(57)【要約】【課題】表示パネルに黒帯表示等、特殊な表示状態で画像情報を表示する動作に対応して、バックライトから照射される照射光の照度を変化させて、表示パネルの表示多様性を向上させるとともに、バックライトにおける消費電力の低減を図ることができる照明装置及びその発光駆動方法、並びに、該照明装置をバックライトとして備えた表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、液晶表示パネル１０、ゲートドライバ２０、ソースドライバ３０、ＬＣＤコントローラ４０に加え、複数の発光ダイオードを有し、液晶表示パネル１０全体を一定の照度を有する照射光により照射する動作と、特定の位置の発光ダイオードの発光輝度を、他の位置の発光ダイオードの発光輝度と異ならせて、晶表示パネル１０の特定の表示領域を任意の照度を有する照射光により照射する動作と、を実行するバックライト部５０を備えている。【選択図】  図１
2004212503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示領域を有して所望の画像情報を表示する透過型の表示パネルの背面側に配置され、前記表示領域に照射光を照射する照明装置において、
前記照明装置は、前記表示パネルに表示される前記画像情報の表示状態に応じて、前記表示領域に照射される前記照射光の照度の、該表示領域内の分布を変化させる発光輝度調整手段を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記照明装置は、前記照射光を個別に発光する複数の発光手段を備え、
前記発光輝度調整手段は、前記複数の発光手段の各々から発光される照射光の発光輝度を個別に調整する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記発光輝度調整手段は、前記画像情報の表示状態に応じて、前記表示領域における特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、該特定の表示領域以外の前記表示領域に照射される前記照射光の照度に対して相対的に変化させるように、前記複数の発光手段の発光輝度を個別に調整することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
前記発光輝度調整手段は、前記特定の表示領域に表示される前記画像情報の階調レベルに応じて、前記発光手段の発光輝度を個別に調整することを特徴とする請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
前記特定の表示領域は、前記画像情報に含まれる非表示領域に対応した領域であって、
前記発光輝度調整手段は、前記特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、前記特定の表示領域以外に照射される前記照射光の照度に対して相対的に低くなるように、少なくとも、前記特定の表示領域に対応して配置された前記発光手段の発光輝度を低く設定することを特徴とする請求項３乃至４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数の発光手段は、相互に並列接続された発光ダイオードを含む構成を有し、
前記発光輝度調整手段は、該発光ダイオードの各々に流れる電流値を制御することにより前記前記発光輝度を調整することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数の発光手段は、各々、赤、緑、青の各色の発光特性を有する個別の発光ダイオードからなることを特徴とする請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数の発光手段は、各々、白色の発光特性を有する単一の発光ダイオードからなることを特徴とする請求項６記載の照明装置。
【請求項９】
前記表示パネルは、透過型の液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１０】
表示領域を有して所望の画像情報を表示する透過型の表示パネルの背面側に配置され、前記表示領域に照射光を照射する照明装置の発光駆動方法において、
前記表示領域に照射される前記照射光の照度の該表示領域内の分布を、前記表示パネルに表示される前記画像情報の表示状態に応じて変化させる処理を含むことを特徴とする照明装置の発光駆動方法。
【請求項１１】
前記照明装置は、前記照射光を個別に発光する複数の発光手段を備え、
前記照射光の照度の前記表示領域内の分布を変化させる処理は、前記表示領域における特定の表示領域に表示される前記画像情報の階調レベルに応じて、少なくとも、該特定の表示領域に対応して配置された前記発光手段の発光輝度を調整する処理を含むことを特徴とする請求項１０記載の照明装置の発光駆動方法。
【請求項１２】
前記特定の表示領域は、前記画像情報に含まれる非表示領域に対応した領域であって、
前記発光手段の発光輝度を調整する処理は、前記特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、前記特定の表示領域以外に照射される前記照射光の照度に対して相対的に低くなるように、少なくとも、前記特定の表示領域に対応して配置された前記光源の発光輝度を低く設定する処理を含むことを特徴とする請求項１１記載の照明装置の発光駆動方法。
【請求項１３】
表示領域を有し、複数の表示画素が２次元配列された透過型の表示パネルと、
該表示パネルの各行の表示画素群を順次選択状態に設定する走査ドライバと、
前記選択状態に設定された前記表示画素群に対して、表示データに基づく表示信号電圧を印加する信号ドライバと、
