JP2016197149A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御部の負荷を軽減し、かつ、バックライトの制御の精度を向上させることができる表示装置を提供する。【解決手段】液晶パネル２０と、液晶パネル２０の背面側から照射するバックライト１７と、液晶パネル２０に電力を供給する第一電源部４１および第二電源部４２と、第一電源部４１あるいは第二電源部４２内の供給量を測定する測定部と、測定部により測定された供給量に応じてバックライト１７を制御する制御部３０とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、バックライトを利用した映像の表示を行う表示装置に関する。

液晶ディスプレイのように、バックライトを用いて映像の表示を行う表示装置には、バックライトの輝度を調整する機能を備える装置がある。バックライトの輝度は、例えば、映像信号の階調値を利用して行う（例えば、特許文献１参照）。このような表示装置では、例えば、階調値の大きい画素が多い場合には、バックライトの明るさを大きくし、階調値の小さい画素が多い場合には、バックライトの明るさを小さくする制御を行っている。

特開平１０−１４８８０７号公報

しかしながら、映像信号の階調値を用いたバックライトの制御では、映像信号の復号化等を行う必要があるため、制御部における演算量が大きくなる。つまり、従来のバックライトの制御では、制御部の負荷が大きいという問題がある。また、映像信号の階調値を用いたバックライトの制御では、回路の製造における特性のばらつきが考慮されていないため、精度が十分ではないという問題がある。

本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、制御部の負荷を軽減し、かつ、バックライトの制御の精度を向上させることができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの背面側から照射する光源と、前記表示パネルに電力を供給する電源部と、前記電源部から前記表示パネルに供給される電圧および／または電流の供給量を測定する測定部と、前記測定部により測定された供給量に応じて前記光源を制御する制御部とを備える。

一般的に、表示装置では、光源であるバックライトの輝度を調整する場合、映像信号の階調値の合計値を利用している。このため、従来の表示装置の制御部は、映像信号の階調値の合計値を算出する必要があり、制御部にかかる負荷が大きいという問題がある。

ここで、本発明者らは、表示パネルに対して電力を供給する電源部に流れる電流の電流量が、複数のセル（例えば、セル一行分）の階調値の合計に対応することに着目した。上記構成の表示装置は、測定部を用いて電源部の電力および／または電流の供給量、例えば、電源部に流れる電流の電流量あるいは電源部の電圧を測定するので、複数のセルにおける階調値の合計を制御部において演算する必要がなくなる。これにより、制御部にかかる演算負荷を軽減できる。

また、上記構成の表示装置は、測定部を用いて電源部の供給量を測定するので、セルの階調値の合計をリアルタイムで求めることが可能になる。なお、単純に複数のセルにおける階調値の合計の演算を、ロジック回路に置き換える場合、つまり、単純にソフトウェア制御をハードウェア制御に切り替えた場合でも、制御部において演算するより処理の速度が速くなる。しかし、映像信号は一般的に圧縮符号化されているため、復号等に時間がかかることから、リアルタイムでの処理は困難である。また、階調値の合計が算出されるタイミングと光源の制御のタイミングとを調整する必要が生じる。これに対し、上記構成の表示装置は、測定部を用いて電源部の供給量を測定するので、実際に画素に電圧が印加されているタイミングで光源の制御を行うことが容易になる。

例えば、さらに、前記表示パネルにデータ信号を供給するソースドライバを備え、前記電源部は、前記ソースドライバに電力および／または電流を供給し、前記測定部は、前記ソースドライバに供給される電力および／または電流の前記供給量を測定してもよい。

ソースドライバに供給される電力の供給量と階調値の合計とは対応しているので、ソースドライバに供給される電力の供給量を測定することで、制御部の処理負荷を軽減しながら階調値の合計に対応する供給量を求めることができる。

例えば、前記電源部は、交流電源から供給される交流電力を第一直流電力に変換する第一電源部と、前記第一直流電力を第二直流電力に変換して前記ソースドライバに供給する第二電源部とを含み、前記測定部は、前記第一直流電力および／または前記第二直流電力の前記供給量を測定してもよい。

電源部のうち、階調値の合計に対応する供給量を有する電力としては、例えば、第二電源部に供給される第一直流電力、あるいは、第二電源部から表示パネル側に供給される第二直流電力が考えられる。このため、測定部を、第二電源部に供給される第一直流電力あるいは第二直流電力を測定するように構成することで、制御部の処理負荷を軽減しながら階調値の合計を求めることができる。

また、前記制御部は、前記測定部の測定結果に応じたデューティ比を有する信号を生成することにより、前記光源の点灯期間を制御してもよい。また、前記制御部は、前記供給量が増加したときに前記信号のデューティ比を増加させる第一モードと、前記供給量が増加したときに前記信号のデューティ比を減少させる第二モードとを選択的に実行してもよい。

上記構成の表示装置は、測定部からの出力信号に応じたデューティ比を有するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成するので、バックライトの制御を適切に行うことが可能になる。

