(57)【要約】【課題】消費電力を低減することができ、かつ、表示される色度変化を抑制することができる表示制御装置、表示装置及び表示制御方法を提供すること。【解決手段】演算部４５は、設定されたバックライト４２の輝度を得るように、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）に加えられる電流値を算出する。例えば、第１の輝度からそれより高い第２の輝度に変化させようとする場合、演算部４５は、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流値を上げるように設定する。演算部４５は、例えば上記第２の輝度を設定すると、第１の輝度から第２の輝度までの輝度変化に相当する色度変化を算出する。演算部４５は、算出した色度変化を打ち消すように、つまり色度変化を補償するための、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流量の比を算出する。算出された電流量の比で各ＬＥＤ素子が駆動される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を有するバックライトと、
前記バックライトの輝度を設定する輝度設定手段と、
前記設定された輝度を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動する電流駆動手段と、
前記電流駆動手段による前記電流量の変化に応じた色度変化を補償する補償手段と
を具備することを特徴とする表示制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示制御装置であって、
前記バックライトは、３原色の各ＬＥＤ素子を有し、
前記補償手段は、前記電流駆動手段により前記各ＬＥＤ素子にそれぞれ加えられる各電流量の比を制御する電流比制御手段を有することを特徴とする表示制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の表示制御装置であって、
前記バックライトは、
３原色にそれぞれ対応する複数の画素を有する、該画素ごとに光の透過率を変化させる表示デバイスに当該光を照射するバックライトであり、
前記補償手段は、前記３原色に対応する各画素にそれぞれ加えられる駆動信号の大きさの比を制御する駆動信号比制御手段を有することを特徴とする表示制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の表示制御装置であって、
前記バックライトは、
３原色にそれぞれ対応する複数の画素を有する、該画素ごとに光の透過率を変化させる表示デバイスに当該光を照射するバックライトであり、
前記補償手段は、前記３原色に対応する各画素にそれぞれ加えられる駆動信号の大きさの比を制御することを特徴とする表示制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の表示制御装置であって、
前記設定された輝度を得るように、ＰＷＭ方式により前記バックライトを駆動するＰＷＭ駆動手段と、
前記電流駆動手段による前記バックライトの輝度制御と、前記ＰＷＭ駆動手段による前記バックライトの輝度制御とを切り替える切り替え手段と
をさらに具備することを特徴とする表示制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の表示制御装置であって、
前記切り替え手段は、前記輝度設定手段により設定された輝度が所定の値以下の場合は前記ＰＷＭ駆動手段により駆動させ、前記設定された輝度が前記所定値を超えた場合に、前記電流駆動手段により駆動させることを特徴とする表示制御装置。
【請求項７】
複数の画素ごとに光の透過率を変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を表示画面に表示する表示デバイスの表示制御装置であって、
前記光を発するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子で構成され前記表示画面が分割された複数の領域に対応して配置された複数の光源ブロックとを有するバックライトと、
前記各光源ブロックが発光するときの、前記表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータを記憶する記憶手段と、
前記映像信号による前記表示画面の表示輝度を検出する検出手段と、
前記記憶された寄与率データを用いて、前記検出された表示輝度に応じた前記各光源ブロックの発光輝度分布を設定する輝度分布設定手段と、
前記設定された輝度分布を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動する電流駆動手段と、
前記電流駆動手段による前記電流量の変化に応じた色度変化を補償する補償手段と
を具備することを特徴とする表示制御装置。
【請求項８】
複数の画素を有し、前記画素ごとに光の透過率を変化させることで映像を表示する表示デバイスと、
前記光を発するＬＥＤ素子を有するバックライトと、
前記バックライトの輝度を設定する輝度設定手段と、
前記設定された輝度を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動する電流駆動手段と、
前記電流駆動手段による前記電流量の変化に応じた色度変化を補償する補償手段と
を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
複数の画素と、前記各画素により構成される表示画面とを有し、前記画素ごとに光の透過率を変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を前記表示画面に表示する表示デバイスと、
前記光を発するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子で構成され前記表示画面が分割された複数の領域に対応して配置された複数の光源ブロックとを有するバックライトと、
前記各光源ブロックが発光するときの、前記表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータを記憶する記憶手段と、
前記映像信号による前記表示画面の表示輝度を検出する検出手段と、
前記記憶された寄与率データを用いて、前記検出された表示輝度に応じた前記各光源ブロックの発光輝度分布を設定する輝度分布設定手段と、
前記設定された輝度分布を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動する電流駆動手段と、
前記電流駆動手段による前記電流量の変化に応じた色度変化を補償する補償手段と
を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
ＬＥＤ素子を有するバックライトの輝度を設定するステップと、
前記設定された輝度を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動するステップと、
前記電流量の変化に応じた色度変化を補償するステップと
を具備することを特徴とする表示制御方法。
【請求項１１】
複数の画素と、前記各画素により構成される表示画面とを有し、前記画素ごとに光の透過率を変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を前記表示画面に表示する表示デバイスと、前記光を発するＬＥＤ素子と前記ＬＥＤ素子で構成され前記表示画面が分割された複数の領域に対応して配置された複数の光源ブロックとを有するバックライトとを備えた表示装置の表示制御方法であって、
前記各光源ブロックが発光するときの、前記表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータを記憶するステップと、
前記映像信号による前記表示画面の表示輝度を検出するステップと、
前記記憶された寄与率データを用いて、前記検出された表示輝度に応じた前記各光源ブロックの発光輝度分布を設定するステップと、
