JP2015133251A - 調光装置、液晶表示装置およびマルチディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＰＷＭ方式で調光されるＬＥＤ照明部をビデオカメラで撮影したときに発生する、撮影画像のちらつきを防止する調光装置を提供する。【解決手段】 調光装置は、明るさ設定値ｉに基づいて、目標電流値として設定可能な予め定める電流値の中から、電流制御のみによってその明るさ設定値ｉに調光するために設定されるべき仮想電流値ｗ以上で、かつ最小の電流値を、目標電流値Ｔして算出するとともに、目標電流値Ｔに対する仮想電流値ｗの割合によってデューティ比Ｐを算出するＣＰＵ１０と、ＣＰＵ１０によって算出されたデューティ比Ｐに基づいて、単位発光部１９をパルス幅変調方式で駆動するとともに、ＣＰＵ１０によって算出された目標電流値Ｔに基づいて、単位発光部１９に供給される電流を制御するＬＥＤドライバ２１とを備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、調光装置、液晶表示装置およびマルチディスプレイ装置に関する。

スポーツスタジアムなどにおいてモニタとして使用される液晶表示装置に表示される画面をビデオカメラで撮影すると、その撮影データを再生表示したときに、液晶表示装置における表示画面の明るさが１フレームごとに変動してしまうことによって、撮影画像がちらついて見えてしまう（フリッカとなって見えてしまう）という現象が発生する場合がある。

この現象は、ビデオカメラによって撮影された液晶表示装置において、バックライトに搭載されているＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明部が、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式で調光されていることに起因する。以下、図５を参照して、この現象について説明する。

図５は、ＰＷＭ方式で調光される液晶表示装置の表示画面を撮影したときに発生する、撮影画像のちらつきについて説明するための図であり、図５（ａ）と図５（ｂ）とは、ビデオカメラによる撮影において、異なるフレームでの撮影状態を示している。

ここで、図５（ａ）および図５（ｂ）における（１）は、ＰＷＭ方式で調光されるＬＥＤ照明部の点灯状態の変化を示しており、図において、ＯＮ区間はＬＥＤ照明部が点灯している期間に対応し、ＯＦＦ区間はＬＥＤ照明部が消灯している期間に対応する。ＰＷＭ信号の周波数が８００Ｈｚであるとすると、周期Ｔは１．２５ｍｓｅｃ（ミリ秒）である。

また、図５（ａ）および図５（ｂ）における（２）は、ビデオカメラによる撮影において撮像素子がレンズを通した光に晒される期間、すなわちシャッターが開放されている期間（シャッタースピード）ＳＳを示し、図５の例では、シャッターが開放されている期間ＳＳを４ｍｓｅｃとしている。

そして、図５（ａ）および図５（ｂ）における（３）は、シャッターが開放されている期間ＳＳのうち、液晶表示装置の表示画面からの光が撮像素子に取り込まれた期間を示している。詳細には、シャッターが開放されている期間ＳＳを１６分割したときに、表示画面からの光が撮像素子に取り込まれた期間を白地のブロックＷで示し、表示画面からの光が撮像素子に取り込まれなかった期間をハッチングを付したブロックＢで示している。

図５に示すように、ＰＷＭ方式で調光される液晶表示装置の表示画面をビデオカメラで撮影すると、あるフレームでは、図５（ａ）に示すように、白地のブロックＷが１０個分の期間で光が撮像素子に取り込まれることにより、撮像素子内で平均化された明るさが０．６２５（＝１０／１６）となり、別のフレームでは、図５（ｂ）に示すように、白地のブロックＷが９個分の期間で光が撮像素子に取り込まれることにより、撮像素子内で平均化された明るさが０．５６２５（＝９／１６）となる。このように、撮像素子内で平均化された明るさが、取り込みごとに、すなわちフレームごとに異なることで、撮影画像がフリッカとなって見えてしまう。

そして、このような撮影画像におけるフリッカの発生は、液晶表示装置において表示画面の明るさが低く設定されるほど、換言すれば、ＰＷＭ方式で調光されるＬＥＤ照明部の１周期ＴあたりのＯＮ区間が短くなるほど、顕著なものとなる。

また、ＰＷＭ方式で調光される液晶表示装置を用いてマルチディスプレイ装置を構成した場合には、上記の現象に起因して、マルチディスプレイ装置のマルチ画面をビデオカメラで撮影したときに、液晶表示装置ごとに表示画面の明るさが異なってしまうという不具合が発生する。

