(57)【要約】【課題】ＰＷＭ制御を行う光源制御装置において、輝度制御の分解能を向上させる。【解決手段】複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置であって、クロック周波数を決定する周波数決定手段と、一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出手段と、前記目標パルス幅に基づいて出力パルス幅を算出する第二の算出手段と、前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動手段と、を有し、前記周波数決定手段は、前記目標パルス幅と出力パルス幅に基づいて、前記クロック周波数を変更することを特徴とする。【選択図】図１
2017116734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置であって、
クロック周波数を決定する周波数決定手段と、
一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出手段と、
前記目標パルス幅に基づいて出力パルス幅を算出する第二の算出手段と、
前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動手段と、を有し、
前記周波数決定手段は、前記目標パルス幅と出力パルス幅に基づいて、前記クロック周波数を変更する
ことを特徴とする、光源制御装置。
【請求項２】
前記目標パルス幅は、前記光源を目標の輝度で発光させるためのパルス幅であり、
前記出力パルス幅は、クロックの発生タイミングに同期したパルス幅であり、
前記周波数決定手段は、前記目標パルス幅と出力パルス幅が一致していない場合に、前記目標パルス幅と出力パルス幅が一致するように前記クロックの周波数を変更する
ことを特徴とする、請求項１に記載の光源制御装置。
【請求項３】
前記周波数決定手段は、前記目標パルス幅と出力パルス幅の比を、所定の初期値に乗ずることで、変更後のクロック周波数を決定する
ことを特徴とする、請求項２に記載の光源制御装置。
【請求項４】
前記第一の算出手段は、前記光源の発光輝度の目標値を取得し、前記目標値に基づいて前記目標パルス幅を算出する
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の光源制御装置。
【請求項５】
前記光源の発光輝度を取得するセンサ手段をさらに有し、
前記第一の算出手段は、取得した発光輝度を用いて前記目標パルス幅を補正する
ことを特徴とする、請求項４に記載の光源制御装置。
【請求項６】
前記複数の光源は、ブロック単位で制御が可能な光源であり、
前記光源駆動手段は、前記ブロックごとに異なるクロック周波数および出力パルス幅を用いて前記光源を駆動する
ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の光源制御装置。
【請求項７】
画像を表示する画像表示手段をさらに有し、
前記周波数決定手段は、前記画像表示手段に表示される画像の１フレームの期間内において、前記クロック周波数を複数の値に変更可能である
ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の光源制御装置。
【請求項８】
複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置であって、
一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出手段と、
前記目標パルス幅に基づいてクロック周波数を決定する周波数決定手段と、
前記クロック周波数と前記目標パルス幅に基づいて、出力パルス幅を算出する第二の算出手段と、
前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動手段と、を有する
ことを特徴とする、光源制御装置。
【請求項９】
前記周波数決定手段は、第一のクロック周波数と、前記第一のクロックよりも周波数が
高い第二のクロック周波数を生成可能であり、
前記目標パルス幅が所定の値よりも小さい場合に、前記第二のクロック周波数を用いた制御を行う
ことを特徴とする、請求項８に記載の光源制御装置。
【請求項１０】
前記複数の光源は、ブロック単位で制御が可能な光源であり、
前記光源駆動手段は、前記ブロックごとに異なるクロック周波数および出力パルス幅を用いて前記光源を駆動する
ことを特徴とする、請求項９に記載の光源制御装置。
【請求項１１】
前記光源駆動手段は、複数の前記ブロックのうち、前記目標パルス幅が所定の閾値よりも低いブロックに対してのみ、前記第二のクロック周波数を用いた制御を行う