前記設定された輝度分布を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動するステップと、
前記電流量の変化に応じた色度変化を補償するステップと
を具備することを特徴とする表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライトの透過率を制御して映像を表示する表示装置、その表示装置を制御する表示制御装置及びその制御方法に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の透過率を制御して映像を表示する表示装置、例えば、液晶表示装置は、液晶パネルの画素が発光しないため、液晶パネルの背面側にバックライトを配置し、そのバックライトで液晶パネルの背面を照明して画像を表示させるようにしている。バックライトとしては、最近では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられることが多い。
【０００３】
このようなＬＥＤバックライトでは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動による輝度制御が行われている（例えば、特許文献１参照。）。単純な電流駆動によると、ＬＥＤの発光波長の変化による色度変化が発生するので、これを防止するためである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０３０９号公報（段落[００２３]、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の装置は色度変化については解決できるものの、ＰＷＭ駆動では、電力−輝度特性の非線形性が甚だしいため、例えばある輝度（以下、１倍輝度という。）の２倍の輝度を得るためには３倍程度の電力を投入する必要がある。このため、例えば映像信号に応じて、２倍の輝度までの駆動を可能にしようとすると、常に３倍のピーク電力を与えることが必要となる。この場合、１倍輝度の場合、５０％のデューティ比で駆動されることにはなるが、結局、平均１．５倍（３倍×５０％）の電力が必要となり、大幅な消費電力ロスをもたらすことになる。したがって、現実的には大幅に可変するピーク輝度を実現することが困難となる。
【０００６】
一方、ＰＷＭ駆動ではなく、単純に電流駆動される場合は、このような電力ロスの問題はなくなるが、この場合は、上記したように、ＬＥＤの発光波長が電流に依存して変化するために、結果的に表示画面に表示される色度が変化するという問題がある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、消費電力を低減することができ、かつ、表示される色度変化を抑制することができる表示制御装置、表示装置及び表示制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る表示制御装置は、ＬＥＤ素子を有するバックライトと、前記バックライトの輝度を設定する輝度設定手段と、前記設定された輝度を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動する電流駆動手段と、前記電流駆動手段による前記電流量の変化に応じた色度変化を補償する補償手段とを具備する。
【０００９】
本発明では、電流駆動手段によりＬＥＤ素子に加えられる電流量が制御されることでバックライトの輝度が制御されるので、消費電力を低減することができる。また、電流量の変化によりＬＥＤ素子の発光波長が変化するが、補償手段によりそのときの色度変化が補償され、色度変化を抑制することができる。
【００１０】
本発明において、前記バックライトは、３原色の各ＬＥＤ素子を有し、前記補償手段は、前記電流駆動手段により前記各ＬＥＤ素子にそれぞれ加えられる各電流量の比を制御する電流比制御手段を有する。すなわち、色度変化を補償するように各ＬＥＤ素子にそれぞれ加えられる各電流量の比が制御されることで、３原色が合成された白近傍の色度変化を抑制することができる。人間の視覚的に最も感度が高い色は白近傍であるので、白近傍の色度変化が抑制されれば問題ない。
【００１１】
本発明において、前記バックライトは、３原色にそれぞれ対応する複数の画素を有する、該画素ごとに光の透過率を変化させる表示デバイスに当該光を照射するバックライトであり、前記補償手段は、前記３原色に対応する各画素にそれぞれ加えられる駆動信号の大きさの比を制御する駆動信号比制御手段を有する。すなわち、色度変化を補償するように表示デバイスの各画素に加えられる駆動信号の大きさの比が制御されることで、色度変化を抑制することができる。本発明の場合、上記のように白近傍だけではなく、すべての色度において補償が可能となる。したがって、例えば白近傍の色度変化の補償は、上記電流比制御手段により行われるようにし、白近傍以外の色度変化の補償は、この駆動信号比制御手段により行われるようにすればよい。
【００１２】
ここでいう「画素」とは、いわゆるサブ画素であり、３原色である赤、緑及び青にそれぞれ対応する３つの画素である。
【００１３】
あるいは、本発明において、電流比制御手段が設けられず、駆動信号比制御手段により、白近傍も含めたすべての色度変化の補償が行われるようにしてもよい。
【００１４】
本発明において、表示制御装置は、前記設定された輝度を得るように、ＰＷＭ方式により前記バックライトを駆動するＰＷＭ駆動手段と、前記電流駆動手段による前記バックライトの輝度制御と、前記ＰＷＭ駆動手段による前記バックライトの輝度制御とを切り替える切り替え手段とさらに具備する。このように、電流駆動手段とＰＷＭ駆動手段とを切り替える切り替え手段が設けられることにより、必要に応じて適宜一方を選択することができ、消費電力を最小にするようにバランスの取れた表示制御が可能となる。
【００１５】
本発明において、前記切り替え手段は、前記輝度設定手段により設定された輝度が所定の値以下の場合は前記ＰＷＭ駆動手段により駆動させ、前記設定された輝度が前記所定値を超えた場合に、前記電流駆動手段により駆動させる。これにより、比較的輝度の高い（所定値より輝度の高い）映像を表示する場合に、電流駆動手段に切り替えられて駆動されるので、色度変化が補償されつつ、比較的高い輝度であっても消費電力を抑えることができる。
【００１６】
本発明の他の観点に係る表示制御装置は、複数の画素ごとに光の透過率を変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を表示画面に表示する表示デバイスの表示制御装置であって、前記光を発するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子で構成され前記表示画面が分割された複数の領域に対応して配置された複数の光源ブロックとを有するバックライトと、前記各光源ブロックが発光するときの、前記表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータを記憶する記憶手段と、前記映像信号による前記表示画面の表示輝度を検出する検出手段と、前記記憶された寄与率データを用いて、前記検出された表示輝度に応じた前記各光源ブロックの発光輝度分布を設定する輝度分布設定手段と、前記設定された輝度分布を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動する電流駆動手段と、前記電流駆動手段による前記電流量の変化に応じた色度変化を補償する補償手段とを具備する。
【００１７】
複数の光源ブロックのうち１つの光源ブロックが、１つのＬＥＤ素子で構成されていてもよいし、または複数のＬＥＤ素子で構成されてもよい。現実的には、１つの光源ブロックが複数のＬＥＤ素子で構成されることが望ましい。
【００１８】
本発明では、表示画面の各領域に対応して複数の光源ブロックが配置され、これら光源ブロックごとの輝度が個別に制御される（以下、これを部分駆動という。）。これにより、領域ごとに必要に応じて輝度が制御されるので消費電力が低減される。また、表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータを用いて各光源ブロックの発光輝度分布が設定される。すなわち、複数の光源ブロックによる表示画面の各領域への影響が考慮されるので、原映像を忠実に再現することができる。
