JP2018105979A - 照明装置、その制御方法、プログラムおよび画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は複数回点灯のバックライトスキャンを行い動画ぼけとフリッカを低減しながらも、合計駆動電流の変動を低減するような制御を可能にする照明装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の照明装置は、入力画像データに基づく画像を表示する表示手段を有する画像表示装置の照明装置であって、複数の領域を有し、領域の単位で輝度を制御可能な発光手段と、入力画像データに基づいて発光手段の各領域の輝度をパルス幅変調制御により制御する制御手段と、を有し、発光手段の各領域は、１フレーム期間内に、最も点灯期間の長いメイン点灯期間と、メイン点灯期間よりも短いサブ点灯期間と、を含む複数の点灯期間を有し、制御手段は、発光手段の各領域のメイン点灯期間の点灯開始を表示手段の走査処理に同期させ、サブ点灯期間の点灯開始のタイミングを領域ごとに異ならせることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は照明装置、その制御方法、プログラムおよび画像表示装置に関する。

近年、画像表示装置における透過パネルとして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、照明装置としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を用いたバックライトが用いられる。また、液晶
パネルを用いた画像表示装置で画像の輝度を調節する方法には、信号処理により液晶素子の変調の調整を行う方法と、バックライトの輝度を変化させる方法がある。画面内のコントラスト比を高めるためには、バックライトの最も高い輝度を調整する方法を採用するとよい。バックライトの輝度を調整する方法として、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）が多く用いられる。この方法はバックライトを一定の周期の単位で制御し、各周期で点灯期間と消灯期間の割合(デューティ比)を変化させる。これによって、バックライトの輝度が調整される。パルス幅変調制御（以下「ＰＷＭ制御」と呼ぶ）においては、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、視聴者がちらつき（フリッカ）を感じることがある。そのため、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。

バックライトの光源にＬＥＤが用いられる場合には、バックライトに多くのＬＥＤが敷き詰められる。バックライトに用いられるＬＥＤの数は、表示画面の大きさや必要な輝度等により異なる。ここで、図２のように、画面を１０の点灯領域に分けて、点灯領域ごとにＬＥＤの発光制御を行うことが可能であるとする。図７に、全ての点灯領域のＬＥＤを同じ位相で点灯と消灯をさせるＰＷＭ制御を行った場合の、バックライト電源の電流の変化を示す。図７の横軸は時間であり、縦軸は電流である。ある時点における各点灯領域内のＬＥＤの駆動電流を足し合わせたものが合計駆動電流である。ここで、各点灯領域の駆動電流は同一であるものとすると、図７に示すように、全ての点灯領域で同じ位相でＰＷＭ制御を行った場合、ＰＷＭ制御の１周期の中において、合計駆動電流が大幅に変動してしまう。このように大幅に合計駆動電流が変動する場合、大電流が必要となる期間では電源の変換効率が低下するため消費電力が増大してしまう。また大幅な変動に耐えうるようにバックライト電源の設計を行う必要があるため、コスト増となる懸念がある。

そこで、合計駆動電流の変動を抑え、電源の変換効率を安定化させるための技術として、ＰＷＭの位相を点灯領域ごとにずらして点灯させる制御方法がある（例えば特許文献１を参照）。図８に各点灯領域のＰＷＭの位相を１／１２周期ずつずらした場合の点灯パターンと合計駆動電流を示す。図８では、合計駆動電流の変動が抑えられていることがわかる。

ところで、液晶表示装置において、黒を表示するときには、液晶シャッターを閉じることによりバックライトの光を遮光する。しかし、液晶シャッターにより十分に遮光することができず、液晶シャッターを閉じていてもわずかに光が漏れることにより十分な黒の表現が出来ない、いわゆる「黒浮き」が生じることがある。よって、バックライトの輝度が全画面で均一になるように制御を行うと、黒浮きにより画面内のコントラスト比は制限されてしまう。この黒浮きを解消するための技術としてローカルディミングと呼ばれる技術が存在する。ローカルディミングは、表示画像の明暗に合わせて、画面内の点灯領域ごとにバックライトの輝度を変更する技術である（例えば特許文献２を参照）。このローカルディミングを行うことで、黒浮きを抑制し、画面内のコントラスト比を高めることが可能になる。

