(57)【要約】【課題】高輝度時に液晶パネルの温度特性による透過率変化の影響が大きく、過渡応答時の輝度ずれが大きい。【解決手段】本発明の液晶表示装置は液晶パネル、光源、前記液晶パネルの温度と相関性の高い温度を検出する検出手段、前記光源の温度と相関性の高い温度を検出する検出手段、前記光源の出力を決定する決定手段、を有し、前記決定手段は、前記検出された２つの検出値の差分値に対応する２つの補正値を加重平均した値を用いて、光源の出力を補正することを特徴とする。【選択図】図５
2020071353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネル、
光源、
前記液晶パネルの温度と相関性の高い温度を検出する検出手段、
前記光源の温度と相関性の高い温度を検出する検出手段、
前記光源の出力を決定する決定手段、
を有し、
前記決定手段は、前記検出された２つの検出値の差分値に対応する２つの補正値を加重平均した値を用いて、光源の出力を補正することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記光源の出力の補正値を格納する複数の補正値テーブル群を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記複数の補正値テーブル軍は、輝度変更の直後に目標輝度となるような補正値を含むテーブルと、輝度変更から十分な時間が経過してから目標輝度となるような補正値を含むテーブルと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光源の出力の変曲点の個数が、前記検出された２つの検出値の差分値の変曲点の個数と一致することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
液晶パネルと、光源と、を備える表示装置の制御方法であって、
前記液晶パネルの温度と相関性の高い温度を検出する検出工程、
前記光源の温度と相関性の高い温度を検出する検出工程、
前記光源の出力を決定する決定工程、
前記光源の出力の補正値を格納する複数の補正値テーブル群
を有し、
前記決定工程は、前記検出された２つの検出値の差分値に対応する２つの補正値を加重平均した値を用いて、光源の出力を補正することを特徴とする表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルとバックライトとを備える表示装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の表示設定を、Ｈｉｇｈ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ（以下、ＨＤＲ）表示とＳｔａｎｄａｒｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ（以下、ＳＤＲ）表示を切り替えて映像を確認する事が想定される。こうした輝度変更の際、ディスプレイの高輝度化が進んだことで、液晶パネルの温度変化が大きくなりつつある。例えば、輝度の明るさの度合いを示す単位であるｎｉｔで表現する場合、２０００ｎｉｔ機におけるバックライトＯＮ／ＯＦＦ時のパネル温度変化は３０℃近くなる。このとき、パネル温特による透過率変化の影響が大きく、輝度ずれ・色ずれとして顕著に表れる。具体的数値として、人間の感覚に近い均等な色空間であるＬａｂ表色系における２色間の輝度差ΔＬおよび色差ΔＥにおいて、ΔＬでは約１０％、ΔＥでは７．８ほど生じる例が報告されている。
【０００３】
ＳＤＲモニタであればパネル温特の影響が少なく、輝度ずれはバックライト温特による発光効率低下の影響が支配的なため、バックライト輝度検出および、バックライト輝度フィードバック機構による補正のみで輝度誤差を改善することが出来た。しかし高輝度モニタでは、前述のパネル温特の影響による輝度・色の劣化が大きい。そのため、バックライト輝度検出および、バックライト輝度フィードバック機構のみによる輝度ドリフト補正では、過渡応答時の補正精度がよくない。
