バックライト装置及びその制御方法
【課題】複数の光源ブロックに分割され光源ブロック毎に独立に発光を制御可能なバックライト装置において種々のバックライト制御をより効果的に行う。
【解決手段】複数の光源と、光源を駆動する複数の駆動手段と、を備え、各駆動手段には複数の光源が接続され、各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光が制御されるバックライト装置であって、駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるための複数のスイッチと、各スイッチを切り替えることにより、複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる制御手段と、を備えるバックライト装置。
【解決手段】複数の光源と、光源を駆動する複数の駆動手段と、を備え、各駆動手段には複数の光源が接続され、各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光が制御されるバックライト装置であって、駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるための複数のスイッチと、各スイッチを切り替えることにより、複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる制御手段と、を備えるバックライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバックライト装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では画像表示装置としては液晶を用いたものが主流になってきている。液晶パネルは自発光デバイスではないため、画像を表示するためには液晶を裏面から照射するための光源が必要になる。近年ではこの光源としてＬＥＤ（light-emitting diode：発光ダイオード）を用いたものが増えてきている。光源としてＬＥＤを用いることで、消費電力の低減を図ることが可能になると共に、光源の発光の細かい制御が可能になるため様々なメリットが得られる。次にバックライトに関するいくつかの基本的な制御方法について述べる。
【０００３】
輝度調節：液晶表示装置では表示輝度を調節する方法としては、液晶によりバックライトの光の透過率の調整を行う方法と、バックライトの輝度を変化させる方法がある。画面内のコントラスト比を高めるためには、バックライトによって輝度を調整する方法を用いた方が良い。バックライトの輝度を調整する方法として多く用いられる方法としてＰＷＭ（パルス幅変調）が挙げられる。この方法はバックライトを一定周期で点灯と消灯（一定周期で点滅）させ、点灯期間と消灯期間の割合（デューティ比）を変化させることでバックライトの輝度を調整する方法である。ＰＷＭ以外の主なバックライトの輝度の調節方法には、ＬＥＤに流す電流値を増減させる方法等がある。
【０００４】
ムラ補正：ＬＥＤには個体差があり同じ量の電流を流し、同じデューティ比でＰＷＭ制御を行っても輝度に違いが出る事がある。また、温度条件や経年変化等によっても輝度には違いが出てくる。輝度に違いがあるままバックライトとして使用すると表示輝度や表示色度にムラとなって現れる。そこで、ＬＥＤの個体差や温度や経年変化等の諸条件を考慮して、ＬＥＤの制御単位毎に、電流値やＰＷＭのデューティ比を変えることで、画面内の表示輝度や表示色度の均一化を図る技術がムラ補正である。
【０００５】
ローカルディミング：液晶表示装置において、黒を表示するときには液晶シャッターを閉じることによりバックライトの光を遮光することで黒を表現する。しかし、液晶による遮光は十分ではなく、実際には液晶シャッターを閉じていてもわずかに光が漏れて十分な黒の表現が出来ない、いわゆる「黒浮き」が生じる。黒浮きにより画面内のコントラスト比は制限されてしまう。それを解消するための技術がローカルディミングと呼ばれる技術である。これは入力される画像の明暗に合わせて、画面内の領域毎にバックライトの輝度を変更する制御を行うことで黒浮きを抑制して、画面内のコントラスト比を高めることを可能にする技術であり、特許文献１等に開示されている。
【０００６】
バックライトスキャン：液晶パネルは、ブラウン管ディスプレイやプラズマディスプレイ等の自発光ディスプレイに比べると、応答性で劣るため動画表示を行った際に動画ボケが目立つなどの課題があった。そのため今日ではこの課題を解消するための様々な技術が提案されており、その中の一つにバックライトスキャンと呼ばれる技術が存在する。このバックライトスキャンという技術は、液晶の走査（スキャン）に合わせてバックライトを消灯することで、液晶の切り替わりの瞬間を見えなくするようにして、動画ボケの低減を図る技術である。この制御を行う際には、バックライトの点滅周波数は液晶のスキャン周波数（フレーム周波数）と同じにする必要があり、またＰＷＭの点灯と消灯のタイミングは画面内の領域毎に変わることになる。この技術については特許文献２等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１４２４０９号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＬＥＤを用いたバックライトには多数のＬＥＤが配置されておりそれらの全てを制御することが必要である。ＬＥＤの制御には、ＰＷＭ制御機能や電流調整機能を有するＬＥＤドライバが用いられる。一つのＬＥＤドライバは複数の制御用チャンネルを有するものが一般的であり、チャンネル毎にＰＷＭのデューティ比を変えることが出来るＬＥＤドライバが主流である。また、ＬＥＤドライバには複数の制御用チャンネルが備わるとは言え、バックライトに用いられるＬＥＤの数は多いため、１チャンネル当たりに１個のＬＥＤを接続して制御を行うと、多数のＬＥＤドライバが必要になる。ＬＥＤドライバの数が多くなるとコスト増大、基板面積の増大、発熱量の増大といった課題が生じる。
【０００９】
そこで、ＬＥＤドライバの一つのチャンネルに対して、複数個のＬＥＤを接続することで、ＬＥＤドライバの数の削減を図る方法がある。ＬＥＤは同じ電圧をかけた場合でも流れる電流は個体差によりばらつくため一つのチャンネルに対してＬＥＤを並列に接続することは望ましくない。従って、一つのチャンネルに対してＬＥＤを複数個接続する場合には図７に示すようにＬＥＤを直列に接続することが一般的である。このようにして、直接に接続された複数のＬＥＤを制御単位として制御を行うことでＬＥＤドライバの数を削減することが可能になる。
【００１０】
図７ではＬＥＤドライバ７００の第１チャンネル７１０に直列に接続されたＬＥＤ７１１、７１２、７１３、７１４は全て同時に点灯と消灯がなされ、流れる電流量も同じになる。そのため、第１チャンネル７１０に直列に接続されるＬＥＤ毎に個別にＰＷＭのデューティ比や電流量を変えて制御することは出来ない。他のチャンネルに直列接続された複数のＬＥＤについても同様である。よって、直列に接続されたＬＥＤは同じ点灯制御がなされることを考慮した上でＬＥＤの物理的な配置を決める必要がある。
【００１１】
図７のように、ＬＥＤドライバの一つのチャンネルに対して４個のＬＥＤが直列に接続される場合の物理的なＬＥＤの配置例として図８（ａ）、（ｂ）の２種類を考える。ただし、図８では図面が煩雑になるのを避けるため第１チャンネル７１０と第２チャンネル７２０の２チャンネル分のみを示す。
【００１２】
図８（ａ）のように４個のＬＥＤが正方形（矩形）に並べられている場合、バックライトの発光を正方形のＬＥＤブロック毎に制御できるため、ローカルディミングやムラ補正のためのＬＥＤ制御が容易になる。一方で、この配置では、ＬＥＤ７１１、７１３はＬＥＤ７１２、７１４と同時に点灯し、ＬＥＤ７２１、７２３はＬＥＤ７２２、７２４と同時に点灯することになる。そのため、バックライトスキャンを行うと、ＬＥＤ７１２、７１４、７２２、７２４という上のラインと、ＬＥＤ７１１、７１３、７２１、７２３という下のラインのＬＥＤの点灯と消灯との切り替わりのタイミングが同時になる。つまり、２ライン毎にバックライトのスキャンが進行する制御になる。
【００１３】
