(57)【要約】【課題】表示画面の見た目の明るさ及び彩度を変化させることなくバックライト光量を下げて消費電力を低減する。【解決手段】入力映像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号のうち信号レベルが最大の最大信号を検出する最大信号検出部１３１と、バックライト１４の光量に基づいて、入力値の信号レベルが５０％のときに出力値が最大となる補正曲線を算出する補正曲線算出部１３２と、前記最大信号と前記補正曲線とに基づいて、前記入力映像信号を補正するための信号補正値を算出する信号補正値算出部１３３と、前記信号補正値に基づいて、前記入力映像信号を補正する信号補正部１３４と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号のうち信号レベルが最大の最大信号を検出する最大信号検出手段と、
バックライト光量に基づいて補正曲線を算出する補正曲線算出手段と、
前記最大信号と前記補正曲線とに基づいて、前記入力映像信号を補正するための信号補正値を算出する信号補正値算出手段と、
前記信号補正値に基づいて、前記入力映像信号を補正する信号補正手段と、を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記補正曲線は、座標平面における入力値と出力値との関係を示すとともに、入力値としての前記信号レベルが５０％のときに出力値が最大となり、前記信号レベルが０％及び１００％のときに出力値が１となる二次曲線であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記補正曲線算出手段は、外部から供給されるＰＷＭ信号に基づいて、前記補正曲線を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記バックライト光量がＡ、Ｂのとき、
それぞれのバックライト光量に対応する前記補正曲線の最大出力値をＸ、Ｙとすると、
Ｙ＝（Ａ／Ｂ）×Ｘ
の関係が成り立つことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記信号補正値算出手段は、前記補正曲線において、前記最大信号の信号レベルを前記入力値とし、該入力値に対する前記出力値を前記信号補正値として算出することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記信号補正手段は、前記Ｒ信号、前記Ｇ信号及び前記Ｂ信号のそれぞれに前記信号補正値を乗算することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
最大の表示輝度に対して５０％以下の輝度領域では、前記補正された入力映像信号により表示される表示輝度は、前記入力映像信号により表示される表示輝度と同一であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記バックライト光量が低減される低電力モードを含み、
前記低電力モードは、ユーザの指示により設定されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記バックライト光量が低減される低電力モードを含み、
前記低電力モードは、外光の照度が予め設定された基準値を下回った場合に設定されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
入力映像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号のうち信号レベルが最大の最大信号を検出し、
バックライト光量に基づいて補正曲線を算出し、
前記最大信号と前記補正曲線とに基づいて、前記入力映像信号を補正するための信号補正値を算出し、
前記信号補正値に基づいて、前記入力映像信号を補正することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特には、バックライト光量を下げて低消費電力を図る液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置において、バックライト光量を下げるとともに入力映像信号の輝度レベルを上げることにより、表示画面の見た目の明るさを損なうことなく、低消費電力を実現する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、バックライト光量を通常よりも下げる省電力モードの設定がされたときに、バックライト用電源を制御してバックライトモジュールの光量を下げ、同時に、ＲＧＢ形式の映像信号をＹＣｂＣｒ形式の映像信号へ変換し、輝度信号成分Ｙを強調してＲＧＢ形式の映像信号へ逆変換し、輝度信号成分が強調された映像信号をＬＣＤモジュールに出力する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