背光设备、背光控制方法及液晶显示设备 【技术领域】
本发明涉及背光设备、背光控制方法以及液晶显示设备，并且更具体地，涉及允许高精度且低成本地对发光明度或色度(chromaticity)进行校正的背光设备、背光控制方法以及液晶显示设备。
背景技术
液晶显示设备(LCD)由液晶面板、置于液晶面板背面的背光源(backlight)等构成，液晶面板包括具有红、绿和蓝颜色的彩色滤光片(color filter)基板以及液晶层等。
在液晶显示设备中，液晶层中的液晶分子的扭曲是通过改变电压来控制的，并且根据液晶分子的扭曲通过液晶层传输的、来自背光源的光(白光)经过了具有红、绿或蓝颜色的彩色滤光片基板后变为红、绿或蓝光。因此，图像被显示出来。
注意，在下面的描述中，将通过改变电压来控制液晶分子的扭曲以使得光的透过率可以被改变，称为液晶开口率(aperture ratio)的控制。另外，从作为光源的背光源发射来的光的明度称为“发光明度”，而从液晶面板的前面发射来的光的明度，即在视觉上认出所显示图像的观看者所感知的光的明度称为“显示明度”。
在液晶显示设备中，控制是以如下方式执行的：可以通过利用背光源以均一且最大(基本上最大)的明度照亮液晶面板的整个画面并且仅控制液晶面板的每个像素的开口率，来在画面的每个像素中获得必要的显示明度。因此，例如，出现的问题在于即使在显示暗图像时也消耗了大量电能，这是因为背光源以最大背光明度发射光。
针对这个问题，例如，已建议了这样的技术：通过将画面分割为多个块并且根据输入图像信号改变各个经分割的块的背光明度，来实现减少的能耗和扩大的显示明度的动态范围(例如参见专利文献1和2)。
为了以根据输入图像信号改变各个经分割的块的背光明度的方式来执行控制，需要在开启背光源时对各个经分割的块的发光明度和色度进行校正。
作为用于校正各个块的发光明度和色度的方法，一般执行反馈控制，其中，为发光区域提供用于检测发光明度或色度的预定数目的传感器，并且根据每个传感器检测到的发光明度或色度来执行校正。
专利文献1：日本未实审专利申请公报No.2005-17324
专利文献2：日本未实审专利申请公报No.11-109317
【发明内容】
【技术问题】
在这种反馈控制中，在发光区域内提供多少个传感器是一个问题。即，当向发光区域提供大量传感器以使得单个传感器执行检测的范围可以变得尽可能小时，测量精度增加，并且可以实现对发光明度或色度的更精确控制。然而，设备的成本也增加。
同时，当向整体发光区域提供诸如一个或两个传感器之类的少量传感器时，虽然可以对整体发光区域执行校正，然而以块为单位的校正变得较困难。因此，发光区域内的发光明度或色度出现不规则。
本发明是鉴于上述状况而作出的，并允许高精度且低成本地对发光明度或色度进行校正。
【技术方案】
根据本发明第一方面的背光设备具有发光区域，在该发光区域中设置了N(≥1)个小区域，每个小区域包括一个或多个块并且用作被校正发光明度或色度的单元，并且在该发光区域中由N个小区域构成的M(≥2)个区域彼此相邻，所述背光设备能够控制各个块的发光明度，并且所述背光设备包括：发光控制装置，用于针对所有M个区域中顺序地执行处理，所述处理包括：将M个区域之一设为校正区域，并且针对校正区域中的所有小区域顺序地执行作为校正区域内的一个小区域的检测区域中的光发射以及位于除了校正区域之外的(M-1)个区域中并且在区域中的位置对应于检测区域的小区域中的光发射；以及检测装置，用于检测检测区域的发光明度或色度，检测装置与所述M个区域一对一地被设置。
发光控制装置可以在被设置在基于输入图像信号地发光明度控制之前或之后的感测时段期间，使得检测区域中的光发射以及除了校正区域之外的区域内的相应小区域中的光发射被执行。
每个小区域可以包括一个块。背光设备还可以包括用于控制提供给块中的发光元件的电流值的电流控制装置。电流控制装置可以使得比在基于输入图像信号的发光明度控制时提供的电流值大的电流值被提供给这样的块中的发光元件，所述块是检测装置利用与在发光明度控制时提供的电流值相同的电流值不能对其执行检测的块。
可以使每个小区域中的光发射以60Hz或更大的频率执行。
