WO2018047973A1 - 制御装置及び当該制御装置を備えた液晶表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a control device and a liquid crystal display device including the control device, and more specifically, a control device that controls a backlight having an LED (light emitting diode) and a liquid crystal panel, and the control device.
- the present invention relates to a liquid crystal display device.
- An LED (light emitting diode) used as a backlight light source of a liquid crystal display device has a higher response speed than a CCFL (cold cathode tube). Therefore, there is an advantage that light flickering such as turning on and off and brightness adjustment are easy.
- the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 1 includes a backlight drive control unit for preventing the life of the LEDs and peripheral circuits from decreasing and thermal destruction.
- a backlight drive control unit for preventing the life of the LEDs and peripheral circuits from decreasing and thermal destruction.
- the liquid crystal display device of Patent Document 1 it is determined that the average luminance of an image for one frame is equal to or less than a preset threshold value, and a high gradation signal of a certain value or more is included in the video signal from the luminance distribution, and When the detected LED duty ratio exceeds a preset threshold value for a predetermined time, the power supplied to the backlight by the backlight drive control unit is reduced.
- the liquid crystal display device disclosed in Patent Document 2 includes a control device that suppresses an increase in instantaneous power consumption of a backlight that performs local dimming control.
- the control device turns off one of the plurality of light source blocks in order to reduce the power.
- an object of the present invention is a control device for controlling a liquid crystal panel and a backlight, which effectively increases the temperature of the backlight LED and peripheral circuits.
- the present invention is to realize a control device that suppresses a decrease in luminance while suppressing the brightness, and a liquid crystal display device including the control device.
- a control device for controlling a backlight having a plurality of light sources, When the brightness of the light source set according to the luminance information of the image obtained from the video signal is maintained at a predetermined brightness or higher, the light source is turned on at the first brightness, and for a predetermined time.
- a control unit that repeats lighting at the second brightness lower than the first brightness and lighting at the third brightness when elapses. The second brightness is lower than the third brightness, The lighting period at the second brightness is longer than the lighting period at the third brightness.
- a liquid crystal display device includes: A control device having the above-described configuration; LCD panel, And a backlight having a plurality of light sources arranged on the back side of the liquid crystal panel.
- FIG. 1 It is a block diagram which shows schematic structure of the liquid crystal display device provided with the control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure which shows the detail of a one part structure of the liquid crystal display device shown in FIG. It is a figure which shows an example of the input image
- Embodiment 1 ⁇ Configuration of Liquid Crystal Display Device 10>
- a liquid crystal display device which is an embodiment of a display device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
- FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
- the liquid crystal display device 10 (display device) of Embodiment 1 includes an antenna 1, a tuner 2, a video processing unit 3, a display control unit 4, an area active control unit 5, a liquid crystal drive unit 6, and a liquid crystal.
- a panel 7, a backlight drive control unit 8 (control unit), and a backlight 9 are provided.
- the display control unit 4, the area active control unit 5, the liquid crystal drive unit 6, and the backlight drive control unit 8 constitute a control device 50.
- the liquid crystal panel 7 has (m ⁇ n) pixels arranged two-dimensionally.
- the pixel includes an R display element that transmits red light, a G display element that transmits green light, and a B display element that transmits blue light.
- the R display element, the G display element, and the B display element are arranged side by side in the row direction, and these three display elements form one pixel.
- the liquid crystal panel 7 is described as an example of three colors, but the number of colors may be four or more.
- the display screen of the liquid crystal panel 7 is divided into a plurality of, for example, (i ⁇ j) parts. Note that the term “part” is defined for the sake of convenience in order to indicate a part of the display screen.
- the liquid crystal drive unit 6 is a drive circuit for the liquid crystal panel 7.
- the liquid crystal drive unit 6 sets the light transmittance of the display element to the liquid crystal panel 7 based on display data (hereinafter referred to as liquid crystal data) output from the area active control unit 5 and used to drive the liquid crystal panel 7. Outputs a control signal (voltage signal).
- the voltage output from the liquid crystal driving unit 6 is written to a pixel electrode (not shown) in the display element of the liquid crystal panel 7, and the light transmittance of the display element changes according to the voltage written to the pixel electrode.
- the backlight 9 is provided on the back side of the liquid crystal panel 7 and irradiates the back surface of the liquid crystal panel 7 with backlight light.
- the backlight 9 has a plurality of LEDs arranged two-dimensionally as a light source. A predetermined number of these LEDs form a set so as to correspond to each of the (i ⁇ j) parts divided on the display screen of the liquid crystal panel 7.
- the predetermined number of LEDs in a set constitutes an LED unit. That is, one LED unit is associated with one part.
- the backlight drive control unit 8 is a drive circuit that drives each LED of the backlight 9 to turn on by PWM (Pulse Width Modulation) control.
- the backlight drive control unit 8 controls the brightness of each LED based on the backlight control data (hereinafter also referred to as LED data) output from the area active control unit 5 and used to drive the backlight 9.
- a signal (SPI (Serial Peripheral Interface) signal) is output to the backlight 9.
- the backlight drive control unit 8 further detects and detects the duty ratio (hereinafter referred to as LED_DUTY) of the LEDs arranged in a predetermined pattern among the LEDs driven by PWM control.
- the power supplied to the backlight 9 is controlled according to LED_DUTY. Details of the power control of the backlight 9 will be described later.
- the area active control unit 5 calculates the light transmittance of all the display elements included in the liquid crystal panel 7 based on the input image generated by the display control unit 4, and generates the liquid crystal data representing the calculated light transmittance. . Then, the area active control unit 5 outputs the generated liquid crystal data to the liquid crystal driving unit 6.
- the area active control unit 5 corresponds to each part of the display screen of the liquid crystal panel 7 divided into (i ⁇ j) parts based on the input image generated by the display control unit 4.
- the luminance of the LED included in the LED unit is obtained.
- the area active control unit 5 obtains the brightness of all LEDs included in the backlight 9, and generates the LED data representing the obtained brightness of the LEDs. Then, the area active control unit 5 outputs the generated LED data to the backlight drive control unit 8.
- the display control unit 4 generates an input image from the average luminance (APL) and luminance distribution of the image for one frame of the video signal calculated by the video processing unit 3 in the previous stage, and performs area active control on the generated input image. Output to unit 5.
- APL average luminance
- the video processing unit 3 calculates the average luminance (APL) and luminance distribution of the image for one frame from the video signal extracted by the tuner 2 from the radio wave received by the antenna 1, and displays the calculated APL and luminance distribution Output to the control unit 4.
- APL average luminance
- FIG. 2 is a schematic configuration block diagram of the backlight drive control unit 8. Details of the backlight drive control unit 8 will be described with reference to FIG.
- the backlight drive control unit 8 includes a microcomputer 81 and a driver IC 82 as shown in FIG.
- the microcomputer 81 obtains the LED data output from the area active control unit 5 and drives the driver IC 82 connected to the LED of the backlight 9 to be turned on by PWM control based on the LED data.
- the backlight drive control unit 8 controls the duty ratio (LED_DUTY) of each LED of the backlight 9 according to the video signal.
- FIG. 3 shows an example in which the liquid crystal panel 7 displays a video signal in which the screen central portion 71 is brighter than other areas.
- FIG. 4 is a diagram showing an example of the LED_DUTY reading area 93 ((1) to (12) in FIG. 4) set in the LED unit 92 in the backlight 9.
- the LED_DUTY reading area 93 is composed of LEDs arranged at preset positions in the LED unit 92.
- the screen central part 71 on the screen is obtained from the APL and luminance distribution obtained by the video processing part 3.
- the backlight 9 is driven and controlled so that the power is concentrated on the LEDs corresponding to.
- the backlight 9 is driven and controlled so that power is concentrated on the LEDs arranged in the central portion 91 of the backlight 9 shown in FIG.
- the backlight drive control unit 8 performs power limiter control on the LED data obtained from the area active control unit 5, and determines LED_DUTY.
- the backlight drive control unit 8 performs control so that the power is constant by the APL and the power limiter control, the power that can be concentrated in one place decreases as the APL increases.
- a threshold (first threshold) indicating the limit value of the power limiter (arbitrary setting: in this embodiment, the threshold is 35%) or less APL (for example, 30%), and
- a high gradation signal of a certain value or more for example, 800 or more for a 10-bit gradation
- it is set as a condition to start monitoring LED_DUTY. If a video signal having an APL equal to or higher than the above threshold value is input, control to make the power constant works and LED_DUTY is limited, so that monitoring is not necessary.
- the display control unit 4 determines that an APL (for example, 30%) equal to or less than the above threshold value (which can be arbitrarily set) and a high gradation signal is input from the luminance distribution of the input gradation.
- the display control unit 4 is configured to output the determined result to the backlight drive control unit 8. That is, the display control unit 4 is configured to output the determination result to the backlight drive control unit 8 when it is determined that there is a possibility that power is concentrated in the display video.
- the detected LED duty ratio (monitored LED_DUTY) is set to a predetermined threshold value (hereinafter referred to as a second threshold value) for a predetermined time.
- the threshold value sduty (which can be set arbitrarily) is controlled so that the power supplied to the backlight 9 is reduced, and another threshold value (hereinafter referred to as the third threshold value) set in advance for another fixed time.
- the threshold value tduty is set to: arbitrarily settable), and the power supplied to the backlight 9 is controlled to increase.
- the brightness of the LED when the LED_DUTY is greater than or equal to the second threshold sduty is defined as the third brightness
- the brightness of the LED when the LED_DUTY is less than the third threshold tduty is defined as the second brightness.
- the brightness of the LED in the case of LED_DUTY before being controlled by the backlight drive control unit 8 is defined as the second brightness.
- the backlight drive control unit 8 converts the LED_DUTY of the driver IC 82 connected to the LED configured in the LED_DUTY reading area 93 corresponding to the part that displays an image for which it is determined that there is a possibility of power concentration to the microcomputer. 81.
- the LED_DUTY reading area 93 can cope with any video as long as an area of 30% (APL determined above) or more is secured for the divided part of the display screen.
- the microcomputer 81 controls the driver IC 82 to lower the power when the ON_DUTY of the LED is equal to or greater than sduty for a certain period (can be arbitrarily set), and for another certain period (can be arbitrarily set). ,
- the driver IC 82 is controlled to increase the power when it is less than tduty.
- sduty is smaller than LED_DUTY before being controlled by the backlight drive control unit 8.
- LED_DUTY control (LED duty control)>
- LED_DUTY control in the liquid crystal display device 10 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. The parameters described in the flowchart shown in FIG.
- FIG. 4 shows LED areas in the backlight 9 corresponding to the respective parts of the liquid crystal panel 7.
- FIG. 4 shows, as an example, a case where a plurality of LEDs arranged two-dimensionally are divided into 6 ⁇ 10 LED areas. 12 LED areas shown in FIG. 4 among the 6 ⁇ 10 LED areas are LED_DUTY reading areas 93.
- rduty indicates a value obtained by reading LED_DUTY in the LED_DUTY reading area 93 specified by areaid.
- sduty [i] indicates a threshold value (second threshold value) of LED_DUTY.
- i indicates the area number to be read.
- tduty [i] indicates another threshold value (third threshold value) of LED_DUTY. i indicates the area number to be read.
- areast [i] indicates the cumulative number exceeding the sduty of the LED_DUTY reading area 93. i indicates the area number to be read.
