WO2012023326A1 - Backlight controller and image display device - Google Patents
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Abstract
Provided is a backlight controller, which is provided with: a reference value setting unit, which sets, on the basis of image signals, reference values for a plurality of points on a display screen, respectively; and a light emitting luminance calculating unit, which calculates the light emitting luminance of each of the light sources using reference data of each of the light sources. The reference data indicates, with respect to each of the light sources, a relationship between the light emitting luminance of each of the light sources and the quantity of backlight applied to each of the points by the light source. The light emitting luminance calculating unit calculates light emitting luminances using a predetermined calculating method such that the total of the light emitting luminances are minimum, while satisfying the conditions that the total quantity of the backlight applied to the points is not lower than the corresponding reference value, and that the light emitting luminance of each of the light sources does not exceed the maximum value.
Description
本発明は、バックライトの制御に利用されるバックライトコントローラ、およびこれを備えた画像表示装置に関する。
The present invention relates to a backlight controller used to control a backlight, and an image display apparatus provided with the same.
従来、例えば画像表示装置の部品の一つとして、バックライトの制御に利用されるバックライトコントローラが用いられている。またバックライトコントローラとしては、複数の光源（ＬＥＤなど）を有したバックライトユニットに対応するものとして、各光源の発光輝度を独立して制御するものが提案されている。
BACKGROUND Conventionally, a backlight controller used to control a backlight is used as one of components of an image display device, for example. Moreover, as a backlight controller, what respond | correspondsly controls the light emission luminance of each light source is proposed as what respond | corresponds to the backlight unit which had several light sources (LED etc.).
このようなバックライトコントローラとしては、各光源と一対一に対応するように画面上を複数の領域（それぞれ、対応する光源の真前に位置する）に分割設定しておき、各光源の発光輝度を、対応するエリアの輝度成分（画像信号が示す輝度）に応じて制御するものが提案されている。
As such a backlight controller, the screen is divided into a plurality of areas (each located in front of the corresponding light source) to correspond one-to-one with each light source, and the light emission luminance of each light source is set. It has been proposed to control the signal according to the luminance component of the corresponding area (the luminance indicated by the image signal).
このバックライトコントローラによれば、輝度成分の高い領域に対応する光源については発光輝度を高くし、輝度成分の低い領域に対応する光源については発光輝度を低くすることで、全ての光源の発光輝度を均等とする場合に比べ、効率の良いバックライトユニットが実現される。
According to this backlight controller, the light emission luminance of all the light sources is increased by increasing the light emission luminance for the light source corresponding to the region where the luminance component is high and decreasing the light emission luminance for the light source corresponding to the region where the luminance component is low. Compared to the case of equalizing, an efficient backlight unit is realized.
また通常、各光源の発する光（バックライト）は拡散するため、ある光源が発した光は、その光源に対応する領域だけでなく他の領域にも与えられることになる。このことを考慮して、各光源の発光輝度をより適切に制御しようとするものが、例えば特許文献１に開示されている。
In addition, since light emitted from each light source (backlight) is usually diffused, light emitted from a certain light source is given not only to the area corresponding to the light source but also to other areas. Patent Document 1 discloses, for example, a technique for more appropriately controlling the light emission luminance of each light source in consideration of this.
特許文献１に開示されたもの（従来例）によれば、バックライトの光源が複数個設けられており、更に、これらの光源と一対一に対応するように、表示画面上に領域（Ａ１～Ａ６）が設けられている。また各光源についての、各領域に対する輝度寄与率のデータが記憶されている。そして（２）～（７）式に示された多元連立方程式（不等式）を解くことにより、各光源の発光率が求められるとされている。
According to the one disclosed in Patent Document 1 (conventional example), a plurality of light sources of the backlight are provided, and further, a region (A1 to A6) is provided. In addition, data of the luminance contribution rate to each area for each light source is stored. Then, it is supposed that the luminous rate of each light source can be obtained by solving the multiple simultaneous equations (inequalities) shown in the equations (2) to (7).
先述した通り従来例によれば、各光源の発光率を、上述した多元連立方程式（不等式）を用いて算出するようになっている。しかしながら特許文献１には、当該算出を実現する方法の具体的な記述はなされていない。また上述した各式により、各領域に対して必要な量のバックライトを与えつつ、消費電力を出来るだけ小さくするような解（最適解）が得られるとは明言されていない。
As described above, according to the conventional example, the luminous rate of each light source is calculated using the above-described multiple simultaneous equations (inequalities). However, Patent Document 1 does not specifically describe a method for realizing the calculation. Moreover, it is not clearly stated that a solution (optimum solution) which makes the power consumption as small as possible can be obtained while giving the required amount of backlight to each region by the above-mentioned formulas.
またこの従来例によれば、複数の光源について各領域に一対一に対応するように設けられた輝度寄与率のデータを用いて、各光源の発光率を算出するようになっている。この点、特に表示画面の広さに対して光源の数が少ない場合、すなわち個々の領域の面積が広い場合には、同じ領域内であっても、その領域内のどの地点かによって、実際の輝度寄与率は大きく異なる。そのため当該従来例によれば、発光輝度を求めるための計算を、精度良く（きめ細かく）行うことが出来ないおそれがある。
Further, according to this conventional example, the light emission rates of the respective light sources are calculated using the data of the luminance contribution rate provided to correspond to each region in a plurality of light sources. In this respect, particularly when the number of light sources is small with respect to the size of the display screen, that is, when the area of each area is large, the actual position may be determined depending on the point within that area, even within the same area. The luminance contribution rates differ greatly. Therefore, according to the related art, there is a possibility that the calculation for obtaining the light emission luminance can not be performed accurately (finely).
また上述した各式によれば、高輝度の画像信号が入力された場合に、定数項αの値が大きくなる。そのため、これらの式に基づいて光源の発光輝度が制御されると、消費電力が大きくなってしまい、消費電力の低減が困難となるおそれがある。
Further, according to each of the above-described equations, when a high luminance image signal is input, the value of the constant term α becomes large. Therefore, when the light emission luminance of the light source is controlled based on these equations, the power consumption increases, and it may be difficult to reduce the power consumption.
本発明は上述した問題に鑑み、各光源が発するバックライトの拡散をも考慮して、各光源の発光輝度を算出するものでありながら、表示画面の各部に必要な量のバックライトが与えられるようにしつつ、消費電力を出来るだけ小さくすることが可能となるバックライトコントローラの提供を目的とする。
In view of the problems described above, the present invention calculates the light emission luminance of each light source in consideration of the diffusion of the backlight emitted by each light source, but provides the necessary amount of backlight to each part of the display screen. It is an object of the present invention to provide a backlight controller that can reduce power consumption as much as possible.
またこれに加え、上述した他の問題点をも解決することが可能となるバックライトコントローラについても提案する。またこのようなバックライトコントローラを備えた画像表示装置についても提案する。
In addition to this, we also propose a backlight controller that can solve the other problems described above. We also propose an image display device equipped with such a backlight controller.
本発明に係るバックライトコントローラは、バックライトを発する複数の光源と、該バックライトの透過度合を調節して画像を表示する表示画面と、を有する画像表示装置に設けられるバックライトコントローラであって、前記画像を表す画像信号に基づいて、バックライトの量に関する基準値を、前記表示画面上に設けられた複数の地点ごとに設定する基準値設定部と、前記光源ごとに予め設定されている参照データを用いて、前記光源の各々の発光輝度を算出する発光輝度算出部と、を備え、前記参照データは、前記光源の各々について、その光源の発光輝度と、その光源が前記地点の各々に与えるバックライトの量と、の関係を表すデータであり、前記発光輝度算出部は、所定の計算手法を用いて、前記各地点に与えられるバックライトの量の合計が対応する前記基準値を下回らないようにし、かつ、前記光源の各々の発光輝度が所定の最大値を超えないようにするという条件を満たしつつ、前記光源の各々の発光輝度の合計が最小となるように、前記光源の各々の発光輝度を算出する構成とする。
The backlight controller according to the present invention is a backlight controller provided in an image display apparatus having a plurality of light sources for emitting backlight and a display screen for displaying an image by adjusting the degree of transmission of the backlight. A reference value setting unit configured to set, for each of a plurality of points provided on the display screen, a reference value regarding the amount of backlight based on an image signal representing the image; And a light emission luminance calculation unit for calculating the light emission luminance of each of the light sources using reference data, wherein the reference data includes, for each of the light sources, the light emission luminance of the light source and each of the light sources at the points. Data indicating the relationship between the amount of backlight given to the light source and the light emission luminance calculation unit, and the light emission luminance calculation unit uses the predetermined calculation method to determine the back light given to each of the points. Emission luminance of each of the light sources does not exceed a predetermined maximum value, and the emission luminance of each of the light sources is controlled so as not to fall below the corresponding reference value. The light emission luminance of each of the light sources is calculated so as to minimize the sum of
本構成によれば、表示画面の各部に必要な量のバックライトが与えられるようにしつつ、消費電力が出来るだけ小さくなるように、各光源についての発光輝度を算出することが可能となる。
According to this configuration, it is possible to calculate the light emission luminance for each light source so as to reduce the power consumption as much as possible while providing the necessary amount of backlight to each part of the display screen.
また上記構成において、前記基準値設定部は、前記画像信号が表す輝度成分を、前記地点ごとに検出し、前記各地点についての前記基準値を、予め決められたピーク値に、その地点についての輝度成分と輝度成分の最大値との比を乗じて算出した値に、設定する構成とする。
In the above configuration, the reference value setting unit detects the luminance component represented by the image signal for each point, and sets the reference value for each point to a predetermined peak value for the point. The value calculated by multiplying the ratio of the luminance component to the maximum value of the luminance component is set.
本構成によれば、基準値を決められたピーク値に制限しつつ、各地点の基準値の比率を、画像信号に合わせることが可能となる。そのため本構成によれば、ピーク値を適切に決めておくことにより、各地点の基準値を出来るだけ画像信号に合わせるようにしながらも、消費電力が異常に大きくなることを極力防ぐことが可能となる。
According to this configuration, it is possible to match the ratio of the reference value of each point to the image signal while limiting the reference value to the determined peak value. Therefore, according to this configuration, by appropriately determining the peak value, it is possible to prevent the power consumption from becoming abnormally large while minimizing the reference value of each point to the image signal as much as possible. Become.
また上記構成において、前記基準値設定部は、前記画像信号が表す輝度成分を、前記地点ごとに検出し、前記各地点についての前記基準値を、予め決められたピーク値に、その地点についての輝度成分と輝度成分の最大値との比を乗じて算出した値に仮設定し、前記仮設定のなされた各値の平均値が、予め決められた上限値を超えていない場合は、該仮設定された各値を前記基準値として設定し、該上限値を超えている場合は、前記平均値が該上限値を超えないように、該仮設定された各値に一定値を乗じて補正した各値を、前記基準値として設定する構成としてもよい。
In the above configuration, the reference value setting unit detects the luminance component represented by the image signal for each point, and sets the reference value for each point to a predetermined peak value for the point. The value temporarily calculated by multiplying the ratio between the luminance component and the maximum value of the luminance component is provisionally set, and when the average value of the values temporarily set does not exceed a predetermined upper limit value, the provisional value Each set value is set as the reference value, and when it exceeds the upper limit value, each temporarily set value is multiplied by a fixed value so that the average value does not exceed the upper limit value. Each value may be set as the reference value.