このような問題を解決するための方法として、ＰＷＭ信号の周波数を増大させる方法が考えられる。しかしながら、ＰＷＭ信号の周波数を増大させるためには、高性能の回路部品を使用する必要があるため、液晶表示装置の製造コストが増大してしまうという問題がある。また、ＰＷＭ信号の周波数を過度に増大すると、液晶表示装置に表示される画像に色度のずれが発生したり、偽色が発生したりするという問題もある。

たとえば特許文献１には、調光のための回路部として液晶バックライトの点灯と消灯とのタイミングを制御してその調光制御を行うＰＷＭ調光回路部と、液晶バックライトとしての蛍光灯への管電流を制御してその調光制御を行う電流調光回路部とを有する液晶バックライト駆動用インバータ回路によって、蛍光灯の調光範囲を大幅に拡大させる技術が開示されているが、ＰＷＭ方式で調光される液晶表示装置の表示画面を撮影したときに発生する、撮影画像のちらつきを防止する技術については開示されていない。

特許第３３９８７３４号公報

本発明の目的は、ＰＷＭ方式で調光されるＬＥＤ照明部をビデオカメラで撮影したときに発生する、撮影画像のちらつきを防止する調光装置、その調光装置を備える液晶表示装置、およびその液晶表示装置を備えるマルチディスプレイ装置を提供することである。

本発明は、多段階で輝度を設定可能な発光装置の輝度を、前記多段階の輝度うちの一の段階の輝度に設定するための輝度設定値に基づいて調節する調光装置であって、
前記発光装置をパルス幅変調方式で駆動する駆動部と、
前記発光装置に供給可能な電流の電流値として予め定められた、前記多段階の段階数よりも少ない数の、離散的な電流値の中から一の電流値を選択する電流値決定部と、
前記電流値決定部によって選択された電流値となるように、前記発光装置に供給される電流を制御する電流制御部と、
前記発光装置をパルス幅変調方式で駆動するときのパルス幅変調信号のデューティ比を決定するデューティ比決定部とを備え、
前記電流値決定部は、前記パルス幅変調信号のデューティ比が１００％である場合に、前記輝度設定値に応じた輝度となるように前記発光装置を調光するために、該発光装置に供給されるべき電流の電流値を仮想電流値とするとき、前記離散的な電流値の中から、前記仮想電流値以上で、かつ最小の電流値を選択し、
前記デューティ比決定部は、前記電流値決定部によって選択された電流値に対する前記仮想電流値の割合を、デューティ比として決定することを特徴とする調光装置である。

また本発明は、前記離散的な電流値は、数値の大きさ順に並べたときに隣接する２つの電流値の差の絶対値が、前記発光装置に供給可能な電流の分解能として予め定められた値以上となるように定められていることを特徴とする。

また本発明は、前記離散的な電流値は、前記２つの電流値の差の絶対値が、前記分解能として予め定められた値に一致するように定められていることを特徴とする。

また本発明は、液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面側に設けられる発光装置と、
前記調光装置とを備えることを特徴とする液晶表示装置である。

また本発明は、前記発光装置は、光源として発光ダイオードが用いられていることを特徴とする。

また本発明は、前記液晶表示装置を平面的に複数並べて構成されることを特徴とするマルチディスプレイ装置である。

本発明によれば、ＰＷＭ方式で調光されるＬＥＤ照明部、および、ＰＷＭ方式で調光される液晶表示装置の表示画面をビデオカメラで撮影したときに発生する、撮影画像のちらつきを防止することができる。

本発明の実施形態に係る調光装置が搭載される液晶表示装置１の構成を示すブロック図である。 ＬＥＤドライバ２１の構成を示す回路図である。 本実施形態に係る調光装置によって実行される調光処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る液晶表示装置１を用いて構成されるマルチディスプレイ装置５０の外観を示す正面図である。 ＰＷＭ方式で調光される液晶表示装置の表示画面を撮影したときに発生する、撮影画像のちらつきについて説明するための図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る調光装置が搭載される液晶表示装置１の構成を示すブロック図である。液晶表示装置１は、中央処理装置（Central Processing Unit：以下「ＣＰＵ」という）１０、リードオンリーメモリ（Read Only Memory：以下「ＲＯＭ」という）１１、および、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory：以下「ＲＡＭ」という）１２が搭載される映像信号処理基板５と、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：以下「ＬＣＤ」という）モジュール１３と、ＬＣＤパネルコントローラ１４と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライト１５と、商用電源から電力供給を受け、直流電力に変換して出力するＡＣ−ＤＣ電源供給部１６とを含んで構成される。

