JP2009139910A - 光源モジュール及びこの駆動方法、並びにこれを備える表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度ムラを低減することができる光源モジュール及びこの駆動方法、並びにこれを備える表示装置を提供する。
【解決手段】複数の表示領域にそれぞれ対応する複数の光源ブロックを有し、ディミング制御信号に基づき複数の光源ブロックの出力輝度をディミングする光源部と、表示領域のそれぞれの平均階調と固有輝度とを決め、固有輝度を用いてある表示領域の臨界階調を算出し、全階調を臨界階調を境界として第１の階調区間と第２の階調区間とに分けて、ある表示領域の平均階調が第１の階調区間に位置する場合にその値が一定な輝度をディミング制御信号として出力し、平均階調が第２の階調区間に位置する場合に固有輝度値に応じて調整する輝度をディミング制御信号として出力するディミング制御部と、を備える光源モジュール。これにより、隣り合う光源ブロックによる干渉輝度を考慮に入れて光源ブロックの輝度ディミングを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は光源モジュール及びこの駆動方法、並びにこれを備える表示装置に係り、さらに詳しくは、表示装置が表示する画像を多数の領域に分け、各領域にそれぞれ対応する複数の光源ブロックの輝度を変化させ、隣り合う光源ブロックの輝度に応じて当該光源ブロックの輝度ディミング（輝度調節）を行うと共に、輝度ディミングを行う範囲が調節可能である表示装置用の光源モジュールに関する。

通常、フラット表示パネルの一種である液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）は、それ自体では発光できない受光素子である。このため、液晶表示装置などの受光素子は、別の光源モジュール、例えば、バックライトからの光を用いて画像を表示している。光源モジュールは、光源と、光源を駆動させる光源駆動部と、を備えている。

この種の光源モジュールは、均一な輝度の光をフラット型の表示パネルの全面に亘って一様に与える。これにより、表示パネルのコントラスト（明暗）比が低下するという不都合が生じる。これは、表示パネルが黒に相当する映像を表示する場合であっても、光源モジュールにより一定輝度の光が表示パネルに与えられて光漏れを引き起こすためである。なお、表示装置の全体の消費電力のうち、光源モジュールによる消費電力が占める割合が最も高い。

このような事情から、近年、表示パネルの全体の画面領域を均一なサイズを有する多数の領域に分け、各領域ごとに別々に独立して輝度調節（すなわち、輝度ディミング）を行うことが提案されている。このために、光源モジュールは、各領域に対応する複数の光源ブロックを有している。これにより、パネルの光漏れを防ぐと共に、消費電力を低減する。このように各領域別に輝度ディミングを行うために、各領域に与えられる画像信号の階調平均値を用いて各領域の輝度（明るさ）値を算出し、算出された輝度値を用いて光源モジュールから対応する領域にそれぞれ与えられる光の輝度をディミングしていた。このように各領域ごとにそれぞれ別々に独立して対応する輝度の光が与えられるため、領域と領域との境界域に急激な輝度差が出てしまう。このような輝度差により輝度ムラが生じ、画像（ｉｍａｇｅ）上に発生したこのような輝度ムラに起因して視認性が低下するという不都合がある。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣り合う光源ブロックによる干渉輝度を考慮に入れて、各光源ブロックごとの輝度ディミングと輝度ディミングの範囲の制御とを行うことにより輝度ムラを低減させ、しかも、局部的な相対コントラスト比を極大化させることのできる光源モジュール及びこの駆動方法、並びにこれを備える表示装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、複数の表示領域にそれぞれ対応する複数の光源ブロックを有し、ディミング制御信号に基づき複数の光源ブロックの出力輝度をディミングする光源部と、表示領域のそれぞれの平均階調と固有輝度とを決め、固有輝度を用いてある表示領域の臨界階調を算出し、全階調を臨界階調を境界とした第１の階調区間と第２の階調区間とに分けて、前記ある表示領域の平均階調が第１の階調区間に位置する場合に値が一定な輝度をディミング制御信号として出力し、平均階調が第２の階調区間に位置する場合には固有輝度値に応じて変わる輝度をディミング制御信号として出力するディミング制御部と、を備える光源モジュールが提供される。

値が一定な輝度は、光源ブロックが発光可能な最大輝度であり、固有輝度値に応じて値が変わる輝度は、最大輝度以下の輝度範囲内において選ばれる値の輝度であってもよい。

平均階調が臨界階調である場合に、最大輝度をディミング制御信号として出力してもよい。

第１の階調区間の階調値が臨界階調よりも大きく、第２の階調区間の階調値が臨界階調よりも小さくてもよい。

ディミング制御部は、複数の表示領域にそれぞれ与えられる画像信号を用いて、表示領域のそれぞれの平均階調と固有輝度とを生成する固有輝度生成部と、隣り合う表示領域の固有輝度と点広がり関数フィルタとを用いて干渉輝度を生成する干渉輝度生成部と、干渉輝度値を用いて臨界階調を決める臨界階調決定部と、臨界階調と平均階調とに応じて、最大輝度値または最大輝度値よりも低い輝度値のうちいずれか一方の輝度値をディミング制御信号として出力するディミング制御信号出力部と、を備えてもよい。

臨界階調は、各階調に対応する輝度値のうち干渉輝度値が加えられて最大輝度値となる輝度値に相当する階調であってもよい。

固有輝度生成部は、画像信号を用いて平均階調を計算する平均階調計算部と、平均階調に相当する輝度値を固有輝度値として抽出する固有輝度抽出部と、を備えてもよい。

固有輝度抽出部は、少なくとも一つの階調を含む複数の固有階調群と、固有階調群のそれぞれに対応する複数の輝度値が記憶されている固有ルックアップテーブルと、を備えてもよい。

臨界階調以下の階調値のうち少なくとも一つの階調を含む複数の可変階調群のそれぞれに対応する複数の可変輝度値が記憶されている可変ルックアップテーブルと、可変ルックアップテーブルを用いて平均階調に相当する輝度値を調整された固有輝度値として抽出する固有輝度可変部とをさらに有してもよく、可変階調群内の階調数が固有階調群内の階調数よりも小さくてもよい。

可変ルックアップテーブルの最大可変輝度値は、干渉輝度値であってもよい。

ディミング制御信号出力部は、平均階調が臨界階調よりも小さな場合に調整された固有輝度値と干渉輝度値とを加算した輝度値をディミング制御信号として出力し、平均階調が臨界階調よりも大きいか等しい場合に最大輝度値をディミング制御信号として出力してもよい。

点広がり関数フィルタは、複数の重み付け値を有する行列状を呈し、行列の中心の値が０.１〜１を有し、その周りの値がガウス関数状に減少してもよい。

干渉輝度値は、点広がり関数フィルタの中心がある表示領域に対応するようにし、行列の中心値を除く残りの重み付け値と隣り合う表示領域の固有輝度値とをそれぞれ乗算した後、これらの乗算の結果を加算したものであってもよい。

ディミング制御信号出力部は、平均階調が臨界階調よりも小さな場合に固有輝度値と干渉輝度値とを加算した輝度値をディミング制御信号として出力し、平均階調が臨界階調よりも大きいか等しい場合には最大輝度値をディミング制御信号として出力してもよい。

ディミング制御部は、干渉輝度値を用いて干渉階調を生成する干渉階調抽出部をさらに備えてもよい。

ディミング制御信号出力部は、平均階調が臨界階調よりも大きいか等しい場合に最大輝度値をディミング制御信号として出力し、平均階調が臨界階調よりも小さく、且つ、干渉階調よりも大きいか等しい場合に固有輝度値と干渉輝度値とを加算した輝度値をディミング制御信号として出力し、平均階調が干渉階調よりも小さな場合に固有輝度または最小輝度のうちいずれか一方の輝度値をディミング制御信号として出力してもよい。