根据本发明第一方面的用于背光设备的背光控制方法，背光设备具有发光区域，在发光区域中设置了N(≥1)个小区域，每个小区域包括一个或多个块并且用作被校正发光明度或色度的单元，并且在发光区域中由N个小区域构成的M(≥2)个区域彼此相邻，背光设备包括用于检测发光明度或色度的检测装置，检测装置与所述M个区域一对一地被设置，并且背光设备能够控制各个块的发光明度，背光控制方法包括以下步骤：使得处理针对所有M个区域被顺序地执行，所述处理包括：将M个区域之一设为校正区域，并且针对校正区域中的所有小区域顺序地执行作为校正区域内的一个小区域的检测区域中的光发射以及位于除了校正区域之外的(M-1)个区域中并且在区域中的位置对应于检测区域的小区域中的光发射；以及检测检测区域中的发光明度或色度。
根据本发明第二方面的包括背光源的液晶显示设备，背光源具有发光区域，在发光区域中设置了N(≥1)个小区域，每个小区域包括一个或多个块并且用作被校正发光明度或色度的单元，并且在发光区域中由N个小区域构成的M(≥2)个区域彼此相邻，背光设备能够控制各个块的发光明度，液晶显示设备包括：发光控制装置，用于使处理针对所有M个区域被顺序地执行，所述处理包括：将M个区域之一设为校正区域，并且针对校正区域中的所有小区域顺序地执行作为校正区域内的一个小区域的检测区域中的光发射以及位于除了校正区域之外的(M-1)个区域中并且在区域中的位置对应于检测区域的小区域中的光发射；以及检测装置，用于检测检测区域的发光明度或色度，检测装置与M个区域一对一地被设置。
发光控制装置可以在被设置在基于输入图像信号的发光明度控制之前或之后的感测时段期间，使得检测区域中的光发射以及除了校正区域之外的区域内的相应小区域中的光发射被执行。
每个小区域可以包括一个块。背光设备还可以包括用于控制提供给块中的发光元件的电流值的电流控制装置。电流控制装置可以使得比在基于输入图像信号的发光明度控制时提供的电流值大的电流值被提供给这样的块中的发光元件，所述块是检测装置利用与在发光明度控制时提供的电流值相同的电流值不能对其执行检测的块。
可以使每个小区域中的光发射以60Hz或更大的频率执行。
在本发明的第一和第二方面中，使得针对所有M个区域执行处理。处理包括：将M个区域之一设为校正区域，并且针对校正区域中的所有小区域顺序地执行作为校正区域内的一个小区域的检测区域中的光发射以及位于除了校正区域之外的(M-1)个区域中并且在区域中的位置对应于检测区域的小区域中的光发射。在该处理中，对检测区域中的发光明度或色度进行检测。
【有益效果】
根据本发明，可以高精度且低成本地执行对发光明度或色度的校正。
【附图说明】
[图1]图1是示出应用了本发明的液晶显示设备的一个实施例的配置示例的说明图。
[图2]图2是示出背光源的详细配置的说明图。
[图3]图3是示出背光源的校正单元区域的详细配置的说明图。
[图4]图4是用于说明4帧时间段中的感测时段的位置的说明图。
[图5]图5是用于说明在明度校正时点亮(lighting)块的顺序的说明图。
[图6]图6用于说明感测时段的细节的说明图。
[图7]图7是示出了在明度校正时各个块的点亮的说明图。
[图8]图8是示出了在明度校正时各个块的点亮的说明图。
[图9]图9是背光源和光源控制器的功能框图。
[图10]图10是用于说明背光控制处理的流程图。
[图11]图11是用于说明光接收信号的电平根据离传感器的距离而减小的说明图。
[图12]图12是用于说明光接收信号的电平根据离传感器的距离而减小的说明图。
[图13]图13是用于说明提供给远离传感器的块的电流值的改变的说明图。
[图14]图14是用于说明在改变提供的电流值的情况下扩大校正区域的说明图。
[图15]图15是用于说明因随着时间推移的恶化而引起的LED中的改变的说明图。
[图16]图16是用于说明因随着时间推移的恶化而引起的LED中的改变的说明图。
[图17]图17是用于说明是用于说明因随着时间推移的恶化而引起的LED中的改变的说明图。
【标号说明】
1液晶显示设备，12背光源，13控制单元，32光源控制器，51控制部分，61计算器，62定时控制器，SR传感器，B块，SA区域，LA校正单元区域
【具体实施方式】
在下文中，将参考附图说明本发明的实施例。
图1示出了应用本发明的液晶显示设备的一个实施例的配置示例。
图1所示的液晶显示设备1包括：包含了具有红、绿和蓝颜色的彩色滤光片基板、液晶层等的液晶面板11；置于液晶面板11的背面的背光源12；控制液晶面板11和背光源12的控制单元13；以及电源单元14。
