(57)【要約】【課題】バックライトスキャン可能なＬＥＤ光源モジュールにおいて、特に薄型化した場合、ＬＥＤや導光体などの個体差によって光源ブロックごとの輝度ばらつきが顕著に発生する。【解決手段】ＬＥＤ光源モジュールは、独立に点灯可能な１〜Ｎの光源ブロックからなる。バックライト（ＢＬ）スキャン信号演算装置は、映像信号に同期したＢＬスキャン信号１〜ＮをＬＥＤ列に送信してＢＬスキャンを行う。予め生産工程においてＥＥＰＲＯＭに書き込まれた補正値に基づいてＢＬスキャン信号１〜Ｎの点灯期間を個別に補正し、１〜Ｎの光源ブロックの輝度ばらつきを調整可能にしている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光体と当該導光体に光を入射させる少なくとも１つの光源とを有した、複数の光源ブロック、および、
上記光源を点灯駆動させるための駆動回路を有する光源モジュールであって、
上記駆動回路は、所定のフレーム期間を有する映像信号のフレーム書き換えに同期して対応する各上記光源ブロックに設けられた上記光源が順次消灯するように、且つ、上記複数の光源ブロックのうちの少なくとも２つの光源ブロックにおいて上記フレーム期間に対する消灯期間の割合が当該光源ブロック同士で互いに異なるように、上記光源を点灯駆動する構成となっていることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
上記駆動回路には、不揮発性記憶素子が設けられており、
上記不揮発性記憶素子は、上記フレーム期間に対する消灯期間の割合を、基準となる割合に基づいて上記光源ブロックごとに個別に補正するための補正係数群を記憶しており、且つ、当該補正係数群を外部から書き換え可能な構成としていることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項３】
上記駆動回路と上記複数の光源ブロックとを接続し、上記光源ブロックの各々に供給する電流の電流値を指定するための電流配線が、少なくとも２つの光源ブロックにおいて共通配線となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源モジュール。
【請求項４】
上記駆動回路は、上記消灯期間が始まるタイミングを上記補正係数群に基づいて変化させる一方、上記消灯期間を終了するタイミングは上記補正係数群に関わらず上記複数の光源ブロック全てにおいて一定になるように駆動する構成となっていることを特徴とする請求項３に記載の光源モジュール。
【請求項５】
バックライトとしての請求項１から４までの何れか１項に記載の光源モジュールと、
表示手段とを備えていることを特徴とする映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）からの光を導光板によって面状に出射させる導光板を備えたＬＥＤ光源モジュール、およびそれを液晶表示素子のバックライトとして用いた映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子を用いた映像表示装置においては、バックライト光源を複数に分割し、映像信号の書き換えに同期させて順次消灯することで動画性能の向上を図る、いわゆるバックライトスキャン技術（ＢＬスキャン技術）が提案されている。
【０００３】
このようなバックライトスキャンを行う映像表示装置として、例えば特許文献１に開示された映像表示装置がある。特許文献１に開示された映像表示装置では、映像表示装置のバックライト光源は複数に分割され、それぞれが互いに独立して点灯可能な構成になっている。
【０００４】
このようなバックライトスキャンを行う映像表示装置における、映像信号に含まれる垂直同期信号と、互いに独立して点灯可能なＮ個の光源ブロックの点灯期間との関係を図８に示す。垂直同期信号の１フレーム期間において、各光源ブロックはそれぞれ独立に点灯／消灯を行うが、図８に示すように、その消灯期間が隣り合う光源ブロック同士でＴＤずつずれている。映像信号の１フレーム期間において、画面の上から下に順に画素を書き換えるのに同期して消灯が行われるようになっている。
【０００５】
このようにしてバックライト光源を映像信号に同期して点滅させ、映像信号を書き換えている際に対応する光源を消灯し、表示画素を見えなくすることができる。これにより動きの速い映像での動画ぼやけをなくし、動画表示性能を向上させることができる。このように、特許文献１に開示された映像表示装置では、画像信号の特徴量を検出し、それに応じてバックライト光源の点灯期間を可変制御することができる。
【０００６】
また、特許文献２に開示された映像表示装置は、映像データの内容や外部設定によってバックライト光源の点灯時間を変化させ、その長短に応じて点灯タイミングを調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−６２１３４号公報（２００４年２月２６日公開）
【特許文献２】特開２００９−１３４２３７号公報（２００９年６月１８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のようなバックライト光源の光源部材として一般的に用いられるＬＥＤには、全光束の個体差が存在する。すなわち、同一種のＬＥＤに同一の順電流を流しても、個体ごとに得られる全光束が異なっている。従って、バックライト光源を複数の光源ブロックに分割して、それぞれに同一の個数のＬＥＤを用いて同一の電流を流しても、光源ブロックごとに導光体に入射する光束が異なることになる。