しかしながら、図８のように点灯領域ごとにＰＷＭの位相をずらす制御をした上で表示画像の明暗に応じてローカルディミングの制御を行うと、表示画像によっては合計駆動電流が大幅に変動してしまう場合がある。図９は、点灯領域ごとのディレイ時間が固定される場合に、画像の明暗に応じてローカルディミングの制御を行うと、合計駆動電流が大幅に変動してしまう例について説明するための図である。図９は、点灯領域１から４までをデューティ比５０％、点灯領域５から８までをデューティ比２５％、残りをデューティ比０％にした場合の例である。図９で示すように、点灯領域ごとのＰＷＭのデューティ比によっては合計駆動電流が大きく変動してしまう。

このように、ＰＷＭの位相を点灯領域ごとにずらしても、ローカルディミング制御によって点灯領域ごとのデューティ比を可変させた場合は合計駆動電流の変動幅が大きくなってしまう可能性がある。合計駆動電流に大幅な変動が生じる場合、前述のように、消費電力の増大やコスト増に繋がってしまう。

これを解決するための技術として、点灯領域ごとのデューティ比に応じて、各点灯領域のＰＷＭの位相を変更する技術がある(例えば特許文献３を参照)。この技術を用いることにより、点灯領域ごとにデューティ比が異なる場合であっても、合計駆動電流の変動を抑えることが可能になる。

またバックライトの制御方法としてバックライトスキャンと呼ばれる制御方法が存在する。液晶表示装置は液晶の応答速度に限界があるため、動きの速い動画などを表示する際に液晶の表示速度が追い付かずに、いわゆる「動画ぼけ」が生じることがある。この動画ぼけを低減するための制御方法がバックライトスキャンである。バックライトスキャンは、バックライトのＰＷＭ周波数を動画像のフレーム周波数に合わせて液晶の走査に同期させてバックライトを点滅させることで液晶の切り替わりを見えにくくして動画ぼけの低減を図る制御方法である。単純にＰＷＭの点滅周波数を落とすと前述のように点滅周期がフリッカとして視認されやすくなるため、フリッカの低減を図るためのバックライトスキャンの方法が提案されている(例えば特許文献４)。このように動画像１フレームの中に複数回の点灯期間を設けることでフリッカの低減と動画ぼけの低減の両立を図ることが可能となる。

特開２００９−１８８１３５号公報 特開２００１−１４２４０９号公報 特開２０１３−２３２３９８号公報 特開２０１３−２１０４９９号公報

しかしながら、バックライトスキャンにおいて動画ぼけの低減を図るためには、液晶の走査のタイミングとバックライトの点灯のタイミングを合わせる必要がある。特許文献３のように点灯位相を変える制御を行えばバックライトスキャンの効果は著しく低減してしまう。そこで本発明は複数回点灯のバックライトスキャンを行い動画ぼけとフリッカを低減しながらも、合計駆動電流の変動を低減するような制御を可能にする照明装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
入力画像データに基づく画像を表示する表示手段を有する画像表示装置の照明装置であって、
複数の領域を有し、前記領域の単位で輝度を制御可能な発光手段と、
前記入力画像データに基づいて前記発光手段の各領域の輝度をパルス幅変調制御により制御する制御手段と、
を有し、
前記発光手段の各領域は、１フレーム期間内に、最も点灯期間の長いメイン点灯期間と、前記メイン点灯期間よりも短いサブ点灯期間と、を含む複数の点灯期間を有し、
前記制御手段は、
前記発光手段の各領域の前記メイン点灯期間の点灯開始を前記表示手段の走査処理に同期させ、
前記サブ点灯期間の点灯開始のタイミングを領域ごとに異ならせる
ことを特徴とする照明装置である。

本発明の第２の態様は、
複数の領域を有し、前記領域の単位で輝度を制御可能な発光手段を有し、入力画像データに基づく画像を表示する表示手段を有する画像表示装置の照明装置の制御方法であって、
前記入力画像データに基づいて前記発光手段の各領域の輝度をパルス幅変調制御により制御する制御ステップを有し、
前記発光手段の各領域は、１フレーム期間内に、最も点灯期間の長いメイン点灯期間と、前記メイン点灯期間よりも短いサブ点灯期間と、を含む複数の点灯期間を有し、
前記制御ステップでは、
前記発光手段の各領域の前記メイン点灯期間の点灯開始を前記表示手段の走査処理に同期させ、
前記サブ点灯期間の点灯開始のタイミングが領域ごとに異なるように制御される
ことを特徴とする照明装置の制御方法である。

本発明の第３の態様は、本発明に係る照明装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、複数回点灯のバックライトスキャンを行い動画ぼけとフリッカを低減しながらも、合計駆動電流の変動を低減するような制御を可能にする。