本構成によれば、各地点の基準値の比率を画像信号に合わせながらも、基準値を決められたピーク値に制限し、更に基準値の平均値を決められた上限値に制限することが可能となる。そのため本構成によれば、ピーク値と上限値を適切に決めておくことにより、各地点の基準値を出来るだけ画像信号に合わせるようにしながらも、消費電力が異常に大きくなることをより確実に防ぐことが可能となる。
According to this configuration, it is possible to restrict the reference value to the determined peak value and further restrict the average value of the reference values to the determined upper limit value while adjusting the ratio of the reference value of each point to the image signal. It becomes possible. Therefore, according to the present configuration, by appropriately determining the peak value and the upper limit value, it is possible to more reliably ensure that the power consumption abnormally increases while matching the reference value of each point to the image signal as much as possible. It is possible to prevent.
また上記構成において、前記一定値は、前記上限値と前記平均値との比である構成としてもよい。本構成によれば、過大な補正がなされることで基準値が必要以上に小さくなることを、回避することが可能となる。
Further, in the above configuration, the constant value may be a ratio of the upper limit value and the average value. According to this configuration, it is possible to prevent the reference value from being reduced more than necessary by performing excessive correction.
また上記構成において、前記地点ごとに、バックライトの量に関するウェイト係数が設定されており、前記基準値設定部は、前記画像信号が表す輝度成分を、前記地点ごとに検出し、前記各地点についての前記基準値を、予め決められたピーク値に、その地点についての輝度成分と輝度成分の最大値との比と、その地点についての前記ウェイト係数とを乗じて算出した値に、設定する構成としてもよい。
In the above configuration, a weight coefficient relating to the amount of backlight is set for each of the points, and the reference value setting unit detects, for each of the points, the luminance component represented by the image signal. The reference value of is set to a value calculated by multiplying a predetermined peak value by the ratio of the luminance component at that point to the maximum value of the luminance component and the weight coefficient for that point It may be
本構成によれば、例えば表示画面上のどの部分かによって観察者の注目度が異なる場合、注目度の低い部分についてはウェイト係数を比較的小さくすることで、観察者に出来るだけ違和感を与えないようにしつつ、消費電力をより低減させることが可能となる。
According to this configuration, for example, when the degree of attention of the observer is different depending on which portion on the display screen, the weight coefficient is relatively small for the portion with low degree of attention, thereby giving the observer as little discomfort as possible. As a result, it is possible to further reduce power consumption.
また上記構成としてより具体的には、前記ウェイト係数は、前記表示画面の略中央から外縁に近づくに連れて、小さい値に設定されている構成としてもよい。
More specifically, as the above configuration, the weight coefficient may be set to a smaller value as it approaches the outer edge from the approximate center of the display screen.
また上記構成において、前記地点は、前記光源よりも多く設けられている構成としてもよい。本構成によれば、当該地点が光源と一対一に対応しているような場合（この場合、当該地点と光源は同数となる）に比べて、発光輝度を求めるための計算を、精度良く（きめ細かく）行うことが可能となる。
In the above configuration, the points may be provided more than the light sources. According to this configuration, the calculation for obtaining the light emission luminance is performed more accurately (in the case where the points correspond to the light sources in one-to-one correspondence (in this case, the points and the light sources become the same number)) Can be done finely).
また上記構成において、前記発光輝度算出部は、前記算出された発光輝度の合計が、予め決められている制限値を超えた場合、該合計が該制限値を越えないように、該算出された発光輝度の各々を補正する構成としてもよい。
In the above configuration, the light emission luminance calculation unit may calculate the sum of the calculated light emission luminances such that the sum does not exceed the limit value if the sum exceeds the predetermined limit value. Each of the light emission luminances may be corrected.
本構成よれば、制限値を適切に決めておくことにより、バックライトユニットの扱う電力が過剰とならないようにし、安全確保を図ることが可能となる。
According to this configuration, by appropriately determining the limit value, it is possible to ensure safety by preventing the power handled by the backlight unit from becoming excessive.
また上記構成としてより具体的には、前記光源は、ＰＷＭ制御によって発光が制御されるものであり、前記光源の発光輝度は、前記ＰＷＭ制御におけるデューティ比として表される構成としてもよい。
Further, as the above configuration, more specifically, light emission of the light source may be controlled by PWM control, and light emission luminance of the light source may be represented as a duty ratio in the PWM control.
また本発明に係る画像表示装置は、上記構成に係るバックライトコントローラ、前記光源、および前記表示画面を備えた構成とする。本構成によれば、上記構成に係るバックライトコントローラの利点を享受することが可能となる。また当該構成の画像表示装置は、より具体的には、前記表示画面が液晶表示パネルとして形成された、液晶表示装置である構成としてもよい。
An image display apparatus according to the present invention includes the backlight controller according to the above configuration, the light source, and the display screen. According to this configuration, it is possible to receive the advantage of the backlight controller according to the above configuration. Further, more specifically, the image display device having the configuration may be a liquid crystal display device in which the display screen is formed as a liquid crystal display panel.
上述した通り、本発明に係るバックライトコントローラによれば、発光輝度算出部によって算出された発光輝度に従って、光源の各々を発光させることにより、表示画面の各部に必要な量のバックライトが与えられるようにしつつ、消費電力を出来るだけ小さくすることが可能となる。
As described above, according to the backlight controller according to the present invention, the required amount of backlight is provided to each part of the display screen by causing each of the light sources to emit light in accordance with the light emission luminance calculated by the light emission luminance calculator. Power consumption can be reduced as much as possible.
また本発明に係る画像表示装置によれば、本発明に係るバックライトコントローラの利点を享受することが可能となる。
Further, according to the image display device of the present invention, it is possible to receive the advantages of the backlight controller of the present invention.
本発明の実施形態について、第１実施形態から第３実施形態までの各々を挙げて、以下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below by listing each of the first to third embodiments.
１．第１実施形態
まず本発明の第１実施形態について、テレビ放送受像機（画像表示装置の一態様）を挙げて、以下に説明する。 1. First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described below with reference to a television broadcast receiver (one aspect of an image display device).
まず本発明の第１実施形態について、テレビ放送受像機（画像表示装置の一態様）を挙げて、以下に説明する。 1. First Embodiment First, a first embodiment of the present invention will be described below with reference to a television broadcast receiver (one aspect of an image display device).
［テレビ放送受像機の構成等について］
図１は、当該テレビ放送受像機の概略的な構成図である。本図に示すように、テレビ放送受像機１は、制御部１０、操作部１１、放送受信部１２、放送信号処理部１３、画像信号処理部１４、液晶パネルユニット１５、およびバックライトユニット１６などを備えている。 [About the configuration of a television broadcast receiver, etc.]
FIG. 1 is a schematic block diagram of the television broadcast receiver. As shown in the figure, thetelevision broadcast receiver 1 includes a control unit 10, an operation unit 11, a broadcast receiving unit 12, a broadcast signal processing unit 13, an image signal processing unit 14, a liquid crystal panel unit 15, a backlight unit 16 and the like. Is equipped.
図１は、当該テレビ放送受像機の概略的な構成図である。本図に示すように、テレビ放送受像機１は、制御部１０、操作部１１、放送受信部１２、放送信号処理部１３、画像信号処理部１４、液晶パネルユニット１５、およびバックライトユニット１６などを備えている。 [About the configuration of a television broadcast receiver, etc.]
FIG. 1 is a schematic block diagram of the television broadcast receiver. As shown in the figure, the
制御部１０は、テレビ放送受像機１の各部を制御し、テレビ放送受像機１の機能（テレビ放送の画像を表示する機能など）を発揮させるために必要な各種処理を実行させる。また操作部１１は、ユーザに操作されるスイッチを備えており、操作内容を制御部１０に伝える。これにより、テレビ放送受像機１の各種動作に、ユーザの意図を反映させることが可能となっている。
The control unit 10 controls each unit of the television broadcast receiver 1 to execute various processes necessary to exhibit the function of the television broadcast receiver 1 (such as the function of displaying an image of television broadcast). The operation unit 11 also includes a switch operated by the user, and transmits the operation content to the control unit 10. As a result, it is possible to reflect the user's intention on various operations of the television broadcast receiver 1.
放送受信部１２は、アンテナやチューナ装置などを有しており、テレビ放送局から伝送されてくる放送信号を継続的に受信する。選局する放送チャンネルなどは、制御部１０によって制御される。受信された放送信号は、放送信号処理部１３に送出される。
The broadcast receiving unit 12 includes an antenna, a tuner device, and the like, and continuously receives a broadcast signal transmitted from a television broadcast station. The broadcast channel to be selected is controlled by the control unit 10. The received broadcast signal is sent to the broadcast signal processing unit 13.
放送信号処理部１３は、放送信号から画像信号および音声信号を抽出するとともに、画像信号を画像信号処理部１４に送出し、音声信号を、不図示のスピーカ装置（音声信号に基づいて音声を発生させる装置）に送出する。
The broadcast signal processing unit 13 extracts an image signal and an audio signal from the broadcast signal and sends the image signal to the image signal processing unit 14, and generates an audio signal by a speaker device (not shown based on the audio signal Device)).
画像信号処理部１４は、前段側から受取った画像信号に対して必要な処理（例えば、圧縮を解除する処理や、色調を補正する処理）を施す。このような処理が施された画像信号は、液晶パネルユニット１５およびバックライトユニット１６へ、継続的に送出される。画像信号は、画素ごとの輝度（輝度成分）を表す信号、同期信号、およびクロック信号などから構成されている。
The image signal processing unit 14 performs necessary processing (for example, processing for canceling compression and processing for correcting color tone) on the image signal received from the front stage side. The image signal subjected to such processing is continuously transmitted to the liquid crystal panel unit 15 and the backlight unit 16. The image signal is composed of a signal representing the luminance (luminance component) of each pixel, a synchronization signal, a clock signal, and the like.
これにより、動画を構成する各フレームの情報（各フレームの表示内容や表示されるべきタイミング等を特定する情報）が、液晶パネルユニット１５およびバックライトユニット１６へ継続的に伝送されることになる。
As a result, the information of each frame constituting the moving image (information specifying the display content of each frame, the timing to be displayed, etc.) is continuously transmitted to the liquid crystal panel unit 15 and the backlight unit 16. .
液晶パネルユニット１５は、液晶表示パネル１５ａおよびパネルドライバ１５ｂなどを備えている。またバックライトユニット１６は、バックライトコントローラ２１、ＬＥＤドライバ２２、複数個のＬＥＤ２３、およびＬＥＤ実装基板２４などを備えている。なお、液晶パネルユニット１５およびバックライトユニット１６の構成形態は、図２に示す通りである。
The liquid crystal panel unit 15 includes a liquid crystal display panel 15a and a panel driver 15b. The backlight unit 16 further includes a backlight controller 21, an LED driver 22, a plurality of LEDs 23, an LED mounting board 24, and the like. The configuration of the liquid crystal panel unit 15 and the backlight unit 16 is as shown in FIG.
