JP2012155194A - 画像表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ等の発光素子をバックライトの光源として用いる画像表示装置において表示色の変動を低減する。
【解決手段】表示輝度の目標輝度値が設定された時の発光素子の周囲温度を検出し、検出した設定時温度が所定の閾値より低い場合、バックライトの輝度値である光源輝度値を目標輝度値より高い値に設定する。光源輝度値が目標輝度値より高い分、画像信号に対し輝度値を低下させる補正を行うことで、表示輝度を目標輝度値に一致させる。これら目標輝度値の設定時に決定された光源輝度値及び輝度値補正量を初期値として用い、それ以降、設定時温度を制御目標値として、発光素子の発光量を調節することで発光素子の周囲温度をフィードバック制御する。発光素子の発光量の調節により変化する光源輝度値に応じて、画像処理により画像信号の輝度値を調節することで、表示輝度値を目標輝度値に一致させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置及びその制御方法に関するものである。

光源にＬＥＤ (Light Emitting Diode)を使用した液晶ディスプレイが実用化されてい
る。ＬＥＤは、周囲温度に応じて発光特性が変わるという特性がある。ディスプレイの電源を入れると、ディスプレイの光源や内部部品が発熱し始めるため、ＬＥＤの周囲温度は電源を入れてから徐々に上昇する。また、ディスプレイの設置された環境の温度が変化すると、環境温度の変化と連動してＬＥＤの周囲温度が変化する。ＬＥＤの周囲温度が変化すると、光源のＬＥＤの発光特性が変わるため、ディスプレイの表示色が変化する。

従来、光源にＬＥＤを使用した照明装置において、ＬＥＤの周囲温度が変化した場合のＬＥＤの発光強度の変化を抑える技術が提案されている(例えば特許文献１を参照)。特許文献１に記載の発明では、実使用時のＬＥＤの周囲温度と、製造者が出荷前にホワイトバランスの調整を行った時（初期設定時）のＬＥＤの周囲温度との温度差が所定値以上であった場合に、初期設定時の発光強度と同一の発光強度になるようにＬＥＤへの印加電流値を調整する。

ＬＥＤの発光強度は周囲温度に応じて変化するが、この補正により、実使用時のＬＥＤの発光強度は、初期設定時のＬＥＤの発光強度に近付く。従って、実使用時にＬＥＤの周囲温度が初期設定時の温度に比べて変化しても、初期設定時に調整したホワイトバランスに近いホワイトバランスを実現できるとされている。

特開2007-87816号公報

しかしながら、ＬＥＤは周囲温度に応じて発光強度が変化する共に発光スペクトルが変化するという特性を持つ。特許文献１に記載の技術では、実使用時のＬＥＤの周囲温度に応じてＬＥＤへの印加電流値を制御して発光強度を調整しても、実使用時のＬＥＤの周囲温度が初期設定時のＬＥＤの周囲温度と一致しているとは限らない。実使用時のＬＥＤの周囲温度が初期設定時のＬＥＤの周囲温度と異なる場合には、実使用時のＬＥＤの発光スペクトルは初期設定時のＬＥＤの発光スペクトルから変化してしまうことになる。

カラーフィルタを有する液晶パネル及びＬＥＤを光源として使用するバックライトを有する液晶ディスプレイでは、ＬＥＤの発光スペクトルが変化すると表示色が変化してしまうという問題がある。

なお、特許文献１には、冷却ファンを用いてＬＥＤの周囲温度を初期設定時の温度まで下げることが記載されているものの、薄型化が求められる液晶ディスプレイでは冷却ファンのような大型の部品を搭載することは現実的ではない。
そこで、本発明は、ＬＥＤ等の発光素子をバックライトの光源として用いる画像表示装置において、表示色の変動を低減する技術を提供することを目的とする。

本発明は、一又は複数の発光素子を有するバックライトと、
入力する画像信号に応じて前記バックライトから入射する光の透過率を画素毎に変更することで画像を表示する表示パネルと、
前記発光素子の発光量を調節することによりバックライトの輝度値である光源輝度値を制御するバックライト制御手段と、
前記表示パネルに入力される画像信号に対し輝度値の補正を行う画像処理手段と、
前記バックライトの発光素子の周囲の温度を検出する温度検出手段と、
前記表示パネルの表示輝度の目標値である目標輝度値を設定する設定手段と、
前記設定手段により目標輝度値が設定された時に前記温度検出手段により検出される前記発光素子の周囲の温度である設定時温度が、所定の閾値より低い場合、前記バックライト制御手段により制御される光源輝度値の初期値を目標輝度値より高い値に設定するとともに、当該光源輝度値の初期値の目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が目標輝度値と等しくなるように、前記画像処理手段による画像信号の輝度値を低下させる補正量の初期値を設定する初期値設定手段と、
を有し、
前記設定手段により目標輝度値が設定された後、
前記バックライト制御手段は、光源輝度値が目標輝度値を下回らない範囲内で前記発光素子の発光量を調節することにより、前記温度検出手段により検出される前記発光素子の周囲の温度を前記設定時温度に近付けるように光源輝度値を制御し、
前記画像処理手段は、前記バックライト制御手段により制御される光源輝度値の目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が目標輝度値と等しくなるように、画像信号の輝度値を低下させる補正量を調節する、
ことを特徴とする画像表示装置である。

