JP4882657B2

JP4882657B2 - バックライト制御装置、バックライト制御方法、および液晶表示装置

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Application number: JP2006278350A
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Inventors: 実水田; 一夫小島
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Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-10-12
Also published as: JP2008096696A

Description

本発明は、バックライト制御装置、バックライト制御方法、および液晶表示装置に関し、特に、補正量が大きい場合でも、高精度に発光輝度を補正することができるようにするバックライト制御装置、バックライト制御方法、および液晶表示装置に関する。

液晶表示装置（LCD: Liquid crystal display）は、R（Red）,G（Green）、およびB（Blue）の着色がされているカラーフィルタ基板、液晶層などを有する液晶パネルと、その背面側に配置されるバックライトなどにより構成される。

液晶表示装置では、電圧を変化させることにより液晶層の液晶分子のねじれが制御され、液晶分子のねじれに応じて液晶層を透過してきたバックライトの光がR,G、またはBの着色がされているカラーフィルタ基板を通過することによりR,G、またはBの色の光となって、画像が表示される。

なお、以下では、電圧を変化させることにより液晶分子のねじれを制御して光の透過率を変更することを、開口率の制御という。また、光源であるバックライトから出射された光の輝度を「発光輝度」と称し、表示される画像を視認する視聴者が感じる光の強度である、液晶パネルの前面から出射された光の輝度を「表示輝度」と称する。

従来、液晶表示装置においては、バックライトが液晶パネルの画面全体を均一かつ最大（ほぼ最大）の明るさで照明し、液晶パネルの各画素の開口率のみを制御することによって、画面の各画素において必要な表示輝度を得るような制御が行われていた。従って、例えば、暗い画像を表示する場合においても、バックライトは最大のバックライト輝度で発光するので、消費電力が大きいという問題があった。

この問題に対して、例えば、画面を複数の領域に分割し、その分割された領域単位でバックライト輝度を入力画像信号に応じて変化させることにより、低消費電力および、表示輝度のダイナミックレンジ拡大を実現する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

このような、バックライト輝度を、分割された領域単位で入力画像信号に応じて変化させる制御（以下、適宜、バックライト輝度ダイナミック制御という）には、例えば、レベルがHighとなっているときにバックライトの点灯を表すパルス信号のパルス幅を変化させるPWM(Pulse Width Modulation)制御が採用される。
特開２００５−１７３２４号公報特開平１１−１０９３１７号公報

ところで、バックライトは、長時間使用していると発光輝度が劣化により低下する。また、近年、バックライトとしてLED(Light Emitting Diode）を使用することが多くなってきているが、LEDには、温度によって輝度が変化する特性がある。従って、経時劣化や温度による輝度変化に対して、発光輝度を補正する必要がある。

経時劣化や温度による輝度変化に対して発光輝度を補正することを考えた場合、上述したバックライト輝度ダイナミック制御を行っているPWM制御で、輝度補正のための輝度制御も同時に行うようにするのは、実装する上で、分解能の限界によって制御精度が低くなること、計算アルゴリズムが複雑になることなどの理由により困難である。

その他、PWM制御とは別に、パルス信号のレベル（振幅）を変化させて、そのレベルに応じて電流値を変化させることにより、発光輝度を変化させるPAM(Pulse Amplitude Modulation)制御を採用することも可能であるが、PAM制御では、特に経時劣化などの大きい変化に対する補正を行う場合、LEDにおいて、電流変化に対する波長シフトが発生し、色が変化してしまうという問題がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、補正量が大きい場合でも、高精度に発光輝度を補正することができるようにするものである。

本発明の第１の側面のバックライト制御装置は、入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度を制御する発光輝度制御手段と、前記画像信号に対応する前記バックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値を記憶する記憶手段と、前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、前記パルス信号の振幅を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第１の発光輝度補正手段と、前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の前記所定量単位の誤差に対して、前記パルス信号のパルス数を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第２の発光輝度補正手段とを備える。

前記発光輝度制御手段には、一定期間内の総パルス数に対して所定数のパルスを出力しない前記パルス信号を出力させることができる。

前記バックライトは、赤色、青色、および緑色のLEDからなり、前記赤色、青色、および緑色のLEDそれぞれ独立に計測された発光輝度を取得する発光輝度取得手段をさらに設けることができる。