ことを特徴とする、請求項１０に記載の光源制御装置。
【請求項１２】
前記所定の閾値は、複数の前記ブロックにそれぞれ関連付いた目標パルス幅の分布に基づいて決定される
ことを特徴とする、請求項１１に記載の光源制御装置。
【請求項１３】
複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置が実行する光源制御方法であって、
クロック周波数を決定する周波数決定ステップと、
一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出ステップと、
前記目標パルス幅に基づいて出力パルス幅を算出する第二の算出ステップと、
前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動ステップと、を含み、
前記周波数決定ステップでは、前記目標パルス幅と出力パルス幅に基づいて、前記クロック周波数を変更する
ことを特徴とする、光源制御方法。
【請求項１４】
複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置が実行する光源制御方法であって、
一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出ステップと、
前記目標パルス幅に基づいてクロック周波数を決定する周波数決定ステップと、
前記クロック周波数と前記目標パルス幅に基づいて、出力パルス幅を算出する第二の算出ステップと、
前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動ステップと、を含む
ことを特徴とする、光源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源制御装置および光源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶のような自発光素子を用いない表示装置において、ＬＥＤをはじめとするバックライト装置が多く利用されている。
しかし、ＬＥＤの輝度は、温度変化や、長期使用による経時劣化を含む環境変化によって変化してしまう。そのため、バックライト内に配置された輝度センサの出力に基づいて、輝度が一定になるよう、バックライトの発光量をフィードバック制御する技術が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
バックライトの発光量を調整する方法の一つに、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御がある。ＰＷＭ制御は、バックライトの点灯期間と消灯期間の割合(デューティ比)を変化させることでバックライトの発光量を調整する制御方法である。具体的には、バックライトの駆動回路（光源がＬＥＤの場合、ＬＥＤドライバ）が、映像制御装置から供給されるＰＷＭ信号とクロックに基づいてデューティ比を変化させ、バックライトの発光量を調整する。
【０００４】
ＰＷＭ制御において、点灯と消灯の１周期が長い場合、光の点滅が人の目に視認されてしまい、ちらつき（フリッカ）の原因となることがある。そのため、バックライトのＰＷＭ制御は、２００Ｈｚ以上の高い周波数で行うことが一般的である。
しかし、一般的なＬＥＤドライバでは、デューティ比の分解能の上限が決まっている。例えば、２５６段階の分解能を持つＬＥＤドライバを用いた場合、輝度は２５６段階となる。
しかし、フィードバック制御などでバックライトの制御を行おうとした場合、２５６段階という分解能では不十分な場合があり、画質に対するユーザの要求に応えられないという問題がある。
【０００５】
これに対応する発明として、特許文献２には、ＰＷＭ分解能以上の中間階調を表現する技術が記載されている。具体的には、映像１フレームの表示期間に対し、バックライト点灯期間（サブフレーム）を複数有する映像表示装置において、サブフレームごとにパルス幅が変更可能な構成となっている。このようにすることで、１フレームあたりの分解能を、サブフレーム数の倍数分だけ向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９９４５１４号公報
【特許文献２】特許第５３０７５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２に記載された方法では、サブフレーム数の倍数分しか分解能を向上させることができないため、輝度や色に対する階調を十分に表現できない場合がある。また、サブフレームごとにデューティ比を変更すると、人の目で認識可能なフリッカが発生するおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ＰＷＭ制御を行う光源制御装