【００１９】
また、本発明では、上記したように電流駆動手段によりＬＥＤ素子に加えられる電流量が制御されることでバックライトの輝度が制御されるので、上記部分駆動による省電力の効果に加え、さらに省電力を実現することができる。さらに、電流量の変化によりＬＥＤ素子の発光波長が変化するが、補償手段によりそのときの色度変化が補償され、色度変化を抑制することができる。
【００２０】
本発明では、上述した電流駆動手段とＰＷＭ駆動手段とを切り替える切り替え手段が設けられることにより、例えば各領域のうち部分的に比較的輝度の高い表示輝度の領域がある場合には、さらに有利となる。
【００２１】
本発明に係る表示装置は、複数の画素を有し、前記画素ごとに光の透過率を変化させることで映像を表示する表示デバイスと、前記光を発するＬＥＤ素子を有するバックライトと、前記バックライトの輝度を設定する輝度設定手段と、前記設定された輝度を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動する電流駆動手段と、前記電流駆動手段による前記電流量の変化に応じた色度変化を補償する補償手段とを具備する。
【００２２】
本発明の他の観点に係る表示装置は、複数の画素と、前記各画素により構成される表示画面とを有し、前記画素ごとに光の透過率を変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を前記表示画面に表示する表示デバイスと、前記光を発するＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子で構成され前記表示画面が分割された複数の領域に対応して配置された複数の光源ブロックとを有するバックライトと、前記各光源ブロックが発光するときの、前記表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータを記憶する記憶手段と、前記映像信号による前記表示画面の表示輝度を検出する検出手段と、前記記憶された寄与率データを用いて、前記検出された表示輝度に応じた前記各光源ブロックの発光輝度分布を設定する輝度分布設定手段と、前記設定された輝度分布を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動する電流駆動手段と、前記電流駆動手段による前記電流量の変化に応じた色度変化を補償する補償手段とを具備する。
【００２３】
本発明に係る表示制御方法は、ＬＥＤ素子を有するバックライトの輝度を設定するステップと、前記設定された輝度を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動するステップと、前記電流量の変化に応じた色度変化を補償するステップとを具備する。
【００２４】
本発明の他の観点に係る表示制御方法は、複数の画素と、前記各画素により構成される表示画面とを有し、前記画素ごとに光の透過率を変化させることで、入力された映像信号に応じた映像を前記表示画面に表示する表示デバイスと、前記光を発するＬＥＤ素子と前記ＬＥＤ素子で構成され前記表示画面が分割された複数の領域に対応して配置された複数の光源ブロックとを有するバックライトとを備えた表示装置の表示制御方法であって、前記各光源ブロックが発光するときの、前記表示画面の前記各領域に対する表示輝度の寄与率のデータを記憶するステップと、前記映像信号による前記表示画面の表示輝度を検出するステップと、前記記憶された寄与率データを用いて、前記検出された表示輝度に応じた前記各光源ブロックの発光輝度分布を設定するステップと、前記設定された輝度分布を得るように前記ＬＥＤ素子に加えられる電流量を制御することで、前記バックライトを駆動するステップと、前記電流量の変化に応じた色度変化を補償するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば、消費電力を低減することができ、かつ、表示される色度変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置を示す模式図である。表示装置１０は、例えば画素ごとに光透過率を変化させるデバイスとして液晶を搭載した液晶表示装置である。
【００２８】
液晶表示装置１０は、映像を表示する上記液晶表示デバイス１１、該液晶表示デバイス１１の背面側に配置されたバックライト４２、該バックライト４２及び液晶表示デバイス１１に対して各種の制御を行う制御部２０、及び該制御部２０がアクセス可能なメモリ１６を備えている。制御部２０は、バックライト４２の点灯を制御するバックライト点灯制御回路１５と、液晶表示デバイス１１の液晶パネル１３の駆動を制御する液晶パネル制御回路１４を備えている。
【００２９】
液晶表示デバイス１１は、該液晶パネル１３に対して駆動信号を送出するためのソースドライバ１７及びゲートドライバ１８を有している。
【００３０】
図２は、バックライト４２を構成するＲＧＢの各ＬＥＤ素子が配列される単体セルの一例を示す図である。単体セル３０は、図１に示すように、赤（Ｒ）のＬＥＤ素子３１（Ｒ）と、緑（Ｇ）のＬＥＤ素子３１（Ｇ）と、青（Ｂ）のＬＥＤ素子３１（Ｂ）がそれぞれ２個づつ極性を一方向に揃えて直列に接続され、合計６個のＬＥＤ素子で構成されている。
【００３１】
なお、単体セル３０の構成は、この例では６個とするが、使用するＬＥＤ素子の定格や発光効率等により、混合色をバランスの良い白色光とするために、光出力バランスを整える必要があるので、各色の個数配分は本実施の形態以外の構成例もあり得る。
【００３２】
単体セル３０は、複数接続されてバックライト４２を構成するが、単体セル３０同士の接合部は、各色のＬＥＤ素子の極性が一方向に揃うように、図２に示すように、中央部の両端矢印により接続される。また、図３は、図２の等価図を示している。
【００３３】
バックライト４２は、図２に示した単体セル３０が複数配置されて構成される。この図１に示す例では、「６Ｇ６Ｒ６Ｂ」と表されるブロックが複数縦横に配置されている。以下、この１つのブロックを「光源ブロック」という。バックライト４２は、光源ブロック４０が５×４＝２０個配列されて構成されている。「６Ｇ６Ｒ６Ｂ」とは、単体セル３０が３つ縦列接続されることにより、ＲＧＢの各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）がそれぞれ６つずつ備えられていることを意味する。すなわち、１つの光源ブロック４０は、単体セル３０を３個、合計１８個のＬＥＤ素子を含み、バックライト４２は３６０個のＬＥＤ素子で構成される。
【００３４】
各光源ブロック４０から出射された光は、図示しない散乱板や散乱シートによって拡散されて液晶パネル１３の背面に照射される。
【００３５】
なお、１つの光源ブロックに含まれる単体セル３０の個数は３つではなく、１つでもよいし、４つ以上であってもよい。
【００３６】
バックライト４２に含まれる光源ブロック４０の数も適宜変更可能である。後述するように、バックライト４２の全体で均一な輝度を保つように制御される場合、単純には光源ブロック４０は１つでもよい。また、バックライト４２は、ＸＹ方向（縦横方向）にマトリクス状に配置される構成としたが、Ｘ方向及びＹ方向のうちいずれか一方の方向にのみ配置される構成とすることもできる。この場合、１つの光源ブロック４０は、図示するより縦長または横長に構成される。
【００３７】
図４は、上記バックライト点灯制御回路１５及びバックライト４２の構成を示す図である。バックライト点灯制御回路１５は、演算部４５、電源供給部４３、電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）を有する。
【００３８】