- lst [i] indicates the lower limit value of areast [i]. i indicates the area number to be read.
- GSPoint indicates the upper limit value of LED_DUTY.
- minduty indicates the lower limit value of LED_DUTY.
- cduty indicates the amount of change in LED_DUTY.
- ctime represents the LED_DUTY lead interval (seconds).
- step S11 the areaid is written (step S11).
- one address of the LED_DUTY reading area 93 among all the LED areas of the backlight 9 is written in the microcomputer 81.
- step S12 reading of LED_DUTY in the LED_DUTY reading area 93 designated by the areaid written in step S11 is performed (step S12).
- step S11 it is determined whether or not the read value (rduty) of LED_DUTY obtained in step S11 is equal to or greater than the sduty (can be arbitrarily set) set for each LED_DUTY read area 93 (step S13).
- step S13 if the read value (rduty) of LED_DUTY is greater than or equal to sduty, the process proceeds to step S14, and if it is less than sduty, the process proceeds to step S15.
- step S14 the cumulative number (areast) is incremented.
- “1” is incremented to the cumulative number (areast).
- step S15 it is determined whether or not the read value (rduty) of LED_DUTY is equal to or greater than tduty (can be arbitrarily set) set for each LED_DUTY read area 93. If the read value (rduty) of LED_DUTY is less than tduty, the process proceeds to step S16. If the read value (rduty) of LED_DUTY is equal to or greater than tduty, the process proceeds to step S17.
- step S16 the cumulative number (areast) is decremented.
- “0.5” is decremented from the cumulative number of times (areast).
- step S17 Thereafter, it is determined whether reading of all areas is completed (step S17).
- the processes from step S11 to step S16 are repeated until it is determined that the reading of all the areas (areas) is completed. If it is determined that the reading of all the areas (areas) is completed, the process proceeds to step S18. Transition.
- step S18 it is determined whether or not the cumulative number (areast) matches an upper limit value (ust: arbitrarily settable) set in advance for each LED_DUTY reading area 93. If it is determined that the cumulative number (areast) matches the upper limit value (ust) and one LED_DUTY reading area 93 among all the LED_DUTY reading areas 93, the process proceeds to step S19, and the cumulative number (areast) ) Is not consistent with the upper limit value (ust) in all LED_DUTY reading areas 93 (all locations), the process proceeds to step S20.
- an upper limit value ust: arbitrarily settable
- step S19 GSPoint (the upper limit value of LED_DUTY) is decreased. Specifically, a value obtained by subtracting a preset change amount (cduty) from GSPoint is set as a new GSPoint, and the process proceeds to step S22.
- step S20 it is determined whether or not areast is smaller than a lower limit value (lst: arbitrarily settable) set in advance for each LED_DUTY reading area 93. If it is determined that areast is smaller than the lower limit value (lst) in all LED_DUTY reading areas 93 (all locations), the process proceeds to step S21, and one of the LED_DUTY reading areas 93 is one of the LED_DUTY reading areas 93 If it is determined that the value is equal to or greater than the lower limit (lst), the process proceeds to step S22.
- a lower limit value (lst: arbitrarily settable) set in advance for each LED_DUTY reading area 93.
- step S21 GSPoint (upper limit value of LED_DUTY) is increased. Specifically, a value obtained by adding a preset change amount (cduty) to GSPoint is set as a new GSPoint, and the process proceeds to step S22.
- step S22 the process waits until the next LED_DUTY is read by the driver IC 82, and the processing from step S11 to step S21 is performed again. In this way, the above processing is repeated.
- the backlight drive control unit 8 reduces the power supplied to the backlight 9. To control. Conversely, when LED_DUTY output from step S21 of the process shown in FIG. 5, that is, LED_DUTY to which the upper limit value is added, is input to the driver IC 82, control is performed so as to increase the power supplied to the backlight 9.
- FIG. 6 shows the relationship between LED_DUTY (input duty in FIG. 6) before being controlled by the backlight drive control unit 8 and LED_DUTY (output duty in FIG. 6) controlled by the backlight drive control unit 8.
- FIG. 6 the horizontal axis of the graph is time, the vertical axis of the graph is LED_DUTY, and the LED is output under the control of the backlight drive control unit 8 when LED_DUTY “100” is continuously input as the input duty.
- LED_DUTY value is the horizontal axis of the graph.
- the state indicated by (i) in FIG. 6 is a state in which no control is applied, and the input duty value “100” is the output duty value.
- the cumulative number (areast) is increasing, and steps S11 to S17 are repeated until the cumulative number (areast) reaches the upper limit (ust). The number of times (areast) is increasing.
- step S18 when the cumulative number (areast) reaches the upper limit (ust) (YES in step S18), the state indicated by (ii) in FIG. 6 starts.
- a new GSPoint obtained by subtracting the amount of change (cduty) from GSPoint is set (step S19), and the output duty is lowered.
- the state indicated by (ii) in FIG. 6 is repeated until the read value (rduty) of LED_DUTY falls below tduty.
- step S14 in which the cumulative number (areast) is increased, the increment value is “1”.
- the decrement value is “0.5” in step S16.
- the value for decrementing the cumulative number (areast) is set smaller than the value to be incremented. Thereby, the time until the cumulative number (areast) falls below the lower limit value (lst) (lighting period) (T1 in FIG. 6), the time until the cumulative number (areast) reaches the upper limit value (ust) (lighting period) ) (T2 in FIG. 6). Thereby, the temperature rise of the backlight 9 can be suppressed effectively.
- FIG. 7 shows the relationship between the input LED gradation (input duty) and the output LED gradation (output duty) when GSPoint is smaller than the upper limit value (for example, maximum gradation 4095).
- FIG. 7A shows a case where GSPoint is smaller than FIG. 7B.
- the output duty is lowered by lowering GSPoint.
- GSPoint remains at the upper limit value (ust).
- GSSlope2 shown in a) and (b) is generated, and the output LED gradation (output duty) under control is output with respect to the input LED gradation (input duty) shown on the horizontal axis (vertical axis).
- the slope of GSSlope2 can be set arbitrarily.
- the load can be controlled efficiently with less load compared to the case of constantly monitoring the temperature. Is possible.
- the temperature rise of the LED it is possible to suppress a decrease in the light emission efficiency and life of the LED.
- a liquid crystal display device can be constructed at a low cost.
- the liquid crystal display device 10 of the first embodiment in order to dynamically control the LED temperature rise, not only one LED_DUTY threshold but also two (sduty and tduty) are determined. Thereby, the level which reduces an electric current can be suppressed to the minimum. For this reason, it is possible to suppress a decrease in luminance of the actual video and to fully take advantage of the control by the high dynamic range (HDR) system.
- HDR high dynamic range
- the value incremented to the cumulative number (areast) in step S14 is “1”, and the value decremented to the cumulative number (areast) in step S16 is “0.5”.
- the invention is not limited to this value and can be set arbitrarily. By changing the setting of these numerical values, the time when the duty is lowered and the time when it is raised can be adjusted. Thereby, since a margin is provided in the temperature, the threshold values (sduty and tduty) of LED_DUTY can be set higher overall. That is, even if the current control is working, a decrease in luminance can be minimized.
- control device 50 not only the control device 50 but also the entire liquid crystal display device 10 including the liquid crystal panel 7 and the backlight 9 is described.
- the present invention is not limited to this, and the control device 50 described above may be a control device.
- one aspect of the present invention is a control device 50 that controls the liquid crystal panel 7 and the backlight 9 that is disposed on the back side of the liquid crystal panel 7 and has a plurality of LEDs, and is calculated from the video signal.
- a display control unit 4 for generating display data used for driving the liquid crystal panel 7 and backlight control data used for driving the backlight 9 from the average luminance and luminance distribution of the image for one frame; Based on the backlight control data, each of the LEDs is driven to turn on by PWM control, and a duty ratio is detected for the LEDs arranged on a preset pattern among the plurality of LEDs, and the detected LEDs are detected.
- a backlight drive control unit 8 for controlling the power supplied to the backlight 9 according to the duty ratio of the display control unit 4.
- the determination result is sent to the backlight drive control unit 8.
- the backlight drive control unit 8 receives the determination result from the display control unit 4 and the detected LED duty ratio is greater than or equal to a preset second threshold (sduty) for a certain period of time, the backlight drive control unit 8 outputs the backlight.
- the backlight When the power supplied to the light 9 is controlled so that the detected LED duty ratio is less than a preset third threshold (tduty) for a certain time different from the certain time, the backlight
- tduty a preset third threshold
- the control unit 50 To urchin control, it is possible to say that the control unit 50.
- the present invention is not limited to an LED as long as it is a conventionally known light source that can be included in a backlight. Moreover, although this invention implement
- the present embodiment 2 is different from the above-described first embodiment only in the content of the LED_DUTY control, specifically, the content of the power reduction process of the backlight drive control unit 8, and is otherwise the same.
- counter [i] indicates the cumulative number (hereinafter referred to as counter value) in which the value (rduty) read from LED_DUTY is the input duty. i indicates the area number to be read.
- ⁇ indicates a value incremented to an accumulated number (areast) exceeding the sduty of the LED_DUTY reading area 93.
- ⁇ indicates a value that is incremented to an accumulated number (areast) exceeding the sduty of the LED_DUTY reading area 93.
- Step S11 and Step S12 in FIG. 8 are Step S11 and Step S12 in FIG. 5 of the first embodiment.
- step S13 it is determined whether or not the read value (rduty) of LED_DUTY obtained in step S11 is the same as the actually input duty (input duty) (step S13). Thereby, it is determined whether or not the control is in effect. If the read value (rduty) of LED_DUTY is the same as the input duty, the process proceeds to step S14, and if not, the process proceeds to step S15.
- step S14 the counter value (counter) is set to zero.
- step S15 the counter value (counter) is incremented.
- “1” is incremented to the counter value (counter).
- step S16 it is determined whether or not the counter is equal to or greater than a preset value “1000”. If the counter is 1000 or more, the process proceeds to step S17. If the counter is less than 1000, the process proceeds to step S18.
- Step S19 is the same as step S13 of the first embodiment, and determines whether or not the read value (rduty) of LED_DUTY obtained in step S11 is equal to or greater than the sduty set for each LED_DUTY read area 93.
- step S19 if the read value (rduty) of LED_DUTY is greater than or equal to sduty, the process proceeds to step S20, and if less than sduty, the process proceeds to step S21.
- step S20 the cumulative number (areast) is incremented.
- the ⁇ value set in step S17 or step S18 is incremented to the cumulative number (areast). This may be expressed as decrementing the absolute value of ⁇ when ⁇ is negative.
- step S21 it is determined whether the read value (rduty) of LED_DUTY is equal to or greater than the tduty set for each LED_DUTY read area 93.
- the process proceeds to step S22, and when the read value (rduty) of LED_DUTY is equal to or greater than tduty, the process proceeds to step S23.
- step S22 the cumulative number (areast) is incremented.
- the ⁇ value set in step S17 or step S18 is incremented to the cumulative number (areast).
- step S23 it is determined whether or not reading of all areas is completed.
- the processes from step S11 to step S22 are repeated until it is determined that the reading of all the areas (areas) is completed. If it is determined that the reading of all the areas (areas) is completed, the process proceeds to step S24. Transition.