また、上記の目的を達成するために、本発明の他の実施形態によれば、複数の光源ブロックのそれぞれに対応する表示領域に与えられる画像信号を用いて各表示領域別の平均階調を計算し、平均階調を用いて表示領域のそれぞれの固有輝度を算出し、ある表示領域と隣り合う表示領域の固有輝度に応じて臨界階調を決め、臨界階調を境界として全階調を第１の階調区間と第２の階調区間とに分け、平均階調が第１の階調区間内に位置する場合には固有輝度に応じて値が変わる輝度である表示領域に対応する光源ブロックを発光させるか、あるいは、第２の階調区間内に位置する場合には最大輝度で光源ブロックを発光させること、を含む光源モジュールの駆動方法を提供する。

臨界階調を決めることは、隣り合う表示領域の固有輝度と点広がり関数フィルタとを用いてある表示領域の干渉輝度を計算し、干渉輝度値を加えると最大輝度値を有する輝度値に相当する階調を臨界階調として決めること、を含む。

固有輝度に応じて値が変わる輝度は、干渉輝度に固有輝度が加えられた輝度であってもよい。

臨界階調を決めた後に、干渉輝度値を用いて干渉階調を生成することをさらに含み、発光ブロックを発光させることは、平均階調が第１の階調区間に位置し、且つ、平均階調が干渉階調よりも小さな場合に固有輝度または最小輝度で発光ブロックを発光させ、平均階調が干渉階調よりも大きく、且つ、臨界階調よりも小さな場合には固有輝度に応じて値が変わる輝度で発光ブロックを発光させてもよい。

臨界階調を決めた後に、臨界階調以下の階調値のうち少なくとも一つの階調を含む複数の可変階調群と、可変階調群のそれぞれに対応する複数の可変輝度値が記憶されている可変ルックアップテーブルとを用いて平均階調に相当する輝度値を調整された固有輝度値として抽出することをさらに含み、固有輝度は少なくとも一つの階調を含む複数の固有階調群と、固有階調群のそれぞれに対応する複数の輝度値が記憶されている固有ルックアップテーブルとを用いて算出してもよく、可変階調群内の階調数が固有階調群内の階調数よりも小さくてもよい。

固有輝度に応じて値が変わる輝度は、干渉輝度に調整された固有輝度が加えられた輝度であってもよい。

さらに、上記の目的を達成するために、本発明のさらに他の実施形態によれば、画像を表示するパネル部が複数の表示領域に分割された表示パネルと、複数の表示領域にそれぞれ対応する複数の光源ブロックを有し、ディミング制御信号に基づき複数の光源ブロックの出力輝度をディミングする光源部と、表示領域のそれぞれの平均階調と固有輝度とを決め、固有輝度を用いてある表示領域の臨界階調を算出し、全階調を臨界階調を境界として第１の階調区間と第２の階調区間とに分けて、ある表示領域の平均階調が第１の階調区間に位置する場合に値が一定な輝度をディミング制御信号として出力し、平均階調が第２の階調区間に位置する場合には固有輝度値に応じて変わる輝度をディミング制御信号として出力するディミング制御部と、を備える表示装置を提供する。

ディミング制御部は、ＩＣチップ状に作製された上で、光源部に実装されるか、表示パネルに実装されるか、あるいは、光源部に電気的に接続された基板の上に実装されてもよい。

本発明によれば、隣り合う光源ブロックによる干渉輝度を考慮に入れて各光源ブロックの輝度ディミングを行うことにより、表示パネルの表示領域同士の輝度ムラを低減することができる。

また、本発明によれば、隣り合う表示領域による干渉輝度に応じて臨界階調を決め、臨界階調よりも大きな階調域または小さな階調域でのみ輝度ディミングを行うことにより、局部的な相対コントラスト比を十分に確保することができ、光源部の輝度調節機能を極大化させることができる他、表示される映像の視認性を高めることができる。

さらに、本発明によれば、輝度ディミングを行う階調域内の階調に対応する輝度値を変えることにより、微細なディミングを行うことができる。

以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は後述する実施の形態に限定されるものではなく、相異なる形で実現可能であり、これらの実施の形態は、単に本発明の開示を完全たるものにし、且つ、この技術分野における通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に理解されるために提供されるものである。

図１は、本発明の第１の実施形態による表示装置のブロック図であり、図２は、本発明の第１の実施形態によるディミング制御部のブロック図であり、そして図３は、本発明の第１の実施形態による画像信号の階調別の輝度量を示すグラフである。

図１から図３を参照すると、この実施形態による表示装置は、表示パネル１０００、光源モジュール２０００及び信号変換部３０００を備えている。

信号変換部３０００は、外部のビデオカードからの映像関係の信号ＩＳを変換し、変換された映像関係の信号（すなわち、画像信号ＴＩＳ）を表示パネル１０００と光源モジュール２０００とに与える。すなわち、この実施形態における信号変換部３０００は、ＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）方式の映像関係の信号ＩＳをＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ）方式の映像関係の信号ＴＩＳに変換する。ここで、信号変換部３０００は、表示パネル１０００または光源モジュール２０００と一体に作製されてもよい。

表示パネル１０００は、図１に示すように、画像を表示するパネル部１１００と、パネル部１１００を制御するパネル制御部１２００と、を備えている。

パネル部１１００は、複数の表示領域Ａに分けられている。このとき、表示領域Ａは、図示はしないが、複数の単位画素を含んでいる。図１に示すように、パネル部１１００の表示領域Ａは、マトリックス状に分割されてもよい。

複数の単位画素のそれぞれは、図示はしないが、薄膜トランジスタ及び液晶キャパシタを備えている。ここで、単位画素は、蓄積キャパシタをさらに有していてもよい。薄膜トランジスタのドレイン端子は、液晶キャパシタに接続される。このとき、液晶キャパシタは、下部画素電極と、上部共通電極と、画素電極と共通電極との間に挟持された液晶と、を備えている。さらに、液晶キャパシタの上側にはカラーフィルタが設けられている。画素電極及び共通電極は複数のドメインに分割されてもよい。もちろん、この実施形態によるパネル部１１００は上述した態様に限定されるものではなく、種々の変形例が採用可能である。すなわち、単位画素領域内に複数の画素が設けられていてもよい。また、単位画素領域は、横方向の長さが縦方向の長さよりも長くても、短くてもよい。さらに、単位画素領域の形状は必ずしも略矩形状であるとは限らず、種々の形状に変形可能である。なお、パネル部１１００は、複数のゲート線Ｇ／Ｌと複数のデータ線Ｄ／Ｌとを備えている。単位画素の薄膜トランジスタのゲート端子はゲート線Ｇ／Ｌに接続され、ソース端子はデータ線Ｄ／Ｌに接続される。これにより、薄膜トランジスタはゲート線Ｇ／Ｌに印加された信号に基づいてオンされ、データ線Ｄ／Ｌの画像信号を液晶キャパシタに与える。パネル部１１００は、薄膜トランジスタ及び画素電極が設けられた下部基板と、共通電極及びカラーフィルタが設けられた上部基板と、を備えている。なお、上部基板と下部基板との間には上述した液晶が挟まれる。

パネル制御部１２００は、ゲート駆動部１２１０と、データ駆動部１２２０と、信号制御部１２３０と、を備えている。ゲート駆動部１２１０は、信号制御部１２３０の制御信号に基づいて複数のゲート線Ｇ／Ｌに順次にゲートターンオン信号を与える。データ駆動部１２２０は、画像信号を複数のデータ線Ｄ／Ｌに与える。信号制御部１２３０は、複数の制御信号を生成してゲート駆動部１２１０及びデータ駆動部１２２０の動作を制御する。信号制御部１２３０は、信号変換部３０００の映像関係の信号ＴＩＳをデータ駆動部１２２０に画像信号として与える。信号制御部１２３０として、タイミングコントローラーを採用してもよい。なお、図示はしないが、パネル制御部１２００は、ゲート駆動部１２１０及びデータ駆動部１２２０に与えられる電圧を生成するための電圧生成部をさらに有してもよい。また、ゲート信号のクロック周期を制御するためのクロック制御部をさらに有してもよい。さらに、説明はしないが、パネル制御部１２００は、パネル部１１００の動作を制御するための種々の回路要素をさらに有してもよい。

