結果を図示すると、図7Cのようになる。
次に、フィルタ加工部16は、図8Aに示すような、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“80”に対して、適した輝度拡散フィルタFTを判別する。そして、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“80”に対して、輝度拡散フィルタFT−2が適していると、フィルタ加工部16が判断すると、フィルタ加工部16は、図8Bに示すように、輝度拡散フィルタFT−2の基準位置BDと、輝度調整データVD−Sd[A]とを合わせる。
そして、フィルタ加工部16は、輝度拡散フィルタFT−2の各フィルタ値に対して、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“80”を乗算し、さらに、それら乗算値を“100”という調整値で除算する(なお、上記同様、マトリックス状のデータ規格外に位置するフィルタ値は、計算されない)。この除算結果を図示すると、図8Cのようになる。
次に、フィルタ加工部16は、図9Aに示すような、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“20”に対して、適した輝度拡散フィルタFTを判別する。そして、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“20”に対して、輝度拡散フィルタFT−1が適していると、フィルタ加工部16が判断すると、フィルタ加工部16は、図9Bに示すように、輝度拡散フィルタFT−1の基準位置BDと、輝度調整データVD−Sd[A]とを合わせる。
そして、フィルタ加工部16は、輝度拡散フィルタFT−1の各フィルタ値に対して、輝度調整データVD−Sd[A]のデータ値“20”を乗算し、さらに、それら乗算値を“100”という調整値で除算する。この除算結果を図示すると、図9Cのようになる。
そして、フィルタ加工部16は、図6C、図7C、図8C、図9Cに示される除算値を、図10に示すように、輝度分布データVD−Sd[AF]のデータ規格におけるマトリックス毎、すなわちマス目毎に加算する(なお、図6C、図7C、図8C、図9Cにおいて、データ値が未記載のマス目は“0”のデータ値とする)。
これにより、フィルタ加工部16では、部分光PL毎の輝度分布の構成部分である最大輝度データ(すなわち、輝度調整データVD−Sd[A])が、複数種類の輝度拡散フィルタFTのうちの適した1つを用いて加工されることで、輝度分布データになり、さらに、その輝度分布データが重ね合わさることで、部分光PL同士の干渉等を反映した輝度分布データが生成される。
そして、この輝度分布データ、すなわち、加工された輝度調整データVD−Sd[A]である輝度分布データVD−Sd[AF]を、フィルタ加工部16は、パネル制御データ補正部17に送信する。すなわち、フィルタ加工部16は、輝度分布データVD−Sd[AF]をパネル制御データVD−Spに反映させるべく(すなわち、パネル制御データVD−Spに対する補正のために)、図10に示されるような輝度分布データVD−Sd[AF]を、パネル制御データ補正部17に送信する。
パネル制御データ補正部17は、映像データ処理部13から受信したパネル制御データVD−Spを、フィルタ加工部16から受信した輝度分布データVD−Sd[AF]を用いて補正する。例えば、フィルタ加工部16は、輝度分布データVD−Sd[AF]を線形補間処理等することで、パネル制御データVD−Spと同じような1920×1080のデータにし、その処理後のデータを基に、パネル制御データVD−Spを算出する。
この算出されたデータは、パネル制御データVD−Spに対して輝度分布データVD−Sd[AF]を反映させたデータ、すなわち、補正パネル制御データVD−Sp[d]となる。
つまり、パネル制御データ補正部17は、バックライト光BLに含まれる部分光PL毎の輝度に対応した輝度拡散フィルタFTを用いた加工後のデータ(輝度分布データVD−Sd[AF])から、液晶表示パネル59における画素の光透過率を制御する補正パネル制御データVD−Sp[d]を生成する(なお、補正パネル制御データVD−Sp[d]は、色毎に生成される)。そして、この補正パネル制御データVD−Sp[d]に応じて、液晶表示パネル59の表示画像が制御される。
総括すると、コントロールユニット11の画像制御部12には、映像データ処理部13、輝度調整データ生成部15、フィルタ加工部16、およびパネル制御データ補正部17とが含まれる。
映像データ処理部13は、映像データを取得し、その映像データから光源制御データVD−Sdとパネル制御データVD−Spとを生成する。
輝度調整データ生成部15は、光源制御データVD−Sdを、バックライト光BLに含まれる部分光PL毎に応じて加工することで、LED41の輝度を制御する輝度調整データVD−Sd[A]を生成する。
フィルタ加工部16は、LED41を原因にして、複数の部分光PLの輝度分布が多種類になり、それら部分光PLに対応する輝度調整データVD−Sd[A]毎に対して、複数の輝度拡散フィルタFTのうちの1つで加工を行うことで、輝度分布データVD−Sd[AF]を生成する(ただし、加工精度の向上のために、1つの輝度調整データVD−Sd[A]を、複数の輝度拡散フィルタFTで加工することもあり得る)。
パネル制御データ補正部17は、輝度分布データVD−Sd[AF]と、パネル制御データVD−Spとから、液晶表示パネル59の表示画像を制御する補正パネル制御データVD−Sp[d]を生成する。
以上のような画像制御部12では、フィルタ加工部16は、部分光PLにあわせて、複数の輝度拡散フィルタFTのうちの最も適した輝度拡散フィルタFTで、輝度分布データVD−Sd[AF]を生成することになる。そのため、この輝度分布データVD−Sd[AF]は、例えば、1種類の輝度拡散フィルタで生成される輝度分布データに比べて、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。