【０００９】
また、ＬＥＤの個体差以外に、ＬＥＤを駆動する駆動回路の出力電流のばらつき、導光体の外形形状やパターンの個体差、ＬＥＤと導光体との間の光結合ロスのばらつきなど、様々なばらつき要因が存在する。
【００１０】
これらのばらつき要因のため、外部から駆動回路に対して同一の電流値を設定しても、駆動回路の出力電流、ＬＥＤの出射光束、導光体入光部や導光体内での光束ロスなどが光源ブロックごとに異なり、結果として各光源ブロックが同一の画面輝度にならない。従って、分割されたバックライト光源の繋ぎ目部分に相当する画面上に輝度の不連続が生じ、視聴者に対し輝度むらとして認識されてしまうという問題が発生する。
【００１１】
特に、映像表示装置を薄型化するため導光体と表示画面との距離が短い場合は、上記の問題が極めて大きくなる。導光体と表示画面である液晶パネルとが離れている場合は、隣接光源ブロック間に出射光束の差が生じても、液晶パネルに到達するまでに光が十分混合され、隣接光源ブロック間の輝度の変化がなだらかになる。さらに、拡散板などの光拡散効果を有する光学シートを複数枚使用して光拡散効果を高めることで、輝度の変化率を下げ、輝度むらをより低減することができる。これに対し、薄型の映像装置では、導光体と液晶パネルとの距離がわずかであるため、隣接光源ブロック間で光を十分混合することができず、繋ぎ目部分の輝度の変化率が急激になる。すなわち、全光束差がそのまま輝度むらとして認識されてしまう。
【００１２】
この問題に対し、ＬＥＤや導光体などの部材を生産工程で厳しく選別することによってばらつきを抑え、輝度むらを低減することは原理的には可能であるが、部材の歩留まりが大幅に低下する。ＬＥＤや導光体など複数のばらつき要因の合成で生じる輝度の差を、人間の眼に認識不可能なレベルまでに下げるためには、非常に厳しい選別が必要となり、部材価格が非常に高価になってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、薄型化した場合においても輝度むらのないバックライトスキャン可能な光源モジュール、およびそれを用いて薄型でありながら動画表示性能を向上した映像表示装置を提供することにある。
【００１４】
すなわち、本発明に係る光源モジュールは、上記の課題を解決するために、
導光体と当該導光体に光を入射させる少なくとも１つの光源とを有した、複数の光源ブロック、および、
上記光源を点灯駆動させるための駆動回路を有する光源モジュールであって、
上記駆動回路は、所定のフレーム期間を有する映像信号のフレーム書き換えに同期して対応する各上記光源ブロックに設けられた上記光源が順次消灯するように、且つ、上記複数の光源ブロックのうちの少なくとも２つの光源ブロックにおいて上記フレーム期間に対する消灯期間の割合が当該光源ブロック同士で互いに異なるように、上記光源を点灯駆動する構成となっていることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、映像信号のフレーム周期に対する消灯期間の割合が光源ブロックごとに異なっているため、光源（例えばＬＥＤ）および／または導光体の上述したようなばらつき等の原因で生じる光源ブロックごとの輝度ばらつきを個別に補正することができ、ムラのない均一な輝度を提供することができる。
【００１６】
したがって、薄型化した場合においても輝度むらのないバックライトスキャン可能な光源モジュールを提供することができ、また、当該光源モジュールと搭載することによって、薄型でありながら動画表示性能を向上した映像表示装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明に係る光源モジュールは、上記の構成に加えて、
上記駆動回路には、不揮発性記憶素子が設けられており、
上記不揮発性記憶素子は、上記フレーム期間に対する消灯期間の割合を、基準となる割合に基づいて上記光源ブロックごとに個別に補正するための補正係数群を記憶しており、且つ、当該補正係数群を外部から書き換え可能な構成としていることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、補正係数群を駆動回路内の不揮発性記憶素子に記憶させ、外部から書き換え可能としているため、修理などでＬＥＤその他の部品を交換した際に、記憶させている補正係数群を書き換えて再補正を行うことができる。
【００１９】
また、本発明に係る光源モジュールは、上記の構成に加えて、
上記駆動回路と上記複数の光源ブロックとを接続し、上記光源ブロックの各々に供給する電流の電流値を指定するための電流配線が、少なくとも２つの光源ブロックにおいて共通配線となっていることが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、各々の光源ブロックに供給する電流値を指定するための電流配線が共通配線となっているため、配線本数を削減し、接続の手間をなくすことができる。
【００２１】
また、本発明に係る光源モジュールは、上記の構成に加えて、
上記駆動回路は、上記消灯期間が始まるタイミングを上記補正係数群に基づいて変化させる一方、上記消灯期間を終了するタイミングは上記補正係数群に関わらず上記複数の光源ブロック全てにおいて一定になるように駆動する構成となっていることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、補正係数群に基づいて消灯期間の開始タイミングを変化させ、消灯期間の終了タイミングを一定とすることで、輝度ばらつきの補正がバックライトスキャンによる画質向上に与える影響を最小限に抑えることができる。
