JP6479401B2 - 表示装置、表示装置の制御方法、および制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は画像に応じて光源の輝度を調整する表示装置に関する。

近年の携帯電話およびスマートフォン等の表示装置においては、機能の拡大に伴って消費電流が著しく増加している。そのため、連続使用時間が短くなる等の影響が出ている。これに対して、画像処理によって画像の階調を上昇させ、その分バックライトの輝度を低下させることにより、低消費電力化を図る技術がある（特許文献１、２）。

特開２０１０−１３９６７８号公報（２０１０年６月２４日公開） 特開２０１４−５２４９４号公報（２０１４年３月２０日公開）

画像処理による画像の階調の上昇と、バックライトの輝度の低下とは、基本的には同じタイミングで行われる。その際、それぞれを目標値まで一度に変化させると、フリッカが視認されることがある。そのため、この技術を用いた表示装置は、一般的には、画像の階調とバックライトの輝度とを、数フレームに渡って段階的に緩やかにそれぞれの目標値まで変化させる。

しかしながら、明るい画像に続いて黒画像がある期間表示され、その後再び明るい画像が表示されるような場合、上記技術では不都合が生じる。この場合、上記技術では、黒画像が表示される時点から、徐々に、バックライトの輝度が低下させられ、画像の階調が上昇させられる。黒画像が表示される期間において、最終的に、黒画像に合わせてバックライトの輝度は大幅に低下させられる。その後、明るい画像の表示が始まると、徐々にバックライトの輝度が上昇させられ、画像の階調が低下させられる。この結果、黒画像に合わせてバックライトの輝度は大幅に低下させられているので、その後に明るい画像が表示されると、バックライトの輝度が目標値まで徐々に上昇するまでの期間、本来の画像よりも暗く視認されてしまう。また、バックライトの輝度が大幅に低下した後にバックライトの輝度が段階的に上昇するため、フリッカが視認されてしまう。

本発明は、表示品位を向上した表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る表示装置は、光源と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルと、上記光源の輝度と上記画像の階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正部と、上記画像が黒画像であるか非黒画像であるかを判定する画像判定部とを備え、上記補正部は、非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、１フレームでそれぞれの目標値まで変化させる。

本発明の一態様に係る表示装置の制御方法は、光源と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルとを備える表示装置の制御方法であって、上記画像が黒画像であるか非黒画像であるかを判定する画像判定ステップと、上記光源の輝度と上記画像の階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正ステップとを含み、上記補正ステップにおいては、非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、１フレームでそれぞれの目標値まで変化させる。

本発明の一態様によれば、消費電流の低減と、黒画像と非黒画像とが連続する場合の表示品位の向上とを両立することができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の概略構成を示すブロック図である。 上記表示装置における補正の処理フローを示す図である。 参考例におけるバックライトの輝度および画像の階調の補正の例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態の動作例におけるバックライトの輝度および画像の階調の補正の例を示すタイミングチャートである。

〔実施形態１〕
（表示装置の構成）
図１は、本実施形態に係る表示装置１の概略構成を示すブロック図である。表示装置１は、制御装置２、表示ドライバ３、液晶表示パネル４（表示パネル）、およびバックライト５（光源）を備える。以下では、最大階調を２５５、最小階調を０として説明するが、これに限らない。

制御装置２には表示データが入力される。制御装置２は、入力された表示データに基づいて、表示ドライバ３およびバックライト５に、それぞれを制御する制御信号を出力する。また、制御装置２は、表示データを表示ドライバ３に出力する。表示ドライバ３は、表示データをアナログ電圧信号に変換し、液晶表示パネル４に供給する。

液晶表示パネル４は、液晶素子を有する複数の画素を備える。液晶表示パネル４は、アナログ電圧信号に応じて画素の透過率を変化させる。バックライト５は、液晶表示パネル４を照明する光源である。液晶表示パネル４は、バックライト５からの光を画素の透過率に応じて透過（通過）させることにより、画像を表示する。

ユーザが視認する画素の輝度は、バックライト５の輝度と液晶表示パネル４の該画素の透過率との積によって決まる。例えば、バックライト５の輝度を半分に低下させると同時に、全画素の透過率が２倍になるように画像全体の階調を上昇させれば、ユーザの視認する輝度は変化しない。