バックライトスキャンにおいては、ＰＷＭのデューティ比（ＬＥＤの消灯期間）が同じであれば、液晶のスキャン（液晶の切り替わり始め）から、その液晶を照射するバックライトが点灯するまでの時間を、より長く確保出来るようにした方が好ましい。このようにバックライトの消灯と点灯のタイミングを調整することで動画ボケの改善効果を大きくす
ることが可能になる。そのため、バックライトのスキャンがＬＥＤ２ライン毎に進むと、液晶パネル上の位置によっては液晶のスキャンからＬＥＤの点灯の開始までに十分な時間を確保することが出来ないため動画ボケの改善効果を十分に得ることが出来ない。動画ボケの改善の原理については特許文献２等に詳しい。
【００１４】
そこで図８（ｂ）のように同一チャンネルに接続される複数のＬＥＤが横一列に並ぶように配置することを考える。この配置であれば、ＬＥＤ７２１、７２２、７２３、７２４の点灯開始時間とＬＥＤ７１１、７１２、７１３、７１４の点灯開始時間を違うタイミングに変更することが可能である。よって、バックライトスキャンにおいて、ＬＥＤの点灯開始時間を１ライン毎に変えることが出来る。そのため、液晶の切り替わり始めからバックライトが点灯するまでの時間をより長くすることが可能になり、動画ボケの改善効果をより大きくすることが可能である。一方で、このような配置にしたときには、正方形のＬＥＤブロック毎のＬＥＤ制御は行い難くなるため、ローカルディミングやムラ補正のためのＬＥＤ制御には向かない配置であると言える。
【００１５】
また、上記ではＬＥＤドライバの同一チャンネルに接続された複数のＬＥＤが図８（ａ）のような正方形（矩形）配置されている方が一般的にはローカルディミングに適していると述べたが、これも全ての場合に当てはまるわけではない。表示されている画像によっては、ＬＥＤドライバの同一チャンネルに接続された複数のＬＥＤが例えば図８（ｂ）のようなライン（長方形）形状に配置されている方が、より効果の大きいローカルディミングを行えるケースもあり得る。
【００１６】
つまり、従来は、ＬＥＤドライバの同一のチャンネルに接続される複数のＬＥＤの物理的な配置が固定であったため、ローカルディミング、表示ムラ補正、バックライトスキャン等のバックライト制御による効果が十分に得られない場合があった。
【００１７】
本発明は、使用するＬＥＤドライバの数の増大を抑えながら、ローカルディミング、表示ムラ補正、バックライトスキャン等のバックライト制御をより効果的に行うことができるバックライト装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、複数の光源と、
前記光源を駆動する複数の駆動手段と、
を備え、
各駆動手段には複数の光源が接続され、各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光が制御されるバックライト装置であって、
駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるための複数のスイッチと、
前記各スイッチを切り替えることにより、前記複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる制御手段と、
を備えるバックライト装置である。
【００１９】
本発明は、複数の光源と、
前記光源を駆動する複数の駆動手段と、
を備え、
各駆動手段には複数の光源が接続され、
駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるため複数のスイッチを備えるバックライト装置
の制御方法であって、
各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光を制御する工程と、
前記各スイッチを切り替えることにより、前記複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる工程と、
を有するバックライト装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、使用するＬＥＤドライバの数の増大を抑えながら、ローカルディミング、表示ムラ補正、バックライトスキャン等のバックライト制御をより効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図
【図２】実施例１のＬＥＤとスイッチの構成を示す図
【図３】実施例１のスイッチの切り替え方とその時のＬＥＤブロックを示す図
【図４】実施例１のスイッチの切り替え方とその時のＬＥＤブロックを示す図
【図５】実施例２の表示画像とバックライトのＬＥＤブロックを示す図
【図６】実施例２のバックライトのＬＥＤブロックと点灯例を示す図
【図７】従来技術におけるＬＥＤドライバとＬＥＤの接続例を示す図
【図８】従来技術におけるＬＥＤの配置例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施例１）
本発明の第一の実施形態を説明する。図１は実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。画像表示装置１００において、画像入力部１０１より入力された画像データを基に、ＬＣＤ制御部１０２が液晶パネルであるＬＣＤパネル１０３を制御して液晶を配向させることにより、画像データに基づく画像がＬＣＤパネル１０３に表示される。また画像解析部１０４は入力された画像データを解析し、解析結果を基に、バックライト制御部１０５はバックライト１１０の制御方法を決定する。バックライト制御部１０５は、ＬＥＤドライバ１０６、１０７、１０８、１０９にデューティ比や電流量などのバックライト１１０の制御に必要な情報を設定する。ＬＥＤドライバ１０６、１０７、１０８、１０９はバックライト制御部１０５より受け取った情報を基にバックライト１１０の光源であるＬＥＤを駆動する。すなわち、ＬＥＤドライバ１０６、１０７、１０８、１０９はバックライト制御部１０５より受け取った情報を基に、設定されたデューティ比と電流量でもって、一定の周波数の駆動信号でＬＥＤ（発光素子）を点滅させる。またバックライト制御部１０５は必要に応じてバックライト１１０が有するスイッチの切り替えを行う。バックライト１１０のＬＥＤとスイッチについては図２に詳細を示す。画像解析部１０４、バックライト制御部１０５、ＬＥＤドライバ１０６〜１０９、およびバックライト１１０は、バックライト装置（バックライトモジュール）を構成する。ただし、バックライト装置は、画像解析部１０４を含まない構成であってもよい。また、バックライト装置は、画像入力部１０１を含む構成であってもよい。
【００２３】
図２（ａ）は、バックライト１１０を構成するＬＥＤとスイッチの一部を示す図である。ＬＥＤドライバ１０６には、第１制御用チャンネル２０１と第２制御用チャンネル２０２にスイッチ２１１〜２１４を介してＬＥＤ２０３〜２１０が接続されている。各ＬＥＤは、電圧供給端子２１５〜２１７から供給される電圧により点灯する。実際にはＬＥＤドライバ１０６はより多くの制御用チャンネルを有し、さらに多くのＬＥＤを接続すること
が可能であるが、図２（ａ）では図面の煩雑を避けるため図示を省略してある。スイッチ２１１〜２１４は、ＬＥＤドライバの制御用チャンネルとＬＥＤとの接続、ＬＥＤドライバの制御用チャンネルに接続される複数の光源同士であるＬＥＤ同士の接続、およびＬＥＤとＬＥＤへ電力を供給する電源である電圧供給端子との接続を断続する。以下では、第１制御用チャンネル２０１と第２制御用チャンネル２０２の２チャンネル分についてのみの説明を行う。
【００２４】
図２（ｂ）にはＬＥＤ２０３〜２１０を含むバックライト１１０全体のＬＥＤの配置を示す。実際の画像表示装置では画面サイズ等によりバックライト１１０を構成するＬＥＤの数はさらに多くなることが考えられるが、本実施例では簡単のためバックライト１１０は横１２個×縦８個の全９６個のＬＥＤで構成されているとして説明を行う。また、実施例１の画像表示装置は、２つのバックライト制御モードを切り換えることができるものとする。すなわち、ローカルディミング制御やムラ補正制御を優先する「ローカルディミングモード」と、バックライトスキャン制御による動画ボケの低減のための制御を優先する「バックライトスキャンモード」である。
【００２５】
バックライト制御部１０５は、ローカルディミング制御を行う場合、各ＬＥＤブロックの輝度が、各ＬＥＤブロックに対応する領域の画像データに応じた輝度になるようＬＥＤドライバの制御用チャンネルから出力する駆動信号を制御する。
