JP2010044389A - 光源ローカルディミング制御方法及びこれを行う光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品質を向上させるための光源ローカルディミング制御方法及びそれを行う光源装置を提供する。
【解決手段】複数の画像区域に光を提供する光源が具備された光源ブロックを含む光源モジュールのディミング制御光源ローカルディミング制御方法であり、第１光源と隣接した第１画素区域の第１目標輝度値と第１光源と隣り合う第２光源に隣接した第２画像区域の第２目標輝度値を用いて第１及び第２光源に対応するデューティ比を１次決定し、第１及び第２光源から光の提供を受ける複数の画像区域のうち第１及び第２画像区域を除いた残り画像区域の目標輝度値を用いて１次決定されたデューティ比を補償して、１次決定されたデューティ比が補償された駆動信号で第１及び第２光源を駆動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源ローカルディミング制御方法及びこれを行う光源装置に関し、より詳細には表示品質を向上させることのできる光源ローカルディミング制御方法及びこれを行う光源装置に関する。

一般に、液晶表示装置は、液晶の光透過率を用いて画像を表示する液晶表示パネル及び液晶表示装置の下部に配置され液晶表示パネルに光を提供するバックライトアセンブリを含む。

液晶表示パネルは、画素電極及び画素電極と電気的に接続された薄膜トランジスタを有するアレイ基板と、共通電極、及びカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板と、アレイ基板とカラーフィルタ基板との間に介在する液晶層を含む。液晶層は、画素電極と共通電極との間に形成された電場によって配列が変更され、それによって液晶層を透過する光の透過率を変更させる。ここで、光の透過率が最大に増加すると、液晶表示パネルは、輝度の高いホワイト画像を具現することができ、反面、光の透過率が最小に減少すると、液晶表示パネルは、輝度の低いブラック画像を具現することができる。

近年、バックライトアセンブリを複数の駆動ブロックに分け、駆動ブロックに対応して液晶表示パネルに表示される画像の階調に従い駆動ブロックを個別的に制御するディミング（Ｄｉｍｍｉｎｇ）技術が開発されている。バックライトアセンブリがランプモジュールを含む場合、バックライトアセンブリはランプ形状によって１次元ローカルディミング（ｏｎｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｌｏｃａｌ ｄｉｍｍｉｎｇ）方法を用いることがある。

１次元ローカルディミング方法では、バックライトアセンブリは複数の光源ブロックに分けられ、光源ブロックは液晶表示パネルに表示される画像の階調によって個別的に駆動される。

１次元ローカルディミング方法において、ランプから遠方に離れる画像区域は、輝度不足によって特定値以上の階調では全て同じ輝度に見える現状、即ち、クリッピング（Ｃｌｉｐｐｉｎｇ）現状が発生するという問題点を有する。又、連続するフレーム画像は、発光ブロックの境界部分でちらつく（ｆｌｉｃｋｅｒｉｎｇ）現象が発生するという問題点を有する。

そこで、本発明は上記従来の光源ローカルディミング制御方法における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、表示品質を向上させるための光源ローカルディミング制御方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、光源ローカルディミング制御方法を行う光源装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による光源ローカルディミング制御方法は、連続した複数の画像区域に各々光を提供する複数の光源ブロックの各々に対応する複数の光源のローカルディミング制御方法において、第１光源と第２光源は互いに隣接し、前記第１光源に最も近接する第１画像区域の第１目標輝度値と前記第２光源に最も近接する第２画像区域の第２目標輝度値とを用いて初期決定として前記第１及び第２光源を駆動させる現行次のデューティ比である各々の１次デューティ比を１次決定する段階と、前記各々の１次デューティ比の合成によってなる光の予想輝度値が第３画像区域の第３目標輝度値に相当する前記第３画像区域に対する必要最小限の光量以上を供給する場合、前記１次デューティ比を２次決定し、前記予想輝度値が前記必要最小限の光量未満しか供給しない場合、前記第３目標輝度値と、予め調整された前記各々の１次デューティ比によって駆動される前記第１及び第２光源からの光よりなる前記予想輝度値との差に基づいて前記第３画像区域に対する予想輝度値が増加するように前記第１及び第２光源の現行次のデューティ比を調整する段階と、前記１次デューティ比により前記第３画像区域に対する必要最小限の光量以上が供給されると２次決定されると、前記１次決定された１次デューティ比によって前記第１及び第２光源を駆動させる段階とを有することを特徴とする。

