(57)【要約】【課題】点光源のバックライトを用いた液晶表示装置にあって、輝度むらを低減する技術が求められていた。【解決手段】テレビ受像装置１０の出力制御部３０は、表示出力制御部３２と、補正処理部３４と、補正用参照テーブル３６とを備える。補正処理部３４は、輝度むらの補正を行うために、輝度データに補正処理を施す。補正用参照テーブル３６は、輝度分布に対応した補正用のテーブルとして、補正処理部３４が補正処理を施す際に参照する信号変換表を記録している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトとして複数の点光源を配置した液晶表示装置であって、
表示パネルの各画素に同一の輝度データを設定したときに前記表示パネルに生じる輝度むらの補正量を前記各画素に対応づけて記録した参照用テーブル部と、
前記参照部テーブルを参照して、前記表示パネルの各画素に設定する輝度データを補正する補正処理手部と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記補正処理部は、前記輝度むらが最小値になるように算出された前記輝度データの補正量を、所定比率で前記表示パネルの各画素に設定すべき輝度データに反映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。
【請求項３】
前記補正処理部は、前記輝度むらの補正処理にともなう輝度の低下を補償するように、前記輝度データを補正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】
前記補正処理部は、前記輝度データによって前記表示パネルに表示される映像の動きが大きい場合に、前記輝度データに対する補正量が相対的に小さいものとすることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記補正処理部は、前記表示パネルのエリアに応じて前記輝度データへの補正量を決定することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記補正処理部は、前記表示パネルに表示される映像において、動きが大きいとされる領域を特定し、その特定された領域のみの前記輝度データに補正を施すことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記点光源は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点光源をバックライトとする液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は、入力映像信号に基づく映像を表示する液晶表示パネル、及びその液晶表示パネルをその背面側から照明する光源、つまりバックライトとを備えている。また、液晶表示パネルは、表示映像の各画素に対応する複数の液晶素子が形成されたパネルであり、そのパネル上の液晶素子を通じて映像を表示する。
【０００３】
従来は、バックライトとして蛍光管が用いられていたが、近年では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられるケースが増えてきた。バックパネルにＬＥＤを用いた場合、個々のＬＥＤの明るさを個別に制御し、それと連動して画像処理を行うことでコントラストを拡大したり、バックライトの最適化制御を行うことで消費電力を抑えることができる。
【０００４】
一方で、ＬＥＤをバックライトに用いたときのデメリットとして、輝度むらが生じやすいということがある。輝度むらの原因の一つが、ＬＥＤが点光源である点にある。図１（ａ）〜（ｃ）は、ＬＥＤ５０をバックライトに用いたときの輝度とＬＥＤ５０の配置の一般的な関係を模式的に示している。図１（ｃ）は、図１（ａ）で示す表示パネルのＸ−Ｘ断面の構造を示しており、図１（ｂ）がその断面部分に対応する輝度分布を示している。なお、図１（ｂ）および（ｃ）の横方向の位置は一致するものとする。ＬＥＤ５０の光は指向性が強いことから、図示のように、ＬＥＤ５０の上側に拡散レンズ４８を配置して、輝度分布の凹凸を低減している。しかしながら、拡散レンズ４８では十分な低減が得られないこともある。そして、輝度むらを低減するために様々な技術が提案されている。