JP6016422B2 - 照明装置、その制御方法、及びバックライト装置 - Google Patents
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Description
晶ディスプレイで画像の輝度を調節する方法としては、液晶の制御により輝度の調節を行う方法と、バックライトの輝度を調節する方法とがある。バックライトによって輝度を調整する方法を用いることで、画面内のコントラスト比を高めることが可能になり、また消費電力を抑えられるというメリットもある。
調制御)がある。PWM制御はバックライトを一定周期で点灯及び消灯をさせ、点灯期間と
消灯期間の割合(デューティ比)を変化させることでバックライトの輝度を調整するものである。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)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のPWM制御を行うことが一般的である。そのため、例えば画像のフレーム周波数が60Hzであるとしたら、画像の1フレーム中にバックライトは複数回点灯と消灯を繰り返すことになる。
の大きさや必要な輝度等により異なる。ここで、図2(A)のようにバックライトを各々1又
は複数のLEDからなる10個のエリアに分けて、各エリアのLEDの発光を独立に制御可能であり、エリアごとにPWM信号の位相を異ならせることができるものとする。図18に、全ての
エリアのLEDを同じ位相で点灯と消灯をさせる場合のPWM制御のタイムチャートの一例を示す。図18の横軸は時間であり、縦軸は電流量である。黒く塗りつぶした部分が点灯期間を表し、それ以外の部分が消灯期間を表す。各エリアの電流量を足し合わせたものが合計電流である。
流量が変動してしまうと、電源効率の低下を招き消費電力の増大に繋がる。また大幅な変動に耐えうるようにバックライトの電源の設計を行う必要があるため、高コスト化に繋がる。そこで、合計電流量の変動を抑えるための技術として、PWM信号の位相をエリアごと
にずらす方法がある。エリアごとに位相をずらしてバックライトを点灯させる技術として例えば特許文献1に記載されたものがある。図19に、エリアごとにPWM信号の位相をずらして点灯させる場合のPWM制御のタイムチャートの一例を示す。図19に示すように、エリア
ごとにPWM信号の位相をずらすことで、合計電流の大幅な変動を抑えることが可能になる
。
の周波数を画像のフレーム周波数と同じにする技術もある。液晶パネルは、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が低いため、動画像表示を行った際に動画ボケが目立つことがある。動画ボケを抑制するための技術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。バックライトスキャンとは、液晶の走査(スキャン)に合わせてバックライトを消灯し、液晶の切り替わりの瞬間を見えなくすることで、動画ボケの低減を図る技術である。この技術については特許文献2等に開
示されている。
よる劣化等によってもLEDごとに輝度のバラつきが生じる。また複数個のLEDを直列に接続してLEDブロックを形成して、LEDブロックごとに制御を行う場合でも、LEDの輝度バラつ
きにより、LEDブロックごとに輝度のバラつきが生じる。LEDブロックごとの輝度のバラつきはバックライトの輝度ムラとなって表示画像に影響する。高品位な画像表示を可能にするためには、LEDブロックごとの輝度のバラつきを正確に把握した上でLEDブロックごとにPWM信号のデューティ比を変えるなどの方法でバックライトの輝度ムラを抑えることが有
効である。
のバラつきを取得し、取得結果を基にLEDブロックごとにデューティ比を変更する等の制
御を行う方法がある。ここでLEDブロックごとの輝度センサ値の取得を正確に行うには該
当LEDブロックのみを点灯させて他のLEDブロックは消灯させ、光漏れによる測定値への影響を抑えることが有効である。しかしながら前述のようにバックライトのエリアごとにPWM信号の位相を異ならせて発光制御を行う場合、デューティ比が極端に低い場合を除けば
、常にバックライトのいずれかのエリアのLEDブロックが点灯している。
こりうるため、ディスプレイの使用中においても輝度の測定を行なうことが好ましい。
値取得期間終了後に元の点灯状態に戻す制御が考えられる。ここでセンサ値取得期間は光センサにより測定対象のLEDブロックの輝度の測定を行うのに十分な長さであり、なおか
つ人の目には視認されない程度に短い期間であるとする。
間において、エリア1のうちのセンサ値取得ブロックのみが点灯し、エリア1の他のLEDブ
ロック(非センサ値取得ブロック)及び他のエリアの全てのLEDブロックが強制消灯され
