JP2013033215A - バックライト装置、その制御方法、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源を同一の駆動周波数で駆動しながら異なる周波数で点滅させる。
【解決手段】複数の光源と、前記複数の光源を同一の駆動周波数で駆動し、各光源の点灯期間及び消灯期間をパルス幅変調制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、光源毎及び駆動周期毎に、点灯期間と消灯期間のデューティ比を設定可能であり、前記制御手段は、少なくとも２つの光源の各々について、１つの点灯期間と１つの消灯期間から成る１サイクル期間が駆動周期のＮ倍（Ｎは１以上の整数）の条件を満たすようにデューティ比を設定し、Ｎが２以上の場合には、１サイクル期間を構成するＮ個の駆動周期のうち少なくとも１つの周期においてデューティ比を０又は１とすることを特徴とするバックライト装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、バックライト装置、その制御方法、及び画像表示装置に関するものである。

近年では画像表示装置としては液晶パネルを用いたものが主流になってきている。液晶パネルは自発光デバイスではないためＬＥＤ（light-emitting diode）等の光源を用いたバックライトが必要になる。また液晶表示装置では映像の輝度を調節するためにバックライトの輝度を変化させる場合がある。バックライトの輝度を調整するために多く用いられる方法としてＰＷＭ（pulse-width modulation）（パルス幅変調）が挙げられる。この方法はバックライトを一定周期で点灯と消灯をさせ、点灯期間と消灯期間の割合を変化させることでバックライトの輝度を調整する方法である。点灯と消灯の周期が長いと光の点滅が人の目に視認されるためちらつき（フリッカ）が生じることがある。そのため、バックライトのＰＷＭ制御では２００Ｈｚ以上の高い周波数でバックライトを点滅させることが一般的である。

また液晶表示装置は、ブラウン管ディスプレイやプラズマディスプレイ等の自発光デバイスに比べると、応答性で劣るため動画像表示を行った際に動画ボケが目立つ場合があった。動画ボケを低減するための様々な技術が提案されており、その中の一つに「バックライトスキャン」と呼ばれる技術が存在する。

この「バックライトスキャン」という技術は、液晶の走査（スキャン）に合わせてバックライトを消灯することで、液晶の切り替わりの瞬間を見えなくするようにして、動画ボケの低減を図る技術である。この技術を実施するためには、バックライトの点滅周波数を液晶のスキャン周波数（フレーム周波数）に合わせる必要がある。そのため、例えば液晶のスキャン周波数が６０Ｈｚである場合にはバックライトの点滅周波数を６０Ｈｚまで落とす必要がある。従って、このバックライトスキャンを行うと、動画ボケを低減することが出来る一方でフリッカが目立つ場合がある。そのため静止画像の表示時にバックライトスキャンを行うと、フリッカが目立つのみでありメリットが得られないため、静止画像の表示時にはバックライトスキャンを行わずに高周波でバックライトを点滅させる方が良い。

例えば画面内の一部にのみ動画像が表示されるような場合や、全画面に動画像が表示されているが、画面内の領域によって動きの大きさ（速さ）に違いがあるような場合を想定する。この場合、動画像領域又は動きの多い領域にのみバックライトスキャンを行い、その他の領域（静止画像又は動きの少ない領域）に対しては、バックライトスキャンを行わずに通常の周波数（高周波）でバックライトの点滅を行った方が高品位な映像が得られる。

なお、関連する技術として、特許文献１には、動画像と判定されたフレームブロックに対応するバックライトを点滅させる一方、静止画像と判定されたフレームブロックに対応するバックライトを常時点灯させる技術が開示されている。特許文献２には、静止画像と動画像の混在表示において動画像の速さを検出して動きが速い領域に対してＰＷＭのデューティ比を短くして動画ボケの軽減を図り、動きが遅い領域に対してデューティ比を長くすることによりちらつきを抑える技術が開示されている。

特開２００５−９９３６７号公報 特開２００６−３２３３００号公報

ところで、上に述べたように光源であるＬＥＤをＰＷＭ制御で発光させるために、ＰＷＭ制御機能を備えたＬＥＤドライバＩＣを使用することが一般的である。図７にＬＥＤドライバＩＣ７０００とそれに接続されたＬＥＤストリング（直列に接続されたＬＥＤ列）７１１０、７２１０、７３１０、７４１０、７５１０、７６１０、７７１０、７８１０の一例を示す。ＬＥＤドライバＩＣ７０００は、通常複数の制御用のチャンネル７１００、７２００、７３００、７４００、７５００、７６００、７７００、７８００を有している。そのチャンネルには一つのチャンネル当たりに一つのＬＥＤストリング７１１０、７２１０、７３１０、７４１０、７５１０、７６１０、７７１０、７８１０が接続されている。

ＬＥＤストリング７１１０には一つ以上のＬＥＤ７１１１、７１１２、７１１３、７１１４が直列に接続されていて、同一のＬＥＤストリングには同量の電流が流れるため、同一のＬＥＤストリングに接続されたＬＥＤは同時に点灯、消灯する。ＬＥＤドライバＩＣ７０００は一つのドライバで複数のＬＥＤストリングに繋がれたＬＥＤをそれぞれＰＷＭで制御することが出来て、チャンネルごとにＰＷＭのデューティ比を変えることが出来る。仮にひとつのドライバＩＣが一つの制御用チャンネルしか持たずに、一つのＬＥＤストリングしか接続できない場合には、一つの液晶表示装置に対して膨大な数のＬＥＤドライバＩＣが必要になる。

