JP2012022199A - 液晶表示装置およびその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のバックライトを備える液晶表示装置において、バックライトの劣化の偏りを低減し、長期にわたり高品質な表示を行うことを可能にするための技術を提供する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、液晶パネル107と、白色発光ダイオードから構成される白色バックライト115と、赤色、緑色、および青色の発光ダイオードから構成されるRGBバックライト114と、それぞれのバックライトの使用頻度を記録する記憶部110と、両方のバックライトが映像表示に使用可能な場合に、両方のバックライトの使用頻度を比較して使用頻度が低いほうのバックライトを点灯させるバックライト切換判定部117と、を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は液晶表示装置およびその制御方法に関するものである。
液晶パネルを用いた液晶表示装置の輝度および色再現能力への市場要求が高度化、多様化している。液晶表示装置のバックライト用の光源は冷陰極蛍光管が主流であるが、冷陰極蛍光管と比較し発光効率に優れる発光ダイオード(LED: Light Emitting Diode)
も採用され始めている。
LEDを用いたバックライト用の光源は白色バックライトとRGBバックライトの2つに大別される。白色バックライトは単色の白色LEDにより構成される。RGBバックライトは赤色、緑色、および青色の3色のLEDにより構成され、それらの混色によって白色光を得る。白色バックライトはRGBバックライトと比較し高輝度を得やすいという利点をもつ。一方、RGBバックライトは白色バックライトと比較し広範囲の色域を再現しやすいという利点をもつ。
液晶表示装置の色再現能力を適切に設定する為に、液晶パネルで表示させる画像の画質モード設定に基づいて、白色バックライトとRGBバックライトとを切換える光源制御技術が特許文献1に開示されている。
特開2007−264659号公報
白色バックライトとRGBバックライトに代表される複数の光源を備える液晶表示装置において、光源の使用頻度が偏ると、よく使用される光源のみ輝度劣化が進んでしまう。結果として一方の光源は使用可能な状態にもかかわらず、他方の光源の劣化によって液晶表示装置が所望の性能を発揮できず使用できなくなるという課題があった。
そこで本発明は、複数のバックライトを備える液晶表示装置において、バックライトの劣化の偏りを低減し、長期にわたり高品質な表示を行うことを可能にするための技術を提供することを目的とする。
本発明の第1態様は、液晶パネルと、白色発光ダイオードから構成される第1のバックライトと、赤色、緑色、および青色の発光ダイオードから構成される第2のバックライトと、前記第1のバックライトと前記第2のバックライトのそれぞれの使用頻度を記録する記憶部と、前記第1および第2のバックライトの両方が映像表示に使用可能な場合に、両方のバックライトの使用頻度を比較して使用頻度が低いほうのバックライトを点灯させる制御手段と、を有する液晶表示装置を提供する。
本発明の第2態様は、液晶パネルと、白色発光ダイオードから構成される第1のバックライトと、赤色、緑色、および青色の発光ダイオードから構成される第2のバックライトと、記憶部と、を有する液晶表示装置の制御方法であって、前記第1のバックライトと前記第2のバックライトのそれぞれの使用頻度を前記記憶部に記録するステップと、前記第1および第2のバックライトの両方が映像表示に使用可能な場合に、両方のバックライトの使用頻度を比較して使用頻度が低いほうのバックライトを点灯させるステップと、を有
する液晶表示装置の制御方法を提供する。
本発明によれば、複数のバックライトを備える液晶表示装置において、バックライトの劣化の偏りを低減し、長期にわたり高品質な表示を行うことができる。
液晶表示装置の主要な構成を示すブロック図。 バックライトの点灯制御のフロー例。 実施例2に係る液晶表示装置と映像入力装置と測色器の接続を示す図。 キャリブレーション動作時のキャリブレーションPCの動作フロー例。 キャリブレーション動作時の液晶表示装置の動作フロー例。 実施例2に係る光源候補選択テーブルの例。 実施例2に係る光源候補記憶テーブルの例。 実施例3に係る光源候補記憶テーブルの例。
本発明は、白色発光ダイオードから構成される白色バックライト(第1のバックライト)と、赤色、緑色、および青色の3色の発光ダイオードから構成されるRGBバックライト(第2のバックライト)を備える液晶表示装置に関する。詳しくは、本発明は、このような液晶表示装置におけるバックライトの点灯制御技術に関する。以下に本発明による液晶表示装置およびその制御方法の好適な実施形態について述べる。