また、前記制御部は、前記測定部によって測定された供給量に応じて、前記光源の輝度を制御してもよい。

上記構成の表示装置は、制御部が供給量に応じて光源の輝度を制御するので、制御部の光源の制御にかかる処理負荷を軽減することができる。

また、前記制御部は、前記表示パネルに画像が表示されているときに、前記供給量に応じて前記光源を制御してもよい。

これにより、制御部における供給量の測定と光源の制御とのタイミングを合わせることができる。

例えば、前記測定部は、前記電源部の入力端子に接続される電源線に挿入された、または、前記電源部の出力端子に接続される電源線に挿入された第一抵抗素子と、制御端子が前記第一抵抗素子の一端に、第一出力端子が前記第一抵抗素子の他端に接続され、前記第一出力端子と第二出力端子との間に前記制御端子の電圧に応じた大きさの電流を流すスイッチ素子と、一端が前記スイッチ素子の前記第二出力端子に接続された第二抵抗素子とを有してもよい。

上記構成の表示装置では、簡単な構成で測定部を実現できる。つまり、回路を簡素化できることから、回路規模の増大を抑制し、製造コストの増大を抑制することが可能である。さらに、上記構成の表示装置は、当該平均値の演算速度を速くすることができる。

本発明によると、表示装置において、制御部の負荷を軽減し、かつ、バックライトの制御の精度を向上させることができる。

実施の形態における液晶ディスプレイを分解した状態を示す斜視図である。 図１に示すオープンセルおよび制御部の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態における電源基板の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態における電流測定回路の構成の一例を示す図である。 変形例１における電流測定回路の構成の一例を示す図である。 変形例２における電流測定回路の構成の一例を示す図である。 実施の形態における画像の輝度と、電流量の測定値、ＰＷＭ信号およびバックライトの輝度との関係を示すグラフである。 実施の形態における画像の輝度と、電流量の測定値、ＰＷＭ信号、バックライトの輝度および消費電力との関係を示すグラフである。 調整値に対する、バックライトの点灯期間における駆動電流を示すグラフである。 調整値に対する、バックライトの点灯デューティ比を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、各図は、必ずしも各寸法あるいは各寸法比等を厳密に図示したものではない。また、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
実施の形態の液晶ディスプレイについて、図１〜図４を基に説明する。

本実施の形態の液晶ディスプレイは、放送波に含まれる映像信号、あるいは、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）等の外部装置から入力される映像信号を用いて映像の表示を行う表示装置の一例である。

本実施の形態の液晶ディスプレイでは、表示する画像の明るさに応じたバックライト制御を行うように構成されている。バックライト制御については、後述する。

［１−１．液晶ディスプレイ］
本実施の形態の液晶ディスプレイ１０の構成について、図１〜図３を基に説明する。

図１は、液晶ディスプレイ１０を分解した状態を示す斜視図である。図２は、図１に示すオープンセル１３および制御部３０の構成の一例を示すブロック図である。

液晶ディスプレイ１０は、図１に示すように、フロントキャビネット１１と、ベゼル１２と、オープンセル１３と、セルガイド１４と、光学部材１５と、反射部材１６と、バックライト１７と、リアフレーム１８とを備えている。さらに、液晶ディスプレイ１０は、電源基板４０と、電流測定回路３１Ａと、制御部３０とを備えている。

フロントキャビネット１１は、液晶ディスプレイ１０の筐体の正面側の半分を構成する部材である。筐体は、フロントキャビネット１１と、図１では図示していないリアキャビネットとを組み合わせて構成されている。フロントキャビネット１１は、本実施の形態では、樹脂製の部材である。

ベゼル１２は、オープンセル１３を液晶ディスプレイ１０の正面側から支持する部材である。

オープンセル１３は、液晶パネル２０と、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ、Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）と、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ、プリント基板）とを備えている。ＣＯＦは、液晶パネル２０を駆動するＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が搭載されたフレキシブルケーブルである。オープンセル１３の詳細については、後述する。

セルガイド１４は、オープンセル１３の位置ずれを防止するための部材である。

光学部材１５は、光源からの光の輝度等を調整するための部材であり、光学シートおよび拡散シートを含む複数のシート状の部材により構成されている。

反射部材１６は、バックライト１７からの光を反射させるシート状の部材である。

バックライト１７は、液晶ディスプレイ１０の光源の一例であり、複数のＬＥＤバーにより構成されている。ＬＥＤバーは、複数のＬＥＤと、複数のＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板とを備えている。バックライト１７は、バックライト１７を制御するための制御信号の一例であるＰＷＭ信号のデューティ比が大きいほど輝度が大きくなるように構成されている。

リアフレーム１８は、バックライト１７が取り付けられる部材であり、バックライト１７の背面に配置される。

電源基板４０、電流測定回路３１Ａおよび制御部３０は、液晶パネル２０を駆動するための回路である。電源基板４０、電流測定回路３１Ａおよび制御部３０の詳細については、後述する。

［１−１−１．オープンセル］
オープンセル１３は、図１および図２に示すように、液晶パネル２０と、ゲートドライバ２１と、ソースドライバ２２と、コモンドライバ２３とを備えている。

液晶パネル２０は、表示パネルの一例であり、マトリクス状に配置されたサブ画素Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎ（ｍは行数、ｎは列数）と、走査線ＧＬ１〜ＧＬｍと、データ線ＳＬ１〜ＳＬｎと、共通配線ＣＯＭとを備えている。サブ画素Ｐ_ｉｊ（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）は、液晶ＬＣ_ｉｊと、スイッチング素子Ｔ_ｉｊとを備えている。液晶ＬＣ_ｉｊは、共通電極と画素電極との間に液晶層が形成された構成となっており、共通電極が共通配線ＣＯＭに、画素電極が後述するスイッチング素子Ｔ_ｉｊのドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Ｔ_ｉｊは、例えば、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、ゲート端子がゲート線ＧＬｉに、ドレイン端子が液晶ＬＣ_ｉｊの画素電極に、ソース端子がソース線ＳＬｊにそれぞれ接続されている。なお、サブ画素Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎは、それぞれ、赤色、緑色または青色に対応する画素であり、３つのサブ画素で１つの画素が構成されている。サブ画素は、表示画素の一例である。