すると、この輝度分布データVD−Sd[AF]にて補正された補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、パネル制御データVD−Spと、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いに比べて、高精度になり、その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する(要は、複数の部分光PLを含むバックライト光BLの輝度分布と、液晶表示パネル59の表示画像の輝度分布との一致性とが向上し、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する)。
その上、部分光PLの違いを生み出すLED41に種類差(例えば、メーカーの違い、値段の違い)があっても、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上するので、LED41の選択の自由度が増す(例えば、コストダウンのために、複数のLED41群のうち、低コストのLED41の割合が高められてもよい)。
ところで、フィルタ加工部16は、例えば、部分光PLの入射する液晶表示パネル59の領域(表示領域)に対応したパネル制御データVD−Spに応じて、輝度拡散フィルタFTを変えているわけではなく、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いに応じて、輝度拡散フィルタFTを変えている。
そして、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いが生じる場合としては、以下のような実施例(EX)1〜5が考えられる。
〈実施例1〉
例えば、実施例1では、図11Aに示すような、8×4の部分光PLの集まったバックライト光BL(面状光BL)にて、部分光PLを生成するLED41の種類が多種類有る。そして、この種類の違いは、高輝度の光を発せられるパワーLED41Hであるか否かである(要は、比較的高輝度の光を発するパワーLED41Hか、その高輝度以下の標準的な輝度の光を発する標準LED41Sかの違いである)。
例えば、実施例1では、図11Aに示すような、8×4の部分光PLの集まったバックライト光BL(面状光BL)にて、部分光PLを生成するLED41の種類が多種類有る。そして、この種類の違いは、高輝度の光を発せられるパワーLED41Hであるか否かである(要は、比較的高輝度の光を発するパワーLED41Hか、その高輝度以下の標準的な輝度の光を発する標準LED41Sかの違いである)。
パワーLED(パワー発光素子)41Hとは、比較的大きな数ワット程度の電力によって、数10〜100ルーメン以上の明るさを確保できるLED41である。一方、標準LED(標準発光素子)41Sとは、数100ミリワット程度の電力によって、数ルーメン程度の明るさを確保できるLED41である(要は、パワーLED41の固有輝度分布と、標準LED41の固有輝度分布とが異なっている)。
そして、このようなパワーLED41Hか標準LED41Sかの違いに起因して、パワーLED41Hで生成される部分光PLhの輝度分布と、標準LED41Sで生成される部分光PLsの輝度分布とが異なるので、それらの違いを考慮する。
すなわち、図11Bに示されるようなパワーLED41Hへの輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Hと、図11Cに示されるような標準LED41Sへの輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Sとが、異なる。
すると、図11Dに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−Hと輝度拡散フィルタFT−Sとを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、パワーLED41Hと標準LED41SというLED41の固有輝度分布に起因した部分光PL(PLh・PLs)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−H・FT−S)で、生成される。
そのため、この輝度分布データVD−Sd[AF]は、例えば、1種類の輝度拡散フィルタで生成される輝度分布データに比べて、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
〈実施例2〉
実施例2では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、LED41の白色光の生成の違いである。この違いとは、赤色発光のLEDチップ、緑色発光のLEDチップ、および青色発光のLEDチップという多色のLEDチップ(発光チップ)を含み、それらのLEDチップからの光を混ぜることで、白色光を生成するLED41RGBか、青色発光のLEDチップと、そのLEDチップからの光を受けて黄色光を蛍光発光する蛍光体と、を含み、青色発光のLEDチップからの光と蛍光発光する黄色光とを混ぜることで、白色光を生成するLED41Eかの違いである(図12A参照)。
実施例2では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、LED41の白色光の生成の違いである。この違いとは、赤色発光のLEDチップ、緑色発光のLEDチップ、および青色発光のLEDチップという多色のLEDチップ(発光チップ)を含み、それらのLEDチップからの光を混ぜることで、白色光を生成するLED41RGBか、青色発光のLEDチップと、そのLEDチップからの光を受けて黄色光を蛍光発光する蛍光体と、を含み、青色発光のLEDチップからの光と蛍光発光する黄色光とを混ぜることで、白色光を生成するLED41Eかの違いである(図12A参照)。
このような違い(すなわち、LED41RGBの固有輝度分布と、LED41Eの固有輝度分布との違い)によって、LED41RGBで生成される部分光PLrgbの輝度分布と、LED41Eで生成される部分光PLeの輝度分布とが異なるので、それら輝度分布の違いを考慮する。
すなわち、図12Bに示されるようなLED41RGBへの輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-RGBと、図12Cに示されるようなLED41Eへの輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Eとが、異なる。