前記各々の画像区域に対応する目標輝度値を各々決定する段階をさらに有し、前記各々の目標輝度値は、前記各画像区域に表示される階調データ値のうちから、最大階調データ値を抽出し、抽出した最大階調データ値を利用して決定することが好ましい。
前記第１及び第２画像区域を除いた残り画像区域の個数がｍ（ｍ≧１の自然数）である時、前記初期決定された１次デューティ比は、ｎ（ｎ＜ｍ＋１の自然数）回反復的に補償されることが好ましい。
前記現行次のデューティ比を調整する段階は、第ｍ画像区域の第ｍ予想輝度値と第ｍ目標輝度値の差を利用して、第ｍ画像区域に対応する第ｍ補償値を算出する段階と、前記第１及び第２光源の現行次のデューティ比より大きくなるように現行次のデューティ比に前記第ｍ補償値を加算する段階とを含むことが好ましい。
前記第ｍ補償値が加算された次行次のデューティ比が前記現行次のデューティ比より小さければ、前記第ｍ補償値を前記現行次のデューティ比に加算しないことが好ましい。
前記現行次のデューティ比を利用して前記第ｍ予想輝度値を算出する段階と、前記第ｍ目標輝度値と前記第ｍ予想輝度値との輝度差ΔＹを求める段階と、前記第ｍ予想輝度値が前記第ｍ目標輝度値より小さければ、前記輝度差ΔＹを利用して前記第ｍ補償値を算出する段階とをさらに含むことが好ましい。
前記第ｍ予想輝度値が前記第ｍ目標輝度値より大きいか、または同じである場合、前記第ｍ補償値を算出しないことが好ましい。

前記第ｍ補償値（ΔＰａ、ΔＰｂ）は以下の数式１によって算出されることが好ましい。

（ここで、Ｘａは第１光源Ｌａの中心点輝度に対する第ｍ画像の中心点輝度の比であり、Ｘｂは第２光源Ｌｂの中心点輝度に対する第ｍ画像の中心点輝度の比であり、Ｋａは第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂ間の距離ｄｔに対する第１光源Ｌａと第ｍ画像区域の中心点間の距離ｄａの比であり、Ｋｂは、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂ間の距離ｄｔに対する第２光源Ｌａと第ｍ画像区域の中心点間の距離ｄｂの比である。）

上記目的を達成するためになされた本発明による光源装置は、各々に設定された複数の画像区域に光を提供する光源が具備された複数の光源ブロックを含む光源モジュールと、
互いに隣接する第１及び第２光源ブロックから光の提供を受ける前記画像区域の目標輝度値に基づいて決定されたデューティ比を利用して前記第１及び第２光源ブロックに具備された第１及び第２光源を駆動させる光源ローカルディミング駆動部とを有することを特徴とする。

前記光源ローカルディミング駆動部は、前記第１光源と対向する第１画像区域の第１目標輝度値と前記第２光源と対向する第２画像区域の第２目標輝度値とを利用して前記第１及び第２光源のデューティ比を１次決定するデューティ比決定部と、前記第１及び第２光源から光の提供を受ける前記画像区域のうち、前記第１及び第２画像区域を除いた残り画像区域の目標輝度値を利用して前記１次決定されたデューティ比を補償するデューティ比補償部と、前記１次決定されたデューティー比が補償されたデューティ比を用いて前記第１及び第２光源を駆動させる光源駆動部とを含むことが好ましい。

本発明に係る光源ローカルディミング制御方法及びこれを行う光源装置によれば、１つの光源ブロックに対して複数の画像区域に分け、画像区域の目標輝度値を用いて光源ブロックに具備された光源を駆動させる駆動信号のデューティ比を補償することにより、表示装置に表示される画像の表示品質を向上させることができるという効果がある。

本発明の一実施形態による表示装置のブロック図である。 図１のデューティ比補償部に対する詳細なブロック図である。 図１に示した光源モジュールの平面図である。 図１の光源モジュールの光源ローカルディミング制御方法を説明するためのフローチャートである。 図１のデューティ比補償部を適用した一例による光源モジュールの平面図である。 図１のデューティ比補償部を適用した他の例による光源モジュールの平面図である。 本実施形態による表示装置の輝度分布を示す平面図である。 比較例による表示装置の輝度分布を示す平面図である。 他の実施形態による表示装置の平面図である。 図９に示した光源のデューティ比変化を示すグラフである。 比較例による表示装置の平面図である。 図１１に示した光源のデューティ比変化を示すグラフである。

次に、本発明に係る光源ローカルディミング制御方法及びこれを行う光源装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

本発明は多様に変更することができ、多様な形態を有することができること、特定の実施形態を図面に例示して本文に詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に限定するのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、乃至代替物を含むことを理解すべきである。
各図面を説明しながら類似の参照符号を類似の構成要素に対して付与した。図面において、構造物の寸法は本発明の明確性のために実際より拡大して示した。第１、第２等の用語は、多様な構成要素を説明するために使用することができるが、構成要素は用語によって限定されない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲から逸脱することなしに、第１構成要素は第２構成要素と称されてもよく、同様に第２構成要素も第１構成要素に称されてもよい。単数の表現は、文脈上、明白に相違が示されない限り、複数の表現を含む。

本出願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを意図するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたもの等の存在または付加の可能性を予め排除しないことを理解しなければならない。なお、異なるものとして定義しない限り、技術的であるか科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に用いられる辞典に定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有することと解釈すべきであり、本出願で明白に定義されない限り、異常的であるか過度に形式的な意味に解釈されない。

図１は、本発明の一実施形態による表示装置のブロック図で、図２は図１のデューティ比補償部に対する詳細なブロック図である。
図１及び図２を参照すると、表示装置は、表示パネル１００、タイミング制御部１１０、パネル駆動部１３０、光源モジュール２００、及び光源ローカル駆動部２９０を含む。