本発明は、一又は複数の発光素子を有するバックライトと、
入力する画像信号に応じて前記バックライトから入射する光の透過率を画素毎に変更することで画像を表示する表示パネルと、
を有する画像表示装置の制御方法であって、
前記発光素子の発光量を調節することによりバックライトの輝度値である光源輝度値を制御するバックライト制御工程と、
前記表示パネルに入力される画像信号に対し輝度値の補正を行う画像処理工程と、
前記バックライトの発光素子の周囲の温度を検出する温度検出工程と、
前記表示パネルの表示輝度の目標値である目標輝度値を設定する設定工程と、
前記設定工程により目標輝度値が設定された時に前記温度検出工程により検出される前記発光素子の周囲の温度である設定時温度が、所定の閾値より低い場合、前記バックライト制御工程により制御される光源輝度値の初期値を目標輝度値より高い値に設定するとともに、当該光源輝度値の初期値の目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が目標輝度値と等しくなるように、前記画像処理工程による画像信号の輝度値を低下させる補正量の初期値を設定する初期値設定工程と、
を有し、
前記設定工程により目標輝度値が設定された後、
前記バックライト制御工程は、光源輝度値が目標輝度値を下回らない範囲内で前記発光素子の発光量を調節することにより、前記温度検出工程により検出される前記発光素子の周囲の温度を前記設定時温度に近付けるように光源輝度値を制御し、
前記画像処理工程は、前記バックライト制御工程により制御される光源輝度値の目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が目標輝度値と等しくなるように、画像信号の輝度値を低下させる補正量を調節する、
ことを特徴とする画像表示装置の制御方法である。

本発明によれば、ＬＥＤ等の発光素子をバックライトの光源として用いる画像表示装置において、表示色の変動を低減することができる。

実施例の画像表示装置の構成を示すブロック図 目標輝度値を設定する際の画像表示装置の動作を示すフローチャート 目標輝度値を設定する際の検出温度と光源輝度値の関係の一例 画像表示装置の定常処理の動作を示すフローチャート 従来の画像表示装置における電源投入時のＬＥＤの周囲温度の時間変化 画像表示装置の電源投入時のＬＥＤの周囲温度の時間変化の一例

（実施例１）
以下、添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明を適用できる画像表示装置の一例を含む液晶ディスプレイの構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態は、画像入力部１１０、画像信号補正部１２０、表示部１３０、記憶部１４０、光源制御部１５０、光源部１６０、温度検出部１７０、及び目標輝度値設定部１８０から構成される。

画像入力部１１０は、例えば、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、DisplayPortなどの画像入力端子等から画像信号
が入力される。画像入力部１１０は、パーソナルコンピュータやビデオプレイヤー、不図示の画像記憶部などの画像出力機器と接続される。画像入力部１１０は、画像出力機器が出力する画像信号を受信し、受信した画像信号を画像信号補正部１２０に出力する。

画像信号補正部１２０は、後述する記憶部１４０が出力する目標輝度値、及び、光源制御部１５０が出力する光源輝度値に応じて画像入力部１１０から入力される画像信号に対し輝度値を補正する画像処理を行う（画像処理手段）。画像信号補正部１２０は、画像信号に対し、各画素の画素値にゲイン値を乗算することにより輝度値の補正をする。ゲイン値は、０から１の範囲の値であり、ゲイン値が１の場合、画像信号の各画素値に１を乗算する（１倍する）ので、画像信号の輝度値は補正前後で変わらない。

ゲイン値が小さくなるほど、画像信号の各画素値が小さくなるので、光源部１６０の発光量が同一の条件では、補正後の画像信号の方が補正前の画像信号より暗くなる。すなわち、ゲイン値が１以外の場合は、画像信号補正部１２０は、入力される画像信号に対し輝度値を低下させる補正を行う。

ゲイン値が小さいほど、画像信号補正部１２０による画像信号の輝度値を低下させる補正量が大きいことを示す。画像信号補正部１２０は、例えば、後述する表示部１３０の表示特性などに応じて画像信号の輝度値、色やガンマなどを補正する画像処理部（不図示）の一部として構成されていても良い。画像信号補正部１２０は、補正を施した画像信号を表示部１３０に出力する。

