JP2015219469A - バックライト制御装置、映像表示装置、及びバックライト制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御するバックライト制御装置において、表示パネルを複数に分割した分割領域毎に映像信号の特徴量に応じてＬＥＤバックライトの発光輝度を制御するに際し、フリッカを抑えつつマルチディスプレイシステムで必要なＤＦＬ制御を成立させることができると共に、その制御用の回路を分割領域毎に必要とせずに共通化する。
【解決手段】バックライト制御装置（バックライト制御部１６）は、ＬＥＤバックライト１９の発光輝度を制御する発光輝度制御部１７と、上記映像信号の垂直同期信号の周期が変化した場合、ＬＥＤバックライト１９における点灯タイミングの周期を、上記垂直同期信号の周期に合うように徐々に追随させる追随処理を実行するタイミング変更部１８と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、非自発光型の表示パネルの背面から光を照射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトを制御するためのバックライト制御装置、そのバックライト制御装置を備えた映像表示装置、及びバックライト制御方法に関する。

液晶表示装置に代表される非自発光型の映像表示装置には、表示パネルの背面から光を照射するためにＬＥＤ等の光源（バックライトとも言う）と、その光源のＯＮ／ＯＦＦを制御するバックライト制御装置が具備されている。そして、このバックライト制御装置には、表示される映像のＡＰＬ（Average Picture Level）等の特徴量に応じて、その光源の発光輝度、換言すれば光量を制御するものもある。

さらに、ＬＥＤバックライトの場合、ローカルデミング制御が可能であるという利点をもっている。ローカルデミング制御は、領域毎に、表示画像に合わせてＬＥＤバックライトの発光輝度を制御するものである。より具体的には、ローカルデミング制御では、ＬＥＤバックライトを複数の領域に分割し、それぞれの領域に対応する表示領域の映像信号の最大階調値等に応じて、領域毎にＬＥＤの発光を制御する。例えば、画面内の暗い部分（最大階調値が低い領域）ではＬＥＤの発光を抑え、画面内の明るい部分（最大階調値が高い領域）ではＬＥＤを強く発光させる、といった制御が可能になる。これにより、ＬＥＤバックライトの消費電力を低減するとともに、表示画面のコントラストを向上させることができる。

また、映像表示装置には、入力映像信号が示す映像をその映像表示装置が具備する表示パネルで表示する映像にスケーリングするスケーラが設けられている。そして、このスケーラには、ＤＦＬ（Dynamic Frame Lock）機能が搭載されているものがある。ＤＦＬ機能とは、各映像表示装置の表示パネルに入力される映像の周波数が、基準となる周波数（一般的に６０Ｈｚ）よりも高い場合や低い場合に、表示映像を追随させるために、垂直同期信号の周期を変更する機能を指す。

ところで、従来から、表示パネルを有する映像表示装置を複数台配列し、全体として１つの大きな映像を構成して表示させるマルチディスプレイシステムがある。このマルチディスプレイシステムでは、例えば９枚の表示パネルを縦横３列ずつ並べることで、９面のマルチ画面を構成し、そのマルチ画面に１つの動画コンテンツを表示させることができる。

そして、特にこのようなマルチディスプレイシステムで大きな１つの映像を表示させる場合には、全ての表示パネルでの表示映像を同期させる必要があるため、上述のようなＤＦＬ機能を利用する必要が生じる。一方で、このＤＦＬ機能がない場合には、ある動画コンテンツを表示させた時に、各々の表示パネルの画面での表示のタイミングが大きく異なる場面が生じ、画面毎に表示映像がバラバラになり、１つの映像の表示としては成立しなくなってしまう。

ところが、バックライト制御装置において、上記垂直同期信号でそのまま発光輝度を変更するような制御を行うと、映像により極端な場合にはフリッカが発生してしまう。なお、フリッカとは、表示輝度の急激な変化により、画面表示が点滅するような現象を指す。

図１〜図４Ｂを参照しながら、このようなフリッカについて説明する。図１は、映像表示装置の表示パネルにおける分割領域を説明するための図、図２は、図１の映像表示装置におけるバックライト制御のタイミングを説明するための図、図３は、図１の映像表示装置におけるＤＦＬ機能を説明するための図である。また、図４Ａ、図４Ｂは、図１の映像表示装置においてそれぞれ垂直同期信号が一定の場合、変わった場合の観測ポイントＰでの表示輝度を説明するための図である。

簡略化のため、図１では表示パネル１における左上に位置する部分領域１ａだけを図示している。この部分領域１ａは、垂直方向に６個、水平方向に１０個の合計６０個の分割領域１−１，１−２，．．．，１−１０，２−１，．．．，６−１０に分割されている。各分割領域１−１，１−２，．．．，６−１０の背面にはいずれも１又は複数のＬＥＤが配置されている。分割領域１−１，１−２，．．．にそれぞれ対応するＬＥＤバックライトの領域が、上述のローカルデミング制御での制御単位となる領域に該当する。なお、以下では、それら領域内に存在するＬＥＤをそれぞれＬＥＤ１−１，１−２，．．．と呼ぶ。

まず、ＬＥＤバックライトに対してローカルデミング制御する場合には、表示パネル１に表示させる映像の更新タイミングに合わせて発光輝度も更新するとより奇麗に表示できる。表示パネル１では、フレーム（画像フレーム）毎に、例えば点線の矢印で示すように左下から右下に向かって（つまり分割領域１−１，１−２，．．．，１−１０，２−１，．．．，６−１０の順に）画像が更新される。

よって、ＬＥＤバックライトの各領域における発光輝度も、フレーム毎に表示パネル１の更新タイミングと極力タイミングを合わせて、左上から右下に向かって更新される。具体的には、図２に示すタイミングチャートのように、フレームの開始信号（ＶＳＹＮＣ：垂直同期信号）から、一定時間毎にＬＥＤ１−１，１−２，．．．，１−１０，２−１，．．．，６−１０の順に発光輝度を更新していく。