- step S24 as in step S18 of FIG. 5 of the first embodiment, whether the cumulative number (areast) matches the upper limit value (ust: arbitrarily settable) set in advance for each LED_DUTY reading area 93. Determine whether. If it is determined that the cumulative number (areast) matches the upper limit value (ust) in one LED_DUTY reading area 93, the process proceeds to step S25, where the cumulative number (areast) is equal to the upper limit value (ust) and all locations. If it is determined that they do not match, the process proceeds to step S27.
- step S25 the counter value (counter) is incremented.
- “1” is incremented to the counter value (counter).
- step S26 GSPoint (the upper limit value of LED_DUTY) is decreased. Specifically, a value obtained by subtracting a preset change amount (cduty) from GSPoint is set as a new GSPoint, and the process proceeds to step S29.
- step S27 as in step S20 in FIG. 5 of the first embodiment, it is determined whether or not areast is smaller than a preset lower limit value (lst: can be arbitrarily set) for each LED area. If it is determined that areast is smaller than the lower limit value (lst) at all locations, the process proceeds to step S28. If areast is determined to be equal to or greater than the lower limit value (lst) at one location, the process proceeds to step S29.
- a preset lower limit value (lst: can be arbitrarily set) for each LED area.
- step S28 GSPoint (upper limit value of LED_DUTY) is increased in the same manner as in step S21 of FIG. Specifically, a value obtained by adding a preset change amount (cduty) to GSPoint is set as a new GSPoint, and the process proceeds to step S29.
- step S29 the process waits until the next LED_DUTY is read by the driver IC 82, and the processes from step S11 to step S28 are performed again. In this way, the above processing is repeated.
- FIG. 9 shows the relationship between LED_DUTY (input duty in FIG. 9) before receiving control by the backlight drive control unit 8 and LED_DUTY (output duty in FIG. 9) controlled by the backlight drive control unit 8.
- the horizontal axis of the graph is time
- the vertical axis of the graph is LED_DUTY
- the LED is output under the control of the backlight drive control unit 8 when LED_DUTY “100” is continuously input as the input duty.
- LED_DUTY value is the horizontal axis of the graph.
- the time during which the duty is lowered and the time during which the duty is raised are equalized (FIG. 9).
- T3 after the counter value (counter) reaches a certain level (“1000” in the present embodiment 2), that is, when the temperature rises after a certain period of time has elapsed, the time during which the duty is lowered ( 9 is set to be longer than the raising time (T2 in FIG. 9).
- a margin is provided for the temperature, and accordingly, the sduty and tduty can be set higher overall. That is, even if the current control is working, a decrease in luminance can be minimized.
- the lengths of time T2 and time T3 in FIG. 9 may be the same or different.
- the time to decrease the duty is equal to the time to increase, and if the temperature rises at the middle stage, increase the time to decrease the duty If the temperature rises slightly in the later stage, the time during which the duty is lowered can be further increased. Even when three or more sections are provided in this way, a margin is provided for the temperature, and sduty and tduty can be set to be high overall.
- FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device 10A according to the third embodiment.
- a liquid crystal display device 10A shown in FIG. 10 has a configuration in which a thermistor 20 is added to the liquid crystal display device 10 shown in FIG. Accordingly, detailed description of the thermistor 20 and other members excluding members related to the thermistor 20 is omitted.
- the thermistor 20 is configured in the control device 50 ′ together with the display control unit 4, the area active control unit 5, the liquid crystal drive unit 6 and the backlight drive control unit 8.
- the ambient temperature of the LED unit 92 or the temperature in the casing of the backlight 9 is referred to using the thermistor 20, and the amount of decrease in duty, ie, tduty, is determined by the temperature value. adjust.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an arrangement example of the thermistor 20.
- FIG. 11 shows an example in which the thermistor 20 is arranged at the four corners near the center of the backlight 9.
- the arrangement position of the thermistor 20 is not particularly limited.
- the detection value by the thermistor 20 is sent to the backlight drive control unit 8.
- rtemp indicates the reading value of the temperature of the LED_DUTY reading area 93 specified by areaid.
- htemp represents the first temperature threshold.
- ltemp represents the second temperature threshold.
- hcduty indicates the first change amount of LED_DUTY.
- mcduty indicates the second change amount of LED_DUTY.
- lcduty indicates the third change amount of LED_DUTY.
- ⁇ represents the amount of change in LED_DUTY.
- steps S11 to S25 in FIG. 12 are steps S11 to S25 in FIG.
- step S26 ′ following step S25, the change amount (decrease amount) of LED_DUTY obtained based on the flow from step S30 to step S36 shown in FIG. 12 is used.
- step S30 to step S36 shown in FIG. 12 Therefore, the flow from step S30 to step S36 shown in FIG. 12 will be described below.
- the thermistor value (measured value) is read (step S31).
- step S32 it is determined whether or not the read thermistor value (rtemp) is equal to or higher than a preset first temperature threshold value (htemp).
- the first temperature threshold (htemp) can be arbitrarily set, and is a relatively high temperature value.
- step S32 when the thermistor value (rtemp) is not less than the first temperature threshold value (htemp), the process proceeds to step S33, and when it is less than the first temperature threshold value (htemp), the process proceeds to step S34.
- step S34 it is determined whether or not the thermistor value (rtemp) determined to be less than the first temperature threshold value (htemp) in the previous step S32 is equal to or higher than the second temperature threshold value (ltemp).
- the second temperature threshold value (ltemp) can be arbitrarily set, and is a lower temperature value than the first temperature threshold value (htemp). If the thermistor value (rtemp) is greater than or equal to the second temperature threshold value (ltemp) in step S34, the process proceeds to step S35, and if it is less than the second temperature threshold value (ltemp), the process proceeds to step S36.
- step S26 ′ GSPoint (the upper limit value of LED_DUTY) is decreased. Specifically, a value obtained by subtracting the ⁇ value (the amount of change in LED_DUTY) obtained from step S33, step S35, or step S36 from GSPoint is set as a new GSPoint, and the process proceeds to step S29.
- steps S27 to S29 are the same as steps S27 to S29 of the second embodiment.
- hcduty (first change amount of LED_DUTY) set in step S33
- mcduty (second change amount of LED_DUTY) set in step S35
- lcduty (third change of LED_DUTY) set in step S36 Amount) is the following relationship: hcduty>mcduty> lcduty Meet. That is, the lower the thermistor value (rtemp), the larger the LED_DUTY reduction amount.
- FIG. 13 shows an LED_DUTY (input duty in FIG. 13) before being controlled by the backlight drive control unit 8 and an LED_DUTY (three types of output duties in FIG. 13) that has been controlled by the backlight drive control unit 8. It is the graph which showed the relationship.
- the horizontal axis of the graph is time
- the vertical axis of the graph is LED_DUTY
- the LED is output under the control of the backlight drive control unit 8 when LED_DUTY “100” is continuously input as the input duty.
- LED_DUTY value is the horizontal axis of the graph.
- the thermistor values are divided into three ranks, and the magnitude of the output duty reduction amount is set according to the rank. That is, the output duty tduty is set according to the rank. Note that the sduty of the output duty is set to be an equal increase from the tduty of each rank.
- finer brightness control can be performed by varying the brightness reduction amount according to the ambient temperature.
- the time during which the brightness is lowered after a while from the start of control is set to be longer than the time during which the brightness is increased. is doing.
- the present invention is not limited to this, and the setting of the luminance reduction amount according to the thermistor value (rtemp) described in the third embodiment can also be adopted in the first embodiment.
- the LED_DUTY control shown in FIG. 14 can be performed using the liquid crystal display device 10A described in the third embodiment.
- the time during which the luminance is reduced is set to a relatively short time, while when the thermistor value is high, the time during which the luminance is reduced is This is a mode in which the thermistor value is set longer than when the thermistor value is low.
- FIG. 14 shows LED_DUTY (input duty in FIG. 14) before being controlled by the backlight drive control unit 8 in the fourth embodiment, and LED_DUTY (three types of FIG. 14) controlled by the backlight drive control unit 8. It is the graph which showed the relationship with output duty).
- the horizontal axis of the graph is time
- the vertical axis of the graph is LED_DUTY
- the LED is output under the control of the backlight drive control unit 8 when LED_DUTY “100” is continuously input as the input duty.
- LED_DUTY value is the horizontal axis of the graph.
- the thermistor values are divided into three ranks, and the time during which the output duty is lowered is set according to the rank. That is, when the thermistor value is high, that is, when the temperature is high, in order to lower the temperature, the time for which the output duty is set to tduty is long (time Ta in FIG. 14). Further, when the thermistor value is neither too high nor too low, that is, at a medium temperature, the time for which the output duty is set to tduty is shortened compared to the case where the output is high (time Tb in FIG. 14).
- the time when the output duty is set to tduty is further shortened compared to the case of the medium temperature (time Tc in FIG. 14).
- the time for setting the output duty to sduty may be equal regardless of the temperature.
- the LED_DUTY control shown in FIG. 15 can be performed using the liquid crystal display device 10A described in the third embodiment.
- the thermistor value when the thermistor value is low, the luminance value to be restored, that is, the sduty is increased, while when the thermistor value is high, the sduty is compared with the case where the thermistor value is low. This is a mode of lowering.
- FIG. 15 shows LED_DUTY (input duty in FIG. 15) before receiving control by the backlight drive control unit 8 and LED_DUTY (three types of FIG. 15) controlled by the backlight drive control unit 8 in the fifth embodiment. It is the graph which showed the relationship with output duty).
- the horizontal axis of the graph is time
- the vertical axis of the graph is LED_DUTY
- the LED is output under the control of the backlight drive control unit 8 when LED_DUTY “100” is continuously input as the input duty.
- LED_DUTY value is the horizontal axis of the graph.
- the thermistor values are divided into three ranks, and the output duty sduty is set according to the rank. Note that the output duty tduty may be equal to each other even in each rank.
- finer brightness control can be performed by changing the return brightness value according to the ambient temperature.
- the time during which the luminance is lowered after a while from the start of control is set to be longer than the time during which the luminance is increased.
- the present invention is not limited to this, and the setting of sduty according to the thermistor value (rtemp) can also be adopted in the first embodiment.
- a control device includes: A control device 50 for controlling a backlight 9 having a plurality of light sources (LEDs), When the brightness of the light source (LED) set according to the luminance information of the image obtained from the video signal is maintained at a predetermined brightness or higher, the light source is turned on to the first brightness, Control unit (backlight drive control) that repeats lighting at a second brightness (tduty) lower than the first brightness and lighting at a third brightness (sduty) when a predetermined time has elapsed Part 8), The second brightness (tduty) is lower than the third brightness (sduty), The lighting period (time T1) at the second brightness (tduty) is longer than the lighting period (time T2) at the third brightness (sduty).
- LEDs light sources
- the above configuration it is possible to control efficiently with less load compared to the conventional configuration in which the temperature is constantly monitored.
- the temperature rise of the light source for example, LED
- a temperature sensor is not required, it is possible to construct a control device at a low cost. As a result, it is possible to construct a liquid crystal display device including a control device and a liquid crystal panel and a backlight at a low cost.
- the control device 50 according to aspect 2 of the present invention is the above-described aspect 1, The lighting at the second brightness (tduty) and the lighting at the third brightness (sduty) are performed by changing the duty of the light source.