表示部１３０は、例えば、液晶パネルにより構成され、画像信号補正部１２０から入力される画像信号に従って、光源部１６０から入射する光の透過率を画素毎に変更する（表示パネル）。光源部１６０が表示部１３０の背面から光を照射し、表示部１３０の液晶パネルが画像信号補正部１２０から入力される画像信号に応じて制御されることにより、表示部１３０に画像が表示される。

記憶部１４０は、不揮発メモリなどの書き換え可能な記憶媒体であり、目標輝度値、及
び、設定時温度を記憶する（記憶手段）。目標輝度値は、表示部１３０に表示された画像の輝度（表示輝度）の目標値である。表示輝度値が大きいほど表示部１３０に画像が明るく表示され、表示輝度値が小さいほど表示部１３０に画像が暗く表示されていることを示す。本実施形態における画像表示装置は、表示輝度値が、目標輝度値と等しくなるように動作する。

そのため、ユーザは、目標輝度値を任意の値に設定することにより表示輝度を調整することができる。すなわち、ユーザが目標輝度値を上げると、表示部１３０における画像の表示が明るくなり、ユーザが目標輝度値を下げると、表示部１３０における画像の表示が暗くなるように、画像表示装置は動作する。

設定時温度は、ユーザが目標輝度値を変更して表示輝度を調整した時に後述する温度検出部１７０が検出した、光源部１６０を構成するＬＥＤ（発光素子）の周囲温度である（設定時温度）。記憶部１４０は、目標輝度値を画像信号補正部１２０と光源制御部１５０に出力し、設定時温度を光源制御部１５０に出力する。

光源制御部１５０は、記憶部１４０から目標輝度値と設定時温度、温度検出部１７０から検出温度を受け取り、光源部１６０の発光量を調節することにより、光源輝度値を制御する（バックライト制御手段）。光源輝度値は、光源部１６０の輝度値であり、画像信号補正部１２０がゲイン値を１とした場合、すなわち画像信号に対し輝度値を変化させる補正を行わない場合の、表示部１３０の表示輝度値に相当する。

この場合の表示部１３０の表示輝度は、白色画像を表示させた場合の表示輝度とする。光源制御部１５０は、光源輝度値を画像信号補正部１２０に出力する。画像信号補正部１２０がゲイン値を１より小さい値とした場合、すなわち画像信号に対し輝度値を低下させる補正を行う場合の表示部１３０の表示輝度値は、光源輝度値よりも低くなる。

光源制御部１５０は、光源部１６０にパルス信号であるＰＷＭ（Pulse Wide Modulation）信号を出力し、ＰＷＭ信号のデューティ比を変えることで光源部１６０の発光量を制
御する。光源制御部１５０による光源部１６０の制御の詳細は後述する。なお、光源制御部１５０は、例えば、マイクロコンピュータの一部として構成されていても良い。

光源部１６０は、複数個のＬＥＤから構成された面状の発光体であり、白色光を表示部１３０の背面から照射する（バックライト）。光源部１６０の発光量は、光源制御部１５０が出力するＰＷＭ信号によって制御可能である。

光源部１６０を構成する各ＬＥＤは、光源制御部１５０が出力するＰＷＭ信号がＨｉｇｈの期間は点灯し、Ｌｏｗの期間は消灯する。そのため、光源制御部１５０が出力するＰＷＭ信号のデューティ比が増加するとＰＷＭ信号のＨｉｇｈ期間が長くなり、ＬＥＤの点灯期間も長くなるので光源部１６０の発光量が増加する。

ＰＷＭ信号のデューティ比が減少するとＰＷＭ信号のＨｉｇｈ期間が短くなり、ＬＥＤの点灯期間も短くなるので光源部１６０の発光量が減少する。光源部１６０を構成するＬＥＤは、白色ＬＥＤでも良いし、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど他の複数の色のＬＥＤの組み合わせであって、各色を混色して白色を発光するようにしても良い。

温度検出部１７０は、温度センサとＡ／Ｄコンバータから構成される。温度センサは、光源部１６０を構成するＬＥＤの周囲温度を検出し、検出結果であるアナログ信号をＡ／Ｄコンバータに出力する。Ａ／Ｄコンバータは、温度センサの検出信号をデジタル値に変換する。温度検出部１７０は、Ａ／Ｄコンバータによって変換したデジタル値を摂氏温度
に換算し、換算した温度を検出温度として記憶部１４０、及び、光源制御部１５０に出力する（温度検出手段）。

目標輝度値設定部１８０は、ユーザから目標輝度値の入力を受け付け、記憶部１４０に渡す（設定手段）。目標輝度値設定部１８０は、例えば、画像表示装置の本体に設けられる操作ボタンやリモコン、或いは、画像表示装置と接続されたＰＣなどでもよい。

