(57)【要約】【課題】映像の輝度情報に基づいてバックライトの輝度を変化させる構成において低階調域の視認性を向上させることができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】映像の平均輝度及び映像の輝度スペクトラムに基づいてバックライトの輝度及び階調信号を調整するＡＰＬカーブ設定部及びヒストグラム輝度変調部と，前記ヒストグラム輝度変調部で調整された階調信号を予め設定されたガンマ値に基づいてガンマ補正する黒伸張部とを備える。この黒伸張部においてガンマ補正に用いられるガンマ特性を，前記ヒストグラム輝度変調部で調整されたバックライトの輝度及び液晶パネルの設置場所の環境照度の組み合わせと，複数のガンマ値γ２．０〜２．４との対応関係を示す対応情報とに基づいて，該組み合わせに対応するガンマ値を選択することにより設定している。【選択図】図４
2011053264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する液晶パネルと，入力される階調信号に応じて前記液晶パネルの液晶素子各々の透過率を制御する液晶駆動手段と，前記液晶パネルを背後から照明するバックライトと，前記液晶パネルの設置場所の環境照度を検出する環境照度検出手段と，映像の輝度情報に基づいて前記バックライトの輝度と前記階調信号とを調整する階調・輝度調整手段と，前記階調・輝度調整手段で調整された階調信号に，予め設定されたガンマ値に基づくガンマ補正を施すガンマ補正手段とを備えてなる液晶表示装置であって，
前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段で検出された環境照度とに基づいて，前記ガンマ値を設定するガンマ値設定手段を備えてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
入力される映像信号から映像の平均輝度及び／又は映像の輝度ヒストグラムを検出する輝度情報検出手段を更に備えてなり，
前記映像の輝度情報が，前記輝度情報検出手段によって検出された映像の平均輝度及び／又は映像の輝度ヒストグラムである請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された後の前記バックライトの輝度が低いほど低いガンマ値に設定し，前記環境照度検出手段により検出された環境照度が高いほど低いガンマ値に設定するものである請求項１又は２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記バックライトの輝度及び前記環境照度の組み合わせと複数のガンマ値との対応関係を示す対応情報を記憶する対応情報記憶手段を更に備えてなり，
前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度及び前記環境照度検出手段により検出された環境照度の組み合わせと，前記対応情報記憶手段に記憶された前記対応情報とに基づいて，該組み合わせに対応する前記ガンマ値を選択するものである請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段により検出された環境照度と予め設定された関係式とに基づいて前記ガンマ値を設定するものである請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記ガンマ値設定手段が，予め設定された階調域の階調信号のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを設定するものである請求項１〜５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，液晶パネル及びバックライトを有するテレビジョン受像機やモニター等の液晶表示装置に関し，特に，当該液晶表示装置における入力映像信号のガンマ補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，液晶表示装置は，映像を表示する液晶パネルと，液晶パネルを背後から照明するバックライトとを備えている。この液晶表示装置では，映像信号に基づいて液晶パネルの液晶素子各々の駆動を制御し，該液晶素子各々の透過率を変化させる。これにより，バックライトからの光の透過量が調整され，映像信号に基づく映像が液晶パネルに表示される。以下，液晶素子の透光率を制御するために用いられる信号を階調信号という。
また，液晶表示装置では，液晶パネルに入力される階調信号と実際の表示輝度との間に固有の誤差が生じる。例えば，実際の表示輝度は入力される階調信号に正比例せず指数関数的に変化する。
そこで，液晶表示装置では，その誤差を補正するため，液晶パネル固有のガンマ値に基づいて階調信号を補正するガンマ補正が実行される。前記ガンマ値は，入力階調信号−表示輝度特性（ガンマ特性）を表す非線形関数（ガンマ曲線）を指数関数で近似表現した場合の指数値であって，その値が高いほど黒（低階調域）が潰れた出力となる。なお，一般に液晶表示装置のガンマ値は２．２程度であり，例えばテレビジョン放送の映像信号にはガンマ値が２．２の逆ガンマ補正が施されている。
