JP2010054726A - バックライト装置およびこれを用いた映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エリア制御を行うバックライト装置において、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいで移動する際にも、急峻な輝度差が発生することがなく、映像品質の劣化を防止する。
【解決手段】ＬＥＤバックライト装置１５０は、ＬＥＤバックライトパネル１２０のＬＥＤ配置パターンとして、第１の制御単位で制御される少なくとも２つのＬＥＤ１２２の間に、第１の制御単位と異なる第２の制御単位で制御されるＬＥＤ１２２が少なくとも１つ配置された関係を、一部に有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、バックライト装置およびこれを用いた映像表示装置に関する。

表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やプラズマディスプレイなどの、光源を必要としない発光型の表示装置と、液晶ディスプレイ（液晶表示装置とも呼ばれる）やエレクトロクロミックディスプレイなどの、光源を必要とする非発光型の表示装置とに大別される。

非発光型の表示装置としては、映像信号に応じて光の反射光量を調整する反射型の光変調素子を用いるものと、映像信号に応じて光の透過光量を調整する透過型の光変調素子を用いるものとがある。特に、透過型の光変調素子として液晶表示素子（液晶パネルとも呼ばれる）を用い、その裏面に照明装置（バックライト装置または単にバックライトとも呼ばれる）を備える液晶表示装置は、薄型でかつ軽量であるため、コンピュータのモニタやテレビ、携帯電話など様々な表示装置として採用されている。

近年、光源を必要とする非発光型の表示装置（液晶ディスプレイなど）のバックライト装置として、ＬＥＤ（発光ダイオード：Light Emitting Diode）を用いたバックライト装置（以下「ＬＥＤバックライト装置」または単に「ＬＥＤバックライト」という）が着目されている。すなわち、ＬＥＤバックライト装置は、省電力化および薄型化が可能な技術として注目されている。

ＬＥＤバックライトは、例えば、複数のＬＥＤを液晶パネルの背面に配置して、各ＬＥＤを個別制御することにより、表示映像に応じて必要な領域に必要な光量だけ発光させるエリア制御の技術であって、省電力化およびダイナミックレンジの拡大などの特徴を有している（特許文献１、特許文献２）。

図８は、従来のＬＥＤバックライト装置の概略構成図であって、例えば、液晶パネルの直下に光源を配置してエリア毎に制御を行う場合におけるＬＥＤ配置とＬＥＤドライバの構成例を示している。

図８のバックライト装置１は、ＬＥＤ３と、ＬＥＤ３を駆動するＬＥＤドライバ５とを有する。図８の例において、１つのＬＥＤドライバ５は、１６個のＬＥＤ３に接続されている。この１６個のＬＥＤ３によって独立のサブ光源７が構成されている。バックライト装置１は、このサブ光源７を横に５列、縦に３行配置して、光源全体を１５（＝５×３）分割した構成を有する。そして、バックライト装置１は、１５個のＬＥＤドライバ５を個別に制御することによって、エリア毎に光源の輝度を制御できるようにしている。
特開平３−１９８０２６号公報 特開２００１−１４２４０９号公報 特開２００５−２５８４０３号公報

しかしながら、このような従来の構成、つまり、光源を複数に分割してエリア毎に光源の輝度を制御する構成においては、コストの観点から、光源の分割数（光源の解像度）をパネルの解像度と同じにすることは困難である。したがって、従来の構成では、通常、光源の解像度は、パネルの解像度に比べて低い。このため、両者の解像度の違いによる弊害が発生する。

図９は、従来のＬＥＤバックライト装置において光源のエリア制御を行った場合の画像の見え方を説明するための図である。ここで、図９（Ａ）は、表示映像の動きを示し、図９（Ｂ）は、バックライトの点灯領域の動きを示し、図９（Ｃ）は、バックライトと合わせた実際の映像の見え方を示している。

