輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明装置
【課題】表示装置等のバックライトに関する安定した輝度とホワイトバランスの精度を向上させる。
【解決手段】本発明は、表示画面に対する複数の発光素子（１５）からなるバックライトの輝度制御を行う輝度制御装置（１０）において、予め設定される輝度制御信号に基づいて、前記複数の発光素子（１５）に対する駆動制御を行うためのパルス制御信号を発信させるパルス制御信号発信手段（１１）と、前記パルス制御信号発信手段（１１）により得られるパルス制御信号の電圧を同色の発光素子（１５）毎に制御し、前記複数の発光素子（１５）の定常時の輝度ばらつきを補正する電圧制御手段（１３）と、前記電圧制御手段（１３）により得られる制御された電圧値に基づいて、前記複数の発光素子毎に流れる電流を制御し、前記複数の発光素子の温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正する電流制御手段（１６）とを有することにより、上記課題を解決する。
【解決手段】本発明は、表示画面に対する複数の発光素子（１５）からなるバックライトの輝度制御を行う輝度制御装置（１０）において、予め設定される輝度制御信号に基づいて、前記複数の発光素子（１５）に対する駆動制御を行うためのパルス制御信号を発信させるパルス制御信号発信手段（１１）と、前記パルス制御信号発信手段（１１）により得られるパルス制御信号の電圧を同色の発光素子（１５）毎に制御し、前記複数の発光素子（１５）の定常時の輝度ばらつきを補正する電圧制御手段（１３）と、前記電圧制御手段（１３）により得られる制御された電圧値に基づいて、前記複数の発光素子毎に流れる電流を制御し、前記複数の発光素子の温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正する電流制御手段（１６）とを有することにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明装置に係り、特に表示装置等のバックライトや照明装置に対する安定した輝度制御を行うための輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像や画像を表示する各種表示装置において、高画質化や消費電力の改善等の研究が進められている。また、最近の表示装置としては、特に液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が多く使用されてきている。
【０００３】
一般的に、ＬＣＤは、光を用いてイメージを表示する出力パネルと、光を発生するバックライトユニットとを有するよう構成されている。ここで、バックライトユニットは、出力パネルのイメージが表示される有効表示領域に光を均一に提供することを主な目的として設計される。
【０００４】
また従来では、上述したバックライトユニットを制御するための制御装置（例えば、Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｚｅｒ等）が知られており、それらの制御装置では、一般的には、単純なＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：平均輝度レベル）検出によるバックライト制御が行われている。また、従来では、ＬＣＤパネルのバックライトの輝度を制御する場合には、映像信号のＡＰＬ情報によってリニア（Ｌｉｎｅａｒ）に輝度制御することが知られている。
【０００５】
また、近年では、バックライトや照明として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を複数使用する技術が注目されている。ここで、複数使用されるＬＥＤは、ＬＥＤ毎にばらつきが発生する。ＬＥＤのばらつきとしては、例えば、定常ばらつき、温度変動ばらつき、経時変化ばらつき等があることが知られている。ここで、定常ばらつきは、部品レベルの製造ばらつきであり、選別して使用するか、無選別で使用するかはユーザ側の判断に任されているため、それが製品価格に大きく影響している。なお、上述した個々のばらつきに対する技術は幾つか開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００６】
特許文献１に示される技術は、表示装置の背面側に設けられるバックライト装置において、直列接続された複数の発光ダイオードを有する照明ユニットと、各上記照明ユニットに対応して設けられ、各上記照明ユニットの発光ダイオードを駆動する駆動部と、
各上記照明ユニットの温度を検出する温度検出部とを備え、各上記照明ユニットは、発光ダイオードが所定の温度領域となる位置にそれぞれ配置されており、上記駆動部は、照明ユニットに温度変動があった場合にも少なくとも輝度が均一となるように、上記温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整する。
【０００７】
また、特許文献２に示される技術は、ＬＥＤ駆動電圧のばらつきや変動、ＬＥＤの製品ごとの順電圧のばらつき等にかかわらず、ＬＥＤバックライトの輝度を一定に保つように、液晶表示パネル２の背面側にＬＥＤバックライトを配置してなる液晶表示装置において、そのＬＥＤバックライトを定電流回路にて駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３１９７７号公報
【特許文献２】特開平１１−３０５１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したＬＥＤのばらつきは、上述したように、定常ばらつき、温度変動ばらつき、経時変化ばらつき等の複数の要因があるため、それぞれの要因に対して適切な方法でばらつき対する輝度制御を行なわなければならないが、そのような技術は、未だ存在していない。
【００１０】
したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、表示装置等のバックライトや照明装置に対する安定した輝度制御を行うための輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明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】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１２】
本発明は、表示画面に対する複数の発光素子（１５）からなるバックライトの輝度制御を行う輝度制御装置（１０）において、予め設定される輝度制御信号に基づいて、前記複数の発光素子（１５）に対する駆動制御を行うためのパルス制御信号を発信させるパルス制御信号発信手段（１１）と、前記パルス制御信号発信手段（１１）により得られるパルス制御信号の電圧を同色の発光素子（１５）毎に制御し、前記複数の発光素子（１５）の定常時の輝度ばらつきを補正する電圧制御手段（１３）と、前記電圧制御手段（１３）により得られる制御された電圧値に基づいて、前記複数の発光素子毎に流れる電流を制御し、前記複数の発光素子の温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正する電流制御手段（１６）とを有することを特徴とする。
【００１３】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本発明が図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表示装置等のバックライトや照明装置に対する安定した輝度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態における輝度ばらつき補正による輝度制御の一例を示す図である。
【図２】本実施形態における定常時の輝度ばらつき補正の一例を示す図である。
【図３】本実施形態における温度変動時の輝度ばらつき補正の一例を示す図である。
【図４】温度補正値を算出するための具体例を説明するための図である。
【図５】補正値を関数により算出した具体例を説明するための図である。
【図６】本実施形態におけるディザリングについて説明するための図である。
【図７】ＰＷＭタイミングコントロールについて説明するための図である。
【図８】ＬＥＤバックライトの配置例を示す図である。
【図９】本実施形態におけるブロック情報の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態における輝度制御装置を備えた表示装置の機能構成の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態における輝度制御装置を備えた他の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜本発明について＞
本発明は、テレビジョン等の表示装置のバックライトや、照明装置として用いられる複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ等）における各発光素子間の輝度ばらつきを解消する輝度制御を行う。具体的には、本発明は、ＬＥＤのばらつき要因として挙げられている定常時における輝度ばらつき（以下、「定常時ばらつき」ともいう）、温度変動による輝度ばらつき（以下、「温度変動ばらつき」ともいう）、経時変化による輝度ばらつき（以下、「経時変化ばらつき」ともいう）について、それぞれの補正を所定の順序で行う。
【００１７】
例えば、定常時ばらつきでは、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のドライバ電圧を自動的に補正し、温度変動ばらつきでは、フィードバックされる温度変動分の電流差を検出して補償し、経時変化ばらつきでは、時間経過に伴う変動分の電流を検出して補償する。
【００１８】
これにより、バックライトや照明装置等において複数の発光素子を使用する場合にも、発光素子の選別等を行う必要がなく、コストを削減することができ、また常に安定した輝度とホワイトバランスを得ることができる。
【００１９】
以下に、上述した特徴を実現するための本発明における輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明装置を好適に実施した形態について図面等を用いて説明する。なお、以下に示す実施形態の例では、表示手段の一例としてＬＣＤを用いることとし、発光素子の一例としてＬＥＤを用いることするが、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
【００２０】
また、以下に示す実施形態では、主に映像信号をディスプレイ等の表示手段に出力する際の輝度制御について説明するが、本発明に置いてはこれに限定されるものではなく画像等も含まれるものとする。
【００２１】
＜輝度ばらつき補正による輝度制御について＞
まず、本実施形態における輝度ばらつき補正による輝度制御例について、図を用いて説明する。図１は、本実施形態における輝度ばらつき補正による輝度制御の一例を示す図である。なお、図１は、輝度制御装置１０における輝度制御を行う部分の概要構成を示している。
【００２２】
図１に示す輝度制御装置１０は、パルス制御信号発信手段としてのＰＷＭ発信手段１１と、ディザリング手段１２と、電圧制御手段１３と、電流調整手段としての抵抗手段１４と、発光素子であるＬＥＤ１５と、電流制御手段１６と、を有するよう構成されている。
【００２３】
ＰＷＭ発信手段１１は、入力される輝度制御信号に対し、ＰＷＭ等によるパルス幅変調を行ってＰＷＭ制御信号（パルス制御信号）を生成する。なお、輝度制御信号は、例えば画面に表示される映像信号の映像フレーム毎に設定される輝度制御信号や、予め設定されたバックライト用の輝度制御信号等を含む。また、ＰＷＭ発信手段１１は、入力される所定のタイミングで生成したＰＷＭ制御信号をディザリング手段１２に発信（出力）する。
【００２４】
なお、このパルス幅変調された制御信号は、制御対応である複数のＬＥＤのそれぞれの発光タイミングに対応させて制御信号が出力される。つまり、ＰＷＭ発信手段１１は、異なる発光素子に対する制御信号の出力タイミングをコントロールする。なお、ＰＷＭ発信手段１１における具体的なタイミングコントロールについては後述する。
【００２５】
ディザリング手段１２は、ＰＷＭ発信手段１１から得られるＰＷＭ制御信号、又は電流制御手段１６から得られる電流制御後の信号に基づいて、例えばＰＷＭのＤｕｔｙ（パルス幅のＯＮとＯＦＦの比率（バックライトの消灯時間に対する点灯時間の比率））変化をスムーズにするため、入力された信号に対するディザリング処理を行う。
【００２６】
ここで、ディザリング手段１２は、例えば映像信号におけるちらつきを防止するために、予め設定される一定期間におけるディザリング処理を行ってもよい。また、ディザリング手段１２は、Ｄｕｔｙ変化をスムーズにさせた輝度制御信号を電圧制御手段１３に出力する。
【００２７】
なお、本実施形態におけるＤｕｔｙ変化の例としては、例えば入力される映像信号から明るさの平均値を検出し、検出された明るさの平均値が予め設定された閾値よりも高い場合には光源輝度を高くし、また明るさの平均値が予め設定された閾値よりも低い場合には光源輝度を低く設定する等があるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、上述したＤｕｔｙ変化がスムーズになるように、ディザリング手段１２により輝度制御信号の波形が調整される。なお、ディザリング手段１２についての具体的な手法については後述する。
【００２８】
電圧制御手段１３は、入力された輝度制御信号に対して電圧制御を行い、定常時の輝度ばらつきを一定にする。また、電圧制御手段１３は、定常時の輝度ばらつきを一定にした制御信号を抵抗手段１４に出力する。なお、電圧制御手段１３における具体的な制御内容については後述する。
【００２９】
抵抗手段１４は、その先に接続されたＬＥＤ毎に供給される電流値を調整するための抵抗ｒ０を備える。つまり、抵抗手段１４は、抵抗手段１４及びＬＥＤ１５間の電圧Ｖｆに対する電流の値を調整し、その結果ＬＥＤ１５の輝度レベルを調整して点灯させることができる。
【００３０】
