JP6341968B2 - LIGHTING DEVICE, DISPLAY DEVICE, AND LIGHTING DEVICE CONTROL METHOD - Google Patents
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Description
本発明は照明装置、その制御方法、及びバックライト装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device, a control method thereof, and a backlight device.
近年では画像表示装置として液晶を用いたものが主流になってきている。液晶パネルは自発光デバイスではないため、LED等の光源を用いたバックライトが必要になる。また液
晶ディスプレイで画像の輝度を調節する方法としては、液晶の制御により輝度の調節を行う方法と、バックライトの輝度を調節する方法とがある。バックライトによって輝度を調整する方法を用いることで、画面内のコントラスト比を高めることが可能になり、また消費電力を抑えられるというメリットもある。
In recent years, liquid crystal display devices have become mainstream as image display devices. Since a liquid crystal panel is not a self-luminous device, a backlight using a light source such as an LED is required. In addition, as a method of adjusting the luminance of an image with a liquid crystal display, there are a method of adjusting luminance by controlling liquid crystal and a method of adjusting the luminance of backlight. By using the method of adjusting the luminance by the backlight, it is possible to increase the contrast ratio in the screen, and there is an advantage that power consumption can be suppressed.
バックライトの輝度を調整する手段として多く用いられるものにPWM制御(パルス幅変
調制御)がある。PWM制御はバックライトを一定周期で点灯及び消灯をさせ、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輝度を調整するものである。点灯と消灯の周期が長いと光の点滅が人の目に視認されるため、ちらつき(フリッカ)を感じることがある。そのため、200Hz以上の高い周波数でバックライトのPWM制御を行うことが一般的である。そのため、例えば画像のフレーム周波数が60Hzであるとしたら、画像の1フレーム中にバックライトは複数回点灯と消灯を繰り返すことになる。
PWM control (pulse width modulation control) is often used as a means for adjusting the brightness of the backlight. In the PWM control, the backlight is turned on and off at a constant cycle, and the luminance of the backlight is adjusted by changing the ratio (duty ratio) between the turn-on period and the turn-off period. When the cycle of turning on and off is long, the blinking of light is visually recognized by human eyes, and flicker may be felt. For this reason, it is common to perform PWM control of the backlight at a high frequency of 200 Hz or higher. Therefore, for example, if the frame frequency of the image is 60 Hz, the backlight is repeatedly turned on and off a plurality of times during one frame of the image.
LEDを用いたバックライトには、多くのLEDが敷き詰められている。LEDの数は表示画面
の大きさや必要な輝度等により異なる。ここで、図2(A)のようにバックライトを各々1又
は複数のLEDからなる10個のエリアに分けて、各エリアのLEDの発光を独立に制御可能であり、エリアごとにPWM信号の位相を異ならせることができるものとする。図18に、全ての
エリアのLEDを同じ位相で点灯と消灯をさせる場合のPWM制御のタイムチャートの一例を示す。図18の横軸は時間であり、縦軸は電流量である。黒く塗りつぶした部分が点灯期間を表し、それ以外の部分が消灯期間を表す。各エリアの電流量を足し合わせたものが合計電流である。
Many LEDs are laid in the backlight using LEDs. The number of LEDs varies depending on the size of the display screen and the required brightness. Here, as shown in Fig. 2 (A), the backlight can be divided into 10 areas each consisting of one or more LEDs, and the light emission of the LEDs in each area can be controlled independently. It is assumed that the phase can be made different. FIG. 18 shows an example of a time chart of PWM control when the LEDs in all areas are turned on and off with the same phase. In FIG. 18, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amount of current. The blacked out part represents the lighting period, and the other part represents the extinguishing period. The sum of the current amounts in each area is the total current.
図18の合計電流を見れば分かるように、全てのエリアで同じ位相のPWM制御を行うと、PWM制御の1周期の中において、合計電流量の時間変動が大きくなる。このように大幅に電
流量が変動してしまうと、電源効率の低下を招き消費電力の増大に繋がる。また大幅な変動に耐えうるようにバックライトの電源の設計を行う必要があるため、高コスト化に繋がる。そこで、合計電流量の変動を抑えるための技術として、PWM信号の位相をエリアごと
にずらす方法がある。エリアごとに位相をずらしてバックライトを点灯させる技術として例えば特許文献1に記載されたものがある。図19に、エリアごとにPWM信号の位相をずらして点灯させる場合のPWM制御のタイムチャートの一例を示す。図19に示すように、エリア
ごとにPWM信号の位相をずらすことで、合計電流の大幅な変動を抑えることが可能になる
。
As can be seen from the total current in FIG. 18, when PWM control of the same phase is performed in all areas, the time variation of the total current amount becomes large in one cycle of PWM control. If the amount of current fluctuates greatly as described above, power efficiency is lowered and power consumption is increased. In addition, it is necessary to design the power supply of the backlight so that it can withstand large fluctuations, leading to higher costs. Therefore, as a technique for suppressing the fluctuation of the total current amount, there is a method of shifting the phase of the PWM signal for each area. For example, Patent Document 1 discloses a technique for turning on the backlight by shifting the phase for each area. FIG. 19 shows an example of a time chart of PWM control in the case where lighting is performed by shifting the phase of the PWM signal for each area. As shown in FIG. 19, by shifting the phase of the PWM signal for each area, it is possible to suppress significant fluctuations in the total current.
上記のように、フリッカ抑制のために、バックライトは画像のフレーム周波数に対して高周波で点滅させることが一般的であるが、動画ボケ抑制のために、バックライトのPWM
の周波数を画像のフレーム周波数と同じにする技術もある。液晶パネルは、ブラウン管ディスプレイやプラズマディスプレイ等の自発光デバイスに比べると応答性が低いため、動画像表示を行った際に動画ボケが目立つことがある。動画ボケを抑制するための技術の一つにバックライトスキャンと呼ばれる技術が存在する。バックライトスキャンとは、液晶の走査(スキャン)に合わせてバックライトを消灯し、液晶の切り替わりの瞬間を見えなくすることで、動画ボケの低減を図る技術である。この技術については特許文献2等に開
示されている。
As described above, in order to suppress flicker, the backlight is generally blinked at a high frequency with respect to the frame frequency of the image.
There is also a technique for making the frequency of the same as the frame frequency of the image. The liquid crystal panel has low responsiveness compared to a self-luminous device such as a cathode ray tube display or a plasma display, so that moving image display may be noticeable when moving images are displayed. One technique for suppressing motion blur is a technique called backlight scanning. Backlight scanning is a technique for reducing moving image blur by turning off the backlight in accordance with the scanning (scanning) of the liquid crystal and making the moment of switching of the liquid crystal invisible. This technique is disclosed in Patent Document 2 and the like.
また、LEDの輝度には個体差(バラつき)があり、同じ電流量、同じデューティ比のPWM信号で点灯をさせてもLEDごとに輝度の差が生じる。さらには画面内の温度差や経年変化に
よる劣化等によってもLEDごとに輝度のバラつきが生じる。また複数個のLEDを直列に接続してLEDブロックを形成して、LEDブロックごとに制御を行う場合でも、LEDの輝度バラつ
きにより、LEDブロックごとに輝度のバラつきが生じる。LEDブロックごとの輝度のバラつきはバックライトの輝度ムラとなって表示画像に影響する。高品位な画像表示を可能にするためには、LEDブロックごとの輝度のバラつきを正確に把握した上でLEDブロックごとにPWM信号のデューティ比を変えるなどの方法でバックライトの輝度ムラを抑えることが有
効である。
In addition, there is an individual difference (variation) in the luminance of the LED, and even if lighting is performed with a PWM signal having the same current amount and the same duty ratio, a luminance difference occurs for each LED. In addition, the brightness varies from LED to LED due to temperature differences in the screen and deterioration due to aging. In addition, even when a plurality of LEDs are connected in series to form an LED block and control is performed for each LED block, luminance variation occurs for each LED block due to LED luminance variation. The variation in the luminance of each LED block becomes the luminance unevenness of the backlight and affects the display image. In order to enable high-quality image display, it is necessary to accurately grasp the variation in brightness of each LED block, and to reduce the uneven brightness of the backlight by changing the duty ratio of the PWM signal for each LED block. Is effective.
バックライトの輝度ムラを抑える方法として、輝度センサを用いてLEDブロックの輝度
のバラつきを取得し、取得結果を基にLEDブロックごとにデューティ比を変更する等の制
御を行う方法がある。ここでLEDブロックごとの輝度センサ値の取得を正確に行うには該
当LEDブロックのみを点灯させて他のLEDブロックは消灯させ、光漏れによる測定値への影響を抑えることが有効である。しかしながら前述のようにバックライトのエリアごとにPWM信号の位相を異ならせて発光制御を行う場合、デューティ比が極端に低い場合を除けば
、常にバックライトのいずれかのエリアのLEDブロックが点灯している。
As a method of suppressing the luminance unevenness of the backlight, there is a method of performing control such as obtaining a variation in luminance of the LED block using a luminance sensor and changing the duty ratio for each LED block based on the obtained result. Here, in order to accurately acquire the luminance sensor value for each LED block, it is effective to turn on only the corresponding LED block and turn off the other LED blocks to suppress the influence on the measurement value due to light leakage. However, as described above, when controlling the light emission by changing the phase of the PWM signal for each backlight area, the LED block in any area of the backlight is always lit unless the duty ratio is extremely low. ing.
そのため、測定対象のLEDブロック以外の全てのLEDブロックが消灯しているような点灯状態になる機会はほとんどない。ディスプレイを使用していないときであれば、センサ値を取得するLEDブロックのみを点灯させて他のLEDブロックを全て消灯して測定することも可能である。しかしながらLEDブロックの発光特性の変化はディスプレイの使用中にも起
こりうるため、ディスプレイの使用中においても輝度の測定を行うことが好ましい。
For this reason, there is almost no opportunity to enter a lighting state in which all the LED blocks other than the LED block to be measured are turned off. When the display is not used, it is also possible to measure by turning on only the LED block for obtaining the sensor value and turning off all other LED blocks. However, since the change in the light emission characteristics of the LED block can also occur during use of the display, it is preferable to measure the luminance even during use of the display.
そこで、所定のセンサ値取得期間においてセンサ値取得対象のLEDブロック以外のLEDブロックを全て消灯してセンサ値取得対象のLEDブロックのセンサ値の取得を行い、センサ
値取得期間終了後に元の点灯状態に戻す制御が考えられる。ここでセンサ値取得期間は光センサにより測定対象のLEDブロックの輝度の測定を行うのに十分な長さであり、なおか
つ人の目には視認されない程度に短い期間であるとする。
Therefore, all the LED blocks other than the LED block that is the sensor value acquisition target are turned off during the predetermined sensor value acquisition period, and the sensor value of the LED block that is the sensor value acquisition target is acquired. Control to return to can be considered. Here, it is assumed that the sensor value acquisition period is long enough to measure the luminance of the LED block to be measured by the optical sensor and is short enough not to be visually recognized by human eyes.
図20に、エリア1のうちの1ブロックがセンサ値取得ブロックである場合のセンサ値取得期間前後のPWM制御のタイムチャートの一例を示す。図20に示すように、センサ値取得期
間において、エリア1のうちのセンサ値取得ブロックのみが点灯し、エリア1の他のLEDブ
ロック(非センサ値取得ブロック)及び他のエリアの全てのLEDブロックが強制消灯され
ている。このセンサ値取得期間に輝度センサにより測定された値を取得することで、1ブ
ロック分のLEDの輝度を計測することが可能である。点灯させるLEDブロックを変えながら同様に計測を行えば全てのLEDブロックの輝度を計測することが可能になる。
FIG. 20 shows an example of a time chart of PWM control before and after the sensor value acquisition period when one block in area 1 is a sensor value acquisition block. As shown in FIG. 20, in the sensor value acquisition period, only the sensor value acquisition block in area 1 is lit, and other LED blocks in area 1 (non-sensor value acquisition block) and all LED blocks in other areas Is forcibly turned off. By acquiring the value measured by the luminance sensor during this sensor value acquisition period, it is possible to measure the luminance of the LED for one block. If the same measurement is performed while changing the LED block to be lit, the luminance of all the LED blocks can be measured.