具体的には、図９（Ａ）において、（Ａ１）〜（Ａ３）は、それぞれ、液晶パネルに表示される表示画像を示し、時間とともに物体９が（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）へと順次移動している様子を示している。（Ａ１）〜（Ａ３）中の矢印は、物体９が動く方向を示している。また、図９（Ｂ）において、（Ｂ１）〜（Ｂ３）は、図９（Ａ）の（Ａ１）〜（Ａ３）にそれぞれ対応しており、（Ａ１）〜（Ａ３）の各時間におけるバックライトの点灯動作を示している。図９の例では、バックライトの光源は５×３の領域に分割され、それぞれの領域１１が独立に輝度制御可能なように構成されている。従来のエリア制御では、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、映像の白い物体９の動きに応じて、映像に追従するように光源の輝度を制御する。すなわち、物体９の動きに応じて、バックライトの点灯領域１３を（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）へと順次移動させる。このとき、光源の解像度が低いため、図９（Ｃ）に示すように、物体９が光源の境界をまたぐときに、明るく発光している領域１５の面積が大きく変化し（特に（Ｃ２）参照）、映像と光源の関係が一定にならず、違和感のある表示になる。すなわち、従来のエリア制御では、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいで移動する際に、物体の動きによって急峻な輝度差が発生して、不自然な見え方になる、つまり、映像品質が劣化してしまうという問題がある。

なお、このような問題を解決するため、例えば、特許文献３には、光源の輝度と実際の表示映像とが異なる部分について映像信号を補正して輝度を正しく見せる方法が開示されている。この方法は、光源の解像度が映像に比べて低いことに起因して発生する、光源の輝度と映像とのミスマッチの改善には一定の効果が期待できる。しかし、この方法は、図９に示すような黒の画素については、そもそも映像信号で補正できないため、その効果には大きな限界があることも事実である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、光源を複数に分割してエリア毎に光源の輝度を制御するバックライト装置において、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいで移動する際にも、急峻な輝度差が発生することがなく、映像品質の劣化を防止することができるバックライト装置を提供することを目的とする。

本発明のバックライト装置は、映像信号に応じて映像を表示する光変調部に映像を表示させるための照明光を照射するバックライト装置であって、前記照明光を複数の領域に分割して照射するための複数の分割領域に対して少なくとも１つずつ配置され、前記映像表示部に照射する照明光を発する複数の発光手段と、前記複数の分割領域のそれぞれに配置された少なくとも１つの発光手段を制御単位として、前記映像信号に応じて前記制御単位毎に前記複数の発光手段の発光輝度を制御する制御手段と、を有し、前記複数の発光手段は、第１の制御単位で制御される少なくとも２つの発光手段の間に、前記第１の制御単位と異なる第２の制御単位で制御される発光手段が少なくとも１つ配置された関係を、一部に有する、構成を採る。

本発明によれば、光源を複数に分割してエリア毎に光源の輝度を制御するバックライト装置において、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいで移動する際にも、急峻な輝度差が発生することがなく、映像品質の劣化を防止することができる。

すなわち、本発明によれば、光源（発光手段）の配置および制御単位の構成を所定の構造にして、光源からの光を広げて光源の解像度に見合ったぼかしの効果を得るようにしたため、光源の隣り合う分割領域の境界部分で輝度が緩やかに変化するようになる。したがって、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいでも、急峻な輝度差が発生することがなく、不自然な見え方が改善される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るバックライト装置を用いた映像表示装置の概略構成を示すブロック図である。

図１に示す映像表示装置１００は、映像信号に応じて背面から照射されるバックライト光源の輝度を制御することにより、表示映像のダイナミックレンジを拡大する映像表示装置としての液晶表示装置である。この映像表示装置１００は、大別して、液晶パネル１１０、ＬＥＤバックライトパネル１２０、ＬＥＤドライバ１３０、およびＬＥＤコントローラ１４０を有する。なお、ＬＥＤバックライトパネル１２０、ＬＥＤドライバ１３０、およびＬＥＤコントローラ１４０は、ＬＥＤバックライト１５０を構成している。

液晶パネル１１０は、照明光を映像信号に応じて光学的に変調させることにより表示面に映像信号に応じた映像を形成する。液晶パネル１１０は、例えば、公知の液晶パネルであり、図示しないが、偏光板や液晶セル、カラーフィルタなどから構成されている。なお、光変調部は、液晶パネル１１０によって構成されている。

