WO2010073792A1 - 液晶表示装置及びテレビ受信装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device and a television receiver including the liquid crystal display device, and more particularly to power saving of a backlight of the liquid crystal display device.
  • a backlight using a discharge tube such as a CCFL (Cold Cathode Fluorescent Tube) is known as a backlight of a liquid crystal display device such as a liquid crystal television, and recently, a backlight using a number of LEDs (Light Emitting Diode) is also known. It has been.
  • the power consumption of the liquid crystal display device is higher by the backlight than the liquid crystal panel. Therefore, it is necessary to reduce the power consumption of the backlight in order to suppress an increase in power consumption accompanying an increase in the size of the liquid crystal display device.
  • Patent Document 1 As a technique for reducing the power consumption of the backlight, for example, in Patent Document 1, when there is no video signal to be displayed on the liquid crystal panel in the standby mode or the like, an auxiliary screen is displayed on the liquid crystal panel. A technique for turning off an LED corresponding to a black display portion is disclosed. JP 2007-086380 A
  • the present invention has been completed based on the above-described circumstances, and a liquid crystal display device and a liquid crystal display device that can easily reduce the power consumption of a backlight corresponding to the entire liquid crystal panel.
  • An object of the present invention is to provide a television receiving device provided.
  • a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel that displays an image, a backlight that illuminates the liquid crystal panel from the back, and a backlight control unit that controls the light emission luminance of the backlight. And a video signal processing unit that controls the liquid crystal panel and the backlight based on a video signal and detects that the image is a black display image based on the video signal. And the backlight control unit generates a dimming signal for gradually reducing the light emission luminance until it becomes almost zero in response to detection of the black display image, and supplies the dimming signal to the backlight. .
  • the liquid crystal panel displays a black display image
  • the light emission luminance of the backlight is gradually reduced until it becomes almost zero. Therefore, the power saving of the backlight corresponding to the entire liquid crystal panel can be easily performed by simply detecting that the image is a black display image. In that case, since the light emission luminance is gradually reduced, it is possible to suppress a sense of incongruity due to the backlight turning off.
  • the term “substantially zero” includes the meaning of “zero”.
  • the backlight control unit may generate the dimming signal in units of a predetermined period. According to such a configuration, the light emission luminance can be gradually reduced in units of a predetermined period by changing the dimming signal in units of a predetermined period.
  • the predetermined period may be one frame period. According to this configuration, the light emission luminance can be reduced corresponding to one frame period. At this time, the dimming signal can be changed in synchronization with the frame signal (vertical synchronization signal).
  • the backlight includes a fluorescent tube as a light source
  • the dimming signal is a burst signal that alternately switches between a lighting state and a non-lighting state of the fluorescent tube
  • the backlight control unit includes the black display image
  • the amplitude and / or duty ratio of the burst signal may be gradually decreased in response to the detection of. According to such a structure, when a backlight is comprised with a fluorescent tube, the brightness
  • the backlight includes a light emitting diode as a light source, and the backlight control unit gradually decreases the light emission luminance of the light emitting diode in response to detection of the black display image. According to such a configuration, even when the backlight is composed of light emitting diodes, the power consumption of the backlight corresponding to the entire liquid crystal panel can be reduced, and the uncomfortable feeling caused by turning off the backlight is suppressed. can do.
  • the backlight control unit may reduce the light emission luminance of the light emitting diode to zero. According to this configuration, the power consumption of the backlight can be reduced to the minimum value.
  • the television receiver of the present invention includes the liquid crystal display device. According to this configuration, with the power saving of the liquid crystal display device, the power of the television receiver is also saved.
  • the liquid crystal display device which enables the power saving of the backlight corresponding to the whole liquid crystal panel, and the television receiver provided with the said liquid crystal display device can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of a television receiver according to an embodiment of the present invention.
  • Schematic plan view showing a configuration example of a backlight of a liquid crystal display device Schematic cross-sectional view showing a configuration example of a liquid crystal display device Time chart schematically showing the time transition of each signal related to backlight power saving control
  • Schematic plan view showing another configuration example of the backlight Schematic cross-sectional view showing another configuration example of a liquid crystal display device
  • a television receiver including the liquid crystal display device according to the present invention is illustrated.
  • the present invention is not limited to this, and the liquid crystal display device according to the present invention can be applied to any device that requires image display, such as a personal computer, a game machine, and a measuring instrument.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a television reception device 200 including a liquid crystal display device 100 according to the present invention.
  • the tuner 112 selects a channel from the television broadcast signal received by the antenna 111.
  • the video input terminal 113 inputs a video signal from an AV device built in the television receiver 200 or externally connected.
  • the switching unit 114 switches and outputs the television broadcast signal selected by the tuner 112 and the video signal input via the video input terminal 113.