【０００４】
上記のような課題を解決する先行技術として、パネル温度を推測演算し、パネル温度に応じた画質補正を行う技術が下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１４９４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パネル温度に応じて過渡応答補正を行おうとすると、検出したパネル温度が環境温度の影響を受けている場合がある。あるいは、パネル温度センサの配置の問題で、パネル温度を正しく測定できない場合があるなど、正確なパネル温度検出が難しい。また、パネル温度に応じてパネルの透過率を変化させると画質への影響が著しく、過渡応答補正が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る液晶表示装置は、
液晶パネル、光源、前記液晶パネルの温度と相関性の高い温度を検出する検出手段、前記光源の温度と相関性の高い温度を検出する検出手段、前記光源の出力を決定する決定手段、前記光源の出力の補正値を格納する複数の補正値テーブル群を有し、前記決定手段は、前記検出された２つの検出値の差分値に応じて、前記複数の補正値テーブル群から抽出された補正値を加重平均することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置の輝度を変更するようなユースケースにおいて、液晶パネルの温度と相関性の高い温度および光源の温度と相関性の高い温度の差分値を用いることで、過渡応答時の輝度ずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１、２に係る液晶表示装置の構成の模式図
【図２】実施例１、２に係る光源基板の構成を示す模式図
【図３】実施例１に係る液晶表示装置のブロック図
【図４】基準点に応じた輝度の経時変化のイメージ図
【図５】本発明の実施例１に係る処理フローチャート
【図６】Ｔ＿ｄｉｆｆの経時変化
【図７】Ｔ＿ｄｉｆｆｄｉｖの経時変化
【図８】本発明の実施例２に係る処理フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１２】
本実施例では、バックライト装置の電源がオフの状態から、バックライト装置を点灯させた際の過渡応答補正の実施形態を具体的に示す。
【００１３】
図１は、液晶表示装置の構成を示す模式図である。液晶表示装置は、バックライト装置と液晶パネル１０５を有する。バックライト装置は、光源基板１０１、拡散板１０２、集光シート１０３、反射型偏光フィルム１０４、液晶温度センサ１０６などを有する。
【００１４】
図２は、光源基板１０１の構成を示す模式図である。光源基板１０１は、光源１０７、光源温度センサ１０８、光センサ１０９を有する。
【００１５】
なお、本実施例では、液晶パネル温度センサ１０６を液晶パネル１０５の側部に設置しているが、液晶パネルの温度と相関性の高い温度を示す場所であれば、別の場所でも構わない。また、光源温度センサ１０８を光源基板１０１の表面上に設置しているが、光源の温度と相関性の高い温度を示す温度であれば、別の場所でも構わない。
【００１６】
図３に、本実施例が適用できる液晶表示装置１１０のブロック図を示す。
【００１７】
映像処理部１１１は、外部から入力された映像信号に対して解像度変換や色補正などを担うとともに、表示部１１３に映像信号を出力し、光源制御部１１４に光源の制御値であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）値を出力する。
【００１８】
センサ検出部１１２は、液晶パネル温度センサ１０６、光源温度センサ１０８、および、光センサ１０９の検出値を取得し、補正係数計算部１１５へ出力する。
【００１９】
表示部１１３は、映像処理部１１１から入力された映像信号に応じて、液晶素子に電圧を印可し、映像を表示する。
【００２０】
補正係数計算部１１５は、センサ検出部１１２から入力されたセンサ検出値などに応じて、光源のＰＷＭの補正係数ｇｔｒを計算し、光源制御部１１４へ出力する。