ＬＥＤバックライトパネル１２０は、液晶パネル１１０の背面に対向配置され、液晶パネル１１０の背面から照明光を照射する。ＬＥＤバックライトパネル１２０は、光源が複数に分割されたＬＥＤバックライト１５０の一構成要素であり、複数のＬＥＤ１２２を所定の構造に配置して構成されている。所定の構造に配置されたＬＥＤ１２２群（所定の個数のＬＥＤ１２２からなる）は、１つの制御単位（エリア）を構成している。制御単位は、光源を複数に分割したサブ光源に対応している。なお、ＬＥＤ１２２の配置方法は、本発明の特徴の１つであり、後で詳述する。また、発光手段は、ＬＥＤ１２２によって構成されている。

ＬＥＤドライバ１３０は、ＬＥＤバックライト１５０の一構成要素として、ＬＥＤバックライトパネル１２０の駆動を制御する。具体的には、ＬＥＤドライバ１３０は、図示しないが、光源のエリアの数だけ配置され、個々のエリアを独立に輝度制御できる構成になっている。すなわち、個々のＬＥＤドライバ１３０は、ＬＥＤバックライトパネル１２０の対応するエリアのＬＥＤ１２２群に接続されており、制御単位（エリア）毎に光源の輝度を制御する。

ＬＥＤコントローラ１４０は、ＬＥＤバックライト１５０の一構成要素として、映像信号からエリア毎の光源輝度を算出してＬＥＤドライバ１３０へエリア毎の調光データ（目標輝度）を出力する。

上記の構成を有する映像表示装置１００において、液晶パネル１１０は、ＬＥＤバックライト１５０（特にＬＥＤバックライトパネル１２０）によって照明され、図示しない液晶パネル駆動装置によって透過率が空間変調されて、映像を表示する。また、ＬＥＤコントローラ１４０は、ＬＥＤドライバ１３０を介して、映像信号に応じてエリア毎の光源輝度を制御する。これにより、映像表示装置１００は、ＬＥＤバックライトパネル１２０から出射された光を液晶パネル１１０に入射し、液晶パネル１１０による光の遮断および透過現象を利用して映像を表示する。

次に、ＬＥＤ１２２の配置方法について説明する。

本発明では、バックライトのエリア制御（映像に合わせてバックライトの明るさ（輝度）をエリア毎に変える）を行うに当たり、バックライト装置は、第１の制御単位で制御される少なくとも２つの発光手段（ＬＥＤ１２２）の間に、第１の制御単位と異なる第２の制御単位で制御される発光手段（ＬＥＤ１２２）が少なくとも１つ配置された関係を、一部に有する、構成を採っている。好ましくは、第１の制御単位と第２の制御単位とは隣接している。この構成により、エリア毎の配光を発光手段（ＬＥＤ１２２）の配置によって広げることができ、光源の解像度に見合ったぼかしの効果を得ることができるため、表示映像に対して光源の解像度が低くても、違和感のない光源制御を行うことができる。

特に、本実施の形態では、さらに具体的に、複数の発光手段（ＬＥＤ１２２）は、正方格子状に均等に配置され、各制御単位は、６×６の配列の発光手段（ＬＥＤ１２２）のうち４角に配置された発光手段（ＬＥＤ１２２）を頂点とする４×４の１６個の発光手段（ＬＥＤ１２２）からなっている。そして、第１の制御単位で構成される４×４の配列の発光手段（ＬＥＤ１２２）の間には、第１の制御単位と隣接する左右方向、上下方向、および斜め方向の８方向のうち少なくとも１方向の、第１の制御単位と異なる別の制御単位の発光手段（ＬＥＤ１２２）が配置されている。

以下、本実施の形態におけるＬＥＤ１２２の配置パターン（以下「ＬＥＤ配置パターン」ともいう）の具体例を説明する。なお、当然のことながら、以下の具体例は、本実施の形態の単なる一例であって、これに限定されるわけではない。

図２は、本実施の形態に係るバックライト装置としてのＬＥＤバックライト１５０の要部構造を示す概略図であって、ＬＥＤバックライトパネル１２０におけるＬＥＤ１２２の具体的な配置例を示している。具体的には、図２は、ＬＥＤバックライトパネル１２０におけるエリア毎のＬＥＤ１２２の配置パターンの一例を示している。

図２に示す例は、光源を５×３で１５分割した例である。１つのエリアにおいて、単一の制御単位で制御されるＬＥＤ１２２は、４×４の１６個配置されている。同図中、ＬＥＤ１２２に記された「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｇ」、「Ｈ」、「Ｉ」の記号は、エリアの番号を示している。同一記号のＬＥＤ１２２群は、同一のＬＥＤドライバ１３０（図２では図示せず）に接続されて、１つの制御単位を構成している。ここでは、複雑化を避けるため、便宜上、１５分割された光源のうちＡ〜Ｉの９つにのみエリア番号を付与している。