本実施形態に係る液晶表示装置１には、表示画面の明るさの設定を、ユーザが自由に変更することができる機能が搭載されており、このような表示画面の明るさの変更は、ＬＥＤバックライト１５における、面光源であるＬＥＤ照明部１７（発光装置）の輝度を調節することにより実現される。本実施形態に係る調光装置は、このＬＥＤ照明部１７の輝度を調節するための装置であり、ＣＰＵ１０と、ＬＥＤバックライト１５における後述のＬＥＤドライバ２１とによって実現される。

本実施形態では、表示画面の明るさの設定、換言すれば、ＬＥＤ照明部１７の輝度の調節は、２５５段階で行うことができるものとし、明るさを設定するための値（以下、「明るさ設定値」と称する）として、１〜２５５の数値を用いている。なお、以下では、明るさ設定値の数値が大きい場合に、表示画面の明るさが明るくなり、明るさ設定値の数値が小さい場合に、表示画面の明るさが暗くなるものとして説明している。したがって、本実施形態では、表示画面の明るさは、明るさ設定値が２５５に設定されているときが最も明るくなる。

液晶表示装置１は、液晶表示装置１に付属の遠隔操作装置（以下、「リモコン」と略記する）や、液晶表示装置１自体に設けられているボタンなどを操作することによって、表示画面の明るさの設定の変更を行うことができるように構成されている。表示画面の明るさの設定の変更は、具体的には、リモコンやボタンなどを操作することによって、明るさ設定変更用のＯＳＤ（On Screen Display）メニュー画面を表示画面上に表示させ、１〜２５５の明るさ設定値の中から所望の明るさ設定値を選択して決定することにより行われる。なお、本実施形態では、表示画面の明るさの設定は２５５段階で行うことができるものとしているが、段階の数は２５５に限られることはなく、たとえば３１段階であってもよい。

以下、液晶表示装置１における各部の構成について説明する。主制御部であるＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１に記憶されるプログラムを実行することによって、ＬＣＤパネルコントローラ１４、およびＬＥＤバックライト１５におけるＬＥＤドライバ２１を制御する。

ＲＯＭ１１は、たとえばフラッシュメモリなどの不揮発性の書き換え可能な半導体メモリによって構成される。ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０によって実行されるプログラム、および初期設定のための情報などを記憶している。

ＲＡＭ１２は、たとえば静的ランダムアクセスメモリ（Static Random Access Memory）：以下「ＳＲＡＭ」という）などの書き換え可能な半導体メモリによって構成される。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０がプログラムを実行するために必要な情報を記憶する。

映像信号処理基板５は、明るさ設定値を記憶する明るさ設定値記憶部を有している。この明るさ設定値記憶部は、たとえばＲＡＭ１２あるいはＣＰＵ１０のレジスタによって実現される。またＲＯＭ１１には、明るさ設定値を保持しておく明るさ設定値保持領域が設けられている。

ＣＰＵ１０は、液晶表示装置１に電源が投入（電源ＯＮ）されると、ＲＯＭ１１に記憶されるプログラムを実行することによって、明るさ設定値保持領域から明るさ設定値を読み出し、読み出した値を明るさ設定値記憶部に記憶させる。そして、明るさ設定値記憶部に記憶されている明るさ設定値に基づいて、ＬＥＤ照明部１７を調光するために用いられるバックライト制御データを生成し、生成したバックライト制御データを、ＬＥＤバックライト１５における各ＬＥＤドライバ２１へ送信する。バックライト制御データについては、後述する。

また、映像信号処理基板５には、ユーザがリモコンやボタンなどを操作することによって、表示画面の明るさの設定を変更する明るさ変更指令が入力される。ＣＰＵ１０は、明るさ変更指令が入力されると、明るさ設定値記憶部に記憶されている明るさ設定値を、ユーザによって新たに設定された明るさ設定値に更新するとともに、更新後の明るさ設定値に対応したバックライト制御データを生成して、生成したバックライト制御データを、ＬＥＤバックライト１５における各ＬＥＤドライバ２１へ送信する。

明るさ設定値記憶部に記憶されている明るさ設定値は、たとえば液晶表示装置１への電源供給が遮断（電源ＯＦＦ）されると、明るさ保持領域に格納されて、液晶表示装置１に電源が投入されたときに再び読み出される。

また、映像信号処理基板５には、映像信号を出力する装置、たとえば映像再生装置から映像信号が入力される。ＣＰＵ１０は、映像信号が入力されると、映像信号にスケーリング処理などの所定の処理を行い、所定の処理後の映像信号をＬＣＤパネルコントローラ１４へ出力する。