バックライト制御部１０５は、ムラ補正制御を行う場合、各ＬＥＤブロックの輝度が、各ＬＥＤブロックのＬＥＤの発光特性に応じた輝度になるようＬＥＤドライバの制御用チャンネルから出力する駆動信号を制御する。
バックライト制御部１０５は、バックライトスキャン制御を行う場合、各ＬＥＤブロックの点灯及び消灯が、バックライトにより照明される液晶パネルのスキャンに合わせて切り替えられるようＬＥＤドライバの制御用チャンネルから出力する駆動信号を制御する。
【００２６】
バックライト制御モードの選択は、不図示のユーザインターフェースを介してユーザが指定可能な構成であっても良いし、入力画像データに応じてバックライト制御部１０５が最適と判断する制御モードに切り替える構成であっても良い。例えば、静止画像データの場合ローカルディミングモードとし、動画像データの場合バックライトスキャンモードとする。バックライト制御部１０５は、各スイッチの動作を制御する。
【００２７】
「ローカルディミングモード」が選択された場合には、バックライト制御部１０５は、図３（ａ）に示すように各スイッチを所定の位置に切り替える。すなわちバックライト制御部１０５は、スイッチ２１１が右側の端子Ａに接続し、スイッチ２１２、２１３、２１４が左側の端子Ｂに接続するように、各スイッチを切り替える。このようにスイッチが切り替えられると、ＬＥＤ２０８、２０７、２０４、２０３がＬＥＤドライバ１０６の第１制御用チャンネル２０１に直列に接続されるとともに、これらの４個のＬＥＤは電圧供給端子２１５から電圧を供給される。また、ＬＥＤ２１０、２０９、２０６、２０５がＬＥＤドライバ１０６の第２制御用チャンネル２０２に直列に接続されるとともに、これら４個のＬＥＤは電圧供給端子２１７から電圧を供給される。
【００２８】
このときには、図３（ｂ）に示すように、図２（ｂ）におけるＬＥＤ２０３、２０４、２０７、２０８の４個のＬＥＤからＬＥＤブロック３０１が構成され、ＬＥＤ２０５、２０６、２０９、２１０の４個のＬＥＤからＬＥＤブロック３０２が構成される。ＬＥＤブロックは、複数の光源から構成される光源ブロックであり、バックライト１１０は、光源ブロック単位で発光が制御される。すなわち、ＬＥＤブロックは、ＬＥＤの発光の制御単位であり、ＬＥＤブロックを構成する複数のＬＥＤは同一の制御用チャンネルに接続され、同一の発光制御が行われる。ＬＥＤドライバ１０７〜１０９に接続される不図示のスイッチについても同様に切り替える。これにより、図３（ｂ）に示すように、バックライト
１１０は横６個×縦４個の全２４個の正方形（矩形）形状のＬＥＤブロックに分割され、ＬＥＤブロック毎に発光を独立に制御可能になる。このようなＬＥＤブロックの配置は、ローカルディミングやムラ補正に適している。
【００２９】
「バックライトスキャンモード」が選択された場合には、バックライト制御部１０５は、図４（ａ）に示すようにスイッチ２１１が左側の端子Ｂに接続し、スイッチ２１２、２１３、２１４が右側の端子Ａに接続するように、各スイッチを切り替える。このようにスイッチが切り替えられると、ＬＥＤ２０６、２０５、２０４、２０３がＬＥＤドライバ１０６の第１制御用チャンネル２０１に直列に接続されるとともに、これら４個のＬＥＤは電圧供給端子２１６から電圧を供給される。また、ＬＥＤ２１０、２０９、２０８、２０７がＬＥＤドライバ１０６の第２制御用チャンネル２０２に直列に接続されるとともに、これら４個のＬＥＤは電圧供給端子２１７から電圧を供給される。
【００３０】
このときには、図４（ｂ）に示すように、図２（ｂ）におけるＬＥＤ２０７、２０８、２０９、２１０の４個のＬＥＤからＬＥＤブロック４０１が構成され、ＬＥＤ２０３、２０４、２０５、２０６の４個のＬＥＤからＬＥＤブロック４０２が構成される。ＬＥＤドライバ１０７〜１０９に接続される不図示のスイッチについても同様に切り替える。これにより、図４（ｂ）に示すように、バックライト１１０は横３個×縦８個の全２４個の長方形（ライン）形状のＬＥＤブロックに分割され、ＬＥＤブロック毎に発光を独立に制御可能になる。このようなＬＥＤブロックの配置では、バックライトスキャンを行ったときに、点灯開始並びに消灯のタイミングをＬＥＤ１ライン毎に変更することが可能になるため、動画ボケの改善効果が高いバックライトスキャンを行うことができる。
【００３１】
以上のように、本実施例の画像表示装置によればバックライトを分割するＬＥＤブロックの形状がスイッチの切り替えにより正方形（矩形）形状又は長方形（ライン）形状に変化させることができる。よって、ローカルディミング、ムラ補正、バックライトスキャンなどのバックライト制御に応じて上記のスイッチ制御を行うことで最適なＬＥＤブロックを用いて発光制御を行うことができる。従って、より効果的なバックライト制御を行うことが可能になる。また、各ＬＥＤドライバの制御用チャンネルには複数のＬＥＤを直列に接続しているので、使用するＬＥＤドライバの数の増大を抑制しながら、バックライト制御に応じた最適なＬＥＤの発光制御を行うことが可能になる。
なお、ローカルディミング制御時やムラ補正時には、ＬＥＤブロックの形状を正方形形状にする場合を例示したが、正方形形状に限定されるものではなく、バックライトスキャン時の長方形形状よりも正方形に近い矩形形状であればよい。例えば、ローカルディミング制御時やムラ補正時のＬＥＤブロックの形状を、横３個×縦２個のＬＥＤで構成される矩形形状、横２個×縦３個のＬＥＤで構成される矩形形状としてもよい。
【００３２】
（実施例２）
第２の実施例では、実施例１で説明したＬＥＤ及びスイッチの構成を備えた画像表示装置において、より緻密なローカルディミングを行う方法を説明する。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、高輝度画像５０１と低輝度画像５０２とを含む画像データが画像表示装置１００に入力された場合を考える。通常のローカルディミングでは、各ＬＥＤブロックの輝度は、ＬＣＤパネル１０３の各ＬＥＤブロックに対応する表示エリアの画像データの輝度に応じて複数段階の輝度に細かく調節する。しかしここでは、説明の簡略化のために、各ＬＥＤブロックの輝度は対応する表示エリアの画像データの輝度に応じて、「高輝度点灯」と「低輝度点灯」の２段階の輝度に調節するものとする。図５（ａ）の例では、高輝度画像５０１に対応するＬＥＤブロックは高輝度点灯とし、低輝度画像５０２に対応するＬＥＤブロックは低輝度点灯とする。
【００３４】
また、あるＬＥＤブロックに対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアの画像データに高輝度部分と低輝度部分とが混在する場合には、高輝度部分の画像データに合わせてそのＬＥＤブロックの輝度を調節するものとする。図５（ａ）の例では、あるＬＥＤブロックに対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアに高輝度画像５０１と低輝度画像５０２の両方が存在する場合には、そのＬＥＤブロックは高輝度点灯となる。
【００３５】
図５（ｂ）に示すバックライト１１０の各ＬＥＤのうちＬＥＤ５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８は高輝度画像５０１と低輝度画像５０２の境目に当たるためこれらのＬＥＤは高輝度点灯にする必要がある。一方でＬＥＤ５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０は低輝度画像５０２に当たるため、これらのＬＥＤは低輝度点灯にした方が良い。
【００３６】
ところが、全てのＬＥＤドライバの全ての制御用チャンネルに接続されたスイッチを図３（ａ）の状態に切り替え、図３（ｂ）に示すようなＬＥＤブロックになっていた場合には、ＬＥＤ５０３、５０４はＬＥＤ５１１、５１２と同じＬＥＤブロック５１９に属する。ＬＥＤブロック５１９に対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアには、高輝度画像５０１と低輝度画像５０２の両方が存在するため、ＬＥＤブロック５１９は高輝度点灯となる。同様に、ＬＥＤブロック５２０、５２１、５２２はそれぞれ高輝度点灯がなされることになる。そうすると、ＬＥＤ５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０は高輝度点灯となるが、これらのＬＥＤに対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアに表示される画像は低輝度画像である。そのため、この表示エリアでは黒浮きが目立ってしまう可能性ある。