制御装置２は、黒画像検出部１１（画像判定部）、画像解析部１２（補正部）、画像処理部１３（補正部）、およびバックライト制御部１４（補正部）を備える。表示データは、黒画像検出部１１、画像解析部１２、および画像処理部１３に入力される。ここで、表示データは、１フレームの画像を表す。

黒画像検出部１１は、表示データが示す画像が、黒画像であるか、通常画像（非黒画像）であるかを判定する。また、黒画像検出部１１は、直前のフレームの画像の判定結果を参照し、黒画像と通常画像とが連続しているか否かを判定する。黒画像検出部１１は、これらの判定結果を画像解析部１２に出力する。黒画像検出部１１は、例えば、表示データが示す画像の全ての画素の画素値（階調）が黒を示す値である場合に、上記画像が黒画像であると判定してもよい。または、黒画像検出部１１は、上記画像において画素値が黒を示す画素の割合が第１閾値以上である場合に、上記画像が黒画像であると判定してもよい。または、黒画像検出部１１は、上記画像において画素値が所定値未満である（暗い）画素の割合が第１閾値以上である場合に、上記画像が黒画像であると判定してもよい。ここで、画素値が高いことは画素が明るいことを示す。または、黒画像検出部１１は、上記画像における最大の画素値が所定値未満である場合に、上記画像が黒画像であると判定してもよい。黒画像とは、全体がほとんど黒であると認識されるような画像である。その他の場合、黒画像検出部１１は、上記画像が黒画像ではないと判定する。上記第１閾値および上記所定値は、表示データの画像に重畳しうるノイズ等を考慮して定められてもよい。

画像解析部１２は、表示データの画像の明暗に応じて、バックライト５の輝度ＢＬの目標値と、画像の階調の補正強度Ｃとを決定する。画像解析部１２は、画像における画素値（階調）に関するヒストグラムを生成する。画像解析部１２は、生成されたヒストグラムに基づいて、表示データが示す画像を表示するためのバックライト５の輝度ＢＬの目標値と、画像の階調の補正強度Ｃの目標値とを決定する。

具体的には、画像解析部１２は、画像が最大階調（階調２５５）の画素を含むような明るい画像であれば、バックライト５の輝度ＢＬの目標値を高く維持し、画像の階調の補正強度Ｃの目標値をＣ（０）と決定する。例えば補正強度がＣ（０）のとき、画像の階調は増加（変化）されない。一方、画像解析部１２は、画像が暗い画像であるほど、バックライト５の輝度ＢＬの目標値をより低くし、画像の階調の補正強度Ｃの目標値をより高くする。なお、バックライト５の輝度ＢＬの目標値と画像の階調の補正強度Ｃの目標値とは、表示された画像の見た目が大きく変化しないような相関関係を有する値となる。補正強度Ｃが大きいほど、画素の階調は上昇する（明るくなる）よう補正される。

画像解析部１２は、例えば、画像において画素値が第２閾値以上である画素の割合が多いほど、該画像はより明るい画像であると判定してもよい。第２閾値は第１閾値より大きくてもよい。

また、画像解析部１２は、何フレームかけて輝度ＢＬと補正強度Ｃとをそれぞれの目標値まで変化させるかを決定する。黒画像ではない通常画像のフレームが複数連続している場合、画像解析部１２は、この過渡期間を複数フレームとする。この場合、輝度ＢＬと補正強度Ｃとは、過渡期間（複数フレーム）に渡って、段階的に目標値まで変化する。この場合の過渡期間の長さは、所定数のフレームでもよいし、または、例えば、輝度ＢＬまたは補正強度Ｃの変化量（現在の値と目標値との差）に応じて変更してもよい。例えば、輝度ＢＬまたは補正強度Ｃの変化量が大きいほど、過渡期間を長く設定することもできる。また、１フレームにおける補正強度Ｃの変化量に上限を設けてもよい。