上記のように、センサ取得ブロック以外のLEDを一瞬消灯する場合、その消灯自体は一
瞬であるため人間の目には視認されにくい。しかしながら、消灯した分だけ実質のデューティ比が低下するため、バックライト全体としてわずかに輝度が低下することになる。図
20に示す例では、センサ値取得ブロックのセンサ値取得に伴う、エリア1のセンサ値取得
ブロック以外のLEDブロックの消灯により、センサ値取得が行われるPWM周期における実質の点灯期間が短くなり、エリア1の輝度が低下する。また、エリア7,8,9,10は、1つ前のPWM周期において点灯開始した点灯期間が短くなるため、同じように輝度が低下する。
As described above, when the LEDs other than the sensor acquisition block are extinguished for a moment, the extinguishing itself is momentary, and thus it is difficult for human eyes to visually recognize. However, since the actual duty ratio is reduced by the amount of light that has been extinguished, the luminance of the entire backlight is slightly reduced. Figure
In the example shown in 20, the actual lighting period in the PWM cycle in which sensor value acquisition is performed is shortened by turning off LED blocks other than the sensor value acquisition block in area 1 due to sensor value acquisition in the sensor value acquisition block. The brightness of 1 decreases. In areas 7, 8, 9, and 10, since the lighting period in which lighting starts in the previous PWM cycle is shortened, the luminance similarly decreases.
一方、エリア2〜6については、センサ値取得のタイミングがPWM制御における消灯期間
に当たるため輝度の変化が生じない。よってこのセンサ値取得による強制消灯に伴い、エリアによる輝度の差が生じることになる。この時に輝度が低下するかどうかは設定されているPWMのデューティ比によっても違いが生じる。例えば同じエリアであってもLEDブロックごとにデューティ比の設定が違えば輝度の低下が起きるLEDブロックと輝度の低下が生
じないLEDブロックとの両方が存在する場合もあり得る。
On the other hand, in areas 2 to 6, since the sensor value acquisition timing corresponds to the extinguishing period in the PWM control, the luminance does not change. Therefore, with the forced turn-off due to this sensor value acquisition, a difference in luminance depending on the area occurs. At this time, whether or not the luminance is reduced also varies depending on the set PWM duty ratio. For example, even in the same area, there may be both an LED block in which the luminance is reduced and a LED block in which the luminance is not reduced if the duty ratio setting is different for each LED block.
図21に、同一エリアのLEDブロックのデューティ比が全て同じである場合のセンサ値取
得期間を含む2周期分のPWM制御に基づくバックライトの輝度分布を模式的に示す。図21に示すように、センサ値取得期間中に強制消灯が行われるエリア1の非センサ値取得ブロッ
ク及びエリア7〜10の輝度は、エリア1のセンサ値取得ブロック及びエリア2〜6の輝度と比較して低くなっている。
FIG. 21 schematically shows the luminance distribution of the backlight based on PWM control for two cycles including the sensor value acquisition period when the duty ratios of the LED blocks in the same area are all the same. As shown in FIG. 21, the luminance of the non-sensor value acquisition block of area 1 and areas 7 to 10 that are forcibly turned off during the sensor value acquisition period are the luminance of the sensor value acquisition block of area 1 and the areas 2 to 6 It is low compared.
図22に、エリア4のうちの1ブロックがセンサ値取得ブロックである場合のセンサ値取得期間前後のPWM制御のタイムチャートの一例を示す。図22の例では、センサ値取得期間を
含むPWM周期においてはエリア1,2,3とエリア4のうち非センサ値取得ブロックにおいて強
制消灯による輝度の低下が生じる。またエリア10については、1つ前のPWM周期において開始した点灯期間中に強制消灯が行われるため、同様に輝度の低下が生じることになる。図23に、センサ値取得期間を含む2周期分のPWM制御に基づくバックライトの輝度分布を模式的に示す。
FIG. 22 shows an example of a time chart of PWM control before and after the sensor value acquisition period when one block in area 4 is a sensor value acquisition block. In the example of FIG. 22, in the PWM cycle including the sensor value acquisition period, the luminance is reduced due to forced extinction in the non-sensor value acquisition block in areas 1, 2, 3 and area 4. Further, for area 10, since the forced turn-off is performed during the lighting period started in the previous PWM cycle, the luminance is similarly reduced. FIG. 23 schematically shows the luminance distribution of the backlight based on PWM control for two cycles including the sensor value acquisition period.
図21、図23に示すように、センサ値取得ブロックの属するエリアが変わることにより、センサ値取得に伴う強制消灯によって輝度が低下するエリアも変わってくる。よってバックライトの全てのLEDブロックについて1ブロックずつセンサ値の取得を行っていくと、センサ値取得が行われている期間中画面内の一部のエリアの輝度の低下が起こり続けることになる。 As shown in FIGS. 21 and 23, when the area to which the sensor value acquisition block belongs changes, the area in which the luminance decreases due to forced turn-off accompanying sensor value acquisition also changes. Therefore, if sensor values are acquired for each LED block of the backlight one block at a time, the luminance of some areas in the screen continues to decrease during the period when sensor values are acquired.
例えば、センサ値の取得が画像1フレーム(60Hz)に1回行われるものとし、1エリア20個
のLEDブロックにより構成されるとすると、LEDブロックの総数は200個となり、全てのLEDブロックのセンサ値の取得には約3.3秒の時間を要する。この場合、3.3秒間、画面内で輝度が変動することになるが、人の目は周波数の低い輝度変化に対しては敏感であるため、この輝度変動は観察者の目に視認されやすく、表示画質の低下として認識されてしまう。
For example, assuming that sensor values are acquired once per image frame (60 Hz), and each area consists of 20 LED blocks, the total number of LED blocks is 200, and all LED block sensors It takes about 3.3 seconds to get the value. In this case, the brightness will fluctuate within the screen for 3.3 seconds, but since the human eye is sensitive to changes in brightness at low frequencies, this change in brightness is easily visible to the viewer's eyes. It will be recognized as a drop in image quality.
そこで本発明は、発光を独立に制御可能な複数のブロックからなる照明装置において、センサによりブロックごとの輝度を測定する際の画面内の輝度の変動を抑制する技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for suppressing fluctuations in luminance in a screen when measuring luminance for each block by a sensor in a lighting device composed of a plurality of blocks capable of independently controlling light emission. .
本発明は、照射された光を透過して画像を表示する表示手段に光を照射する照明装置であって、
複数の発光手段と、
前記画像に応じて、前記画像のフレーム周期を複数個に等分割した周期における各発光手段の点灯期間及び消灯期間の比率であるデューティ比を決定し、前記デューティ比を用いてPWM制御で各発光手段の発光を制御する制御手段と、
前記複数の発光手段のうち、対象発光手段から発せられた光の輝度を測定する測定手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記対象発光手段の前記点灯期間のうちの一部である測定期間において前記対象発光手段から発せられた光の輝度を測定し、
前記制御手段は、前記測定期間において、前記対象発光手段が点灯し、かつ、前記複数の発光手段のうち前記対象発光手段でない他の発光手段が消灯するように、前記他の発光手段の点灯期間に前記他の発光手段を強制的に消灯する強制消灯期間を設定し、前記他の発光手段のうち、前記画像に応じて決定された点灯期間に前記測定期間が重なる発光手段の発光を、前記画像に応じて決定されたデューティ比よりも長いデューティ比で制御することを特徴とする照明装置である。
The present invention is an illuminating device that irradiates light to a display means that transmits irradiated light and displays an image,
A plurality of light emitting means;
In accordance with the image , a duty ratio that is a ratio of a lighting period and a light-off period of each light emitting means in a period obtained by equally dividing the frame period of the image into a plurality of parts is determined, and each light emission is performed by PWM control using the duty ratio. Control means for controlling the light emission of the means;
Among the plurality of light emitting means, measuring means for measuring the luminance of light emitted from the target light emitting means,
With
The measuring means measures the luminance of light emitted from the target light emitting means in a measurement period that is a part of the lighting period of the target light emitting means,
Wherein, in the measurement period, the target light emitting means is turned, and, as other light emitting means not the target light emitting means among the plurality of light emitting means is turned off, the lighting period of the other light-emitting means A forced extinguishing period for forcibly turning off the other light emitting means, and among the other light emitting means, light emission of the light emitting means whose measurement period overlaps the lighting period determined according to the image, The lighting device is characterized in that control is performed with a duty ratio longer than a duty ratio determined according to an image .
本発明は、複数の発光手段を有し、照射された光を透過して画像を表示する表示手段に光を照射する照明装置の制御方法であって、
前記画像に応じて、前記画像のフレーム周期を複数個に等分割した周期における各発光手段の点灯期間及び消灯期間の比率であるデューティ比を決定し、前記デューティ比を用いてPWM制御で各発光手段の発光を制御する制御工程と、
前記複数の発光手段のうち、対象発光手段から発せられた光の輝度を測定する測定工程と、
を有し、
前記測定工程は、前記対象発光手段の前記点灯期間のうちの一部である測定期間において前記対象発光手段から発せられた光の輝度を測定し、
前記制御工程は、前記測定期間において、前記対象発光手段が点灯し、かつ、前記複数の発光手段のうち前記対象発光手段でない他の発光手段が消灯するように、前記他の発光手段の点灯期間に前記他の発光手段を強制的に消灯する強制消灯期間を設定し、前記他の発光手段のうち、前記画像に応じて決定された点灯期間に前記測定期間が重なる発光手段の発光を、前記画像に応じて決定されたデューティ比よりも長いデューティ比で制御することを特徴とする照明装置の制御方法である。
The present invention is a method for controlling an illumination device that has a plurality of light emitting means and irradiates light to a display means that transmits irradiated light and displays an image.
In accordance with the image , a duty ratio that is a ratio of a lighting period and a light-off period of each light emitting means in a period obtained by equally dividing the frame period of the image into a plurality of parts is determined, and each light emission is performed by PWM control using the duty ratio. A control step for controlling the light emission of the means;
Among the plurality of light emitting means, a measuring step for measuring the luminance of light emitted from the target light emitting means,
Have
The measuring step measures the luminance of light emitted from the target light emitting means in a measurement period that is a part of the lighting period of the target light emitting means,
It said control step, in the measurement period, the target light emitting means is turned, and, as other light emitting means not the target light emitting means among the plurality of light emitting means is turned off, the lighting period of the other light-emitting means A forced extinguishing period for forcibly turning off the other light emitting means, and among the other light emitting means, light emission of the light emitting means whose measurement period overlaps the lighting period determined according to the image, It is a control method for an illumination device, characterized in that control is performed with a duty ratio longer than a duty ratio determined according to an image .
本発明によれば、発光を独立に制御可能な複数のブロックからなる照明装置において、センサによりブロックごとの輝度を測定する際の画面内の輝度の変動を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the illuminating device which consists of a some block which can control light emission independently, the fluctuation | variation of the brightness | luminance in a screen at the time of measuring the brightness | luminance for every block with a sensor can be suppressed.
(実施例1)
本発明の第一の実施例を説明する。図1は本発明の照明装置をバックライト装置として
備える画像表示装置の概略を示すブロック図である。画像表示装置100は画像入力部101から入力された画像信号に対し、画像解析部102で解析を行い、表示画像とバックライトの
輝度を決定する。画像解析部102で決定された画像を表示できるようにLCD制御部103はLCDパネル104を制御して、LCDパネル104の各画素の液晶を配向させ画像表示が可能な状態に
する。またバックライト制御部105は画像解析部102で決定されたバックライトの輝度が実現されるように、LEDドライバ106に対して必要な電流値やPWMのデューティ比等の設定を
行う。
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an outline of an image display device including the illumination device of the present invention as a backlight device. The image display apparatus 100 analyzes the image signal input from the image input unit 101 by the image analysis unit 102, and determines the luminance of the display image and the backlight. The LCD control unit 103 controls the LCD panel 104 so that the image determined by the image analysis unit 102 can be displayed, and aligns the liquid crystal of each pixel of the LCD panel 104 so that the image can be displayed. The backlight control unit 105 sets a necessary current value, a PWM duty ratio, and the like for the LED driver 106 so that the backlight luminance determined by the image analysis unit 102 is realized.