- the control device 50 according to aspect 3 of the present invention is the above aspect 1 or 2, wherein The control unit (backlight drive control unit 8) performs lighting at the second brightness (tduty) and lighting at the third brightness (sduty) before the predetermined time elapses. You may repeat in the period of the same length mutually.
- the control unit backlight drive control unit 8 performs lighting at the second brightness (tduty) and lighting at the third brightness (sduty) before the predetermined time elapses. You may repeat in the period of the same length mutually.
- the period is the lighting period at the second brightness (tduty).
- the lighting period at the third brightness (sduty) is set to the same length.
- the brightness of the actual video is reduced by making the lighting period (time T1) at the second brightness (tduty) longer than the lighting period (time T2) at the third brightness (sduty). Can be suppressed.
- the control device 50 according to Aspect 4 of the present invention is any one of the Aspects 1 to 3, A thermistor 20 for measuring the temperature of the backlight 9;
- the second brightness (tduty) and the third brightness (sduty) may be set based on the measurement value obtained by the thermistor 20.
- the amount of power supplied to the backlight is reduced, that is, the amount of reduction in brightness is reduced, and the measured value by the thermistor 20 is (predetermined value). If it is higher, the amount of reduction in power supplied to the backlight, that is, the amount of reduction in luminance is increased. Thereby, fine brightness control can be realized.
- the control device 50 according to Aspect 5 of the present invention is any one of the Aspects 1 to 3, A thermistor 20 for measuring the temperature of the backlight 9;
- the control unit backlight drive control unit 8) On the basis of the measurement value obtained by the thermistor 20, the lighting period (time T1) at the second brightness (tduty) may be set.
- the time is shortened (time Tc) if the measured value by the thermistor 20 is lower (than a predetermined value), and the time is increased if the measured value by the thermistor 20 is higher (than the predetermined value).
- Fine brightness control can be realized by (time Ta, time Tb).
- the control device 50 according to Aspect 6 of the present invention is any one of the Aspects 1 to 3, A thermistor 20 for measuring the temperature of the backlight 9;
- the control unit (backlight drive control unit 8) Based on the measurement value obtained by the thermistor 20, the third brightness (sduty) may be set higher as the measurement value is lower.
- the upper limit value of the power supplied to the backlight having the third brightness is increased, thereby reducing the luminance of the actual video. Can be suppressed.
- the liquid crystal display devices 10 and 10A according to aspect 7 of the present invention include The control device 50 having the above-described configuration, the liquid crystal panel 7, and the backlight 9 having a plurality of light sources (LEDs) are provided.
- LEDs light sources
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Abstract
バックライトのLED及び周辺回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、輝度低下を抑える。本発明の一形態に係る液晶表示装置(10)に具備される制御装置(50)のバックライト駆動制御部(8)は、2つの閾値に基づいてバックライトに供給している電力を上げ下げし、バックライト(9)に供給している電力を下げる時間を、バックライト(9)に供給している電力を上げる時間よりも長くする。
Description
本発明は、制御装置及び当該制御装置を備えた液晶表示装置に関し、より詳細には、LED(発光ダイオード)を有するバックライトと液晶パネルとを制御する制御装置と、及び当該制御装置を備えた液晶表示装置とに関する。
液晶表示装置のバックライト光源として用いられるLED(発光ダイオード)は、CCFL(冷陰極管)と比較して応答速度が高速である。そのため、点灯や消灯といった光の明滅や明るさ調整が容易であるという利点がある。
一方、LEDは熱に弱いことが知られているため、適切な放熱対策を実施しないと発光効率や寿命の低下を招く。
例えば、特許文献1に開示されている液晶表示装置は、LED及び周辺回路の寿命低下及び熱破壊を防止するためのバックライト駆動制御部を具備している。特許文献1の液晶表示装置は、1フレーム分の映像の平均輝度が予め設定した閾値以下であり、輝度分布から一定値以上の高階調信号が映像信号に含まれていると判断され、且つ、検出したLEDのデューティ比が、一定時間、予め設定した閾値を超えたとき、バックライト駆動制御部がバックライトに供給している電力を下げる。
また、特許文献2に開示されている液晶表示装置は、ローカルディミング制御を行うバックライトの瞬時消費電力が大きくなることを抑制する制御装置を備えている。当該制御装置は、ある閾値を超えた入力dutyが入り続けた場合、電力を下げるべく、複数の光源ブロックのうちの1つを消灯する。
しかしながら、特許文献1の技術の場合、高い入力dutyが入り続けた場合、LEDの電流が下がるため、表示パネルに実際に表示される映像の輝度が低下するという問題がある。
また、特許文献2の技術の場合も高い入力dutyが入り続けた場合、LEDの電流が下がるため、表示パネルに実際に表示される映像の輝度が低下する。また、特許文献2の技術の場合、LEDの電流を下げるために一部の光源ブロックを消灯するため、輝度ムラが生じることが懸念される。
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶パネル及びバックライトを制御する制御装置であって、バックライトのLED及び周辺回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、輝度低下を抑える制御装置、及び当該制御装置を備えた液晶表示装置を実現することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、
複数の光源を有したバックライトを制御する制御装置であって、
映像信号から得た画像の輝度情報に応じて設定される上記光源の明るさを所定の明るさ以上に設定した状態を維持した際に第1の明るさに上記光源を点灯し、所定の時間を経過した場合に、上記第1の明るさよりも低い第2の明るさでの点灯と第3の明るさでの点灯とを繰り返す制御部を備え、
上記第2の明るさは上記第3の明るさよりも低く、
上記第2の明るさでの点灯期間は上記第3の明るさでの点灯期間よりも長い
ことを特徴としている。
複数の光源を有したバックライトを制御する制御装置であって、
映像信号から得た画像の輝度情報に応じて設定される上記光源の明るさを所定の明るさ以上に設定した状態を維持した際に第1の明るさに上記光源を点灯し、所定の時間を経過した場合に、上記第1の明るさよりも低い第2の明るさでの点灯と第3の明るさでの点灯とを繰り返す制御部を備え、
上記第2の明るさは上記第3の明るさよりも低く、
上記第2の明るさでの点灯期間は上記第3の明るさでの点灯期間よりも長い
ことを特徴としている。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る液晶表示装置は、
上述の構成を具備した制御装置と、
液晶パネルと、
上記液晶パネルの背面側に配された、複数の上記光源を有した上記バックライトと、を備えていることを特徴としている。
上述の構成を具備した制御装置と、
液晶パネルと、
上記液晶パネルの背面側に配された、複数の上記光源を有した上記バックライトと、を備えていることを特徴としている。
本発明の一態様によれば、バックライトのLED及び周辺回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、輝度低下を抑えることができる。
〔実施形態1〕
<液晶表示装置10の構成>
以下、本発明に係る表示装置の一実施形態である液晶表示装置について、図1から図7に基づいて説明する。
<液晶表示装置10の構成>
以下、本発明に係る表示装置の一実施形態である液晶表示装置について、図1から図7に基づいて説明する。
図1は、本実施形態1に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態1の液晶表示装置10(表示装置)は、図1に示すように、アンテナ1、チューナー2、映像処理部3、表示制御部4、エリアアクティブ制御部5、液晶駆動部6、液晶パネル7、バックライト駆動制御部8(制御部)及びバックライト9を備えている。このうち、表示制御部4、エリアアクティブ制御部5、液晶駆動部6及びバックライト駆動制御部8は、制御装置50を構成している。
液晶パネル7は、(m×n)個の画素が二次元配置されている。画素には、赤色光を透過するR表示素子、緑色光を透過するG表示素子、及び、青色光を透過するB表示素子が含まれる。R表示素子、G表示素子及びB表示素子は、行方向に並べて配置され、これら3個の表示素子が1個の画素を形成する。なお、本実施形態1では、液晶パネル7は3色の例として挙げるが、4色あるいはそれ以上の色数であってもよい。
また、液晶パネル7の表示画面は、複数個、例えば(i×j)個のパートに分割されている。なお、ここでの「パート」の語は、表示画面の一部を指し示すために便宜的に定義したものである。