一方、黒画像と通常画像とが連続している場合、画像解析部１２は、過渡期間を１フレームとする。この場合、輝度ＢＬと補正強度Ｃとは、１フレームで一度に目標値まで変化する。すなわち、通常画像から黒画像に切り替わったとき、または、黒画像から通常画像に切り替わったとき、輝度ＢＬと補正強度Ｃとは、１フレームで目標値まで変化する。

画像解析部１２は、例えば、通常画像の場合、バックライト５の輝度ＢＬの目標値を、最大出力の９０％以下２０％以上の範囲で設定し、黒画像の場合、輝度ＢＬを２０％未満０％以上の範囲で設定してもよい。

画像解析部１２は、バックライト５の輝度ＢＬの目標値および過渡期間をバックライト制御部１４に出力する。画像解析部１２は、画像の階調の補正強度Ｃの目標値および過渡期間を画像処理部１３に出力する。

バックライト制御部１４は、バックライト５の輝度ＢＬの目標値および過渡期間に基づいて、バックライト５の輝度ＢＬを制御するための制御信号を生成して、生成した制御信号をバックライト５に出力する。具体的には、過渡期間が１フレームである場合、バックライト制御部１４は、次のフレーム（対応する画像が表示されるフレーム）のバックライト５の輝度ＢＬが目標値になるようにバックライト５を制御する。

過渡期間が複数フレームである場合、バックライト制御部１４は、該複数フレームかけてバックライト５の輝度ＢＬが段階的に（または連続的に）目標値まで変化するように、各フレームにおいてバックライト５を制御する。これにより、バックライト５の輝度ＢＬを緩やかに変化させることができる。

画像処理部１３は、画像の階調の補正強度Ｃの目標値および過渡期間に基づいて、表示データの画像の階調を補正する。画像処理部１３は、補正された画像のデータを表示ドライバ３に出力する。具体的には、過渡期間が１フレームである場合、画像処理部１３は、補正強度Ｃの目標値に応じて次のフレームの画像の階調を補正する。補正強度Ｃが大きいほど、画像全体の画素の階調は増加される。

過渡期間が複数フレームである場合、画像処理部１３は、該複数フレームかけて補正強度Ｃが段階的に（連続的に）目標値まで変化するように、各フレームにおける補正強度Ｃを決定する。画像処理部１３は、決定した補正強度Ｃにしたがって、各フレームの画像の階調を補正する。

ここで、階調と透過率（輝度）とは一般に比例していない。階調と透過率の関係は、所望のγ特性が得られるように所定のγ補正等によって決められている。それゆえ、バックライト５の輝度ＢＬと、階調補正された画像の液晶表示パネル４における透過率とが、互いに反比例するように変更される。例えば、バックライト５の輝度ＢＬを１／２にするとき、画像全体の階調は、各画素の透過率が２倍になるように変更される。これにより、バックライト５の輝度ＢＬおよび画像の階調が補正される前後で、または過渡期間において、画像の見た目を大きく変えることなく画像を表示することができる。

（補正の処理フロー）
図２は、表示装置１における補正の処理フローを示す図である。制御装置２は、黒画像検出部１１、画像解析部１２、および画像処理部１３に表示データを入力する（Ｓ１）。

黒画像検出部１１は、連続するフレームにおいて、通常画像から黒画像へ、または黒画像から通常画像への切り替わりが検出されるか判定する（Ｓ２）。

通常画像および黒画像の切り替えが検出されない場合（Ｓ２でＮｏ）、画像解析部１２は、表示データの画像に応じて、バックライト５の輝度ＢＬの目標値および画像の階調の補正強度Ｃの目標値を決定する（Ｓ３）。画像処理部１３は、表示データの画像の階調を、補正強度Ｃの目標値に段階的に近づくような補正強度で補正（画像処理）する（Ｓ４）。バックライト制御部１４は、バックライト５の輝度ＢＬが輝度ＢＬの目標値に複数フレームかけて段階的に近づくように、補正された該画像が表示されるフレームにおけるバックライト５の輝度ＢＬを決定する（Ｓ５）。

表示ドライバ３は、補正された該画像を液晶表示パネル４に表示させる（Ｓ６）。バックライト制御部１４は、補正された該画像が液晶表示パネル４に表示されるタイミング（フレーム）に合わせて、バックライト５の輝度ＢＬを、決定された輝度ＢＬに補正（変更）する（Ｓ７）。