本発明の第１の側面のバックライト制御方法は、入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度を制御し、前記画像信号に対応する前記バックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値に対する、前記バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、前記パルス信号の振幅を変化させて前記バックライトの発光輝度を補正する第１の輝度補正か、または、前記バックライトの発光輝度の前記所定量単位の誤差に対して、前記パルス信号のパルス数を変化させて前記バックライトの発光輝度を補正する第２の輝度補正の、少なくとも一方による輝度補正を行うステップを含む。

本発明の第２の側面の液晶表示装置は、入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度を制御する発光輝度制御手段と、前記画像信号に対応する前記バックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値を記憶する記憶手段と、前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、前記パルス信号の振幅を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第１の発光輝度補正手段と、前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の前記所定量単位の誤差に対して、前記パルス信号のパルス数を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第２の発光輝度補正手段とを有するバックライト制御装置を備える。

本発明の第１および第２の側面においては、入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度が制御される。また、画像信号に対応するバックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値に対する、バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、パルス信号の振幅を変化させてバックライトの発光輝度を補正する第１の輝度補正か、または、バックライトの発光輝度の所定量単位の誤差に対して、パルス信号のパルス数を変化させてバックライトの発光輝度を補正する第２の輝度補正の、少なくとも一方による輝度補正が行われる。

本発明によれば、補正量が大きい場合でも、高精度に発光輝度を補正することができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の第１の側面のバックライト制御装置（例えば、図２の目標輝度値メモリ１４および光源制御回路３２）は、入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度を制御する発光輝度制御手段（例えば、図２のBL輝度ダイナミック制御部６１）と、前記画像信号に対応する前記バックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値を記憶する記憶手段（例えば、図２の目標輝度値メモリ１４）と、前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、前記パルス信号の振幅を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第１の発光輝度補正手段（例えば、図２のPAM補正部６６）と、前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の前記所定量単位の誤差に対して、前記パルス信号のパルス数を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第２の発光輝度補正手段（例えば、図２のPWMパルス数補正部６５）とを備える。

前記バックライトは、赤色、青色、および緑色のLEDからなり、前記赤色、青色、および緑色のLEDそれぞれ独立に計測された発光輝度を取得する発光輝度取得手段（例えば、図２の発光輝度取得部６４）をさらに設けることができる。

本発明の第１の側面のバックライト制御方法は、入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度を制御し（例えば、図６のステップＳ１）、前記画像信号に対応する前記バックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値に対する、前記バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、前記パルス信号の振幅を変化させて前記バックライトの発光輝度を補正する第１の輝度補正か、または、前記バックライトの発光輝度の前記所定量単位の誤差に対して、前記パルス信号のパルス数を変化させて前記バックライトの発光輝度を補正する第２の輝度補正の、少なくとも一方による輝度補正を行う（例えば、図７のステップＳ１４およびＳ１５）ステップを含む。

以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明を適用した液晶表示装置の一実施の形態の構成例を示している。

図１の液晶表示装置１は、R,G、およびBの着色がされているカラーフィルタ基板、液晶層などを有する液晶パネル１１、液晶パネル１１の背面側に配置されるバックライト１２、液晶パネル１１およびバックライト１２を制御する制御部１３、発光輝度の目標となる輝度値を記憶する目標輝度値メモリ１４、並びに、液晶表示装置１の各部に電源を供給する電源供給部１５により構成されている。

液晶表示装置１は、入力される画像信号に対応する原画像を所定の表示領域（表示部２１）に表示する。なお、液晶表示装置１に入力される画像信号は、例えば、６０Hzのフレームレートの画像（以下、フィールド画像という）に対応する。

液晶パネル１１は、バックライト１２からの光を透過させる画素としての開口部が複数配列されている表示部２１、並びに、表示部２１を構成する各画素に対応して設けられている図示しないトランジスタ（TFT：Thin Film Transistor）に駆動信号を送出するソースドライバ２２およびゲートドライバ２３により構成されている。

バックライト１２は、表示部２１に対応する所定の点灯領域において白色の光を発する。バックライト１２の点灯領域は複数の領域に分割されており、分割された複数の領域それぞれについて個別に点灯が制御される。