  • the video signal Si switched and output from the switching unit 114 is subjected to video processing in the video signal processing unit 102 of the liquid crystal display device 100.
  • the audio signal output from the switching unit 114 is processed by the audio processing unit 115 and output from the speaker 116 as audio.
  • the remote control light receiving unit 117 receives a remote control operation signal by infrared rays transmitted from the remote control device 120, and sends it to the control unit 118.
  • the control unit 118 detects and analyzes the remote control operation signal received by the remote control light receiving unit 117, and performs operations on the tuner 112, the switching unit 114, the video signal processing unit 102, the LCD control unit 103, the audio processing unit 115, and the like.
  • a control signal for controlling is output.
  • the liquid crystal display device 100 includes a video signal processing unit 102, an LCD (liquid crystal display device) control unit 103, a liquid crystal panel 104, a backlight control unit 107, and a backlight 110.
  • a video signal processing unit 102 an LCD (liquid crystal display device) control unit 103
  • a liquid crystal panel 104 a liquid crystal panel 104
  • a backlight control unit 107 a backlight 110.
  • the video signal processing unit 102 processes the video signal Si input to the liquid crystal display device 100 or the video signal Si read from a recording medium of a recording / reproducing device (not shown) built in the liquid crystal display device 100.
  • the image signal Si is subjected to various image quality adjustment processes as necessary to generate an image display signal such as RGB suitable for driving the liquid crystal panel 104 and output it to the LCD control unit 103.
  • the video signal processing unit 102 generates a backlight control signal such as a vertical synchronization signal Vsyn that is output to the backlight control unit 107, and performs light emission control of the backlight 110.
  • the video signal processing unit 102 calculates an average luminance level (APL; Average Picture Level) based on the video signal Si, and generates an APL signal corresponding to the APL. For example, when APL becomes equal to or less than the black display determination value, it is detected that the image displayed on the liquid crystal panel 104 is a black display image, and the black display detection signal Sb is generated.
  • the APL signal and the black display detection signal Sb are supplied to the backlight control unit 107.
  • the LCD control unit 103 generates LCD data that is light transmittance data of each pixel of the liquid crystal panel 104 in accordance with an image display signal from the video signal processing unit 102.
  • the LCD control unit 103 generates an LCD drive signal according to the LCD data, supplies the LCD drive signal to the liquid crystal panel 104, and performs image display control on the liquid crystal panel 104.
  • the liquid crystal panel 104 has, for example, a rectangular shape in plan view, and is configured such that a pair of glass substrates are bonded together with a predetermined gap therebetween, and liquid crystal is sealed between the two glass substrates.
  • One glass substrate is provided with a switching element (for example, TFT (thin film transistor)) connected to a source wiring and a gate wiring orthogonal to each other, a pixel electrode connected to the switching element, an alignment film, and the like.
  • the other glass substrate is provided with a color filter in which colored portions such as R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a predetermined arrangement, a common electrode, and an alignment film.
  • color pixels of 1920 ⁇ 1080 dots for high vision are formed in the liquid crystal panel 104.
  • an LCD driver is provided in the liquid crystal panel 104.
  • the LCD driver controls the switching element of each pixel according to the LCD drive signal from the LCD control unit 103, so that an image corresponding to the video signal Si is displayed on the liquid crystal panel 104.
  • the backlight control unit 107 includes a dimming control circuit 108 and an inverter 109. In response to the detection of the black display image by the video signal processing unit 102, the backlight control unit 107 generates a dimming signal Sdv that gradually decreases the light emission luminance Lca of the backlight 110 until it becomes substantially zero. Sdv is supplied to the backlight 110 (see FIG. 4).
  • the value of the light emission luminance Lca is substantially zero, for example, 0.01 cd / m 2 or less (including zero).
  • the dimming control circuit 108 is a control that is a pulse width modulation (PWM) signal in which the signal period ratio (duty ratio) of the high potential level and the low potential level of the rectangular wave changes according to the APL signal from the video signal processing unit 102.
  • PWM pulse width modulation
  • the inverter 109 basically has a conventional configuration, and generates a dimming signal Sdv that is a burst AC voltage in response to the control signal Scn.
  • the burst dimming signal Sdv is applied to the backlight 110 as a fluorescent tube driving signal.
  • the inverter 109 performs a switching operation when the control signal Scn is at a high potential level, stops the switching operation when the control signal Scn is at a low potential level, and performs intermittent operation according to the duty ratio of the control signal Scn, thereby performing burst dimming.
  • a signal Sdv is generated (see FIG. 4).
  • the brightness of the backlight 110 is adjusted by the duty ratio and amplitude of the burst dimming signal Sdv.
  • the backlight 110 irradiates the liquid crystal panel 104 with light from the back, and the liquid crystal panel 104 forms an image by controlling the transmission amount of the irradiated light.
