バックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置
【課題】低価格で高品質の映像表示を得ると共に低消費電力化が実現できるバックライトと液晶表示装置。
【解決手段】光源として、白色、赤色、緑色及び／又は青色を含む最小単位ｍ×ｎ（ｍ、ｎは自然数）個のユニットから構成された複数の発光ダイオードを用い、液晶表示パネルを背面から照らすバックライト装置であって、発光ダイオードをユニット単位で駆動する駆動手段と、ユニットを複数まとめてブロックとするブロック設定手段と、映像信号の輝度を検出する輝度検出手段と、ブロック単位で発光ダイオードの輝度を独立して制御する輝度制御手段と、を有し、前記ブロックの大きさを、任意に設定変更可能なスイッチ手段を含むとともに、輝度検出手段により検出された映像信号の輝度に基づいてブロックの大きさを設定するとともに，各発光ダイオードの駆動電流を独立して変え、前記ブロックの大きさに応じてブロック単位で発光ダイオードの輝度を制御する。
【解決手段】光源として、白色、赤色、緑色及び／又は青色を含む最小単位ｍ×ｎ（ｍ、ｎは自然数）個のユニットから構成された複数の発光ダイオードを用い、液晶表示パネルを背面から照らすバックライト装置であって、発光ダイオードをユニット単位で駆動する駆動手段と、ユニットを複数まとめてブロックとするブロック設定手段と、映像信号の輝度を検出する輝度検出手段と、ブロック単位で発光ダイオードの輝度を独立して制御する輝度制御手段と、を有し、前記ブロックの大きさを、任意に設定変更可能なスイッチ手段を含むとともに、輝度検出手段により検出された映像信号の輝度に基づいてブロックの大きさを設定するとともに，各発光ダイオードの駆動電流を独立して変え、前記ブロックの大きさに応じてブロック単位で発光ダイオードの輝度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示パネルの背面に光を照射する発光ダイオードを使用したバックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置に関し、特に高画質の映像を安価に実現するための発光ダイオードの構成及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた透過型の液晶表示パネルを背面側からバックライト装置にて照明することでカラー映像を表示させる方式が主流となっている。また、バックライトには、従来から蛍光管を使ったCCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp）が多く用いられていたが、環境問題から水銀の使用が制限されてきており、水銀を使用しているCCFLに変わる光源として発光ダイオードLED（Light Emitting Diode）が使用されつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この液晶パネル用バックライト装置は、光源の配置によってエッジ型と直下型との２つに大別される。エッジ型は、液晶パネルの背面側の直下に導光板を配し、導光板の側面部に光源を配置させるタイプで、主として携帯電話やノートパソコンの表示用など比較的小型の液晶パネルに用いられている。また、直下型は液晶パネルの背面側の直下に光源を配置させるタイプで、エッジ型より光利用率がよくまた軽量化も可能なため、大型の液晶パネルに用いられつつある。
【０００４】
また、発光ダイオードを光源に用いる直下型バックライト装置においては、その光源と
して白色発光ダイオードを用いる方式と、３原色の赤色光、緑色光、青色光を発光する発
光ダイオードを用いてその混色によって白色光を得る方式がある。
【０００５】
しかし、このような構成による発光ダイオードを用いたバックライト装置においては、
従前のCCFLを用いたバックライト装置と同様に、液晶表示装置の使用時には常に高輝度で点灯させており、更なる低消費電力化が求められている。そのため特許文献２のように、バックライトを複数のサブユニットに分割して、サブユニット毎に輝度を調整することによって低消費電力を図る提案がなされている。
【０００６】
また、一般に発光ダイオードは輝度、色度ともにバラツキが大きな半導体デバイスであ
るため、無作為に使用しては、輝度ムラ、色度ムラが大きく画質を損ねるために発光ダイ
オードの選別が必要となる。バラツキのある発光ダイオードを無駄なく利用する方法とし
て、例えば特許文献３が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９１３１１号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１４９０号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献２のように、バックライトを独自に輝度調整できる複数のサブユニットに分割して、前記サブユニットに対応する表示画面エリアの輝度を調整する場合、分割されたサブユニットの発光ダイオードの数が例えばｍ×ｎ等固定のため、サブユニットの大きさを変えることは出来ず、独立して輝度調整できる表示画面のエリアも固定されてしまう。しかし、映像信号の内容によっては、表示画面の輝度を変化させたいエリアの大きさや場所は当然異なるため、上述の特許文献２のように、独立して輝度を変える表示画面のエリアが固定されていると、最適な映像を再現することが困難である等の問題がある。
【０００９】
また、バックライト用に比較的電力の大きい発光ダイオードを小数使用した場合、発光ダイオードのバラツキによる輝度ムラの影響が無視できず、発光ダイオードを選別するか、或いは特許文献３のように何らかの輝度ムラの対策をする必要が発生するためコストアップの要因となるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の点に鑑み、バックライトとして、小電力（０．１〜０．５ワット程度）の発光ダイオードを多数配置し、かつ任意の複数の近接する発光ダイオードをユニット単位としてまとめて、ユニット単位で独立して輝度を制御できるようにすることによって、映像信号の内容に合った表示画面の輝度が得られるようにし、例えば暗い映像信号の部分に対応する表示画面のエリアのバックライトを暗くすることで低消費電力化が図れると共に、最適な映像が得られる液晶バックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置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】
【００１１】
上記目的を達成するため、第１の発明に係るバックライト装置（２００、２００ａ）は、光源として、白色発光ダイオード（１１）、赤色発光ダイオード（１２）、緑色発光ダイオード（１３）及び／又は青色発光ダイオード（１４）を含む複数の発光ダイオード（１６）を用い、液晶表示パネル（２６０）を背面から照らすバックライト装置（２００、２００ａ）であって、
前記複数の発光ダイオード（１６）は、最小単位ｍ×ｎ（ｍ、ｎは自然数）個のユニットから構成され、
前記発光ダイオード（１６）を前記ユニット単位で駆動する駆動手段（１７３、１７４）と、
前記ユニットを複数まとめてブロックとするブロック設定手段（１５０、１５０ａ）と、
映像信号の輝度を検出する輝度検出手段（１４０）と、
前記ブロック単位で前記発光ダイオード（１６）の輝度を独立して制御する輝度制御手段（１６０）と、を有し、
前記ブロック設定手段（１５０、１５０ａ）は、前記発光ダイオード（１６）の最小単位であるユニットを複数まとめた前記ブロックの大きさを、任意に設定変更可能なスイッチ手段（ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹ）を含むとともに、前記輝度検出手段（１４０）により検出された前記映像信号の輝度に基づいて、前記ブロック設定手段（１５０、１５０ａ）はブロックの大きさを設定し、
前記複数の発光ダイオード（１６）は、各々がＸドライバー（９１、１０１、１１１）とＹドライバー（９２、１０２、１１２）に接続され、該Ｙドライバー（９２、１０２、１１２）で水平方向に延在するライン単位で前記発光ダイオード（１６）を選択し、選択されたライン上にある水平方向の各発光ダイオード（１６）の駆動電流を前記Ｘドライバー（９１、１０１、１１１）で独立して変えることにより、前記輝度制御手段（１６０）は、前記ブロック設定手段（１５０、１５０ａ）で設定されたブロックの大きさに応じて前記ブロック単位で前記発光ダイオード（１６）の輝度を制御することを特徴とするバックライト装置。
【００１２】
これにより、必要に応じて発光ダイオードの駆動単位を最小ユニットとしたり、これらを幾つかまとめてブロック単位としたりすることができ、状況に応じて柔軟な駆動方式を採用することができる。
【００１３】
さらに、バックライトとして小電力の発光ダイオードを多数使用することによって、表示画面の或エリアを照射する発光ダイオードの数が大電力発光ダイオードを小数使用する場合と比較して多くなるため、発光ダイオードの輝度のバラツキが平均化され、発光ダイオードの輝度バラツキによる影響を軽減することができるという利点がある。
【００１４】
また、スイッチ切替によりブロック設定を任意に切り替えることができ、簡素な制御で種々の状況に応じた適切なブロック単位で発光ダイオードの駆動制御を行うことができる。
【００１５】
また、映像信号の内容に合った表示画面の輝度が得られるようにすることができ、例えば、暗い映像信号の部分に対応する表示画面のエリアのバックライトを暗くすることで低消費電力化が図れると共に、最適な映像を得ることができる。
【００１６】
更に、映像信号の輝度に応じてブロックの大きさを設定することができる。例えば、低輝度の領域が固まって存在する部分を含む映像信号の場合には、その領域の大きさに合うようにブロックの大きさを設定し、その領域のバックライト装置による輝度を下げるようにすれば、省電力化を図ることが可能となる。
【００１７】
また、輝度調整及び色温度の調整を容易に行うことができるとともに、適切な発光ダイオードを組み合わせてバックライト装置の光源を構成することができる。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明に係るバックライト装置（２００，２００ａ）において、
前記Ｘドライバー（９１、１０１、１１１）及び前記Ｙドライバー（９２、１０２、１１２）は、前記ブロック毎に独立して制御可能に分割されて設けられたことを特徴とする。
【００１９】
第３の発明に係る液晶表示装置（３００）は、第１又は２の発明に係るバックライト装置（２００、２００ａ）を有し、
前記バックライト装置（２００、２００ａ）の前面に対向して配置され、前記バックライト装置（２００、２００ａ）により背面から照らされて画像を表示する液晶表示パネル（２６０）と、
前記液晶表示パネル（２６０）を駆動するソースドライバ（２４０）及びゲートドライバ（２５０）と、
前記ソースドライバ（２４０）及び前記ゲートドライバ（２５０）の駆動を制御する液晶パネル制御回路（２３０）と、を有することを特徴とする。
【００２０】
これにより、低消費電力化を図りつつ、液晶表示パネルに高精細な画像を表示することができる。
【００２１】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、映像信号の内容に応じて、例えば表示画面の暗いエリアに対応するバックライトの輝度を下げることによって低消費電力化が実現できる。また、輝度ムラを軽減することができるためバックライトの低価格化が図れるので、特に大型液晶テレビやモニター等への実用的効果は大きい。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２４】
本発明を実現するための最良の形態の例として、以下にバックライトの光源として白色発光ダイオードを使用する場合について説明する。図１は、最小単位であるユニットとして、白色発光ダイオード１１を１個（１×１）とした場合の発光ダイオードの配列を示した図である。本実施例に係るバックライト装置においては、例えば、図１のように比較的小電力の白色発光ダイオード１１をバックライトの全面にほぼ均等に多数配置する。また、図２は発光ダイオードの配列の別の実施例を示すが、本発明は、図１及び図２に示す発光ダイオードの配列に限るものではない。
【００２５】
次に、発光ダイオードの最小単位であるユニットを複数まとめてブロック化する場合について説明する。図３は、前記白色発光ダイオード１１の６×５ユニットを１つのブロック３１とし、バックライトを３×３＝９のブロックに分けた場合の様子を示した図である。映像信号の輝度が図３の同一ブロック内で大きな輝度の差がなく、かつブロック間で輝度の差があるような場合には、バックライト全体をこの図３のようなブロック３１に分割して、各ブロックを映像信号の輝度に応じて明るさを制御する。つまり、輝度が大きいブロック３１については、バックライトの輝度を高くし、輝度が小さいブロック３１については、バックライトの輝度を小さくするような制御を行う。また、図４は別のブロック分割の例を示した図である。図４においては、表示画面の上部と下部は２ブロック４１に分割するが中央部は３つのブロック４２に分割した例を示す。このように映像信号の内容、例えば映像信号の輝度に応じてバックライト全体を複数の任意のブロック３１、４１、４２に分割し、分割された各ブロック単位で発光ダイオードの輝度を制御し、映像信号の暗いところはバックライトの輝度を下げることになるので、バックライトの消費電力を軽減することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記のようにバックライトをブロック分割して、前記分割されたブロック間で輝度が異なる場合に、その境界で生じる輝度変化を目立たないように軽減させることも可能である。例えば、あるブロック３１、４１、４２の輝度が明るく、それに隣接したブロック３１、４１、４２の輝度が暗いとすると、前記輝度の明るいブロック３１、４１、４２の境界近傍の白色発光ダイオード１１の輝度は徐々に暗くし、反対に輝度の暗いブロック３１、４１、４２の境界近傍の白色発光ダイオード１１を徐々に明るくするなどである。これは、小電力の白色発光ダイオード１１を多数配置しているために可能となるのである。