図１では、バックライト１２の点灯領域が、水平方向に５分割、垂直方向に６分割の計３０分割され、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆により構成されている。バックライト１２は、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆に対応する光源BL₁₁乃至BL₅₆を有する。

領域Ａ_ij（ｉ＝１乃至５，ｊ＝１乃至６）に配置されている光源BL_ijは、例えば、所定の順序で配列された赤色、緑色、および青色のLED（Light Emitting Diode：発光ダイオード）により構成される。光源BL_ijは、光源制御回路３２から供給される制御信号に基づいて、赤色、緑色、および青色の混合により得られる白色の光を発生させる。

なお、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆は、バックライト１２の点灯領域を、仕切り板等を用いて物理的に分割したものではなく、光源BL₁₁乃至BL₅₆に対応する領域として仮想的に分割したものである。従って、光源BL_ijから出射された光は、図示しない散乱板や散乱シートによって拡散されて、光源BL_ijに対応する領域Ａ_ijだけでなく、その領域Ａ_ijの周辺の領域に対しても照射されるが、本実施の形態では、説明を簡単にするため、領域Ａ_ijで必要な表示輝度Ａreq_ijは、光源BL_ijによって得られるものとする。

制御部１３は、液晶パネル１１を制御する液晶パネル制御回路３１と、バックライト１２を制御する光源制御回路３２により構成される。

液晶パネル制御回路３１には、フィールド画像に対応する画像信号が他の装置から供給される。液晶パネル制御回路３１は、供給された画像信号からフィールド画像の輝度分布を求める。そして、液晶パネル制御回路３１は、フィールド画像の輝度分布から、領域Ａ_ijで必要な表示輝度Ａreq_ijを算出する。

さらに、液晶パネル制御回路３１は、領域Ａ_ijで必要な表示輝度Ａreq_ijから、光源BL_ijの発光輝度を設定する輝度設定値BLset_ijと、表示部２１を構成する各画素の開口率を決定する８ビットの値である設定階調Ｓ_dataを算出する。設定階調Ｓ_dataは、駆動制御信号として液晶パネル１１のソースドライバ２２およびゲートドライバ２３に供給され、輝度設定値BLset_ijは、光源制御回路３２に供給される。

光源制御回路３２は、液晶パネル制御回路３１から供給される輝度設定値BLset_ijに基づいて、光源BL_ijの発光を制御する制御信号としてのパルス信号をバックライト１２に供給する。これにより、バックライト１２の領域Ａ_ijに配置されている光源BL_ijは、輝度設定値BLset_ijに応じた発光輝度で発光する。

また、光源制御回路３２では、バックライト１２が受光センサ５２（図２）により計測した赤色、青色、および緑色のLEDそれぞれの発光輝度を取得して、目標輝度値メモリ１４に記憶されている発光輝度の目標値との誤差を補正する。この誤差は、例えば、経時劣化や温度変化によって生じるものである。従って、目標輝度値メモリ１４と光源制御回路３２は、バックライトを制御するバックライト制御装置を構成する。

図２は、発光輝度制御に関する、バックライト１２と光源制御回路３２の機能ブロック図を示している。

バックライト１２は、光源BL_ijに対応する領域Ａ_ijの各画素を構成する、R，G、およびBの副画素ごとに、LED５１、受光センサ５２、およびスイッチング素子５３を有する。即ち、図２のバックライト１２は、１個の副画素の構成を示している。

光源制御回路３２は、BL輝度ダイナミック制御部６１、パルス生成部６２、輝度調整部６３、および発光輝度取得部６４により構成される。輝度調整部６３は、PWMパルス数補正部６５とPAM補正部６６を有する。

LED５１は、それが配置されている副画素がRの副画素である場合には、赤色を発光するLEDであり、配置されている副画素がGまたはBの副画素である場合には、それぞれ、緑色または青色を発光するLEDである。受光センサ５２は、LED５１による、赤色、緑色、または青色の発光輝度を計測し、計測結果を発光輝度取得部６４に供給する。スイッチング素子５３は、例えば、FET（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）などからなり、パルス生成部６２から所定のレベルの信号が供給されると、LED５１に電流を流すスイッチとして機能する。LED５１に電流が供給されると、LED５１は発光する。