[実施例1]
本発明の実施例1について、図を用いて以下に説明する。実施例1は、白色バックライトとRGBバックライトのそれぞれの使用頻度を比較し、使用頻度が低いほうのバックライトを優先的に点灯させる例である。
図1は液晶表示装置の主要な構成を示すブロック図である。液晶表示装置101は、液晶パネル107と、2種類の光源であるRGBバックライト114および白色バックライト115を有している。また、液晶表示装置101は、液晶パネル107を駆動する液晶駆動部106、両方のバックライトを駆動するバックライト駆動部113、装置全体を制御する制御手段としてのシステム制御部112を有する。さらに液晶表示装置101は、映像入力部(1)102、映像入力部(2)103、入力制御部104、映像処理部105、データ送受信部108、データ送受信制御部109、記憶部110、タイマー部111、電源ボタン118、入力切換ボタン119を有する。
先ず液晶表示装置101の基本的な映像表示機能について説明する。
(電源オンから映像表示までの処理)
ユーザにより電源ボタン118が押下されると、電源オン要求がシステム制御部112に送られる。システム制御部112は、電源オン要求を検出すると、液晶表示装置101内の各ブロックに通電を開始する。
通電後、システム制御部112は記憶部110から前回電源をオフした時の映像入力選択情報を読み出す。映像入力選択情報とは、表示中の映像が映像入力部(1)102、映像入力部(2)103どちらからの入力であるかを識別する為の情報である。システム制御部112は映像入力部(1)102と映像入力部(2)103の何れの映像入力を選択するかを決定し、入力制御部104に入力切換えを要求する。切換えが完了するとシステム制御部112は映像入力選択情報を更新し、記憶部110に保存する。なお図1では2つの映像入力部が示されているが、映像入力部の数は1つでもよいし、2つより多くてもよい。
またシステム制御部112はバックライト駆動部113に対するバックライト点灯制御要求を行い、RGBバックライト114と白色バックライト115の何れか一方を点灯させる。RGBバックライト114と白色バックライト115のどちらの光源を使用するかの決定方法については後述する。
入力制御部104は、選択された映像入力部から入力される映像信号を映像処理部105に伝送する。映像処理部105は、映像信号に基づき、液晶パネル107の表示解像度、表示色数、リフレッシュレートに適した表示データおよびタイミング信号を生成し、液晶駆動部106に伝送する。液晶駆動部106は映像処理部105から受信したデータを液晶パネル107の制御信号に変換し、液晶パネル107を制御する。これにより液晶パネル107に映像が表示される。
(映像入力の切換え)
ユーザにより入力切換ボタン119が押下されると、入力切換要求がシステム制御部112に送られる。システム制御部112は、入力切換要求を検出すると、記憶部110から映像入力選択情報を読み出す。システム制御部112は、入力切換要求に従ってどちらの映像入力を選択するかを決定し、入力制御部104に入力切換えを要求する。切換えが完了するとシステム制御部112は映像入力選択情報を更新し、記憶部110に保存する。
(バックライトの使用頻度の記録)
RGBバックライト114と白色バックライト115のそれぞれの使用頻度情報が、記憶部110に記録される。使用頻度情報の作成・更新はシステム制御部112によって行われる。具体的には、システム制御部112は、いずれかのバックライトの点灯を開始すると、タイマー部111を用いて点灯時間(使用時間)を計測し、その計測結果に基づいて記憶部110内の使用頻度情報を更新する。更新のタイミングは電源オフ時、映像入力の切換え時、チャンネル切換え時などでもよいし、一定の時間間隔で更新してもよい。
ここで、使用頻度情報は、累積使用時間(使用時間の合計)でもよいし、使用時間と輝度(発光量)から算出される情報でもよい。前者の場合は、システム制御部112はタイマー部111で計測した点灯時間を記憶部110内の使用頻度情報に累積加算すればよく、更新処理が簡易であるという利点がある。後者の場合は、システム制御部112は使用時間をそのまま累積するのではなく、バックライトの輝度に対応する係数を使用時間にかけたものを累積する。後者の方法は、バックライトの劣化をより正確に評価できるという利点がある。なお、表示モードやユーザ設定や設置環境などによりバックライトの輝度が一律に調整される場合は、その調整値に基づいて上記係数を算出することができる。あるいは、映像によって動的に若しくは部分的にバックライトの輝度が変わる場合は、各フレームの映像データから上記係数を算出することもできる。