【００２７】
図５は、比較参照例として、大電力の発光ダイオード５１を小数使用したバックライト装置を示した図である。本発明によれば、図１のようにバックライト用光源として小電力の白色発光ダイオード１１を多数使用するため、図５のように大電力の発光ダイオード５１を小数使用するバックライトと比較して、ある表示画面内の発光ダイオード１１の数が多いため、個々の発光ダイオード１１の輝度バラツキが平均化されるので、輝度バラツキの影響を軽減することが出来る。
【００２８】
図６は、バックライト用発光ダイオード１１の最小単位のユニットが、複数個の発光ダイオードから構成された場合の一例を示した図である。これまで、バックライト用発光ダイオードの最小単位であるユニットとして、１×１＝1個の白色発光ダイオード１１から構成される場合について説明したが、図６に示すようにｍ×ｎ個（m、nは自然数）の複数個の発光ダイオードも含んだ単位としてもよい。この場合は、ｍ×ｎ個のユニットを最小単位として、複数のユニットをまとめて任意のブロック化を行うことになる。即ち映像信号の内容に応じたブロック化を行い、各ブロック内に含まれる発光ダイオード１１の輝度を一括して独立して制御すればよい。
【００２９】
本発明の別の実施例として、バックライト装置は、図７に示すように複数個の構成としてもよい。図７はバックライトを４つの構成（７１、７２、７３、７４）とした場合の例を示した図である。このようにバックライトを複数個に分割することによって、分割されたバックライト基板内の発光ダイオードの数及び配線は少なくなるので、前記１枚のバックライト基板の明るさを制御する回路は簡単になる。バックライトを分割しないか或いは何個に分割するかは液晶パネルの大きさと発光ダイオードの数及び発光ダイオードの制御回路によって決めればよい。
【００３０】
これまで、白色発光ダイオード１１を例に挙げて説明したが、図８に示すようにカラー発光ダイオード１５を用いてもよい。図８は、カラー発光ダイオード１５を含む発光ダイオード１６の配置の一例を示した図である。図８（ａ）は、カラー発光ダイオード１５として、赤色（R）発光ダイオード１２、緑色（G）発光ダイオード１３、青色（B）発光ダイオード１４の各１個を１組とした場合の例を示す。なお、以後、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４のいずれかから構成される発光ダイオードを総称してカラー発光ダイオード１５と表記し、更に白色ダイオード１１を含めた場合、又は発光ダイオードの発光色を規定しない場合には発光ダイオード１６と表記するものとする。
【００３１】
図８（ａ）において、上段の図はインライン配列の場合を、下段の図はデルタ配列の場合の例を示した図である。図８（ｂ）は、カラー発光ダイオード１５に赤色（R）発光ダイオード１２、青色（B）発光ダイオード１４を各１個、緑色（G）発光ダイオード１３を2個含み、これを１組とした場合の例を示した図である。更に別の例として、図８（ｃ）は、白色（W）発光ダイオード１１を２個、赤色（R）発光ダイオード１２、緑色（G）発光ダイオード１３、青色（B）発光ダイオード１４各１個を１組とした場合の例を示した図であり、図８（ｄ）は白色発光ダイオード１１を2個、赤色（R）発光ダイオード１２、緑色（G）発光ダイオード１３、青色（B）発光ダイオード１４を各１個１組とした別の例を示した図である。なお、カラー発光ダイオードの組み合わせは、上述の例に限るものではない。
【００３２】
また、図１乃至図７において、白色発光ダイオード１１を適用した例を挙げて説明したが、これらは、総てカラー発光ダイオード１５又は白色発光ダイオード１１も含めた種々の組み合わせからなる発光ダイオード１６について、総て適用することができる。
【００３３】
次に、本発明を適用した実施例によるバックライト装置の発光ダイオード１６の駆動について以下に説明する。図９は発光ダイオード１６の駆動方法の一実施例を示した図である。図９において、Xドライバー９１は多数配列されている発光ダイオード１６の水平方向の駆動回路で、Yドライバー９２は垂直方向の駆動回路を示す。この構成において、各発光ダイオード１６は独立して各々が前記Ｘドライバー９１と前記Ｙドライバー９２に接続されているので、発光ダイオード１個単位で独立して明るさを制御することができる。しかし、大型液晶パネルのように発光ダイオード１６の数が多いと、発光ダイオード１６の駆動回路（ＬＳＩ）の出力端子の数と配線の数が多くなる。前記駆動回路の出力端子の数を減らすためには、図７に示すようにバックライトをいくつかに分割することで、１つの駆動回路の受け持つ発光ダイオード１６の数を減らし、前記駆動回路の出力端子数及び配線数を減らすことができる。
【００３４】
図１０は、発光ダイオード１６を駆動する別の実施例を示した図である。図１０において、発光ダイオード１６の駆動は、点線で囲ったように、垂直方向に所定間隔で列をなし、水平方向に延在するライン単位で発光ダイオード１６を選択し、前記選択されたライン上にある水平方向の各発光ダイオード１６を個別に制御する。具体的には、図１０において垂直方向の或ラインをYドライバー１０２によってオンに、その他のラインはすべてオフにすれば、前記オンにしたライン上の水平方向に配置された各発光ダイオード１６は、Xドライバー１０１を介して独立して任意に駆動電流を変えることができる。つまり、この場合には、水平方向に延在する各ラインが発光ダイオード１６の最小単位のユニットを構成していることになる。
【００３５】
例えば、垂直方向の配列において、第１のラインＹ１がオンでその他のラインがすべてオフとすると、前記第１のラインＹ１だけが有効となり前記第１のラインＹ１上の各発光ダイオード１６について、独立して電流の制御ができる。次に、第２のラインＹ２をオンにしその他のラインをオフにすると、前記第２のラインＹ２だけが有効になり、前記第２のラインＹ２上の各発光ダイオード１６を独立して制御出来る。以下同じように、第３のラインＹ３、第４ラインＹ４と順次上のラインから下のラインに走査する。上述のような構成にすることで、発光ダイオード１６の駆動回路及び配線が簡単になると共に、発光ダイオード１６を順次点灯させるため同時点灯時と比較して消費電力を低減できるメリットがある。
【００３６】
しかし、上述の方法では、発光ダイオード１６の点灯がライン順次の時分割駆動となるため、ライン数が多いとデューティサイクルが小さくなって暗くなる場合がある。例えば、大型液晶パネルのように発光ダイオード１６の数が多くなってライン数が多い場合には、バックライト全体の輝度が小さくなってしまうという現象が生じてしまう場合がある。
【００３７】
そこで、このような場合には、全体の複数の発光ダイオード１６を、複数のユニットをまとめたブロック単位で分割し、１つの駆動回路の担当領域を狭くするとよい。図１１は、本実施例に係るブロック分割を行ったバックライト装置を示した図である。図１１に示すように、駆動回路を垂直方向にいくつかに分割して、前記分割されたブロックごとに独立して制御出来るようにする。図１１は垂直方向に２つに分割した例を示すが、同図において、垂直方向は分割された第１のYドライバー１１２と第２のYドライバー１１４が独立して制御できるようにし、水平方向も分割された第１のＸドライバー１１１と第２のＸドライバー１１３を独立して制御できるようにする。このようにすれば、実質的にライン数を半減できるので、各ラインを点灯させるデューティサイクルも半分になり発光ダイオード１６の明るさは２倍になる。さらに、各発光ダイオード１６の配線も簡素化される。
【００３８】
次に、図１２を用いて、本発明を適用した実施例によるライン順次方式の場合について、水平駆動回路を含めた全体の動作について説明する。図１２は、本実施例に係るバックライト装置の発光ダイオード１６及びその駆動手段の構成の一例を示した図である。なお、発光ダイオード１６は、図１２においては、その行と列の位置を表現するため、個々の発光ダイオード１６をＤｉｊ（ｉ、ｊは自然数）という表記を用いて表すものとする。説明を簡単にするため、図１２（ａ）のように、ライン数が３本で各ラインに発光ダイオード１６が３個配置されている場合を例とする。この場合、発光ダイオード１６の最小単位のユニットが、３×３＝９個の発光ダイオード１６で構成されていると考えてもよい。図１２（ａ）は、本実施例に係るバックライト装置の発光ダイオード１６、水平方向駆動回路（Ｘドライバー）１２１及び垂直方向駆動回路（Ｙドライバー）１２２の構成の一例を示した図である。図１２（ａ）において、垂直方向駆動回路Ｙドライバー１２２のラインＹ１は、発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のカソードと接続され、同じようにラインＹ２は発光ダイオードＤ２１、Ｄ２２、Ｄ２３のカソードと、ラインＹ３は発光ダイオードＤ３１、Ｄ３２、Ｄ３３のそれぞれカソードと接続されている。また、水平方向駆動回路Xドライバー１２１内の駆動回路１は、発光ダイオードＤ１１、Ｄ２１、Ｄ３１と接続されている。同じように、発光ダイオードＤ１２、Ｄ２２、Ｄ３２は駆動回路２と接続され、発光ダイオードＤ１３、Ｄ２３、Ｄ３３は駆動回路３と接続される。なお、図１２（ｂ）はリングカウンタの回路を示した図であり、図１２（ｃ）はその各部の波形とタイミングを示した図である。図１２（ｃ）に示すように、入力されたクロックによって順次Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２がオンする。
【００３９】
つまり、図１２（ｂ）において、Ｄ−フリップフロップ１２５及びＮＯＲゲート１２６によりリングカウンタの順序回路が構成されている。Ｄ−フリップフロップ１２５は、クロック入力が０から１に変化するときにＱの値をＤに変化させ、それ以外は値を保持し続けるフリップフロップであり、図１２（ｂ）においては、クロック入力端子がローレベルアクティブ端子となっているので、クロック信号が１から０に変化するときに、上述のような出力及び記憶動作をする。図１２（ｂ）において、初期値をＱ０＝１、Ｑ１＝０、Ｑ２＝０としておけば（以下、この状態を「１００」と表記する。）、ローレベルのクロック入力がある度に、出力は０１０、００１、１００、０１０、・・・周期的に変化するので、図１２（ｃ）に示すような出力となる。例えば、リングカウンタを用いたこのような動作により、図１２（ａ）のＹラインは選択される。
【００４０】
図１２（ａ）において、ラインＹ１が選択されると、ドライブアンプ１２４のトランジスタＴ１がオンとなって、ラインＹ１上の発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のカソードは全て接地される。一方発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のアノードは、それぞれ駆動回路１、駆動回路２、駆動回路３と接続されており、前記各駆動回路は独立して各発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３へ供給する電流を制御することが出来るので、ラインＹ１上の発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３の明るさをそれぞれ独立して変えることが出来る。以下、同じようにラインＹ２、Ｙ３を順次選択することによって、垂直方向にはライン単位で、水平方向には発光ダイオード単位でバックライトの明るさを制御することが可能となる。また、前記駆動回路１、駆動回路２、及び駆動回路３は、定電流回路やパルス幅変調回路ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）を用いるのが一般的である。なお、本発明は、上述の回路に限定されるものでない。
【００４１】
次に、図１３を用いて、発光ダイオード１６をライン順次で点灯する別の実施例として、最初に奇数ラインを順次点灯し、次に偶数ラインを順次点灯する方法について説明する。図１３は、本実施例に係るバックライト装置の発光ダイオード１６及びその駆動手段の構成の一例を示した図である。なお、説明を簡単にするため、図１３（ａ）のように発光ダイオードを水平方向に８個、垂直方向に４個配列した場合を例に挙げて説明する。発光ダイオード１６の最小構成単位であるユニットが、８×４＝３２個である場合と考えてもよい。図１３（ａ）は、８×４の発光ダイオード１６と前記発光ダイオード１６を駆動するための水平方向Ｘドライバー１３１及び垂直方向Ｙドライバー１３２の関係を示した図である。同図において、垂直方向に最初は奇数ラインＹ１、Ｙ３を順次点灯し、その後偶数ラインＹ２、Ｙ４を順次点灯させる。