（動作例の説明）
続いて、ユーザが目標輝度値を設定する際の画像表示装置の動作例を説明する。表示輝度は、記憶部１４０が保持する目標輝度値を変更することにより調整可能である。目標輝度値の変更は、目標輝度値設定部１８０により行われる。例えば、ユーザは、画面を見ながら画像表示装置に備えられたボタン等を押下することにより、目標輝度値を変更する指示を画像表示装置に入力することができる。

また、ユーザは、画像表示装置と接続されたコンピュータを操作することにより、目標輝度値を変更する指示を入力することもできる。その場合、入力された指示に基づきコンピュータが通信線を介して記憶部１４０に保持されている目標輝度値を変更する指示を画像表示装置に入力することにより、画像表示装置の表示輝度が調整される。

図２は、ユーザが目標輝度値を設定する際の本実施形態における画像表示装置の動作を示すフローチャートである。

図２のステップＳ１１において、ユーザが目標輝度値を変更すると、目標輝度値設定部１８０は変更後の目標輝度値を記憶部１４０に送信し、記憶部１４０は変更後の目標輝度値を記憶する。

ステップＳ１２において、温度検出部１７０は、光源部１６０を構成するＬＥＤの周囲温度を検出する。

ステップＳ１３において、光源制御部１５０は、記憶部１４０に記憶している目標輝度値と、ステップＳ１２において温度検出部１７０が検出したＬＥＤの周囲温度（検出温度）に応じて、光源部１６０の発光量を調整し、光源輝度値を制御する。

図３に、検出温度と光源輝度値の関係を示す。図３において、横軸は温度検出部１７０の検出温度を表し、縦軸は、光源輝度値を表す。温度閾値ＴＨ（所定の閾値）は、予め設計時に定めた固定値であり、例えば、画像表示装置の推奨環境温度の上限温度で画像表示装置を使用した際に温度検出部１７０が検出したＬＥＤの周囲温度とすることができる。

検出温度が温度閾値ＴＨ以上の場合、光源制御部１５０は、光源輝度値と記憶部１４０が出力する目標輝度値とが一致するように、光源部１６０の発光量を調節する。検出温度が温度閾値ＴＨよりも低い場合、光源制御部１５０は、光源輝度値が目標輝度値よりも輝度増加量ΔＢＬだけ高くなるように光源部１６０の発光量を調節する。

すなわち、光源制御部１５０は、光源輝度値の制御における初期値を、検出温度が温度閾値ＴＨ以上の場合は、目標輝度値と等しい値に設定し、検出温度が温度閾値ＴＨより低い場合は、目標輝度値より高い値に設定する（初期値設定手段）。

ここで輝度増加量ΔＢＬについて説明する。画像表示装置が設置された環境温度が上昇するとＬＥＤの周囲温度が上昇し、環境温度が下降するとＬＥＤの周囲温度が下降する。一方、ＬＥＤの周囲温度は、光源部１６０の発光量とも関係がある。

光源部１６０の発光量が上がると、光源の発熱量の増加により、ＬＥＤの周囲温度は、光源部１６０の発光量が上がる前と比較して上昇する。光源部１６０の発光量が下がると、光源部１６０の発熱量の減少により、ＬＥＤの周囲温度は、光源部１６０の発光量が下がる前と比較して下降する。

従って、環境温度が上昇しても、光源部１６０の発光量を下げて光源の発熱量を減少させれば、ＬＥＤの周囲温度の上昇を抑制することが可能である。しかし、ＬＥＤの周囲温度の上昇を抑制すべく光源部１６０の発光量を下げると、光源輝度値が低下するので、表示輝度が低下して目標輝度値を下回ってしまう。

これを回避するため、ユーザによる目標輝度値の設定時に、予め光源輝度値の初期値を目標輝度値よりも高くしておく。つまり、環境温度が上昇した際にＬＥＤの周囲温度の上昇を抑制すべく光源部１６０の発光量を下げても、光源輝度値が目標輝度値を下回らないようにすることができるだけのマージンを持たせておく。このマージンが輝度増加量ΔＢＬ（光源輝度値の初期値の目標輝度値に対する差分）である。

目標輝度値の設定時に温度検出部１７０が検出した温度が低いほど、目標輝度値を設定した後に環境温度の上昇などに起因してＬＥＤの周囲温度が設定時温度より上昇する可能性が高い。その場合、ＬＥＤの発光スペクトルが目標輝度値の設定時からずれることになり、表示色が変化する可能性がある。

目標輝度値を設定した後にＬＥＤの周囲温度の上昇を検出した場合に、表示輝度の低下を抑えつつ光源部１６０の発光量を下げることができるように、設定時温度が低い場合は、輝度増加量ΔＢＬを大きな値としておく。

反対に、目標輝度値の設定時に温度検出部１７０が検出した温度が十分に高ければ、目標輝度値の設定後にＬＥＤの周囲温度がそれ以上上昇することは少ないため、輝度増加量ΔＢＬは小さな値とする。

