JP2010060746A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを光源とするバックライトの輝度を最大輝度を含む広い輝度範囲で調節可能としつつ，そのＬＥＤの輝度を中間的な輝度に調節する場合の消費電力を低減できること。
【解決手段】メイン制御回路８により，ＬＥＤ９に供給される電流のレベルＤｉを，予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかに切り替えるとともに，調光回路７及びＬＥＤ給電回路５により，電流のレベルＤｉが切り替えられたＬＥＤに対する電流供給のＰＷＭ制御を行ってＬＥＤバックライト６の輝度を目標輝度に調節する。
【選択図】図１

Description

本発明は，ＬＥＤを光源として液晶パネルを照明するバックライトを備えた液晶表示装置に関するものである。

近年，液晶テレビジョン受像機に代表される液晶表示装置は，従来よりも色再現範囲を拡大して高画質化することへの要求が強い。その要求に対応するため，昨今，発光色の色純度が高いＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするバックライト，及びそのバックライトにより照明される液晶パネルを備えた液晶表示装置が普及しつつある。ＬＥＤをバックライト用光源とする液晶表示装置は，従来の一般的なｓＲＧＢ規格の色再現範囲よりも色再現範囲が広く，従来よりも鮮やかな（彩度の高い）色の映像を表示可能である。

一方，蛍光管やＬＥＤは，供給される電流のレベルに対する発光輝度の特性が非線形であるため，供給電流のレベル調節によって微妙な輝度調節を行うことが難しい。特に，蛍光管は，供給電流のレベルによって調節可能な輝度の範囲が狭いため，供給電流のレベル調節による輝度調節に向かない。そのため，液晶表示装置におけるバックライトは，一般に，蛍光管やＬＥＤ等の光源に対する電流供給のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によってその輝度が目標輝度に調節される。以下，このようなＰＷＭ制御による光源の輝度調節のことをＰＷＭ調光という。
ＰＷＭ調光によれば，光源の発光輝度がパルス電流のデューティ比とほぼ比例するので，輝度調節が容易である。
また，特許文献１には，ＬＥＤのＰＷＭ調光を行うにあたり，ＬＥＤの駆動電流のレベルを一定に維持しつつ，温度に応じてＬＥＤの駆動電圧を変化させることにより，ＬＥＤの輝度を安定化させる技術について示されている。
特開２００６−２３５５６５号公報

ところで，ＬＥＤを中間的な輝度での発光状態にする方法としては，供給電流のレベルを最大に（高く）してＰＷＭ調光におけるデューティ比を低くする方法と，供給電流のレベルを低くしてＰＷＭ調光におけるデューティ比を高くする又は一定電流にする方法とのいずれかが考えられる。
図６は，ＬＥＤを光源とするバックライトにおける調光方法と消費電力との関係を例示した図である。図６に示す例は，ＬＥＤを光源とするバックライトの発光輝度を３種類の状態（やや暗，暗，極暗）それぞれにするにあたり，ＬＥＤに対する供給電流を最大（４０mA），中（３０mA），最小（１１mA）とした条件下で，所望の発光輝度が得られるようにＰＷＭ調光のデューティ比を設定したときのＬＥＤの消費電力を比較した例である。なお，３種類の発光輝度は，それぞれ最大電流（４０mA）でデューティ比１００％としたときの輝度（ｃｄ）に対する比で約３７％（やや暗），約２０％（暗），約１０％（極暗）である。