液晶表示パネル１５ａは、複数の画素（液晶を挟んで対向配置された画素電極を有する）や、各画素に対応したＲＧＢのカラーフィルタなどを有する、一般的な液晶ディスプレイのパネルと同等の構成となっている。液晶表示パネル１５ａは、各画素電極の電圧が調整され、その結果、与えられるバックライトの透過度合（開口率）が画素ごとに調整される。
The liquid crystal display panel 15a has the same configuration as a general liquid crystal display panel having a plurality of pixels (having pixel electrodes disposed opposite to each other with liquid crystal interposed therebetween), an RGB color filter corresponding to each pixel, and the like. It has become. In the liquid crystal display panel 15a, the voltage of each pixel electrode is adjusted, and as a result, the transmission degree (aperture ratio) of a given backlight is adjusted for each pixel.
また液晶表示パネル１５ａが有している画素の全部または一部は、後述するバックライトの発光輝度の算出において注目される、注目画素１５ｃに設定されている。注目画素１５ｃは、図２に示すように、１番目からｍ番目までのｍ個分が設けられており、液晶表示パネル１５ａ上に満遍なく配置されるように、それぞれが略一定の間隔で配置されている。注目画素１５ｃがどのような意義を有しているかについては、後述する説明で明らかとなる。
In addition, all or part of the pixels included in the liquid crystal display panel 15a are set as the pixel of interest 15c to be noted in the calculation of the light emission luminance of the backlight described later. As shown in FIG. 2, the target pixels 15c are provided with m pieces from the first to the m-th, and are arranged at substantially constant intervals so as to be evenly arranged on the liquid crystal display panel 15a. ing. The meaning of the pixel of interest 15c will be clarified in the following description.
パネルドライバ１５ｂは、画像信号処理部１４から受取った画像信号に基づいて、液晶表示パネル１５ａにおける各画素電極の電圧を調整する。より具体的には、パネルドライバ１５ｂは、新たな１フレーム分の画像のデータが得られた後、このデータに従って各画素電極の電圧を設定する。これにより、液晶表示パネル１５ａの裏側からバックライトが照らされれば、液晶表示パネル１５ａに画像が表示されることとなる。
The panel driver 15 b adjusts the voltage of each pixel electrode in the liquid crystal display panel 15 a based on the image signal received from the image signal processing unit 14. More specifically, the panel driver 15b sets the voltage of each pixel electrode according to the data after obtaining image data of a new one frame. Accordingly, when the backlight is illuminated from the back side of the liquid crystal display panel 15a, an image is displayed on the liquid crystal display panel 15a.
ＬＥＤドライバ２２は、各ＬＥＤ２３が接続されるようになっており、各ＬＥＤ２３の発光をＰＷＭ制御によって制御する。より具体的には、ＬＥＤドライバ２２は、ＰＷＭ制御におけるデューティ比（以下、単に「デューティ比」とする）がＬＥＤ２３ごとに更新可能に設定されており、このデューティ比に従って、各ＬＥＤ２３に電流を流すようにする。
Each LED 23 is connected to the LED driver 22, and the light emission of each LED 23 is controlled by PWM control. More specifically, the LED driver 22 is set so that the duty ratio in PWM control (hereinafter, simply referred to as "duty ratio") can be updated for each LED 23, and the current is supplied to each LED 23 according to this duty ratio Let's do it.
これにより各ＬＥＤ２３は、自身に対応するデューティ比に応じた発光輝度で、発光することになる。なおＬＥＤ２３ごとのデューティ比の設定は、バックライトコントローラ２１からＰＷＭ信号（後述する通り、ＬＥＤ２３ごとのデューティ比を表す）が伝送される度に、これに従って更新される。
As a result, each LED 23 emits light with emission luminance according to the duty ratio corresponding to itself. The setting of the duty ratio for each LED 23 is updated according to the transmission of the PWM signal (which represents the duty ratio for each LED 23 as described later) from the backlight controller 21.
ＬＥＤ２３は、バックライトの光源として機能するものであり、ＬＥＤ実装基板２４（液晶表示パネル１５ａの裏側に取り付けられる基板）に配置された形態となっている。ＬＥＤ２３としては、例えば、白色に発光する白色ＬＥＤが用いられている。またＬＥＤ２３は、供給される電流量が多いほど（ＰＷＭ制御の場合は、デューティ比が大きいほど）、発光輝度が高くなる。なおここでのＬＥＤ２３は光源の一例であって、発光輝度が制御可能となっている限り、他種の光源が採用されていても構わない。
The LED 23 functions as a light source of the backlight, and is disposed on the LED mounting substrate 24 (a substrate attached to the back side of the liquid crystal display panel 15a). As the LED 23, for example, a white LED that emits white light is used. Further, as the amount of current supplied to the LED 23 is larger (in the case of PWM control, the duty ratio is larger), the light emission luminance is higher. Here, the LED 23 is an example of a light source, and other types of light sources may be adopted as long as the emission brightness can be controlled.
またＬＥＤ２３は、図２に示すように、１番目からｎ番目までのｎ個分が設けられており、ＬＥＤ実装基板２４上に満遍なく配置されるように、それぞれが略一定の間隔で配置されている。また各ＬＥＤ２３は、液晶表示パネル１５ａ上の一定のエリア（図２に破線で示した領域）に対応するように、配置されていると見ることもできる。各ＬＥＤ２３は、自身に対応したエリアを中心にバックライトを与えるが、ＬＥＤ２３が発した光はより広範囲に拡散するため、自身に対応したエリア外にもバックライトを与えることとなる。
Further, as shown in FIG. 2, n LEDs 1 to n are provided, as shown in FIG. 2, and the LEDs 23 are disposed at substantially constant intervals so as to be evenly disposed on the LED mounting substrate 24. There is. Each of the LEDs 23 can also be viewed as being arranged to correspond to a certain area on the liquid crystal display panel 15a (the area indicated by the broken line in FIG. 2). Although each LED 23 provides backlighting around an area corresponding to itself, the light emitted from the LED 23 diffuses more widely, so that backlighting is provided outside the area corresponding to itself.
なお注目画素１５ｃの個数（ｍ個）は、ＬＥＤ２３の個数（ｎ個）に比べて、十分に大きくなっている。一例を挙げれば、注目画素１５ｃが１４４００個（ｍ＝１４４００）であるのに対し、ＬＥＤ２３は９０個（ｎ＝９０）といった具合である。注目画素１５ｃの位置や個数は、ＬＥＤ２３の位置や個数とは独立して、任意に設定しておくことが可能である。
The number (m) of the target pixels 15 c is sufficiently larger than the number (n) of the LEDs 23. As an example, while the number of target pixels 15c is 14400 (m = 14400), the number of LEDs 23 is 90 (n = 90). The position and the number of the target pixel 15 c can be set arbitrarily, independently of the position and the number of the LEDs 23.
バックライトコントローラ２１は、画像信号処理部１４から受取った画像信号に基づいて、各ＬＥＤ２３の発光輝度が適切となるようにＰＷＭ信号を生成し、ＬＥＤドライバ２２に出力する。このようにバックライトコントローラ２１は、各ＬＥＤ２３の発光輝度（換言すれば、バックライトの明るさ）を、制御する機能を有している。なおバックライトコントローラ２１が行う動作については、改めて詳細に説明する。またテレビ放送受像機１は上述したように、液晶表示装置の一種と見ることも出来る。
The backlight controller 21 generates a PWM signal based on the image signal received from the image signal processing unit 14 so that the emission luminance of each LED 23 becomes appropriate, and outputs the PWM signal to the LED driver 22. Thus, the backlight controller 21 has a function of controlling the light emission luminance of each LED 23 (in other words, the brightness of the backlight). The operation performed by the backlight controller 21 will be described again in detail. Further, as described above, the television broadcast receiver 1 can be viewed as a kind of liquid crystal display device.
［拡散係数について］
先述したように、ＬＥＤ２３は複数個が設けられており、それぞれの発する光が、バックライトとして扱われる。ここでＬＥＤ２３（光源）を個々に見れば、液晶表示パネル１５ａ上の各画素（地点）に与えられるバックライトの量（光の量）は、各ＬＥＤ２３がその画素に与えるバックライトの総量（合計）であると見ることが出来る。 [About the diffusion coefficient]
As described above, a plurality ofLEDs 23 are provided, and light emitted from each is treated as a backlight. Here, looking at the LEDs 23 (light source) individually, the amount of backlight (the amount of light) given to each pixel (point) on the liquid crystal display panel 15a is the total amount of backlights given to each pixel (total Can be viewed as
先述したように、ＬＥＤ２３は複数個が設けられており、それぞれの発する光が、バックライトとして扱われる。ここでＬＥＤ２３（光源）を個々に見れば、液晶表示パネル１５ａ上の各画素（地点）に与えられるバックライトの量（光の量）は、各ＬＥＤ２３がその画素に与えるバックライトの総量（合計）であると見ることが出来る。 [About the diffusion coefficient]
As described above, a plurality of
なお、ある画素に与えるバックライトの量が多いほど、その画素をより高い輝度とすることが可能となる。そのため、ＬＥＤ２３が画素に与えるバックライトの量は、その画素の輝度に対する寄与の度合と見ることも出来る。
Note that as the amount of backlight given to a certain pixel is larger, it is possible to make that pixel have higher luminance. Therefore, the amount of backlight that the LED 23 applies to a pixel can also be viewed as the degree of contribution to the luminance of the pixel.
そして、一のＬＥＤ２３が発光したときに、この発光によって各画素に与えられるバックライトの量（バックライトの拡散の度合と見ることも出来る）は、そのときの発光輝度によって定まる。そこで本実施形態では、ｉ番目（但し、１≦ｉ≦ｎとする）のＬＥＤ２３がデューティ比１００％で発光した際に、この光が、ｊ番目（但し、１≦ｊ≦ｍとする）の注目画素１５ｃに与えることとなるバックライトの量（或いは、これに準じた何らかの値であっても良い）を、拡散係数ｐ（ｉ，ｊ）とする。
Then, when one LED 23 emits light, the amount of backlight given to each pixel by this light emission (which can also be regarded as the degree of diffusion of the backlight) is determined by the light emission luminance at that time. Therefore, in the present embodiment, when the i-th (where 1 ≦ i ≦ n) LED 23 emits light with a duty ratio of 100%, this light is j-th (where 1 ≦ j ≦ m). The amount of backlight to be given to the pixel of interest 15c (or any value according to this) may be used as the diffusion coefficient p (i, j).
この拡散係数を用いると、各ＬＥＤ２３が発光した際における、ｊ番目の注目画素１５ｃに与えられるバックライトの総量Ｓ（ｊ）は、下記の（１）式で表される。但しｄ（ｉ）は、ｉ番目のＬＥＤ２３におけるデューティ比を表す。
Using this diffusion coefficient, the total amount S (j) of backlights given to the j-th target pixel 15c when each LED 23 emits light is expressed by the following equation (1). However, d (i) represents the duty ratio in the i-th LED 23.
なお拡散係数は、通常、点灯地点付近（そのＬＥＤ２３のほぼ真前に位置する画素）において一つまたは複数の極大値をとり、極大値をとる地点から遠ざかるに従って単調減少する。またＬＥＤ２３が発する光は壁面などで反射するため、同じＬＥＤ２３であっても、どこに配置されているかによってその拡散係数は変動する。
The diffusion coefficient usually takes one or a plurality of local maximum values in the vicinity of the lighting point (a pixel located approximately right in front of the LED 23), and monotonously decreases as it goes away from the local point. Moreover, since the light emitted from the LED 23 is reflected by a wall surface or the like, the diffusion coefficient fluctuates depending on where the same LED 23 is disposed.