つまり、輝度増加量ΔＢＬは、目標輝度値の設定後に、ＬＥＤの周囲温度の上昇を抑制するために光源部１６０の発光量を減らして光源輝度値を下げた場合に、表示輝度の低下を抑制できるように予め設ける光源輝度値の余裕分である。光源輝度値が目標輝度値より高い場合は、画像信号補正部１２０がゲイン値を下げる（輝度値を低下させる補正の補正量を大きくする）。

これにより、光源輝度値の目標輝度値に対する超過分（差分）が相殺され、表示輝度値が目標輝度値に一致するようにできる。しかしながら、光源輝度値が目標輝度値より低くなってしまうと、ゲイン値を最大（１）にしても、表示輝度値は目標輝度値を下回ってしまう。ＬＥＤの周囲温度の上昇を抑制すべく光源輝度値を低下させる制御を行った場合に、光源輝度値が目標輝度値より低くなってしまうことを回避できるように、予め光源輝度値を目標輝度値より輝度増加量ΔＢＬだけ高くしておく。

光源制御部１５０は、光源部１６０に出力するＰＷＭ信号のディーティ比を変更して光源部１６０の発光量を制御し、光源部１６０の発光量に応じた光源輝度値を画像信号補正部１２０に出力する。

設定時温度が温度閾値ＴＨより低い場合には、光源輝度値が目標輝度値より高い値に設定されるため、この段階では表示輝度値が目標輝度値より高いことになる。設定時温度が温度閾値ＴＨ以上である場合には、光源輝度値が目標輝度値と等しい値に設定されるため
、この段階で表示輝度値は目標輝度値に一致する。

ステップＳ１４において、画像信号補正部１２０は、表示輝度が目標輝度値と一致するように画像信号の輝度値を補正する。ステップＳ１３において、検出温度がＴＨ以上の場合は、光源制御部１５０が出力する光源輝度値が目標輝度値と一致することから画像信号補正部１２０はゲイン値を１にする。すなわち、画像信号補正部１２０は、画像信号の輝度値を低下させる補正は行わない。

ステップＳ１３において、検出温度がＴＨよりも低い場合は、光源制御部１５０が出力する光源輝度値は目標輝度値より輝度増加量ΔＢＬだけ高いことから、画像信号補正部１２０は画像信号の輝度値を下げる補正を行う。この場合、画像信号補正部１２０は、例えば、目標輝度値がＬ、光源輝度値がＢＬの場合、ゲイン値ＧをＬ／ＢＬとする。画像信号補正部１２０は、算出したゲイン値Ｇを画像信号の各画素に乗算し、画像信号の輝度値を補正する。

以上のステップＳ１４の処理により、表示輝度は目標輝度値と一致する。このように、設定時温度に応じて決定された光源輝度値に応じて、表示輝度値が目標輝度値と等しくなるように、画像信号の輝度値を低下させる補正量の初期値を設定する画像信号補正部１２０は、本発明の初期値設定手段として機能している。

ステップＳ１５において、温度検出部１７０は、光源部１６０を構成するＬＥＤの周囲温度を検出する。

ステップＳ１６において、記憶部１４０は、ステップＳ１５において温度検出部１７０が検出した検出温度を設定時温度として記憶する。

続いて、ユーザが目標輝度値を設定した後の画像表示装置の動作例を説明する。図４は、画像表示装置の定常処理の動作内容を示すフローチャートである。画像表示装置は、ユーザが目標輝度値を設定した後、図４に示す処理を周期的に実行する。

ステップＳ２１において、温度検出部１７０は光源部１６０を構成するＬＥＤの周囲温度を検出する。

ステップＳ２２において、光源制御部１５０は、ステップＳ２１にて温度検出部１７０が検出した温度と、目標輝度値の設定時に記憶部１４０に記憶した設定時温度と、を比較する。比較の結果、検出温度が設定時温度よりも高い場合、光源制御部１５０は、ステップＳ２３に進み、検出温度が設定時温度より低い場合、光源制御部１５０は、ステップＳ２５へ進む。また、検出温度が設定時温度と等しい場合、光源制御部１５０は、図４に示すフローチャートの処理を終了する。

検出温度が設定時温度よりも高い場合、光源制御部１５０は、ステップＳ２３において、ＬＥＤの周囲温度を下げるために、光源輝度値を低下させる制御を行う。具体的には、光源制御部１５０は、光源部１６０に出力するＰＷＭ信号のディーティ比を変更することで、光源部１６０の発光量を下げる。このとき、光源制御部１５０は、光源輝度値が目標輝度値を下回らない範囲内で光源部１６０の発光量を下げる。また、光源制御部１５０は、変更した光源輝度値を画像信号補正部１２０に出力する。