実施例１に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図 バックライトの点灯領域の分割の一例を示す図 実施例１において位相変更前のＰＷＭ制御と合計駆動電流を示す図 実施例１において位相変更後のＰＷＭ制御と合計駆動電流を示す図 実施例２の位相と点灯比率変更後のＰＷＭ制御と合計駆動電流を示す図 実施例２に係るフローチャート 先行例の各点灯領域が同じ位相で点灯する場合を示す図 先行例の各点灯領域のディレイが固定され同じ輝度で発光する例を示す図 先行例の各点灯領域のディレイが固定され領域毎に輝度が異なる例を示す図

＜実施例１＞
（構成）
以下に図面を参照しながら実施例１を説明する。図１は本実施例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は、画像入力部１０１、画像解析部１０２、ＬＣＤ制御部１０３、バックライト制御部１０４、ＬＥＤドライバ１０９、バックライト１１０、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル１１１を備える。また、バックライト制御部１０４はさらに、合計駆動電流計算部１０５、ＰＷＭ計算部１０６、ＰＷＭ決定部１０７、ＰＷＭ算出部１０８を備える。

画像入力部１０１は、入力された画像データの入力処理を行う。入力処理は、例えばシリアルデータで送られてきた画像データをパラレルデータに変換する処理などである。入力処理された画像データは、画像解析部１０２へ送信される。画像解析部１０２は、画像入力部１０１で入力処理を施された画像データを解析し、画像データに基づく画像の表示に必要なデータを抽出する。画像の表示に必要なデータとは、例えば、後述するＬＣＤパネル１１１の各画素値や、バックライト１１０のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御値などである。

ＬＣＤ制御部１０３は、画像解析部１０２の解析結果に応じて、ＬＣＤパネル１１１を制御して、入力された画像データに基づく画像を表示する。より具体的には、ＬＣＤ制御部１０３は、ＬＣＤパネル１１１の各画素の液晶を配向させ所望の画像を表示する。バックライト制御部１０４は、画像解析部１０２の解析結果に応じて、ＬＥＤドライバ１０９がバックライト１１０が有するＬＥＤの駆動に必要な電流値やＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）のデューティ比（点灯期間と消灯期間の比）等の設定を行う。

バックライト制御部１０４が内部に有する各機能部について説明する。合計駆動電流計算部１０５は、各ＬＥＤを駆動する駆動電流の合計である合計駆動電流を計算する。例えば、合計駆動電流計算部１０５は１フレーム毎に、１フレーム中の各時点の合計駆動電流の瞬時値を、当該フレームが表示される前に事前に予測することが可能である。また、ＰＷＭ計算部１０６は、合計駆動電流計算部１０５の計算結果を基に、合計駆動電流の最大値並びに変動量が抑えられるように、バックライトスキャン時の点灯位相や点灯比率を計算する。ＰＷＭ決定部１０７は、ＰＷＭ計算部１０６の計算結果を受けてバックライト１１０の点灯比率と点灯位相を決定する。ＰＷＭ算出部１０８は、実際のデューティ比を決定してＬＥＤドライバ１０９に対して点灯位相と共に設定を行う。バックライト制御部１０４は、全体として入力画像データに基づいてバックライト１１０の各領域の輝度をパルス幅変調制御により制御する。なお、点灯比率については後述する。

ＬＥＤドライバ１０９は、バックライト１１０が有するＬＥＤを駆動する。ＬＥＤドライバ１０９は複数のチャンネルを有し、それぞれのチャンネルがバックライト１１０を構成する光源であるＬＥＤに接続されており、チャンネルごとに設定された条件でＬＥＤを点灯させる。バックライト１１０がＬＣＤパネル１１１を照射し、ＬＣＤパネル１１１が照射光を変調することにより、画像が表示される。

バックライト１１０は、ＬＣＤパネル１１１を照射する発光手段である。本実施例ではバックライト１１０は複数の領域に分割され、領域毎に輝度をパルス幅変調制御により制御可能である。また、本実施例では、バックライト１１０の光源としてＬＥＤが用いられるものとする。例えば、上述の一つの領域に一つ以上のＬＥＤが配置され、領域毎に輝度がＰＷＭ制御されるものとする。ただし、領域毎の輝度のパルス幅変調制御が可能であれば、光源はＬＥＤに限定されない。本実施例では、バックライト１１０の領域を図２のように縦に１０点灯領域に分割して点灯領域ごとに、ＰＷＭのデューティ比、点灯のタイミングを調整可能であるとする。図２の１０点灯領域は、ＬＣＤパネル１１１の表示領域に対応しているものとする。もちろんこれらは一例であり、分割数は１０分割に限るものではなく、これよりも多い場合も少ない場合も考えられる。また１つの点灯領域に存在する光源の数は１つの場合も考えられるし、複数の光源が存在する場合も考えられる。