図３は、図２に示すＬＥＤ配置パターンの特徴を説明するための図であり、特に、図３（Ａ）は、エリアＡ付近の拡大図である。図３（Ｂ）は、本発明との差異をわかりやすくするために、比較例として従来の配置パターンを示す図である。

図２および図３（Ａ）に示す例では、１５（エリア数）×１６個（１エリア当たりの個数）＝２４０個のＬＥＤ１２２は、６×６の正方格子を単位として、この正方格子が互いに他と一部重なりつつ、正方格子状に均等に配置されている。また、各制御単位は、正方格子である６×６の配列のＬＥＤ１２２のうち４角に配置されたＬＥＤ１２２を頂点とする４×４の１６個のＬＥＤ１２２からなっている。ただし、本実施の形態では、例えば、エリアＡのＬＥＤ１２２は、図３（Ａ）に示すように、４×４の１６個のＬＥＤ１２２のうち、周囲の１２個のＬＥＤ１２２を、隣接する８つのエリアＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、ＩのＬＥＤ１２２と入れ替えた配置になっている（特に同図中の双方向矢印参照）。隣接する８つのエリアＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉは、エリアＡと隣接する左右方向、上下方向、および斜め方向の８方向のエリアである。これにより、図３（Ａ）に示す本実施の形態のＬＥＤ配置パターンでは、図３（Ｂ）に示す従来のＬＥＤ配置パターンとの比較から明らかなように、エリアＡの範囲が拡大されている。

図４は、図３に示すＬＥＤ配置パターンによる輝度分布の一例を示す図であり、具体的には、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すＬＥＤ配置パターンにおいてエリアＡの光源（ＬＥＤ１２２）のみを発光させたときの輝度分布の一例を示している。特に、図４（Ａ）は、図３（Ａ）に示す本実施の形態のＬＥＤ配置パターンによる輝度分布の一例を示す図であり、図４（Ｂ）は、図３（Ｂ）に示す従来のＬＥＤ配置パターンによる輝度分布の一例を示す図である。

図４（Ｂ）との比較において、図４（Ａ）に示すように、本実施の形態のＬＥＤ配置パターンによって、エリアＡの輝度分布が広がっている。したがって、本実施の形態のＬＥＤ配置パターンによれば、１つのエリアの光源（ＬＥＤ１２２）によって、拡大されたより広い範囲を照射することになる。これにより、隣接するエリアの境界部分をぼかすこと、つまり、光源の隣り合う分割領域の境界部分で輝度を緩やかに変化させることが可能になる。

図５は、図２に示す本実施の形態のＬＥＤ配置パターンによる画像の見え方を説明するための図であって、図９に対応している。ここで、図５（Ａ）は、表示映像の動きを示し、図５（Ｂ）は、バックライトの点灯領域の動きを示し、図５（Ｃ）は、バックライトと合わせた実際の映像の見え方を示している。すなわち、図５は、図９（Ａ）に示す表示画像を図１および図２に示す本実施の形態のＬＥＤバックライト１５０に適用した場合の見え方を示している。

具体的には、図５（Ａ）において、（Ａ１）〜（Ａ３）は、それぞれ、液晶パネル１１０に表示される表示画像を示し、時間とともに物体１６０が（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）へと順次移動している様子を示している。（Ａ１）〜（Ａ３）中の矢印は、物体１６０が動く方向を示している。また、図５（Ｂ）において、（Ｂ１）〜（Ｂ３）は、図５（Ａ）の（Ａ１）〜（Ａ３）にそれぞれ対応しており、（Ａ１）〜（Ａ３）の各時間におけるバックライトの点灯動作を示している。本実施の形態では、図５の例にも示すように、バックライトの光源は５×３の領域（制御単位、エリア）に分割され、それぞれの領域が独立に輝度制御可能なように構成されている。ここでは、図４（Ｂ）に示すように、１つのエリアの光源（ＬＥＤ１２２）によって、従来よりも拡大されたより広い範囲が照射されている。