本実施の形態では、サブ画素Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎが、電圧がかかっていないときに透過率が最小となるノーマリーブラックの液晶である場合について説明する。

ゲートドライバ２１、ソースドライバ２２およびコモンドライバ２３は、それぞれ、複数のＣＯＦを含むＣＯＦ群により実現されている。ＣＯＦは、出力端子が液晶パネル２０に、入力端子がＰＣＢの出力端子に接続されている。

ゲートドライバ２１は、ゲート線ＧＬ１〜ＧＬｍを介して、サブ画素Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎを構成するスイッチング素子Ｔ_１１〜Ｔ_ｍｎのゲート端子に接続されている。液晶ディスプレイ１０では、行単位で書き込み処理を実行する。ゲートドライバ２１は、選択された画素行のゲート線ＧＬｉに対し、当該ゲート線ＧＬｉに接続されたサブ画素Ｐ_ｉ１〜Ｐ_ｉｎを構成するスイッチング素子Ｔ_ｉ１〜Ｔ_ｉｎをＯＮ状態にするための電圧を印加する。

ソースドライバ２２は、第二電源部４２から供給される第二直流電力ＰＳ２を用いてサブ画素Ｐ_ｉ１〜Ｐ_ｉｎの階調値に応じた複数のデータ信号を生成し、複数のデータ信号をサブ画素Ｐ_ｉ１〜Ｐ_ｉｎに供給する駆動回路の一例である。データ信号は、駆動信号である。ソースドライバ２２は、ソース線ＳＬ１〜ＳＬｎおよびスイッチング素子Ｔ_１１〜Ｔ_ｍｎを介して、液晶ＬＣ_１１〜ＬＣ_ｍｎの画素電極に接続されている。ソースドライバ２２は、ソース線ＳＬ１〜ＳＬｎに対し、選択されたサブ画素Ｐ_ｉ１〜Ｐ_ｉｎの画素値に応じた電圧値を有するデータ信号を印加する。

コモンドライバ２３は、共通配線ＣＯＭを介して、液晶ＬＣ_１１〜ＬＣ_ｍｎの共通電極に接続されている。コモンドライバ２３は、共通配線ＣＯＭに、共通電圧ＶＣＯＭを印加する。

［１−１−２．電源基板］
図３は、本実施の形態における電源基板４０の構成の一例を示すブロック図である。

電源基板４０は、液晶ディスプレイ１０を構成する各回路に電力を供給する回路が搭載された基板である。当該回路には、液晶パネル２０に電力を供給する電源部が含まれる。図３に示すように、電源基板４０には、第一電源部４１、第二電源部４２、第三電源部４３、および、第四電源部４４が配置されている。第一電源部４１および第二電源部４２は、上記電源部に含まれる。

なお、電源基板４０は、１枚の基板である必要はない。また、電源基板４０は他の基板（例えば、制御部用の基板）と共用されていても構わない。電源基板４０上に形成される第一第一電源部４１〜第四電源部４４は、１つのＩＣにより構成されていても構わないし、複数のＩＣにより構成されていても構わない。また、第一第一電源部４１〜第四電源部４４は、複数の基板に分散して設けられていても構わない。

第一電源部４１は、交流電源５０から供給される交流電力を直流電力に変換することにより第一直流電力ＰＳ１を生成する。第一電源部４１は、第一直流電力ＰＳ１を第二電源部４２、第三電源部４３および第四電源部４４に対して供給する。なお、第一電源部４１は、第二電源部４２、第三電源部４３および第四電源部４４の各々に対して、異なる電圧値または電流値を有する電力を供給しても構わない。

第二電源部４２は、第一電源部４１から供給される第一直流電力ＰＳ１を用いて複数のサブ画素Ｐ_ｉ１〜Ｐ_ｉｎを駆動するための第二直流電力ＰＳ２を生成する。第二直流電力ＰＳ２は、ソースドライバ２２において電源として用いられる。より具体的には、第二電源部４２は、例えば、昇圧回路あるいは降圧回路を用いて構成され、第一直流電力ＰＳ１の電圧値を、ソースドライバ２２において用いられる電源電圧の電圧値に変換することにより、第二直流電力ＰＳ２を生成する。第二電源部４２は、第二直流電力ＰＳ２をソースドライバ２２に出力する。

第三電源部４３は、第一電源部４１から供給される第一直流電力ＰＳ１を用いて制御部３０を動作させるための第三直流電力ＰＳ３を生成し、制御部３０に対して供給する。第三電源部４３は、昇圧回路または降圧回路を用いて構成される。

第四電源部４４は、第一電源部４１から供給される第一直流電力ＰＳ１を用いてバックライト１７を点灯させるための第四直流電力ＰＳ４を生成し、バックライト１７に対して供給する。第四電源部４４は、昇圧回路または降圧回路を用いて構成される。