  • the backlight 110 includes a plurality of thin fluorescent tubes such as CCFLs (cold cathode fluorescent tubes) 31 in a housing 30 attached to the back surface of the liquid crystal panel 104. Are arranged at equal intervals. Each fluorescent tube 31 is driven to light by a burst dimming signal Sdv. Further, the diffusing plate 32 uniformly diffuses the illumination light emitted from each fluorescent tube 31.
  • CCFLs cold cathode fluorescent tubes
  • FIG. 4 is a time chart schematically showing the temporal transition of each signal related to the power saving control of the backlight.
  • the APL value calculated by the video signal processing unit 102 decreases to almost “0”%.
  • the video signal processing unit 103 detects black display of the display image and generates a black display detection signal Sb.
  • the black display detection signal Sb is supplied to the dimming control circuit 108.
  • the black display determination value Ath is appropriately set as the value of APL for determining black display, and is set to a value of 3% or less, for example.
  • the black display determination value Ath may be changed according to the type of image displayed on the liquid crystal panel 104.
  • the dimming control circuit 108 Upon receiving the black display detection signal Sb, the dimming control circuit 108 decreases the duty ratio of the control signal Scn in one frame period (1 V) starting from time t1 in FIG. 4 from the duty ratio before time t1 in FIG. . For example, the duty ratio is reduced from 50% to 35%. This is because the inverter 109 generates the dimming signal Sdv that gradually reduces the emission luminance Lca of the backlight 110 until it becomes substantially zero.
  • the timing control for one frame period (1V) is performed by the vertical synchronization signal Vsyn from the video signal processing unit 103. That is, one frame period (1V) is equal to the pulse interval of the vertical synchronization signal Vsyn.
  • the power supply voltage supplied to the inverter 109 is gradually reduced.
  • the amplitude of the signal applied to the primary side of the transformer of the inverter 109 is gradually reduced, and the secondary side of the transformer is gradually reduced within one frame period (1V) as shown in FIG.
  • a dimming signal Sdv having a reduced amplitude is generated. Note that the method of gradually decreasing the amplitude of the dimming signal Sdv within one frame period (1V) is not limited to this.
  • the dimming control circuit 108 decreases the duty ratio of the control signal Scn in one frame period (1V) starting from time t2 in FIG. 4 to 35% to 15%, for example.
  • the duty ratio of the control signal Scn in one frame period (1 V) starting from time t3 in FIG. 4 is reduced from, for example, 15% to 7.5% of the final duty ratio.
  • the amplitude of the dimming signal Sdv is gradually reduced in each of these frame periods (1 V). Further, in each frame period (1 V) after time t3 in FIG. 4, the same final duty ratio is set.
  • the final duty ratio is determined in advance through experiments or the like as a predetermined duty ratio that does not completely stop the discharge of the fluorescent tube 31.
  • the reason why the discharge of the fluorescent tube 31 is not completely stopped is as follows. That is, due to the characteristics of the fluorescent tube 31, a predetermined time is required for re-discharge. Therefore, when the display on the liquid crystal panel 104 changes from the black display, the light emission luminance Lca can be changed smoothly.
  • the dimming control circuit 108 of the backlight control unit 107 detects the duty of the dimming signal Sdv that is a burst signal in response to the detection of the black display image by the video signal processing unit 102.
  • the ratio is gradually reduced in frame period units.
  • the dimming control circuit 108 gradually decreases the amplitude of the dimming signal Sdv within each frame period.
  • the light emission luminance Lca of the backlight 110 gradually decreases to almost zero as shown in FIG.
  • power saving of the backlight 110 corresponding to the entire liquid crystal panel 104 can be performed.
  • gradually decreasing the light emission luminance Lca it is possible to suppress a sense of incongruity due to the backlight 110 being turned off.
  • the backlight 110 is configured by the fluorescent tube 31.
  • the backlight 110 ⁇ / b> A includes a plurality of light emitting diodes (LEDs) including three primary colors of red, green, and blue in a housing 30 attached to the back surface of the liquid crystal panel 20. That is, the red LED 41, the green LED 42, and the blue LED 43 may be provided.
  • LEDs light emitting diodes
  • the backlight control unit 107 generates the dimming signal Sdv according to the APL signal from the video signal processing unit 102, for example, in response to the detection of the black display image by the video signal processing unit 102, and the dimming signal By adjusting Sdv, the light emission luminance of each LED (41, 42, 43) is gradually reduced.
  • the LED dimming method a voltage (current) dimming method, a duty dimming method in which brightness is time-division, or the like can be applied.
  • the number of LEDs that emit light may be gradually reduced to a predetermined number (including zero) in response to detection of a black display image.
  • the backlight control unit 107 changes the input voltage or input current from a power supply circuit (not shown) with a DC-DC converter or the like, and increases the drive voltage (current). For example, the length is decreased in units of one frame.