次に、ＤＦＬ機能について説明する。図３で概念的に示すように、入力映像信号の周波数が周波数誤差等の要因によって例えば６０．６Ｈｚとなっていた場合、ＤＦＬ機能では、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の周波数を理想値（６０Ｈｚ）より大きくなるように補正して（周期を短縮させて）、補正した垂直同期信号に基づきフレーム毎に画像表示を行う。

その際に、ＬＥＤバックライトについても周期短縮した垂直同期信号のタイミングで次のフレームに更新すると、均一の表示輝度で白色表示を行うような場合には特に、表示輝度の変調が発生する。その理由は、ＬＥＤを点灯させているＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が、垂直同期信号の周期とは無関係の水晶発振器を基準として生成されるものであり、理想６０Ｈｚで例えば２回オンするような構成にするのが一般的であるためである。

さらに、ＬＥＤバックライトのある領域内の発光輝度は、その領域内に存在するＬＥＤのみの発光輝度ではなく、周辺のＬＥＤの発光輝度も足し合わされたものとなる。例えば、図１の観測ポイントＰでの表示輝度は、図４Ａに示すように垂直同期信号の周期が一定であればＬＥＤ１−１，１−２の足し合わせとなる。しかし、垂直同期信号の周期が変わった場合には、図４Ｂに示すように例えばＬＥＤ１−１とＬＥＤ１−２とで発光輝度更新タイミングが変わり、足し合わされた“山”が小さくなって発光輝度も変わる。これにより、観測ポイントＰでの表示輝度が変わり、フリッカ（ちらつき）として視認される場合が生じてしまう。

特許文献１には、バックライト制御装置において、垂直同期信号の変調時にＰＷＭの周期をＰＬＬ（Phase Locked Loop）処理して調整する技術が開示されている。

特開２００８−１３９４８０号公報

上述のローカルデミング制御のようにＬＥＤバックライトを領域に分けて制御するような構成の場合、現実的には領域毎にＰＷＭ制御回路が必要となる。しかしながら、このような構成に対してフリッカ抑制のために特許文献１に記載の技術を適用した場合、領域毎に１つの周期調整回路が必要になり、例えば領域数が１４４であれば１４４個の周期調整回路が必要になり、コストアップに繋がる。

また、ＰＷＭ制御回路と一体型のＬＥＤ駆動回路が市販されており、映像表示装置に搭載される場合も多々あるが、特許文献１に記載の周期調整回路がそのＬＥＤ駆動回路に搭載されていないと対応不可能であり、実現のためには、ＬＥＤ駆動回路からの開発が必要になる場合もある。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御するバックライト制御装置において、表示パネルを複数に分割した分割領域毎に映像信号の特徴量に応じてＬＥＤバックライトの発光輝度を制御するに際し、フリッカを抑えつつマルチディスプレイシステムで必要なＤＦＬ制御を成立させることができると共に、その制御用の回路を分割領域毎に必要とせずに共通化することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御するバックライト制御装置であって、前記表示パネルを複数に分割した分割領域毎に、映像信号の特徴量に応じて前記ＬＥＤバックライトの発光輝度を制御する発光輝度制御部と、前記映像信号の垂直同期信号の周期が変化した場合、前記ＬＥＤバックライトにおける点灯タイミングの周期を、前記垂直同期信号の周期に合うように徐々に追随させる追随処理を実行するタイミング変更部と、を備えたことを特徴としたものである。

本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記追随処理は、前記点灯タイミングの周期を、前記垂直同期信号の周期に合うように所定期間ずつ徐々に追随させていく処理であることを特徴としたものである。

本発明の第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記追随処理は、前記点灯タイミングの周期を、所定期間で前記垂直同期信号の周期に合うように、徐々に追随させていく処理であることを特徴としたものである。

本発明の第４の技術手段は、第２又は第３の技術手段において、前記タイミング変更部は、前記所定期間を変更する期間変更部を有することを特徴としたものである。

本発明の第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段において、前記タイミング変更部は、前記追随処理を開始するトリガとなる、前記垂直同期信号の周期の変化の量を変更するトリガ変更部を有するとしたものである。

本発明の第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、少なくとも前記タイミング変更部への入力前に、前記垂直同期信号のノイズを除去するノイズフィルタを備えたことを特徴としたものである。

本発明の第７の技術手段は、映像表示装置において、第１〜第６のいずれか１の技術手段におけるバックライト制御装置を備えたことを特徴としたものである。

本発明の第８の技術手段は、非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御するバックライト制御方法であって、前記表示パネルを複数に分割した分割領域毎に、映像信号の特徴量に応じて前記ＬＥＤバックライトの発光輝度を制御する輝度制御ステップと、前記映像信号の垂直同期信号の周期が変化した場合、前記ＬＥＤバックライトにおける点灯タイミングの周期を、前記垂直同期信号の周期に合うように徐々に追随させる追随処理を実行するタイミング変更ステップと、を有することを特徴としたものである。

本発明によれば、非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御するバックライト制御装置において、表示パネルを複数に分割した分割領域毎に映像信号の特徴量に応じてＬＥＤバックライトの発光輝度を制御するに際し、フリッカを抑えつつマルチディスプレイシステムで必要なＤＦＬ制御を成立させることができると共に、その制御用の回路を分割領域毎に必要とせずに共通化することができる。

映像表示装置の表示パネルにおける分割領域を説明するための図である。 図１の映像表示装置におけるバックライト制御のタイミングを説明するための図である。 図１の映像表示装置におけるＤＦＬ機能を説明するための図である。 図１の映像表示装置において垂直同期信号が一定の場合の観測ポイントＰでの表示輝度を説明するための図である。 図１の映像表示装置において垂直同期信号が変わった場合の観測ポイントＰでの表示輝度を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る映像表示装置の一構成例を示すブロック図である。 図５の映像表示装置におけるバックライト制御部でのバックライト制御のタイミングの一例を説明するための図である。 図５の映像表示装置とＰＣ（Personal Computer）とを備えた表示システムの一構成例を示すブロック図である。 図７の映像表示装置におけるＬＥＤバックライトに具備されるＬＥＤ群の配置例を示す図である。 図７の映像表示装置におけるバックライト制御ＩＣ（Integrated Circuit）の一構成例を示すブロック図である。