ている。このセンサ値取得期間に輝度センサにより測定された値を取得することで、1ブ
ロック分のLEDの輝度を計測することが可能である。点灯させるLEDブロックを変えながら同様に計測を行えば全てのLEDブロックの輝度を計測することが可能になる。
瞬であるため人間の目には視認されにくい。しかしながら、消灯した分だけ実質のデューティ比が低下するため、バックライト全体としてわずかに輝度が低下することになる。図
20に示す例では、センサ値取得ブロックのセンサ値取得に伴う、エリア1のセンサ値取得
ブロック以外のLEDブロックの消灯により、センサ値取得が行なわれるPWM周期における実質の点灯期間が短くなり、エリア1の輝度が低下する。また、エリア7,8,9,10は、1つ前のPWM周期において点灯開始した点灯期間が短くなるため、同じように輝度が低下する。
に当たるため輝度の変化が生じない。よってこのセンサ値取得による強制消灯に伴い、エリアによる輝度の差が生じることになる。この時に輝度が低下するかどうかは設定されているPWMのデューティ比によっても違いが生じる。例えば同じエリアであってもLEDブロックごとにデューティ比の設定が違えば輝度の低下が起きるLEDブロックと輝度の低下が生
じないLEDブロックとの両方が存在する場合もあり得る。
得期間を含む2周期分のPWM制御に基づくバックライトの輝度分布を模式的に示す。図21に示すように、センサ値取得期間中に強制消灯が行なわれるエリア1の非センサ値取得ブロ
ック及びエリア7〜10の輝度は、エリア1のセンサ値取得ブロック及びエリア2〜6の輝度と比較して低くなっている。
含むPWM周期においてはエリア1,2,3とエリア4のうち非センサ値取得ブロックにおいて強
制消灯による輝度の低下が生じる。またエリア10については、1つ前のPWM周期において開始した点灯期間中に強制消灯が行なわれるため、同様に輝度の低下が生じることになる。図23に、センサ値取得期間を含む2周期分のPWM制御に基づくバックライトの輝度分布を模式的に示す。
のLEDブロックにより構成されるとすると、LEDブロックの総数は200個となり、全てのLEDブロックのセンサ値の取得には約3.3秒の時間を要する。この場合、3.3秒間、画面内で輝度が変動することになるが、人の目は周波数の低い輝度変化に対しては敏感であるため、この輝度変動は観察者の目に視認されやすく、表示画質の低下として認識されてしまう。
所定の周期内の点灯期間と消灯期間との比率であるデューティ比を、パルス幅変調により制御する制御手段と、
所定の測定期間に前記複数の光源のうちの測定対象の光源の輝度を測定する測定手段と、
を備え、
前記制御手段は、測定対象でない光源の前記点灯期間が、前記測定対象の光源の前記測定期間と重なる場合に、当該測定期間において前記測定対象でない光源を消灯させるとともに、当該消灯させる光源の前記点灯期間を伸長する照明装置である。
本発明は、複数の光源と、
前記複数の光源それぞれの点灯期間と消灯期間とを制御して、前記複数の光源それぞれの発光を個別に制御する制御手段と、
所定の測定期間に前記複数の光源のうちの測定対象の光源の輝度を測定する測定手段と、
を備え、
測定対象でない光源の前記点灯期間が前記測定対象の光源の前記測定期間と重なる場合に、前記制御手段は、当該測定期間において前記測定対象でない光源を消灯させるとともに、前記測定対象でない光源の前記点灯期間において消灯させられた期間に応じて、前記測定対象でない光源の前記点灯期間を伸長することを特徴とする照明装置である。
所定の測定期間に前記複数の光源のうち測定対象の光源の輝度を測定する測定手段と、を備える照明装置の制御方法であって、
所定の周期内の点灯期間と消灯期間との比率であるデューティ比を、パルス幅変調により制御する制御工程と、
測定対象でない光源の前記点灯期間が、前記測定対象の光源の前記測定期間と重なる場合に、当該測定期間において前記測定対象でない光源を消灯させるとともに、当該消灯させる光源の前記点灯期間を伸長する工程と、
を有する照明装置の制御方法である。
本発明は、複数の光源を備える照明装置の制御方法であって、
前記複数の光源それぞれの点灯期間と消灯期間とを制御して、前記複数の光源それぞれの発光を個別に制御する制御工程と、
所定の測定期間に前記複数の光源のうちの測定対象の光源の輝度を測定する測定工程と、
を有し、
測定対象でない光源の前記点灯期間が前記測定対象の光源の前記測定期間と重なる場合に、前記制御工程は、当該測定期間において前記測定対象でない光源を消灯させるとともに、前記測定対象でない光源の前記点灯期間において消灯させられた期間に応じて、前記測定対象でない光源の前記点灯期間を伸長することを特徴とする照明装置の制御方法である。
本発明の第一の実施例を説明する。図1は本発明の照明装置をバックライト装置として
備え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から入力された画像信号に対し、画像解析部102で解析を行い、表示画像とバックライトの