表示パネル１００は、Ｍ個のデータ配線と、Ｎ個のゲート配線、及び画像を表示するＭ×Ｎ（Ｍ、Ｎは自然数）個の画素を含む。各画素Ｐはゲート配線ＧＬ及びデータ配線ＤＬに接続されたスイッチング素子ＴＦＴ、スイッチング素子ＴＦＴに接続された液晶キャパシタＣＬＣ及びストレージキャパシタＣＳＴを含む。

タイミング制御部１１０は、外部から制御信号１０１及び画像信号１０２を受信する。
受信した制御信号を用いて表示パネル１００の駆動タイミングを制御するタイミング制御信号１１０ａを生成する。タイミング制御信号１１０ａは、クロック信号、水平開示信号、及び垂直開示信号を含む。

パネル駆動部１３０は、タイミング制御部１１０から提供されたタイミング制御信号１１０ａ及び画像信号１１０ｂを用いて表示パネル１００を駆動させる。
例えば、パネル駆動部１３０は、タイミング制御信号１１０ａを用いてゲート配線ＧＬに提供するゲート信号を生成するゲート駆動部とタイミング制御信号１１０ａ及び画像信号１１０ｂを用いてデータ配線ＤＬに提供するデータ信号を生成するデータ駆動部を含む。データ駆動部は複数のデータ駆動回路を含み、各データ駆動回路は、所定個にグルーピングされたデータ配線にデータ信号を提供する。ゲート駆動部は複数のゲート駆動回路を含み、各ゲート駆動回路は所定個にグルーピングされたゲート配線にゲート信号を提供する。

光源モジュール２００は複数の光源（Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｉ）を含み、光源（Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｉ）は複数の光源ブロック（Ｂ１、…、ＢＩ）に分けられて駆動される。光源は、例えば、蛍光ランプでありＬＥＤも使用可能である。ここで、ｉ、Ｉは自然数でｉ≧Ｉである。例えば、光源ブロックＢ１は少なくとも１つの光源Ｌ１を含み、光源ブロックＢ１に光源Ｌ１をターンオン及びターンオフさせる駆動信号が提供される。各光源モジュールごとに個々に駆動されることにより、光源モジュール２００は、光源（Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｉ）の形状によって１次元的にローカルディミング駆動させることができる。

光源ローカル駆動部２９０は、互いに隣り合う第１及び第２光源ブロックＢ１、Ｂ２から光の提供を受ける画像区域の目標輝度値に基づいて第１及び第２光源Ｌ１、Ｌ２に提供する電流のデューティ比を決定し、決定されたデューティ比を用いて第１及び第２光源Ｌ１、Ｌ２を駆動させる。光源ローカル駆動部２９０は第１及び第２光源Ｌ１、Ｌ２の周辺にグループ化された画像区域に必要最小限の量のバックライト光の輝度を提供するためのデューティ比を決定する。

例えば、光源ローカル駆動部２９０は、画像分析部２１０、デューティ比決定部２３０、デューティ比補償部２５０、及び光源駆動部２７０を含む。

画像分析部２１０は、外部から受信された制御信号１０１及び画像信号１０２を用いてフレーム単位の画像信号をｊ個の画像区域に分け、各画像区域の最大階調データ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｅｖｅｌ Ｄａｔａ：ＭＬＤ）を抽出する。画像区域の個数は、光源ブロックの個数より多く、多様な方式で設定することができる（ｊは自然数で、Ｎ≧ｊ＞ｉ）。
例えば、画像区域の個数は、光源ブロックの個数の定数倍である。又は、画像区域の個数は、定数倍から隣り合う光源ブロックに共通に対応する画像区域の個数を引いた数である。又は、画像区域の個数は、定数倍より１つ小さい数である。又は、画像区域の個数はゲート駆動回路の個数に対して定数倍である。

ここでは、光源ブロック及び画像区域が一方向（列方向）に配列された１次元ローカルディミング方式を例としているが、光源ブロックはマトリックス形態に分割して、これに対応して画像区域をマトリックス形態に分割して２次元ローカルディミング方式で具現することもできる。

２次元ローカルディミング方式で具現する場合でも、画像ブロックの個数を光源ブロックの個数より多くし、上記のような方式に多様に設定することができる。例えば、画像区域の個数を光源ブロックの個数の定数倍に設定するか、または定数倍から隣り合う光源ブロックに共通に対応する画像区域の個数を引いた数に設定するか、または定数倍より１つ小さい数に設定することができる。

ｊ個の画像区域の各々に対して、画像分析部２１０は、各画像区域の最大階調データを用いて（初期）目標輝度値を決定する。

デューティ比決定部２３０は、第１光源Ｌ１及び第２光源Ｌ２と隣接する画像区域の初期決定された目標輝度値を利用して、つまり第１光源Ｌ１を覆うように近接する第１画像区域の第１目標輝度値と、第１光源Ｌ１と隣接する第２光源Ｌ２を覆うように近接する第２画像区域の第２目標輝度値とを用いて、第１光源Ｌ１及び第２光源Ｌ２の１次デューティ比を１次決定する。
１次決定された１次デューティ比は、第１及び第２光源Ｌ１、Ｌ２がバックグラウンド光のために最終的に不必要になることがある。