図６に示されるように，ＬＥＤを光源とするバックライトを比較的低い輝度の状態にする場合，供給電流のレベルを最大（４０mA）にしてＰＷＭ調光におけるデューティ比を低くする調光方法は，供給電流のレベルを低く（３０mA又は１１mA）してＰＷＭ調光におけるデューティ比を高くする又は一定電流にする（即ち，デューティ比１００％にする）調光方法よりも，消費電力が大きい。換言すると，ＬＥＤを光源とするバックライトを比較的低い輝度の状態にする場合，供給電流のレベルを下げてＰＷＭ調光のデューティ比を上げることにより，省電力効果が得られる。図６に示される例では，供給電流のレベルを最小（１１mA）にすることにより，供給電流のレベルを最大（４０mA）にするよりも約１７〜１９％の省電力効果が得られていることがわかる。
しかしながら，従来のＬＥＤのＰＷＭ調光では，最大輝度を含む広い輝度範囲で調光を可能とするよう，ＬＥＤに対する供給電流のレベルが最大に設定されていた。そのため，従来のＬＥＤのＰＷＭ調光は，ＬＥＤの輝度を中間的な輝度に調節する状況下では，エネルギー効率が悪いという問題点があった。
また，前述したように，ＬＥＤの輝度特性の非線形性から，供給電流のレベル調節によってＬＥＤの輝度を細かく調節することは難しいという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，ＬＥＤを光源とするバックライトの輝度を最大輝度を含む広い輝度範囲で調節可能としつつ，そのＬＥＤの輝度を中間的な輝度に調節する場合の消費電力を低減できる液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置は，ＬＥＤを光源として液晶パネルを照明するバックライトを備え，さらに次の（１）及び（２）に示される各構成要素を具備するものである。
（１）前記ＬＥＤに供給される電流のレベルを，予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかに切り替える電流レベル切替手段。
（２）前記電流レベル切替手段により電流レベルが切り替えられた前記ＬＥＤに対する電流供給のＰＷＭ制御により前記バックライトの輝度を目標輝度に調節するＰＷＭ調光手段。
本発明に係る液晶表示装置は，前記ＬＥＤへの供給電流のレベルを，例えば最大電流を含む複数段階の電流レベルのいずれかに設定した上で，ＰＷＭ調光を行う。そのため，前記ＬＥＤ（バックライト）の輝度を最大輝度を含む広い輝度範囲で容易に調節可能である。また，前記電流レベル切替手段により，前記ＬＥＤの目標輝度が低い場合にＬＥＤへの供給電流のレベルを下げることが可能である。その結果，前記ＬＥＤ（バックライト）の輝度を中間的な輝度，特に，比較的低い輝度に調節する場合の消費電力を低減できる。

例えば，本発明に係る液晶表示装置が，さらに，次の（３）に示される構成要素を備えることが考えられる。
（３）前記電流レベル切替手段により切り替えられる前記ＬＥＤへの供給電流のレベルに応じて，前記ＰＷＭ調光手段により用いられる前記バックライトの目標輝度と前記ＰＷＭ制御の制御値との対応関係を表すＰＷＭ制御パラメータを設定するＰＷＭ制御パラメータ設定手段。
この場合，前記電流レベル切替手段が，前記バックライトの目標輝度の範囲（特に上限）を制限するパラメータの内容に応じて，前記ＰＷＭ制御において前記ＬＥＤに供給される電流のレベルを，予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかに切り替えることが考えられる。
例えば，前記バックライトの目標輝度の範囲（特に，上限）を制限するパラメータとしては，次の（３−１）〜（３−３）に示されるもののうちの１つ又は複数であることが考えられる。
（３−１）操作入力に従って複数の候補の中から選択され，その内容に応じて前記バックライトの目標輝度もしくはその目標輝度の上限が切り替えられる映像表示モード情報。
（３−２）操作入力より入力される前記バックライトの目標輝度の入力情報。
（３−３）明るさセンサにより検出され，前記バックライトの目標輝度の自動調節に用いられる前記液晶パネルの周囲の明るさのレベル。
一方，前記電流レベル切替手段が，前記ＰＷＭ制御における前記バックライトの目標輝度が予め定めれた複数段階の輝度の区分のいずれに属するかに応じて，前記ＬＥＤに供給される電流のレベルを，自動的に予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかに切り替えることも考えられる。