【００３７】
そこで本実施例では、バックライト制御部１０５は、画像データに応じて、ＬＥＤ切り替えグループ毎にスイッチの切り替え方を変更する。これにより、バックライト制御部１０５は、正方形（矩形）形状のＬＥＤブロックと長方形（ライン）形状のＬＥＤブロックが混在し、最適なバックライトの点灯状態となるようにバックライト１１０を制御する。なお、ＬＥＤ切り替えグループとは、スイッチによりその接続状態が切り替えられる所定数（ここでは２個）の制御用チャンネル、この制御用チャンネルに接続される電圧供給端子及びＬＥＤのグループである。図２（ａ）の例では、制御用チャンネル２０１，２０２，ＬＥＤ２０３〜２１０、スイッチ２１１〜２１４，電圧供給端子２１５〜２１７が１つのＬＥＤ切り替えグループである。
【００３８】
本実施例では、図２（ｂ）において太枠線で示した、横４個×縦２個の全８個のＬＥＤがそれぞれＬＥＤ切り替えグループであるとする。１つのＬＥＤ切り替えグループを構成する８個のＬＥＤは、スイッチの切り替えにより、横２個×縦２個のＬＥＤからなる正方形形状のＬＥＤブロック２個に分割されるか、又は、横４個×縦１個のＬＥＤからなる長方形形状のＬＥＤブロック２個に分割される。１つのＬＥＤ切り替えグループを構成する８個のＬＥＤを正方形形状のＬＥＤブロックに分割するか長方形形状のＬＥＤブロックに分割するかは、ＬＥＤ切り替えグループ毎に独立に決定することができる。
【００３９】
図５（ｂ）の例では、ＬＥＤ５０３，５０５，５０６，５０７，５１１，５１２，５１３，５１４が同じＬＥＤ切り替えグループ５１に属する。また、ＬＥＤ５０７，５０８，５０９，５１０，５１５，５１６，５１７，５１８が同じＬＥＤ切り替えグループ５２に属する。
【００４０】
図５（ａ）の画像データが入力される場合は、バックライト制御部１０５は、ＬＥＤ切り替えグループ５１及び５２を、長方形形状のＬＥＤブロックに分割し、それ以外のＬＥＤ切り替えグループを正方形形状のＬＥＤブロックに分割する。すなわち、バックライト制御部１０５は、ＬＥＤ切り替えグループ５１及び５２は、図４（ａ）のようなスイッチ
の状態にし、残りのＬＥＤ切り替えグループに関しては、図３（ａ）のようなスイッチ状態にする。
【００４１】
すると、図６（ａ）のようにＬＥＤ５０３、５０４、５０５、５０６がＬＥＤブロック６０１を構成し、ＬＥＤ５０７、５０８、５０９、５１０がＬＥＤブロック６０２を構成する。また、ＬＥＤ５１１、５１２、５１３、５１４がＬＥＤブロック６０３を構成し、ＬＥＤ５１５、５１６、５１７、５１８がＬＥＤブロック６０４を構成する。バックライト１１０をこのようなＬＥＤブロックにより分割した場合、図５（ａ）の画像データに応じて各ＬＥＤブロックの輝度を決めると、図６（ｂ）のようにＬＥＤブロック６０１、６０２は低輝度点灯になり、ＬＥＤブロック６０３、６０４は高輝度点灯になる。このようにすると図５（ｃ）の場合と異なり、ＬＥＤ５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０は低輝度点灯となるため、これらのＬＥＤに対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアでの黒浮きを抑えることが出来る。
【００４２】
このように、画像データに応じてＬＥＤ切り替えグループ毎にＬＥＤブロックを設定することで緻密なローカルディミングの制御を行うことが可能になる。なお、以上の実施例ではスイッチの切り替えにより、ＬＥＤ切り替えグループに属する複数のＬＥＤのＬＥＤブロックによる分割方法を２通りに切り替える例を説明した。しかし、スイッチの切り替えにより切り替え可能なＬＥＤブロックによる分割方法の種類数は、３通り以上でも良い。また、ＬＥＤブロックの形状として、正方形（矩形）形状と横長の長方形（ライン）形状を例示した。横長の長方形形状としたのは、バックライトスキャンにおけるスキャン方向と垂直の方向が長手方向になるようにしたためである。なお、縦長の長方形形状（バックライトスキャン方向が横方向の場合）等、他の形状のＬＥＤブロックによるバックライトの分割も考えられる。
【符号の説明】
【００４３】
１０５ バックライト制御部
１０６，１０７，１０８，１０９ ＬＥＤドライバ
１１０ バックライト
２０１，２０２ ＬＥＤ制御用チャンネル
２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９，２１０ ＬＥＤ
２１１，２１２，２１３，２１４ スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明はバックライト装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では画像表示装置としては液晶を用いたものが主流になってきている。液晶パネルは自発光デバイスではないため、画像を表示するためには液晶を裏面から照射するための光源が必要になる。近年ではこの光源としてＬＥＤ（light-emitting diode：発光ダイオード）を用いたものが増えてきている。光源としてＬＥＤを用いることで、消費電力の低減を図ることが可能になると共に、光源の発光の細かい制御が可能になるため様々なメリットが得られる。次にバックライトに関するいくつかの基本的な制御方法について述べる。
【０００３】
輝度調節：液晶表示装置では表示輝度を調節する方法としては、液晶によりバックライトの光の透過率の調整を行う方法と、バックライトの輝度を変化させる方法がある。画面内のコントラスト比を高めるためには、バックライトによって輝度を調整する方法を用いた方が良い。バックライトの輝度を調整する方法として多く用いられる方法としてＰＷＭ（パルス幅変調）が挙げられる。この方法はバックライトを一定周期で点灯と消灯（一定周期で点滅）させ、点灯期間と消灯期間の割合（デューティ比）を変化させることでバックライトの輝度を調整する方法である。ＰＷＭ以外の主なバックライトの輝度の調節方法には、ＬＥＤに流す電流値を増減させる方法等がある。
【０００４】
ムラ補正：ＬＥＤには個体差があり同じ量の電流を流し、同じデューティ比でＰＷＭ制御を行っても輝度に違いが出る事がある。また、温度条件や経年変化等によっても輝度には違いが出てくる。輝度に違いがあるままバックライトとして使用すると表示輝度や表示色度にムラとなって現れる。そこで、ＬＥＤの個体差や温度や経年変化等の諸条件を考慮して、ＬＥＤの制御単位毎に、電流値やＰＷＭのデューティ比を変えることで、画面内の表示輝度や表示色度の均一化を図る技術がムラ補正である。
【０００５】
ローカルディミング：液晶表示装置において、黒を表示するときには液晶シャッターを閉じることによりバックライトの光を遮光することで黒を表現する。しかし、液晶による遮光は十分ではなく、実際には液晶シャッターを閉じていてもわずかに光が漏れて十分な黒の表現が出来ない、いわゆる「黒浮き」が生じる。黒浮きにより画面内のコントラスト比は制限されてしまう。それを解消するための技術がローカルディミングと呼ばれる技術である。これは入力される画像の明暗に合わせて、画面内の領域毎にバックライトの輝度を変更する制御を行うことで黒浮きを抑制して、画面内のコントラスト比を高めることを可能にする技術であり、特許文献１等に開示されている。
【０００６】