液晶显示设备1将与图像信号相对应的原始图像显示在预定显示区域中(与液晶面板11的显示部件21相对应的区域)。注意，输入到液晶显示设备1的输入图像信号例如与60Hz帧率的图像(此后称为帧图像)相对应，并且在下面的描述中，1/60秒称为1帧时间段。
液晶面板11包括排列了多个开口的显示部件21，来自背光源12的白光通过所述多个开口进行传输，以及向为显示部件21中的各个开口设置的未示出的晶体管(TFT：薄膜晶体管)输出驱动信号的源极驱动器22和栅极驱动器23。
通过显示部件21的开口传输的白光利用形成在彩色滤光片基板上的彩色滤光片被转换为红、绿或蓝光。红、绿和蓝光束通过其来进行发射的一组三个开口对应于显示部件21的一个像素。
背光源12在与显示部件21相对应的发光区域发射白光。将背光源12的发光区域分割为多个块(区域)并且控制各个分割块的点亮，如后参考图2所描述的。
控制单元13包括显示明度计算器31、光源控制器32和液晶面板控制器33。
每个帧图像所对应的图像信号从外部设备被提供给显示明度计算器31。显示明度计算器31根据所提供的图像信号计算帧图像的明度分布，并且根据帧图像的明度分布计算各个块的必要显示明度。计算出的显示明度被提供给光源控制器32和液晶面板控制器33。
光源控制器32根据从显示明度计算器31提供来的块的显示明度来计算各个块的背光明度。然后，通过执行PWM(脉冲宽度调制)控制，光源控制器32控制背光源12的各个块，以便可以获得计算出的背光明度。根据输入图像信号控制背光源12的发光明度(背光明度)称为正常PWM控制。
另外，光源控制器32还根据由设置在背光源12中的传感器SR(图2)检测到的各个块的发光明度或色度来执行发光控制(此后以适当方式称为感测控制)，以校正发光明度或色度。
这里，传感器SR是照度传感器或彩色传感器。注意，在下面的描述中，为了简化说明，将对如下示例进行说明：设置在背光源12中的传感器SR是照度传感器，并且通过感测控制来校正各个块的发光明度。然而，可以针对各个块的色度被校正的情况执行类似的处理。另外，发光明度和色度都可以被校正。
由光源控制器32计算出的各个块的背光明度被提供给液晶面板控制器33。
液晶面板控制器33根据从显示明度计算器31提供来的各个块的显示明度以及从光源控制器32提供来的各个块的背光明度，来计算显示部件21中的各像素的液晶开口率。然后，液晶面板控制器33将驱动信号提供给液晶面板11的源极驱动器22和栅极驱动器23以便可以获得计算出的液晶开口率，然后对显示部件21的各像素中的TFT执行驱动控制。
电源单元14将预定电能提供给液晶显示设备1的各个单元。
图2示出了背光源12的详细配置。注意，图2仅图示出了背光源12的发光区域的一部分。另外，图2中的外面的数字是为了说明而图示出的，并且这些数字不是背光源12的一部分。
图2所示的最小的正方形栅格表示块B，其是背光源12的发光明度的控制单元。在每个块B中，设置了一组或多组LED(发光二极管)来用作发射红、绿和蓝光的发光元件。
注意，块B是通过虚拟地分割背光源12的发光区域而非使用隔板等物理地分割发光区域而获得的。因此，从设置在块B中的发光元件发射来的光被未示出的扩散板扩散，从而不仅照射到块B的前方而且照射到块B附近的块的前方。
在背光源12中，区域SA由水平方向(图中的横向)上的四个块以及垂直方向(图中的纵向)上的四个块、即4×4的16个块B构成。在图2中，利用不同模式图示出了各个区域SA。此外，校正单元区域LA是由在水平方向和垂直方向上排列了2×2个区域SA的区域形成的。因此，在背光源12的发光区域中，在水平方向和垂直方向上以重复的方式来排列区域SA和校正单元区域LA。
一对一地将传感器SR设置在区域SA中。区域SA是传感器SR能够利用相同电流值作为在正常PWM控制被执行时、即根据输入图像信号控制发光明度时所提供的电流值来执行检测的最大区域。处理器SR被置于区域SA的中心。
光源控制器32以并行方式对各个校正单元区域LA执行相同的感测控制。在下文中，将说明对单个校正单元区域LA的感测控制。显然，用于根据输入图像信号控制发光明度的正常PWM控制是针对各个块B的控制。
图3是示出校正单元区域LA的详细配置的说明图。