液晶駆動部6は、液晶パネル7の駆動回路である。液晶駆動部6は、エリアアクティブ制御部5から出力された、液晶パネル7の駆動に用いる表示用データ(以下、液晶データと称する)に基づき、液晶パネル7に対して表示素子の光透過率を制御する信号(電圧信号)を出力する。液晶駆動部6から出力された電圧は、液晶パネル7の表示素子内の画素電極(図示せず)に書き込まれ、表示素子の光透過率は画素電極に書き込まれた電圧に応じて変化する。
バックライト9は、液晶パネル7の背面側に設けられ、液晶パネル7の背面にバックライト光を照射する。バックライト9は、光源として、二次元状に配置された複数個のLEDを有している。これらLEDは、液晶パネル7の表示画面の(i×j)個に分割されたパートのそれぞれに対応するように、所定数個で一組になっている。一組になった所定数個のLEDは、LEDユニットを構成する。すなわち、1個のパートに1個のLEDユニットが対応づけられる。
バックライト駆動制御部8は、バックライト9の各LEDをPWM(Pulse Width Modulation)制御により点灯駆動する駆動回路である。バックライト駆動制御部8は、エリアアクティブ制御部5から出力された、バックライト9の駆動に用いるバックライト制御用データ(以下、LEDデータと称することがある)に基づき、各LEDの輝度を制御する信号(SPI(シリアル・ペリフェラル・インターフェイス)信号)をバックライト9に対して出力する。
バックライト駆動制御部8は、更に、PWM制御により駆動している各LEDのうち、予め設定した任意のパターンに配置されているLEDのデューティ比(以下、LED_DUTYと称する)を検出し、検出したLED_DUTYに応じて、バックライト9に供給する電力を制御している。このバックライト9の電力制御についての詳細は後述する。
エリアアクティブ制御部5は、表示制御部4によって生成された入力画像に基づき、液晶パネル7に含まれるすべての表示素子の光透過率を求め、求めた光透過率を表す上記液晶データを生成する。そして、エリアアクティブ制御部5は、生成した液晶データを、液晶駆動部6に対して出力する。
また、エリアアクティブ制御部5は、表示制御部4によって生成された入力画像に基づき、(i×j)個のパートに分割された液晶パネル7の表示画面のそれぞれのパートについて、当該パートに対応したLEDユニットに含まれるLEDの輝度を求める。具体的には、エリアアクティブ制御部5は、バックライト9に含まれるすべてのLEDの輝度を求め、求めたLEDの輝度を表す上記LEDデータを生成する。そして、エリアアクティブ制御部5は、生成したLEDデータを、バックライト駆動制御部8に対して出力する。
表示制御部4は、前段の映像処理部3によって算出された、映像信号の1フレーム分の画像の平均輝度(APL)及び輝度分布から、入力画像を生成し、生成した入力画像をエリアアクティブ制御部5に出力する。
映像処理部3は、アンテナ1で受信された電波からチューナー2によって抽出された映像信号から、1フレーム分の画像の平均輝度(APL)と輝度分布を算出し、算出したAPLと輝度分布を表示制御部4に出力する。
<バックライト駆動制御部8>
図2は、バックライト駆動制御部8の概略構成ブロック図である。バックライト駆動制御部8の詳細を、図2を用いて説明する。
図2は、バックライト駆動制御部8の概略構成ブロック図である。バックライト駆動制御部8の詳細を、図2を用いて説明する。
バックライト駆動制御部8は、図2に示すように、マイコン81とドライバIC82とを有する。マイコン81は、エリアアクティブ制御部5が出力した上記LEDデータを得て、当該LEDデータを基にして、点灯させるバックライト9のLEDに接続しているドライバIC82をPWM制御により駆動する。
つまり、バックライト駆動制御部8は、バックライト9の各LEDのデューティ比(LED_DUTY)を映像信号に応じて制御している。
ここで、図3は、液晶パネル7において、画面中央部71が他の領域よりも明るい映像信号を表示している例を示している。
図4は、バックライト9におけるLEDユニット92内に設定されたLED_DUTY読み込みエリア93(図4中の(1)~(12))の一例を示す図である。このLED_DUTY読み込みエリア93は、LEDユニット92において予め設定された位置に配置されたLEDによって構成されている。
図3に示すように、液晶パネル7の画面中央部71が他の部分よりも明るい映像信号が入力されている場合、映像処理部3によって求めたAPLや輝度分布から画面上の画面中央部71に対応するLEDに電力が集中するように、バックライト9が駆動制御される。この場合、図4に示すバックライト9の中央部91に配置されるLEDに電力が集中するようにバックライト9が駆動制御される。
<バックライト駆動制御部8の動作>
以下に、バックライト駆動制御部8の動作例を説明する。
以下に、バックライト駆動制御部8の動作例を説明する。
バックライト駆動制御部8は、エリアアクティブ制御部5から得た上記LEDデータに対して電力リミッタ制御を行い、LED_DUTYを決定する。
つまり、バックライト駆動制御部8は、APLと電力リミッタ制御により電力が一定になるよう制御するため、APLが大きくなるほど1箇所に集中できる電力が小さくなる。
上記のような制御では、例えば図3に示す画像(例えば8bit階調で255、APLで25%)が入力された場合、画面中央部71のみ電力が集中し、図4に示すバックライト9にける中央部91のLEDや駆動回路部の温度が上昇してしまう。
これを回避するため、電力リミッタのリミット値を示す閾値(第1の閾値)(任意に設定可能:本実施の形態では、閾値を35%とする)以下のAPL(例えば30%)で、且つ、入力階調の輝度分布から一定値以上の高階調信号が入力されていると認められた場合(例えば10bit階調で800以上)に、LED_DUTYの監視を始める条件とする。もし上記の閾値以上のAPLを持つ映像信号が入力された場合は電力を一定にする制御が働いてLED_DUTYが制限されるため、監視を行う必要はない。
上記の閾値(任意に設定可能)以下のAPL(例えば30%)で、且つ、入力階調の輝度分布から高階調信号が入力されていることを判断するのは、表示制御部4である。そして、表示制御部4は、判断した結果をバックライト駆動制御部8に出力するよう構成されている。つまり、表示制御部4は、表示映像において、電力が集中する可能性があると判断した場合に、その判断結果をバックライト駆動制御部8に出力する構成となっている。
そして、バックライト駆動制御部8は、表示制御部4から判断結果を受け付けた後、検出したLEDのデューティ比(監視しているLED_DUTY)が、一定時間、予め設定した閾値(以下、第2の閾値sdutyと記載する:任意に設定可能)以上であるとき、バックライト9に供給している電力を下げるように制御すると共に、別のある一定時間、予め設定した別の閾値(以下、第3の閾値tdutyと記載する:任意に設定可能)未満であるとき、バックライト9に供給している電力を上げるように制御している。
なお、LED_DUTYが第2の閾値sduty以上である場合のLEDの明るさを第3の明るさ、第3の閾値tduty未満である場合のLEDの明るさを第2の明るさと本明細書では定義し、バックライト駆動制御部8による制御を受ける前のLED_DUTYである場合のLEDの明るさを第2の明るさと定義する。
<LED_DUTYの監視>
バックライト駆動制御部8におけるLED_DUTYの監視について説明する。
バックライト駆動制御部8におけるLED_DUTYの監視について説明する。
バックライト駆動制御部8は、電力が集中する可能性があると判断された画像を表示するパートに対応するLED_DUTY読み込みエリア93内に構成されたLEDに接続されているドライバIC82のLED_DUTYを、マイコン81により監視する。
なお、LED_DUTY読み込みエリア93は、表示画面の分割されたパートに対して30%(上記で決定したAPL)以上の面積を確保すれば任意の映像に対して対応可能である。
そして、マイコン81は、LEDのON_DUTYが、ある一定期間(任意に設定可能)、sduty以上である場合に、電力を下げるようドライバIC82を制御すると共に、別のある一定期間(任意に設定可能)、tduty未満である場合に、電力を上げるようドライバIC82を制御する。ここで、sdutyは、バックライト駆動制御部8による制御を受ける前のLED_DUTYよりも小さい。
これにより、常時温度を監視する場合と比較して負荷が少なく効率的に制御を行うことが可能であり、且つ温度センサが不要であることから安価にシステムを構成することが可能である。
<LED_DUTY制御(LEDデューティ制御)>
次に、液晶表示装置10におけるLED_DUTY制御について、図5に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、図5に示すフローチャートに記載の各パラメータについては、表1に示す。
次に、液晶表示装置10におけるLED_DUTY制御について、図5に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、図5に示すフローチャートに記載の各パラメータについては、表1に示す。
表1において、areaidは、LEDエリアブロックアドレスを示す。すなわち、液晶パネル7の各パートに対応するバックライト9におけるLEDエリア(LED_DUTY読み込みエリア93)のアドレス(配置位置)を示す。液晶パネル7の各パートに対応するバックライト9におけるLEDエリアを図4に示す。図4では、一例として、二次元的に配置した複数のLEDを、横6個×縦10個のLEDエリアに分割した場合を示す。横6個×縦10個のLEDエリアのうち、図4中に示す12個のLEDエリアが、LED_DUTY読み込みエリア93である。
表1において、rdutyは、areaidで指定したLED_DUTY読み込みエリア93のLED_DUTYを読み込んだ値を示す。
表1において、sduty[i]は、LED_DUTYの閾値(第2の閾値)を示す。iは、読み込むエリア番号を示す。
表1において、tduty[i]は、LED_DUTYの別の閾値(第3の閾値)を示す。iは、読み込むエリア番号を示す。
表1において、areast[i]は、LED_DUTY読み込みエリア93のsdutyを超えた累積数を示す。iは、読み込むエリア番号を示す。
表1において、ust[i]は、areast[i]の上限値を示す。iは、読み込むエリア番号を示す。
表1において、lst[i]は、areast[i]の下限値を示す。iは、読み込むエリア番号を示す。
表1において、GSPointは、LED_DUTYの上限値を示す。
表1において、mindutyは、LED_DUTYの下限値を示す。
表1において、cdutyは、LED_DUTYの変化量を示す。
表1において、ctimeは、LED_DUTYのリード間隔(秒)を示す。
まず、図5に示すように、areaidの書込みが行なわれる(ステップS11)。ここでは、バックライト9の全LEDエリアのうち、LED_DUTY読み込みエリア93の1つのアドレスがマイコン81に書き込まれる。
続いて、ステップS11において書き込まれたareaidで指定したLED_DUTY読み込みエリア93のLED_DUTYの読込みが行なわれる(ステップS12)。
次いで、ステップS11において得られるLED_DUTYの読込み値(rduty)が、LED_DUTY読み込みエリア93毎に設定されたsduty(任意に設定可能)以上であるか否かを判断する(ステップS13)。
ステップS13において、LED_DUTYの読込み値(rduty)がsduty以上である場合はステップS14に移行し、sduty未満である場合はステップS15に移行する。
ステップS14では、累積回数(areast)をインクリメントする。ここでは、累積回数(areast)に「1」をインクリメントする。
ステップS15では、LED_DUTYの読込み値(rduty)が、LED_DUTY読み込みエリア93毎に設定されたtduty(任意に設定可能)以上であるか否かを判断する。LED_DUTYの読込み値(rduty)がtduty未満である場合はステップS16に移行し、LED_DUTYの読込み値(rduty)がtduty以上である場合は、ステップS17に移行する。
ステップS16では、累積回数(areast)をデクリメントする。ここでは、累積回数(areast)から「0.5」をデクリメントする。
その後、全エリア(area)の読込みが完了したか否かを判断する(ステップS17)。ここで、全エリア(area)の読込みが完了したと判断されるまで、ステップS11~ステップS16までの処理が繰り返され、全エリア(area)の読込みが完了したと判断されれば、ステップS18に移行する。
ステップS18では、累積回数(areast)が各LED_DUTY読み込みエリア93に対して予め設定された上限値(ust:任意に設定可能)と一致しているか否かを判断する。累積回数(areast)が上限値(ust)と、全てのLED_DUTY読み込みエリア93のうちの1箇所のLED_DUTY読み込みエリア93でも一致していると判断された場合はステップS19に移行し、累積回数(areast)が上限値(ust)と全てのLED_DUTY読み込みエリア93(全箇所)において一致していないと判断された場合はステップS20に移行する。
ステップS19では、GSPoint(LED_DUTYの上限値)を減少させる。具体的には、GSPointから予め設定した変化量(cduty)を引いた値を新しいGSPointとして設定し、ステップS22に移行する。
ステップS20では、areastが各LED_DUTY読み込みエリア93に対して予め設定された下限値(lst:任意に設定可能)よりも小さいか否かを判断する。areastが全てのLED_DUTY読み込みエリア93(全箇所)において下限値(lst)よりも小さいと判断された場合はステップS21に移行し、areastが全てのLED_DUTY読み込みエリア93のうちの1箇所のLED_DUTY読み込みエリア93でも下限値(lst)以上であると判断された場合はステップS22に移行する。