本発明によれば，ＬＥＤを光源とするバックライトの輝度を最大輝度を含む広い輝度範囲で調節可能としつつ，そのＬＥＤの輝度を中間的な輝度に調節する場合の消費電力を低減できる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施形態に係る液晶表示装置Ｘの概略構成を表すブロック図，図２は液晶表示装置ＸにおけるＬＥＤバックライトの目標輝度及びＬＥＤ供給電流の設定処理の手順を表すフローチャート，図３は液晶表示装置Ｘにおける目標輝度設定テーブルの一例を表す図，図４は液晶表示装置Ｘにおける調光テーブルの第一例を表す図，図５は液晶表示装置Ｘにおける調光テーブルの第二例を表す図，図６はＬＥＤを光源とするバックライトにおける調光方法と消費電力との関係を例示した図である。

まず，図１に示されるブロック図を参照しつつ，本発明の実施形態に係る液晶表示装置Ｘの主要部の構成について説明する。
図１に示されるように，液晶表示装置Ｘは，映像信号入力部１，映像処理回路２，液晶駆動回路３，液晶パネル４，ＬＥＤ給電回路５，ＬＥＤバックライト６，調光回路７，メイン制御回路８，明るさセンサ１０等を備えている。
前記ＬＥＤバックライト６は，映像を表示する前記液晶パネル４の背面側に配列され，複数の白色ＬＥＤ又は複数組のＲＧＢ３色のＬＥＤ（以下，ＬＥＤ９と称する）を光源として前記液晶パネル４を照明する照明手段である。

前記映像信号入力部１は，映像信号を入力するインターフェースである。以下，この映像信号入力部１を通じて入力される映像信号を入力映像信号と称する。
また，前記映像処理回路２は，１フレーム分の前記入力映像信号に基づいて，動画における１コマの画像を構成する各画素の３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）それぞれの映像輝度（画素階調）を表すフレーム信号を順次生成し，そのフレーム信号を前記液晶駆動回路３に伝送する回路である。
また，前記映像処理回路２は，１フレーム分の前記入力映像信号が入力されるごとに，その１フレーム分の映像輝度（階調レベル）の指標値として，当該１フレーム分の前記入力映像信号における各画素の映像輝度の平均値である平均輝度レベル（いわゆるＡＰＬ(Average Picture Level)）Ｄｂを算出し，その算出結果を前記調光回路７に伝送する。前記平均輝度レベルＤｂは，１フレーム分の前記入力映像信号における各画素の３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の映像輝度（階調レベル）の加重平均値である。

前記液晶駆動回路３は，前記映像処理回路２から所定周期で順次伝送されてくる前記フレーム信号に基づいて，そのフレーム信号に対応する１フレーム分の映像（１コマの画像）を前記液晶パネル４に順次表示させる回路である。
より具体的には，前記液晶駆動回路３は，液晶表示パネルに設けられた各画素の液晶素子に対し，Ｒ，Ｇ，Ｂ３原色それぞれの階調レベル（輝度レベルといってもよい）に応じた電圧（階調電圧）の階調信号を供給する。これにより，前記液晶パネル４は，前記入力映像信号に基づく映像（動画）を表示する。

前記ＬＥＤ給電回路５は，前記メイン制御回路８及び前記調光回路７からの制御指令に従って，前記ＬＥＤ９それぞれに対する供給電力，即ち，前記ＬＥＤバックライト６の輝度を，供給電流のレベルの切り替え制御とＰＷＭ制御との組合せによって調節する回路である。
より具体的には，前記ＬＥＤ給電回路５は，前記ＬＥＤ９それぞれに電流を供給するとともに，その電流（以下，ＬＥＤ供給電流という）のレベルを，前記メイン制御回路８から入力される指定電流レベルＤｉに調節する。但し，前記指定電流レベルＤｉは，前記ＬＥＤ９の定格電流（最大電流）を含む予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかである。
さらに，前記ＬＥＤ給電回路５は，電流値が前記指定電流レベルＤｉに調節されたパルス電流を，前記調光回路７から入力される指示値であるデューティ比Ｄｒに従って周期的にＯＮ／ＯＦＦさせつつ前記ＬＥＤ９に供給するＰＷＭ調光を行う。前記デューティ比Ｄｒは，前記調光回路７により，前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度に応じて自動設定される。
即ち，前記ＬＥＤ給電回路５は，前記調光回路７からの前記指定電流レベルに従って電流レベルが切り替えられた前記ＬＥＤ９に対する電流供給のＰＷＭ制御により，前記ＬＥＤバックライト６の輝度を目標輝度に調節するＰＷＭ調光手段の一例である。

