JP2006292863A

JP2006292863A - 液晶表示装置及び表示方法

Info

Publication number: JP2006292863A
Application number: JP2005110706A
Authority: JP
Inventors: Shiyoubou Chiyou; 小▲忙▼ 張
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】暗い環境でも、明るい環境でも、バックライトの減光を行い、省電力を可能とする液晶表示装置及び表示方法を提供する。
【解決手段】画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置において、画面全体における画素毎の透過光量を検出する手段１と、検出した透過光量の最大値を算出する手段２と、検出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングする手段５と、透過光量の最大値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させる手段４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置及び表示方法であり、特に液晶パネルに映像信号を表示する際に表示の信号値に応じてバックライトを調整して省電力を図る技術及び装置に関する。

液晶パネル自体は発光しないので、液晶パネルの背面にバックライトの光照射部を設ける。この光照射部は通常、蛍光灯が使用される。デジタル化した映像を液晶パネルに表示するとき、画素の値によってバックライトの透過光量を制御して映像の模様を作り出す。

液晶パネルに環境光を感知するセンサーを付けることが提案されている。暗い環境では画面が少々暗くても画面のシーンはよく見えるので、バックライトを減光させて、節電を図ることができる。

最近、蛍光灯の代わりにＬＥＤをバックライトとして使用する商品がある。この場合はＲＧＢ（赤、緑、青）の３原色ＬＥＤを組み合わせ、白光を作り出す。他の原理は蛍光灯と同様である。

従来、感光センサーの信号に基づきバックライトを減光させることで、暗い環境での鑑賞効果に影響を及ばさなくて節電ができるが、それ以上の節電効果は望めない。また、明るい環境で鑑賞する場合は、バックライトの減光ができなく、省電力効果は得られない。

本発明は、従来の問題を解決するものであり、暗い環境でも、明るい環境でも、バックライトの減光を行い、省電力を可能とする液晶表示装置及び表示方法を提供することを目的とする。

本発明において、液晶パネルの映像表示は、画素の値でバックライトを透過させて実現される。例えば、テレビ映像は動画像で、時間軸で流れるフレームと称する複数枚の静止画（画像）から構成される。時間軸の一瞬だけを考え、その時の画像においてフールスケールの画素値がなければ、全画面においてどの位置でもバックライトを全光量に通過させることがないことを意味する。

全画面において画素の最大値はフールスケール未満の際に、最大値をフールスケールと見なして、画像の画素値をスケーリングする。スケーリング処理した画像の最大画素値はフールスケールになる。画像の表示効果を維持するために、バックライトを減光させる。このとき、減光量は画像の画素値をスケーリングした変更量と同じである。この処理によって、節電ができると同時に映像の写す効果を保つことができる。

すなわち、本発明は、画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置において、画面全体における画素毎の透過光量を検出する透過光量検出手段と、検出した透過光量の最大値を算出する透過光量最大値算出手段と、検出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングするスケーリング手段と、透過光量の最大値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させる減光手段とを備える液晶表示装置である。

また、本発明は、画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置において、画面全体における画素毎の透過光量を検出する透過光量検出手段と、検出した透過光量の最大値を算出する透過光量最大値算出手段と、算出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングするスケーリング手段と、透過光量の最大値に所定の数を掛けた値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させる減光手段とを備える液晶表示装置である。

そして、本発明は、前記透過光量検出手段は画素毎の３原色別に透過光量を検出し、前記透過光量最大値算出手段は検出した３原色すべての透過光量のうちから最大値を算出する液晶表示装置である。

更に、本発明は、画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置の表示方法において、画面全体における画素毎の透過光量を検出し、検出した透過光量の最大値を算出し、検出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングし、透過光量の最大値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させる表示方法である。

また、本発明は、画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置の表示方法において、画面全体における画素毎の透過光量を検出し、検出した透過光量の最大値を算出し、算出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングし、透過光量の最大値に所定の数を掛けた値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させる表示方法である。

本発明によれば、画面にある最大値に基づき、バックライトを減光させ、減光のバックライトに合わせて画像信号を調整することで、減光前と同じ写り効果があらわれる。本発明の技術は、節電ができると同時に映像の写す効果を保つことができる。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の液晶表示装置及び表示方法の実施例について、図面を用いて説明する。

実施例１を説明する。まず、本発明の原理について、図１を用いて説明する。ここで、簡略のためモノクロ画像のケースで説明を行う。図１（ａ）は従来技術におけるバックライトの光量と画像の光量との関係を表す。バックライトの光量は１００％に対して、画像の最大画素値にあたる最大光量は７０％である。

図１（ｂ）は、本発明の原理を示しており、Ｌは減光前のバックライト光量（１００％）で、Ｌ１は減光後のバックライト光量（７０％）である。Ｇは減光後のバックライトで、図１（ａ）の画像を液晶パネルに映す際に得られる画像の光量である。Ｇから最大値７０％の画像光量は４９％まで下がったことが分かる。

バックライトが減光後でも、減光前と同じ効果を液晶パネルに出すには、画像に減光係数で画像調整を行う必要がある。調整前の原画像をｇ、調整後の画像はｇ１と記して、式（１）で表すことができる。
ｇ１＝ｇ／ｋ（式１）
ここで、ｋは減光係数で、例の場合は０．７である。