所定の照度で前記表示パネルの前記表示領域に照射光を照射する照明装置と、を備えた表示装置において、
前記照明装置は、
前記照射光を個別に発光する複数の発光手段と、
前記複数の発光手段の各々から発光される照射光の発光輝度を個別に調整する発光輝度調整手段と、
を具備し、
前記発光輝度調整手段は、前記表示パネルに表示される前記画像情報の表示状態に応じて、前記表示領域における特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、該特定の表示領域以外の前記表示領域に照射される前記照射光の照度に対して相対的に変化させるように、前記複数の発光手段の発光輝度を個別に調整することを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
前記特定の表示領域は、前記画像情報に含まれる非表示領域に対応した領域であって、
前記発光輝度調整手段は、該特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、前記特定の表示領域以外に照射される前記照射光の照度に対して相対的に低くなるように、少なくとも、前記特定の表示領域に対応して配置された前記発光手段の発光輝度を低くする調整を行うことを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
【請求項１５】
前記複数の発光手段は、相互に並列接続された発光ダイオードを含む構成を有し、
前記発光輝度調整手段は、該発光ダイオードの各々に流れる電流値を制御することにより前記前記発光輝度を調整することを特徴とする請求項１３又は１４記載の表示装置。
【請求項１６】
前記表示パネルは、透過型の液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置及びその発光駆動方法並びに表示装置に関し、特に、画像情報が表示された透過型の表示パネルの背面側から照射光を照射する照明装置及びその発光駆動方法、並びに、該照明装置をバックライトとして備えた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像機器（以下、これらの電子機器を「携帯機器」と総称する）の表示装置として、液晶表示装置（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）の普及が著しい。このような電子機器に適用される液晶表示装置は、一般に、透過型の表示パネルの背面側に照明装置（バックライト）を備えた構成（バックライト型）が適用されており、画像情報が表示された表示パネルに照射光を照射することにより視認性を向上させている。
【０００３】
以下、従来技術における液晶表示装置について、簡単に説明する。
図６は、従来技術における液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図６に示すように、液晶表示装置は、概略、表示画素Ｐｘが２次元配列された透過型の液晶表示パネル（表示パネル）１１０と、該液晶表示パネル１１０の各行の表示画素Ｐｘ群を順次走査して選択状態に設定するゲートドライバ（走査ドライバ）１２０と、選択状態に設定された行の表示画素Ｐｘ群に、表示データに基づく表示信号電圧を一括して出力するソースドライバ（信号ドライバ）１３０と、タイミング信号に基づいて、ゲートドライバ１２０及びソースドライバ１３０における動作タイミングを制御する制御信号（水平制御信号、垂直制御信号等）を生成、出力するＬＣＤコントローラ１４０と、液晶表示パネル１１０の背面側に配置され、ＬＣＤコントローラ１４０からの発光制御信号に基づいて、所定の照度で照射光を液晶表示パネル１１０に照射するバックライト１５０と、を有して構成されている。
【０００４】
このような構成を有する液晶表示装置において、ＬＣＤコントローラ１４０から供給される水平制御信号に基づいて、ソースドライバ１３０により液晶表示パネル１１０の１行分の表示データが順次取り込み保持される。一方、ＬＣＤコントローラ１４０から供給される垂直制御信号に基づいて、ゲートドライバ１２０により液晶表示パネル１１０に配設された各走査ラインＳＬに走査信号を順次印加して各行の表示画素Ｐｘ群を選択状態とする。ソースドライバ１３０は、各行の表示画素Ｐｘ群の選択タイミングに同期して、上記保持した表示データに対応する表示信号電圧を、各データラインＤＬを介して各表示画素Ｐｘに一斉に供給する。このような一連の動作を、１画面分の各行に対して繰り返し実行することにより、上記映像信号に基づく所望の画像情報が液晶表示パネル１１０に表示される。このとき、上記１画面分の画像情報の表示タイミングに同期してバックライトを点灯動作させて、照射光を液晶表示パネル１１０の視野側に透過させることにより、上記画像情報がユーザに視認される。
【０００５】
ここで、バックライトは、従来、白色螢光管（冷陰極蛍光管）を用いたものが一般的であったが、近年、青色発光ダイオードが開発、製品化されたことにより、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色の個別の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて、もしくは、これらの各色の発光特性を単体に備えた白色発光ダイオードを用いて、バックライトを構成することができるようになった。発光ダイオードは、螢光管に比較して、発光時の発熱や消費電カを大幅に抑制でき、また、長寿命である等の特徴を有しているので、上述したような携帯電話やデジタルスチルカメラ等の携帯機器に良好に適用することができる。
【０００６】