４６０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、ＹＣｂＣｒ形式の映像信号において、輝度信号成分であるＹ信号のみを補正（強調）しているため、表示画面の見た目の明るさを維持することはできるが、Ｙ信号（輝度成分）とＣ信号（色成分）の比率が変わり、彩度（見た目の色合い）が変化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示画面の見た目の明るさ及び彩度を変化させることなくバックライト光量を下げて消費電力を低減することができる液晶表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、入力映像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号のうち信号レベルが最大の最大信号を検出する最大信号検出手段と、バックライト光量に基づいて補正曲線を算出する補正曲線算出手段と、前記最大信号と前記補正曲線とに基づいて、前記入力映像信号を補正するための信号補正値を算出する信号補正値算出手段と、前記信号補正値に基づいて、前記入力映像信号を補正する信号補正手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る液晶表示装置では、前記補正曲線は、座標平面における入力値と出力値との関係を示すとともに、入力値としての前記信号レベルが５０％のときに出力値が最大となり、前記信号レベルが０％及び１００％のときに出力値が１となる二次曲線であることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る液晶表示装置では、前記補正曲線算出手段は、外部から供給されるＰＷＭ信号に基づいて、前記補正曲線を算出する構成としてもよい。
【００１０】
本発明に係る液晶表示装置では、前記バックライト光量がＡ、Ｂのとき、それぞれのバックライト光量に対応する前記補正曲線の最大出力値をそれぞれＸ、Ｙとすると、
Ｙ＝（Ａ／Ｂ）×Ｘ
の関係が成り立つ構成としてもよい。
【００１１】
本発明に係る液晶表示装置では、前記信号補正値算出手段は、前記補正曲線において、前記最大信号の信号レベルを前記入力値とし、該入力値に対する前記出力値を前記信号補正値として算出する構成としてもよい。
【００１２】
本発明に係る液晶表示装置では、前記信号補正手段は、前記Ｒ信号、前記Ｇ信号及び前記Ｂ信号のそれぞれに前記信号補正値を乗算する構成としてもよい。
【００１３】
本発明に係る液晶表示装置では、最大の表示輝度に対して５０％以下の輝度領域では、前記補正された入力映像信号により表示される表示輝度は、前記入力映像信号により表示される表示輝度と同一である構成としてもよい。
【００１４】
本発明に係る液晶表示装置では、前記バックライト光量が低減される低電力モードを含み、前記低電力モードは、ユーザの指示により設定される構成としてもよい。
【００１５】
本発明に係る液晶表示装置では、前記バックライト光量が低減される低電力モードを含み、前記低電力モードは、外光の照度が予め設定された基準値を下回った場合に設定される構成としてもよい。
【００１６】
本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、上記課題を解決するために、入力映像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号のうち信号レベルが最大の最大信号を検出し、バックライト光量に基づいて補正曲線を算出し、前記最大信号と前記補正曲線とに基づいて、前記入力映像信号を補正するための信号補正値を算出し、前記信号補正値に基づいて、前記入力映像信号を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る液晶表示装置及びその駆動方法によれば、バックライト光量の低下分を補償する補正後のＲＧＢ信号におけるそれぞれの信号レベルの比率を、入力映像信号の信号レベルの比率と同一にすることができる。そのため、表示画面の見た目の明るさ及び彩度を変化させることなくバックライト光量を下げて消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】補正曲線の一例を示すグラフである。
【図３】映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の信号レベルの一例を示すグラフである。
【図４】補正曲線（ａ）を示すグラフである。
【図５】入力映像信号の信号レベルと、補正後の映像信号の信号レベルとの変化の様子を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す図である。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１と、液晶表示パネル１１を駆動する液晶駆動回路１２と、液晶駆動回路１２を制御する表示制御回路１３と、液晶表示パネル１１に光を照射するバックライト１４と、バックライト１４を駆動する光源駆動回路１５と、を備えている。