如上所述，校正单元区域LA包括2×2个区域SA。在需要将校正单元区域LA内的各个区域SA彼此区分开的情况下，将位于校正单元区域LA的左上部分的区域SA称为区域SA-a，将位于校正单元区域LA的右上部分的区域SA称为区域SA-b，将位于校正单元区域LA的左下部分的区域SA称为区域SA-c，并将位于校正单元区域LA的右下部分的区域SA称为区域SA-d。类似地，在需要将设置在区域SA-a、SA-b、SA-c和SA-d的中心处的传感器SR彼此区分开的情况下，则将它们称为传感器SR-a、SR-b、SR-c和SR-d。
另外，在区域SA-a内的16个块B被彼此区分开来的情况中，将它们称为块SA-a(1)至SA-a(16)。类似地，在区域SA-b、SA-c和SA-d内的块B被彼此区分开来的情况中，则将它们称为块SA-b(1)至SA-b(16)、块SA-c(1)至SA-c(16)以及块SA-d(1)至SA-d(16)。
注意，在图3中，块SA-a(1)至SA-a(16)、块SA-b(1)至SA-b(16)、块SA-c(1)至SA-c(16)以及块SA-d(1)至SA-d(16)的各个块编号被图示为在所对应块B中的圈起来的数字(由圆圈围绕的数字)。这也适用于后面将描述的图7和图8。
光源控制器32在4帧时间段内对校正单元区域LA执行单个感测控制操作。
因此，如图4所示，光源控制器32在4帧时间段的第一1帧时间段内对区域SA-a执行感测控制，在下一1帧时间段内对区域SA-b执行感测控制，在再下一1帧时间段内对区域SA-c执行感测控制，并且在最后1帧时间段内对区域SA-d执行感测控制。
1帧时间段由16个子帧时间段构成。例如，在第一1帧的时间段内，光源控制器32在各个1子帧时间段中顺序地对16个块SA-a(1)至SA-a(16)执行感测控制。因此，1子帧时间段的长度是1帧时间段的长度(1/60秒)的十六分之一，即1/960秒。
感测控制是在正常PWM控制操作之间执行的。例如，在1子帧时间段内执行正常PWM控制的时段(此后以适当方式称为正常PWM时段)之后，提供执行感测控制的时段(此后以适当方式称为感测时段)。注意，可以在正常PWM时段之前提供感测时段。
因此，在校正单元区域LA中，对其校正发光明度的块B的顺序如图5所示。
按块SA-a(1)至SA-a(16)、块SA-b(1)至SA-b(16)、块SA-c(1)至SA-c(16)以及块SA-d(1)至SA-d(16)的顺序来对发光明度进行校正。当完成了对块SA-d(16)的校正之后，再次执行对块SA-a(1)的校正。这里，处理排列在图5的单列中的块B的时间段对应于1帧时间段。
图6示出了4帧时间段内的第一1子帧时间段、即用来校正块SA-a(1)的发光明度的子帧时间段的详细配置。
在与块SA-a(1)相对应的子帧时间段期间，在感测时段中，顺序地执行将被校正的块SA-a(1)中的光发射以及位于除了区域SA-a之外的三个区域SA-b、SA-c和SA-d中并且在区域SA-b、SA-c和SA-d中的位置与块SA-a(1)相对应的块SA-b(1)、SA-c(1)和SA-d(1)中的光发射。
注意，虽然图6示出了在块SA-a(1)的光发射之前执行块SA-b(1)、SA-c(1)和SA-d(1)中的光发射的示例，然而，可以颠倒光发射的顺序。
执行块SA-b(1)、SA-c(1)和SA-d(1)中的光发射的时段(时间)是所谓的伪发光时段，在该时段期间，虽然点亮被执行，但是不使用SR-a获取值(传感器值)。执行块SA-a(1)中的光发射的后续时段是用于传感器值获取的发光时段，该时段用于利用传感器SR-a获取传感器值。
在图6中，设置在伪发光时段之前的时段以及设置在用于传感器值获取的发光时段之前的时段，即用斜线表示的时段，是被设置用于消除先前光发射的影响的空白时段。
伪发光时段和用于传感器值获取的发光时段中的每个时段在能够获取足够稳定的传感器值的范围内被设置得尽可能短。希望设置例如短于或等于1子帧时间段的5％的时间段。这是因为，当伪发光时段和用于传感器值获取的发光时段被设置得较长时，感测时段在1子帧时间段中的比例增加，从而整个背光源12的平均发光明度减小。
因此，通过将伪发光时段和用于传感器值获取的时段在能够获取足够稳定的传感器值的范围内设置得尽可能短，可以抑制整个背光源12的平均发光明度的减小。换言之，即使在由正常PWM控制引起的发光明度极低的情况下，也可以使由感测控制时的光发射引起的发光明度的增加最小化。
在图6所示的感测时段内用于传感器值获取的发光时段期间，仅在校正单元区域LA中的块SA-a(1)中执行光发射。仅在块SA-a(1)中执行光发射是为了消除周围块B中的光发射的影响并且获得块SA-a(1)的精确发光明度，这是因为通过分割背光源12获得的各个块B并不是利用隔板等通过物理分割而获得的，如上所述。