ステップS21では、GSPoint(LED_DUTYの上限値)を増加させる。具体的には、GSPointに予め設定した変化量(cduty)を加えた値を新しいGSPointとして設定し、ステップS22に移行する。
ステップS22では、ドライバIC82による次のLED_DUTY読み取りまでの間待って、再びステップS11~ステップS21までの処理を行う。このようにして、上記の処理を繰り返す。
上記の処理は、バックライト駆動制御部8において行われる。
バックライト駆動制御部8は、図5に示す処理のステップS19から出力されるLED_DUTY、すなわち上限値が減算されたLED_DUTYがドライバIC82に入力されると、バックライト9に供給する電力を低減するように制御する。反対に、図5に示す処理のステップS21から出力されるLED_DUTY、すなわち上限値が加算されたLED_DUTYがドライバIC82に入力されると、バックライト9に供給する電力を増加するように制御する。
<電力低減処理>
ここで、バックライト駆動制御部8は、図5に示す処理のステップS19から出力されるLED_DUTY、すなわち上限値が減算されたLED_DUTYがドライバIC82に入力されると、バックライト9に供給する電力を低減するように制御する。
ここで、バックライト駆動制御部8は、図5に示す処理のステップS19から出力されるLED_DUTY、すなわち上限値が減算されたLED_DUTYがドライバIC82に入力されると、バックライト9に供給する電力を低減するように制御する。
以下に、バックライト駆動制御部8による制御の効果について、図6に基づいて説明する。
図6は、バックライト駆動制御部8による制御を受ける前のLED_DUTY(図6の入力duty)と、バックライト駆動制御部8による制御を受けたLED_DUTY(図6の出力duty)との関係を示したグラフ図である。図6は、グラフの横軸を時間、グラフの縦軸をLED_DUTYとしており、入力dutyとしてLED_DUTY「100」が連続して入力されている場合のバックライト駆動制御部8による制御を受けて出力されるLED_DUTYの値を示している。
図6において(i)で示す状態は、制御がかかっていない状態であり、入力duty値「100」が出力duty値となっている状態である。図6において(i)で示す状態では、累積回数(areast)が増加している状態であり、累積回数(areast)が上限値(ust)に達するまで、ステップS11からステップS17が繰り返されて累積回数(areast)が増加している状態である。
次に、累積回数(areast)が上限値(ust)に達する(ステップS18のYES)と、図6において(ii)で示す状態が始まる。図6において(ii)で示す状態では、GSPointから変化量(cduty)を引いた新しいGSPointが設定され(ステップS19)、出力dutyが下がっている状態である。図6において(ii)で示す状態は、LED_DUTYの読込み値(rduty)がtdutyを下回るまで繰り返される。
そして、LED_DUTYの読込み値がtdutyを下回ったところで、図6において(iii)で示す状態が始まる。図6において(iii)で示す状態では、累積回数(areast)が減少している状態である。そして、全箇所において累積回数(areast)が下限値(lst)を下回るまで繰り返される。
全箇所において累積回数(areast)が下限値(lst)を下回ると、図6において(iv)で示す状態が始まる。図6において(iv)で示す状態では、GSPointに変化量(cduty)を加えた新しいGSPointが設定される(ステップS19)。図6において(iv)で示す状態は、LED_DUTYの読込み値(rduty)がsdutyに達するまで繰り返される。
そして、LED_DUTYの読込み値(rduty)がsdutyに達すると、図6において(v)で示す状態が始まる。図6において(v)で示す状態では、出力dutyがsdutyに維持されている状態である。図6において(v)で示す状態では、累積回数(areast)が増加している状態である。図6において(v)で示す状態は、累積回数(areast)が上限値(ust)に達するまで継続する。
そして、累積回数(areast)が上限値(ust)に達すると、GSPointから変化量(cduty)を引いた新しいGSPointが設定され(ステップS19)、出力dutyが下がっている状態になり、先述の図6において(ii)で示す状態が始まる。以降も、入力dutyが「100」である限り、先述の図6の(iii)~(v)の状態が繰り返される。
ここで、本実施形態1では、累積回数(areast)が増加するステップS14では、インクリメントする値が「1」である。これに対して、ステップS16においてデクリメント値は「0.5」である。このように、本実施形態1では、累積回数(areast)をデクリメントする値をインクリメントする値よりも小さく設定している。これにより、累積回数(areast)が下限値(lst)を下回るまでの時間(点灯期間)(図6のT1)が、累積回数(areast)が上限値(ust)に達するまでの時間(点灯期間)(図6のT2)よりも長くなる。これにより、バックライト9の温度上昇を効果的に抑制することができる。
図7は、GSPointが上限値(例えば最大階調4095)よりも小さい場合の入力LED階調(入力duty)と、出力LED階調(出力duty)の関係を表している。図7の(a)は図7の(b)よりもGSPointが小さい場合を示す。先述のように、累積回数(areast)が上限値(ust)に達すると、GSPointを下げることによって、出力dutyを下げる。出力dutyを上げるときも同様で、GSPointを上げることによって、出力dutyを上げる。ここで、制御がかかっていないときは、GSPointは上限値(ust)のままであるところ、制御がかかることによって、GSPointが下がっているとき(上限値の4095ではないとき)は図7の(a)及び(b)に示すGSSlope2が発生し、横軸に示す入力LED階調(入力duty)に対して、制御がかかった出力LED階調(出力duty)が出力される(縦軸)。なお、GSSlope2の傾きは任意に設定可能である。
以上の電力低減処理をおこなうバックライト駆動制御部8を具備した本実施形態1の液晶表示装置10によれば、常時温度を監視する場合と比較して負荷が少なく効率的に制御を行うことが可能である。このように、LEDの温度上昇を動的に制御することにより、LEDの発光効率や寿命の低下を抑えることができる。
また、LED駆動回路(バックライト駆動制御部8)における半導体デバイス(ドライバIC82等)の温度上昇も低減させることが可能となる。
しかも、温度センサが必要ないので、液晶表示装置を安価に構築することが可能となる。
また、本実施形態1の液晶表示装置10によれば、LEDの温度上昇を動的に制御するにあたって、LED_DUTYの閾値を1つだけでなく、2つ(sduty及びtduty)を定めている。これにより、電流を下げるレベルを最小限におさえることができる。そのため、実映像の輝度の低下を抑えることができ、ハイダイナミックレンジ(HDR)方式による制御のメリットを充分に生かすことができる。
なお、本実施形態1では、ステップS14において累積回数(areast)にインクリメントする値を「1」としており、ステップS16において累積回数(areast)にデクリメントする値を「0.5」としているが、本発明はこの値に限定されるものではなく、任意に設定可能である。これら数値の設定を変更することにより、dutyを下げている時間と、上げている時間を調整することができる。これにより、温度にマージンができるため、その分、LED_DUTYの閾値(sduty及びtduty)を全体的に高く設定することができる。すなわち、電流制御が働いていても輝度低下を最小限に抑えることができる。
なお、本実施形態1では、制御装置50のみではなく、液晶パネル7及びバックライト9等を含めた液晶表示装置10全体を挙げて説明している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、上述の制御装置50を一態様とする制御装置としてもよい。
すなわち、本発明の一態様は、液晶パネル7と、上記液晶パネル7の背面側に配され、複数のLEDを有したバックライト9とを制御する制御装置50であって、映像信号から算出された1フレーム分の画像の平均輝度と輝度分布とから、上記液晶パネル7の駆動に用いる表示用データと、上記バックライト9の駆動に用いるバックライト制御用データとを生成する表示制御部4と、上記バックライト制御用データに基づいて、各上記LEDをPWM制御により点灯駆動すると共に、上記複数のLEDのうち、予め設定したパターン上に配置されたLEDについてデューティ比を検出し、検出したLEDのデューティ比に応じて、上記バックライト9に供給される電力を制御するバックライト駆動制御部8とを備え、表示制御部4は、上記平均輝度が予め設定した第1の閾値以下であり、上記輝度分布から一定値以上の高階調信号が上記映像信号に含まれていると判断した場合、この判断結果をバックライト駆動制御部8に出力し、バックライト駆動制御部8は、表示制御部4から上記判断結果を受け付けると、検出したLEDのデューティ比が、一定時間、予め設定した第2の閾値(sduty)以上であるとき、バックライト9に供給している電力を下げるように制御し、検出したLEDのデューティ比が、上記一定時間とは異なる一定時間、予め設定した第3の閾値(tduty)未満であるとき、上記バックライト9に供給している電力を上げるように制御し、バックライト9に供給している電力を下げる時間T1が、バックライトに供給している電力を上げる時間T2よりも長くなるように制御する、制御装置50であると換言することができる。
なお、本発明は、バックライトに具備され得る従来周知の光源であればLEDに限らない。また、本発明は、バックライトのLEDの明るさの調整を、デユーティを変更することによって実現しているが、明るさの調整はこれに限らない。
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の他の実施形態について、図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本実施形態2と上述の実施形態1とは、LED_DUTY制御の内容、具体的にはバックライト駆動制御部8の電力低減処理の内容が相違するのみであり、それ以外においては同じである。
本実施形態2の液晶表示装置のLED_DUTY制御について、図8に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、図8に示すフローチャートに記載の各パラメータのうち、表1にないものについては、表2に示す。
表2において、counter[i]は、LED_DUTYを読み込んだ値(rduty)が入力dutyである累積数(以下、カウンタ値と記載する)を示す。iは、読み込むエリア番号を示す。
表2において、αは、LED_DUTY読み込みエリア93のsdutyを超えた累積数(areast)にインクリメントする値を示す。
表2において、βは、LED_DUTY読み込みエリア93のsdutyを超えた累積数(areast)にインクリメントする値を示す。
図8に示すフローチャートを説明すると、まず、図8のステップS11及びステップS12は、実施形態1の図5のステップS11及びステップS12である。
次いで、ステップS11において得られるLED_DUTYの読込み値(rduty)が、実際入力されているduty(入力duty)と同一であるか否かを判断する(ステップS13)。これにより、制御が効いている状態なのか否かを判断する。LED_DUTYの読込み値(rduty)が入力dutyと同一であればステップS14に移行し、同一でなければステップS15に移行する。
ステップS14では、カウンタ値(counter)を0とする。
ステップS15では、カウンタ値(counter)をインクリメントする。ここでは、カウンタ値(counter)に「1」をインクリメントする。
ステップS16では、カウンタ(counter)が予め設定していた値「1000」以上であるか否かを判断する。カウンタ(counter)が1000以上であればステップS17に移行し、カウンタ(counter)が1000未満であればステップS18に移行する。
ステップS17では、α=-0.5、β=+1に設定する。
ステップS18では、α=-1、β=+1を設定する。
ステップS19は、実施形態1のステップS13と同一で、ステップS11において得られるLED_DUTYの読込み値(rduty)が、LED_DUTY読み込みエリア93毎に設定されたsduty以上であるか否かを判断する。
ステップS19において、LED_DUTYの読込み値(rduty)がsduty以上である場合はステップS20に移行し、sduty未満である場合はステップS21に移行する。
ステップS20では、累積回数(areast)をインクリメントする。ここでは、累積回数(areast)に、ステップS17またはステップS18において設定したα値をインクリメントする。これは、αが負の場合、αの絶対値をデクリメントすると表現してもよい。
ステップS21では、LED_DUTYの読込み値(rduty)が、LED_DUTY読み込みエリア93毎に設定されたtduty以上であるか否かを判断する。LED_DUTYの読込み値(rduty)がtduty未満である場合はステップS22に移行し、LED_DUTYの読込み値(rduty)がtduty以上である場合は、ステップS23に移行する。