輝度を決定する。画像解析部102で決定された画像を表示できるようにLCD制御部103はLCDパネル104を制御して、LCDパネル104の各画素の液晶を配向させ画像表示が可能な状態に
する。またバックライト制御部105は画像解析部102で決定されたバックライトの輝度が実現されるように、LEDドライバ106に対して必要な電流値やPWMのデューティ比等の設定を
行う。
を構成するそれぞれ発光を独立に制御可能な光源であるLEDブロックに接続されている。
ここで、LEDブロックは、バックライトの縦方向と横方向に配置された複数個の発光ブロ
ックであるとする。LEDドライバ106は、バックライト制御部105により設定された条件で
、所定の周期内の点灯期間と消灯期間のデューティ比を調節するパルス幅変調制御(PWM
制御)によりLEDブロックの輝度を制御させる。
サ値をバックライト制御部105にフィードバックする。バックライト制御部105は、センサ制御部109から取得するLEDブロックごとのセンサ値に基づき、バックライト107の輝度ム
ラを極力少なくするようにLEDドライバ106によるPWM制御を調整する。バックライト107がLCDパネル104を照射し、照射光がLCDパネル104の各画素の透過率に従って透過することにより、観察者が観察可能な画像が画像表示部110に表示される。
は画面縦方向に10個のエリアに分けられ、バックライト制御部105は、エリアごとにPWM信号の位相をずらしてバックライト107の発光を制御する。各エリアは複数のLEDブロックにより構成され、一つのLEDブロックには1個以上のLEDが配置されており、LEDブロックごとに独立に電流値やPWMのデューティ比の設定を変えて発光を制御することが可能な構成で
あるとする。
間であるとする。本実施例では、一例として、画像信号のフレーム周波数は60Hz、PWM信
号の周波数は300Hzとする。センサ値取得が行なわれない通常時の各エリアのPWM制御のタイミングチャートの一例を図3に示す。
とで点灯から消灯に移るタイミングが変化し、点灯期間の長さが変化する。また、PWM基
準位置を起点とした場合の各エリアの点灯開始までの時間をDELAY_n(n:1〜10)として定
義する。PWM基準位置は、PWM信号の位相の基準となるタイミングであり、例えば画像信号の垂直同期信号の位置を基準に定める。
あり、画像信号の垂直同期信号とPWM基準位置とが一致していなくても良い。本実施例で
はDELAY_1は0であるとしてエリア1の点灯開始位置はPWM基準位置と等しいものとする。本実施例では、エリアごとにPWM基準位置に対する点灯開始位置の位相(DELAY_n)を異ならせることができるものとする。図3の例では、各エリアともデューティ比は50%で共通だが、エリアごとに点灯開始位置(PWM周期の開始タイミング)が異なっている。
におけるバックライト107の点灯状態を模式的に示す図である。図2(B)のように、本実施
例の画像表示装置では、センサ値取得期間において1個のLEDブロックのみを点灯させて他のLEDブロックを消灯し、当該センサ値取得期間に輝度センサからの出力値を取得するこ
とでLEDブロックの輝度の測定を行なう。センサ値取得期間には、センサ制御部109は、センサ値取得対象LEDブロック以外のLEDブロック(非センサ値取得LEDブロック)を強制的
に消灯させる。
を行なうことができる。また、センサ制御部109がLEDドライバ106を制御して、非センサ
値取得LEDブロックを駆動するLEDドライバ106に対して電流値を0に設定するよう指示することによって非センサ値取得LEDブロックの消灯を行なうようにしても良い。また、セン
サ制御部109が、バックライト制御部105に対し、非センサ値取得LEDブロックの電流を0に設定するよう指示を出すことで非センサ値取得LEDブロックを消灯させる方法でも良い。
はセンサ値の取得動作に関する情報(センサ値取得ブロックの位置等の情報)を予めバックライト制御部105に対して通知するものとする。またセンサ制御部109は各エリアのPWM信
号の位相や点灯開始タイミングの情報を取得する手段を持っており、適切なタイミングにおいて各エリアのLEDブロックのセンサ値の取得を行えるものとする。
るLEDブロックの輝度を測定するにはそのLEDブロックの属するエリアの点灯期間内でセンサ値の取得を行う必要がある。デューティ比の設定により点灯期間の長さは変化する。デューティ比が小さい場合、点灯期間が短く、センサ値取得期間を設定可能な期間も短いが、デューティ比が0でなければ、各エリアのPWM周期の開始タイミング、すなわちPWM基準
位置に対しDELAY_Nのタイミングでは、エリアNは必ず点灯している。
行なう場合のPWM制御のタイミングチャートの一例を示す。図中のPWM周期1〜3はDELAY_1