図３に、α番目のＬＥＤ２３（ＬＥＤ実装基板２４上の角に配置されたものとする）に関する拡散係数ｐ（α，ｊ）の一例を示す。図３に示した拡散係数は、ｍ＝１４４００（横１６０×縦９０）、およびｎ＝９０であるとしたときの、１エリア内に含まれる各注目画素１５ｃに関するものである（α番目のＬＥＤ２３の中心は、座標０，０であるとする）
FIG. 3 shows an example of the diffusion coefficient p (α, j) for the α-th LED 23 (which is assumed to be disposed at a corner on the LED mounting substrate 24). The diffusion coefficient shown in FIG. 3 relates to each target pixel 15 c included in one area when m = 14400 (160 × 90) and n = 90 (α-th LED 23 Center of coordinates 0, 0)
図３によると、１エリア内の拡散係数の最大値は０．０６２７３（座標０，０）、最小値は０．０５３７８８（座標９，９）となっており、これらの比は０．８７５となっている。なお１エリア内の拡散係数の差は、エリア数（つまりＬＥＤ２３の個数）が少なくなるほど大きくなる。
According to FIG. 3, the maximum value of the diffusion coefficient in one area is 0.06273 (coordinate 0, 0), the minimum value is 0.053788 (coordinate 9, 9), and the ratio of these is 0.875. It has become. The difference in the diffusion coefficient in one area increases as the number of areas (that is, the number of LEDs 23) decreases.
拡散係数は、液晶表示パネル１５ａやバックライトユニット１６の主な仕様が定まり次第、予め実験や計算などによって求めておくことが可能である。テレビ放送受像機１においては、全てのＬＥＤ２３についての、全ての注目画素１５ｃに対する拡散係数が予め求められており、その情報がバックライトコントローラ２１に記録されている。記録されている拡散係数の情報は、後述するように、ＬＥＤ２３の発光輝度の算出に用いられる。
The diffusion coefficient can be obtained in advance by experiment or calculation as soon as the main specifications of the liquid crystal display panel 15a and the backlight unit 16 are determined. In the television broadcast receiver 1, the diffusion coefficients for all the target pixels 15 c for all the LEDs 23 are obtained in advance, and the information is recorded in the backlight controller 21. The information on the diffusion coefficient recorded is used to calculate the light emission luminance of the LED 23 as described later.
［ＬＥＤの発光輝度の制御について］
バックライトコントローラ２１は、ＬＥＤ２３の発光輝度を適切に制御する動作として、所定の一連の動作（ステップＳ１～Ｓ５）を実行する。この一連の動作について、図４に示すフローチャートを参照しながら、以下に説明する。 [Control of emission brightness of LED]
Thebacklight controller 21 executes a predetermined series of operations (steps S1 to S5) as an operation of appropriately controlling the light emission luminance of the LED 23. The series of operations will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
バックライトコントローラ２１は、ＬＥＤ２３の発光輝度を適切に制御する動作として、所定の一連の動作（ステップＳ１～Ｓ５）を実行する。この一連の動作について、図４に示すフローチャートを参照しながら、以下に説明する。 [Control of emission brightness of LED]
The
まずバックライトコントローラ２１は、注目画素１５ｃの各々について、バックライトの量に関する基準値Ｌ（ｊ）を設定する（ステップＳ１）。この基準値Ｌ（ｊ）は、液晶表示パネル１５ａに画像を表示させるにあたって、その注目画素１５ｃに与えられるべきバックライトの量を表す。
First, the backlight controller 21 sets a reference value L (j) regarding the amount of backlight for each of the pixels of interest 15c (step S1). The reference value L (j) represents the amount of backlight to be given to the target pixel 15c when the liquid crystal display panel 15a displays an image.
なお、画像をどのような明るさで表示するかの方針は、機器の種類や使用目的などによって種々の形態が考えられる。そのため、基準値Ｌ（ｊ）をどのように設定するかについても、種々の形態が採用され得る。本実施形態では、次のようにして基準値Ｌ（ｊ）を設定することとする（なお、異なる形態が採用された例については、後に第２および第３実施形態として説明する）。
In addition, various forms can be considered according to the kind of apparatus, the purpose of use, etc. in the policy which displays an image by what kind of brightness. Therefore, various forms can be adopted as to how to set the reference value L (j). In this embodiment, the reference value L (j) is set as follows (an example in which a different form is adopted will be described later as the second and third embodiments).
バックライトコントローラ２１は、画像信号処理部１４から受取った画像信号が表している、各注目画素１５ｃについての輝度成分Ｙ（ｊ）を検出する。またバックライトコントローラ２１は、輝度成分Ｙ（ｊ）における最大値Ｙ＿ｍａｘを特定する。
The backlight controller 21 detects the luminance component Y (j) for each pixel of interest 15 c represented by the image signal received from the image signal processing unit 14. Further, the backlight controller 21 specifies the maximum value Y_max in the luminance component Y (j).
更にバックライトコントローラ２１は、各注目画素１５ｃの基準値Ｌ（ｊ）を、次の（２）式を用いて算出する。
Ｌ（ｊ）＝Ｌ＿ｐｅａｋ×｛Ｙ（ｊ）／Ｙ＿ｍａｘ｝
・・・（２）
但しＬ＿ｐｅａｋは、基準値Ｌ（ｊ）のピーク値にするべき値として、予め定められているものである。Ｌ＿ｐｅａｋは、一例としては、全てのＬＥＤ２３を最大のデューティ比で発光させた場合に、ある位置の画素に与えられるバックライトの総量、或いはこれに準じた量（例えばある程度の余裕をもたせるため、所定量だけ少なくしたもの）を表す値として定められる。 Furthermore, thebacklight controller 21 calculates the reference value L (j) of each target pixel 15 c using the following equation (2).
L (j) = L_peak × {Y (j) / Y_max}
... (2)
However, L_peak is predetermined as a value to be used as the peak value of the reference value L (j). L_peak is, for example, a total amount of backlight given to a pixel at a certain position or a corresponding amount (for example, a certain margin) when allLEDs 23 emit light with the maximum duty ratio. It is defined as a value representing a reduction by a fixed amount.
Ｌ（ｊ）＝Ｌ＿ｐｅａｋ×｛Ｙ（ｊ）／Ｙ＿ｍａｘ｝
・・・（２）
但しＬ＿ｐｅａｋは、基準値Ｌ（ｊ）のピーク値にするべき値として、予め定められているものである。Ｌ＿ｐｅａｋは、一例としては、全てのＬＥＤ２３を最大のデューティ比で発光させた場合に、ある位置の画素に与えられるバックライトの総量、或いはこれに準じた量（例えばある程度の余裕をもたせるため、所定量だけ少なくしたもの）を表す値として定められる。 Furthermore, the
L (j) = L_peak × {Y (j) / Y_max}
... (2)
However, L_peak is predetermined as a value to be used as the peak value of the reference value L (j). L_peak is, for example, a total amount of backlight given to a pixel at a certain position or a corresponding amount (for example, a certain margin) when all
バックライトコントローラ２１は、基準値Ｌ（ｊ）を、（２）式を用いて算出された各値に設定する。これによりステップＳ１の動作が実現される。その後、バックライトコントローラ２１は、先述した拡散係数ｐ（ｉ，ｊ）と基準値Ｌ（ｊ）の情報を用いて、各ＬＥＤ２３に対するデューティ比を算出する（ステップＳ２）。
The backlight controller 21 sets the reference value L (j) to each value calculated using the equation (2). Thus, the operation of step S1 is realized. Thereafter, the backlight controller 21 calculates the duty ratio for each LED 23 using the information of the diffusion coefficient p (i, j) and the reference value L (j) described above (step S2).
より具体的には、バックライトコントローラ２１は、次の（３）式と（４）式を満たしつつ、ｄ（ｉ）の合計が最小となるように、ｄ（ｉ）（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を算出する。
Ｓ（ｊ）≧Ｌ（ｊ） （ｊ＝１、２、・・・、ｍ）
・・・（３）
０％≦ｄ（ｉ）≦１００％ （ｉ＝１、２、・・・、ｎ）
・・・（４）
先述したように、ｄ（ｉ）は、ｉ番目のＬＥＤ２３におけるデューティ比を、Ｓ（ｊ）は、ｊ番目の注目画素１５ｃに与えられるバックライトの総量（先述した（１）式を参照）を表している。 More specifically, thebacklight controller 21 sets d (i) (i = 1, 2) such that the sum of d (i) is minimized while satisfying the following equations (3) and (4): , ..., n) are calculated.
S (j) ≧ L (j) (j = 1, 2,..., M)
... (3)
0% ≦ d (i) ≦ 100% (i = 1, 2,..., N)
... (4)
As described above, d (i) represents the duty ratio of the i-th LED 23, and S (j) represents the total amount of backlight given to the j-th target pixel 15c (see the equation (1) described above). It represents.
Ｓ（ｊ）≧Ｌ（ｊ） （ｊ＝１、２、・・・、ｍ）
・・・（３）
０％≦ｄ（ｉ）≦１００％ （ｉ＝１、２、・・・、ｎ）
・・・（４）
先述したように、ｄ（ｉ）は、ｉ番目のＬＥＤ２３におけるデューティ比を、Ｓ（ｊ）は、ｊ番目の注目画素１５ｃに与えられるバックライトの総量（先述した（１）式を参照）を表している。 More specifically, the
S (j) ≧ L (j) (j = 1, 2,..., M)
... (3)
0% ≦ d (i) ≦ 100% (i = 1, 2,..., N)
... (4)
As described above, d (i) represents the duty ratio of the i-
なおこの計算は、所定の計算手法（アルゴリズム）を用いて実行され、この計算手法による最適解が求められる。計算手法としては、既に単体法や内分法などが知られており、これらのうちの一方が用いられるようにしても良く、他の計算手法が用いられるようにしても良い。またこの計算の内容から明らかであるように、注目画素１５ｃが多く設けられているほど、計算量は増大するが、ｄ（ｉ）の各値をより精度良く（液晶表示パネル１５ａの各位置の状況を、よりきめ細かく考慮するように）求めることが可能である。
Note that this calculation is performed using a predetermined calculation method (algorithm), and an optimum solution is obtained by this calculation method. As a calculation method, a simplex method, an internal division method, and the like are already known, and one of them may be used, or another calculation method may be used. Further, as apparent from the contents of this calculation, the amount of calculation increases as the number of pixels of interest 15c increases, but each value of d (i) is more accurately determined (at each position of the liquid crystal display panel 15a). It is possible to determine the situation more carefully.
各ＬＥＤ２３に対するデューティ比を算出したら、バックライトコントローラ２１は、この算出結果が、過剰状態になっていないかを判断する（ステップＳ３）。より具体的には、バックライトコントローラ２１は、算出されたｄ（ｉ）の合計が、予め設定されている制限値を超えていないか（つまり、超えている状態を過剰状態とする）を判断する。
After calculating the duty ratio for each LED 23, the backlight controller 21 determines whether the calculation result is in an excess state (step S3). More specifically, the backlight controller 21 determines whether the calculated sum of d (i) exceeds the preset limit value (that is, the exceeded state is regarded as an excess state). Do.