通常画像および黒画像の切り替えが検出された場合（Ｓ２でＹｅｓ）、画像解析部１２は、表示データの画像に応じて、バックライト５の輝度ＢＬの目標値および画像の階調の補正強度Ｃの目標値を決定する（Ｓ１３）。画像処理部１３は、表示データの画像の階調を、目標値の補正強度Ｃで補正（画像処理）する（Ｓ１４）。バックライト制御部１４は、バックライト５の輝度ＢＬが１フレームで輝度ＢＬの目標値になるように、補正された該画像が表示されるフレームにおけるバックライト５の輝度ＢＬを、輝度ＢＬの目標値と同じ値に決定する（Ｓ１５）。その後、Ｓ６に移行する。

（参考例）
図３は、参考例におけるバックライトの輝度および画像の階調の補正の例を示すタイミングチャートである。参考例では、通常画像から黒画像にまたはその逆に切り替わるときに、通常画像が続くときと同様に、複数フレームに渡る段階的な補正が行われる。

本図において、「表示データ」は、制御装置２に入力された各フレームの表示データを示す。入力された表示データは画像解析部１２によって解析されるので、図中に矢印で示すように、表示データが入力された後に画像解析結果が出力される。本図の上部には、バックライトの輝度ＢＬと画像の階調の補正強度Ｃとが示されている。画像解析結果が出力された後、画像の階調が補正されて、続いて画像の表示が行われる。そのため、画像解析結果の出力とバックライト５の輝度ＢＬ等の変更のタイミングとの間にはタイムラグがあるが、ここでは省略している。

表示データＤ１の画像は、明るい画像である。Ｄ１の複数のフレームの画像は同一の画像でなくてもよく、Ｄ１は、各フレームの表示データが同程度の明るさの画像であることを示す。このとき、バックライト５の輝度ＢＬの目標値はＢＬ（２）であり、画像の階調の補正強度Ｃの目標値はＣ（０）である。それゆえ、明るい画像が表示される間（時刻Ｔ（１）まで）は、バックライト５の輝度ＢＬはＢＬ（２）に維持され、画像の階調の補正強度ＣはＣ（０）に維持される。

表示データＤ２の画像は、黒画像ではないが、暗い画像である。このとき、バックライト５の輝度ＢＬの目標値は、ＢＬ（２）より低いＢＬ（１）となり、画像の階調の補正強度Ｃの目標値は、Ｃ（０）より大きいＣ（１）となる。ここでは、制御装置２は、表示データＤ２の画像の表示を開始する時刻Ｔ（１）から時刻Ｔ（２）まで、５フレームかけて、輝度ＢＬおよび補正強度Ｃをそれぞれの目標値に向かって段階的に変化させてゆく。時刻Ｔ（２）において、輝度ＢＬおよび補正強度Ｃはそれぞれの目標値ＢＬ（１）、Ｃ（１）に到達する。その後は、画像の明るさの程度が変化して目標値が変更されない限り（時刻Ｔ（３）迄）、その輝度ＢＬおよび補正強度Ｃが維持される。

表示データＤ３の画像は、表示データＤ２の画像よりも明るく、Ｄ１の画像よりも暗い。このとき、バックライト５の輝度ＢＬの目標値は、ＢＬ（２）とＢＬ（１）との間の値になり、画像の階調の補正強度Ｃの目標値は、Ｃ（０）とＣ（１）との間の値になる。目標値までの差が先程より小さいので、制御装置２は、表示データＤ２の画像の表示を開始する時刻Ｔ（３）から時刻Ｔ（４）まで、２フレームかけて、輝度ＢＬおよび補正強度Ｃをそれぞれの目標値に向かって段階的に変化させてゆく。

時刻Ｔ（５）から、複数フレームかけて、再びバックライト５の輝度ＢＬが低下し、同時に画像の階調の補正強度Ｃが上昇する。目標値への遷移の途中で画像が表示データＤ５の明るい画像に変わることにより、時刻Ｔ（６）以降では輝度ＢＬおよび補正強度Ｃの目標値がＢＬ（２）およびＣ（０）に変更される。目標値が変更された場合、改めて現在の輝度ＢＬおよび補正強度Ｃからそれぞれの目標値に向かって、輝度ＢＬおよび補正強度Ｃが（段階的に）変化される。