本発明に係るバックライト制御装置は、非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御する装置である。また、本発明に係る映像表示装置は、上記の表示パネル及びＬＥＤバックライトを備えると共に、上記バックライト制御装置を備えている。

本発明に係る映像表示装置としては、それに接続された外部のソース機器から有線又は無線で出力された映像を表示できるモニタ機能を有するモニタ装置が挙げられる。上記ソース機器としては、例えば設置型のＰＣ（Personal Computer）やモバイルＰＣやタブレット型の端末装置（以下、タブレット端末）等の情報処理装置、携帯電話機（スマートフォンと呼ばれるものも含む）、レコーダ機器等のコンテンツ録画再生装置、ＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）プレーヤ等のコンテンツ再生装置などが挙げられる。

また、本発明に係る映像表示装置は、それ自体に映像コンテンツを再生するコンテンツ再生機能をもたせ、設置型ＰＣやモバイルＰＣやタブレット端末等の情報処理装置、携帯電話機（スマートフォンと呼ばれるものも含む）、テレビ装置などとして構成することもできる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図５〜図８を参照しながら説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る映像表示装置の一構成例を示すブロック図で、図６は、図５の映像表示装置におけるバックライト制御部でのバックライト制御のタイミングの一例を説明するための図である。

図５で例示するように、本実施形態に係る映像表示装置１０は、その全体を制御する主制御部１１、映像を表示する非自発光型の表示パネル１５、バックライト制御部１６、及びＬＥＤバックライト１９を備えている。また、映像表示装置１０は、映像入力部１２及び映像処理部１３を備えている。その他、図示しないが、映像表示装置１０にはユーザ操作を受け付ける操作部を備えている。

主制御部１１は、プログラム保存領域に格納された制御プログラムを動作させ、各種制御を行う。例えば主制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、作業領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）、及び記憶装置などの制御デバイスで構成され、その一部又は全部を集積回路／ＩＣ（Integrated Circuit）チップセットとして搭載することもできる。

この記憶装置は、上記制御プログラムのプログラム保存領域として利用され、ＯＳＤ（On Screen Display）画像として表示パネル１５に表示させるためのＵＩ（User Interface）画像、各種設定内容なども記憶される。上記制御プログラムとしては、映像入力部１２で入力する映像信号の切り替え、映像処理部１３で実行される映像処理の選択やその設定値（パラメータ）の変更などを行うためのプログラムが挙げられる。上記制御プログラムは、例えば上記操作部からのユーザ操作に従ってこれらの処理を実行することになる。この記憶装置としては、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ＲＯＭ）等が挙げられる。映像表示装置１０の種類によってはこの記憶装置としてＨＤＤ（Hard Disk Drive）を採用することもできる。

映像入力部１２は、表示対象の映像信号を入力する部位である。映像入力部１２としては、例えば外部のソース機器と通信するための通信部（通信インターフェイス）、放送信号を受信するチューナ及び受信した放送信号をデコードするデコーダなどが挙げられるが、これに限らず映像信号を入力できればよい。

映像処理部１３は、映像入力部１２で入力された入力映像信号に対して各種映像処理を行う部位である。上記各種映像処理には映像信号が示すフレーム画像に対するスケーリングが含まれ、そのスケーリングはスケーラ１４で実行される。

非自発光型の表示パネル１５としては、一般的に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）パネルが挙げられるが、これに限ったものではない。ＬＥＤバックライト１９は、ＬＥＤ群を有する。バックライト制御部１６は、ＬＥＤバックライト１９を制御する部位であり、ＬＥＤ群を駆動するＬＥＤドライバを含む。ＬＥＤドライバは、ＰＷＭ制御回路を含み、ＬＥＤ群をＰＷＭ信号で駆動させるが、電流値を変更する制御も併せて行ってもよい。バックライト制御部１６は、上記バックライト制御装置に相当する。

次に、本発明の主たる特徴について説明する。まず、バックライト制御部１６は、次の発光輝度制御部１７及びタイミング変更部１８を有する。

発光輝度制御部１７は、表示パネル１５を複数に分割した分割領域毎に、映像信号の特徴量に応じてＬＥＤバックライト１９の発光輝度を制御する。このような制御のために、ＬＥＤバックライトは少なくとも上記分割領域に対応する数のＬＥＤを有することになる。無論、上記分割領域に対応する領域に複数のＬＥＤを具備してもよい。

また、この映像信号は、映像入力部１２で入力された入力映像信号に対し、映像処理部１３で映像処理が施された後の映像信号を指す。よって、上記映像信号は、映像処理部１３のスケーラ１４でスケーリングが施される場合には、スケーリング後の映像信号を指す。このような発光輝度制御としては、例えばローカルデミング制御が挙げられる。

タイミング変更部１８は、上記映像信号の垂直同期信号（つまり表示側の垂直同期信号）の周期が変化した場合、ＬＥＤバックライト１９における点灯タイミングの周期を変更する。本発明の主たる特徴として、タイミング変更部１８は、この変更に際し、変調した垂直同期信号にそのまま合わせるのではなく、次のような追随処理を実行する。

上記追随処理は、上記点灯タイミングの周期を、上記垂直同期信号の周期に合うように徐々に追随させるように変更する処理を指す。無論、変更を行う際に用いる値は周期の代わりに周波数であってもよい。点灯タイミングの周期の変更は、ＬＥＤドライバがＬＥＤ群に対して行うことになる。