なおこの制限値は、バックライトユニット１６の扱う電力が過剰とならないよう、安全確保のために設定された値である。この制限値は、各ＬＥＤ２３の全点灯時に相当する値としても構わない。
The limit value is a value set for ensuring safety so that the power handled by the backlight unit 16 is not excessive. The limit value may be a value corresponding to the time when all the LEDs 23 are lit.
そして、算出結果が過剰状態になっていると判断したら（ステップＳ３のＹ）、バックライトコントローラ２１は、この過剰状態が解消されるように、算出結果を補正する（ステップＳ４）。この補正は、例えば、ｄ（ｉ）の合計が制限値以下となるように、ｄ（ｉ）の各々に一定の補正値を乗じる（つまりスケーリングする）ことにより、実現される。
Then, if it is determined that the calculation result is in the excess state (Y in step S3), the backlight controller 21 corrects the calculation result so that the excess state is eliminated (step S4). This correction is realized, for example, by multiplying (that is, scaling) each of d (i) with a fixed correction value such that the sum of d (i) is equal to or less than the limit value.
当該補正がなされた後、或いは、算出結果が過剰状態になっていなかった場合には（ステップＳ３のＮ）、バックライトコントローラ２１は、今回の算出結果を反映させたＰＷＭ信号を生成し、ＬＥＤドライバ２２に出力する（ステップＳ５）。これにより、ＬＥＤドライバ２２に設定されている各ＬＥＤ２３に対するデューティ比は、このＰＷＭ信号に従って更新される。その結果、以降、ｉ番目のＬＥＤ２３は、今回算出されたｄ（ｉ）に応じた発光輝度で発光する。
After the correction is performed, or when the calculation result is not in the excessive state (N in step S3), the backlight controller 21 generates a PWM signal reflecting the current calculation result, and the LED is generated. It outputs to the driver 22 (step S5). Thereby, the duty ratio for each LED 23 set in the LED driver 22 is updated according to this PWM signal. As a result, thereafter, the i-th LED 23 emits light at the emission luminance corresponding to d (i) calculated this time.
またバックライトコントローラ２１によって決定された、バックライトの明るさを特定し得る情報（例えばＰＷＭ信号）は、パネルドライバ１５ｂに伝送されるようになっている。パネルドライバ１５ｂは、この伝送されてきた情報に基づいて、液晶表示パネル１５ａにおける画素ごと或いはエリアごとに、与えられるバックライトの量の変化量（例えば、全てのＬＥＤ２３の発光輝度が最大である場合を、基準としたときの変化量）を特定する。
Further, information (for example, a PWM signal) which can determine the brightness of the backlight determined by the backlight controller 21 is transmitted to the panel driver 15b. The panel driver 15b changes the amount of change in the amount of backlight provided for each pixel or area of the liquid crystal display panel 15a based on the transmitted information (for example, when the emission luminance of all the LEDs 23 is maximum) Specify the amount of change when using
そしてパネルドライバ１５ｂは、この変化量に応じて、液晶表示パネル１５ａにおける各画素電極の電圧を補正する。つまり、バックライトの量が変化した分だけ、各画素の開口率が補正されるようにする。これにより、液晶表示パネル１５ａには、画像が正しく表示される。
Then, the panel driver 15b corrects the voltage of each pixel electrode in the liquid crystal display panel 15a according to the amount of change. That is, the aperture ratio of each pixel is corrected as much as the amount of backlight changes. Thereby, the image is correctly displayed on the liquid crystal display panel 15a.
なお、ＰＷＭ信号におけるデューティ比の表現方式については、特に制限されない。例えば、デューティ比がそのままの値（０％～１００％の値）として表現されていても良く、０～４０９５の値（４０９６（＝２の１２乗）を分母とする場合）として表現されていても良い。また上述した一連の動作（ステップＳ１～Ｓ５）を実行するタイミングについては、種々の形態とすることが可能である。例えば、送られてくる画像信号の一または複数フレームごと、或いは、一定時間ごとといったように、定期的に実行されるようにしてもよい。
The method of expressing the duty ratio in the PWM signal is not particularly limited. For example, the duty ratio may be expressed as a value (0% to 100% value) as it is, and is expressed as a value of 0 to 4095 (when using 4096 (= 2 to the power of 12) as a denominator) Also good. Further, the timing of executing the above-described series of operations (steps S1 to S5) can be in various forms. For example, it may be performed periodically, such as every one or a plurality of frames of an image signal to be sent, or every certain time.
［デューティ比の算出手法について］
上述の通り本実施形態では、拡散係数ｐ（ｉ，ｊ）を用い、個々のＬＥＤ２３が発するバックライトの拡散（対応するエリア外にまで及ぶこと）を考慮して、デューティ比ｄ（ｉ）が算出される。そのため、画像表示において必要な明るさが確保されるようにしつつも、デューティ比ｄ（ｉ）の平均値を小さくし、バックライトのための消費電力を抑えることが可能となっている。 [Method of calculating duty ratio]
As described above, in the present embodiment, using the diffusion coefficient p (i, j), the duty ratio d (i) is set in consideration of the diffusion of the backlight emitted from each LED 23 (extending outside the corresponding area). It is calculated. Therefore, it is possible to reduce the average value of the duty ratio d (i) and to reduce the power consumption for the backlight, while ensuring the necessary brightness in the image display.
上述の通り本実施形態では、拡散係数ｐ（ｉ，ｊ）を用い、個々のＬＥＤ２３が発するバックライトの拡散（対応するエリア外にまで及ぶこと）を考慮して、デューティ比ｄ（ｉ）が算出される。そのため、画像表示において必要な明るさが確保されるようにしつつも、デューティ比ｄ（ｉ）の平均値を小さくし、バックライトのための消費電力を抑えることが可能となっている。 [Method of calculating duty ratio]
As described above, in the present embodiment, using the diffusion coefficient p (i, j), the duty ratio d (i) is set in consideration of the diffusion of the backlight emitted from each LED 23 (extending outside the corresponding area). It is calculated. Therefore, it is possible to reduce the average value of the duty ratio d (i) and to reduce the power consumption for the backlight, while ensuring the necessary brightness in the image display.
ここで、本実施形態に係るデューティ比の算出手法（以下、便宜的に「本算出手法」とする）により、消費電力をどの程度抑えることが可能であるかについて、各種形態の画像を表示させるケースを例に挙げて説明する。なおバックライトユニット１６には、合計４５個（横９×縦５）のＬＥＤ２３が配置されている（つまり、ｎ＝４５）とする。
Here, images of various forms are displayed as to how much power consumption can be reduced by the method of calculating the duty ratio according to the present embodiment (hereinafter referred to as “the present calculation method” for the sake of convenience). The case will be described as an example. In the backlight unit 16, a total of 45 (9 × 5) LEDs 23 are arranged (that is, n = 45).
まず、図５に示す形態の画像を、液晶表示パネル１５ａに表示させるケースを想定する。図５に示すようにこの画像は、全体を４５（横９×縦５）個のパートに分けて見た場合、右下のパートから左上のパートに向かうに連れて輝度が高くなっている。画像表示のために液晶表示パネル１５ａの各部分に要求されるバックライトの量は、その部分に表示される画像（パート）の輝度が高いほど、大きくなる。
First, a case is assumed where an image of the form shown in FIG. 5 is displayed on the liquid crystal display panel 15a. As shown in FIG. 5, when the entire image is divided into 45 (9 × 5 × 5) parts, the luminance increases from the lower right part toward the upper left part. The amount of backlight required for each portion of the liquid crystal display panel 15a to display an image increases as the luminance of the image (part) displayed in that portion increases.
対応するエリア内の画像の輝度平均値に基づいて、各ＬＥＤ２３に対するデューティ比が算出されると仮定した場合、すなわちバックライトの拡散を考慮せずにデューティ比を算出する手法（以下、便宜的に「一般的算出手法」とする）が用いられる場合、デューティ比ｄ（ｉ）は、図６の表に示された値に算出される。
Assuming that the duty ratio for each LED 23 is calculated based on the average brightness value of the image in the corresponding area, that is, a method for calculating the duty ratio without considering the diffusion of the backlight (hereinafter, for convenience) When the “general calculation method” is used, the duty ratio d (i) is calculated to the values shown in the table of FIG.
なお表の中の各位置（横９×縦５）は、ＬＥＤ２３の位置に対応している。つまり表の中のｉ番目の位置の値が、デューティ比ｄ（ｉ）を表している。またデューティ比ｄ（ｉ）は、０（０％）から４０９５（１００％）までの値で表されている。
Each position (9 horizontal × 5 vertical) in the table corresponds to the position of the LED 23. That is, the value of the i-th position in the table represents the duty ratio d (i). The duty ratio d (i) is represented by a value from 0 (0%) to 4095 (100%).
図６によれば、一般的算出手法が用いられた場合、算出されたデューティ比ｄ（ｉ）の平均値は、約３１％となっている。すなわちこの場合、全ＬＥＤ２３の発光に要する消費電力は、理論上、全点灯状態（全ＬＥＤ２３が、デューティ比１００％で点灯する状態）の約３１％となる。
According to FIG. 6, when the general calculation method is used, the average value of the calculated duty ratio d (i) is about 31%. That is, in this case, the power consumption required for the light emission of all the LEDs 23 is theoretically about 31% of the total lighting state (the state in which all the LEDs 23 are lit at a duty ratio of 100%).
一方、本算出手法が用いられて、各ＬＥＤ２３に対するデューティ比が算出される場合、デューティ比ｄ（ｉ）は、図７の表に示された値に算出される。なおここでは、注目画素１５ｃの総数は１４４００（横１６０×縦９０）に設定されている（つまり、ｍ＝４５）とする。
On the other hand, when the present calculation method is used to calculate the duty ratio for each LED 23, the duty ratio d (i) is calculated to the value shown in the table of FIG. Here, the total number of target pixels 15c is set to 14400 (160 × 90) (that is, m = 45).
図７によれば、本算出手法が用いられた場合、算出されたデューティ比ｄ（ｉ）の平均値は、約１８％となっている。すなわちこの場合、全ＬＥＤ２３の発光に要する消費電力は、理論上、全点灯状態の約１８％となる。従って本算出手法が用いられた場合、全ＬＥＤ２３の発光に要する消費電力は、一般的算出手法が用いられた場合の約５８％に抑えられることになる。
According to FIG. 7, when this calculation method is used, the average value of the calculated duty ratio d (i) is about 18%. That is, in this case, the power consumption required for light emission of all the LEDs 23 is theoretically about 18% of the total lighting state. Therefore, when the present calculation method is used, the power consumption required for light emission of all the LEDs 23 is suppressed to about 58% of when the general calculation method is used.
次に、図８に示す形態の画像を、液晶表示パネル１５ａに表示させるケースを想定する。図８に示すようにこの画像は、全体を４５（横９×縦５）個のパートに分けて見た場合、最大輝度のパートと最小輝度のパートが、上下左右に交互に配置された形態となっている。
Next, a case is assumed where the image of the form shown in FIG. 8 is displayed on the liquid crystal display panel 15a. As shown in FIG. 8, when this image is viewed in 45 (wide 9 × vertical 5) parts in total, the form in which the part with the highest luminance and the part with the lowest luminance are alternately arranged vertically and horizontally. It has become.