【００２３】
また、本発明には、バックライトとしての上記した構成を具備する光源モジュールと、表示手段とを備えた映像表示装置も含まれる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、以上のように、
導光体と当該導光体に光を入射させる少なくとも１つの光源とを有した、複数の光源ブロック、および、
上記光源を点灯駆動させるための駆動回路を有する光源モジュールであって、
上記駆動回路は、所定のフレーム周期を有する映像信号のフレーム書き換えに同期して対応する各上記光源ブロックに設けられた上記光源が順次消灯するように、且つ、上記複数の光源ブロックのうちの少なくとも２つの光源ブロックにおいて上記フレーム周期に対する消灯期間の割合が当該光源ブロック同士で互いに異なるように、上記光源を点灯駆動する構成となっていることを特徴としている。
【００２５】
上記の構成によれば、薄型化した場合においても輝度ムラのないバックライトスキャン可能な光源モジュール、およびそれを用いて薄型でありながら動画表示性能を向上した映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る第一の実施形態における映像表示装置の、各部品の位置関係および内部構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す映像表示装置に設けられたバックライト光源（光源モジュール）の構成要素である導光体とＬＥＤ基板ユニットとの構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュールおよび映像表示装置の、システム構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第一の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュールおよび映像表示装置の、垂直同期信号およびスキャン信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第一の実施形態において、映像表示装置のＰＷＭデューティでなく電流値を変化させて輝度補正を行った場合のシステム構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第一の実施形態において、映像表示装置のＰＷＭデューティでなく電流値を変化させて輝度補正を行った場合の各信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の第二の実施形態におけるＬＥＤ光源モジュールおよび映像表示装置の、複数の補正係数群を切り替えた場合の垂直同期信号およびスキャン信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
【図８】従来のＬＥＤ光源モジュールおよび映像表示装置の、垂直同期信号およびスキャン信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔実施の形態１〕
本発明に係る光源モジュールにおける一実施形態であるＬＥＤ光源モジュール、およびこれを備えた映像表示装置について、図１〜図７に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態における映像表示装置の、各部品の位置関係および内部構造を示す分解斜視図である。
【００２９】
本実施形態における映像表示装置１は、図１に示すように、液晶パネル２、光学シート群３、バックライト光源４（光源モジュール）、シャーシ５、ＬＥＤ駆動回路基板６、映像回路基板７、その他図示しないスタンド等の部品によって構成されている。
【００３０】
本実施形態における映像表示装置１は、図１に示すように、液晶パネル２、光学シート群３、バックライト光源４（光源モジュール）、シャーシ５、ＬＥＤ駆動回路基板６、映像回路基板７、その他図示しないスタンド等の部品によって構成されている。
【００３１】
上記液晶パネル２は、２枚のガラス平板間に液晶分子を挟んだ構造を有しており（不図示）、その片面が映像表示装置の表示画面となっている。表示画面は縦横に格子状に配置された多数の画素から構成されている。
【００３２】
液晶パネル２は、外部からの電気信号によって１つの画素に存在するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）スイッチを選択して電圧を印加すると、画素内に狭持された液晶分子の構造が変化し、その画素の光の透過／非透過を切り替えることができる。液晶パネル２は、外部から入力された映像信号に応じて、多数の画素の光の透過状態がそれぞれ独立に切り替えられることによって、液晶パネル２の表示面に一つの画像を表示し、また、この画像を一定のフレーム周期ごとに書き換えることで映像を表示する。
【００３３】
バックライト光源４は、液晶パネル２に対して光を照射する所謂バックライトである。バックライト光源４は、複数の導光体４１および複数のＬＥＤ基板ユニット４２から構成されている。以下、この導光体４１およびＬＥＤ基板ユニット４２の詳細な構造を図２に基づいて説明する。図２は、図１にバックライト光源４に設けられた導光体４１とＬＥＤ基板ユニット４２との構造を示す断面図である。