デューティ比補償部２５０は、第１及び第２光源Ｌ１、Ｌ２から光の提供を受ける複数の画像区域のうち第１及び第２画像区域を除いた残り画像区域の目標輝度値を用いて１次決定された１次デューティ比を補償する。

例えば、デューティ比補償部２５０は、第１演算部２５１、第２演算部２５３、及び第３演算部２５５を含む。
第１演算部２５１は、光分布プロファイル及び第１及び第２画像区域に対して以前決定された１次デューティ比で第３画像区域の第３予想輝度値を計算する。第２演算部２５３は、第３画像区域の第３目標輝度値と第３予想輝度値との輝度差を計算する。第３演算部２５５は、上記輝度差を用いて以前決定されたデューティ比を補償するための補償値を算出する。この時、以前決定されたデューティ比は、上記補償値によって補償される。

光源駆動部２７０は、デューティ補償部２５０から最終補償されたデューティ比に基づいて第１及び第２光源Ｌ１、Ｌ２各々に対して駆動信号を生成し提供する。これによって、表示装置はクリッピング現象及びちらつく現象が除去された画像を表示することができる。

図３は、図１に示した光源モジュールの平面図である。
図１及び図３を参照すると、光源モジュール２００は、複数の光源ブロック（Ｂ１、…、Ｂ７）を含む。各光源ブロックＢ１は少なくとも１つの光源Ｌ１を含む。

光源モジュール２００は、表示パネル１００に表示されるフレーム画像ＦＩに対応する輝度の光を提供する。光源モジュール２００は、フレーム画像ＦＩに対応して光源ブロック（Ｂ１、…、Ｂ７）別に制御された輝度の光を発生する。光源ブロック（Ｂ１、…、Ｂ７）は表示パネル１００に対して一方向（例えば、列方向）に配列され、これによって１次元ローカルディミング駆動が具現される。

フレーム画像ＦＩは、光源ブロック（Ｂ１、…、Ｂ７）の個数より多い個数の画像区域２１（３×７）個に分けられる。
例えば、１つの光源ブロックＢ１に対応して３つの画素区域Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が設定される。結果的に、フレーム画像ＦＩは２１個の画像区域（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄ２１）に分けられる。

図３の画像区域の図面符号は、図５、図６、図７、図８、図９、及び図１１に示す画像区域の図面符号と異なる方式で与えた。図５、図６、図７、図８、図９、及び図１１に示す区域（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…）は説明の便宜のために任意的に与えたものであり、画像区域の図面符号は多様な方式で与えることができる。

光源ローカル駆動部２９０は、画像区域（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄ２１）の個々の最大階調データ（ＭＬＤ）を用いて２１の画像区域の目標輝度値を決定する。光源ローカル駆動部２９０は、隣り合う２つの光源ブロック（Ｂ１、Ｂ２）を駆動させる駆動信号のデューティ比を２つの光源ブロック（Ｂ１、Ｂ２）に定義された複数の画像区域（Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄ６）の目標輝度値を用いて決定する。

図４は、図１の光源モジュールの光源ローカルディミング制御方法を説明するためのフローチャートである。
図５は、図１のデューティ比補償部を適用した一例による光源モジュールの平面図である。

図１、図２、図４、及び図５を参照すると、光源モジュール２００は、第１光源ブロックＢａと第１光源ブロックＢａと隣り合う第２光源ブロックＢｂを含む。第１光源ブロックＢａは第１光源Ｌａを含み、第２光源ブロックＢｂは第２光源Ｌｂを含む。第１光源ブロックＢａ及び第２光源ブロックＢｂはそれぞれＪ（Ｊは自然数）個の画像区域に分けられる。ここでは、第１光源ブロックＢａ及び第２光源ブロックＢｂは、それぞれ３つの画像区域に対応する。

画像分析部２１０は、外部から受信されたフレーム画像データに用いて画像区域に該当する画像データのうち最大階調データ（ＭＬＤ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｅｖｅｌ Ｄａｔａ）を抽出する。画像分析部２１０は、第１〜第６画像区域（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６）の最大階調データを抽出する。

画像分析部２１０は、抽出された第１〜第６画像区域（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６）の最大階調データを用いて第１〜第６画像区域（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６）の第１〜第６目標輝度値を決定する（ステップＳ２１０）。
各目標輝度値は、最大階調データに対応してルックアップテーブル形態に予め保存することができる。各目標輝度値は該当する光源ブロックから発生する光の目標輝度値である。

デューティ比決定部２３０は、第１〜第６目標輝度値のうち第１光源Ｌａに近い第１画像区域Ｄ１の第１目標輝度値を用いて第１光源Ｌａの第１デューティ比Ｐａ１を１次決定する。
又、デューティ比決定部２３０は、第２光源Ｌｂと近い第２画像区域Ｄ２の第２目標輝度値を用いて第２光源Ｌｂの第２デューティ比Ｐｂ１を１次決定する（ステップＳ２３０）。
図５に示すように、第１画像区域Ｄ１は光源モジュール２００上に配置された表示パネル１００に表示される画像のうち、第１光源Ｌａを覆うようにすぐ上に配置された画像区域であり、第２画像区域Ｄ２は表示パネル１００に表示される画像のうち、第２光源Ｌｂを覆うようにすぐ上に配置された画像区域である。