  • the backlight control unit 107 generates a dimming pulse (PWM signal) for driving the LED, and the pulse width (duty ratio) of the PWM signal is set to, for example, one frame. Decrease in units.
  • the light emission luminance may be gradually reduced until the light emission luminance becomes completely zero during black display. This is because the light emission rise time of the light emitting diode is faster than that of the fluorescent tube, so that a sense of incongruity does not occur during relighting. In this case, since the light emitting diode is completely turned off, the power consumption of the backlight can be reduced to the minimum value.
  • the black display of the liquid crystal panel 104 is detected based on the APL (average luminance level) has been described, but the present invention is not limited to this.
  • it may be detected based on a black level signal included in the video signal Si, or based on an APL and a black level signal. Further, it may be detected based on the APL and the maximum luminance level.
  • the black display of the liquid crystal panel 104 may be detected based on the video signal Si.
  • the emission luminance of the backlight (110, 110A) when the emission luminance of the backlight (110, 110A) is gradually reduced, an example in which it is decreased in units of one frame (predetermined period) is shown. It is not limited. For example, it may be in units of 2 frames or 3 frames, or not in units of frames. Furthermore, it may not be a unit of a predetermined period such as a frame unit. In short, the dimming signal Sdv may be generated so as to gradually reduce the light emission luminance Lca of the backlight (110, 110A) until it becomes substantially zero.
  • the present invention when reducing the light emission luminance of the backlight (110, 110A), as shown in FIG. 4, an example of reducing the amplitude of the dimming signal Sdv within each one frame period
  • the amplitude of the dimming signal Sdv may be constant and only the duty ratio thereof may be decreased. Further, the amplitude of the dimming signal Sdv may be decreased within each frame period without decreasing the amplitude of the dimming signal Sdv, or may be decreased without depending on the frame unit.

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Abstract

本発明は、液晶パネル全体に対応したバックライトの省電力化を簡易に可能とする液晶表示装置を提供することを目的とする。本発明の液晶表示装置は、映像信号に基づいて液晶表示装置の液晶パネル（１０４）およびバックライト（１１０）を制御するとともに、映像信号に基づいて、液晶パネルに表示される画像が、全面黒表示画像に切り替わることを検出する映像信号処理部（１０２）を備える。バックライト制御部（１０７）は、映像信号処理部の検出（ＡＰＬ）に応じて、バックライト（１１０）の発光輝度（Ｌｃａ）を、ほぼゼロレベルまで徐々に低減させる調光信号（Ｓｄｖ）を生成し、調光信号（Ｓｄｖ）をバックライト（１１０）に供給する。本発明の液晶表示装置は、液晶テレビに用いられる。