LEDドライバ106は複数のチャンネルを持ち、それぞれのチャンネルがバックライト107
を構成するそれぞれ発光を独立に制御可能な光源であるLEDブロックに接続されている。
ここで、LEDブロックは、バックライトの縦方向と横方向に配置された複数個の発光ブロ
ックであるとする。LEDドライバ106は、バックライト制御部105により設定された条件で
、所定の周期内の点灯期間と消灯期間のデューティ比を調節するパルス幅変調制御(PWM
制御)によりLEDブロックの輝度を制御させる。
The LED driver 106 has a plurality of channels, and each channel has a backlight 107.
Are connected to an LED block which is a light source capable of independently controlling light emission.
Here, it is assumed that the LED blocks are a plurality of light emitting blocks arranged in the vertical direction and the horizontal direction of the backlight. The LED driver 106 performs pulse width modulation control (PWM) that adjusts the duty ratio between the lighting period and the extinguishing period within a predetermined period under the conditions set by the backlight control unit 105.
Control) to control the brightness of the LED block.
輝度センサ108はバックライト107から照射される光を所定の測定期間、受光することにより測定対象のLEDブロックの輝度を測定して測定結果をセンサ制御部109に出力する。センサ制御部109はバックライト制御部105と同期して動作する。すなわち、バックライト制御部105は、センサ制御部109によるセンサ値取得が行われる期間において、センサ値取得対象のLEDブロック以外のLEDブロックである非センサ値取得LEDブロックを消灯する。 The luminance sensor 108 receives the light emitted from the backlight 107 for a predetermined measurement period, measures the luminance of the LED block to be measured, and outputs the measurement result to the sensor control unit 109. The sensor control unit 109 operates in synchronization with the backlight control unit 105. That is, the backlight control unit 105 turns off the non-sensor value acquisition LED block that is an LED block other than the LED block that is the sensor value acquisition target during the period when the sensor value acquisition by the sensor control unit 109 is performed.
センサ制御部109は、センサ値取得期間にセンサ108から出力値を取得することでセンサ値取得対象LEDブロックの輝度を取得する。センサ制御部109は、LEDブロックごとのセン
サ値をバックライト制御部105にフィードバックする。バックライト制御部105は、センサ制御部109から取得するLEDブロックごとのセンサ値に基づき、バックライト107の輝度ム
ラを極力少なくするようにLEDドライバ106によるPWM制御を調整する。バックライト107がLCDパネル104を照射し、照射光がLCDパネル104の各画素の透過率に従って透過することにより、観察者が観察可能な画像が画像表示部110に表示される。
The sensor control unit 109 acquires the luminance of the sensor value acquisition target LED block by acquiring the output value from the sensor 108 during the sensor value acquisition period. The sensor control unit 109 feeds back the sensor value for each LED block to the backlight control unit 105. Based on the sensor value for each LED block acquired from the sensor control unit 109, the backlight control unit 105 adjusts the PWM control by the LED driver 106 so as to minimize the luminance unevenness of the backlight 107. The backlight 107 irradiates the LCD panel 104, and the irradiated light is transmitted according to the transmittance of each pixel of the LCD panel 104, whereby an image that can be observed by the observer is displayed on the image display unit 110.
次にセンサ値取得方法の詳細について説明する。図2(A)に示すようにバックライト107
は画面縦方向に10個のエリアに分けられ、バックライト制御部105は、エリアごとにPWM信号の位相をずらしてバックライト107の発光を制御する。各エリアは複数のLEDブロックにより構成され、一つのLEDブロックには1個以上のLEDが配置されており、LEDブロックごとに独立に電流値やPWMのデューティ比の設定を変えて発光を制御することが可能な構成で
あるとする。
Next, details of the sensor value acquisition method will be described. As shown in FIG.
Are divided into 10 areas in the vertical direction of the screen, and the backlight control unit 105 controls the light emission of the backlight 107 by shifting the phase of the PWM signal for each area. Each area is composed of multiple LED blocks, and one or more LEDs are placed in one LED block, and the light emission is controlled by changing the current value and PWM duty ratio setting independently for each LED block. It is assumed that the configuration is possible.
画像信号の1フレーム期間は、LEDブロックの発光を制御するPWM信号の複数周期分の期
間であるとする。本実施例では、一例として、画像信号のフレーム周波数は60Hz、PWM信
号の周波数は300Hzとする。センサ値取得が行われない通常時の各エリアのPWM制御のタイミングチャートの一例を図3に示す。
One frame period of the image signal is a period corresponding to a plurality of periods of the PWM signal for controlling the light emission of the LED block. In this embodiment, as an example, the frame frequency of the image signal is 60 Hz, and the frequency of the PWM signal is 300 Hz. FIG. 3 shows an example of a timing chart of PWM control in each area during normal time when sensor value acquisition is not performed.
本実施例のPWM制御では、PWM信号の1周期(PWM周期)は点灯期間から始まり、点灯期間の長さはデューティ比によって決まり、点灯期間が終了した後、消灯期間が開始し、消灯期間の終了タイミングにおいてPWM周期が終了するものとする。デューティ比を変えるこ
とで点灯から消灯に移るタイミングが変化し、点灯期間の長さが変化する。また、PWM基
準位置を起点とした場合の各エリアの点灯開始までの時間をDELAY_n(n:1〜10)として定
義する。PWM基準位置は、PWM信号の位相の基準となるタイミングであり、例えば画像信号の垂直同期信号の位置を基準に定める。
In the PWM control of this embodiment, one cycle (PWM cycle) of the PWM signal starts from the lighting period, the length of the lighting period is determined by the duty ratio, and after the lighting period ends, the extinguishing period starts, It is assumed that the PWM cycle ends at the end timing. By changing the duty ratio, the timing of shifting from lighting to extinguishing changes, and the length of the lighting period changes. In addition, the time until the lighting of each area starts when the PWM reference position is the starting point is defined as DELAY_n (n: 1 to 10). The PWM reference position is a timing that serves as a reference for the phase of the PWM signal, and is determined based on, for example, the position of the vertical synchronization signal of the image signal.
図3では画像信号のフレーム周期がPWM周期により5分割され、PWM基準位置はPWM周期5周期ごとに垂直同期信号と一致している。しかしながらこのPWM基準位置の決め方は一例で
あり、画像信号の垂直同期信号とPWM基準位置とが一致していなくても良い。本実施例で
はDELAY_1は0であるとしてエリア1の点灯開始位置はPWM基準位置と等しいものとする。本実施例では、エリアごとにPWM基準位置に対する点灯開始位置の位相(DELAY_n)を異ならせることができるものとする。図3の例では、各エリアともデューティ比は50%で共通だが、エリアごとに点灯開始位置(PWM周期の開始タイミング)が異なっている。
In FIG. 3, the frame period of the image signal is divided into five by the PWM period, and the PWM reference position coincides with the vertical synchronization signal every five PWM periods. However, this method of determining the PWM reference position is an example, and the vertical synchronization signal of the image signal and the PWM reference position do not have to match. In this embodiment, it is assumed that DELAY_1 is 0 and the lighting start position of area 1 is equal to the PWM reference position. In this embodiment, it is assumed that the phase (DELAY_n) of the lighting start position with respect to the PWM reference position can be varied for each area. In the example of FIG. 3, the duty ratio is common to each area at 50%, but the lighting start position (PWM cycle start timing) is different for each area.
図2(B)は、エリア1の1つのLEDブロックのセンサ値を取得するためのセンサ値取得期間
におけるバックライト107の点灯状態を模式的に示す図である。図2(B)のように、本実施
例の画像表示装置では、センサ値取得期間において1個のLEDブロックのみを点灯させて他のLEDブロックを消灯し、当該センサ値取得期間に輝度センサからの出力値を取得するこ
とでLEDブロックの輝度の測定を行う。センサ値取得期間には、センサ制御部109は、センサ値取得対象LEDブロック以外のLEDブロック(非センサ値取得LEDブロック)を強制的に
消灯させる。
FIG. 2 (B) is a diagram schematically showing the lighting state of the backlight 107 during the sensor value acquisition period for acquiring the sensor value of one LED block in area 1. FIG. As shown in FIG. 2 (B), in the image display device of the present embodiment, only one LED block is turned on during the sensor value acquisition period, and the other LED blocks are turned off. LED block brightness is measured by obtaining the output value of. During the sensor value acquisition period, the sensor control unit 109 forcibly turns off the LED blocks (non-sensor value acquisition LED blocks) other than the sensor value acquisition target LED block.
センサ制御部109による非センサ値取得LEDブロックの強制消灯は種々の方法で実現できる。例えば、LEDブロックごとに電流を断続するためのスイッチを設け、センサ制御部109がそのスイッチを切り換えてLEDブロックに流れる電流を遮断することによって強制消灯
を行うことができる。また、センサ制御部109がLEDドライバ106を制御して、非センサ値
取得LEDブロックを駆動するLEDドライバ106に対して電流値を0に設定するよう指示することによって非センサ値取得LEDブロックの消灯を行うようにしても良い。また、センサ制
御部109が、バックライト制御部105に対し、非センサ値取得LEDブロックの電流を0に設定するよう指示を出すことで非センサ値取得LEDブロックを消灯させる方法でも良い。
The forced turn-off of the non-sensor value acquisition LED block by the sensor control unit 109 can be realized by various methods. For example, forcibly turning off can be performed by providing a switch for interrupting current for each LED block, and the sensor control unit 109 switching the switch to cut off the current flowing through the LED block. In addition, the sensor control unit 109 controls the LED driver 106 to instruct the LED driver 106 that drives the non-sensor value acquisition LED block to set the current value to 0, thereby turning off the non-sensor value acquisition LED block. May be performed. Alternatively, the sensor control unit 109 may turn off the non-sensor value acquisition LED block by instructing the backlight control unit 105 to set the current of the non-sensor value acquisition LED block to 0.
いずれにしても本実施例ではセンサ制御部109が非センサ値取得LEDブロックを消灯させる手段(機能)を有しているものとする。またいずれの場合であってもセンサ制御部109
はセンサ値の取得動作に関する情報(センサ値取得ブロックの位置等の情報)を予めバックライト制御部105に対して通知するものとする。またセンサ制御部109は各エリアのPWM信
号の位相や点灯開始タイミングの情報を取得する手段を持っており、適切なタイミングにおいて各エリアのLEDブロックのセンサ値の取得を行えるものとする。
In any case, in this embodiment, it is assumed that the sensor control unit 109 has means (function) for turning off the non-sensor value acquisition LED block. In either case, the sensor control unit 109
Assume that the backlight control unit 105 is notified in advance of information related to the sensor value acquisition operation (information such as the position of the sensor value acquisition block). The sensor control unit 109 has means for acquiring information on the phase of the PWM signal in each area and lighting start timing, and can acquire the sensor value of the LED block in each area at an appropriate timing.
初めにエリア1の中の1個のLEDブロックの輝度を測定する場合について説明をする。あ
るLEDブロックの輝度を測定するにはそのLEDブロックの属するエリアの点灯期間内でセンサ値の取得を行う必要がある。デューティ比の設定により点灯期間の長さは変化する。デューティ比が小さい場合、点灯期間が短く、センサ値取得期間を設定可能な期間も短いが、デューティ比が0でなければ、各エリアのPWM周期の開始タイミング、すなわちPWM基準
位置に対しDELAY_Nのタイミングでは、エリアNは必ず点灯している。
First, a case where the luminance of one LED block in area 1 is measured will be described. In order to measure the luminance of a certain LED block, it is necessary to acquire the sensor value within the lighting period of the area to which the LED block belongs. The length of the lighting period varies depending on the duty ratio setting. If the duty ratio is small, the lighting period is short and the sensor value acquisition period can be set short, but if the duty ratio is not 0, the PWM cycle start timing of each area, that is, the DELAY_N timing relative to the PWM reference position Then, area N is always lit.