そのためコストや基板面積、発熱などの観点から複数のＬＥＤストリングを制御できるＬＥＤドライバＩＣを使用する事が一般的である。また通常ＬＥＤドライバＩＣ７０００はチャンネルごとにＰＷＭのデューティ比を個別に変化させて使用することが出来る一方で、ＰＷＭの駆動周波数については全てのチャンネルで同一の駆動周波数でしか駆動出来ないものが一般的である。

これはチャンネルごとに駆動周波数を変えるニーズが少ないことが要因の１つと考えられる。また、チャンネルごとに駆動周波数を変えるにはリファレンスとなるクロックがチャンネル数と同じだけ必要になるため、クロック源や、そのクロックをＬＥＤドライバＩＣに入力するための端子も同じ数だけ備えなくてはならなくなることも要因であると考えられる。上記の理由により、仮にチャンネルごとにＰＷＭの駆動周波数を変えることが出来たとしても、クロック源がチャンネル数分だけ必要になるためコスト増や基板面積の増大等に繋がるため好ましくない。

ここではドライバＩＣが全部で４個用いられ、図６（ａ）のように表示画面６００が、ドライバ１の担当領域６０１、ドライバ２の担当領域６０２、ドライバ３の担当領域６０３、ドライバ４の担当領域６０４に４分割されていたとする。このときに、図６（ｂ）のように表示画面６００において静止画像６０５と動画像６０６とが混在する画像が表示された場合を考える。

このときに、前述したように静止画像６０５の領域に対応するバックライトは通常の高周波での点滅、動画像６０６の領域に対応するバックライトはバックライトスキャンを行うとする。この場合ではドライバ１の担当領域６０１の中に静止画像６０５と動画像６０６が混在することになるため、ドライバ１はチャンネルによってＬＥＤの点滅周波数を変える必要がある。これはその他の領域６０２、６０３、６０４も同様である。

よって動画像領域に対してのみバックライトスキャンを行うためには、同じＬＥＤドライバＩＣで、チャンネルごとに違う周波数でＬＥＤを点滅させる必要がある。しかしながら、上記のように現状の多くのＬＥＤドライバＩＣではそれが出来ないか、出来たとしてもコスト増等の課題が存在する。
また、ＬＥＤストリングごとに違う周波数で点滅させるようなユースケースは、上記のように１画面中に動画像領域と静止画像領域が混在する場合以外にも考えられる。例えば、輝度ムラの補正のためにＬＥＤストリングごとの発光量を個別に検出する場合などである。

本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、複数の光源を同一の駆動周波数で駆動しながら異なる周波数で点滅させることを可能にする技術を提供することを目的とする。

本発明は、
複数の光源と、
前記複数の光源を同一の駆動周波数で駆動し、各光源の点灯期間及び消灯期間をパルス幅変調制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、光源毎及び駆動周期毎に、点灯期間と消灯期間のデューティ比を設定可能であり、
前記制御手段は、少なくとも２つの光源の各々について、１つの点灯期間及び１つの消灯期間から成る１サイクル期間が駆動周期のＮ倍（Ｎは１以上の整数）の条件を満たすようにデューティ比を設定し、Ｎが２以上の場合には、１サイクル期間を構成するＮ個の駆動周期のうち少なくとも１つの周期においてデューティ比を０又は１とすることを特徴とするバックライト装置である。

本発明は、
同一の駆動周波数で駆動され、点灯期間及び消灯期間がパルス幅変調制御される複数の光源を有するバックライト装置の制御方法であって、
少なくとも２つの光源の各々について、１つの点灯期間及び１つの消灯期間から成る１サイクル期間が駆動周期のＮ倍（Ｎは１以上の整数）の条件を満たすようにデューティ比を設定し、Ｎが２以上の場合には、１サイクル期間を構成するＮ個の駆動周期のうち少なくとも１つの周期においてデューティ比を０又は１とする工程と、
光源毎及び駆動周期毎に前記決定されたデューティ比を設定する工程と、
を有するバックライト装置の制御方法である。

本発明によれば、複数の光源を同一の駆動周波数で駆動しながら異なる周波数で点滅させることが可能になる。

実施例の画像表示装置の概略図 表示画面の領域を説明する図 実施例１のＰＷＭ制御を説明する図 実施例２のＬＥＤとセンサの配置を説明する図 実施例２のＰＷＭ制御を説明する図 図７のＬＥＤドライバＩＣで制御される画面例 ＬＥＤドライバＩＣの一例

（実施例１）
本発明の第一の実施形態を説明する。図１は本発明に係る画像表示装置の概略を示すブロック図である。画像表示装置１００においては、映像入力部１０１より入力された映像信号を基にＬＣＤ制御部１０２がＬＣＤパネル１０３を制御して映像が表示されるように液晶パネルの液晶を配向させる。また映像解析部１０４は入力された映像信号を解析してその映像信号に基づく表示画像が静止画像であるか動画像であるかを判定し、判定結果を映像情報としてバックライト制御部１０５に伝達する。具体的には、映像解析部１０４は、画素値のフレーム間差分が所定値より小さい領域は静止画像領域と判定し、画素値のフレーム間差分が所定値以上のエリアは動画像領域と判定する。