Description

液晶表示装置及びテレビ受信装置
　本発明は、液晶表示装置及び当該液晶表示装置を備えたテレビ受信装置に関し、特に、液晶表示装置のバックライトの省電力化に関する。
　従来、液晶テレビなどの液晶表示装置のバックライトとして、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）等の放電管を用いたものが知られ、最近、多数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いたバックライトも知られている。通常、液晶表示装置の消費電力は液晶パネルよりもバックライトによる割合が高い。そのため、液晶表示装置の大型化に伴う消費電力の増加を抑制するために、バックライトの消費電力を低減させる必要がある。
　バックライトの消費電力を低減させる技術として、例えば、特許文献１には、スタンバイモード等において液晶パネルに表示すべき映像信号がない場合、液晶パネルに補助用画面を表示させ、その補助用画面の黒表示部分に相当するＬＥＤを消灯する技術が開示されている。
特開２００７－０８６３８０公報
（発明が解決しようとする課題）
　上記開示された技術においては、ＴＶ映像信号等の映像信号がない場合（スタンバイモード等）において視聴者に好印象を与えつつ省電力化を図ることができる。しかしながら、映像信号がある場合において、表示画像によっては液晶パネル全体に渡ってバックライトの省電力化を好適に図れる場合がある。そのため、液晶パネル全体に対応したバックライトの省電力化を、簡易な方法によって図れる液晶表示装置が所望されている。
　本発明は、本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、液晶パネル全体に対応したバックライトの省電力化を簡易に可能とする液晶表示装置及び当該液晶表示装置を備えたテレビ受信装置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
　上記課題を解決するために、本発明による液晶表示装置は、画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルを背面から照明するバックライトと、前記バックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えた液晶表示装置であって、映像信号に基づいて前記液晶パネルおよび前記バックライトを制御するとともに、前記映像信号に基づいて前記画像が黒表示画像であることを検出する映像信号処理部を備え、前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記発光輝度をほぼゼロとなるまで徐々に低減させる調光信号を生成し、前記調光信号を前記バックライトに供給する。
　このような構成によれば、液晶パネルが黒表示の画像を表示する際には、バックライトの発光輝度が、ほぼゼロとなるまで徐々に低減される。そのため、単に画像が黒表示画像であることを検出することによって、液晶パネル全体に対応したバックライトの省電力化を簡易に行うことができる。その際、発光輝度が徐々に低減されるため、バックライトの消灯による違和感を抑制することができる。なお、ここで、用語「ほぼゼロ」は、「ゼロ」の意味も含む。
　前記バックライト制御部は、前記調光信号を所定期間単位に生成するようにしてもよい。このような構成によれば、調光信号を所定期間単位に変更することによって、発光輝度の低減を所定期間単位に徐々に行うことができる。
　前記所定期間は、１フレーム期間であるようにしてもよい。この構成によれば、１フレーム期間に対応して発光輝度を低減させることができる。その際、調光信号の変更をフレーム信号（垂直同期信号）に同期させて行うことができる。
　また、前記バックライトは、光源として蛍光管を含み、前記調光信号は、前記蛍光管の点灯状態と消灯状態とを交互に切り替えるバースト信号であり、前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記バースト信号の振幅および／またはデューティ比を徐々に低下させるようにしてもよい。　
　このような構成によれば、バックライトが蛍光管によって構成される場合、好適にバックライトの輝度を徐々に低減させることができる。
　前記バックライトは、光源として発光ダイオードを含み、前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記発光ダイオードの発光輝度を徐々に低下させる。　
　このような構成によれば、バックライトが発光ダイオードによって構成される場合であっても、液晶パネル全体に対応したバックライトの省電力化を行うことができるとともに、バックライトの消灯による違和感を抑制することができる。
　前記バックライト制御部は、前記発光ダイオードの発光輝度をゼロまで低下させるようにしてもよい。この構成によれば、バックライトの消費電力を最低値まで低減することができる。
　また、本発明のテレビ受信装置は、前記液晶表示装置を備える。この構成によれば、液晶表示装置の省電力化に伴って、テレビ受信装置も省電力化される。
（発明の効果）
　本発明によれば、液晶パネル全体に対応したバックライトの省電力化を可能とする液晶表示装置及び当該液晶表示装置を備えたテレビ受信装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係るテレビ受信装置の電気的構成を概略的に示すブロック図 液晶表示装置のバックライトの構成例を示す概略的な平面図 液晶表示装置の構成例を示す概略的な断面図 バックライトの省電力制御に係る各信号の時間的推移を概略的に示すタイムチャート バックライトの他の構成例を示す概略的な平面図 液晶表示装置の他の構成例を示す概略的な断面図