このような追随処理としては、例えば次の２種類の方法が挙げられる。第１の追随処理としては、上記点灯タイミングの周期を、上記垂直同期信号の周期に合うように所定期間（便宜上、第１所定期間と呼ぶ）ずつ徐々に追随させていく処理が挙げられる。上記第１所定期間は一度に（フレーム毎に）追随させる時間（延長又は短縮の幅）であり、上記垂直同期信号の周期が現在予定している点灯タイミングまでの時間より長ければ、点灯タイミングの周期を第１所定期間だけ延長し、短ければ第１所定期間だけ短縮する。

第１の追随処理では、このように第１所定期間ずつ周期を長く（又は短く）していき、上記垂直同期信号の周期が変化した時点での周期に合うまでこれを継続すればよい。また、その周期に合う前にさらに上記垂直同期信号の周期の変化が生じた場合には、例えば実行中の第１追随処理をリセットし、そこから再度第１追随処理を実行するなどの処理を施せばよい。

なお、上記垂直同期信号の周期の変化量が第１所定期間より短い場合には、第１の追随処理を実行しないか、若しくはその変化量に一度に合わせてしまうような処理を実行すればよい。

第２の追随処理としては、上記点灯タイミングの周期を、所定期間（便宜上、第２所定期間と呼ぶ）で上記垂直同期信号の周期に合うように、徐々に追随させていく処理が挙げられる。上記第２所定期間は追随させるのに要する期間であり、上記第２の追随処理では、上記第２所定期間が経過した時点で、上記垂直同期信号の周期が変化した時点での周期に合うようにする。

例えば、図６のようにフレームＹ−１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）からそれに続くフレームＹの垂直同期信号までの期間が、以前の期間に比べて変化した場合（ここでは短くなった例を挙げている）、ＬＥＤ１−１の点灯を開始する点灯開始タイミング（オンタイミング）を直ぐにフレームＹの垂直同期信号に合わせると、垂直同期信号の急激な周期変動により、ＬＥＤ１−１の点灯タイミングの周期が変わり、周辺の輝度と合わさって、輝度変調が発生する。

しかし、本実施形態におけるタイミング変更部１８は、図６のように表示側の垂直同期信号が変調した場合に、ＬＥＤドライバでのオンタイミングを直ぐに急激に追随させる（直ぐに合わせる）のではなく、フレームＹ、フレームＹ＋１、及びフレームＹ＋２と徐々に追随させ、３フレーム目のフレームＹ＋２で初めてフレームＹの垂直同期信号に合わせる。このような処理により、垂直同期信号の周期が一定の場合の発光制御に近似するため、急激な輝度変化を抑制することができる。

なお、図６では、上記第２所定期間として、垂直同期信号の周期の基準値（例えば１／６０秒）を１フレーム分として３フレーム分にかかる時間（例えば３／６０秒）を採用した例を挙げている。

次に、図７及び図８を参照しながら、図５の映像表示装置１０のさらに具体的な例を挙げる。図７は、図５の映像表示装置とＰＣとを備えた表示システムの一構成例を示すブロック図で、図８は、図７の映像表示装置におけるＬＥＤバックライトに具備されるＬＥＤ群の配置例を示す図である。なお、ローカルデミング制御自体については、既存の技術であり、簡単に触れる程度とする。

図７で例示する表示システムでは、図５の映像表示装置１０の一構成例である映像表示装置３０がＰＣ２０と有線又は無線で接続されている。ＰＣ２０は、表示させる映像データ（映像信号のデータ）を映像表示装置３０に送信できるように構成されていればよい。

映像表示装置３０は、スケーラ１４に相当するスケーラ３１、発光輝度制御部１７の一部と映像処理部１３の一部に相当するローカルデミング制御ＩＣ３２、表示パネル１５に相当するＬＣＤタイミングコントローラ（ＴＣＯＮ）３３及びＬＣＤパネル、発光輝度制御部１７の一部に相当するバックライト制御ＩＣ３５及び８つのＬＥＤドライバ３６、並びに、ＬＥＤバックライト１９に相当するＬＥＤバックライト３７を備えている。ここで、バックライト制御ＩＣ３５はタイミング変更部１８を含むものとする。

上述のような構成の表示システムでは、表示させる映像データがＰＣ２０から映像表示装置３０に送信され、映像表示装置３０ではその映像データをＬＣＤパネル３４で表示できる形式のデータ（例えばＲＧＢ画像）に変換する。スケーラ３１は、その変換後の映像データ（ＲＧＢデータ）を垂直同期信号と共にローカルデミング制御ＩＣ３２に送信する。この垂直同期信号は、ＰＣ２０から送信される映像データに含まれているものとする。

ローカルデミング制御ＩＣ３２では、映像データが示すフレーム画像の輝度分布から分割領域毎にＡＰＬや最大階調値等の特徴量を算出し、その特徴量に基づき、ＬＣＤパネル３４に送信する映像データ（実際にはフレーム画像のデータ）とＬＥＤバックライト３７に送るＬＥＤデータとを調整する。ＬＥＤデータとは、ＬＥＤバックライト３７における分割領域毎の発光輝度を示すデータを指す。

ローカルデミング制御ＩＣ３２では、例えば、分割領域毎にＡＰＬに基づき映像データを調整すると共に、分割領域毎に最大階調値に基づきＬＥＤの発光輝度を適切に調整してＬＥＤデータを生成する。発光輝度に関しては、全分割領域のＬＥＤでの発光輝度が全電力（デューティ１００％で全ＬＥＤを発光させた際の電力）に収まるように実行すればよい。また、このような映像データ及びＬＥＤデータの調整は、フレーム画像毎に実行すればよい。

ローカルデミング制御ＩＣ３２は、受信した垂直同期信号と共に調整後の映像データをＴＣＯＮ３３経由でＬＣＤパネル３４に送信する。なお、ＴＣＯＮ３３の制御に従ったＬＣＤパネル３４における表示処理については、本発明の特徴とは直接関係なく、その説明を省略する。また、画像の調整を行わない場合には、スケーラ３１からＴＣＯＮ３３に垂直同期信号及び映像データを直接送信する構成を採用することもできる。