が0の場合のエリア1のPWM周期を示しており、DELAY_1が大きくなればその分だけエリア1
のPWM周期1〜3も右にシフトしていく。
値取得期間中、強制消灯される。図4の例では、エリア1のPWM周期2においてエリア1のLEDブロックのセンサ値取得が行なわれる。そのため、PWM周期1のエリア7,8,9,10並びにPWM
周期2のエリア1の非センサ値取得ブロックの点灯期間において、PWM周期2のエリア1のセ
ンサ値取得期間に相当する期間が強制的に消灯期間とされている。
制消灯されるLEDブロックのPWMのデューティ比の設定を予め変更しておくことで、強制消灯されるLEDブロックの輝度の低下を抑制することを特徴とする。
ティ比を設定するための通信を表す。
制御部105は、PWM周期2におけるエリア1の非センサ値取得LEDブロックのデューティ比を
大きくするように設定すると共に、エリア7,8,9,10のPWMのデューティ比を元の値に戻す
ように設定する。次の通信3により、バックライト制御部105は、PWM周期3におけるエリア1の非センサ値取得LEDブロックのデューティ比を元に戻すように設定する。
ち、点灯期間の終了タイミングを元のタイミングより遅くなるようにする。これにより、センサ値取得が行なわれるPWM周期の前後におけるバックライトの輝度の変動を抑制する
ことが可能になる。
ブロックの点灯時間をDUTYとした時に、エリアn(n=1〜10)のLEDブロックは、PWM基準位置1を基準としてDELAY_nから点灯を開始して、「DELAY_n + DUTY」まで点灯していることになる。また、PWMの1周期の長さをT_pwm、センサ値取得LEDブロックが属するエリアのDELAY時間をDELAY_sとする。このとき、センサ値取得が行なわれる期間は、「T_pwm + DELAY_s」から「T_pwm + DELAY_s + センサ値取得時間」までの期間となる。よって、以下の式
を満たすエリアnに属する非センサ値取得LEDブロックは、そのPWMの点灯期間の一部が他
のLEDブロックのセンサ値取得に伴い強制的に消灯期間とされることになる。
DELAY_n < T_pwm + DELAY_s + センサ値取得時間 < DELAY_n + DUTY
。
。PWM周期2においてはエリアnのLEDブロックは、PWM基準位置2を基準としてDELAY_nの時
間から点灯を開始して、「DELAY_n + DUTY」まで点灯していることになる。一方でセンサ値取得が行なわれる期間はDELAY_sから開始して「DELAY_s + センサ値取得時間」までの
期間である。よって、以下の式を満たすエリアnに属する非センサ値取得LEDブロックは、
そのPWMの点灯期間の一部が他のLEDブロックのセンサ値取得に伴い強制的に消灯期間とされることになる。
DELAY_n < DELAY_s + センサ値取得時間 < DELAY_n + DUTY
になる。図6は、上述の判定方法に基づいて求められる、エリア4のLEDブロックに対して
センサ値取得が行われる場合のPWM制御を表すタイミングチャートである。PWM周期2にお
いてエリア4のLEDブロックのセンサ値取得が行なわれる場合、PWM周期1においてエリア10のPWMのデューティ比を上げて、PWM周期2においてエリア1〜3とエリア4の非センサ値取得ブロックのPWMのデューティ比を上げる。これにより、バックライト107の輝度変動を抑制できる。
明を行う。図7に示すように、この場合はPWM基準位置から消灯開始(PWMサイクル開始)ま
での時間をDELAY_nとして定義する。PWM信号が消灯期間から始まるPWM制御の場合、デュ
ーティ比が小さくなった場合には、PWM周期の最後の方でのみLEDが点灯するようになる。そのため、PWM信号が消灯期間から始まるPWM制御の場合には、本実施例では、PWM周期の
終わりのタイミングにおいてセンサ値の取得を行なう。
得に伴い、PWM周期1のエリア1(非センサ値取得ブロック)及びエリア2〜5においてPWMの点灯期間中に強制消灯期間が設定される。従って、本実施例では、図8(A)の通信1において
エリア1(非センサ値取得ブロック)とエリア2〜5のPWMの点灯期間を伸長させるような設定値がバックライト制御部105からLEDドライバ106へ送信される。
補償は、図8(A)に示すように、PWMの点灯期間を前方向に延ばすことにより行なわれる。
すなわち、点灯開始タイミングを早くする(消灯終了タイミングを早くする)ことにより、強制消灯分の輝度低下が補償される。また、図8(A)に示すように、PWM周期2においてはいずれのエリアのPWMの点灯期間にも強制消灯期間が設定されない。従って、バックライ
ト制御部105は、通信2において、全てのエリアのデューティ比を元の設定値に戻すようLEDドライバ106へ指示する。
得に伴い、PWM周期1のエリア9(非センサ値取得ブロック)、エリア10、及びPWM周期2のエ