このケースでは、一般的算出手法が用いられる場合、デューティ比ｄ（ｉ）は、図９の表に示された値に算出される。図９によれば、一般的算出手法が用いられた場合、算出されたデューティ比ｄ（ｉ）の平均値は、約４９％となっている。すなわちこの場合、全ＬＥＤ２３の発光に要する消費電力は、理論上、全点灯状態の約４９％となる。
In this case, when the general calculation method is used, the duty ratio d (i) is calculated to the value shown in the table of FIG. According to FIG. 9, when the general calculation method is used, the average value of the calculated duty ratio d (i) is about 49%. That is, in this case, the power consumption required for the light emission of all the LEDs 23 is theoretically about 49% of the total lighting state.
一方、本算出手法が用いられる場合、デューティ比ｄ（ｉ）は、図１０の表に示された値に算出される。図１０によれば、本算出手法が用いられた場合、算出されたデューティ比ｄ（ｉ）の平均値は、約４４％となっている。すなわちこの場合、全ＬＥＤ２３の発光に要する消費電力は、理論上、全点灯状態の約４４％となる。従って本算出手法が用いられた場合、全ＬＥＤ２３の発光に要する消費電力は、一般的算出手法が用いられた場合の約９０％に抑えられることになる。
On the other hand, when the present calculation method is used, the duty ratio d (i) is calculated to the value shown in the table of FIG. According to FIG. 10, when this calculation method is used, the average value of the calculated duty ratio d (i) is about 44%. That is, in this case, the power consumption required for the light emission of all the LEDs 23 is theoretically about 44% of the total lighting state. Therefore, when the present calculation method is used, the power consumption required for light emission of all the LEDs 23 is suppressed to about 90% of when the general calculation method is used.
以上に説明した通り、表示させる画像の形態によって違いはあるが、本算出手法によれば、ＬＥＤ２３の発光に要する消費電力を大幅に抑えることが可能となっている。
As described above, although there is a difference depending on the form of the image to be displayed, according to this calculation method, it is possible to significantly reduce the power consumption required for the light emission of the LED 23.
２．第２実施形態
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお本実施形態は、バックライトコントローラ２１が行うステップＳ１の動作およびこれに関わる部分を除き、基本的に第１実施形態と同様である。そのため以下では、重複した説明を省略する。 2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is basically the same as the first embodiment except for the operation of step S1 performed by thebacklight controller 21 and portions related to the operation. Therefore, duplicate explanations are omitted below.
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお本実施形態は、バックライトコントローラ２１が行うステップＳ１の動作およびこれに関わる部分を除き、基本的に第１実施形態と同様である。そのため以下では、重複した説明を省略する。 2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is basically the same as the first embodiment except for the operation of step S1 performed by the
バックライトコントローラ２１が、ステップＳ１の動作として行う動作について、図１１に示すフローチャートを参照しながら、以下に説明する。先ずバックライトコントローラ２１は、画像信号処理部１４から受取った画像信号が表している、各注目画素１５ｃについての輝度成分Ｙ（ｊ）を検出する（ステップＳ１１）。またバックライトコントローラ２１は、輝度成分Ｙ（ｊ）における最大値Ｙ＿ｍａｘを特定する。
The operation performed by the backlight controller 21 as the operation of step S1 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. First, the backlight controller 21 detects a luminance component Y (j) for each target pixel 15c represented by the image signal received from the image signal processing unit 14 (step S11). Further, the backlight controller 21 specifies the maximum value Y_max in the luminance component Y (j).
更にバックライトコントローラ２１は、各注目画素１５ｃの仮の基準値Ｌ´（ｊ）を、次の（５）式を用いて算出する（ステップＳ１２）。
Ｌ´（ｊ）＝Ｌ＿ｐｅａｋ×｛Ｙ（ｊ）／Ｙ＿ｍａｘ｝
・・・（５）
なおＬ＿ｐｅａｋは、第１実施形態の場合と同様に、Ｌ（ｊ）のピーク値にするべき値として予め定められているものである。 Furthermore, thebacklight controller 21 calculates a temporary reference value L ′ (j) of each target pixel 15c using the following equation (5) (step S12).
L ′ (j) = L_peak × {Y (j) / Y_max}
... (5)
As in the first embodiment, L_peak is predetermined as a value to be a peak value of L (j).
Ｌ´（ｊ）＝Ｌ＿ｐｅａｋ×｛Ｙ（ｊ）／Ｙ＿ｍａｘ｝
・・・（５）
なおＬ＿ｐｅａｋは、第１実施形態の場合と同様に、Ｌ（ｊ）のピーク値にするべき値として予め定められているものである。 Furthermore, the
L ′ (j) = L_peak × {Y (j) / Y_max}
... (5)
As in the first embodiment, L_peak is predetermined as a value to be a peak value of L (j).
次にバックライトコントローラ２１は、仮の基準値Ｌ´（ｊ）の平均値ＡＶＥが、上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅより大きいか否かを判別する（ステップＳ１３）。この上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅは、画像信号の輝度成分が全て最大（いわゆる全白の状態）であると仮定した場合に、各画素に与えられることが望まれるバックライトの量を表す。上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅは、予め所定の値に決められている。
Next, the backlight controller 21 determines whether the average value AVE of the temporary reference values L '(j) is larger than the upper limit L_white (step S13). The upper limit L_white represents the amount of backlight desired to be given to each pixel, assuming that the luminance components of the image signal are all maximum (so-called all white state). The upper limit L_white is determined in advance to a predetermined value.
そして、平均値ＡＶＥが上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅ以下である場合には（ステップＳ１３のＮ）、バックライトコントローラ２１は、仮の基準値Ｌ´（ｊ）の各々を、正式な基準値Ｌ（ｊ）に設定する（ステップＳ１５）。
When the average value AVE is less than or equal to the upper limit L_white (N in step S13), the backlight controller 21 sets each of the temporary reference values L ′ (j) to the formal reference value L (j). The setting is made (step S15).
一方、平均値ＡＶＥが上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅより大きい場合には（ステップＳ１３のＹ）、バックライトコントローラ２１は、仮の基準値Ｌ´（ｊ）の各々に所定の補正を施し（ステップＳ１４）、得られた値を正式な基準値Ｌ（ｊ）に設定する（ステップＳ１５）。より具体的には、下記の（６）式を用いて、基準値Ｌ（ｊ）の各々が算出されるようにする。
Ｌ（ｊ）＝Ｌ´（ｊ）×｛Ｌ＿ｗｈｉｔｅ／ＡＶＥ｝
・・・（６）
これによりＬ（ｊ）の平均値は、上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅに略一致する（つまり当該平均値の上限が、この値に制限される）こととなる。 On the other hand, when the average value AVE is larger than the upper limit L_white (Y in step S13), thebacklight controller 21 performs a predetermined correction on each of the temporary reference values L ′ (j) (step S14). The set value is set to a formal reference value L (j) (step S15). More specifically, each of the reference values L (j) is calculated using the following equation (6).
L (j) = L '(j) × {L_white / AVE}
... (6)
As a result, the average value of L (j) substantially matches the upper limit L_white (that is, the upper limit of the average value is limited to this value).
Ｌ（ｊ）＝Ｌ´（ｊ）×｛Ｌ＿ｗｈｉｔｅ／ＡＶＥ｝
・・・（６）
これによりＬ（ｊ）の平均値は、上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅに略一致する（つまり当該平均値の上限が、この値に制限される）こととなる。 On the other hand, when the average value AVE is larger than the upper limit L_white (Y in step S13), the
L (j) = L '(j) × {L_white / AVE}
... (6)
As a result, the average value of L (j) substantially matches the upper limit L_white (that is, the upper limit of the average value is limited to this value).
ここまでの動作が実行されることにより、各基準値Ｌ（ｊ）が設定され、ステップＳ１の動作が達成されたことになる。
By performing the operation up to this point, each reference value L (j) is set, and the operation of step S1 is achieved.
３．第３実施形態
次に本発明の第３実施形態について説明する。なお本実施形態は、バックライトコントローラ２１が行うステップＳ１の動作およびこれに関わる部分を除き、基本的に第１実施形態と同様である。そのため以下では、重複した説明を省略する。 3. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is basically the same as the first embodiment except for the operation of step S1 performed by thebacklight controller 21 and portions related to the operation. Therefore, duplicate explanations are omitted below.
次に本発明の第３実施形態について説明する。なお本実施形態は、バックライトコントローラ２１が行うステップＳ１の動作およびこれに関わる部分を除き、基本的に第１実施形態と同様である。そのため以下では、重複した説明を省略する。 3. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is basically the same as the first embodiment except for the operation of step S1 performed by the
バックライトコントローラ２１が、ステップＳ１の動作として行う動作について、以下に説明する。先ずバックライトコントローラ２１は、画像信号処理部１４から受取った画像信号が表している、各注目画素１５ｃについての輝度成分Ｙ（ｊ）を検出する。またバックライトコントローラ２１は、輝度成分Ｙ（ｊ）における最大値Ｙ＿ｍａｘを特定する。
The operation performed by the backlight controller 21 as the operation of step S1 will be described below. First, the backlight controller 21 detects the luminance component Y (j) for each pixel of interest 15 c represented by the image signal received from the image signal processing unit 14. Further, the backlight controller 21 specifies the maximum value Y_max in the luminance component Y (j).
更にバックライトコントローラ２１は、各注目画素１５ｃの基準値Ｌ（ｊ）を、次の（７）式を用いて算出する。
Ｌ（ｊ）＝Ｌ＿ｐｅａｋ×｛Ｙ（ｊ）／Ｙ＿ｍａｘ｝×ｒａｔｅ（ｊ）
・・（７）
なおＬ＿ｐｅａｋは、第１実施形態の場合と同様に、Ｌ（ｊ）のピーク値にするべき値として予め定められているものである。 Furthermore, thebacklight controller 21 calculates the reference value L (j) of each target pixel 15c using the following equation (7).
L (j) = L_peak × {Y (j) / Y_max} × rate (j)
(7)
As in the first embodiment, L_peak is predetermined as a value to be a peak value of L (j).
Ｌ（ｊ）＝Ｌ＿ｐｅａｋ×｛Ｙ（ｊ）／Ｙ＿ｍａｘ｝×ｒａｔｅ（ｊ）
・・（７）
なおＬ＿ｐｅａｋは、第１実施形態の場合と同様に、Ｌ（ｊ）のピーク値にするべき値として予め定められているものである。 Furthermore, the
L (j) = L_peak × {Y (j) / Y_max} × rate (j)
(7)
As in the first embodiment, L_peak is predetermined as a value to be a peak value of L (j).
ｒａｔｅ（ｊ）は、ｊ番目の注目画素１５ｃについての、バックライトの量に関するウェイト係数を表す。ウェイト係数ｒａｔｅ（ｊ）は、全ての注目画素１５ｃについて、予め決められた値に設定されている。またウェイト係数は、図１２に一例を示すように、画面（液晶表示パネル１５ａ）の中央から外縁へ近づくほど、小さい値に設定されている。
Rate (j) represents a weight factor related to the amount of backlight for the j-th target pixel 15c. The weight coefficient rate (j) is set to a predetermined value for all the pixels of interest 15c. The weight coefficient is set to a smaller value as it gets closer to the outer edge from the center of the screen (liquid crystal display panel 15a) as shown in an example in FIG.