また，前記調光回路７は，演算回路７１及びレジスタ７２を備えた回路である。
前記演算回路７１は，前記メイン制御回路８から入力される前記ＬＥＤバックライト６の基準輝度（以下，基準ＢＬ輝度（Ｄａ）と称する）と，前記映像処理回路２から入力される前記平均輝度レベルＤｂと，前記レジスタ７２に記憶（格納）された情報（後述する目標輝度設定テーブルＤＴａ）とに基づいて，前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度（以下，目標ＢＬ輝度と称する）を決定（設定）する。
図３は，前記演算回路７１が前記目標ＢＬ輝度の決定に用いる前記目標輝度設定テーブルＤＴａの一例を表す図である。
前記目標輝度設定テーブルＤＴａは，前記平均輝度レベルＤｂと前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）の補正係数との対応関係を表すルックアップテーブルである。
図３に示されるように，前記演算回路７１は，前記平均輝度レベルＤｂが高い場合に，前記目標ＢＬ輝度が前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）よりも低くなるよう補正する。また，前記演算回路７１は，前記平均輝度レベルＤｂが低い場合に，前記目標ＢＬ輝度が前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）よりも高くなるよう補正する。
液晶表示装置Ｘにおいて，表示映像の視覚的な明るさ（見る人が感じる明るさ）は，表示映像全体の映像輝度のレベルとバックライト用の光源の輝度とのバランスによって左右される。そこで，前記演算回路７１は，前記平均輝度レベルＤｂが高くなれば，前記ＬＥＤバックライト６の輝度を下げることによって眩しさを緩和し，前記平均輝度レベルＤｂが低くなれば，前記ＬＥＤバックライト６の輝度を上げることによって映像の明るさを十分に確保する。

さらに，前記演算回路７は，前記目標ＢＬ輝度と，前記レジスタ７２に記憶（格納）された情報（後述する調光テーブルＤＴｂ）とに基づいて，前記ＰＷＭ調光におけるパルス電流のデューティ比Ｄｒを決定（設定）する。そのデューティ比Ｄｒは，前記ＬＥＤ給電回路５に伝送される。
前記調光テーブルＤＴｂは，前記目標ＢＬ輝度と前記デューティ比Ｄｒとの対応関係を表すルックアップテーブルである。
図４は，前記演算回路７が前記デューティ比Ｄｒの決定の際に用いる前記調光テーブルＤＴｂの一例である。
液晶表示装置Ｘにおいては，状況に応じて前記指定電流レベルＤｉの切り替え，即ち，前記ＬＥＤ９への供給電流のレベルの切り替えが行われるため，前記指定電流レベルＤｉに応じて，前記デューティ比Ｄｒの決定に用いられる前記調光テーブルＤＴｂが切り替えられる。
図４（ａ）は，前記指定電流レベルＤｉが最大電流レベルである場合に採用（選択）される調光テーブルＤＴｂ０の一例である。
また，図４（ｂ）は，前記指定電流レベルＤｉが最大電流の次に高い中間的な電流レベルである場合に採用（選択）される調光テーブルＤＴｂ１の一例である。
同様に，図４（ｃ）における太い実線は，前記指定電流レベルＤｉが最小の電流レベルである場合に採用（選択）される調光テーブルＤＴｂ４の一例を表すグラフ線である。
また，図４（ｃ）における破線は，前記指定電流レベルＤｉが最大の電流レベル及びそれより低い中間の電流レベルの中で高い方の１番目から３番目までの電流レベルそれぞれである場合に採用（選択）される調光テーブルＤＴｂ０〜ＤＴｂ３の一例を表すグラフ線である。
前記演算回路７は，前記ＭＰＵ８１からの指令に従って，前記指定電流レベルＤｉに応じた前記調光テーブルＤＴｂを選択する。
図４に示されるように，前記調光テーブルＤＴｂは，少なくとも段階的に設定される前記指定電流レベルＤｉごとに，前記目標ＢＬ輝度に対するＰＷＭのデューティ比Ｄｒの関係が線形の関係にある。
ここで，前記基準ＢＬ輝度Ｄａは，比較的長い周期で設定され，その基準ＢＬ輝度Ｄａに基づく前記目標ＢＬ輝度及び前記デューティ比Ｄｒは，比較的短い周期で（映像のフレームごとに）設定される。
なお，前記調光回路７は，例えばＦＰＧＡやＡＳＩＣ等により具現化されている。