【００４２】
垂直方向にラインを順次選択する方法の具体的な実施例を図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）を用いて説明する。図１３（ｂ）は、Ｙドライバー１３２の内部構成の一例を示した図である。図１３（ｂ）において、Ｙドライバー１３２は、リングカウンタ回路１３３と、ドライブアンプ１３４とを備える。
【００４３】
図１３（ｃ）は、４段のリングカウンタ回路１３３を示した図である。図１３（ｃ）におけるリングカウンタ回路１３３は、４個のＤ−フリップフロップ１３５と、１個のＮＯＲゲート１３６とを備える。図１３（ｃ）のリングカウンタ回路１３３は、図１２（ｂ）のリングカウンタ回路１２３と比較して、Ｄ−フリップフロップ１３５が１段増えただけであり、その動作は図１２（ｂ）で説明した内容と同様であるので、その説明を省略する。
【００４４】
図１３（ｄ）は、リングカウンタ回路１３３の動作を示したタイミングチャートである。前記リングカウンタ回路１３３は、図１３（ｄ）に示す波形とタイミングのように動作する。前記リングカウンタ１３３の出力を図１３（ｂ）の回路のようにドライブアンプ１３４を介して各ラインと接続すれば、図１３（ｄ）の右に示すタイミングで前記各ラインを駆動することになり、テレビジョンにおける飛び越し走査のように最初は奇数ラインを、次に偶数ラインを順次点灯する。なお、本発明は、ラインを順次選択する方法としてリングカウンタ１２３、１３３に限定されるものではない。
【００４５】
上述のように最初は奇数ラインを次に偶数ラインを点灯させる方法は、上から下へライン順次に点灯させた場合と比較して１本おきではあるが２倍の早さで表示画面全体を上から下へ点灯させることができるので、発光ダイオード点灯の繰り返し周波数を低くすることが出来る。
【００４６】
次に、今まで説明した個別の動作を前提として、図１４を用いて、本発明を適用した実施例に係るバックライト装置の全体構成について説明する。図１４は、本実施例に係るバックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置の全体構成の一例を示した図である。
【００４７】
図１４において、本実施例に係るバックライト装置２００は、輝度検出手段１４０と、ブロック設定手段１５０と、輝度制御手段１６０と、バックライト駆動手段１７０と、バックライト基板１８０とを備える。また、本実施例に係るバックライト装置２００の適用対象である液晶表示装置３００は、映像信号処理回路２１０と、メモリ２２０と、液晶パネル制御回路２３０と、ソースドライバ２４０と、ゲートドライバ２５０と、液晶表示パネル２６０とを備える。
【００４８】
まず、液晶表示装置３００の説明を行う。映像信号処理回路２１０は、映像信号の入力があったときに、映像信号を画像表示するために必要な処理を行う回路である。メモリ２２０は、処理が施された映像信号を一時記憶するための記憶手段である。液晶パネル制御回路２３０は、液晶表示パネル２６０の画像表示を制御するための回路であり、直接的には、ソースドライバ２４０とゲートドライバ２５０の駆動を制御し、例えば、水平同期と垂直同期のタイミングを制御したりする動作を行う。ソースドライバ２４０は、液晶表示パネル２６０の画素を構成する薄膜トランジスタのソースを駆動するための駆動用ＩＣ（Integrated Circuit、集積回路）であり、ソースにデータ信号を供給する。また、ゲートドライバ２５０は、上述の薄膜トランジスタのゲートを駆動するための駆動用ＩＣであり、ゲートにアドレス信号（順次走査信号）を供給する。液晶表示パネル２６０は、入力された映像を表示用画面に画像表示する手段であり、バックライト装置２００の前面に対向して配置され、ソースドライバ２４０及びゲートドライバ２５０に駆動されるとともに、背面からバックライト装置２００に照らされることにより、画像表示を行う。
【００４９】
次に、本実施例に係るバックライト装置２００の説明を行う。映像信号処理回路２１０に入力された映像信号は、メモリ２２０を経て輝度検出手段１４０に入力される。輝度検出手段１４０は、映像信号の輝度を検出し、解析して把握するための手段である。輝度検出手段１４０は、例えば、輝度ヒストグラムや、平均輝度を利用することにより、映像信号における輝度分布等を検出する。
【００５０】
図１５は、輝度検出手段１４０で検出される輝度ヒストグラム及び平均輝度の一例を示した図である。図１５において、横軸は輝度〔ｃｄ／ｍ２〕、縦軸は頻度が示されている。また、平均輝度ＡＰＬが同様に示されている。例えば、明るい映像であれば、輝度の高い領域の頻度が高い特性を示すし、暗い映像であれば、輝度の低い左側の領域の頻度が高くなる特性を示す。これを、例えば所定のユニット毎に算出するようにすれば、ユニットの輝度分布や輝度平均ＡＰＬを把握することができる。輝度検出手段１４０は、例えば、このような手法により映像信号の輝度検出を行う。なお、輝度検出の手法は、映像信号中の輝度を把握できる手法であれば、種々の手法が適用されてよい。
【００５１】
図１４に戻る。ブロック設定手段１５０は、輝度検出手段１４０で検出された輝度情報に基づいて、ブロックの大きさ及び組み合わせパターンを定めるとともに、ブロック変更の切り替え制御を行う。ブロック設定手段１５０は、例えば、輝度検出手段１４０で検出された輝度情報から、ある領域の映像の輝度が周囲と比較して低い場合に、その輝度の低い領域に含まれる発光ダイオード１６のユニットをまとめてブロック化する演算処理を行う。例えば、ユニット毎又は各画素に対応する映像信号の輝度が検出されたら、隣接するユニット同士で輝度差分を算出し、輝度差分が所定値以下のユニット同士をまとめるような演算処理を行うようにしてもよい。ブロック設定手段１５０は、このような演算処理が可能な所定の電子回路や、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備え、プログラムにより動作するマイクロコンピュータとして構成されてもよい。
【００５２】
また、ブロック設定手段１５０は、映像信号内の大面積部の占める割合や、高周波数成分の多少に基づいて、分割領域を設定し、ブロック化を行うようにしてもよい。例えば、映像信号内において、被表示対象が大きく、大面積部を構成し、その割合が高い場合には、大面積部を含むように、大きなブロック化を行い、ブロック化された領域の輝度が、被表示対象物の輝度に応じた適切な制御が可能となるようなブロック化を行ってよい。また、映像信号内で、高周波成分が多く含まれる領域が存在する場合には、その領域は、眩しい状態で表示されたり、ノイズが多くなったりすることが考えられるので、高周波成分が多く含まれる領域でブロック化を行い、輝度を絞る対応が可能となるようなブロック化を行うようにしてもよい。更に、これらの映像信号内の大面積部の占める割合と、高周波成分の多少に基づく判定は、両者を組み合わせて行うようにしてもよい。
【００５３】
また、ブロック設定手段１５０は、そのようなブロック設定の演算処理を行った後、バックライト駆動手段が所定のブロックとして動作するように接続切り替えのためのスイッチ切り替え動作を行う。この点については、後述する。
【００５４】
輝度制御手段１６０は、ブロック設定手段１５０によって定められた各ブロックについて、独立して輝度制御を行う手段である。輝度制御手段１６０は、輝度検出手段１４０で検出した輝度分布を含む輝度情報及びブロック設定手段１５０が設定したブロック化の情報に基づいて、各ブロックを各々適切な輝度で駆動するように制御を行う。つまり、映像信号の輝度が低い領域のブロックは、低い輝度で発光ダイオード１６を駆動するように制御して省電力化を図り、映像信号の輝度が高い領域に含まれるブロックは、高い輝度で発光ダイオード１６を駆動するように制御する。発光ダイオード１６の輝度の調整は、例えば、バックライト駆動手段に含まれる駆動回路が定電流回路である場合には、供給する電流で輝度を調整するようにし、駆動回路がパルス幅変調（ＰＷＭ）回路の場合には、デューティ比を調整することにより、輝度の調整を行うようにすればよい。
【００５５】
また、輝度制御手段１６０は、上述のように、映像信号内の大面積部の占める割合に基づいてブロック化を行った場合には、ブロック化された領域の被表示対象物の映像信号の輝度に基づいて、これが適切に表示されるような輝度制御を行ってよい。また、高周波成分が多いか少ないかに基づいてブロック化が行われた場合には、例えば、高周波成分の多い場合には、輝度を下げて絞り気味に制御し、眩しさやノイズを防ぐように制御してもよい。逆に、高周波成分が少ない場合には、例えば、通常の映像の輝度に応じた発光ダイオード１６の輝度制御を行うようにしてもよい。これらの制御は、組み合わせることができ、例えば、大面積を占める被表示対象物が高輝度であれば、基本的にはそれに応じて発光ダイオード１６も高輝度に制御を行うが、同時に高周波成分が多く検出されている場合には、そのままの輝度では視聴者が眩しさを感じる可能性が高いので、若干輝度を下げるような補正制御を行うことも可能となる。このように、輝度制御手段１６０は、ブロック化された領域について、映像信号の内容に応じた適切かつ多様な制御を行うことができる。
【００５６】
バックライト駆動手段１７０は、バックライト基板１８０に配置された発光ダイオード１６を駆動して発光させるための手段であり、ＸドライバーやＹドライバー等が含まれる。バックライト駆動手段１７０は、発光ダイオード１６の最小単位のユニットを駆動するための駆動回路を備え、かつ、それらが周囲のユニットと連結して大きなブロックを構成できるような構成となっている。この点の詳細については、後述する。
【００５７】
バックライト基板１８０は、発光ダイオード１６が面上に複数備えられ、発光ダイオード１６により光を液晶表示パネル２６０の裏面に照射するための手段である。よって、バックライト基板１８０は、発光ダイオード１６を支持するとともに、これらの配置を定める役割を有している。
【００５８】
次に、図１６乃至図１９を用いて、このような全体構成を有するバックライト装置２００において、バックライト駆動手段１７０のブロック切り替えの際の動作について説明する。
【００５９】
図１６は、本実施例に係るバックライト装置２００ａのバックライト基板１８０ａ及びバックライト駆動手段１７０ａの構成の一例を示した図である。図１６において、発光ダイオード１６の最小単位であるユニットは、３×３＝９個の発光ダイオード１６で構成されている。そして、そのようなユニットが、４×４＝１６個分、バックライト基板１８０ａに備えられている。また、発光ダイオード１６を駆動するＸドライバー１７１及びＹドライバー１７２が備えられている。以下、このようなユニット構成を有するバックライト基板１８０ａを備えたバックライト装置２００ａを例に挙げて説明する。
【００６０】
図１７は、図１６に示したバックライト装置２００ａにつき、最小単位の３×３＝９個の発光ダイオード１６を含むユニットが、２×２で隣接してバックライト基板１８０ａに配置された状態を示した図である。図１７において、本実施例に係るバックライト装置２００ａのバックライト基板１８０ａには、ユニットＵ１〜Ｕ４が２行２列で配置されており、各々のユニットＵ１〜Ｕ４に対して、Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４が設けられている。また、バックライト装置２００ａは、各ユニットＵ１〜Ｕ４間で、隣接するユニットＵ１〜Ｕ４同士を接続又は非接続に切り替え可能なユニット間スイッチＳＷＸ、ＳＷＹを、各々のユニットＵ１〜Ｕ４間で３個ずつ備え、合計３×４＝１２個備えている。また、バックライト装置２００ａは、Ｘ列については、駆動回路１〜６に接続するＸドライバー接続スイッチＤＳＸを６個備えており、Ｙ行についても、トランジスタＴ１〜Ｔ６に接続するＹドライバー接続スイッチＤＳＹを６個備えている。また、バックライト装置２００ａは、これらのスイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹを制御するブロック設定手段１５０ａを備えている。
【００６１】
図１７において、Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４の構成及び動作は、図１２（ａ）で説明した水平方向駆動回路１２１及び垂直方向駆動回路１２２と同様であるので、その説明を省略する。Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニットは、第１のユニットＵ１については、最初から接続されており、第２のユニットＵ２については、Ｙドライバー接続スイッチＤＳＹ１〜ＤＳＹ３をオンとして閉じることにより、個別制御が可能な状態となる。同様に、第３のユニットＵ３については、Ｘドライバー接続スイッチＤＳＸ１〜ＤＳＸ３をオンとすることにより、Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４の双方に個別接続された状態となる。また、第４のユニットＵ４については、Ｘドライバー接続スイッチＤＳＸ４〜ＤＳＸ６及びＹドライバー接続スイッチＤＳＹ４〜ＤＳＹ６をオンとすることにより、Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４と接続され、ユニットＵ４の個別制御が可能となる。このように、図１７の実施例に係るバックライト装置２００ａは、各ユニットＵ１〜Ｕ４を駆動する駆動回路で各々個別に駆動が可能な構成となっている。発光ダイオード１６を、最小単位のユニットＵ１〜Ｕ４単位で駆動したい場合には、総てのＸドライバー接続スイッチＤＳＸ１〜ＤＳＸ６及び総てのＹドライバー接続スイッチＤＳＹ１〜ＤＳＹ６をオンとし、かつ総てのユニット間スイッチＳＷＸ、ＳＷＹをオフとすることにより、そのような状態で各発光ダイオード１６の駆動を行うことができる。なお、このようなスイッチ切り替えは、ブロック設定手段１５０ａで行うようにしてよい。