例えば、バックライト装置において、発光領域全体としての明るさのむらを低減するために、バックライトのＬＥＤが配置されている基板上にカラーセンサ等を配置して、そのセンシング結果に応じてＬＥＤの発光量を制御する技術がある（例えば、文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０２１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示の技術を用いることで、輝度むら補正が効果的に実現できたが、構造の簡素化やコスト低減の観点から、部品点数を削減したいという要望があり、輝度むら補正を行う別の技術が求められていた。また、ＬＥＤと液晶面までの距離を十分に確保したり、拡散板を比較的厚く設けることで、点光源であるＬＥＤのデメリットを低減できるが、パネルの薄型化について市場からの要請が高く現実的ではなかった。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、点光源のバックライトを用いた液晶表示装置にあって、輝度むらを低減する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る装置は、バックライトとして複数の点光源を配置した液晶表示装置であって、表示パネルの各画素に同一の輝度データを設定したときに前記表示パネルの各画素に生じる輝度むらの補正量を前記各画素に対応づけて記録した参照用テーブル部と、前記参照部テーブルを参照して、前記表示パネルに設定する輝度データを補正する補正処理手部と、を備える。
また、前記補正処理部は、前記輝度むらが最小値になるように算出された前記輝度データの補正量を、所定比率で前記表示パネルの各画素に設定すべき輝度データに反映させてもよい。
また、前記補正処理部は、前記輝度むらの補正処理にともなう輝度の低下を補償するように、前記輝度データを補正してもよい。
また、前記補正処理部は、前記輝度データによって前記表示パネルに表示される映像の動きが大きい場合に、前記輝度データに対する補正量が相対的に小さいものとしてもよい。
また、前記補正処理部は、前記表示パネルのエリアに応じて前記輝度データへの補正量を決定してもよい。
また、前記補正処理部は、前記表示パネルに表示される映像において、動きが大きいとされる領域を特定し、その特定された領域のみの前記輝度データに補正を施してもよい。
また、前記点光源は、ＬＥＤであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、点光源のバックライトを用いた液晶表示装置にあって、輝度むらを低減する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来技術に係る、ＬＥＤをバックライトに用いたときの輝度とＬＥＤの配置の一般的な関係を模式的に示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、テレビ受像装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、出力制御部の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る、輝度むらの補正方法の説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る、特定のエリアに輝度むら補正を施すケースを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を、図面を参照して具体的に説明する。以下の実施形態では、バックライトにＬＥＤを用いた液晶テレビ受像装置において、ＬＥＤを点光源としたことによる輝度むら補正のために、各画素に設定する輝度データ（映像データ）を所定のテーブルを参照して調整する。なお、本実施形態において「点光源」とは、表示パネルに対して実質的に点光源として扱うことができる光源をいうものである。以下、液晶テレビ受像装置の構成及び動作について詳細に説明する。
【００１２】
図２は、本実施形態に係るテレビ受像装置１０の概略構成を示す機能ブロック図である。テレビ受像装置１０は、各構成要素を統括的に制御する主制御部１２と、入力部２０と、出力制御部３０と、表示出力部４０と、ユーザの直接の操作又はリモコンを介した操作を受け付けるユーザ操作取得部１４と、を備える。主制御部１２や出力制御部３０は、ＣＰＵ（中央演算装置）等のＬＳＩ（大規模集積回路）やメモリ、及びそのメモリに記憶されてそれぞれの機能を実行するプログラムにより実現される。
【００１３】