【００３４】
本実施形態における映像表示装置１においては、液晶パネル２の表示画面の短辺方向、すなわち水平に対して垂直な方向に沿って複数個の導光体４１が等間隔で配置されている導光体群が液晶パネル２の背面側に配設されている。各導光体４１は液晶パネル２の走査線に沿って長い形状を有している。本実施形態においては、表示画面の縦方向、すなわち短辺方向にＮ本の導光体４１が配置されている。分割数Ｎは、光学設計および回路設計に応じて任意に決定できるが、多すぎると部材点数が増えて複雑となり、逆に少なすぎると後述するバックライトスキャンの効果が薄れるため、４〜２０程度の値が好ましい。
【００３５】
導光体４１は、ＰＭＭＡやＰＣ等の透明な樹脂材料で形成された平板である。
【００３６】
導光体４１における液晶パネル２とは反対側の面には、光拡散性を有する微粒子からなる、図示しない拡散パターンが形成されている。この拡散パターンは、マイクロプリズムやマイクロレンズ等の微細構造に置き換えることも可能である。
【００３７】
ＬＥＤ基板ユニット４２は、液晶パネル２の一方の短辺と他方の短辺とに沿って設けられており、導光体４１に近接して配置されている。
【００３８】
１つのＬＥＤ基板ユニット４２は、複数のＬＥＤ４３、ＬＥＤ基板４４、および、コネクタ４５から構成される。また、ＬＥＤ基板４４上にはＬＥＤ４３に電流を供給するための配線パターンが形成されている。
【００３９】
ＬＥＤ４３は、１本の導光体４１に入射するＬＥＤごとにグループ化され、ＬＥＤ列を形成している。本実施形態では、液晶パネル２の一方の短辺と他方の短辺とに、上下方向にそれぞれ２つに分割されたＬＥＤ基板ユニット４２が存在し、１本のＬＥＤ基板ユニット上にはＬＥＤ列が（Ｎ／２）個存在する。従って、導光体１〜Ｎの左右両側に、それぞれ対応するＬＥＤ列１〜Ｎが存在することになる。なお、１つのＬＥＤ列は必ずしもＬＥＤが回路的に１直列となっている必要はなく、ｐ、ｑを１以上の整数として、ｐ直列×ｑ並列の任意の回路構成をとることができる。
【００４０】
上記のように、バックライト光源４においては、１本の導光体４１とその両側に存在するＬＥＤ列とが組となって１つの光源ブロック４６を構成しており、本実施形態ではこの光源ブロック４６がＮ個存在する。１〜Ｎ個の光源ブロック４６はそれぞれ独立に点灯可能になっている。
【００４１】
コネクタ４５は、ＬＥＤ駆動回路基板６とＬＥＤ基板４４とを電気的に接続する役割を有する。また、ＬＥＤ４３と導光体４１との間には、ＬＥＤ４３と導光体４１との光結合のためのリフレクタが存在する。なお、ＬＥＤ基板ユニット４２の配置は、図１に示したものに限らず、例えば液晶パネル２の上下左右の４側面に配置したり、導光体４１の背面側に配置したりするなど、光学設計に応じて任意の配置を取ることができる。
【００４２】
ＬＥＤ４３から前方に出射された光は導光体４１の一側面から導光体４１内部に入射し、導光体４１の表面、すなわち空気との境界面で全反射を繰り返して導光体４１内を伝播する。この光は、導光体４１を伝播する間に導光体４１に形成されている拡散パターンによって外部に出射する。拡散パターンを導光体４１の領域ごとに適切に設計することで、導光体４１表面から出射する光の量を調整し、光学シート群３を介して液晶パネル２側から見た場合に一様な輝度の光を得ることができる。
【００４３】
光学シート群３は、拡散シートやレンズシートなど複数のシートから構成されている。光学シート群３は、これらのシートによって、バックライト光源４の軽微な輝度むらを低減したり、正面輝度を向上させたりする役割を有する。また、シャーシ５は液晶パネル２やバックライト光源４等の部材を機械的に保持している。
【００４４】
シャーシ５の背面には、ＬＥＤ駆動回路基板６および映像回路基板７が配置されている。なお、ＬＥＤ駆動回路基板６および映像回路基板７の配設位置はこれに限定されるものではない。また、ＬＥＤ駆動回路基板６は、コストダウンその他の目的により映像回路基板７と一体化したり、映像表示装置１に電源を供給するための電源回路基板（不図示）と一体化したりすることも可能である。
【００４５】
次に、ＬＥＤ駆動回路基板６および映像回路基板７の動作について、図３を用いて説明する。図３は、ＬＥＤ駆動回路基板６および映像回路基板７のシステム構成を示すブロック図である。
【００４６】
映像回路基板７内には、図３に示すように、ＩＣ（集積回路）化された映像信号処理回路７１が設けられている。
【００４７】
映像信号処理回路７１には、外部から入力された毎秒６０フレーム（６０ｆｐｓ）の原映像信号が入力される。映像信号処理回路７１内では、ガンマ補正などの信号処理を行った後、１／６０ごとのフレーム映像の間に中間映像を挿入して１２０フレーム毎秒（１２０ｆｐｓ）の倍速映像信号に変換する。このようにフレームレートを２倍にして映像を表示させることで、動きの速い映像を表示する際の動きぼけを低減し動画表示性能を向上させている。
【００４８】
この１２０ｆｐｓの倍速映像信号と、フレーム同期を取るための垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）および水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）とが、図３に示す液晶パネル２側の液晶タイミングコントローラ（ＴＣＯＮ）７２に送信される。液晶タイミングコントローラ（ＴＣＯＮ）７２は、これらの信号に基づいて適切なタイミングで液晶パネル２に設けられているゲートドライバおよびソースドライバ（不図示）に信号を送信する。これにより、液晶パネル２の表示画面に映像が表示される。