ＬＥＤバックライト１５０は、従来のエリア制御と同様に、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、映像の白い物体１６０の動きに応じて、映像に追従するように光源の輝度を制御する。すなわち、物体１６０の動きに応じて、バックライトの点灯領域１６２を（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）へと順次移動させる。このとき、本実施の形態では、図２および図３（Ａ）に示すＬＥＤ配置パターンによって、バックライトの点灯領域１６２が従来よりも拡大されているため（図４（Ａ）参照）、光源の隣り合う分割領域の境界部分で輝度が緩やかに変化することになる。したがって、表示映像に対して光源の解像度が低くても、物体１６０が光源の境界をまたぐときに、明るく発光している領域１６４の面積が大きく変化することはなく（特に（Ｃ２）参照）、違和感のない映像表示が可能になる。

このように、本実施の形態によれば、制御単位を構成するＬＥＤ１２２の配置パターンを工夫して、光源からの光を広げて光源の解像度に見合ったぼかしの効果を得るようにしたため、光源の隣り合う分割領域の境界部分で輝度を緩やかに変化させることができる。したがって、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいで移動する際にも、急峻な輝度差が発生することがなく、映像品質の劣化を防止することができる。

なお、本実施の形態では、光源を５×３で１５分割し、１つのエリア当たり４×４の１６個のＬＥＤ１２２を配置した場合を例にとって説明したが、光源の分割数および１エリア当たりのＬＥＤの個数はこれに限定されない。

また、本実施の形態では、あるエリアの４×４の１６個のＬＥＤ１２２のうち、周囲の１２個のＬＥＤ１２２を、このエリアと隣接する左右方向、上下方向、および斜め方向の８方向すべてのエリアのＬＥＤ１２２と入れ替えた配置を例にとって説明したが、当然、エリアによっては８方向すべてにおいて他のエリアと隣接しているわけではない。この場合には、隣接するエリアが存在する方向のエリアのＬＥＤ１２２とのみ入れ替えを行えばよい。また、多少の性能低下を許容できる場合には、一部または全部のエリアについて、隣接するエリアが存在する方向すべてについてＬＥＤ１２２の入れ替えを行わなくてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１のＬＥＤ配置パターンと異なる他のＬＥＤ配置パターンの一例であって、各エリア内のＬＥＤを均等間隔で配置する場合である。

図６は、本発明の実施の形態２に係るバックライト装置としてのＬＥＤバックライトにおけるエリア毎のＬＥＤ配置パターンの一例を示す要部拡大図であって、図３（Ａ）に対応している。なお、このＬＥＤバックライト２００は、ＬＥＤバックライトパネル２１０のＬＥＤ配置パターンを除き、図１、図２、および図３（Ａ）に示す実施の形態１に対応するＬＥＤバックライト１５０と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、このＬＥＤバックライト２００を用いた映像表示装置についても、バックライト装置の部分を除き、図１に示す実施の形態１に対応する映像表示装置１００と同様の基本的構成を有するため、その説明を省略する。

本実施の形態では、各エリア内のＬＥＤ１２２を均等間隔で配置するために、複数の発光手段（ＬＥＤ１２２）は、２×２の正方格子状に配置された４つずつの発光手段（ＬＥＤ１２２）からなる第１の組を有し、この第１の組が、正方格子状に４組配置されて第２の組を構成している。そして、各制御単位の発光手段（ＬＥＤ１２２）は、隣接する４組の第２の組において、各々の第２の組に含まれる４組の第１の組から１つずつの発光手段（ＬＥＤ１２２）を割り当てられて、４×４の配列で正方格子状に配置されている。

図６は、本実施の形態のＬＥＤ配置パターンの一例を示す、エリアＡ付近の拡大図である。ここでも、各エリア内のＬＥＤ１２２の個数は１６個である。本実施の形態の特徴は、図６に示すように、ＬＥＤバックライトパネル２１０において各エリア内の１６個のＬＥＤ１２２が均等間隔で配置されていることである。

具体的には、このＬＥＤバックライト２００は、ＬＥＤバックライトパネル２１０におけるＬＥＤ１２２の配置に関して、２×２の正方格子状に配置された４つずつのＬＥＤ１２２の組２１２を有し、この４つずつのＬＥＤ１２２の組２１２は、正方格子状に４組配置されて組２１４を構成している。そして、各制御単位のＬＥＤ１２２は、隣接する４組の組２１４に含まれる２×２の配列（組２１２）から１つずつの発光手段（例えば、エリアＡのＬＥＤ１２２）を割り当てられて、４×４の配列で配置されている。このとき、各エリア内の１６個のＬＥＤ１２２が均等間隔で配置されるよう設定されている。