另外，在伪发光时段期间，仅在校正单元区域LA内的块SA-b(1)、SA-c(1)和SA-d(1)中执行光发射。执行块SA-b(1)、SA-c(1)和SA-d(1)中的光发射以防止人眼将用于明度校正的光发射视为闪烁，如后所述。
图7和图8是示出了在仅关注感测时段的情况下校正单元区域LA内的各个块B的点亮的说明图。
首先，将校正单元区域LA的区域SA-a设为要校正的区域(此后以适当方式称为校正区域)。如上参考图6所述的，在块SA-b(1)、SA-c(1)和SA-d(1)中执行伪发光，然后，在块SA-a(1)中执行用于传感器值获取的发光。校正区域SA-a内的传感器SR-a接收从块SA-a(1)发射来的光。接下来，在块SA-b(2)、SA-c(2)和SA-d(2)中执行伪发光。然后，在块SA-a(2)中执行用于传感器值获取的发光，并且传感器SR-a接收从块SA-a(2)发射来的光。
类似地，光发射被顺序地执行。用于传感器值获取的光发射被执行直到块SA-a(16)为止，并且传感器SR-a接收从块SA-a(16)发射来的光。
接下来，将校正单元区域LA内的区域SA-b设为校正区域。如图8所示，在块SA-a(1)、SA-c(1)和SA-d(1)中执行伪发光，然后，在块SA-b(1)中执行用于传感器值获取的发光。校正区域SA-b内的传感器SR-b接收从块SA-b(1)发射来的光。接下来，在块SA-a(2)、SA-c(2)和SA-d(2)中执行伪发光。然后，在块SA-b(2)中执行用于传感器值获取的发光，并且传感器SR-b接收从块SA-b(2)发射来的光。
类似地，光发射被顺序地执行。用于传感器值获取的光发射被执行直到块SA-b(16)为止，并且传感器SR-b接收从块SA-b(16)发射来的光。
接下来，将区域SA-c和区域SA-d顺序地设为校正区域，并且执行类似的伪光发射以及用于传感器值获取的光发射。
因此，例如，在4帧时间段内，针对发光明度的校正在块SA-a(1)中执行点亮的次数总共为4，一次用于传感器值获取的光发射操作和三次伪光发射操作。即，因为在4帧时间段(4/60秒)期间执行了四次光发射操作，所以在为块SA-a(1)执行除了正常PWM控制之外的控制时的点亮频率为(4/60秒)/4＝1/60(秒/次)＝60Hz，并且人眼不会将用于明度校正的光发射视为闪烁。
图9是在对块SA-a(1)执行发光明度的校正的情况下的背光源12和光源控制器32的功能框图。
在背光源12的块SA-a(1)中，设置了用作发射红、绿和蓝光的发光元件的LED 41。LED 41的一端(阳极侧)连接到光源控制器32的驱动电源部分54，并且LED 41的另一端(阴极侧)连接到开关元件42，开关元件42例如包括FET(场效应晶体管)等。
类似地，在背光源12的块SA-b(1)中，设置了用作发射红、绿和蓝光的发光元件的LED 43。LED 43的一端(阳极侧)连接到光源控制器32的驱动电源部分54，并且LED 43的另一端(阴极侧)连接到开关元件44。由于块SA-c(1)和SA-d(1)类似于块SA-b(1)，因此省略了说明图。
开关元件42或44用作当从脉冲生成部分52提供来预定电平的信号(脉冲信号)时使电流流向LED 41或43的开关。当电流被提供给LED41或43时，LED 41或43发射光。传感器SR-a将从块SA-a(1)的LED 41接收到的光的量转换(A-D转换)为数字信号，并且将转换后的光接收信号提供给采样部分53。
光源控制器32包括控制部分51、脉冲生成部分52、采样部分53、驱动电源部分54以及存储器55。
控制部分51包括计算器61和定时控制器62。计算器61基于从显示明度计算器31提供来的显示明度来计算块SA-a(1)的背光明度，并且将计算出的背光明度提供给定时控制器62。另外，计算器61向驱动电源部分54提供电源控制信号，用于控制提供给LED 41和LED 43的电流值。在计算器61中，当需要时根据从采样部分53提供来的光接收信号对提供给LED 41和LED 43的电流值进行校正。即，在计算器61中，与例如随着时间推移的恶化以及温度改变之类的发光明度的改变相对应的背光明度的反馈控制被执行。注意，可以通过改变PWM的脉冲宽度、改变PWM的脉冲数目等而不是改变提供的电流值，来执行对明度改变的校正。
