JP2009162952A - 発光制御システムおよび画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】部分駆動型の光源装置を構成するに当たり、よりコンパクトな装置構成を可能とする発光制御システムおよびそれを用いた画像表示システムを提供する。
【解決手段】中央制御部２から、これに並列的に接続された各グループ（ＤＧ１，ＤＧ２）に送られてきた制御データが、各グループ内において直列的に多段接続された複数のＢＬモジュール制御部６１の間で、前段から後段へと順次転送される。これにより、すべてのグループに属するすべてのＢＬモジュール制御部に対し、制御データが配信されるようになる。したがって、より少ない配線で多数のＬＥＤブロックのコントロールが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに独立して制御可能な複数の部分発光領域を有する光源装置の発光制御を行う発光制御システムおよびそれを用いた画像表示システムに関する。

近年、液晶ＴＶやプラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）に代表されるようにディスプレイの薄型化が進んでいる。なかでもモバイル用ディスプレイの多くは液晶系であり、忠実な色の再現性が望まれている。液晶パネルには通常、バックライトが用いられるが、このバックライトは蛍光管を使ったＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）タイプが主流である。しかしながら、環境上の理由から水銀を用いない技術が要求されてきており、ＣＣＦＬに変わる光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等が有望視されている。

このようなＬＥＤを用いたバックライト装置としては、例えば特許文献１，２に示したようなものが提案されている。特許文献１に示されたＬＥＤバックライト装置は、光源部を複数の部分点灯部に分割して構成すると共に、この部分点灯部単位で独立して点灯動作を行うようにしたものである。一方、特許文献２に示されたＬＥＤバックライト装置は、受光素子によって光源部からの照明光を検出すると共に、この検出値に基づいて光源部の発光量を制御するようにしたものである。

特開２００１−１４２４０９号公報 特開２００５−３０２７３７号公報

上記した部分点灯部単位で独立して点灯動作を行うようにした、いわゆる部分駆動型バックライトを用いた液晶表示装置では、例えば映像信号に応じてバックライト輝度を変化させることにより、より深い黒表現やより明るいハイライト表現が可能となり、表示輝度のダイナミックレンジを拡大することができる。しかしながら、発光素子としてのＬＥＤは、経時的あるいはその他の原因によって発光輝度が意図せずに変化することもあるため、安定した表示輝度を得るためには、上記特許文献２のように、受光センサによって発光素子の発光輝度を検出し、この検出値に基づいて発光素子の発光量を制御することが必要となる。

しかしながら、この方法を部分駆動型バックライトに適用しようとすると、各部分駆動ブロックごとに少なくとも１つの受光センサを設ける必要があるため、バックライト自体の構成が複雑になると共に、サイズが大型化する。多数の発光素子のための配線のみならず、さらに複数の受光センサのための配線が必要となるからである。特に部分駆動ブロックの数が多い場合には、より多くの発光素子のための配線が必要となるため、たとえ発光輝度検出用の受光センサを設けない場合であっても配線が複雑化し、コンパクトな装置構成を実現するのは困難である。

また、部分駆動ブロックごとに発光素子の輝度検出を行う際に、場合によっては、他の部分駆動ブロックからの発光の影響を受けてしまい、正確に輝度検出ができないことも予想される。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、部分駆動型の光源装置を構成するに当たり、よりコンパクトな装置構成を可能とする発光制御システムおよびそれを用いた画像表示システムを提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、部分駆動型の光源装置の輝度検出を行うに当たり、より正確な輝度検出を可能とする発光制御システムおよびそれを用いた画像表示システムを提供することにある。

本発明の発光制御システムは、それぞれが複数の発光素子を含んで構成されて、それぞれが１まとまりの制御単位を構成する複数の発光モジュールと、各発光モジュールごとに設けられ対応する発光モジュールを制御する発光モジュール制御手段とを備え、複数の発光モジュール制御手段が複数のグループに分けられ、各グループに属する複数の発光モジュール制御手段が各グループ内において直列的に多段接続されると共に、複数のグループが中央制御手段に並列的に接続され、中央制御手段から複数のグループに対してそれぞれ送信された制御情報を、各グループ内において、前段の発光モジュール制御手段から後段の発光モジュール制御手段へと順次転送するようにしたものである。

本発明の画像表示システムは、入力映像信号に基づいて入射光を変調する表示パネルと、表示パネルを照明する照明ユニットとを備えた画像表示システムであって、照明ユニットが、それぞれが複数の発光素子を含んで構成されて、それぞれが１まとまりの単位を構成する複数の発光モジュールと、各発光モジュールごとに設けられ、対応する発光モジュールを制御する発光モジュール制御手段とを備え、複数の発光モジュール制御手段が複数のグループに分けられ、各グループに属する複数の発光モジュール制御手段が各グループ内において直列的に多段接続されると共に、複数のグループが中央制御手段に並列的に接続され、中央制御手段から複数のグループに対してそれぞれ送信された制御情報を、各グループ内において、前段の発光モジュール制御手段から後段の発光モジュール制御手段へと順次転送するようにしたものである。