このような発光ダイオードをバックライトに適用した液晶表示装置の構成については、例えば、特許文献１等に記載されている。ここで、特許文献１には、液晶表示パネルの背面に配置される導光板（ライトガイド）の側面に沿って、図７に示すように、直列接続された複数の発光ダイオードＤpa、Ｄpbを配置した構成が記載されている。なお、特許文献１には、発光ダイオードとしてイエローグリーンとスタンダードレッドの発光色を有するものが適用されている。
このようなバックライトを備えた液晶表示装置においては、一般に、バックライトの発光輝度は、一定に（固定的に）設定されているか、もしくは、液晶表示装置を搭載した携帯機器の使用環境（環境照度等）に応じて、ユーザが人為的にその発光輝度を切り換える構成を有している。
【０００７】
一方、上述したような液晶表示装置が搭載される携帯機器においては、限られた電源（バッテリ）からの電力により駆動するため、携帯機器内部の各構成における消費電力を極力低減して、携帯機器の駆動時間をより長くすることが求められる。このような観点から、バックライトにおける消費電力を低減させる技術として、例えば、特許文献２等に記載されているように、液晶表示パネルに表示される画像情報に応じてバックライトの発光輝度を変化させる構成が知られている。ここで、特許文献２には、１映像フレームを単位として表示される表示データの階調レベルに応じてバックライト（白色蛍光管）の発光輝度を制御する構成が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１３８４０２号公報  （第３頁〜第４頁、図１、図８）
【特許文献２】
特開２００２−２０２７６７号公報  （第９頁〜第１０頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術における液晶表示装置においては、バックライトを構成する複数の発光ダイオードを直列に接続し、液晶表示パネルの表示領域全域を単一の照度で照明する構成、もしくは、光源として発光ダイオードを適用したものではないものの、１映像フレームごとの階調レベルに応じた照度で液晶表示パネルの表示領域全域を照明する構成を有しているにすぎず、液晶表示パネルに表示された画像情報（もしくは、画像情報の表示状態）に応じてバックライトの発光輝度を細かく制御するものではなかった。そのため、１映像フレームの画像情報を部分的に明るく（もしくは、暗く）表示するような場合等、特殊な表示状態を実現することができず、表示多様性に制約を与えるとともに、上記特殊な表示状態として、例えば、画像情報の一部分を非表示状態とする場合（例えば、黒帯表示する場合）等においても、常時、又は、１映像フレームごとに、一定の照度で照射光が照射されるため、消費電力の低減には限界があるという問題を有していた。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、表示パネルに黒帯表示等、特殊な表示状態で画像情報を表示する動作に対応して、バックライトから照射される照射光の照度を変化させて、表示パネルの表示多様性を向上させるとともに、バックライトにおける消費電力の低減を図ることができる照明装置及びその発光駆動方法、並びに、該照明装置をバックライトとして備えた表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の照明装置は、表示領域を有して所望の画像情報を表示する透過型の表示パネルの背面側に配置され、前記表示領域に照射光を照射する照明装置において、前記照明装置は、前記表示パネルに表示される前記画像情報の表示状態に応じて、前記表示領域に照射される前記照射光の照度の、該表示領域内の分布を変化させる発光輝度調整手段を備えることを特徴とする。
請求項２記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、前記照明装置は、前記照射光を個別に発光する複数の発光手段を備え、前記発光輝度調整手段は、前記複数の発光手段の各々から発光される照射光の発光輝度を個別に調整する手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、前記発光輝度調整手段は、前記画像情報の表示状態に応じて、前記表示領域における特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、該特定の表示領域以外の前記表示領域に照射される前記照射光の照度に対して相対的に変化させるように、前記複数の発光手段の発光輝度を個別に調整することを特徴とする。
請求項４記載の照明装置は、請求項３記載の照明装置において、前記発光輝度調整手段は、前記特定の表示領域に表示される前記画像情報の階調レベルに応じて、前記発光手段の発光輝度を個別に調整することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の照明装置は、請求項３乃至４のいずれかに記載の照明装置において、前記特定の表示領域は、前記画像情報に含まれる非表示領域に対応した領域であって、前記発光輝度調整手段は、前記特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、前記特定の表示領域以外に照射される前記照射光の照度に対して相対的に低くなるように、少なくとも、前記特定の表示領域に対応して配置された前記発光手段の発光輝度を低く設定することを特徴とする。
請求項６記載の照明装置は、請求項２乃至５のいずれかに記載の照明装置において、前記複数の発光手段は、相互に並列接続された発光ダイオードを含む構成を有し、前記発光輝度調整手段は、該発光ダイオードの各々に流れる電流値を制御することにより前記前記発光輝度を調整することを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の照明装置は、請求項６記載の照明装置において、前記複数の発光手段は、各々、赤、緑、青の各色の発光特性を有する個別の発光ダイオードからなることを特徴とする。