この構成により、ＬＥＤバックライトパネル２１０において各エリア内のＬＥＤ１２２が均等間隔で配置されるため、同一エリア内のＬＥＤ１２２による輝度分布は起伏が少なくなり、ＬＥＤ１２２の配光特性としてＬＥＤ１２２の放射角が低くても、エリア内で均等な配光が可能になる。また、この構成により、１つのエリアの光源（ＬＥＤ１２２）によって、従来よりも拡大されたより広い範囲が照射されることになる点は、実施の形態１の場合と同様である。

このように、本実施の形態によれば、制御単位を構成するＬＥＤ１２２の配置パターンを工夫して、光源からの光を広げて光源の解像度に見合ったぼかしの効果を得るようにしたため、光源の隣り合う分割領域の境界部分で輝度を緩やかに変化させることができる。したがって、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいで移動する際にも、急峻な輝度差が発生することがなく、映像品質の劣化を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、ＬＥＤバックライトパネル２１０において各エリア内のＬＥＤ１２２が均等間隔で配置される。そのため、単一エリアのみが発光している場合において、ＬＥＤ１２２の放射角が低くても、エリア内で均等な配光が可能になる。

なお、本実施の形態では、光源を５×３で１５分割し、１つのエリア当たり４×４の１６個のＬＥＤ１２２を配置した場合を例にとって説明したが、光源の分割数および１エリア当たりのＬＥＤの個数はこれに限定されない。

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１のＬＥＤ配置パターンと実施の形態２の配置パターンの両方の特徴を併せ持つ場合である。すなわち、実施の形態１では、全体のＬＥＤ配置は均等であるが、単一エリアのＬＥＤの配置は均等ではない。逆に、実施の形態２では、全体のＬＥＤ配置は均等ではないが、単一エリアのＬＥＤの配置は均等である。実施の形態３は、全体のＬＥＤ配置と単一エリアのＬＥＤ配置のどちらも均等となる点が特徴である。

図７は、本発明の実施の形態３に係るバックライト装置としてのＬＥＤバックライトにおけるエリア毎のＬＥＤ配置パターンの一例を示す要部拡大図であって、図３（Ａ）および図６に対応している。なお、このＬＥＤバックライト３００は、ＬＥＤバックライトパネル３１０のＬＥＤ配置パターンを除き、図１、図２、および図３（Ａ）に示す実施の形態１に対応するＬＥＤバックライト１５０と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、このＬＥＤバックライト３００を用いた映像表示装置についても、バックライト装置の部分を除き、図１に示す実施の形態１に対応する映像表示装置１００と同様の基本的構成を有するため、その説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態１のＬＥＤ配置パターンと実施の形態２の配置パターンの両方の特徴を併せ持つようにするために、複数の発光手段（ＬＥＤ１２２）は、正方格子状に均等に配置され、各制御単位は、５×５の配列の発光手段（ＬＥＤ１２２）のうち４角に配置された発光手段（ＬＥＤ１２２）を頂点とする３×３の９個の発光手段（ＬＥＤ１２２）からなっている。そして、第１の制御単位で構成される３×３の配列の発光手段（ＬＥＤ１２２）の間には、第１の制御単位と隣接する左右方向、上下方向、および斜め方向の８方向のうち少なくとも１方向の、第１の制御単位と異なる別の制御単位の発光手段（ＬＥＤ１２２）が配置されている。この場合、実施の形態２の配置パターンの特徴（各エリア内のＬＥＤ１２２が均等間隔で配置されている）を付与するために、各エリア内のＬＥＤの個数は９個となっている。