バックライト制御部１０５は映像情報を基にバックライトの制御方法を決定してＬＥＤドライバ１０６、１０７、１０８、１０９にデューティ比や電流量などのバックライト制御に必要な情報を設定する。ＬＥＤドライバ１０６、１０７、１０８、１０９はバックライト制御部１０５より受け取った情報を基にバックライト１１０の光源を同一の駆動周波数で駆動するもので、光源毎及び駆動周期毎にデューティ比を設定可能である。各ＬＥＤドライバは、接続されるＬＥＤの発光を、バックライト制御部１０５により設定されたデューティ比と電流量のＰＷＭ信号でもって、一定の周波数で点滅させるよう制御する。すなわち、各ＬＥＤドライバは、接続されるＬＥＤの発光を、駆動周期毎に点灯期間と消灯期間のデューティ比を設定し、点灯期間及び消灯期間のパルス幅変調制御することにより制御する。バックライト１１０はＬＣＤパネル１０３を照明する。

本実施例では、表示画面２０００は、図２（ａ）に示すように４つの領域に分割され、各領域に対応するバックライトの制御を各ＬＥＤドライバが担当する。ここでは、領域２１００の担当は第１ＬＥＤドライバ１０６、領域２２００の担当は第２ＬＥＤドライバ１０７、領域２３００の担当は第３ＬＥＤドライバ１０８、領域２４００の担当は第４ＬＥＤドライバ１０９とする。各ＬＥＤドライバは１６チャンネルのＬＥＤ接続端子を持っている。各ＬＥＤドライバの担当領域は、図２（ｂ）に示すように、１６個の領域に分割され、各領域に１つのＬＥＤストリングが対応する。１つのＬＥＤストリングに接続される１又は複数のＬＥＤが光源ブロックを構成する。光源ブロック毎にＬＥＤの発光が制御される。バックライト１１０において、１つのＬＥＤストリングに対応する領域を以下ＬＥＤブロックという。

１６個のＬＥＤストリングの各々はＬＥＤドライバの１６個のチャンネルの各々に接続され、チャンネル毎に同一の駆動周波数で駆動され、ＰＷＭ信号によりその発光が制御される。図２（ｂ）は領域２１００を分割する１６個の分割領域を示している。各分割領域は１つのＬＥＤブロックに対応する。ここでは、領域２１００は、第１ＬＥＤドライバ１０６のチャンネル１が担当する分割領域２１０１、チャンネル２が担当する分割領域２１０２、チャンネル３が担当する分割領域２１０３、チャンネル４が担当する分割領域２１０４、チャンネル５が担当する分割領域２１０５、チャンネル６が担当する分割領域２１０６、チャンネル７が担当する分割領域２１０７、チャンネル８が担当する分割領域２１０８、チャンネル９が担当する分割領域２１０９、チャンネル１０が担当する分割領域２１１０、チャンネル１１が担当する分割領域２１１１、チャンネル１２が担当する分割領域２１１２、チャンネル１３が担当する分割領域２１１３、チャンネル１４が担当する分割領域２１１４、チャンネル１５が担当する分割領域２１１５、チャンネル１６が担当する分割領域２１１６に分かれている。領域２２００、２３００、２４００についても同様にチャンネル毎（ＬＥＤストリング毎）に分割領域に分かれているがここでは説明を省略する。

この構成の画像表示装置において、図２（ｃ）に示すように、画面中央部の領域２００
６に表示される動画像と、それ以外の領域２００５に表示される静止画像と、からなる画像を表示する場合の動作例を説明する。

バックライト制御部１０５は、静止画像領域２００５に対応するＬＥＤブロックのＬＥＤを静止画像表示におけるフリッカ抑制のために高周波で点滅させる。すなわち、バックライト制御部１０５は、１つの点灯期間と１つの消灯期間から成る１サイクル期間を短くする。この１サイクル期間の逆数を以下、点滅周波数と称する。また、バックライト制御部１０５は、動画像領域２００６に対応するＬＥＤブロックのＬＥＤを動画ボケ抑制のために低周波で点滅させてバックライトスキャンを行うとする。すなわち、バックライト制御部１０５は、１つの点灯期間と１つの消灯期間から成る１サイクル期間を長くする。ここでは静止画像領域２００５に対応するＬＥＤブロックのＬＥＤに必要な点滅周波数は２４０Ｈｚであり、動画像領域２００６に対応するＬＥＤブロックのＬＥＤに必要な点滅周波数は６０Ｈｚであるとする。また必要な輝度を得るために必要なデューティ比は全てのチャンネルが同じで６０％であるとする。ここでは簡単のために領域２１００における制御に絞って説明を行う。なお、バックライト制御部１０５は、必要な輝度と必要なデューティ比との対応関係を記憶する記憶手段を含むものとする。動画像領域はバックライトスキャンを行い、その他の領域（静止画像又は動きの少ない領域）に対してはバックライトスキャンを行わずに通常の周波数（高周波）でバックライトの点滅を行うことで、動画像領域・静止画像領域ともに高品位な映像表示が実現できる。