【０００３】
一方，液晶表示装置において，バックライトの輝度が常に一定である場合には，液晶パネルで再現可能な映像信号のダイナミックレンジが，その液晶パネルの液晶素子各々の透過率の制御分解能によって制限されるという問題があった。
そこで，例えば特許文献１では，液晶素子の減光量（又は透過率）だけでなく，バックライトの輝度を映像の平均輝度などの輝度情報に基づいて変化させることが提案されている。係る構成では，バックライトの輝度と液晶素子の減光量との組み合わせにより，該液晶素子の減光量のみを変化させる場合に比べて，液晶パネルで再現可能な映像信号のダイナミックレンジを高めることができる。また，映像の輝度情報が低い場合に，バックライトの輝度を減少させることで省電力化を図ることも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５１３３１２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，映像の輝度情報に基づいてバックライトの輝度をも変化させる構成では，階調信号とバックライトの輝度との組み合わせによって液晶パネルの表示輝度が定まることになる。そのため，常にバックライトの輝度が一定であることを前提に設定されたガンマ値を用いて階調信号にガンマ補正を施すと，液晶パネルで表示される表示輝度を適切に補正することができず，映像の再現性が低下するおそれがある。
また，視聴者による液晶パネルの表示映像の視認性の良否は，液晶パネルの映像輝度と液晶パネルの周囲の照度（環境照度）との相対的な関係に依存する。特に，明度が低い低階調域の視認性は，環境照度が高いほど低下することになる。そのため，バックライトの輝度を変化させる液晶表示装置においては，バックライトの輝度と環境照度との相対関係をも考慮しなければ，視聴者の高い視認性を実現することができない。
従って，本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，映像の輝度情報に基づいてバックライトの輝度を変化させる構成において低階調域の視認性を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は，映像を表示する液晶パネルと，入力される階調信号に応じて前記液晶パネルの液晶素子各々の透過率を制御する液晶駆動手段と，前記液晶パネルを背後から照明するバックライトと，前記液晶パネルの設置場所の環境照度を検出する環境照度検出手段と，映像の輝度情報に基づいて前記バックライトの輝度と前記階調信号とを調整する階調・輝度調整手段と，前記階調・輝度調整手段で調整された階調信号に，予め設定されたガンマ値に基づくガンマ補正を施すガンマ補正手段とを備えてなる液晶表示装置に適用されるものである。そして，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段で検出された環境照度とに基づいて，前記ガンマ値を設定するガンマ値設定手段を備えてなることを特徴として構成される。
具体的には，入力される映像信号から映像の平均輝度や映像の輝度ヒストグラムを検出する輝度情報検出手段を更に備えてなり，前記映像の輝度情報が，前記輝度情報検出手段によって検出された映像の平均輝度や映像の輝度ヒストグラムであることが考えられる。
本発明では，前記ガンマ値設定手段により，前記階調・輝度調整手段による調整後の前記バックライトの輝度と前記環境照度との相対的な関係を考慮して前記ガンマ値を設定することが可能であるため，例えば低階調域の映像の視認性を向上させるように前記ガンマ値を設定することが可能となる。従って，映像の輝度情報に基づいて前記バックライトの輝度を変化させる構成においても，低階調域の映像の視認性を向上させることができる。
【０００７】
具体的には，前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された後の前記バックライトの輝度が低いほど低いガンマ値に設定し，前記環境照度検出手段により検出された環境照度が高いほど低いガンマ値に設定するものであることが考えられる。
これにより，前記ガンマ補正後の階調信号に基づいて前記液晶パネルに表示される映像では，前記バックライトの輝度が低く，前記環境照度が高いほど，映像の低階調域が持ち上げられることになるため，該低階調域の高い視認性を実現することができる。
【０００８】
例えば，前記バックライトの輝度及び前記環境照度の組み合わせと複数のガンマ値との対応関係を示す対応情報を記憶する対応情報記憶手段を更に備えてなり，前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度及び前記環境照度検出手段により検出された環境照度の組み合わせと，前記対応情報記憶手段に記憶された前記対応情報とに基づいて，該組み合わせに対応する前記ガンマ値を選択するものであることが考えられる。
これにより，前記階調・輝度調整手段による調整後の前記バックライトの輝度と前記環境照度との組み合わせに応じた最適なガンマ値を迅速に得ることができる。
【０００９】