【００４９】
ＬＥＤ駆動回路基板６は、図３に示すように、バックライト（ＢＬ）スキャン演算回路６１、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ６２、書き換え用コネクタ６３、ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）６４、および、複数のＬＥＤドライバ６５を有している。なお、ＥＥＰＲＯＭ６２およびＤＡＣ６４は、ＢＬスキャン演算回路６１内に集積して１チップ化することも可能である。
【００５０】
ＬＥＤドライバ６５は、降圧型または昇圧型のスイッチングコントローラを構成しており、外部の図示しない電源回路から供給される一定の電源電圧を数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波スイッチングにより降圧または昇圧し、ＬＥＤ４３を定電流で駆動する。図３では、簡略化のため１つのＬＥＤドライバ６５に１つのＬＥＤ列を対応させているが、実際には１本の長手方向にのびる導光体の両端側に配置された２つのＬＥＤ列を駆動している。従って、本実施形態では、ＬＥＤドライバの個数は光源ブロックの数と同じＮ個となる。
【００５１】
なお、１つのＬＥＤドライバ６５に１つのＬＥＤ列を対応させたり（この場合はＬＥＤドライバの個数は２Ｎ個となる）、１つのＬＥＤドライバ６５がさらに多数のＬＥＤ列を駆動する多出力構成としたりする（この場合はＬＥＤドライバの個数はＮより少ない数となる）ことも可能である。
【００５２】
各ＬＥＤドライバ６５には、電流設定端子およびディミング端子が設けられている（不図示）。上記電流設定端子は、ＬＥＤドライバ６５のスイッチング動作時の内部基準電流を設定する。この電流設定端子に０Ｖ〜２．５Ｖのアナログ電圧を印加すると、その電圧値に応じた内部基準電流が設定され、ＬＥＤドライバ６５からＬＥＤ列に与える順電流値をゼロから最大電流値まで任意に変化させることができる。また、上記ディミング端子は、端子入力電圧のＨｉｇｈ／Ｌｏｗを切り替えることで、スイッチング動作の動作／非動作、すなわちＬＥＤ４３の点灯／消灯を切り替えられるようになっている。このディミング端子に数百Ｈｚ〜数十ｋＨｚのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を入力することによって、ＬＥＤ４３をＰＷＭ駆動により点灯することができる。この入力ＰＷＭ波形のデューティを０％から１００％まで変化させると、駆動電流は一定のまま、ＬＥＤ列の明るさを任意に調光することができる。
【００５３】
上記ＢＬスキャン演算回路６１は、図３に示すように、映像信号処理回路７１から入力された垂直同期信号および制御信号に基づいて、Ｎ個のＢＬスキャン信号１〜Ｎを生成する。ＢＬスキャン信号１〜Ｎは、その周期が倍速映像信号のフレーム期間と等しい（本実施形態では８．３ｍｓｅｃ）ＰＷＭ信号であり、Ｈｉｇｈ区間（ＬＥＤ列が点灯する）とＬｏｗ区間（ＬＥＤ列が消灯する）が互いに一定時間ずつずれており、その結果、映像信号の１フレーム期間において、液晶の画素を画面上から下に順次書き換えていく中で、書き換え中の画素に対応するバックライト光源４の光源ブロック４６が消灯するようになっている。
【００５４】
このようなバックライト光源４を映像表示装置の所謂バックライトとして用いることで、いわゆるバックライトスキャンが可能になる。映像信号の１フレーム期間においてバックライト光源が常時点灯していると、映像信号を順次書き換えている間に前のフレームの像が残るため、視聴者に動きぼやけとして知覚される。上記のように、１フレーム内の画素の書き換え中に、対応するブロックのＬＥＤ列を消灯する期間を設けることで、動きの速い映像での動きぼやけを低減し、動画性能を向上させることができる。
【００５５】
また、ＢＬスキャン演算回路６１は、ＤＡＣ６４に対して、ＬＥＤ列に流す順電流値を表すディジタル信号を送信するように構成されている。このディジタル信号をＤＡＣ６４がアナログ電圧に変換し、ＬＥＤドライバ１〜Ｎに設けられた電流設定端子に送信する。ＤＡＣは１チャネル出力であり、これが全てのＬＥＤドライバ６５に共通配線で接続されている。そのため、後述する電流補正方式と比較して配線本数を削減できるという利点を有する。
【００５６】
ＢＬスキャン演算回路６１内で生成されるＢＬスキャン信号とその補正方法について、図４を用いてさらに詳しく説明する。図４は、垂直同期信号およびスキャン信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
【００５７】
図３に示した映像信号処理回路７１からＢＬスキャン演算回路６１に送信される制御信号には、ＰＷＭデューティ、すなわち映像信号の１フレーム期間に対するＢＬスキャン信号１〜Ｎそれぞれのオン（点灯）期間の割合を示す情報が含まれる。これを基準ＰＷＭデューティと呼ぶこととする。一方、ＥＥＰＲＯＭ６２には、１〜Ｎの光源ブロック４６のオン期間の補正値がディジタル値として記憶されている。すなわち、１〜Ｎの各光源ブロック４６の実際の点灯期間は、映像信号処理回路７１からＢＬスキャン演算回路６１に送信されるオン期間の割合の情報（基準ＰＷＭデューティ）に対して、ＥＥＰＲＯＭ６２に記憶されている補正値に基づいて補正を施して決定される。
【００５８】