時刻Ｔ（７）から時刻Ｔ（８）においては、表示データＤ５の明るい画像が表示され、バックライト５の輝度ＢＬはＢＬ（２）、画像の階調の補正強度ＣはＣ（０）である。

表示データＤ６の画像は、黒画像である。このとき、バックライト５の輝度ＢＬの目標値は、下限のＢＬ（０）になり、画像の階調の補正強度Ｃの目標値は、上限のＣ（２）になる。参考例では、このように通常画像から黒画像に切り替わる場合でも、時刻Ｔ（８）から時刻Ｔ（９）にかけて（複数フレームかけて）輝度ＢＬおよび補正強度Ｃが段階的に変化される。

表示データＤ７の画像は、明るい画像（通常画像）である。このとき、バックライト５の輝度ＢＬの目標値は、ＢＬ（２）になり、画像の階調の補正強度Ｃの目標値は、Ｃ（０）になる。参考例では、このように黒画像から通常画像に切り替わる場合でも、時刻Ｔ（１０）から時刻Ｔ（１１）にかけて（複数フレームかけて）輝度ＢＬおよび補正強度Ｃが段階的に変化される。

通常画像から黒画像に切り替わると、時刻Ｔ（８）から時刻Ｔ（９）では、表示される画像は黒画像であるにもかかわらず、バックライトが必要以上の輝度ＢＬで点灯している。また、時刻Ｔ（９）から時刻Ｔ（１０）では、黒画像に合わせてバックライトの輝度ＢＬは大幅に低下させられている。その後、黒画像から通常画像に切り替わると、バックライトの輝度ＢＬが目標値まで徐々に上昇するまでの期間（時刻Ｔ（１０）〜時刻Ｔ（１１））、本来の画像よりも暗く視認されてしまう。また、バックライトの輝度が大幅に低下した後にバックライトの輝度が段階的に上昇するため、この期間においてフリッカが視認されてしまう。

（動作例）
図４は、本実施形態の動作例におけるバックライトの輝度および画像の階調の補正の例を示すタイミングチャートである。本動作例では、通常画像から黒画像にまたはその逆に切り替わるときに、即時にバックライト５の輝度ＢＬおよび画像の階調の補正強度Ｃがそれぞれの目標値に変更される。

入力される表示データＤ１〜Ｄ７は、図３に示す場合と同じである。本動作例における表示データＤ１〜Ｄ５に対応する時刻Ｔ（８）迄の動作は、参考例と同じであるので、詳細な説明を省略する。本動作例においても、バックライト５の輝度ＢＬと画像の階調の補正強度Ｃとは、明るさに関して互いに逆向きに（相補的に）補正される。すなわち、バックライト５の輝度ＢＬの変化を画像の階調の変化で補うように、輝度ＢＬと補正強度Ｃとは補正される。それゆえ、通常画像が連続する期間（時刻Ｔ（１）〜時刻Ｔ（８））では、バックライト５の輝度ＢＬと画像の階調の補正強度Ｃとは、画像に応じて設定されるそれぞれの目標値に向かって、複数フレームかけて段階的に変更される。このように、バックライト５の輝度ＢＬを適宜低下させることにより、消費電流の低減を図ることができる。

時刻Ｔ（８）の前後で、通常画像と黒画像とが連続している。また、時刻Ｔ（８）から時刻Ｔ（１０）までは黒画像が連続している。そして、時刻Ｔ（１０）の前後で、黒画像と通常画像とが連続している。

通常画像から表示データＤ６の黒画像に切り替わるとき、バックライト５の輝度ＢＬの目標値は、下限のＢＬ（０）になり、画像の階調の補正強度Ｃの目標値は、上限のＣ（２）になる。本動作例では、通常画像から黒画像に切り替わるとき、即時に（時刻Ｔ（８）から時刻Ｔ（９’）にかけて１フレームで）バックライト５の輝度ＢＬおよび画像の階調の補正強度Ｃがそれぞれの目標値に変更される。