液晶パネル制御回路３１から供給された輝度設定値BLset_ijは、光源制御回路３２のBL輝度ダイナミック制御部６１と輝度調整部６３に供給される。

BL輝度ダイナミック制御部６１は、パルス生成部６２が生成するパルス信号のパルス幅を、液晶パネル制御回路３１から供給された輝度設定値BLset_ijに応じて変化させる。即ち、BL輝度ダイナミック制御部６１は、PWM制御により、バックライト輝度ダイナミック制御を実行する。

パルス生成部６２は、BL輝度ダイナミック制御部６１および輝度調整部６３の制御にしたがい、所定のクロックのパルス信号を生成し、スイッチング素子５３に供給する。

輝度調整部６３は、例えば、経時劣化や温度変化により生じる、発光輝度の誤差を補正する。即ち、輝度調整部６３は、液晶パネル制御回路３１から供給された輝度設定値BLset_ijに対応する発光輝度の目標値（以下、目標輝度値という）を目標輝度値メモリ１４から取得し、発光輝度取得部６４から供給されたLED５１の発光輝度が輝度設定値BLset_ijに対応する目標輝度値よりずれているかを判定する。

LED５１の発光輝度と目標輝度値との間に誤差が生じ、補正が必要であると判定された場合、輝度調整部６３は、LED５１の発光輝度が目標輝度値と同一となるように、パルス生成部６２が生成するパルス信号を制御する。なお、輝度調整部６３は、発光輝度取得部６４から取得されたLED５１の発光輝度と目標輝度値との誤差量（補正量）の大きさにより、PWMパルス数補正部６５によるパルス数の制御か、または、PAM補正部６６によるパルスの電流値の制御のいずれか一方、または、その両方を採用する。

発光輝度取得部６４は、受光センサ５２から供給されるLED５１の発光輝度を取得し、輝度調整部６３に供給する。

次に、図３乃至図５を参照して、BL輝度ダイナミック制御部６１および輝度調整部６３によるパルス信号の制御について説明する。

図３は、BL輝度ダイナミック制御部６１によるバックライト輝度ダイナミック制御を説明する図である。

BL輝度ダイナミック制御部６１は、図３に示すように、２５パルスの期間に対して、最初の２０パルスを出力し、残りの５パルスを出力しないパルス信号の繰り返しを、パルス生成部６２に出力させる。図３において、期間ＴＡが、予め定められた一定期間内（本実施の形態では、２５パルス分の期間）のうちのPWM出力期間を表し、期間ＴＢがPWM非出力期間を表す。期間ＴＢでは、Lowレベルの信号が常時出力される。なお、PWM非出力期間の５パルスは、後述するように、PWMパルス数補正部６５によるパルス数の制御のためのものである。

また、BL輝度ダイナミック制御部６１は、液晶パネル制御回路３１から供給された輝度設定値BLset_ijに応じて、パルス信号のパルス幅（Duty比）を変化させる。例えば、図３の上段は、Duty比が５０％となるようにBL輝度ダイナミック制御部６１により制御されたときの、パルス生成部６２が出力するパルス信号を示している。このパルス信号が出力されている状態を、出力状態Ｐとする。

図３の中段は、出力状態Ｐよりも、LED５１の発光輝度を５０％低下させるときのパルス信号を示している。BL輝度ダイナミック制御部６１は、パルス信号のDuty比が２５％となるように、パルス生成部６２が出力するパルス信号を制御する。

図３の下段は、出力状態Ｐよりも、LED５１の発光輝度を５０％上昇させるときのパルス信号を示している。BL輝度ダイナミック制御部６１は、パルス信号のDuty比が７５％となるように、パルス生成部６２が出力するパルス信号を制御する。

このように、BL輝度ダイナミック制御部６１は、PWM出力期間ＴＡのなかで、液晶パネル制御回路３１から供給された輝度設定値BLset_ijに応じてパルス幅を変化させるPWM制御を行う。

図４は、PAM補正部６６によるパルスの電流値の制御を説明する図である。

PAM補正部６６は、パルス生成部６２が出力するパルス信号の振幅（電流値）を変化させることにより、目標輝度値に対する発光輝度の誤差を補正する。即ち、PAM補正部６６は、PAM制御による補正を行う。なお、PAM補正部６６による補正が実行されるのは、目標輝度値に対して５％未満の誤差に対してのみである。