［１−１−３．電流測定回路］
図４は、本実施の形態における電流測定回路３１Ａの構成の一例を示す図である。

電流測定回路３１Ａは、電源部の電力および／または電流の供給量を測定する測定部の一例である。電流測定回路３１Ａは、第二電源部４２に流れる電流の電流量を測定し、測定結果を制御部３０に入力する。電流測定回路３１Ａは、図４に示すように、第一抵抗素子Ｒ１と、トランジスタＴｒ１と、第二抵抗素子Ｒ２と、第三抵抗素子Ｒ３とを備えている。

第一抵抗素子Ｒ１は、第一電源部４１の出力端子と第二電源部４２の入力端子との間に接続されている。第一抵抗素子Ｒ１の両端の電圧差が、電流量に対応する。

トランジスタＴｒ１は、ベース端子が第一抵抗素子Ｒ１の一端に、エミッタ端子が第一抵抗素子Ｒ１の他端に接続されている。図４では、第一抵抗素子Ｒ１の一端に接続されるノードをノードＮ１、他端に接続されるノードをノードＮ２としている。ベース端子は制御端子の一例であり、エミッタ端子およびコレクタ端子は第一出力端子および第二出力端子の一例である。

第二抵抗素子Ｒ２は、一端がコレクタ端子に接続され、他端が電流測定回路３１Ａの出力ノードであるノードＮ３に接続されている。

第三抵抗素子Ｒ３は、一端がノードＮ３に接続され、他端に接地電圧が入力されている。

電流測定回路３１Ａは、このように構成することにより、抵抗素子Ｒ１に流れる電流の電流値に対応する電圧値を、制御部３０に入力する。

なお、本実施の形態では、抵抗素子Ｒ１が第一電源部４１の出力端子と第二電源部４２の入力端子との間に接続されている場合について説明するが、抵抗素子Ｒ１は、第二電源部４２の出力端子とソースドライバ２２の入力端子との間に接続されていても構わない。言い換えると、本実施の形態では、電流測定回路３１Ａは、第二電源部４２に供給される第一直流電力ＰＳ１の電力の供給量を測定するが、第二電源部４２から出力される第二直流電力ＰＳ２の電力の供給量を測定しても構わない。

第一抵抗素子Ｒ１に電流が流れると、当該電流量に応じて第一抵抗素子Ｒ１の両端に当該電流量に応じた電圧差が生じる。この電圧差が、トランジスタＴｒ１の閾値電圧を超えると、つまり、ベースエミッタ間の電圧差が閾値電圧を超えると、トランジスタＴｒ１のコレクタエミッタ間に第一抵抗素子Ｒ１の両端の電圧差に応じた量の電流が流れる。第二抵抗素子Ｒ２にはトランジスタＴｒ１のコレクタエミッタ間に流れる電流がそのまま流れるため、第二抵抗素子Ｒ２の他端の電圧値は、トランジスタＴｒ１のコレクタエミッタ間に流れる電流に応じた値となる。つまり、第二抵抗素子Ｒ２の他端が接続されるノードＮ３の電圧値は、第一抵抗素子Ｒ１に流れる電流の電流量に応じた値になる。制御部３０には、ノードＮ３の電圧値が入力される。

なお、本実施の形態では、測定部が電流量を測定する電流測定回路３１Ａである場合について説明するが、電圧値を測定する回路（電圧値を直接、あるいは、電圧値の変動量を測定する回路）を設けても構わない。

［１−１−４．制御部］
制御部３０は、液晶パネル２０の制御を行う。液晶パネル２０の制御には、サブ画素Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎに対する書き込み処理、および、バックライト制御が含まれる。

［１−２．液晶ディスプレイの動作］
以下、液晶ディスプレイ１０の動作、特に、書き込み処理およびバックライト制御に関する動作について説明する。

［１−２−１．書込処理］
書き込み処理では、制御部３０は、映像信号を解析してサブ画素Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎの各々に対応する階調値を取得する。さらに、制御部３０は、当該階調値を示す信号をソースドライバ２２に対して出力する。

より具体的には、液晶ディスプレイ１０では、行単位でサブ画素Ｐ_１１〜Ｐ_ｍｎの透過率を変動させる書き込み処理を行う。各セルにおける透過率は、液晶に印加されている電圧値に応じて決まる。ソースドライバ２２は、選択された行ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に含まれる複数のサブ画素Ｐ_ｋ１〜Ｐ_ｋｎの各々について、第二電源部４２から供給される電力を元に対応する映像信号の階調値に応じた電圧を有するデータ信号を生成する。ソースドライバ２２は、生成したデータ信号の各々を対応するサブ画素Ｐ_ｋ１〜Ｐ_ｋｎに接続されたソース線ＳＬ１〜ＳＬｎに印加する。

このため、第二電源部４２に流れる電流の電流量は、サブ画素Ｐ_ｋ１〜Ｐ_ｋｎにおける映像信号の階調値の合計値に対応する値となる。

電流測定回路３１Ａの出力信号の電圧値は、第二電源部４２に流れる電流の電流量に対応する値となっている。

［１−２−２．バックライト制御］
バックライト制御では、制御部３０は、液晶ディスプレイ１０に表示する画像の明るさに応じてバックライト１７の輝度を調整する。画像の明るさは、例えば、画像の階調値の合計値、画像の階調値の平均値等である。より具体的には、制御部３０は、電流測定回路３１Ａにより測定された電流量に応じたデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号は、バックライト１７を制御するための制御信号の一例である。