なお、以上の構成要件の任意の組み合わせ、本発明の表現をシステム、装置、方法などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明の発光制御システムまたは画像表示システムでは、中央制御手段から各グループに宛てて送られてきた制御情報が、中央制御手段に並列的に接続された各グループ内において直列的に多段接続（デイジーチェーン接続）された複数の発光モジュール制御手段により、前段の発光モジュール制御手段から後段の発光モジュール制御手段へと順次転送される。この結果、すべてのグループに属するすべての発光モジュール制御手段に制御情報が配信される。

本発明の発光制御システムまたは画像表示システムでは、発光モジュール内の各発光素子ごとの輝度を検出する受光センサを発光モジュールごとに設け、各発光モジュール制御手段が、制御情報に基づき、対応する発光モジュールに属する発光素子が受光センサによる輝度検出のための発光動作を選択的に行うように制御するようにしてもよい。この場合には、特に、各発光モジュール制御手段が、制御情報に基づき、隣接する発光モジュール間で輝度検出のための発光動作が同一時間内に行われることがないように、対応する発光モジュール内の発光素子の発光制御を行うようにするのが好ましい。これを可能にするには、例えば、各発光モジュールごとにモジュールＩＤを割り振り、隣接する発光モジュールの発光モジュール制御手段同士が互いに異なるモジュールＩＤを有するように複数の発光モジュールを配置するという方法がある。

本発明の発光制御システムまたは画像表示システムでは、各発光モジュール制御手段が、対応する発光モジュールに属する複数の発光素子を、順次発光させるように制御し、受光センサが各発光素子の発光動作に応じて輝度検出を行うように構成することが可能である。この場合、各発光モジュール制御手段は、制御情報に基づき、次のような２つのやり方のいずれかによって各発光素子の発光制御を行うことが可能である。

第１の方法は、輝度検出を行うように指示された発光モジュールについては、そこに属する発光素子の単位発光動作期間が光源としての本来の発光動作の期間と輝度検出のための発光動作の期間とを含むようにし、輝度検出を行うように指示されない発光モジュールについては、そこに属する各発光素子の単位発光動作期間が光源としての本来の発光動作の期間のみを含むように各発光素子の発光制御を行う方法である。

第２の方法は、輝度検出を行うように指示された発光モジュールについては、そこに属する発光素子の単位発光動作期間が光源としての本来の発光動作の期間と輝度検出のための発光動作の期間とを含み、輝度検出を行うように指示されない発光モジュールについては、そこに属する各発光素子の単位発光動作期間が光源としての本来の発光動作の期間とダミー発光動作の期間とを含むように各発光素子の発光制御を行う方法である。このようにした場合には、ダミー発光動作の存在により、輝度検出を行う発光モジュールと輝度検出を行わない発光モジュールとの間で全光量に違いが生じないようにすることができる。但し、この場合、隣接する発光モジュール間で輝度検出結果に干渉（クロストーク）が生じないようにするために、ダミー発光動作の期間と、輝度検出のための発光動作の期間とを互いにずらすようにするのが好ましい。

本発明の発光制御システムまたは画像表示システムによれば、中央制御手段から、これに並列的に接続された各グループに送られてきた制御情報が、各グループ内において直列的に多段接続された複数の発光モジュール制御手段の間で、前段から後段へと順次転送される。この結果、すべてのグループに属するすべての発光モジュール制御手段に制御情報が配信される。したがって、より少ない配線で多数の発光素子のコントロールが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る発光制御システムを適用して構成した画像表示システムの要部構成を表し、図２は画像表示システム全体の概略構成を表すものである。この画像表示システムは、部分駆動型のバックライトによる照明光を映像信号に基づいて液晶素子により変調して画像を表示する液晶表示装置として構成されたものであり、中央制御部２と、液晶表示部４と、複数のバックライト（ＢＬ）モジュールＭ１〜Ｍ６を含むバックライト部６とを備えている。

中央制御部２は、映像ソースＳに接続された部分駆動演算部２１と、この部分駆動演算部２１に接続されたＬＣＤ制御部２２、バックライト（ＢＬ）制御部２３およびメモリ２４とを備えている。部分駆動演算部２１は、映像ソースＳから入力された映像信号を分析して、映像信号に応じた形のバックライト部分駆動パターン（後述）を作成するためのものである。ＬＣＤ制御部２２は液晶表示部４を制御するためのものである。ＢＬ制御部２３は、部分駆動演算部２１から得たバックライト部分駆動パターンに基づいてバックライト部６の各ＢＬモジュールＭ１〜Ｍ６を制御するためのものである。メモリ２４は、後述する発光シーケンステーブルを保持するものである。