３１…冷陰極蛍光管、４１、４２、４３…ＬＥＤ（発光ダイオード）、１００…液晶表示装置（表示装置）、１０２…映像信号処理部、１０３…ＬＣＤ制御部、１０４…液晶パネル、１０７…バックライト制御部、１０８…調光制御回路、１０９…インバータ、１１０、１１０Ａ…バックライト、２００…テレビ受信装置
　以下、本発明の実施形態について図１～図５を参照しつつ説明する。本実施形態では、本発明に係る液晶表示装置を備えたテレビ受信装置について例示する。なお、これに限定されず、本発明に係る液晶表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、測定器等、あらゆる画像表示の必要な機器に適用できる。
　１．テレビ受信装置の構成
　図１は、本発明に係る液晶表示装置１００を備えたテレビ受信装置２００の構成を示す概略的なブロック図である。テレビ受信装置２００において、チューナ１１２は、アンテナ１１１によって受信されたテレビジョン放送信号からチャンネルを選局する。またビデオ入力端子１１３は、テレビ受信装置２００に内蔵もしくは外部接続されたＡＶ機器からのビデオ信号を入力する。そして切換部１１４において、チューナ１１２で選局されたテレビジョン放送信号とビデオ入力端子１１３を介して入力したビデオ信号とを切換出力する。切換部１１４から切換出力された映像信号Ｓｉは、液晶表示装置１００の映像信号処理部１０２において映像処理される。
　また、テレビ受信装置２００において、切換部１１４から出力された音声信号は、音声処理部１１５で処理されてスピーカ１１６から音声出力される。また、リモコン受光部１１７は、リモコン装置１２０から送信された赤外線によるリモコン操作信号を受光し、制御部１１８へ送る。制御部１１８は、リモコン受光部１１７で受光したリモコン操作信号を検出・解析し、チューナ１１２、切換部１１４、映像信号処理部１０２、ＬＣＤ制御部１０３、音声処理部１１５等に対してそれらの動作を制御する制御信号を出力する。
　２．液晶表示装置の構成
　次に、液晶表示装置１００について説明する。図１に示されるように、液晶表示装置１００は、映像信号処理部１０２、ＬＣＤ（液晶表示装置）制御部１０３、液晶パネル１０４、バックライト制御部１０７およびバックライト１１０を含む。
　映像信号処理部１０２は、液晶表示装置１００に入力された映像信号Ｓｉ、あるいは液晶表示装置１００が内蔵する記録再生装置（図示せず）の記録媒体から読み出された映像信号Ｓｉを処理する。その映像信号Ｓｉに対して、必要に応じて各種の画質調整処理を行って液晶パネル１０４の駆動に適したＲＧＢ等の画像表示信号等を生成してＬＣＤ制御部１０３に出力する。
　また、映像信号処理部１０２は、バックライト制御部１０７へ出力する垂直同期信号Ｖｓｙｎ等のバックライト制御信号を生成し、バックライト１１０の発光制御を行う。バックライト制御信号として、映像信号処理部１０２は、映像信号Ｓｉに基づいて平均輝度レベル（ＡＰＬ；Average Picture Level）を算出し、ＡＰＬに応じたＡＰＬ信号を生成する。また、例えば、ＡＰＬが黒表示判定値以下となった場合に、液晶パネル１０４に表示される画像が黒表示画像であることを検出し、黒表示検出信号Ｓｂを生成する。ＡＰＬ信号および黒表示検出信号Ｓｂはバックライト制御部１０７に供給される。
　ＬＣＤ制御部１０３は、映像信号処理部１０２からの画像表示信号にしたがって、液晶パネル１０４の各画素の光透過率データであるＬＣＤデータを生成する。ＬＣＤ制御部１０３は、ＬＣＤデータにしたがってＬＣＤ駆動信号を生成し、ＬＣＤ駆動信号を液晶パネル１０４に供給して、液晶パネル１０４における画像表示制御を行う。
　液晶パネル１０４は、例えば、平面視矩形状をなしており、一対のガラス基板が所定のギャップを隔てた状態で貼り合わせられるとともに、両ガラス基板間に液晶が封入された構成とされる。
　一方のガラス基板には、互いに直交するソース配線とゲート配線とに接続されたスイッチング素子（例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ））と、そのスイッチング素子に接続された画素電極、さらには配向膜等が設けられ、他方のガラス基板には、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）等の各着色部が所定配列で配置されたカラーフィルタや共通電極、さらには配向膜等が設けられている。
　このような構成によって、液晶パネル１０４内には、例えば、ハイビジョン用の、１９２０×１０８０ドットのカラー画素が形成されている。液晶パネル１０４内には、さらに、例えば、ＬＣＤドライバが設けられる。ＬＣＤドライバがＬＣＤ制御部１０３からのＬＣＤ駆動信号にしたがって各画素のスイッチング素子を制御することによって、映像信号Ｓｉに応じた画像が液晶パネル１０４に表示される。
　バックライト制御部１０７は、調光制御回路１０８とインバータ１０９とを含む。バックライト制御部１０７は、映像信号処理部１０２の黒表示画像の検出に応じて、バックライト１１０の発光輝度Ｌｃａをほぼゼロとなるまで徐々に低減させる調光信号Ｓｄｖを生成し、調光信号Ｓｄｖをバックライト１１０に供給する（図４参照）。なお、ここで、発光輝度Ｌｃａの、ほぼゼロの値として、例えば、０．０１ｃｄ／ｍ２以下の値（ゼロも含む）とされる。
　調光制御回路１０８は、映像信号処理部１０２からのＡＰＬ信号に応じて矩形波の高電位レベルと低電位レベルの信号期間比（デューティ比）が変化するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号である制御信号Ｓｃｎを生成する。