なお、本実施の形態では、上述したように、電流測定回路３１Ａから出力される信号の電圧値が、測定された電流量に対応する。そのため、制御部３０は、入力された電圧値に応じたデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成する。

また、電流測定回路３１Ａから出力される信号の電圧値は、１行分のセルに供給される電力の電流値に対応している。つまり、ＰＷＭ信号は、１行分のセルにおける映像信号の階調値の合計値に応じたデューティ比を有する信号となる。

ここで、バックライト制御には、表示する画像が明るいほど、つまり、映像信号に含まれる複数の階調値の合計値が大きいほど、バックライト１７の輝度を高輝度に設定する第一バックライト制御と、液晶ディスプレイ１０全体で消費電力を低減させるようにバックライト１７の輝度を設定する第二バックライト制御とが含まれる。制御部３０は、ユーザにより省エネモードが指定されているときは第二バックライト制御を、省エネモードが指定されていない場合は第一バックライト制御を実行する。なお、制御部３０は、第一バックライト制御あるいは第二バックライト制御の何れか一方のみを実行しても構わないし、あるいは、液晶ディスプレイ１０の使用時間等に応じて実行する制御を選択するように構成しても構わない。

以下、第一バックライト制御および第二バックライト制御について説明する。なお、ここでは、液晶パネル２０がノーマリーブラックのパネルである場合を例に説明する。

図７は、第一バックライト制御における映像信号に含まれる複数の階調値の合計（画像の輝度）と、電流量、ＰＷＭ信号およびバックライト１７の輝度との関係を示すグラフである。

第一バックライト制御（第一モード）において、制御部３０は、表示する画像の輝度が大きい場合にバックライト１７の輝度を高輝度となるように制御する。

ここで、映像信号の階調値の合計値、つまり画像の輝度が大きいほど、電流測定回路３１Ａの出力信号の電圧値が大きくなる。そのため、制御部３０は、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、電流測定回路３１Ａの出力信号の電圧値が大きくなるほど、１周期におけるＨレベルの期間の比が大きくなるようにＰＷＭ信号を生成する。図７の（ｂ）および（ｃ）に示すように、ＰＷＭ信号の１周期におけるＨレベルの期間の比が大きくなるほど、バックライト１７の点灯期間が長くなる。つまり、バックライト１７の輝度が高輝度になる。逆に、映像信号の階調値の合計値が小さいほど、電流測定回路３１Ａの出力信号の電圧値が小さくなる。このとき、制御部３０により生成されるＰＷＭ信号の１周期におけるＨレベルの期間の比が小さくなり、バックライト１７の点灯期間が短くなる。つまり、バックライト１７の輝度が低輝度になる。

図８は、第二バックライト制御における画像の輝度と、電流量、ＰＷＭ信号およびバックライト１７の輝度との関係を示すグラフである。第一バックライト制御と第二バックライト制御とを比較するため、図８の（ａ）のグラフは、図７の（ａ）のグラフと同じである。

第二バックライト制御（第二モード）において、制御部３０は、液晶ディスプレイ全体で消費電力が低減できるように、表示する画像の輝度が大きい場合にバックライト１７の輝度を低輝度となるように制御する。なお、第二バックライト制御におけるデューティ比の変化率（光源の輝度のグラフにおける傾きの大きさ）は、図１に示す第一バックライト制御におけるデューティ比の変化率よりも小さい。

このように構成することにより、画像の輝度が大きい場合において、液晶ディスプレイ１０全体で消費電力を抑制することが可能になる。

なお、本実施の形態では、第一バックライト制御および第二バックライト制御のように、制御部３０は、ＰＷＭ信号のデューティ比を単調増加あるいは単調減少させる場合について説明したが、これに限るものではない。制御部３０は、電流量の二乗に応じてデューティ比を増加または減少させる、あるいは、ステップ状に増加あるいは減少させる等、他の方法でデューティ比を増減させても構わない。

［ＰＷＭ信号の振幅およびデューティ比の具体例］
以下、上述した図７および図８において、光源の輝度（図７および図８の（ｃ）のグラフ）と、ＰＷＭ信号のデューティ比（図７および図８の（ｂ）のグラフ）との関係について、さらに詳細に説明する。

上述した実施の形態において、光源に供給する駆動電流をブーストするように構成しても良い。そこで、以下、駆動電流をブーストしない場合（例１）、駆動電流をブーストする場合（例２および例３）の３例について説明する。なお、例３の方が駆動電流のブーストの程度が大きい。

先ず、駆動電流の振幅（図７および図８の（ａ）のグラフの電流量に対応）と目標輝度（図７および図８の（ｃ）のグラフの光源の輝度に対応）との関係について、図９を用いて説明する。

図９は、目標輝度に対する駆動電流の振幅特性（つまり、バックライト１７の点灯期間に供給される駆動電流の量）の一例を、例１〜例３について示すグラフである。

図９に示すように、駆動電流のブーストを行わない例１の場合、駆動電流の振幅は、目標輝度に依らず一定の３５０［ｍＡ］である（振幅特性が１種類である）。

これに対し、駆動電流のブーストを行う例２および例３の場合、２つの振幅特性を示す。例２および例３の場合、基準輝度以下の第一領域と、基準輝度よりも高い第二領域とで異なる振幅特性を示している。

