JP2008139480A - バックライト制御装置、表示装置及び表示装置のバックライト制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直同期信号の変動に対しても安定したバックライト制御量を与えるバックライト制御装置、表示装置及び表示装置のバックライト制御方法を提供する。
【解決手段】ＰＷＭパルス信号の周期に応じたカウント値（Ｔ）を設定する設定部（１４）と、設定部で設定されたカウント値でカウントするカウンタ部（１５）と、与えられる垂直同期信号（ＶＳｙｎｃ）のタイミングによるカウンタ部の実測カウント値（Ｊ）と、ＰＷＭパルス信号の周期に応じて設定した設定カウント値（Ｔ）を比較し、比較結果に応じてカウント値（Ｔ）を変更する比較変更部（１２）と、与えられる映像信号のヒストグラムを生成し、これに基づいてデューティ比を決定する決定部（１７，１８）と、カウンタ部によるカウント結果と、決定部が決定したデューティ比に基づいて、ＰＷＭパルス信号（Ｆ）を生成するＰＷＭパルス信号生成部（１６）をもつバックライト制御装置。
【選択図】 図１

Description

この発明は、平面表示装置等のバックライト部のバックライト制御装置、表示装置及び表示装置のバックライト制御方法に関する。

最近、液晶表示装置、ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の平面表示装置が広く開発され普及してきている。ここで、液晶表示装置は、表示素子を背面から照射するバックライト部を有しているが、このバックライト部の照射は常に１００％の明るさで照射しているわけではなく、映像信号の明るさに応じて適宜変化させる場合がある。

特許文献１は、パルス幅変調用の複数の基礎信号を生成し、調光信号により第１基礎信号をパルス幅変調して、ハイ区間とロー区間をもつランプ駆動信号を生成する。そして、垂直同期信号のパルスが発生するたびにランプ駆動信号の点灯時点を制御し、第２基礎信号は水平同期信号に対して同期化されるように制御し、所定の基準電圧と第２基礎信号を比較して発振タイミングを提供している。
特開２００４−１２６５６７号公報

しかし、特許文献１の従来技術では、以下に示すようなバックライトの変動に対応することができない。すなわち、入力画像の輝度ヒストグラムを取得し、その結果に応じたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）を出力しパネルのバックライト制御を行なうシステムにおいて、パネルの垂直同期信号（VSync）に同期したＰＷＭ出力時にパネルの垂直同期信号が過渡変動した場合、余分なＰＷＭ出力（ハイ期間）によりバックライトが変動してしまうという問題がある。

本発明は、垂直同期信号の変動に対しても安定したバックライト制御量を与えるバックライト制御装置、表示装置及び表示装置のバックライト制御方法を提供することを目的とする。

この課題を解決する一実施形態は、ＰＷＭパルス信号の周期に応じたカウント値（Ｔ）を設定する設定部（１４）と、前記設定部で設定されたカウント値でカウントするカウンタ部（１５）と、与えられる垂直同期信号（ＶＳｙｎｃ）のタイミングによる前記カウンタ部の実測カウント値（Ｊ）と、前記ＰＷＭパルス信号の周期に応じて設定した設定カウント値（Ｔ）を比較し、比較結果に応じて前記カウント値（Ｔ）を変更する比較変更部（１２）と、与えられる映像信号のヒストグラムを生成し、これに基づいてデューティ比を決定する決定部（１７，１８）と、前記カウンタ部によるカウント結果と、前記決定部が決定した前記デューティ比に基づいて、ＰＷＭパルス信号（Ｆ）を生成するＰＷＭパルス信号生成部（１６）を具備することを特徴とするバックライト制御装置である。