液晶表示部４は、液晶表示パネル４１と、Ｘドライバ４２と、Ｙドライバ４３と、ＬＣＤタイミングコントローラ４４とを備えている。液晶表示パネル４１は、映像ソースＳに基づく映像表示を行う部分である。Ｘドライバ（データドライバ）４２およびＹドライバ（ゲートドライバ）４３は、それぞれ、液晶表示パネル４１に対して映像表示のための駆動信号を供給するものである。ＬＣＤタイミングコントローラ４４は、中央制御部２のＬＣＤ制御部２２から入力された映像信号に基づき、Ｘドライバ４２およびＹドライバ４３に対して表示駆動のための制御信号を供給するものである。

バックライト部６の各ＢＬモジュール（ここでは、Ｍ３のみを図示）は、モジュール制御部６１と、ＬＥＤアレイ６２と、フォトセンサ６３と、温度センサ６４と、通信制御部６５とを備えている。モジュール制御部６１は、ＢＬモジュール６全体の制御を行うためのもので、バックライト（ＢＬ）駆動部６１１と、ＡＤ変換部６１２と、Ｉ／Ｖ変換部６１３と、タイミング制御部６１４とを備えている。

ＢＬ駆動部６１１は、タイミング制御部６１４からの制御により、ＬＥＤアレイ６２に駆動信号を供給すると共に、通信制御部６５との間で制御での授受を行うようになっている。Ｉ／Ｖ変換部６１３は、所定のタイミングで、フォトセンサ６３および温度センサ６４からそれぞれ得られた輝度信号および温度信号を電流値から電圧値へと変換するようになっている。タイミング制御部６１４は、Ｉ／Ｖ変換部６１３に対し、輝度データおよび温度データのサンプリングタイミングを指示するサンプリング信号を供給するようになっている。ＡＤ変換部６１２は、Ｉ／Ｖ変換部６１３によって得られたアナログの輝度信号および温度信号（電圧値）をディジタルデータに変換し、通信制御部６５へと出力するようになっている。通信制御部６５は、中央制御部２のＢＬ制御部２３にシリアルデータ線（例えばＳＰＩ信号線）によって接続され、ＢＬ制御部２３との間でバックライトの制御に関わる制御でのやりとりを行うようになっている。通信制御部６５はまた、他のＢＬモジュールＭ２との間でも制御での授受を行うようになっている。

図２に示したように、ＢＬモジュールＭ１〜Ｍ６は、２つのグループに分けられている。第１のグループＤＧ１は、中央制御部２の側から順に、ＢＬモジュールＭ３，Ｍ２，Ｍ１という順番で直列的かつ多段的にシリアル接続（デイジーチェーン接続）された３つのＢＬモジュールからなり、第２のグループＤＧ２は、中央制御部２の側から順に、ＢＬモジュールＭ６，Ｍ５，Ｍ４という順番でデイジーチェーン接続された３つのＢＬモジュールからなる。そして、ＢＬモジュールＭ３およびＢＬモジュールＭ６はそれぞれ、中央制御部２のＢＬ制御部２３にシリアルデータ線によって接続されている。すなわち、第１のグループＤＧ１および第２のグループＤＧ２は、中央制御部２に並列的に接続されている。

第１のグループＤＧ１に属するＢＬモジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のモジュール制御部６１には、それぞれ、識別番号（モジュールＩＤ）として（ＩＤ：０），（ＩＤ：１），（ＩＤ：２）が付されている。第２のグループＤＧ２に属するＢＬモジュールＭ４，Ｍ５，Ｍ６のモジュール制御部６１には、それぞれ、モジュールＩＤとして（ＩＤ：２），（ＩＤ：３），（ＩＤ：０）が付されている。このようなモジュールＩＤの割り振りには、重要な意味があるが、これについては後述する。

図３は、ＢＬモジュールＭ１〜Ｍ６の配列状態を表すものである。この図では、便宜上、各ＢＬモジュールのモジュール制御部６１にそれぞれ符号６１−１〜６１−６を付して図示している。この図に示したように、６つのＢＬモジュールＭ１〜Ｍ６のうち、左上に位置するＢＬモジュールＭ１のモジュール制御部６１−１と右下に位置するＢＬモジュールＭ６のモジュール制御部６１−６の２つに対してモジュールＩＤとして（ＩＤ：０）が付与され、右上に位置するＢＬモジュールＭ３のモジュール制御部６１−３と左下に位置するＢＬモジュールＭ４のモジュール制御部６１−４の２つに対してモジュールＩＤとして（ＩＤ：２）が付与されている。また、上段中央に位置するＢＬモジュールＭ２のモジュール制御部６１−２にはモジュールＩＤとして（ＩＤ：１）が付与され、下段中央に位置するＢＬモジュールＭ５のモジュール制御部６１−５にはモジュールＩＤとして（ＩＤ：３）が付与されている。この結果、６つのＢＬモジュールのいずれをみても、隣り合う同士のモジュールＩＤが異なるようになっている。