図２（ｂ）の領域２１００のうち、１２個の分割領域２１０１〜２１１０、２１１３、２１１４は静止画像領域２００５に含まれるため、これらの分割領域に対応するＬＥＤブロックは２４０Ｈｚでの点滅が必要である。また、４個の分割領域２１１１、２１１２、２１１５、２１１６は動画像領域２００６に含まれるため、これらの分割領域に対応するＬＥＤブロックは６０Ｈｚでの点滅が必要である。つまり、第１ＬＥＤドライバ１０６は、チャンネル１〜１０，１３，１４に接続されたＬＥＤストリングを２４０Ｈｚで点滅させ、チャンネル１１，１２，１５，１６に接続されたＬＥＤストリングを６０Ｈｚで点滅させる必要がある。

本実施例ではチャンネルごとに必要な点滅周波数が異なる場合には、バックライト制御部１０５は、ＬＥＤドライバＩＣの駆動周波数を、複数の異なる点滅周波数の最小公倍数の周波数に設定をする。ここでは第１ＬＥＤドライバ１０６には点滅周波数２４０ＨｚのＬＥＤストリングと点滅周波数６０ＨｚのＬＥＤストリングが接続されている。そのため、バックライト制御部１０５は、これらの最小公倍数２４０Ｈｚを第１ＬＥＤドライバ１０６の駆動周波数として設定をする。なお、２４０Ｈｚの駆動周波数を固定値として、駆動周波数のＮ分の１（Ｎは１以上の整数）となるように点滅周波数を設定する場合も本発明に含まれる。すなわち、１つの点灯期間及び１つの消灯期間から成る１サイクル期間が駆動周期のＮ倍（Ｎは１以上の整数）の条件を満たすように点灯期間と消灯期間のデューティ比を設定する場合も本発明に含まれる。本実施例では、複数の異なる点滅周波数として２４０Ｈｚと６０Ｈｚとを挙げて説明するが、これらの値は任意に設定可能なものである。例えば、選択可能な複数の点滅周波数（例えば、２４０Ｈｚと１２０Ｈｚと６０Ｈｚ）の中からユーザに指定された点滅周波数に設定可能なものである。例えば、静止画領域に対応する点滅周波数を２４０Ｈｚ、動画像領域に対応する点滅周波数を１２０Ｈｚに設定してもよいし、静止画領域に対応する点滅周波数を１２０Ｈｚ、動画像領域に対応する点滅周波数を６０Ｈｚに設定してもよい。

図２（ｂ）における分割領域２１０１〜２１１０、２１１３、２１１４に対応するチャンネル１〜１０，１３，１４に接続されたＬＥＤストリングでは、駆動周波数と点滅周波数が等しい。従って、各駆動周期においてデューティ比を６０％に設定すれば必要な点滅周波数と輝度を得ることが可能になる。図３（ａ）は第１ＬＥＤドライバ１０６のチャン
ネル１〜１０，１３，１４に接続されたＬＥＤストリングの発光を制御するためのＰＷＭ信号を模式的に示す図である。

図中２４０Ｈｚと示された期間は２４０Ｈｚの駆動周期を示し、白色部分が点灯期間、網掛け部分が消灯期間を示す。第１ＬＥＤドライバ１０６は、最初の駆動周期３１１０のうち点灯期間３１１１が駆動周期前半の６０％期間、消灯期間３１１２が駆動周期後半の４０％期間になるように、チャンネル１〜１０，１３，１４に接続されたＬＥＤストリングを駆動する。次の駆動周期３１２０においても同様の割合で点灯期間３１２１、消灯期間３１２２が現れ、以下同様に点灯と消灯を繰り返すことになる。

一方で図２（ｂ）における分割領域２１１１、２１１２、２１１５、２１１６に対応するチャンネル１１，１２，１５，１６に接続されたＬＥＤストリングでは、点滅周波数が駆動周波数と異なる。従って、単に各駆動周期においてデューティ比を６０％に設定しても必要な点滅周波数を得ることが出来ない。そこでこれらの分割領域に対応するチャンネルに対しては、バックライト制御部１０５は、４個の駆動周期を１単位として、１単位内の各駆動周期のデューティ比を個別に設定する。この１単位を構成する駆動周期の数は、点滅周波数に対する駆動周波数の比である。ここでは点滅周波数は６０Ｈｚ、駆動周波数は２４０Ｈｚなので、４個の駆動周期を１単位とする。

バックライト制御部１０５は、点滅の１周期（１／６０秒）を構成する４個の駆動周期それぞれのデューティ比を、点滅の１周期が１つの点灯期間及び１つの消灯期間に２分割されるように決定する。バックライト制御部１０５は、４個の駆動周期それぞれのデューティ比を、点滅の１周期に対する点灯期間の比が、必要な輝度に応じて定まるデューティ比（ここでは６０％）になるように決定する。すなわち、バックライト制御部１０５は、駆動周期４個分の期間である点滅周期の前半の６０％が点灯期間、後半の４０％が消灯期間となるように、４つの駆動周期それぞれのデューティ比を設定する。これにより、ＬＥＤの点滅は、駆動周波数６０Ｈｚ、デューティ比６０％のＰＷＭ信号でＬＥＤの発光制御をした場合のＬＥＤの点滅と同等になる。