一例として、図４では、基準ＰＷＭデューティが５０％、補正値がフルスケール１００に対する１０進数値で記憶されている場合を示している。この例では、ＬＥＤ列（１）の補正値（第１の光源ブロック４６のオン期間の補正値）は１００であるので、ＬＥＤ列（１）の補正後のＰＷＭデューティは、
５０％×（１００／１００）＝５０％
となる。
【００５９】
また、ＬＥＤ列（２）の補正値（第２の光源ブロック４６のオン期間の補正値）は９５であるので、ＬＥＤ列（２）の補正後のＰＷＭデューティは、
５０％×（９５／１００）＝４５％
となる。
【００６０】
なお、実際にＥＥＰＲＯＭ６２に記憶される補正値は任意の２進数であり、基準ＰＷＭデューティ、および、ＥＥＰＲＯＭ６２の補正値のフルスケール値も上記の値に限らず、任意の値とすることができる。
【００６１】
ＢＬスキャン演算回路６１内部では、基準ＰＷＭデューティとＥＥＰＲＯＭの補正値とに基づいて、上記のようにＰＷＭデューティの補正値を算出し、ＢＬスキャン信号１〜Ｎを生成する。ＢＬスキャン信号１〜ＮのＰＷＭ波形の周期は、倍速映像信号のフレーム期間と等しく、本実施形態では１／１２０秒、すなわち８．３ｍｓｅｃである。ＢＬスキャン信号１と２、２と３、・・・、（Ｎ−１）とＮは、Ｌｏｗ（消灯）からＨｉｇｈ（点灯）になるタイミングが、それぞれおよそ（８．３／Ｎ）ｍｓｅｃずつ一定間隔でずれている。
【００６２】
一方、ＢＬスキャン信号１〜Ｎの点灯期間は、上記のような基準ＰＷＭデューティの補正を行って標準的な点灯期間から短くする方向に調整されるため、１〜Ｎの光源ブロック４６のＢＬスキャン信号１〜ＮのＨｉｇｈ（点灯）からＬｏｗ（消灯）になるタイミングの遅延は一定ではなくなる。
【００６３】
バックライトスキャンを行う場合、液晶表示素子の画素の書き換えが開始してから、応答が完了するまでの時間は光源ブロック４６同士で合わせることが望ましい。本実施形態では、消灯から点灯に移るタイミングは変化させずに、点灯から消灯に移るタイミングのみを点灯期間を短くする方向にシフトして輝度調整を行うため、バックライトスキャンによる動画性能向上に与える影響を最小限にすることができる。
【００６４】
次に、生産工程におけるＥＥＰＲＯＭ６２への書き込みについて説明する。生産工程では、バックライト光源４（図１）を組み立てた後、工程内に設置された点灯治具に接続する。点灯治具は、バックライト光源４の第１〜第Ｎの光源ブロック４６（図２）を所定の電流値で１ブロックずつ個別に点灯させることができる。１ブロックずつ点灯させて、輝度計で画面正面位置での輝度を測定する。第１〜第Ｎの光源ブロック４６に対して測定を行い、最も輝度が高い光源ブロック４６の補正係数を１００として、他の光源ブロックｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の補正値を、輝度の比、すなわち（光源ブロックｉの輝度）×１００／（最大輝度）から計算する。このようにして第１〜第Ｎの光源ブロック４６それぞれの補正値を計算する。
【００６５】
ＬＥＤ駆動回路基板６（図３）には、ＥＥＰＲＯＭ６２に電気的に接続された書き換え用コネクタ６３が存在する。生産工程内に設置された書き込み治具を用いて、上記のようにして求めた補正値を書き換え用コネクタ６３経由でＥＥＰＲＯＭ６２に書き込む。一度書き込んだ値は基本的には変更しないが、修理などでＬＥＤおよび導光体のいずれかを交換するか、分解によりＬＥＤと導光体の結合部の機械的位置が変化するなどした場合に、保守用治具を書き換え用コネクタ６３に接続することで再書き換えが可能になっている。このように補正値を後で書き換え可能にすることで、修理時などにも補正を行うことができ、メンテナンス性が向上する。
【００６６】
なお、本実施形態では、上記のように、電流値は一定でＰＷＭデューティを変化させて各光源ブロックの輝度を個別調整することを特徴としているが、ＰＷＭデューティではなくＬＥＤに流れる電流の大小によって輝度を調整することも可能である。これを以下では「電流補正方式」と呼ぶ。この電流補正方式によって輝度調整を行う場合のＬＥＤ光源モジュールのブロック図を図５に示す。図５は、電流値を変化させて輝度補正を行った場合のシステム構成を示すブロック図である。
【００６７】
電流補正方式の場合、上記実施形態と異なり、各ＬＥＤドライバに設定する電流レベルを作り出すためのＤＡＣが光源ブロックと同じ数、すなわちＮ個が必要である。また、電流誤差を生じさせないために高精度のＤＡＣが多数必要である。また、ＤＡＣとＬＥＤ基板とを接続する配線の本数がＬＥＤ列と同じだけ必要になる。このような電流補正方式に比べると、上記実施形態に説明したＰＷＭデューティを変化させる構成は、高精度のＤＡＣを必要としないことから部材価格を低く抑えることができ、また、ＤＡＣとＬＥＤ基板とを接続する配線の本数を共通配線とすることができることから、簡易な接続で実現することができる。
【００６８】
さらに、電流補正方式と対比した場合、上記実施形態に説明したＰＷＭデューティを変化させる構成であれば、組立工程における各光源ブロックへの補正値を書き込みが容易であるという利点もある。電流値はＰＷＭデューティと異なり、輝度と線形関係にない。そのため、上記「電流補正方式」の場合は輝度の比から１ステップで補正値を求めることができない。上記「電流補正方式」の場合は、補正値を求める際には、各光源ブロックをまず所定の電流値で発光させて輝度を測定し、その測定結果から各光源エリアの電流を増減して輝度調整を行う。そして、所望の輝度に揃ったことを確認してから電流値を補正値に換算して書き込むことになる。一方、上記実施形態に説明したＰＷＭデューティを変化させる構成は、輝度の比から１ステップで補正値を求めることができる。