【００２１】
光源制御部１１４は、映像処理部１１１から入力されたＰＷＭに対して、補正係数計算部１１５から入力された補正係数ｇｔｒを乗算することで新たなＰＷＭ値を計算し、光源部へと出力する。
【００２２】
光源部１１６は、光源制御部１１４から入力されたＰＷＭ値で光源１０７を発光させる。
【００２３】
次に、補正係数計算部１１５における補正係数ｇｔｒの具体的な計算方法について述べる。
【００２４】
まずは各名称を説明する。２つの温度センサ、すなわち光源１０７の温度の温特と相関性が高い箇所、およびパネル温特と相関が高い箇所に配置された温度センサをそれぞれ、温度センサＡ、温度センサＢと呼ぶ。これらの温度センサの検出値をそれぞれ、Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂと呼ぶ。Ｔ＿ＡとＴ＿Ｂの差分絶対値をＴ＿ｄｉｆｆと呼び、以下の式で表す。
【００２５】
Ｔ＿ｄｉｆｆ＝｜Ｔ＿Ａ−Ｔ＿Ｂ｜
さらに、Ｔ＿ｄｉｆｆの最大値、および収束値をそれぞれ、Ｔ＿ｄｉｆｆｍａｘ、Ｔ＿ｄｉｆｆｃｏｎｖと呼ぶ（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。
【００２６】
また、輝度変更後に十分に時間が経過してから目標輝度となるように作成された補正係数テーブルをＴｂｌ＿ｓｔと呼び、補正係数はその時点におけるＴ＿ＢおよびＰＷＭ値に応じて一意な値に決定される（Ｓ１０８）。ここで決定される一時的な補正係数をｇ１とする。
【００２７】
一方、輝度変更直後に常に目標輝度となるように作成された補正係数テーブルをＴｂｌ＿ｔｒと呼び、ｇ１と同様に、補正係数はその時点におけるＴ＿ＢおよびＰＷＭ値に応じて一意な値に決定される。ここで決定される一時的な補正係数をｇ２とする。
【００２８】
ｇ１およびｇ２によって補正された輝度のイメージを図４の（ｂ）、（ｃ）に示す。無補正である図４の（ａ）と比較して分かるように、ｇ１は輝度の安定点で、ｇ２は輝度変更直後で目標輝度となるような補正係数となっている。
【００２９】
補正係数計算部１１５の役割としては、前記Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂ、ｇ１、ｇ２、Ｔ＿ｄｉｆｆｍａｘ、Ｔ＿ｄｉｆｆｃｏｎｖを用いて、新たな補正係数ｇｔｒを計算することである。
【００３０】
補正係数ｇｔｒの具体的な算出フローを図５のフロー図に示す。まず初めに、液晶パネル温度センサ１０６、光源温度センサ１０８を検出する（Ｓ１００）。図６は、初期状態としてバックライト装置の電源はオフで温度安定状態とし、バックライト装置が点灯した直後からの光源温度センサ１０８および液晶パネル温度センサ１０６の検出値Ｔ＿Ａ、Ｔ＿Ｂの経時変化を表している。バックライト装置が点灯すると、液晶パネル１０５と光源１０７の温度は上昇するため、Ｔ＿ＡおよびＴ＿Ｂは経時変化と共に上昇することとなる。この際、熱源は一般に光源であることから、液晶パネル１０５と比較して光源１０７の昇温が急峻となる。このことは、Ｔ＿Ａの熱時定数はＴ＿Ｂの熱時定数と比較して短いと言い換えることもできる。
【００３１】
次にＴ＿ｄｉｆｆを計算する（Ｓ１０１）。Ｔ＿ｄｉｆｆはバックライト装置の点灯直後から大きな値を取り、次第に収束していく。したがってＴ＿ｄｉｆｆの経時変化を表すグラフは図７のようになる。Ｔ＿ｄｉｆｆとＴ＿ｄｉｆｆｃｏｎｖの差分値を計算し、Ｔ＿ｄｉｆｆｄｉｖとする（Ｓ１０２）。
【００３２】
Ｔ＿ｄｉｆｆｄｉｖ＝Ｔ＿ｄｉｆｆ−Ｔ＿ｄｉｆｆｃｏｎｖ
次に、重み係数Ｃｗを計算する。重み係数Ｃｗとは、前記補正係数ｇ１およびｇ２の加重平均を計算する際の係数として使用する値である。重み係数Ｃｗは以下の式で算出する（Ｓ１０３）。
【００３３】
Ｃｗ＝Ｔ＿ｄｉｆｆｄｉｖ／（Ｔ＿ｄｉｆｆｍａｘ−Ｔ＿ｄｉｆｆｃｏｎｖ）
この重み係数Ｃｗの性質として、過渡応答の度合いが大きいほど１に近い値を取り、過渡応答の度合いが小さい、すなわち安定状態であるほど、０に近い値を取ることが挙げられる。したがって重み係数Ｃｗは、過渡応答の度合いと同義である。