ＬＥＤ１５は、例えばＬＣＤパネル等のバックライトとして、上述した所定のタイミングで発光する発光素子である。ここで、ＬＥＤ１５がバックライトとして使用される場合には、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成や、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成を用いることができる。つまり、図１の例では、１つのＬＥＤ１５しか示されていないが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば複数のＬＥＤが直列又は並列に接続されていてもよい。
【００３１】
更に、上述した白色ＬＥＤには、短波長ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る方式や、青色ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る方式、或いは、青色ＬＥＤに黄色の蛍光体を組み合わせて白色を得る方式等を用いることができる。
【００３２】
このとき、各ＬＥＤの種類に応じて供給すべき電流値は異なる。そのため、本実施形態では、接続されているＬＥＤの種類等に応じて調整された抵抗ｒ０が設定される。
【００３３】
なお、ＬＣＤパネルのバックライトや照明装置等に使用されるＬＥＤは、通常は複数配置して使用されるため、その場合には複数のＬＥＤ毎の色や配置（例えば、直列又は並列接続されるＬＥＤ同士の組み合わせ）等を考慮して調整する必要がある。
【００３４】
電流制御手段１６は、ＬＥＤ１５から出力される電流値Ｉｄに対して電流制御を行い、ＬＥＤにおける温度による輝度ばらつき補正及び経時変化による輝度ばらつき補正を行い、温度変動時等の輝度ばらつきを一定にする。なお、電流制御手段１６における具体的な制御内容については後述する。
【００３５】
ここで、上述した輝度制御装置１０については、上述したディザリング手段１２に対する処理を行わなくても、上述した定常時におけるＬＥＤ毎の輝度ばらつき、温度変動によるＬＥＤ毎の輝度ばらつき、経時変化によるＬＥＤ毎の輝度ばらつきを補正制御することができ、安定した輝度制御を行うことができる。
【００３６】
次に、上述した電圧制御手段１３及び電流制御手段１６におけるそれぞれの輝度ばらつき制御処理について具体的に説明する。
【００３７】
＜電圧制御手段１３におけるＬＥＤ輝度の定常時ばらつき補正＞
図２は、本実施形態における定常時の輝度ばらつき補正の一例を示す図である。なお、図２に示す例では、ドライバＩＣ（ＰＷＭ）２１におけるドライバ電圧を自動的に補正することにより、定常時の輝度ばらつきを補正するものである。
【００３８】
また、図２（ａ）では、１つのドライバＩＣ２１に２つのＬＥＤ１５−１，１５−２を接続し、２つのＬＥＤ１５−１，１５−２のそれぞれに対して輝度制御を行い、所定の駆動をさせる構成を示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば１つのドライバＩＣ２１に１つ又は３つ以上のＬＥＤが接続されて輝度制御がなされてもよい。更に、図２（ａ）の例では、ＬＥＤ１５−１，１５−２は、それぞれ異なる色を発光する発光素子を示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば同一の色を発光する複数のＬＥＤに対して同時に輝度制御を行ってもよい。
【００３９】
また、図２（ａ）に示すドライバＩＣ２１は、例えば図２（ｂ）に示すように電圧制御手段１３及び電流制御手段１６の機能を有するものとするが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、上述した図１に示すようにディザリング手段１２の機能を有していてもよい。
【００４０】
例えば、図２（ａ）に示すようなＬＥＤの接続状態において、定常時の輝度ばらつき補正を行う場合、ドライバＩＣ２１からＬＥＤ１５−１，１５−２に対してそれぞれのＰＷＭ制御信号ＣＨ１，ＣＨ２の電圧値が図２（ｃ）に示すようになっていたとする。つまり、ＣＨ１では電圧Ｖｆ＝１．０Ｖであり、ＣＨ２では電圧Ｖｆ＝１．３Ｖであったとする。
【００４１】
このような場合には、ＣＨ１、ＣＨ２の信号が予め設定された目的値となるようにドライバＩＣ２１にて電圧制御を行い、ＣＨ１，ＣＨ２のそれぞれの電圧が正常値となるようにＣＨ１及びＣＨ２の一方又は両方に対して補正を行い、輝度ばらつきが生じないように制御を行う。なお、定常時ばらつき補正において電圧補正できる値の範囲は、例えば入力された値に対して約±０．１Ｖ程度である。
【００４２】
＜電流制御手段１６におけるＬＥＤ輝度の温度変動ばらつき補正及び経時変化ばらつき補正＞
次に、電流制御手段１６におけるＬＥＤ輝度の温度変動ばらつき補正及び経時変化ばらつき補正について、具体的に図を用いて説明する。図３は、本実施形態における温度変動時の輝度ばらつき補正の一例を示す図である。図３の例では、フィードバックされる温度変動分の電流差を検出し、その検出結果を予め設定した適性値に補正する。また、経時変化ばらつき補正についても同様に時間経過に伴う変更分の電流を検出し、その検出結果を予め設定した適性値に補正することでばらつき補正を行うものである。また、経時変化とは、例えば、時間の経過と共に生じる素子劣化等による変化を示す。
【００４３】
なお、図３に示す例では、図２（ｂ）に示す構成と比較して、特に電流制御手段１６についての具体的な構成例を示しており、ＬＥＤ１５の一例として３つのＬＥＤ１５−１，１５−２，１５−３における温度変動ばらつき補正を行うものとする。ＬＥＤ１５−１，１５−２，１５−３は、それぞれ、Ｒｅｄ（赤），Ｇｒｅｅｎ（緑），Ｂｌｕｅ（青）の発光素子に対応しているものとするが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００４４】
図３に示す電流制御手段１６は、バッファとしてのメモリ手段３１と、素子電圧検出手段３２と、ばらつき補正手段３３とを有するよう構成されている。ここで、本実施形態では、バックライトとして設置された複数の異なる色のＬＥＤのうち、何れか１つを用いて補正値を設定し、その設定された補正値を基準として他の全ての色のＬＥＤに対してもばらつき補正処理を行う。なお、ＲＧＢの３色ＬＥＤにおいては、Ｒｅｄの温度変動におけるばらつきが最も多いことが知られている。したがって、本実施形態では、ＲｅｄのＬＥＤ１５−１の温度変動（変化量）を測定し、その測定結果に対するばらつき補正を行うことで、温度変動によるばらつきを防止して高精度な輝度制御を実現することができる。
【００４５】
電流制御手段１６は、図３に示すように、制御対象である複数のＬＥＤ１５−１〜１５−３のうち、ＲｅｄのＬＥＤ１５−１に対して、その電圧値ＲｅｄＶｆを測定し、その電圧値ＲｅｄＶｆをメモリ手段３１に記録する。なお、メモリ手段３１には、例えば、所定の時間間隔等の予め設定されたタイミングで測定された電圧値が、測定された時間情報又は記録時の時間情報等と共に逐次記録される。なお、メモリ手段３１は、少なくとも本実施形態において必要となる所定回数分以上の情報を蓄積できるだけの容量を有している。
【００４６】
素子電圧検出手段３２は、メモリ手段３１に記録された複数回分の測定情報のうち、異なる時間に測定された測定値を取得し、取得した電圧値の差と、予め設定された抵抗（電流調整手段）の抵抗値とから温度変動分に対する電流差を検出する。具体的には、素子電圧検出手段３２は、ＬＥＤ１５−１に対しての供給電圧値Ｖｆに対してアナログデジタル変換（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を行い、その結果である電圧差から得られる電流差から、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応する温度変動ばらつき補正値を取得する。つまり、本実施形態では、上述したように取得した電流差が温度変動又は経時変化による輝度ばらつきと考え、その電圧を制御することで温度変動による輝度ばらつき補正等を行う。
【００４７】
ここで、図３の例において、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの電圧差△Ｒ，△Ｇ，△Ｂがそれぞれ△Ｒ＝０．４７，△Ｇ＝０．７１，△Ｂ＝０．７１であったとする。本実施形態において補正値を算出する場合には、例えば表示する１画素あたりに設定される表現可能なビット数に応じて補正値を算出する。なお、本実施形態における補正の算出手法については、後述する。
【００４８】
ばらつき補正手段３３は、素子電圧検出手段３２により得られる補正値に基づいて、対応する複数のＬＥＤ１５−１〜１５−３に対して制御信号を生成する。つまり、ばらつき補正手段３３は、ＲｅｄのＬＥＤ１５−１に対してばらつき補正した情報に基づき、ＧｒｅｅｎのＬＥＤ１５−２、ＢｌｕｅのＬＥＤ１５−３に対してフィードバック制御を行うための制御信号を生成する。また、ばらつき補正手段３３は、生成した制御信号を電圧制御手段１３を介して各ＬＥＤ１５−１〜１５−３に出力する。これにより、温度変動や経時変化によるばらつきを補正して高精度なバックライトによる輝度制御を行うことができる。
【００４９】
＜温度変動ばらつき補正による補正値の算出例＞
ここで、上述した温度変動ばらつき補正による補正値に算出例について図を用いて説明する。図４は、温度補正値を算出するための具体例を説明するための図である。また、図５は、補正値を関数により算出した具体例を説明するための図である。
【００５０】
まず、図４に示す例に示すように、ＬＥＤのスプレッド及び温度ドリフトについて検討すると、ＲＧＢのそれぞれにおいて、熱電対が５０℃のとき、それぞれＲ＝約０，４７Ｖ程度、Ｇ＝約０．７１Ｖ程度、Ｂ＝０．７１Ｖ程度の電圧差があることから、１℃単位で換算すると、Ｒ＝約０．００９４Ｖ程度、Ｇ＝約０．０１４２Ｖ程度、Ｂ＝約０．０１４２Ｖ程度となる。
【００５１】
上述したように、本実施形態では、バックライトとして設置された複数の異なる色のＬＥＤのうち、何れか１つを用いて補正値を設定し、他の全ての色のＬＥＤに対してばらつき補正処理を行う。そのため、ここでは、まずＲｅｄのＬＥＤの温度差について補正する。
【００５２】
なお、本実施形態では、１画素に対する輝度制御をどの程度のデータ量を用いて補正するかにより補正値が異なる。図４に示すように、電圧値Ｖｆの検知においては、８ｂｉｔを用いてＡＤＣ（アナログデジタル変換）を行う場合（８ｂｉｔＡＤＣの場合）、その補正値は△Ｒ：０．４７／２５６＝０．００１８となる。
【００５３】
また同様に、７ＢｉｔＡＤＣの場合、その補正値は△Ｒ：０．４７／１２８＝０．００３６となり、６ＢｉｔＡＤＣの場合、その補正値は△Ｒ：０．４７／６４＝０．００７３となる。
【００５４】
更に、他の色のＬＥＤについては、上述した補正値に基づいて、算出することもできるが、例えば図５に示すように、それぞれの補正値を算出するために予め関数等を設定しておき、その関数に値を代入して必要に応じて対応する補正値を算出してもよい。
【００５５】
なお、図５（ａ）の例では、上述した（１）Ｒｅｄ、（２）Ｇｒｅｅｎ、（３）Ｂｌｕｅ、（４）ＢＹについてのそれぞれの各熱電対（℃）と、その温度に対する電圧Ｖｆ（Ｖ）が表示されている。なお、ＢＹとは、ＢｌｕｅのＬＥＤにＹｅｌｌｏｗの蛍光体をつけて、ＷｈｉｔｅのＬＥＤにしたものである。
【００５６】
また、図５（ｂ）の例では、図５（ａ）に示す結果に基づいて設定された関数のグラフが示されている。
【００５７】
ここで、図５における３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の電圧差は、上述したようにそれぞれ△Ｒ：約０．４７Ｖ程度、△Ｇ：約０．７１Ｖ程度、△Ｂ：約０．７１Ｖ程度であり、８ＢｉｔＡＤＣとした場合の補正値は、△Ｒの補正値は、△Ｒ：約０．４７／２５６＝約０．００１８となる。
【００５８】
また、通常のＡＤＣで対応する場合には、１Ｖを８Ｂｉｔに対応させるとすると、１Ｂｉｔは、１／２５６＝０．００３９Ｖとなる。したがって、関数は、（１）Ｒｅｄの場合には、ｙ＝１１．５０８ｘ２−３０３．５１ｘ＋１７９６．８となり、（２）Ｇｒｅｅｎの場合には、ｙ＝−０．４２４７ｘ２−６２．３８３ｘ＋９９３．６となり、（３）Ｂｌｕｅの場合には、ｙ＝−０．４７６ｘ２−６０．０４７ｘ＋９５６．７となり、（４）ＢＹの場合には、ｙ＝３．０２４９ｘ２−１６０．８２ｘ＋１６７３．８となる。これらの式を用いて、対応するＬＥＤの各色に対して温度変動ばらつき補正を行うことができる。
【００５９】
＜ディザリング手段１２について＞
ここで、上述したディザリング手段１２について、具体的に説明する。例えば、ＬＣＤパネルのバックライトや照明装置等に使用されるＬＥＤをＰＷＭスイッチング駆動により駆動させて輝度変化を得られるようにしている制御手法では、一般にスイッチング動作によるフリッカ動作が目に感じられるという副作用が発生しやすい。
【００６０】
したがって、本実施形態では、ＰＷＭスイッチング動作を緩和するためにディザリング動作を多重化し、よりスムーズでかつ自然な輝度グレーディミングを実現することができる。これにより、フリッカ現象を大幅に削減させることができる。
【００６１】
なお、上述したディザリング手段１２におけるディザリング手法としては、例えばランダムディザ（Ｒａｎｄｏｍ Ｄｉｔｈｅｒ）、パターンディザ（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｄｉｔｈｅｒ）、マジックディザ（Ｍａｇｉｃ Ｄｉｔｈｅｒ）等の手法があるが、どの方式でも同様の効果が得られる、
図６は、本実施形態におけるディザリングについて説明するための図である。図６（ａ）に示すディザリング手法は、パターンディザ法（Ｐｅｔｔｅｒｎ Ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）、及び、可変ディザ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｔｈｅｒ）の例を示している。
【００６２】
図６（ａ）に示すように、パターンディザ法は、例えば画像中における２×２ビット単位で予め設定したディザマトリクスと比較を行い、その比較結果に基づいてちらつきが生じないようにディザリングを行うものである。