ステップＳ２４において、画像信号補正部１２０は、ステップＳ２３において、光源制御部１５０が変更した光源輝度値を元にゲイン値を算出する。画像信号補正部１２０は、例えば、目標輝度値がＬ１、ステップＳ２３にて光源制御部１５０が変更した後の光源輝
度値がＢＬ１の場合、ゲイン値Ｇ１をＬ１／ＢＬ１とする。画像信号補正部１２０は、算出したゲイン値Ｇ１を画像信号の各画素に乗算し、画像信号の輝度値を補正する。その結果、表示輝度は、目標輝度値と一致する。

一方、検出温度が設定時温度よりも低い場合、光源制御部１５０は、ステップＳ２５において、ＬＥＤの周囲温度を上げるために、光源輝度値を増加させる制御を行う。具体的には、光源制御部１５０は、光源部１６０に出力するＰＷＭ信号のディーティ比を変更することで、光源部１６０の発光量を上げる。また、光源制御部１５０は、変更した光源輝度値を画像信号補正部１２０に出力する。

ステップＳ２６において、画像信号補正部１２０は、ステップＳ２５において、光源制御部１５０が変更した光源輝度値を元にゲイン値を算出する。画像信号補正部１２０は、例えば、目標輝度値がＬ２、ステップＳ２５にて光源制御部１５０が変更した後の光源輝度値がＢＬ２の場合、ゲイン値Ｇ２をＬ２／ＢＬ２とする。画像信号補正部１２０は、算出したゲイン値Ｇ２を画像信号の各画素に乗算し、画像信号の輝度値を補正する。その結果、表示輝度は、目標輝度値と一致する。

以上のように図４に示すフローチャートの制御が実行されることで、検出温度が設定時温度よりも高いときには、光源部１６０の発光量が下げられるので、光源の発熱量が減少し、ＬＥＤの周囲温度が下がる。また、検出温度が設定時温度よりも低いときには、光源部１６０の発光量が上げられるので、光源の発熱量が増加し、ＬＥＤの周囲温度が上がる。

図４に示すフローチャートの処理を周期的に実行することにより、検出温度を設定時温度に近付けるように光源輝度値が制御される。したがって、ユーザが目標輝度値を設定した後、環境温度の変化などのＬＥＤの周囲温度に対する外乱があった場合でも、それに起因してＬＥＤの周囲温度が設定時温度から大きく変化することが抑制される。よって、ユーザが目標輝度値を設定した後、ＬＥＤの発光スペクトルが変化することが抑制され、表示色の変化が抑制される。

上記の制御では、検出温度が設定時温度より上昇すると光源部１６０の発光量が下げられるが、画像信号補正部１２０がゲイン値を１に近付く方向に上昇させて画像信号の輝度値を低下させる補正量を減らすため、結果として表示輝度の低下を招くことを抑制できる。

ユーザによる目標輝度値の設定時に、設定時温度が温度閾値ＴＨより低い場合は、図２に示すフローチャートにより、光源輝度値の初期値は目標輝度値よりも明るく設定されている。従って、図４のフローチャートにより光源部１６０の発光量が下げられても、ゲイン値の調整により、表示輝度が目標輝度値を下回らないようにすることができる。

また、検出温度が設定時温度より低くなったときは、光源部１６０の発光量が上げられるが、画像信号補正部１２０が光源部１６０の発光量の上昇による光源輝度値の上昇を相殺するようにゲイン値を低下させる。よって画像信号の輝度値を低下させる補正の補正量が大きくなるため、結果として表示輝度は上昇しない。

続いて、ユーザが目標輝度値を設定した後、一旦、画像表示装置の電源をオフにし、その後、電源を投入した時の画像表示装置の動作を説明する。

画像表示装置の電源が投入されると、画像表示装置の内部の電源部分などが発熱し始める。また、光源部１６０のＬＥＤが点灯するので、光源部１６０が発熱し始める。図５は
、従来の画像表示装置において、電源をオフの状態から電源を投入した後のＬＥＤの周囲温度の変化の一例を示す。

図５において、横軸は、電源を投入にしてからの経過時間であり、縦軸は、ＬＥＤの周囲温度である。電源を投入にしてからディスプレイ内部の発熱が始まるため、ＬＥＤの周囲温度は時間が経過するごとに少しずつ上昇する。ＬＥＤの周囲温度が収束するまでの間は、ＬＥＤの温度特性により表示色が変化してしまう。また、ＬＥＤの周囲温度の収束値が、ユーザが目標輝度値の設定を行った時のＬＥＤの周囲温度（設定時温度）と等しくない場合、目標輝度値を設定したときに対して表示色がずれてしまう。