デューティ比補償部２５０は、第１及び第２画像区域Ｄ１、Ｄ２を除いた残り画像区域、第３〜第６画像区域（Ｄ３〜Ｄ６）の第３〜第６目標輝度値を用いて１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）を補償する（ステップＳ２５０）。
即ち、第３〜第６画像区域（Ｄ３〜Ｄ６）のうち第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂと距離が近い順序に画像区域の目標輝度値を用いて１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）を段階的に補償する。

例えば、第１演算部２５１は、予め保存された光分布プロファイル（Ｐｒｏｆｉｌｅ）を用いて１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐａ２）で第３画像区域Ｄ３の第３予想輝度値Ｙｐ３を算出する（ステップＳ２５１）。
光分布プロファイルは、１つの光源を発光させた時の位置に対する相対的な光の分布であり、記録媒体にテーブル形態で予め保存される。
第３予想輝度値Ｙｐ３は第３画像区域Ｄ３に提供される光の輝度である。即ち、１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）によって算出された第３予想輝度値Ｙｐ３は１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）で駆動された第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂから発生した光が与えられた第３画像区域Ｄ３の輝度を予測した値である。複数の光源の全体光寄与度は残り画像区域（例えば、Ｄ３）の個別的な寄与度が加わることによって決定される。

第２演算部２５３は、第３目標輝度値Ｙｔ３と第３予想輝度値Ｙｐ３を比較する（ステップＳ２５３）。
第２演算部２５３は、第３画像区域Ｄ３の第３目標輝度値Ｙｔ３と第３予想輝度値Ｙｐ３との輝度差（ΔＹ１）を求める。輝度差（ΔＹ１）は輝度不足分に対応する。第３目標輝度値Ｙｔ３は第３画像区域Ｄ３の階調データによって必要最小限な光の輝度に対する目標値である。

第３演算部２５５は、輝度差（ΔＹ１）を用いて第３画像区域Ｄ３の最大階調データと関連する１次補償値（ΔＰａ１、ΔＰｂ１）を算出する。

ここで、第３演算部２５５は、第３予想輝度値Ｙｐ３が第３目標輝度値Ｙｔ３より大きければ、１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）を補償するための補償値を算出しない。
第３画像区域Ｄ３に提供される光量の予測輝度値が第３画像区域Ｄ３に表示される画像の最大階調データから算出された目標輝度値より大きければ、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂの光量を増加させる必要がない。従って、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比を補償しなくても良い。

デューティ比補償部２５０は次の段階を進行する。次の段階は、第３画像区域Ｄ３を除いた残り画像区域のうち、第４画像区域Ｄ４を用いて１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）を補償する段階である。図４に示した「ｍ」は、残り画像区域、即ち、第３〜第６画像区域（Ｄ３〜Ｄ６）の個数ほど増加する自然数である。例えば、「ｍ」は３から６（ｍａｘ）まで増加する。

一方、第３演算部２５５は、第３予想輝度値Ｙｐ３が第３目標輝度値Ｙｔ３より小さいと、下記の数式２及び数式３を通じて第３画像区域Ｄ３に関連した１次補償値（ΔＰａ１、ΔＰｂ１）を算出する（ステップＳ２５５）。

ここで、Ｘａ及びＸｂは相対輝度係数である。Ｘａは、光分布プロファイルによって第１光源Ｌａの中心点輝度による任意の画像区域の中心点輝度の比であり、Ｘｂは光分布プロファイルによって第２光源Ｌｂの中心点輝度に対する任意の画像区域の中心点輝度の比である。
Ｘａ及びＸｂは光分布プロファイルから設定するか、または多数の被実験者評価による経験値によって設定するか、または多様な方法で設定することができる。

ここで、Ｋａ、Ｋｂは相対距離係数である。Ｋａは、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂ間の距離ｄｔに対する第１光源Ｌａと任意の画像区域の中心点間の距離ｄａの比であり、Ｋｂは第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂ間の距離ｄｔに対する第２光源Ｌｂと任意の画像区域の中心点間の距離ｄｂの比である。
Ｋａ及びＫｂは光分布プロファイルから設定するか、または多数の被実験者評価によって得られた経験値によって設定するか、または多様な方法で設定することができる。光分布プロファイルは、光分布メカニズム（例えば、ランプと表示パネルとの間に配置された光拡散及び／または導光板）を使用して得ることができる。

デューティ比補償部２５０は、数式２及び数式３を通じて算出された１次補償値ΔＰａ１、ΔＰｂ１を１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）に適用する。デューティ比補償部２５０は、１次補償値ΔＰａ１、ΔＰｂ１が適用されたデューティ比と１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）を比較する（ステップＳ２５７）。

１次補償値ΔＰａ１、ΔＰｂ１が適用されたデューティ比が１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）より小さければ、１次補償値ΔＰａ１、ΔＰｂ１を１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）に適用しない。
一方、デューティ比補償部２５０は、１次補償値ΔＰａ１、ΔＰｂ１が適用されたデューティ比が１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）より大きければ、１次補償値ΔＰａ１、ΔＰｂ１を現行のデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）に適用し、現行のデューティ比をＰａ２、Ｐｂ２とする２次決定をする（ステップＳ２５９）。