【００６２】
逆に、ユニットを複数にまとめて、ブロック単位で発行ダイオード１６を駆動させたい場合には、まとめたいユニット間スイッチＳＷＸ、ＳＷＹをオンとし、まとめたＸ行又はＹ列でＸドライバーユニット１７３又はＹドライバーユニット１７４が重複する場合に、ドライバー接続スイッチＤＳＸ、ＤＳＹをオフとして切り離し、ブロックの各Ｘ行及びＹ列について、接続されたＸドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４が１つずつとなるように制御すればよい。
【００６３】
例えば、第１のユニットＵ１と第２のユニットＵ２をまとめてブロック化したい場合には、ユニット間スイッチＳＷＹ１〜ＳＷＹ３をオンとし、ドライバー接続スイッチＤＳＹ１〜ＤＳＹ３をオフとすればよい。このとき、同時に第３のユニットＵ３と第４のユニットＵ４もブロック化するスイッチ切り替えを行えば、上段と下段の２つのブロックで分割された状態となる。また、例えば、第１のユニットＵ１と第３のユニットＵ３をまとめてブロック化したい場合には、ユニット間スイッチＳＷＸ１〜ＳＷＸ３をオンとし、ドライバー接続スイッチＤＳＸ１〜ＤＳＸ３をオフに切り替えればよい。このとき、第２のユニットＵ２と第４のユニットＵ４をブロックとするスイッチ切り替えを行えば、左右の２つのブロックに全体が分割された状態となる。そして、このようなスイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹの切り替えは、ブロック設定手段１５０ａの制御で行うようにしてよい。
【００６４】
このように、本実施例に係るバックライト装置２００ａによれば、スイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹの切り替え制御により、ユニットＵ１〜Ｕ４の個別制御としたり、隣接する複数のユニットＵ１〜Ｕ４をまとめてブロック化して各ブロックで独立して制御したりすることができ、映像信号の内容、例えば映像信号の輝度に応じてユニットＵ１〜Ｕ４をまとめてブロックとし、ブロック単位で制御することが可能となる。
【００６５】
なお、スイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹは、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ半導体のスイッチング素子を用いてもよいし、リレーのようなスイッチを用いてもよい。ブロック設定手段１５０ａで制御が容易なように、用途に応じて適切なスイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹを用いるようにしてよい。
【００６６】
また、図１７においては、説明の容易にため、２×２の簡素な例を挙げて説明しているが、ユニットＵ１〜Ｕ４の個数を増やしても、同様に適用することができる。
【００６７】
次に、図１８を用いて、図１７におけるユニットＵ１〜Ｕ４をＸ列方向にまとめてブロック化する際の、リングカウンタ回路１７５の構成及び動作について説明する。図１８は、本実施例に係るバックライト装置２００ａのリングカウンタ回路１７５の構成の一例を示した図である。
【００６８】
図１８において、リングカウンタ回路１７５は、Ｄ−フリップフロップ１７７と、全体用ＮＯＲゲート１７８と、個別用ＮＯＲゲート１７９とを備える。図１８において、出力端子Ｑ０〜Ｑ２が１つのユニットを構成し、出力端子Ｑ３〜Ｑ５が１つのユニットを構成している。同様に出力端子Ｑ６〜Ｑ８も１つのユニットを構成するが、紙面の都合でＱ６のみ示している。出力端子Ｑ２〜Ｑ６には、全体用ＮＯＲゲート１７９への入力の接続又は非接続を切り替えるスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が設けられている。そして、各ユニット間には、選択スイッチＳＳＷが設けられている。選択スイッチＳＳＷは、各ユニットを切り離して独立とするＩ端子と、ユニット間を接続してグループ化するＧ端子が選択可能となっている。また、各ユニットでリセット信号が入力可能なように、リセットスイッチＲＳＷも設けられている。
【００６９】
かかる構成のリングカウンタ回路１７５において、各ユニットにおいて、個別に発光ダイオード１６を駆動させる場合には、選択スイッチＳＳＷをＩ端子側に接続するとともに、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を総てオフとすればよい。これにより、各ユニットは切り離され、出力端子Ｑ１〜Ｑ６の入力は、出力端子Ｑ０〜Ｑ２の出力は全体ＮＯＲゲート１７８にのみ入力され、出力端子Ｑ３〜Ｑ５及び出力端子Ｑ６〜Ｑ８の出力は、各々のユニットに備えられた個別ＮＯＲゲート１７９にのみ入力される構成となる。これにより、各ユニット間で順序回路は循環し、個別に各ユニット内で１の出力は循環して繰り返されることになる。
【００７０】
次に、理解の容易のために、例えば、出力端子Ｑ０〜Ｑ２を第１のユニットＵ１用のＹドライバーユニット１７４内のリングカウンタ１７５とし、出力端子Ｑ３〜Ｑ５を第３のユニットＵ３用のＹドライバーユニット１７４内のリングカウンタ１７５であると仮定する。ここで、選択スイッチＳＳＷをＧ側に接続し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４をオンとすると、第１のユニットＵ１と第３のユニットＵ３が接続され、両ユニットは１つのグループにまとめられる。つまり、クロック入力は、第１のユニットＵ１のＤ−フリップフロップ１７７と第３のユニットＵ３のＤ―フリップフロップ１７７に共通に入力される。また、個別ＮＯＲゲート１７９は接続されず、各出力端子Ｑ０〜Ｑ５は、総て全体用ＮＯＲゲート１７８に入力されることになる。よって、出力端子Ｑ０〜Ｑ５で大きなループを作り、この中で１の順次出力を循環して繰り返すことになる。
【００７１】
図１９は、図１８のリングカウンタ回路１７５の動作を示したタイミングチャートである。図１９に示すように、出力端子Ｑ０から出力端子Ｑ５まで順次１の出力がシフトし、出力端子Ｑ５から１が出力されたら、出力端子Ｑ０に戻ってまた順次シフトを繰り返している。このように、スイッチＳＳＷ、ＳＷ１〜ＳＷ４の切り替えにより、順序回路の出力もブロック化することができる。
【００７２】
図１８に戻る。図１８において、スイッチＳＳＷ、ＳＷ１〜ＳＷ４の切り替えも、図１７に示したスイッチ設定手段１５０ａにより、スイッチＳＷＸ、ＤＳＸの切り替えと同時に行うようにすればよい。これにより、電気的接続のみならず、順次走査についてもブロック化を行うことができる。
【００７３】
なお、図１８において、リセットスイッチＲＳＷは、ユニットＵ１〜Ｕ４間で個別にリセットパルスも制御する場合は必要であるが、リセットパルスまでは個別化する必要が無い場合には、設けなくてもよい。また、図１８においても、説明と理解の容易のため、ユニットＵ１、Ｕ３を用いて説明を行ったが、もっと多数のユニットをブロック化の対象とできることは言うまでもない。
【００７４】
このように、本実施例に係るバックライト装置２００ａによれば、最小単位で構成されたユニットについて、隣接するユニット間でまとめてブロックとし、ブロック単位で輝度制御を行うことにより、映像信号の内容に応じた適切な輝度制御を行うことが可能となる。これにより、暗い映像信号のブロックは輝度を下げて低消費電力化を図るとともに、明るい輝度のブロックは輝度を上げて高品質の画像を表示させることができる。
【００７５】
なお、図１７乃至図１９で説明した内容は一例に過ぎず、その他の手段によりブロック化を実現してもよい。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明によるバックライト装置における発光ダイオードの配列を示す図である。
【図２】本発明によるバックライト装置における発光ダイオードの別の配列を示す図である。
【図３】本発明によるバックライト装置のブロック分割を説明するための図である。
【図４】本発明によるバックライト装置の別のブロック分割を説明するための図である。
【図５】従来の比較的大電力の発光ダイオードを使用した場合を説明するための図である。
【図６】本発明によるバックライト装置において、最小単位であるユニットの構成を説明するための図である。
【図７】本発明によるバックライト装置において、バックライトを複数に分割した場合を説明する図である。
【図８】本発明によるバックライト装置において、光源としてカラー発光ダイオードを使用した場合の例を説明するための図である。
【図９】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードの配列と駆動の関係を説明するための図である。
【図１０】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードをライン単位で駆動する例を説明する図である。
【図１１】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードをライン単位で駆動する別の例を説明する図である。
【図１２】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードの駆動回路の動作を説明するための図である。
【図１３】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードの別の駆動回路の動作を説明する図である。
【図１４】本実施例に係るバックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置の全体構成の一例を示した図である。
【図１５】輝度ヒストグラム及び平均輝度の一例を示した図である。
【図１６】バックライト基板１８０及びバックライト駆動手段１７０の構成の一例を示した図である。
【図１７】発光ダイオード１６を含むユニットが、隣接してバックライト基板１８０ａに配置された状態を示した図である。
【図１８】リングカウンタ回路１７５の構成の一例を示した図である。
【図１９】リングカウンタ回路１７５の動作を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１１、１２、１３、１４、１５、１６、５１ 発光ダイオード
３１、４１、４２ 領域分割されたブロック
７１、７２、７３、７４ バックライトの分割
９１、１０１、１１１、１１３、１２１、１３１、１７１ 水平方向駆動回路（Xドライバー）
９２、１０２、１１２、１１４、１２２、１３２、１７２ 垂直方向駆動回路（Yドライバー）
１２３、１３３、１７５ リングカウンタ
１２４、１３４、１７６ ドライブアンプ
１２５、１７７ Ｄ−フリップフロップ
１２６、１７８、１７９ ＮＯＲゲート
１４０ 輝度検出手段
１５０ ブロック設定手段
１６０ 輝度制御手段
１７０、１７０ａ 駆動手段
１７３ Ｘドライバーユニット
１７４ Ｙドライバーユニット
１８０ バックライト基板
２００ バックライト装置
２１０ 映像信号処理回路
２２０ メモリ
２３０ 液晶パネル制御回路
２４０ ソースドライバ
２５０ ゲートドライバ
２６０ 液晶パネル
３００ 液晶表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示パネルの背面に光を照射する発光ダイオードを使用したバックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置に関し、特に高画質の映像を安価に実現するための発光ダイオードの構成及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示装置は、カラーフィルタを備えた透過型の液晶表示パネルを背面側からバックライト装置にて照明することでカラー映像を表示させる方式が主流となっている。また、バックライトには、従来から蛍光管を使ったCCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp）が多く用いられていたが、環境問題から水銀の使用が制限されてきており、水銀を使用しているCCFLに変わる光源として発光ダイオードLED（Light Emitting Diode）が使用されつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この液晶パネル用バックライト装置は、光源の配置によってエッジ型と直下型との２つに大別される。エッジ型は、液晶パネルの背面側の直下に導光板を配し、導光板の側面部に光源を配置させるタイプで、主として携帯電話やノートパソコンの表示用など比較的小型の液晶パネルに用いられている。また、直下型は液晶パネルの背面側の直下に光源を配置させるタイプで、エッジ型より光利用率がよくまた軽量化も可能なため、大型の液晶パネルに用いられつつある。