このようにウェイト係数は、画面の中央（一般的に、観察者が最も注視する部分）については、表示の明るさを下げないようにする一方、画面の外縁に近づくほど明るさを下げ、消費電力の低減が実現されるように設定されている。
In this way, the weight coefficient does not lower the display brightness at the center of the screen (generally, the part at which the viewer most gazes at most), while decreasing the brightness toward the outer edge of the screen, Power reduction is set to be realized.
バックライトコントローラ２１は、基準値Ｌ（ｊ）を、（７）式を用いて算出された各値に設定する。ここまでの動作が実行されることにより、各基準値Ｌ（ｊ）が設定され、ステップＳ１の動作が達成されたことになる。
The backlight controller 21 sets the reference value L (j) to each value calculated using the equation (7). By performing the operation up to this point, each reference value L (j) is set, and the operation of step S1 is achieved.
４．その他
以上までに説明した各実施形態のバックライトコントローラ２１は、バックライトを発する複数のＬＥＤ２３（光源）と、このバックライトの透過度合を調節して画像を表示する液晶表示パネル１５ａ（表示画面）と、を有するテレビ放送受像機１（画像表示装置）に設けられている。 4. Others Thebacklight controller 21 according to each of the embodiments described above includes a plurality of LEDs 23 (light sources) that emit backlights, and a liquid crystal display panel 15a (display screen) that adjusts the degree of transmission of the backlights to display an image. And a television broadcast receiver 1 (image display device).
以上までに説明した各実施形態のバックライトコントローラ２１は、バックライトを発する複数のＬＥＤ２３（光源）と、このバックライトの透過度合を調節して画像を表示する液晶表示パネル１５ａ（表示画面）と、を有するテレビ放送受像機１（画像表示装置）に設けられている。 4. Others The
そしてバックライトコントローラ２１は、この画像を表す画像信号に基づいて、バックライトの量に関する基準値Ｌ（ｊ）を、液晶表示パネル１５ａ上に設定された複数の注目画素１５ｃ（複数の地点）ごとに設定する機能部（基準値設定部）と、ＬＥＤ２３ごとに予め設定されている拡散係数ｐ（ｉ，ｊ）（参照データ）を用いて、ＬＥＤ２３の各々の発光輝度を算出する機能部（発光輝度算出部）と、を備えている。
Then, based on the image signal representing this image, the backlight controller 21 sets a reference value L (j) relating to the amount of backlight to each of the plurality of target pixels 15c (plural points) set on the liquid crystal display panel 15a. Function unit (reference value setting unit) to be set to, and a function unit (light emission to calculate the emission brightness of each of the LEDs 23 using the diffusion coefficient p (i, j) (reference data) preset for each of the LEDs 23 And a luminance calculation unit).
また拡散係数ｐ（ｉ，ｊ）は、ＬＥＤ２３の各々について、そのＬＥＤ２３の発光輝度と、そのＬＥＤ２３が注目画素１５ｃの各々に与えるバックライトの量と、の関係を表すデータである。
The diffusion coefficient p (i, j) is data representing, for each of the LEDs 23, the relationship between the emission luminance of the LED 23 and the amount of backlight given by the LED 23 to each of the target pixels 15c.
また発光輝度算出部は、所定の計算手法を用いて、各注目画素１５ｃに与えられるバックライトの量の合計が対応する基準値Ｌ（ｊ）を下回らないようにし（先述した（３）式を参照）、かつ、ＬＥＤ２３の各々の発光輝度が所定の最大値（デューティ比１００％）を超えないようにする（先述した（４）式を参照）という条件を満たしつつ、ＬＥＤ２３の各々の発光輝度の合計が最小となるように、ＬＥＤ２３の各々の発光輝度を算出するようになっている。
In addition, the light emission luminance calculation unit uses a predetermined calculation method so that the sum of the amounts of backlight given to the respective target pixels 15c does not fall below the corresponding reference value L (j) (the equation (3) described above is ) And the emission luminance of each of the LEDs 23 does not exceed a predetermined maximum value (duty ratio 100%) (refer to the above-mentioned equation (4)), and the emission luminance of each of the LEDs 23 is satisfied. The light emission luminance of each of the LEDs 23 is calculated so as to minimize the sum of.
そのためバックライトコントローラ２１は、これらの式や条件に適合する最適解を算出することが可能となっている。すなわちバックライトコントローラ２１は、液晶表示パネル１５ａの各部に必要な量のバックライトが与えられるようにしつつ、消費電力が出来るだけ小さくなるように、各ＬＥＤ２３についての発光輝度を算出することが可能となっている。
Therefore, it is possible for the backlight controller 21 to calculate an optimal solution that conforms to these equations and conditions. That is, the backlight controller 21 can calculate the light emission luminance for each LED 23 so that the power consumption can be as small as possible while providing the necessary amount of backlight to each part of the liquid crystal display panel 15a. It has become.
なお基準値Ｌ（ｊ）の設定対象については、本実施形態では注目画素１５ｃの各々、つまり表示画面（液晶表示パネル１５ａ）が有する複数画素の一部としたが、他の形態であっても構わない。また設定対象の各々を、一つの画素とする代わりに、複数個の纏まった画素からなる画素群としても構わない。
In this embodiment, the target value of the reference value L (j) is a part of a plurality of pixels included in each of the pixels of interest 15c, that is, the display screen (liquid crystal display panel 15a). I do not care. In addition, instead of setting each of the setting objects as one pixel, it is also possible to use a pixel group consisting of a plurality of integrated pixels.
また第１実施形態に係るバックライトコントローラ２１においては、画像信号が表す輝度成分が、注目画素１５ｃごとに検出される。そして各注目画素１５ｃについての基準値Ｌ（ｊ）は、予め決められたＬ＿ｐｅａｋ（ピーク値）に、輝度成分Ｙ（ｊ）と輝度成分の最大値Ｙ＿ｍａｘとの比を乗じて算出した値に、設定される（先述した（２）式を参照）。
In the backlight controller 21 according to the first embodiment, the luminance component represented by the image signal is detected for each pixel of interest 15c. The reference value L (j) for each pixel of interest 15c is a value calculated by multiplying the ratio of the luminance component Y (j) to the maximum value Y_max of the luminance component by a predetermined L_peak (peak value), It is set (see the equation (2) described above).
そのためバックライトコントローラ２１によれば、基準値Ｌ（ｊ）をＬ＿ｐｅａｋに制限しつつ、各注目画素１５ｃの基準値Ｌ（ｊ）の比率を、画像信号に合わせることが可能となっている。そのためバックライトコントローラ２１によれば、Ｌ＿ｐｅａｋを適切に決めておくことにより、各注目画素１５ｃの基準値Ｌ（ｊ）を出来るだけ画像信号に合わせるようにしながらも、消費電力が異常に大きくなることを極力防ぐことが可能となっている。
Therefore, according to the backlight controller 21, it is possible to match the ratio of the reference value L (j) of each target pixel 15c to the image signal while limiting the reference value L (j) to L_peak. Therefore, according to the backlight controller 21, by appropriately determining L_peak, power consumption is abnormally increased while matching the reference value L (j) of each pixel of interest 15c to the image signal as much as possible. It is possible to prevent as much as possible.
また第２実施形態に係るバックライトコントローラ２１においては、画像信号が表す輝度成分が、注目画素１５ｃごとに検出される。そして各注目画素１５ｃについての基準値Ｌ（ｊ）は、予め決められたＬ＿ｐｅａｋ（ピーク値）に、その注目画素１５ｃについての輝度成分Ｙ（ｊ）と輝度成分の最大値Ｙ＿ｍａｘとの比を乗じて算出した値に、仮設定される（つまり先述の（５）式を用いて、仮の基準値Ｌ´（ｊ）が算出される。）。
In the backlight controller 21 according to the second embodiment, the luminance component represented by the image signal is detected for each pixel of interest 15c. The reference value L (j) for each pixel of interest 15c is obtained by multiplying the ratio of the luminance component Y (j) for the pixel of interest 15c to the maximum value Y_max of the luminance component by a predetermined L_peak (peak value). The temporary calculated reference value L '(j) is calculated using the previously calculated value (that is, the temporary reference value L' (j) is calculated).
そして更に、Ｌ´（ｊ）の平均値ＡＶＥが、上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅを超えていない場合は、Ｌ´（ｊ）の各値が基準値Ｌ（ｊ）として設定され、上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅを超えている場合は、平均値ＡＶＥが上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅを超えないように、Ｌ´（ｊ）の各値に、一定値（上限値Ｌ＿ｗｈｉｔｅと平均値ＡＶＥの比）を乗じて補正した各値を、基準値Ｌ（ｊ）として設定する（先述した（６）式を参照）。
Further, when the average value AVE of L ′ (j) does not exceed the upper limit L_white, each value of L ′ (j) is set as the reference value L (j) and exceeds the upper limit L_white. If the average value AVE does not exceed the upper limit L_white, each value of L ′ (j) is multiplied by a fixed value (the ratio of the upper limit L_white to the average value AVE) and each value corrected is a reference value It sets as L (j) (refer to (6) Formula mentioned above).
そのためバックライトコントローラ２１によれば、各注目画素１５ｃの基準値Ｌ（ｊ）の比率を画像信号に合わせながらも、基準値Ｌ（ｊ）をＬ＿ｐｅａｋに制限し、更に基準値Ｌ（ｊ）の平均値をＬ＿ｗｈｉｔｅに制限することが可能となっている。そのためバックライトコントローラ２１によれば、Ｌ＿ｐｅａｋとＬ＿ｗｈｉｔｅを適切に決めておくことにより、各注目画素１５ｃの基準値Ｌ（ｊ）を出来るだけ画像信号に合わせるようにしながらも、消費電力が異常に大きくなることを極力防ぐことが可能となっている。
Therefore, according to the backlight controller 21, the reference value L (j) is limited to L_peak while matching the ratio of the reference value L (j) of each pixel of interest 15c to the image signal, and further the reference value L (j) It is possible to limit the average value to L_white. Therefore, according to the backlight controller 21, by appropriately determining L_peak and L_white, the power consumption is abnormally large while the reference value L (j) of each pixel of interest 15c is matched to the image signal as much as possible. Can be prevented as much as possible.
また第３実施形態に係るバックライトコントローラ２１においては、注目画素１５ｃごとに、バックライトの量に関するウェイト係数ｒａｔｅ（ｊ）が設定されている。そして画像信号が表す輝度成分が、注目画素１５ｃごとに検出される。そして更に、各注目画素１５ｃについての基準値Ｌ（ｊ）は、予め決められたＬ＿ｐｅａｋ（ピーク値）に、輝度成分Ｙ（ｊ）と輝度成分の最大値Ｙ＿ｍａｘとの比と、ウェイト係数ｒａｔｅ（ｊ）とを乗じて算出した値に、設定される（先述した（７）式を参照）。
In the backlight controller 21 according to the third embodiment, a weight coefficient rate (j) related to the amount of backlight is set for each pixel of interest 15c. Then, the luminance component represented by the image signal is detected for each pixel of interest 15c. Further, the reference value L (j) for each pixel of interest 15c is a predetermined L_peak (peak value), the ratio of the luminance component Y (j) to the maximum value Y_max of the luminance component, and the weight coefficient rate j) is set to the value calculated by multiplying (refer to the previously described equation (7)).