ＬＣＤモジュール１３は、液晶パネル、ソースドライバおよびゲートドライバを備えて構成され、ＬＣＤパネルコントローラ１４から受け取る映像信号および制御信号に基づいて、液晶パネルの一方主面に画像を表示する。ＬＣＤモジュール１３における液晶パネルは、アクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルであり、絶縁性を有する透明のアクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板に対向して配置される絶縁性を有する透明の対向基板と、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に設けられた液晶層とを備え、マトリクス状に配置された複数の画素からなる表示領域を有している。

ＬＣＤパネルコントローラ１４は、ＬＣＤ−ＴＣＯＮ（Timing Controller）基板によって実現され、ＬＣＤモジュール１３を制御する。具体的には、ＣＰＵ１０から入力される映像信号に基づいて、各種のドライバ制御信号（タイミングパルス）を生成し、該ドライバ制御信号を映像信号とともに、ＬＣＤモジュール１３のソースドライバおよびゲートドライバへ出力する。

ＬＥＤバックライト１５は、発光素子であるＬＥＤ１８が、液晶パネルに表示される表示画面の縦方向および横方向に沿って、マトリクス状に配設されて構成されるＬＥＤ照明部１７を含む。ＬＥＤバックライト１５は、液晶パネルの他方主面である背面に対向するように配置され、ＬＥＤ照明部１７から出射される光を、液晶パネルにおける表示領域に照射する。

ここで、表示画面の縦方向に沿って一列に並ぶ各ＬＥＤ１８群が「行」を成し、表示画面の横方向に沿って一列に並ぶ各ＬＥＤ１８群が「列」を成しているとすると、ＬＥＤ照明部１７には、たとえば、３１２個のＬＥＤ１８が、２６行×１２列でマトリクス状に配設される。

また、ＬＥＤ照明部１７を構成する複数のＬＥＤ１８は、所定の数ごとにグループ分けされ、各グループでは、そのグループを構成する前記所定の数のＬＥＤ１８が直列に接続されている。以下、直列に接続された前記所定の数のＬＥＤ１８を「単位発光部１９」と称することとする。

グループ分けは、たとえば列ごとに行われ、この場合には、列の数だけ単位発光部１９が設けられることとなる。上記の例の場合であれば、ＬＥＤ照明部１７には、１２個の単位発光部１９が設けられ、また、各単位発光部１９は、２６個のＬＥＤ１８が直列に接続されて構成されることとなる。

ＬＥＤバックライト１５は、上記のＬＥＤ照明部１７のほかに、単位発光部１９ごとにそれぞれ設けられる、電源回路２０およびＬＥＤドライバ２１を含んで構成される。すなわち、本実施形態では、ＬＥＤバックライト１５は、１２個の電源回路２０と、１２個のＬＥＤドライバ２１とを含んで構成される。

各電源回路２０は、ＡＣ−ＤＣ電源供給部１６から入力される直流電圧を昇圧する昇圧回路であり、対応する単位発光部１９を発光させるための電圧を生成する。各電源回路２０が生成する電圧は、２６４Ｖを基準とする電圧であるが、各単位発光部１９に印加される電圧は、ＬＥＤドライバ２１によってそれぞれ可変である。

ＬＥＤドライバ２１は、単位発光部１９の駆動を制御するドライバである。各ＬＥＤドライバ２１は、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バス２２を介してＣＰＵ１０と接続され、ＣＰＵ１０からバックライト制御データを受信する。このバックライト制御データには、単位発光部１９を駆動するときの駆動電流の目標値である目標電流値と、単位発光部１９をパルス幅変調（Pulse Width Modulation：以下「ＰＷＭ」という）方式によって駆動制御するための、ＰＷＭ信号のデューティ比とが含まれる。

ＬＥＤドライバ２１は、電流レジスタおよびデューティ比レジスタを備え、ＣＰＵ１０からバックライト制御データが入力されると、そのバックライト制御データに含まれる目標電流値を電流レジスタに設定し、また、そのバックライト制御データに含まれるデューティ比をデューティ比レジスタに設定する。

そして、ＬＥＤドライバ２１は、単位発光部１９に流れる駆動電流が、電流レジスタに設定されている目標電流値になるように、かつ、デューティ比レジスタに設定されているデューティ比のＰＷＭ信号によって、単位発光部１９の駆動を制御する。ＰＷＭ信号の周波数は、本実施形態では、１５６０Ｈｚである。

ＳＰＩバス２２は、分岐して、各ＬＥＤドライバ２１に個別に接続され、ＣＰＵ１０はマスタとして機能し、各ＬＥＤドライバ２１はスレーブとして機能する。ＲＯＭ１１には、各ＬＥＤドライバ２１に割り付けられたアドレスが記憶されており、ＣＰＵ１０は、アドレスを指定してＬＥＤドライバ２１を選択してから、そのＬＥＤドライバ２１と通信する。