(バックライトの点灯制御)
図2を用いて液晶表示装置101のバックライトの点灯制御のフローについて説明する。なお、図2の処理はいずれのタイミングで行われてもよいが、バックライトが切り換わると表示映像の色や輝度が変わる可能性があるため、例えば、電源オン、映像入力の切換え、チャンネル切換え、シーンチェンジなどのタイミングで行うことが好ましい。
ステップS701において、システム制御部112は、記憶部110から光源候補記憶テーブルを読み出す。光源候補記憶テーブルとは、映像表示に使用可能な光源(バックライト)の種類が設定されているデータである。本実施例では、原則として、RGBバックライト114と白色バックライト115の両方が使用可能な光源の候補として設定されて
いる。ただし、一方のバックライトが使用不可の場合には、光源候補記憶テーブルには他方のバックライトのみが使用可能光源として設定されることもある。例えば故障や劣化により一方のバックライトが使用不可となった場合、ユーザ設定によりいずれかのバックライトのみを優先使用するような設定がなされた場合などが想定される。
ステップS702において、システム制御部112内のバックライト切換判定部117は、光源候補記憶テーブルの設定値に基づき、使用光源の決定処理を開始する。RGBバックライト114と白色バックライト115の両方が使用可能である場合は、ステップS703においてバックライト切換判定部117は、記憶部110から各バックライトの使用頻度情報を読み出し、それらを比較する。そして、ステップS704において、バックライト切換判定部117は、使用頻度が低いほうのバックライトを使用光源に決定する。一方、ステップS702において、RGBバックライト114か白色バックライト115の何れか一方のみが使用可能である場合は、バックライト切換判定部117は、使用可能なバックライトを使用光源に決定する(ステップS705、S706)。
ステップS707において、バックライト切換判定部117は、バックライト駆動部113に対し光源切換えを要求し、所望のバックライトの点灯を開始させる。ステップS708において、バックライト切換判定部117は、タイマー部111により、点灯させたバックライトの点灯時間の計測を開始する。
以上述べた本実施例の構成によれば、RGBバックライト114と白色バックライト115の両方が映像表示に使用可能な場合に、使用頻度が低いほうのバックライトが優先的に使用される。この点灯制御によりバックライトの使用頻度の偏りが低減され、その結果として一方のバックライトのみ劣化が進行することを防止できる。よって、長期にわたり高品質な映像表示が実現できる。
[実施例2]
次に本発明の実施例2について説明する。実施例2は、映像入力部ごとに使用可能なバックライトの種類が設定されており、映像入力部の切換え時に使用光源の決定と点灯制御を行う例である。なお、液晶表示装置の基本構成は実施例1(図1)のものと同様である。
(キャリブレーション)
まず液晶表示装置101とそれに接続する映像入力装置によるキャリブレーション動作について説明する。ここでキャリブレーションとは、液晶表示装置101が映像入力装置からの映像を可能な限り正しく色表示できるよう調整することをいう。映像入力装置としては、例えば、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、放送受信機、映像再生装置などが想定される。
図3は、液晶表示装置101、映像入力装置としてのパーソナルコンピュータ(PC(1)201、PC(2)202)、及びキャリブレーション時に用いる測色器203との接続構成を示す図である。
液晶表示装置101のキャリブレーションは映像入力部毎に個別に実施することが可能となっている。液晶表示装置101のシステム制御部112内のキャリブレーション制御部116と、各映像入力部に接続されたPC201、202で実行されるキャリブレーション用ソフトウェアと、測色器203との協調動作により、キャリブレーションが実行される。以降、キャリブレーション時に動作するPC(1)201、PC(2)202を総じて「キャリブレーションPC」と表記する。
測色器203は液晶表示装置101の表示画面から、三刺激値と称されるX,Y,Zの3つの値を測定し、その測定値をキャリブレーションPCへ出力する機能を有する。測色器203はキャリブレーション時に液晶表示装置101の表示面に設置して使用する。PC(1)201と液晶表示装置101のキャリブレーション時には測色器203とPC(1)201を接続する。PC(2)202と液晶表示装置101のキャリブレーション時には測色器203とPC(2)202を接続する。