パネルに供給する垂直同期信号が変動しても、これに応じてバックライト制御量を調整することにより、平面表示装置のバックライト部の照射を安定して行なうことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜本発明の一実施形態の概要＞
本発明の一実施形態は、ＰＷＭ周期をモニターし読み出した値をフィードバックしてソフトウェア処理でＰＬＬ（Phase Lock Loop）をかけ、パネルに供給する垂直同期信号期間にＰＷＭ周期が正確に収まるように制御を行なう機能と、前述の余分なＰＷＭ出力期間をマスクする機能とを提供し、これにより、垂直同期信号が変動しても、バックライトの変動が生じないように制御することができる。

１．入力画像のヒストグラムを取得し、その結果に応じたＰＷＭをパネルの垂直同期信号に同期させて出力し、バックライト制御を行なうシステムである。

２．垂直同期信号のタイミングで取得したＰＷＭ周期のカウント数よりＰＷＭ周期と垂直同期信号とのズレ量を算出し、その結果をＰＷＭ周期に反映させるＰＬＬシステムである。

３．垂直同期信号間に出力すべきＰＷＭ周期の期間だけハイであるパルスを作成し、それ以外はマスクするシステムである。これは、パネルの垂直同期信号間に収まるようにＰＷＭ周期をＰＬＬで制御したとしても、ＰＬＬ制御中は誤差が発生するため、その影響を排除するものである。

＜本発明の一実施形態に係るバックライト制御部を含む表示装置の一例＞
図１は、本発明の一実施形態に係るバックライト制御部を含む表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施形態に係るバックライト制御部を含む表示装置の構成の外観の一例を示す外観図である。図３は、本発明の一実施形態に係るバックライト制御部の基本動作のための構成の一例を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係るバックライト制御部を含む表示装置１は、図２に示すような外観をもっており、更に図１に示すように構成としては、バックライト制御部２と、レシーバ部３と、液晶表示部７と、この液晶表示部７を背後から照射するバックライト部６を有している。このバックライト部６は、後述するようにＰＷＭ信号により、デューティ比で光量を制御されて駆動する。

レシーバ部３は、デジタル地上波チューナ、デジタルＢＳチューナ、デジタルＣＳチューナ等のチューナ部４と、チューナ部４や外部からの映像音声信号を受け、各種映像信号処理を行なって、画像表示部７の平面画像素子を駆動させるための駆動信号（映像信号、垂直同期信号、水平同期信号）を生成する駆動信号生成部５を有している。

又、バックライト制御部２は、上述したレシーバ部３の駆動信号生成部５等から供給される垂直同期信号と、映像信号からヒストグラムを取得し演算するヒストグラム演算部１７と、ヒストグラム演算部１７からのヒストグラム演算結果に基づいてＰＷＭパルス信号のデューティ比を決定するデューティ比決定部１８を有している。更に、バックライト制御部２は、例えば外部（ＩＩＣレジスタ等）から回路に与えるＰＷＭ周期の設定値（例えば５０万カウント等）を設定するＰＷＭ周期の設定部１４と、駆動信号生成部３から供給される垂直同期信号を開始タイミングとして、クロック（例えば１５０ＭＨｚ等）でカウントすることでＰＷＭパルス信号の周期を作成するＰＷＭ周期カウンタ１５を有している。

更に、バックライト制御部２は、ＰＷＭ周期カウンタ１５からのＰＷＭパルス信号の周期とデューティ比決定部１８からのデューティ比に基づき、ＰＷＭパルス信号を生成するＰＷＭパルス生成部１６を有している。更に、バックライト制御部２は、マスク処理を行なうための構成として、ＰＷＭ周期数の設定部１９と、このＰＷＭ周期数とＰＷＭ周期カウンタ部１５からのカウント結果に基づいて、後述するマスクパルスを生成するマスクパルス作成部２０を有しており、このマスクパルス出力は、ＰＷＭパルス生成部１６に供給される。

（基本動作）
初めに、バックライト制御部２の基本動作を図３が示す構成と、図４のタイミングチャートを用いて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るバックライト制御部の動作の一例を示すタイミングチャートである。