例えば、図４に示すように、初期状態としての、出力状態Ｐ（図３）の電流値をＱとすると、発光輝度取得部６４で取得された発光輝度が、目標輝度値よりも１％低下している場合には、PAM補正部６６は、パルス信号の電流値を、電流値Ｑよりも１％上昇させる。

同様に、発光輝度取得部６４で取得された発光輝度が、目標輝度値よりも２乃至４％低下している場合には、PAM補正部６６は、それぞれ、パルス信号の電流値を、電流値Ｑよりも２乃至４％上昇させる。

一方、発光輝度取得部６４で取得された発光輝度が、目標輝度値よりも５％低下している場合には、PAM補正部６６による補正ではなく、PWMパルス数補正部６５による補正が実行される。

図５は、図３の出力状態Ｐと同様にDuty比が５０％である場合における、PWMパルス数補正部６５によるパルス数の制御を説明する図である。

初期状態では、図３を参照して説明したように、２５パルスの期間に対して、２０パルスの期間をPWM出力期間ＴＡとし、残りの５パルスの期間をPWM非出力期間ＴＢとするパルス信号が出力される（図５上段）。

発光輝度取得部６４で取得された発光輝度が目標輝度値よりも５％低下している場合、PWMパルス数補正部６５は、図５中段に示すように、PWM出力期間ＴＡのパルス数を１パルス増やし、２５パルスの期間に対して、２１パルスの期間をPWM出力期間ＴＡとし、残りの４パルスの期間をPWM非出力期間ＴＢとするパルス信号をパルス生成部６２に出力させる。このパルス信号による出力は、図５上段の初期状態の出力よりもHighの期間が２１／２０＝１．０５倍となり、初期状態から５％の発光輝度の低下を補正することができる。

発光輝度取得部６４で取得された発光輝度が目標輝度値よりも１０％低下している場合、PWMパルス数補正部６５は、図５下段に示すように、PWM出力期間ＴＡのパルス数を２パルス増やし、２５パルスの期間に対して、２２パルスの期間をPWM出力期間ＴＡとし、残りの３パルスの期間をPWM非出力期間ＴＢとするパルス信号をパルス生成部６２に出力させる。このパルス信号による出力は、図５上段の初期状態の出力よりもHighの期間が２２／２０＝１．１０倍となり、初期状態から１０％の発光輝度の低下を補正することができる。

なお、例えば、発光輝度取得部６４で取得された発光輝度が目標輝度値よりも８％低下している場合には、PWMパルス数補正部６５によって５％分の輝度低下を補正し、PAM補正部６６によって３％分の輝度低下を補正する。即ち、輝度調整部６３は、補正量が５％未満となるまでPWMパルス数補正部６５のパルス数の制御によって補正し、５％未満の補正量に対しては、PAM補正部６６のパルスの電流値の制御によって補正する。

次に、図６のフローチャートを参照して、光源制御回路３２のパルス信号生成処理について説明する。なお、図６では、補正が必要ないものとする。

初めに、ステップＳ１において、BL輝度ダイナミック制御部６１は、液晶パネル制御回路３１から供給された輝度設定値BLset_ijに応じて、パルス生成部６２が生成するパルス信号のパルス幅を制御する。

ステップＳ２において、パルス生成部６２は、BL輝度ダイナミック制御部６１の制御にしたがい、所定のクロックのパルス信号を生成し、スイッチング素子５３に出力する。ここで出力されるパルス信号は、例えば、予め定められた一定期間としての２５パルスの期間に対して、最初の２０パルスが出力され、残りの５パルスが出力されないパルス信号である。

ステップＳ３において、次の輝度設定値BLset_ijが液晶パネル制御回路３１から供給されたか否かが判定される。ステップＳ３で、次の輝度設定値BLset_ijが未だ液晶パネル制御回路３１から供給されていないと判定された場合、処理はステップＳ２に戻る。従って、次の輝度設定値BLset_ijが液晶パネル制御回路３１から供給されるまで、ステップＳ１で制御されたパルス幅のパルス信号が、繰り返し、パルス生成部６２から出力される。