またウェイト係数ｒａｔｅ（ｊ）は、表示画面（液晶表示パネル１５ａ）の中央から外縁に近づくに連れて、小さい値に設定されている。なお一般的に、観察者が表示画面上の画像を見る場合、表示画面の中央から外縁に近づくに連れて、観察者の注目度は小さくなる。
The weight coefficient rate (j) is set to a smaller value as the outer edge is approached from the center of the display screen (liquid crystal display panel 15a). Generally, when the observer looks at the image on the display screen, the degree of attention of the observer decreases as the outer edge is approached from the center of the display screen.
そのため、バックライトコントローラ２１によれば、表示画面の中央については表示の明るさを極力下げないようにし、観察者に出来るだけ違和感を与えないようにする一方、表示画面の外縁に近づくほど明るさを下げ、消費電力の低減を実現することが可能となっている。但し、ウェイト係数をどのように設定するかについては、このような形態に限定されず、種々の事情に応じて、自由に決めることが可能である。
Therefore, according to the backlight controller 21, the brightness of the display is not lowered as much as possible at the center of the display screen, and the viewer is not as uncomfortable as possible, while the brightness is closer to the outer edge of the display screen. Power consumption can be realized. However, how to set the weight coefficient is not limited to such a form, and can be freely determined according to various circumstances.
なお図３に示したように、拡散係数ｐ（ｉ，ｊ）は、液晶表示パネル１５ａ上の同じエリア（一のエリアは、一のＬＥＤ２３に対応している）内であっても、そのエリア内のどの地点かによって異なる。特に、表示画面の広さに対してＬＥＤ２３の数が少ない場合、すなわち個々のエリアの面積が広い場合には、その差は顕著となる。
As shown in FIG. 3, the diffusion coefficient p (i, j) is the area even in the same area (one area corresponds to one LED 23) on the liquid crystal display panel 15a. It depends on where in the house. In particular, when the number of LEDs 23 is small with respect to the size of the display screen, that is, when the area of each area is wide, the difference becomes remarkable.
そのため、注目画素１５ｃがエリアごとに一つしか設けられていないと仮定すれば（特許文献１のものに相当）、各ＬＥＤ２３の発光輝度を求めるための計算の誤差が、大きくなるおそれがある。この点、本実施形態のテレビ放送受像機１においては、注目画素１５ｃはＬＥＤ２３より多く設けられており、一のエリアには、複数個の注目画素１５ｃが割当てられている。そのため本実施形態のバックライトコントローラ２１によれば、各ＬＥＤ２３の発光輝度を求めるための計算をより精度良く（よりきめ細かく）行うことが可能となっている。
Therefore, assuming that only one pixel of interest 15c is provided for each area (corresponding to that of Patent Document 1), there is a risk that the calculation error for obtaining the light emission luminance of each LED 23 will be large. In this respect, in the television broadcast receiver 1 of the present embodiment, the number of target pixels 15c is larger than that of the LEDs 23, and a plurality of target pixels 15c are allocated to one area. Therefore, according to the backlight controller 21 of the present embodiment, it is possible to perform the calculation for obtaining the light emission luminance of each LED 23 more accurately (more finely).
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. Furthermore, various modifications can be made to the embodiment of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、バックライトを使って画像を表示する、各種の画像表示装置に利用することができる。
The present invention can be used for various image display devices that display an image using a backlight.
１ テレビ放送受像機（画像表示装置）
１０ 制御部
１１ 操作部
１２ 放送受信部
１３ 放送信号処理部
１４ 画像信号処理部
１５ 液晶パネルユニット
１５ａ 液晶表示パネル（表示画面）
１５ｂ パネルドライバ
１５ｃ 注目画素（地点）
１６ バックライトユニット
２１ バックライトコントローラ
２２ ＬＥＤドライバ
２３ ＬＥＤ（光源）
２４ ＬＥＤ実装基板 1 Television broadcast receiver (image display device)
DESCRIPTION OFSYMBOLS 10 control part 11 operation part 12 broadcast receiving part 13 broadcast signal processing part 14 image signal processing part 15 liquid crystal panel unit 15a liquid crystal display panel (display screen)
15b panel driver 15c target pixel (point)
16Backlight Unit 21 Backlight Controller 22 LED Driver 23 LED (Light Source)
24 LED mounting board
１０ 制御部
１１ 操作部
１２ 放送受信部
１３ 放送信号処理部
１４ 画像信号処理部
１５ 液晶パネルユニット
１５ａ 液晶表示パネル（表示画面）
１５ｂ パネルドライバ
１５ｃ 注目画素（地点）
１６ バックライトユニット
２１ バックライトコントローラ
２２ ＬＥＤドライバ
２３ ＬＥＤ（光源）
２４ ＬＥＤ実装基板 1 Television broadcast receiver (image display device)
DESCRIPTION OF
16
24 LED mounting board
Claims (11)
- バックライトを発する複数の光源と、該バックライトの透過度合を調節して画像を表示する表示画面と、を有する画像表示装置に設けられるバックライトコントローラであって、
前記画像を表す画像信号に基づいて、バックライトの量に関する基準値を、前記表示画面上に設けられた複数の地点ごとに設定する基準値設定部と、
前記光源ごとに予め設定されている参照データを用いて、前記光源の各々の発光輝度を算出する発光輝度算出部と、を備え、
前記参照データは、
前記光源の各々について、その光源の発光輝度と、その光源が前記地点の各々に与えるバックライトの量と、の関係を表すデータであり、
前記発光輝度算出部は、所定の計算手法を用いて、
前記各地点に与えられるバックライトの量の合計が対応する前記基準値を下回らないようにし、かつ、前記光源の各々の発光輝度が所定の最大値を超えないようにするという条件を満たしつつ、
前記光源の各々の発光輝度の合計が最小となるように、前記光源の各々の発光輝度を算出することを特徴とするバックライトコントローラ。 A backlight controller provided in an image display apparatus, comprising: a plurality of light sources for emitting a backlight; and a display screen for displaying an image by adjusting the degree of transmission of the backlight,
A reference value setting unit configured to set, for each of a plurality of points provided on the display screen, a reference value regarding the amount of backlight based on an image signal representing the image;
And a light emission luminance calculation unit configured to calculate light emission luminance of each of the light sources using reference data set in advance for each of the light sources.
The reference data is
For each of the light sources, it is data representing the relationship between the light emission luminance of the light source and the amount of backlight provided by the light source to each of the points,
The light emission luminance calculation unit uses a predetermined calculation method.
While satisfying the condition that the total amount of backlight given to each point does not fall below the corresponding reference value, and the emission brightness of each of the light sources does not exceed a predetermined maximum value.
A backlight controller, wherein the emission brightness of each of the light sources is calculated such that the sum of the emission brightness of each of the light sources is minimized. - 前記基準値設定部は、
前記画像信号が表す輝度成分を、前記地点ごとに検出し、
前記各地点についての前記基準値を、
予め決められたピーク値に、その地点についての輝度成分と輝度成分の最大値との比を乗じて算出した値に、設定することを特徴とする請求項１に記載のバックライトコントローラ。 The reference value setting unit
Detecting a luminance component represented by the image signal for each of the points;
The reference value for each point is
The backlight controller according to claim 1, wherein the value is set to a value calculated by multiplying the ratio of the luminance component at that point to the maximum value of the luminance component at a predetermined peak value. - 前記基準値設定部は、
前記画像信号が表す輝度成分を、前記地点ごとに検出し、
前記各地点についての前記基準値を、
予め決められたピーク値に、その地点についての輝度成分と輝度成分の最大値との比を乗じて算出した値に仮設定し、
前記仮設定のなされた各値の平均値が、
予め決められた上限値を超えていない場合は、該仮設定された各値を前記基準値として設定し、
該上限値を超えている場合は、前記平均値が該上限値を超えないように、該仮設定された各値に一定値を乗じて補正した各値を、前記基準値として設定することを特徴とする請求項１に記載のバックライトコントローラ。 The reference value setting unit
Detecting a luminance component represented by the image signal for each of the points;
The reference value for each point is
Temporarily set to a value calculated by multiplying the ratio of the luminance component for that point to the maximum value of the luminance component by a predetermined peak value
The average value of each value temporarily set is
If the predetermined upper limit value is not exceeded, each temporarily set value is set as the reference value,
When the value exceeds the upper limit value, each value temporarily set is multiplied by a fixed value so that the average value does not exceed the upper limit value, and each value corrected is set as the reference value. The backlight controller according to claim 1, characterized in that - 前記一定値は、
前記上限値と前記平均値との比であることを特徴とする請求項３に記載のバックライトコントローラ。 The constant value is
The backlight controller according to claim 3, wherein the ratio is the ratio between the upper limit value and the average value. - 前記地点ごとに、バックライトの量に関するウェイト係数が設定されており、
前記基準値設定部は、
前記画像信号が表す輝度成分を、前記地点ごとに検出し、
前記各地点についての前記基準値を、
予め決められたピーク値に、その地点についての輝度成分と輝度成分の最大値との比と、その地点についての前記ウェイト係数とを乗じて算出した値に、設定することを特徴とする請求項１に記載のバックライトコントローラ。 For each point, a weighting factor is set for the amount of backlight,
The reference value setting unit
Detecting a luminance component represented by the image signal for each of the points;
The reference value for each point is
The peak value determined in advance is set to a value calculated by multiplying the ratio of the luminance component for that point to the maximum value of the luminance component and the weight coefficient for that point. The backlight controller according to 1. - 前記ウェイト係数は、
前記表示画面の略中央から外縁に近づくに連れて、小さい値に設定されていることを特徴とする請求項５に記載のバックライトコントローラ。 The weight factor is
The backlight controller according to claim 5, wherein the value is set to a smaller value as the outer edge is approached from the approximate center of the display screen. - 前記地点は、前記光源よりも多く設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバックライトコントローラ。 The backlight controller according to claim 1, wherein the number of points is more than the number of light sources.
- 前記発光輝度算出部は、
前記算出された発光輝度の合計が、予め決められている制限値を超えた場合、
該合計が該制限値を越えないように、該算出された発光輝度の各々を補正することを特徴とする請求項１に記載のバックライトコントローラ。 The light emission luminance calculation unit
When the sum of the calculated light emission luminances exceeds a predetermined limit value,
The backlight controller according to claim 1, wherein each of the calculated light emission luminances is corrected such that the sum does not exceed the limit value. - 前記光源は、ＰＷＭ制御によって発光が制御されるものであり、
前記光源の発光輝度は、前記ＰＷＭ制御におけるデューティ比として表されることを特徴とする請求項１に記載のバックライトコントローラ。 The light source is controlled to emit light by PWM control,
The backlight controller according to claim 1, wherein the light emission luminance of the light source is represented as a duty ratio in the PWM control. - 請求項１から請求項９の何れかに記載のバックライトコントローラ、前記光源、および前記表示画面を備えたことを特徴とする画像表示装置。 An image display apparatus comprising the backlight controller according to any one of claims 1 to 9, the light source, and the display screen.
- 前記表示画面が液晶表示パネルとして形成された、液晶表示装置であることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。 11. The image display device according to claim 10, which is a liquid crystal display device in which the display screen is formed as a liquid crystal display panel.
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