定时控制器62根据计算器61计算出的背光明度向脉冲生成部分52提供脉冲控制信号，用于控制脉冲信号的脉冲宽度(占空比)、脉冲间隔等。另外，定时控制器62向采样部分53提供表示从传感器SR-a获取(采样)光接收信号的定时的定时信号。
脉冲生成部分52基于脉冲控制信号生成脉冲信号，并将所生成的脉冲信号提供给开关元件42和44。采样部分53根据定时信号执行采样，并将通过采样获得的光接收信号提供给计算器61。驱动电源部分54根据从计算器61提供来的电源控制信号来向LED 41和43提供预定电流值。驱动电源部分54的电能是从图1的电源单元14提供来的。存储器55存储控制所需的预定数据。
接下来，将参考图10的流程图说明光源控制器32对单个校正单元区域LA进行的背光控制处理。当各个块B的显示明度从显示明度计算器31被提供给光源控制器32时，该处理开始。
首先，在步骤S11中，控制部分51将1代入区域编号m(m＝1，2，…，M)，m是用于确定校正单元区域LA中的四个区域SA中的校正区域的变量。在校正单元区域LA中，m＝1对应于区域SA-a，m＝2对应于区域SA-b，m＝3对应于区域SA-c，并且m＝4对应于区域SA-d。因此，在校正单元区域LA中，区域SA-a首先被设为校正区域。
在步骤S12中，控制部分51将1代入块编号n(n＝1，2，…，N)，n是用于将校正单元区域LA中构成各个区域SA的各个块B彼此区分开来的变量。
在步骤S13中，控制部分51使与输入图像信号相对应的脉冲光发射在所有区域SA(即，区域SA-a、SA-b、SA-c和SA-d)中的所有块B中被执行。即，该处理是在1子帧时间段内的正常PWM时段期间所执行的处理。
在步骤S14中，控制部分51使伪光发射在校正区域中的第n块中被执行。例如，在校正区域为区域SA-a的情况中，控制部分51使伪光发射在块SA-b(n)、SA-c(n)和SA-d(n)中被执行。该处理是在1子帧时间段内的伪发光时段期间所执行的处理。
在步骤S15中，控制部分51使用于感测器值获取的光发射在校正区域中的第n块中被执行。例如，在校正区域为区域SA-a的情况中，控制部分51使用于感测器值获取的光发射在块SA-a(n)中被执行。然后，当接收到块SA-a(n)中的用于传感器值获取的光发射时，传感器SR-a与采样部分53共享光接收信号。该处理是在1子帧时间段内的用于感测器值获取的发光时段期间所执行的处理。
在步骤S16中，控制部分51根据来自传感器SR的光接收信号来计算校正区域中的第n块的发光明度的校正量。例如，在校正区域为区域SA-a的情况中，控制部分51根据从采样部分53提供来的光接收信号计算与块SA-a(n)的发光明度的希望值的差值，并且计算与计算出的差值相对应的校正量。计算出的校正量存储在存储器55中，并且在下次对块SA-a(n)执行光发射控制时被反馈回来。注意，还将块SA-a(n)的发光明度的希望值预先存储在存储器55中。
在步骤S17中，控制部分51判断块编号n是否与区域SA中的块数N(＝16)相同。
当在步骤S17中确定块编号n与区域SA中的块数N不同，即，块编号n小于块数N的情况下，处理前进到步骤S18。在步骤S18中，控制部分51将块编号n递增1，并且处理返回步骤S13。
同时，当在步骤S17中确定块编号n与区域SA中的块数N相同，即，已针对当前校正区域中的所有块B执行了用于传感器值获取的光发射的情况下，处理前进到步骤S19。在步骤S19中，控制部分51判断区域编号m是否与校正单元区域LA中的区域数M(＝4)相同。
当在步骤S19中确定区域编号m与校正单元区域LA中的区域数M不同，即，未针对校正单元区域LA中的所有区域SA-a至SA-d执行用于传感器值获取的光发射的情况下，处理前进到步骤S20。在步骤S20中，控制部分51将区域编号m递增1，并且处理返回步骤S12。因此，下一区域SA被设为校正区域。
同时，当在步骤S19中确定区域编号m与校正单元区域LA中的区域数M相同，即，已针对校正单元区域LA中的所有区域SA-a至SA-d执行了用于传感器值获取的光发射的情况下，处理返回到步骤S11。然后，再次执行步骤S11至S20的处理。
图10的处理被重复执行，直到完成了从外部设备向液晶显示设备1提供输入图像信号为止。