電源供給部４３は、図示しない一次電源から供給される電源電圧を所定の定電圧にして、光源ブロック４０ごとに個別に電源を供給する電源供給部４３を有する。電源供給部４３は、例えばスイッチングレギュレータにより構成される。電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）は、光源ブロック４０ごとに設けられ、光源ブロック４０の各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）に加えられる電流量をそれぞれ制御する素子である。電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）、または、可変抵抗素子等で構成される。演算部４５は、外部信号に応じてバックライト４２の輝度を設定する。
【００３９】
外部信号とは、例えば、この液晶表示装置１０のユーザによる任意の輝度の設定信号、図示しないセンサによる検出信号、あるいは図１に示す映像信号等である。センサとは、例えばこの液晶表示装置１０が置かれる周囲の明るさを検出する照度センサ等であり、例えばその周囲の明るさに応じて演算部４５が予め定められた輝度を設定する。外部信号は、これらに限られず、他にも様々な信号が考えられる。
【００４０】
本実施の形態では、演算部４５は、すべての光源ブロック４０の輝度が均一（一定）となるように設定する。しかし、演算部４５は、後述する他の実施の形態のように、複数の光源ブロック４０ごとに個々に輝度を変化させ、バックライト４２全体で輝度分布を作るように設定することも可能である。演算部４５は、バックライト４２の輝度を設定すると、その輝度になるように、光源ブロック４０ごとに各電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）に駆動信号を送出する。
【００４１】
なお、演算部４５は、各光源ブロック４０に加えられる電流量を監視し、各光源ブロック４０に常に安定した電流が供給されるよう電源供給部４３に制御信号をフィードバックすることが好ましい。
【００４２】
以上のように構成された液晶表示装置１０の動作を説明する。図５は、その動作を示すフローチャートである。
【００４３】
例えば演算部が外部信号を入力すると（ステップ５０１）、その外部信号に応じたバックライト４２の輝度を設定する（ステップ５０２）。
【００４４】
バックライト４２の輝度が設定されると、演算部４５は、設定されたバックライト４２の輝度を得るように、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）に加えられる電流値を算出する（ステップ５０３）。ここでは、上記したようにバックライト４２全体の輝度が均一とされる場合について説明する。例えば、第１の輝度からそれより高い第２の輝度に変化させようとする場合、演算部４５は、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流値を上げるように設定する。一方、第１の輝度からそれより低い第３の輝度に変化させようとする場合、演算部４５は、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流値を下げるように設定する。一般にＬＥＤ素子の輝度とこれに加えられる電流値とは線形な関係にある。
【００４５】
演算部４５は、例えば上記第２の輝度を設定すると、第１の輝度から第２の輝度までの輝度変化に相当する色度変化を算出する（ステップ５０４）。演算部４５は、算出した色度変化を打ち消すように、つまり色度変化を補償するための、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流量の比（以下、電流比という。）を算出する（ステップ５０５）。演算部４５は、ステップ５０３で算出した電流値で、かつ、ステップ５０５で算出した電流比（第１の輝度時における電流比から変更された電流比）で各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）を駆動する（ステップ５０６）。この場合、演算部４５は、各電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）を制御することにより、各ＬＥＤ素子３１〜３３を駆動する。
【００４６】
具体的な例で説明すると、第１の輝度から第２の輝度になるように、赤、緑、青の各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）、３１（Ｂ）の電流値を上げるように当該電流値が算出された場合、その電流値でＬＥＤ素子３１（Ｇ）が発光すると、それまでより短波長側にシフトした、つまり青色側にシフトして発光する。この場合、青色ＬＥＤ素子３１（Ｂ）の電流値を下げるように設定され、青色を緑または赤に対して弱めるように制御される。例えば第１の輝度においては赤：緑：青＝２：３：１であった電流比が、例えば２．５：３．５：１の電流比とされる。なお、これについては、説明を分かりやすくするために単純な例を示しただけであり、様々な電流比が考えられる。
【００４７】
このように色度変化が補償されることで、バックライト４２が第２の輝度または第３の輝度で駆動されても、第１の輝度時における液晶表示デバイス１１に表示される映像の白近傍の色度が維持される。人間の視覚的に最も感度が高い色は白近傍であるので、白近傍の色度変化が抑制されれば問題ない。また、本実施の形態では、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）に加えられる電流量が制御されることでバックライトの輝度が制御されるので消費電力を低減することができる。
【００４８】
なお、ある一定の輝度における各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の各電流値は、それぞれ同じではなく異なる場合が多い。
【００４９】
上記ステップ５０３〜５０５の動作については、例えば、演算部４５は、輝度の変化量のデータと、その輝度変化に相当する色度変化を補償するための電流比の変化量のデータとが対応付けられた変換テーブルに基づき、バックライト４２を駆動するようにしてもよい。この変換テーブルは、メモリ（図１参照）１６に予め記憶されていればよい。
【００５０】
図６は、本発明の他の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。この図６の動作を実行する表示装置は、図１等に示した液晶表示装置１０でよい。
【００５１】
本実施の形態におけるステップ６０１〜６０４は、上記ステップ５０１〜５０４と同様の動作が行われる。ステップ６０４で、演算部４５により第１の輝度から第２の輝度までの輝度変化に相当する色度変化が算出されると、液晶パネル制御回路１４（図１参照）は、その色度変化を補償するように、液晶パネル１３の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各画素に対応するソースに加える駆動信号の電圧比（以下、駆動信号比という）を算出する（ステップ６０５）。ここでいう赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各画素とは、それぞれいわゆるサブ画素であるが、一般的にはこの３つのサブ画素で１つの画素が構成される。液晶パネル制御回路１４は、算出した駆動信号比で駆動するようにソースドライバ１７に制御信号を送出する（ステップ６０６）。
【００５２】
図６に示す処理によっても、液晶パネル制御回路１４は、輝度の変化量のデータと、その輝度変化に相当する色度変化を補償するための駆動信号比の変化量のデータとが対応付けられた変換テーブルに基づき、バックライト４２を駆動するようにしてもよい。この変換テーブルは、メモリ（図１参照）１６に予め記憶されていればよい。
【００５３】
このように、バックライト４２の液晶の駆動信号比が変更されることにより、色度変化を抑制することができる。また、本実施の形態の場合、上記のように白近傍以外にもすべての色の変化を補償することができる。ただし、その色度変化を補償する場合に、その駆動信号比の変化の範囲内において最も狭い色度範囲が、補償される色度変化の対象とされる。
【００５４】
また、図６に示す例は、図５のようにバックライト４２の各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の比が変更される形態ではないので、バックライト４２を構成するＬＥＤ素子として白色ＬＥＤが用いられてもよい。