【０００４】
また、発光ダイオードを光源に用いる直下型バックライト装置においては、その光源と
して白色発光ダイオードを用いる方式と、３原色の赤色光、緑色光、青色光を発光する発
光ダイオードを用いてその混色によって白色光を得る方式がある。
【０００５】
しかし、このような構成による発光ダイオードを用いたバックライト装置においては、
従前のCCFLを用いたバックライト装置と同様に、液晶表示装置の使用時には常に高輝度で点灯させており、更なる低消費電力化が求められている。そのため特許文献２のように、バックライトを複数のサブユニットに分割して、サブユニット毎に輝度を調整することによって低消費電力を図る提案がなされている。
【０００６】
また、一般に発光ダイオードは輝度、色度ともにバラツキが大きな半導体デバイスであ
るため、無作為に使用しては、輝度ムラ、色度ムラが大きく画質を損ねるために発光ダイ
オードの選別が必要となる。バラツキのある発光ダイオードを無駄なく利用する方法とし
て、例えば特許文献３が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９１３１１号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１４９０号公報
【特許文献３】特開２００６−１３３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献２のように、バックライトを独自に輝度調整できる複数のサブユニットに分割して、前記サブユニットに対応する表示画面エリアの輝度を調整する場合、分割されたサブユニットの発光ダイオードの数が例えばｍ×ｎ等固定のため、サブユニットの大きさを変えることは出来ず、独立して輝度調整できる表示画面のエリアも固定されてしまう。しかし、映像信号の内容によっては、表示画面の輝度を変化させたいエリアの大きさや場所は当然異なるため、上述の特許文献２のように、独立して輝度を変える表示画面のエリアが固定されていると、最適な映像を再現することが困難である等の問題がある。
【０００９】
また、バックライト用に比較的電力の大きい発光ダイオードを小数使用した場合、発光ダイオードのバラツキによる輝度ムラの影響が無視できず、発光ダイオードを選別するか、或いは特許文献３のように何らかの輝度ムラの対策をする必要が発生するためコストアップの要因となるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の点に鑑み、バックライトとして、小電力（０．１〜０．５ワット程度）の発光ダイオードを多数配置し、かつ任意の複数の近接する発光ダイオードをユニット単位としてまとめて、ユニット単位で独立して輝度を制御できるようにすることによって、映像信号の内容に合った表示画面の輝度が得られるようにし、例えば暗い映像信号の部分に対応する表示画面のエリアのバックライトを暗くすることで低消費電力化が図れると共に、最適な映像が得られる液晶バックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置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】
【００１１】
上記目的を達成するため、第１の発明に係るバックライト装置（２００、２００ａ）は、光源として、白色発光ダイオード（１１）、赤色発光ダイオード（１２）、緑色発光ダイオード（１３）及び／又は青色発光ダイオード（１４）を含む複数の発光ダイオード（１６）を用い、液晶表示パネル（２６０）を背面から照らすバックライト装置（２００、２００ａ）であって、
前記複数の発光ダイオード（１６）は、最小単位ｍ×ｎ（ｍ、ｎは自然数）個のユニットから構成され、
前記発光ダイオード（１６）を前記ユニット単位で駆動する駆動手段（１７３、１７４）と、
前記ユニットを複数まとめてブロックとするブロック設定手段（１５０、１５０ａ）と、
映像信号の輝度を検出する輝度検出手段（１４０）と、
前記ブロック単位で前記発光ダイオード（１６）の輝度を独立して制御する輝度制御手段（１６０）と、を有し、
前記ブロック設定手段（１５０、１５０ａ）は、前記発光ダイオード（１６）の最小単位であるユニットを複数まとめた前記ブロックの大きさを、任意に設定変更可能なスイッチ手段（ＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹ）を含むとともに、前記輝度検出手段（１４０）により検出された前記映像信号の輝度に基づいて、前記ブロック設定手段（１５０、１５０ａ）はブロックの大きさを設定し、
前記複数の発光ダイオード（１６）は、各々がＸドライバー（９１、１０１、１１１）とＹドライバー（９２、１０２、１１２）に接続され、該Ｙドライバー（９２、１０２、１１２）で水平方向に延在するライン単位で前記発光ダイオード（１６）を選択し、選択されたライン上にある水平方向の各発光ダイオード（１６）の駆動電流を前記Ｘドライバー（９１、１０１、１１１）で独立して変えることにより、前記輝度制御手段（１６０）は、前記ブロック設定手段（１５０、１５０ａ）で設定されたブロックの大きさに応じて前記ブロック単位で前記発光ダイオード（１６）の輝度を制御することを特徴とするバックライト装置。
【００１２】
これにより、必要に応じて発光ダイオードの駆動単位を最小ユニットとしたり、これらを幾つかまとめてブロック単位としたりすることができ、状況に応じて柔軟な駆動方式を採用することができる。
【００１３】
さらに、バックライトとして小電力の発光ダイオードを多数使用することによって、表示画面の或エリアを照射する発光ダイオードの数が大電力発光ダイオードを小数使用する場合と比較して多くなるため、発光ダイオードの輝度のバラツキが平均化され、発光ダイオードの輝度バラツキによる影響を軽減することができるという利点がある。
【００１４】
また、スイッチ切替によりブロック設定を任意に切り替えることができ、簡素な制御で種々の状況に応じた適切なブロック単位で発光ダイオードの駆動制御を行うことができる。
【００１５】
また、映像信号の内容に合った表示画面の輝度が得られるようにすることができ、例えば、暗い映像信号の部分に対応する表示画面のエリアのバックライトを暗くすることで低消費電力化が図れると共に、最適な映像を得ることができる。
【００１６】
更に、映像信号の輝度に応じてブロックの大きさを設定することができる。例えば、低輝度の領域が固まって存在する部分を含む映像信号の場合には、その領域の大きさに合うようにブロックの大きさを設定し、その領域のバックライト装置による輝度を下げるようにすれば、省電力化を図ることが可能となる。
【００１７】
また、輝度調整及び色温度の調整を容易に行うことができるとともに、適切な発光ダイオードを組み合わせてバックライト装置の光源を構成することができる。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明に係るバックライト装置（２００，２００ａ）において、
前記Ｘドライバー（９１、１０１、１１１）及び前記Ｙドライバー（９２、１０２、１１２）は、前記ブロック毎に独立して制御可能に分割されて設けられたことを特徴とする。
【００１９】
第３の発明に係る液晶表示装置（３００）は、第１又は２の発明に係るバックライト装置（２００、２００ａ）を有し、
前記バックライト装置（２００、２００ａ）の前面に対向して配置され、前記バックライト装置（２００、２００ａ）により背面から照らされて画像を表示する液晶表示パネル（２６０）と、
前記液晶表示パネル（２６０）を駆動するソースドライバ（２４０）及びゲートドライバ（２５０）と、
前記ソースドライバ（２４０）及び前記ゲートドライバ（２５０）の駆動を制御する液晶パネル制御回路（２３０）と、を有することを特徴とする。
【００２０】
これにより、低消費電力化を図りつつ、液晶表示パネルに高精細な画像を表示することができる。
【００２１】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、映像信号の内容に応じて、例えば表示画面の暗いエリアに対応するバックライトの輝度を下げることによって低消費電力化が実現できる。また、輝度ムラを軽減することができるためバックライトの低価格化が図れるので、特に大型液晶テレビやモニター等への実用的効果は大きい。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００２４】
本発明を実現するための最良の形態の例として、以下にバックライトの光源として白色発光ダイオードを使用する場合について説明する。図１は、最小単位であるユニットとして、白色発光ダイオード１１を１個（１×１）とした場合の発光ダイオードの配列を示した図である。本実施例に係るバックライト装置においては、例えば、図１のように比較的小電力の白色発光ダイオード１１をバックライトの全面にほぼ均等に多数配置する。また、図２は発光ダイオードの配列の別の実施例を示すが、本発明は、図１及び図２に示す発光ダイオードの配列に限るものではない。
【００２５】
次に、発光ダイオードの最小単位であるユニットを複数まとめてブロック化する場合について説明する。図３は、前記白色発光ダイオード１１の６×５ユニットを１つのブロック３１とし、バックライトを３×３＝９のブロックに分けた場合の様子を示した図である。映像信号の輝度が図３の同一ブロック内で大きな輝度の差がなく、かつブロック間で輝度の差があるような場合には、バックライト全体をこの図３のようなブロック３１に分割して、各ブロックを映像信号の輝度に応じて明るさを制御する。つまり、輝度が大きいブロック３１については、バックライトの輝度を高くし、輝度が小さいブロック３１については、バックライトの輝度を小さくするような制御を行う。また、図４は別のブロック分割の例を示した図である。図４においては、表示画面の上部と下部は２ブロック４１に分割するが中央部は３つのブロック４２に分割した例を示す。このように映像信号の内容、例えば映像信号の輝度に応じてバックライト全体を複数の任意のブロック３１、４１、４２に分割し、分割された各ブロック単位で発光ダイオードの輝度を制御し、映像信号の暗いところはバックライトの輝度を下げることになるので、バックライトの消費電力を軽減することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、前記のようにバックライトをブロック分割して、前記分割されたブロック間で輝度が異なる場合に、その境界で生じる輝度変化を目立たないように軽減させることも可能である。例えば、あるブロック３１、４１、４２の輝度が明るく、それに隣接したブロック３１、４１、４２の輝度が暗いとすると、前記輝度の明るいブロック３１、４１、４２の境界近傍の白色発光ダイオード１１の輝度は徐々に暗くし、反対に輝度の暗いブロック３１、４１、４２の境界近傍の白色発光ダイオード１１を徐々に明るくするなどである。これは、小電力の白色発光ダイオード１１を多数配置しているために可能となるのである。
【００２７】
図５は、比較参照例として、大電力の発光ダイオード５１を小数使用したバックライト装置を示した図である。本発明によれば、図１のようにバックライト用光源として小電力の白色発光ダイオード１１を多数使用するため、図５のように大電力の発光ダイオード５１を小数使用するバックライトと比較して、ある表示画面内の発光ダイオード１１の数が多いため、個々の発光ダイオード１１の輝度バラツキが平均化されるので、輝度バラツキの影響を軽減することが出来る。
【００２８】
図６は、バックライト用発光ダイオード１１の最小単位のユニットが、複数個の発光ダイオードから構成された場合の一例を示した図である。これまで、バックライト用発光ダイオードの最小単位であるユニットとして、１×１＝1個の白色発光ダイオード１１から構成される場合について説明したが、図６に示すようにｍ×ｎ個（m、nは自然数）の複数個の発光ダイオードも含んだ単位としてもよい。この場合は、ｍ×ｎ個のユニットを最小単位として、複数のユニットをまとめて任意のブロック化を行うことになる。即ち映像信号の内容に応じたブロック化を行い、各ブロック内に含まれる発光ダイオード１１の輝度を一括して独立して制御すればよい。
【００２９】
本発明の別の実施例として、バックライト装置は、図７に示すように複数個の構成としてもよい。図７はバックライトを４つの構成（７１、７２、７３、７４）とした場合の例を示した図である。このようにバックライトを複数個に分割することによって、分割されたバックライト基板内の発光ダイオードの数及び配線は少なくなるので、前記１枚のバックライト基板の明るさを制御する回路は簡単になる。バックライトを分割しないか或いは何個に分割するかは液晶パネルの大きさと発光ダイオードの数及び発光ダイオードの制御回路によって決めればよい。
【００３０】
これまで、白色発光ダイオード１１を例に挙げて説明したが、図８に示すようにカラー発光ダイオード１５を用いてもよい。図８は、カラー発光ダイオード１５を含む発光ダイオード１６の配置の一例を示した図である。図８（ａ）は、カラー発光ダイオード１５として、赤色（R）発光ダイオード１２、緑色（G）発光ダイオード１３、青色（B）発光ダイオード１４の各１個を１組とした場合の例を示す。なお、以後、赤色発光ダイオード１２、緑色発光ダイオード１３及び青色発光ダイオード１４のいずれかから構成される発光ダイオードを総称してカラー発光ダイオード１５と表記し、更に白色ダイオード１１を含めた場合、又は発光ダイオードの発光色を規定しない場合には発光ダイオード１６と表記するものとする。