図4はキャリブレーション動作時のキャリブレーションPCの動作フロー例、図5はキャリブレーション動作時の液晶表示装置101の動作フロー例を示す。図5の処理は、液晶表示装置101のシステム制御部112内のキャリブレーション制御部116によって実行される。本実施例では、キャリブレーション制御部116が本発明のキャリブレーション手段に対応する。
図4のステップS301において、キャリブレーションPCはキャリブレーション動作を開始し、液晶表示装置101に対しキャリブレーション目標値を送信する。キャリブレーション目標値は例えば輝度値、白色点、ガンマ値、色域範囲情報を含む。色域範囲情報とは液晶表示装置101が再現すべき色域(AdobeRGBやsRGB等)の情報である。キャリブレーションPCはキャリブレーション目標値を送信した後、液晶表示装置101からのキャリブレーション準備完了通知の受信を待つ。液晶表示装置101とキャリブレーションPCとのデータ送受信はデータ送受信部108を介して行われる。本実施例ではデータ送受信部108にはUSB(Universal Serial Bus)を使用している。
図5のステップS401において、液晶表示装置101のキャリブレーション制御部116はキャリブレーション目標値を受信する。ステップS402において、キャリブレーション制御部116は、受信したキャリブレーション目標値と、記憶部110に予め格納されている光源候補選択テーブルに基づき、バックライトの光源候補を決定する。
図6に光源候補選択テーブルの例を示す。この例では、キャリブレーション目標値の中の輝度および色域範囲が光源候補の選択に利用される。例えばキャリブレーション目標値に含まれる輝度値が100cd/mより小さく、色域範囲情報がAdobeRGBの場合、光源候補を「RGBバックライト」に決定する。またキャリブレーション目標値に含まれる輝度値が100〜400cd/mの範囲内であり、色域範囲情報がSMPTE−Cの場合、光源候補を「RGBバックライト又は白色バックライト」に決定する。「RGBバックライト又は白色バックライト」は、2種類のバックライトの何れも使用可能であることを意味する。図6の例では、色域の広いAdobeRGBに対してはRGBバックライトが光源候補に設定され、高輝度の要求に対して白色バックライトが光源候補に設定される。そして、どちらのバックライトでも目標の輝度値と色域の表示が可能であると判断された場合には、2種類のバックライトが光源候補に設定される。
ステップS403において、キャリブレーション制御部116は、キャリブレーションPCに対し光源候補情報と共にキャリブレーション準備完了通知を送信する。
図4のステップS302において、キャリブレーションPCは液晶表示装置101からキャリブレーション準備完了通知を受信すると、以降、液晶表示装置101とともにキャリブレーション動作を実行する。ステップS303において、キャリブレーションPCはキャリブレーション実行時に用いるバックライト種別を指定する為のバックライト指示情報を送信する。キャリブレーションPCは液晶表示装置101から受信した光源候補情報が「RGBバックライト」の場合、ステップS304においてRGBバックライトを用いたキャリブレーションを実行する。光源候補情報が「白色バックライト」の場合、ステップS304において白色バックライトを用いたキャリブレーションを実行する。光源候補
情報が「RGBバックライト又は白色バックライト」の場合は、ステップS304においてRGBバックライトを用いたキャリブレーションと白色バックライトを用いたキャリブレーションを順番に実行する。
図5のステップS404において、キャリブレーション制御部116はキャリブレーションPCからバックライト指示情報を受信すると、ステップS405において、指示されたバックライトに切換える。ステップS406において、キャリブレーション制御部116はキャリブレーションPCからキャリブレーション実行要求を受信すると、ステップS407において、キャリブレーションPCと協働してキャリブレーションを実行する。
例えば、キャリブレーションPCから入力されるキャリブレーション用のパッチ画像を液晶表示装置101の画面に表示し、測色器203で測定を行い、測定値をキャリブレーションPCに入力する。キャリブレーションPCは目標値と測定値の差に基づいて調整値を計算し、パッチ画像の輝度または色を調整する。キャリブレーションPCは、この調整を、目標値と測定値の差が所定の閾値よりも小さくなるまで繰り返す。キャリブレーションにより求められた調整値は、キャリブレーションPC内の記憶部または液晶表示装置101の記憶部110に格納される。