すると、図12Dに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−RGBと輝度拡散フィルタFT−Eとを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、LED41RGBとLED41Eという白色光の生成の仕組み(要は、LED41RGBの固有輝度分布とLED41Eの固有輝度分布と)に起因した部分光PL(PLrgb・PLe)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−RGB・FT−E)で、生成される。
そのため、実施例2での輝度分布データVD−Sd[AF]は、実施例1同様に、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
なお、実施例1のパワーLED41Hか標準LED41Sかの違いと、実施例2の三色混合型のLED41RGBか蛍光発光型のLED41Eかの違いとが、組み合わさる場合も想定される。しかし、どのような組み合わせであっても、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
〈実施例3〉
実施例3では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、LED41の配置間隔(配置ピッチ)の違いである。例えば、図13Aに示すように、バックライト光BLの中心付近に位置する部分光PLcを生成するLED41の配置間隔と、バックライト光BLの周辺付近に位置する部分光PLtを生成するLED41の配置間隔とが、異なる(要は、LED41の密集度合いが異なる)。
実施例3では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、LED41の配置間隔(配置ピッチ)の違いである。例えば、図13Aに示すように、バックライト光BLの中心付近に位置する部分光PLcを生成するLED41の配置間隔と、バックライト光BLの周辺付近に位置する部分光PLtを生成するLED41の配置間隔とが、異なる(要は、LED41の密集度合いが異なる)。
このような違いによって、バックライト光BLの中心付近に位置する部分光PLcの輝度分布と、バックライト光BLの周辺付近に位置する部分光PLtの輝度分布とが異なるので、それらの違いを考慮する。
すなわち、図13Bに示されるような部分光PLcを生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Cと、図13Cに示されるような部分光PLtを生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Tとが、異なる。
すると、図13Dに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−Cと輝度拡散フィルタFT−Tとを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、LED41の配置に起因した部分光PL(PLc・PLt)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−C・FT−T)で、生成される。
そのため、実施例3での輝度分布データVD−Sd[AF]は、実施例1・2同様に、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
なお、実施例1および実施例2の少なくとも1つの実施例における違いと、実施例3におけるLED41の配置ピッチの違いとが、組み合わさる場合も想定される。しかし、どのような組み合わせであっても、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
〈実施例4〉
実施例4では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、各部分光PLを生成するLED41の個数差である。例えば、図14Aに示すように、バックライト光BLの中心付近に位置する部分光PLmを生成するLED41の個数は4個であるが、バックライト光BLの周辺付近に位置する部分光PLfを生成するLED41の配置間隔は1個である(要は、LED41の密集度合いが異なる)。
実施例4では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、各部分光PLを生成するLED41の個数差である。例えば、図14Aに示すように、バックライト光BLの中心付近に位置する部分光PLmを生成するLED41の個数は4個であるが、バックライト光BLの周辺付近に位置する部分光PLfを生成するLED41の配置間隔は1個である(要は、LED41の密集度合いが異なる)。
このような違いによって、バックライト光BLの中心付近に位置する部分光PLmの輝度分布と、バックライト光BLの周辺付近に位置する部分光PLfの輝度分布とが異なるので、それらの違いを考慮する。
すなわち、図14Bに示されるような部分光PLmを生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Mと、図14Cに示されるような部分光PLfを生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Fとが、異なる。
すると、図14Dに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−Mと輝度拡散フィルタFT−Fとを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、各部分光PLの生成に要するLED41の個数に起因した部分光PL(PLm・PLf)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−M・FT−F)で、生成される。
そのため、実施例4での輝度分布データVD−Sd[AF]は、実施例1〜3同様に、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