本発明に係る駆動部および電流制御部は、ＬＥＤドライバ２１によって実現され、本発明に係る電流値決定部およびデューティ比決定部は、ＣＰＵ１０によって実現される。

図２は、ＬＥＤドライバ２１の構成を示す回路図である。ＬＥＤドライバ２１は、本実施形態では、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２、差動増幅器Ａｍｐ、および抵抗Ｒｓを含んで構成される。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、本実施形態では、Ｐ型電界効果トランジスタによって実現されているが、Ｎ型電界効果トランジスタによって実現されてもよい。

単位発光部１９を構成する２６個のＬＥＤ１８、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２および抵抗Ｒｓは、電源回路２０とアースとの間に、この順序で直列に接続される。具体的には、第１番目のＬＥＤ１８のアノードが電源回路２０に接続され、第１番目のＬＥＤ１８のカソードが第２番目のＬＥＤ１８のアノードに接続される。第２番目〜第２６番目までのＬＥＤ１８は、前段のＬＥＤ１８のカソードと次段のＬＥＤ１８のアノードとが接続される。第２６番目のＬＥＤ１８のカソードは、トランジスタＴｒ１のドレインに接続され、トランジスタＴｒ１のソースは、トランジスタＴｒ２のドレインに接続され、トランジスタＴｒ２のソースは、抵抗Ｒｓの一端に接続され、抵抗Ｒｓの他端は、アースに接続される。

トランジスタＴｒ１のゲートには、デューティ比レジスタに設定されているデューティ比に基づいて生成されたＰＷＭ信号が入力される。デューティ比は、ＰＷＭ信号の１周期のうち、オンとなるパルス幅が占める割合であり、百分率で示される。ＰＷＭ信号がオンのとき、つまりハイレベルのとき、トランジスタＴｒ１が導通し、ＰＷＭ信号がオフのとき、つまりローレベルのとき、トランジスタＴｒ１が切断される。したがって、ＰＷＭ信号のデューティ比を変化させることによって、ＰＷＭ信号の１周期におけるＬＥＤ１８の点灯期間を変化させることができる。

トランジスタＴｒ２のゲートには、差動増幅器Ａｍｐの出力端子が接続される。差動増幅器Ａｍｐの非反転入力端子には、電流レジスタに設定されている目標電流値を指示する目標電流値信号が入力され、差動増幅器Ａｍｐの反転入力端子には、抵抗Ｒｓの一端が入力される。トランジスタＴｒ２および差動増幅器Ａｍｐによって、単位発光部１９に流れる駆動電流が目標電流値に一致するように制御される。

従来の液晶表示装置では、表示画面の明るさの設定を変更するためのＬＥＤ照明部の調光は、ＰＷＭ方式のみによって行われていた。すなわち、明るさ設定値に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を０％〜１００％の間で変化させることにより、ＬＥＤ照明部の調光を行うものであった。したがって、この従来の液晶表示装置を、本実施形態に係る液晶表示装置１と同様に、表示画面の明るさの設定を２５５段階で行うことができるように構成した場合には、明るさ設定値が２３０未満になると、デューティ比は９０％を下回ってしまうことになる。このため、明るさ設定値を２３０未満に設定した場合には、その表示画面をビデオカメラで撮影したときに、撮影画像がちらついて見えるという不具合が発生する。

一方、このような不具合を解消するための方法として、ＬＥＤ照明部の調光を、ＰＷＭ方式ではなく、単位発光部に供給される駆動電流の電流値を変更することが考えられる。しかしながら、この電流制御の場合、駆動電流の電流値の設定には分解能が存在するので、電流制御のみによって、本実施形態に係る液晶表示装置１のように、表示画面の明るさの設定を２５５段階で行うことはできない。

そこで、本実施形態に係る調光装置は、ビデオカメラ撮影による撮影画像のちらつきという不具合を解消するために、ＰＷＭ方式による調光と、電流制御による調光とを組み合わせることによって、ＬＥＤ照明部１７を調光していることを特徴とする。

図３は、本実施形態に係る調光装置によって実行される調光処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、単位発光部１９を駆動するときの駆動電流の電流値の上限値は８０ｍＡであり、駆動電流の電流値の設定の分解能は、ＬＥＤドライバＩＣの分解能の値により規定され、４ｍＡであるものとする。

また、本実施形態では、この上限値と分解能とに基づいて、４ｍＡ〜８０ｍＡまでの間を４ｍＡ刻みで取り出した離散的な値（具体的には、４ｍＡ，８ｍＡ，１２ｍＡ，・・・，７６ｍＡ，８０ｍＡ）が、目標電流値として設定可能な電流値として、予め定められているものとする。