よって本実施例では、エリアNのLEDブロックのセンサ値取得は、PWM基準位置からDELAY_Nのタイミングにおいて行うこととする。図4にエリア1のLEDブロックのセンサ値取得を
行う場合のPWM制御のタイミングチャートの一例を示す。図中のPWM周期1〜3はDELAY_1が0の場合のエリア1のPWM周期を示しており、DELAY_1が大きくなればその分だけエリア1のPWM周期1〜3も右にシフトしていく。
Therefore, in this embodiment, the sensor value acquisition of the LED block in area N is performed at the timing of DELAY_N from the PWM reference position. FIG. 4 shows an example of a timing chart of PWM control when acquiring sensor values of LED blocks in area 1. The PWM cycles 1 to 3 in the figure indicate the PWM cycle of area 1 when DELAY_1 is 0. If DELAY_1 increases, the PWM cycles 1 to 3 of area 1 are also shifted to the right.
図4の例では、各エリアのデューティ比は50%で共通ある。センサ値取得を行う際には、センサ値取得LEDブロック以外のLEDブロック(非センサ値取得LEDブロック)は、センサ
値取得期間中、強制消灯される。図4の例では、エリア1のPWM周期2においてエリア1のLEDブロックのセンサ値取得が行われる。そのため、PWM周期1のエリア7,8,9,10並びにPWM周
期2のエリア1の非センサ値取得ブロックの点灯期間において、PWM周期2のエリア1のセン
サ値取得期間に相当する期間が強制的に消灯期間とされている。
In the example of FIG. 4, the duty ratio of each area is common at 50%. When performing sensor value acquisition, LED blocks other than the sensor value acquisition LED block (non-sensor value acquisition LED block) are forcibly turned off during the sensor value acquisition period. In the example of FIG. 4, the sensor value acquisition of the LED block in area 1 is performed in the PWM cycle 2 in area 1. Therefore, in the lighting period of the non-sensor value acquisition block in areas 7, 8, 9, 10 of PWM cycle 1 and area 1 of PWM cycle 2, a period corresponding to the sensor value acquisition period of area 1 of PWM cycle 2 is compulsory. It is set to the extinguishing period.
本実施例では、このように他のLEDブロックのセンサ値取得の実施に伴ってPWMの点灯期間の一部の期間が強制的に消灯期間とされるLEDブロックを求める。そして、これらの強
制消灯されるLEDブロックのPWMのデューティ比の設定を予め変更しておくことで、強制消灯されるLEDブロックの輝度の低下を抑制することを特徴とする。
In this embodiment, as described above, an LED block in which a part of the PWM lighting period is forcibly set to the extinguishing period is obtained as the sensor values of other LED blocks are acquired. Then, the setting of the PWM duty ratio of these LED blocks that are forcibly turned off is changed in advance to suppress a decrease in luminance of the LED blocks that are forcibly turned off.
図4において、バックライト制御部からLEDドライバへの通信1〜3は、バックライト制御部105がLEDドライバ106に対して、PWM周期1〜3それぞれにおける各LEDブロックのデュー
ティ比を設定するための通信を表す。
In FIG. 4, communication 1 to 3 from the backlight control unit to the LED driver is for the backlight control unit 105 to set the duty ratio of each LED block in the PWM periods 1 to 3 for the LED driver 106. Represents communication.
図4の例では、バックライト制御部105は、通信1により、PWM周期1におけるエリア7,8,9,10のPWMのデューティ比を大きくするように設定する。次の通信2により、バックライト
制御部105は、PWM周期2におけるエリア1の非センサ値取得LEDブロックのデューティ比を
大きくするように設定するとともに、エリア7,8,9,10のPWMのデューティ比を元の値に戻
すように設定する。次の通信3により、バックライト制御部105は、PWM周期3におけるエリア1の非センサ値取得LEDブロックのデューティ比を元に戻すように設定する。
In the example of FIG. 4, the backlight control unit 105 is set to increase the duty ratio of the PWM in the areas 7, 8, 9, and 10 in the PWM cycle 1 by communication 1. By the next communication 2, the backlight control unit 105 sets the duty ratio of the non-sensor value acquisition LED block in area 1 in the PWM cycle 2 and increases the duty ratio of the PWM in areas 7, 8, 9, and 10. Set the ratio back to its original value. Through the next communication 3, the backlight control unit 105 sets the duty ratio of the non-sensor value acquisition LED block in area 1 in the PWM cycle 3 to be restored.
このように強制消灯による点灯期間の実質的な短縮分が補償されるように、予め強制消灯対象のLEDブロックのデューティ比を元の値(図4では50%)より長くしておく、すなわ
ち、点灯期間の終了タイミングを元のタイミングより遅くなるようにする。これにより、センサ値取得が行われるPWM周期の前後におけるバックライトの輝度の変動を抑制するこ
とが可能になる。
In this way, the duty ratio of the LED block subject to forced turn-off is made longer than the original value (50% in FIG. 4) in advance so that the substantial shortening of the lighting period due to forced turn-off is compensated for, The end timing of the lighting period is made later than the original timing. This makes it possible to suppress fluctuations in the brightness of the backlight before and after the PWM cycle in which sensor value acquisition is performed.
次に具体的なデューティ比の変更の有無と変更後のデューティ比の決定方法について説明する。図5(A)にPWM周期1におけるデューティ比の決定方法を示す。当初定められたLED
ブロックの点灯時間をDUTYとしたときに、エリアn(n=1〜10)のLEDブロックは、PWM基準位置1を基準としてDELAY_nから点灯を開始して、「DELAY_n + DUTY」まで点灯していることになる。また、PWMの1周期の長さをT_pwm、センサ値取得LEDブロックが属するエリアのDELAY時間をDELAY_sとする。このとき、センサ値取得が行われる期間は、「T_pwm + DELAY_s」から「T_pwm + DELAY_s + センサ値取得時間」までの期間となる。よって、以下の式
を満たすエリアnに属する非センサ値取得LEDブロックは、そのPWMの点灯期間の一部が他
のLEDブロックのセンサ値取得に伴い強制的に消灯期間とされることになる。
DELAY_n < T_pwm + DELAY_s + センサ値取得時間 < DELAY_n + DUTY
Next, the presence / absence of a specific duty ratio change and a method for determining the duty ratio after the change will be described. FIG. 5 (A) shows a method of determining the duty ratio in PWM cycle 1. Initially defined LED
When the lighting time of the block is set to DUTY, the LED block in area n (n = 1 to 10) starts lighting from DELAY_n with PWM reference position 1 as the reference, and lights up to `` DELAY_n + DUTY '' It will be. Further, the length of one PWM period is T_pwm, and the DELAY time of the area to which the sensor value acquisition LED block belongs is DELAY_s. At this time, a period during which sensor value acquisition is performed is a period from “T_pwm + DELAY_s” to “T_pwm + DELAY_s + sensor value acquisition time”. Therefore, in the non-sensor value acquisition LED block belonging to the area n satisfying the following expression, a part of the PWM lighting period is forcibly set to the extinguishing period with the sensor value acquisition of the other LED blocks.
DELAY_n <T_pwm + DELAY_s + sensor value acquisition time <DELAY_n + DUTY
上記の式を満たすエリアnに属する非センサ値取得LEDブロックについては、PWM周期1におけるPWMのデューティ比を「DUTY+センサ値取得時間」に設定しなおす。これにより、他のLEDブロックのセンサ値取得に伴う強制消灯による輝度の低下を抑制することができる
。
For the non-sensor value acquisition LED block belonging to the area n that satisfies the above formula, the PWM duty ratio in the PWM cycle 1 is reset to “DUTY + sensor value acquisition time”. Thereby, the fall of the brightness | luminance by forced light extinction accompanying sensor value acquisition of another LED block can be suppressed.
次にPWM周期2におけるPWMのデューティ比の設定方法について図5(B)を用いて説明する
。PWM周期2においてはエリアnのLEDブロックは、PWM基準位置2を基準としてDELAY_nの時
間から点灯を開始して、「DELAY_n + DUTY」まで点灯していることになる。一方でセンサ値取得が行われる期間はDELAY_sから開始して「DELAY_s + センサ値取得時間」までの期
間である。よって、以下の式を満たすエリアnに属する非センサ値取得LEDブロックは、そ
のPWMの点灯期間の一部が他のLEDブロックのセンサ値取得に伴い強制的に消灯期間とされることになる。
DELAY_n < DELAY_s + センサ値取得時間 < DELAY_n + DUTY
Next, a method for setting the PWM duty ratio in the PWM cycle 2 will be described with reference to FIG. In the PWM cycle 2, the LED block in the area n starts lighting from the time of DELAY_n with the PWM reference position 2 as a reference, and lights up to “DELAY_n + DUTY”. On the other hand, the period during which sensor values are acquired is a period from DELAY_s to “DELAY_s + sensor value acquisition time”. Therefore, in the non-sensor value acquisition LED block belonging to the area n satisfying the following expression, a part of the PWM lighting period is forcibly set to the extinguishing period with the sensor value acquisition of the other LED blocks.
DELAY_n <DELAY_s + sensor value acquisition time <DELAY_n + DUTY
上記の式を満たすエリアnに属する非センサ値取得LEDブロックについては、PWM周期2におけるPWMのデューティ比を「DUTY + センサ値取得時間」に設定しなおす。これにより、他のLEDブロックのセンサ値取得に伴う強制消灯による輝度の低下を抑制することが可能
になる。図6は、上述の判定方法に基づいて求められる、エリア4のLEDブロックに対して
センサ値取得が行われる場合のPWM制御を表すタイミングチャートである。PWM周期2にお
いてエリア4のLEDブロックのセンサ値取得が行われる場合、PWM周期1においてエリア10のPWMのデューティ比を上げて、PWM周期2においてエリア1〜3とエリア4の非センサ値取得ブロックのPWMのデューティ比を上げる。これにより、バックライト107の輝度変動を抑制できる。
For the non-sensor value acquisition LED block belonging to the area n that satisfies the above formula, the PWM duty ratio in the PWM cycle 2 is reset to “DUTY + sensor value acquisition time”. As a result, it is possible to suppress a decrease in luminance due to forced turn-off due to sensor value acquisition of other LED blocks. FIG. 6 is a timing chart showing PWM control in the case where sensor value acquisition is performed for the LED block in area 4, which is obtained based on the above-described determination method. When the sensor value acquisition of the LED block in area 4 is performed in PWM cycle 2, the duty ratio of PWM in area 10 is increased in PWM cycle 1, and the non-sensor value acquisition block in areas 1 to 3 and area 4 in PWM cycle 2 Increase the PWM duty ratio. Thereby, the luminance fluctuation of the backlight 107 can be suppressed.
次にPWM信号が消灯期間から開始し、消灯期間の終了後に点灯期間が開始する場合の説
明を行う。図7に示すように、この場合はPWM基準位置から消灯開始(PWMサイクル開始)ま
での時間をDELAY_nとして定義する。PWM信号が消灯期間から始まるPWM制御の場合、デュ
ーティ比が小さくなった場合には、PWM周期の最後の方でのみLEDが点灯するようになる。そのため、PWM信号が消灯期間から始まるPWM制御の場合には、本実施例では、PWM周期の
終わりのタイミングにおいてセンサ値の取得を行う。
Next, the case where the PWM signal starts from the extinguishing period and the lighting period starts after the extinguishing period ends will be described. As shown in FIG. 7, in this case, the time from the PWM reference position to the start of extinguishing (PWM cycle start) is defined as DELAY_n. In the case of PWM control in which the PWM signal starts from the extinguishing period, when the duty ratio becomes small, the LED is turned on only at the end of the PWM cycle. Therefore, in the case of PWM control in which the PWM signal starts from the extinguishing period, in this embodiment, the sensor value is acquired at the end timing of the PWM cycle.