入力部２０は、チューナ２２と、外部入力部２４と、チューナ２２又は外部入力部２４を選択して出力制御部３０へ接続するセレクタ２６とを備える。チューナ２２は、例えば、アンテナを介して地上デジタル放送を受信及び復号する。より具体的には、チューナ２２は、所望のチャンネルを選局し、復調処理や誤り訂正処理を行い、放送局から送出されたＴＳ（トランスポート・ストリーム）を抽出し、つづいて、多重化されているＴＳを目的別に分離し、映像データ及び音声データを復号するとともに、それらデータ以外の例えばデータ放送のデータはセレクタ２６を介して主制御部１２へ出力される。そして、復号した映像データ及び音声データは、セレクタ２６を介して出力制御部３０へ出力される。
【００１４】
外部入力部２４は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）レコーダなどの外部機器から所望のコンテンツを取得し、取得したコンテンツをセレクタ２６を介して出力制御部３０へ出力する。
【００１５】
表示出力部４０は、表示パネル４２とバックライト４４とを備えている。表示パネル４２は、ＴＦＴアクティブマトリックス方式の液晶表示パネルであって、駆動ドライバと、輝度データが設定されるマトリックス状に配置された画素（表示画素４６）とを備えている。バックライト４４は、ＬＥＤ５０が所定間隔で所定数だけ配置されており、図１に示したように、ＬＥＤ５０と表示画素４６の間には、ＬＥＤ５０に対応して拡散レンズ４８が配置されている。
【００１６】
出力制御部３０は、表示出力制御部３２と、補正処理部３４と、補正用参照テーブル３６とを備える。図３は、出力制御部３０の構成を示す機能ブロック図である。表示出力制御部３２は、一般的な機能として備える画像調整処理やＬＥＤ５０の輝度制御を行う。さらに、表示出力制御部３２は、例えば必要に応じて、テレビ受像装置１０の設定画面や、データ放送の内容を反映させたり選択しているチャンネルの番号や時刻を付与したＯＳＤ（On Screen Display）画面など表示出力部４０に最終的に表示すべき映像を構築する。
【００１７】
補正処理部３４は、輝度むらの補正を行うために、輝度データに補正処理を施す。補正用参照テーブル３６は、図１に示したような、輝度分布に対応した補正用のテーブルとして、補正処理部３４が補正処理を施す際に参照する信号変換表を記録している。信号変換表は、各画素に対応したゲインが個別に記録されていてもよいし、また、正弦波等による数式によって近似された物であってもよい。なお、より正確な補正を行う場合は、画素個々に対応して記録されることが好ましい。そして、表示するＲＧＢ信号に対し、Ｈ（水平）Ｖ（垂直）各同期信号により、補正処理部３４にて前述の対応する補正用参照テーブル３６を割り当て、信号変換をし、表示出力制御部３２を経由して表示パネル４２に供給する。図中の「MODE」は、表示パネル４２のモード（動画、静止画モード等）を指しており、表示パネル４２に表示する画像モードにあわせた補正用参照テーブル３６を選択する。どのようなモードかは、ユーザの指示、コンテンツの内容等によって選択される。
【００１８】
つづいて、以上の構成による、補正処理動作について説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）に、輝度データの補正方法の概要の図を示す。なお、図４（ｄ）は補正レベル０として、補正が施されていない輝度分布を示している。図４（ａ）に示す補正レベル１の方法は、破線で示す補正前の輝度分布に対して、最も低い輝度にあわせて一定の輝度となるように、輝度データを調整する。つまり、破線で高く示されている部分に対応する画素に設定する輝度データ（映像信号）を小さくする。換言すると、ＬＥＤ５０の真上に位置する画素に設定する輝度データを小さくしている。
【００１９】
図４（ｂ）に示す補正レベル２の方法では、補正レベル１よりも弱い補正を施す。例えば、補正レベル１における補正量に対して、一定比率として５０％を反映させた補正量とする。ユーザによっては、補正レベル１の補正が強すぎると感じることも想定されるので、補正を若干弱くすることで、ユーザの好みに合わせることができる。なお、この補正のレベル、つまり、上記の５０％で示す補正率をユーザから指定可能に設定されてもよい。
【００２０】
図４（ｃ）に示す補正レベル３の方法では、補正レベル１や補正レベル２の処理によって、輝度が下がることから、その下がった分の輝度を調整する。ここでは、補正レベル２に示した処理結果について、さらに輝度を上げる補正について例示している。
【００２１】