これで、減光後のバックライトＬ１で調整後の画像ｇ１を表示する時と、減光前のバックライトＬで原画像ｇを表示する時に同様な写り効果が得られる。

図２は本発明の第１の実施形態として、バックライト光源に蛍光を使う蛍光灯バックライトを示す。映像処理部１は、液晶パネルに表示したい画像３原色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを出す。最大値検出部２は、３原色信号を同一視してその最大値を検出する。検出はフレーム単位で行う。検出の最大値結果Ｍａｘは１フレームを遅延させて、次のフレームに適用する。ここで、Ｍａｘは０−１の間の値で、式（１）のｋとして使う。調光部３は、Ｍａｘに基づき、光照射部４を制御して減光を行う。画像調整部５は、ｋ＝Ｍａｘとした式（１）で画像調整処理を施す。画像調整部５は、３原色で同じ係数で処理して、Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔを液晶駆動部に出力する。液晶駆動部６は、画像のデジタル値を電圧に変えて液晶パネルの透過光量を制御して、画像の模様を作り出す。液晶パネル６は、減光したバックライトで調整した画像を表示する。

実施例２を説明する。図３は、バックライト光源に３原色の組み合わせ（例えば、ＬＥＤ）を使用した場合であり、本発明の第２の実施形態を示す。ここで、実施例１と大きな違いはＲＧＢの３原色を別々に対応するところにある。映像処理部１は、液晶パネルに表示したい画像３原色信号Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎを出す。最大値検出部２は、３原色信号に別々でその最大値Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘを検出する。検出はフレーム単位で行う。検出の最大値結果Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘは１フレームを遅延させて、次のフレームに適用する。ここで、Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘは０−１の間の値で、それぞれは式（１）のｋとして使う。Ｒ調光部３ｒは、Ｒｍａｘに基づき、Ｒ光照射部４ｒを制御してＲ成分の減光を行う。Ｇ調光部３ｇは、Ｇｍａｘに基づき、Ｇ光照射部４ｇを制御してＧ成分の減光を行う。Ｂ調光部３ｂは、Ｂｍａｘに基づき、Ｂ光照射部４ｂを制御してＢ成分の減光を行う。Ｒ信号調整部５ｒは、ｋ＝Ｒｍａｘとした式（１）で画像のＲ成分に調整処理を施す。Ｇ信号調整部５ｇは、ｋ＝Ｇｍａｘとした式（１）で画像のＧ成分に調整処理を施す。Ｂ信号調整部５ｂは、ｋ＝Ｂｍａｘとした式（１）で画像のＢ成分に調整処理を施す。調整後の信号Ｒｏｕｔ，Ｇｏｕｔ，Ｂｏｕｔを液晶駆動部６に出力する。液晶駆動部６は、画像のデジタル値を電圧に変えて液晶パネルの透過光量を制御して、画像の模様を作り出す。液晶パネル７は、減光したバックライトで調整した画像を表示する。

実施例では減光量は画素の最大値を使用しているが、最大値でなくでも実現できる。例えば、視覚効果（画質）を重視する場合に、バックライトの減光は最大値までしなくでも良い。また、節電を重視する場合には最大値以下に下げても良い。最大値に所定の数を掛けた値を最大値の代わりとするものであり、所定の数は、例えば１．４〜０．７の範囲の数とすることができる。

本発明の原理の説明図。蛍光灯バックライトを使用する実施例１の説明図。ＲＧＢ３原色の組み合わせを用いるバックライトを使用する実施例２の説明図。

符号の説明

１映像処理部
２最大値検出部
３、３ｒ、３ｇ、３ｂ調光部
４、４ｒ、４ｇ、４ｂ光照射部
５、５ｒ、５ｇ、５ｂ画像調整部
６液晶駆動部
７液晶パネル

Claims

画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置において、
画面全体における画素毎の透過光量を検出する透過光量検出手段と、検出した透過光量の最大値を算出する透過光量最大値算出手段と、検出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングするスケーリング手段と、透過光量の最大値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させる減光手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置において、
画面全体における画素毎の透過光量を検出する透過光量検出手段と、検出した透過光量の最大値を算出する透過光量最大値算出手段と、算出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングするスケーリング手段と、透過光量の最大値に所定の数を掛けた値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させる減光手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
前記透過光量検出手段は画素毎の３原色別に透過光量を検出し、前記透過光量最大値算出手段は検出した３原色すべての透過光量のうちから最大値を算出する請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置の表示方法において、
画面全体における画素毎の透過光量を検出し、検出した透過光量の最大値を算出し、検出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングし、透過光量の最大値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させることを特徴とする表示方法。
画素の値に応じてバックライト光源からの透過光量を制限して液晶パネルの映像表示を行う液晶表示装置の表示方法において、
画面全体における画素毎の透過光量を検出し、検出した透過光量の最大値を算出し、算出した透過光量の最大値をフールスケールと見なして全画像の画素毎の透過光量をスケーリングし、透過光量の最大値に所定の数を掛けた値の画素を表示する際にバックライト光源からの全光量を制限せずに通過させることとなるようバックライト光源を減光させることを特徴とする表示方法。