【００３４】
続いて、各テーブルＴｂｌ＿ｓｔおよびＴｂｌ＿ｔｒの参照により、補正係数ｇ１、ｇ２を算出する（Ｓ１０４）。算出は、前記テーブルからＰＷＭ値やＴ＿Ａ、Ｔ＿Ｂなどに応じて抽出してもよく、線形補間等により算出しても構わない。
【００３５】
最後に、補正係数ｇｔｒを計算する（Ｓ１０５）。計算は、以下の式で行われる。
【００３６】
ｇｔｒ＝（１−Ｃｗ）×ｇ１＋Ｃｗ×ｇ２
補正係数ｇｔｒの性質として、補正係数ｇ１およびｇ２の間の値を取ることが挙げられる。こうすることで、補正後の輝度は常に図４（ｂ）、および、図４（ｃ）の間の値を取ることとなるため、目標輝度に近い値となる。
【００３７】
算出された補正係数ｇｔｒは光源制御部１１４でＰＷＭと乗算されることにより、光源の明るさが変更される。
【００３８】
以上のように本発明の液晶表示装置によれば、バックライト装置の輝度が変更した際の過渡応答時の輝度ずれに対して、液晶パネル温度と光源温度の差分値を用いて補正係数を算出することにより、所望の明るさに調整することが出来る。
【実施例２】
【００３９】
本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４０】
実施例１では、液晶パネル温度センサ１０６、光源温度センサ１０８の差分値Ｔ＿ｄｉｆｆを用いて、補正係数ｇｔｒを算出し、光源の明るさを補正する方法を述べた。しかしパネル温度センサ１０６、光源温度センサ１０８のうち、どちらか片方の温度センサが外部熱源により暖められたり、冷やされたりする場合に、Ｔ＿ｄｉｆｆが想定の値とは異なることで補正値が正しく計算されない恐れがある。例えばどちらか片方の温度センサのみに対して、太陽光や扇風機の冷風が当たり続けるような場合である。そのような場合には補正が逆効果、すなわち例えば輝度を下げるべき場合に輝度を高める方向にアルゴリズムが働く可能性がある。あるいは、補正の効果が弱くなる場合がある。
【００４１】
したがって実施例２では時間係数Ｔｃを用いることで、上記に対応する。本実施例では、実施例１との差分についてのみ説明を行うものとする。
【００４２】
図８に、本実施例の処理フロー図を示す。実施例１と異なるのは、補正係数ｇｔｒの計算に時間係数Ｔｃを用いる点である。１秒毎にカウントアップし、輝度変更直後に０にリセットされる変数をｔｉｍｅとし、任意に定めた過渡応答の最大時間（秒）をｔｉｍｅ＿ｍａｘとする。ｔｉｍｅ＿ｍａｘの参考値として、１８００などが想定される。時間係数Ｔｃの計算方法を以下に示す。
【００４３】
Ｔｃ＝（ｔｉｍｅ＿ｍａｘ−ｔｉｍｅ）／ｔｉｍｅ＿ｍａｘ
ただしＴｃは、０以上かつ１以下の値になるように値域制限されているものとする。このようにして算出したＴｃを用いて、重み係数Ｃｗを以下のように計算する。
【００４４】
Ｃｗ＝Ｔｃ・Ｔ＿ｄｉｆｆｄｉｖ／（Ｔ＿ｄｉｆｆｍａｘ−Ｔ＿ｄｉｆｆｃｏｎｖ）
上式により、重み係数Ｃｗは時間経過に伴って減少圧力を受けることになり、最終的には輝度変更後からｔｉｍｅ＿ｍａｘ秒が経過すると０となる。つまり、重み係数Ｃｗは過渡応答の度合いの強さを表し、通常は輝度変更後からの経時変化に伴って小さくなるのが適切であるため、万が一いずれかの温度センサが異常値であったとしても、経時変化に伴ってＣｗを低減させることが可能となる。したがって、前記の状態でも輝度ずれを緩和させることが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１０１  光源基板、１０２  拡散板、１０３  集光シート、
１０４  反射型偏光フィルム、１０５  液晶パネル、１０６  液晶温度センサ、
１０７  光源、１０８  光源温度センサ、１０９  光センサ、
１１０  液晶表示装置、１１１  映像処理部、１１２  センサ検出部、
１１３  表示部、１１４  光源制御部、１１５  補正係数計算部、１１６  光源部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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