そして、一般に、表示出力部４０に静止画像が表示されるような場合、ユーザは、表示出力部４０を注視するする可能性が高い。そのような場合、ユーザは輝度むらを認識しやすくなるので、輝度分布が均一になる補正を施すことが望ましい。さらに、表示出力部４０を注視することによる目の疲れの観点からも、輝度が全体的に低くなることが好ましい。そのような場合、補正レベル１の補正を施して、輝度むらを極力小さくする処理が選択される。また、動きが激しいスポーツ等の映像の場合、輝度むらが視認され難くなり、補正の要請が少ないと考えられるから、補正レベル２や補正レベル０が選択されるようにする。この選択は、ユーザが、リモコン等によって指示してもよいし、チューナ２２等から得られるコンテンツのジャンル情報をもとに、表示出力制御部３２や補正処理部３４が選択してもよい。
【００２２】
例えば、ユーザが、静止画モードの表示特性を選択したときに、補正レベル１による輝度むら補正がなされる。また、動画モードの表示特性を選択したときには、補正レベル２の輝度むら補正がなされる。また、基本設定として、補正レベル１の補正が選択されている場合において、コンテンツのジャンルが輝度むらに関してそれほど問題とならない動きの激しい映像、例えばスポーツ等であれば、補正レベル２や補正レベル０に変更する処理がなされてもよい。
【００２３】
さらにまた、暗い画像の場合、輝度むらは認識されにくくなり、補正の要請が少なくなる。そこで、画像全体の輝度データの平均値が所定閾値以下の場合、補正量を小さくしたり、補正を施さない処理をしてもよい。
【００２４】
つぎに、図５をもとに、全エリアではなく一部のエリアに輝度むら補正を施すケースについて説明する。図５（ａ）は、エリアモード１の適用エリアについて説明する図である。ユーザは、コンテンツの視聴の際に、表示パネル４２の比較的中央部分は詳しく見るが、周辺部分はそれほど注視しないという傾向がある。そこで、中央部分の映像が鮮明に映るようにするために、補正処理部３４は、中央の領域Ａ１を周囲の領域Ａ２よりも明るくする処理を行う。そのために、補正処理部３４は、周囲の領域Ａ２では、輝度を均一にする補正レベル１の処理を施す。一方、中央の領域Ａ１に対して、補正処理部３４は、補正レベル１と比較して輝度が高くなる補正レベル２又は補正レベル３の処理を施す。また、補正処理部３４は、補正レベル１の処理を施すと共に、中央に行くほど輝度が大きくなるように映像データ又はＬＥＤ５０の出力を調整してもよい。
【００２５】
図５（ｂ）は、エリアモード２の適用エリアについて説明する図である。補正処理部３４は、ユーザが注視する傾向がある中央の領域Ｂ１に対しては、輝度むらを低減するために補正レベル１〜補正レベル３のいずれかの補正を施し、ユーザがあまり輝度むらを認識しないと想定される周囲の領域Ｂ２に対しては、補正処理部３４は補正を施さない（補正レベル０）。このような処理を施すことによって、処理量が低減し消費電力を抑えることができる。
【００２６】
図５（ｃ）は、エリアモード３の適用エリアについて説明する図である。ここでは、ユーザが注視しやすいと想定される、動きがある領域、より具体的には、動きベクトル解析をもとに把握されるブロック（図中の領域Ｃ１）に対して、補正処理部３４は、上述の補正を施し、その他の領域Ｃ２に対しては補正を施さない。逆に、補正処理部３４は、動きが非常に激しいと認識したときに、その領域の補正を停止する処理を行ってもよい。
【００２７】
本実施形態によると、バックライトにＬＥＤ５０を用いたテレビ受像装置１０にあって、輝度むらを低減する技術を提供することができる。そして、映像データの状況等に応じてユーザの視認性を考慮しつつ適当な補正処理を施すことができる。また、映像データに補正処理を施すことで輝度むらを低減できるため、拡散レンズ４８を小さな物にすることができ、場合によっては、省略することもできることから、テレビ受像装置１０の薄型化に大きく貢献することができる。
【００２８】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、点光源として、有機ＥＬライトがある。
【符号の説明】
【００２９】
１０  テレビ受像装置
１２  主制御部
１４  ユーザ操作取得部
２０  入力部
２２  チューナ
２４  外部入力部
３０  出力制御部
３２  表示出力制御部
３４  補正処理部
３６  補正用参照テーブル
４０  表示出力部
４２  表示パネル
４４  バックライト
４６  表示画素
４８  拡散レンズ
５０  ＬＥＤ
【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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