前記明るさセンサ１０は，例えば，前記液晶パネル４の周囲の枠部に設けられ，前記液晶パネル４の周囲の明るさのレベルを検出するセンサである。この明るさセンサ１０の検出レベルは，後述するように，前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度の自動調節に用いられる。
前記メイン制御回路８は，演算手段であるＭＰＵ８１及び不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ８２等を備え，前記ＭＰＵ８１が不図示のＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより，当該液晶表示装置Ｘが備える各構成要素の制御処理を実行するものである。
例えば，前記メイン制御回路８は，不図示のリモート操作器を通じた操作入力に従って，映像表示モードの切り替え処理や，前記ＬＥＤバックライト９の目標輝度の情報の入力及びその入力情報に基づく目標輝度の設定処理を行う。
ここで，前記映像表示モードは，ウォールピクチャーモード，標準モード，ダイナミックモードの３種類から選択される。
前記ウォールピクチャモードは，前記映像処理回路２がそのメモリに予め記憶された静止画や動きの少ない動画を表す映像信号に基づいて，その映像を前記液晶パネル４に表示させる映像表示モードである。前記ウォールピクチャーモードは，当該液晶表示装置Ｘが使用されないとき（前記映像信号入力部１を通じて入力される映像信号に基づく動画の鑑賞がなされないとき）に選択され，壁掛けの絵画のような状態になるモードである。
また，前記ダイナミックモードは，当該液晶表示装置Ｘが販売の店頭等に場所に設置される場合に選択されるモードである。このダイナミックモードでは，表示映像の色が通常よりも鮮やかな色となるように，前記映像処理回路２による映像信号の補正が行われる。
また，前記通常モードは，当該液晶表示装置Ｘが一般家庭の室内等の通常の使用環境に設置される場合に選択されるモードである。
また，前記メイン制御回路８は，前記明るさセンサ１０の検出レベルに基づく前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度の自動調節処理行う。それらの詳細については後述する。

次に，図２に示されるフローチャートを参照しつつ，液晶表示装置Ｘにおける前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度及びＬＥＤ供給電流の設定処理の手順について説明する。なお，図２に示される処理は，液晶表示装置Ｘの起動中において随時繰り返し行われる。また，以下に示されるＳ１，Ｓ２，…は，処理手順（ステップ）の識別符号を表す。
［ステップＳ１］
まず，前記メイン制御回路８における前記ＭＰＵ８１が，予め設定された手動設定バックライト輝度を，前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度の基準とする前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）の初期値に設定する（Ｓ１）。以下，この初期値が必要に応じて補正され，最終的な前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）が得られる。
前記手動設定バックライト輝度は，ユーザの手動操作に基づいて設定される前記ＬＥＤバックライト６の輝度の基準値である。
即ち，前記手動設定バックライト輝度は，前記ＭＰＵ８１が，不図示のリモート操作器を通じた操作入力により手動入力される前記ＬＥＤバックライト６の輝度レベルである。例えば，前記リモート操作器を通じて−１６〜＋１６までの３３段階のレベル情報のいずれかが入力された場合に，そのレベル情報に対応した前記手動設定バックライト輝度が設定され，前記ＥＥＰＲＯＭ８２に記録される。