請求項８記載の照明装置は、請求項６記載の照明装置において、前記複数の発光手段は、各々、白色の発光特性を有する単一の発光ダイオードからなることを特徴とする。
請求項９記載の照明装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の照明装置において、前記表示パネルは、透過型の液晶表示パネルであることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の照明装置の発光駆動方法は、表示領域を有して所望の画像情報を表示する透過型の表示パネルの背面側に配置され、前記表示領域に照射光を照射する照明装置の発光駆動方法において、前記表示領域に照射される前記照射光の照度の該表示領域内の分布を、前記表示パネルに表示される前記画像情報の表示状態に応じて変化させる処理を含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の照明装置の発光駆動方法は、請求項１０記載の照明装置の発光駆動方法において、前記照明装置は、前記照射光を個別に発光する複数の発光手段を備え、前記照射光の照度の前記表示領域内の分布を変化させる処理は、前記表示領域における特定の表示領域に表示される前記画像情報の階調レベルに応じて、少なくとも、該特定の表示領域に対応して配置された前記発光手段の発光輝度を調整する処理を含むことを特徴とする。
請求項１２記載の照明装置の発光駆動方法は、請求項１１記載の照明装置の発光駆動方法において、前記特定の表示領域は、前記画像情報に含まれる非表示領域に対応した領域であって、前記発光手段の発光輝度を調整する処理は、前記特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、前記特定の表示領域以外に照射される前記照射光の照度に対して相対的に低くなるように、少なくとも、前記特定の表示領域に対応して配置された前記光源の発光輝度を低く設定する処理を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項１３記載の表示装置は、表示領域を有し、複数の表示画素が２次元配列された透過型の表示パネルと、該表示パネルの各行の表示画素群を順次選択状態に設定する走査ドライバと、前記選択状態に設定された前記表示画素群に対して、表示データに基づく表示信号電圧を印加する信号ドライバと、所定の照度で前記表示パネル前記表示領域に照射光を照射する照明装置と、を備えた表示装置において、前記照明装置は、前記照射光を個別に発光する複数の発光手段と、前記複数の発光手段の各々から発光される照射光の発光輝度を個別に調整する発光輝度調整手段と、を具備し、前記発光輝度調整手段は、前記表示パネルに表示される前記画像情報の表示状態に応じて、前記表示領域における特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、該特定の表示領域以外の前記表示領域に照射される前記照射光の照度に対して相対的に変化させるように、前記複数の発光手段の発光輝度を個別に調整することを特徴とする。
【００１８】
請求項１４記載の表示装置は、請求項１３記載の表示装置において、前記特定の表示領域は、前記画像情報に含まれる非表示領域に対応した領域であって、前記発光輝度調整手段は、該特定の表示領域に照射される前記照射光の照度を、前記特定の表示領域以外に照射される前記照射光の照度に対して相対的に低くなるように、少なくとも、前記特定の表示領域に対応して配置された前記発光手段の発光輝度を低くする調整を行うことを特徴とする。
請求項１５記載の表示装置は、請求項１３又は１４記載の表示装置において、前記複数の発光手段は、相互に並列接続された発光ダイオードを含む構成を有し、前記発光輝度調整手段は、該発光ダイオードの各々に流れる電流値を制御することにより前記前記発光輝度を調整することを特徴とする。
請求項１６記載の表示装置は、請求項１３乃至１５のいずれかに記載の表示装置において、前記表示パネルは、透過型の液晶表示パネルであることを特徴とする。
【００１９】
すなわち、本発明に係る照明装置及びその発光駆動方法は、所望の画像情報が表示される透過型の液晶表示パネル（表示パネル）に、背面側から所定の照射光を照射する構成を有する液晶表示装置に適用される照明装置（バックライト）において、各々並列に接続された複数の白色発光ダイオード又は白色発光特性を有する発光ダイオードチップ（例えば、赤、緑、青の各色の発光ダイオードからなり、各発光色の混合により白色の発光特性が得られるようにユニット化したもの）と、該複数の発光ダイオードの発光輝度を個別に制御する発光輝度コントローラ（発光輝度調整手段）と、を備え、液晶表示パネルに表示される画像情報に含まれる階調レベルに応じて、各発光ダイオードの発光輝度を個別に調整して、液晶表示パネルの表示領域における特定の表示領域に照射される照射光の照度を、該特定の表示領域以外の表示領域に照射される照射光の照度に対して相対的に変化させるように設定する構成を有している。
【００２０】