本実施形態における画像表示装置では、電源を投入した直後から周期的に（一定時間毎に）図４に示すフローチャートの処理が実行される。

図４のステップＳ２１において、温度検出部１７０は光源部１６０を構成するＬＥＤの周囲温度を検出する。

ステップＳ２２において、光源制御部１５０は、ステップＳ２１にて温度検出部１７０が検出した温度と、目標輝度値の設定時に記憶部１４０に記憶した設定時温度と、を比較する。比較の結果、現在の検出温度が設定時温度よりも高い場合、光源制御部１５０は、ステップＳ２３に進み、検出温度が設定時温度より低い場合、光源制御部１５０は、ステップＳ２５へ進む。また、検出温度が設定時温度と等しい場合、光源制御部１５０は、図４に示すフローチャートの処理を終了する。

電源を投入した直後は、ディスプレイの内部が徐々に発熱し始めた途中であるため、ＬＥＤの周囲温度もまだ低い状態にある。したがって、検出温度は設定時温度よりも低いため、光源制御部１５０は、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５において、光源制御部１５０は、ＬＥＤの周囲温度を上昇させて設定時温度に近付けるために、光源輝度値を増加させる制御を行う。具体的には、光源制御部１５０は、光源部１６０に出力するＰＷＭ信号のディーティ比を変更し、光源部１６０の発光量を上げる。また、光源制御部１５０は、光源部１６０の発光量を上げた後の光源輝度値を画像信号補正部１２０に出力する。

ステップＳ２６において、画像信号補正部１２０は、ステップＳ２５において、光源制御部１５０が変更した光源輝度値を元にゲイン値を算出する。画像信号補正部１２０は、例えば、目標輝度値がＬ３、ステップＳ２５にて光源制御部１５０が変更した後の光源輝度値がＢＬ３の場合、ゲイン値Ｇ３をＬ３／ＢＬ３とする。画像信号補正部１２０は、算出したゲイン値Ｇ３を画像信号の各画素に乗算し、画像信号の輝度値を補正する。ここでは、光源輝度値が上げられるので、ゲイン値が下げられる。その結果、光源輝度値の上昇がゲイン値の低下により相殺されて、表示輝度は、目標輝度値と一致する。

図６に、本実施形態の画像表示装置において、電源がオフの状態から電源を投入した後、上記の制御が行われた場合の、光源部１６０を構成するＬＥＤの周囲温度の変化を示す。図６において、横軸は、電源を投入にしてからの経過時間であり、縦軸は、温度検出部１７０が検出するＬＥＤの周囲温度である。

電源が投入された直後は、検出温度が設定時温度よりも低いため、図４に示すフローチャートの処理が実行されることにより、画像表示装置は光源の発光量を上げるように動作する。したがって、光源の発熱量が増加することになり、図５に示す従来の画像表示装置における電源投入後のＬＥＤの周囲温度の変化と比べて、ＬＥＤの周囲温度が速やかに上
昇し、設定時温度に近づくまでの時間が短縮される。
そのため、ＬＥＤの周囲温度の設定時温度との相違に起因する表示色のずれが発生する期間が従来の画像表示装置よりも短くなる。

また、本実施例の画像表示装置では、図４に示す処理により光源輝度値が制御されることで、図６に示すように、ＬＥＤの周囲温度が設定時温度に収束する。従って、ＬＥＤの発光スペクトルが、ユーザが目標輝度値を設定した時のＬＥＤの発光スペクトルから乖離することが抑制され、表示色が安定する。

温度検出部１７０が複数存在する場合、画面の輝度値にムラがないように調整した時に、個々の温度検出部１７０において図２のステップＳ１２以下のフローの処理を行う。画面の輝度値にムラがない状態での検出温度を、図４のフローにおける設定時温度として記憶部１４０に記憶し、個々の温度検出部１７０にて上記の制御を行うことで、画面の輝度ムラを抑えつつ、環境温度が変化した場合でも表示色の変動を低減することができる。

以上説明したように本実施形態によれば、画像表示装置の設置された環境温度が変化する場合においても、表示色の変動を低減することができる。また、ＬＥＤの周囲温度の制御をＬＥＤの発光量の調整により行うので、ファン等の冷却装置を必要とせず、画像表示装置本体の薄型化に有利である。

また、本実施例の画像表示装置は、電源投入後、速やかに表示色が目標輝度値調整時の表示色に近付き、且つ、その表示色で安定して表示が行われるので、正確な色の表示が要求される用途に好適である。
また、ＬＥＤの周囲温度は、ユーザが目標輝度値を設定したときの温度である設定時温度と近づくように動作するため、ユーザが目標輝度値を設定したときの表示色を保つことができる。

１２０ 画像信号補正部、１３０ 表示部、１５０ 光源制御部、１６０ 光源部、１７０ 温度検出部、１８０ 目標輝度値設定部

Claims (7)