バックライト制御部２の図３が示す要部において、レシーバ部３等の駆動信号生成部５等から垂直同期信号が供給される。この垂直同期信号は、一例として１００Ｈｚ等（一秒間に１００回等）の同期信号として図４の垂直同期信号（Ａ）のように供給される。更に、ＰＷＭ周期の設定部１４では、一例として５０万カウントで設定カウント値（Ｔ）が設定される。更に、カウンタを制御するクロックは、一例として１５０ＭＨｚ等の周波数を有している。

そして、ＰＷＭ周期カウンタ１５によって、図４の（Ｂ）のように一例として５０万カウントが順番にカウントされる。ＰＷＭ周期カウンタ１５のカウント結果にそれぞれ対応して、ＰＷＭパルス生成部１６では、垂直同期信号の１周期につき一例として３回のＰＷＭ出力が得られている。

一方、ヒストグラム取得・演算部１７からのヒストグラム演算結果に応じたデューティ比が、デューティ比決定部１８で決定されて、ＰＷＭパルス生成部１６に供給される。このデューティ比は、例えば図４の（Ｃ）のように、一例として約６０％の値を示しており、このようなデューティ比をもつＰＷＭパルス信号が、ＰＷＭパルス生成部１６で生成され後段に供給される。

このＰＷＭパルス信号を受けて、バックライト部６では、例えば約６０％の出力のバックライトを画像表示部７に照射している。すなわち、１００％の出力のバックライトとしないことで節電効果を図ることができると共に、その時の映像の輝度に対応した抑制したバックライトを提供している。

＜垂直同期信号が変動した際のＰＷＭパルスの調整処理＞
次に、図４のタイミングチャートと図５のフローチャートを用いて、垂直同期信号が変動した際のＰＷＭパルス信号の調整処理を以下に詳細に説明する。

すなわち、図１が示すバックライト制御部２の構成において、レシーバ部３等の駆動信号生成部５等から垂直同期信号が供給される。この垂直同期信号は、一例として１００Ｈｚ等（一秒間に１００回等）の同期信号として図４の垂直同期信号（Ａ）のように供給されるが、今、図４の垂直同期信号（Ｄ）が示すように、ノイズ等の原因で例えば２％等の遅れを生じている。

一方、ＰＷＭ周期の設定部１４では、一例として５０万カウントで設定カウント値（Ｔ）が設定される。更に、カウンタを制御するクロックは、一例として１５０ＭＨｚ等の周波数を有している。

そして、ＰＷＭ周期カウンタ１５によって、図４の垂直同期信号（Ｅ）のように一例として５０万カウントが順番にカウントされる。しかし、図４の垂直同期信号（Ｄ）のように例えば２％等の遅れを生じているため、ＰＷＭ周期カウンタ１５のカウント結果は、図４の（Ｅ）のように一例として５０万＋５０万＋５０万＋３万のカウントを行なう。従って、垂直同期信号がハイの時に一例として３万カウントの実測カウント値（Ｊ）を示す。

この結果、ＰＷＭパルス生成部１６が生成するＰＷＭパルス信号は、図４の（Ｆ）のような波形を示すことにより、最後に余分なＰＷＭ出力が付いてしまう。これにより、例えば、デューティ比決定部１８が一例として約６０％のデューティ比をＰＷＭパルス生成部１６に設定しているにも関わらず、例えば結果として垂直同期信号期間内の最後のＰＷＭパルスは約５６％のデューティ比を示す結果となる。これは、バックライト部６の不適切な制御結果として現れることになる。

この実施形態では、更に、ＦＷ処理部の比較変更部１２の機能として、この変動を以下のように解消する。この比較部１２の機能は、一例としてマイコンとプログラムによる構成として得られるがこれに限定されるものではない。すなわち、図５のフローチャートが示すように、ＰＷＭ周期カウンタ１５を垂直同期信号のタイミングからカウントを開始する（ステップＳ１１）。そして、垂直同期信号のタイミングでの実測カウント値（Ｊ）として一例として３万のカウント値を取得する。