バックライトスキャン：液晶パネルは、ブラウン管ディスプレイやプラズマディスプレイ等の自発光ディスプレイに比べると、応答性で劣るため動画表示を行った際に動画ボケが目立つなどの課題があった。そのため今日ではこの課題を解消するための様々な技術が提案されており、その中の一つにバックライトスキャンと呼ばれる技術が存在する。このバックライトスキャンという技術は、液晶の走査（スキャン）に合わせてバックライトを消灯することで、液晶の切り替わりの瞬間を見えなくするようにして、動画ボケの低減を図る技術である。この制御を行う際には、バックライトの点滅周波数は液晶のスキャン周波数（フレーム周波数）と同じにする必要があり、またＰＷＭの点灯と消灯のタイミングは画面内の領域毎に変わることになる。この技術については特許文献２等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１４２４０９号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＬＥＤを用いたバックライトには多数のＬＥＤが配置されておりそれらの全てを制御することが必要である。ＬＥＤの制御には、ＰＷＭ制御機能や電流調整機能を有するＬＥＤドライバが用いられる。一つのＬＥＤドライバは複数の制御用チャンネルを有するものが一般的であり、チャンネル毎にＰＷＭのデューティ比を変えることが出来るＬＥＤドライバが主流である。また、ＬＥＤドライバには複数の制御用チャンネルが備わるとは言え、バックライトに用いられるＬＥＤの数は多いため、１チャンネル当たりに１個のＬＥＤを接続して制御を行うと、多数のＬＥＤドライバが必要になる。ＬＥＤドライバの数が多くなるとコスト増大、基板面積の増大、発熱量の増大といった課題が生じる。
【０００９】
そこで、ＬＥＤドライバの一つのチャンネルに対して、複数個のＬＥＤを接続することで、ＬＥＤドライバの数の削減を図る方法がある。ＬＥＤは同じ電圧をかけた場合でも流れる電流は個体差によりばらつくため一つのチャンネルに対してＬＥＤを並列に接続することは望ましくない。従って、一つのチャンネルに対してＬＥＤを複数個接続する場合には図７に示すようにＬＥＤを直列に接続することが一般的である。このようにして、直接に接続された複数のＬＥＤを制御単位として制御を行うことでＬＥＤドライバの数を削減することが可能になる。
【００１０】
図７ではＬＥＤドライバ７００の第１チャンネル７１０に直列に接続されたＬＥＤ７１１、７１２、７１３、７１４は全て同時に点灯と消灯がなされ、流れる電流量も同じになる。そのため、第１チャンネル７１０に直列に接続されるＬＥＤ毎に個別にＰＷＭのデューティ比や電流量を変えて制御することは出来ない。他のチャンネルに直列接続された複数のＬＥＤについても同様である。よって、直列に接続されたＬＥＤは同じ点灯制御がなされることを考慮した上でＬＥＤの物理的な配置を決める必要がある。
【００１１】
図７のように、ＬＥＤドライバの一つのチャンネルに対して４個のＬＥＤが直列に接続される場合の物理的なＬＥＤの配置例として図８（ａ）、（ｂ）の２種類を考える。ただし、図８では図面が煩雑になるのを避けるため第１チャンネル７１０と第２チャンネル７２０の２チャンネル分のみを示す。
【００１２】
図８（ａ）のように４個のＬＥＤが正方形（矩形）に並べられている場合、バックライトの発光を正方形のＬＥＤブロック毎に制御できるため、ローカルディミングやムラ補正のためのＬＥＤ制御が容易になる。一方で、この配置では、ＬＥＤ７１１、７１３はＬＥＤ７１２、７１４と同時に点灯し、ＬＥＤ７２１、７２３はＬＥＤ７２２、７２４と同時に点灯することになる。そのため、バックライトスキャンを行うと、ＬＥＤ７１２、７１４、７２２、７２４という上のラインと、ＬＥＤ７１１、７１３、７２１、７２３という下のラインのＬＥＤの点灯と消灯との切り替わりのタイミングが同時になる。つまり、２ライン毎にバックライトのスキャンが進行する制御になる。
【００１３】
バックライトスキャンにおいては、ＰＷＭのデューティ比（ＬＥＤの消灯期間）が同じであれば、液晶のスキャン（液晶の切り替わり始め）から、その液晶を照射するバックライトが点灯するまでの時間を、より長く確保出来るようにした方が好ましい。このようにバックライトの消灯と点灯のタイミングを調整することで動画ボケの改善効果を大きくす
ることが可能になる。そのため、バックライトのスキャンがＬＥＤ２ライン毎に進むと、液晶パネル上の位置によっては液晶のスキャンからＬＥＤの点灯の開始までに十分な時間を確保することが出来ないため動画ボケの改善効果を十分に得ることが出来ない。動画ボケの改善の原理については特許文献２等に詳しい。
【００１４】
そこで図８（ｂ）のように同一チャンネルに接続される複数のＬＥＤが横一列に並ぶように配置することを考える。この配置であれば、ＬＥＤ７２１、７２２、７２３、７２４の点灯開始時間とＬＥＤ７１１、７１２、７１３、７１４の点灯開始時間を違うタイミングに変更することが可能である。よって、バックライトスキャンにおいて、ＬＥＤの点灯開始時間を１ライン毎に変えることが出来る。そのため、液晶の切り替わり始めからバックライトが点灯するまでの時間をより長くすることが可能になり、動画ボケの改善効果をより大きくすることが可能である。一方で、このような配置にしたときには、正方形のＬＥＤブロック毎のＬＥＤ制御は行い難くなるため、ローカルディミングやムラ補正のためのＬＥＤ制御には向かない配置であると言える。
【００１５】
また、上記ではＬＥＤドライバの同一チャンネルに接続された複数のＬＥＤが図８（ａ）のような正方形（矩形）配置されている方が一般的にはローカルディミングに適していると述べたが、これも全ての場合に当てはまるわけではない。表示されている画像によっては、ＬＥＤドライバの同一チャンネルに接続された複数のＬＥＤが例えば図８（ｂ）のようなライン（長方形）形状に配置されている方が、より効果の大きいローカルディミングを行えるケースもあり得る。
【００１６】
つまり、従来は、ＬＥＤドライバの同一のチャンネルに接続される複数のＬＥＤの物理的な配置が固定であったため、ローカルディミング、表示ムラ補正、バックライトスキャン等のバックライト制御による効果が十分に得られない場合があった。
【００１７】
本発明は、使用するＬＥＤドライバの数の増大を抑えながら、ローカルディミング、表示ムラ補正、バックライトスキャン等のバックライト制御をより効果的に行うことができるバックライト装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、複数の光源と、
前記光源を駆動する複数の駆動手段と、
を備え、
各駆動手段には複数の光源が接続され、各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光が制御されるバックライト装置であって、
駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるための複数のスイッチと、
前記各スイッチを切り替えることにより、前記複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる制御手段と、
を備えるバックライト装置である。
【００１９】
本発明は、複数の光源と、
前記光源を駆動する複数の駆動手段と、
を備え、
各駆動手段には複数の光源が接続され、
駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるため複数のスイッチを備えるバックライト装置
の制御方法であって、
各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光を制御する工程と、
前記各スイッチを切り替えることにより、前記複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる工程と、
を有するバックライト装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、使用するＬＥＤドライバの数の増大を抑えながら、ローカルディミング、表示ムラ補正、バックライトスキャン等のバックライト制御をより効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図
【図２】実施例１のＬＥＤとスイッチの構成を示す図
【図３】実施例１のスイッチの切り替え方とその時のＬＥＤブロックを示す図
【図４】実施例１のスイッチの切り替え方とその時のＬＥＤブロックを示す図
【図５】実施例２の表示画像とバックライトのＬＥＤブロックを示す図
【図６】実施例２のバックライトのＬＥＤブロックと点灯例を示す図
【図７】従来技術におけるＬＥＤドライバとＬＥＤの接続例を示す図
【図８】従来技術におけるＬＥＤの配置例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施例１）