1. 一又は複数の発光素子を有するバックライトと、
   入力する画像信号に応じて前記バックライトから入射する光の透過率を画素毎に変更することで画像を表示する表示パネルと、
   前記発光素子の発光量を調節することによりバックライトの輝度値である光源輝度値を制御するバックライト制御手段と、
   前記表示パネルに入力される画像信号に対し輝度値の補正を行う画像処理手段と、
   前記バックライトの発光素子の周囲の温度を検出する温度検出手段と、
   前記表示パネルの表示輝度の目標値である目標輝度値を設定する設定手段と、
   前記設定手段により目標輝度値が設定された時に前記温度検出手段により検出される前記発光素子の周囲の温度である設定時温度が、所定の閾値より低い場合、前記バックライト制御手段により制御される光源輝度値の初期値を目標輝度値より高い値に設定するとともに、当該光源輝度値の初期値の目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が目標輝度値と等しくなるように、前記画像処理手段による画像信号の輝度値を低下させる補正量の初期値を設定する初期値設定手段と、
   を有し、
   前記設定手段により目標輝度値が設定された後、
   前記バックライト制御手段は、光源輝度値が目標輝度値を下回らない範囲内で前記発光素子の発光量を調節することにより、前記温度検出手段により検出される前記発光素子の周囲の温度を前記設定時温度に近付けるように光源輝度値を制御し、
   前記画像処理手段は、前記バックライト制御手段により制御される光源輝度値の目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が目標輝度値と等しくなるように、画像信号の輝度値を低下させる補正量を調節する、
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記バックライト制御手段は、
   前記温度検出手段により検出される前記発光素子の周囲の温度が前記設定時温度より高くなった場合、発光素子の発光量を低下させることにより光源輝度値を低下させ、
   前記温度検出手段により検出される前記発光素子の周囲の温度が前記設定時温度より低くなった場合、発光素子の発光量を増加させることにより光源輝度値を増加させ、
   前記画像処理手段は、
   前記バックライト制御手段が光源輝度値を低下させた場合、画像信号の輝度値を低下させる補正量を小さくし、
   前記バックライト制御手段が光源輝度値を増加させた場合、画像信号の輝度値を低下させる補正量を大きくする
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記初期値設定手段は、前記設定時温度が所定の閾値より低い場合、設定時温度が低いほど、光源輝度値の初期値の目標輝度値に対する差分が大きくなるように、光源輝度値の初期値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 目標輝度値、設定時温度、光源輝度値の初期値、及び画像信号の輝度値を低下させる補正量の初期値を記憶する記憶手段を有し、
   画像表示装置に電源が投入された直後、
   前記バックライト制御手段は、光源輝度値の初期値として前記記憶手段から読み出した光源輝度値の初期値を用い、前記温度検出手段により検出される前記発光素子の周囲の温度を前記記憶手段から読み出した設定時温度に近付けるように光源輝度値を制御し、
   前記画像処理手段は、画像信号の輝度値を低下させる補正量の初期値として前記記憶手段から読み出した画像信号の輝度値を低下させる補正量の初期値を用い、前記バックラ
   イト制御手段により制御される光源輝度値の前記記憶手段から読み出した目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が当該目標輝度値と等しくなるように、画像信号の輝度値を低下させる補正量を調節する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記発光素子は、周囲の温度に応じて発光スペクトルが変化する特性を有する白色ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記発光素子は、周囲の温度に応じて発光スペクトルが変化する特性を有する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 一又は複数の発光素子を有するバックライトと、
   入力する画像信号に応じて前記バックライトから入射する光の透過率を画素毎に変更することで画像を表示する表示パネルと、
   を有する画像表示装置の制御方法であって、
   前記発光素子の発光量を調節することによりバックライトの輝度値である光源輝度値を制御するバックライト制御工程と、
   前記表示パネルに入力される画像信号に対し輝度値の補正を行う画像処理工程と、
   前記バックライトの発光素子の周囲の温度を検出する温度検出工程と、
   前記表示パネルの表示輝度の目標値である目標輝度値を設定する設定工程と、
   前記設定工程により目標輝度値が設定された時に前記温度検出工程により検出される前記発光素子の周囲の温度である設定時温度が、所定の閾値より低い場合、前記バックライト制御工程により制御される光源輝度値の初期値を目標輝度値より高い値に設定するとともに、当該光源輝度値の初期値の目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が目標輝度値と等しくなるように、前記画像処理工程による画像信号の輝度値を低下させる補正量の初期値を設定する初期値設定工程と、
   を有し、
   前記設定工程により目標輝度値が設定された後、
   前記バックライト制御工程は、光源輝度値が目標輝度値を下回らない範囲内で前記発光素子の発光量を調節することにより、前記温度検出工程により検出される前記発光素子の周囲の温度を前記設定時温度に近付けるように光源輝度値を制御し、
   前記画像処理工程は、前記バックライト制御工程により制御される光源輝度値の目標輝度値に対する差分に応じて、表示輝度が目標輝度値と等しくなるように、画像信号の輝度値を低下させる補正量を調節する、
   ことを特徴とする画像表示装置の制御方法。

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