リア1〜3のPWMの点灯期間中に強制消灯期間が設定される。
イバ106へ送信される。通信2においてはエリア1〜3のPWMの点灯期間を伸長させるような
設定値がバックライト制御部105からLEDドライバ106へ送信される。
イミングよりも前に、センサ値取得を行うこと及びセンサ値取得LEDブロックの情報をバ
ックライト制御部105に対して通知するものとする。
得に起因するバックライトの輝度の変動を抑制することができ、画質の低下を抑制することが可能になる。
第2の実施例では、バックライトスキャンを行うバックライトにおけるセンサ値の取得
方法について説明を行う。実施例1で説明した構成要素と同等の構成要素については実施
例1と同じ名称及び符号を用いて詳細な説明は割愛する。バックライトスキャンを行う場
合は、画像信号のフレーム周波数と同じ周波数(例えば60Hz)でバックライトの点灯と消灯を行なうことになる。
を点滅させる方法がある。ここでは図9を用いて、LEDドライバ106のPWM信号は駆動周波数300HzのPWM信号とし、このPWM信号によりデューティ比50%、点滅周波数60Hzでバックライトを点滅させることでバックライトスキャンを行う例を説明する。ここではLEDドライバ106のPWM信号は、点灯期間から始まり消灯期間で終わる仕様のPWM信号であるとする。この場合、デューティ比が100%の周期及びデューティ比が0%の周期の少なくともいずれか並びにデューティ比が100%以下の1個の周期からなる複数個の周期を単位として光源を駆動す
る。
次にPWM周期2においても同様にデューティ比を100%に設定する。次のPWM周期3においてはデューティ比を50%に設定する。次のPWM周期4とPWM周期5においてデューティ比を0%に設
定する。以上のように、PWM信号の複数個の周期を単位としてバックライトを駆動するこ
とで、画像フレーム1において1度だけ点灯から消灯へ切り替わるような点滅、つまり60Hzでの点滅を行なわせることが可能になる。次の画像フレーム2(PWM周期6〜10)でも同様の
デューティ比設定を行えば60Hzでの点灯と消灯が繰り返されることになる。
いるが、これは図面を分かりやすくするための便宜上のものであって、実際には点灯期間中に隙間は存在しない。また図9の「PWM周期1〜10」はエリア1のPWM周期である。実施例1で説明したように、エリアごとにPWM基準位置に対するPWM周期の位相を異ならせることができる。
ため本実施例の限りではない。
を100%、PWM周期5でデューティ比を50%に設定する。これにより、エリア5を、エリア1に
対して一定時間(ここではPWM周期2周期分)のディレイを持って60Hzで点滅させることが可能になる。
体でのデューティ比)が低くなっても、0でなければ、図10におけるPWM周期1とPWM周期6
の開始位置では必ず点灯している。従って、バックライトスキャンを行なう場合で、PWM
信号が点灯期間から始まる信号の場合、各エリアのセンサ値取得タイミングは、各エリアの点滅周期の開始位置とする。エリア1の場合はPWM周期1、PWM周期6の開始位置、エリア3の場合はPWM周期2、PWM周期7の開始位置である。
とのデューティ比と区別する。ここではPWM周期6の開始位置でエリア1のLEDブロックのセンサ値の取得を行う場合を例に説明する。この場合、図10(B)に示すように、画像フレー
ム1の期間に点灯開始タイミングがあるエリア7〜10のPWM周期5およびPWM周期6の点灯期間に強制消灯期間が設定される。より詳細には、エリア1のセンサ値取得期間において、エ
リア7,9のPWM周期6とエリア8,10のPWM周期5におけるPWMの点灯期間に強制消灯期間が設定される。また、図10(C)に示すように、画像フレーム2の期間に点灯開始タイミングがあるエリア1(非センサ値取得エリア)のPWM周期6の点灯期間に強制消灯期間が設定される。
度補償の方法を図10の例に適用しようとすると、エリア7のPWM周期6においてはデューテ
ィ比の設定が50%であるため、同周期内においてPWMの点灯期間を伸長させることが可能である。
設定されている。そのため同周期においてはそれ以上点灯期間を伸長させることができない。そこで本実施例ではPWMの点灯期間に強制消灯期間が設定されることになるPWM周期の元々のデューティ比が100%の場合には、そのPWM周期よりも前又は後の点灯期間を伸長可
能なPWM周期において点灯期間を伸長させる。
デューティ比が0%以上100%未満のPWM周期が現れる。従って、強制消灯期間が設定されるPWM周期よりも後ろの周期においてPWMの点灯期間の伸長を行うこととする。なお、「点灯
期間に強制消灯期間が設定されるPWM周期よりも後ろのPWM周期においてデューティ比が0%以上100%未満のPWM周期」の当初のデューティ比が0%の場合、点灯期間の伸長は当該PWM周期に点灯期間を設けることとする。