この実施形態においては、パネル制御部１２００の各要素がＩＣチップ状に作製された上で、このプリント回路基板の上に実装されてもよい。プリント回路基板は、フレキシブルプリント回路基板を介してパネル部１１００に接続されることが好ましい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、パネル制御部１２００の要素の一部がパネル部１１００の下部基板の上に実装されてもよい。また、ゲート駆動部１２１０は、パネル部１１００の下部基板にステージ状に取り付けられてもよい。すなわち、パネル部１１００の薄膜トランジスタの作製に際して、ゲート駆動部１２１０も一緒に作製可能である。

光源モジュール２０００は、光源部２１００とディミング制御部２２００とを備えている。光源部２１００は、パネル部１１００の各表示領域Ａに対応する複数の光源ブロックＢを有する光源２１１０と、ディミング制御部２２００のディミング制御信号に基づき複数の光源ブロックＢのそれぞれに与えられる電圧値を調整して変える光源制御部２１２０と、を備えている。

複数の光源ブロックＢはマトリックス状に配列される。複数の光源ブロックＢがパネル部１１００の各表示領域Ａにそれぞれ対応する。すなわち、一つの光源ブロックＢがパネル部１１００のある１つの表示領域Ａに光を与える。このとき、光源ブロックＢのそれぞれは、光源制御部２１２０からの電圧に基づきそれぞれ別々に独立して発光する。好ましくは、光源ブロックＢのそれぞれは、ディミング制御部２２００のディミング制御信号ＤＩＳに基づきパネル部１１００の対応する表示領域Ａで表示する画像の輝度に対応する輝度の光を出力する。これにより、この実施形態による光源モジュールはローカルディミングを行うことができる。

ここで、光源ブロックＢのそれぞれは、種々の発光素子を用いることができるが、例えば、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）、ＥＥＦＬ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）及び種々の蛍光放電ランプよりなる群から選択可能である。この実施形態における光源ブロックＢは、複数のＬＥＤを備えることが好ましい。このとき、光源ブロックＢは、複数のＬＥＤと、複数のＬＥＤが実装された実装基板と、を備えている。

光源制御部２１２０は、複数の光源ブロックＢに与えられる発光電圧のパルス幅を調節して各光源ブロックＢの輝度を調節してもよい。図示はしないが、光源制御部２１２０は、複数の光源ブロックＢにそれぞれ接続されてそれぞれの光源ブロックＢにそれぞれの発光電圧を与える光源ドライバーと、ディミング制御部２２００のディミング制御信号ＤＩＳに基づき発光電圧のパルス幅を制御するパルス幅制御部と、を備えている。ここで、光源ドライバーは、ＤＣ−ＤＣコンバータを有してもよい。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、光源ブロックＢに応じて種々のコンバータまたはインバータが使用可能である。発光電圧は矩形波状のパルスである。パルス幅制御部は、矩形波パルスのデューティ比を調節する。これにより、各光源ブロックＢの輝度を別々に調節することになる。この実施形態においては、発光電圧のパルス幅を調節して光源ブロックＢの明るさ（輝度）を調節している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、電流のパルス幅を調節してもよく、電圧または電流の振幅を調節して光源ブロックＢの明るさを調節してもよい。

また、図示はしないが、光源部２１００は、少なくとも一つの光センサを備えてもよい。光センサは、光源部２１００の出力光量を感知する。なお、その結果をディミング制御部２２００に与えて光源部２１００の全体の輝度を制御してもよい。

ディミング制御部２２００は、信号変換部３０００の映像関係の信号（すなわち、画像信号ＴＩＳ）に基づき複数の光源ブロックＢの光出射量（すなわち、出力輝度）を制御する複数のディミング制御信号ＤＩＳを生成する。

また、ディミング制御部２２００は、複数のディミング制御信号ＤＩＳを光源制御部２１２０に与える。この実施形態によるディミング制御部２２００は、ある表示領域Ａの固有輝度とその表示領域Ａに隣り合う表示領域Ａによる干渉輝度とを算出し、干渉輝度に応じて臨界階調を決める。さらに、ディミング制御部２２００は、固有輝度に相当する階調が臨界階調を基準としてこれに等しいか大きな場合には最大輝度をディミング制御信号として出力し、臨界階調よりも小さな場合には固有輝度と干渉輝度とを加算した輝度をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。

ディミング制御部２２００は、固有輝度信号生成部２２１０と、干渉輝度生成部２２２０と、臨界階調決定部２２３０と、ディミング制御信号出力部２２４０と、を備えている。

固有輝度信号生成部２２１０は、複数の光源ブロックＢにそれぞれ対応する複数の表示領域Ａのそれぞれに印加される画像信号に基づき固有輝度値を生成する。固有輝度信号生成部２２１０は、複数の表示領域Ａのそれぞれに与えられる複数の画像信号の平均階調値を計算する平均階調計算部２２１１と、平均階調値に相当する固有輝度値を抽出する固有輝度抽出部２２１２と、を備えている。

平均階調計算部２２１１は、それぞれの表示領域Ａに与えられる複数の画像信号ＴＩＳの階調を領域別に全て加算した後、この加算した値を与えられた画像信号ＴＩＳの数で除算して平均階調値を計算する。固有輝度抽出部２２１２は、平均階調値による固有輝度値を抽出する。固有輝度抽出部２２１２は、図３に示すＣ線を基準として計算された平均階調値に相当する輝度量を固有輝度値として抽出する。ここで、平均階調は、図３に示すように、０階調から２５５階調までのいずれかの階調であることが好ましい。出射輝度量は、０〜１００であることが好ましい。このとき、輝度量は、前記階調値（平均階調値）に相当する光源ブロックの輝度を示すものである。

上述した階調値（平均階調値）と輝度量とは、図３におけるＣ線のように、線形的に比例してもよい。これは、階調値に応じて液晶の透過率が略線形的に増加するためである。すなわち、輝度量は、階調値に一定の傾斜値を掛けて計算可能である。固有輝度抽出部２２１２は、従属変数の値が独立変数に固定値を掛けたり足したりして計算される１次関数を用いて固有輝度値を計算することができる。この実施形態においては、１階調が１出射輝度量に対応する。このため、このような１次関数により、図３に示すように、階調値と輝度量とは直線状の線形的な変化を有することが可能になる。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、固有輝度抽出部２２１２は、２次関数、分数関数、三角関数、指数関数または対数関数などの種々の関数を用いて固有輝度値を抽出してもよい。すなわち、階調値と輝度量とは曲線状の線形的な変化を有してもよい。なお、直線の一部が曲線状に曲がったような変化を有してもよい。

この実施形態による固有輝度抽出部２２１２には、独立変数値（すなわち、階調値）とこれに対応する従属変数値（すなわち、輝度量）とがルックアップテーブル状に所定のメモリ内に記憶されていてもよい。これにより、固有輝度抽出部２２１２に平均階調が印加されると、固有輝度抽出部２２１２はルックアップテーブルから平均階調に相当する輝度量を取り出し、これを固有輝度として出力することができる。

さらに、図３に示すように、０階調においては、出射輝度量が０となり最小輝度となる。これは、画像信号として黒データが印加されることを意味し、この場合、光源ブロックＢは発光しなくてもよい。２５５階調においては、出射輝度量が１００であり最大輝度となる。これは、画像信号として白データが印加されることを意味し、この場合、光源ブロックＢは最大の発光量をもって発光してもよい。

この実施形態における固有輝度抽出部２２１２は、平均階調に対応する出射輝度量を固有輝度値として抽出する。例えば、平均階調値が７７である場合には３０を固有輝度値として出力し、平均階調値が１２７である場合には５０を固有輝度値として出力し、そして平均階調値が２０３である場合には８０を固有輝度値として出力する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、階調値と出射輝度量とは反比例してもよい。これは、液晶の特性から、階調値に応じて液晶の透過率が線形的に減少することがあるためである。このため、０階調において最大輝度となり、２５５階調において最小輝度となってもよい。