【００６９】
（本実施の形態の作用効果）
以上のように、本実施形態におけるバックライト光源４は、導光体４１と当該導光体４１に光を入射させるＬＥＤ列とを有した複数（１〜Ｎ）の光源ブロック４６、および、当該ＬＥＤ列を構成するＬＥＤ４３を点灯駆動させるためのＬＥＤ駆動回路基板６を有しており、このＬＥＤ駆動回路基板６は、所定のフレーム期間を有する映像信号のフレーム書き換えに同期して対応する各上記光源ブロック４６に設けられたＬＥＤ列が順次消灯するように、且つ、第１〜第Ｎの光源ブロック４６のうちの少なくとも２つの光源ブロック（）において上記フレーム期間に対する消灯期間の割合が当該光源ブロック同士で互いに異なるように、上記光源を点灯駆動する構成となっている。このように映像信号のフレーム期間に対する消灯期間の割合が光源ブロックごとに異なっているため、光源（例えばＬＥＤ）および／または導光体のばらつき等の原因で生じる光源ブロックごとの輝度ばらつきを個別に補正することができ、ムラのない均一な輝度を提供することができる。そのため、薄型化した場合においても輝度むらのないバックライトスキャン可能なバックライト光源４を提供することができ、また、バックライト光源４と搭載する映像表示装置１は、薄型でありながら動画表示性能の向上を実現することができる。
【００７０】
また、ＬＥＤ駆動回路基板６には、不揮発性記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ６２が設けられており、ＥＥＰＲＯＭ６２は、フレーム期間に対する消灯期間の割合を、基準となる割合に基づいて光源ブロック４６ごとに個別に補正するための補正係数群を記憶しており、且つ、当該補正係数群を外部から書き換え可能な構成としている。これにより、修理などでＬＥＤその他の部品を交換した際に、記憶させている補正係数群を書き換えて再補正を行うことができる。
【００７１】
〔実施の形態２〕
以下に説明する本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭ６２に複数の補正値を記憶させ、それらを切り換えて使用することを特徴とする点で、上記実施形態１と異なる。したがって、説明の便宜上、実施形態１で用いたものと同じ機能を有する部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
本実施形態について図７を用いて説明する。図７は、複数の補正係数群を切り換えた場合の垂直同期信号およびスキャン信号の時間変化を示すタイミングチャートである。
【００７３】
図３に示す映像信号処理回路７１からＢＬスキャン演算回路６１に送信される制御信号には、ＰＷＭデューティ、すなわちＢＬスキャン信号１〜Ｎの１フレーム期間に対するオン（点灯）期間の割合を示す情報のほかに、点灯モードに関する点灯モード情報が含まれる。この点灯モード情報により、ＬＥＤ光源モジュールの点灯形態を、点灯モードＡと点灯モードＢの２通りのいずれかから選択することができる。
【００７４】
ＢＬスキャン演算回路６１は、この点灯モード情報に基づいて基準ＰＷＭデューティを演算する。ＢＬスキャン信号１〜Ｎの基準ＰＷＭデューティは点灯モードＡと点灯モードＢで異なっており、本実施形態の場合、点灯モードＡでは基準ＰＷＭデューティを５０％、点灯モードＢでは基準ＰＷＭデューティを７５％としている。
【００７５】
ＥＥＰＲＯＭ６２には補正値Ａおよび補正値Ｂの２グループの補正値が記憶されており、上記点灯モードＡの場合は補正値Ａが、上記点灯モードＢの場合は補正値Ｂが読み出され、補正の演算に使用される。補正の具体的な演算方法は第１の実施形態と同様である。
この補正により、ＢＬスキャン演算回路６１内部でＢＬスキャン信号１〜Ｎが生成され、図３に示すＬＥＤドライバ６５に送信される。
【００７６】
また、ＢＬスキャン演算回路６１は、上記点灯モード情報に基づいて、ＤＡＣ６４に対して、ＬＥＤに流す順電流値を表すディジタル信号を送信する。このディジタル信号をＤＡＣ６４がアナログ電圧に変換し、ＬＥＤドライバ１〜Ｎに設けられた電流設定端子に送信する。本実施形態では、点灯モードがＡの場合は電流値ＩＡ、点灯モードがＢの場合は電流値ＩＢの、２通りの電圧のいずれかが設定される。
【００７７】
本実施形態においては、映像信号の内容に応じて、映像信号処理回路７１からＢＬスキャン演算回路６１に送信される制御信号によって点灯モードを適宜切り換える。その際、点灯モードＡおよび点灯モードＢとの間で、画面の平均輝度がほぼ同一となるようにＰＷＭデューティと電流値を調整する。
【００７８】
例えば、画面の動きが速い場合は点灯モードＡを選択し、ＰＷＭデューティを可能な限り小さくする。これにより、映像信号の書き換えによる動きぼやけを可能な限り低減し、動画表示性能を高めることができる。一方で、画面の動きが比較的ゆっくりした映像の場合は点灯モードＢを選択して、ピーク電流値を下げる。点灯モードＢは点灯モードＡよりも基準ＰＷＭデューティが大きく点灯期間が長いため、その分、電流値ＩＢを小さくして、光源のＬＥＤは、順電流値が高いほど発光効率が低下し、損失が増えるため、ピーク電流値を下げることによって損失を低減して消費電力を抑えることができる。
【００７９】