図4のステップS305において、キャリブレーションPCは全ての光源候補に対するキャリブレーションが完了したかを判定する。完了していれば、ステップS306において、キャリブレーションPCは液晶表示装置101にキャリブレーション完了通知を送信する。完了していなければ、ステップS303に戻り、他方のバックライトによるキャリブレーションを実行する。
図5のステップS408において、液晶表示装置101はキャリブレーション完了通知を受信すると記憶部110に記憶した光源候補記憶テーブルを更新する。図7に本実施例に適用可能な光源候補記憶テーブルの例を示す。光源候補記憶テーブルには、映像入力部ごとに、前述のキャリブレーション動作で決定した光源候補情報とキャリブレーション実行の有無とが記載される。図7の例では、映像入力部(1)に対するキャリブレーションは実行済みであり、光源候補は「RGBバックライト」に設定されている。一方、映像入力部(2)に対するキャリブレーションはまだ行われていない。そのような映像入力部(2)に対しては「RGBバックライト又は白色バックライト」が光源候補に設定される。
(バックライトの点灯制御)
本実施例では、映像入力部ごとに使用可能なバックライトの種類が設定されている。それゆえ、液晶表示装置101の電源オンまたは映像入力部の切換えのタイミングで、バックライトの点灯制御が行われる。点灯制御の具体的なフローは、実施例1(図2)のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
以上述べた本実施例の構成によれば、実施例1と同様、バックライトの使用頻度の偏りが低減され、その結果として一方のバックライトのみ劣化が進行することを防止できる。加えて、本実施例では、映像入力部ごとに光源候補を設定することとしたので、映像入力部の切換えに連動した簡易な処理で適切なバックライトを点灯させることができる。さらに、映像入力部ごとの光源候補がキャリブレーションの際に指定された目標値に応じて決定されるため、所望の輝度や色域での映像再現に影響の無い範囲で、使用頻度に応じた光源切換えを実施することができる。また、キャリブレーションが行われていない映像入力部が選ばれた場合は両方のバックライトを使用可能と判断するようにしたことで、使用頻度に応じた光源切換えの機会が増加し、光源の劣化の偏りをより低減できるものと期待できる。また、両方のバックライトが光源候補に設定された場合は、2つのバックライトについて個別にキャリブレーションが実行されるため、光源切換えによる映像再現の違いを
可及的に小さくすることができる。
[実施例3]
次に本発明の実施例3について説明する。実施例3は、画面表示を行っているアプリケーションの種別ごとに使用可能なバックライトの種類が設定されており、映像入力装置から取得したアプリケーション種別情報に基づき使用光源の決定と点灯制御を行う例である。なお、液晶表示装置の基本構成は実施例1(図1)のものと同様である。
液晶表示装置101はデータ送受信部108を介し、映像入力装置であるパーソナルコンピュータ(PC)からアプリケーション種別情報を受信する。アプリケーション種別情報とは、キャリブレーションPCが現在実行中のアプリケーション種別を特定可能な情報であり、例えば「画像ビューワ」、「画像エディタ」、「Webブラウザ」等である。PCは複数のアプリケーションを実行中の場合は、最上位のウィンドウを表示しているアプリケーションをアプリケーション種別情報として送信する。
図8に本実施例に適用可能な光源候補記憶テーブルの例を示す。光源候補記憶テーブルには、PCで動作するアプリケーション毎に、適切な光源候補情報が記載される。液晶表示装置101は、光源候補記憶テーブルをPCからデータ送受信部108を介し受信し、記憶部110に記憶する。
本実施例のバックライト切換判定部117は、PCから受信したアプリケーション種別情報と、図8の光源候補記憶テーブルとを用いて、バックライトの点灯制御を行う。点灯制御の具体的なフローは、実施例1(図2)のものと同様である。例えばアプリケーション種別が画像エディタの場合は、RGBバックライトが使用される。アプリケーション種別が画像ビューワまたはWebブラウザの場合は、バックライト切換判定部117は、使用頻度の低いほうのバックライトを点灯させる。
なお、バックライト切換判定部117は、アプリケーション種別が未知の場合や、スクリーンセーバーやOS(Operating System)の起動終了画面を表示中の場合は、RGBバックライトと白色バックライトのどちらでも使用可として取り扱うとよい。