以後、デューティ比補償部２５０は、第４画像区域Ｄ４による必要最小限の光の輝度量をサポートするために、２次決定されたデューティ比（Ｐａ２、Ｐｂ２）をさらに補償するかどうかをステップＳ２５１〜ステップＳ２５９を繰り返しながら決定する。

例として、第１演算部２５１は、予め保存された光分布プロファイルを用いて２次決定されたデューティ比Ｐａ２、Ｐｂ２で第４画像区域Ｄ４の第４予想輝度値Ｙｐ４を算出する（ステップＳ２５１）。

第２演算部２５３は、第４目標輝度値Ｙｔ４と第４予想輝度値Ｙｐ４を比較する（ステップＳ２５３）。
そして、第２演算部２５３は、第４目標輝度値Ｙｔ４と第４予想輝度値Ｙｐ４との輝度差ΔＹ２を求める。

第３演算部２５５は、第４予想輝度値Ｙｐ４が第４目標輝度値Ｙｔ４より大きければ、２次決定されたデューティ比Ｐａ２、Ｐｂ２を補償するための補償値を算出しない。２次決定されたデューティ比Ｐａ２、Ｐｂ２は、第４画像区域Ｄ４によって補償されない。
次に、デューティ比補償部２５０は、第５画像区域Ｄ５により２次決定されたデューティ比Ｐａ２、Ｐｂ２を補償するかどうかを決定する。

一方、第３演算部２５５は、第４目標輝度値Ｙｔ４が第４予想輝度値Ｙｐ４より大きければ、数式２及び数式３を通じて第４画像区域Ｄ４に関連した２次補償値ΔＰａ２、ΔＰｂ２を算出する（ステップＳ２５５）。

次に、デューティ比補償部２５０は、数式２及び数式３を通じて算出された２次補償値ΔＰａ１、ΔＰｂ１を２次決定されたデューティ比（Ｐａ２、Ｐｂ２）に適用する。そして、２次補償値ΔＰａ２、ΔＰｂ２が適用されたデューティ比と２次決定されたデューティ比（Ｐａ２、Ｐｂ２）を比較する（ステップＳ２５７）。

デューティ比補償部２５０は、２次補償値ΔＰａ２、ΔＰｂ２が適用されたデューティ比が２次決定されたデューティ比（Ｐａ２、Ｐｂ２）より小さければ、２次補償値ΔＰａ２、ΔＰｂ２を２次決定されたデューティ比（Ｐａ２、Ｐｂ２）に適用しない。
一方、２次補償値ΔＰａ２、ΔＰｂ２が適用されたデューティ比が２次決定されたデューティ比（Ｐａ２、Ｐｂ２）より大きければ、２次補償値ΔＰａ２、ΔＰｂ２が適用されたデューティ比を３次決定されたデューティ比（Ｐａ３、Ｐｂ３）として決定する（ステップＳ２５９）。

以後、上述した方法で、デューティ比補償部２５０は、ステップＳ２５１〜ステップＳ２５９を繰り返しながら第５及び第６画像区域Ｄ５、Ｄ６に対しても必要最小限の光の輝度量が供給されるように前行の補償されたデューティ比をさらに補償するかどうかを決定する。

上記のように第３〜第６画像区域（Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６）の目標輝度値を用いて１次決定されたデューティ比Ｐａ１、Ｐｂ１が補償される。光源駆動部２７０は、デューティ比補償部２５０から最終決定されたデューティ比Ｐａ’、Ｐｂ’を用いて第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂを駆動させる（ステップＳ２７０）。

図６は、図１のデューティ比補償部に適用された他の例による光源モジュールの平面図である。
図６を参照すると、光源モジュール２００ａは、第１光源ブロックＢａと第１光源ブロックＢａと一部分が重なった第２光源ブロックＢｂを含む。第１光源ブロックＢａは第１光源Ｌａを含み、第２光源ブロックＢｂは第２光源Ｌｂを含む。

第１光源ブロックＢａ及び第２光源ブロックＢｂは、それぞれのＪ（例えば、３）個の画像区域に分けられる。又、第１光源ブロックＢａのＪ個の画像区域のうち第２光源ブロックＢｂと隣接した画像区域は、第２光源ブロックＢｂのＪ個の画素区域のうち第１光源ブロックＢａと隣接した画像区域と重なる。

このように、第１光源ブロックＢａと第２光源ブロックＢｂの画像区域のうち一部画像区域が互いに重なるようにすることができる。
第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比を決定する工程は、図３及び図４を通じて説明されたアルゴリズムと実質的に同じ方法で構成される。

例えば、まず、第１画像区域Ｄ１及び第２画像区域Ｄ２のそれぞれの目標輝度値を用いて第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）を１次決定する。続いて、第３、第４、及び第５画像区域Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の目標輝度値及び予想輝度値を用いて１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）を段階的に補償する。
１次決定されたデューティ比（Ｐａ１、Ｐｂ１）を第３、第４、及び第５画像区域Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５に関連させて段階的に補償する工程は、図４にて説明したものと実質的に同様であるため、詳細な説明は省略する。