置において、輝度制御の分解能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の形態に係る光源制御装置は、
複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置であって、クロック周波数を決定する周波数決定手段と、一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出手段と、前記目標パルス幅に基づいて出力パルス幅を算出する第二の算出手段と、前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動手段と、を有し、前記周波数決定手段は、前記目標パルス幅と出力パルス幅に基づいて、前記クロック周波数を変更することを特徴とする。
また、本発明の第二の形態に係る光源制御装置は、
複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置であって、一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出手段と、前記目標パルス幅に基づいてクロック周波数を決定する周波数決定手段と、前記クロック周波数と前記目標パルス幅に基づいて、出力パルス幅を算出する第二の算出手段と、前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第一の形態に係る光源制御方法は、
複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置が実行する光源制御方法であって、クロック周波数を決定する周波数決定ステップと、一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出ステップと、前記目標パルス幅に基づいて出力パルス幅を算出する第二の算出ステップと、前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動ステップと、を含み、前記周波数決定ステップでは、前記目標パルス幅と出力パルス幅に基づいて、前記クロック周波数を変更することを特徴とする。
また、本発明の第二の形態に係る光源制御方法は、
複数の光源の輝度をパルス幅変調によって制御する光源制御装置が実行する光源制御方法であって、一クロックの周期内における目標パルス幅を算出する第一の算出ステップと、前記目標パルス幅に基づいてクロック周波数を決定する周波数決定ステップと、前記クロック周波数と前記目標パルス幅に基づいて、出力パルス幅を算出する第二の算出ステップと、前記クロック周波数と、前記出力パルス幅に基づいて、前記光源を駆動するパルスを生成する光源駆動ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＰＷＭ制御を行う光源制御装置において、輝度制御の分解能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一の実施形態に係るバックライト装置の構成を表すブロック図。
【図２】バックライト２００のハードウェア構成を表すブロック図。
【図３】第一の実施形態におけるバックライト制御装置の処理フローチャート図。
【図４】バックライト制御装置が行う輝度補正値算出処理のフローチャート図。
【図５】第一の実施形態における補正ブロックテーブルを説明する図。
【図６】制御ブロックと輝度センサの位置関係を説明する図。
【図７】第一の実施形態におけるタイミングチャート図。
【図８】第二の実施形態に係るバックライト装置の構成を表すブロック図。
【図９】第二の実施形態におけるバックライト制御装置の処理フローチャート図。
【図１０】第二の実施形態におけるタイミングチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。
また、本明細書では、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行うためのクロックをＰＷＭクロックと称する。また、ＰＷＭクロックの周波数をＰＷＭクロック周波数、基準となる周波数を持つＰＷＭクロックを基準ＰＷＭクロックと称する。
【００１４】
（第一の実施形態）
第一の実施形態の概要について、図１を参照しながら説明する。
第一の実施形態に係るバックライト装置１０は、バックライト２００と、バックライト２００を制御する装置であるバックライト制御装置１００からなる装置である。
【００１５】
バックライト制御装置１００は、目標輝度取得部１０１、目標ＰＷＭ値算出部１０２、ＰＷＭ値決定部１０３、ＰＷＭクロック決定部１０４、輝度補正値算出部１０５、輝度センサ値取得部１０６を備える。