［ステップＳ２］
次に，前記ＭＰＵ８１は，前記明るさセンサ１０の検出レベルに応じて，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を補正する（Ｓ２）。より具体的には，前記ＭＰＵ８１は，前記明るさセンサ１０の検出レベルが高いほど（周囲が明るいほど），予め定められた範囲内で前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を高める方向へ補正し，前記明るさセンサ１０の検出レベルが低いほど（周囲が暗いほど），予め定められた範囲内で前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を低くする方向へ補正する。
これにより，ユーザが，周囲が明るくなった際に表示映像が暗いと感じたり，周囲が暗くなった際に表示映像がまぶしいと感じたりすることを防止できる。

［ステップＳ３］
次に，前記ＭＰＵ８１は，前記映像表示モードがウォールピクチャーモードである場合に，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を予め定められた中間的な輝度（以下，第１指定中間輝度という）以内に制限する。即ち，前記映像表示モードがウォールピクチャーモードである場合，前記ＭＰＵ８１は，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）が前記第１指定中間輝度よりも高ければ前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を前記第１指定中間輝度に補正し，そうでなければ前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）の補正を行わない。また，前記映像表示モードがウォールピクチャーモード以外である場合も，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）の補正を行わない。
前記ウォールピクチャーモードが選択されている場合，表示映像の明るさや鮮明さは特に要求されないため，前記ＬＥＤバックライト６の輝度を比較的低い輝度に抑えて消費電力を低減するために，このステップＳ３の処理が行われる。
このように，前記映像表示モードは，前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度の上限を切り替えるための動作モードである。なお，前記映像表示モードがウォールピクチャーモードである場合に，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を下げる方向に補正する（目標輝度を切り替える）ことも考えられる。

［ステップＳ４］
次に，前記ＭＰＵ８１は，ステップＳ１〜Ｓ３の処理により得られた前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）が，予め定められた中間的な輝度（以下，第２指定中間輝度という）以下であるか否かを判別する（Ｓ４）。なお，前記第２指定中間輝度は，前記第１指定中間輝度以上の輝度である。

［ステップＳ５］
そして，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）が，前記第２指定中間輝度以下ではない場合，前記ＭＰＵ８１は，次の（ａ１）〜（ａ３）に示される３つの処理を併せて実行し，その後，処理を前述したステップＳ１へ戻す。
（ａ１）前記指定電流レベルＤｉ（即ち，前記ＬＥＤ９に供給される電流のレベル）を最大レベル（前記ＬＥＤ９の定格電流レベル）に設定し，その指定電流レベルＤｉを前記ＬＤＥ給電回路５に出力する。
（ａ２）前記調光回路７で用いられる調光テーブルＤＴｂが，複数の調光テーブルの候補の中から前記指定電流レベルＤｉが最大レベルであるときに用いられるべき候補が選択されるよう，前記調光回路７に対して指令を出力する。
（ａ３）前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を前記調光回路７に対して出力する。

［ステップＳ６］
一方，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）が，前記第２指定中間輝度以下である場合，前記ＭＰＵ８１は，次の（ｂ１）〜（ｂ３）に示される３つの処理を併せて実行し，その後，処理を前述したステップＳ１へ戻す。
（ｂ１）前記指定電流レベルＤｉ（即ち，前記ＬＥＤ９に供給される電流のレベル）を，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）に応じて，予め定められた複数段階（例えば，２〜５段階程度）の中間的な電流レベルのいずれかに設定する（切り替える）。
（ｂ２）前記調光回路７で用いられる調光テーブルＤＴｂが，複数の調光テーブルの候補の中から前記指定電流レベルＤｉに対応した候補が選択されるよう，前記調光回路７に対して指令を出力する。
（ｂ３）前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を前記調光回路７に対して出力する。