ィ比が50%であるのでこのPWM周期6においてPWMの点灯期間を伸長することとする。このエリア8のPWM周期6の点灯期間の伸長の指示は、バックライト制御部105からLEDドライバ106への通信6により行なわれる。
ティ比が100%であり、次のPWM周期7はデューティ比が50%である。従って、バックライト
制御部105は、通信7により、PWM周期7においてPWMの点灯期間を伸長させる設定を行なう
。
により、PWM周期7においてPWMの点灯期間を伸長させる設定を行う。
伸長させる設定を行なう。
図11の例では、バックライトスキャン(画像1フレームあたり)の点滅のデューティ比が50%であるため、点灯期間を伸長させるPWM周期は、強制消灯期間が設定されたPWM周期から最大で2周期後であった。しかし、点滅のデューティ比がさらに高い場合には、点灯期間を
伸長させるPWM周期は、強制消灯期間が設定されたPWM周期から3周期後や4周期後になることもあり得る。
にバックライトスキャンを行う例を図12を用いて説明する。例えば、エリア1では、PWM周期1とPWM周期2においてPWM信号のデューティ比を0%(消灯)に設定をする。次のPWM周期3においてはPWM信号のデューティ比を50%に設定する。次のPWM周期4とPWM周期5においてPWM
信号のデューティ比を100%に設定する。これにより画像フレーム1において1度だけ消灯から点灯へ切り替わるような点滅、つまり60Hzでの点滅を行なわせることが可能になる。
ューティ比を変えながら制御することで、図12に示すような画像信号の周波数と同じ周波数でバックライトを点滅させる発光制御を行うことが可能になる。この場合の、センサ値取得に伴うバックライトの輝度変動を抑える方法を次に説明する。
あればPWM周期8の終了位置では必ず点灯している。従って、バックライトスキャンを行う場合で、PWM信号が消灯期間から始まる信号の場合、各エリアのセンサ値取得タイミング
は、各エリアの点滅周期の終了位置とする。エリア1の場合はPWM周期5の終了位置、エリ
ア3の場合はPWM周期6の終了位置である。
(A)にエリア7のLEDブロックのセンサ値を取得する場合のPWM制御のタイムチャートの一例を示す。図13(B)にエリア7〜10の拡大図、図13(C)にエリア1の拡大図を示す。
は当該PWM周期に点灯期間を設けることとする。エリア7(非センサ値取得LEDブロック)の
場合、上記のように強制消灯期間が設定されるPWM周期8及びその前のPWM周期7は元々のデューティ比が100%であり、更にその前のPWM周期6のデューティ比が50%である。従って、
このPWM周期6においてPWMの点灯期間の伸長を行う。
においてデューティ比が100%であり、その前のPWM周期7のデューティ比が50%であるため
、PWM周期7においてPWMの点灯期間の伸長を行う。
ティ比が50%であるので、当該PWM周期8においてPWMの点灯期間の伸長を行なう。
実施例1,2ではPWMの点灯期間の伸長を行う対象は1つのPWM周期であったが、本実施例
では複数のPWM周期に対してPWMの点灯期間の伸長を行なう例を説明する。ここでは、図15を用いて、PWM信号が消灯期間から始まり点灯期間で終わる仕様で、バックライトスキャ
ンを行なう場合を例に説明する。図15(A)に示すように、点滅のデューティ比は38%程度であるとする。
る。
た場合にその消灯自体は観察者に視認されない程度の長さであればこの限りではない。図13の場合と同様、各エリアのセンサ値取得タイミングは各エリアの点滅周期の終了位置と
する。
である。よってこのPWM周期7ではPWMの点灯期間を伸長することが可能であるが、5%分し
か伸長できないため、輝度補償のために必要なデューティ比10%相当の伸長をPWM周期7だ
けで行なうことができない。よってこのPWM周期7においてはデューティ比5%分の伸長を行いデューティ比を100%に変更する。そして、更にその前のPWM周期6においてデューティ比を0%から5%に変更することで、10%分の輝度補償に必要な残りの5%分を確保する。
ーティ比10%相当分の強制消灯期間が設定されることによる輝度低下を補償する。
図16に伸長後のPWM制御のタイミングチャートを示す。
数とLEDブロックの点滅の周波数とが同じである点灯制御が行なわれる場合への適用例を
説明する。
したようにセンサ値取得に伴い強制消灯期間が設定されたPWM周期において強制消灯期間
分の輝度低下を全て補償できるだけの点灯期間の伸長を行なうことができない。
点灯期間の伸長を行う。
に設定するよう通信2により指示する。また、当該PWM周期2の1つ前のPWM周期1において、10%相当分の輝度補償に必要な残りの5%分の点灯期間の伸長を行なってデューティ比を99%に設定するよう通信1により指示する。
灯期間の伸長を行なってデューティ比を99%に設定する。また、当該PWM周期3の1つ前のPWM周期2において、10%相当分の輝度補償に必要な残りの5%分の点灯期間の伸長を行なって