そして、この実測カウント値（Ｊ）と、ＰＷＭ周期の設定部１４で設定された設定カウント値（Ｔ）、一例として５０万に対応した設定カウント値（Ｔ）とを比較する（ステップＳ１２）。

そして、実測カウント値（Ｊ）と設定カウント値（Ｔ）が一致していなければ（ステップＳ１３）、このときの実測カウント値（Ｊ）と設定カウント値（Ｔ）との差分に応じて、先の設定カウント値（Ｔ）を例えば５１万カウント等に変更する（ステップＳ１４）。

この結果、ＰＷＭパルス生成部１６の出力は、図４の（Ｈ）のように、均等なカウント結果を得ることができる。これにより、ＰＷＭパルス生成部１６は、図４の（Ｉ）のように、デューティ比決定部１８が設定した一例として約６０％のデューティ比が、変動することなく反映されたＰＷＭパルス信号を出力することができる。

（マスク処理）
更に、図１に示すＰＷＭ周期数の設定部１９と、マスクパルス作成部２０の構成により、上述したフィードバック処理中の図４の（Ｆ）に示した余分なＰＷＭ出力をマスクすることが好適である。こうすることにより、垂直同期信号の変動直後の余分なＰＷＭ出力の影響をも回避することができる。

ここで、図４の（Ｇ）に示したマスクパルスは、マスクパルス作成部２０により、ＰＷＭ周期数の設定部１９と、ＰＷＭ周期カウンタ部１５からのカウント結果に基づいて生成される。すなわち、ＰＷＭ周期数の設定部１９から一例としてＰＷＭ周期数（ｎ）が３回、ＰＷＭ周期数とＰＷＭ周期カウンタ部１５から一例としてカウント値（Ｔ）より５０万カウント値が与えられ、５０万×３＝１５０万カウントの期間につき、マスクパルスはアクティブとなり、それ以降がイナクティブとなることで、イナクティブな期間につきマスク処理を行なう。

すなわち、このマスクパルス作成部２０により、設定された垂直同期信号のタイミングと検出した垂直同期信号のタイミングのずれを求め、ＰＷＭパルス生成部１６が出力するＰＷＭパルス信号（Ｆ）の内の余分な期間の信号をマスクすることができる。

以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るバックライト制御部を含む表示装置の構成の一例を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係るバックライト制御部を含む表示装置の構成の外観の一例を示す外観図。 本発明の一実施形態に係るバックライト制御部の基本動作のための構成の一例を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係るバックライト制御部の動作の一例を示すタイミングチャート。 本発明の一実施形態に係るバックライト制御部のＰＬＬ処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１…表示装置、２…バックライト制御部、３…レシーバ部、４…チューナ部、５…駆動信号生成部、６…バックライト部、７…液晶表示部、１２…比較変更部、１４…ＰＷＭ周期の設定部、１５…ＰＷＭ周期カウンタ、１６…ＰＷＭパルス生成部、１７…ヒストグラム演算部、１８…デューティ比生成部、１９…ＰＷＭ周期数の設定部、２０…マスクパルス作成部。

Claims (10)