液晶表示装置１に電源が投入され、明るさ設定値保持領域から読み出された明るさ設定値が明るさ設定値記憶部に記憶されると、あるいは、映像信号処理基板５に明るさ変更指令が入力されて、明るさ設定値記憶部に記憶されている明るさ設定値が更新されると、処理が開始されてステップｓ１に進む。

ステップｓ１で、ＣＰＵ１０は、明るさ設定値記憶部に記憶されている明るさ設定値（以下、「現在の明るさ設定値」と称する）を取得して、ステップｓ２に進む。

ステップｓ２で、ＣＰＵ１０は、表示画面の明るさが最も明るくなるときの明るさ設定値に対する、現在の明るさ設定値の割合（以下、「出力値」と称する）を算出し、ステップｓ３に進む。この出力値は、表示画面の明るさが最も明るいときのＬＥＤ照明部１７の輝度を１００としたときの、現在の明るさ設定値による調光後のＬＥＤ照明部１７の輝度に相当する。

ここで、表示画面の明るさが最も明るくなるときの明るさ設定値をＭとし、現在の明るさ設定値をｉ（ただし、ｉは、１≦ｉ≦Ｍを満たす整数）とし、出力値をＮ［％］とすると、出力値Ｎは、式（１）によって算出される。

Ｎ＝（ｉ／Ｍ）×１００ ・・・式（１）
本実施形態では、表示画面の明るさが最も明るくなるときの明るさ設定値Ｍが２５５であるので、たとえば、現在の明るさ設定値ｉが２４１であるとすると、出力値Ｎは、式（１）により、９４．５％（＝（２４１／２５５）×１００）と算出される。

ステップｓ３で、ＣＰＵ１０は、ステップｓ２で算出した出力値Ｎと、目標電流値として設定可能な電流値のうちの最大値とに基づいて、仮に電流制御のみによって現在の明るさ設定値ｉによる明るさに調光するとした場合に、計算上、単位発光部１９に供給されるべき駆動電流の電流値（以下、「仮想電流値」と称する）を算出し、ステップｓ４に進む。

ここで、目標電流値として設定可能な電流値のうちの最大値をＶ［ｍＡ］とし、仮想電流値をｗ［ｍＡ］とすると、仮想電流値ｗは、式（２）によって算出される。

ｗ＝Ｖ×（Ｎ／１００） ・・・式（２）
本実施形態では、目標電流値として設定可能な電流値のうちの最大値Ｖが８０ｍＡであるので、出力値Ｎが９４．５％であるとすると、仮想電流値ｗは、式（２）により、７５．６ｍＡ（＝８０×（９４．５／１００））と算出される。

ステップｓ４で、ＣＰＵ１０は、ステップｓ３で算出した仮想電流値ｗに基づいて、目標電流値として設定可能な電流値の中から、仮想電流値ｗ以上で、かつ最小の電流値を算出して、ステップｓ５に進む。算出された電流値が、目標電流値として採用される。ここで、ステップｓ４で算出される目標電流値をＴ［ｍＡ］とすると、仮想電流値ｗが７５．６ｍＡであれば、目標電流値として設定可能な電流値が、４ｍＡ，８ｍＡ，１２ｍＡ，・・・，７６ｍＡ，８０ｍＡであるので、目標電流値Ｔは、７６ｍＡと算出される。

ステップｓ５で、ＣＰＵ１０は、ステップｓ４で算出された目標電流値Ｔと、ステップｓ３で算出された仮想電流値ｗとに基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ比を算出し、ステップｓ６に進む。

ここで、ＰＷＭ信号のデューティ比をＰ［％］とすると、デューティ比Ｐは、式（３）によって算出される。

Ｐ＝（ｗ／Ｔ）×１００ ・・・式（３）
上記の例によれば、仮想電流値ｗが７５．６ｍＡであり、目標電流値Ｔが７６ｍＡであるので、デューティ比Ｐは、９９．５％と算出される。

ステップｓ６で、ＣＰＵ１０は、ステップｓ４で算出された目標電流値Ｔと、ステップｓ５で算出されたデューティ比Ｐとを、バックライト制御データとして、各ＬＥＤドライバ２１に送信し、ステップｓ７に進む。