一方、ステップＳ３で、次の輝度設定値BLset_ijが液晶パネル制御回路３１から供給されたと判定された場合、処理はステップＳ１に戻る。そして、上述したステップＳ１およびＳ２の処理が実行されることにより、次に供給された輝度設定値BLset_ijに対応するパルス幅に変更されたパルス信号がパルス生成部６２から出力される。

次に、図７のフローチャートを参照して、光源制御回路３２の輝度補正処理について説明する。この処理は、図６のパルス信号生成処理と並行して実行される。

初めに、ステップＳ１１において、発光輝度取得部６４は、受光センサ５２から供給されるLED５１の発光輝度を取得する。取得された発光輝度は、輝度調整部６３に供給される。

ステップＳ１２において、輝度調整部６３は、液晶パネル制御回路３１から供給された輝度設定値BLset_ijに対応する目標輝度値を目標輝度値メモリ１４から取得し、目標輝度値と、発光輝度取得部６４から供給されたLED５１の発光輝度とを比較して、補正が必要であるか否かを判定する。

ステップＳ１２で、補正が必要ではないと判定された場合、即ち、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差が１％未満である場合、輝度調整部６３は、処理をステップＳ１１に戻す。即ち、輝度調整部６３による輝度の補正は、特に実行されない。

一方、ステップＳ１２で、補正が必要であると判定された場合、即ち、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差が１％以上である場合、ステップＳ１３において、輝度調整部６３は、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差が５％未満であるか否かを判定する。

ステップＳ１３で、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差が５％未満であると判定された場合、ステップＳ１４において、PAM補正部６６は、パルス生成部６２が出力するパルス信号の電流値を変化させることにより、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差を補正する。

一方、ステップＳ１３で、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差が５％以上であると判定された場合、ステップＳ１５において、PWMパルス数補正部６５は、PWM出力期間ＴＡのパルス数を１パルス増加させることにより、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差を補正する。

ステップＳ１５の後、処理はステップＳ１３に戻り、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差が５％以上である場合には、再びステップＳ１５の処理が実行される。従って、例えば、目標輝度値とLED５１の発光輝度との誤差が１３％である場合には、ステップＳ１５の処理が２回行われ、PWMパルス数補正部６５によって１０％分の輝度補正が行われた後、残りの３％分の輝度補正が、PAM補正部６６におけるステップＳ１４の処理によって行われる。なお、１回のステップＳ１５の処理で、１０％分の輝度補正を行うようにしてもよい。

以上のように、光源制御回路３２において、BL輝度ダイナミック制御部６１は、バックライト輝度ダイナミック制御をPWM制御により行う。また、輝度調整部６３は、受光センサ５２から供給されたLED５１の発光輝度と、液晶パネル制御回路３１から供給された輝度設定値BLset_ijに対応する目標輝度値とに基づいて、輝度補正処理を行う。より具体的には、目標輝度値に対して５％単位のLED５１の発光輝度の誤差（輝度変化）に対しては、PWM出力期間ＴＡのパルス数を増加させる制御で発光輝度を補正し、目標輝度値に対して５％未満の誤差（輝度変化）に対しては、パルス信号の振幅（電流値）を変化させる制御で発光輝度を補正する。

PAM補正部６６による、パルス信号の振幅（電流値）を変化させる制御には、電流値を大きく変化させてしまうと、LED５１において電流変化に対する波長シフトが発生し、色が変化してしまうという問題が生じるが、５％未満の誤差に対してのみ、即ち、微少な補正量（電流値の変化量）に対してのみ、パルス信号の電流値を変化させる制御による輝度補正が行われるため、色が変化することはない。

そして、５％単位の誤差に対しては、PWMパルス数補正部６５による、PWM出力期間ＴＡのパルス数を増加させる制御が行われる。PWM出力期間ＴＡのパルス数を増加させる制御によれば、経時劣化による輝度の変化のような、変化率の大きい輝度変化に対しても、線形性を保ったまま、輝度を変化させることができる。また、パルス数を増加するだけなので制御が容易である。

また、PWMパルス数補正部６５とPAM補正部６６の制御が、BL輝度ダイナミック制御部６１によるPWM制御に影響を与えることはない。即ち、BL輝度ダイナミック制御部６１が制御するパルス幅に対しては、PWMパルス数補正部６５とPAM補正部６６は制御しない。