なお、実施例1〜実施例3の少なくとも1つの実施例における違いと、実施例4の各部分光PLを生成するLED41の個数の違いとが、組み合わさる場合も想定される。しかし、どのような組み合わせであっても、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
〈実施例5〉
実施例5では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、各部分光PLを生成する各色LED41の配置の違いである。
実施例5では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、各部分光PLを生成する各色LED41の配置の違いである。
実施例1〜4では、1個のLED41が、白色光の部分光PLを生成していた。しかし、例えば密集配置された(すなわち、1つの点状光源と把握できるぐらいに密集配置された)赤色発光LED41R、緑色発光LED41G、および青色発光LED41Bが光を混ぜることでも、白色光の部分光PLは生成される。そこで、このような密集配置したLED41R、LED41G、LED41Bとバックライト光BLとを示すと、図15Aのようになる。
この図15Aに示すように、部分光PL(PL1〜PL3)は、3つのLED(LED41R、LED41G、LED41B)からの光で生成される。ただし、その3つのLED(LED41R、LED41G、LED41B)の配置は、複数種類有る。
具体的には、三角状(△状)に密集し、時計回りで、LED41G、LED41B、LED41Rに並ぶ配置と、逆三角状(▽状)に密集し、時計回りで、LED41R、LED41G、LED41Bに並ぶ配置と、三角状(△状)に密集し、時計回りで、LED41R、LED41G、LED41Bに並ぶ配置と、が有る。
そして、三角状(△状)に密集し、時計回りで、LED41G、LED41B、LED41Rに並ぶLED41の群で生成される部分光PL1の輝度分布と、逆三角状(▽状)に密集し、時計回りで、LED41R、LED41G、LED41Bに並ぶLED41の群で生成される部分光PL2の輝度分布と、三角状(△状)に密集し、時計回りで、LED41R、LED41G、LED41Bに並ぶLED41の群で生成される部分光PL3の輝度分布とが、異なる。
そこで、それらの輝度分布の違いを考慮する。すなわち、図15Bに示されるような部分光PL1を生成するLED41の群への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-G1と、図15Cに示されるような部分光PL2を生成するLED41の群への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-G2と、図15Dに示されるような部分光PL3を生成するLED41の群への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-G3とが、異なる(なお、輝度拡散フィルタFT−G1〜FT−G3では、LED41Gの位置にあわせて、基準位置BDが異なる)。
すると、図15Eに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−G1と輝度拡散フィルタFT−G2と輝度拡散フィルタFT−G3とを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、3つのLED(LED41R、LED41G、LED41B)の配置に起因した部分光PL(PL1〜PL3)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−G1〜FT−G3)で、生成される。
そのため、実施例5での輝度分布データVD−Sd[AF]は、実施例1〜4同様に、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
なお、実施例1〜実施例4の少なくとも1つの実施例における違いと、実施例5における3色LED41(41R、41G、41B)の配置の違いとが、組み合わさる場合も想定される。しかし、どのような組み合わせであっても、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
[実施の形態2]
実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
実施の形態1では、図16に示すように、バックライトユニット49に含まれるバックライトシャーシ43上の実装基板42にて、格子配置されたLED41の光が混ざることで、面状光が生成されていた(このようなバックライトユニット49は、直下型のバックライトユニット49と称される)。しかし、バックライトユニット49の種類は、他にも多々ある。
例えば、図16の分解斜視図に示すように、1枚の導光板47を用いたバックライトユニット49もある。詳説すると、このバックライトユニット49では、導光板47にて対向する側面47Eに、複数のLED41が配置され、それらLED41の光が、導光板47の側面47Eに入射する。そして、導光板47に入射した光は、導光板47内部で、多重反射することで、導光板47の天面47Uから面状光BLとして出射する(なお、導光板47の底面47Bには、導光板47の外部に漏れた光を導光板47の内部に戻すように反射させる反射シート48が配置される)。ここで、このようなバックライトユニット49を搭載する液晶表示装置69を実施例6とする。
〈実施例6〉
実施例6の液晶表示装置69では、導光板47の天面47Uからみたバックライト光BLは、図17Aのように示される。ここで、例えば、4個の並列するLED41と、それらLED41に対向する4個の並列するLED41との個数にあわせて、部分光PLが設定される(4×2の部分光PLが混ざることで、バックライト光BLが生成される)。
実施例6の液晶表示装置69では、導光板47の天面47Uからみたバックライト光BLは、図17Aのように示される。ここで、例えば、4個の並列するLED41と、それらLED41に対向する4個の並列するLED41との個数にあわせて、部分光PLが設定される(4×2の部分光PLが混ざることで、バックライト光BLが生成される)。