固有輝度信号生成部２２１０は、平均階調値に相当する平均階調信号ＡＧＳを出力し、固有輝度値に相当する固有輝度信号ＯＢＳを出力する。上述した実施形態においては、出射輝度量と固有輝度値とを数字で表現している。これは、説明上の都合のためであり、出射輝度量と固有輝度値とは電気的な信号の電圧または電流量を百分率で表わした値である。このため、出射輝度量の範囲は前記範囲に限定されるものではなく、種々の範囲で表現可能である。この実施形態においては、固有輝度値は固有輝度信号と同意である。

干渉輝度生成部２２２０は、複数の表示領域Ａのそれぞれの固有輝度値と点広がり関数（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ＰＳＦ）フィルタとを用いて周りの表示領域Ａによる干渉輝度値を生成する。ここで、点広がり関数フィルタは、仮想の干渉輝度を人為的に生成するためのフィルタである。このように仮想の干渉輝度を人為的に生成し、干渉輝度を光源ブロックＢに適用して輝度ムラを低減することができる。

ローカルディミングを行わない場合には、全ての光源ブロックＢが最大の明るさをもって発光する。このため、ある表示領域Ａに出射される光の輝度は対応する光源ブロックＢの出力輝度と隣り合う光源ブロックＢによる干渉輝度とを加算した輝度値となる。ところが、ローカルディミングを行う場合、隣り合う光源ブロックＢによる干渉輝度を考慮しないならば、隣り合う表示領域同士の間の境界域において輝度ムラが生じるという不都合がある。このため、この実施形態においては、干渉輝度を反映して表示領域Ａの輝度を再設定している。

このため、干渉輝度生成部２２２０は、固有輝度生成部２２１０の固有輝度信号ＯＢＳと点広がり関数フィルタとを用いて干渉輝度値を生成する。

ここで、図４は、この実施形態による点広がり関数フィルタを示す図であり、図５は、この実施形態によるパネル部の各表示領域別の固有輝度値を示す図である。点広がり関数フィルタは、図４に示すように、中心値が１であり、周りの値がガウス関数状に減少する５×５行列状に作成されてもよい。もちろん、周りの値は、光源（すなわち、ＬＥＤ）の発光分布を考慮してその値が調節されることが好ましい。さらに、図５に示すように、周りの全ての表示領域Ａの固有輝度値が３０である場合、Ｘ領域の干渉輝度値は下記で詳述するように４８となる。ここで、点広がり関数フィルタの中心を干渉輝度値を求めるための表示領域と一致させる。次いで、点広がり関数フィルタ内の重み付け値と重み付け値に対応する表示領域Ａの固有輝度値とを乗算した後、乗算の結果値をいずれも加算する。ここで、図５のＸと図４の１.００が一致するように配置して干渉輝度値を計算すれば、下記の通りである。

Ｘ表示領域の干渉輝度値＝３０×０.００＋３０×０.００＋３０×０.０５＋３０×０.００＋３０×０.００＋３０×０.００＋３０×０.１０＋３０×０.１５＋３０×０.１０＋３０×０.００＋３０×０.１０＋３０×０.３０＋３０×０.３０＋３０×０.１０＋３０×０.００＋３０×０.１０＋３０×０.１５＋３０×０.１０＋３０×０.００＋３０×０.００＋３０×０.００＋３０×０.５０＋３０×０.００＋３０×０.００＝３０×０.０５×２＋３０×０.１０×６＋３０×０.１５×２＋３０×０.３×２＝４８

干渉輝度生成部２２２０は、以上のようにして計算された干渉輝度値を干渉輝度信号ＩＢＳとして出力する。ここで、干渉輝度値は、上述した固有輝度値と同様、電気的な信号の電圧または電流量を百分率で表わした値である。また、上述した点広がり関数フィルタは、種々に変形可能である。

図６及び図７は、この実施形態の変形例による点広がり関数フィルタを示す図である。図６の変形例のように、中心値が１に限定されるものではなく、これよりも小さな数であってもよい。図６には、中心値が０.４の点広がり関数フィルタが示してある。好ましくは、中心値が０.１〜１．０の範囲内で選ばれてもよい。さらに、中心値の変化に伴いその周りの値はガウス関数状に変化する。また、図７の変形例のように、点広がり関数フィルタが３×５行列状を有してもよい。このとき、行と列とはそれぞれ３〜７範囲内で選ばれる値を有してもよい。さらに、干渉輝度値は、点広がり関数フィルタの中心値と行列状に応じて変わる。このため、点広がり関数フィルタとしては、シミュレーション及び実験に踏まえて算出されたフィルタを用いることが好ましい。

臨界階調決定部２２３０は、干渉輝度生成部２２２０で生成された干渉輝度信号ＩＢＳを用いて臨界階調を決める。ここで、臨界階調とは、階調のそれぞれに対応する輝度値のうち干渉輝度値が加えられて最大輝度値を有する階調を言う。上記の図５に基づき説明したように、干渉輝度値が４８である場合を考慮すれば、下記の通りである。図３に示すように、ある表示領域の階調が７７階調である場合、その表示領域の最終輝度値は、干渉輝度(すなわち、４８)と７７階調に対応する輝度値(すなわち、固有輝度、つまり３０)とを加算した輝度である７８（すなわち、３０＋４８）となる。また、ある表示領域の階調が１２７階調である場合は、最終輝度値は９８（すなわち、５０＋４８）となり、２０３階調である場合は、最終輝度値は１２８（すなわち、８０＋４８）となる。ところが、出射輝度量は最大輝度値である１００を超えないため、１２８である場合に最終輝度値は１００となる。また、ある表示領域の階調が１３３階調である場合には最終輝度値は１００（すなわち、５２＋４８）となる。このため、１３３階調が臨界階調となる。ここで、臨界階調値は最大輝度値（すなわち、１００）から干渉輝度値（すなわち、４８）を差し引いた輝度値（すなわち、５２）に相当する階調値（すなわち、１３３階調）である。臨界階調値の計算法はこれに限定されるものではなく、種々に変形可能である。すなわち、臨界階調値は最大階調値（すなわち、２５５階調）から干渉輝度値（すなわち、４８）に対応する階調値（すなわち、１２２階調）を差し引いた階調値（すなわち、２５５−１２２＝１３３階調）である。

ディミング制御信号出力部２２４０は、固有輝度信号生成部２２１０の平均階調信号ＡＧＳ及び固有輝度信号ＯＢＳ、干渉輝度生成部２２２０の干渉輝度信号ＩＢＳ、及び臨界階調決定部２２３０の臨界階調を用いて光源ブロックＢのそれぞれの輝度ディミングのためのディミング制御信号ＤＩＳを生成する。また、生成されたディミング制御信号ＤＩＳを光源部２１００に与える。このとき、全階調（０階調〜２５５階調）は、臨界階調を境界として第１の階調区間と第２の階調区間とに分けられる。この実施形態においては、第１の階調区間が臨界階調よりも低い階調が位置する低階調区間となり、第２の階調区間は臨界階調よりも大きな階調が位置する高階調区間となる。

ディミング制御信号出力部２２４０は、平均階調値が臨界階調よりも大きいかどうかを判定する。判定の結果、平均階調値が第２の階調区間に位置する場合、最大輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。すなわち、平均階調値が臨界階調に等しいか大きな場合、光源ブロックＢが発光可能な最大輝度値（すなわち、最大輝度値）を出力する。また、判定の結果、平均階調値が第１の階調区間に位置する場合には、固有輝度信号ＯＢＳと干渉輝度信号ＩＢＳとを加算した最終輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。

すなわち、図３のＤ線で示すように、臨界階調（例えば、１３３階調）以上の階調（すなわち、第２の階調区間）における最終輝度値は、いずれも最大出射輝度値を有することになる。また、臨界階調（例えば、１３３階調）未満の階調（すなわち、第１の階調区間）における最終輝度値は、それぞれの階調の輝度量（すなわち、固有輝度値）に応じてその値が変わる。