各ＢＬモジュールは、＃０〜＃１１までの素子ＩＤが付された１２個のＬＥＤブロックを有し、その配列のほぼ中央部にフォトセンサ６３が配置されている。なお、図３では、便宜上、各ＢＬモジュールのフォトセンサ６３にそれぞれ符号６３−１〜６３−６を付して図示している。例えば、ＢＬモジュールＭ１のフォトセンサ６３−１は、１２個のＬＥＤブロックの各ＬＥＤが順次点灯するときに、発光輝度を検出するようになっている。他のフォトセンサ６３−２〜６３−６も同様である。また、これらフォトセンサ６３−１〜６３−６はそれぞれ、１２個のＬＥＤブロックが順次点灯した光を拾える範囲と、隣接するフォトセンサ同士のセンシング範囲とが、互いにクロスークしないタイミングを確保する特別な方法でセンシングすることが可能となるように配置されている。なお、フォトセンサ６３−１〜６３−６は、単独で白色光を発する白色ＬＥＤによって構成してもよく、また、Ｒ・Ｇ・Ｂの各色ＬＥＤ（あるいはＲ・Ｇ・Ｇ・Ｂの各色ＬＥＤ）を組み合わせて白色光を生成するようにしたものでもよい。

図２でも説明したが、図３において、第１のグループＤＧ１では、コネクタＣ１の側から順に、モジュール制御部６１−３，６１−２，６１−１という順番でデイジーチェーン接続されている。第２のグループＤＧ２では、コネクタＣ２の側から順に、モジュール制御部６１−６，６１−５，６１−４という順番でデイジーチェーン接続されている。

後述するように、同一のモジュールＩＤを有するモジュール制御部は、同一の期間内に、輝度検出のための発光動作を各ＬＥＤに実行させるようになっている。そして、上記したように、６つのＢＬモジュールのいずれもが隣り合う同士間でモジュールＩＤが異なっている。この結果、隣接するＢＬモジュール間で輝度検出のための発光動作が同一時間内に行われることが回避されている。

また、各グループ内に含まれるモジュール制御部６１は、互いに異なるモジュールＩＤを有している。このため、各グループ内において、モジュールＩＤに基づく順序制御が可能になっている。具体的には、図２および図３中の矢印で示したように、中央制御手部２から第１のグループＤＧ１および第２のグループＤＧ２に対してそれぞれ送信された制御データを、各グループ内において、前段のモジュール制御部６１（ＢＬモジュール）から後段のモジュール制御部６１（ＢＬモジュール）へと順次転送するようになっている。また、図２中の矢印で示したように、各グループ内において、フォトセンサ６３から得られた発光輝度の検出データを、中央制御部２に向けて、前段のモジュール制御部６１（ＢＬモジュール）から後段のモジュール制御部６１（ＢＬモジュール）へと順次転送するようになっている。さらに、各グループに属する複数のモジュール制御部６１は、それぞれ、上記制御情報に基づき、グループ間で段階的に呼応しつつ、対応するＢＬモジュールの発光制御を行うようになっている。なお、中央制御部２は、図２および図３に示したように、複数のグループに対して制御データを並行して送信するようになっているが、この場合、必ずしも厳密にグループ間での同期がとれている必要はない。

次に、図４を参照して、中央制御部２のメモリ２４内に保持されている発光シーケンステーブルについて説明する。図４は、発光シーケンステーブルの一例を表したものである。

この発光シーケンステーブルは、前述のモジュールＩＤと素子ＩＤとの組み合わせにより規定される発光素子アドレスを用いて規定されたものである。この発光素子アドレスとは、例えば、図中の「０１−０３−Ｒ」では、モジュールＩＤが「０１」であり、素子ＩＤが「０３」であり、対象のＬＥＤ（ＬＥＤブロック内のＬＥＤ）が「Ｒ（赤色ＬＥＤ）」であることを表している。同様に、図中の「０１−０３−Ｇ」では、モジュールＩＤが「０１」であり、素子ＩＤが「０３」であり、対象のＬＥＤが「Ｇ（緑色ＬＥＤ）」であることを、図中の「０１−０３−Ｂ」では、モジュールＩＤが「０１」であり、素子ＩＤが「０３」であり、対象のＬＥＤが「Ｂ（青色ＬＥＤ）」であることを表している。そしてこのような発光アドレスが、全てのＢＬモジュールおよびＬＥＤブロックに対して順次付与されるようになっている。