これにより、黒画像を表示している時刻Ｔ（８）から時刻Ｔ（１０）の期間において、無駄なバックライト５の電流を削減することができる。また表示されるのが黒画像であるため、フリッカも視認されない。

黒画像から表示データＤ７の通常画像に切り替わるとき、バックライト５の輝度ＢＬの目標値はＢＬ（２）になり、画像の階調の補正強度Ｃの目標値はＣ（０）になる。本動作例では、黒画像から通常画像に切り替わるとき、即時に（時刻Ｔ（１０）から時刻Ｔ（１１’）にかけて１フレームで）バックライト５の輝度ＢＬおよび画像の階調の補正強度Ｃがそれぞれの目標値に変更される。

これにより、黒画像の直後に明るい画像を表示する場合、制御装置２はバックライト５の輝度ＢＬを即時に上昇させる。そのため、明るい画像が本来より暗く視認されることなく、適切に画像を表示させることができる。また、本動作例では、黒画像が表示されている期間の直後に、目標値まで上昇したバックライト５の輝度ＢＬで明るい画像の表示を開始する。そのため、参考例において明るい画像の表示期間にバックライト５の輝度ＢＬを段階的に大きく変更することにより生じるフリッカも、本動作例では生じない。このように、通常画像に黒画像が挿入された場合の補正処理を、通常画像が連続する場合の補正処理とは異ならせることで、表示装置１の表示品位を向上することができる。

なお、図示はしないが、時刻Ｔ（１）から時刻Ｔ（２）の間、または、時刻Ｔ（３）から時刻Ｔ（４）の間のような過渡期間に黒画像が挿入された場合も、同様の処理が行われる。すなわち、黒画像の表示が開始されるとき、即時に（１フレームで）バックライト５の輝度ＢＬは下限のＢＬ（０）になり、画像の階調の補正強度Ｃは上限のＣ（２）になる。その後、黒画像から通常画像に切り替わるとき、即時に（１フレームで）輝度ＢＬは表示される通常画像に合わせた目標値（例えばＢＬ（１））になり、補正強度Ｃは表示される通常画像に合わせた目標値（例えばＣ（１））になる。

〔変形例〕
このような表示装置１は、たとえば、スマートフォン端末、携帯電話機、タブレット端末、電子書籍リーダー、またはＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯端末、あるいは、ラップトップ型のパーソナルコンピュータに搭載されたモニター、据置型のモニター、またはテレビジョン受像機等に用いられてもよい。

また、本発明は、液晶表示装置に限らず、光源と光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルとを備える表示装置に適用することができる。例えば、本発明の一態様に係る表示装置は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems：メムス）ディスプレイとして実現することができる。ＭＥＭＳディスプレイは、例えばＲＧＢの光源と表示パネルとを備え、表示パネルの各画素に設けられた機械的シャッターを高速で開閉することにより、各画素を通過する光量を調整する。これにより、多色および多階調を表示することができる。すなわち、液晶表示装置におけるバックライトおよび液晶画素の透過率が、それぞれ、ＭＥＭＳディスプレイにおける光源およびシャッター開の割合（シャッターを通過する光の割合）に対応する。そのため、ＭＥＭＳディスプレイにおいても、光源の輝度を低下させると同時にシャッター開の期間を長くすることで、光源の輝度と画像の階調とを明るさに関して逆向きに補正することができる。それゆえ、本発明の制御装置２の処理をＭＥＭＳディスプレイにも適用することができる。

なお、通常画像から黒画像に切り替わるときのみ、上記動作例のように処理を行ってもよい。また、黒画像から通常画像に切り替わるときのみ、上記動作例のように処理を行ってもよい。

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置２の制御ブロック（特に黒画像検出部１１、画像解析部１２、画像処理部１３およびバックライト制御部１４）の少なくとも一部は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、制御装置２は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る表示装置は、光源（バックライト５）と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネル（液晶表示パネル４）と、上記光源の輝度と上記画像の階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正部（画像解析部１２、画像処理部１３、バックライト制御部１４）と、上記画像が黒画像であるか非黒画像（通常画像）であるかを判定する画像判定部（黒画像検出部１１）とを備え、上記補正部は、非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、１フレームでそれぞれの目標値まで変化させる。