デューティ比を99%に設定するよう通信2により指示する。
他のLEDブロックが強制的に消灯されることによるバックライトの輝度低下を補償するこ
とができる。
間を伸長する例を説明したが、必ずしも各PWM周期におけるPWMの点灯期間の伸長量を同じにする必要はない。また、2つ以上のPWM周期に分けて伸長を行うことも可能である。すなわち、強制消灯される周期の前又は後の1以上の周期において点灯期間の伸長を行なうよ
うにしても良い。ただし、分割して点灯期間の伸長を行なうPWM周期の数と、センサ値取
得を行なう間隔との関係によっては、輝度低下を全て補償することができなくなることが考えられる。
号の周波数を300Hzとすると、5つ以下のPWM周期で分割して輝度低下を補償するための点
灯期間の伸長を行なうことができる。デューティ比に応じてセンサ値の取得周期を決めるような構成でも良い。LEDは同じ電流量、同じデューティ比で駆動しても経年劣化等によ
り輝度が低下する傾向がある。そのような場合にはPWM信号のデューティ比を増加補正す
ることにより目標輝度を得ることが一般的である。そのため、LEDの劣化度合によっては
、PWM信号のデューティ比が高くなることも考えられる。本実施例によれば、PWM信号の元々のデューティ比が高い場合でも、センサ値取得に伴う強制的な消灯に起因するバックライトの輝度変動を抑制できる。
107バックライト
109センサ制御部
Claims (20)
- 独立に発光を制御可能な複数の光源と、
所定の周期内の点灯期間と消灯期間との比率であるデューティ比を、パルス幅変調により制御する制御手段と、
所定の測定期間に前記複数の光源のうちの測定対象の光源の輝度を測定する測定手段と、
を備え、
前記制御手段は、測定対象でない光源の前記点灯期間が、前記測定対象の光源の前記測定期間と重なる場合に、当該測定期間において前記測定対象でない光源を消灯させるとともに、当該消灯させる光源の前記点灯期間を伸長する照明装置。 - 前記制御手段は、前記測定期間において消灯させる光源の前記パルス幅変調の周期のうち当該消灯が行われる周期又はその前後の周期であって点灯期間を伸長可能な周期の少なくともいずれかの周期の点灯期間を伸長する請求項1に記載の照明装置。
- 前記制御手段は、前記測定期間において消灯させる光源の当該消灯による輝度低下を低減するように前記パルス幅変調の点灯期間を伸長する請求項1又は2に記載の照明装置。
- 前記パルス幅変調の各周期は、点灯期間で始まり消灯期間で終わるものであって、
前記制御手段は、消灯期間の消灯タイミングを遅らせることにより前記パルス幅変調の点灯期間を伸長する請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記パルス幅変調の各周期は、消灯期間で始まり点灯期間で終わるものであって、
前記制御手段は、点灯期間の点灯タイミングを早めることにより前記パルス幅変調の点灯期間を伸長する請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記制御手段は、前記測定期間において消灯させる光源の前記パルス幅変調の周期のうち当該消灯が行われる周期において点灯期間を伸長するとともに、当該点灯期間の伸長だけでは前記消灯させる光源の当該消灯による輝度低下を低減できない場合は、更に、当該消灯が行われる周期の前又は後の1以上の周期において点灯期間を伸長する請求項3〜5
のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記パルス幅変調の各周期は、点灯期間で始まり消灯期間で終わるものであり、
前記パルス幅変調のデューティ比は、前記パルス幅変調の周期ごとに変更可能であり、
前記制御手段は、デューティ比が100%の周期及びデューティ比が0%の周期の少なくともいずれか並びにデューティ比が100%以下の1個の周期からなる複数個の周期を単位として光源を駆動することによりパルス幅変調の周波数より低い周波数で光源を点滅させるものであって、
前記制御手段は、前記測定期間において消灯させる光源の前記パルス幅変調の周期のうち当該消灯が行われる周期を含む前記複数個の周期において、当該消灯が行われる周期又はそれより後の周期であってデューティ比が100%未満の周期の点灯期間を後ろ方向へ伸長することにより前記パルス幅変調の点灯期間を伸長する請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記パルス幅変調の各周期は、消灯期間で始まり点灯期間で終わるものであり、
前記パルス幅変調のデューティ比は、前記パルス幅変調の周期ごとに変更可能であり、
前記制御手段は、デューティ比が0%の周期及びデューティ比が100%の周期の少なくともいずれか並びにデューティ比が100%以下の1個の周期からなる複数個の周期を単位として光源を駆動することによりパルス幅変調の周波数より低い周波数で光源を点滅させるものであって、