ＬＣＤパネル１１１は、バックライト１１０が発する光を変調することにより、入力された画像データに基づく画像を表示する表示手段である。本実施例では、液晶を用いるＬＣＤパネルが用いられるものとしたが、他の方式の透過パネルを用いても構わない。例えば、液晶素子の代わりにＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓｔｅｍ）シャッターを用いたＭＥＭＳシャッター方式の透過パネルを用いても構わない。

画像解析部１０２、ＬＣＤ制御部１０３、バックライト制御部１０４等の各機能部は、不図示のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって実現される。具体的には、不図示のメモリに格納されたプログラムがＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのワークメモリ（不図示）に展開され、これをＣＰＵが実行することにより、上述の各機能部が実現される。

本実施例に係る画像表示装置は、ＬＣＤ制御部１０３およびＬＣＤパネル１１１等を有する表示ユニットと、バックライト制御部１０４、ＬＥＤドライバ１０９およびバックライト１１０等を有する照明装置を備えると考えることもできる。

（ＰＷＭ制御）
ＰＷＭの周期を決めるために、ＰＷＭの１周期ごとにＰＷＭ基準信号がバックライト制御部１０４により生成される。ここで、ＰＷＭ基準信号の一部であるバックライト基準信号からバックライト１１０のＬＥＤが点灯開始するまでの時間をディレイ時間として定義する。ディレイ時間により、ＰＷＭ制御の１周期の期間内におけるＬＥＤの点灯位相が定まる。従って、本実施例では、各ＬＥＤのディレイ時間を調整することは、各ＬＥＤの点灯位相を調整することを意味する。本実施例では点灯領域毎にＰＷＭ制御されるので、このディレイ時間は点灯領域ごとに設定することが可能である。

バックライトスキャンを行う際には、各点灯エリアのＰＷＭ制御は図３のようになる。ここで３回点灯のＰＷＭ制御において、バックライトスキャンを行う場合の方法を説明する。本実施例では、画像１フレーム期間内には５回のＰＷＭサイクルがあるとし、それぞれサイクル１〜サイクル５と名付ける。このため１フレーム期間内で、最大で５回まで点灯が可能である。ただし、点灯回数は一例であり、動画像フレーム周波数やバックライト１１０のＰＷＭ周波数に応じて、（ＰＷＭ周波数）／（動画像フレーム周波数） 回の点灯が可能となる。本実施例では動画像フレーム周波数６０Ｈｚ、バックライトのＰＷＭ周波数３００Ｈｚの場合を例にとって説明を行う。

複数回点灯のうち、最も長い点灯期間をメイン点灯期間と定義して、それ以外の点灯期間をサブ点灯期間と定義する。通常のバックライトスキャンにおいてはＬＣＤパネル１１１の走査のタイミングとバックライト１１０の点灯開始のタイミング（点灯位相）との関係がバックライトスキャンの効果に影響を与える。このため、このバックライト１１０の点灯位相を適切に設定することが重要である。本実施例のように複数回点灯する場合のバックライトスキャンでは、ＬＣＤパネル１１１の走査に対するメイン点灯期間の点灯位相が動画ぼけの改善効果に対して重要である。本実施例では、ＬＣＤパネル１１１の走査処理は、パネルの上側（点灯領域１側）から下側（点灯領域１０側）に、液晶ラインごとに行われるものとする。この場合、図３において、メイン点灯期間の点灯開始のタイミングと、ＬＣＤパネル１１１の走査処理とが同期して行われるものとする。

３回点灯の場合はメイン点灯期間以外の２つの点灯期間をサブ点灯期間とし、それぞれサブ点灯期間１、サブ点灯期間２とする。本実施例では、１フレーム期間が、各点灯期間が含まれる３つのＰＷＭ期間に分割される。サイクル１はサブ点灯期間１が含まれるサブ
ＰＷＭ期間１として、サイクル２とサイクル３はサブ点灯期間２が含まれるサブＰＷＭ期間２として設定される。また、サイクル４とサイクル５はメイン点灯期間が含まれるメインＰＷＭ期間として設定される。メインとサブの分け方はこれに限らず、３回点灯の場合はサイクル１がサブＰＷＭ期間１、サイクル２をサブＰＷＭ期間２、サイクル３〜５をメインＰＷＭ期間として設定されても良い。また本実施例では点灯回数は最大５回になるが、その場合、各点灯期間はメイン点灯期間とサブ点灯期間１〜４に割り当てられる。また、本実施例ではメインＰＷＭ期間はサイクル４とサイクル５にまたがっている。メイン点灯期間を連続のＰＷＭ期間とみなすため、メインＰＷＭ期間の中における点灯デューティ比が５０％を超える場合には、例えば次のように点灯が制御される。すなわち、図３のようにサイクル４のデューティ比が１００％に設定され、残りの点灯期間がサイクル５の開始から設定されることで連続点灯が可能になる。同じように図３ではサブＰＷＭ期間２はサイクル２とサイクル３にまたがるが、サブＰＷＭ期間２における点灯デューティが５０％を下回る場合には、サイクル２のみに点灯期間が設定されサイクル３では点灯デューティは０％に設定される。なお、ここでは「点灯期間」という用語は、実際に点灯領域（または光源）が点灯している期間、という意味で用いられており、各ＰＷＭ期間の点灯デューティは点灯期間とＰＷＭ期間の比率により定義される。