より具体的には、例えば、液晶表示パネルの階調レベルの低い表示領域や非表示領域に照射される照射光の照度が、それ以外の表示領域に照射される照射光の照度よりも低く（暗く）なるように、複数の発光ダイオードの発光輝度を個別に調整する。ここで、発光ダイオードの発光輝度を相対的に変化させる手法としては、例えば、特定の表示領域以外の照度（すなわち、特定の表示領域以外に対応する位置に配置された発光ダイオードの発光輝度）を基準として、特定の表示領域の照度（すなわち、特定の表示領域に対応する位置に配置された発光ダイオードの発光輝度）を高く又は低く設定する手法や、特定の表示領域以外及び特定の表示領域双方の照度を、互いに変化させる（例えば、特定の表示領域以外の照度を高く、かつ、特定の表示領域の照度を低く設定する）手法等を適用することができる。なお、発光ダイオードの発光輝度は、発光輝度コントローラにより各発光ダイオードに供給される電流値を制御することにより調整することができる。
【００２１】
これにより、発光ダイオードから発光される照射光の輝度を任意に設定して、液晶表示パネルの任意の表示領域に任意の照度で照射することができるので、例えば、１映像フレームの画像情報を部分的に明るく（もしくは、暗く）表示するような場合のように、特殊な表示状態を容易に実現することができ、表示多様性を向上させることができる。
【００２２】
したがって、このような構成を有する照明装置を、液晶表示装置（表示装置）のバックライトに適用することにより、液晶表示パネルに表示された画像情報の一部分を非表示状態とする場合（例えば、黒帯表示する場合）等において、非表示領域以外に照射される照射光を所定の照度に保持しつつ、もしくは、照度を高く設定し、所定の当該非表示領域（特定の表示領域）に照射される照射光の照度を低く設定することができるので、画像情報の視認性を良好に確保することができるとともに、固定的に設定された（一定の）照度の照射光を照射し続ける場合に比較して、バックライトにおける消費電力を同等もしくはそれ以下に低減することができ、液晶表示装置が搭載された携帯機器の駆動時間をより長くすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る照明装置及びその発光駆動方法並びに表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜表示装置＞
図１は、本発明に係る照明装置を備えた液晶表示装置の一実施形態を示す概略構成図である。ここで、上述した従来技術（図６）と同等の構成については、同等の符号を付してその説明を簡略化する。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置は、概略、上述した従来技術（図６参照）と同等の構成を有する液晶表示パネル（表示パネル）１０、ゲートドライバ（走査ドライバ）２０、ソースドライバ（信号ドライバ）３０、ＬＣＤコントローラ４０に加え、液晶表示パネル１０の背面側に配置され、所定の照度を有する照射光を液晶表示パネルに照射するとともに、本実施形態特有の構成及び発光輝度調整動作を有するバックライト部（照明装置）５０を備えた構成を有している。
【００２５】
液晶表示パネル１０は、上述した従来技術（図６）と同様に、相互に直交して配設された複数の走査ラインＳＬ及び信号ラインＤＬの各交点近傍に、複数の表示画素Ｐｘ（例えば、画素トランジスタ、液晶容量Ｃlc、蓄積容量Ｃcsを含んで構成される周知の液晶表示画素）がマトリクス状に配列されている。
ゲートドライバ２０は、上記各走査ラインＳＬが接続され、ＬＣＤコントローラ４０から出力される垂直制御信号に基づいて、各走査ラインＳＬに走査信号を順次印加して、当該行の表示画素Ｐｘ群を選択状態に設定する。
【００２６】
ソースドライバ３０は、上記各データラインＤＬが接続され、ＬＣＤコントローラ４０から出力される水平制御信号に基づいて、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色の表示データを１行単位で取り込んで保持し、上記ゲートドライバ２０により選択状態に設定された行の表示画素Ｐｘ群に対して、保持した表示データに対応する表示信号電圧を、各データラインＤＬを介して一括して供給する。
ＬＣＤコントローラ４０は、例えば、液晶表示装置の外部から供給される映像信号（コンポジットビデオ信号）から抽出された水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖ及びシステムクロックＣＳＹ等の各種タイミング信号に基づいて、水平制御信号及び垂直制御信号を生成して、ゲートドライバ２０及びソースドライバ３０に供給するとともに、映像信号から抽出された表示データに基づいて、バックライト部５０における発光状態を制御するための発光制御信号を生成して、バックライト部５０に供給する。
【００２７】
バックライト部５０は、ＬＣＤコントローラ４０から出力される発光制御信号に基づいて、複数の発光ダイオードからなる光源を均一の発光輝度で発光させて、液晶表示パネル１０全体を一定の照度を有する照射光により照射する動作と、特定の位置の発光ダイオードの発光輝度を、他の位置の発光ダイオードの発光輝度と異ならせて、液晶表示パネル１０の特定の表示領域を任意の照度を有する照射光により照射する動作と、を実行するように構成されている。以下に、本実施形態に適用されるバックライト部（照明装置）の構成について、詳しく説明する。
【００２８】
＜照明装置＞
図２は、本実施形態に係る液晶表示装置に適用されるバックライト部（照明装置）の一構成例を示す概略構成図であり、図３は、本実施形態に係るバックライト部の回路例を示す回路構成図である。なお、図２においては、バックライト部の構成を明確にするために、各構成を分離した分解図を示す。
図２に示すように、バックライト部５０は、大別して、平面光源ユニット５１と、発光輝度コントローラ（発光輝度調整手段）５２と、を備えて構成されている。
【００２９】