　また、インバータ１０９は、基本的に従来の構成を有し、制御信号Ｓｃｎに応じてバースト交流電圧である調光信号Ｓｄｖを発生する。バースト調光信号Ｓｄｖは、蛍光管の駆動信号としてバックライト１１０に印加される。インバータ１０９は、例えば、制御信号Ｓｃｎが高電位レベルの時にスイッチング動作し、低電位レベルの時はスイッチング動作を停止して、制御信号Ｓｃｎのデューティ比に応じて間欠動作を行うことによってバースト調光信号Ｓｄｖを生成する（図４参照）。バースト調光信号Ｓｄｖのデューティ比および振幅によってバックライト１１０の輝度が調節される。
　バックライト１１０は、液晶パネル１０４に背面から光を照射し、液晶パネル１０４は照射された光の透過量を制御することによって画像を形成する。本実施形態のバックライト１１０は、図２および図３に示すように、液晶パネル１０４の背面に取り付けられる筐体３０内に、細管形状の複数の蛍光管、例えばＣＣＦＬ（冷陰極蛍光管）３１を等間隔に配設して構成される。各蛍光管３１は、バースト調光信号Ｓｄｖによって点灯駆動される。また、拡散板３２によって各蛍光管３１から発光された照明光を均一拡散する。
　３．バックライトの省電力制御
　次に図４を参照して、本発明によるバックライトの省電力制御について説明する。図４は、バックライトの省電力制御に係る各信号の時間的推移を概略的に示すタイムチャートである。
　今、図４の時刻ｔ１において液晶パネル１０４に表示されている画像が、黒表示に変化したとすると、映像信号処理部１０２によって算出されているＡＰＬの値は、ほぼ「０」％に低下し、所定の黒表示判定値Ａｔｈを下回る。これによって、映像信号処理部１０３は表示画像の黒表示を検出し、黒表示検出信号Ｓｂを生成する。黒表示検出信号Ｓｂは調光制御回路１０８に供給される。なお、ここで黒表示判定値Ａｔｈは、黒表示を判定するＡＰＬの値として適宜設定され、例えば、３％以下の値に設定される。また、黒表示判定値Ａｔｈは、液晶パネル１０４に表示させる画像の種類等に応じて変更されるようにしてもよい。
　調光制御回路１０８は、黒表示検出信号Ｓｂを受け取ると、図４の時刻ｔ１から始まる１フレーム期間（１Ｖ）における制御信号Ｓｃｎのデューティ比を、図４の時刻ｔ１以前のデューティ比から減少させる。例えば、デューティ比を５０％から３５％に減少させる。これは、バックライト１１０の発光輝度Ｌｃａをほぼゼロとなるまで徐々に低減させる調光信号Ｓｄｖをインバータ１０９によって生成させるためである。なお、ここで１フレーム期間（１Ｖ）のタイミング制御は、映像信号処理部１０３からの垂直同期信号Ｖｓｙｎによって行われる。すなわち、１フレーム期間（１Ｖ）は、垂直同期信号Ｖｓｙｎのパルス間隔に等しい。
　また、図４の時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間において、調光信号Ｓｄｖの振幅を徐々に減少させるために、例えば、インバータ１０９に供給される電源電圧を徐々に減少させる。それによって、インバータ１０９のトランスの一次側に印加される信号の振幅が徐々に減少され、トランスの二次側には、図４に示されるように、１フレーム期間（１Ｖ）内において徐々にその振幅が減少される調光信号Ｓｄｖが生成されこととなる。なお、１フレーム期間（１Ｖ）内において調光信号Ｓｄｖの振幅を徐々に減少させる方法は、これに限られない。
　同様に、調光制御回路１０８は、次の図４の時刻ｔ２から始まる１フレーム期間（１Ｖ）における制御信号Ｓｃｎのデューティ比を、例えば、３５％から１５％に減少させる。次いで図４の時刻ｔ３から始まる１フレーム期間（１Ｖ）における制御信号Ｓｃｎのデューティ比を、例えば、１５％から最終デューティ比の７．５％に減少させる。
　なお、図４に示されるように、これらの各フレーム期間（１Ｖ）においても、調光信号Ｓｄｖの振幅が徐々に減少される。また、図４の時刻ｔ３以降の各フレーム期間（１Ｖ）においては、同一の最終デューティ比とされる。最終デューティ比は、蛍光管３１の放電を完全に停止させない所定のデューティ比として、事前に実験等において決定される。ここで、蛍光管３１の放電を完全に停止させないのは以下の理由による。すなわち、蛍光管３１の特性により、再放電には所定の時間を要する。そのため、液晶パネル１０４の表示が黒表示から変化する際に、発光輝度Ｌｃａの変更をスムーズに行わせるためである。
　以上説明したように、本実施形態においては、バックライト制御部１０７の調光制御回路１０８は、映像信号処理部１０２による黒表示画像の検出に応じて、バースト信号である調光信号Ｓｄｖのデューティ比を、フレーム期間単位に徐々に低下させる。また、調光制御回路１０８は、各フレーム期間内において、調光信号Ｓｄｖの振幅を徐々に低下させる。
　そのため、液晶パネル１０４の表示画像が黒表示に変化した際において、バックライト１１０の発光輝度Ｌｃａは、図４に示されるように、徐々に、ほぼゼロとなるまで減少する。その結果、液晶パネル１０４全体に対応したバックライト１１０の省電力化を行うことができる。また、発光輝度Ｌｃａを徐々に減少させることによって、バックライト１１０の消灯による違和感を抑制することができる。
　＜他の実施形態＞
　本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
　（１）上記実施形態においては、バックライト１１０は蛍光管３１によって構成される例を示したがこれに限られない。例えば、図６および図７に示すように、バックライト１１０Ａは、液晶パネル２０の背面に取り付けられる筐体３０内に、赤色，緑色，青色の３原色からなる複数色の発光ダイオード（ＬＥＤ）、すなわち赤色ＬＥＤ４１，緑色ＬＥＤ４２，及び青色ＬＥＤ４３を配設して構成されてもよい。