また、ローカルデミング制御ＩＣ３２は、垂直同期信号と共に調整されたＬＥＤデータをバックライト制御ＩＣ３５に送信する。バックライト制御ＩＣ３５は、必要に応じて上述の第１又は第２の追随処理によりオンタイミングを変更し（垂直同期信号を補正し）、変更後の垂直同期信号と調整後の発光輝度を示すＬＥＤデータとを８つのＬＥＤドライバ３６のそれぞれに送信する。

ＬＥＤドライバ３６は、ＬＥＤバックライト３７における１つの分割領域に対応する１又は複数のＬＥＤに対し、受信したＬＥＤデータが示すＰＷＭ信号を発して駆動し、その１又は複数のＬＥＤの点灯を制御する。この例では、８つのＬＥＤドライバ３６が設けられており、分割領域も８つである。

この分割領域毎の点灯制御に関して、図８を参照して説明する。図８の例では、ＬＥＤバックライト３７に相当するＬＥＤバックライト４０は、１つのＬＥＤセット４０Ｕを１０列×８行で配列している。ＬＥＤセット４０Ｕは、２つの赤色ＬＥＤ４０Ｒ、２つの緑色ＬＥＤ４０Ｇ、１つの青色ＬＥＤ４０Ｂの計５個のＬＥＤで構成されている。

ここで説明しているようにローカルデミング制御を実施する場合には、存在するこの８０個のＬＥＤセットを分割制御することになる。ここでは、８つのＬＥＤドライバ３６を挙げているように８つの分割領域に分けて制御し、その分け方は行毎にＬＥＤ群４１〜４８に分けて制御するものとして説明する。

ＬＥＤ群４１では、表示するフレーム画像の対応する分割領域のデータの明暗（例えば最大階調値）により、他のＬＥＤ群４２〜４８とは個別にＬＥＤ群４１の発光輝度を制御する。他のＬＥＤ群４２〜４８についても同様である。このような制御により、ＬＥＤバックライト３７の全体の発光輝度を一様に制御するのに比べて、映像中の暗い部分をより暗く明るい部分をより明るくする制御、つまりコントラストを向上させるような制御を行うことができる。また、限られた電力の中、明るい部分により電力を加え明るくできるため、省電力と発光輝度のコントラスト向上とを両立させることができる。

そして、本実施形態では、上述のように垂直同期信号が変調した場合でもＬＥＤのオンタイミングの制御によって急激な輝度変化を抑制することができるため、垂直同期信号の変調をさせることが可能となるので、マルチディスプレイシステムを構築した場合でも、映像表示装置間の同期をとることができる。

図７のような表示システムに基づきマルチディスプレイシステムを構築する場合には、ＰＣ２０に映像表示装置３０を複数台接続して、各映像表示装置３０のＬＣＤパネル３４が１枚の画面を構成するように配置する。そして、各ＬＣＤパネル３４の配置に応じてＰＣ２０がそれぞれに表示させる映像を分割してそれぞれの映像表示装置３０に出力すればよい。若しくは、ＰＣ２０は、映像信号をそのまま全ての映像表示装置３０に出力すると共に、それぞれの映像表示装置３０に対し、出力した映像信号のうち表示させる領域を示す情報を送信するようにしてもよい。

また、本実施形態ではローカルデミング制御を前提として説明しているが、ローカルデミング制御と同様に分割領域毎の発光輝度制御を行うに際し、周囲のＬＥＤ群からの出射光も考慮して各分割領域（各ＬＥＤ群）の発光輝度を決めるようにしても、オンタイミング変更の効果は得られる。このような制御はエリアアクティブ駆動制御などと呼ばれることもある。エリアアクティブ駆動制御も既知の技術であり、その詳細な説明を省略する。

以上のように、本実施形態によれば、表示パネルを複数に分割した分割領域毎に映像信号の特徴量に応じてＬＥＤバックライトの発光輝度を制御するに際し、垂直同期信号変調時の急減なバックライト発光輝度の変調によるフリッカを抑えつつ、マルチディスプレイシステムで必要なＤＦＬ制御を成立させることができると共に、その制御用の回路を分割領域毎に必要とせず、共通の回路（例えばバックライト制御ＩＣ３５）として搭載することができる。

次に、図７の映像表示装置３０におけるバックライト制御ＩＣ３５の更に詳細な具体例について、図９を併せて参照しながら説明する。図９は、図７の映像表示装置３０におけるバックライト制御ＩＣの一構成例を示すブロック図である。なお、簡略化のため、バックライト制御ＩＣ５０では図５のタイミング変更部１８に相当する部位だけを図示して説明する。

図９で例示するバックライト制御ＩＣ５０は、ＶＳＹＮＣ生成回路５１及び周期監視回路５２を備えており、映像表示装置３０の内部に設けられた発振器からのクロック（ＣＬＫ）信号を基準として、以下に説明するような動作（周期計測カウンタ５２ａでの周期計測、変調累積カウンタ５２ｄでの累積処理、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂでの垂直同期信号の生成など）を行う。なお、この発振器はバックライト制御ＩＣ５０の内部に設けられていてもよい。

ＶＳＹＮＣ生成回路５１は、内部メモリ等でなる周期変更量制御パラメータ記憶部５１ａ、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂ、及びセレクタ５１ｃを有している。周期監視回路５２は、周期計測カウンタ５２ａ、内部メモリ等でなる前ＶＳＹＮＣ周期記憶部５２ｂ、比較器５２ｃ、変調累積カウンタ５２ｄ、内部メモリ等でなる変調補正閾値記憶部５２ｅ、及び判定器５２ｆを有している。無論、これらの内部メモリは共通化してもよい。