この実施例6では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、対向関係にあるLED41による光の出射方向の違いである(要は、LED41からの光が対向している;図16の一点鎖線矢印参照)。そして、このような違いによって、対向関係の一方に光を出射するLED41で生成される部分光PLo1の輝度分布と、対向関係の他方に光を出射するLED41で部分光PLo2の輝度分布とが異なるので、それら輝度分布の違いを考慮する。
すなわち、図17Bに示されるような部分光PLo1を生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-o1と、図17Cに示されるような部分光PLo2を生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-o2とが、異なる(なお、具体的なフィルタ値の数値例を明記した輝度拡散フィルタFT-o1と輝度拡散フィルタFT-o2とを、図18Aおよび図18Bに示す)。
すると、図17Dに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−o1と輝度拡散フィルタFT−o2とを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、LED41の出射方向に起因した部分光PL(PLo1・PLo2)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−o1・FT−o2)で、生成される。
そのため、実施例6での輝度分布データVD−Sd[AF]は、実施例1〜5同様に、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
なお、実施例1〜実施例5の少なくとも1つの実施例における違いと、実施例6におけるLED41の出射方向の違いとが、組み合わさる場合も想定される。しかし、どのような組み合わせであっても、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
[実施の形態3]
実施の形態3について説明する。なお、実施の形態1・2で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
実施の形態3について説明する。なお、実施の形態1・2で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
実施の形態1・2以外のバックライトユニット49の種類も有る。例えば、図19に示すように、格子状に密集した複数の導光片47Pを搭載するバックライトユニット49である(このような導光片47Pの集まりで形成される導光板47は、タンデム型導光板47と称される)。
そして、このようなバックライトユニット49では、各導光片47Pに対応してLED41が搭載されており、さらに、LED41の出射方向の向きが2種類有り(一点鎖線矢印参照)、それらの出射方向の向きは対向する。ここで、このようなバックライトユニット49を搭載する液晶表示装置69を実施例7とする。
〈実施例7〉
実施例7の液晶表示装置69では、6×4の格子配置になった導光片47Pの天面47PUからみたバックライト光BLは、図20Aのように示される。ここで、例えば、導光片47Pの配置および個数にあわせて、部分光PLが千鳥状に設定される(6×4の部分光PLが混ざることで、バックライト光BLが生成される)。
実施例7の液晶表示装置69では、6×4の格子配置になった導光片47Pの天面47PUからみたバックライト光BLは、図20Aのように示される。ここで、例えば、導光片47Pの配置および個数にあわせて、部分光PLが千鳥状に設定される(6×4の部分光PLが混ざることで、バックライト光BLが生成される)。
この実施例7では、LED41を原因にした部分光PLの輝度分布の違いは、LED41の出射方向の違いである。そして、このような違いによって、対向関係の一方に光を出射するLED41で生成される部分光PLp1の輝度分布と、対向関係の他方に光を出射するLED41で部分光PLp2の輝度分布とは異なるので、それら輝度分布の違いを考慮する。
すなわち、図20Bに示されるような部分光PLp1を生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-P1と、図20Cに示されるような部分光PLp2を生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-P2とが、異なる。
すると、図20Dに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−P1と輝度拡散フィルタFT−P2とを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、LED41の出射方向の違いに起因した部分光PL(PLp1・PLp2)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−P1・FT−P2)で、生成される。
そのため、実施例7での輝度分布データVD−Sd[AF]は、実施例1〜6同様に、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
なお、実施例1〜実施例5の少なくとも1つの実施例における違いと、実施例7のLED41の出射方向の違いとが、組み合わさる場合も想定される。しかし、どのような組み合わせであっても、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
[実施の形態4]
実施の形態4について説明する。なお、実施の形態1〜3で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
実施の形態4について説明する。なお、実施の形態1〜3で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