1. ＰＷＭパルス信号の周期に応じたカウント値を設定する設定部と、
   前記設定部で設定されたカウント値でカウントするカウンタ部と、
   与えられる垂直同期信号のタイミングによる前記カウンタ部の実測カウント値と、前記ＰＷＭパルス信号の周期に応じて設定した設定カウント値を比較し、比較結果に応じて前記カウント値を変更する比較変更部と、
   与えられる映像信号のヒストグラムを生成し、これに基づいてデューティ比を決定する決定部と、
   前記カウンタ部によるカウント結果と、前記決定部が決定した前記デューティ比に基づいて、ＰＷＭパルス信号を生成するＰＷＭパルス信号生成部と、
   を具備することを特徴とするバックライト制御装置。
2. 前記比較変更部は、前記カウンタ部による実測カウント値と前記ＰＷＭパルス信号の周期に応じて設定した設定カウント値を比較してその差分を求め、差分の大きさに応じて前記カウント値を変更することを特徴とする請求項１記載のバックライト制御装置。
3. 設定された垂直同期信号の周期と前記駆動信号生成部からの垂直同期信号の周期のずれを求め、前記ＰＷＭパルス信号生成部が出力するＰＷＭパルス信号の内の余分な期間の信号をマスクするマスク部を更に有することを特徴とする請求項１記載のバックライト制御装置。
4. 前記設定部が設定したカウント値と垂直同期信号期間内に収めるＰＷＭ周期数を設定する設定部により、前記ＰＷＭパルス信号生成部が生成した前記ＰＷＭパルス信号の余分な期間を特定することを特徴とする請求項３記載のバックライト制御装置。
5. 外部から与えられる信号に基づき、平面画像素子を駆動するための映像信号、垂直同期信号、水平同期信号を生成する駆動信号生成部と、
   前記駆動信号生成部からの前記映像信号、前記垂直同期信号、前記水平同期信号を受けこれに応じて平面画像素子上に映像を表示する画像表示部と、
   ＰＷＭパルス信号の周期に応じたカウント値を設定する設定部と、前記設定部で設定されたカウント値でカウント部と、前記駆動信号生成部からの前記垂直同期信号のタイミングによる前記カウント部の実測カウント値と前記ＰＷＭパルス信号の周期に応じて設定した設定カウント値を比較し、比較結果に応じて前記カウント値を変更する比較変更部と、前記駆動信号生成部からの映像信号よりヒストグラムを生成し、これに基づいてデューティ比を決定する決定部と、前記カウンタ部によるカウント結果と、前記決定部が決定した前記デューティ比に基づいて、ＰＷＭパルス信号を出力するＰＷＭパルス信号生成部を含むバックライト制御部と、
   前記バックライト制御部から前記ＰＷＭパルス信号を受けこれに応じて前記画像表示部を照射するバックライト部を具備することを特徴とする表示装置。
6. 前記比較変更部は、前記カウンタ部による実測カウント値と前記ＰＷＭパルス信号の周期に応じて設定した設定カウント値を比較してその差分を求め、差分の大きさに応じて前記カウント値を変更することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
7. 設定された垂直同期信号のタイミングと前記駆動信号生成部からの垂直同期信号のタイミングのずれを求め、前記ＰＷＭパルス信号生成部が出力するＰＷＭパルス信号の内の余分な期間の信号をマスクするマスク部を更に有することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
8. 前記設定部が設定したカウント値と、前記カウンタ部が求めた実測カウント値とを比較して、前記ＰＷＭパルス信号生成部が生成した前記ＰＷＭパルス信号の余分な期間を特定することを特徴とする請求項７記載の表示装置。
9. 外部から与えられる信号に基づいて駆動信号を生成し、これにより平面画像素子上に映像を表示する表示装置において、前記平面画像素子を有する表示面を背後から照射するバックライト部を制御するバックライト制御方法であって、
   ＰＷＭパルス信号の周期に応じたカウント値を設定し、
   前記駆動信号生成部からの垂直同期信号を開始タイミングとして前記設定されたカウント値までカウントし、
   前記検出した垂直同期信号のタイミングでの実測カウント値を求め、
   前記実測カウント値と、前記ＰＷＭパルス信号の周期に応じて設定した設定カウント値を比較し、比較結果に応じて前記カウント値を変更し、
   前記映像信号のヒストグラムを生成し、これに基づいてデューティ比を決定し、
   前記カウント結果と前記決定した前記デューティ比に基づいてＰＷＭパルス信号を出力し、このＰＷＭパルス信号により前記バックライト部を制御することを特徴とするバックライト制御方法。
10. 設定したＰＷＭ周期のカウント値とＰＷＭ周期数の設定値から作成したマスクパルスにより、前記ＰＷＭパルス信号の内の余分な期間の信号をマスクすることを特徴とする請求項９記載のバックライト制御方法。

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