また、バックライト２００は、複数のＬＥＤ２０１、複数の輝度センサ２０２、ＬＥＤ点灯制御部２０４を備える。以下、それぞれの手段について説明する。
【００１６】
まず、バックライト制御装置１００の構成について説明する。
バックライト制御装置１００は、不図示のＲＯＭ、ＲＡＭ、およびＣＰＵを備え、ＲＡＭをワークメモリとし、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで動作するコンピュータである。
なお、バックライト制御装置１００は、電源が投入されている間、ＣＰＵに内蔵されたタイマを用いて時間管理を行う。具体的には、電源が投入されると、時間（以下、バックライト点灯時間）の計測を開始する。そして、バックライト点灯時間が所定の閾値（以下、時間閾値）を超過するたびに、輝度補正値算出部１０５に対してイベント（以下、時間経過イベント）が発生した旨の通知を行う。なお、時間閾値は秒単位で表され、本実施形態では１０秒とする。
【００１７】
目標輝度取得部１０１は、目標輝度を取得し、後述する目標ＰＷＭ値算出部１０２および輝度補正値算出部１０５に出力する手段である。目標輝度とは、不図示の液晶パネルを通して得られる光量、つまりユーザに見える輝度を表す情報（カンデラ（ｃｄ／ｍ2）で
表される）である。本実施形態では、目標輝度は、不図示のユーザインタフェースを介して装置のユーザから取得する。
【００１８】
目標ＰＷＭ値算出部１０２は、目標輝度取得部１０１が取得した目標輝度と、後述する輝度補正値に基づいて、目標ＰＷＭ値を算出する手段である。
なお、本明細書においては、ＰＷＭ値とは、一クロック内におけるパルス幅を表す語として用いる。目標ＰＷＭ値とは、装置が生成すべきパルス幅の目標値（目標パルス幅）である。例えば、目標ＰＷＭ値が１００であって、ＰＷＭ信号の分解能が２５６段階である場合、デューティ比の目標値は１００／２５６となる。
算出された目標ＰＷＭ値は、後述するＰＷＭ値決定部１０３とＰＷＭクロック決定部１０４へそれぞれ出力される。
【００１９】
ＰＷＭ値決定部１０３は、目標ＰＷＭ値算出部１０２から取得した目標ＰＷＭ値に基づいて、出力ＰＷＭ値を決定する手段である。目標ＰＷＭ値がパルス幅の目標値であるのに対し、出力ＰＷＭ値は、実際に出力されるパルス幅（出力パルス幅）を表す値である。
決定された出力ＰＷＭ値は、バックライト２００が有するＬＥＤ点灯制御部２０４へ出力される。同時に、決定された出力ＰＷＭ値は、ＰＷＭクロック決定部１０４へ出力される。
【００２０】
ＰＷＭクロック決定部１０４は、本発明における周波数決定手段であり、目標ＰＷＭ値と出力ＰＷＭ値に基づいて、ＰＷＭ制御を行うためのクロック（ＰＷＭクロック）を生成する手段である。決定されたＰＷＭクロックは、ＬＥＤ点灯制御部２０４へ出力される。
目標ＰＷＭ値と出力ＰＷＭ値、ＰＷＭクロックとの関係については後ほど説明する。
【００２１】
輝度補正値算出部１０５は、バックライト２００に設けられた輝度センサから取得した輝度値（以下、輝度センサ値）と、目標輝度取得部１０１から取得した目標輝度に基づいて、ＬＥＤの輝度を補正するための値（以下、輝度補正値）を生成する手段である。
輝度補正値算出部１０５は、イベント通知を受信すると、入力インタフェースである輝度センサ値取得部１０６を介して、バックライト２００に設けられた輝度センサ２０２から輝度センサ値を取得する。また、輝度補正値算出部１０５は、取得した輝度センサ値と基準センサ値に基づいて輝度補正値を算出し、目標ＰＷＭ値算出部１０２に出力する。
なお、本実施形態では、液晶パネルを通して得られた光量が１００カンデラのときに輝度センサ２０２が出力する輝度センサ値を「基準センサ値」と称する。基準センサ値は、補正ブロックテーブルに記憶される。補正ブロックテーブルの詳細および輝度補正値の詳細については後述する。
【００２２】
次に、バックライト２００の構成について説明する。
本実施形態では、図２に示したように、複数のＬＥＤ２０１を平面上に配置することでバックライトを構成する。また、複数のＬＥＤ２０１は、マトリックス状に複数のブロック（以下、制御ブロック）に分割されて配置されており、後述するＬＥＤ点灯制御部２０４から出力された命令に基づいて、制御ブロック単位で個別に輝度を制御できる構成となっている。
ＬＥＤ点灯制御部２０４は、本発明における光源駆動手段であり、バックライト制御装置１００から取得したＰＷＭクロックおよび出力ＰＷＭ値に基づいて、ＰＷＭ制御を行うためのパルス信号を生成し、複数のＬＥＤ２０１の点灯を制御する手段である。具体的な例については後述する。
輝度センサ２０２は、複数の輝度センサを含んでおり、輝度センサ値取得部１０６から受信したリクエストに応じて、対応する輝度センサから輝度センサ値を取得して送信する手段である。
【００２３】