実施の形態1〜3では、複数の部分光PLにおいて、輝度分布の異なる部分光PLが含まれる。そして、これら部分光PLの輝度分布の違いを考慮して、複数の輝度拡散フィルタFTで、輝度分布データVD−Sd[AF]が生成されていた。ただし、複数の輝度拡散フィルタFTを用いるのは、部分光PLの輝度分布の差異に起因するとは限らない。
例えば、同様の輝度分布を有する部分光PLを混ぜたバックライト光BLを発するバックライトユニット49であっても、複数の輝度拡散フィルタFTが使用されることもある。ここで、このようなバックライトユニット49を搭載する液晶表示装置69を実施例8とする。
〈実施例8〉
実施例8の液晶表示装置69は直下型のバックライトユニット49で、バックライト光BLは、図21Aのように示される。ここで、8×4の部分光PLが混ざることで、バックライト光BLが設定される。
実施例8の液晶表示装置69は直下型のバックライトユニット49で、バックライト光BLは、図21Aのように示される。ここで、8×4の部分光PLが混ざることで、バックライト光BLが設定される。
そして、各部分光PLは、1つの点状光源と把握できないくらいに、一定距離を隔てて配置された赤色発光LED41R、緑色発光LED41G、青色発光LED41Bの光の混ざり合いで、生成される。特に、各部分光PLを生成するLED41(41R、41G、41B)は、三角状(△状)に密集し、時計回りで、LED41G、LED41B、LED41Rに並ぶ。そのため、部分光PL毎の輝度分布は、同じになる。
ただし、LED41(41R、41G、41B)同士の間隔が比較的広いために、3個のLED41の輝度調整データVD−Sd[A]に対して、同一の輝度拡散フィルタFTが用いられてしまうと、部分光PL単体の輝度分布データが正確にならず、ひいては、輝度分布データVD−Sd[AF]が正確にならない。
そこで、図21Bに示されるような3つのLED41(41R、41G、41B)のうちのLED41Rへの輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Rと、図21Cに示されるようなLED41Gへの輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Gと、図21Dに示されるようなLED41Bへの輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Bとが、異なる{なお、輝度拡散フィルタFT−R、FT−G、FT−Bでは、対応のLED41(41R、41G、41B)の位置にあわせて、基準位置BDが異なる}。
すると、図21Eに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−Rと輝度拡散フィルタFT−Gと輝度拡散フィルタFT−Bとを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、部分光PLを生成する複数のLED41(41R、41G、41B)毎に対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−R・FT−G・FT−B)で、生成される(要は、部分光PL単体の輝度分布データが正確になり、ひいては、輝度分布データVD−Sd[AF]が正確になる)。
そのため、実施例8での輝度分布データVD−Sd[AF]は、実施例1〜7同様に、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
なお、実施例1〜実施例4および実施例6・7の少なくとも1つの実施例における違いと、実施例8の色毎のLED41の違いとが、組み合わさる場合も想定される。しかし、どのような組み合わせであっても、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
また、実施例8では、異色のLED41(41R、41G、41B)毎に対応して、複数の輝度拡散フィルタFTで、輝度分布データVD−Sd[AF]は生成されていた。しかし、これに限定されることなく、例えば、1つの部分光PLを生成する複数のLED41が同色の場合であっても、LED41毎に対応して、複数の輝度拡散フィルタFTで、輝度分布データVD−Sd[AF]が生成されてもよい。
[実施の形態5]
実施の形態5について説明する。なお、実施の形態1〜4で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
実施の形態5について説明する。なお、実施の形態1〜4で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
例えば、バックライトユニット49が動作中、以下の(1)〜(3)の少なくとも1つを原因にして、LED41の固有輝度分布に変化が生じることがある。
(1)光を発するLED41の故障、
(2)光を遮蔽するLED41への付着物、
(3)発光にともなったLED41の温度上昇(ジャンクション温度の上
昇)、
(1)光を発するLED41の故障、
(2)光を遮蔽するLED41への付着物、
(3)発光にともなったLED41の温度上昇(ジャンクション温度の上
昇)、
そして、LED41の固有輝度分布に変化が生じると、バックライト光BLを生成する複数の部分光PL同士の間で、輝度分布に差が生じる。ここで、1つの部分光PLを生成するLED41の群のうち、1つのLED41が故障したバックライトユニット49を搭載する液晶表示装置69を実施例9とする。
〈実施例9〉
実施例9のバックライト光BLでは、図22Aに示すように、8×4の部分光PLが集まっているが、故障したLED41を含むLED41の群で生成される部分光PLuの輝度分布と、正常なLED41の群で生成される部分光PLnの輝度分布とは、異なる。そこで、それら輝度分布の違いを考慮する。
実施例9のバックライト光BLでは、図22Aに示すように、8×4の部分光PLが集まっているが、故障したLED41を含むLED41の群で生成される部分光PLuの輝度分布と、正常なLED41の群で生成される部分光PLnの輝度分布とは、異なる。そこで、それら輝度分布の違いを考慮する。
まず、画像制御部12におけるフィルタ加工部16は、フォトセンサ34を用いて、全ての部分光PLの輝度(輝度分布)を測定する。そして、フィルタ加工部16は、LED41の故障に起因して、比較的低輝度になった部分光PLuを検知し、さらに、その部分光PLuの輝度分布から故障したLED41も検知する。