各点灯領域における点灯回数と点灯比率は、動画ぼけの改善効果とフリッカの低減効果とのトレードオフにより決定される。メインＰＷＭ期間の点灯比率が大きくかつサブ点灯期間の点灯回数が少ない方が動画ぼけの改善効果は高くなり、逆にサブＰＷＭ期間の点灯比率が大きく点灯回数が増える方がフリッカの低減効果は大きくなる。

また、ローカルディミングを行う際には点灯領域ごと、また同一点灯領域内においてもＬＥＤごとに点灯デューティ比は変更され得る。しかし本実施例においては説明の簡略化のために、画面内のデューティ比は均一で４０％であるとする。またサブＰＷＭ期間１の点灯期間（サブ点灯期間１）が１、サブＰＷＭ期間２の点灯期間（サブ点灯期間２）が３、メインＰＷＭ期間の点灯期間（メイン点灯期間）が６と、各ＰＷＭ期間の点灯期間の関係（以下「点灯比率」と呼ぶ）は１：３：６であるとする。つまり、点灯比率は、一つの点灯領域に着目した時の、メイン点灯期間およびサブ点灯期間を含む各点灯期間の比率を意味する。ＰＷＭサイクルの期間をＴとすると、動画像１フレーム期間では合計５Ｔの期間であるため、１フレーム期間の点灯デューティ比が４０％の場合には、１フレーム中の点灯期間の和は２Ｔとなる。よって上述の点灯比率の場合には、サブ点灯期間１が０．２Ｔ、サブ点灯期間２が０．６Ｔ、メイン点灯期間が１．２Ｔになる。ただしこれらは一例であり、実際には入力される画像データに応じて、１フレームの点灯期間や各ＰＷＭ期間の点灯期間の関係は変更されてもよい。

またＬＣＤパネル１１１の走査に合わせるために、図３のように点灯領域２は全ての点灯期間が、点灯領域１の点灯期間から１／２サイクル（０．５Ｔ）ずつずらされる。この場合、点灯領域２のディレイ時間は０．５Ｔであると表現される。点灯領域３はさらに０．５Ｔずらされて、ディレイ時間は１Ｔであるとする。同様に点灯領域１０ではディレイ時間を４．５Ｔとすることで、1フレームにまたがるバックライトスキャンが可能になる
。これはＬＣＤパネル１１１の走査が１フレームに渡って行われる場合の例である。しかし、例えばＬＣＤパネル１１１の走査が１／２フレーム期間で完了するのであれば、液晶の走査に合わせて、点灯領域ごとにディレイ時間が０．２５Ｔずつ増加されるバックライトスキャンが行われても良い。なお、本実施例では点灯期間をずらす時間の事をディレイ時間と呼称している。本実施例においてはバックライト基準信号から点灯開始までの時間をディレイ時間とする。ここでバックライト基準信号とは、図３におけるＬＥＤドライバ基準信号のうち、サイクル１の開始に同期した信号である。なお、ディレイ時間の定義は上述の定義に限らず、例えば、バックライト基準信号から各点灯期間の消灯のタイミングまでの時間をディレイ時間としても良いし、バックライト基準信号から点灯期間の中間点
までの時間をディレイ時間と定義しても良い。

図３には１フレーム期間中の各位相における合計駆動電流も示されている。合計駆動電流は、動画像１フレーム期間内の各位相における各点灯領域のＬＥＤの駆動電流を合計したものである。これを見ると分かるように合計駆動電流は最大６Ｃから最小３Ｃまで変動を繰り返している。本実施例ではこの変動を抑えるための方法を示す。