本発明の第一の実施形態を説明する。図１は実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。画像表示装置１００において、画像入力部１０１より入力された画像データを基に、ＬＣＤ制御部１０２が液晶パネルであるＬＣＤパネル１０３を制御して液晶を配向させることにより、画像データに基づく画像がＬＣＤパネル１０３に表示される。また画像解析部１０４は入力された画像データを解析し、解析結果を基に、バックライト制御部１０５はバックライト１１０の制御方法を決定する。バックライト制御部１０５は、ＬＥＤドライバ１０６、１０７、１０８、１０９にデューティ比や電流量などのバックライト１１０の制御に必要な情報を設定する。ＬＥＤドライバ１０６、１０７、１０８、１０９はバックライト制御部１０５より受け取った情報を基にバックライト１１０の光源であるＬＥＤを駆動する。すなわち、ＬＥＤドライバ１０６、１０７、１０８、１０９はバックライト制御部１０５より受け取った情報を基に、設定されたデューティ比と電流量でもって、一定の周波数の駆動信号でＬＥＤ（発光素子）を点滅させる。またバックライト制御部１０５は必要に応じてバックライト１１０が有するスイッチの切り替えを行う。バックライト１１０のＬＥＤとスイッチについては図２に詳細を示す。画像解析部１０４、バックライト制御部１０５、ＬＥＤドライバ１０６〜１０９、およびバックライト１１０は、バックライト装置（バックライトモジュール）を構成する。ただし、バックライト装置は、画像解析部１０４を含まない構成であってもよい。また、バックライト装置は、画像入力部１０１を含む構成であってもよい。
【００２３】
図２（ａ）は、バックライト１１０を構成するＬＥＤとスイッチの一部を示す図である。ＬＥＤドライバ１０６には、第１制御用チャンネル２０１と第２制御用チャンネル２０２にスイッチ２１１〜２１４を介してＬＥＤ２０３〜２１０が接続されている。各ＬＥＤは、電圧供給端子２１５〜２１７から供給される電圧により点灯する。実際にはＬＥＤドライバ１０６はより多くの制御用チャンネルを有し、さらに多くのＬＥＤを接続すること
が可能であるが、図２（ａ）では図面の煩雑を避けるため図示を省略してある。スイッチ２１１〜２１４は、ＬＥＤドライバの制御用チャンネルとＬＥＤとの接続、ＬＥＤドライバの制御用チャンネルに接続される複数の光源同士であるＬＥＤ同士の接続、およびＬＥＤとＬＥＤへ電力を供給する電源である電圧供給端子との接続を断続する。以下では、第１制御用チャンネル２０１と第２制御用チャンネル２０２の２チャンネル分についてのみの説明を行う。
【００２４】
図２（ｂ）にはＬＥＤ２０３〜２１０を含むバックライト１１０全体のＬＥＤの配置を示す。実際の画像表示装置では画面サイズ等によりバックライト１１０を構成するＬＥＤの数はさらに多くなることが考えられるが、本実施例では簡単のためバックライト１１０は横１２個×縦８個の全９６個のＬＥＤで構成されているとして説明を行う。また、実施例１の画像表示装置は、２つのバックライト制御モードを切り換えることができるものとする。すなわち、ローカルディミング制御やムラ補正制御を優先する「ローカルディミングモード」と、バックライトスキャン制御による動画ボケの低減のための制御を優先する「バックライトスキャンモード」である。
【００２５】
バックライト制御部１０５は、ローカルディミング制御を行う場合、各ＬＥＤブロックの輝度が、各ＬＥＤブロックに対応する領域の画像データに応じた輝度になるようＬＥＤドライバの制御用チャンネルから出力する駆動信号を制御する。
バックライト制御部１０５は、ムラ補正制御を行う場合、各ＬＥＤブロックの輝度が、各ＬＥＤブロックのＬＥＤの発光特性に応じた輝度になるようＬＥＤドライバの制御用チャンネルから出力する駆動信号を制御する。
バックライト制御部１０５は、バックライトスキャン制御を行う場合、各ＬＥＤブロックの点灯及び消灯が、バックライトにより照明される液晶パネルのスキャンに合わせて切り替えられるようＬＥＤドライバの制御用チャンネルから出力する駆動信号を制御する。
【００２６】
バックライト制御モードの選択は、不図示のユーザインターフェースを介してユーザが指定可能な構成であっても良いし、入力画像データに応じてバックライト制御部１０５が最適と判断する制御モードに切り替える構成であっても良い。例えば、静止画像データの場合ローカルディミングモードとし、動画像データの場合バックライトスキャンモードとする。バックライト制御部１０５は、各スイッチの動作を制御する。
【００２７】
「ローカルディミングモード」が選択された場合には、バックライト制御部１０５は、図３（ａ）に示すように各スイッチを所定の位置に切り替える。すなわちバックライト制御部１０５は、スイッチ２１１が右側の端子Ａに接続し、スイッチ２１２、２１３、２１４が左側の端子Ｂに接続するように、各スイッチを切り替える。このようにスイッチが切り替えられると、ＬＥＤ２０８、２０７、２０４、２０３がＬＥＤドライバ１０６の第１制御用チャンネル２０１に直列に接続されるとともに、これらの４個のＬＥＤは電圧供給端子２１５から電圧を供給される。また、ＬＥＤ２１０、２０９、２０６、２０５がＬＥＤドライバ１０６の第２制御用チャンネル２０２に直列に接続されるとともに、これら４個のＬＥＤは電圧供給端子２１７から電圧を供給される。
【００２８】
このときには、図３（ｂ）に示すように、図２（ｂ）におけるＬＥＤ２０３、２０４、２０７、２０８の４個のＬＥＤからＬＥＤブロック３０１が構成され、ＬＥＤ２０５、２０６、２０９、２１０の４個のＬＥＤからＬＥＤブロック３０２が構成される。ＬＥＤブロックは、複数の光源から構成される光源ブロックであり、バックライト１１０は、光源ブロック単位で発光が制御される。すなわち、ＬＥＤブロックは、ＬＥＤの発光の制御単位であり、ＬＥＤブロックを構成する複数のＬＥＤは同一の制御用チャンネルに接続され、同一の発光制御が行われる。ＬＥＤドライバ１０７〜１０９に接続される不図示のスイッチについても同様に切り替える。これにより、図３（ｂ）に示すように、バックライト
１１０は横６個×縦４個の全２４個の正方形（矩形）形状のＬＥＤブロックに分割され、ＬＥＤブロック毎に発光を独立に制御可能になる。このようなＬＥＤブロックの配置は、ローカルディミングやムラ補正に適している。
【００２９】
「バックライトスキャンモード」が選択された場合には、バックライト制御部１０５は、図４（ａ）に示すようにスイッチ２１１が左側の端子Ｂに接続し、スイッチ２１２、２１３、２１４が右側の端子Ａに接続するように、各スイッチを切り替える。このようにスイッチが切り替えられると、ＬＥＤ２０６、２０５、２０４、２０３がＬＥＤドライバ１０６の第１制御用チャンネル２０１に直列に接続されるとともに、これら４個のＬＥＤは電圧供給端子２１６から電圧を供給される。また、ＬＥＤ２１０、２０９、２０８、２０７がＬＥＤドライバ１０６の第２制御用チャンネル２０２に直列に接続されるとともに、これら４個のＬＥＤは電圧供給端子２１７から電圧を供給される。
【００３０】
このときには、図４（ｂ）に示すように、図２（ｂ）におけるＬＥＤ２０７、２０８、２０９、２１０の４個のＬＥＤからＬＥＤブロック４０１が構成され、ＬＥＤ２０３、２０４、２０５、２０６の４個のＬＥＤからＬＥＤブロック４０２が構成される。ＬＥＤドライバ１０７〜１０９に接続される不図示のスイッチについても同様に切り替える。これにより、図４（ｂ）に示すように、バックライト１１０は横３個×縦８個の全２４個の長方形（ライン）形状のＬＥＤブロックに分割され、ＬＥＤブロック毎に発光を独立に制御可能になる。このようなＬＥＤブロックの配置では、バックライトスキャンを行ったときに、点灯開始並びに消灯のタイミングをＬＥＤ１ライン毎に変更することが可能になるため、動画ボケの改善効果が高いバックライトスキャンを行うことができる。
【００３１】
以上のように、本実施例の画像表示装置によればバックライトを分割するＬＥＤブロックの形状がスイッチの切り替えにより正方形（矩形）形状又は長方形（ライン）形状に変化させることができる。よって、ローカルディミング、ムラ補正、バックライトスキャンなどのバックライト制御に応じて上記のスイッチ制御を行うことで最適なＬＥＤブロックを用いて発光制御を行うことができる。従って、より効果的なバックライト制御を行うことが可能になる。また、各ＬＥＤドライバの制御用チャンネルには複数のＬＥＤを直列に接続しているので、使用するＬＥＤドライバの数の増大を抑制しながら、バックライト制御に応じた最適なＬＥＤの発光制御を行うことが可能になる。