平面光源ユニット５１は、液晶表示パネルの形状に対応する平面形状を有し、アクリル板等により構成される導光板５１ａと、導光板５１ａの底面側（液晶表示パネル側とは反対側）に設けられた反射シート５１ｂと、導光板５１ａの表面側（液晶表示パネル１０側）に設けられた拡散シート（又は、プリズムシート）５１ｃと、導光板５１ａの側面に沿って複数の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・が配列するように構成された光源部５１ｄと、を有して構成されている。このような平面光源ユニット５１においては、光源部５１ｄからの発光された光が、導光板５１ａの側面から内部に入射して反射を繰り返し、拡散シート５１ｃを介して出射することにより、所定の照度を有する照射光を液晶表示パネル１０の背面側から照射する。
【００３０】
ここで、本発明に係る照明装置を、本実施形態のように、液晶表示装置のバックライトとして適用する場合にあっては、白色蛍光管を用いた従来技術と同様に、液晶表示パネル１０に対して白色光を照射する必要があるため、光源部５１ｄを構成する発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・として、白色の発光特性を有する白色発光ダイオードを適用するものであってもよいし、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・の各々に、例えば、赤、緑、青の個別の発光特性を有する単色発光ダイオードを適用して、これらの発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・を所定の順序で配列し、各発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・から発光された赤色光、緑色光、青色光を導光板５１ａ内部で混合させることにより、導光板５１ａから液晶表示パネル１０に出射される照射光が白色の発光特性を有するように構成したものであってもよい。
【００３１】
また、発光輝度コントローラ５２は、ＬＣＤコントローラ４０からの発光制御信号に基づいて、上記光源部５１ｄを構成する複数の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・の発光輝度を個別に制御するように構成されている。ここで、発光輝度コントローラ５２による発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・の発光輝度の制御は、上述したように、液晶表示パネル１０に通常の画像情報を表示する場合にあっては、光源部５１ｄを構成する複数の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・を均一の発光輝度で発光させて、液晶表示パネル１０の全域に一定の照度を有する照射光を照射する通常発光動作と、例えば、液晶表示パネル１０の上下領域に非表示領域である黒帯（レターボックス）を表示し、中央領域にのみ横長に画像表示領域（データエリア）を設定するような特定の表示状態の場合には、光源部５１ｄを構成する複数の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・のうち、黒帯領域に対応する位置に配置された発光ダイオードの発光輝度を、他の画像表示領域に対応して配置された発光ダイオードの発光輝度とは異なるように（例えば、低く）設定して、液晶表示パネル１０の特定の表示領域に低い照度を有する照射光を照射する特定発光動作と、を選択的に実行する。なお、バックライト部における発光輝度制御動作の具体例については、詳しく後述する。
【００３２】
上述した光源部５１ｄと発光輝度コントローラ５２からなる構成は、例えば、図３に示すような回路構成により実現することができる。すなわち、アノード端子が共通の接点Ｎａに並列的に接続された発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・、ＬＥＤ６（ここでは、便宜的に６個の発光ダイオードを用いた場合を示す；光源部５１ｄ）と、各発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・、ＬＥＤ６のカソード端子に個別に接続され、他端側が共通の接点Ｎｂを介して接地電位に接続された可変抵抗ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３、・・・、ＲＣ６（発光輝度コントローラ５２）と、正極が上記接点Ｎａに接続され、負極が接地電位に接続された駆動電源ＢＴと、を備えた回路構成において、ＬＣＤコントローラ４０から出力された発光制御信号により、各可変抵抗ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３、・・・、ＲＣ６の抵抗値を個別に可変設定する。
これにより、発光制御信号に基づいて、抵抗値が大きく設定された可変抵抗に接続された発光ダイオードには、駆動電源ＢＴから小さな電流が流れることになり、発光輝度が低く設定される。一方、抵抗値が小さく設定された可変抵抗に接続された発光ダイオードには、大きな電流が流れることになり、発光輝度が高く設定される。
【００３３】
＜照明装置の発光駆動方法＞
次に、本実施形態に適用されるバックライト部における発光輝度制御動作（照明装置の発光駆動方法）について、具体的に説明する。ここでは、本実施形態に係る照明装置の特徴である特定発光動作が実行される特定の表示状態として、液晶表示パネルの上下領域に黒帯表示を行う場合について説明する。
図４は、本実施形態に係る照明装置を液晶表示装置に適用した場合の発光輝度制御動作の第１の実施例を示す概念図である。
【００３４】