ステップｓ７で、各ＬＥＤドライバ２１は、ＣＰＵ１０から入力されたバックライト制御データに含まれる目標電流値Ｔを電流レジスタに設定するとともに、そのバックライト制御データに含まれるデューティ比Ｐをデューティ比レジスタに設定する。そして、電流レジスタに設定されている目標電流値Ｔに基づいて目標電流値信号を生成し、生成した目標電流値信号を、差動増幅器Ａｍｐの非反転入力端子に入力するとともに、デューティ比レジスタに設定されているデューティ比Ｐに基づいてＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を、トランジスタＴｒ１のゲートに入力して、処理を終了する。これにより、各単位発光部１９には、目標電流値Ｔ［ｍＡ］の駆動電流が供給され、また、デューティ比ＰでＰＷＭ方式の制御が行われる。

表１は、本実施形態に係る調光装置によって実行される調光処理において算出される、現在の明るさ設定値ｉに対する、目標電流値Ｔおよびデューティ比Ｐの値の一例を示す表である。

前記のように、明るさの設定値ｉが２４１である場合には、目標電流値Ｔは７６ｍＡであり、デューティ比Ｐは９９．５％である。この例によれば、明るさ設定値ｉが１０４以上であれば、デューティ比Ｐを９０％以上とすることができる。

また、明るさ設定値ｉが１０３以下の場合には、明るさ設定値ｉによっては、デューティ比Ｐが９０％を下回ることもあるが、明るさ設定値ｉが１２，２４，２５のように小さな値であっても、デューティ比Ｐを９０％以上とすることができる。すなわち、明るさ設定値ｉによって明るさを設定する際に、広範囲にわたって、デューティ比Ｐを９０％以上とすることができる。

以上のように、本実施形態によれば、調光装置は、明るさ設定値ｉに基づいて、目標電流値として設定可能な予め定める電流値の中から、電流制御のみによってその明るさ設定値ｉに調光するために設定されるべき仮想電流値ｗ以上で、かつ最小の電流値を、目標電流値Ｔして算出するとともに、目標電流値Ｔに対する仮想電流値ｗの割合によってデューティ比Ｐを算出し、各単位発光部１９に対して、目標電流値Ｔの駆動電流が供給されるように電流制御を行うとともに、デューティ比ＰのＰＷＭ信号を用いてＰＷＭ方式の制御を行うことによって、各単位発光部１９を調光するように構成されている。

このように電流制御とＰＷＭ制御とを組み合わせることによって、表１に示すように、明るさ設定値ｉによって明るさを設定する際に、広範囲にわたって、デューティ比Ｐを９０％以上とすることが可能となる。つまり、９０％以上という高いデューティ比Ｐを維持した状態で、広い調光範囲にわたってＬＥＤ照明部１７を調光することができる。

これにより、デューティ比Ｐが９０％以上となるように明るさ設定値ｉを設定することで、液晶表示装置１の表示画面をビデオカメラで撮影したとしても、撮影画像がちらついて見えるという不具合の発生を防止することができる。

また、このように電流制御とＰＷＭ制御とを組み合わせることによって、電流値設定の分解能を高くするための回路を新たに追加しなくても、前記のように、広範囲にわたって、デューティ比Ｐを９０％以上とすることが可能となるので、液晶表示装置１の製造コストを増大させることなく、前記のような不具合の発生を防止することができる。

また、ＬＥＤ１８は、できるだけ低い駆動電流で駆動した方が発光効率がよいので、従来のＰＷＭ方式のみによる調光のように、駆動電流の電流値を高い値に固定しておいて、デューティ比だけを調節する調光では、特に、明るさ設定値が低い場合に、発光効率が悪くなってしまう。これに対し、本実施形態では、明るさ設定値ｉが小さくなると、それに応じて目標電流値Ｔが小さくされるので、従来のＰＷＭ方式のみによる調光に比べて、ＬＥＤ１８の発光効率を改善することができ、したがって、ＬＥＤ照明部１７による消費電力を改善することができる。

なお、上記の実施形態では、駆動電流の電流値の上限値を８０ｍＡとし、駆動電流の電流値の設定の分解能を４ｍＡとしているが、これに限定されず、他の値であっても同様に実現することができる。

また、上記の実施形態では、駆動電流の電流値の上限値と、駆動電流の電流値の設定の分解能とに基づいて、上限値以下の数値範囲から、分解能に一致する値を用いて等間隔で取り出した離散的な値を、目標電流値として設定可能な電流値として予め定めているが、これに限らず、分解能よりも大きな値を用いて等間隔で取り出した離散的な値を、目標電流値として設定可能な電流値として予め定めてもよく、また、ＬＥＤ１８の駆動電流と輝度との特性に基づいて、上限値以下の数値範囲から、不等の間隔で取り出した離散的な値を、目標電流値として設定可能な電流値として予め定めてもよい。