【００５５】
次に、バックライト４２の各光源ブロックの輝度が個別に制御されることで、液晶表示デバイス１１に表示される表示画面のうち部分的に輝度が変化する形態について説明する。以下、このようなバックライトの駆動のことを「部分駆動」という。
【００５６】
図７に、バックライトの他の実施の形態を示す。このバックライト１２を搭載する液晶表示装置において、バックライト１２以外の構成は、図１に示した構成と同様である。これ以降の説明では、図１等に示した実施の形態に係る液晶表示装置１０の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５７】
このバックライト１２は、上記した光源ブロック、例えば、９個の光源ブロック１、２、・・・、９によって構成されている。該光源ブロック１、２、・・・、９がそれぞれ、液晶パネル１３の表示画面の９個の領域Ａ１〜Ａ９の真後ろに配置されている。
【００５８】
ここでは、説明を簡単にするために、バックライト１２の例として、光源ブロック１〜９が垂直方向にのみ分割されて配置されたものを示した。現実的には、図１に示すように、光源ブロックは、垂直方向と水平方向の両方向に分割されて配置されたものが用いられることが好ましい。あるいは、光源ブロックは、光源が水平方向にのみ分割されて配置されたものであってもよい。図７では、表示画面の領域が９つに分割される例を示したが、９個より少なくてもよいし多くてもよいが、できるだけ多い方が好ましい。
【００５９】
また、表示画面の各領域Ａ１〜Ａ９は、真後ろに位置する光源ブロック１〜９のみから出射された光が到達する領域として設定されたものではない。したがって、各光源ブロック１〜９から出射された光は、後述するように、散乱板等によって直前に位置する領域以外の領域にもそれぞれ到達する。
【００６０】
図８は、本実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図であり、特に上記制御部２０及びメモリ１６（図１参照）の構成を示す。この液晶表示装置１００の制御部２０は、映像信号検出回路１９、発光輝度分布設定部２１、液晶パネル制御回路１４、バックライト点灯制御回路１５を備えている。メモリ１６は、発光輝度分布データ記憶部３５、表示輝度寄与率データ記憶部３７を備えている。
【００６１】
映像信号検出回路１９は、映像信号のうち輝度信号を検出する輝度信号検出回路２５と、色信号を検出する色信号検出回路２６とを有する。本発明に係る実施の形態では、このうち特に輝度信号検出回路２５で検出された輝度信号について取り扱われる。
【００６２】
発光輝度分布設定部２１は、輝度信号検出回路２５で検出された輝度信号に応じた、各光源ブロック１〜９の発光輝度分布を設定する。発光輝度分布データ記憶部３５は、設定された光源ブロック１〜９の発光輝度分布を記憶する。発光輝度分布データ記憶部３５は、主に一時的なバッファとして機能することが多い。
【００６３】
表示輝度寄与率データ記憶部３７は、各光源ブロック１〜９が各領域Ａ１〜Ａ９に影響を及ぼす表示輝度の寄与率のデータを記憶する。
【００６４】
メモリ１６は、半導体メモリや誘電体メモリが用いられることが好ましいが、これに限られず、他の磁気や光を利用したメモリでもよい。
【００６５】
液晶パネル制御回路１４は、映像信号検出回路１９に映像信号が入力されると、入力された映像信号に基づいて液晶パネル１３における表示駆動を行うための表示駆動信号を生成する。
【００６６】
生成された表示駆動信号は、液晶パネル１３のソースドライバ１７及びゲートドライバ１８に送出され、該ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８を介して液晶パネル１３の各画素に入力される。表示駆動信号の入力は、入力される映像信号のフィールド周期またはフレーム周期に同期して１フィールド周期または１フレーム周期で行われる。液晶パネル１３の各画素に表示駆動信号が入力される際には、後述する補正処理が行われる。なお、インターレース方式の場合、１フィールドは２つのフレームからなり、プログレッシブ方式の場合１フィールドは１つのフレームからなる。「１フィールドまたは１フレーム」を、これ以降、単に「１フィールド」という。
【００６７】
バックライト点灯制御回路１５は、発光輝度分布設定部２１で設定された発光輝度分布に応じて各光源ブロック１〜９の駆動を個別に制御する。
【００６８】
図９は、各光源ブロック１〜９の発光輝度の例を示した図である。図９中、横軸は表示画面の垂直方向における位置、縦軸は発光輝度を示し、各光源ブロック１〜９をほぼ最大の均一な輝度で発光させた場合の例であり、相対的な発光輝度を示している。具体的には、縦軸の値は、各光源ブロック１〜９がすべてほぼ最大輝度で発光した場合の、各領域Ａ１〜Ａ９全体のトータルの発光輝度を１に規格化した場合の値である。図９に示す例の場合、各光源ブロック１〜９のうち１つの光源ブロックによる発光輝度の最大値は０．４４〜０．４５程度であるが、この値に限られないことは言うまでもない。
【００６９】
液晶表示装置１００にあっては、各光源ブロック１〜９から出射された光が、これら各光源ブロック１〜９の直前にそれぞれ位置する領域以外の領域に到達しないようにするための仕切り等は設けていない。したがって、各光源ブロック１〜９から出射された光は、直前に位置する領域以外の他の領域にも到達し、当該他の領域における表示輝度にも寄与する。
【００７０】
図１０は、図９に示した発光輝度を有する各光源ブロック用いた場合に、出射された光が液晶パネル１３に入射されるときの表示画面の各位置に対する各光源ブロックの輝度寄与率を示したものである。横軸は表示画面の垂直方向における位置、縦軸は各光源ブロック１〜９から出射された光の表示輝度に対する輝度寄与率を示している。
【００７１】
図１０に示すように、各光源ブロック１〜９から出射された光の輝度寄与率は、それぞれ光源ブロック１〜９の対応する領域Ａ１〜Ａ９において最も高く、領域Ａ１〜Ａ９から離れるにしたがって徐々に低下する。すなわち、領域Ａ１だけを例に挙げると、光源ブロック１による輝度寄与率は、それに対応する領域Ａ１が最も高くなっている。また、領域Ａ２だけを例に挙げると、光源ブロック２による輝度寄与率は、それに対応する領域Ａ２が高くなっている。また、領域Ａ１とＡ２の境界付近では、光源ブロック１及び２の輝度寄与率が交わり、その合成の輝度寄与率が高くなって表れている。垂直方向における両端部に配置された光源ブロック１、９については、それぞれに対応する領域Ａ１、Ａ９における輝度寄与率が４０％程度とされ、中間の位置に配置された光源ブロック２〜８ついては、それぞれに対応する領域Ａ２〜Ａ８における輝度寄与率が２０〜３０％程度とされている。領域Ａ１、Ａ９における輝度寄与率が高いのは、反射板や散乱板等の関係により、液晶パネル１３の構造による。
【００７２】
このように、液晶表示装置１００にあっては、各光源ブロック１〜９から出射された光がそれらの光源ブロック１〜９に対応する領域以外の領域にも到達する。つまり、各光源ブロック１〜９から出射されたそれぞれの光が、対応する領域Ａ１〜Ａ９のみに各別に照射されることはなく、他の領域にも照射される。
【００７３】
液晶表示装置１００にあっては、各光源ブロック１〜９の発光輝度が領域Ａ１〜Ａ９の表示輝度に対してどの程度寄与しているのかが予め測定され、この測定値が後述する連立方程式で演算する際のデータとして、表示輝度寄与率データ記憶部３７に記憶されている。この表示輝度の寄与率のデータは、表示輝度寄与率データ記憶部３７に必ずしも予めデータとして記憶されている必要はなく、何らかの関数形等で演算により導出することができる。したがって、表示輝度寄与率データ記憶部３７はなくてもよいし、あるいは、表示輝度寄与率データ記憶部３７は、一時的なバッファとして機能させてもよい。
【００７４】
次に、図１１のフローチャートを参照して、画面表示に関する制御の処理例について説明する。この制御は、制御部２０の液晶パネル制御回路１４及びバックライト点灯制御回路１５によって実行され、液晶パネル制御回路１４に１フィールドの映像信号が入力されるごとに行われる。