このため、ある表示領域Ａの平均階調値が第２の階調区間（すなわち、臨界階調と最大階調（すなわち、２５５階調）との間の領域）に存在する場合、表示領域Ａの固有輝度値にかかわらず常に最大出射輝度値が最終輝度値となる。この場合、光源ブロックＢは実質的に輝度ディミングを行うことなく、最も明るい明るさで発光する。また、ある表示領域Ａの平均階調値が第１の階調区間（すなわち、最小階調(すなわち、０階調)と臨界階調との間の領域）に存在する場合、表示領域Ａの固有輝度値と干渉輝度値とを加算した値が最終輝度値となる。ここで、平均階調値が最小階調と臨界階調との間の領域に存在する場合、光源ブロックＢは輝度ディミングを行う。すなわち、光源ブロックＢは最終輝度値に対応する明るさで発光する。

ディミング制御信号出力部２２４０は、決められた臨界階調に応じて光源ブロックの輝度ディミングを行うか、あるいは、光源ブロックを最大の明るさで発光させるかを判断し、その判断の結果に相当するディミング制御信号ＤＩＳを光源部２１００に与える。

この実施形態においては、周りの隣り合う表示領域Ａの固有輝度（すなわち、干渉輝度）に応じて、輝度ディミングのための臨界階調値が変わる。すなわち、周りの表示領域Ａの固有輝度値が小さくなるにつれて、臨界階調は最大階調値に近づく。また、周りの表示領域Ａの固有輝度値が大きくなるにつれて、臨界階調は最小階調値に近づく。これは、干渉輝度値が大きくなるほど、輝度ディミングを行うべき階調の数（最小階調と臨界階調との間の領域の階調数）が減ることを意味し、干渉輝度値が小さくなるほど、輝度ディミングを行うべき階調の数（最小階調と臨界階調との間の領域の階調数）が増えることを意味する。

例えば、干渉輝度値が８０である場合、５２階調が臨界階調となる。このため、表示領域Ａの階調値のうち０階調から５２階調未満まででのみ実質的な光源ブロックの輝度ディミングが行われる。また、５２階調以上から２５５階調までにおいては、光源ブロックは常に最大輝度値に相当する明るさで発光する。さらに、干渉輝度値が３０である場合、１７８階調が臨界階調となる。このため、０階調から１７８階調未満まででのみ輝度ディミングが行われ、１７８階調以上から２５５階調までにおいては最大輝度に相当する明るさを有する。

このとき、干渉輝度値が８０である場合、ある表示領域Ａの固有輝度値が０であっても、最終輝度値は８０となる。このため、ある光源ブロックＢに対応する表示領域Ａに隣り合う表示領域Ａの明るさが明るい場合、その光源ブロックＢの明るさが明るくなる。これは、隣り合う表示領域の固有輝度値が増大するにつれて、ある表示領域Ａに対応する光源ブロックＢの輝度が最大輝度に近づくことを意味する。また、ある光源ブロックＢに対応する表示領域Ａに隣り合う表示領域Ａの明るさが低い場合、その光源ブロックＢの明るさは相対的に低くなることがある。

上述した臨界階調決定部２２３０及びディミング制御信号出力部２２４０は、それぞれ別々に動作することなく、単一の出力部に一体化させてもよい。また、干渉輝度生成部２２２０及び臨界階調決定部２２３０もそれぞれ別々に動作することなく、単一の信号決定・生成部に一体化させてもよい。さらに、この実施形態におけるディミング制御部２２００は、図示はしないが、メモリ部をさらに備えてもよい。メモリ部は、ディミング制御部２２００に与えられる全ての信号、及びディミング制御部２２００内において用いられる全ての信号を記憶してもよい。また、上述したディミング制御部２２００は、ＩＣチップ状に作製された上で、光源部２１００の回路要素が実装された基板に一緒に実装されてもよい。さらに、ディミング制御部２２００は、パネル制御部１２００が実装された基板に実装されてもよい。ディミング制御部２２００内の各要素がそれぞれＩＣチップ状に作製されてもよい。

このように、この実施形態においては、干渉輝度を用いて臨界階調を設定することができる。このため、パネル部１１００の表示領域Ａの平均階調値が臨界階調よりも大きいか等しい場合、別の演算を行うことなく、最大輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。また、表示領域Ａの平均階調値が臨界階調よりも小さな場合、固有輝度値と干渉輝度値とを加算した最終輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。これにより、隣り合う表示領域Ａ同士の輝度ムラを解消することができ、相対的なコントラスト比を十分に確保することができる。

上述した実施形態では、階調値が増大するにつれて輝度値が線形的に増大することを説明している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、パネル部１１００内の液晶の特徴に応じて、階調値が増大するにつれて輝度値が線形的に減少することもある。この場合、上述した最大輝度と最小輝度の値とが互いに逆になってもよい。すなわち、平均階調値が最小階調と臨界階調との間の領域に存在する場合、表示領域Ａの固有輝度値にかかわらず常に最大出射輝度値が最終輝度値になってもよい。また、平均階調値が臨界階調と最大階調との間の領域に存在する場合、表示領域Ａの固有輝度と干渉輝度値とを加算した値が最終輝度値になってもよい。すなわち、上述した第１の階調区間と第２の階調区間とが互いに逆になってもよい。

以下、上述した構成を有するこの実施形態における光源モジュールの動作を説明する。

図８は、本発明の第１の実施形態による光源モジュールの動作を説明するためのフローチャートである。

図８を参照すれば、それぞれの光源ブロックＢに対応する表示領域Ａに与えられる画像信号を用いて、各表示領域Ａ別に平均階調値を計算する（Ｓ１００）。次いで、平均階調値を用いて、当該表示領域Ａのそれぞれの固有輝度値を算出する（Ｓ１１０）。平均階調値とは、ある表示領域Ａに与えられる画像信号の階調平均値を言う。また、固有輝度値とは、平均階調による映像の輝度を言う。このとき、基準階調範囲内において平均階調値に相当する輝度値を固有輝度値として算出する。さらに、平均階調値の計算前に外部から印加される画像信号ＴＩＳをパネル部１１００の複数の表示領域Ａ別にグループ分けしてもよい。次いで、固有輝度値と点広がり関数フィルタとを用いて、当該表示領域Ａのそれぞれの干渉輝度値を計算する（Ｓ１２０）。次いで、干渉輝度値を用いて、臨界階調を設定する（Ｓ１３０）。この後、平均階調値と臨界階調値とを比較する。すなわち、平均階調値が臨界階調値よりも小さいかどうかを判定する（Ｓ１４０）。この判定の結果、平均階調値が臨界階調値よりも大きいか等しい場合には、最大出射輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとし、これを対応する光源ブロックＢに与える（Ｓ１５０）。また、判定の結果、平均階調値が臨界階調値よりも小さな場合には、固有輝度値と干渉輝度値とを加算した最終輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとし、これを対応する光源ブロックＢに与える（Ｓ１６０）。次いで、ディミング制御信号ＤＩＳを印加された光源ブロックＢは、ディミング制御信号に相当する輝度の光を発する。

もちろん、本発明は上述した態様に限定されるものではなく、臨界階調を決めた後、平均階調が臨界階調よりも小さな場合、あらかじめ設定された平均階調に相当する固有輝度値を変えてもよい。以下では、図面に基づき、本発明の第２の実施形態による光源モジュールを説明する。後述する説明のうち、上述した第１の実施形態と重なる説明は省く。なお、後述する第２の実施形態の記述は、第１の実施形態にも適用可能である。

図９は、本発明の第２の実施形態による光源モジュールのブロック図であり、図１０は、第２の実施形態による画像信号の階調別の輝度量を示すグラフである。また、図１１は、第２の実施形態による固有ルックアップテーブルを示す図であり、図１２は、第２の実施形態による可変ルックアップテーブルを示す図である。