次に、バックライト制御装置１００の動作について、図３に示したフローチャートを用いて説明する。
ユーザが装置の電源を投入する操作を行うと、図３に示した処理が開始される。なお、前述したように、装置の動作中においては不図示のＣＰＵが時間の計測を行い、所定の間隔で時間経過イベントを発生させる。
【００２４】
まず、ＰＷＭクロック決定部１０４が、基準となる周波数（ＢａｓｅＣＬＫ）を持つクロックを生成し、ＬＥＤ点灯制御部２０４に対して出力する。なお、ここでは、基準ＰＷＭクロックの周波数を３００Ｈｚとし、バックライトの点灯周期を１／３００秒とする。すなわち、ＰＷＭクロックとバックライト点灯周期は同期した状態である。
【００２５】
そして、ＰＷＭ値設定部１０４が、ＬＥＤ点灯制御部２０４に対してＰＷＭ値の初期値（以下、初期ＰＷＭ値）であるＤｅｆＰＷＭを設定する。なお、本実施形態では、１００カンデラの目標輝度に対応するＰＷＭ値が１００であるものとする。すなわち、目標輝度の初期値（ＤｅｆＬｕｍ）が１００カンデラである場合、初期ＰＷＭ値（ＤｅｆＰＷＭ）は１００となる。
【００２６】
ステップＳ３０１では、ＬＥＤ点灯制御部２０４が、取得したＰＷＭクロックとＰＷＭ
値に基づいて、ＬＥＤ２０１を点灯させるためのパルス信号を生成し、バックライトを点灯させる。
次に、ステップＳ３０２で、輝度補正値算出部１０５が、輝度補正値を算出する処理を行い、輝度補正値（ＣｏｆｆＬｕｍ）を目標ＰＷＭ値算出部１０２へ出力する。輝度補正値とは、液晶パネルを通して得られる光量が所望の値となるように、ＬＥＤの発光輝度をフィードバック補正するための値である。詳細については後述する。
【００２７】
次に、ステップＳ３０３で、目標ＰＷＭ値算出部１０２が、ユーザによって設定された目標輝度（ＴｇｔＬｕｍ）と、ステップＳ３０２で算出された輝度補正値（ＣｏｆｆＬｕｍ（ｘ，ｙ））に基づいて、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（ｘ，ｙ））を算出する。目標ＰＷＭ値とは、目標輝度を実現するためのパルス幅を表す値である。
目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（ｘ，ｙ））は、式（１）で算出することができる（ｘおよびｙは制御ブロックの座標）。目標ＰＷＭ値の算出は、全ての制御ブロックについて行われる。
算出された目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ）は、ＰＷＭ値決定部１０３およびＰＷＭクロック決定部１０４へ出力される。
【数１】
2017116734.tif 000003
【００２８】
次に、ＰＷＭ値決定部１０３が、取得した目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（ｘ，ｙ））に基づいて、出力ＰＷＭ値（ＯｕｔＰＷＭ（ｘ，ｙ））を決定する。出力ＰＷＭ値は、クロックの発生タイミングに同期した値でなければならない。そこで、本実施形態では、目標ＰＷＭ値の小数点以下を切り捨て、出力ＰＷＭ値（ＯｕｔＰＷＭ（ｘ，ｙ））とする。なお、出力ＰＷＭ値の算出は、全ての制御ブロックについて行われる。
【００２９】
次に、ステップＳ３０４で、ＰＷＭクロック決定部１０４が、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ）と、出力ＰＷＭ値（ＯｕｔＰＷＭ）を用い、式（２）によって、変更後のＰＷＭクロック周波数（ＯｕｔＣＬＫ（ｘ，ｙ））を決定する。そして、決定した周波数を持つＰＷＭクロックを生成し、ＬＥＤ点灯制御部２０４へ出力する。同時に、ＰＷＭ値設定部１０３が、出力ＰＷＭ値（ＯｕｔＰＷＭ）をＬＥＤ点灯制御部２０４へ出力する。
【数２】
2017116734.tif 000004
【００３０】
ステップＳ３０５では、ＬＥＤ点灯制御部２０４が、取得したＰＷＭクロックおよび出力ＰＷＭ値に基づいてパルス信号を生成し、ＬＥＤを点灯させる制御を行う。
【００３１】
一方、輝度補正値算出部１０５は、バックライト点灯時間が時間閾値を超過するごとに、不図示のＣＰＵから時間経過イベントが発生した旨の通知を受信する。また、輝度補正値算出部１０５は、目標輝度が変更されるごとに、目標輝度取得部１０１から目標輝度が変更された旨のイベント通知を受信する。輝度補正値算出部１０５は、いずれかのイベントを受信した場合、処理をステップＳ３０２に遷移させる。イベントが発生していない場合、イベントが発生するまで処理は待機状態となる。
【００３２】
次に、輝度補正値を算出する処理（ステップＳ３０２）の詳細について、図４に示したフローチャートを用いて説明する。当該処理は、バックライトに設けられた輝度センサから得た情報と、ユーザによって設定された目標輝度に基づいて、ＰＷＭ値をデフォルトからどの程度補正するかを決定する処理である。図４の処理は、輝度補正値算出部１０５に