以上述べた本実施例の構成によれば、実施例1と同様、バックライトの使用頻度の偏りが低減され、その結果として一方のバックライトのみ劣化が進行することを防止できる。よって、長期にわたり高品質な映像表示が実現できる。
107:液晶パネル、114:RGBバックライト(第2のバックライト)、115:白色バックライト(第1のバックライト)、110:記憶部、112:システム制御部、117:バックライト切換判定部

Claims (8)

  1. 液晶パネルと、
    白色発光ダイオードから構成される第1のバックライトと、
    赤色、緑色、および青色の発光ダイオードから構成される第2のバックライトと、
    前記第1のバックライトと前記第2のバックライトのそれぞれの使用頻度を記録する記憶部と、
    前記第1および第2のバックライトの両方が映像表示に使用可能な場合に、両方のバックライトの使用頻度を比較して使用頻度が低いほうのバックライトを点灯させる制御手段と、
    を有することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 映像信号が入力される複数の映像入力部を有し、
    映像入力部ごとに使用可能なバックライトの種類が設定されており、
    前記制御手段は、
    両方のバックライトが使用可能な映像入力部が選ばれた場合は、両方のバックライトの使用頻度を比較して使用頻度が低いほうのバックライトを点灯させ、
    一方のバックライトのみが使用可能な映像入力部が選ばれた場合は、設定されているバックライトを点灯させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 映像入力部ごとに指定された目標値に応じて個別にキャリブレーションを行うキャリブレーション手段を有しており、
    キャリブレーションの際に指定された目標値に応じて各映像入力部で使用可能なバックライトの種類が決定される
    ことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記制御手段は、キャリブレーションが行われていない映像入力部が選ばれた場合は、両方のバックライトが使用可能であると判断する
    ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記キャリブレーション手段は、指定された目標値の表示を行うことが可能なバックライトの種類を判断し、両方のバックライトで前記目標値の表示が可能であると判断した場合は両方のバックライトについてそれぞれキャリブレーションを実行する
    ことを特徴とする請求項3または4に記載の液晶表示装置。
  6. 画面表示を行っているアプリケーションの種別ごとに、使用可能なバックライトの種類が設定されており、
    前記制御手段は、
    前記液晶表示装置に対して映像信号を入力する映像入力装置から、画面表示を行っているアプリケーションの種別を示す情報を取得し、
    両方のバックライトが使用可能なアプリケーション種別の場合は、両方のバックライトの使用頻度を比較して使用頻度が低いほうのバックライトを点灯させ、
    一方のバックライトのみが使用可能なアプリケーション種別の場合は、設定されているバックライトを点灯させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  7. 前記制御手段は、未知のアプリケーション種別の場合は、両方のバックライトが使用可能であると判断する
    ことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 液晶パネルと、白色発光ダイオードから構成される第1のバックライトと、赤色、緑色、および青色の発光ダイオードから構成される第2のバックライトと、記憶部と、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
    前記第1のバックライトと前記第2のバックライトのそれぞれの使用頻度を前記記憶部に記録するステップと、
    前記第1および第2のバックライトの両方が映像表示に使用可能な場合に、両方のバックライトの使用頻度を比較して使用頻度が低いほうのバックライトを点灯させるステップと、
    を有することを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
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