また、上記の実施形態では、調光装置は、液晶表示装置１に搭載されているＬＥＤ照明部１７を調光するために用いられているが、これに限らず、たとえば、照明器具などに搭載されているＬＥＤ照明部を調光するために用いられてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、調光装置は、図３に示すように、調光処理において、現在の明るさ設定値ｉに基づいて、目標電流値Ｔおよびデューティ比Ｐを算出するように構成されていたが、第２の実施形態では、表１に示すような、現在の明るさ設定値ｉと、目標電流値Ｔおよびデューティ比Ｐとの関係を定めたテーブルが予め作成されてＲＯＭ１１に記憶され、調光装置は、調光処理において、ＲＯＭ１１に記憶されている該テーブルから、現在の明るさ設定値ｉに対応する目標電流値Ｔおよびデューティ比Ｐを読み取るように構成される。調光装置が、このように構成された場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を奏する。

（第３の実施形態）
図４は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１を用いて構成されるマルチディスプレイ装置５０の外観を示す正面図である。マルチディスプレイ装置５０は、複数台の液晶表示装置１を、互いに直交する横方向Ｘおよび縦方向Ｙに沿ってマトリクス状に配列することによって構成される。横方向Ｘおよび縦方向Ｙはそれぞれ、たとえば水平方向および鉛直方向に一致する方向である。

マルチディスプレイ装置５０における液晶表示装置１の配列構成は、特に限定されないが、本実施形態に係るマルチディスプレイ装置５０は、横方向Ｘに２台ずつ、縦方向Ｙに２台ずつ液晶表示装置１をマトリクス状に配列して構成されている。マルチディスプレイ装置５０は、マトリクス状に並べられた複数の液晶表示装置１における各表示画面によって構成される１つの大きな画面（以下、「マルチ画面」と称する）を有する。

本実施形態によれば、マルチディスプレイ装置５０は、本発明の実施形態に係る調光装置が搭載された複数台の液晶表示装置１を、マトリクス状に配列することによって構成されるので、各液晶表示装置１に搭載されるＬＥＤ照明部１７を、ＰＷＭ信号のデューティ比Ｐを９０％以上に維持して調光することができる。このように、各液晶表示装置１に搭載されるＬＥＤ照明部１７を、デューティ比Ｐを９０％以上に維持して調光することで、マルチディスプレイ装置５０のマルチ画面をビデオカメラで撮影したときに、液晶表示装置１ごとに表示画面の明るさが異なるという不具合が発生することを防止することができる。

１ 液晶表示装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１３ ＬＣＤモジュール
１４ ＬＣＤパネルコントローラ
１５ ＬＥＤバックライト
１６ ＡＣ−ＤＣ電源供給部
１７ ＬＥＤ照明部
１８ ＬＥＤ
１９ 単位発光部
２０ 電源回路
２１ ＬＥＤドライバ

Claims (6)

1. 多段階で輝度を設定可能な発光装置の輝度を、前記多段階の輝度うちの一の段階の輝度に設定するための輝度設定値に基づいて調節する調光装置であって、
   前記発光装置をパルス幅変調方式で駆動する駆動部と、
   前記発光装置に供給可能な電流の電流値として予め定められた、前記多段階の段階数よりも少ない数の、離散的な電流値の中から一の電流値を選択する電流値決定部と、
   前記電流値決定部によって選択された電流値となるように、前記発光装置に供給される電流を制御する電流制御部と、
   前記発光装置をパルス幅変調方式で駆動するときのパルス幅変調信号のデューティ比を決定するデューティ比決定部とを備え、
   前記電流値決定部は、前記パルス幅変調信号のデューティ比が１００％である場合に、前記輝度設定値に応じた輝度となるように前記発光装置を調光するために、該発光装置に供給されるべき電流の電流値を仮想電流値とするとき、前記離散的な電流値の中から、前記仮想電流値以上で、かつ最小の電流値を選択し、
   前記デューティ比決定部は、前記電流値決定部によって選択された電流値に対する前記仮想電流値の割合を、デューティ比として決定することを特徴とする調光装置。
2. 前記離散的な電流値は、数値の大きさ順に並べたときに隣接する２つの電流値の差の絶対値が、前記発光装置に供給可能な電流の分解能として予め定められた値以上となるように定められていることを特徴とする請求項１に記載の調光装置。
3. 前記離散的な電流値は、前記２つの電流値の差の絶対値が、前記分解能として予め定められた値に一致するように定められていることを特徴とする請求項２に記載の調光装置。
4. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルの背面側に設けられる発光装置と、
   請求項１〜３のいずれか１つに記載の調光装置とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記発光装置は、光源として発光ダイオードが用いられていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 請求項４または５に記載の液晶表示装置を平面的に複数並べて構成されることを特徴とするマルチディスプレイ装置。