より詳細には、例２では、基準輝度１０以下の第一領域では、目標輝度に対する駆動電流の振幅の変化率は０である。基準輝度１０より高い第二領域では、目標輝度に対する駆動電流の振幅の変化率は０よりも大きい。第一領域および第二領域における振幅特性のグラフは、何れも直線で示される。つまり、各領域内では同じ振幅特性となっている。第一領域における駆動電流の振幅は、目標輝度に依らず固定された６５０［ｍＡ］である。

また、例３では、基準輝度１４以下の第一領域では、目標輝度に対する駆動電流の振幅の変化率は０である。基準輝度１４よりも高い第二領域では、目標輝度に対する駆動電流の振幅の変化率は０よりも大きい。第一領域および第二領域における振幅特性のグラフは、何れも直線で示される。第一領域における駆動電流の振幅は、目標輝度に依らず固定された８１５［ｍＡ］である。

例２、例３の何れにおいても、駆動電流の振幅は、目標輝度の変更につれて連続的に変化する。駆動電流の振幅は、第２領域では目標輝度が高いほど小さくなる。駆動電流の振幅は、目標輝度の最大値において例１と同じ３５０［ｍＡ］である。

このように、駆動電流をブーストする場合、基準輝度以下の領域と基準輝度よりも高い領域とで、異なる２つの振幅特性を示す。基準輝度以下の第一領域では、駆動電流の振幅の変化率は、基準変化率以下である。基準輝度より高い第２領域では、駆動電流の振幅の変化率は、基準変化率よりも大きい。

次に、ＰＷＭ信号（図７および図８の（ｂ）のグラフに対応）のデューティ比と目標輝度（図７および図８の（ｃ）のグラフの光源の輝度に対応）との関係について、図１０を用いて説明する。

図１０は、目標輝度に対する駆動信号（ＰＷＭ信号）のデューティ比特性（つまり、バックライト１７のデューティ比）の一例を、上述の例１〜例３について示すグラフである。

図１０に示すように、駆動電流のブーストを行わない例１の場合、ＰＷＭ信号のデューティ比は、目標輝度に対して一定の傾きで変化する（ディユーティ比特性が１種類である）。

これに対し、駆動電流のブーストを行う例２および例３の場合、２つのデューティ比特性を示す。例２および例３の場合、基準輝度以下の第三領域と、基準器度よりも高い第四領域とで、異なるデューティ比特性を示している。

より詳細には、例２では、基準輝度１０以下の第三領域におけるデューティ比の変化率は、基準輝度１０より高い第四領域におけるデューティ比の変化率よりも小さい。例３では、基準輝度１４以下の第三領域におけるデューティ比の変化率は、基準輝度１４より高い第四領域におけるデューティ比の変化率よりも小さい。

例２および例３では、図９に示すように、第二領域において駆動電流がブーストされることで、対応する第四領域におけるデューティ比の変換率は、第三領域におけるデューティ比の変化率よりも大きくなる。

以上より、駆動電流のブーストを行う例２および例３の場合、駆動電流のブーストを行わない例１の場合に比べ、同じデューティ比でより高い目標輝度を達成できる（逆に言えば、同じ目標輝度をより小さなデューティ比で達成できる）。

［１−３．効果等］
本実施の形態の液晶ディスプレイ１０では、電流測定回路３１Ａにより第二電源部４２に流れる電流の電流量を測定するので、書き込み対象の複数のセルにおける階調値の合計値を演算処理により求める必要がなくなる。これにより、制御部３０にかかる負荷を軽減することができる。

また、本実施の形態の液晶ディスプレイ１０では、電流測定回路３１Ａにより第二電源部４２に流れる電流の電流量を測定するので、階調値の合計の演算を即時に行うことができる。上述したように、単純に階調値の合計の演算をロジック回路に置き換える場合、つまり、単純にソフトウェア制御をハードウェア制御に切り替えただけでは、従来のバックライトの制御と同様に、階調値の合計の演算を即時に行うことは困難である。

なお、本実施の形態では、行毎の書き込み処理に対応してＰＷＭ信号のデューティ比が変化している。つまり、バックライト１７の輝度は、１行毎に当該画素行の明るさに応じた輝度となる。ただし、人の目には、１行毎の明るさの違いは認識できず、１フレーム分の明るさが平滑化されて見える。したがって、人の目には、実質的に、１フレーム分の階調値に応じたデューティ比を有するＰＷＭ信号を用いてバックライト制御を行った場合と同じ明るさに見える。

また、本実施の形態では、電流測定回路３１Ａは、片方向に流れる電流を測定する構成となっている。一般的に、液晶ディスプレイ１０は、一定周期毎に、液晶に印加する電圧の極性を反転させる反転駆動が行われる。このため、反転駆動時の電流量を測定するために、逆方向の電流を検出する回路を新たに設けても構わない。逆方向の電流を検出する回路は、例えば、ベース端子をノードＮ１に、エミッタ端子をノードＮ２に接続したトランジスタを備える回路である。この場合、ベース端子は制御端子の一例であり、コレクタ端子およびエミッタ端子は第一出力端子および第二出力端子の一例である。

さらに、液晶ディスプレイ１０では、例えば、共通電圧ＶＣＯＭの電圧値を通常の駆動時と反転駆動時とで異なる値に設定することにより、液晶にかかる電圧の極性は反転されるが、ソースドライバ２２から出力される信号が全て正極性となるように構成しても構わない。この場合には、逆方向の電流を検出する回路を備える必要はない。なお、この場合には、通常の駆動時と反転駆動時とで、制御部３０に入力される信号の電圧とＰＷＭ信号のデューティ比とを変えるように構成する。