次に、例えば図５に示したように、バックライト部分駆動パターン（各ＢＬモジュールに対する制御データ）は、例えば＃０〜＃１６０までのパケットデータとして、中央制御部２から各モジュール制御部６１へと送信されるようになっている。具体的には、このパケットデータは、図５（Ａ）に示したように、ヘッダ情報としてのコントロールデータと、図４に示したようなアドレスデータと、各ＬＥＤブロックおよび各フォトセンサ６３のデータである、ＰＷＭデータ、電流値およびフォトセンサによる測定の有無のデータと、エラー＆パリティデータとから構成されている。そして図５（Ｂ），（Ｃ）に示したように、＃０〜＃１６０までのパケットデータのうち、例えば＃０〜＃４０のパケットデータは、モジュールＩＤ＝０のＢＬモジュール用の制御データとして、このモジュールＩＤ＝０のＢＬモジュールに取り込まれ、そののちに後段のモジュールＩＤ＝０のＢＬモジュールへと転送され、同様に例えば＃１５５〜＃１６０のパケットデータは、モジュールＩＤ＝３のＢＬモジュール用の制御データとして、このモジュールＩＤ＝３のＢＬモジュールに取り込まれるようになっている。

なお、このようなＬＥＤの点灯情報は、画素数が粗い、一画面分の輝度情報の一種とみなすことができる。また、各ＬＥＤブロックの点灯のタイミングは、重ね合わせる液晶表示パネル４１における映像データの書き換えと、略同期できるようになっている。具体的には、例えば液晶表示パネル４１において画面の上から下へと映像データが書換えられている場合、そのような画面に合わせて、バックライトにおいて上から下へと順次点灯できるようになっていると共に、部分的行単位にブリンキング(消灯)ができるようになっている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の発光制御システムおよび画像表示システムの動作について、詳細に説明する。

図１に示したように、部分駆動演算部２１では、映像ソースＳから入力された映像信号が分析され、メモリ２４に保持されている発光シーケンステーブルを用いて、映像信号に応じた形のバックライト部分駆動パターンが作成される。そしてＢＬ制御部２３では、部分駆動演算部２１から得たバックライト部分駆動パターンに基づき、バックライト部６の各ＢＬモジュールＭ１〜Ｍ６を制御するための制御データが生成され、各グループのＢＬモジュールへと供給される。

各ＢＬモジュール内の通信制御部６５では、ＢＬ制御部２３との間でバックライトの制御に関わる制御でのやりとりがなされ、これによりＢＬ駆動部６１１との間でも制御での授受がなされる。また、フォトセンサ６３および温度センサ６４では、それぞれ輝度信号および温度信号が測定され、これらの測定値が、タイミング制御部６１４から供給されるサンプリング信号に従ってＩ／Ｖ変換部６１３においてサンプリングされ、電流値から電圧値へと変換される。そしてＡＤ変換部６１２では、Ｉ／Ｖ変換部６１３によって得られたアナログの輝度信号および温度信号（電圧値）がディジタルデータに変換され、通信制御部６５へと供給される。また、ＢＬ駆動部６１１では、タイミング制御部６１４からの制御により、ＬＥＤアレイ６２に対して駆動信号が供給され、輝度や色度が一定に保たれるように、各ＬＥＤブロックの順次発光動作の制御がなされる。

一方、中央制御部２内のＬＣＤ制御部２２では、液晶表示部４を制御するための制御信号および映像信号が生成され、ＬＣＤタイミングコントローラ４４へと供給される。このＬＣＤタイミングコントローラ４４では、表示駆動のための制御信号が生成されると共にＸドライバ４２およびＹドライバ４３に対して供給され、これらＸドライバ（データドライバ）４２およびＹドライバ（ゲートドライバ）４３によって、映像表示のための駆動信号が生成されると共に液晶表示パネル４１に対して供給される。そして各ＢＬモジュールからの照射光が、映像ソースＳに基づく駆動信号に従って液晶表示パネル４１において変調されることにより、映像ソースＳに基づく映像表示がなされる。

なお、輝度測定したいＬＥＤブロックが順次点灯する際には、各ＰＷＭ点灯動作中に、瞬時（Ａ／Ｄ変換するのに必要な時間約２０μsec）に各ＬＥＤブロックが順次点灯(目には見えない)すると共に、後述するように発光が安定したタイミングで測定・Ａ／Ｄ変換され、全ＬＥＤブロックのＲＧＢの個別単色輝度が測定される。