【００６３】
また、可変ディザリングは、２×２のディザマトリクス単位で画像フレームの４フレームを１サイクルとし、各マトリクスの値を所定の順序で入れ替えることで、ディザリングを行うものである。
【００６４】
また、図６（ｂ）は、０次元ディミングについて説明するための図である。なお、０次元ディミングとは、例えば、画面全体の輝度をＷｈｉｔｅ、Ｂｌａｃｋ、Ｇｒｅｙ等により制御させる動作をいう。
【００６５】
図６（ｂ）に示すように、従来のＰＷＭディミング手法では、バックライトの輝度制御として、白フレームと黒フレームとを交互に出力することで、ＰＷＭの輝度を制御していたが、この場合にはちらつきが生じる。そのため、本実施形態では、例えば白フレームから黒フレームへの輝度制御を行う場合には、その間に輝度レベルの異なるグレーの中間色のフレーム（グレーフレーム）を１又は複数フレーム挿入する。
【００６６】
これにより、ＰＷＭ制御でのフリッカ妨害を削減することができ、バックライト輝度制御をよりスムーズに輝度グレーディミングすることができる。また、ディザ方式でＬＥＤバックライトの輝度をグレーディミング化により制御することにより、唐突な明るさ変化による画質の違和感をなくし、自然な映像表現力を持たせることができる。つまり、品質の高い画質を提供することができる。
【００６７】
なお、グレーフレームは、白フレームから黒フレームに至るまでに白から次第に黒くなるように、グレーフレームの輝度も調整されるのが好ましい。また、挿入する中間色フレームの数についても予め任意に設定することができる。
【００６８】
更に、図６（ｃ）は、フレキシブルディミングシステムについて説明するための図である。なお、本実施形態では、一例として３種類のディミング内容が示されている。
【００６９】
具体的には、図６（ｃ）のＤｉｍｍｉｎｇ（１）（Ｂｌａｃｋ＆Ｗｈｉｔｅ）に示すように、黒クレームの一部に複数画素からなる白の画素列を挿入し、その白の画素列を移動させることで、ディミング処理を行うこともできる。
【００７０】
また、図６（ｃ）のＤｉｍｍｉｎｇ（２）（Ｂｌａｃｋ＆Ｗｈｉｔｅ）に示すように、白フレームに対して予め設定された複数の異なる画素領域からなる黒フレームを順次挿入したフレームを用いてディミング処理を行うこともできる。
【００７１】
更に、図６（ｃ）のＤｉｍｍｉｎｇ（３）（Ｂｌａｃｋ＆Ｗｈｉｔｅ＆Ｃｏｌｏｒ）に示すように、例えば、Ｄｉｍｍｉｎｇ（２）に示すフレームの白画素の升目部分に、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各色をランダムに挿入させてディミング処理を行うこともできる。
【００７２】
図６（ｃ）に示すようなフレキシブルなディミング処理を行うことで、ＬＥＤバックライト方式に依存することがなく、ディミング処理を実行することができる。
【００７３】
＜ＰＷＭ発信手段１１におけるタイミングコントロールについて＞
次に、上述したＰＷＭ発信手段１１におけるタイミングコントロールについて、図を用いて説明する。図７は、ＰＷＭタイミングコントロールについて説明するための図である。
【００７４】
通常、ＬＣＤパネル等の応答スピードは遅いため、画面を高速で移動するスクロール文字等を表示する場合には、図７（ａ）の上部に示すように文字（例えば、「ＬＧ Ｍｏｂｉｌｅ」）がぼけて読めないという問題が生じることがある。この対策としては、従来では、ＬＣＤパネルそのものの応答スピードを上げること以外には、効果的な対応策がなかった。また、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）を使用したバックライトでは、ＣＣＦＬのスイッチィング動作が遅いため、ＬＣＤパネルの動作に連動したバックライト動作をさせることができず、ぼけ感を軽減することができなかった。
【００７５】
したがって、本実施形態におけるＰＷＭ発信手段１１におけるＰＷＭコントロールにおいては、使用されるＬＣＤパネルの応答スピードに合わせてＬＥＤバックライトのスイッチング動作を動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）にさせる。つまり、本実施形態では、ＰＷＭ発信手段１１により、ＬＣＤパネルの応答スピードに合わせたＬＥＤバックライト動作を行わせる。これにより、高速で移動する文字等のぼけ感を大幅に改善することができる。
【００７６】
具体的には、図７（ｂ）に示すように、ＣＨ１、ＣＨ２の２つのＬＥＤについて、動作バッファを設けることにより、所定のタイミングで制御信号を出力することができる。例えば、図７（ｂ）の例では、ＣＨ１において、所定のタイミングから所定時間分の制御信号が出力されるように動作バッファ等によりスイッチをＯＮにする。これにより、図７（ａ）の下部に示すように、表示されるスクロール文字等の高速で移動する表示物がぼけることなく表示させることができる。
【００７７】
＜ＬＥＤバックライト配置例＞
次に、上述したＬＥＤバックライトの配置例について図を用いて説明する。図８は、ＬＥＤバックライトの配置例を示す図である。図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、
図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、例えば表示手段であるＬＣＤパネル４１には、上述した複数のＬＥＤが所定の位置に配置された素子ブロック４２が所定の位置に設けられている。
【００７８】
具体的には、ＬＣＤパネル４１に対して上側に素子ブロック４２を配置してもよく（図８（ａ））、またＬＣＤパネル４１に対して上下に素子ブロック４２−１，４２−２を配置してもよい（図８（ｂ））。更に、他の実施例としては、ＬＣＤパネル４１に配置された左サイドや右サイドの一方のサイドに素子ブロック４２を配置してもよく（図８（ｃ）では左サイド）、また左右両サイドに素子ブロック４２−１，４２−２を配置してもよく（図８（ｄ））、更には、上述したようにＬＣＤパネル４１の裏面に素子ブロック４２を所定数並べて配置してもよい（図８（ｅ））。
【００７９】
なお、本発明においては、上述したバックライト配置例に限定されるものではなく、例えば、上下左右等に配置したり、上述の例のうち複数を組み合わせた配置例にしてもよい。また、図８（ａ）〜（ｅ）に示すＬＥＤは、それぞれ上述したドライバＩＣ等により輝度制御がなされる。また、上述した素子ブロック４２は、例えば入力された映像信号から得られるＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：平均輝度レベル）検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出、周波数ヒストグラム検出の少なくとも１つの検出結果に応じて所定の大きさのブロック単位に分割することができる。なお、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば予め設定されたブロック単位に分割してもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、上述した素子ブロック４２に直列接続された複数のＬＥＤのうち、少なくとも１つのＬＥＤが使用による寿命等により、点灯しない等の欠陥が生じた場合、他のＬＥＤに対して影響がでないようにするため、欠陥ＬＥＤがある場合には、バイパス駆動制御を行うこともできる。
【００８１】
＜ブロック情報について＞
次に、複数の発光素子（ＬＥＤ等）が直列に配列された素子ブロック情報について図を用いて説明する。図９は、本実施形態におけるブロック情報の一例を示す図である。なお、図９では、ＬＣＤバックライト用のＬＥＤについて示している。
【００８２】
図９（ａ），（ｂ）に示す例では、ＬＣＤパネル４１の所定の画面表示領域にＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの素子（エレメント）５１ｒ，５１ｇ，５１ｂが存在し、これらの素子は、マルチ結線又はポイント結線によりドライバＩＣ等を接続されている。
【００８３】
また、図９の例では、各色の素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂにより組（ｃｅｌｌ）が構成される。また、図９の例では、複数の組からなる素子ブロック５２を構成し、更に複数の素子ブロック４２が所定の位置に所定数配置されて、輝度補正を行う輝度ブロック５３が構成される。なお、本実施形態においては、ブロックの数や配置例を図９（ａ），（ｂ）に示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＬＣＤパネル４１の画面サイズ等に応じて適宜設定される。
【００８４】
また、図９（ａ）、（ｂ）に示すバックライトは、ＬＣＤパネルの裏面に設置されるトップタイプ（Ｔｏｐ Ｔｙｐｅ）の構成であるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば上述した図８に示すように、ＬＣＤパネル４１の画面の下側やサイドの一方（右側、左側）又は両サイドに配置されるエッジタイプ（Ｅｄｇｅ Ｔｙｐｅ）の構成であってもよい。
【００８５】
また、本実施形態において、例えば図９（ａ）の場合には、ＬＣＤパネル４１の裏面に輝度ブロック５３−１〜５３−６が所定の位置で配列され、各輝度ブロック５３には、複数の素子ブロック５２−１〜５２−４が形成されている。また、図５（ｂ）についても同様に、ＬＣＤパネル４１のバックライトについて、輝度ブロック５３−１〜５３−１２に対し、各輝度ブロック５３には、複数のＬＥＤが配列された複数の素子ブロック５２−１〜５２−３が形成されている。
【００８６】
ここで、本実施形態においては、上述した各色の素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂ毎に輝度制御を行ってもよく、また素子ブロック５２毎又は輝度ブロック５３毎に輝度制御を行うことができる。
【００８７】
＜輝度制御装置を備えた表示装置について＞
次に、上述した輝度制御装置を備えた表示装置の構成例について、図を用いて説明する。
【００８８】
図１０は、本実施形態における輝度制御装置を備えた表示装置の機能構成の一例を示す図である。図１０に示す表示装置６０は、映像処理手段６１と、映像情報分析手段６２と、ブロック情報取得手段６３と、ブロック単位制御手段６４と、バックライト駆動制御手段６５と、バックライト手段６６と、バックライト輝度補正手段６７と、タイミング制御手段６８と、表示手段６９とを有するよう構成されている。なお、本実施形態では、例えばバックライト駆動制御手段６５やバックライト手段６６等が上述した輝度制御装置１０に相当する機能を有する。
【００８９】
映像処理手段６１は、入力される映像信号が圧縮符号化されている場合には、その信号の復号化を行ったり、限定受信放送等によりスクランブル化等の暗号化処理されている場合には、予め設定された鍵情報等を用いて復号化（デスクランブル化）を行う。つまり、映像処理手段６１は、後段の各構成で映像信号に対する処理が可能となり、表示手段６９から映像が表示できるように、入力された映像信号を適宜変換する。また、映像処理手段６１は、入力された信号を映像情報分析手段６２、及びバックライト輝度補正手段６７に出力する。
【００９０】
映像情報分析手段６２は、映像処理手段６１により入力された映像信号に対して、例えばＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出（色相、色飽和度）、及び、周波数ヒストグラム検出等のうち、少なくとも１つの情報を検出し、検出した情報から映像情報の分析を行う。つまり、映像情報分析手段６２により、映像（画像）に対するヒストグラム情報やプロファイル情報等を取得することができるため、これらの情報に基づいて映像等に対応させた適切なバックライトの輝度制御を行う。また、映像情報分析手段６２は、分析された結果をブロック情報取得手段６３に出力する。
【００９１】
ブロック情報取得手段６３は、映像情報分析手段６２により得られる分析結果と、予め設定される映像信号に対する制御信号に基づいて、ブロック単位あたりの大きさ（画素数、インチ等）等を設定する。このように、ブロック単位の大きさを映像情報等から設定することにより、映像情報に対応させてブロック単位のバックライト制御を行うことができる。
【００９２】
なお、本実施形態において、所定のブロック単位に分割する場合には、その分割可能な数として、例えば映像の画素単位や２×２ピクセル、４×４ピクセル、１６×１６ピクセル等のように、正方形ブロック毎にブロックを分割することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００９３】
また、ブロック情報取得手段６３における処理実行のタイミングは、例えば、外部からの制御信号の入力のタイミングで実行してもよく、また予め設定された制御情報に基づいて映像情報分析手段６２により分析結果の情報が入力されたタイミングで実行してもよい。また、ブロック情報取得手段６３は、取得したブロック情報をブロック単位制御手段６４に出力する。
【００９４】
ブロック単位制御手段６４は、ブロック情報取得手段６３により得られるブロック情報に基づいて、映像信号に対応するブロック毎にバックライトの輝度を制御するため、例えば、各ブロック単位でオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）制御や非線形補正等を行う。また、ブロック単位制御手段６４は、入力された映像信号に対する各ブロック単位の輝度制御情報に対応させてＰＷＭ等によるパルス変調処理を行って制御信号を生成する。また、ブロック単位制御手段６４は、所定のタイミングで所定のＬＥＤに対して輝度を制御する輝度制御情報をバックライト駆動制御手段６５に出力する。また、ブロック単位制御手段６４は、上述した輝度制御情報をバックライト輝度補正手段６７に出力する。更に、ブロック単位制御手段６４は、上述した各ブロック単位のオフセット制御情報や非線形補正情報をバックライト駆動制御手段６５及びバックライト輝度補正手段６７に出力する。
【００９５】