よって実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ４０１で、補正カウンタを初期化、すなわちカウンタに０を代入する。
次に、ステップＳ４０２で、補正ブロックテーブルを参照し、補正カウンタに対応する制御ブロックを決定する。当該制御ブロックが、補正対象の制御ブロックとなる。
【００３４】
ここで、補正ブロックテーブルについて説明する。
補正ブロックテーブルとは、（１）補正対象の制御ブロックの位置と、（２）当該制御ブロックに対応する輝度センサの位置と、（３）基準センサ値と、の対応が記録されたテーブルである。補正ブロックテーブルの例を図５に示す。図２に示したとおり、輝度センサの数と制御ブロックの数は異なる。そこで、本実施形態では、補正ブロックテーブルを用いて制御ブロックの位置と輝度センサの位置を対応付ける。図６は、制御ブロックと輝度センサの座標を表した図である。
【００３５】
次に、ステップＳ４０３で、補正対象の制御ブロックに対応する、輝度センサの位置を取得する。例えば、補正対象の制御ブロックが（１，２）である場合、輝度センサの位置は（１，１）となる。
次に、ステップＳ４０４で、決定した輝度センサから値を取得する要求を輝度センサ値取得部１０６に送信し、対応する輝度センサ値を取得する。
次に、ステップＳ４０５で、取得した輝度センサ値（Ｓｇｅｔ（ｘ，ｙ））と、基準センサ値（Ｓｂａｓｅ（ｘ，ｙ））を用い、式（３）によって、輝度補正値（ＣｏｆｆＬｕｍ（ｘ，ｙ））を算出する。ここで取得した輝度補正値は、本例では、液晶パネルを通して得られる光量が１００カンデラとなるようにＬＥＤの発光輝度を補正するための倍率である。
【数３】
2017116734.tif 000005
【００３６】
次に、ステップＳ４０６で、補正カウンタをインクリメントし、ステップＳ４０７で、全ての制御ブロックについて処理が終わったかをチェックする。終わっていない場合、処理はＳ４０２へ戻る。
【００３７】
次に、２５６段階の分解能で表現できない目標輝度が、前述した処理で実現できる理由について、図７に示すタイミングチャートを用いて、具体的に説明する。
ここでは、補正カウンタが０、すなわち、補正対象の制御ブロック位置が（１，１）であり、対応する輝度センサ位置が（１，１）であるものとする。この場合、輝度補正値算出部１０５によって、輝度センサ値Ｓｇｅｔ（１，１）が取得される。
【００３８】
まず、輝度を２５６段階の分解能で表現できるケース（図７（ａ））について説明する。
輝度補正値算出部１０５が取得した輝度センサ値Ｓｇｅｔ（１，１）の値が１００５である場合、基準センサ値Ｓｂａｓｅ（１，１）が１００５であることから、式（３）を適用すると、輝度補正値ＣｏｆｆＬｕｍ（１，１）は１となる。
【００３９】
ここで、初期ＰＷＭ値（ＤｅｆＰＷＭ）を１００、目標輝度の初期値（ＤｅｆＬｕｍ）を１００、目標輝度（ＴｇｔＬｕｍ）を１００とした場合、式（１）を適用すると、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（１，１））は１００となる。すなわち、２５６分の１００となるため、ＬＥＤ点灯制御部２０４が有する分解能で輝度を表現できる。
【００４０】
同様に、ユーザが目標輝度（ＴｇｔＬｕｍ）を１０１カンデラに変更したケース（図７（ｂ））を考える。同様に式（１）を適用すると、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（１，１））は１０１となる。すなわち、２５６分の１０１となるため、ＬＥＤ点灯制御部２０４が有する分解能で輝度を表現できる。
【００４１】
次に、２５６段階の分解能で輝度を表現できないケース（図７（ｃ））について説明する。
輝度補正値算出部１０５が取得した輝度センサ値（Ｓｇｅｔ（１，１））の値が１０００である場合、基準センサ値（Ｓｂａｓｅ（１，１））が１００５であることから、式（３）を適用すると、輝度補正値ＣｏｆｆＬｕｍ（１，１）は１．００５となる。
前例と同様に、初期ＰＷＭ値（ＤｅｆＰＷＭ）を１００、目標輝度の初期値（ＤｅｆＬｕｍ）を１００、目標輝度（ＴｇｔＬｕｍ）を１００とした場合、式（１）を適用すると、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（１，１））は１００．５となる。すなわち、２５６分の１００．５となるため、ＬＥＤ点灯制御部２０４が有する分解能で輝度を表現することができない。
【００４２】
そこで、本実施形態では、まず、ＰＷＭ値決定部１０３が、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（１，１））の小数点以下を切り捨て、出力ＰＷＭ値（ＯｕｔＰＷＭ）を１００とする。