また、各ＢＬモジュールでは、図５に示したようなバックライト部分駆動パターンに従って、例えば図６に示したようなＰＷＭ発光動作および輝度検出動作（フォトセンサ６３による受光動作）がなされる。

具体的には、まず、フォトセンサ６３によるセンスパルスのタイミングは、例えば図６（Ｂ）に示したように、１エミット（ＥＭＩＴ）周期（１個のＬＥＤブロックの発光周期）内の、ＰＷＭパルスの後段に設定されると共に、そのセンスパルスの位置と幅とが設定されている。

また、図６（Ｂ）に示したように、輝度検出を行うように指示されたＢＬモジュールについては、そこに属する各バックライト部分駆動パターンＥＤブロックの単位発光動作期間（１エミット周期の期間）に、光源としての本来の発光動作の期間（ＰＷＭパルスが設定されている期間）と、フォトセンサ６３による輝度検出のための発光動作の期間（センスパルスが設定されている期間）とが含まれている。一方、図６（Ａ）に示したように、輝度検出を行うように指示されないＢＬモジュールについては、そこに属する各ＬＥＤブロックの単位発光動作期間に、光源としての本来の発光動作の期間（ＰＷＭパルスが設定されている期間）のみが含まれている。これらにより、図中のセンスタイミングＴｄにおいて、フォトセンサ６３による輝度検出の有無が設定される。

なお、例えば図６（Ｃ）に示したように、輝度検出を行うように指示されたＢＬモジュールについて、そこに属する各バックライト部分駆動パターンＥＤブロックの単位発光動作期間（１エミット周期の期間）に、光源としての本来の発光動作の期間（ＰＷＭパルスが設定されている期間）と、ダミー発光動作の期間（ダミーパルスが設定されている期間）とが含まれるようにしてもよい。このようにした場合、ダミー発光動作の存在により、輝度検出を行うＢＬモジュールと輝度検出を行わないＢＬモジュールとの間で、全光量に違いが生じないようになる。また、図６（Ｂ），（Ｃ）に示したように、ダミー発光動作の期間と、輝度検出のための発光動作の期間とが、互いにずらすように設定されているため、隣接するＢＬモジュール間での輝度検出結果に、干渉（クロストーク）は生じない。

なお、図６において、各ＬＥＤブロックの順次発光は、発光開始パルスの入力だけで開始するようにしてもよいし、さらに、制御データの配信が完了したことを示すイネーブル信号がアクティブになったあとの最初の発光開始パルスの入力によって開始するようにしてもよい。

このようにして、例えば図２に示したように、各ＢＬモジュールで得られた測定データは、それぞれが＃００〜＃１１までのＬＥＤを含むと共に４つのモジュールＩＤのいずれかが割り振られてデイジーチェーン接続されたモジュール制御部６１からのリターンデータパケットに載せられ、中央制御部２に戻ってきて、管轄メモリエリア内にインクリメントされ、保持管理される。

このようにして本実施の形態では、中央制御部２から各グループ（ＤＧ１，ＤＧ２）に宛てて送られてきた制御情報が、中央制御部２に並列的に接続された各グループ内において、ＢＬモジュールＭ３，Ｍ２，Ｍ１という順番およびＬモジュールＭ６，Ｍ５，Ｍ４という順番により直列的に多段接続（デイジーチェーン接続）された３つのＢＬモジュール制御部６１により、前段のＢＬモジュール制御部から後段のＢＬモジュール制御部へと順次転送される。この結果、すべてのグループに属するすべてのＢＬモジュール制御部に制御データが配信される。

また、同一のモジュールＩＤを有するＢＬモジュール制御部６１は、同一の期間内に、輝度検出のための発光動作を各ＬＥＤブロックに実行させるようになっていると共に、６つのＢＬモジュールのいずれもが隣り合う同士間でモジュールＩＤが異なっていることにより、例えば図７〜図９にそれぞれ示したように、隣接するＢＬモジュール間で、輝度検出のための発光動作が同一時間内に行われることが回避される。なお、図７および図８では、発光動作を行っているＢＬモジュールが太枠で示している。また、図７および図９において、各タイミングスロットＴｓ１〜Ｔｓ４は、実際は、例えば３６個等のサブフレーム期間に分割されるようになっている。

以上のように本実施の形態では、中央制御部２から、これに並列的に接続された各グループ（ＤＧ１，ＤＧ２）に送られてきた制御データが、各グループ内において直列的に多段接続された複数のＢＬモジュール制御部６１の間で、前段から後段へと順次転送される。この結果、すべてのグループに属するすべてのＢＬモジュール制御部に制御データが配信されるようになり、より少ない配線で多数のＬＥＤブロックのコントロールが可能になる。よって、配線の配置が従来よりも簡素化し、コンパクトな装置構成を実現することが可能となる。