すなわち、４個の駆動周期のうち最初のＭ個の駆動周期が全期間点灯（デューティ比１００％）、続く１個の駆動周期がデューティ比ｄ％、残りの４−Ｍ−１個の駆動周期が全期間消灯（デューティ比０％）となるようにする。ここでは点灯期間が先に来る場合を想定しているが、消灯期間が先であっても良い。

図３（ｂ）の例では、バックライト制御部１０５は、最初の駆動周期３２１０ではデューティ比を１００％に設定する。そうすると点灯期間３２１１が駆動周期３２１０の全てを占めることになりここでは消灯期間が現れない。バックライト制御部１０５は、次の駆動周期３２２０では設定を変えずに同じくデューティ比１００％で点灯させることで点灯期間３２２１が駆動周期３２２０の全てを占める。バックライト制御部１０５は、次の駆動周期３２３０ではデューティ比を４０％に設定を変えることで点灯期間３２３１が駆動周期の４０％を占めて、消灯期間３２３２が駆動周期３２３０の６０％を占める。

バックライト制御部１０５は、次の駆動周期３２４０ではデューティ比を０％に変えることで消灯期間３２４１が駆動周期３２４０の全てを占めるようにする。駆動周期３２１０、３２２０、３２３０、３２４０の４個の駆動周期を６０ＨｚのＰＷＭ信号の１周期と考えると、点灯期間３２１１、３２２１、３２３１が４個の駆動周期のうち６０％を占め、消灯期間３２３２と３２４１が４個の駆動周期のうち４０％を占める。従って、実質的に駆動周波数が６０Ｈｚでデューティ比が６０％のＰＷＭ信号で発光させた場合と同じ点滅をさせることが可能になる。

バックライト制御部１０５は、続く４個の駆動周期３２５０〜３２８０でも同じ制御を行い、以下同じ制御を４個の駆動周期を１単位として繰り返す。これにより、第１ＬＥＤドライバ１０６はチャンネル１１，１２，１５，１６に接続されたＬＥＤストリングを２４０Ｈｚの駆動周波数で駆動しながら６０Ｈｚの点滅周波数で点滅させることが可能になる。

このように、本実施例では、必要なＬＥＤの点滅の周波数がＬＥＤドライバＩＣの駆動周波数のＮ分の１（Ｎは１以上の整数）になるように駆動周波数が決定される。そして、Ｎが２以上となるＬＥＤストリングについては、そのＬＥＤストリングの点滅の１周期を構成するＮ個の駆動周期それぞれのデューティ比が、点滅の１周期が１つの点灯期間及び１つの消灯期間に２分割されるように決定される。或いは、少なくとも２つの光源を異なる点滅周波数で点滅させる場合であって、当該２つの光源の各々の点滅周波数が駆動周波数のＮ分の１の条件を満たす場合に、Ｎが２以上となる光源について上記のようにデューティ比が決定される。これにより、Ｎが２以上となるＬＥＤストリングについては、その点滅の１周期を構成するＮ個の駆動周期のうち少なくとも１つの周期においてデューティ比が０％（全期間消灯）又は１００％（全期間点灯）となる。

具体的には、点滅周波数に対する駆動周波数の比Ｎとすると、点滅の１周期はＮ個の駆動周期からなる。そのうち、最初からＭ個（０≦Ｍ≦Ｎ）の駆動周期はデューティ比１００％（全期間点灯）とされ、続く点灯期間から始まる１個の駆動周期はデューティ比ｄ（０≦ｄ≦１）とされ、続くＮ−Ｍ−１個の駆動周期はデューティ比０％（全期間消灯）とされる。そして、Ｎが１となる通常のＬＥＤストリングについて定められた目標輝度とデューティ比との関係に基づき、目標輝度に応じたデューティ比Ｄ（０≦Ｄ≦１）が与えられた場合、（Ｍ＋ｄ）／Ｎ＝Ｄを満たすようにＭ及びｄが決定される。図３（ｂ）の例は、Ｎ＝４、Ｄ＝０．６が与えられたときに、上記式に基づき、Ｍ＝２、ｄ＝０．４と定められた例である。バックライト制御部１０５は、必要な点滅周波数の組み合わせと駆動周波数との関係、目標輝度とデューティ比Ｄとの関係、点滅周波数と駆動周波数との比Ｎとデューティ比Ｄと上記のＭやｄとの関係を、予め記憶していても良い。その場合、バックライト制御部１０５は、それを参照することで、点滅の１周期を構成するＮ個の駆動周期それぞれのデューティ比を決定する。なお、上記の説明はＰＷＭ信号が点灯期間から始まる場合を想定しているが、ＰＷＭ信号が消灯期間から始まる場合は、Ｎが２以上となる光源の点滅の１周期を構成するＮ個の駆動周期それぞれのデューティ比は次のようになる。すなわち、最初からＮ−Ｍ−１個の駆動周期はデューティ比０％とされ、それに続く消灯期間から始まる１個の駆動周期はデューティ比ｄとされ、それに続くＭ個の駆動周期はデューティ比１００％とされる。
これにより、１つのＬＥＤドライバＩＣに接続された複数のＬＥＤストリングを同一の駆動周波数で駆動しながら異なる周波数で点滅させることが可能になる。