［ステップＳ７］
そして，前述したように，前記調光回路７における前記演算回路７１は，前記ＭＰＵ８１により設定された前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を基準とし，それに対して前記平均輝度レベルＤｂに基づく補正を行うことにより前記目標ＢＬ輝度を設定する（Ｓ７，図３参照）。さらに，前記演算回路７は，前記目標ＢＬ輝度を，ステップＳ５において設定された前記調光テーブルＤＴｂ，即ち，前記指定電流レベルＤｉに応じて切り替えられた前記調光テーブルＤＴｂに適用することにより，前記ＬＥＤ９のＰＷＭ制御における前記デューティ比Ｄｒを自動設定する（Ｓ７）。
［ステップＳ８］
また，前記ＬＥＤ給電回路５が，前記ＬＥＤ９への供給電流のレベルを，ステップＳ５で設定された前記指定電流レベルＤｉと一致するように調節する（Ｓ８）。
さらに，前記ＬＥＤ給電回路５が，前記デューティ比Ｄｒに従った前記ＬＥＤ９のＰＷＭ制御を実行する（Ｓ８）。

以上に示したように，前記ＭＰＵ８１は，前記手動設定バックライト輝度と，前記映像表示モードと，前記明るさセンサ１０の検出レベルとに基づいて前記指定電流レベルＤｉを予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかに切り替える（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６）。なお，前記複数段階の電流レベルには，前記ＬＥＤ６の定格電流（最大電流）が含まれている。また，ステップＳ６で設定され得る中間的な電流レベルが１種類であっても，ステップＳ５で設定される最大の電流レベルと併せて，全体としては複数段階の電流レベルのいずれかに設定されるといえる。
ここで，前記手動設定バックライト輝度は，操作入力より入力される前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度の入力情報である。
また，前記明るさセンサ１０の検出レベルは，前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度の自動調節に用いられる前記液晶パネル４の周囲の明るさのレベルである。
また，前記映像表示モードは，操作入力に従って複数の候補の中から選択され，その内容に応じて前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度もしくはその目標輝度の上限が切り替えられる映像表示モード情報である。
これら前記手動設定バックライト輝度，前記明るさセンサ１０の検出レベル及び前記映像表示モードの各パラメータは，その内容に応じて前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）の設定がなされるパラメータである。また，図３に示したように，前記基準ＢＬ輝度（Ｄａ）を基準とする一定の範囲内で前記目標ＢＬ輝度が設定される。従って，前記手動設定バックライト輝度，前記明るさセンサ１０の検出レベル及び前記映像表示モードの各パラメータは，いずれも前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度の範囲を制限するパラメータの一例である。

液晶表示装置Ｘは，前記ＬＥＤ９への供給電流のレベルを，最大電流を含む複数段階の電流レベルのいずれかに設定した上で，ＰＷＭ調光を行う。そのため，前記ＬＥＤバックライト６の輝度を，最大輝度を含む広い輝度範囲で調節可能である。その際，少なくとも段階的に設定される前記指定電流レベルＤｉごとに，ＰＷＭのデューティ比Ｄｒを目標輝度に対して線形的に簡易に設定できる（図４参照）。
また，前記メイン制御回路８により，前記ＬＥＤバックライト６の目標輝度が低い場合に前記指定電流レベルＤｉが下げられる。その結果，前記ＬＥＤバックライト６の輝度を中間的な輝度，特に，比較的低い輝度に調節する場合の消費電力を低減できる。