また、６つのＢＬモジュールのいずれもが隣り合う同士間でモジュールＩＤが異なっているようにしたので、隣接するＢＬモジュール間で、輝度検出のための発光動作が同一時間内に行われることを回避することができる。よって、ＢＬモジュールごとにＬＥＤブロックの輝度検出を行う際に、他のＢＬモジュールからの発光の影響を受けることを回避することができ、正確な輝度検出をすることが可能となる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、図４に示したように、ＬＥＤブロックがＲ・Ｇ・Ｂの各色ＬＥＤ（あるいはＲ・Ｇ・Ｇ・Ｂの各色ＬＥＤ）を組み合わせて白色光を生成するようにした場合の発光シーケンスを例に挙げて説明したが、例えばＬＥＤブロックが単独で白色光を発する白色ＬＥＤにより構成されている場合には、例えば図１０に示した発光シーケンステーブルのようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、図３等に示したように、６つのＢＬモジュールＭ１〜Ｍ６を含む場合について説明したが、ＢＬモジュールの数はこの場合には限られず、例えば図１１に示したように、８つのＢＬモジュールを含むようにしてもよい。

また、近年、動画像に対する視覚的応答改善策のひとつとして、ホールド効果回避のためにハイフレームレートに液晶表示が対応し、１２０Ｈｚで駆動されるようになっていると共に、バックライト側では、時間軸方向の明暗の変化を種々操作可能にするために、液晶画面よりも、さらに高速なフレームレートで決めの細かい輝度レベル制御が可能であるようになっている。そこで上記実施の形態においても、バックライトにおいて、サブフィールド周波数を設定するようにすると共に、縦方向のＬＥＤブロック数に合わせ、画面のフレームレートの例えば６〜８倍程度の周波数のフレームレートのバックライト輝度書換えをするようにしてもよい。なお、このようにするためには、通信レートのＳＰＩクロックを高めに設定するように必要がある。

また、上記実施の形態では、フォトセンサを備えた発光制御システムについて説明したが、本発明の発光制御システムは、必ずしもそのようなフォトセンサを備えていなくともよい。

また、上記実施の形態では、表示パネルの一例として液晶表示パネルを挙げて説明したが、表示パネルとして、液晶表示パネル以外の他のものを用いるようにしてもよい。

さらに、本発明の発光制御システムは、表示パネルを用いた画像表示システムだけでなく、例えば照明機器等、他の光源システムにも適用することが可能である。

本発明の一実施の形態に係る発光制御システムを適用して構成した画像表示システムの要部構成を表すブロック図である。 画像表示システム全体の概略構成を表すブロック図である。 ＢＬモジュールの配列状態を表す平面図である。 発光シーケンステーブルの一例を表す図である。 中央制御部から送信される制御情報の一例を表す図である。 発光動作およびセンスタイミングについて説明するためのタイミング図である。 本実施の形態の作用および効果について説明するためのタイミング図である。 本実施の形態の作用および効果について説明するための平面模式図である。 図７の要部構成を抜き出して表したタイミング図である。 本発明の変形例に係る発光シーケンステーブルを表す図である。 本発明の変形例に係るＢＬモジュールの配列状態を表す平面図である。

符号の説明

２…中央制御部、２１…部分駆動演算部、２２…ＬＣＤ制御部、２３…ＢＬ制御部、２４…メモリ、４…液晶表示部、４１…液晶表示パネル、４２…Ｘドライバ、４３…Ｙドライバ、４４…ＬＣＤタイミングコントローラ、６，Ｍ１〜Ｍ６…ＢＬモジュール、６１，６１−１〜６１−６…モジュール制御部、６１１…ＢＬ駆動部、６１２…ＡＤ変換部、６１３…Ｉ／Ｖ変換部、６１４…タイミング制御部、６２…ＬＥＤアレイ、６３，６３−１〜６３−６…フォトセンサ、６４…温度センサ、６５…通信制御部、Ｓ…映像ソース、ＤＧ１…第１のグループ、ＤＧ２…第２のグループ、Ｃ１，Ｃ２…コネクタ、Ｔｓ１〜Ｔｓ４…タイミングスロット。

Claims (13)