図９から図１２を参照すれば、この実施形態による光源モジュールは、光源部２１００とディミング制御部２２００とを備えている。

この実施形態によるディミング制御部２２００は、ある表示領域Ａの平均階調による固有輝度とその表示領域Ａに隣り合う表示領域Ａの平均階調による干渉輝度とを算出し、干渉輝度に応じて臨界階調を決める。また、臨界階調を基準として、その表示領域Ａの平均階調がこれに等しいか大きな場合には、最大輝度をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。さらに、臨界階調を基準として、その表示領域Ａの平均階調がこれよりも小さな場合には、固有輝度を調整した後、調整された固有輝度と干渉輝度とを加算した輝度をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。

ディミング制御部２２００は、固有輝度信号生成部２２１０と、干渉輝度生成部２２２０と、臨界階調決定部２２３０と、ディミング制御信号出力部２２４０と、固有輝度可変部２２５０とを備えている。

固有輝度信号生成部２２１０は、表示領域Ａのそれぞれに与えられる画像信号ＴＩＳを用いて、平均階調値に相当する平均階調信号を出力する平均階調計算部２２１１と、平均階調を用いて固有輝度値を抽出し、これを固有輝度信号として出力する固有輝度抽出部２２１２と、を備えている。

この実施形態においては、平均階調と輝度量とが、図１０に示すように、複数の階調が１出射輝度量に対応している。このため、固有輝度抽出部２２１２は、図１１に示すように、複数の階調が含まれている固有階調群と、固有階調群にそれぞれ対応する輝度量が記憶されている固有ルックアップテーブルと、を有してもよい。図１１には、ある固有階調群内に３１個または３２個の階調が含まれており、各固有階調群同士の輝度量の差は約１４に設定してある。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ある固有階調群内の階調の数は２個以上であってもよく、輝度量の差は１４よりも大きくても小さくてもよい。さらに、それぞれの階調群の内部に含まれている階調数が各群ごとに異なっていてもよい。なお、固有階調群同士の輝度差もまた異なっていてもよい。

図１０のＥ線及び図１１のルックアップテーブルを参照すれば、平均階調計算部２２１１において計算された平均階調値が６３階調である場合、固有輝度抽出部２２１２は固有輝度値として２８を出力し、平均階調値が８０階調である場合にも固有輝度抽出部２２１２は固有輝度値として２８を出力する。また、平均階調値が１００階調である場合、固有輝度抽出部２２１２は固有輝度値として４２を出力する。固有輝度抽出部２２１２は、固有輝度値を固有輝度信号ＯＢＳとして出力する。

干渉輝度生成部２２２０は、固有輝度生成部２２１０の固有輝度信号ＯＢＳと点広がり関数フィルタとを用いて表示領域Ａの干渉輝度値を生成する。臨界階調決定部２２３０は、干渉輝度値を用いて臨界階調を決める。すなわち、図１０に示すように、干渉輝度値が５０である場合、臨界階調は１２８階調となる。

固有輝度可変部２２５０は、臨界階調と表示領域の平均階調と、干渉輝度値とを用いて表示領域の固有輝度を調整する。すなわち、固有輝度可変部２２５０は、図１２に示すように、少なくとも一つの階調が含まれている可変階調群と、可変階調群にそれぞれ対応する輝度量が記憶されている可変ルックアップテーブルと、を有してもよい。すなわち、固有輝度可変部２２５０は、臨界階調以下の領域の階調を複数の可変階調群に分ける。そして、各可変階調群にそれぞれ対応する輝度量を設定する。このとき、可変階調群内の階調数は、上述した固有階調群内の階調数とは異なることが好ましい。この実施形態においては、可変階調群内の階調数が固有階調群内の階調数よりも小さくなっている。すなわち、図１１の固有ルックアップテーブルにおけるある固有階調群内の階調数は３２個であり、図１２の可変ルックアップテーブルにおける、最初と最後の可変階調群を除く残りの可変階調群内の階調数は１６個である。なお、可変階調群の最大輝度値は干渉輝度値であることが好ましい。

これにより、固有輝度可変部２２５０及び固有輝度抽出部２２１２に同じ平均階調値が印加されるとしても、ここから出力される固有輝度値と調整された固有輝度値とが異なることがある。例えば、平均階調がそれぞれ１０階調、２０階調、５０階調、１００階調及び２００階調であるとき、固有輝度抽出部２２１２は、固有輝度値としてそれぞれ０、０、１４、４２及び８４を出力する。また、固有輝度可変部２２５０は、調整された固有輝度値としてそれぞれ０、７、２１、４２及び５０を出力する。この実施形態でのように、固有輝度可変部２２５０の可変ルックアップテーブルの可変階調群の範囲を調節することにより、階調に対応する調整された固有輝度値を細分化することができる。すなわち、上述した例においては、１０階調と２０階調とに対する固有輝度値は両方とも０であったが、調整された固有輝度値はそれぞれ０と７とが出力されている。このように、固有輝度値を細分化して調整した固有輝度値を用いて微細な輝度ディミングを行うことができる。

この実施形態におけるディミング制御信号出力部２２４０は、平均階調、臨界階調、干渉輝度値、及び調整された固有輝度値を与えられる。このため、平均階調が臨界階調以上であるときには、輝度ディミングを行うことなく、最大輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。平均階調が臨界階調未満では、調整された固有輝度値と干渉輝度値とを加算した輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。すなわち、図１０のＥ線で示すような固有輝度値を用いた場合、平均階調が臨界階調よりも低い領域における輝度値は、図１０のＦ点線で示すように、５種類の値のみを有することになる。ところが、図１０のＧ点線で示すように、調整された固有輝度値を用いた場合、平均階調が臨界階調よりも低い領域における輝度値は、図１０のＨ線で示すように、８種類の値を有することができる。このように、平均階調が臨界階調よりも低い領域において、ディミング制御信号ＤＩＳを細分化して輝度ディミングを微細に行うことができる。

以上では、固有輝度可変部２２５０とディミング制御信号出力部２２４０とをそれぞれ異なる要素から構成される場合を説明している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、固有輝度可変部がディミング制御信号出力部２２４０の一要素としてディミング制御信号出力部２２４０に取り付けられてもよい。

以下、上述した構成を有するこの実施形態における光源モジュールの動作を説明する。

図１３は、本発明の第２の実施形態による光源モジュールの動作を説明するためのフローチャートである。

図１３を参照すれば、それぞれの光源ブロックＢに対応する表示領域Ａに与えられる画像信号を用いて各表示領域Ａ別に平均階調値を計算する（Ｓ２００）。次いで、平均階調値を用いて当該表示領域Ａのそれぞれの固有輝度値を算出する（Ｓ２１０）。このとき、固有輝度値は、固有ルックアップテーブルを用いて算出される。次いで、固有輝度値と点広がり関数フィルタとを用いて当該表示領域Ａのそれぞれの干渉輝度値を計算する（Ｓ２２０）。次いで、干渉輝度値を用いて臨界階調を設定する（Ｓ２３０）。次いで、臨界階調よりも小さな階調に対して調整された固有輝度値を算出する（Ｓ２４０）。調整された固有輝度値は、臨界階調に応じてその可変階調群内の階調数が調整され、可変階調群に対応する可変ルックアップテーブルを用いて算出される。この後、平均階調値が臨界階調値よりも小さいかどうかを判定する（Ｓ２５０）。この判定の結果、平均階調値が臨界階調値よりも大きいか等しい場合には、最大出射輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとし、これを当該光源ブロックＢに与える（Ｓ２６０）。また、この判定の結果、平均階調値が臨界階調値よりも小さな場合には、調整された固有輝度値と干渉輝度値とを加算した輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとし、これを対応する光源ブロックＢに与える（Ｓ２７０）。次いで、ディミング制御信号ＤＩＳが印加された光源ブロックＢは、ディミング制御信号に相当する輝度の光を発する。もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、まず、平均階調値が臨界階調値よりも小さいかどうかを判断した後、平均階調値が臨界階調値よりも小さな場合に限って調整された固有輝度値を算出してもよい。