［変形例１］
本実施の形態の変形例１について、図５を基に説明する。

本変形例の液晶ディスプレイは、実施の形態の液晶ディスプレイ１０とは、電流測定回路の回路構成が異なる。

本変形例の液晶ディスプレイは、フロントキャビネット１１と、ベゼル１２と、オープンセル１３と、セルガイド１４と、光学部材１５と、反射部材１６と、バックライト１７と、リアフレーム１８と、電源基板４０と、電流測定回路３１Ｂと、制御部３０とを備えている。

本変形例において、電流測定回路３１Ｂ以外の構成、つまり、フロントキャビネット１１、ベゼル１２、オープンセル１３、セルガイド１４、光学部材１５、反射部材１６、バックライト１７、リアフレーム１８、電源基板４０および制御部３０の構成は、実施の形態と同じである。

図５は、本変形例における電流測定回路３１Ｂの構成の一例を示す図である。

電流測定回路３１Ｂは、第二電源部４２に流れる電流の電流量を測定し、測定結果を制御部３０に入力する。電流測定回路３１Ｂは、図５に示すように、第一抵抗素子Ｒ１と、トランジスタＴｒ１と、第二抵抗素子Ｒ２と、第三抵抗素子Ｒ３と、容量素子Ｃ１とを備えている。

なお、電流測定回路３１Ｂの容量素子Ｃ１以外の構成、つまり、第一抵抗素子Ｒ１、トランジスタＴｒ１、第二抵抗素子Ｒ２および第三抵抗素子Ｒ３の構成は、実施の形態と同じである。

容量素子Ｃ１は、一端が第三抵抗素子Ｒ３の一端に、他端が第三抵抗素子Ｒ３の他端にそれぞれ接続されている。

容量素子Ｃ１を設けることで、電流測定回路３１Ｂの出力信号の電圧値を平滑化することが可能になる。つまり、電流測定回路３１Ｂの出力信号の電圧値を、１フレーム分の階調値の合計に応じた電圧値に調整することが可能になる。

［変形例２］
本実施の形態の変形例２について、図６を基に説明する。

本変形例の液晶ディスプレイは、実施の形態および変形例１の液晶ディスプレイとは、電流測定回路の回路構成が異なる。

本変形例の液晶ディスプレイは、フロントキャビネット１１と、ベゼル１２と、オープンセル１３と、セルガイド１４と、光学部材１５と、反射部材１６と、バックライト１７と、リアフレーム１８と、電源基板４０と、電流測定回路３１Ｃと、制御部３０とを備えている。

本変形例において、電流測定回路３１Ｃ以外の構成、つまり、フロントキャビネット１１、ベゼル１２、オープンセル１３、セルガイド１４、光学部材１５、反射部材１６、バックライト１７、リアフレーム１８、電源基板４０および制御部３０の構成は、実施の形態と同じである。

図６は、本変形例における電流測定回路３１Ｃの構成の一例を示す図である。

電流測定回路３１Ｃは、第二電源部４２に流れる電流の電流量を測定し、測定結果を制御部３０に入力する。電流測定回路３１Ｃは、図６に示すように、第一抵抗素子Ｒ１と、トランジスタＴｒ１と、第二抵抗素子Ｒ２と、第三抵抗素子Ｒ３と、トランジスタＴｒ２と、第四抵抗素子Ｒ４と、第五抵抗素子Ｒ５とを備えている。

なお、第一抵抗素子Ｒ１、トランジスタＴｒ１、第二抵抗素子Ｒ２および第三抵抗素子Ｒ３の構成は、実施の形態と同じである。

トランジスタＴｒ２は、ベース端子が第三抵抗素子Ｒ３の一端（ノードＮ３）に、エミッタ端子が第三抵抗素子Ｒ３の他端（ノードＮ４）に、コレクタ端子が電流測定回路３１Ｃの出力ノードであるノードＮ５にそれぞれ接続されている。

第四抵抗素子Ｒ４は、一端がノードＮ２に、他端がノードＮ５にそれぞれ接続されている。

第五抵抗素子Ｒ５は、一端がノードＮ５に、他端がノードＮ４にそれぞれ接続されている。

このように接続されたトランジスタＴｒ２、第四抵抗素子Ｒ４および第五抵抗素子Ｒ５は、ノードＮ３の信号を反転させた反転信号を生成する反転回路として機能する。

これにより、液晶ディスプレイが、ノーマリーホワイト、つまり、電圧を印加していないときに液晶の透過率が最大となるサブ画素により構成されている場合、あるいは、バックライト１７の制御を逆にする場合に対応できる。バックライト１７の制御を逆にするとは、階調値の合計が大きい場合にバックライト１７の輝度を小さくし、階調値の合計が小さい場合にバックライト１７の輝度を大きくする制御である。

（他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係る表示装置について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。

（１）上記実施の形態および変形例１では、液晶パネル２０がノーマリーブラックのパネルであり、第一バックライト制御において、表示する画像の輝度が大きい場合にバックライト１７の輝度を高輝度となるように制御する場合について説明した。この場合において、制御部３０は、入力された電圧値が大きいほどデューティ比が大きいＰＷＭ信号を生成したが、これに限るものではない。