【００７５】
液晶パネル制御回路１４に１フィールドの映像信号が入力されると（ステップ１１０１）、入力された映像信号によって生成される１映像（原映像）の表示輝度の分布が、輝度信号検出回路２５によって検出される（ステップ１１０２）。したがって、各領域Ａ１〜Ａ９の表示輝度、例えば、領域Ａ１〜Ａ９ごとの各部の表示輝度を平均した平均表示輝度が検出される。
【００７６】
発光輝度分布設定部２１は、検出された表示輝度の分布に基づいて、バックライト１２を構成する各光源ブロック１〜９の発光輝度分布を設定する（ステップ１１０３）。この発光輝度分布の設定時には、領域Ａ１〜Ａ９の各表示輝度に対する各光源ブロック１〜９の発光輝度の輝度寄与率が考慮される。具体的には、メモリ１６の表示輝度寄与率データ記憶部３７に予め記憶されている上記表示輝度寄与率のデータ（図１０参照）を用いた連立方程式（２）〜（１０）により、各光源ブロック１〜９の発光輝度が設定される。
【００７７】
次に、演算部４５は、設定されたバックライト４２の輝度分布を得るように、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）に加えられる電流値を、各光源ブロック１〜９ごとに個別に算出する（ステップ１１０４）。例えば、各光源ブロック１〜９のうち、いずれか１つ、あるいは複数のブロックについて、第１の輝度からそれより高い第２の輝度に変化させようとする場合、演算部４５は、その光源ブロックが有する各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流値を上げるように設定する。以下、各光源ブロック１〜９のうちで輝度を変化させる対象の光源ブロックを「対象光源ブロック」という。第１の輝度からそれより低い第３の輝度に変化させようとする場合、演算部４５は、対象光源ブロックが有する各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流値を下げるように設定する。
【００７８】
演算部４５は、例えば上記第２の輝度を設定すると、第１の輝度から第２の輝度までの輝度変化に相当する色度変化を算出する（ステップ１１０５）。演算部４５は、算出した色度変化を補償するための、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流比を算出する（ステップ１１０６）。演算部４５は、ステップ１１０４で算出した電流値で、かつ、ステップ１１０６で算出した電流比で、対象光源ブロックの各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）を駆動する（後述するステップ１１０８）ことで、白近傍の色度変化を補償することができる。
【００７９】
このように色度変化が補償されることで、バックライト４２が第２の輝度または第３の輝度で駆動されても、第１の輝度時における液晶表示デバイス１１に表示される映像の白近傍の色度が維持される。また、本実施の形態では、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）に加えられる電流量が制御される上、部分駆動であるので、バックライトの輝度が制御されるので消費電力を低減することができる。
【００８０】
次に、上記ステップ１１０３のように各光源ブロック１〜９の発光輝度を設定した上で、液晶パネル制御回路１４は、液晶パネル１３の表示画面の各領域Ａ１〜Ａ９に対応する画素の表示輝度が最適化されるように液晶パネル１３の駆動信号を生成する（ステップ１１０７）。すなわち、上記ステップ１１０３で設定された発光輝度分布に応じて液晶パネル１３の駆動信号が生成される。より具体的には、設定した各光源ブロック１〜９の発光輝度と表示画面の各部における表示輝度の最適値とのずれ量に基づいて駆動信号が生成される。最適値とは、入力された映像信号に基づいて原映像が表示されるときに表示画面の各部において必要とされる表示輝度である。したがって、当該ずれ量を補正するためのずれ量補正値は、各光源ブロック１〜９から、上記のように設定された発光輝度で光が出射されたときに、表示画面の各部において必要とされる表示輝度を得るために各画素において必要とされる液晶の透過率を算出するための値である。単純に言うと、例えば各領域Ａ１〜Ａ９のうちある一部の領域の発光輝度が、従来のような一定値の輝度の１／２とされた場合、その領域に対応する液晶の画素の光透過率を２倍とするような補正が行われる。
【００８１】
そして、制御部２０は、ステップ１１０３で設定された発光輝度分布に応じた発光駆動信号をバックライト点灯制御回路１５から各光源ブロック１〜９に送出し、該各光源ブロック１〜９を、設定した発光輝度分布で発光させる。この場合、演算部４５は、上述したように、各電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）を制御することで、ステップ１１０６で算出した電流比による電流を、対象光源ブロックの各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）に加える。また、バックライト１２の部分駆動に同期して、制御部２０は、ステップ１１０７で生成された液晶パネル１３の駆動信号を液晶パネル制御回路１４から液晶パネル１３の各画素に送出し、各フィールドの映像を表示画面に表示させる（ステップ１１０８）。液晶パネル制御回路１４から液晶パネル１３の各画素に表示駆動信号が送出されると、１フィールドごとに各画素が表示駆動信号に応じて透過率が可変され、各光源ブロック１〜９から出射された光の各画素に対する透過状態が制御される。
【００８２】
したがって、表示画面の各部において、入力された映像信号に応じた表示輝度が得られた状態で映像が表示される。
【００８３】
以下に、上記したステップ１１０１〜１１０３及びステップ１１０７〜１１０８において行われる制御の具体的な方法について説明する。
【００８４】
バックライト１２の光源ブロック数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすると、本例においてはＮ＝９である。
【００８５】
液晶表示装置１００にあっては、上記したように、光源ブロックの分割数Ｎ（＝９）に対応した数で、図７に示すように、表示画面が領域Ａ１〜Ａ９の９つの領域に分割されている。
【００８６】
領域Ａ１〜Ａ９のそれぞれについて、入力される映像信号によって定まる最大表示輝度Ｌn_max(n=１〜９)を求める。最大表示輝度Ｌn_maxとは、領域Ａ１〜Ａ９のそれぞれの各部の中での最大の表示輝度となる値を言う。なお、この最大表示輝度は、１フィールドごとの映像信号に応じた値であり、１フィールドごとに異なるものである。
【００８７】
ここで全白の表示輝度（液晶パネル１３、バックライト１２共に白ピーク設定（通常、液晶パネル１３の透過率１００％、バックライト１２の出力１００％）の場合）をＬ_peakとし、表示画面の各領域Ａ１〜Ａ９について全白の表示輝度Ｌ_peakに対する最大表示輝度Ｌn_maxの比率αn(n=１〜６)を求める。ここで、Ｌn_max≦Ｌ_peakとなる。
【００８８】
αn＝（Ｌn_max/Ｌ_peak）・・・（１）
比率αnは、領域Ａ１〜Ａ９に対応する光源ブロック１〜９の発光輝度を何割抑制することができるかを示すリカバリー限界である。すなわち、液晶パネル１３の表示輝度は、おおよそ「液晶パネル（偏光板を含む）の透過率×バックライトの発光輝度」で定まるが、リカバリー限界とは、それ以上バックライト１２の発光輝度を下げると液晶パネルの透過率を１００％に設定しても最大表示輝度Ｌn_maxが得られなくなる値である。このリカバリー限界αnは、映像信号の輝度信号に対応しており、上記ステップ１１０２では、このリカバリー限界αnが求められることになる。
【００８９】
なお、上記には、各領域Ａ１〜Ａ９の最大表示輝度Ｌn_maxに基づいてリカバリー限界αnの値を求めるようにしたが、映像内容によっては各領域Ａ１〜Ａ９の平均表示輝度Ｌn_aveに基づきαn′＝（Ｌn_ave/Ｌ_peak）によりリカバリー限界αn′の値を求めて輝度制御を行うことも可能である。リカバリー限界αn′の値を求めて制御を行う場合には、完全な原映像を再現することは困難であるが、見た目に影響の少ない範囲で原映像を再現することが可能である。