バックライト駆動制御手段６５は、ブロック単位制御手段６４により得られるブロック毎の輝度制御情報やオフセット制御情報、非線形補正情報等に対応させて、各ブロック位置に対応するバックライトの駆動制御を行い、所定のタイミングでバックライト手段６６のＬＥＤを点灯させる。なお、上述した輝度制御装置１０及びドライバＩＣ２１における各機能は、主にバックライト駆動制御手段６５に含まれる。したがって、バックライト駆動制御手段６５は、上述したように、ＰＷＭ発信手段１１、ディザリング手段１２、電圧制御手段１３、及び電流制御手段１６における各処理を実行し、上述したばらつき補正等を行う。
【００９６】
また、本実施形態におけるバックライト駆動制御手段６５は、タイミング制御手段６８により表示手段６９から出力される映像信号と同期させてバックライトを駆動させるように、タイミング制御手段６８からのクロック信号に基づいて、タイミング制御によりＬＥＤを駆動するための制御信号をバックライト手段６６に出力することができる。
【００９７】
なお、バックライトは、通常、ＬＣＤに設けられているＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの色のＬＥＤ素子等に対応させて、それぞれ対に設けられている。そのため、画素毎の調整は、ＬＥＤ素子毎に行うことが望ましいが、その場合にはコストや処理時間がかかってしまう。そこで、本実施形態では、例えば、上述した素子ブロック毎や輝度ブロック毎等の１又は複数の所定のブロック単位で処理を行う。これにより、コストの削減と効率化を実現することができる。
【００９８】
バックライト駆動制御手段６５は、各ブロックに対応するそれぞれの制御信号をバックライト手段６６に出力する。バックライト手段６６は、設定された各ブロックに対応するそれぞれの駆動制御信号に基づいて、各ブロックの所定の位置にあるＬＥＤをそれぞれに設定された所定の輝度制御により所定の輝度レベルで点灯させ、その光をバックライトとして表示手段６９の画面に照射させる。
【００９９】
バックライト輝度補正手段６７は、ブロック単位制御手段６４により得られる輝度制御情報、オフセット制御情報、非線形補正情報に基づいて、映像処理手段６１により得られる映像信号に対して、バックライトに対する駆動制御情報を用いた輝度補正を行う。つまり、バックライト輝度補正手段６７は、ブロック単位のディミング制御情報を逆補正してトリミングし、映像信号側にフィードバックする。
【０１００】
ここで、バックライトは、例えば表示手段６９の裏面等に位置し、輝度制御用のブロック単位で動作している。また、バックライトの動作は、映像信号の解像度に及ばない低解像度の輝度動作である。そのため、本実施形態によれば、映像信号の輝度解像度との差が生じるといったブロック輝度干渉妨害を防止することができ、ユーザに見易くて最適な映像を表示手段６９のディスプレイ画面に表示することができる。
【０１０１】
また、バックライト輝度補正手段６７は、オフセット制御情報及び非線形補正情報により映像信号の補正を行うことで、バックライトのインパルス制御機能等と共に輝度、コントラスト、色等の制御を行うことができる。
【０１０２】
なお、本実施形態において、バックライト輝度補正手段６７は、輝度ブロックの構成により映像信号側にフィードバックさせる情報が変化し、更に表示手段６９の輝度透過率等によっても補正量を適切に調整する必要がある。その場合には、例えば予め設定された輝度透過率検出用カメラ等を用いて検出された結果を用いてフィードバックさせる情報を自動的に調整することができる。バックライト輝度補正手段６７は、上述した処理等により補正された映像信号をタイミング制御手段６８に出力する。
【０１０３】
タイミング制御手段６８は、バックライト輝度補正手段６７により得られる映像信号を表示手段６９の画面の水平方向、垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、表示手段６９の一面に表示される画像情報を生成し、生成された画像を表示手段６９に出力する。
【０１０４】
更に、タイミング制御手段６８は、画面に表示する映像と同期してバックライト手段６６によるバックライトを点灯させるために、バックライト駆動制御手段６５に対し、映像信号を表示手段６９に出力したタイミングに対応させて、その映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御信号をバックライト駆動制御手段６５に出力する。
【０１０５】
これにより、表示手段６９による映像出力と、バックライト手段６６による当該映像に対応したバックライト出力とを同期させることができる。
【０１０６】
表示手段６９は、タイミング制御手段６８にて生成された映像情報を画面に表示する。なお、表示手段６９としては、例えば上述したＬＣＤパネル等を用いることができるが本発明においてはこれに限定されるものではない。
【０１０７】
上述した構成により、本実施形態では、ＬＣＤパネル等の表示手段６９のバックライトを、映像コンテンツに連動させて動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）に動作させることができ、よりハイコントラストな映像を提供することができる。
【０１０８】
つまり、本実施形態に示す表示装置５０によれば、表示手段６９に表示される映像コンテンツ等に対応させてバックライト装置の輝度を補正することができ、映像コンテンツに応じた最適なバックライト制御を行うことができる。また、ＬＣＤバックライトでの様々なディミング動作を行うときに発生する映像信号への輝度干渉妨害を改善することができ、ディミング動作をより最適な動作にすることができる。
【０１０９】
更に、本実施形態では、従来のＡＰＬ検出によって処理される基準輝度制御の他に、輝度ヒストグラム検出等により最適輝度制御が実現でき、例えば、色ヒストグラム検出を行うことで、最適なホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）制御等によるＲＧＢに対するＬＥＤバックライト制御を行うことができる。つまり、本実施形態では、各種ヒストグラムの検出結果のみを用いてバックライト輝度制御を行ってもよく、またＡＰＬの検出結果と各種ヒストグラムの検出結果とを組み合わせてバックライト輝度制御を行ってもよい。
【０１１０】
＜輝度制御装置の他の適用例＞
なお、本実施形態における輝度制御装置は、上述したようにＴＶ等の表示装置として用いられるだけでなく、例えば照明や電子看板、その他の各種ディスプレイ等にも広く適用することができる。つまり、本実施形態における輝度制御装置は、例えば上述したように直列に接続された複数の発光素子（ＬＥＤ等）を駆動させることができる機器全般に適用することができる。ここで、以下に輝度制御装置の他の適用例について図を用いて説明する。
【０１１１】
図１１は、本実施形態における輝度制御装置を備えた他の適用例を説明するための図である。なお、図１１（ａ）は、本実施形態における輝度制御装置を照明装置に適用した例を示し、図１１（ｂ）は、本実施形態における輝度制御装置を電子看板システムに適用した例を示している。
【０１１２】
図１１（ａ）に示す照明装置７０は、一例としてＬＥＤランプを示している。具体的に説明すると、照明装置７０は、ランプ本体７１内に複数のＬＥＤ７２が直列に接続され、各ＬＥＤは照明方向に適した所定位置に配置されている。また、各ＬＥＤ７２は、上述した発光素子ブロックとして構成されていてもよく、また並列に接続されていてもよい。
【０１１３】
また、複数のＬＥＤ７２は、図１１（ａ）に示すように上述したドライバＩＣ７３と接続されており、輝度制御装置としての機能を有するドライバＩＣ７３によりＬＥＤ毎の駆動が制御される。このような構成により、上述した各種ばらつき補正等の輝度制御が行われた複数のＬＥＤから発光された光により照明することができる。なお、本実施形態では、図１１（ａ）に示す各ＬＥＤ７２に対して、バイパス回路を設けてよく、これにより、照明装置７０は、断線時にもドライバＩＣ７３からの電流を他のＬＥＤに供給させることができる。
【０１１４】
また、図１１（ｂ）に示す電子看板システム８０は、一例として１台のＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）８１と複数の電子看板８２（図１１（ｂ）の例では、電子看板８２−１，８２−２）とを有するよう構成されている。また、ＰＣ８１と複数の電子看板８２とは、インターネット等に代表される通信ネットワーク８３を介してデータの送受信が可能な状態で接続されている。
【０１１５】
図１１（ｂ）に示す電子看板システム８０では、管理者等によりＰＣ８１を用いて作成、編集がされた商品説明や企業名等を紹介するためのコンテンツ等を、通信ネットワーク８３を介して異なる場所に設置された複数の電子看板８２上に、同時に表示や更新をすることができる。ここで、上述した電子看板８２は、例えば大型の液晶ディスプレイ等を用いており、このような大型の液晶ディスプレイ等においても上述した輝度制御装置を適用することで同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
例えば、図１１（ｂ）に示す電子看板８２においても、バックライト装置として配列された複数ＬＥＤに対して、上述した本実施形態における輝度制御装置を適用することにより、安定した輝度制御を行うことができる。なお、図１１（ｂ）においても、各ＬＥＤに対して上述したバイパス回路を設けておくことで、電子看板８２は、断線時にも供給される電流を他のＬＥＤに出力することができる。なお、本実施形態における輝度制御装置は、図１１（ｂ）に示すＰＣ８１の液晶ディスプレイのバックライト等にも同様に適用することができる。
【０１１７】
上述したように、本発明によれば、表示装置等のバックライトや照明装置に対する安定した輝度制御を行うことができる。つまり、表示装置等のバックライトや照明装置に対して常に安定した輝度とホワイトバランスを得ることができる。
【０１１８】
なお、本発明における輝度制御装置は、例えば、液晶表示パネル及び液晶表示パネルの裏面に配置されるバックライトとから構成される液晶表示装置に適用することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、ＴＶやＰＣの画面、携帯端末、ゲーム機器、デジタルカメラ等のバックライトを具備する表示画面等の分野に広く適用することができる。
【０１１９】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０ 輝度制御装置
１１ ＰＷＭ発信手段（パルス制御信号発信手段）
１２ ディザリング手段
１３ 電圧制御手段
１４ 抵抗手段（電流調整手段）
１５，７２ ＬＥＤ（発光素子）
１６ 電流制御手段
２１，７３ ドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）
３１ メモリ手段
３２ 素子電圧検出手段
３３ ばらつき補正手段
４１ ＬＣＤパネル
４２，５２ 素子ブロック
５１ 素子エレメント
５３ 輝度制御ブロック
６０ 表示装置
６１ 映像処理手段
６２ 映像情報分析手段
６３ ブロック情報取得手段
６４ ブロック単位制御手段
６５ バックライト駆動制御手段
６６ バックライト手段
６７ バックライト輝度補正手段
６８ タイミング制御手段
６９ 表示手段
７０ 照明装置
７１ ランプ本体
８０ 電子看板システム
８１ ＰＣ
８２ 電子看板
８３ 通信ネットワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明装置に係り、特に表示装置等のバックライトや照明装置に対する安定した輝度制御を行うための輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像や画像を表示する各種表示装置において、高画質化や消費電力の改善等の研究が進められている。また、最近の表示装置としては、特に液晶表示装置（ＬＣＤ；Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）が多く使用されてきている。
【０００３】
一般的に、ＬＣＤは、光を用いてイメージを表示する出力パネルと、光を発生するバックライトユニットとを有するよう構成されている。ここで、バックライトユニットは、出力パネルのイメージが表示される有効表示領域に光を均一に提供することを主な目的として設計される。
【０００４】
また従来では、上述したバックライトユニットを制御するための制御装置（例えば、Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ａｎａｌｙｚｅｒ等）が知られており、それらの制御装置では、一般的には、単純なＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：平均輝度レベル）検出によるバックライト制御が行われている。また、従来では、ＬＣＤパネルのバックライトの輝度を制御する場合には、映像信号のＡＰＬ情報によってリニア（Ｌｉｎｅａｒ）に輝度制御することが知られている。
【０００５】
また、近年では、バックライトや照明として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を複数使用する技術が注目されている。ここで、複数使用されるＬＥＤは、ＬＥＤ毎にばらつきが発生する。ＬＥＤのばらつきとしては、例えば、定常ばらつき、温度変動ばらつき、経時変化ばらつき等があることが知られている。ここで、定常ばらつきは、部品レベルの製造ばらつきであり、選別して使用するか、無選別で使用するかはユーザ側の判断に任されているため、それが製品価格に大きく影響している。なお、上述した個々のばらつきに対する技術は幾つか開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００６】
特許文献１に示される技術は、表示装置の背面側に設けられるバックライト装置において、直列接続された複数の発光ダイオードを有する照明ユニットと、各上記照明ユニットに対応して設けられ、各上記照明ユニットの発光ダイオードを駆動する駆動部と、