上記の構成によれば、光源の輝度と画像の階調とを相補的に補正することにより、消費電流を低減することができる。また、複数の非黒画像が連続しているとき、上記表示装置は、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させることにより、フリッカが視認されることを防止できる。また、黒画像と非黒画像とが連続しているとき、上記表示装置は、上記光源の輝度と上記補正強度とを、１フレームでそれぞれの目標値まで変化させることにより、非黒画像を表示する表示品位を向上することができる。それゆえ、消費電流の低減と、黒画像と非黒画像とが連続する場合の表示品位の向上とを両立することができる。

本発明の態様２に係る表示装置では、上記態様１において、上記補正部は、黒画像の後に非黒画像が続いているとき、上記光源の輝度を１フレームでその目標値まで上昇させ、上記補正強度を１フレームでその目標値まで低下させてもよい。

黒画像の後に非黒画像が続いているとき、段階的に輝度と階調の補正強度とを変化させると、過渡期間において非黒画像が本来より暗く見えてしまう。上記の構成によれば、そのような場合に輝度と補正強度とを１フレームで即時に変化させるので、非黒画像を適切な明るさで表示することができる。

本発明の態様３に係る表示装置では、上記態様１または２において、上記補正部は、非黒画像の後に黒画像が続いているとき、上記光源の輝度を１フレームでその目標値まで低下させ、上記補正強度を１フレームでその目標値まで上昇させてもよい。

上記の構成によれば、黒画像を表示している期間において、光源の無駄な消費電流を低減することができる。

本発明の態様４に係る表示装置では、上記態様１から３において、上記画像が黒画像であるときの上記光源の輝度の目標値は、上記画像が非黒画像であるときの上記光源の輝度の目標値よりも低くてもよい。

黒画像は全体がほとんど黒とユーザに認識されるような画像であるので、光源の輝度をさらに低下させて消費電流を低減することができる。

本発明の態様５に係る表示装置では、上記態様１から４において、上記画像判定部は、上記画像が図形および映像を表示していない黒い画像である場合、上記画像が黒画像であると判定する構成であってもよい。

本発明の各態様に係る表示装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記表示装置が備える各部（ソフトウェア要素に限る）として動作させることにより上記表示装置をコンピュータにて実現させる表示装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明の態様６に係る表示装置の制御方法は、光源と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルとを備える表示装置の制御方法であって、上記画像が黒画像であるか非黒画像であるかを判定する画像判定ステップと、上記光源の輝度と上記画像の階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正ステップとを含み、上記補正ステップにおいては、非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、１フレームでそれぞれの目標値まで変化させる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

本発明は、表示装置に利用することができる。

１ 表示装置
２ 制御装置
３ 表示ドライバ
４ 液晶表示パネル（表示パネル）
５ バックライト（光源）
１１ 黒画像検出部（画像判定部）
１２ 画像解析部（補正部）
１３ 画像処理部（補正部）
１４ バックライト制御部（補正部）

Claims (5)

1. 光源と、
   上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルと、
   上記光源の輝度と表示データの階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正部と、
   上記表示データが黒画像を示すか非黒画像を示すかを判定する画像判定部とを備え、
   上記補正部は、
   非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記表示データの階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、
   黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、１フレームでそれぞれの目標値まで変化させることを特徴とする表示装置。
2. 上記補正部は、黒画像の後に非黒画像が続いているとき、上記光源の輝度を１フレームでその目標値まで上昇させ、上記補正強度を１フレームでその目標値まで低下させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 上記補正部は、非黒画像の後に黒画像が続いているとき、上記光源の輝度を１フレームでその目標値まで低下させ、上記補正強度を１フレームでその目標値まで上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記各部として機能させるための制御プログラム。
5. 光源と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルとを備える表示装置の制御方法であって、
   表示データが黒画像を示すか非黒画像を示すかを判定する画像判定ステップと、
   上記光源の輝度と上記表示データの階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正ステップとを含み、
   上記補正ステップにおいては、
   非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記表示データの階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、
   黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、１フレームでそれぞれの目標値まで変化させることを特徴とする表示装置の制御方法。

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