如上所述，在图1的液晶显示设备1中，当在仅校正单元区域LA中将被校正的块B被点亮而其它块B不被点亮的状态中，对校正单元区域LA内的校正区域SA中的预定块B的发光明度进行校正的情况下，在传感器SR中接收光并且根据接收到的光量来计算发光明度的校正量。因此，可以高精度地测量并且校正点亮的块B的发光明度。
另外，为每个区域SA设置传感器SR，这种区域SA是能够利用相同电流值作为在根据输入图像信号控制发光明度时所提供的电流值来执行检测的最大区域。因此，可以设置最少的所需传感器SR数。因此，可以降低背光源12(液晶显示设备1)的生产成本。
即，根据液晶显示设备1，可以高精度且低成本地执行发光明度的校正。
此外，由于校正明度时各个块B的点亮频率被设为60Hz，因此，防止了用于明度校正的光发射被人眼视为闪烁。
一种这样的方法已经可用：该方法用于通过仅在显示图像在场景改变等的时候发暗时执行对发光或色度的校正来校正发光明度，因而减少用于明度校正的光发射对显示图像的影响。然而，在该方法中，存在的问题在于难以对由温度改变等引起的数秒中的色度改变进行校正。
显然，在上述背光控制处理中，通过使用彩色传感器而非照度传感器作为传感器SR，也可以高精度且高效率地执行对色度的校正。由于可以每个4帧时间段(4/60秒)执行用于校正各个块B的色度的操作，因此，也可以执行对数秒内的色度改变的校正。
为每个区域SA设置传感器SR，这种区域SA是利用能够相同电流值作为在根据输入图像信号控制发光明度时所提供的电流值来执行检测的最大区域。在传感器SR中接收到的光量与距离成反比。因此，例如，如图11所示，虽然可以在接近校正区域SA-a的传感器SR-a的块SA-a(7)和SA-a(11)中获得高电平的光接收信号，然而，即使以与块SA-a(7)和SA-a(11)相同的发光明度发射光，远离传感器SR-a的块SA-a(4)和SA-a(16)中的信号电平也会减小。
将参考图12给出更详细的说明。
图12示出了提供给校正区域SA-a内接近传感器SR-a的块SA-a(7)以及远离传感器SR-a的块SA-a(16)中的LED的驱动波形(电流值的波形)、提供给校正区域SA-a外部的、比块SA-a(16)离传感器SR-a更远的块SA-d(1)中的LED的驱动波形，以及传感器SR-a的输出波形。
在图12中，横向表示时间轴，而纵向表示波形(信号)的电平。注意，最初，感测时段期间的发光定时在块SA-a(7)、SA-a(16)和SA-d(1)各处是相同的，如图4所示。然而，在图12中，为了通过比较来简单说明，这些块的发光定时是不同的。这也适用于后面将描述的图13。
在上述背光控制处理中，提供给块SA-a(7)中的LED的电流值Xa7、提供给块SA-a(16)中的LED的电流值Ka16以及提供给块SA-d(1)中的LED的电流值Xd1是相同的电流值I0。
另外，当从接近传感器SR-a的块SA-a(7)接收到光时传感器SR-a的输出波形的电平显示为值ya7，并且当从远离传感器SR-a的块SA-a(16)接收到光时传感器SR-a的输出波形的电平显示为值ya16，值ya16低于值ya7并且等于或高于执行校正所需的最低电平yL。
同时，当从校正区域SA-a外部的块SA-d(1)接收到光时传感器SR-a的输出波形的电平显示为低于最低电平yL的值yd1。因此，利用传感器SR-a的感测值不能对校正区域SA-a外部的块SA-d(1)的发光明度进行校正，而将传感器SR-d用于块SA-d(1)。
如通过在图13中提供斜线所示的，液晶显示设备1的光源控制器32将提供给块SA-d(1)中的LED的电流值Xd1设为电流值I1，电流值I1大于提供给块SA-a(7)和SA-a(16)中的LED的电流值I0。在此情况中，当从块SA-d(1)接收到光时传感器SR-a的输出波形的电平显示为值yd1′，该值yd1′等于或大于最低电平yL。因此，校正所需的接收光量可以由传感器SR-a获得。
如上所述，通过向如下块B中的LED提供如下电流值I1——对于所述块B，在正常PWM控制时具有电流值I0的光接收信号的电平因块B远离传感器SR-a而低于或等于最低电平yL，所述电流值I1大于提供给接近传感器SR-a的块B中的LED的电流值I0——可以将传感器SR执行用于明度校正的检测的区域SA扩大为例如包括6×6个块，即36块，如图14所示。因此，可以减少整个背光源12中的传感器SR的数目。因此，可以以更低成本和更高的效率来执行对发光明度或色度的校正。或者，如果被提供给一个传感器SR的块B的数目相同，则可以使用具有较小的光接收区域的便宜传感器SR。因此，可以以更低成本和更高的效率来执行对发光明度或色度的校正。