各上記照明ユニットの温度を検出する温度検出部とを備え、各上記照明ユニットは、発光ダイオードが所定の温度領域となる位置にそれぞれ配置されており、上記駆動部は、照明ユニットに温度変動があった場合にも少なくとも輝度が均一となるように、上記温度検出部により検出された各照明ユニットの温度に応じて、照明ユニット毎に発光ダイオードに流す電流を調整する。
【０００７】
また、特許文献２に示される技術は、ＬＥＤ駆動電圧のばらつきや変動、ＬＥＤの製品ごとの順電圧のばらつき等にかかわらず、ＬＥＤバックライトの輝度を一定に保つように、液晶表示パネル２の背面側にＬＥＤバックライトを配置してなる液晶表示装置において、そのＬＥＤバックライトを定電流回路にて駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３１９７７号公報
【特許文献２】特開平１１−３０５１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したＬＥＤのばらつきは、上述したように、定常ばらつき、温度変動ばらつき、経時変化ばらつき等の複数の要因があるため、それぞれの要因に対して適切な方法でばらつき対する輝度制御を行なわなければならないが、そのような技術は、未だ存在していない。
【００１０】
したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、表示装置等のバックライトや照明装置に対する安定した輝度制御を行うための輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明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】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１２】
本発明は、表示画面に対する複数の発光素子（１５）からなるバックライトの輝度制御を行う輝度制御装置（１０）において、予め設定される輝度制御信号に基づいて、前記複数の発光素子（１５）に対する駆動制御を行うためのパルス制御信号を発信させるパルス制御信号発信手段（１１）と、前記パルス制御信号発信手段（１１）により得られるパルス制御信号の電圧を同色の発光素子（１５）毎に制御し、前記複数の発光素子（１５）の定常時の輝度ばらつきを補正する電圧制御手段（１３）と、前記電圧制御手段（１３）により得られる制御された電圧値に基づいて、前記複数の発光素子毎に流れる電流を制御し、前記複数の発光素子の温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正する電流制御手段（１６）とを有することを特徴とする。
【００１３】
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本発明が図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、表示装置等のバックライトや照明装置に対する安定した輝度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態における輝度ばらつき補正による輝度制御の一例を示す図である。
【図２】本実施形態における定常時の輝度ばらつき補正の一例を示す図である。
【図３】本実施形態における温度変動時の輝度ばらつき補正の一例を示す図である。
【図４】温度補正値を算出するための具体例を説明するための図である。
【図５】補正値を関数により算出した具体例を説明するための図である。
【図６】本実施形態におけるディザリングについて説明するための図である。
【図７】ＰＷＭタイミングコントロールについて説明するための図である。
【図８】ＬＥＤバックライトの配置例を示す図である。
【図９】本実施形態におけるブロック情報の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態における輝度制御装置を備えた表示装置の機能構成の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態における輝度制御装置を備えた他の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜本発明について＞
本発明は、テレビジョン等の表示装置のバックライトや、照明装置として用いられる複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ等）における各発光素子間の輝度ばらつきを解消する輝度制御を行う。具体的には、本発明は、ＬＥＤのばらつき要因として挙げられている定常時における輝度ばらつき（以下、「定常時ばらつき」ともいう）、温度変動による輝度ばらつき（以下、「温度変動ばらつき」ともいう）、経時変化による輝度ばらつき（以下、「経時変化ばらつき」ともいう）について、それぞれの補正を所定の順序で行う。
【００１７】
例えば、定常時ばらつきでは、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のドライバ電圧を自動的に補正し、温度変動ばらつきでは、フィードバックされる温度変動分の電流差を検出して補償し、経時変化ばらつきでは、時間経過に伴う変動分の電流を検出して補償する。
【００１８】
これにより、バックライトや照明装置等において複数の発光素子を使用する場合にも、発光素子の選別等を行う必要がなく、コストを削減することができ、また常に安定した輝度とホワイトバランスを得ることができる。
【００１９】
以下に、上述した特徴を実現するための本発明における輝度制御装置、該輝度制御装置を備えた表示装置、及び照明装置を好適に実施した形態について図面等を用いて説明する。なお、以下に示す実施形態の例では、表示手段の一例としてＬＣＤを用いることとし、発光素子の一例としてＬＥＤを用いることするが、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
【００２０】
また、以下に示す実施形態では、主に映像信号をディスプレイ等の表示手段に出力する際の輝度制御について説明するが、本発明に置いてはこれに限定されるものではなく画像等も含まれるものとする。
【００２１】
＜輝度ばらつき補正による輝度制御について＞
まず、本実施形態における輝度ばらつき補正による輝度制御例について、図を用いて説明する。図１は、本実施形態における輝度ばらつき補正による輝度制御の一例を示す図である。なお、図１は、輝度制御装置１０における輝度制御を行う部分の概要構成を示している。
【００２２】
図１に示す輝度制御装置１０は、パルス制御信号発信手段としてのＰＷＭ発信手段１１と、ディザリング手段１２と、電圧制御手段１３と、電流調整手段としての抵抗手段１４と、発光素子であるＬＥＤ１５と、電流制御手段１６と、を有するよう構成されている。
【００２３】
ＰＷＭ発信手段１１は、入力される輝度制御信号に対し、ＰＷＭ等によるパルス幅変調を行ってＰＷＭ制御信号（パルス制御信号）を生成する。なお、輝度制御信号は、例えば画面に表示される映像信号の映像フレーム毎に設定される輝度制御信号や、予め設定されたバックライト用の輝度制御信号等を含む。また、ＰＷＭ発信手段１１は、入力される所定のタイミングで生成したＰＷＭ制御信号をディザリング手段１２に発信（出力）する。
【００２４】
なお、このパルス幅変調された制御信号は、制御対応である複数のＬＥＤのそれぞれの発光タイミングに対応させて制御信号が出力される。つまり、ＰＷＭ発信手段１１は、異なる発光素子に対する制御信号の出力タイミングをコントロールする。なお、ＰＷＭ発信手段１１における具体的なタイミングコントロールについては後述する。
【００２５】
ディザリング手段１２は、ＰＷＭ発信手段１１から得られるＰＷＭ制御信号、又は電流制御手段１６から得られる電流制御後の信号に基づいて、例えばＰＷＭのＤｕｔｙ（パルス幅のＯＮとＯＦＦの比率（バックライトの消灯時間に対する点灯時間の比率））変化をスムーズにするため、入力された信号に対するディザリング処理を行う。
【００２６】
ここで、ディザリング手段１２は、例えば映像信号におけるちらつきを防止するために、予め設定される一定期間におけるディザリング処理を行ってもよい。また、ディザリング手段１２は、Ｄｕｔｙ変化をスムーズにさせた輝度制御信号を電圧制御手段１３に出力する。
【００２７】
なお、本実施形態におけるＤｕｔｙ変化の例としては、例えば入力される映像信号から明るさの平均値を検出し、検出された明るさの平均値が予め設定された閾値よりも高い場合には光源輝度を高くし、また明るさの平均値が予め設定された閾値よりも低い場合には光源輝度を低く設定する等があるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、上述したＤｕｔｙ変化がスムーズになるように、ディザリング手段１２により輝度制御信号の波形が調整される。なお、ディザリング手段１２についての具体的な手法については後述する。
【００２８】
電圧制御手段１３は、入力された輝度制御信号に対して電圧制御を行い、定常時の輝度ばらつきを一定にする。また、電圧制御手段１３は、定常時の輝度ばらつきを一定にした制御信号を抵抗手段１４に出力する。なお、電圧制御手段１３における具体的な制御内容については後述する。
【００２９】
抵抗手段１４は、その先に接続されたＬＥＤ毎に供給される電流値を調整するための抵抗ｒ０を備える。つまり、抵抗手段１４は、抵抗手段１４及びＬＥＤ１５間の電圧Ｖｆに対する電流の値を調整し、その結果ＬＥＤ１５の輝度レベルを調整して点灯させることができる。
【００３０】
ＬＥＤ１５は、例えばＬＣＤパネル等のバックライトとして、上述した所定のタイミングで発光する発光素子である。ここで、ＬＥＤ１５がバックライトとして使用される場合には、白色ＬＥＤを配列して白色光の照明光を発光する構成や、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色のＬＥＤを配列し、これらの３色の光を混色して白色光とする構成を用いることができる。つまり、図１の例では、１つのＬＥＤ１５しか示されていないが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば複数のＬＥＤが直列又は並列に接続されていてもよい。
【００３１】
更に、上述した白色ＬＥＤには、短波長ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る方式や、青色ＬＥＤに蛍光体を組み合わせて白色を得る方式、或いは、青色ＬＥＤに黄色の蛍光体を組み合わせて白色を得る方式等を用いることができる。
【００３２】
このとき、各ＬＥＤの種類に応じて供給すべき電流値は異なる。そのため、本実施形態では、接続されているＬＥＤの種類等に応じて調整された抵抗ｒ０が設定される。
【００３３】
なお、ＬＣＤパネルのバックライトや照明装置等に使用されるＬＥＤは、通常は複数配置して使用されるため、その場合には複数のＬＥＤ毎の色や配置（例えば、直列又は並列接続されるＬＥＤ同士の組み合わせ）等を考慮して調整する必要がある。
【００３４】
電流制御手段１６は、ＬＥＤ１５から出力される電流値Ｉｄに対して電流制御を行い、ＬＥＤにおける温度による輝度ばらつき補正及び経時変化による輝度ばらつき補正を行い、温度変動時等の輝度ばらつきを一定にする。なお、電流制御手段１６における具体的な制御内容については後述する。
【００３５】
ここで、上述した輝度制御装置１０については、上述したディザリング手段１２に対する処理を行わなくても、上述した定常時におけるＬＥＤ毎の輝度ばらつき、温度変動によるＬＥＤ毎の輝度ばらつき、経時変化によるＬＥＤ毎の輝度ばらつきを補正制御することができ、安定した輝度制御を行うことができる。
【００３６】
次に、上述した電圧制御手段１３及び電流制御手段１６におけるそれぞれの輝度ばらつき制御処理について具体的に説明する。
【００３７】
＜電圧制御手段１３におけるＬＥＤ輝度の定常時ばらつき補正＞
図２は、本実施形態における定常時の輝度ばらつき補正の一例を示す図である。なお、図２に示す例では、ドライバＩＣ（ＰＷＭ）２１におけるドライバ電圧を自動的に補正することにより、定常時の輝度ばらつきを補正するものである。
【００３８】
また、図２（ａ）では、１つのドライバＩＣ２１に２つのＬＥＤ１５−１，１５−２を接続し、２つのＬＥＤ１５−１，１５−２のそれぞれに対して輝度制御を行い、所定の駆動をさせる構成を示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば１つのドライバＩＣ２１に１つ又は３つ以上のＬＥＤが接続されて輝度制御がなされてもよい。更に、図２（ａ）の例では、ＬＥＤ１５−１，１５−２は、それぞれ異なる色を発光する発光素子を示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば同一の色を発光する複数のＬＥＤに対して同時に輝度制御を行ってもよい。
【００３９】
また、図２（ａ）に示すドライバＩＣ２１は、例えば図２（ｂ）に示すように電圧制御手段１３及び電流制御手段１６の機能を有するものとするが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、上述した図１に示すようにディザリング手段１２の機能を有していてもよい。
【００４０】
例えば、図２（ａ）に示すようなＬＥＤの接続状態において、定常時の輝度ばらつき補正を行う場合、ドライバＩＣ２１からＬＥＤ１５−１，１５−２に対してそれぞれのＰＷＭ制御信号ＣＨ１，ＣＨ２の電圧値が図２（ｃ）に示すようになっていたとする。つまり、ＣＨ１では電圧Ｖｆ＝１．０Ｖであり、ＣＨ２では電圧Ｖｆ＝１．３Ｖであったとする。
【００４１】
このような場合には、ＣＨ１、ＣＨ２の信号が予め設定された目的値となるようにドライバＩＣ２１にて電圧制御を行い、ＣＨ１，ＣＨ２のそれぞれの電圧が正常値となるようにＣＨ１及びＣＨ２の一方又は両方に対して補正を行い、輝度ばらつきが生じないように制御を行う。なお、定常時ばらつき補正において電圧補正できる値の範囲は、例えば入力された値に対して約±０．１Ｖ程度である。
【００４２】
＜電流制御手段１６におけるＬＥＤ輝度の温度変動ばらつき補正及び経時変化ばらつき補正＞