また、ＰＷＭクロック決定部１０４が、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ）、出力ＰＷＭ値（ＯｕｔＰＷＭ）、基準ＰＷＭクロック（ＢａｓｅＣＬＫ）に基づいて、ＰＷＭクロック周波数（ＯｕｔＣＬＫ）を決定する。例えば、ＴｇｔＰＷＭ（１，１）が１００．５、ＯｕｔＰＷＭが１００、ＢａｓｅＣＬＫが３００である場合、式（２）より、ＰＷＭクロック周波数（ＯｕｔＣＬＫ）は２９８．５０７４６・・・（≒２９８．５１）となる。
【００４３】
上記のように、本実施形態に係るバックライト装置は、目標ＰＷＭ値と出力ＰＷＭ値が一致していない場合において、ＰＷＭクロック周波数を動的に変更することでデューティ比の調整を行う。これにより、本来の分解能以上の中間階調を表現できるようになり、輝度や色に対する階調を十分表現できるようになる。
【００４４】
なお、本実施形態では、目標ＰＷＭ値の小数点以下を切り捨てた値を出力ＰＷＭ値としたが、四捨五入や小数点以上の切り上げ等を行ってもよい。また、別の手法を用いて出力ＰＷＭ値が整数となるようにしてもよい。
【００４５】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、目標ＰＷＭ値に基づいて出力ＰＷＭ値を決定し、また、式（２）で示したように、出力ＰＷＭ値と目標ＰＷＭ値に基づいてＰＷＭクロック周波数を決定した。
これに対し、第二の実施形態は、目標ＰＷＭ値にのみ基づいてＰＷＭクロック周波数を決定し、かつ、決定したＰＷＭクロック周波数と目標ＰＷＭ値を用いて出力ＰＷＭ値を決定する実施形態である。
図８は、第二の実施形態に係るバックライト装置の構成例を示すブロック図である。以下、第一の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００４６】
第二の実施形態では、ＰＷＭクロック決定部１０４が、目標ＰＷＭ値にのみ基づいてＰＷＭクロック周波数を決定する。また、ＰＷＭ値決定部１０３が、決定されたＰＷＭクロック周波数と、目標ＰＷＭ値に基づいて出力ＰＷＭ値を決定し、ＰＷＭ値設定部１０４へ出力する。
【００４７】
第二の実施形態におけるバックライト制御装置１００の動作について、図９に示したフローチャートを用いて説明する。
図９に示したフローチャートは、ステップＳ３０３の代わりにステップＳ９０１が、ステップＳ３０４の代わりにステップＳ９０２が実行されるという点において、第一の実施形態と相違する。
【００４８】
第二の実施形態では、ステップＳ９０１において、以下の処理が行われる。
まず、ＰＷＭクロック決定部１０４が、目標ＰＷＭ値に基づいてＰＷＭクロック周波数を決定する。具体的には、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（ｘ，ｙ））がＰＷＭ閾値（ＴｈＰＷＭ）以下である場合、ＰＷＭクロック周波数（ＯｕｔＣＬＫ（ｘ，ｙ）を低ＰＷＭ用クロック周波数（ＬｏｗＣＬＫ，本発明における第二のクロック周波数）に設定する。また、目標ＰＷＭ値がＰＷＭ閾値を超えている場合、ＰＷＭクロックを基準ＰＷＭクロックの周波数（ＢａｓｅＣＬＫ，本発明における第一のクロック周波数）に設定する。
このように、第二の実施形態では、ＰＷＭクロック決定部１０４が、二種類のＰＷＭクロック周波数を生成可能な構成となっている。
【００４９】
ここで、低ＰＷＭ用クロックとは、基準ＰＷＭクロックよりも周波数が高いクロックである。低ＰＷＭ用クロック周波数（ＬｏｗＣＬＫ）は、式（４）によって算出される。例えば、ＰＷＭ閾値（ＴｈＰＷＭ）を初期ＰＷＭ値（ＤｅｆＰＷＭ）の１／１０とした場合、ＬｏｗＣＬＫは３０００（Ｈｚ）となる。
生成された、全ての制御ブロックに対応するＰＷＭクロックは、ＰＷＭ値決定部１０３およびＬＥＤ点灯制御部２０４へ出力される。
【数４】
2017116734.tif 000006
【００５０】
次に、ステップＳ９０２で、ＰＷＭ値決定部１０３が、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（ｘ，ｙ））とＰＷＭクロック周波数（ＯｕｔＣＬＫ（ｘ，ｙ））に基づいて、式（５）によって、出力ＰＷＭ値（ＯｕｔＰＷＭ（ｘ，ｙ））を決定する。
決定された、全ての制御ブロックに対応する出力ＰＷＭ値は、ＬＥＤ点灯制御部２０４へ出力される。
【数５】
2017116734.tif 000007
【００５１】
次に、第二の実施形態におけるＰＷＭ値とＰＷＭクロックとの関係を、図１０に示すタイミングチャートを用いて、具体的に説明する。
【００５２】
まず、ユーザが目標輝度（ＴｇｔＬｕｍ）を１１カンデラに設定したケース（図１０（ａ））を考える。