このような構成において、バックライト制御ＩＣ５０では、ローカルデミング制御ＩＣ３２から出力された垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）をＶＳＹＮＣ生成回路５１及び周期監視回路５２に入力する。

周期監視回路５２では、この垂直同期信号が周期計測カウンタ５２ａに入力される。周期計測カウンタ５２ａは、現在の垂直同期信号の周期（１つ前の垂直同期信号から現在の垂直同期信号までの時間）を計測し、計測結果を比較器５２ｃに出力すると共に前ＶＳＹＮＣ周期記憶部５２ｂに出力する。

前ＶＳＹＮＣ周期記憶部５２ｂでは受信した計測結果（周期）を記憶し、新たな計測結果が入力されるまで保存しておき、入力された際に上書きする。比較器５２ｃは、前ＶＳＹＮＣ周期記憶部５２ｂで記憶された１つ前の周期の値と、周期計測カウンタ５２ａから受信した現在の計測結果である周期の値とを比較し、変調があった場合には変調値を変調累積カウンタ５２ｄに出力する。なお、変調値は、短縮された場合にはマイナスの値、延長された場合にはプラスの値とし、変調がない場合には０を出力すればよい。

変調累積カウンタ５２ｄは、比較器５２ｃから入力された変調値を累積（加減算）して保存し、保存された累積値（累積変調値）を判定器５２ｆに出力する。判定器５２ｆは、入力された累積変調値を変調補正閾値記憶部５２ｅに記憶された変調補正閾値と比較し、累積変調値の絶対値が変調補正閾値を超えた場合にのみ、周期変更モードイネーブル信号をアサートし、周期補正が必要であることをＶＳＹＮＣ生成回路５１に通知する。

上述したようにローカルデミング制御ＩＣ３２から出力された垂直同期信号は、ＶＳＹＮＣ生成回路５１に入力されるが、その際、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂ及びセレクタ５１ｃに入力される。周期変更モードイネーブル信号は、ＶＳＹＮＣ生成回路５１に入力されるが、その際、セレクタ５１ｃに入力される。

そして、ＶＳＹＮＣ生成回路５１は、ローカルデミング制御ＩＣ３２から出力された垂直同期信号を検知後、周期変更モードイネーブル信号の通知があった場合、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂに指示してその垂直同期信号を補正させるように構成されている。

具体的には、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂは、ローカルデミング制御ＩＣ３２から出力された垂直同期信号を入力すると共に、前ＶＳＹＮＣ周期記憶部５２ｂに記憶された前の周期と、周期変更量制御パラメータ記憶部５１ａに記憶された周期変更量制御パラメータとを読み出す。周期変更量制御パラメータは、上記第１所定期間に相当し、周期変更量を示す正の値とする。

そして、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂは、入力された垂直同期信号を基準として、上記前の周期に上記周期変更量パラメータを加算するか、若しくは上記前の周期から上記周期変更量パラメータを減算することで、加算若しくは減算して得た周期になるようにずらした垂直同期信号を生成し、セレクタ５１ｃに出力する。

ここで、加算するか減算するかは、次のように決定すればよい。ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂは、周期計測カウンタ５２ａと同じ機能をもたせておき、入力された垂直同期信号から現在の周期を計測してそれを上記前の周期と比較し、周期が短縮されていた場合には加算し、周期が延長されていた場合には減算すればよい。代替処理として、比較器５２ｃからの比較結果をＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂに入力し、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂがその比較結果に基づき、加算若しくは減算を選択してもよい。

セレクタ５１ｃは、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂから出力された垂直同期信号とローカルデミング制御ＩＣ３２から受信したままの垂直同期信号との間で出力対象を切り替える。具体的には、セレクタ５１ｃは、周期変更モードイネーブル信号を受けた場合にはＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂから出力された垂直同期信号を出力し、この信号を受けていない場合にはローカルデミング制御ＩＣ３２から受信したままの垂直同期信号を出力する。

また、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂは、上述のようにして補正した周期の補正量を、変調累積カウンタ５２ｄにフィードバックする。この補正量は、短縮又は延長した周期量を指し、短縮した場合にはマイナスの値、延長した場合にはプラスの値とすればよい。変調累積カウンタ５２ｄは、その補正量を加算して判定器５２ｆに出力し、判定器５２ｆは、さらに周期の変更が必要であるか否かを判定し、必要であれば周期変更モードイネーブル信号をＶＳＹＮＣ生成回路５１に出力する。

以上のようにして、図９のバックライト制御ＩＣ５０は、ローカルデミング制御ＩＣ３２から垂直同期信号を受信する度に、必要に応じて第１所定期間ずつの追随処理（第１の追随処理）を実行できる。

ここでは、第１の追随処理を採用した例のみを挙げたが、第２の追随処理でも適宜適用できる。例えば、図９の構成において、変調累積カウンタ５２ｄを取り除いて比較器５２ｃの比較結果を判定器５２ｆでの判定に用いると共に、周期変更量制御パラメータとして、基準値（１／６０秒）のｎ倍の期間（これが第２所定期間に相当）を採用する。

そして、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂにおいて補正すべき量（現在の周期と上記前の周期の差分）をｎで除算し、除算した値で補正を行い、この値での補正を合計ｎ回繰り返すようにする。このような処理により、第２所定期間で規定されたペースで（この例では補正すべき量の１／ｎ倍分だけ補正されるペースで）垂直同期信号の補正がなされる。

もし、次の垂直同期信号についても周期変化が生じた場合には、同様に判定器５２ｆから周期変更モードイネーブル信号を発せられ、ＶＳＹＮＣ生成カウンタ５１ｂにおいて上記次の垂直同期信号について補正すべき量を算出し、その値をｎで除算して除算値を得ると共に、それ以前の垂直同期信号に対して今回補正すべき量が残存している場合にはその値も除算値に加算して、今回の補正量を決定すればよい。無論、第２の追随処理の適用例はこの例に限ったものではない。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に説明するが、第１の実施形態で説明した様々な応用例も同様に適用できる。