そして、フィルタ加工部16は、部分光PLuに対応する輝度拡散フィルタFT−Uを、フィルタメモリ16Mから選択し、その輝度拡散フィルタFT−Uで、部分光PLuを生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]を加工する。また、フィルタ加工部16は、正常な部分光PLnに対応する輝度拡散フィルタFT−Nを、フィルタメモリ16Mから選択し、その輝度拡散フィルタFT−Nで、部分光PLnを生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]を加工する。
そして、図22Bに示されるような部分光PLuを生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Uと、図22Cに示されるような部分光PLnを生成するLED41への輝度調整データVD−Sd[A]に対応した輝度拡散フィルタFT-Nとが、異なる(なお、具体的なフィルタ値の数値例を明記した輝度拡散フィルタFT-Uを、図23に示す)。
すると、図22Dに示すように、異なる輝度拡散フィルタFT−Uと輝度拡散フィルタFT−Nとを用いて、バックライト光BLの輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される。この輝度分布データVD−Sd[AF]は、LED41の出射方向の違いに起因した部分光PL(PLu・PLn)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタ(FT−U・FT−N)で、生成される。
そのため、実施例9での輝度分布データVD−Sd[AF]は、実施例1〜8同様に、部分光PL毎の干渉等を反映させた正確なデータになる。さらに、その輝度分布データVD−Sd[AF]によって補正されたパネル制御データVD−Spである補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になる。その結果、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
つまり、連続的に駆動する液晶表示装置69にて、一部のLED41が故障したとしても、輝度調整データVD−Sd[A]と、補正パネル制御データVD−Sp[d]との一致性が向上し、液晶表示装置69の表示画像の品位が確実に向上する。
なお、実施例1〜実施例8の少なくとも1つの実施例における違いと、実施例9におけるLED41の故障等の有無とが、組み合わさる場合も想定される。しかし、どのような組み合わせであっても、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
また、上述の(2)光を遮蔽するLED41への付着物、または、(3)発光にともなったLED41の温度上昇で、そのLED41の固有輝度分布に変化が生じ、ひいては、正常な部分光PLnとは異なる部分光PLuが生成されたとしても、その部分光PLuは、フォトセンサ34によって検知される。
また、(3)発光にともなったLED41の温度上昇でそのLED41の固有輝度分布に変化が生じ、ひいては、正常な部分光PLnとは異なる部分光PLuが生成された場合、図1に示すサーミスタ35によるLED41の温度測定でも、その部分光PLuは、フォトセンサ34によって検知される{要は、フォトセンサ34ではなく、サーミスタ35でも、部分光PLuの発生を確認でき、部分光PL(PLu・PLn)の輝度分布の違いに対応して、複数の輝度拡散フィルタFT(FT−U・FT−N)で、輝度分布データVD−Sd[AF]が生成される)。
[その他の実施の形態]
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
以上では、単体のLED41として、三色(赤色、緑色、青色)のLEDチップを含み、赤色光、緑色光、青色光の混ざり合いで、白色光を生成する三色混合型のLED41RGBと、青色発光のLEDチップと、そのLEDチップからの光を受けて黄色光を蛍光発光する蛍光体と、を含み、青色発光のLEDチップからの光と蛍光発光する黄色光とを混ぜることで、白色光を生成する蛍光発光型のLED41Eと、を例に挙げた。しかし、LED41の種類は、これらに限定されるものではない。
三色混合型のLED41RGBであっても、白色光しか出射できないタイプと、白色光だけでなく、赤色光、緑色光、青色光、または、これらの3色のうちの2色を混色させた光を出射できるタイプがある。
また、蛍光発光型のLED41は、青色発光のLEDチップと、そのLEDチップからの光を受けて、緑色光および赤色光を蛍光発光する蛍光体と、を含み、LEDチップからの青色光と蛍光発光する光(緑色光・赤色光)とで白色光を生成するタイプであってもよい。
また、蛍光発光型のLED41は、赤色発光の赤色LEDチップと、青色発光の青色LEDチップと、青色LEDチップからの光を受けて、緑色光を蛍光発光する蛍光体と、を含み、LEDチップからの赤色光・青色光と、蛍光発光する緑色光とで白色光を生成するタイプであってもよい。
つまり、LED41には、様々なタイプがある。そして、そのタイプ毎に、固有の輝度分布があるので、LED41の光で生成される部分光PLの輝度分布にも、様々な種類が発生する。しかし、上述してきた液晶表示装置69のように、部分光PLの輝度分布の違いに応じた輝度拡散フィルタFTが利用されれば、輝度分布データVD−Sd[AF]の精度が向上する。
その結果、輝度分布データVD−Sd[AF]にて補正された補正パネル制御データVD−Sp[d]と、輝度調整データVD−Sd[A]との合致度合いは、高精度になり、液晶表示装置69の表示画像の品位が向上する。
なお、以上では、点状光源として、発光素子であるLED41を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ素子のような発光素子、あるいは、有機EL(Electro-Luminescence)または無機ELのような自発光材料で形成される発光素子であってもかまわない。
11 コントロールユニット(制御ユニット)
12 画像制御部
13 映像データ処理部
14 タイミング制御部