このように、PAM補正部６６による、パルス信号の振幅を変化させる制御と、PWMパルス数補正部６５による、PWM出力期間ＴＡのパルス数を増加させる制御とを組み合わせることにより、線形性が良く、色の変化もない（無視できる程度に少ない）輝度補正を行うことが可能である。即ち、補正量が大きい場合でも、高精度に補正をすることができる。

また、発光輝度取得部６４は、受光センサ５２によって計測される、赤色、青色、および緑色のLEDそれぞれ独立の発光輝度を取得するので、輝度調整部６３は、発光輝度だけでなく色度も補正しているということができる。

なお、上述した実施の形態における、一定期間内の総パルス数である２５、初期状態のPWM非出力期間のパルス数である５などは、あくまで一例であり、その他の数値とすることが可能である。例えば、上述した例では、出力を２５％（２５／２０＝１．２５）までしか増加させることができないが、それ以上出力を増加することを前提とする場合には、初期状態におけるPWM非出力期間ＴＢのパルス数を増やせばよい。同時に、一定期間内の総パルス数も増やしても良い。また、一定期間内の総パルス数を変更することにより、PWMパルス数補正部６５による、パルス数を増加させる制御の補正単位を５％以外に設定することも可能である。

上述した例では、目標輝度値に対して発光輝度が低下する誤差を補正する場合について説明したが、目標輝度値に対して発光輝度が上回る誤差を補正する場合についても行うことが可能である。即ち、目標輝度値に対して発光輝度が上回る誤差を補正する場合には、PWMパルス数補正部６５において、PWM出力期間ＴＡのパルス数を減少させる制御を行い、PAM補正部６６において、パルス信号の電流値を低下させる制御を行えば良い。

本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した液晶表示装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。バックライトと光源制御回路の機能ブロック図である。 BL輝度ダイナミック制御部によるバックライト輝度ダイナミック制御を説明する図である。 PAM補正部によるパルスの電流値の制御を説明する図である。 PWMパルス数補正部によるパルス数の制御を説明する図である。制御部のパルス信号生成処理について説明するフローチャートである。制御部の輝度補正処理について説明するフローチャートである。

符号の説明

１液晶表示装置，１２バックライト，１３制御部，１４目標輝度値メモリ，３２光源制御回路，６１ BL輝度ダイナミック制御部，６２パルス生成部，６３輝度調整部，６４発光輝度取得部，６５ PWMパルス数補正部，６６ PAM補正部

Claims

入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度を制御する発光輝度制御手段と、
前記画像信号に対応する前記バックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値を記憶する記憶手段と、
前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、前記パルス信号の振幅を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第１の発光輝度補正手段と、
前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の前記所定量単位の誤差に対して、前記パルス信号のパルス数を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第２の発光輝度補正手段と
を備えるバックライト制御装置。
前記発光輝度制御手段は、一定期間内の総パルス数に対して所定数のパルスを出力しない前記パルス信号を出力させる
請求項１に記載のバックライト制御装置。
前記バックライトは、赤色、青色、および緑色のLEDからなり、
前記赤色、青色、および緑色のLEDそれぞれ独立に計測された発光輝度を取得する発光輝度取得手段をさらに備える
請求項１に記載のバックライト制御装置。
入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度を制御し、
前記画像信号に対応する前記バックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値に対する、前記バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、前記パルス信号の振幅を変化させて前記バックライトの発光輝度を補正する第１の輝度補正か、または、前記バックライトの発光輝度の前記所定量単位の誤差に対して、前記パルス信号のパルス数を変化させて前記バックライトの発光輝度を補正する第２の輝度補正の、少なくとも一方による輝度補正を行う
ステップを含むバックライト制御方法。
入力された画像信号に応じてパルス信号のパルス幅を変化させることにより、バックライトの発光輝度を制御する発光輝度制御手段と、
前記画像信号に対応する前記バックライトの発光輝度の目標値である目標輝度値を記憶する記憶手段と、
前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の所定量未満の誤差に対して、前記パルス信号の振幅を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第１の発光輝度補正手段と、
前記目標輝度値に対する前記バックライトの発光輝度の前記所定量単位の誤差に対して、前記パルス信号のパルス数を変化させることにより、前記バックライトの発光輝度を補正する第２の発光輝度補正手段と
を有するバックライト制御装置
を備える液晶表示装置。