更に，前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段により検出された環境照度と予め設定された関係式とに基づいて前記ガンマ値を設定するものであることも考えられる。
これにより，前記関係式のみを記憶していればよいため，前記対応情報を記憶する必要がなく，記憶手段の記憶容量を省減することができる。また，前記関係式に基づいてきめ細かい制御を行うことが可能となる。
ところで，前記ガンマ値設定手段は，全階調で共通のガンマ値を設定するものに限らず，低階調域のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを変更するなど，予め設定された階調域の階調信号のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを設定するものであることも考えられる。これにより，変更が必要な一部の階調域を除く階調のガンマ補正に影響を与えることなく，その一部の階調域の映像の視認性を向上させることができる。例えば，低階調域のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを低く設定すれば，バックライトの輝度が低く環境照度が低い場合に，深い黒を表現すると共に低階調域の表示映像の視認性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば，前記ガンマ値設定手段により，前記階調・輝度調整手段による調整後の前記バックライトの輝度と前記環境照度との相対的な関係を考慮して前記ガンマ値を設定することが可能であるため，例えば低階調域の映像の視認性を向上させるように前記ガンマ値を設定することが可能となる。従って，映像の輝度情報に基づいて前記バックライトの輝度を変化させる構成においても，低階調域の映像の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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ブロック図。
【図２】液晶表示装置における表示制御部の概略構成を示すブロック図。
【図３】映像の平均輝度に対するバックライトのデューティ比の関係の一例を示す図。
【図４】ガンマ値の一例を説明するための図。
【図５】ガンマ値の他の例を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
まず，図１を用いて本発明の実施の形態に係る液晶表示装置Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，前記液晶表示装置Ｘは，表示制御部１，液晶駆動部２，バックライト制御部３，液晶パネル４，バックライト５などを有している。
前記液晶表示装置Ｘは，例えばテレビジョン受像機やパソコンに用いられるディスプレイ装置などである。なお，本実施の形態では，本発明に直接影響しない一般的なテレビジョン受像機やディスプレイ装置が備える他の構成要素の説明を省略する。
【００１３】
前記表示制御部１は，不図示のアンテナによって受信されるテレビジョン放送や不図示の外部入力端子から入力される映像コンテンツなどに含まれた映像信号を受信する。
そして，前記表示制御部１は，入力された映像信号などに基づいて垂直同期信号や水平同期信号を生成し，前記垂直同期信号及び前記水平同期信号を前記液晶駆動部２に入力する。
また，前記表示制御部１は，前記映像信号などに基づいて前記バックライト５の輝度を定めるデューティ比（点灯率）を設定し，該デューティ比を前記バックライト制御部３に入力する。
さらに，前記表示制御部１は，前記バックライト５の輝度や予め設定されたガンマ値などに基づく前記映像信号の階調補正を実行し，該補正後の階調信号を前記液晶駆動部２に入力する。
【００１４】
前記液晶パネル４は，液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための走査電極及びデータ電極とによって形成され，印加電圧により透過率が変化する複数の液晶素子を有する従来周知のアクティブマトリクス型の液晶パネルである。
そして，前記液晶駆動部２は，前記表示制御部１から入力される垂直同期信号及び水平同期信号に同期して前記液晶パネル４を駆動させ，前記表示制御部１から入力される映像信号を前記液晶パネル４に書き込むことにより，該映像信号に基づく映像を前記液晶パネル４に表示させる。具体的に，前記液晶駆動部２は，前記表示制御部１から入力される階調信号に応じて前記液晶パネル４の液晶素子各々への印加電圧を制御することにより，該液晶素子各々の透過率を制御する。ここに，前記液晶駆動部２が液晶駆動手段の一例である。
【００１５】
また，前記バックライト５は，前記液晶パネル４の背面に配置され，該液晶パネル４を背後から照明するものである。例えば，前記バックライト５は，前記液晶パネル４の表示領域に対応して配列された多数のＬＥＤ光源を有している。もちろん，前記バックライト５は，前記ＬＥＤ光源に限らず，前記液晶パネル４の垂直方向に並設された複数の蛍光管を有するものであってもよい。