本実施例に係る発光輝度制御動作（通常発光動作、特定発光動作）は、まず、図１に示したＬＣＤコントローラ４０から供給される垂直制御信号及び水平制御信号に基づいて、ゲートドライバ２０により液晶表示パネル１０の所定の行の表示画素Ｐｘ群が選択状態に設定されて、ソースドライバ３０に取り込み保持された表示データに対応する表示信号電圧が、上記選択状態に設定された表示画素Ｐｘ群に印加されることにより、表示データに応じた画像情報が液晶表示パネル１０に表示される。
【００３５】
このとき、ＬＣＤコントローラ４０は、表示データに含まれる上記表示情報の階調レベルに対応する発光制御信号を生成して、バックライト部５０の発光輝度コントローラ５２（図３）に出力する。これにより、発光輝度コントローラ５２を構成する各可変抵抗ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３、・・・、ＲＣ６の抵抗値が、発光制御信号に基づいて設定され、該抵抗値に応じて各発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・、ＬＥＤ６に流れる電流値が制御され、各々個別の発光輝度で発光する。
【００３６】
ここで、表示データに基づいて、液晶表示パネル１０の全域にデータエリアが設定され、表示された画像情報全体を均一な照射光で照射する通常発光動作においては、上記発光制御信号に基づいて、各可変抵抗ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３、・・・、ＲＣ６の抵抗値が同一に設定され、各発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・、ＬＥＤ６に流れる電流値が均一に制御される。これにより、各発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・が均一の発光輝度で発光し、導光板５１ａから液晶表示パネル１０の全域に一定の照度を有する照射光が照射される。
【００３７】
一方、図４に示すように、表示データに基づいて、例えば、液晶表示パネル１０の上方及び下方の所定幅を有する領域に、非表示領域であるレターボックス（黒帯）が設定され、これらのレターボックスを除く液晶表示パネル１０の中央領域に、画像情報が表示されるデータエリアが設定される特定の表示状態においては、上記発光制御信号に基づいて、各可変抵抗ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３、・・・、ＲＣ６のうち、レターボックスの設定領域（非表示領域）に対応して配置された発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２及び発光ダイオードＬＥＤ５、ＬＥＤ６に接続された可変抵抗ＲＣ１、ＲＣ２及び可変抵抗ＲＣ５、ＲＣ６の抵抗値が、データエリアの設定領域（非表示領域以外）に対応して配置された発光ダイオードＬＥＤ３、ＬＥＤ４に接続された可変抵抗ＲＣ３、ＲＣ４の抵抗値に対して大きくなるように設定される。ここで、可変抵抗ＲＣ３、ＲＣ４の抵抗値は、上述した通常表示動作時と同等の値に設定されている。
【００３８】
これにより、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ５、ＬＥＤ６に流れる電流値が、発光ダイオードＬＥＤ３、ＬＥＤ４に流れる電流値に比較して小さく制御されることになり、レターボックスの設定領域に対応する領域の導光板５１ａからは相対的に暗い照射光が照射され、データエリアの設定領域に対応する領域の導光板５１ａからは、上記通常発光動作時と同等の照度を有する照射光が照射されることになる（特定発光動作）。
【００３９】
このように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示パネル１０に表示される画像情報に含まれる階調レベルに応じて、バックライト部５０に設けられた複数の発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、・・・の発光輝度を個別に調整して、液晶表示パネル１０の特定の表示領域（レターボックスＬＢの設定領域）に照射される照射光の照度を、該特定の表示領域以外（データエリアＤＡの設定領域）に照射される照射光の照度に対して相対的に異ならせることができるので、画像情報の表示内容に応じた照度を有する照射光を照射することができ、画像情報の表示多様性を向上させることができる。したがって、データエリアＤＡの設定領域に照射される照射光の照度を通常発光動作時と同等に保持しつつ、レターボックスＬＢの設定領域に照射される照射光の照度を低く設定することができるので、画像情報の視認性を良好に確保することができるとともに、固定的に設定された照度の照射光を照射し続ける場合に比較して、バックライト部５０における消費電力を全体として低減することができる。
【００４０】
図５は、本実施形態に係る照明装置を液晶表示装置に適用した場合の発光輝度制御動作の第２の実施例を示す概念図である。ここで、通常発光動作については、上述した第１の実施例と同等の駆動方法を有しているので、特定発光動作についてのみ説明する。
本実施例に係る発光輝度制御動作（特定発光動作）においては、上述した第１の実施例（図４）と同様に、図５（ａ）に示すように、表示データに基づいて、液晶表示パネル１０の上方及び下方領域にレターボックス（黒帯）ＬＢが設定され、液晶表示パネル１０の中央領域に、データエリアＤＡが設定される特定の表示状態において、ＬＣＤコントローラ４０から出力される発光制御信号に基づいて、各可変抵抗ＲＣ１、ＲＣ２、ＲＣ３、・・・、ＲＣ６のうち、レターボックスＬＢの設定領域に対応して配置された発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２及び発光ダイオードＬＥＤ５、ＬＥＤ６に接続された可変抵抗ＲＣ１、ＲＣ２及び可変抵抗ＲＣ５、ＲＣ６の抵抗値が大きくなるように設定され、データエリアＤＡの設定領域に対応して配置された発光ダイオードＬＥＤ３、ＬＥＤ４に接続された可変抵抗ＲＣ３、ＲＣ４の抵抗値が小さくなるように設定される。