【００２１】
表示制御回路１３は、最大信号検出部１３１（最大信号検出手段）と、補正曲線算出部１３２（補正曲線算出手段）と、信号補正値算出部１３３（信号補正値算出手段）と、信号補正部１３４（信号補正手段）とを備えている。また、信号補正部１３４は、映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）に対応して、Ｒ信号補正部１３４ｒと、Ｇ信号補正部１３４ｇと、Ｂ信号補正部１３４ｂとを備えている。
【００２２】
表示制御回路１３には、外部の信号源（図示せず）から、８ビットのＲＧＢ形式の映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）が入力される。映像信号は、表示制御回路１３の最大信号検出部１３１と信号補正部１３４とに入力される。
【００２３】
また、表示制御回路１３には、外部からＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が入力される。ＰＷＭ信号のデューティ比（オン時間とオフ時間の割合）は、ユーザが設定する電力モード（通常モードまたは低電力モード）により決定される。例えば、ユーザが電力モードを低電力モードに設定した場合、ＰＷＭ信号のデューティ比が８０％に設定される。バックライト光量はＰＷＭ信号のデューティ比に対応しており、デューティ比が８０％のとき、バックライト光量は８０％となる。なお、ＰＷＭ信号のデューティ比は特に限定されるものではなく、ユーザが任意の値に設定できる構成であってもよいし、予め複数の段階（レベル）が設定されており、ユーザが任意のレベルを選択する構成であってもよい。
【００２４】
最大信号検出部１３１は、外部の信号源から入力された映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）のうち信号レベルが最大の信号（最大信号）を検出する。最大信号検出部１３１は、検出した最大信号（Ｒ信号、Ｇ信号またはＢ信号）を信号補正値算出部１３３へ出力する。
【００２５】
補正曲線算出部１３２は、外部から入力されたＰＷＭ信号に基づいて、補正曲線を算出する。ここで補正曲線は、ＸＹ座標平面における入力値（入力信号レベル）と出力値（補正値）との関係を示す二次曲線のグラフである。また、補正曲線算出部１３２は、入力信号の信号レベルが５０％のときに出力値（補正値）が最大（ピーク）となり、入力信号の信号レベルが０％及び１００％のときに出力値が１となる二次曲線（補正曲線）を算出する。最大となる出力値（最大出力値）は、バックライト光量に応じて決定される。具体的には、上記最大出力値は、次式（１）で求められる。
最大出力値＝１００（％）÷バックライト光量（％）・・・（１）
【００２６】
例えば、バックライト光量が８０％（ＰＷＭ信号のデューティ比：８０％）の場合、上記最大出力値は、１００（％）÷８０（％）＝１．２５となる。
【００２７】
これにより、補正曲線算出部１３２は、入力信号の信号レベルが５０％のときに最大出力値１．２５となる補正曲線を算出する。
【００２８】
図２は、補正曲線の一例を示すグラフである。補正曲線（ａ）は、バックライト光量が８０％（最大出力値＝１．２５）の場合を示し、補正曲線（ｂ）は、バックライト光量が６０％（最大出力値＝１．６７）の場合を示し、補正曲線（ｃ）は、バックライト光量が４５％（最大出力値＝２．２２）の場合を示している。
【００２９】
また、補正曲線の最大出力値は、以下の関係を有している。すなわち、バックライト光量がＡ、Ｂのとき、それぞれのバックライト光量Ａ、Ｂに対応する補正曲線の最大出力値をそれぞれＸ、Ｙとすると、
Ｙ＝（Ａ／Ｂ）×Ｘ
の関係が成り立つ。
【００３０】
このように、補正曲線算出部１３２は、バックライト光量に応じて補正曲線を算出する。補正曲線算出部１３２は、算出した補正曲線を信号補正値算出部１３３に出力する。
【００３１】
信号補正値算出部１３３は、最大信号検出部１３１により検出された最大信号（Ｒ信号、Ｇ信号またはＢ信号）と、補正曲線算出部１３２により算出された補正曲線とを取得すると、これら最大信号及び補正曲線に基づき信号補正値を算出する。具体的には、信号補正値算出部１３３は、上記補正曲線において、上記最大信号の信号レベルに対応する補正値を、信号補正値として算出する。信号補正値算出部１３３は、算出した信号補正値を、信号補正部１３４のＲ信号補正部１３４ｒ、Ｇ信号補正部１３４ｇ及びＢ信号補正部１３４ｂのそれぞれに出力する。
【００３２】