なお、本実施例では画像内の静止画像領域と動画像領域との境界が、１つのＬＥＤストリング（１つのチャンネル）に対応する分割領域の境界と一致する場合の制御を例示したが、これらの境界が常に一致するとは限らない。１つの分割領域内に静止画像領域と動画像領域との境界が存在する場合には、その分割領域における面積の大きい方の画像種別に応じて、その分割領域に対応するＬＥＤブロックの点滅周波数を決定しても良い。或いは、静止画像表示用の点滅周波数又は動画像表示用の点滅周波数のいずれか一方が常に優先されるようにしても良い。

また、本発明は、動画像の動きの大きさ（速さ）を動きベクトル解析などにより検出する検出手段を備え、検出される動画像の動きの大きさに応じてＬＥＤブロック毎の点滅周波数を決定する画像表示装置に適用することもできる。その場合、画像表示装置は、液晶パネルの画像表示領域内の各ＬＥＤブロックに対応する分割領域毎に動画像の動きの大き
さを検出する。そして、画像表示装置は、動きの大きさが所定の基準値より大きい領域に対応するＬＥＤブロックのＬＥＤの点滅の周波数を、動きの大きさが基準値以下の領域に対応するＬＥＤブロックのＬＥＤの点滅の周波数よりも低くする。

この場合、１画面内に高い周波数でＬＥＤが点滅する領域と低い周波数でＬＥＤが点滅する領域が混在することになる。本発明によれば、それら異なる周波数の点滅を、同一の駆動周波数により複数のＬＥＤを駆動するＬＥＤドライバを用いて実現することが可能である。従って、チャンネル毎に駆動周波数を変更可能なＬＥＤドライバや、チャンネル数分のクロック源を備えることなく、低コストで簡単な回路で、異なる周波数でバックライトの光源を点滅させることができる。

（実施例２）
本実施例においては、同一のＬＥＤドライバＩＣに接続され、同一の駆動周波数で駆動される複数のＬＥＤストリングの点滅周波数を異ならせる必要がある別のユースケースについての説明を行う。ＬＥＤには個体差があり、複数のＬＥＤに同じ電流を流し、同じデューティ比でＰＷＭ制御を行っても各ＬＥＤの輝度に違いが出る事がある。複数のＬＥＤを光源として用いるＬＥＤバックライトにおいては、各ＬＥＤの輝度に違いがあるままバックライトとして使用すると画面にムラとなって現れる。

そこでそれぞれのＬＥＤストリングごとの輝度を計測して、電流量やＰＷＭのデューティ比をＬＥＤストリングごとに変えることでムラを補正する方法がある。このようなムラの補正は、製造時にＬＥＤストリングごとの特性を計測することで実現可能である。しかしながら、ムラを補正するためにＬＥＤストリングごとに流す電流量や点灯時間に差をつけるため、使用過程において経年変化によりＬＥＤストリングごとの輝度のばらつきが生じることがある。

経年変化による発光特性の変化によるムラを補正するためには、バックライトユニット内にセンサを設けてバックライトの動作中においても、ＬＥＤストリングごとの輝度を検出して、検出結果に基づき電流量やＰＷＭのデューティ比を補正する必要がある。

図４にバックライトユニット内のＬＥＤとセンサの配置例を示す。図４において、４つのＬＥＤ４０１、４０２、４０３、４０４はそれぞれ同じＬＥＤドライバＩＣの異なるチャンネルに接続されたＬＥＤストリングを表す。ここでは説明の簡略化のために１つのＬＥＤストリングは１つのＬＥＤから構成されるものとする。センサ４０５はＬＥＤ４０１、４０２、４０３、４０４の輝度を検出することが出来る。

センサ４０５は近傍のＬＥＤ４０１、４０２、４０３、４０４の全ての光を検知してしまうため、個々のＬＥＤの輝度を検出することが出来ない。バックライトを使用しながらセンサ４０５によって個々のＬＥＤの輝度を検出するための方法としてＬＥＤ毎に点滅周波数を変える方法がある。ここでは、ＬＥＤ４０４の輝度を検出するために、ＬＥＤ４０１〜４０４を同一の駆動周波数で駆動しながら、ＬＥＤ４０４のみ点滅周波数を他のＬＥＤ４０１〜４０３の点滅周波数より低くする例を説明する。以下に図５を用いて具体的に説明をする。

図５は、ＬＥＤ４０１，４０２，４０３，４０４それぞれのＰＷＭ信号５１００，５２００，５３００，５４００を模式的に表した図であり、８サイクル分の駆動周期が示されている。図５に示すように、各ＬＥＤの駆動周波数は２４０Ｈｚである。ここでは、ＬＥＤ４０１、ＬＥＤ４０２、ＬＥＤ４０３は２４０Ｈｚで点滅を行い、センサによる輝度検出対象であるＬＥＤ４０４のみ複数の駆動周期を単位としてデューティ比を設定する。１単位を構成する駆動周期の数は、ここでは２サイクルとする。２個の駆動周期それぞれの
デューティ比は、この駆動周期２個分の期間を点滅周期とするＬＥＤの点滅が、駆動周波数１２０Ｈｚ、デューティ比４０％のＰＷＭ信号でＬＥＤの発光制御をした場合のＬＥＤの点滅と同等になるように設定される。