前記制御手段は、前記測定期間において消灯させる光源の前記パルス幅変調の周期のうち当該消灯が行われる周期を含む前記複数個の周期において、当該消灯が行われる周期又はそれより前の周期であってデューティ比が100%未満の周期の点灯期間を前方向へ伸長することにより前記パルス幅変調の点灯期間を伸長する請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記制御手段は、前記デューティ比が100%未満の周期の点灯期間の伸長だけでは前記消灯させる光源の当該消灯による輝度低下を低減できない場合は、更に、当該周期の前又は後ろにあるデューティ比が0%の周期へ点灯期間を伸長する請求項7又は8に記載の照明装置。
- 前記所定の測定期間は、前記測定対象の光源の点灯期間に含まれることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記所定の測定期間が開始するタイミングは、前記測定対象の光源の点灯期間が開始するタイミングに対応していることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記所定の測定期間が終了するタイミングは、前記測定対象の光源の点灯期間が終了するタイミングに対応していることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記所定の周期は、前記照明装置に対応する表示手段が画像を表示するために用いる画像信号のフレーム周期に対応することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記所定の周期は、前記照明装置に対応する表示手段が画像を表示するために用いる画像信号のフレーム周期を複数個に分割した周期であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記複数の光源は、複数の光源グループに分けられ、
前記制御手段は、前記複数の光源グループ毎に、前記パルス幅変調の位相をずらして発光を制御することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の照明装置。 - 複数の光源と、
前記複数の光源それぞれの点灯期間と消灯期間とを制御して、前記複数の光源それぞれの発光を個別に制御する制御手段と、
所定の測定期間に前記複数の光源のうちの測定対象の光源の輝度を測定する測定手段と、
を備え、
測定対象でない光源の前記点灯期間が前記測定対象の光源の前記測定期間と重なる場合に、前記制御手段は、当該測定期間において前記測定対象でない光源を消灯させるとともに、前記測定対象でない光源の前記点灯期間において消灯させられた期間に応じて、前記測定対象でない光源の前記点灯期間を伸長することを特徴とする照明装置。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載の照明装置を含む画像表示装置のバックライト装置であって、
前記複数の光源は、画像表示装置の画面の横方向及び縦方向に配置された複数の発光ブロックであるバックライト装置。 - 独立に発光を制御可能な複数の光源と、
所定の測定期間に前記複数の光源のうち測定対象の光源の輝度を測定する測定手段と、を備える照明装置の制御方法であって、
所定の周期内の点灯期間と消灯期間との比率であるデューティ比を、パルス幅変調により制御する制御工程と、
測定対象でない光源の前記点灯期間が、前記測定対象の光源の前記測定期間と重なる場合に、当該測定期間において前記測定対象でない光源を消灯させるとともに、当該消灯させる光源の前記点灯期間を伸長する工程と、
を有する照明装置の制御方法。 - 複数の光源を備える照明装置の制御方法であって、
前記複数の光源それぞれの点灯期間と消灯期間とを制御して、前記複数の光源それぞれの発光を個別に制御する制御工程と、
所定の測定期間に前記複数の光源のうちの測定対象の光源の輝度を測定する測定工程と、
を有し、
測定対象でない光源の前記点灯期間が前記測定対象の光源の前記測定期間と重なる場合に、前記制御工程は、当該測定期間において前記測定対象でない光源を消灯させるとともに、前記測定対象でない光源の前記点灯期間において消灯させられた期間に応じて、前記測定対象でない光源の前記点灯期間を伸長することを特徴とする照明装置の制御方法。 - 請求項18または請求項19に記載の照明装置の制御方法の各工程を含む、前記照明装置を備える画像表示装置のバックライト装置の制御方法であって、
前記複数の光源は、画像表示装置の画面の横方向及び縦方向に配置された複数の発光ブロックであるバックライト装置の制御方法。
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