ステップS22では、累積回数(areast)をインクリメントする。ここでは、累積回数(areast)に、ステップS17またはステップS18において設定したβ値をインクリメントする。
その後、全エリア(area)の読込みが完了したか否かを判断する(ステップS23)。ここで、全エリア(area)の読込みが完了したと判断されるまで、ステップS11~ステップS22までの処理が繰り返され、全エリア(area)の読込みが完了したと判断されれば、ステップS24に移行する。
ステップS24では、実施形態1の図5のステップS18と同じく、累積回数(areast)が各LED_DUTY読み込みエリア93に対して予め設定された上限値(ust:任意に設定可能)と一致しているか否かを判断する。累積回数(areast)が上限値(ust)と1箇所のLED_DUTY読み込みエリア93でも一致していると判断された場合はステップS25に移行し、累積回数(areast)が上限値(ust)と全箇所において一致していないと判断された場合はステップS27に移行する。
ステップS25では、カウンタ値(counter)をインクリメントする。ここでは、カウンタ値(counter)に「1」をインクリメントする。
ステップS26では、GSPoint(LED_DUTYの上限値)を減少させる。具体的には、GSPointから予め設定した変化量(cduty)を引いた値を新しいGSPointとして設定し、ステップS29に移行する。
ステップS27では、実施形態1の図5のステップS20と同じく、areastが各LEDエリアに対して予め設定された下限値(lst:任意に設定可能)よりも小さいか否かを判断する。areastが全箇所において下限値(lst)よりも小さいと判断された場合はステップS28に移行し、areastが1箇所でも下限値(lst)以上であると判断された場合はステップS29に移行する。
ステップS28では、実施形態1の図5のステップS21と同じく、GSPoint(LED_DUTYの上限値)を増加させる。具体的には、GSPointに予め設定した変化量(cduty)を加えた値を新しいGSPointとして設定し、ステップS29に移行する。
ステップS29では、ドライバIC82による次のLED_DUTY読み取りまでの間待って、再びステップS11からステップS28までの処理を行う。このようにして、上記の処理を繰り返す。
上記の処理は、バックライト駆動制御部8において行われる。
図9は、バックライト駆動制御部8による制御を受ける前のLED_DUTY(図9の入力duty)と、バックライト駆動制御部8による制御を受けたLED_DUTY(図9の出力duty)との関係を示したグラフ図である。図9は、グラフの横軸を時間、グラフの縦軸をLED_DUTYとしており、入力dutyとしてLED_DUTY「100」が連続して入力されている場合のバックライト駆動制御部8による制御を受けて出力されるLED_DUTYの値を示している。
図9に示すように、本実施形態2によれば、LED_DUTYの制御を始めて暫くの間は、温度にマージンがあるため、dutyを下げている時間と上げている時間とを等しくし(図9のT3)、カウンタ値(counter)が一定のレベル(本実施形態2では「1000」)に達した後、すなわち一定時間が経過して温度が上がってくる段階では、dutyを下げている時間(図9のT1)が上げている時間(図9のT2)よりも長くなるようにしている。これにより、温度にマージンができるため、その分、sduty及びtdutyを全体的に高く設定することができる。すなわち、電流制御が働いていても輝度低下を最小限に抑えることができる。なお、図9の時間T2と時間T3の長さは等しくてもよく、異なっていてもよい。
なお、α及びβの数値は可変であり、また、ステップS16における判断に用いるパラメータ(図8の例では「1000」)も3つ以上の区分を設けて判断してもよい。例えば、初期段階としてカウンタ値(counter)が500以下であればα=-1、β=+1とし、中期段階としてカウンタ値(counter)が500を超え且つ1000未満であればα=-0.5、β=+1とし、後期段階としてカウンタ値(counter)が1000以上であればα=-0.5、β=+1.5としてもよい。
このようにすれば、初期段階で温度にマージンがある場合にはdutyを下げている時間と上げている時間を等しくし、中期段階で温度が上がってくるとdutyを下げている時間を上げている時間よりも僅かに長くし、後期段階で温度が更に上がってくるとdutyを下げている時間を更に長くすることができる。このように3つ以上の区分を設けた場合であっても、温度にマージンができ、sduty及びtdutyを全体的に高く設定することができる。
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、図10から図13に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態2にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
本発明の他の実施形態について、図10から図13に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施形態2にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
<液晶表示装置10Aの構成>
図10は、本実施形態3に係る液晶表示装置10Aの概略構成を示すブロック図である。
図10は、本実施形態3に係る液晶表示装置10Aの概略構成を示すブロック図である。
図10に示す液晶表示装置10Aは、上述の実施形態1の図1に示す液晶表示装置10に、サーミスタ20を追加した構成となっている。従って、サーミスタ20及びサーミスタ20に関連する部材を除く他の部材についての詳細な説明は省略する。なお、サーミスタ20は、表示制御部4、エリアアクティブ制御部5、液晶駆動部6及びバックライト駆動制御部8と共に、制御装置50´に構成される。
本実施形態3の液晶表示装置10AのLED_DUTY制御では、LEDユニット92周辺温度あるいはバックライト9の筐体内の温度を、サーミスタ20を用いて参照し、温度値によって、dutyの下げ量、すなわちtdutyを調整する。
図11は、サーミスタ20の配置例を示す図である。図11では、サーミスタ20がバックライト9の中央部付近の4隅に配置されている例を示している。なお、サーミスタ20の配置位置については特に限定されるものではない。
サーミスタ20による検出値は、バックライト駆動制御部8に送られる。
<LED_DUTY制御>
本実施形態3の液晶表示装置10AのLED_DUTY制御について、図12に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、図12に示すフローチャートに記載の各パラメータのうち、表1及び表2にないものについては、表3に示す。
本実施形態3の液晶表示装置10AのLED_DUTY制御について、図12に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、図12に示すフローチャートに記載の各パラメータのうち、表1及び表2にないものについては、表3に示す。
表3において、rtempは、areaidで指定したLED_DUTY読み込みエリア93の温度の読込み値を示す。
表3において、htempは、第1の温度閾値を示す。
表3において、ltempは、第2の温度閾値を示す。
表3において、hcdutyは、LED_DUTYの第1の変化量を示す。
表3において、mcdutyは、LED_DUTYの第2の変化量を示す。
表3において、lcdutyは、LED_DUTYの第3の変化量を示す。
表3において、γは、LED_DUTYの変化量を示す。
図12に示すフローチャートを説明すると、まず、図12のステップS11からステップS25は、実施形態2の図8のステップS11からステップS25である。
ステップS25に続くステップS26´では、図12に示すステップS30からステップS36に沿ったフローに基づいて得られるLED_DUTYの変化量(減少量)を用いる。
そこで、以下に、図12に示すステップS30からステップS36に沿ったフローを説明する。
まず、図12に示すように、サーミスタ値(測定値)が読み込まれる(ステップS31)。
次いで、ステップS32では、読み込みまれたサーミスタ値(rtemp)が、予め設定していた第1の温度閾値(htemp)以上であるか否かを判断する。ここで、第1の温度閾値(htemp)は、任意に設定可能であり、比較的高温の値である。ステップS32において、サーミスタ値(rtemp)が第1の温度閾値(htemp)以上である場合はステップS33に移行し、第1の温度閾値(htemp)未満である場合はステップS34に移行する。
ステップS33では、γ=hcdutyを設定する。
ステップS34では、前段のステップS32において第1の温度閾値(htemp)未満であると判断されたサーミスタ値(rtemp)について、第2の温度閾値(ltemp)以上であるか否かを判断する。ここで、第2の温度閾値(ltemp)は、任意に設定可能であり、第1の温度閾値(htemp)に比べて低温の値である。ステップS34において、サーミスタ値(rtemp)が第2の温度閾値(ltemp)以上である場合はステップS35に移行し、第2の温度閾値(ltemp)未満である場合はステップS36に移行する。
ステップS35では、γ=mcduty(第1の)を設定する。
ステップS36では、γ=lcdutyを設定する。
ステップS26´では、GSPoint(LED_DUTYの上限値)を減少させる。具体的には、ステップS33、ステップS35またはステップS36から得られたγ値(LED_DUTYの変化量)をGSPointから引いた値を新しいGSPointとして設定し、ステップS29に移行する。
なお、ステップS27からステップS29は、実施形態2のステップS27からステップS29と同じである。
上記の処理は、バックライト駆動制御部8において行われる。
ここで、ステップS33において設定するhcduty(LED_DUTYの第1の変化量)、ステップS35において設定するmcduty(LED_DUTYの第2の変化量)、及び、ステップS36において設定するlcduty(LED_DUTYの第3の変化量)は、次の関係;
hcduty>mcduty>lcduty
を満たす。すなわち、サーミスタ値(rtemp)が高温であるほど、LED_DUTYの下げ量を大きくしている。
hcduty>mcduty>lcduty
を満たす。すなわち、サーミスタ値(rtemp)が高温であるほど、LED_DUTYの下げ量を大きくしている。
図13は、バックライト駆動制御部8による制御を受ける前のLED_DUTY(図13の入力duty)と、バックライト駆動制御部8による制御を受けたLED_DUTY(図13の3種類の出力duty)との関係を示したグラフ図である。図13は、グラフの横軸を時間、グラフの縦軸をLED_DUTYとしており、入力dutyとしてLED_DUTY「100」が連続して入力されている場合のバックライト駆動制御部8による制御を受けて出力されるLED_DUTYの値を示している。
図13に示すように、本実施形態3によれば、サーミスタ値を3ランクに分けて、ランクに応じて出力dutyの下げ量の大きさを設定している。すなわち、出力dutyのtdutyをランクに応じて設定している。なお、出力dutyのsdutyは、それぞれのランクのtdutyから等しい上げ量となるように設定される。
このように本実施形態3の液晶表示装置10AのLED_DUTY制御では、周辺温度に応じて、輝度の下げ量を異ならせることにより、より細かな輝度制御をおこなうことができる。
なお、本実施形態3の図13では、実施形態2の図9と同様に、制御開始から暫く経過した時点から輝度を下げている時間を、輝度を上げている時間よりも長くなるように設定している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、実施形態3において説明したサーミスタ値(rtemp)に応じた輝度の下げ量の設定を、実施形態1においても採用することができる。
〔実施形態4〕
上述の実施形態3では、サーミスタ値(rtemp)に応じて輝度の下げ量を設定する態様について説明したが、サーミスタ値(rtemp)を参照したLED_DUTY制御は、この態様に限定されるものではない。
上述の実施形態3では、サーミスタ値(rtemp)に応じて輝度の下げ量を設定する態様について説明したが、サーミスタ値(rtemp)を参照したLED_DUTY制御は、この態様に限定されるものではない。
例えば、本実施形態4として、図14に示すLED_DUTY制御を、実施形態3において説明した液晶表示装置10Aを用いておこなうことも可能である。具体的には、本実施形態4では、サーミスタ値が低い場合には、輝度を下げている時間を比較的短時間にする一方、サーミスタ値が高い場合には、輝度を下げている時間を、サーミスタ値が低い場合に比べて長時間にする態様である。
図14は、本実施形態4においてバックライト駆動制御部8による制御を受ける前のLED_DUTY(図14の入力duty)と、バックライト駆動制御部8による制御を受けたLED_DUTY(図14の3種類の出力duty)との関係を示したグラフ図である。図14は、グラフの横軸を時間、グラフの縦軸をLED_DUTYとしており、入力dutyとしてLED_DUTY「100」が連続して入力されている場合のバックライト駆動制御部8による制御を受けて出力されるLED_DUTYの値を示している。