本発明は上述した態様に限定されるものではなく、臨界階調を決めた後、干渉輝度値に相当する干渉階調を算出してもよい。また、臨界階調と干渉階調とを用いて種々の輝度ディミングを行ってもよい。以下、図面に基づき、本発明の第３の実施形態による光源モジュールを説明する。後述する説明のうち、上述した第１及び第２の実施形態と重なる説明は省く。なお、後述する第３の実施形態の記述は、第１及び第２の実施形態に適用可能である。

図１４は、本発明の第３の実施形態による光源モジュールのブロック図であり、図１５は、第３の実施形態による画像信号の階調別の輝度量を示すグラフである。

図１４及び図１５を参照すれば、この実施形態による光源モジュールは、光源部２１００とディミング制御部２２００とを備えている。

この実施形態によるディミング制御部２２００は、ある表示領域Ａの平均階調による固有輝度とその表示領域Ａに隣り合う表示領域Ａの平均階調による干渉輝度とを算出し、干渉輝度に相当する干渉階調を決める。また、干渉輝度に応じて臨界階調を決める。さらに、ある表示領域Ａの平均階調値が干渉階調と臨界階調との間に存在する場合には、固有輝度と干渉輝度とを加算した値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。平均階調が干渉階調よりも小さいか等しい場合には、最小輝度、固有輝度及び干渉輝度のうちいずれかの輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。さらに、平均階調が臨界階調よりも大きいか等しい場合には、最大輝度をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。

ディミング制御部２２００は、固有輝度信号生成部２２１０と、干渉輝度生成部２２２０と、臨界階調決定部２２３０と、ディミング制御信号出力部２２４０と、干渉階調抽出部２２６０とを備えている。

固有輝度信号生成部２２１０は、表示領域Ａのそれぞれに与えられる画像信号ＴＩＳを用いて平均階調値に相当する平均階調信号を出力する平均階調計算部２２１１と、平均階調を用いて固有輝度値を抽出し、これを固有輝度信号として出力する固有輝度抽出部２２１２とを備えている。

干渉輝度生成部２２２０は、固有輝度生成部２２１０の固有輝度信号ＯＢＳと点広がり関数フィルタとを用いてある表示領域Ａの干渉輝度値を生成する。臨界階調決定部２２３０は、干渉輝度値を用いて臨界階調を決める。干渉階調抽出部２２６０は、干渉輝度値に相当する干渉階調を抽出する。例えば、図１５に示すように、干渉輝度値が３０であるとした場合、臨界階調は１７８階調となり、干渉階調は７７となる。

この実施形態におけるディミング制御信号出力部２２４０は、平均階調、臨界階調、干渉階調、干渉輝度値、及び固有輝度値を与えられる。ディミング制御信号出力部２２４０は、図１４の矢印線で示すように、平均階調が臨界階調以上であるときには、最大輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。また、平均階調が臨界階調と干渉階調との間に存在するときには、固有輝度値と干渉輝度値とを加算した輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。平均階調が干渉階調以下であるときには、固有輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとして出力する。このように、この実施形態においては、平均階調が臨界階調以下の領域でのみ輝度ディミングを行うが、低階調（すなわち、干渉階調以下）においては、干渉輝度による影響を排除することができる。これにより、低階調における輝度表現力を高めることができる。

上述した実施形態における干渉階調抽出部２２６０は、ディミング制御信号出力部２２４０と一体に作製可能である。もちろん、干渉階調抽出部２２６０は臨界階調決定部と一体に作製されてもよい。

以下、上述した構成を有するこの実施形態における光源モジュールの動作を説明する。

図１６は、本発明の第３の実施形態による光源モジュールの動作を説明するためのフローチャートである。

図１６を参照すれば、それぞれの光源ブロックＢに対応する表示領域Ａに与えられる画像信号を用いて各表示領域Ａ別に平均階調値を計算する（Ｓ３００）。次いで、平均階調値を用いて当該表示領域Ａのそれぞれの固有輝度値を算出する（Ｓ３１０）。次いで、固有輝度値と点広がり関数フィルタとを用いて当該表示領域Ａのそれぞれの干渉輝度値を計算する（Ｓ３２０）。次いで、干渉輝度値を用いて干渉階調と臨界階調とを設定する（Ｓ３３０）。この後、平均階調値が臨界階調値よりも小さいかどうかを判定する（Ｓ３４０）。この判定の結果、平均階調値が臨界階調値よりも大きいか等しい場合には、最大出射輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとし、これを対応する光源ブロックＢに与える（Ｓ３５０）。また、この判定の結果、平均階調値が臨界階調値よりも小さな場合には、平均階調値が干渉階調値よりも大きいかどうかを判定する（Ｓ３６０）。この判定の結果、平均階調値が大きな場合には、固有輝度値と干渉輝度値とを加算した輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとし、これを対応する光源ブロックＢに与える（Ｓ３７０）。この判断の結果、平均階調値が小さな場合には、固有輝度値をディミング制御信号ＤＩＳとし、これを対応する光源ブロックＢに与える（Ｓ３７０）。次いで、ディミング制御信号ＤＩＳを印加された光源ブロックＢは、ディミング制御信号に相当する輝度の光を発する。

以上、本発明による光源モジュール及びこの駆動方法、並びにこれを備える表示装置について説明したが、これは単なる例示的なものに過ぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特許請求の範囲において請求するように、本発明の要旨を逸脱することなく、この技術分野における通常の知識を持った者であれば誰でも種々の変更実施が行える範囲まで本発明の技術的な精神があると言えるであろう。

本発明の第１の実施形態による表示装置のブロック図。 同実施形態によるディミング制御部のブロック図。 同実施形態による画像信号の階調別の輝度量を示すグラフ。 同実施形態による点広がり関数フィルタを示す図。 同実施形態によるパネル部の各表示領域別の固有輝度値を示す図。 同実施形態の変形例による点広がり関数フィルタを示す図。 同実施形態の変形例による点広がり関数フィルタを示す図。 同実施形態による光源モジュールの動作を説明するためのフローチャート。 本発明の第２の実施形態による光源モジュールのブロック図。 同実施形態による画像信号の階調別の輝度量を示すグラフ。 同実施形態による固有ルックアップテーブルを示す図。 同実施形態による可変ルックアップテーブルを示す図。 同実施形態による光源モジュールの動作を説明するためのフローチャート。 本発明の第３の実施形態による光源モジュールのブロック図。 同実施形態による画像信号の階調別の輝度量を示すグラフ。 同実施形態による光源モジュールの動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１０００：表示パネル
１１００：パネル部
１２００：パネル制御部
２０００：光源モジュール
２１００：光源部
２１１０：光源
２１２０：光源制御部
２２００：ディミング制御部
２２１０：固有輝度信号生成部
２２２０：干渉輝度生成部
２２３０：臨界階調決定部
２２４０：ディミング制御信号出力部
２２５０：固有輝度可変部
２２６０：干渉階調抽出部

Claims (24)