【００３１】
図８（ａ）において、上段の図はインライン配列の場合を、下段の図はデルタ配列の場合の例を示した図である。図８（ｂ）は、カラー発光ダイオード１５に赤色（R）発光ダイオード１２、青色（B）発光ダイオード１４を各１個、緑色（G）発光ダイオード１３を2個含み、これを１組とした場合の例を示した図である。更に別の例として、図８（ｃ）は、白色（W）発光ダイオード１１を２個、赤色（R）発光ダイオード１２、緑色（G）発光ダイオード１３、青色（B）発光ダイオード１４各１個を１組とした場合の例を示した図であり、図８（ｄ）は白色発光ダイオード１１を2個、赤色（R）発光ダイオード１２、緑色（G）発光ダイオード１３、青色（B）発光ダイオード１４を各１個１組とした別の例を示した図である。なお、カラー発光ダイオードの組み合わせは、上述の例に限るものではない。
【００３２】
また、図１乃至図７において、白色発光ダイオード１１を適用した例を挙げて説明したが、これらは、総てカラー発光ダイオード１５又は白色発光ダイオード１１も含めた種々の組み合わせからなる発光ダイオード１６について、総て適用することができる。
【００３３】
次に、本発明を適用した実施例によるバックライト装置の発光ダイオード１６の駆動について以下に説明する。図９は発光ダイオード１６の駆動方法の一実施例を示した図である。図９において、Xドライバー９１は多数配列されている発光ダイオード１６の水平方向の駆動回路で、Yドライバー９２は垂直方向の駆動回路を示す。この構成において、各発光ダイオード１６は独立して各々が前記Ｘドライバー９１と前記Ｙドライバー９２に接続されているので、発光ダイオード１個単位で独立して明るさを制御することができる。しかし、大型液晶パネルのように発光ダイオード１６の数が多いと、発光ダイオード１６の駆動回路（ＬＳＩ）の出力端子の数と配線の数が多くなる。前記駆動回路の出力端子の数を減らすためには、図７に示すようにバックライトをいくつかに分割することで、１つの駆動回路の受け持つ発光ダイオード１６の数を減らし、前記駆動回路の出力端子数及び配線数を減らすことができる。
【００３４】
図１０は、発光ダイオード１６を駆動する別の実施例を示した図である。図１０において、発光ダイオード１６の駆動は、点線で囲ったように、垂直方向に所定間隔で列をなし、水平方向に延在するライン単位で発光ダイオード１６を選択し、前記選択されたライン上にある水平方向の各発光ダイオード１６を個別に制御する。具体的には、図１０において垂直方向の或ラインをYドライバー１０２によってオンに、その他のラインはすべてオフにすれば、前記オンにしたライン上の水平方向に配置された各発光ダイオード１６は、Xドライバー１０１を介して独立して任意に駆動電流を変えることができる。つまり、この場合には、水平方向に延在する各ラインが発光ダイオード１６の最小単位のユニットを構成していることになる。
【００３５】
例えば、垂直方向の配列において、第１のラインＹ１がオンでその他のラインがすべてオフとすると、前記第１のラインＹ１だけが有効となり前記第１のラインＹ１上の各発光ダイオード１６について、独立して電流の制御ができる。次に、第２のラインＹ２をオンにしその他のラインをオフにすると、前記第２のラインＹ２だけが有効になり、前記第２のラインＹ２上の各発光ダイオード１６を独立して制御出来る。以下同じように、第３のラインＹ３、第４ラインＹ４と順次上のラインから下のラインに走査する。上述のような構成にすることで、発光ダイオード１６の駆動回路及び配線が簡単になると共に、発光ダイオード１６を順次点灯させるため同時点灯時と比較して消費電力を低減できるメリットがある。
【００３６】
しかし、上述の方法では、発光ダイオード１６の点灯がライン順次の時分割駆動となるため、ライン数が多いとデューティサイクルが小さくなって暗くなる場合がある。例えば、大型液晶パネルのように発光ダイオード１６の数が多くなってライン数が多い場合には、バックライト全体の輝度が小さくなってしまうという現象が生じてしまう場合がある。
【００３７】
そこで、このような場合には、全体の複数の発光ダイオード１６を、複数のユニットをまとめたブロック単位で分割し、１つの駆動回路の担当領域を狭くするとよい。図１１は、本実施例に係るブロック分割を行ったバックライト装置を示した図である。図１１に示すように、駆動回路を垂直方向にいくつかに分割して、前記分割されたブロックごとに独立して制御出来るようにする。図１１は垂直方向に２つに分割した例を示すが、同図において、垂直方向は分割された第１のYドライバー１１２と第２のYドライバー１１４が独立して制御できるようにし、水平方向も分割された第１のＸドライバー１１１と第２のＸドライバー１１３を独立して制御できるようにする。このようにすれば、実質的にライン数を半減できるので、各ラインを点灯させるデューティサイクルも半分になり発光ダイオード１６の明るさは２倍になる。さらに、各発光ダイオード１６の配線も簡素化される。
【００３８】
次に、図１２を用いて、本発明を適用した実施例によるライン順次方式の場合について、水平駆動回路を含めた全体の動作について説明する。図１２は、本実施例に係るバックライト装置の発光ダイオード１６及びその駆動手段の構成の一例を示した図である。なお、発光ダイオード１６は、図１２においては、その行と列の位置を表現するため、個々の発光ダイオード１６をＤｉｊ（ｉ、ｊは自然数）という表記を用いて表すものとする。説明を簡単にするため、図１２（ａ）のように、ライン数が３本で各ラインに発光ダイオード１６が３個配置されている場合を例とする。この場合、発光ダイオード１６の最小単位のユニットが、３×３＝９個の発光ダイオード１６で構成されていると考えてもよい。図１２（ａ）は、本実施例に係るバックライト装置の発光ダイオード１６、水平方向駆動回路（Ｘドライバー）１２１及び垂直方向駆動回路（Ｙドライバー）１２２の構成の一例を示した図である。図１２（ａ）において、垂直方向駆動回路Ｙドライバー１２２のラインＹ１は、発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のカソードと接続され、同じようにラインＹ２は発光ダイオードＤ２１、Ｄ２２、Ｄ２３のカソードと、ラインＹ３は発光ダイオードＤ３１、Ｄ３２、Ｄ３３のそれぞれカソードと接続されている。また、水平方向駆動回路Xドライバー１２１内の駆動回路１は、発光ダイオードＤ１１、Ｄ２１、Ｄ３１と接続されている。同じように、発光ダイオードＤ１２、Ｄ２２、Ｄ３２は駆動回路２と接続され、発光ダイオードＤ１３、Ｄ２３、Ｄ３３は駆動回路３と接続される。なお、図１２（ｂ）はリングカウンタの回路を示した図であり、図１２（ｃ）はその各部の波形とタイミングを示した図である。図１２（ｃ）に示すように、入力されたクロックによって順次Ｑ０、Ｑ１、Ｑ２がオンする。
【００３９】
つまり、図１２（ｂ）において、Ｄ−フリップフロップ１２５及びＮＯＲゲート１２６によりリングカウンタの順序回路が構成されている。Ｄ−フリップフロップ１２５は、クロック入力が０から１に変化するときにＱの値をＤに変化させ、それ以外は値を保持し続けるフリップフロップであり、図１２（ｂ）においては、クロック入力端子がローレベルアクティブ端子となっているので、クロック信号が１から０に変化するときに、上述のような出力及び記憶動作をする。図１２（ｂ）において、初期値をＱ０＝１、Ｑ１＝０、Ｑ２＝０としておけば（以下、この状態を「１００」と表記する。）、ローレベルのクロック入力がある度に、出力は０１０、００１、１００、０１０、・・・周期的に変化するので、図１２（ｃ）に示すような出力となる。例えば、リングカウンタを用いたこのような動作により、図１２（ａ）のＹラインは選択される。
【００４０】
図１２（ａ）において、ラインＹ１が選択されると、ドライブアンプ１２４のトランジスタＴ１がオンとなって、ラインＹ１上の発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のカソードは全て接地される。一方発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３のアノードは、それぞれ駆動回路１、駆動回路２、駆動回路３と接続されており、前記各駆動回路は独立して各発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３へ供給する電流を制御することが出来るので、ラインＹ１上の発光ダイオードＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３の明るさをそれぞれ独立して変えることが出来る。以下、同じようにラインＹ２、Ｙ３を順次選択することによって、垂直方向にはライン単位で、水平方向には発光ダイオード単位でバックライトの明るさを制御することが可能となる。また、前記駆動回路１、駆動回路２、及び駆動回路３は、定電流回路やパルス幅変調回路ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）を用いるのが一般的である。なお、本発明は、上述の回路に限定されるものでない。
【００４１】
次に、図１３を用いて、発光ダイオード１６をライン順次で点灯する別の実施例として、最初に奇数ラインを順次点灯し、次に偶数ラインを順次点灯する方法について説明する。図１３は、本実施例に係るバックライト装置の発光ダイオード１６及びその駆動手段の構成の一例を示した図である。なお、説明を簡単にするため、図１３（ａ）のように発光ダイオードを水平方向に８個、垂直方向に４個配列した場合を例に挙げて説明する。発光ダイオード１６の最小構成単位であるユニットが、８×４＝３２個である場合と考えてもよい。図１３（ａ）は、８×４の発光ダイオード１６と前記発光ダイオード１６を駆動するための水平方向Ｘドライバー１３１及び垂直方向Ｙドライバー１３２の関係を示した図である。同図において、垂直方向に最初は奇数ラインＹ１、Ｙ３を順次点灯し、その後偶数ラインＹ２、Ｙ４を順次点灯させる。
【００４２】
垂直方向にラインを順次選択する方法の具体的な実施例を図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）を用いて説明する。図１３（ｂ）は、Ｙドライバー１３２の内部構成の一例を示した図である。図１３（ｂ）において、Ｙドライバー１３２は、リングカウンタ回路１３３と、ドライブアンプ１３４とを備える。
【００４３】
図１３（ｃ）は、４段のリングカウンタ回路１３３を示した図である。図１３（ｃ）におけるリングカウンタ回路１３３は、４個のＤ−フリップフロップ１３５と、１個のＮＯＲゲート１３６とを備える。図１３（ｃ）のリングカウンタ回路１３３は、図１２（ｂ）のリングカウンタ回路１２３と比較して、Ｄ−フリップフロップ１３５が１段増えただけであり、その動作は図１２（ｂ）で説明した内容と同様であるので、その説明を省略する。
【００４４】
図１３（ｄ）は、リングカウンタ回路１３３の動作を示したタイミングチャートである。前記リングカウンタ回路１３３は、図１３（ｄ）に示す波形とタイミングのように動作する。前記リングカウンタ１３３の出力を図１３（ｂ）の回路のようにドライブアンプ１３４を介して各ラインと接続すれば、図１３（ｄ）の右に示すタイミングで前記各ラインを駆動することになり、テレビジョンにおける飛び越し走査のように最初は奇数ラインを、次に偶数ラインを順次点灯する。なお、本発明は、ラインを順次選択する方法としてリングカウンタ１２３、１３３に限定されるものではない。
【００４５】
上述のように最初は奇数ラインを次に偶数ラインを点灯させる方法は、上から下へライン順次に点灯させた場合と比較して１本おきではあるが２倍の早さで表示画面全体を上から下へ点灯させることができるので、発光ダイオード点灯の繰り返し周波数を低くすることが出来る。
【００４６】
次に、今まで説明した個別の動作を前提として、図１４を用いて、本発明を適用した実施例に係るバックライト装置の全体構成について説明する。図１４は、本実施例に係るバックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置の全体構成の一例を示した図である。
【００４７】
図１４において、本実施例に係るバックライト装置２００は、輝度検出手段１４０と、ブロック設定手段１５０と、輝度制御手段１６０と、バックライト駆動手段１７０と、バックライト基板１８０とを備える。また、本実施例に係るバックライト装置２００の適用対象である液晶表示装置３００は、映像信号処理回路２１０と、メモリ２２０と、液晶パネル制御回路２３０と、ソースドライバ２４０と、ゲートドライバ２５０と、液晶表示パネル２６０とを備える。
【００４８】
まず、液晶表示装置３００の説明を行う。映像信号処理回路２１０は、映像信号の入力があったときに、映像信号を画像表示するために必要な処理を行う回路である。メモリ２２０は、処理が施された映像信号を一時記憶するための記憶手段である。液晶パネル制御回路２３０は、液晶表示パネル２６０の画像表示を制御するための回路であり、直接的には、ソースドライバ２４０とゲートドライバ２５０の駆動を制御し、例えば、水平同期と垂直同期のタイミングを制御したりする動作を行う。ソースドライバ２４０は、液晶表示パネル２６０の画素を構成する薄膜トランジスタのソースを駆動するための駆動用ＩＣ（Integrated Circuit、集積回路）であり、ソースにデータ信号を供給する。また、ゲートドライバ２５０は、上述の薄膜トランジスタのゲートを駆動するための駆動用ＩＣであり、ゲートにアドレス信号（順次走査信号）を供給する。液晶表示パネル２６０は、入力された映像を表示用画面に画像表示する手段であり、バックライト装置２００の前面に対向して配置され、ソースドライバ２４０及びゲートドライバ２５０に駆動されるとともに、背面からバックライト装置２００に照らされることにより、画像表示を行う。