図７は、本実施形態による表示装置の輝度分布を示す平面図である。
図８は、比較例による表示装置の輝度分布を示す平面図である。

図７及び図８を参照すると、本実施形態による表示装置４１０は、互いに隣接した第１及び第２光源４１１、４１２に対して画像区域を第１画像区域Ｄ１、第２画像区域Ｄ２、及び第３画像区域Ｄ３に分けた。第１画像区域Ｄ１は第１光源４１１と最も近くになるように位置し、第２画像区域Ｄは第２光源４１２と最も近くになるように位置し、第３画像区域Ｄ３は第１及び第２光源４１１、４１２間に位置する。

第１及び第２画像区域Ｄ１、Ｄ２に表示された画像の最大階調データＭＬＤはそれぞれ１６０階調で、第３画像区域Ｄ３に表示された画像の最大階調データＭＬＤは表示されたマウスカーソルＣよって２００階調である。第１〜第３画像区域Ｄ１〜Ｄ３を用いて図４で説明したアルゴリズムによって第１及び第２光源４１１、４１２を駆動させる駆動信号のデューティ比を決定した。第１及び第２光源４１１、４１２のそれぞれのデューティ比は７２．１％であった。

一方、比較例による表示装置４５０は、互いに隣接した第１及び第２光源４５１、４５２に対して画像区域を第１画像区域Ｄ１及び第２画像区域Ｄ２に分けた。第１画像区域Ｄ１に表示された画像の最大階調データＭＬＤは１６０階調で、第２画像区域Ｄ２に表示された画像の最大階調データＭＬＤは表示されたマウスカーソルＣによって２００階調である。第１及び第２光源４５１、４５２を駆動させる駆動信号のデューティ比は第１及び第２画像区域Ｄ１、Ｄ２の最大階調データＭＬＤによって決定された。第１光源４５１のデューティ比は３２．６％であり、第２光源４５２の９９．７％であった。

比較例の場合、第２画像区域Ｄ２のマウスカーソルＣは、第２光源４５２から最も離れているので、マウスカーソルＣは輝度が不足して、２００階調が１８０（０．５０×（１６０＋２００）＝１８０）階調に見えるクリッピング現象が発生する。反面、本実施形態の場合、第１光源４５１のデューティ比は比較例の３２．６％から７２．１％に変更され、第２光源４５２のデューティ比は９９．７％から７２．１％に変更された。従って、マウスカーソルＣが存在する部分、即ち、第３画像区域Ｄの輝度は、比較例の５０％から５９％に拡大され、これによってマウスカーソルＣの２００階調がほぼ２００（０．５９×（１６０＋１６０）＝１８９）階調に表現することができた。結果的に、本実施形態によると、クリッピング現象を防止することができた。

図９は他の実施形態による表示装置の平面図で、図１０は図９に示した光源のデューティ比変化を示すグラフである。
図９及び図１０を参照すると、表示装置は、第１光源Ｌａと前記第２光源Ｌｂとの間に第１〜第４画像区域（Ｄ１〜Ｄ４）が設定され、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂを駆動させる駆動信号のデューティ比は図４で説明したアルゴリズムを用いて決定した。

表示装置に表示する画像として、１６０階調を有するバックグラウンドに２００階調を有するマウスカーソルＣを第１画像区域Ｄ１から第４画像区域Ｄ４に移動させた。この場合の第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比変化を検出した。

図１０に示すように、マウスカーソルＣが第１画像区域Ｄ１から第４画像区域Ｄ４の間を移動する場合、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比は、境界区域ｂ１、ｂ２、ｂ３で９９．７％から３２．６％に３段階に漸次に上昇及び下降した。従って、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比が急に変化しないため、ちらつく現象を防止することができた。

図１１は比較例による表示装置の平面図であり、図１２は図１１に示した光源のデューティ比変化を示すグラフである。

図１１及び図１２を参照すると、表示装置は第１光源Ｌａと前記第２光源Ｌｂに対応して第１及び第２画像区域Ｄ１、Ｄ２が設定された。

表示装置に表示する画像として、１６０階調を有するバックグラウンドに２００階調を有するマウスカーソルＣを第１画像区域Ｄ１から第２画像区域Ｄ２に移動させた。この場合の第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比変化を検出した。

図１２に示すように、マウスカーソルＣが第１画像区域Ｄ１から第２画像区域Ｄ２の間を移動する場合、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比は、境界区域ｂで９９．７％から３２．６％に急に上昇及び下降した。従って、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂのデューティ比が急に変化することでちらつく現象が発生した。

図１０及び図１２を参照すると、比較例に対して本実施形態で視認されるちらつく現象が顕著に改善されることがわかる。

尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明は、バックライトアセンブリ等光源装置を有する液晶表示装置等に好適に利用することができる。

１００ 表示パネル
１０１ 制御信号
１０２ 画像信号
１１０ タイミング制御部
１１０ａ タイミング制御信号
１１０ｂ 画像信号
１３０ パネル駆動部
２００ 光源モジュール
２１０ 画像分析部
２３０ デューティ比決定部
２５０ デューティ比補償部
２５１ 第１演算部
２５３ 第２演算部
２５５ 第３演算部
２７０ 光源駆動部
２９０ 光源ローカル駆動部
４１０、４５０ 表示装置
４１１、４５１ 第１光源
４１２、４５２ 第２光源

Claims (10)