信号補正部１３４は、外部から供給された映像信号を、信号補正値算出部１３３から取得した信号補正値により補正する。具体的には、Ｒ信号補正部１３４ｒは、外部から入力されたＲ信号を、信号補正値算出部１３３から取得した信号補正値により補正し、補正したＲ´信号を液晶駆動回路１２に出力する。Ｇ信号補正部１３４ｇは、外部から入力されたＧ信号を、信号補正値算出部１３３から取得した信号補正値により補正し、補正したＧ´信号を液晶駆動回路１２に出力する。Ｂ信号補正部１３４ｂは、外部から入力されたＢ信号を、信号補正値算出部１３３から取得した信号補正値により補正し、補正したＢ´信号を液晶駆動回路１２に出力する。より具体的には、各信号補正部１３４ｒ、１３４ｇ、１３４ｂは、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号それぞれの信号レベルに信号補正値を乗算してＲ´信号、Ｇ´信号、Ｂ´信号を算出する。
【００３３】
なお、図示はしていないが、表示制御回路１３には、外部の信号源から、上記映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）に対応する水平同期信号および垂直同期信号と、表示動作を制御するための制御信号とが入力される。また、表示制御回路１３は、入力されたこれらの信号に基づき、上記映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の表す画像を液晶表示パネル１１に表示させるための信号として、上記補正後の映像信号（Ｒ´信号、Ｇ´信号、Ｂ´信号）に加えて、データスタートパルス信号と、データクロック信号と、ゲートスタートパルス信号と、ゲートクロック信号と、ゲートドライバ出力制御信号等を生成し出力する。
【００３４】
液晶駆動回路１２は、信号補正部１３４により補正された映像信号（Ｒ´信号、Ｇ´信号、Ｂ´信号）と、上記各制御信号等とに基づき画像表示処理を行う。
【００３５】
バックライト１４は、背面から液晶表示パネル１１に光を照射する照明装置であり、例えば複数のＬＥＤで構成されている。光源駆動回路１５は、外部から入力されたＰＷＭ信号に基づいてバックライト１４の駆動を制御（ＰＷＭ制御）する。
【００３６】
液晶駆動回路１２を構成するソースドライバ及びゲートドライバは、周知の構成を適用することができる。また、図示はしていないが、液晶表示パネル１１には、ソースドライバにより駆動される複数のソースライン、ゲートドライバにより駆動される複数のゲートライン、各ソースライン及びゲートラインの交差部に形成されたトランジスタ（ＴＦＴ）、マトリクス状に配列された複数の画素等が設けられている。画像表示処理は、周知の技術を適用することができる。
【００３７】
上記液晶表示装置１０の構成により、バックライト光量の低減による輝度の低下分を補償する、補正された映像信号に基づき画像表示が行われる。
【００３８】
次に、表示制御回路１３における上記映像信号を補正する具体的な構成について、例を挙げて説明する。
【００３９】
図３は、入力信号としての映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の信号レベルの一例を示すグラフである。図３では、Ｒ信号の信号レベルが８０％、Ｇ信号の信号レベルが５０％、Ｂ信号の信号レベルが３０％の場合を示している。また、ここでは、ユーザが低電力モードに設定し、バックライト光量が８０％に設定された場合を例に挙げる。
【００４０】
まず、映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）が表示制御回路１３に入力されると、最大信号検出部１３１は、Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号のうち信号レベルが最大の信号（最大信号）を検出する。ここでは、最大信号検出部１３１は、信号レベルが８０％のＲ信号を最大信号として検出する。最大信号検出部１３１は、検出したＲ信号を信号補正値算出部１３３へ出力する。
【００４１】
また、バックライト光量：８０％に対応するＰＷＭ信号（デューティ比：８０％）が表示制御回路１３に入力されると、補正曲線算出部１３２は、上記式（１）により、最大出力値＝１．２５を算出し、図２の補正曲線（ａ）を算出する。
【００４２】
次に、最大信号検出部１３１により検出されたＲ信号と、補正曲線算出部１３２により算出された補正曲線（ａ）とが信号補正値算出部１３３に入力されると、信号補正値算出部１３３は、Ｒ信号及び補正曲線（ａ）に基づき、信号補正値を算出する。ここでは、信号補正値算出部１３３は、図４に示すように、補正曲線（ａ）において、信号レベル８０％に対応する補正値１．２２５を、信号補正値として算出する。
【００４３】