図３において合計駆動電流が最大となる位相は、ちょうどサブ点灯期間１の点灯開始の位相である。上述のとおりバックライトスキャンにおいてはメイン点灯期間の位相が最も重要である。そこで本実施例においては、メイン点灯期間の点灯位相を変更せずに、サブ点灯期間の点灯位相を変更することで合計駆動電流の変動を抑える方法を説明する。

合計駆動電流が最小となる期間は、ＬＥＤドライバ基準信号から０．２Ｔが経過した位相から始まる期間である。このため、図４のように点灯領域１のサブ点灯期間１のディレイ時間は０．２Ｔと設定される。点灯領域２〜１０のサブ点灯期間１のディレイ時間は同様に０．２Ｔずつ加算され、点灯領域２が０．７Ｔ、点灯領域３が１．２Ｔ、点灯領域４が１．７Ｔ、・・・点灯領域９が４．２Ｔ、点灯領域１０が４．７Ｔにそれぞれ設定される。すると、図４のように最大合計駆動電流値は５Ｃとなり、変更前の最大合計駆動電流値６Ｃよりも低減される。最小合計駆動電流値は３Ｃで変わらないため、最大で２Ｃ分の変動は残っているが、それでもディレイ時間を変更する前の変動量である３Ｃよりは変動が低減する。

また、図３のサイクル１に着目すると、点灯領域１のサブ点灯期間１の点灯開始と、点灯領域５のメイン点灯期間の点灯開始が同時であり、このタイミングを起点とする期間で合計駆動電流が最大になっている。一方、図４のサイクル１に着目すると、点灯領域１のサブ点灯期間１の点灯開始と、点灯領域５のメイン点灯期間の点灯開始は、異なるタイミングになるように変更されている。つまり本実施例に係るバックライト１１０の制御は、サブ点灯期間の点灯開始のタイミングを領域ごとに異ならせることによって、合計駆動電流を平準化するものと表現することもできる。また、図３で６Ｃであった最大合計駆動電流が、図４で５Ｃに低減したということは、点灯期間が重なる領域の数が少なくなったことを意味する。つまり、本実施例に係るバックライト１１０の制御は、サブ点灯期間の点灯開始のタイミングを、点灯期間が重なる領域の数が少なくなるように制御するものであると表現することもできる。

実施例１に係るバックライト１１０の制御によって、複数回点灯のバックライトスキャンを行い動画ぼけとフリッカを低減しながらも、合計駆動電流の変動を低減することが可能となる。これによって、バックライト１１０に電力を供給する電源の変換効率の低下が抑制され、また合計駆動電流の過大な変動に伴う設計のコスト増を回避できる。

＜実施例２＞
本実施例においては、サブ点灯期間の点灯比率を変更することで合計駆動電流の変動を抑える方法を解説する。なお、実施例２に係る画像表示装置の構成は実施例１と同様であるため、説明を省略する。実施例１においてディレイ時間のみを変えた状態を示す図４では、ＬＥＤドライバ基準信号からの経過時間がｔ＝０．４Ｔからｔ＝０．６Ｔまでの期間の合計駆動電流が３Ｃと最小になっている。この期間に他の期間で点灯している点灯期間を移動させることができれば、合計駆動電流の最小値が４Ｃとなり、合計駆動電流の変動を抑えることが可能になる。そこで本実施例では、サブ点灯期間１を延長し、代わりにサブ点灯期間２を短縮することで、合計駆動電流が最小となるｔ＝０．４Ｔからｔ＝０．６Ｔの期間を埋めることとする。この場合、サブ点灯期間１の長さは０．２Ｔから０．３Ｔに延長される。サブ点灯期間１の長さが０．１Ｔ延長された分、サブ点灯期間２は０．１
Ｔ短縮され、０．６Ｔから０．５Ｔに変更される。すると図５に示すように、合計駆動電流の最大値は５Ｃ、最小値は４Ｃとなり、より変動を抑えることが出来る。このようにサブ点灯期間の位相（ディレイ時間）と、各サブ点灯期間の点灯比率を合わせて変更することで、輝度は変わらないまま、またバックライトスキャンの効果も大きく変わらずに合計駆動電流の変動を抑えることが可能になる。

次に図６のフローチャートを用いて、ディレイ時間と点灯比率を変更するためのプロセスを説明する。なお、図６のフローチャートの処理においては、バックライト制御部１０４が処理の主体となって各処理を実行する。まず初めに、ステップＳ６０１ではバックライト１１０の制御モードがバックライトスキャンモードであるかどうかが判定される。バックライト１１０の制御モードがバックライトスキャンモードではない通常の点灯モードであれば（ステップＳ６０１：ＮＯ）、ステップＳ６０２に処理が進み通常の点灯フローを行う。