　この場合、バックライト制御部１０７は、映像信号処理部１０２による黒表示画像の検出に応じて、例えば、映像信号処理部１０２からのＡＰＬ信号に応じて調光信号Ｓｄｖを生成し、調光信号Ｓｄｖを調整することによって各ＬＥＤ（４１，４２，４３）の発光輝度を徐々に低減させる。その際、ＬＥＤの調光方法としては、電圧（電流）調光方式や、明るさが時分割されるデューティ調光方式などを適用することができる。あるいは、黒表示画像の検出に応じて、発光させるＬＥＤの数を所定数（ゼロも含む）まで徐々に減少させるようにしてもよい。
　電圧（電流）調光方式を適用する場合は、バックライト制御部１０７は、図示しない電源回路からの入力電圧または入力電流をＤＣ－ＤＣコンバータ等で変化させて、その駆動電圧（電流）の大きさを、例えば、１フレーム単位で減少させるようにする。一方、デューティ調光方式を適用する場合、バックライト制御部１０７は、ＬＥＤを駆動するための調光パルス（ＰＷＭ信号）を生成し、ＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）を、例えば、１フレーム単位で減少させるようにする。
　なお、発光ダイオードから構成されるバックライト１１０Ａにおいては、黒表示の際に、発光輝度が完全にゼロになるまで発光輝度を徐々に低減させるようにしてもよい。これは、発光ダイオードの発光立上り時間が蛍光管に比べて速いため、再点灯時に違和感を生じさせないためである。この場合、発光ダイオードは完全に消灯されるため、バックライトの消費電力を最低値まで低減することができる。
　（２）上記実施形態および上記他の実施形態においては、液晶パネル１０４の黒表示であることがＡＰＬ（平均輝度レベル）に基づいて検出される例を示したが、これに限定されない。例えば、映像信号Ｓｉに含まれる黒レベル信号に基づいて、あるいはＡＰＬおよび黒レベル信号に基づいて検出されるようにしてもよい。また、ＡＰＬおよび最大輝度レベルに基づいて検出されるようにしてもよい。要は、映像信号Ｓｉに基づいて液晶パネル１０４の黒表示が検出されればよい。
　（３）上記実施形態および上記他の実施形態においては、バックライト（１１０、１１０Ａ）の発光輝度を徐々に低減させる際、１フレーム（所定期間）単位で減少させる例を示したが、これに限定されない。例えば、２フレーム単位あるいは３フレーム単位であってもよいし、フレーム単位でなくてもよい。さらには、フレーム単位等の所定期間単位でなくてもよい。要は、調光信号Ｓｄｖが、バックライト（１１０、１１０Ａ）の発光輝度Ｌｃａを、ほぼゼロとなるまで徐々に低減させるように生成されればよい。
　（４）上記実施形態においては、バックライト（１１０、１１０Ａ）の発光輝度を低減させる際に、図４に示したように、各１フレーム期間内において、調光信号Ｓｄｖの振幅を減少させる例を示したが、必ずしもこれに限定されない。すなわち、調光信号Ｓｄｖの振幅は一定とし、そのデューティ比のみを減少させるようにしてもよい。さらに、各１フレーム期間内において調光信号Ｓｄｖの振幅を減少させずに、フレーム期間単位に振幅を減少させたり、あるいはフレーム単位によらずに振幅を減少させたりようにしてもよい。

Claims (7)

  1. 　画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルを背面から照明するバックライトと、前記バックライトの発光輝度を制御するバックライト制御部とを備えた液晶表示装置であって、
    　映像信号に基づいて前記液晶パネルおよび前記バックライトを制御するとともに、前記映像信号に基づいて前記画像が黒表示画像であることを検出する映像信号処理部を備え、
    　前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記発光輝度をほぼゼロとなるまで徐々に低減させる調光信号を生成し、前記調光信号を前記バックライトに供給することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 　前記バックライト制御部は、前記調光信号を所定期間単位に生成することを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記所定期間は、１フレーム期間である、請求の範囲第２項に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記バックライトは、光源として蛍光管を含み、
    　前記調光信号は、前記蛍光管の点灯状態と消灯状態とを交互に切り替えるバースト信号であり、
    　前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記バースト信号の振幅および／またはデューティ比を徐々に低下させることを特徴とする、請求の範囲第１項から請求の範囲第３項のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記バックライトは、光源として発光ダイオードを含み、
    　前記バックライト制御部は、前記黒表示画像の検出に応じて、前記発光ダイオードの発光輝度を徐々に低下させることを特徴とする、請求の範囲第１項から請求の範囲第３項のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  6. 　前記バックライト制御部は、前記発光ダイオードの発光輝度をゼロまで低下させることを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の液晶表示装置。
  7. 　請求の範囲第１項から請求の範囲第６項のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とするテレビ受信装置。
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