具体的には、このＬＥＤバックライト３００は、所定の個数のＬＥＤ１２２が、正方格子状に均等に配置されている。すなわち、本実施の形態において「正方格子状に」とは、全体のＬＥＤ１２２の配置が正方格子状であるだけではなく、１つの制御単位の３×３の９個のＬＥＤ１２２の配置だけを見てもＬＥＤ１２２が正方格子状に配置されていることを意味する。実施の形態１では、全体のＬＥＤ１２２の配置は正方格子状であるが、１つの制御単位の４×４の１６個のＬＥＤ１２２の配置は正方格子状ではない。また、本実施の形態では、各制御単位は、５×５の配列のＬＥＤ１２２のうち４角に配置されたＬＥＤ１２２を頂点とする３×３の９個のＬＥＤ１２２からなっている。このとき、例えば、エリアＡのＬＥＤ１２２は、図７に示すように、３×３の９個のＬＥＤ１２２のうち、周囲の８個のＬＥＤ１２２を、隣接する８つのエリアＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、ＩのＬＥＤ１２２と入れ替えた配置になっている。隣接する８つのエリアＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉは、エリアＡと隣接する左右方向、上下方向、および斜め方向の８方向のエリアである。これにより、図７に示す本実施の形態のＬＥＤ配置パターンでは、従来の配置パターンと比較して各エリアの範囲が拡大され、かつ、従来の配置パターンと同様に各エリア内のＬＥＤ１２２が均等間隔で配置されている。

このように、本実施の形態によれば、制御単位を構成するＬＥＤ１２２の配置パターンを工夫して、光源からの光を広げて光源の解像度に見合ったぼかしの効果を得るようにしたため、光源の隣り合う分割領域の境界部分で輝度を緩やかに変化させることができる。したがって、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいで移動する際にも、急峻な輝度差が発生することがなく、映像品質の劣化を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、ＬＥＤバックライトパネル３１０において各エリア内のＬＥＤ１２２が均等間隔で配置される。そのため、単一エリアのみが発光している場合において、ＬＥＤ１２２の放射角が低くても、エリア内で均等な配光が可能になる。また、全ＬＥＤ配置も均等間隔で配置される。そのため、全エリア点灯している場合おいても均等な配光が可能になる。

また、本実施の形態では、あるエリアの３×３の９個のＬＥＤ１２２のうち、周囲の８個のＬＥＤ１２２を、このエリアと隣接する左右方向、上下方向、および斜め方向の８方向すべてのエリアのＬＥＤ１２２と入れ替えた配置を例にとって説明したが、エリアによっては８方向すべてにおいて他のエリアと隣接しているわけではない。この場合には、隣接するエリアが存在する方向のエリアのＬＥＤ１２２とのみ入れ替えを行えばよい。また、多少の性能低下を許容できる場合には、一部のエリアについて、隣接するエリアが存在する方向すべてについてＬＥＤ１２２の入れ替えを行わなくてもよい。

なお、上記各実施の形態では、制御単位を構成するＬＥＤ１２２の配置パターンを工夫することによって、１つのエリアの光源（ＬＥＤ１２２）による照射範囲を拡大し、もって隣接するエリアの境界部分をぼかす、つまり、光源をぼかすようにしている。このように光源をぼかすことは、例えば、ＬＥＤのレンズを調整したり、エリア毎の輝度を隣接するエリアの輝度を考慮した制御にしたりすることによっても可能である。しかし、ＬＥＤのレンズを調整してＬＥＤの放射角を広げる方法では、レンズのサイズを大きくしなければならず、コストアップにつながる。また、所定のエリアについて、周辺のエリアに対して大きな輝度差が発生しないよう、周辺のエリアの輝度を考慮した輝度制御を行う方法であっても、エリア単位での制御になり、本発明のように隣接するエリアの境界部分だけをぼかすことはできない。したがって、コストアップなく、隣接するエリアの境界部分だけをぼかすことは、本発明に特有のものである。したがって、本発明が、光源のエリア制御によるダイナミックレンジの拡大および省電力化に加えて、バックライト装置に及ぼす効果は大きい。

本発明に係るバックライト装置は、光源を複数に分割してエリア毎に光源の輝度を制御するバックライト装置において、本来同一輝度で表示すべき物体が光源の分割領域をまたいで移動する際にも、急峻な輝度差が発生することがなく、映像品質の劣化を防止することができるという効果を奏し、例えば、液晶ディスプレイなどの光源を必要とする映像表示装置のバックライトとして有用である。