図8(A)に、PWM信号が消灯期間から始まるPWM制御におけるエリア1のLEDブロックのセンサ値取得時のタイミングチャートの一例を示す。図8(A)の例では、エリア1のセンサ値取
得に伴い、PWM周期1のエリア1(非センサ値取得ブロック)及びエリア2〜5においてPWMの点灯期間中に強制消灯期間が設定される。従って、本実施例では、図8(A)の通信1において
エリア1(非センサ値取得ブロック)とエリア2〜5のPWMの点灯期間を伸長させるような設定値がバックライト制御部105からLEDドライバ106へ送信される。
FIG. 8 (A) shows an example of a timing chart when the sensor value of the LED block in area 1 is acquired in the PWM control in which the PWM signal starts from the extinguishing period. In the example of FIG. 8 (A), along with the sensor value acquisition of area 1, the forced turn-off period is set during the PWM turn-on period in areas 1 (non-sensor value acquisition block) and areas 2 to 5 of PWM cycle 1. . Therefore, in the present embodiment, in the communication 1 of FIG. 8A, a setting value that extends the PWM lighting period of the area 1 (non-sensor value acquisition block) and the areas 2 to 5 is transmitted from the backlight control unit 105 to the LED. It is transmitted to the driver 106.
PWM信号が消灯期間から始まるPWM制御の場合には、強制消灯されるLEDブロックの輝度
補償は、図8(A)に示すように、PWMの点灯期間を前方向に延ばすことにより行われる。す
なわち、点灯開始タイミングを早くする(消灯終了タイミングを早くする)ことにより、強制消灯分の輝度低下が補償される。また、図8(A)に示すように、PWM周期2においてはいずれのエリアのPWMの点灯期間にも強制消灯期間が設定されない。従って、バックライト
制御部105は、通信2において、全てのエリアのデューティ比を元の設定値に戻すようLED
ドライバ106へ指示する。
In the case of PWM control in which the PWM signal starts from the light-off period, the luminance compensation of the LED block that is forcibly turned off is performed by extending the PWM light-on period forward as shown in FIG. 8 (A). In other words, by reducing the lighting start timing (making the extinguishing end timing earlier), the luminance reduction due to forced extinction is compensated. Further, as shown in FIG. 8 (A), in the PWM cycle 2, no forced turn-off period is set in the PWM turn-on period in any area. Therefore, the backlight control unit 105 uses the LED to return the duty ratio of all areas to the original setting value in communication 2.
The driver 106 is instructed.
同様に、バックライト制御部105は、通信3でも通信2と同様の設定値を送信する。図8(A)に示すように、エリア1のセンサ値取得に伴う輝度低下の影響はPWM周期2以降にはないため、バックライト制御部105は、通信3自体を行わなくても良い。 Similarly, the backlight control unit 105 transmits the same setting value as that in the communication 2 in the communication 3. As shown in FIG. 8A, the backlight control unit 105 does not have to perform the communication 3 itself because there is no influence of the luminance decrease accompanying the sensor value acquisition of the area 1 after the PWM cycle 2.
図8(B)に、PWM信号が消灯期間から始まるPWM制御におけるエリア9のLEDブロックのセンサ値取得時のタイミングチャートの一例を示す。図8(B)の例では、エリア9のセンサ値取
得に伴い、PWM周期1のエリア9(非センサ値取得ブロック)、エリア10、及びPWM周期2のエ
リア1〜3のPWMの点灯期間中に強制消灯期間が設定される。
FIG. 8B shows an example of a timing chart when the sensor value of the LED block in the area 9 is acquired in the PWM control in which the PWM signal starts from the extinguishing period. In the example of Fig. 8 (B), during the lighting period of the PWM of area 9 of PWM cycle 1 (non-sensor value acquisition block), area 10, and areas 1 to 3 of PWM cycle 2 with the sensor value acquisition of area 9 Is set to the forced extinction period.
従って、本実施例では、図8(B)の通信1においてエリア9(非センサ値取得ブロック)とエリア10のPWMの点灯期間を伸長させるような設定値がバックライト制御部105からLEDドラ
イバ106へ送信される。通信2においてはエリア1〜3のPWMの点灯期間を伸長させるような
設定値がバックライト制御部105からLEDドライバ106へ送信される。
Therefore, in this embodiment, in the communication 1 in FIG. 8B, a setting value that extends the PWM lighting period of the area 9 (non-sensor value acquisition block) and the area 10 is transmitted from the backlight control unit 105 to the LED driver 106. Sent to. In communication 2, a setting value that extends the PWM lighting period of areas 1 to 3 is transmitted from the backlight control unit 105 to the LED driver 106.
本実施例では、LEDドライバ106への通信のタイミングを、輝度補償を行う必要があるLEDブロックが存在するPWM周期のPWM基準位置より前とする例を説明した。しかし、LEDドライバ106が輝度補償を行う必要があるLEDブロックのデューティ比を変更可能なタイミングであれば、LEDドライバ106への通信タイミングは図4,図6,図8(A),図8(B)に示すタイミングと同じでなくても良い。本実施例では、センサ制御部109は、この通信を行うタイミ
ングよりも前に、センサ値取得を行うこと及びセンサ値取得LEDブロックの情報をバック
ライト制御部105に対して通知するものとする。
In the present embodiment, an example has been described in which the timing of communication with the LED driver 106 is set before the PWM reference position of the PWM cycle in which there is an LED block that needs to be subjected to luminance compensation. However, if the LED driver 106 can change the duty ratio of the LED block that needs to perform luminance compensation, the communication timing to the LED driver 106 is as shown in FIG. 4, FIG. 6, FIG. 8 (A), FIG. It does not have to be the same as the timing shown in B). In the present embodiment, the sensor control unit 109 performs sensor value acquisition and notifies the backlight control unit 105 of sensor value acquisition LED block information before the timing of performing this communication.
本実施例の方法を用いてLEDブロックのセンサ値の取得を行うことにより、センサ値取
得に起因するバックライトの輝度の変動を抑制することができ、画質の低下を抑制することが可能になる。
By acquiring the sensor value of the LED block using the method of the present embodiment, it is possible to suppress the variation in the luminance of the backlight due to the acquisition of the sensor value, and it is possible to suppress the deterioration of the image quality. .
(実施例2)
第2の実施例では、バックライトスキャンを行うバックライトにおけるセンサ値の取得
方法について説明を行う。実施例1で説明した構成要素と同等の構成要素については実施
例1と同じ名称及び符号を用いて詳細な説明は割愛する。バックライトスキャンを行う場
合は、画像信号のフレーム周波数と同じ周波数(例えば60Hz)でバックライトの点灯と消灯を行うことになる。
(Example 2)
In the second embodiment, a method for acquiring sensor values in a backlight that performs backlight scanning will be described. Constituent elements equivalent to the constituent elements described in the first embodiment are not described in detail by using the same names and reference numerals as those in the first embodiment. When performing the backlight scan, the backlight is turned on and off at the same frequency (for example, 60 Hz) as the frame frequency of the image signal.
そのための方法として、LEDドライバ106のPWM周波数は変えずに、周期ごとにPWMのデューティ比を変更することでLEDドライバ106のPWM周波数よりも低い周波数でバックライト
を点滅させる方法がある。ここでは図9を用いて、LEDドライバ106のPWM信号は駆動周波数300HzのPWM信号とし、このPWM信号によりデューティ比50%、点滅周波数60Hzでバックライトを点滅させることでバックライトスキャンを行う例を説明する。ここではLEDドライバ106のPWM信号は、点灯期間から始まり消灯期間で終わる仕様のPWM信号であるとする。この場合、デューティ比が100%の周期及びデューティ比が0%の周期の少なくともいずれか並びにデューティ比が100%以下の1個の周期からなる複数個の周期を単位として光源を駆動す
る。
As a method for this, there is a method of blinking the backlight at a frequency lower than the PWM frequency of the LED driver 106 by changing the PWM duty ratio for each period without changing the PWM frequency of the LED driver 106. Here, using FIG. 9, the PWM signal of the LED driver 106 is a PWM signal with a driving frequency of 300 Hz, and this PWM signal is used to perform backlight scanning by blinking the backlight with a duty ratio of 50% and a blinking frequency of 60 Hz. explain. Here, it is assumed that the PWM signal of the LED driver 106 is a PWM signal having a specification starting from the lighting period and ending in the extinguishing period. In this case, the light source is driven in units of a plurality of periods including at least one of a period with a duty ratio of 100% and a period with a duty ratio of 0% and one period with a duty ratio of 100% or less.
エリア1の場合を例にとるとPWM周期1においてデューティ比を最大(100%)に設定する。
次にPWM周期2においても同様にデューティ比を100%に設定する。次のPWM周期3においてはデューティ比を50%に設定する。次のPWM周期4とPWM周期5においてデューティ比を0%に設
定する。以上のように、PWM信号の複数個の周期を単位としてバックライトを駆動するこ
とで、画像フレーム1において1度だけ点灯から消灯へ切り替わるような点滅、つまり60Hzでの点滅を行わせることが可能になる。次の画像フレーム2(PWM周期6〜10)でも同様のデ
ューティ比設定を行えば60Hzでの点灯と消灯が繰り返されることになる。
Taking the case of area 1 as an example, the duty ratio is set to the maximum (100%) in PWM cycle 1.
Next, in the PWM cycle 2, the duty ratio is similarly set to 100%. In the next PWM cycle 3, the duty ratio is set to 50%. In the next PWM cycle 4 and PWM cycle 5, the duty ratio is set to 0%. As described above, by driving the backlight in units of multiple cycles of the PWM signal, it is possible to perform blinking that switches from lighting to unlit only once in image frame 1, that is, blinking at 60 Hz become. If the same duty ratio is set in the next image frame 2 (PWM cycle 6 to 10), lighting and extinguishing at 60 Hz are repeated.
なお、図9ではPWM周期の切れ目が分かるようにPWM周期の間にわずかに隙間を図示して
いるが、これは図面を分かりやすくするための便宜上のものであって、実際には点灯期間中に隙間は存在しない。また図9の「PWM周期1〜10」はエリア1のPWM周期である。実施例1で説明したように、エリアごとにPWM基準位置に対するPWM周期の位相を異ならせることができる。
Note that in FIG. 9, a slight gap is shown between PWM cycles so that the breaks in the PWM cycle can be seen, but this is for convenience to make the drawing easier to understand, and actually during the lighting period There are no gaps. Further, “PWM cycles 1 to 10” in FIG. As described in the first embodiment, the phase of the PWM cycle with respect to the PWM reference position can be varied for each area.
図9の例では、奇数エリアのPWM周期はエリア1と同じとし、偶数のエリアのPWM周期は奇数のエリアに対して半周期分の位相のずれが設定されているものとする。なお、エリアごとのPWM周期の起点の位置はエリアごとにどの程度点灯の位相をずらすかによって決まる
ため本実施例の限りではない。
In the example of FIG. 9, it is assumed that the PWM cycle of the odd area is the same as that of area 1, and the PWM cycle of the even area is set to have a phase shift of a half cycle with respect to the odd area. The position of the starting point of the PWM cycle for each area is not limited to the present embodiment because it is determined by how much the lighting phase is shifted for each area.
バックライトスキャンを効果的に行うにはエリアごとに点灯位相をずらす必要がある。エリア5の場合を例にとるとPWM周期1,2でデューティ比を0%、PWM周期3,4でデューティ比
を100%、PWM周期5でデューティ比を50%に設定する。これにより、エリア5を、エリア1に
対して一定時間(ここではPWM周期2周期分)のディレイを持って60Hzで点滅させることが可能になる。
In order to perform backlight scanning effectively, it is necessary to shift the lighting phase for each area. Taking the case of area 5 as an example, the duty ratio is set to 0% in PWM cycles 1 and 2, the duty ratio is set to 100% in PWM cycles 3 and 4, and the duty ratio is set to 50% in PWM cycle 5. As a result, the area 5 can be blinked at 60 Hz with a delay of a certain time (here, two PWM cycles) with respect to the area 1.