1. 連続した複数の画像区域に各々光を提供する複数の光源ブロックの各々に対応する複数の光源のローカルディミング制御方法において、
   第１光源と第２光源は互いに隣接し、前記第１光源に最も近接する第１画像区域の第１目標輝度値と前記第２光源に最も近接する第２画像区域の第２目標輝度値とを用いて初期決定として前記第１及び第２光源を駆動させる現行次のデューティ比である各々の１次デューティ比を１次決定する段階と、
   前記各々の１次デューティ比の合成によってなる光の予想輝度値が第３画像区域の第３目標輝度値に相当する前記第３画像区域に対する必要最小限の光量以上を供給する場合、前記１次デューティ比を２次決定し、前記予想輝度値が前記必要最小限の光量未満しか供給しない場合、前記第３目標輝度値と、予め調整された前記各々の１次デューティ比によって駆動される前記第１及び第２光源からの光よりなる前記予想輝度値との差に基づいて前記第３画像区域に対する予想輝度値が増加するように前記第１及び第２光源の現行次のデューティ比を調整する段階と、
   前記１次デューティ比により前記第３画像区域に対する必要最小限の光量以上が供給されると２次決定されると、前記１次決定された１次デューティ比によって前記第１及び第２光源を駆動させる段階とを有することを特徴とする光源ローカルディミング制御方法。
2. 前記各々の画像区域に対応する目標輝度値を各々決定する段階をさらに有し、
   前記各々の目標輝度値は、前記各画像区域に表示される階調データ値のうちから、最大階調データ値を抽出し、抽出した最大階調データ値を利用して決定することを特徴とする請求項１記載の光源ローカルディミング制御方法。
3. 前記第１及び第２画像区域を除いた残り画像区域の個数がｍ（ｍ≧１の自然数）である時、前記初期決定された１次デューティ比は、ｎ（ｎ＜ｍ＋１の自然数）回反復的に補償されることを特徴とする請求項１記載の光源ローカルディミング制御方法。
4. 前記現行次のデューティ比を調整する段階は、第ｍ画像区域の第ｍ予想輝度値と第ｍ目標輝度値の差を利用して、第ｍ画像区域に対応する第ｍ補償値を算出する段階と、
   前記第１及び第２光源の現行次のデューティ比より大きくなるように現行次のデューティ比に前記第ｍ補償値を加算する段階とを含むことを特徴とする請求項３記載の光源ローカルディミング制御方法。
5. 前記第ｍ補償値が加算された次行次のデューティ比が前記現行次のデューティ比より小さければ、前記第ｍ補償値を前記現行次のデューティ比に加算しないことを特徴とする請求項４記載の光源ローカルディミング制御方法。
6. 前記現行次のデューティ比を利用して前記第ｍ予想輝度値を算出する段階と、
   前記第ｍ目標輝度値と前記第ｍ予想輝度値との輝度差ΔＹを求める段階と、
   前記第ｍ予想輝度値が前記第ｍ目標輝度値より小さければ、前記輝度差ΔＹを利用して前記第ｍ補償値を算出する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項４記載の光源ローカルディミング制御方法。
7. 前記第ｍ予想輝度値が前記第ｍ目標輝度値より大きいか、または同じである場合、前記第ｍ補償値を算出しないことを特徴とする請求項６記載の光源ローカルディミング制御方法。
8. 前記第ｍ補償値（ΔＰａ、ΔＰｂ）は以下の数式１によって算出されることを特徴とする請求項６記載の光源ローカルディミング制御方法。
   

   

   （ここで、Ｘａは第１光源Ｌａの中心点輝度に対する第ｍ画像の中心点輝度の比であり、Ｘｂは第２光源Ｌｂの中心点輝度に対する第ｍ画像の中心点輝度の比であり、Ｋａは第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂ間の距離ｄｔに対する第１光源Ｌａと第ｍ画像区域の中心点間の距離ｄａの比であり、Ｋｂは、第１及び第２光源Ｌａ、Ｌｂ間の距離ｄｔに対する第２光源Ｌａと第ｍ画像区域の中心点間の距離ｄｂの比である。）
9. 各々に設定された複数の画像区域に光を提供する光源が具備された複数の光源ブロックを含む光源モジュールと、
   互いに隣接する第１及び第２光源ブロックから光の提供を受ける前記画像区域の目標輝度値に基づいて決定されたデューティ比を利用して前記第１及び第２光源ブロックに具備された第１及び第２光源を駆動させる光源ローカルディミング駆動部とを有することを特徴とする光源装置。
10. 前記光源ローカルディミング駆動部は、前記第１光源と対向する第１画像区域の第１目標輝度値と前記第２光源と対向する第２画像区域の第２目標輝度値とを利用して前記第１及び第２光源のデューティ比を１次決定するデューティ比決定部と、
    前記第１及び第２光源から光の提供を受ける前記画像区域のうち、前記第１及び第２画像区域を除いた残り画像区域の目標輝度値を利用して前記１次決定されたデューティ比を補償するデューティ比補償部と、
    前記１次決定されたデューティー比が補償されたデューティ比を用いて前記第１及び第２光源を駆動させる光源駆動部とを含むことを特徴とする請求項９記載の光源装置。
    

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