バックライト１１０の制御モードがバックライトスキャンモードであれば（ステップＳ６０１：ＹＥＳ）、ステップＳ６０３に処理が進み、点灯輝度の変更が行われたかどうかが判定される。点灯輝度の変更が行われない限り（ステップＳ６０３：ＮＯ）は、バックライト１１０は以前と同じ点灯デューティ比やディレイ時間のまま点灯を続ける。バックライト１１０の起動直後や、例えば表示される画像が動画像のように時間的に変化する場合、輝度変更ありと判断され（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、ステップＳ６０４に処理が進み、点灯比率が決定される。ステップＳ６０４では、動画ぼけの改善効果とフリッカの低減とのトレードオフを考慮して、メイン点灯期間およびサブ点灯期間を含む各点灯期間の点灯比率が決定される。ステップＳ６０５では、ステップＳ６０４で決定された点灯比率を基に、所望の輝度が得られるようにメインＰＷＭ期間とサブＰＷＭ期間のそれぞれの期間のデューティ比が算出される。ステップＳ６０６では、ＬＣＤパネル１１１の走査のタイミングを考慮したうえで点灯領域ごとの点灯位相(ディレイ時間)が設定される。ステップＳ６０７では、ステップＳ６０６で決定された位相で点灯を行った時の位相ごとの合計駆動電流が計算される。

ステップＳ６０８では、ステップＳ６０７で計算された合計駆動電流の計算結果から、合計駆動電流の変動（最大値と最小値の差）が予め定めた閾値より大きいかどうか判定される。変動が閾値よりも小さければ（ステップＳ６０８：ＮＯ）、処理はステップＳ６１２に進み、ステップＳ６０６までの処理で決定された設定値がそのままＬＥＤドライバに対して設定される。一方で電流値の変動が予め定められた閾値よりも大きい場合は（ステップＳ６０８：ＹＥＳ）、ステップＳ６０９に処理が進む。ステップＳ６０９では、実施例１で示したように、合計駆動電流の特に大きい期間の合計駆動電流が低減し、かつ／または、合計駆動電流が小さい期間の合計駆動電流が増大するように、サブ点灯期間の位相（ディレイ時間）が変更される。位相の変更に際しては、なるべく合計駆動電流の小さい期間にサブ点灯期間が収まるように、各点灯領域の点灯期間の位相が決定される。

ステップＳ６１０では、合計駆動電流が計算され、計算結果から合計駆動電流の変動が予め定めた閾値より大きいかどうか判定される。この状態で電流の変動が閾値以下に収まった場合には（ステップＳ６１０：ＮＯ）、処理はステップＳ６１２に進み、その時点での設定値がＬＥＤドライバに設定される。ステップＳ６１０において、ステップＳ６０９までの処理ではまだ閾値よりも合計駆動電流の変動が大きいと判定された場合は（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６１１に進む。ステップＳ６１１では、メイン点灯期間およびサブ点灯期間を含む各点灯期間の点灯比率が変更される。より具体的には、合計駆動電流の大きい位相で点灯しているサブ点灯期間が短縮され、なるべく合計駆動電流が小さい期間に点灯している別のサブ点灯期間が優先的に、短縮されたサブ点灯期間の短縮分だけ延長される。本実施例では、点灯比率が変更されるのはサブ点灯期間だけと
して説明したが、メイン点灯期間も含めて点灯比率が変更されてもよい。点灯比率の変更量が微小であればメイン点灯期間の変動も軽微であり、動画ぼけ、フリッカに与える影響も限定的であると考えられるためである。ステップＳ６１２では、ステップＳ６１１までの処理で点灯位相および点灯比率が決定された状態の設定値がＬＥＤドライバに設定される。通常の画像再生時は、１フレーム毎にステップＳ６０３〜Ｓ６１２までの処理が実行される。

以上の例では点灯位相に関してはサブ点灯期間１のみを変更する例を示したが、複数のサブ点灯期間の点灯位相をそれぞれ変更しても良いし、サブ点灯期間の数も２つに限らないため様々な例が考えられ、本実施例で示した方法に限るものではない。

以上のようにメイン点灯期間の位相と点灯比率を変更せずに、サブ点灯期間の点灯比率と点灯位相を変更することでバックライトスキャンの効果が大きく変わらずに合計駆動電流の変動を抑えることが可能になる。また、実施例２に係るバックライト１１０の制御によって、複数回点灯のバックライトスキャンを行い動画ぼけとフリッカを低減しながらも、合計駆動電流の変動を低減することが可能となる。これによって、バックライト１１０に電力を供給する電源の変換効率の低下が抑制され、また合計駆動電流の過大な変動に伴う設計のコスト増を回避できる。また、実施例１に比べて実施例２では、点灯位相の変更に加えて点灯比率の変更も行われるため、合計駆動電流の変動の抑制効果がより高いといえる。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