制御部３０は、液晶パネル２０がノーマリーホワイトのパネルであり、第一バックライト制御を行う場合（表示する画像の輝度が大きい場合にバックライト１７の輝度を高輝度となるように制御する場合）は、入力された電圧値が大きいほどデューティ比が小さいＰＷＭ信号を生成する。ノーマリーホワイトの液晶パネル２０では、電圧がかかっているときに液晶の透過率が最小となる。

あるいは、制御部３０は、液晶パネル２０がノーマリーブラックのパネルであり、第二バックライト制御を行う場合（表示する画像の輝度が大きい場合にバックライト１７の輝度を低輝度となるように制御する場合）は、入力された電圧値が大きいほどデューティ比が小さいＰＷＭ信号を生成する。制御部３０は、液晶パネル２０がノーマリーホワイトのパネルであり、表示する画像の輝度が大きい場合にバックライト１７の輝度を低輝度となるように制御する場合は、入力された電圧値が大きいほどデューティ比が大きいＰＷＭ信号を生成する。

変形例２では、電流測定回路３１Ｃの出力信号は、実施の形態１あるいは変形例１とは論理値が反転した反転信号となるため、電圧値とデューティ比の関係は逆になる。

（２）例えば、上記実施の形態および変形例１および２では、ＰＷＭ信号を用いてバックライト１７の制御を行う場合を例に説明したが、ＰＷＭ信号を用いてシャープネスあるいはコントラストを調整するように構成しても構わない。

（３）上記実施の形態および変形例１および２では、電流測定回路３１Ａおよび３１Ｂは、トランジスタＴｒ１を用いて第一抵抗素子Ｒ１の電圧差を検出したが、オペアンプ等の他の回路を用いて第一抵抗素子Ｒ１の電圧差を検出するように構成しても構わない。

（４）上記実施の形態および変形例１および２の電流測定回路３１Ａ〜３１Ｃに、抵抗素子あるいはダイオード等、任意の回路素子を追加しても構わない。

（５）上記実施の形態および変形例１および２では、液晶ディスプレイ１０が、交流電源５０から入力される交流電力により動作する場合を例に説明したが、これに限るものではない。液晶ディスプレイ１０は、例えば、ポータブルテレビ等、蓄電池から入力される直流電力により動作する構成であっても構わない。この場合には、第一電源部４１は、交流電力を直流電力に変換するＡ／Ｄ変換回路ではなく、蓄電池からの直流電力の電圧値を他の電圧値に変換するＤＣ／ＤＣ変換回路であっても構わない。あるいは、液晶ディスプレイ１０は、第一電源部４１を備えない構成であっても構わない。

（６）さらに、上記実施の形態及び上記変形例１および２をそれぞれ組み合わせるとしても良い。

上記構成の表示装置は、液晶ディスプレイ等、バックライトを備える表示装置に有用である。

１０ 液晶ディスプレイ
１１ フロントキャビネット
１２ ベゼル
１３ オープンセル
１４ セルガイド
１５ 光学部材
１６ 反射部材
１７ バックライト
１８ リアフレーム
２０ 液晶パネル
２１ ゲートドライバ
２２ ソースドライバ
２３ コモンドライバ
３０ 制御部
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ 電流測定回路
４０ 電源基板
４１ 第一電源部
４２ 第二電源部
４３ 第三電源部
４４ 第四電源部
５０ 交流電源
ＰＳ１ 第一直流電力
ＰＳ２ 第二直流電力
ＰＳ３ 第三直流電力
ＰＳ４ 第四直流電力

Claims (8)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルの背面側から照射する光源と、
   前記表示パネルに電力を供給する電源部と、
   前記電源部から前記表示パネルに供給される電圧および／または電流の供給量を測定する測定部と、
   前記測定部により測定された供給量に応じて前記光源を制御する制御部とを備える、
   表示装置。
2. さらに、前記表示パネルにデータ信号を供給するソースドライバを備え、
   前記電源部は、前記ソースドライバに電力および／または電流を供給し、
   前記測定部は、前記ソースドライバに供給される電力および／または電流の前記供給量を測定する、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記電源部は、交流電源から供給される交流電力を第一直流電力に変換する第一電源部と、前記第一直流電力を第二直流電力に変換して前記ソースドライバに供給する第二電源部とを含み、
   前記測定部は、前記第一直流電力および／または前記第二直流電力の前記供給量を測定する、
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記制御部は、前記測定部の測定結果に応じたデューティ比を有する信号を生成することにより、前記光源の点灯期間を制御する、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の表示装置。
5. 前記制御部は、前記供給量が増加したときに前記信号のデューティ比を増加させる第一モードと、前記供給量が増加したときに前記信号のデューティ比を減少させる第二モードとを選択的に実行する、
   請求項４に記載の表示装置。
6. 前記制御部は、前記測定部によって測定された供給量に応じて、前記光源の輝度を制御する、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の表示装置。
7. 前記制御部は、前記表示パネルに画像が表示されているときに、前記供給量に応じて前記光源を制御する、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の表示装置。
8. 前記測定部は、
   前記電源部の入力端子に接続される電源線に挿入された、または、前記電源部の出力端子に接続される電源線に挿入された第一抵抗素子と、
   制御端子が前記第一抵抗素子の一端に、第一出力端子が前記第一抵抗素子の他端に接続され、前記第一出力端子と第二出力端子との間に前記制御端子の電圧に応じた大きさの電流を流すスイッチ素子と、
   一端が前記スイッチ素子の前記第二出力端子に接続された第二抵抗素子とを有する、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の表示装置。

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