なお、ローカルディミング制御時やムラ補正時には、ＬＥＤブロックの形状を正方形形状にする場合を例示したが、正方形形状に限定されるものではなく、バックライトスキャン時の長方形形状よりも正方形に近い矩形形状であればよい。例えば、ローカルディミング制御時やムラ補正時のＬＥＤブロックの形状を、横３個×縦２個のＬＥＤで構成される矩形形状、横２個×縦３個のＬＥＤで構成される矩形形状としてもよい。
【００３２】
（実施例２）
第２の実施例では、実施例１で説明したＬＥＤ及びスイッチの構成を備えた画像表示装置において、より緻密なローカルディミングを行う方法を説明する。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、高輝度画像５０１と低輝度画像５０２とを含む画像データが画像表示装置１００に入力された場合を考える。通常のローカルディミングでは、各ＬＥＤブロックの輝度は、ＬＣＤパネル１０３の各ＬＥＤブロックに対応する表示エリアの画像データの輝度に応じて複数段階の輝度に細かく調節する。しかしここでは、説明の簡略化のために、各ＬＥＤブロックの輝度は対応する表示エリアの画像データの輝度に応じて、「高輝度点灯」と「低輝度点灯」の２段階の輝度に調節するものとする。図５（ａ）の例では、高輝度画像５０１に対応するＬＥＤブロックは高輝度点灯とし、低輝度画像５０２に対応するＬＥＤブロックは低輝度点灯とする。
【００３４】
また、あるＬＥＤブロックに対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアの画像データに高輝度部分と低輝度部分とが混在する場合には、高輝度部分の画像データに合わせてそのＬＥＤブロックの輝度を調節するものとする。図５（ａ）の例では、あるＬＥＤブロックに対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアに高輝度画像５０１と低輝度画像５０２の両方が存在する場合には、そのＬＥＤブロックは高輝度点灯となる。
【００３５】
図５（ｂ）に示すバックライト１１０の各ＬＥＤのうちＬＥＤ５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８は高輝度画像５０１と低輝度画像５０２の境目に当たるためこれらのＬＥＤは高輝度点灯にする必要がある。一方でＬＥＤ５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０は低輝度画像５０２に当たるため、これらのＬＥＤは低輝度点灯にした方が良い。
【００３６】
ところが、全てのＬＥＤドライバの全ての制御用チャンネルに接続されたスイッチを図３（ａ）の状態に切り替え、図３（ｂ）に示すようなＬＥＤブロックになっていた場合には、ＬＥＤ５０３、５０４はＬＥＤ５１１、５１２と同じＬＥＤブロック５１９に属する。ＬＥＤブロック５１９に対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアには、高輝度画像５０１と低輝度画像５０２の両方が存在するため、ＬＥＤブロック５１９は高輝度点灯となる。同様に、ＬＥＤブロック５２０、５２１、５２２はそれぞれ高輝度点灯がなされることになる。そうすると、ＬＥＤ５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０は高輝度点灯となるが、これらのＬＥＤに対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアに表示される画像は低輝度画像である。そのため、この表示エリアでは黒浮きが目立ってしまう可能性ある。
【００３７】
そこで本実施例では、バックライト制御部１０５は、画像データに応じて、ＬＥＤ切り替えグループ毎にスイッチの切り替え方を変更する。これにより、バックライト制御部１０５は、正方形（矩形）形状のＬＥＤブロックと長方形（ライン）形状のＬＥＤブロックが混在し、最適なバックライトの点灯状態となるようにバックライト１１０を制御する。なお、ＬＥＤ切り替えグループとは、スイッチによりその接続状態が切り替えられる所定数（ここでは２個）の制御用チャンネル、この制御用チャンネルに接続される電圧供給端子及びＬＥＤのグループである。図２（ａ）の例では、制御用チャンネル２０１，２０２，ＬＥＤ２０３〜２１０、スイッチ２１１〜２１４，電圧供給端子２１５〜２１７が１つのＬＥＤ切り替えグループである。
【００３８】
本実施例では、図２（ｂ）において太枠線で示した、横４個×縦２個の全８個のＬＥＤがそれぞれＬＥＤ切り替えグループであるとする。１つのＬＥＤ切り替えグループを構成する８個のＬＥＤは、スイッチの切り替えにより、横２個×縦２個のＬＥＤからなる正方形形状のＬＥＤブロック２個に分割されるか、又は、横４個×縦１個のＬＥＤからなる長方形形状のＬＥＤブロック２個に分割される。１つのＬＥＤ切り替えグループを構成する８個のＬＥＤを正方形形状のＬＥＤブロックに分割するか長方形形状のＬＥＤブロックに分割するかは、ＬＥＤ切り替えグループ毎に独立に決定することができる。
【００３９】
図５（ｂ）の例では、ＬＥＤ５０３，５０５，５０６，５０７，５１１，５１２，５１３，５１４が同じＬＥＤ切り替えグループ５１に属する。また、ＬＥＤ５０７，５０８，５０９，５１０，５１５，５１６，５１７，５１８が同じＬＥＤ切り替えグループ５２に属する。
【００４０】
図５（ａ）の画像データが入力される場合は、バックライト制御部１０５は、ＬＥＤ切り替えグループ５１及び５２を、長方形形状のＬＥＤブロックに分割し、それ以外のＬＥＤ切り替えグループを正方形形状のＬＥＤブロックに分割する。すなわち、バックライト制御部１０５は、ＬＥＤ切り替えグループ５１及び５２は、図４（ａ）のようなスイッチ
の状態にし、残りのＬＥＤ切り替えグループに関しては、図３（ａ）のようなスイッチ状態にする。
【００４１】
すると、図６（ａ）のようにＬＥＤ５０３、５０４、５０５、５０６がＬＥＤブロック６０１を構成し、ＬＥＤ５０７、５０８、５０９、５１０がＬＥＤブロック６０２を構成する。また、ＬＥＤ５１１、５１２、５１３、５１４がＬＥＤブロック６０３を構成し、ＬＥＤ５１５、５１６、５１７、５１８がＬＥＤブロック６０４を構成する。バックライト１１０をこのようなＬＥＤブロックにより分割した場合、図５（ａ）の画像データに応じて各ＬＥＤブロックの輝度を決めると、図６（ｂ）のようにＬＥＤブロック６０１、６０２は低輝度点灯になり、ＬＥＤブロック６０３、６０４は高輝度点灯になる。このようにすると図５（ｃ）の場合と異なり、ＬＥＤ５０３、５０４、５０５、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０は低輝度点灯となるため、これらのＬＥＤに対応するＬＣＤパネル１０３の表示エリアでの黒浮きを抑えることが出来る。
【００４２】
このように、画像データに応じてＬＥＤ切り替えグループ毎にＬＥＤブロックを設定することで緻密なローカルディミングの制御を行うことが可能になる。なお、以上の実施例ではスイッチの切り替えにより、ＬＥＤ切り替えグループに属する複数のＬＥＤのＬＥＤブロックによる分割方法を２通りに切り替える例を説明した。しかし、スイッチの切り替えにより切り替え可能なＬＥＤブロックによる分割方法の種類数は、３通り以上でも良い。また、ＬＥＤブロックの形状として、正方形（矩形）形状と横長の長方形（ライン）形状を例示した。横長の長方形形状としたのは、バックライトスキャンにおけるスキャン方向と垂直の方向が長手方向になるようにしたためである。なお、縦長の長方形形状（バックライトスキャン方向が横方向の場合）等、他の形状のＬＥＤブロックによるバックライトの分割も考えられる。
【符号の説明】
【００４３】
１０５ バックライト制御部
１０６，１０７，１０８，１０９ ＬＥＤドライバ
１１０ バックライト
２０１，２０２ ＬＥＤ制御用チャンネル
２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９，２１０ ＬＥＤ
２１１，２１２，２１３，２１４ スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
前記光源を駆動する複数の駆動手段と、
を備え、
各駆動手段には複数の光源が接続され、各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光が制御されるバックライト装置であって、
駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるための複数のスイッチと、
前記各スイッチを切り替えることにより、前記複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる制御手段と、
を備えるバックライト装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記光源ブロックの形状を、正方形形状から長方形形状へ、または長方形形状から正方形形状へ変化させる請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記制御手段は、各光源ブロックの輝度が、各光源ブロックに対応する領域の画像データに応じた輝度になるよう前記駆動手段を制御するローカルディミング制御を行う場合、光源ブロックの形状が正方形形状になるように前記スイッチを切り替える請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記制御手段は、各光源ブロックの輝度が、各光源ブロックの光源の発光特性に応じた輝度になるよう前記駆動手段を制御して複数の光源ブロックの間の輝度のばらつきを低減するムラ補正制御を行う場合、光源ブロックの形状が正方形形状になるように前記スイッチを切り替える請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記制御手段は、各光源ブロックの点灯及び消灯が、前記バックライト装置により照明される液晶パネルのスキャンに合わせて切り替えられるよう前記駆動手段を制御するバックライトスキャン制御を行う場合、光源ブロックの形状がスキャン方向に垂直の方向が長手方向となる長方形形状になるように前記スイッチを切り替える請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記スイッチは、所定数の駆動手段及び当該駆動手段に接続される複数の光源からなるグループ毎に設けられ、各グループに属するスイッチが所定の位置に切り替えられることにより、各グループに属する複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段が、各グループに属する駆動手段のうちの異なる駆動手段に切り替えられる請求項１〜５のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記スイッチの切り替えは、グループ毎に独立に行われる請求項６に記載のバックライト装置。
【請求項８】
前記制御手段は、各光源ブロックの輝度が、各光源ブロックに対応する領域の画像データに応じた輝度になるよう前記駆動手段を制御するローカルディミング制御を行う場合、画像データに応じてグループ毎に前記スイッチの切り替えを行う請求項７に記載のバックライト装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のバックライト装置と、
前記バックライト装置により照明される液晶パネルと、
を備える画像表示装置。
【請求項１０】
複数の光源と、
前記光源を駆動する複数の駆動手段と、
を備え、
各駆動手段には複数の光源が接続され、
駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるための複数のスイッチを備えるバックライト装置の制御方法であって、
各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光を制御する工程と、
前記各スイッチを切り替えることにより、前記複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる工程と、
を有するバックライト装置の制御方法。
【請求項１】
複数の光源と、
前記光源を駆動する複数の駆動手段と、
を備え、
各駆動手段には複数の光源が接続され、各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光が制御されるバックライト装置であって、
駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるための複数のスイッチと、
前記各スイッチを切り替えることにより、前記複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる制御手段と、
を備えるバックライト装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記光源ブロックの形状を、正方形形状から長方形形状へ、または長方形形状から正方形形状へ変化させる請求項１に記載のバックライト装置。
【請求項３】
前記制御手段は、各光源ブロックの輝度が、各光源ブロックに対応する領域の画像データに応じた輝度になるよう前記駆動手段を制御するローカルディミング制御を行う場合、光源ブロックの形状が正方形形状になるように前記スイッチを切り替える請求項２に記載のバックライト装置。
【請求項４】
前記制御手段は、各光源ブロックの輝度が、各光源ブロックの光源の発光特性に応じた輝度になるよう前記駆動手段を制御して複数の光源ブロックの間の輝度のばらつきを低減するムラ補正制御を行う場合、光源ブロックの形状が正方形形状になるように前記スイッチを切り替える請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項５】
前記制御手段は、各光源ブロックの点灯及び消灯が、前記バックライト装置により照明される液晶パネルのスキャンに合わせて切り替えられるよう前記駆動手段を制御するバックライトスキャン制御を行う場合、光源ブロックの形状がスキャン方向に垂直の方向が長手方向となる長方形形状になるように前記スイッチを切り替える請求項３に記載のバックライト装置。
【請求項６】
前記スイッチは、所定数の駆動手段及び当該駆動手段に接続される複数の光源からなるグループ毎に設けられ、各グループに属するスイッチが所定の位置に切り替えられることにより、各グループに属する複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段が、各グループに属する駆動手段のうちの異なる駆動手段に切り替えられる請求項１〜５のいずれか１項に記載のバックライト装置。
【請求項７】
前記スイッチの切り替えは、グループ毎に独立に行われる請求項６に記載のバックライト装置。
【請求項８】
前記制御手段は、各光源ブロックの輝度が、各光源ブロックに対応する領域の画像データに応じた輝度になるよう前記駆動手段を制御するローカルディミング制御を行う場合、画像データに応じてグループ毎に前記スイッチの切り替えを行う請求項７に記載のバックライト装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のバックライト装置と、
前記バックライト装置により照明される液晶パネルと、
を備える画像表示装置。
【請求項１０】
複数の光源と、
前記光源を駆動する複数の駆動手段と、
を備え、
各駆動手段には複数の光源が接続され、
駆動手段と光源との接続、駆動手段に接続される複数の光源同士の接続、光源と光源へ電力を供給する電源との接続を切り替えるための複数のスイッチを備えるバックライト装置の制御方法であって、
各駆動手段が、接続される複数の光源を同一の駆動信号で駆動することにより、同一の駆動手段に接続される複数の光源から構成される光源ブロック単位で発光を制御する工程と、
前記各スイッチを切り替えることにより、前記複数の光源のうちの少なくとも一部の光源の接続される駆動手段を変化させ、各駆動手段に接続される光源から構成される光源ブロックの形状を変化させる工程と、
を有するバックライト装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５４１９５（Ｐ２０１３−５４１９５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１９３９（Ｐ２０１１−１９１９３９）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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