これにより、レターボックスＬＢの設定領域に対応する領域の導光板５１ａからは暗い照射光が照射され、データエリアＤＡの設定領域に対応する領域の導光板５１ａからは明るい照射光が照射されることになる。
【００４１】
また、本実施例の他の発光輝度制御動作としては、図５（ｂ）に示すように、可変抵抗ＲＣ１及びＲＣ６の抵抗値が大きくなるように設定して、レターボックスＬＢの設定領域に対応して配置された発光ダイオードＬＥＤ１及びＬＥＤ６の発光輝度を低く設定し、可変抵抗ＲＣ３及びＲＣ４の抵抗値が小さくなるように設定して、データエリアＤＡの設定領域に対応して配置された発光ダイオードＬＥＤ３及びＬＥＤ４の発光輝度を高く設定するとともに、可変抵抗ＲＣ２及びＲＣ５の抵抗値を通常発光動作時と同等に設定して、レターボックスＬＢとデータエリアＤＡの境界近傍領域に対応して配置された発光ダイオードＬＥＤ２及びＬＥＤ５の発光輝度を通常発光動作時と同等設定することにより、レターボックスＬＢの設定領域に対応する領域の導光板５１ａからは暗い照射光を照射し、データエリアＤＡの設定領域に対応する領域の導光板５１ａからは明るい照射光を照射し、レターボックスＬＢとデータエリアＤＡの境界近傍領域に対応する領域の導光板５１ａからは上記通常発光動作時と同等の照度を有する照射光を照射するようにしたものであってもよい。
【００４２】
このように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、データエリアＤＡの設定領域に照射される照射光の照度を通常発光動作時よりも明るく設定することができるとともに、レターボックスＬＢの設定領域に照射される照射光の照度を低く設定することができるので、固定的に設定された照度の照射光を照射し続ける場合と同等の消費電力を保持しつつ、画像情報の視認性をより向上させることができる。
なお、上述した実施形態においては、特定の表示状態として、液晶表示パネルの上下領域に黒帯表示を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶表示パネルに表示された画像情報を部分的に明るく照明して強調するような表示状態にも適用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る照明装置及びその発光駆動方法によれば、所望の画像情報が表示される透過型の液晶表示パネルに、背面側から所定の照射光を照射する構成を有する液晶表示装置に適用される照明装置において、液晶表示パネルに表示される画像情報に含まれる階調レベルに応じて、照明装置を構成する複数の発光ダイオードの発光輝度を個別に調整して、液晶表示パネルの表示領域における特定の表示領域に照射される照射光の照度を、該特定の表示領域以外の表示領域に照射される照射光の照度に対して相対的に変化させるように設定する構成を有しているので、例えば、１映像フレームの画像情報を部分的に明るく（もしくは、暗く）表示する場合のような、特殊な表示状態を容易に実現することができ、表示多様性を向上させることができる。
【００４４】
また、このような構成を有する照明装置をバックライトに適用した液晶表示装置によれば、液晶表示パネルに表示された画像情報の一部分を非表示状態とする場合（例えば、黒帯表示する場合）等において、非表示領域以外に照射される照射光を所定の照度に保持しつつ、非表示領域に照射される照射光の照度を低く設定することができるので、画像情報の視認性を良好に確保することができるとともに、固定的に設定された照度の照射光を照射し続ける場合に比較して、バックライトにおける消費電力を同等もしくはそれ以下に低減することができ、液晶表示装置が搭載された携帯機器の駆動時間をより長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示装置に適用されるデータドライバの第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る液晶表示装置に適用されるバックライト部（照明装置）の一構成例を示す概略構成図である。
【図３】本実施形態に係るバックライト部の回路例を示す回路構成図である。
【図４】本実施形態に係る照明装置を液晶表示装置に適用した場合の発光輝度制御動作の第１の実施例を示す概念図である。
【図５】本実施形態に係る照明装置を液晶表示装置に適用した場合の発光輝度制御動作の第２の実施例を示す概念図である。
【図６】従来技術における液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】従来技術におけるバックライトの発光ダイオードの接続例を示す回路図である。
【符号の説明】
１０          液晶表示パネル
２０          ゲートドライバ
３０          ソースドライバ
４０          ＬＣＤコントローラ
５０          バックライト部
５１          平面光源ユニット
５２          発光輝度コントローラ
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６    発光ダイオード
ＲＣ１〜ＲＣ６        可変抵抗
【図１】
2004212503.tif 000003
【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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