注意，当区域SA包括36个块单元时，1帧时间段被分割为36子帧时间段。因此，在此情况中的1子帧时间段与16个块构成区域SA的情况中的1子帧时间段不同。
在上述示例中，说明了这样的示例：仅对传感器SR的电平低于或等于最低电平yL的块B改变提供的电流值。然而，由于即使是对于在正常PWM控制时具有电流值I0、传感器SR的电平等于或高于最低电平yL的块B中的LED，传感器SR的电平也随着距离而降低，因此在明度校正时(在感测时段期间)提供的电流值可以根据离传感器SR的距离而增加。
在针对每个块B改变提供给LED的电流值的情况中，需要预先获取所提供的电流值If与发光明度L之间的关系，该关系表示当向LED提供某个电流值时的发光明度(输出波形的电平)，并且将获取的关系存储在存储器55中。然后，光源控制器32执行与存储在存储器55中的初始状态的发光明度的比较，并且校正在正常PWM时段期间提供的电流值I0。
通过在存储器55中不仅存储每个块的所提供的电流值If与发光明度L之间的关系而且存储所提供的电流值If与施加到LED的电压值Vf之间的关系，可以在一定程度上猜测出影响LED的发光明度或色度的改变的因素。
更具体地，如图15所示，在针对预定块B中的LED来设置所提供的电流值I0、I1、I2等时的发光明度L被预先测量。
另外，如图16所示，在针对预定块B中的LED来设置所提供的电流值I0、I1、I2等时所施加的电压值Vf被预先测量。
然后，将由图15和16中的粗线表示的电流值If与发光明度L之间的关系以及电流值If与施加的电压值Vf之间的关系作为初始状态存储在存储器55中。
一般地，将LED看作由LED 71、并联到LED 71的等效并联电阻器72以及串联到LED 71的等效串联电阻器73构成的等效电路，如图17所示。这里，用Rp表示等效并联电阻器72的电阻，而用Rs表示等效串联电阻器73的电阻。
在如图15和16所示的当提供给LED的电流值被设为I0、I1、I2时经过了预定时间后发光明度L和施加的电压值Vf都变得低于初始状态的情况下，可以认为等效并联电阻器72的电阻Rp由于随着时间推移的恶化而降低了。
同时，在当提供给LED的电流值被设为I0、I1、I2时发光明度L未从初始状态改变而施加的电压值Vf变得高于初始状态的情况下，可以认为等效串联电阻器73的电阻Rs由于随着时间推移的恶化而增加了。
另外，在当提供给LED的电流值被设为I0、I1、I2时施加的电压值Vf未从初始状态改变而发光明度L变得低于初始状态的情况下，可以猜测出诸如透镜之类的外部因素的影响。
实际上，由于考虑到上述三种类型的改变不是独立的并且特性是通过组合这些类型的改变而建立的，因此，根据所测得的电流值If与发光明度L之间的关系以及电流值If与施加的电压值Vf之间的关系来估计“等效并联电阻器72的电阻Rp的改变”、“等效串联电阻器73的电阻Rs的改变”以及“外部因素”间的比率，并且可以根据该比率来执行对发光明度的校正。即，可以针对因随着时间推移的恶化而引起的发光明度的改变来采取最优改进措施，所述恶化例如是所提供的电流值的改变、脉冲宽度的改变以及LED的交换。
在上述实施例中，说明了针对每个块执行明度校正的示例。然而，不必针对每个块执行明度校正。可以针对由临近的一些块构成的每个小区域执行明度校正。因此，上述实施例与一个块构成小区域的情况的示例相对应。然而，例如，可以针对由例如图3的区域SA-a中的块SA-a(1)、块SA-a(2)、块SA-a(5)以及块SA-a(6)这样的四个块单元构成的各个小区域执行明度校正。
另外，虽然在上述实施例中说明了块(小区域)的数目N为16(N＝16)并且构成区域的块(小区域)的数目M为4(M＝4)的示例，然而，块的数目不限于上述数目。即，可以设置任意数目，只要在明度校正时各个块B的点亮频率等于或高于60Hz即可。
在此说明书中，流程图所描述的步骤不仅包括根据所记载的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独执行的处理，处理不一定按时间序列来执行。
本发明的实施例不限于上述实施例。在不脱离本发明的主旨的情况下可以进行各种改变。