本発明の実施の形態１に係るバックライト装置を用いた映像表示装置の概略構成を示すブロック図 本実施の形態に係るバックライト装置としてのＬＥＤバックライトの要部構造を示す概略図 図２に示すＬＥＤ配置パターンの特徴を説明するための図であり、（Ａ）は、エリアＡ付近の拡大図、（Ｂ）は、比較例として従来の配置パターンを示す図 図３に示すＬＥＤ配置パターンによる輝度分布の一例を示す図であり、（Ａ）は、図３（Ａ）に示す本実施の形態のＬＥＤ配置パターンによる輝度分布の一例を示す図、（Ｂ）は、図３（Ｂ）に示す従来のＬＥＤ配置パターンによる輝度分布の一例を示す図 図２に示す本実施の形態のＬＥＤ配置パターンによる画像の見え方を説明するための図であり、（Ａ）は、表示映像の動きを示す図、（Ｂ）は、バックライトの点灯領域の動きを示す図、（Ｃ）は、バックライトと合わせた実際の映像の見え方を示す図 本発明の実施の形態２に係るバックライト装置におけるエリア毎のＬＥＤ配置パターンの一例を示す要部拡大図 本発明の実施の形態３に係るバックライト装置におけるエリア毎のＬＥＤ配置パターンの一例を示す要部拡大図 従来のＬＥＤバックライト装置の概略構成図 従来のＬＥＤバックライト装置において光源のエリア制御を行った場合の画像の見え方を説明するための図であり、（Ａ）は、表示映像の動きを示す図、（Ｂ）は、バックライトの点灯領域の動きを示す図、（Ｃ）は、バックライトと合わせた実際の映像の見え方を示す図

符号の説明

１００ 映像表示装置
１１０ 液晶パネル
１２０、２１０、３１０ ＬＥＤバックライトパネル
１２２ ＬＥＤ
１３０ ＬＥＤドライバ
１４０ ＬＥＤコントローラ
１５０、２００、３００ ＬＥＤバックライト

Claims (6)

1. 映像信号に応じて映像を表示する光変調部に映像を表示させるための照明光を照射するバックライト装置であって、
   前記照明光を複数の領域に分割して照射するための複数の分割領域に対して少なくとも１つずつ配置され、前記映像表示部に照射する照明光を発する複数の発光手段と、
   前記複数の分割領域のそれぞれに配置された少なくとも１つの発光手段を制御単位として、前記映像信号に応じて前記制御単位毎に前記複数の発光手段の発光輝度を制御する制御手段と、を有し、
   前記複数の発光手段は、
   第１の制御単位で制御される少なくとも２つの発光手段の間に、前記第１の制御単位と異なる第２の制御単位で制御される発光手段が少なくとも１つ配置された関係を、一部に有する、
   バックライト装置。
2. 前記第１の制御単位と前記第２の制御単位とは隣接している、
   請求項１記載のバックライト装置。
3. 前記複数の発光手段は、正方格子状に均等に配置され、
   前記各制御単位は、６×６の配列の発光手段のうち４角に配置された発光手段を頂点とする４×４の１６個の発光手段からなり、
   前記第１の制御単位で構成される４×４の配列の発光手段の間には、前記第１の制御単位と隣接する左右方向、上下方向、および斜め方向の８方向のうち少なくとも１方向の、前記第１の制御単位と異なる別の制御単位の発光手段が配置されている、
   請求項１記載のバックライト装置。
4. 前記複数の発光手段は、２×２の正方格子状に配置された４つずつの発光手段からなる第１の組を有し、
   正方格子状に配置された４組の前記第１の組は、第２の組を構成し、
   前記各制御単位の発光手段は、隣接する４組の前記第２の組において、各々の前記第２の組に含まれる４組の前記第１の組から１つずつの発光手段を割り当てられて、４×４の配列で正方格子状に配置されている、
   請求項１記載のバックライト装置。
5. 前記複数の発光手段は、正方格子状に均等に配置され、
   前記各制御単位は、５×５の配列の発光手段のうち４角に配置された発光手段を頂点とする３×３の９個の発光手段からなり、
   前記第１の制御単位で構成される３×３の配列の発光手段の間には、前記第１の制御単位と隣接する左右方向、上下方向、および斜め方向の８方向のうち少なくとも１方向の、前記第１の制御単位と異なる別の制御単位の発光手段が配置されている、
   請求項１記載のバックライト装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のバックライト装置と、
   前記バックライト装置により照明され、映像信号に応じて映像を表示する光変調部と、
   を有する映像表示装置。
   

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