同様にエリアごとに、PWM周期ごとのデューティ比を異ならせることにより、元々のPWM周波数(LEDドライバ106による駆動周波数)とは異なる周波数で点滅を行わせることが可能になる。このように、駆動周波数と異なる点滅周波数でバックライトを点滅させるPWM
制御を行う場合に、LEDブロックのセンサ値取得に伴うバックライトの輝度変動を抑える
方法を本実施例で説明する。
Similarly, by varying the duty ratio for each PWM cycle for each area, it is possible to cause blinking at a frequency different from the original PWM frequency (drive frequency by the LED driver 106). In this way, PWM that causes the backlight to blink at a blinking frequency different from the drive frequency
In the present embodiment, a method for suppressing the luminance variation of the backlight accompanying the acquisition of the sensor value of the LED block when performing control will be described.
図10(A)にエリア1のLEDブロックのセンサ値を取得する場合のPWM制御のタイムチャートの一例を示す。図10(B)、図10(C)はそれぞれ図10(A)の一部を拡大した図である。エリア1は、バックライトスキャンの点滅周期で見た場合のデューティ比(画像1フレーム期間全
体でのデューティ比)が低くなっても、0でなければ、図10におけるPWM周期1とPWM周期6
の開始位置では必ず点灯している。従って、バックライトスキャンを行う場合で、PWM信
号が点灯期間から始まる信号の場合、各エリアのセンサ値取得タイミングは、各エリアの点滅周期の開始位置とする。エリア1の場合はPWM周期1、PWM周期6の開始位置、エリア3の場合はPWM周期2、PWM周期7の開始位置である。
FIG. 10A shows an example of a time chart of PWM control in the case where sensor values of LED blocks in area 1 are acquired. 10 (B) and 10 (C) are enlarged views of part of FIG. 10 (A). In area 1, if the duty ratio (duty ratio for the entire image 1 frame period) when viewed in the blinking cycle of the backlight scan is low but not 0, PWM cycle 1 and PWM cycle 6 in FIG.
It always lights up at the start position. Therefore, when performing backlight scanning and the PWM signal is a signal starting from the lighting period, the sensor value acquisition timing of each area is the start position of the blinking cycle of each area. Area 1 is the start position of PWM cycle 1 and PWM cycle 6, and area 3 is the start position of PWM cycle 2 and PWM cycle 7.
点滅周期で見た場合のデューティ比を以下「点滅のデューティ比」と呼んでPWM周期ご
とのデューティ比と区別する。ここではPWM周期6の開始位置でエリア1のLEDブロックのセンサ値の取得を行う場合を例に説明する。この場合、図10(B)に示すように、画像フレー
ム1の期間に点灯開始タイミングがあるエリア7〜10のPWM周期5及びPWM周期6の点灯期間に強制消灯期間が設定される。より詳細には、エリア1のセンサ値取得期間において、エリ
ア7,9のPWM周期6とエリア8,10のPWM周期5におけるPWMの点灯期間に強制消灯期間が設定される。また、図10(C)に示すように、画像フレーム2の期間に点灯開始タイミングがあるエリア1(非センサ値取得エリア)のPWM周期6の点灯期間に強制消灯期間が設定される。
The duty ratio when viewed in terms of the blinking cycle is hereinafter referred to as “flashing duty ratio” and is distinguished from the duty ratio for each PWM cycle. Here, an example in which the sensor value of the LED block in area 1 is acquired at the start position of PWM cycle 6 will be described. In this case, as shown in FIG. 10 (B), the forced extinction period is set in the lighting period of the PWM period 5 and the PWM period 6 of the areas 7 to 10 in which the lighting start timing is in the period of the image frame 1. More specifically, in the sensor value acquisition period of area 1, the forced extinction period is set to the PWM lighting period in the PWM period 6 of areas 7 and 9 and the PWM period 5 of areas 8 and 10. Further, as shown in FIG. 10C, the forced extinction period is set in the lighting period of the PWM cycle 6 in area 1 (non-sensor value acquisition area) where the lighting start timing is in the period of the image frame 2.
実施例1では、強制消灯期間が設定されることになるPWM周期の点灯期間を予め伸長しておく方法により強制消灯による輝度低下を補償する方法を説明した。つまり、強制消灯期間が設定されるPWM周期内で点灯期間を伸長することにより輝度補償を行った。この輝度
補償の方法を図10の例に適用しようとすると、エリア7のPWM周期6においてはデューティ
比の設定が50%であるため、同周期内においてPWMの点灯期間を伸長させることが可能である。
In the first embodiment, the method of compensating for the luminance decrease due to the forced turn-off by the method of extending the lighting period of the PWM cycle in which the forced turn-off period is set in advance has been described. In other words, brightness compensation was performed by extending the lighting period within the PWM cycle in which the forced extinguishing period was set. If this brightness compensation method is applied to the example in FIG. 10, the duty cycle is set to 50% in PWM cycle 6 of area 7, so the PWM lighting period can be extended within the same cycle. is there.
一方でエリア8,10のPWM周期5とエリア9のPWM周期6については、デューティ比が100%に
設定されている。そのため同周期においてはそれ以上点灯期間を伸長させることができない。そこで本実施例ではPWMの点灯期間に強制消灯期間が設定されることになるPWM周期の元々のデューティ比が100%の場合には、そのPWM周期よりも前又は後の点灯期間を伸長可
能なPWM周期において点灯期間を伸長させる。
On the other hand, the duty ratio is set to 100% for the PWM cycle 5 in the areas 8 and 10 and the PWM cycle 6 in the area 9. Therefore, the lighting period cannot be further extended in the same period. Therefore, in this embodiment, when the original duty ratio of the PWM cycle in which the forced turn-off period is set to the PWM turn-on period is 100%, the turn-on period before or after the PWM cycle can be extended. The lighting period is extended in the PWM cycle.
ここではLEDドライバ106によるPWM信号の1周期が点灯期間から始まり消灯期間で終わるため、PWMの点灯期間に強制消灯期間が設定されるPWM周期よりも後ろのPWM周期において
デューティ比が0%以上100%未満のPWM周期が現れる。従って、強制消灯期間が設定されるPWM周期よりも後ろの周期においてPWMの点灯期間の伸長を行うこととする。なお、「点灯
期間に強制消灯期間が設定されるPWM周期よりも後ろのPWM周期においてデューティ比が0%以上100%未満のPWM周期」の当初のデューティ比が0%の場合、点灯期間の伸長は当該PWM周期に点灯期間を設けることとする。
Here, since one cycle of the PWM signal by the LED driver 106 starts from the lighting period and ends with the extinguishing period, the duty ratio is 0% or more in the PWM period after the PWM period in which the forced extinguishing period is set in the PWM lighting period. A PWM period of less than% appears. Therefore, the PWM lighting period is extended in a period after the PWM period in which the forced extinction period is set. Note that if the initial duty ratio of the PWM cycle with a duty cycle of 0% or more and less than 100% in the PWM cycle after the PWM cycle for which the forced turn-off period is set in the lighting period is 0%, the lighting period is extended. In this PWM cycle, a lighting period is provided.
エリア8においてはPWM周期5ではデューティ比が100%であり、次のPWM周期6はデューテ
ィ比が50%であるのでこのPWM周期6においてPWMの点灯期間を伸長することとする。このエリア8のPWM周期6の点灯期間の伸長の指示は、バックライト制御部105からLEDドライバ106への通信6により行われる。
In area 8, the PWM cycle 5 has a duty ratio of 100%, and the next PWM cycle 6 has a duty ratio of 50%. Therefore, in this PWM cycle 6, the PWM lighting period is extended. The instruction to extend the lighting period of the PWM cycle 6 in the area 8 is made by communication 6 from the backlight control unit 105 to the LED driver 106.
エリア9においては、点灯期間中に強制消灯期間が設定されるPWM周期6は元々のデュー
ティ比が100%であり、次のPWM周期7はデューティ比が50%である。従って、バックライト
制御部105は、通信7により、PWM周期7においてPWMの点灯期間を伸長させる設定を行う。
In area 9, the PWM cycle 6 in which the forced extinction period is set during the lighting period has an original duty ratio of 100%, and the next PWM period 7 has a duty ratio of 50%. Therefore, the backlight control unit 105 performs a setting for extending the PWM lighting period in the PWM cycle 7 through the communication 7.
エリア10においては、点灯期間中に強制消灯期間が設定されるPWM周期5では元々のデューティ比が100%であり、次のPWM周期6においても元々のデューティ比が100%である。その次のPWM周期7は元々のデューティ比が50%であるので、バックライト制御部105は、通信7
により、PWM周期7においてPWMの点灯期間を伸長させる設定を行う。
In area 10, the original duty ratio is 100% in the PWM cycle 5 in which the forced extinction period is set during the lighting period, and the original duty ratio is 100% also in the next PWM cycle 6. In the next PWM cycle 7, the original duty ratio is 50%.
Thus, the PWM lighting period is set to be extended in the PWM cycle 7.
エリア1の非センサ値取得LEDブロックにおいては、点灯期間中に強制消灯期間が設定されるPWM周期6、及びその次のPWM周期7は元々のデューティ比が100%である。そのため、バックライト制御部105は、通信8により、さらにその次のPWM周期8においてPWMの点灯期間
を伸長させる設定を行う。
In the non-sensor value acquisition LED block in area 1, the original duty ratio is 100% in the PWM period 6 in which the forced extinction period is set during the lighting period and the subsequent PWM period 7. Therefore, the backlight control unit 105 performs setting for extending the PWM lighting period in the next PWM cycle 8 through the communication 8.
点灯期間を伸長させた後のPWM制御のタイミングチャートを図11に示す。なお、図10、
図11の例では、バックライトスキャン(画像1フレームあたり)の点滅のデューティ比が50%であるため、点灯期間を伸長させるPWM周期は、強制消灯期間が設定されたPWM周期から最大で2周期後であった。しかし、点滅のデューティ比がさらに高い場合には、点灯期間を
伸長させるPWM周期は、強制消灯期間が設定されたPWM周期から3周期後や4周期後になることもあり得る。
FIG. 11 shows a timing chart of PWM control after extending the lighting period. Figure 10,
In the example in Fig. 11, the blinking duty ratio of the backlight scan (per image frame) is 50%, so the PWM period for extending the lighting period is a maximum of two periods from the PWM period for which the forced extinction period is set. It was later. However, when the duty ratio of blinking is higher, the PWM cycle for extending the lighting period may be three cycles or four cycles after the PWM cycle in which the forced extinction period is set.
次にLEDドライバ106によるPWM信号が消灯期間から始まり点灯期間で終わる仕様の場合
にバックライトスキャンを行う例を図12を用いて説明する。例えば、エリア1では、PWM周期1とPWM周期2においてPWM信号のデューティ比を0%(消灯)に設定をする。次のPWM周期3においてはPWM信号のデューティ比を50%に設定する。次のPWM周期4とPWM周期5においてPWM
信号のデューティ比を100%に設定する。これにより画像フレーム1において1度だけ消灯から点灯へ切り替わるような点滅、つまり60Hzでの点滅を行わせることが可能になる。
Next, an example in which backlight scanning is performed when the PWM signal from the LED driver 106 has a specification starting from the extinguishing period and ending in the lighting period will be described with reference to FIG. For example, in area 1, in PWM cycle 1 and PWM cycle 2, the duty ratio of the PWM signal is set to 0% (off). In the next PWM cycle 3, the duty ratio of the PWM signal is set to 50%. PWM in next PWM cycle 4 and PWM cycle 5
Set the signal duty ratio to 100%. As a result, the image frame 1 can be blinked so as to switch from unlit to lit only once, that is, blinking at 60 Hz.
次の画像フレーム2(PWM周期6〜10)でも同様にPWM信号のデューティ比を設定をすれば60Hzでの消灯と点灯が繰り返されることになる。その他エリアについてもPWM周期ごとにデ
ューティ比を変えながら制御することで、図12に示すような画像信号の周波数と同じ周波数でバックライトを点滅させる発光制御を行うことが可能になる。この場合の、センサ値取得に伴うバックライトの輝度変動を抑える方法を次に説明する。
Similarly, in the next image frame 2 (PWM cycle 6 to 10), if the duty ratio of the PWM signal is set, the lighting and lighting at 60 Hz are repeated. By controlling the other areas while changing the duty ratio for each PWM cycle, it is possible to perform light emission control for blinking the backlight at the same frequency as the frequency of the image signal as shown in FIG. Next, a method for suppressing the luminance variation of the backlight accompanying the sensor value acquisition in this case will be described.