次に、電流制御手段１６におけるＬＥＤ輝度の温度変動ばらつき補正及び経時変化ばらつき補正について、具体的に図を用いて説明する。図３は、本実施形態における温度変動時の輝度ばらつき補正の一例を示す図である。図３の例では、フィードバックされる温度変動分の電流差を検出し、その検出結果を予め設定した適性値に補正する。また、経時変化ばらつき補正についても同様に時間経過に伴う変更分の電流を検出し、その検出結果を予め設定した適性値に補正することでばらつき補正を行うものである。また、経時変化とは、例えば、時間の経過と共に生じる素子劣化等による変化を示す。
【００４３】
なお、図３に示す例では、図２（ｂ）に示す構成と比較して、特に電流制御手段１６についての具体的な構成例を示しており、ＬＥＤ１５の一例として３つのＬＥＤ１５−１，１５−２，１５−３における温度変動ばらつき補正を行うものとする。ＬＥＤ１５−１，１５−２，１５−３は、それぞれ、Ｒｅｄ（赤），Ｇｒｅｅｎ（緑），Ｂｌｕｅ（青）の発光素子に対応しているものとするが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００４４】
図３に示す電流制御手段１６は、バッファとしてのメモリ手段３１と、素子電圧検出手段３２と、ばらつき補正手段３３とを有するよう構成されている。ここで、本実施形態では、バックライトとして設置された複数の異なる色のＬＥＤのうち、何れか１つを用いて補正値を設定し、その設定された補正値を基準として他の全ての色のＬＥＤに対してもばらつき補正処理を行う。なお、ＲＧＢの３色ＬＥＤにおいては、Ｒｅｄの温度変動におけるばらつきが最も多いことが知られている。したがって、本実施形態では、ＲｅｄのＬＥＤ１５−１の温度変動（変化量）を測定し、その測定結果に対するばらつき補正を行うことで、温度変動によるばらつきを防止して高精度な輝度制御を実現することができる。
【００４５】
電流制御手段１６は、図３に示すように、制御対象である複数のＬＥＤ１５−１〜１５−３のうち、ＲｅｄのＬＥＤ１５−１に対して、その電圧値ＲｅｄＶｆを測定し、その電圧値ＲｅｄＶｆをメモリ手段３１に記録する。なお、メモリ手段３１には、例えば、所定の時間間隔等の予め設定されたタイミングで測定された電圧値が、測定された時間情報又は記録時の時間情報等と共に逐次記録される。なお、メモリ手段３１は、少なくとも本実施形態において必要となる所定回数分以上の情報を蓄積できるだけの容量を有している。
【００４６】
素子電圧検出手段３２は、メモリ手段３１に記録された複数回分の測定情報のうち、異なる時間に測定された測定値を取得し、取得した電圧値の差と、予め設定された抵抗（電流調整手段）の抵抗値とから温度変動分に対する電流差を検出する。具体的には、素子電圧検出手段３２は、ＬＥＤ１５−１に対しての供給電圧値Ｖｆに対してアナログデジタル変換（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を行い、その結果である電圧差から得られる電流差から、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対応する温度変動ばらつき補正値を取得する。つまり、本実施形態では、上述したように取得した電流差が温度変動又は経時変化による輝度ばらつきと考え、その電圧を制御することで温度変動による輝度ばらつき補正等を行う。
【００４７】
ここで、図３の例において、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの電圧差△Ｒ，△Ｇ，△Ｂがそれぞれ△Ｒ＝０．４７，△Ｇ＝０．７１，△Ｂ＝０．７１であったとする。本実施形態において補正値を算出する場合には、例えば表示する１画素あたりに設定される表現可能なビット数に応じて補正値を算出する。なお、本実施形態における補正の算出手法については、後述する。
【００４８】
ばらつき補正手段３３は、素子電圧検出手段３２により得られる補正値に基づいて、対応する複数のＬＥＤ１５−１〜１５−３に対して制御信号を生成する。つまり、ばらつき補正手段３３は、ＲｅｄのＬＥＤ１５−１に対してばらつき補正した情報に基づき、ＧｒｅｅｎのＬＥＤ１５−２、ＢｌｕｅのＬＥＤ１５−３に対してフィードバック制御を行うための制御信号を生成する。また、ばらつき補正手段３３は、生成した制御信号を電圧制御手段１３を介して各ＬＥＤ１５−１〜１５−３に出力する。これにより、温度変動や経時変化によるばらつきを補正して高精度なバックライトによる輝度制御を行うことができる。
【００４９】
＜温度変動ばらつき補正による補正値の算出例＞
ここで、上述した温度変動ばらつき補正による補正値に算出例について図を用いて説明する。図４は、温度補正値を算出するための具体例を説明するための図である。また、図５は、補正値を関数により算出した具体例を説明するための図である。
【００５０】
まず、図４に示す例に示すように、ＬＥＤのスプレッド及び温度ドリフトについて検討すると、ＲＧＢのそれぞれにおいて、熱電対が５０℃のとき、それぞれＲ＝約０，４７Ｖ程度、Ｇ＝約０．７１Ｖ程度、Ｂ＝０．７１Ｖ程度の電圧差があることから、１℃単位で換算すると、Ｒ＝約０．００９４Ｖ程度、Ｇ＝約０．０１４２Ｖ程度、Ｂ＝約０．０１４２Ｖ程度となる。
【００５１】
上述したように、本実施形態では、バックライトとして設置された複数の異なる色のＬＥＤのうち、何れか１つを用いて補正値を設定し、他の全ての色のＬＥＤに対してばらつき補正処理を行う。そのため、ここでは、まずＲｅｄのＬＥＤの温度差について補正する。
【００５２】
なお、本実施形態では、１画素に対する輝度制御をどの程度のデータ量を用いて補正するかにより補正値が異なる。図４に示すように、電圧値Ｖｆの検知においては、８ｂｉｔを用いてＡＤＣ（アナログデジタル変換）を行う場合（８ｂｉｔＡＤＣの場合）、その補正値は△Ｒ：０．４７／２５６＝０．００１８となる。
【００５３】
また同様に、７ＢｉｔＡＤＣの場合、その補正値は△Ｒ：０．４７／１２８＝０．００３６となり、６ＢｉｔＡＤＣの場合、その補正値は△Ｒ：０．４７／６４＝０．００７３となる。
【００５４】
更に、他の色のＬＥＤについては、上述した補正値に基づいて、算出することもできるが、例えば図５に示すように、それぞれの補正値を算出するために予め関数等を設定しておき、その関数に値を代入して必要に応じて対応する補正値を算出してもよい。
【００５５】
なお、図５（ａ）の例では、上述した（１）Ｒｅｄ、（２）Ｇｒｅｅｎ、（３）Ｂｌｕｅ、（４）ＢＹについてのそれぞれの各熱電対（℃）と、その温度に対する電圧Ｖｆ（Ｖ）が表示されている。なお、ＢＹとは、ＢｌｕｅのＬＥＤにＹｅｌｌｏｗの蛍光体をつけて、ＷｈｉｔｅのＬＥＤにしたものである。
【００５６】
また、図５（ｂ）の例では、図５（ａ）に示す結果に基づいて設定された関数のグラフが示されている。
【００５７】
ここで、図５における３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の電圧差は、上述したようにそれぞれ△Ｒ：約０．４７Ｖ程度、△Ｇ：約０．７１Ｖ程度、△Ｂ：約０．７１Ｖ程度であり、８ＢｉｔＡＤＣとした場合の補正値は、△Ｒの補正値は、△Ｒ：約０．４７／２５６＝約０．００１８となる。
【００５８】
また、通常のＡＤＣで対応する場合には、１Ｖを８Ｂｉｔに対応させるとすると、１Ｂｉｔは、１／２５６＝０．００３９Ｖとなる。したがって、関数は、（１）Ｒｅｄの場合には、ｙ＝１１．５０８ｘ２−３０３．５１ｘ＋１７９６．８となり、（２）Ｇｒｅｅｎの場合には、ｙ＝−０．４２４７ｘ２−６２．３８３ｘ＋９９３．６となり、（３）Ｂｌｕｅの場合には、ｙ＝−０．４７６ｘ２−６０．０４７ｘ＋９５６．７となり、（４）ＢＹの場合には、ｙ＝３．０２４９ｘ２−１６０．８２ｘ＋１６７３．８となる。これらの式を用いて、対応するＬＥＤの各色に対して温度変動ばらつき補正を行うことができる。
【００５９】
＜ディザリング手段１２について＞
ここで、上述したディザリング手段１２について、具体的に説明する。例えば、ＬＣＤパネルのバックライトや照明装置等に使用されるＬＥＤをＰＷＭスイッチング駆動により駆動させて輝度変化を得られるようにしている制御手法では、一般にスイッチング動作によるフリッカ動作が目に感じられるという副作用が発生しやすい。
【００６０】
したがって、本実施形態では、ＰＷＭスイッチング動作を緩和するためにディザリング動作を多重化し、よりスムーズでかつ自然な輝度グレーディミングを実現することができる。これにより、フリッカ現象を大幅に削減させることができる。
【００６１】
なお、上述したディザリング手段１２におけるディザリング手法としては、例えばランダムディザ（Ｒａｎｄｏｍ Ｄｉｔｈｅｒ）、パターンディザ（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｄｉｔｈｅｒ）、マジックディザ（Ｍａｇｉｃ Ｄｉｔｈｅｒ）等の手法があるが、どの方式でも同様の効果が得られる、
図６は、本実施形態におけるディザリングについて説明するための図である。図６（ａ）に示すディザリング手法は、パターンディザ法（Ｐｅｔｔｅｒｎ Ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）、及び、可変ディザ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｔｈｅｒ）の例を示している。
【００６２】
図６（ａ）に示すように、パターンディザ法は、例えば画像中における２×２ビット単位で予め設定したディザマトリクスと比較を行い、その比較結果に基づいてちらつきが生じないようにディザリングを行うものである。
【００６３】
また、可変ディザリングは、２×２のディザマトリクス単位で画像フレームの４フレームを１サイクルとし、各マトリクスの値を所定の順序で入れ替えることで、ディザリングを行うものである。
【００６４】
また、図６（ｂ）は、０次元ディミングについて説明するための図である。なお、０次元ディミングとは、例えば、画面全体の輝度をＷｈｉｔｅ、Ｂｌａｃｋ、Ｇｒｅｙ等により制御させる動作をいう。
【００６５】
図６（ｂ）に示すように、従来のＰＷＭディミング手法では、バックライトの輝度制御として、白フレームと黒フレームとを交互に出力することで、ＰＷＭの輝度を制御していたが、この場合にはちらつきが生じる。そのため、本実施形態では、例えば白フレームから黒フレームへの輝度制御を行う場合には、その間に輝度レベルの異なるグレーの中間色のフレーム（グレーフレーム）を１又は複数フレーム挿入する。
【００６６】
これにより、ＰＷＭ制御でのフリッカ妨害を削減することができ、バックライト輝度制御をよりスムーズに輝度グレーディミングすることができる。また、ディザ方式でＬＥＤバックライトの輝度をグレーディミング化により制御することにより、唐突な明るさ変化による画質の違和感をなくし、自然な映像表現力を持たせることができる。つまり、品質の高い画質を提供することができる。
【００６７】
なお、グレーフレームは、白フレームから黒フレームに至るまでに白から次第に黒くなるように、グレーフレームの輝度も調整されるのが好ましい。また、挿入する中間色フレームの数についても予め任意に設定することができる。
【００６８】
更に、図６（ｃ）は、フレキシブルディミングシステムについて説明するための図である。なお、本実施形態では、一例として３種類のディミング内容が示されている。
【００６９】
具体的には、図６（ｃ）のＤｉｍｍｉｎｇ（１）（Ｂｌａｃｋ＆Ｗｈｉｔｅ）に示すように、黒クレームの一部に複数画素からなる白の画素列を挿入し、その白の画素列を移動させることで、ディミング処理を行うこともできる。
【００７０】
また、図６（ｃ）のＤｉｍｍｉｎｇ（２）（Ｂｌａｃｋ＆Ｗｈｉｔｅ）に示すように、白フレームに対して予め設定された複数の異なる画素領域からなる黒フレームを順次挿入したフレームを用いてディミング処理を行うこともできる。
【００７１】
更に、図６（ｃ）のＤｉｍｍｉｎｇ（３）（Ｂｌａｃｋ＆Ｗｈｉｔｅ＆Ｃｏｌｏｒ）に示すように、例えば、Ｄｉｍｍｉｎｇ（２）に示すフレームの白画素の升目部分に、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各色をランダムに挿入させてディミング処理を行うこともできる。
【００７２】
図６（ｃ）に示すようなフレキシブルなディミング処理を行うことで、ＬＥＤバックライト方式に依存することがなく、ディミング処理を実行することができる。
【００７３】
＜ＰＷＭ発信手段１１におけるタイミングコントロールについて＞
次に、上述したＰＷＭ発信手段１１におけるタイミングコントロールについて、図を用いて説明する。図７は、ＰＷＭタイミングコントロールについて説明するための図である。
【００７４】
通常、ＬＣＤパネル等の応答スピードは遅いため、画面を高速で移動するスクロール文字等を表示する場合には、図７（ａ）の上部に示すように文字（例えば、「ＬＧ Ｍｏｂｉｌｅ」）がぼけて読めないという問題が生じることがある。この対策としては、従来では、ＬＣＤパネルそのものの応答スピードを上げること以外には、効果的な対応策がなかった。また、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）を使用したバックライトでは、ＣＣＦＬのスイッチィング動作が遅いため、ＬＣＤパネルの動作に連動したバックライト動作をさせることができず、ぼけ感を軽減することができなかった。
【００７５】
したがって、本実施形態におけるＰＷＭ発信手段１１におけるＰＷＭコントロールにおいては、使用されるＬＣＤパネルの応答スピードに合わせてＬＥＤバックライトのスイッチング動作を動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）にさせる。つまり、本実施形態では、ＰＷＭ発信手段１１により、ＬＣＤパネルの応答スピードに合わせたＬＥＤバックライト動作を行わせる。これにより、高速で移動する文字等のぼけ感を大幅に改善することができる。
【００７６】
具体的には、図７（ｂ）に示すように、ＣＨ１、ＣＨ２の２つのＬＥＤについて、動作バッファを設けることにより、所定のタイミングで制御信号を出力することができる。例えば、図７（ｂ）の例では、ＣＨ１において、所定のタイミングから所定時間分の制御信号が出力されるように動作バッファ等によりスイッチをＯＮにする。これにより、図７（ａ）の下部に示すように、表示されるスクロール文字等の高速で移動する表示物がぼけることなく表示させることができる。