【００４９】
次に、本実施例に係るバックライト装置２００の説明を行う。映像信号処理回路２１０に入力された映像信号は、メモリ２２０を経て輝度検出手段１４０に入力される。輝度検出手段１４０は、映像信号の輝度を検出し、解析して把握するための手段である。輝度検出手段１４０は、例えば、輝度ヒストグラムや、平均輝度を利用することにより、映像信号における輝度分布等を検出する。
【００５０】
図１５は、輝度検出手段１４０で検出される輝度ヒストグラム及び平均輝度の一例を示した図である。図１５において、横軸は輝度〔ｃｄ／ｍ２〕、縦軸は頻度が示されている。また、平均輝度ＡＰＬが同様に示されている。例えば、明るい映像であれば、輝度の高い領域の頻度が高い特性を示すし、暗い映像であれば、輝度の低い左側の領域の頻度が高くなる特性を示す。これを、例えば所定のユニット毎に算出するようにすれば、ユニットの輝度分布や輝度平均ＡＰＬを把握することができる。輝度検出手段１４０は、例えば、このような手法により映像信号の輝度検出を行う。なお、輝度検出の手法は、映像信号中の輝度を把握できる手法であれば、種々の手法が適用されてよい。
【００５１】
図１４に戻る。ブロック設定手段１５０は、輝度検出手段１４０で検出された輝度情報に基づいて、ブロックの大きさ及び組み合わせパターンを定めるとともに、ブロック変更の切り替え制御を行う。ブロック設定手段１５０は、例えば、輝度検出手段１４０で検出された輝度情報から、ある領域の映像の輝度が周囲と比較して低い場合に、その輝度の低い領域に含まれる発光ダイオード１６のユニットをまとめてブロック化する演算処理を行う。例えば、ユニット毎又は各画素に対応する映像信号の輝度が検出されたら、隣接するユニット同士で輝度差分を算出し、輝度差分が所定値以下のユニット同士をまとめるような演算処理を行うようにしてもよい。ブロック設定手段１５０は、このような演算処理が可能な所定の電子回路や、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備え、プログラムにより動作するマイクロコンピュータとして構成されてもよい。
【００５２】
また、ブロック設定手段１５０は、映像信号内の大面積部の占める割合や、高周波数成分の多少に基づいて、分割領域を設定し、ブロック化を行うようにしてもよい。例えば、映像信号内において、被表示対象が大きく、大面積部を構成し、その割合が高い場合には、大面積部を含むように、大きなブロック化を行い、ブロック化された領域の輝度が、被表示対象物の輝度に応じた適切な制御が可能となるようなブロック化を行ってよい。また、映像信号内で、高周波成分が多く含まれる領域が存在する場合には、その領域は、眩しい状態で表示されたり、ノイズが多くなったりすることが考えられるので、高周波成分が多く含まれる領域でブロック化を行い、輝度を絞る対応が可能となるようなブロック化を行うようにしてもよい。更に、これらの映像信号内の大面積部の占める割合と、高周波成分の多少に基づく判定は、両者を組み合わせて行うようにしてもよい。
【００５３】
また、ブロック設定手段１５０は、そのようなブロック設定の演算処理を行った後、バックライト駆動手段が所定のブロックとして動作するように接続切り替えのためのスイッチ切り替え動作を行う。この点については、後述する。
【００５４】
輝度制御手段１６０は、ブロック設定手段１５０によって定められた各ブロックについて、独立して輝度制御を行う手段である。輝度制御手段１６０は、輝度検出手段１４０で検出した輝度分布を含む輝度情報及びブロック設定手段１５０が設定したブロック化の情報に基づいて、各ブロックを各々適切な輝度で駆動するように制御を行う。つまり、映像信号の輝度が低い領域のブロックは、低い輝度で発光ダイオード１６を駆動するように制御して省電力化を図り、映像信号の輝度が高い領域に含まれるブロックは、高い輝度で発光ダイオード１６を駆動するように制御する。発光ダイオード１６の輝度の調整は、例えば、バックライト駆動手段に含まれる駆動回路が定電流回路である場合には、供給する電流で輝度を調整するようにし、駆動回路がパルス幅変調（ＰＷＭ）回路の場合には、デューティ比を調整することにより、輝度の調整を行うようにすればよい。
【００５５】
また、輝度制御手段１６０は、上述のように、映像信号内の大面積部の占める割合に基づいてブロック化を行った場合には、ブロック化された領域の被表示対象物の映像信号の輝度に基づいて、これが適切に表示されるような輝度制御を行ってよい。また、高周波成分が多いか少ないかに基づいてブロック化が行われた場合には、例えば、高周波成分の多い場合には、輝度を下げて絞り気味に制御し、眩しさやノイズを防ぐように制御してもよい。逆に、高周波成分が少ない場合には、例えば、通常の映像の輝度に応じた発光ダイオード１６の輝度制御を行うようにしてもよい。これらの制御は、組み合わせることができ、例えば、大面積を占める被表示対象物が高輝度であれば、基本的にはそれに応じて発光ダイオード１６も高輝度に制御を行うが、同時に高周波成分が多く検出されている場合には、そのままの輝度では視聴者が眩しさを感じる可能性が高いので、若干輝度を下げるような補正制御を行うことも可能となる。このように、輝度制御手段１６０は、ブロック化された領域について、映像信号の内容に応じた適切かつ多様な制御を行うことができる。
【００５６】
バックライト駆動手段１７０は、バックライト基板１８０に配置された発光ダイオード１６を駆動して発光させるための手段であり、ＸドライバーやＹドライバー等が含まれる。バックライト駆動手段１７０は、発光ダイオード１６の最小単位のユニットを駆動するための駆動回路を備え、かつ、それらが周囲のユニットと連結して大きなブロックを構成できるような構成となっている。この点の詳細については、後述する。
【００５７】
バックライト基板１８０は、発光ダイオード１６が面上に複数備えられ、発光ダイオード１６により光を液晶表示パネル２６０の裏面に照射するための手段である。よって、バックライト基板１８０は、発光ダイオード１６を支持するとともに、これらの配置を定める役割を有している。
【００５８】
次に、図１６乃至図１９を用いて、このような全体構成を有するバックライト装置２００において、バックライト駆動手段１７０のブロック切り替えの際の動作について説明する。
【００５９】
図１６は、本実施例に係るバックライト装置２００ａのバックライト基板１８０ａ及びバックライト駆動手段１７０ａの構成の一例を示した図である。図１６において、発光ダイオード１６の最小単位であるユニットは、３×３＝９個の発光ダイオード１６で構成されている。そして、そのようなユニットが、４×４＝１６個分、バックライト基板１８０ａに備えられている。また、発光ダイオード１６を駆動するＸドライバー１７１及びＹドライバー１７２が備えられている。以下、このようなユニット構成を有するバックライト基板１８０ａを備えたバックライト装置２００ａを例に挙げて説明する。
【００６０】
図１７は、図１６に示したバックライト装置２００ａにつき、最小単位の３×３＝９個の発光ダイオード１６を含むユニットが、２×２で隣接してバックライト基板１８０ａに配置された状態を示した図である。図１７において、本実施例に係るバックライト装置２００ａのバックライト基板１８０ａには、ユニットＵ１〜Ｕ４が２行２列で配置されており、各々のユニットＵ１〜Ｕ４に対して、Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４が設けられている。また、バックライト装置２００ａは、各ユニットＵ１〜Ｕ４間で、隣接するユニットＵ１〜Ｕ４同士を接続又は非接続に切り替え可能なユニット間スイッチＳＷＸ、ＳＷＹを、各々のユニットＵ１〜Ｕ４間で３個ずつ備え、合計３×４＝１２個備えている。また、バックライト装置２００ａは、Ｘ列については、駆動回路１〜６に接続するＸドライバー接続スイッチＤＳＸを６個備えており、Ｙ行についても、トランジスタＴ１〜Ｔ６に接続するＹドライバー接続スイッチＤＳＹを６個備えている。また、バックライト装置２００ａは、これらのスイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹを制御するブロック設定手段１５０ａを備えている。
【００６１】
図１７において、Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４の構成及び動作は、図１２（ａ）で説明した水平方向駆動回路１２１及び垂直方向駆動回路１２２と同様であるので、その説明を省略する。Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニットは、第１のユニットＵ１については、最初から接続されており、第２のユニットＵ２については、Ｙドライバー接続スイッチＤＳＹ１〜ＤＳＹ３をオンとして閉じることにより、個別制御が可能な状態となる。同様に、第３のユニットＵ３については、Ｘドライバー接続スイッチＤＳＸ１〜ＤＳＸ３をオンとすることにより、Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４の双方に個別接続された状態となる。また、第４のユニットＵ４については、Ｘドライバー接続スイッチＤＳＸ４〜ＤＳＸ６及びＹドライバー接続スイッチＤＳＹ４〜ＤＳＹ６をオンとすることにより、Ｘドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４と接続され、ユニットＵ４の個別制御が可能となる。このように、図１７の実施例に係るバックライト装置２００ａは、各ユニットＵ１〜Ｕ４を駆動する駆動回路で各々個別に駆動が可能な構成となっている。発光ダイオード１６を、最小単位のユニットＵ１〜Ｕ４単位で駆動したい場合には、総てのＸドライバー接続スイッチＤＳＸ１〜ＤＳＸ６及び総てのＹドライバー接続スイッチＤＳＹ１〜ＤＳＹ６をオンとし、かつ総てのユニット間スイッチＳＷＸ、ＳＷＹをオフとすることにより、そのような状態で各発光ダイオード１６の駆動を行うことができる。なお、このようなスイッチ切り替えは、ブロック設定手段１５０ａで行うようにしてよい。
【００６２】
逆に、ユニットを複数にまとめて、ブロック単位で発行ダイオード１６を駆動させたい場合には、まとめたいユニット間スイッチＳＷＸ、ＳＷＹをオンとし、まとめたＸ行又はＹ列でＸドライバーユニット１７３又はＹドライバーユニット１７４が重複する場合に、ドライバー接続スイッチＤＳＸ、ＤＳＹをオフとして切り離し、ブロックの各Ｘ行及びＹ列について、接続されたＸドライバーユニット１７３及びＹドライバーユニット１７４が１つずつとなるように制御すればよい。
【００６３】
例えば、第１のユニットＵ１と第２のユニットＵ２をまとめてブロック化したい場合には、ユニット間スイッチＳＷＹ１〜ＳＷＹ３をオンとし、ドライバー接続スイッチＤＳＹ１〜ＤＳＹ３をオフとすればよい。このとき、同時に第３のユニットＵ３と第４のユニットＵ４もブロック化するスイッチ切り替えを行えば、上段と下段の２つのブロックで分割された状態となる。また、例えば、第１のユニットＵ１と第３のユニットＵ３をまとめてブロック化したい場合には、ユニット間スイッチＳＷＸ１〜ＳＷＸ３をオンとし、ドライバー接続スイッチＤＳＸ１〜ＤＳＸ３をオフに切り替えればよい。このとき、第２のユニットＵ２と第４のユニットＵ４をブロックとするスイッチ切り替えを行えば、左右の２つのブロックに全体が分割された状態となる。そして、このようなスイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹの切り替えは、ブロック設定手段１５０ａの制御で行うようにしてよい。
【００６４】
このように、本実施例に係るバックライト装置２００ａによれば、スイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹの切り替え制御により、ユニットＵ１〜Ｕ４の個別制御としたり、隣接する複数のユニットＵ１〜Ｕ４をまとめてブロック化して各ブロックで独立して制御したりすることができ、映像信号の内容、例えば映像信号の輝度に応じてユニットＵ１〜Ｕ４をまとめてブロックとし、ブロック単位で制御することが可能となる。
【００６５】
なお、スイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹは、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ半導体のスイッチング素子を用いてもよいし、リレーのようなスイッチを用いてもよい。ブロック設定手段１５０ａで制御が容易なように、用途に応じて適切なスイッチＳＷＸ、ＳＷＹ、ＤＳＸ、ＤＳＹを用いるようにしてよい。
【００６６】
また、図１７においては、説明の容易にため、２×２の簡素な例を挙げて説明しているが、ユニットＵ１〜Ｕ４の個数を増やしても、同様に適用することができる。
【００６７】