【００９０】
各領域Ａ１〜Ａ９の表示輝度には、上記したように、それぞれ領域Ａ１〜Ａ９に対応する光源ブロック１〜９の発光輝度以外に、他の光源ブロック１〜９の発光輝度も寄与する。したがって、各領域Ａ１〜Ａ９に対応する光源ブロック１〜９の発光輝度を領域Ａ１〜Ａ９のリカバリー限界αnに応じて各別に制御するだけでは、領域Ａ１〜Ａ９に対応しない光源ブロック１〜９の発光輝度を考慮した制御を行うことができない。
【００９１】
そこで、領域Ａ１〜Ａ９に対応しない光源ブロック１〜９の発光輝度をも考慮して光源ブロック１〜９ごとの発光率βn（n＝１〜９）を求める。発光率βnとは、各光源ブロック１〜９の最大発光輝度（白ピーク設定時）に対する実際の各光源ブロック１〜９の発光輝度の割合を示す値であり、０≦βn≦１の範囲で求められる。
【００９２】
発光率βnの算出は、各領域Ａ１〜Ａ９に対する各光源ブロック１〜９の輝度寄与率ＫX,Y（図１０参照）を用いて行う。図１０に示した光源ブロック１〜９の輝度寄与率のデータは、上記したように、予め表示輝度寄与率データ記憶部３７に記憶されており、発光率βnの算出時に当該記憶された光源ブロック１〜９の輝度寄与率のデータが読み出される。
【００９３】
輝度寄与率Ｋx,yにおいて、Ｘは領域Ａ１〜Ａ９を示し、Ｙは光源ブロック１〜９を示す。例えば、Ｋ１,１は領域Ａ１に対する１番上に位置する光源ブロック１の輝度寄与率を示し、例えば、Ｋ２,３は領域Ａ２に対する上から３番目に位置する光源ブロック３の輝度寄与率を示す。図１０に示すように、輝度寄与率は光源ブロック１〜９ごとに各領域内において一定とされていないが、表示輝度寄与率データ記憶部３７には、輝度寄与率Ｋx,yとしては、例えば、領域Ａ１〜Ａ９のそれぞれ中央におけるデータが記憶されている。
【００９４】
発光率βnは、図１２に示す多元連立方程式（不等式）（２）〜（１０）を解くことによって求められる。
【００９５】
上記ステップ１１０３では、多元連立方程式を用いて発光率βn（０≦βn≦１）が算出され、この発光率βnを満たすように各光源ブロック１〜９の発光輝度が設定されることにより、発光輝度分布が設定される。
【００９６】
なお、上記した多元連立方程式は、バックライトの分割数に応じてnの数が変化するだけであるため、バックライトの構成に関わらず使用することができる。
【００９７】
また、上記には、光源ブロック１〜９ごとにβnを求める例を示したが、例えば、赤、緑、青の原色ごと又はバックライト１２の発光色ごとに、各別にβnを算出して輝度制御を行うことも可能である。
【００９８】
図１３は、ある１フィールド分の映像信号が入力されたときに、上記の方法を用いて発光率βnを算出し、バックライト１２の各光源ブロック１〜９の発光輝度を制御した状態を示す一例である。
【００９９】
図１３中、横軸は表示画面の垂直方向における位置を示す。図１３中、破線で繋いだ各点のデータが各領域Ａ１〜Ａ９におけるリカバリー限界αnを示し、実線で繋いだ各点のデータが各領域Ａ１〜Ａ９における光源ブロック１〜９の発光率βnの合計値を示す。すなわち、この図１３のグラフは、上記連立方程式を表したグラフである。このように、発光率βnはリカバリー限界αnに近い値で設定されており、光源ブロック１〜９の発光輝度が効率的に制御されている。この例では、領域Ａ５の表示輝度が最も低く、領域Ａ５から離れるにしたがって表示輝度が高くなり、領域Ａ１で表示輝度が最も高くなっている。
【０１００】
このようにリカバリー限界αn及び輝度寄与率Ｋx,yを用い、多元連立方程式を解くことによって光源ブロック１〜９の発光率βnを求めて各光源ブロック１〜９の発光輝度を制御することにより、映像の表示状態に応じて各光源ブロック１〜９の発光輝度を抑制することが可能となる。これにより、バックライト１２の消費電力の低減を図ることができる。また、例えば映像中の黒い部分についてはその領域に対応する光源ブロックを消したり、映像中の明るい部分については、その領域に対応する光源ブロックを点灯したりすることで、高コントラストな映像を表示するこが可能となる。
【０１０１】
また、本実施の形態では、１つの光源ブロックの輝度が表示画面全体にどのような影響を及ぼすのかの表示輝度寄与率データが記憶されているので、原映像を忠実に再現することができ、高精細な画質を得ることができる。
【０１０２】
この図１１に示した動作においては、対象光源ブロックの各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の電流比が変更される例を示した。しかし、図６で示したように、バックライト１２の部分駆動において、各領域Ａ１〜Ａ９のうち、対象光源ブロックに対応する領域における液晶表示デバイス１１の画素に加えられる駆動信号比が算出され、この算出された駆動信号比で液晶表示デバイス１１が駆動されてもよい。
【０１０３】
また、上記でも説明したが、図７の液晶表示デバイス１１の表示画面については、あくまでも説明をわかりやすくするために、領域Ａ１〜Ａ９の垂直方向で分割される例を示した。しかし、図１に示すように、光源ブロック４０が表示画面でマトリクス状に配置されて部分駆動が行われた上で、色度変化の補償の動作が行われてもよい。
【０１０４】
以上のようにして、発光率βnが設定されて各光源ブロック１〜９による発光輝度分布が設定された後、以下に示すように、液晶パネル１３の表示画面の各部の表示輝度を映像表示の際の最適値にするための各画素に対するずれ量補正値を算出する。これは、上記したステップ１１０７の処理である。このステップ１１０７は上記ステップ１１０４の前に行われてもよい。
【０１０５】
ずれ量補正値は、図１４に示す液晶パネル１３の表示輝度特性についてのデータに基づいて算出する。図１４中、横軸はバックライト１２の出力を１００％としたとき（全点灯時）の液晶パネル１３の設定階調（電圧）Ｓ_dataを示し、縦軸は設定階調Ｓ_dataに対する液晶パネル１３の表示輝度Ｌ_dataを示す。図１４に示す表示輝度特性ｆのデータは予め求められており、例えばメモリ１６に記憶されている。
【０１０６】
各画素について、全白の表示輝度Ｌ_peakと設定表示輝度Ｌ_setの比をγとする。設定表示輝度Ｌ_setとは、発光率βnに基づいて発光輝度が設定された光源ブロック１〜９から光が出射された場合に画素が透過率１００％とされたときの表示輝度を言う。
【０１０７】
γ = Ｌ_peak/Ｌ_set ・・・（１１）
映像信号が入力されたときに表示される映像（原映像）の設定階調Ｓ_dataは、上記したように、図１４に示すデータにより表示輝度Ｌ_dataに基づいて定められる。
【０１０８】
Ｌ_data =ｆ（Ｓ_data） ・・・（１２）
また、設定表示輝度Ｌ_setに対する補正設定階調Ｓ_data′は、全白の表示輝度Ｌ_peakと設定表示輝度Ｌ_setの比γ及び設定階調Ｓ_dataに基づいて以下の式によって算出される。補正設定階調Ｓ_data′が、各画素において必要とされる透過率を算出するためのずれ量補正値となる。
【０１０９】
Ｓ_data′=ｆ（γ×Ｌ_data）−1 ・・・（１３）
補正設定階調Ｓ_data′となるように各画素の透過率が設定されることにより、原映像が最適な表示輝度で再現される。
【０１１０】
図１５は、液晶表示装置のさらに別の実施の形態に係るバックライト点灯制御回路の構成を示すブロック図である。この形態では、バックライト４２が部分駆動される形態について説明する。
【０１１１】
このバックライト点灯制御回路１１５は、図４に示したバックライト点灯制御回路１５に、ＰＷＭ信号発生部５６がさらに追加された構成となっている。このＰＷＭ信号発生部５６は、光源ブロック４０ごとに設けられ、演算部４５の制御に応じて、各電流量制御素子４４（Ｒ）、４４（Ｇ）及び４４（Ｂ）にＰＷＭ信号を出力する。すなわち、このＰＷＭ信号発生部５６により、光源ブロック４０ごとに個別にＰＷＭ駆動される。
【０１１２】
図１６は、このバックライト点灯制御回路１１５の演算部５５の構成を示す図である。演算部５５は、上記ＰＷＭ信号発生部５６によるＰＷＭ駆動によるバックライト４２の輝度制御と、上記した電流駆動によるバックライト４２の輝度制御とを切り替えて制御する切り替え制御部４９を備えている。切り替え制御部４９は、光源ブロック４０ごとに設けられている。