【００７７】
＜ＬＥＤバックライト配置例＞
次に、上述したＬＥＤバックライトの配置例について図を用いて説明する。図８は、ＬＥＤバックライトの配置例を示す図である。図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、
図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、例えば表示手段であるＬＣＤパネル４１には、上述した複数のＬＥＤが所定の位置に配置された素子ブロック４２が所定の位置に設けられている。
【００７８】
具体的には、ＬＣＤパネル４１に対して上側に素子ブロック４２を配置してもよく（図８（ａ））、またＬＣＤパネル４１に対して上下に素子ブロック４２−１，４２−２を配置してもよい（図８（ｂ））。更に、他の実施例としては、ＬＣＤパネル４１に配置された左サイドや右サイドの一方のサイドに素子ブロック４２を配置してもよく（図８（ｃ）では左サイド）、また左右両サイドに素子ブロック４２−１，４２−２を配置してもよく（図８（ｄ））、更には、上述したようにＬＣＤパネル４１の裏面に素子ブロック４２を所定数並べて配置してもよい（図８（ｅ））。
【００７９】
なお、本発明においては、上述したバックライト配置例に限定されるものではなく、例えば、上下左右等に配置したり、上述の例のうち複数を組み合わせた配置例にしてもよい。また、図８（ａ）〜（ｅ）に示すＬＥＤは、それぞれ上述したドライバＩＣ等により輝度制御がなされる。また、上述した素子ブロック４２は、例えば入力された映像信号から得られるＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｌｅｖｅｌ：平均輝度レベル）検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出、周波数ヒストグラム検出の少なくとも１つの検出結果に応じて所定の大きさのブロック単位に分割することができる。なお、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば予め設定されたブロック単位に分割してもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、上述した素子ブロック４２に直列接続された複数のＬＥＤのうち、少なくとも１つのＬＥＤが使用による寿命等により、点灯しない等の欠陥が生じた場合、他のＬＥＤに対して影響がでないようにするため、欠陥ＬＥＤがある場合には、バイパス駆動制御を行うこともできる。
【００８１】
＜ブロック情報について＞
次に、複数の発光素子（ＬＥＤ等）が直列に配列された素子ブロック情報について図を用いて説明する。図９は、本実施形態におけるブロック情報の一例を示す図である。なお、図９では、ＬＣＤバックライト用のＬＥＤについて示している。
【００８２】
図９（ａ），（ｂ）に示す例では、ＬＣＤパネル４１の所定の画面表示領域にＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの素子（エレメント）５１ｒ，５１ｇ，５１ｂが存在し、これらの素子は、マルチ結線又はポイント結線によりドライバＩＣ等を接続されている。
【００８３】
また、図９の例では、各色の素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂにより組（ｃｅｌｌ）が構成される。また、図９の例では、複数の組からなる素子ブロック５２を構成し、更に複数の素子ブロック４２が所定の位置に所定数配置されて、輝度補正を行う輝度ブロック５３が構成される。なお、本実施形態においては、ブロックの数や配置例を図９（ａ），（ｂ）に示しているが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＬＣＤパネル４１の画面サイズ等に応じて適宜設定される。
【００８４】
また、図９（ａ）、（ｂ）に示すバックライトは、ＬＣＤパネルの裏面に設置されるトップタイプ（Ｔｏｐ Ｔｙｐｅ）の構成であるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば上述した図８に示すように、ＬＣＤパネル４１の画面の下側やサイドの一方（右側、左側）又は両サイドに配置されるエッジタイプ（Ｅｄｇｅ Ｔｙｐｅ）の構成であってもよい。
【００８５】
また、本実施形態において、例えば図９（ａ）の場合には、ＬＣＤパネル４１の裏面に輝度ブロック５３−１〜５３−６が所定の位置で配列され、各輝度ブロック５３には、複数の素子ブロック５２−１〜５２−４が形成されている。また、図５（ｂ）についても同様に、ＬＣＤパネル４１のバックライトについて、輝度ブロック５３−１〜５３−１２に対し、各輝度ブロック５３には、複数のＬＥＤが配列された複数の素子ブロック５２−１〜５２−３が形成されている。
【００８６】
ここで、本実施形態においては、上述した各色の素子５１ｒ，５１ｇ，５１ｂ毎に輝度制御を行ってもよく、また素子ブロック５２毎又は輝度ブロック５３毎に輝度制御を行うことができる。
【００８７】
＜輝度制御装置を備えた表示装置について＞
次に、上述した輝度制御装置を備えた表示装置の構成例について、図を用いて説明する。
【００８８】
図１０は、本実施形態における輝度制御装置を備えた表示装置の機能構成の一例を示す図である。図１０に示す表示装置６０は、映像処理手段６１と、映像情報分析手段６２と、ブロック情報取得手段６３と、ブロック単位制御手段６４と、バックライト駆動制御手段６５と、バックライト手段６６と、バックライト輝度補正手段６７と、タイミング制御手段６８と、表示手段６９とを有するよう構成されている。なお、本実施形態では、例えばバックライト駆動制御手段６５やバックライト手段６６等が上述した輝度制御装置１０に相当する機能を有する。
【００８９】
映像処理手段６１は、入力される映像信号が圧縮符号化されている場合には、その信号の復号化を行ったり、限定受信放送等によりスクランブル化等の暗号化処理されている場合には、予め設定された鍵情報等を用いて復号化（デスクランブル化）を行う。つまり、映像処理手段６１は、後段の各構成で映像信号に対する処理が可能となり、表示手段６９から映像が表示できるように、入力された映像信号を適宜変換する。また、映像処理手段６１は、入力された信号を映像情報分析手段６２、及びバックライト輝度補正手段６７に出力する。
【００９０】
映像情報分析手段６２は、映像処理手段６１により入力された映像信号に対して、例えばＡＰＬ検出、輝度ヒストグラム検出、色ヒストグラム検出（色相、色飽和度）、及び、周波数ヒストグラム検出等のうち、少なくとも１つの情報を検出し、検出した情報から映像情報の分析を行う。つまり、映像情報分析手段６２により、映像（画像）に対するヒストグラム情報やプロファイル情報等を取得することができるため、これらの情報に基づいて映像等に対応させた適切なバックライトの輝度制御を行う。また、映像情報分析手段６２は、分析された結果をブロック情報取得手段６３に出力する。
【００９１】
ブロック情報取得手段６３は、映像情報分析手段６２により得られる分析結果と、予め設定される映像信号に対する制御信号に基づいて、ブロック単位あたりの大きさ（画素数、インチ等）等を設定する。このように、ブロック単位の大きさを映像情報等から設定することにより、映像情報に対応させてブロック単位のバックライト制御を行うことができる。
【００９２】
なお、本実施形態において、所定のブロック単位に分割する場合には、その分割可能な数として、例えば映像の画素単位や２×２ピクセル、４×４ピクセル、１６×１６ピクセル等のように、正方形ブロック毎にブロックを分割することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。
【００９３】
また、ブロック情報取得手段６３における処理実行のタイミングは、例えば、外部からの制御信号の入力のタイミングで実行してもよく、また予め設定された制御情報に基づいて映像情報分析手段６２により分析結果の情報が入力されたタイミングで実行してもよい。また、ブロック情報取得手段６３は、取得したブロック情報をブロック単位制御手段６４に出力する。
【００９４】
ブロック単位制御手段６４は、ブロック情報取得手段６３により得られるブロック情報に基づいて、映像信号に対応するブロック毎にバックライトの輝度を制御するため、例えば、各ブロック単位でオフセット（Ｏｆｆ−ｓｅｔ）制御や非線形補正等を行う。また、ブロック単位制御手段６４は、入力された映像信号に対する各ブロック単位の輝度制御情報に対応させてＰＷＭ等によるパルス変調処理を行って制御信号を生成する。また、ブロック単位制御手段６４は、所定のタイミングで所定のＬＥＤに対して輝度を制御する輝度制御情報をバックライト駆動制御手段６５に出力する。また、ブロック単位制御手段６４は、上述した輝度制御情報をバックライト輝度補正手段６７に出力する。更に、ブロック単位制御手段６４は、上述した各ブロック単位のオフセット制御情報や非線形補正情報をバックライト駆動制御手段６５及びバックライト輝度補正手段６７に出力する。
【００９５】
バックライト駆動制御手段６５は、ブロック単位制御手段６４により得られるブロック毎の輝度制御情報やオフセット制御情報、非線形補正情報等に対応させて、各ブロック位置に対応するバックライトの駆動制御を行い、所定のタイミングでバックライト手段６６のＬＥＤを点灯させる。なお、上述した輝度制御装置１０及びドライバＩＣ２１における各機能は、主にバックライト駆動制御手段６５に含まれる。したがって、バックライト駆動制御手段６５は、上述したように、ＰＷＭ発信手段１１、ディザリング手段１２、電圧制御手段１３、及び電流制御手段１６における各処理を実行し、上述したばらつき補正等を行う。
【００９６】
また、本実施形態におけるバックライト駆動制御手段６５は、タイミング制御手段６８により表示手段６９から出力される映像信号と同期させてバックライトを駆動させるように、タイミング制御手段６８からのクロック信号に基づいて、タイミング制御によりＬＥＤを駆動するための制御信号をバックライト手段６６に出力することができる。
【００９７】
なお、バックライトは、通常、ＬＣＤに設けられているＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの色のＬＥＤ素子等に対応させて、それぞれ対に設けられている。そのため、画素毎の調整は、ＬＥＤ素子毎に行うことが望ましいが、その場合にはコストや処理時間がかかってしまう。そこで、本実施形態では、例えば、上述した素子ブロック毎や輝度ブロック毎等の１又は複数の所定のブロック単位で処理を行う。これにより、コストの削減と効率化を実現することができる。
【００９８】
バックライト駆動制御手段６５は、各ブロックに対応するそれぞれの制御信号をバックライト手段６６に出力する。バックライト手段６６は、設定された各ブロックに対応するそれぞれの駆動制御信号に基づいて、各ブロックの所定の位置にあるＬＥＤをそれぞれに設定された所定の輝度制御により所定の輝度レベルで点灯させ、その光をバックライトとして表示手段６９の画面に照射させる。
【００９９】
バックライト輝度補正手段６７は、ブロック単位制御手段６４により得られる輝度制御情報、オフセット制御情報、非線形補正情報に基づいて、映像処理手段６１により得られる映像信号に対して、バックライトに対する駆動制御情報を用いた輝度補正を行う。つまり、バックライト輝度補正手段６７は、ブロック単位のディミング制御情報を逆補正してトリミングし、映像信号側にフィードバックする。
【０１００】
ここで、バックライトは、例えば表示手段６９の裏面等に位置し、輝度制御用のブロック単位で動作している。また、バックライトの動作は、映像信号の解像度に及ばない低解像度の輝度動作である。そのため、本実施形態によれば、映像信号の輝度解像度との差が生じるといったブロック輝度干渉妨害を防止することができ、ユーザに見易くて最適な映像を表示手段６９のディスプレイ画面に表示することができる。
【０１０１】
また、バックライト輝度補正手段６７は、オフセット制御情報及び非線形補正情報により映像信号の補正を行うことで、バックライトのインパルス制御機能等と共に輝度、コントラスト、色等の制御を行うことができる。
【０１０２】
なお、本実施形態において、バックライト輝度補正手段６７は、輝度ブロックの構成により映像信号側にフィードバックさせる情報が変化し、更に表示手段６９の輝度透過率等によっても補正量を適切に調整する必要がある。その場合には、例えば予め設定された輝度透過率検出用カメラ等を用いて検出された結果を用いてフィードバックさせる情報を自動的に調整することができる。バックライト輝度補正手段６７は、上述した処理等により補正された映像信号をタイミング制御手段６８に出力する。
【０１０３】
タイミング制御手段６８は、バックライト輝度補正手段６７により得られる映像信号を表示手段６９の画面の水平方向、垂直方向に合わせて表示する時間の制御を行い、表示手段６９の一面に表示される画像情報を生成し、生成された画像を表示手段６９に出力する。
【０１０４】
更に、タイミング制御手段６８は、画面に表示する映像と同期してバックライト手段６６によるバックライトを点灯させるために、バックライト駆動制御手段６５に対し、映像信号を表示手段６９に出力したタイミングに対応させて、その映像信号に対応するバックライトを点灯させるタイミング制御信号をバックライト駆動制御手段６５に出力する。
【０１０５】
これにより、表示手段６９による映像出力と、バックライト手段６６による当該映像に対応したバックライト出力とを同期させることができる。
【０１０６】
表示手段６９は、タイミング制御手段６８にて生成された映像情報を画面に表示する。なお、表示手段６９としては、例えば上述したＬＣＤパネル等を用いることができるが本発明においてはこれに限定されるものではない。
【０１０７】
上述した構成により、本実施形態では、ＬＣＤパネル等の表示手段６９のバックライトを、映像コンテンツに連動させて動的（Ｄｙｎａｍｉｃ）に動作させることができ、よりハイコントラストな映像を提供することができる。
【０１０８】