1. 複数の表示領域にそれぞれ対応する複数の光源ブロックを有し、ディミング制御信号に基づき複数の光源ブロックの出力輝度を調節する光源部と、
   前記表示領域のそれぞれの平均階調と固有輝度とを決め、前記固有輝度を用いてある表示領域の臨界階調を算出し、全階調を前記臨界階調を境界とした第１の階調区間と第２の階調区間とに分けて、前記ある表示領域の平均階調が前記第１の階調区間に位置する場合に値が一定な輝度を前記ディミング制御信号として出力し、前記平均階調が前記第２の階調区間に位置する場合には固有輝度値に応じて変わる輝度を前記ディミング制御信号として出力するディミング制御部と、
   を備えることを特徴とする光源モジュール。
2. 前記値が一定な輝度は、前記光源ブロックが発光可能な最大輝度であり、前記固有輝度値に応じて値が変わる輝度は、前記最大輝度以下の輝度範囲内において選ばれる値の輝度であることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記平均階調が前記臨界階調である場合に、最大輝度を前記ディミング制御信号として出力することを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
4. 前記第１の階調区間の階調値が前記臨界階調よりも大きく、前記第２の階調区間の階調値が前記臨界階調よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
5. 前記ディミング制御部は、
   前記複数の表示領域にそれぞれ与えられる画像信号を用いて、前記表示領域のそれぞれの前記平均階調と前記固有輝度とを生成する固有輝度生成部と、
   前記隣り合う表示領域の固有輝度と点広がり関数フィルタとを用いて干渉輝度を生成する干渉輝度生成部と、
   前記干渉輝度値を用いて前記臨界階調を決める臨界階調決定部と、
   前記臨界階調と前記平均階調とに応じて、前記最大輝度値または前記最大輝度値よりも低い輝度値のうちいずれか一方の輝度値を前記ディミング制御信号として出力するディミング制御信号出力部と、
   を備えることを特徴とする光源モジュール。
6. 前記臨界階調は、各階調に対応する輝度値のうち前記干渉輝度値が加えられて最大輝度値となる輝度値に相当する階調であることを特徴とする請求項５に記載の光源モジュール。
7. 前記固有輝度生成部は、
   前記画像信号を用いて前記平均階調を計算する平均階調計算部と、
   前記平均階調に相当する輝度値を固有輝度値として抽出する固有輝度抽出部と、
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の光源モジュール。
8. 前記固有輝度抽出部は、少なくとも一つの階調を含む複数の固有階調群と、
   前記固有階調群のそれぞれに対応する複数の輝度値が記憶されている固有ルックアップテーブルと、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の光源モジュール。
9. 前記臨界階調以下の階調値のうち少なくとも一つの階調を含む複数の前記可変階調群のそれぞれに対応する複数の可変輝度値が記憶されている可変ルックアップテーブルと、
   前記可変ルックアップテーブルを用いて前記平均階調に相当する輝度値を調整された固有輝度値として抽出する固有輝度可変部をさらに有し、
   前記可変階調群内の階調数が前記固有階調群内の階調数よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の光源モジュール。
10. 前記可変ルックアップテーブルの最大可変輝度値は、干渉輝度値であることを特徴とする請求項９に記載の光源モジュール。
11. 前記ディミング制御信号出力部は、前記平均階調が前記臨界階調よりも小さな場合に前記調整された固有輝度値と前記干渉輝度値とを加算した輝度値を前記ディミング制御信号として出力し、前記平均階調が前記臨界階調よりも大きいか等しい場合には前記最大輝度値を前記ディミング制御信号として出力することを特徴とする請求項９に記載の光源モジュール。
12. 前記点広がり関数フィルタは、複数の重み付け値を有する行列状を呈し、行列の中心の値が０.１〜１を有し、その周りの値がガウス関数状に減少することを特徴とする請求項５に記載の光源モジュール。
13. 前記干渉輝度値は、前記点広がり関数フィルタの中心が前記ある表示領域に対応するようにし、前記行列の中心値を除く残りの重み付け値と前記隣り合う表示領域の固有輝度値とをそれぞれ乗算した後、これらの乗算の結果を加算したものであることを特徴とする請求項１２に記載の光源モジュール。
14. 前記ディミング制御信号出力部は、前記平均階調が前記臨界階調よりも小さな場合に前記固有輝度値と前記干渉輝度値とを加算した輝度値を前記ディミング制御信号として出力し、前記平均階調が前記臨界階調よりも大きいか等しい場合には前記最大輝度値を前記ディミング制御信号として出力することを特徴とする請求項５に記載の光源モジュール。
15. 前記干渉輝度値を用いて干渉階調を生成する干渉階調抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の光源モジュール。
16. 前記ディミング制御信号出力部は、前記平均階調が前記臨界階調よりも大きいか等しい場合に前記最大輝度値を前記ディミング制御信号として出力し、前記平均階調が前記臨界階調よりも小さく、且つ、前記干渉階調よりも大きいか等しい場合に前記固有輝度値と前記干渉輝度値とを加算した輝度値を前記ディミング制御信号として出力し、前記平均階調が前記干渉階調よりも小さな場合には前記固有輝度または最小輝度のうちいずれか一方の輝度値を前記ディミング制御信号として出力することを特徴とする請求項１５に記載の光源モジュール。
17. 複数の光源ブロックのそれぞれに対応する表示領域に与えられる画像信号を用いて各表示領域別の平均階調を計算し、
    前記平均階調を用いて前記表示領域のそれぞれの固有輝度を算出し、
    ある表示領域と隣り合う表示領域の固有輝度に応じて臨界階調を決め、
    前記臨界階調を境界として全階調を第１の階調区間と第２の階調区間とに分け、前記平均階調が前記第１の階調区間内に位置する場合には、前記固有輝度に応じて値が変わる輝度で前記ある表示領域に対応する前記光源ブロックを発光させるか、あるいは、前記第２の階調区間内に位置する場合は、最大輝度で前記光源ブロックを発光させること、
    を含むことを特徴とする光源モジュールの駆動方法。
18. 前記臨界階調を決めることは、
    前記隣り合う表示領域の固有輝度と点広がり関数フィルタとを用いて前記ある表示領域の干渉輝度を計算し、
    前記干渉輝度を加えると最大輝度値を有する輝度値に相当する階調を前記臨界階調として決めること、
    を含むことを特徴とする請求項１７に記載の光源モジュールの駆動方法。
19. 前記固有輝度に応じて値が変わる輝度は、前記干渉輝度に前記固有輝度が加えられた輝度であることを特徴とする請求項１８に記載の光源モジュールの駆動方法。
20. 前記臨界階調を決めた後に、
    前記干渉輝度値を用いて干渉階調を生成することをさらに含み、
    前記発光ブロックを発光させることは、
    前記平均階調が前記第１の階調区間に位置し、且つ、前記平均階調が前記干渉階調よりも小さな場合には前記固有輝度または最小輝度で前記発光ブロックを発光させ、前記平均階調が前記干渉階調よりも大きく、且つ、前記臨界階調よりも小さな場合には前記固有輝度に応じて値が変わる輝度で前記発光ブロックを発光させることを特徴とする請求項１８に記載の光源モジュールの駆動方法
21. 前記臨界階調を決めた後に、
    前記臨界階調以下の階調値のうち少なくとも一つの階調を含む複数の可変階調群と、前記可変階調群のそれぞれに対応する複数の可変輝度値が記憶されている可変ルックアップテーブルとを用いて前記平均階調に相当する輝度値を調整された固有輝度値として抽出することをさらに含み、
    前記固有輝度は、少なくとも一つの階調を含む複数の固有階調群と、前記固有階調群のそれぞれに対応する複数の輝度値が記憶されている固有ルックアップテーブルとを用いて算出し、
    前記可変階調群内の階調数が前記固有階調群内の階調数よりも小さいことを特徴とする請求項１７に記載の光源モジュールの駆動方法。
22. 前記固有輝度に応じて値が変わる輝度は、前記干渉輝度に前記調整された固有輝度が加えられた輝度であることを特徴とする請求項２１に記載の光源モジュールの駆動方法。
23. 画像を表示するパネル部が複数の表示領域に分割された表示パネルと、
    複数の表示領域にそれぞれ対応する複数の光源ブロックを有し、ディミング制御信号に基づき複数の光源ブロックの出力輝度を調節する光源部と、
    前記表示領域のそれぞれの平均階調と固有輝度とを決め、前記固有輝度を用いてある表示領域の臨界階調を算出し、全階調を前記臨界階調を境界として第１の階調区間と第２の階調区間とに分けて、前記ある表示領域の平均階調が前記第１の階調区間に位置する場合に値が一定な輝度を前記ディミング制御信号として出力し、前記平均階調が前記第２の階調区間に位置する場合には固有輝度値に応じて変わる輝度を前記ディミング制御信号として出力するディミング制御部と、
    を備えることを特徴とする表示装置。
24. 前記ディミング制御部は、ＩＣチップ状に作製された上で、前記光源部に実装されるか、前記表示パネルに実装されるか、あるいは、前記光源部に電気的に接続された基板の上に実装されることを特徴とする請求項２３に記載の表示装置。

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