センサ値を取得するタイミングは、バックライトスキャンの点滅のデューティ比が低くなっても必ず点灯をしているタイミングとする必要がある。点滅のデューティ比が低くなっても、0でなければ、例えばエリア1は、図12におけるPWM周期5の終了位置、エリア7で
あればPWM周期8の終了位置では必ず点灯している。従って、バックライトスキャンを行う場合で、PWM信号が消灯期間から始まる信号の場合、各エリアのセンサ値取得タイミング
は、各エリアの点滅周期の終了位置とする。エリア1の場合はPWM周期5の終了位置、エリ
ア3の場合はPWM周期6の終了位置である。
The sensor value needs to be acquired at a timing at which the sensor value is always turned on even if the backlight scanning blinking duty ratio is low. Even if the duty ratio of blinking is low, if it is not 0, for example, area 1 is always lit at the end position of PWM cycle 5 in FIG. Therefore, when performing a backlight scan and the PWM signal is a signal starting from the extinguishing period, the sensor value acquisition timing of each area is the end position of the blinking cycle of each area. In the case of area 1, it is the end position of PWM cycle 5, and in the case of area 3, it is the end position of PWM cycle 6.
ここでエリア7のLEDブロックのセンサ値を取得する場合を例にとって説明を行う。図13(A)にエリア7のLEDブロックのセンサ値を取得する場合のPWM制御のタイムチャートの一例
を示す。図13(B)にエリア7〜10の拡大図、図13(C)にエリア1の拡大図を示す。
Here, the case where the sensor value of the LED block in area 7 is acquired will be described as an example. FIG. 13A shows an example of a time chart of PWM control in the case where sensor values of LED blocks in area 7 are acquired. FIG. 13 (B) shows an enlarged view of areas 7 to 10, and FIG. 13 (C) shows an enlarged view of area 1.
エリア7(非センサ値取得LEDブロック)では、センサ値取得に伴い強制消灯期間が設定されるPWM周期であるPWM周期8の元々のデューティ比が100%であるため、別のPWM周期においてPWMの点灯期間を伸長させる。PWM信号が消灯期間から始まり点灯期間で終わる信号の場合は、センサ値取得により強制消灯期間が設定されるPWM周期よりも前のPWM周期であって、元々のデューティ比が100%未満であるPWM周期のPWMの点灯期間を伸長することとする。なお、「点灯期間に強制消灯期間が設定されるPWM周期よりも前のPWM周期であって元々のデューティ比が100%未満のPWM周期」の当初のデューティ比が0%の場合、点灯期間の伸長
は当該PWM周期に点灯期間を設けることとする。エリア7(非センサ値取得LEDブロック)の
場合、上記のように強制消灯期間が設定されるPWM周期8及びその前のPWM周期7は元々のデューティ比が100%であり、さらにその前のPWM周期6のデューティ比が50%である。従って
、このPWM周期6においてPWMの点灯期間の伸長を行う。
In area 7 (non-sensor value acquisition LED block), the original duty ratio of PWM cycle 8, which is the PWM cycle in which the forced extinction period is set with sensor value acquisition, is 100%. Extend the lighting period. If the PWM signal starts from the light-off period and ends with the light-up period, the PWM cycle is earlier than the PWM period in which the forced light-off period is set by sensor value acquisition, and the original duty ratio is less than 100%. The period for turning on the PWM of the cycle is extended. Note that if the initial duty ratio of 0% is the PWM period before the PWM period in which the forced extinction period is set in the lighting period and the original duty ratio is less than 100%, the lighting period For the extension, a lighting period is provided in the PWM cycle. In the case of area 7 (non-sensor value acquisition LED block), the PWM cycle 8 in which the forced extinction period is set as described above and the previous PWM cycle 7 have an original duty ratio of 100%, and the PWM before that The duty ratio of period 6 is 50%. Therefore, in this PWM cycle 6, the PWM lighting period is extended.
エリア8では、センサ値取得に伴い強制消灯期間が設定されるPWM周期8及びその前のPWM周期7はデューティ比が100%であり、さらにその前のPWM周期6のデューティ比が50%であるため、PWM周期6においてPWMの点灯期間を伸長させる。 In area 8, the duty cycle of PWM cycle 8 and the previous PWM cycle 7 in which the forced extinction period is set in accordance with sensor value acquisition is 100%, and the previous PWM cycle 6 has a duty ratio of 50%. Therefore, the PWM lighting period is extended in PWM cycle 6.
エリア9とエリア10では、ともにセンサ値取得に伴い強制消灯期間が設定されるPWM周期8においてデューティ比が100%であり、その前のPWM周期7のデューティ比が50%であるため、PWM周期7においてPWMの点灯期間の伸長を行う。 In both area 9 and area 10, the duty cycle is 100% in PWM cycle 8 where the forced extinction period is set as the sensor value is acquired, and the duty cycle of previous PWM cycle 7 is 50%. In step 7, the PWM lighting period is extended.
エリア1では、センサ値取得に伴い強制消灯期間が設定されるPWM周期8は元々のデュー
ティ比が50%であるので、当該PWM周期8においてPWMの点灯期間の伸長を行う。
In area 1, since the original duty ratio is 50% in the PWM cycle 8 in which the forced extinction period is set as the sensor value is acquired, the PWM lighting period is extended in the PWM cycle 8.
点灯期間を伸長させた後のPWM制御のタイミングチャートを図14に示す。 FIG. 14 shows a timing chart of PWM control after extending the lighting period.
以上説明したような輝度補償を行うことにより、駆動周波数と異なる点滅周波数でバックライトを点滅させるバックライトスキャンのPWM制御を行う場合に、LEDブロックのセンサ値取得に伴うバックライトの輝度変動を抑えることができる。 By performing luminance compensation as described above, when performing backlight scan PWM control that causes the backlight to blink at a blinking frequency that is different from the drive frequency, the luminance variation of the backlight that accompanies LED block sensor value acquisition is suppressed. be able to.
(実施例3)
実施例1,2ではPWMの点灯期間の伸長を行う対象は1つのPWM周期であったが、本実施例
では複数のPWM周期に対してPWMの点灯期間の伸長を行う例を説明する。ここでは、図15を用いて、PWM信号が消灯期間から始まり点灯期間で終わる仕様で、バックライトスキャン
を行う場合を例に説明する。図15(A)に示すように、点滅のデューティ比は38%程度であるとする。
(Example 3)
In the first and second embodiments, the target for extending the PWM lighting period is one PWM cycle. In this embodiment, an example in which the PWM lighting period is extended for a plurality of PWM cycles will be described. Here, the case where the backlight scan is performed with the specification that the PWM signal starts from the extinguishing period and ends in the lighting period will be described as an example with reference to FIG. As shown in FIG. 15A, it is assumed that the blinking duty ratio is about 38%.
例えばエリア1の場合ではPWM周期1〜3ではPWM信号のデューティ比を0%に設定し、PWM周期4ではPWM信号のデューティ比を95%に設定し、PWM周期5ではPWM信号のデューティ比を100%に設定する。これにより、点滅のデューティ比38%を実現する。他のエリアも同様に5個のPWM周期のデューティ比は、1つが100%、1つが95%、残り3つが0%に設定されているとす
る。
For example, in area 1, the PWM signal duty ratio is set to 0% in PWM periods 1 to 3, the PWM signal duty ratio is set to 95% in PWM period 4, and the PWM signal duty ratio is set to PWM period 5. Set to 100%. This achieves a blinking duty ratio of 38%. Similarly, in other areas, it is assumed that the duty ratio of five PWM periods is set to 100%, one is set to 95%, and the other three are set to 0%.
またセンサ値取得期間の長さはPWM信号のデューティ比で10%相当(約0.33ms)であるとする。ただしこれは一例でありセンサ108がLEDブロックの輝度を測定するのに十分な長さであり、かつ非センサ値取得LEDブロックをセンサ値取得期間に相当する長さだけ消灯させ
た場合にその消灯自体は観察者に視認されない程度の長さであればこの限りではない。図13の場合と同様、各エリアのセンサ値取得タイミングは各エリアの点滅周期の終了位置とする。
The length of the sensor value acquisition period is assumed to be equivalent to 10% (about 0.33 ms) in terms of the duty ratio of the PWM signal. However, this is only an example, and the sensor 108 is long enough to measure the brightness of the LED block, and when the non-sensor value acquisition LED block is turned off for a length corresponding to the sensor value acquisition period, the light is turned off. This is not limited as long as the length is not visible to the observer. As in the case of FIG. 13, the sensor value acquisition timing of each area is the end position of the blinking cycle of each area.
例えば、エリア7のLEDブロックのセンサ値を取得する場合を説明する。この場合、エリア7(非センサ値取得LEDブロック)及びエリア8〜10のPWMの点灯期間に強制消灯期間が設定されることになる。拡大図を図15(B)に示す。 For example, a case where sensor values of LED blocks in area 7 are acquired will be described. In this case, the forced turn-off period is set to the PWM turn-on period of area 7 (non-sensor value acquisition LED block) and areas 8 to 10. An enlarged view is shown in FIG.
エリア7(非センサ値取得LEDブロック)では、センサ値取得に伴い強制消灯期間が設定されるPWM周期であるPWM周期8の元々のデューティ比が100%であるため、それよりも前のPWM周期においてPWMの点灯期間を伸長する。1つ前のPWM周期7では元々のデューティ比が95%
である。よってこのPWM周期7ではPWMの点灯期間を伸長することが可能であるが、5%分し
か伸長できないため、輝度補償のために必要なデューティ比10%相当の伸長をPWM周期7だ
けで行うことができない。よってこのPWM周期7においてはデューティ比5%分の伸長を行いデューティ比を100%に変更する。そして、さらにその前のPWM周期6においてデューティ比を0%から5%に変更することで、10%分の輝度補償に必要な残りの5%分を確保する。
In area 7 (non-sensor value acquisition LED block), the original duty ratio of PWM cycle 8, which is the PWM cycle in which the forced extinction period is set with sensor value acquisition, is 100%. Extends the PWM lighting period. In the previous PWM cycle 7, the original duty ratio is 95%
It is. Therefore, in this PWM cycle 7, it is possible to extend the PWM lighting period, but only 5% can be extended. Therefore, the expansion corresponding to the duty ratio of 10% necessary for luminance compensation should be performed only in PWM cycle 7. I can't. Therefore, in this PWM cycle 7, the duty ratio is increased by 5% and the duty ratio is changed to 100%. Further, by changing the duty ratio from 0% to 5% in the previous PWM cycle 6, the remaining 5% necessary for 10% luminance compensation is secured.
エリア8においては、PWM周期7とPWM周期6で5%ずつPWMの点灯期間を伸長し、エリア9,10ではPWM周期8とPWM周期7でそれぞれ5%ずつPWMの点灯期間を伸長する。これにより、デュ
ーティ比10%相当分の強制消灯期間が設定されることによる輝度低下を補償する。
図16に伸長後のPWM制御のタイミングチャートを示す。
In area 8, the PWM lighting period is extended by 5% at each of PWM cycles 7 and 6, and in areas 9 and 10, the PWM lighting period is extended by 5% at each of PWM periods 8 and 7. This compensates for a decrease in luminance due to the setting of a forced extinction period corresponding to a duty ratio of 10%.
FIG. 16 shows a timing chart of the PWM control after expansion.
次に、上記の例のようなバックライトスキャンを行う場合ではなく、PWM信号の周波数
とLEDブロックの点滅の周波数とが同じである点灯制御が行われる場合への適用例を説明
する。
Next, an example of application to the case where lighting control is performed in which the frequency of the PWM signal and the blinking frequency of the LED block are the same, not the case of performing the backlight scan as in the above example, will be described.