図14に示すように、本実施形態4によれば、サーミスタ値を3ランクに分けて、ランクに応じて出力dutyを下げている時間を設定している。すなわち、サーミスタ値が高い、つまり高温である場合、温度を下げるべく、出力dutyをtdutyとする時間が長く(図14中の時間Ta)なるようにする。また、サーミスタ値が高すぎず低すぎない、つまり中温である場合は、出力dutyをtdutyとする時間を、高温の場合に比べて短くする(図14中の時間Tb)。また、サーミスタ値が低い、つまり低温である場合は、出力dutyをtdutyとする時間、中温の場合に比べて更に短くする(図14中の時間Tc)。なお、出力dutyをsdutyとする時間は、温度に関係なく等しくすればよい。
このように、本実施形態4によれば、温度が高ければ高いほど、dutyを下げている時間を長くすることにより、より細かな輝度制御をおこなうことができる。
〔実施形態5〕
上述の実施形態3では、サーミスタ値(rtemp)に応じて輝度の下げ量を設定する態様について説明したが、サーミスタ値(rtemp)を参照したLED_DUTY制御は、この態様に限定されるものではない。
上述の実施形態3では、サーミスタ値(rtemp)に応じて輝度の下げ量を設定する態様について説明したが、サーミスタ値(rtemp)を参照したLED_DUTY制御は、この態様に限定されるものではない。
例えば、本実施形態5として、図15に示すLED_DUTY制御を、実施形態3において説明した液晶表示装置10Aを用いておこなうことも可能である。具体的には、本実施形態5では、サーミスタ値が低い場合には、復帰する輝度値、すなわちsdutyを高くする一方、サーミスタ値が高い場合には、sdutyを、サーミスタ値が低い場合に比べて低くする態様である。
図15は、本実施形態5においてバックライト駆動制御部8による制御を受ける前のLED_DUTY(図15の入力duty)と、バックライト駆動制御部8による制御を受けたLED_DUTY(図15の3種類の出力duty)との関係を示したグラフ図である。図15は、グラフの横軸を時間、グラフの縦軸をLED_DUTYとしており、入力dutyとしてLED_DUTY「100」が連続して入力されている場合のバックライト駆動制御部8による制御を受けて出力されるLED_DUTYの値を示している。
図15に示すように、本実施形態5によれば、サーミスタ値を3ランクに分けて、ランクに応じて、出力dutyのsdutyをランクに応じて設定している。なお、出力dutyのtdutyは、それぞれのランクであっても互いに等しくすればよい。
このように本実施形態5のLED_DUTY制御では、周辺温度に応じて、復帰する輝度値を異ならせることにより、より細かな輝度制御をおこなうことができる。
なお、図15では、実施形態2の図9と同様に、制御開始から暫く経過した時点から輝度を下げている時間を、輝度を上げている時間よりも長くなるように設定している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、サーミスタ値(rtemp)に応じたsdutyの設定を、実施形態1においても採用することができる。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る制御装置は、
複数の光源(LED)を有したバックライト9とを制御する制御装置50であって、
映像信号から得た画像の輝度情報に応じて設定される上記光源(LED)の明るさを所定の明るさ以上に設定した状態を維持した際に第1の明るさに上記光源を点灯し、所定の時間を経過した場合に、上記第1の明るさよりも低い第2の明るさ(tduty)での点灯と第3の明るさ(sduty)での点灯とを繰り返す制御部(バックライト駆動制御部8)を備え、
上記第2の明るさ(tduty)は上記第3の明るさ(sduty)よりも低く、
上記第2の明るさ(tduty)での点灯期間(時間T1)は上記第3の明るさ(sduty)での点灯期間(時間T2)よりも長いことを特徴としている。
本発明の態様1に係る制御装置は、
複数の光源(LED)を有したバックライト9とを制御する制御装置50であって、
映像信号から得た画像の輝度情報に応じて設定される上記光源(LED)の明るさを所定の明るさ以上に設定した状態を維持した際に第1の明るさに上記光源を点灯し、所定の時間を経過した場合に、上記第1の明るさよりも低い第2の明るさ(tduty)での点灯と第3の明るさ(sduty)での点灯とを繰り返す制御部(バックライト駆動制御部8)を備え、
上記第2の明るさ(tduty)は上記第3の明るさ(sduty)よりも低く、
上記第2の明るさ(tduty)での点灯期間(時間T1)は上記第3の明るさ(sduty)での点灯期間(時間T2)よりも長いことを特徴としている。
上記の構成によれば、常時温度を監視する従来構成と比較して負荷が少なく効率的に制御を行うことが可能である。このように、光源(例えばLED)の温度上昇を動的に制御することにより、光源の発光効率や寿命の低下を抑えることができる。
また、温度センサが必要ないので、制御装置を安価に構築することが可能であり、ひいては制御装置を備えると共に液晶パネル及びバックライトを備える液晶表示装置を安価に構築することが可能となる。
また、上記の構成によれば、光源の温度上昇を動的に制御するにあたって、明るさの閾値を1つだけでなく、2つ(第2の閾値及び第3の閾値)を定めている。これにより、電流を下げるレベルを最小限におさえることができる。そのため、実映像の輝度の低下を抑えることができ、ハイダイナミックレンジ(HDR)方式による制御のメリットを充分に生かすことができる。
本発明の態様2に係る制御装置50は、上記態様1において、
上記第2の明るさ(tduty)での点灯及び上記第3の明るさ(sduty)での点灯は、上記光源のデューティを変更することによりおこなう。
上記第2の明るさ(tduty)での点灯及び上記第3の明るさ(sduty)での点灯は、上記光源のデューティを変更することによりおこなう。
本発明の態様3に係る制御装置50は、上記態様1または2において、
上記制御部(バックライト駆動制御部8)は、上記所定の時間を経過する前は、上記第2の明るさ(tduty)での点灯と上記第3の明るさ(sduty)での点灯とを互いに同じ長さの期間で繰り返してもよい。
上記制御部(バックライト駆動制御部8)は、上記所定の時間を経過する前は、上記第2の明るさ(tduty)での点灯と上記第3の明るさ(sduty)での点灯とを互いに同じ長さの期間で繰り返してもよい。
上記の構成によれば、バックライトの駆動を開始してから暫くの間は、バックライトの温度は低い状態であるため、その期間は、上記第2の明るさ(tduty)での点灯期間と上記第3の明るさ(sduty)での点灯期間とを互いに同じ長さにする。これにより、上記第2の明るさ(tduty)での点灯期間(時間T1)を上記第3の明るさ(sduty)での点灯期間(時間T2)よりも長くすることによる、実映像の輝度低下を抑制することができる。
本発明の態様4に係る制御装置50は、上記態様1から3の何れかにおいて、
上記バックライト9の温度を測定するサーミスタ20を更に備え、
上記制御部(バックライト駆動制御部8)は、
上記サーミスタ20による測定値に基づいて、上記第2の明るさ(tduty)及び上記第3の明るさ(sduty)を設定する構成であってもよい。
上記バックライト9の温度を測定するサーミスタ20を更に備え、
上記制御部(バックライト駆動制御部8)は、
上記サーミスタ20による測定値に基づいて、上記第2の明るさ(tduty)及び上記第3の明るさ(sduty)を設定する構成であってもよい。
上記の構成によれば、サーミスタ20による測定値が(所定値よりも)低ければ、バックライトに供給する電力の下げ量、すなわち輝度の下げ量を少なくし、サーミスタ20による測定値が(所定値よりも)高ければ、バックライトに供給する電力の下げ量、すなわち輝度の下げ量を多くする。これにより、細かな輝度制御を実現できる。
本発明の態様5に係る制御装置50は、上記態様1から3の何れかにおいて、
上記バックライト9の温度を測定するサーミスタ20を更に備え、
上記制御部(バックライト駆動制御部8)は、
上記サーミスタ20による測定値に基づいて、上記第2の明るさ(tduty)での点灯期間(時間T1)を設定する構成であってもよい。
上記バックライト9の温度を測定するサーミスタ20を更に備え、
上記制御部(バックライト駆動制御部8)は、
上記サーミスタ20による測定値に基づいて、上記第2の明るさ(tduty)での点灯期間(時間T1)を設定する構成であってもよい。
上記の構成によれば、サーミスタ20による測定値が(所定値よりも)低ければ、時間を短くし(時間Tc)、サーミスタ20による測定値が(所定値よりも)高ければ、時間を長くする(時間Ta、時間Tb)ことにより、細かな輝度制御を実現できる。
本発明の態様6に係る制御装置50は、上記態様1から3の何れかにおいて、
上記バックライト9の温度を測定するサーミスタ20を更に備え、
上記制御部(バックライト駆動制御部8)は、
上記サーミスタ20による測定値に基づいて、当該測定値が低いほど上記第3の明るさ(sduty)を高く設定する構成であってもよい。
上記バックライト9の温度を測定するサーミスタ20を更に備え、
上記制御部(バックライト駆動制御部8)は、
上記サーミスタ20による測定値に基づいて、当該測定値が低いほど上記第3の明るさ(sduty)を高く設定する構成であってもよい。
上記の構成によれば、サーミスタ20による測定値が(所定値よりも)低ければ、上記第3の明るさであるバックライトに供給する電力の上限値を上げることにより、実映像の輝度低下を抑制することができる。
本発明の態様7に係る液晶表示装置10,10Aは、
上述した構成の制御装置50と、液晶パネル7と、複数の光源(LED)を有した上記バックライト9とを備えていることを特徴としている。
上述した構成の制御装置50と、液晶パネル7と、複数の光源(LED)を有した上記バックライト9とを備えていることを特徴としている。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
1 アンテナ
2 チューナー
3 映像処理部
4 表示制御部
5 エリアアクティブ制御部
6 液晶駆動部
7 液晶パネル
8 バックライト駆動制御部(制御部)
9 バックライト
10、10A 液晶表示装置
20 サーミスタ
50 制御装置
71 画面中央部
81 マイコン
82 ドライバIC
91 中央部
92 LEDユニット
93 LED_DUTY読み込みエリア
tduty 第3の閾値(第2の明るさ)
sduty 第2の閾値(第3の明るさ)
2 チューナー
3 映像処理部
4 表示制御部
5 エリアアクティブ制御部
6 液晶駆動部
7 液晶パネル
8 バックライト駆動制御部(制御部)
9 バックライト
10、10A 液晶表示装置
20 サーミスタ
50 制御装置
71 画面中央部
81 マイコン
82 ドライバIC
91 中央部
92 LEDユニット
93 LED_DUTY読み込みエリア
tduty 第3の閾値(第2の明るさ)
sduty 第2の閾値(第3の明るさ)
Claims (7)
- 複数の光源を有したバックライトを制御する制御装置であって、
映像信号から得た画像の輝度情報に応じて設定される上記光源の明るさを所定の明るさ以上に設定した状態を維持した際に第1の明るさに上記光源を点灯し、所定の時間を経過した場合に、上記第1の明るさよりも低い第2の明るさでの点灯と第3の明るさでの点灯とを繰り返す制御部を備え、
上記第2の明るさは上記第3の明るさよりも低く、
上記第2の明るさでの点灯期間は上記第3の明るさでの点灯期間よりも長い
ことを特徴とする制御装置。 - 上記第2の明るさでの点灯及び上記第3の明るさでの点灯は、上記光源のデューティを変更することによりおこなう、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 上記制御部は、
上記所定の時間を経過する前は、上記第2の明るさでの点灯と上記第3の明るさでの点灯とを互いに同じ長さの期間で繰り返す
ことを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。 - 上記バックライトの温度を測定するサーミスタを更に備え、
上記制御部は、
上記サーミスタによる測定値に基づいて、上記第2の明るさ及び上記第3の明るさを設定する、
ことを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載の制御装置。 - 上記バックライトの温度を測定するサーミスタを更に備え、
上記制御部は、
上記サーミスタによる測定値に基づいて、上記第2の明るさでの点灯期間を設定する、
ことを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載の制御装置。 - 上記バックライトの温度を測定するサーミスタを更に備え、
上記制御部は、
上記サーミスタによる測定値に基づいて、当該測定値が低いほど上記第3の明るさを高く設定する、
ことを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載の制御装置。 - 請求項1から6までの何れか1項に記載の制御装置と、
液晶パネルと、
上記液晶パネルの背面側に配された、複数の上記光源を有した上記バックライトと、
を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
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