このような点灯モードの切り換えは、入力された映像信号の内容に応じて映像信号処理回路７１内部で判定され、ＢＬスキャン演算回路６１に送信される。２つの点灯モードで画面の平均輝度がほぼ同一であるため、映像途中で点灯モードを切り換えても視聴者には大きな違和感は生じない。映像信号の内容に応じて２つの点灯モードを適宜切り換えて、動画表示性能の向上と消費電力の低減とを両立させることができる。
【００８０】
ＬＥＤの順電流値と出射全光束との関係は線形でないので、Ａ，Ｂいずれかの点灯モード、すなわち、いずれかの電流値で補正により各ＬＥＤ列の輝度を揃えたとしても、点灯モードの切り換えで電流値を変化させると、全光束のばらつきの度合いが変わるため、新たな輝度ばらつきが生じてしまう。従って、点灯モード切り換え時に輝度ばらつきが発生することになる。これに対し、上で述べたように２種類の点灯モード、即ち２種類の順電流値に対応した２種類の補正値を記憶させてそれらを切り換えることで、電流値を変化させても輝度ばらつきを抑えることができる。
【００８１】
また、もう一つの例として、擬似的な３Ｄ（３次元）映像を表示する場合にも本発明を適用することができる。映像表示装置１に３Ｄ映像を表示させる場合、右眼用の映像と左眼用の映像とを交互に高速で切り換えるために、通常の２Ｄ（２次元）映像に対してフレーム周波数を２倍にする必要がある。しかし、単純に電流値およびＰＷＭデューティを変えずにフレーム周波数のみを２倍にしても、左眼用の映像は左眼にしか、右眼用の映像は右眼にしか入らないため、視聴者に認識される画面輝度が２Ｄの場合の半分に低下してしまう。
【００８２】
この輝度低下を抑えるために、通常の２Ｄ映像の表示時はフレーム周波数Ｆ[Ｈｚ]、電流値Ｉ[Ａ]、ＰＷＭデューティＤ％（これを点灯モードＣとする）に設定し、擬似的な３Ｄ映像の表示時はフレーム周波数２Ｆ[Ｈｚ]、電流値２Ｉ[Ａ]、ＰＷＭデューティＤ％（これを点灯モードＤとする）に設定する。そして、表示する映像が２Ｄか３Ｄかによって点灯モードＣと点灯モードＤとを任意に切り換えるようにする。このように、２種類の点灯モードＣとＤ、即ち２種類の順電流値に対応した２種類の補正値を記憶させてそれらを切り換えることで、電流値を変化させても輝度ばらつきを抑えることができる。
【００８３】
生産工程におけるＥＥＰＲＯＭ６２への補正値の書き込み方法は、基本的には上記実施形態１と同様である。組み立てられたバックライト光源に対し、工程内に設置された点灯治具が接続され、２種類の点灯モードに対応する２通りの電流値で点灯させて輝度を測定する。これを光源ブロック１〜Ｎについて行い、２通りの電流値に対してそれぞれ補正係数を算出してＥＥＰＲＯＭ６２に書き込む。
【００８４】
なお、本実施形態では２種類の点灯モードに対応して２組の補正値を記憶させていたが、さらに多数のモードを設けて、ＥＥＰＲＯＭ６２により多数の組の補正値を記憶させることも可能である。また、このようなＥＥＰＲＯＭが記憶している複数の補正グループのうちいずれのグループを利用するかは、順電流やＰＷＭ周波数などの光源モジュール内部の動作状態、映像表示装置に表示する映像の種類、周囲環境、および映像表示装置のユーザの選択など、任意の条件によって切り換えることができる。
【００８５】
（本実施の形態の作用効果）
以上のように、本実施形態におけるバックライト光源４は、ＢＬスキャン演算回路６１内に複数組の補正係数群を記憶し、外部回路からの補正係数群切換信号に応じていずれの補正係数群を用いるかを切り換え可能である。これにより、電流値を変化させても輝度ばらつきを抑えることができる。
【００８６】
また、本実施形態におけるバックライト光源４は、補正係数群切替信号に応じて補正係数群を切り換える前後で、見かけの画面輝度がほぼ一定である。これにより、補正係数群切換信号に応じて補正係数群を切り換える前後で、見かけの画面輝度がほぼ一定であるので、視聴者には違和感を与えずに映像途中で２つの点灯モードを適宜切り換えて、動画表示性能の向上と消費電力の低減とを両立させることができる。
【００８７】
本発明は上述した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、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。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、光源からの光を導光板によって面状に出射させる導光板を備えたＬＥＤ光源モジュール、及びそれを備えた映像表示装置に関するものであり、具体的な用途としてはＴＶ、ＰＣ用モニタ、携帯端末用表示装置、インフォメーションディスプレイなどに利用できるが、これらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００８９】
１  映像表示装置
２  液晶パネル
３  光学シート群
４  バックライト光源
５  シャーシ
６  ＬＥＤ駆動回路基板
７  映像回路基板
４１  導光体
４２  ＬＥＤ基板ユニット
４３  ＬＥＤ
４４  ＬＥＤ基板
４５  コネクタ
４６  光源ブロック
６１  ＢＬスキャン演算回路
６２  ＥＥＰＲＯＭ
６３  書換え用コネクタ
６４  ＤＡＣ
６５  ＬＥＤドライバ
７１  映像信号処理回路
７２  液晶タイミングコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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