JP2005070690A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度レベルが大きく異なる領域が混在する映像では、光源の動的制御だけではコントラストを高くすることが困難であった。
【解決手段】液晶パネル６の背面には光源４ａ〜４ｄが設置されており、特徴検出部１は映像信号を受け、光源４ａ〜４ｄに対応する画像表示領域５ａ〜５ｄそれぞれの平均輝度レベル（以下ＡＰＬと記す）を検出し、調光制御部２は前記ＡＰＬを受け、予め定めた基準輝度レベルとの差に基づいて光源を制御する調光制御データを求める。光源制御部３は調光制御データに基づき光源４ａ〜４ｄの駆動電流を調光制御する。これにより画像表示領域ごとに光源を最適に調光制御することで、よりコントラスト感のある画像表示ができ、消費電力を低減することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、より特定的には、入力する映像信号に応じて複数の光源の明るさ（光量）を個々に調光制御する液晶表示装置に関する。

周知のとおり、受光型光変調手段として液晶パネルを用いて画像を表示する装置（以下、液晶表示装置という）は、テレビジョン受像器やコンピュータ装置等の画像表示デバイスとして数多く使用されている。液晶表示装置は、非自発光型であるので、液晶パネルに表示する画像を見やすくするため、一般に液晶パネルの背面から光を照射して表示画面の視覚的輝度を上げる光源を設ける。

基本的に、光源の明るさはユーザーが手動操作調整する内容に固定的に設定されるものである。しかし近年、より画像を見やすくするため、随時変化する入力映像信号に応じて光源の明るさを動的に調整する（以下、調光という）方法が種々提案されている。

この光源の明るさを調光する従来の方法としては、例えば、特開２００１−２７８８９号公報「画像表示装置および画像表示方法」に開示されているものが存在する。この公報に開示されている従来の調光方法については、以下に図４を用いて簡単に説明する。

図４は、入力映像信号の特徴量、例えば平均輝度レベル（以下ＡＰＬと記す）を検出する特徴検出部１と、予め定めた基準輝度レベルとＡＰＬの差に基づいて、光源を制御する調光制御データを求める調光制御部２と、前記調光制御データを基に光源を調光制御する光源制御部３と、光源４と、液晶パネル６とから構成されている。調光制御部は光源の発光効率が最大となるような基準調光制御データに基づいて、光源の駆動電流を動的に制御する調光制御データを生成する。この方法によると、確かに入力映像信号のＡＰＬに応じて光源の輝度レベルを変動させることができ、光源の発光効率を良化することが可能となる。
特開２００１−２７８８９号公報

ところで、あるＡＰＬ値をとる映像信号でも、階調がＡＰＬ近傍の画素ばかりで構成される場合と、大きくばらついた画素ばかりで構成される場合が考えられる。ＡＰＬ近傍の画素ばかりで構成される場合においては、各画素の階調はＡＰＬとほとんど変わらないため、ＡＰＬに基づいて光源を動的に制御した時、理想的な輝度レベルで表示される。

一方、図５のように各画素の階調がＡＰＬから大きくばらついた上、階調の近い画素がまとまって表示されるような映像を表示した場合、ＡＰＬに応じて光源が動的に調光制御されると、例えば光源がより明るくなった時、高階調表示の画素（画面右半分）はより明るくなるため、コントラスト感が良くなるが、低階調表示の画素（画面左半分）も若干輝度が上昇し、コントラスト感を悪化させる方向に働く。したがって厳密に言えば光源の調光制御のみではコントラストの向上は不可能であった。またＣＲＴと異なり、低階調表示の画素においても光源側は一定の明るさで発光しているため、消費電力を改善低下することは困難であった。

第１の発明は、独立に調光制御できる複数の光源を有する液晶表示装置であって、液晶パネル上における前記複数の光源それぞれに対応する複数の画像表示領域と、映像信号を入力し、前記複数の画像表示領域それぞれで表示される映像の特徴量に応じた特徴データを求める特徴検出手段と、前記特徴データを入力し、対応する光源を制御する調光制御データを求める複数の調光制御手段と、前記調光制御データに従って、対応する光源を駆動して明るさを動的に調光制御する複数の光源制御手段とを備える。

第２の発明は、独立に調光制御できる複数の光源を有する液晶表示装置であって、液晶パネル上における前記複数の光源それぞれに対応する複数の画像表示領域と、映像信号を入力し、輝度レベルの変動が殆どない画像表示領域があると予め判明している映像種別であった場合に、映像種別情報を出力する映像種別判定手段と、前記映像種別情報を入力し、対応する光源を制御する調光制御データを求める複数の調光制御手段と、前記調光制御データに従って、前記調光制御データに従って、対応する光源を駆動して明るさを調光制御する光源制御手段とを備える。

第３の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、光源は蛍光ランプを備える。

第４の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、光源は発光ダイオードを備える。

上記のように、第１の発明によれば、表示画面を複数の画像表示領域に分割して考え、各画像表示領域ごとに映像の特徴量を求める。またバックライトは複数の光源から構成されており、各画像領域ごとに映像の特徴量に応じて、対応する光源の調光制御を行う。これにより画像表示領域ごとに光源を最適に調光制御することができ、よりコントラスト感のある画像表示ができ、消費電力を低下させることが可能となる。

上記のように、第２の発明によれば、表示画面を複数の画像表示領域に分割して考え、輝度レベルの変動が殆どないような画像表示領域があると予めわかっている場合に、その表示領域に対応する光源を調光制御する。これにより他の画像表示領域の輝度レベルが変動しても、影響されることなく最適な画像表示をすることができる上、消費電力を低下させることが可能となる。