すなわち、２サイクル分の期間の前半の４０％が点灯期間、後半の６０％が消灯期間となるように、２つの駆動周期それぞれのデューティ比を設定する。この場合、ＬＥＤ４０４のＰＷＭ信号５４００では、１駆動周期ごとにデューティ比が変わる。図５に示すように、最初の駆動周期５４１０ではデューティ比が８０％に設定される。それにより、駆動周期５４１０のうち点灯期間５４１１が８０％を占め、消灯期間５４１２が２０％を占めることになる。

次の駆動周期５４２０ではデューティ比を０％に設定する。すると駆動周期５４２０の全ての期間を消灯期間５４２１が占めることになる。それにより駆動周期５４１０、５４２０の２個分の駆動周期で１つの周期と考えると、はじめに点灯期間５４１１が現れ、その後に消灯期間５４１２、５４２１が連続する。そのため、ＬＥＤ４０４は、駆動周波数が１２０Ｈｚでデューティ比が４０％のＰＷＭ信号で点滅させた場合と同じ点滅をする。

このとき、ＬＥＤ４０４の点灯期間５４１１の一部である後半部分Ａは、ＬＥＤ４０１の消灯期間５１１２、ＬＥＤ４０２の消灯期間５２１２、ＬＥＤ４０３の消灯期間５３１２の部分に当たる。従って、期間Ａにおいては、点灯しているＬＥＤはＬＥＤ４０４のみになるため、他のＬＥＤの影響を受けずにＬＥＤ４０４のみの輝度を測定することが可能になる。

ＬＥＤ４０４の他のＬＥＤの輝度を測定する場合には、同様にして測定するＬＥＤのみ点灯する期間ができるように測定対象のＬＥＤの点滅周波数を変更すればよい。このように測定対象のＬＥＤのみ点滅周波数を変更することで、個々のＬＥＤの輝度を測定することが可能になる。

なお、上記各実施例では、ＬＥＤの異なる２種類の点滅周波数が６０Ｈｚと２４０Ｈｚの場合に駆動周波数をそれらの最小公倍数である２４０Ｈｚに設定する例を説明した。本発明では、駆動周波数は、複数の種類の点滅周波数の最小公倍数の整数倍に設定しても良い。例えば、上記の例では、４８０Ｈｚなど、２４０Ｈｚのｎ倍（ｎ＝１，２，・・・）に設定しても良い。また、上記各実施例では、高い方の点滅周波数が駆動周波数と等しかったが、必要となる点滅周波数によっては、点滅周波数のいずれも駆動周波数と一致しない場合もある。例えば、点滅周波数が６０Ｈｚと９０Ｈｚの場合、駆動周波数はこれらの最小公倍数である１８０Ｈｚ又はその整数倍の周波数とするので、いずれの点滅周波数も駆動周波数とは異なる値となる。

１１０ バックライト、１０５ バックライト制御部、１０６ 第１ＬＥＤドライバ、１０７ 第２ＬＥＤドライバ、１０８ 第３ＬＥＤドライバ、１０９ 第４ＬＥＤドライバ

Claims (17)