15 輝度調整データ生成部
16 フィルタ加工部
16M フィルタメモリ
17 パネル制御データ補正部
21 LCDコントローラ
22 LEDコントローラ
23 LEDドライバー制御部
24 パルス幅変調部
31 ゲートドライバー
32 ソースドライバー
33 LEDドライバー
34 フォトセンサ(輝度測定部)
35 サーミスタ(温度測定部)
41 LED(光源、発光素子、点状光源)
42 実装基板
49 バックライトユニット(照明装置)
BL バックライト光(照明装置からの出射光)
PL 部分光(出射光に含まれる部分的な光)
59 液晶表示パネル(表示パネル)
69 液晶表示装置(表示装置)
12 画像制御部
13 映像データ処理部
14 タイミング制御部
15 輝度調整データ生成部
16 フィルタ加工部
16M フィルタメモリ
17 パネル制御データ補正部
21 LCDコントローラ
22 LEDコントローラ
23 LEDドライバー制御部
24 パルス幅変調部
31 ゲートドライバー
32 ソースドライバー
33 LEDドライバー
34 フォトセンサ(輝度測定部)
35 サーミスタ(温度測定部)
41 LED(光源、発光素子、点状光源)
42 実装基板
49 バックライトユニット(照明装置)
BL バックライト光(照明装置からの出射光)
PL 部分光(出射光に含まれる部分的な光)
59 液晶表示パネル(表示パネル)
69 液晶表示装置(表示装置)
Claims (11)
- 複数の光源からの光源光を混ぜることで、出射光を生成する照明装置と、
上記出射光を受ける表示パネルと、
上記照明装置および表示パネルを制御する制御ユニットと、
を含む表示装置にあって、
上記制御ユニットは、
映像データを取得し、その映像データから光源制御データとパ
ネル制御データとを生成する映像データ処理部と、
上記光源制御データを、上記出射光に含まれる部分的な光であ
る部分光毎に応じて加工することで、上記光源の輝度を制御する
輝度調整データを生成する光量調整データ生成部と、
上記光源を原因にして、複数の上記部分光の輝度分布が多種類
になり、それら上記部分光に対応する上記輝度調整データ毎に対
して、複数の輝度拡散フィルタのうちの1つで加工を行うことで
、上記出射光の輝度分布データを生成するフィルタ加工部と、
上記輝度分布データと、上記パネル制御データとから、上記表
示パネルの表示画像を制御する補正パネル制御データを生成する
パネル制御データ補正部と、
を含む表示装置。 - 上記光源を原因にして、複数の上記部分光の輝度分布が多種類になるとは、
固有輝度分布を異にする上記光源が複数種類含まれることで、複数の上記部分光の輝度分布が多種類になることである請求項1に記載の表示装置。 - 上記光源がパワー発光素子か否かの違いで、上記固有輝度分布が異なる請求項2に記載の表示装置。
- 上記光源が、内蔵される単色発光の複数の発光チップからの光を混ぜた白色光を発する、または、内蔵される発光チップからの光と、上記発光チップからの光を受けて蛍光発光する蛍光発光体からの光とを混ぜた白色光を発する、かの違いで、上記固有輝度分布が異なる請求項2または3に記載の表示装置。
- 上記光源を原因にして、複数の上記部分光の輝度分布が多種類になるとは、
複数の上記光源における上記光源の密集度合いに差が有ることで、複数の上記部分光の輝度分布が多種類になることである請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置。 - 上記光源を原因にして、複数の上記部分光の輝度分布が多種類になるとは、
単色光を発する複数の上記光源が、上記光源光を混ぜることで、白色光の上記部分光を生成しており、上記部分光を生成する上記光源の配置が多種類であることで、複数の上記部分光の輝度分布が多種類になることである請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置。 - 上記光源を原因にして、複数の上記部分光の輝度分布が多種類になるとは、
複数の上記光源にて、上記光源光の出射方向を異にする上記光源が含まれることで、複数の上記部分光の輝度分布が多種類になることである請求項1〜6のいずれか1項に記載の表示装置。 - 上記光源光の輝度を測定する輝度測定部が含まれ、
(1)上記光源光を発する上記光源の故障、
(2)上記光源光を遮蔽する上記光源への付着物、
(3)発光にともなった上記光源の温度上昇、
の少なくとも1つで、上記部分光の輝度分布に変化が生じた場合、
上記パネル制御データ補正部は、上記輝度測定部の測定結果に応じて、上記補正フィルタを選択する請求項1〜7のいずれか1項に記載の表示装置。 - 複数の光源からの光源光を混ぜることで、出射光を生成する照明装置と、
上記出射光を受ける表示パネルと、
上記照明装置および表示パネルを制御する制御ユニットと、
を含む表示装置にあって、
上記制御ユニットは、
映像データを取得し、その映像データから光源制御データとパ
ネル制御データとを生成する映像データ処理部と、
上記光源制御データを、上記出射光に含まれる部分的な光であ
る部分光毎に応じて加工することで、上記光源の輝度を制御する
輝度調整データを生成する光量調整データ生成部と、
上記部分光を生成する複数の上記光源毎に対応する上記輝度調
整データに対して、異なる輝度拡散フィルタで加工を行うことで
、上記出射光の輝度分布データを生成するフィルタ加工部と、
上記輝度分布データと、上記パネル制御データとから、上記表
示パネルの表示画像を制御する補正パネル制御データを生成する
パネル制御データ補正部と、
を含む表示装置。 - 上記部分光を生成する複数の上記光源は、赤色発光の光源と、緑色発光の光源と、青色発光の光源と、である請求項9に記載の表示装置。
- 上記光源光の輝度を測定する輝度測定部が含まれ、
(1)上記光源光を発する上記光源の故障、
(2)上記光源光を遮蔽する上記光源への付着物、
(3)発光にともなった上記光源の温度上昇、
の少なくとも1つで、上記部分光の輝度分布に変化が生じた場合、
上記パネル制御データ補正部は、上記輝度測定部の測定結果に応じて、上記補正フィルタを選択する請求項9または10に記載の表示装置。
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