【０１１３】
切り替え制御部４９は、上記電流比算出部５１、発光輝度設定部５３、輝度閾値設定部５４、コンパレータ５７及びスイッチ５２を有する。
【０１１４】
電流比算出部５１は、図５における実施の形態で説明した、ステップ５０３〜５０５の動作を処理する。
【０１１５】
発光輝度設定部５３は、対応する光源ブロック４０の発光輝度を設定する。具体的には、図７〜図１３で示した部分駆動の説明のように、発光輝度分布設定部２１がバックライト４２全体の発光輝度分布を設定する。
【０１１６】
輝度閾値設定部５４は、対応する光源ブロックの発光輝度の所定の閾値を設定する。この輝度閾値設定部５４は、必ずしも光源ブロック４０ごとに設けられていなくてもよく、実際には、１つのバックライト４２で共通の１つの輝度閾値設定部が設けられていることが多い。
【０１１７】
コンパレータ５７は、輝度閾値設定部５４で設定された発光輝度と、上記閾値を比較し、そのＨｉｇｈ及びＬｏｗの出力により、スイッチ５２を切り替える。これにより、バックライト点灯制御回路１１５は、例えば、表示画面のある一部の領域における、入力された映像信号の輝度信号が所定の閾値となるか否かを境界として、ＰＷＭ駆動と電流駆動とを切り替え制御することが可能となる。
【０１１８】
図１７は、このバックライト点灯制御回路１１５を含む液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。
【０１１９】
ステップ１７０１〜１７０３は、図１１に示したステップ１１０１〜１１０３と同様の動作である。ステップ１７０４では、ステップ１７０３で設定された発光輝度分布（光源ブロック４０ごとの発光輝度）と、輝度閾値設定部５４で設定された輝度の閾値とがコンパレータ５７により比較される。
【０１２０】
ステップ１７０４による比較の結果、例えばその発光輝度が閾値より低い場合（ステップ１７０５のＮＯ）、切り替え制御部４９は、ＰＷＭ信号発生部５６からＰＷＭ信号を発生させることにより、ＰＷＭ駆動によりバックライトの輝度が制御される（ステップ１７０６）。このステップ１７０６では、ＰＷＭ駆動であるので、各ＬＥＤ素子３１（Ｒ）、３１（Ｇ）及び３１（Ｂ）の発光波長は変化しない。したがって、色度変化の補償動作は行われない。また、このステップ１７０６のＰＷＭ駆動では、上記ステップ１１０４及び１１０５と同様に、液晶パネルの駆動信号が生成され（ステップ１７０６−１）、バックライト及び液晶パネルにそれぞれ駆動信号が送出される（ステップ１７０６−２）。
【０１２１】
ステップ１７０４による比較の結果、例えばその発光輝度が閾値より高い場合（ステップ１７０５のＹＥＳ）、ステップ１７０７〜１７１１において、切り替え制御部４９は電流駆動に切り替え、演算部５５は、この電流駆動による色度変化を補償する処理を行う。ステップ１７０７〜１７１１は、図１１に示したステップ１１０４〜１１０８に相当する。
【０１２２】
上記輝度閾値設定部５４で設定される閾値は、適宜設定可能である。例えば、通常の１００％の発光輝度まではＰＷＭ駆動で輝度制御され、１００％の発光輝度を超えた時点で電流駆動に切り替えられるようにすることができる。すなわち、上記式（１）のリカバリー限界αn＝（Ｌn_max/Ｌ_peak）の値が１を超えたときに、電流駆動により輝度制御されるようにすることができる。これにより、比較的大きな電力を必要とする場合のみに電流駆動に切り替えられるので、消費電力を低減することができる。
【０１２３】
しかしながら、閾値に関しては、上記式（１）のリカバリー限界αn＝（Ｌn_max/Ｌ_peak）の値が１のときのみに限られず、０．８や０．９等であってもよい。あるいは閾値は、０．７〜０．９というように範囲設定されていてもよい。
【０１２４】
特に、本実施の形態では、図１８に示すように、例えば原映像の中央部に輝度の高い部分が含まれているような「白突き上げ」映像の処理に有効である。この図１８では、図１７に示したステップ１７０５のＹＥＳの場合の動作を模式的に示している。図１８では、夜空に雷が発生している映像を例に挙げた。
【０１２５】
図１５及び図１６に示す実施の形態では、バックライト４２が部分駆動される場合について説明したが、この形態は、部分駆動でない表示画面全体で均一輝度にする駆動の場合（図１〜図６で示した形態）についても適用可能である。その場合、切り替え制御部４９は、光源ブロックごとに設けられていなくてもよく、バックライト４２全体で１つ設けられていればよい。
【０１２６】
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１２７】
上記各実施の形態では、図５（または、図１１、図１７）に示したように電流比の制御による色度変化の補償動作、及び、図６に示したように液晶表示デバイス１１の駆動信号比の制御による色度変化の補償動作のうちいずれか一方が行われる形態を示した。しかし、これらの両方の動作が行われるようにしてもよい。例えば、白近傍の色度変化の補償は、上記電流比の制御により行われるようにし、白近傍以外の色度変化の補償は、この駆動信号比の制御により行われるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る表示装置を示す模式図である。
【図２】バックライトを構成するＲＧＢの各ＬＥＤ素子が配列される単体セルの一例を示す図である。
【図３】図２の等価回路を示す図である。
【図４】バックライト点灯制御回路及びバックライトの構成を示す図である。
【図５】液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図７】他の実施の形態に係るバックライトの構成を示す図である。
【図８】制御部及びメモリの構成を示すブロック図である。
【図９】各光源ブロックの発光輝度分布の例を示した図である。
【図１０】図９に示した発光輝度を有する各光源ブロック用いた場合に、出射された光が液晶パネルに入射されるときの表示画面の各位置に対する各光源ブロックの輝度寄与率を示したものである。
【図１１】図７に示したバックライトを搭載する液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】発光輝度分布を設定するための多元連立方程式の例を示す。
【図１３】ある１フィールド分の映像信号が入力されたときに、上記の方法を用いて発光率βnを算出し、バックライトの各光源ブロックの発光輝度を制御した状態を示す一例である。
【図１４】液晶パネルの設定階調に対する表示輝度特性を示すグラフである。
【図１５】液晶表示装置のさらに別の実施の形態に係るバックライト点灯制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示すこのバックライト点灯制御回路の演算部の構成を示す図である。
【図１７】図１５に示すバックライト点灯制御回路を含む液晶表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】部分駆動の動作を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１２９】
Ａ１〜Ａ９…表示画面の領域
１〜９、４０…光源ブロック
１０、１００…液晶表示装置
１１…液晶表示デバイス
１２、４２…バックライト
１３…液晶パネル
１４…液晶パネル制御回路
１５、１１５…バックライト点灯制御回路
１６…メモリ
１９…映像信号検出回路
２０…制御部
２１…発光輝度分布設定部
２５…輝度信号検出回路
２６…色信号検出回路
３１（Ｒ）、３１（Ｇ）、３１（Ｂ）…ＬＥＤ素子
３５…発光輝度分布データ記憶部
３７…表示輝度寄与率データ記憶部
４４（Ｒ）、４４（Ｇ）、４４（Ｂ）…電流量制御素子
４５、５５…演算部
４９…切り替え制御部
５１…電流比算出部
５６…ＰＷＭ信号発生部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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