1. 複数の光源と、
   前記複数の光源を同一の駆動周波数で駆動し、各光源の点灯期間及び消灯期間をパルス幅変調制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、光源毎及び駆動周期毎に、点灯期間と消灯期間のデューティ比を設定可能であり、
   前記制御手段は、少なくとも２つの光源の各々について、１つの点灯期間及び１つの消灯期間から成る１サイクル期間が駆動周期のＮ倍（Ｎは１以上の整数）の条件を満たすようにデューティ比を設定し、Ｎが２以上の場合には、１サイクル期間を構成するＮ個の駆動周期のうち少なくとも１つの周期においてデューティ比を０又は１とすることを特徴とするバックライト装置。
2. 前記制御手段は、Ｎが２以上となる光源については、その光源の前記１サイクル期間を構成するＮ個の駆動周期のうち、最初からＭ個（０≦Ｍ≦Ｎ）の駆動周期をデューティ比１とし、それに続く点灯期間から始まる１個の駆動周期をデューティ比ｄ（０≦ｄ≦１）とし、それに続くＮ−Ｍ−１個の駆動周期をデューティ比０とするか、又は、最初からＮ−Ｍ−１個の駆動周期をデューティ比０とし、それに続く消灯期間から始まる１個の駆動周期をデューティ比ｄとし、それに続くＭ個の駆動周期をデューティ比１とする請求項１に記載のバックライト装置。
3. 前記制御手段は、Ｎが１となる光源について目標輝度とデューティ比との予め定められた関係を記憶手段から読み込むとともに、Ｎが２以上となる光源については、その光源の目標輝度に応じて前記関係に基づき定まるデューティ比Ｄ（０≦Ｄ≦１）とした場合に、（Ｍ＋ｄ）／Ｎ＝Ｄが成り立つように、Ｍ及びｄを決定する請求項２に記載のバックライト装置。
4. 前記制御手段は、Ｎが２以上となる光源の点灯期間の少なくとも一部の期間において、その光源より前記１サイクル期間が短い光源は消灯期間となるように、各光源のデューティ比を決定する請求項１〜３のいずれか１項に記載のバックライト装置。
5. 複数の光源の輝度を検出する検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段により前記複数の光源のうちいずれか１つの光源の輝度を検出する場合、輝度検出対象の光源についてＮを２以上とし、それ以外の光源の前記１サイクル期間を輝度検出対象の光源の前記１サイクル期間より短くするとともに、輝度検出対象の光源の点灯期間の少なくとも一部の期間においてそれ以外の光源は消灯期間となるように前記複数の光源のデューティ比を決定し、
   前記検出手段は、輝度検出対象の光源が点灯期間となりそれ以外の光源が消灯期間となる期間において、輝度検出対象の光源の輝度の検出を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載のバックライト装置。
6. 前記検出手段による検出結果に基づいて、輝度検出対象の光源の輝度を補正する補正手段を備える請求項５に記載のバックライト装置。
7. 前記駆動周波数は、前記複数の光源の前記１サイクル期間の逆数の最小公倍数である請求項１〜６のいずれか１項に記載のバックライト装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項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る液晶パネルと、
   を備える画像表示装置。
9. 前記バックライト装置は、複数の光源ブロックに分割され、各光源ブロックは同一のデューティ比で発光が制御される一又は複数の光源からなり、
   前記画像表示装置は、前記液晶パネルの画像表示領域内の前記各光源ブロックに対応する領域毎に、表示画像が静止画像であるか動画像であるかを判定する判定手段を備え、
   前記制御手段は、表示画像が動画像と判定された領域に対応する光源ブロックの光源の前記１サイクル期間を、表示画像が静止画像と判定された領域に対応する光源ブロックの光源の前記１サイクル期間よりも長くすることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記バックライト装置は、複数の光源ブロックに分割され、各光源ブロックは同一のデューティ比で発光が制御される一又は複数の光源からなり、
    前記画像表示装置は、前記液晶パネルの画像表示領域内の前記各光源ブロックに対応する領域毎に、表示画像の動画像の動きの大きさを検出する検出手段を備え、
    前記制御手段は、動きの大きさが所定の基準値より大きい領域に対応する光源ブロックの光源の前記１サイクル期間を、動きの大きさが基準値以下の領域に対応する光源ブロックの光源の前記１サイクル期間よりも長くすることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
11. 同一の駆動周波数で駆動され、点灯期間及び消灯期間がパルス幅変調制御される複数の光源を有するバックライト装置の制御方法であって、
    少なくとも２つの光源の各々について、１つの点灯期間及び１つの消灯期間から成る１サイクル期間が駆動周期のＮ倍（Ｎは１以上の整数）の条件を満たすようにデューティ比を設定し、Ｎが２以上の場合には、１サイクル期間を構成するＮ個の駆動周期のうち少なくとも１つの周期においてデューティ比を０又は１とする工程と、
    光源毎及び駆動周期毎に前記決定されたデューティ比を設定する工程と、
    を有するバックライト装置の制御方法。
12. Ｎが２以上となる光源については、その光源の前記１サイクル期間を構成するＮ個の駆動周期のうち、最初からＭ個（０≦Ｍ≦Ｎ）の駆動周期をデューティ比１とし、それに続く点灯期間から始まる１個の駆動周期をデューティ比ｄ（０≦ｄ≦１）とし、それに続くＮ−Ｍ−１個の駆動周期をデューティ比０とするか、又は、最初からＮ−Ｍ−１個の駆動周期をデューティ比０とし、それに続く消灯期間から始まる１個の駆動周期をデューティ比ｄとし、それに続くＭ個の駆動周期をデューティ比１とする請求項１１に記載のバックライト装置の制御方法。
13. Ｎが１となる光源について目標輝度とデューティ比との予め定められた関係を記憶手段から読み込むとともに、Ｎが２以上となる光源については、その光源の目標輝度に応じて前記関係に基づき定まるデューティ比Ｄ（０≦Ｄ≦１）とした場合に、（Ｍ＋ｄ）／Ｎ＝Ｄが成り立つように、Ｍ及びｄを決定する請求項１２に記載のバックライト装置の制御方法。
14. Ｎが２以上となる光源の点灯期間の少なくとも一部の期間において、その光源より前記１サイクル期間が短い光源は消灯期間となるように、各光源のデューティ比を決定する請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のバックライト装置の制御方法。
15. 前記バックライト装置は、複数の光源の輝度を検出する検出手段を備え、
    前記検出手段により前記複数の光源のうちいずれか１つの光源の輝度を検出する場合、輝度検出対象の光源についてＮを２以上とし、それ以外の光源の前記１サイクル期間を輝度
    検出対象の光源の前記１サイクル期間より短くするとともに、輝度検出対象の光源の点灯期間の少なくとも一部の期間においてそれ以外の光源は消灯期間となるように前記複数の光源のデューティ比を決定し、
    前記検出手段に、輝度検出対象の光源が点灯期間となりそれ以外の光源が消灯期間となる期間において、輝度検出対象の光源の輝度の検出を行わせる工程を更に有する請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のバックライト装置の制御方法。
16. 前記検出手段による検出結果に基づいて、輝度検出対象の光源の輝度を補正する補正工程を有する請求項１５に記載のバックライト装置の制御方法。
17. 前記駆動周波数は、前記複数の光源の前記１サイクル期間の逆数の最小公倍数である請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のバックライト装置の制御方法。

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