以下の説明でも、センサ値取得期間はPWMのデューティ比換算で10%(約0.33ms)であるとする。この場合、元々のPWM信号のデューティ比が90%を超えた場合には、実施例1で説明
したようにセンサ値取得に伴い強制消灯期間が設定されたPWM周期において強制消灯期間
分の輝度低下を全て補償できるだけの点灯期間の伸長を行うことができない。
In the following description, it is assumed that the sensor value acquisition period is 10% (about 0.33 ms) in terms of PWM duty ratio. In this case, if the duty ratio of the original PWM signal exceeds 90%, as described in the first embodiment, the luminance decreases for the forced extinction period in the PWM cycle in which the compulsory extinction period is set as the sensor value is acquired. It is impossible to extend the lighting period to compensate for all of the above.
ここで例として、図17(A)に示すように、目標輝度を得るために設定された元々のPWM信号のデューティ比が94%であったとする。そして、図17(B)に示すように、PWM周期3の点灯期間の開始タイミングにおいてエリア1のLEDブロックのセンサ値の取得が行われるものとする。このとき、エリア2〜10のPWM周期2の点灯期間と、エリア1(非センサ値取得LEDブロック)のPWM周期3の点灯期間に、デューティ比10%相当分の強制消灯期間が設定されることになる。 Here, as an example, as shown in FIG. 17A, it is assumed that the duty ratio of the original PWM signal set to obtain the target luminance is 94%. Then, as shown in FIG. 17 (B), the sensor value of the LED block in area 1 is acquired at the start timing of the lighting period of PWM cycle 3. At this time, a forced turn-off period equivalent to a duty ratio of 10% is set for the lighting period of PWM cycle 2 in areas 2 to 10 and the lighting period of PWM cycle 3 in area 1 (non-sensor value acquisition LED block). become.
これに対し、実施例1で説明したように、強制消灯期間が設定されたPWM周期において強制消灯期間分の輝度低下を補償するための点灯期間の伸長を行おうとしても、元々のデューティ比が94%であるため、デューティ比10%分の伸長をすることができない。そこで、このような場合は、図17(C)に示すように、複数のPWM周期に分けて輝度補償のためのPWMの
点灯期間の伸長を行う。
On the other hand, as described in the first embodiment, even if an attempt is made to extend the lighting period to compensate for the luminance decrease for the forced light-off period in the PWM cycle in which the forced light-off period is set, the original duty ratio is Since it is 94%, the duty ratio cannot be extended by 10%. Therefore, in such a case, as shown in FIG. 17C, the PWM lighting period is extended for luminance compensation divided into a plurality of PWM periods.
エリア2〜10については、バックライト制御部105は、LEDドライバ106に対し、強制消灯期間が設定されるPWM周期2において5%分の点灯期間の伸長を行ってデューティ比を99%に
設定するよう通信2により指示する。また、当該PWM周期2の1つ前のPWM周期1において、10%相当分の輝度補償に必要な残りの5%分の点灯期間の伸長を行ってデューティ比を99%に設定するよう通信1により指示する。
For areas 2 to 10, the backlight control unit 105 sets the duty ratio to 99% for the LED driver 106 by extending the lighting period by 5% in the PWM cycle 2 in which the forced light-off period is set. The communication 2 is instructed. In addition, in PWM cycle 1 immediately before PWM cycle 2, communication 1 is set so that the duty ratio is set to 99% by extending the remaining 5% of the lighting period necessary for luminance compensation equivalent to 10%. Instruct by.
また、エリア1(非センサ値取得LEDブロック)については、バックライト制御部105は、LEDドライバ106に対し、通信3により強制消灯期間が設定されるPWM周期3において5%分の点灯期間の伸長を行ってデューティ比を99%に設定する。また、当該PWM周期3の1つ前のPWM
周期2において、10%相当分の輝度補償に必要な残りの5%分の点灯期間の伸長を行ってデューティ比を99%に設定するよう通信2により指示する。
For area 1 (non-sensor value acquisition LED block), the backlight control unit 105 extends the lighting period for 5% in the PWM cycle 3 in which the forced extinction period is set by communication 3 for the LED driver 106. To set the duty ratio to 99%. Also, the PWM immediately before the PWM cycle 3 concerned
In cycle 2, communication 2 is instructed to set the duty ratio to 99% by extending the remaining 5% of the lighting period necessary for luminance compensation equivalent to 10%.
なお、エリア1(非センサ値取得LEDブロック)についてはPWM周期4において元のデューティ比に戻し、エリア2〜10についてはPWM周期3において元のデューティ比に戻す。 The area 1 (non-sensor value acquisition LED block) is returned to the original duty ratio in the PWM cycle 4, and the areas 2 to 10 are returned to the original duty ratio in the PWM cycle 3.
以上のような点灯期間の伸長を行うことにより、LEDブロックのセンサ値取得に伴い他
のLEDブロックが強制的に消灯されることによるバックライトの輝度低下を補償すること
ができる。
By extending the lighting period as described above, it is possible to compensate for the luminance reduction of the backlight caused by forcibly turning off the other LED blocks with the acquisition of the sensor value of the LED block.
なお、ここでは2つのPWM周期に分けてそれぞれのPWM周期において等しく5%ずつ点灯期
間を伸長する例を説明したが、必ずしも各PWM周期におけるPWMの点灯期間の伸長量を同じにする必要はない。また、2つ以上のPWM周期に分けて伸長を行うことも可能である。すなわち、強制消灯される周期の前又は後の1以上の周期において点灯期間の伸長を行うよう
にしても良い。ただし、分割して点灯期間の伸長を行うPWM周期の数と、センサ値取得を
行う間隔との関係によっては、輝度低下を全て補償することができなくなることが考えられる。
Here, an example in which the lighting period is extended by 5% equally in each PWM period divided into two PWM periods has been described, but it is not always necessary to make the extension amount of the PWM lighting period in each PWM period the same. . It is also possible to perform expansion in two or more PWM cycles. In other words, the lighting period may be extended in one or more periods before or after the period in which the light is forcibly turned off. However, depending on the relationship between the number of PWM periods for dividing and extending the lighting period and the interval at which sensor values are acquired, it is conceivable that it is not possible to compensate for all the luminance reductions.
例えば、センサ値の取得が画像1フレーム(60Hz)に1度の周期で行われる場合、PWM信号
の周波数を300Hzとすると、5つ以下のPWM周期で分割して輝度低下を補償するための点灯
期間の伸長を行うことができる。デューティ比に応じてセンサ値の取得周期を決めるような構成でも良い。LEDは同じ電流量、同じデューティ比で駆動しても経年劣化等により輝
度が低下する傾向がある。そのような場合にはPWM信号のデューティ比を増加補正するこ
とにより目標輝度を得ることが一般的である。そのため、LEDの劣化度合によっては、PWM信号のデューティ比が高くなることも考えられる。本実施例によれば、PWM信号の元々の
デューティ比が高い場合でも、センサ値取得に伴う強制的な消灯に起因するバックライトの輝度変動を抑制できる。
For example, if sensor values are acquired once every image frame (60Hz), and the PWM signal frequency is 300Hz, lighting is performed to compensate for brightness reduction by dividing it into 5 or fewer PWM periods The period can be extended. A configuration may be adopted in which the sensor value acquisition cycle is determined in accordance with the duty ratio. Even if LEDs are driven with the same amount of current and the same duty ratio, the luminance tends to decrease due to deterioration over time. In such a case, it is common to obtain the target brightness by increasing the duty ratio of the PWM signal. Therefore, the duty ratio of the PWM signal may be increased depending on the degree of LED degradation. According to the present embodiment, even when the original duty ratio of the PWM signal is high, it is possible to suppress the luminance variation of the backlight due to the forced extinction accompanying the sensor value acquisition.
105バックライト制御部
107バックライト
109センサ制御部
105 Backlight controller
107 backlight
109 Sensor control unit
Claims (11)
複数の発光手段と、
前記画像に応じて、前記画像のフレーム周期を複数個に等分割した周期における各発光手段の点灯期間及び消灯期間の比率であるデューティ比を決定し、前記デューティ比を用いてPWM制御で各発光手段の発光を制御する制御手段と、
前記複数の発光手段のうち、対象発光手段から発せられた光の輝度を測定する測定手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記対象発光手段の前記点灯期間のうちの一部である測定期間において前記対象発光手段から発せられた光の輝度を測定し、
前記制御手段は、前記測定期間において、前記対象発光手段が点灯し、かつ、前記複数の発光手段のうち前記対象発光手段でない他の発光手段が消灯するように、前記他の発光手段の点灯期間に前記他の発光手段を強制的に消灯する強制消灯期間を設定し、前記他の発光手段のうち、前記画像に応じて決定された点灯期間に前記測定期間が重なる発光手段の発光を、前記画像に応じて決定されたデューティ比よりも長いデューティ比で制御することを特徴とする照明装置。 An illumination device that irradiates light to a display means that transmits irradiated light and displays an image,
A plurality of light emitting means;
In accordance with the image , a duty ratio that is a ratio of a lighting period and a light-off period of each light emitting means in a period obtained by equally dividing the frame period of the image into a plurality of parts is determined, and each light emission is performed by PWM control using the duty ratio. Control means for controlling the light emission of the means;
Among the plurality of light emitting means, measuring means for measuring the luminance of light emitted from the target light emitting means,
With
The measuring means measures the luminance of light emitted from the target light emitting means in a measurement period that is a part of the lighting period of the target light emitting means,
Wherein, in the measurement period, the target light emitting means is turned, and, as other light emitting means not the target light emitting means among the plurality of light emitting means is turned off, the lighting period of the other light-emitting means A forced extinguishing period for forcibly turning off the other light emitting means, and among the other light emitting means, light emission of the light emitting means whose measurement period overlaps the lighting period determined according to the image, An illuminating device controlled by a duty ratio longer than a duty ratio determined according to an image .
に対応することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the timing at which the measurement period starts corresponds to a timing at which lighting of the target light emitting unit starts.
前記表示手段と、
を備える表示装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 5 ,
The display means;
A display device comprising:
前記画像に応じて、前記画像のフレーム周期を複数個に等分割した周期における各発光手段の点灯期間及び消灯期間の比率であるデューティ比を決定し、前記デューティ比を用いてPWM制御で各発光手段の発光を制御する制御工程と、
前記複数の発光手段のうち、対象発光手段から発せられた光の輝度を測定する測定工程と、
を有し、
前記測定工程は、前記対象発光手段の前記点灯期間のうちの一部である測定期間において前記対象発光手段から発せられた光の輝度を測定し、
前記制御工程は、前記測定期間において、前記対象発光手段が点灯し、かつ、前記複数の発光手段のうち前記対象発光手段でない他の発光手段が消灯するように、前記他の発光手段の点灯期間に前記他の発光手段を強制的に消灯する強制消灯期間を設定し、前記他の発光手段のうち、前記画像に応じて決定された点灯期間に前記測定期間が重なる発光手段の発光を、前記画像に応じて決定されたデューティ比よりも長いデューティ比で制御することを特徴とする照明装置の制御方法。 A control method of an illumination device that has a plurality of light emitting means and irradiates light to a display means that transmits irradiated light and displays an image,
In accordance with the image , a duty ratio that is a ratio of a lighting period and a light-off period of each light emitting means in a period obtained by equally dividing the frame period of the image into a plurality of parts is determined, and each light emission is performed by PWM control using the duty ratio. A control step for controlling the light emission of the means;
Among the plurality of light emitting means, a measuring step for measuring the luminance of light emitted from the target light emitting means,
Have
The measuring step measures the luminance of light emitted from the target light emitting means in a measurement period that is a part of the lighting period of the target light emitting means,
It said control step, in the measurement period, the target light emitting means is turned, and, as other light emitting means not the target light emitting means among the plurality of light emitting means is turned off, the lighting period of the other light-emitting means A forced extinguishing period for forcibly turning off the other light emitting means, and among the other light emitting means, light emission of the light emitting means whose measurement period overlaps the lighting period determined according to the image, A control method for an illumination device, wherein the control is performed with a duty ratio longer than a duty ratio determined according to an image .
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