第１の実施形態では、図５のタイミング変更部１８における上記の第１所定期間や第２所定期間は固定値であることを前提として説明した。しかし、実際には、第１所定期間や第２所定期間（図９における周期変更量制御パラメータ）は、ＬＥＤバックライト１９（３７）におけるＬＥＤの配列や最大発光輝度や発光輝度の分解能（発光輝度の調整可能レベル）、表示パネル１５（ＬＣＤパネル３４）のスキャン速度（例えば表示パネルの駆動周波数が通常の６０Ｈｚであるのか、倍の１２０Ｈｚであるのか、ＬＥＤバックライトの点滅処理を連動させることによってさらに倍の２４０Ｈｚとしているのかなど）により調整を行うことが望ましい。また、スケーラ１４（３１）が上述したＤＦＬ機能により垂直同期信号の周期を補正するが、その補正量や補正方法によっても、周期変更量制御パラメータの調整が可能であることが望ましい。

よって、本実施形態におけるタイミング変更部１８は、上記第１所定期間又は上記第２所定期間を変更する期間変更部を有する。タイミング変更部１８が第１の追随処理を採用している場合、期間変更部は第１所定期間を変更するように構成すればよい。一方で、タイミング変更部１８が第２の追随処理を採用している場合、期間変更部は第２所定期間を変更するように構成すればよい。

図９のバックライト制御ＩＣ５０にこの期間変更部を具備するいくつかの例を挙げる。期間変更部は、図示しない操作部と制御部（例えば図５の主制御部１１）で構成できる。この場合、この制御部が操作部からのユーザ操作に基づき、周期変更量制御パラメータ記憶部５１ａに格納された周期変更量制御パラメータを変更すればよい。実際、調整者がこのような変更を行いながら表示画面を確認し、フリッカが生じないような周期変更量制御パラメータを決定すればよい。

また、表示パネル１５（ＬＣＤパネル３４）のスキャン速度等をユーザ設定可能としておき、制御部がそのユーザ設定に合った周期変更量制御パラメータを選択して周期変更量制御パラメータ記憶部５１ａに格納された周期変更量制御パラメータを変更するようにしてもよい。

このように、本実施形態では、バックライト制御部１６に期間変更部を備え、徐々に追随させる際の第１所定期間又は第２所定期間を可変に（パラメータ化）する。これにより、バックライト制御部１６を搭載する製品としての映像表示装置１０の性能（スケーラ１４のＤＦＬ機能の仕様やＬＥＤバックライト１９の構成）に応じて、製品毎に第１所定期間又は第２所定期間を調整し易くなり、どの製品においても表示側の垂直同期信号の変化に対応した点灯タイミングの最適な調整が可能となる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態について、第１，第２の実施形態との相違点を中心に説明するが、第１，第２の実施形態で説明した様々な応用例も同様に適用できる。

第１の実施形態では、図５のタイミング変更部１８における上記の第１又は第２の追随処理は変化があった場合に常に実行させること、或いは変調補正閾値を超えた場合に実行させることを前提として説明した。しかし、実際には、第２の実施形態と同様に、この変調補正閾値も、バックライト制御部１６を搭載する製品としての映像表示装置１０の性能（スケーラ１４のＤＦＬ機能の仕様やＬＥＤバックライト１９の構成）に応じて調整できるようにしておくことが望ましい。

よって、本実施形態におけるタイミング変更部１８は、次のトリガ変更部を有する。このトリガ変更部は、上記追随処理を開始するトリガとなる、上記垂直同期信号の周期の変化の量を変更する部位である。なお、このトリガ変更部は、第２の実施形態の期間変更部と併設することもできるが、いずれか一方のみを有するように構成することもできる。

図９のバックライト制御ＩＣ５０にこのトリガ変更部を具備するいくつかの例を挙げる。トリガ変更部は、図示しない操作部と制御部（例えば図５の主制御部１１）で構成できる。この場合、この制御部が操作部からのユーザ操作に基づき、変調補正閾値記憶部５２ｅに格納された変調補正閾値を変更すればよい。実際、調整者がこのような変更を行いながら表示画面を確認し、フリッカが生じないような変調補正閾値を決定すればよい。

また、表示パネル１５（ＬＣＤパネル３４）のスキャン速度等をユーザ設定可能としておき、制御部がそのユーザ設定に合った変調補正閾値を選択して変調補正閾値記憶部５２ｅに格納された変調補正閾値を変更するようにしてもよい。

このように、本実施形態では、バックライト制御部１６にトリガ変更部を備え、徐々に追随させる処理を開始するトリガを可変に（パラメータ化）する。これにより、バックライト制御部１６を搭載する製品としての映像表示装置１０の性能（スケーラ１４のＤＦＬ機能の仕様やＬＥＤバックライト１９の構成）に応じて、製品毎に上記トリガを調整し易くなり、どの製品においても表示側の垂直同期信号の変化に対応した点灯タイミングの最適な調整が可能となる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に説明するが、第１〜第３の実施形態で説明した様々な応用例も同様に適用できる。

図７（図９）の構成では、バックライト制御ＩＣ３５（５０）に入力される垂直同期信号に何らかの信号ノイズが入った場合には、タイミング変更部１８に相当する回路が誤動作し、ＬＥＤバックライト３７が誤点灯する可能性がある。

このような誤点灯を解消するために、本実施形態におけるバックライト制御部１６（バックライト制御ＩＣ３５，５０）は、少なくともタイミング変更部１８への入力前に、上記垂直同期信号のノイズを除去するノイズフィルタを備えている。ノイズフィルタは、例えば垂直同期信号における一定時間のＬｏｗ信号を無視するようなフィルタが挙げられる。また、垂直同期信号は映像表示にも影響を与えるため、このノイズフィルタは、図７の例で説明するとローカルデミング制御ＩＣ３２の手前やスケーラ３１の内部に配設するようにしてもよい。