ところで，以上に示した実施形態は，比較的長い周期で段階的に切り替えられる前記指定電流レベルＤｉに応じて，それに対応した前記調光テーブルＤＴｂが設定（選択）される例であったが，そうでない実施例も考えられる。
例えば，前記調光回路７が，新たな前記目標ＢＬ輝度を設定するごとに（映像１フレームごとに），前記目標ＢＬ輝度が予め定めれた複数段階の輝度の区分のいずれに属するかを判別し，その判別結果（輝度の区分）に応じて自動的に前記指定電流レベルＤｉを設定する（切り替える）ことが考えられる（電流レベル切替手段の一例）。この場合，前記指定電流レベルＤｉは，前記調光回路７から前記ＬＥＤ給電回路５に対して伝送される。
但し，本実施例で用いられる調光テーブルＤＴｂ’が表す前記目標ＢＬ輝度と前記デューティ比Ｄｒとの関係は，図５に示されるように，前記目標ＢＬ輝度の区分の切り替わりごとに線形性が途切れる非線形なものとなる。図５に示される例は，前記目標ＢＬ輝度が５段階の輝度（Ｌ１〜Ｌ５）に区分され，その区分ごとに異なる前記指定電流レベルＤｉが設定される場合の例である。
このような実施例においては，図５に示されるように，前記ＬＥＤ９のＰＷＭ制御における前記デューティ比Ｄｒが，常に高い値で維持されるので，エネルギー効率が高く，より省電力効果が高まる。

本発明は，液晶表示装置に利用可能である。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置Ｘの概略構成を表すブロック図。 液晶表示装置ＸにおけるＬＥＤバックライトの目標輝度及びＬＥＤ供給電流の設定処理の手順を表すフローチャート。 液晶表示装置Ｘにおける目標輝度設定テーブルの一例を表す図。 液晶表示装置Ｘにおける調光テーブルの第一例を表す図。 液晶表示装置Ｘにおける調光テーブルの第二例を表す図。 ＬＥＤを光源とするバックライトにおける調光方法と消費電力との関係を例示した図。

符号の説明

Ｘ ：液晶表示装置
１ ：映像信号入力部
２ ：映像処理回路
３ ：液晶駆動回路
４ ：液晶パネル
５ ：ＬＥＤ給電回路
６ ：ＬＥＤバックライト
７ ：調光回路
８ ：メイン制御回路
９ ：ＬＥＤ
１０：明るさセンサ
Ｓ１，Ｓ２，…：処理手順（ステップ）

Claims (4)

1. ＬＥＤを光源として液晶パネルを照明するバックライトを備えた液晶表示装置であって，
   前記ＬＥＤに供給される電流のレベルを，予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかに切り替える電流レベル切替手段と，
   前記電流レベル切替手段により電流レベルが切り替えられた前記ＬＥＤに対する電流供給のＰＷＭ制御により前記バックライトの輝度を目標輝度に調節するＰＷＭ調光手段と，
   を具備してなることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記電流レベル切替手段により切り替えられる前記ＬＥＤへの供給電流のレベルに応じて，前記ＰＷＭ調光手段により用いられる前記バックライトの目標輝度と前記ＰＷＭ制御の制御値との対応関係を表すＰＷＭ制御パラメータを設定するＰＷＭ制御パラメータ設定手段を具備し，
   前記電流レベル切替手段が，前記バックライトの目標輝度の範囲を制限するパラメータの内容に基づいて，前記ＰＷＭ制御において前記ＬＥＤに供給される電流のレベルを，予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかに切り替えてなる請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記バックライトの目標輝度の範囲を制限するパラメータが，
   操作入力に従って複数の候補の中から選択され，その内容に応じて前記バックライトの目標輝度もしくはその目標輝度の上限が切り替えられる映像表示モード情報と，
   操作入力より入力される前記バックライトの目標輝度の入力情報と，
   明るさセンサにより検出され，前記バックライトの目標輝度の自動調節に用いられる前記液晶パネルの周囲の明るさのレベルと，
   のうちの１つ又は複数である請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記電流レベル切替手段が，前記ＰＷＭ制御における前記バックライトの目標輝度が予め定めれた複数段階の輝度の区分のいずれに属するかに応じて，前記ＬＥＤに供給される電流のレベルを，自動的に予め定められた複数段階の電流レベルのいずれかに切り替えてなる請求項１に記載の液晶表示装置。

Images