この場合、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（１，１））は１１となる。すなわち、目標ＰＷＭ値がＰＷＭ閾値（ＴｈＰＷＭ）を超えるため、ＰＷＭクロック周波数（ＯｕｔＣＬＫ）が３００Ｈｚとなり、出力ＰＷＭ値ＯｕｔＰＷＭ（１，１）は１１となる。
【００５３】
次に、ユーザが目標輝度（ＴｇｔＬｕｍ）を１０カンデラに設定したケース（図１０（ｂ））について説明する。
この場合、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（１，１））が１０となる。すなわち、目標ＰＷＭ値がＰＷＭ閾値（ＴｈＰＷＭ）以下になるため、式（４）より、ＰＷＭクロック周波
数（ＯｕｔＣＬＫ（１，１））が、低ＰＷＭ用クロック周波数、すなわち３０００Ｈｚとなる。そして、式（５）より、出力ＰＷＭ値（ＯｕｔＰＷＭ（１，１））が１００となる。
【００５４】
次に、２５６段階の分解能で輝度を表現できないケース（図１０（ｃ））について説明する。
本例では、目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ（１，１））が９．５であるものとする。この場合、目標ＰＷＭ値がＰＷＭ閾値（ＴｈＰＷＭ）以下になるため、式（４）より、ＰＷＭクロック（ＯｕｔＣＬＫ（１，１））が、低ＰＷＭ用クロック周波数、すなわち３０００Ｈｚとなる。そして、式（５）より、出力ＰＷＭ値ＯｕｔＰＷＭ（１，１）が９５となる。
【００５５】
上記のように、第二の実施形態に係るバックライト装置は、特にＰＷＭ値が低い場合に、バックライトの１点灯周期内で、出力ＰＷＭ値とＰＷＭクロック周波数の双方を変更し、デューティ比を変更する。
ＰＷＭ値が低い場合、ＰＷＭ値が高い場合と比較して１ステップあたりの輝度の変動量が大きくなってしまうが、第二の実施形態では、ＰＷＭクロック周波数を上げることで、輝度の変動量を抑えることができる。また、第一の実施形態と同様に、ＰＷＭ分解能以上の中間階調を表現できるようになり、輝度や色に対する階調を十分表現できるようになる。
【００５６】
なお、第二の実施形態では、ＰＷＭ閾値と低ＰＷＭ用クロック周波数をそれぞれ１つずつ設定したが、閾値や周波数は複数あってもよい。例えば、ＴｈＰＷＭ１を５０、ＴｈＰＷＭ２を５とし、ＬｏｗＣＬＫ１を６００Ｈｚ、ＬｏｗＣＬＫ２を６０００Ｈｚとしてもよい。このようにすることで、低い目標ＰＷＭ値に対し、より高い分解能を持たせることが可能となる。
【００５７】
また、第二の実施形態では、ＰＷＭ閾値（ＴｈＰＷＭ）を固定としたが、可変にしてもよい。例えば、制御ブロックにそれぞれ関連付いた複数の目標ＰＷＭ値の分布に基づいてＰＷＭ閾値を決定してもよい。例えば、全ての制御ブロックの目標ＰＷＭ値（ＴｇｔＰＷＭ）の下位２０％を閾値としてもよい。このようにすることで、入力画像毎にダイナミックレンジを異ならせることができ、最適な画像表示が可能となる。
【００５８】
（変形例）
なお、各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。例えば、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む光源制御装置として実施することもできる。また、光源制御装置が行う光源制御方法として実施することもできる。また、画像を表示する画像表示手段と組み合わせて実施することもできる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
【００５９】
また、実施形態の説明では、ＬＥＤ２０１の色は指定していないが、白色ＬＥＤのみで実施してもよいし、複数色のＬＥＤを組み合わせて実施してもよい。
また、実施形態の説明では、バックライト装置を例示したが、画像表示装置と合わせて発明を構成してもよい。また、画像表示装置から出力された垂直同期信号と同期してバックライトが点灯するようにしてもよい。
【００６０】
また、実施形態の説明では、ひとつの画像フレームの期間内に含まれるサブフレーム間では、ＰＷＭクロック周波数を変更しない構成としたが、サブフレームごとにＰＷＭクロック周波数を変更し、１フレーム全体で目標のデューティ比になるようにしてもよい。
【００６１】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０２・・・目標ＰＷＭ値算出部、１０３・・・ＰＷＭ値決定部、１０４・・・ＰＷＭクロック決定部、２０４・・・ＬＥＤ点灯制御部
【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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