次に、信号補正値算出部１３３により算出された信号補正値１．２２５が、信号補正部１３４（Ｒ信号補正部１３４ｒ、Ｇ信号補正部１３４ｇ、Ｂ信号補正部１３４ｂ）に入力されると、信号補正部１３４は、外部から入力された映像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の各信号レベルに信号補正値１．２２５を乗算して、補正後の映像信号（Ｒ´信号、Ｇ´信号、Ｂ´信号）を生成する。ここでは、Ｒ信号補正部１３４ｒはＲ信号の信号レベル８０％に信号補正値１．２２５を乗算して、信号レベル９８％のＲ´信号を生成する。Ｇ信号補正部１３４ｇはＧ信号の信号レベル５０％に信号補正値１．２２５を乗算して、信号レベル６１．２５％のＧ´信号を生成する。Ｂ信号補正部１３４ｂはＢ信号の信号レベル３０％に信号補正値１．２２５を乗算して、信号レベル３６．７５％のＢ´信号を生成する。
【００４４】
信号補正部１３４は、補正したＲ´信号（信号レベル９８％）、Ｇ´信号（信号レベル６１．２５％）及びＢ´信号（信号レベル３６．７５％）を、液晶駆動回路１２へ出力する。
【００４５】
上記の例によれば、入力映像信号に対して信号レベルが１．２２５倍の映像信号により画像表示が行われるため、輝度が２２．５％高くなる。これにより、バックライト光量を８０％に設定したことによる輝度の低下分（２０％）が補償され、表示上（見た目）の輝度（表示輝度）の低下を防ぐことができる。
【００４６】
また、Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号のうち信号レベルが最大の最大信号に対して、信号レベルが５０％のときに出力値が最大となる補正曲線を用いて補正しているため、最大階調（２５６階調）に当たるいわゆる白当たりが生じにくい。
【００４７】
また、入力映像信号のＲＧＢ信号における各信号レベルの比率と、補正後の映像信号のＲＧＢ信号における信号レベルの比率とが同一であるため、彩度（見た目の色合い）の変化を防ぐことができる。具体的には、入力映像信号のＲＧＢ信号における信号レベルの比率が、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝８０％：５０％：３０％＝１：０．６２５：０．３７５であるのに対して、補正後の映像信号のＲＧＢ信号における信号レベルの比率は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝９８％：６１．２５％：３６．７５％＝１：０．６２５：０．３７５であり、両ＲＧＢ信号レベルの比率は同一となっている。
【００４８】
ここで、入力映像信号の信号レベルと、補正後の映像信号の信号レベルとの変化の様子を図５に示す。図５（ａ）は入力信号（映像信号）の信号レベルの変化の様子を示しており、図５（ｂ）は補正曲線（ａ）を示している。図５（ｃ）は、図５（ａ）の入力信号に図５（ｂ）の補正曲線（ａ）の信号補正値を乗算した出力信号の信号レベルの変化を示している。また、図５（ｃ）において、グラフ（i）は、バックライト光量１００％の場合を示し、グラフ（ii）は、バックライト光量８０％の場合を示している。
【００４９】
図５（ｃ）のグラフ（ii）に示すように、低輝度領域から中輝度領域では、出力信号の信号レベルは入力信号の信号レベルと略同一である。すなわち、最大の表示輝度に対して５０％以下の輝度領域（低輝度領域から中輝度領域）では、補正後の映像信号により表示される表示輝度は、入力映像信号により表示される表示輝度と同一となる。よって、コントラスト感を維持することができる。
【００５０】
上記の例では、入力される映像信号のＲ信号、Ｇ信号及びＢ信号のうちＲ信号の信号レベルが最大となる場合を示したが、本発明はこれに限定されず、信号レベルが最大となる信号は、表示すべき画像に応じて異なり、Ｇ信号またはＢ信号であってもよい。また、映像信号に対する上記補正処理は、画素毎に行われる。
【００５１】
また、上記の例では、バックライト光量は、ユーザによる電力モードの選択に応じて設定される場合を示したが、バックライト光量の設定はこれに限定されない。例えば、液晶表示装置１０が外光を検知するセンサ（検知手段）を備え、このセンサが検知した外光照度に応じてバックライト光量を自動的に設定する構成としてもよい。例えば、外光の照度が予め設定された基準値（閾値）を下回った場合に、低電力モードに切り替わり、バックライト光量が低減する構成とすることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記実施の形態から当業者が適宜変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１０  液晶表示装置、１１  液晶表示パネル、１２  液晶駆動回路、１３  表示制御回路、１４  バックライト、１５  光源駆動回路、１３１  最大信号検出部、１３２  補正曲線算出部、１３３  信号補正値算出部、１３４  信号補正部、１３４ｒ  Ｒ信号補正部、１３４ｇ  Ｇ信号補正部、１３４ｂ  Ｂ信号補正部。
【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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