次に、図１８を用いて、図１７におけるユニットＵ１〜Ｕ４をＸ列方向にまとめてブロック化する際の、リングカウンタ回路１７５の構成及び動作について説明する。図１８は、本実施例に係るバックライト装置２００ａのリングカウンタ回路１７５の構成の一例を示した図である。
【００６８】
図１８において、リングカウンタ回路１７５は、Ｄ−フリップフロップ１７７と、全体用ＮＯＲゲート１７８と、個別用ＮＯＲゲート１７９とを備える。図１８において、出力端子Ｑ０〜Ｑ２が１つのユニットを構成し、出力端子Ｑ３〜Ｑ５が１つのユニットを構成している。同様に出力端子Ｑ６〜Ｑ８も１つのユニットを構成するが、紙面の都合でＱ６のみ示している。出力端子Ｑ２〜Ｑ６には、全体用ＮＯＲゲート１７９への入力の接続又は非接続を切り替えるスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が設けられている。そして、各ユニット間には、選択スイッチＳＳＷが設けられている。選択スイッチＳＳＷは、各ユニットを切り離して独立とするＩ端子と、ユニット間を接続してグループ化するＧ端子が選択可能となっている。また、各ユニットでリセット信号が入力可能なように、リセットスイッチＲＳＷも設けられている。
【００６９】
かかる構成のリングカウンタ回路１７５において、各ユニットにおいて、個別に発光ダイオード１６を駆動させる場合には、選択スイッチＳＳＷをＩ端子側に接続するとともに、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を総てオフとすればよい。これにより、各ユニットは切り離され、出力端子Ｑ１〜Ｑ６の入力は、出力端子Ｑ０〜Ｑ２の出力は全体ＮＯＲゲート１７８にのみ入力され、出力端子Ｑ３〜Ｑ５及び出力端子Ｑ６〜Ｑ８の出力は、各々のユニットに備えられた個別ＮＯＲゲート１７９にのみ入力される構成となる。これにより、各ユニット間で順序回路は循環し、個別に各ユニット内で１の出力は循環して繰り返されることになる。
【００７０】
次に、理解の容易のために、例えば、出力端子Ｑ０〜Ｑ２を第１のユニットＵ１用のＹドライバーユニット１７４内のリングカウンタ１７５とし、出力端子Ｑ３〜Ｑ５を第３のユニットＵ３用のＹドライバーユニット１７４内のリングカウンタ１７５であると仮定する。ここで、選択スイッチＳＳＷをＧ側に接続し、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４をオンとすると、第１のユニットＵ１と第３のユニットＵ３が接続され、両ユニットは１つのグループにまとめられる。つまり、クロック入力は、第１のユニットＵ１のＤ−フリップフロップ１７７と第３のユニットＵ３のＤ―フリップフロップ１７７に共通に入力される。また、個別ＮＯＲゲート１７９は接続されず、各出力端子Ｑ０〜Ｑ５は、総て全体用ＮＯＲゲート１７８に入力されることになる。よって、出力端子Ｑ０〜Ｑ５で大きなループを作り、この中で１の順次出力を循環して繰り返すことになる。
【００７１】
図１９は、図１８のリングカウンタ回路１７５の動作を示したタイミングチャートである。図１９に示すように、出力端子Ｑ０から出力端子Ｑ５まで順次１の出力がシフトし、出力端子Ｑ５から１が出力されたら、出力端子Ｑ０に戻ってまた順次シフトを繰り返している。このように、スイッチＳＳＷ、ＳＷ１〜ＳＷ４の切り替えにより、順序回路の出力もブロック化することができる。
【００７２】
図１８に戻る。図１８において、スイッチＳＳＷ、ＳＷ１〜ＳＷ４の切り替えも、図１７に示したスイッチ設定手段１５０ａにより、スイッチＳＷＸ、ＤＳＸの切り替えと同時に行うようにすればよい。これにより、電気的接続のみならず、順次走査についてもブロック化を行うことができる。
【００７３】
なお、図１８において、リセットスイッチＲＳＷは、ユニットＵ１〜Ｕ４間で個別にリセットパルスも制御する場合は必要であるが、リセットパルスまでは個別化する必要が無い場合には、設けなくてもよい。また、図１８においても、説明と理解の容易のため、ユニットＵ１、Ｕ３を用いて説明を行ったが、もっと多数のユニットをブロック化の対象とできることは言うまでもない。
【００７４】
このように、本実施例に係るバックライト装置２００ａによれば、最小単位で構成されたユニットについて、隣接するユニット間でまとめてブロックとし、ブロック単位で輝度制御を行うことにより、映像信号の内容に応じた適切な輝度制御を行うことが可能となる。これにより、暗い映像信号のブロックは輝度を下げて低消費電力化を図るとともに、明るい輝度のブロックは輝度を上げて高品質の画像を表示させることができる。
【００７５】
なお、図１７乃至図１９で説明した内容は一例に過ぎず、その他の手段によりブロック化を実現してもよい。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明によるバックライト装置における発光ダイオードの配列を示す図である。
【図２】本発明によるバックライト装置における発光ダイオードの別の配列を示す図である。
【図３】本発明によるバックライト装置のブロック分割を説明するための図である。
【図４】本発明によるバックライト装置の別のブロック分割を説明するための図である。
【図５】従来の比較的大電力の発光ダイオードを使用した場合を説明するための図である。
【図６】本発明によるバックライト装置において、最小単位であるユニットの構成を説明するための図である。
【図７】本発明によるバックライト装置において、バックライトを複数に分割した場合を説明する図である。
【図８】本発明によるバックライト装置において、光源としてカラー発光ダイオードを使用した場合の例を説明するための図である。
【図９】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードの配列と駆動の関係を説明するための図である。
【図１０】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードをライン単位で駆動する例を説明する図である。
【図１１】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードをライン単位で駆動する別の例を説明する図である。
【図１２】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードの駆動回路の動作を説明するための図である。
【図１３】本発明によるバックライト装置において、発光ダイオードの別の駆動回路の動作を説明する図である。
【図１４】本実施例に係るバックライト装置及びこれを用いた液晶表示装置の全体構成の一例を示した図である。
【図１５】輝度ヒストグラム及び平均輝度の一例を示した図である。
【図１６】バックライト基板１８０及びバックライト駆動手段１７０の構成の一例を示した図である。
【図１７】発光ダイオード１６を含むユニットが、隣接してバックライト基板１８０ａに配置された状態を示した図である。
【図１８】リングカウンタ回路１７５の構成の一例を示した図である。
【図１９】リングカウンタ回路１７５の動作を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１１、１２、１３、１４、１５、１６、５１ 発光ダイオード
３１、４１、４２ 領域分割されたブロック
７１、７２、７３、７４ バックライトの分割
９１、１０１、１１１、１１３、１２１、１３１、１７１ 水平方向駆動回路（Xドライバー）
９２、１０２、１１２、１１４、１２２、１３２、１７２ 垂直方向駆動回路（Yドライバー）
１２３、１３３、１７５ リングカウンタ
１２４、１３４、１７６ ドライブアンプ
１２５、１７７ Ｄ−フリップフロップ
１２６、１７８、１７９ ＮＯＲゲート
１４０ 輝度検出手段
１５０ ブロック設定手段
１６０ 輝度制御手段
１７０、１７０ａ 駆動手段
１７３ Ｘドライバーユニット
１７４ Ｙドライバーユニット
１８０ バックライト基板
２００ バックライト装置
２１０ 映像信号処理回路
２２０ メモリ
２３０ 液晶パネル制御回路
２４０ ソースドライバ
２５０ ゲートドライバ
２６０ 液晶パネル
３００ 液晶表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源として、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び／又は青色発光ダイオードを含む複数の発光ダイオードを用い、液晶表示パネルを背面から照らすバックライト装置であって、
前記複数の発光ダイオードは、最小単位ｍ×ｎ（ｍ、ｎは自然数）個のユニットから構成され、
前記発光ダイオードを前記ユニット単位で駆動する駆動手段と、
前記ユニットを複数まとめてブロックとするブロック設定手段と、
映像信号の輝度を検出する輝度検出手段と、
前記ブロック単位で前記発光ダイオードの輝度を独立して制御する輝度制御手段と、を有し、
前記ブロック設定手段は、前記発光ダイオードの最小単位であるユニットを複数まとめた前記ブロックの大きさを、任意に設定変更可能なスイッチ手段を含むとともに、前記輝度検出手段により検出された前記映像信号の輝度に基づいて、前記ブロック設定手段はブロックの大きさを設定し、
前記複数の発光ダイオードは、各々がＸドライバーとＹドライバーに接続され、該Ｙドライバーで水平方向に延在するライン単位で前記発光ダイオードを選択し、選択されたライン上にある水平方向の各発光ダイオードの駆動電流を前記Ｘドライバーで独立して変えることにより、前記輝度制御手段は、前記ブロック設定手段で設定されたブロックの大きさに応じて前記ブロック単位で前記発光ダイオードの輝度を制御することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバックライト装置を有し、
前記バックライト装置の前面に対向して配置され、前記バックライト装置により背面から照らされて画像を表示する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを駆動するソースドライバ及びゲートドライバと、
前記ソースドライバ及び前記ゲートドライバの駆動を制御する液晶パネル制御回路と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
光源として、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び／又は青色発光ダイオードを含む複数の発光ダイオードを用い、液晶表示パネルを背面から照らすバックライト装置であって、
前記複数の発光ダイオードは、最小単位ｍ×ｎ（ｍ、ｎは自然数）個のユニットから構成され、
前記発光ダイオードを前記ユニット単位で駆動する駆動手段と、
前記ユニットを複数まとめてブロックとするブロック設定手段と、
映像信号の輝度を検出する輝度検出手段と、
前記ブロック単位で前記発光ダイオードの輝度を独立して制御する輝度制御手段と、を有し、
前記ブロック設定手段は、前記発光ダイオードの最小単位であるユニットを複数まとめた前記ブロックの大きさを、任意に設定変更可能なスイッチ手段を含むとともに、前記輝度検出手段により検出された前記映像信号の輝度に基づいて、前記ブロック設定手段はブロックの大きさを設定し、
前記複数の発光ダイオードは、各々がＸドライバーとＹドライバーに接続され、該Ｙドライバーで水平方向に延在するライン単位で前記発光ダイオードを選択し、選択されたライン上にある水平方向の各発光ダイオードの駆動電流を前記Ｘドライバーで独立して変えることにより、前記輝度制御手段は、前記ブロック設定手段で設定されたブロックの大きさに応じて前記ブロック単位で前記発光ダイオードの輝度を制御することを特徴とするバックライト装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバックライト装置を有し、
前記バックライト装置の前面に対向して配置され、前記バックライト装置により背面から照らされて画像を表示する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを駆動するソースドライバ及びゲートドライバと、
前記ソースドライバ及び前記ゲートドライバの駆動を制御する液晶パネル制御回路と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−４７８１２（Ｐ２０１３−４７８１２Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１２１０１（Ｐ２０１２−２１２１０１）
【出願日】平成２４年９月２６日（２０１２．９．２６）
【分割の表示】特願２００８−２７０２２０（Ｐ２００８−２７０２２０）の分割
【原出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【出願人】（５０８２６０１０８）有限会社ＡＴＲＣ (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月２６日（２０１２．９．２６）
【分割の表示】特願２００８−２７０２２０（Ｐ２００８−２７０２２０）の分割
【原出願日】平成２０年１０月２０日（２００８．１０．２０）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【出願人】（５０８２６０１０８）有限会社ＡＴＲＣ (18)
【Ｆターム（参考）】
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