1. それぞれが複数の発光素子を含んで構成されて、それぞれが１まとまりの制御単位を構成する複数の発光モジュールと、
   各発光モジュールごとに設けられ、対応する発光モジュールを制御する発光モジュール制御手段と
   を備え、
   前記複数の発光モジュール制御手段が複数のグループに分けられ、各グループに属する複数の発光モジュール制御手段が各グループ内において直列的に多段接続されると共に、前記複数のグループが中央制御手段に並列的に接続され、
   前記中央制御手段から前記複数のグループに対してそれぞれ送信された制御情報を、前記各グループ内において、前段の発光モジュール制御手段から後段の発光モジュール制御手段へと順次転送する
   ことを特徴とする発光制御システム。
2. 前記中央制御手段が複数のグループに対して前記制御情報を並行して送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光制御システム。
3. 前記複数の発光モジュールのそれぞれにモジュールＩＤが割り振られると共に、各発光モジュールに属する複数の発光素子のそれぞれに素子ＩＤが割り振られ、
   前記制御情報は、前記中央制御手段において、前記モジュールＩＤと前記素子ＩＤとの組み合わせにより規定される発光素子アドレスを用いて規定された発光シーケンステーブルに基づいて作成されたものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光制御システム。
4. 各グループに属する複数の発光モジュール制御手段は、それぞれ、前記制御情報に基づき、グループ間で段階的に呼応しつつ、対応する発光モジュールの発光制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光制御システム。
5. 前記複数の発光モジュールのそれぞれにモジュールＩＤが割り振られ、
   前記複数の発光モジュール制御手段は、各グループ内に含まれる発光モジュール制御手段が互いに異なるモジュールＩＤを有するようにグループ分けされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光制御システム。
6. 前記発光モジュールごとに設けられ、発光モジュール内の各発光素子ごとの輝度を検出する受光センサをさらに備え、
   各発光モジュール制御手段は、前記制御情報に基づき、対応する発光モジュールに属する発光素子が前記受光センサによる輝度検出のための発光動作を選択的に行うように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の発光制御システム。
7. 各発光モジュール制御手段は、前記制御情報に基づき、隣接する発光モジュール間で前記輝度検出のための発光動作が同一時間内に行われることがないように、対応する発光モジュール内の発光素子の発光制御を行う
   ことを特徴とする請求項６に記載の発光制御システム。
8. 各発光モジュールごとにモジュールＩＤが割り振られ、
   前記複数の発光モジュールは、隣接する発光モジュールの発光モジュール制御手段同士が互いに異なるモジュールＩＤを有するように配置されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の発光制御システム。
9. 各グループ内において、前記受光センサから得られた検出データを、中央制御手段に向けて、前段の発光モジュール制御手段から後段の発光モジュール制御手段へと順次転送する
   ことを特徴とする請求項６に記載の発光制御システム。
10. 各発光モジュール制御手段は、対応する発光モジュールに属する複数の発光素子が順次発光するように制御し、
    前記受光センサは、各発光素子の発光動作に応じて輝度検出を行う
    ことを特徴とする請求項６に記載の発光制御システム。
11. 各発光モジュール制御手段は、前記制御情報に基づき、
    輝度検出を行うように指示された発光モジュールについては、そこに属する発光素子の単位発光動作期間が、光源としての本来の発光動作の期間と前記輝度検出のための発光動作の期間とを含み、
    輝度検出を行うように指示されない発光モジュールについては、そこに属する各発光素子の単位発光動作期間が、光源としての本来の発光動作の期間のみを含む
    ように各発光素子の発光制御を行う
    ことを特徴とする請求項６に記載の発光制御システム。
12. 各発光モジュール制御手段は、前記制御情報に基づき、
    輝度検出を行うように指示された発光モジュールについては、そこに属する発光素子の単位発光動作期間が、光源としての本来の発光動作の期間と前記輝度検出のための発光動作の期間とを含み、
    輝度検出を行うように指示されない発光モジュールについては、そこに属する各発光素子の単位発光動作期間が、光源としての本来の発光動作の期間とダミー発光動作の期間とを含む
    ように各発光素子の発光制御を行う
    ことを特徴とする請求項６に記載の発光制御システム。
13. 入力映像信号に基づいて入射光を変調する表示パネルと、
    前記表示パネルを照明する照明ユニットと
    を備えた画像表示システムであって、
    前記照明ユニットが、
    それぞれが複数の発光素子を含んで構成されて、それぞれが１まとまりの単位を構成する複数の発光モジュールと、
    各発光モジュールごとに設けられ、対応する発光モジュールを制御する発光モジュール制御手段と
    を備え、
    前記複数の発光モジュール制御手段が複数のグループに分けられ、各グループに属する複数の発光モジュール制御手段が各グループ内において直列的に多段接続されると共に、前記複数のグループが中央制御手段に並列的に接続され、
    前記中央制御手段から前記複数のグループに対してそれぞれ送信された制御情報を、各グループ内において、前段の発光モジュール制御手段から後段の発光モジュール制御手段へと順次転送する
    ことを特徴とする画像表示システム。

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