以上、本実施形態によれば、タイミング変更部１８の誤動作を抑制することができる。なお、図７の説明において、スケーラ３１から直接ＴＣＯＮ３３に垂直同期信号と映像データとを送信するような構成についても補足した。このような構成に対してノイズフィルタを具備する場合には、スケーラ３１の内部又は直後にノイズフィルタを設け、ノイズフィルタから出力された垂直同期信号（及び映像データ）をＴＣＯＮ３３に送信するようにすればよい。

（その他）
以上、本発明に係るバックライト制御装置や映像表示装置について説明したが、本発明は、非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御するバックライト制御方法や、そのバックライト制御方法をコンピュータ（バックライト制御装置、又はバックライト制御装置内のＣＰＵ等）に実行させるためのプログラムとしての形態も採り得る。

このバックライト制御方法は、上記表示パネルを複数に分割した分割領域毎に、映像信号の特徴量に応じて上記ＬＥＤバックライトの発光輝度を制御する輝度制御ステップと、上記映像信号の垂直同期信号の周期が変化した場合、上記ＬＥＤバックライトにおける点灯タイミングの周期を、上記垂直同期信号の周期に合うように徐々に追随させる追随処理を実行するタイミング変更ステップと、を有する。その他の応用例については、映像表示装置のバックライト制御部について説明した通りであり、その説明を省略する。

上記プログラムは、換言すると、このバックライト制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。すなわち、このプログラムは、上記コンピュータに、上記表示パネルを複数に分割した分割領域毎に、映像信号の特徴量に応じて上記ＬＥＤバックライトの発光輝度を制御する輝度制御ステップと、上記映像信号の垂直同期信号の周期が変化した場合、上記ＬＥＤバックライトにおける点灯タイミングの周期を、上記垂直同期信号の周期に合うように徐々に追随させる追随処理を実行するタイミング変更ステップと、を実行させるためのプログラムである。その他の応用例については、映像表示装置のバックライト制御部について説明した通りであり、その説明を省略する。

また、上記プログラムをコンピュータにより読み取り可能で非一時的な記録媒体としての形態についても容易に理解することができる。このコンピュータとしては、汎用のＰＣに限らず、マイクロコンピュータやプログラム可能な汎用の集積回路／チップセットなど、様々な形態のコンピュータが適用できる。また、このプログラムは、可搬の記録媒体を介して流通させるに限らず、インターネット等のネットワークを介して、また放送波を介して流通させることもできる。ネットワークを介して受信するとは、外部サーバの記憶装置などに記録されたプログラムを受信することを指す。

１０，３０…映像表示装置、１１…主制御部、１２…映像入力部、１３…映像処理部、１４，３１…スケーラ、１５…表示パネル、１６…バックライト制御部、１７…発光輝度制御部、１８…タイミング変更部、１９，３７，４０…ＬＥＤバックライト、２０…ＰＣ、３２…ローカルデミング制御ＩＣ、３３…ＬＣＤタイミングコントローラ（ＴＣＯＮ）、３４…ＬＣＤパネル、３５，５０…バックライト制御ＩＣ、３６…ＬＥＤドライバ、４０Ｂ…青色ＬＥＤ、４０Ｇ…緑色ＬＥＤ、４０Ｒ…赤色ＬＥＤ、４０Ｕ…ＬＥＤセット、４１，４２，４８…ＬＥＤ群、５１…ＶＳＹＮＣ生成回路、５１ａ…周期変更量制御パラメータ記憶部、５１ｂ…ＶＳＹＮＣ生成カウンタ、５１ｃ…セレクタ、５２…周期監視回路、５２ａ…周期計測カウンタ、５２ｂ…前ＶＳＹＮＣ周期記憶部、５２ｃ…比較器、５２ｄ…変調累積カウンタ、５２ｅ…変調補正閾値記憶部、５２ｆ…判定器。

Claims (8)

1. 非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御するバックライト制御装置であって、
   前記表示パネルを複数に分割した分割領域毎に、映像信号の特徴量に応じて前記ＬＥＤバックライトの発光輝度を制御する発光輝度制御部と、
   前記映像信号の垂直同期信号の周期が変化した場合、前記ＬＥＤバックライトにおける点灯タイミングの周期を、前記垂直同期信号の周期に合うように徐々に追随させる追随処理を実行するタイミング変更部と、を備えたことを特徴とするバックライト制御装置。
2. 前記追随処理は、前記点灯タイミングの周期を、前記垂直同期信号の周期に合うように所定期間ずつ徐々に追随させていく処理であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト制御装置。
3. 前記追随処理は、前記点灯タイミングの周期を、所定期間で前記垂直同期信号の周期に合うように、徐々に追随させていく処理であることを特徴とする請求項１に記載のバックライト制御装置。
4. 前記タイミング変更部は、前記所定期間を変更する期間変更部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載のバックライト制御装置。
5. 前記タイミング変更部は、前記追随処理を開始するトリガとなる、前記垂直同期信号の周期の変化の量を変更するトリガ変更部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバックライト制御装置。
6. 少なくとも前記タイミング変更部への入力前に、前記垂直同期信号のノイズを除去するノイズフィルタを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバックライト制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のバックライト制御装置を備えた映像表示装置。
8. 非自発光型の表示パネルに背面から光を照射するためのＬＥＤバックライトを制御するバックライト制御方法であって、
   前記表示パネルを複数に分割した分割領域毎に、映像信号の特徴量に応じて前記ＬＥＤバックライトの発光輝度を制御する輝度制御ステップと、
   前記映像信号の垂直同期信号の周期が変化した場合、前記ＬＥＤバックライトにおける点灯タイミングの周期を、前記垂直同期信号の周期に合うように徐々に追随させる追随処理を実行するタイミング変更ステップと、
   を有することを特徴とするバックライト制御方法。

Images