上記のように、第３および第４の発明は、第１または第２の発明において光源として用いる発光デバイスを示したものである。

以下、本発明の実施形態について図１および図２を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置は、特徴検出部１と、調光制御部２と、光源制御部３と、光源４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、液晶パネル６とを備える。

テレビジョン受像器やコンピュータ装置等の信号処理回路（図示せず）から出力される映像信号は、特徴検出部１および液晶パネル６にぞれぞれ入力される。液晶パネル６の背面には、蛍光ランプや発光ダイオードなどの発光デバイスを備えた光源４ａ〜４ｄが設置されており、液晶パネルにおいてそれぞれ対応する画像表示領域５ａ〜５ｄに入力する映像信号を見やすく画像表示する。

特徴検出部１は、入力する映像信号の平均輝度レベル（以下、ＡＰＬと記す）を検出する。

調光制御部２は、特徴検出部１が検出したＡＰＬを入力し、予め定めた基準輝度レベルとＡＰＬとの差に基づいて、ＡＰＬが基準輝度レベルより大きい場合は光源を暗くし、小さい時には光源を明るくするように、光源４ａ〜４ｄを別々に制御する調光制御データを求める。

光源制御部３は、調光制御部２が出力する調光制御データに従って、光源４ａ〜４ｄの駆動電流ｉの値を制御することで、光源４ａ〜４ｄの明るさを動的に調光制御する。

以上のように、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶パネルを複数の画像表示領域に仮想的に分割し、それぞれの画像表示領域における映像のＡＰＬと基準輝度レベルの差に基づいて、対応する複数の光源を動的に調光制御する。これにより、画像表示領域ごとに一定の表示輝度を得ることができ、かつ対応する光源を個々に調光制御しているため、従来よりコントラストの高い画像表示ができ、消費電力を低下させることができる。

なお、本実施例では４個の光源を調光制御する例で説明したが、光源数が多く、一つの光源が対応する画像表示領域の面積が小さいほど、より細かく調光制御できるためコントラスト感が向上し、消費電力が低減できると考えられる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２において、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置は、映像種別判定部７と、調光制御部２と、光源制御部３と、光源４ａ、４ｂ、４ｃと、液晶パネル６とを備える。

テレビジョン受像器やコンピュータ装置等の信号処理回路から出力される映像信号は、映像種別判定部７および液晶パネル６にぞれぞれ入力される。液晶パネルの背面には、蛍光ランプや発光ダイオードなどの発光デバイスを備えた光源４ａ〜４ｃが設置されており、液晶パネルにおいてそれぞれ対応する画像表示領域５ａ〜５ｃに入力する映像信号を見やすく画像表示する。

映像種別判定部７は、入力する映像信号が、図３のように映像表示時の上下あるいは左右に本来表示する必要のない黒色表示表示領域が挿入されているか判定し、予め判明している黒色表示領域の挿入範囲データを出力する。映像表示部の上下に黒色表示領域が挿入されている例としては、レターボックスなどと呼ばれている信号があり、一般に普及しているビデオ再生装置などで、映画ソフトを再生表示したときに出力されることが多い。映像信号自体にレターボックス表示であることがわかる信号が重畳されている場合や、映像信号以外に制御用信号が設けられている場合などがある。

調光制御部２は、映像種別判定部７が出力した挿入範囲データに従って、光源４ａ〜４ｃを制御する調光制御データを求める。

光源制御部３は、調光制御部２が出力する調光制御データに従って、光源４ａ〜４ｃの駆動電流ｉの値を制御する。

以上のように、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置によれば、映像信号の上下あるいは左右に黒色表示領域が挿入されていることがわかった場合に、黒色表示領域に対応する光源の駆動電流ｉを低下させるように調光制御する。これにより、映像表示領域の輝度レベルに影響することなく、黒色表示領域の黒浮きを防ぎ、よりコントラストの高い画像表示ができ、消費電力を低下させることができる。

以上のように本発明に係る液晶表示装置は、画像表示領域ごとに光源を最適に調光制御するものであり、よりコントラスト感のある画像表示や消費電力の低下を必要とする用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１を説明するブロック図 本発明の実施の形態２を説明するブロック図 映像表示の上下あるいは左右に黒色表示が挿入されている映像を示す図 従来の液晶表示装置を説明するブロック図 画素の輝度レベルがＡＰＬから大きくばらついた映像パタ−ンを示す図

符号の説明

１ 特徴検出部
２ 調光制御部
３ 光源制御部
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 光源
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 画像表示領域
６ 液晶パネル
７ 映像種別判定部

Claims (4)

1. 独立に調光制御できる複数の光源を有する液晶表示装置であって、液晶パネル上における、前記複数の光源それぞれに対応する複数の画像表示領域と、映像信号を入力し、前記複数の画像表示領域それぞれで表示される映像の特徴量に応じた特徴データを求める特徴検出手段と、前記特徴データに基づいて、対応する光源を制御する調光制御データを求める複数の調光制御手段と、前記調光制御データに従って、対応する光源を駆動して明るさを動的に調光制御する複数の光源制御手段とを備える、液晶表示装置。
2. 独立に調光制御できる複数の光源を有する液晶表示装置であって、液晶パネル上における前記複数の光源それぞれに対応する複数の画像表示領域と、映像信号を入力し、輝度レベルの変動が殆どない画像表示領域があると予め判明している映像種別であった場合に、映像種別情報を出力する映像種別判定手段と、前記映像種別情報を入力し、対応する光源を制御する調光制御データを求める複数の調光制御手段と、前記調光制御データに従って、前記調光制御データに従って、対応する光源を駆動して明るさを調光制御する光源制御手段とを備える、液晶表示装置。
3. 前記光源は蛍光ランプを備える、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記光源は発光ダイオードを備える、請求項１または２に記載の液晶表示装置。

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