なお、実施例１〜２はあくまで一例であり、本発明の要旨の範囲内で実施例１〜２の構成を適宜変形したり変更したりすることにより得られる構成も、本発明に含まれる。実施例１〜２の構成を適宜組み合わせて得られる構成も、本発明に含まれる。

１００：画像表示装置 １０４：バックライト制御部 １１０：バックライト １１１：ＬＣＤパネル

Claims (12)

1. 入力画像データに基づく画像を表示する表示手段を有する画像表示装置の照明装置であって、
   複数の領域を有し、前記領域の単位で輝度を制御可能な発光手段と、
   前記入力画像データに基づいて前記発光手段の各領域の輝度をパルス幅変調制御により制御する制御手段と、
   を有し、
   前記発光手段の各領域は、１フレーム期間内に、最も点灯期間の長いメイン点灯期間と、前記メイン点灯期間よりも短いサブ点灯期間と、を含む複数の点灯期間を有し、
   前記制御手段は、
   前記発光手段の各領域の前記メイン点灯期間の点灯開始を前記表示手段の走査処理に同期させ、
   前記サブ点灯期間の点灯開始のタイミングを領域ごとに異ならせる
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記制御手段は、前記サブ点灯期間の点灯開始のタイミングを、点灯期間が重なる領域の数が少なくなるように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記制御手段は、前記入力画像データに基づいて、１フレーム中の各位相における前記表示手段の合計駆動電流を予測し、前記合計駆動電流の変動幅が閾値を超える場合に、前記サブ点灯期間の点灯開始のタイミングを領域ごとに異ならせる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記制御手段は、前記入力画像データに基づいて、１フレーム中の各位相における前記表示手段の合計駆動電流を予測し、前記合計駆動電流の変動幅が閾値を超える場合に、前記合計駆動電流が最大となる位相を含む点灯期間である第１の点灯期間を短縮し、前記合計駆動電流が最小となる位相を含む点灯期間であり前記第１の点灯期間とは異なる第２の点灯期間を、前記第１の点灯期間の短縮分だけ延長させる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記第１の点灯期間および前記第２の点灯期間は、サブ点灯期間である
   ことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置と、
   前記照明装置が発する光を変調することにより前記入力画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
   を備える画像表示装置。
7. 複数の領域を有し、前記領域の単位で輝度を制御可能な発光手段を有し、入力画像データに基づく画像を表示する表示手段を有する画像表示装置の照明装置の制御方法であって、
   前記入力画像データに基づいて前記発光手段の各領域の輝度をパルス幅変調制御により制御する制御ステップを有し、
   前記発光手段の各領域は、１フレーム期間内に、最も点灯期間の長いメイン点灯期間と、前記メイン点灯期間よりも短いサブ点灯期間と、を含む複数の点灯期間を有し、
   前記制御ステップでは、
   前記発光手段の各領域の前記メイン点灯期間の点灯開始を前記表示手段の走査処理に同期させ、
   前記サブ点灯期間の点灯開始のタイミングが領域ごとに異なるように制御される
   ことを特徴とする照明装置の制御方法。
8. 前記制御ステップでは、前記サブ点灯期間の点灯開始のタイミングが、点灯期間が重なる領域の数が少なくなるように制御される
   ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置の制御方法。
9. 前記制御ステップでは、前記入力画像データに基づいて、１フレーム中の各位相における前記表示手段の合計駆動電流が予測され、前記合計駆動電流の変動幅が閾値を超える場合に、前記サブ点灯期間の点灯開始のタイミングが領域ごとに異なるように制御される
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の照明装置の制御方法。
10. 前記制御ステップでは、前記入力画像データに基づいて、１フレーム中の各位相における前記表示手段の合計駆動電流が予測され、前記合計駆動電流の変動幅が閾値を超える場合に、前記合計駆動電流が最大となる位相を含む点灯期間である第１の点灯期間が短縮され、前記合計駆動電流が最小となる位相を含む点灯期間であり前記第１の点灯期間とは異なる第２の点灯期間が、前記第１の点灯期間の短縮分だけ延長される
    ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の照明装置の制御方法。
11. 前記第１の点灯期間および前記第２の点灯期間は、サブ点灯期間である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の照明装置の制御方法。
12. 請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の照明装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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