つまり、本実施形態に示す表示装置５０によれば、表示手段６９に表示される映像コンテンツ等に対応させてバックライト装置の輝度を補正することができ、映像コンテンツに応じた最適なバックライト制御を行うことができる。また、ＬＣＤバックライトでの様々なディミング動作を行うときに発生する映像信号への輝度干渉妨害を改善することができ、ディミング動作をより最適な動作にすることができる。
【０１０９】
更に、本実施形態では、従来のＡＰＬ検出によって処理される基準輝度制御の他に、輝度ヒストグラム検出等により最適輝度制御が実現でき、例えば、色ヒストグラム検出を行うことで、最適なホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）制御等によるＲＧＢに対するＬＥＤバックライト制御を行うことができる。つまり、本実施形態では、各種ヒストグラムの検出結果のみを用いてバックライト輝度制御を行ってもよく、またＡＰＬの検出結果と各種ヒストグラムの検出結果とを組み合わせてバックライト輝度制御を行ってもよい。
【０１１０】
＜輝度制御装置の他の適用例＞
なお、本実施形態における輝度制御装置は、上述したようにＴＶ等の表示装置として用いられるだけでなく、例えば照明や電子看板、その他の各種ディスプレイ等にも広く適用することができる。つまり、本実施形態における輝度制御装置は、例えば上述したように直列に接続された複数の発光素子（ＬＥＤ等）を駆動させることができる機器全般に適用することができる。ここで、以下に輝度制御装置の他の適用例について図を用いて説明する。
【０１１１】
図１１は、本実施形態における輝度制御装置を備えた他の適用例を説明するための図である。なお、図１１（ａ）は、本実施形態における輝度制御装置を照明装置に適用した例を示し、図１１（ｂ）は、本実施形態における輝度制御装置を電子看板システムに適用した例を示している。
【０１１２】
図１１（ａ）に示す照明装置７０は、一例としてＬＥＤランプを示している。具体的に説明すると、照明装置７０は、ランプ本体７１内に複数のＬＥＤ７２が直列に接続され、各ＬＥＤは照明方向に適した所定位置に配置されている。また、各ＬＥＤ７２は、上述した発光素子ブロックとして構成されていてもよく、また並列に接続されていてもよい。
【０１１３】
また、複数のＬＥＤ７２は、図１１（ａ）に示すように上述したドライバＩＣ７３と接続されており、輝度制御装置としての機能を有するドライバＩＣ７３によりＬＥＤ毎の駆動が制御される。このような構成により、上述した各種ばらつき補正等の輝度制御が行われた複数のＬＥＤから発光された光により照明することができる。なお、本実施形態では、図１１（ａ）に示す各ＬＥＤ７２に対して、バイパス回路を設けてよく、これにより、照明装置７０は、断線時にもドライバＩＣ７３からの電流を他のＬＥＤに供給させることができる。
【０１１４】
また、図１１（ｂ）に示す電子看板システム８０は、一例として１台のＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）８１と複数の電子看板８２（図１１（ｂ）の例では、電子看板８２−１，８２−２）とを有するよう構成されている。また、ＰＣ８１と複数の電子看板８２とは、インターネット等に代表される通信ネットワーク８３を介してデータの送受信が可能な状態で接続されている。
【０１１５】
図１１（ｂ）に示す電子看板システム８０では、管理者等によりＰＣ８１を用いて作成、編集がされた商品説明や企業名等を紹介するためのコンテンツ等を、通信ネットワーク８３を介して異なる場所に設置された複数の電子看板８２上に、同時に表示や更新をすることができる。ここで、上述した電子看板８２は、例えば大型の液晶ディスプレイ等を用いており、このような大型の液晶ディスプレイ等においても上述した輝度制御装置を適用することで同様の効果を得ることができる。
【０１１６】
例えば、図１１（ｂ）に示す電子看板８２においても、バックライト装置として配列された複数ＬＥＤに対して、上述した本実施形態における輝度制御装置を適用することにより、安定した輝度制御を行うことができる。なお、図１１（ｂ）においても、各ＬＥＤに対して上述したバイパス回路を設けておくことで、電子看板８２は、断線時にも供給される電流を他のＬＥＤに出力することができる。なお、本実施形態における輝度制御装置は、図１１（ｂ）に示すＰＣ８１の液晶ディスプレイのバックライト等にも同様に適用することができる。
【０１１７】
上述したように、本発明によれば、表示装置等のバックライトや照明装置に対する安定した輝度制御を行うことができる。つまり、表示装置等のバックライトや照明装置に対して常に安定した輝度とホワイトバランスを得ることができる。
【０１１８】
なお、本発明における輝度制御装置は、例えば、液晶表示パネル及び液晶表示パネルの裏面に配置されるバックライトとから構成される液晶表示装置に適用することができるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、ＴＶやＰＣの画面、携帯端末、ゲーム機器、デジタルカメラ等のバックライトを具備する表示画面等の分野に広く適用することができる。
【０１１９】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０ 輝度制御装置
１１ ＰＷＭ発信手段（パルス制御信号発信手段）
１２ ディザリング手段
１３ 電圧制御手段
１４ 抵抗手段（電流調整手段）
１５，７２ ＬＥＤ（発光素子）
１６ 電流制御手段
２１，７３ ドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）
３１ メモリ手段
３２ 素子電圧検出手段
３３ ばらつき補正手段
４１ ＬＣＤパネル
４２，５２ 素子ブロック
５１ 素子エレメント
５３ 輝度制御ブロック
６０ 表示装置
６１ 映像処理手段
６２ 映像情報分析手段
６３ ブロック情報取得手段
６４ ブロック単位制御手段
６５ バックライト駆動制御手段
６６ バックライト手段
６７ バックライト輝度補正手段
６８ タイミング制御手段
６９ 表示手段
７０ 照明装置
７１ ランプ本体
８０ 電子看板システム
８１ ＰＣ
８２ 電子看板
８３ 通信ネットワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面に対する複数の発光素子からなるバックライトの輝度制御を行う輝度制御装置において、
予め設定される輝度制御信号に基づいて、前記複数の発光素子に対する駆動制御を行うためのパルス制御信号を発信させるパルス制御信号発信手段と、
前記パルス制御信号発信手段により得られるパルス制御信号の電圧を同色の発光素子毎に制御し、前記複数の発光素子の定常時の輝度ばらつきを補正する電圧制御手段と、
前記電圧制御手段により得られる制御された電圧値に基づいて、前記複数の発光素子毎に流れる電流を制御し、前記複数の発光素子の温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正する電流制御手段とを有することを特徴とする輝度制御装置。
【請求項２】
前記電流制御手段により得られる輝度ばらつき補正後のパルス制御信号に対してディザリングを行うディザリング手段を有することを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。
【請求項３】
前記ディザリング手段は、
１又は複数のグレーフレームを用いたグレーディミング処理により前記バックライトの輝度を制御することを特徴とする請求項２に記載の輝度制御装置。
【請求項４】
前記ディザリング手段は、
黒クレームの一部に複数画素からなる白の画素列を挿入し、前記白の画素列を移動させてディミング処理を行うか、又は白フレームに対して予め設定された複数の異なる画素領域からなる黒フレームを順次挿入したフレームを用いてディミング処理を行うことで前記バックライトの輝度を制御することを特徴とする請求項２に記載の輝度制御装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子は、赤色、緑色、青色からなり、
前記電流制御手段は、前記赤色の発光素子における温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを基準として、前記緑色及び前記青色の発光素子における温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の輝度制御装置。
【請求項６】
前記パルス制御信号発信手段は、
異なる発光素子に対する前記パルス制御信号の出力タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の輝度制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の輝度制御装置と、前記輝度制御装置により制御されたバックライトにより照明される表示手段とを有する表示装置。
【請求項８】
複数の発光素子から発光された光により照明する照明装置において、
予め設定される輝度制御信号に基づいて、前記複数の発光素子に対する駆動制御を行うためのパルス制御信号を発信させるパルス制御信号発信手段と、
前記パルス制御信号発信手段により得られるパルス制御信号の電圧を同色の発光素子毎に制御し、前記複数の発光素子の定常時の輝度ばらつきを補正する電圧制御手段と、
前記電圧制御手段により得られる制御された電圧値に基づいて、前記複数の発光素子毎に流れる電流を制御し、前記複数の発光素子の温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正する電流制御手段とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項１】
表示画面に対する複数の発光素子からなるバックライトの輝度制御を行う輝度制御装置において、
予め設定される輝度制御信号に基づいて、前記複数の発光素子に対する駆動制御を行うためのパルス制御信号を発信させるパルス制御信号発信手段と、
前記パルス制御信号発信手段により得られるパルス制御信号の電圧を同色の発光素子毎に制御し、前記複数の発光素子の定常時の輝度ばらつきを補正する電圧制御手段と、
前記電圧制御手段により得られる制御された電圧値に基づいて、前記複数の発光素子毎に流れる電流を制御し、前記複数の発光素子の温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正する電流制御手段とを有することを特徴とする輝度制御装置。
【請求項２】
前記電流制御手段により得られる輝度ばらつき補正後のパルス制御信号に対してディザリングを行うディザリング手段を有することを特徴とする請求項１に記載の輝度制御装置。
【請求項３】
前記ディザリング手段は、
１又は複数のグレーフレームを用いたグレーディミング処理により前記バックライトの輝度を制御することを特徴とする請求項２に記載の輝度制御装置。
【請求項４】
前記ディザリング手段は、
黒クレームの一部に複数画素からなる白の画素列を挿入し、前記白の画素列を移動させてディミング処理を行うか、又は白フレームに対して予め設定された複数の異なる画素領域からなる黒フレームを順次挿入したフレームを用いてディミング処理を行うことで前記バックライトの輝度を制御することを特徴とする請求項２に記載の輝度制御装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子は、赤色、緑色、青色からなり、
前記電流制御手段は、前記赤色の発光素子における温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを基準として、前記緑色及び前記青色の発光素子における温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の輝度制御装置。
【請求項６】
前記パルス制御信号発信手段は、
異なる発光素子に対する前記パルス制御信号の出力タイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の輝度制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の輝度制御装置と、前記輝度制御装置により制御されたバックライトにより照明される表示手段とを有する表示装置。
【請求項８】
複数の発光素子から発光された光により照明する照明装置において、
予め設定される輝度制御信号に基づいて、前記複数の発光素子に対する駆動制御を行うためのパルス制御信号を発信させるパルス制御信号発信手段と、
前記パルス制御信号発信手段により得られるパルス制御信号の電圧を同色の発光素子毎に制御し、前記複数の発光素子の定常時の輝度ばらつきを補正する電圧制御手段と、
前記電圧制御手段により得られる制御された電圧値に基づいて、前記複数の発光素子毎に流れる電流を制御し、前記複数の発光素子の温度変動又は経時変化による輝度ばらつきを補正する電流制御手段とを有することを特徴とする照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図８】
【図９】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１１８３１３（Ｐ２０１２−１１８３１３Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６８１５３（Ｐ２０１０−２６８１５３）
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年６月１日 ＰＪ総合研究所発行の「ＰＲＯＪＥＣＴＯＲＳ（ＶＯＬ．２３）」に発表
【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２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１日（２０１０．１２．１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年６月１日 ＰＪ総合研究所発行の「ＰＲＯＪＥＣＴＯＲＳ（ＶＯＬ．２３）」に発表
【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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