前記バックライト制御部３は，前記バックライト５の駆動の有無や輝度を制御するものである。具体的に，前記バックライト制御部３は，前記表示制御部１から入力されたデューティ比に基づいて前記バックライト５への供給電力を制御して前記バックライト５の点灯／消灯を制御することにより，前記バックライト５で得られる輝度を調整する。
【００１６】
また，前記液晶表示装置Ｘは，ＯＰＣセンサ６を備えている。このＯＰＣセンサ６は，前記液晶パネル４の設置場所の環境照度を検出する光電変換素子を有する照度センサであって，その検出結果（以下，「環境照度信号Ｆ」という）を前記表示制御部１に入力する。
前記表示制御部１では，前記ＯＰＣセンサ６により検出された環境照度信号Ｆが，前記バックライト５の輝度の設定や前記映像信号の階調補正において用いられる。
【００１７】
次に，図２を用いて，前記表示制御部１の詳細について説明する。ここに，図２は，前記表示制御部１の概略構成を示すブロック図である。
図２に示すように，前記表示制御部１は，映像処理部１０，ＡＰＬカーブ設定部１１，ヒストグラム輝度変調部１２，黒伸張部１３，輝度ヒストグラム検出部１６などを有している。
前記表示制御部１では，前記映像処理部１０に，入力される映像信号に基づいて該映像信号の平均輝度を検出するＡＰＬ信号検出部（不図示）が設けられている。そして，前記ＡＰＬ信号検出部（不図示）は，前記映像信号の平均輝度を示すＡＰＬ信号Ｄを前記ＡＰＬカーブ設定部１１に入力する。なお，前記ＡＰＬ信号Ｄは，前記映像信号に含まれた１フレーム分の画像における平均輝度を示すものである。
また，前記映像処理部１０には，入力される映像信号に基づいて該映像信号の階調信号を生成する階調信号生成部（不図示）が設けられている。そして，前記階調信号生成部（不図示）は，前記映像信号の階調を示す階調信号Ｋ１を前記ＡＰＬカーブ設定部１１を入力する。
さらに，前記ＡＰＬカーブ設定部１１には，前記ＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆも入力される。なお，前記表示制御部１に入力される映像信号の階調信号Ｋ１は，前記ＡＰＬカーブ設定部１１を経てそのまま前記ヒストグラム輝度変調部１２に入力される。
【００１８】
前記ＡＰＬカーブ設定部１１は，前記ＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆに基づいて，例えば図３に示すように，前記ＡＰＬ信号Ｄと該ＡＰＬ信号Ｄに適した前記バックライト５のデューティ比Ｄ１（ａ％）との関係を示すＡＰＬカーブを設定する。
具体的には，前記ＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆが高い（明るい）ほど前記デューティ比Ｄ１が高く設定され，前記ＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆが低い（暗い）ほど前記デューティ比Ｄ１が低くなるように前記ＡＰＬカーブを設定する。
例えば，複数範囲ごとの環境照度に対応する複数のＡＰＬカーブが前記ＡＰＬカーブ設定部１１内の記憶メモリ（不図示）に記憶されており，該ＡＰＬカーブ設定部１１は，前記ＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆに対応するＡＰＬカーブを選択することにより，前記デューティ比Ｄ１の設定に用いるＡＰＬカーブを設定する。
そして，前記ＡＰＬカーブ設定部１１は，前記ＡＰＬ信号Ｄと前記ＡＰＬカーブとに基づいて前記デューティ比Ｄ１を設定し，該デューティ比Ｄ１を前記ヒストグラム輝度変調部１２に入力する。
【００１９】
前記輝度ヒストグラム検出部１６は，入力される階調信号Ｋ１に基づいて輝度ヒストグラムを検出し，前記ヒストグラム輝度変調部１２に出力する。前記輝度ヒストグラムは，前記階調信号Ｋ１における輝度レベルごとの画素数をカウントしてヒストグラム化したものである。
そして，前記ヒストグラム輝度変調部１２では，前記輝度ヒストグラム検出部１６により検出された輝度ヒストグラムに基づいて前記デューティ比Ｄ１及び前記階調信号Ｋ１を補正する。
具体的に，前記ヒストグラム輝度変調部１２は，前記バックライト５の輝度を下げて省電力化を図るべく，必要な表示輝度を実現し得る範囲で極力前記バックライト５の輝度を低下させるための前記デューティ比Ｄ１の下げ量（ｂ％）を設定する。
そして，前記ヒストグラム輝度変調部１２は，前記デューティ比Ｄ１（ａ％）に前記下げ量（ｂ％）を乗じたデューティ比Ｄ２（ａ％×ｂ％）を算出して前記黒伸張部１３に出力する。
また，前記ヒストグラム輝度変調部１２は，前記デューティ比Ｄ２で定まる前記バックライト５の輝度に基づいて，前記階調信号Ｋ１を補正する。以下，当該補正後の階調信号をＫ２という。具体的に，前記ヒストグラム輝度変調部１２で前記バックライト５の輝度が低下するように補正される場合には，前記階調信号Ｋ２が前記階調信号Ｋ１よりも高い値となるように補正される。
【００２０】
このように，前記表示制御部１では，前記ＡＰＬカーブ設定部１１及び前記ヒストグラム輝度変調部１２により，映像の平均輝度及び映像の輝度ヒストグラムに基づいてバックライトの輝度及び階調信号が調整される。ここに，係る調整を行う前記ＡＰＬカーブ設定部１１及び前記ヒストグラム輝度変調部１２が階調・輝度調整手段に相当する。
従って，前記液晶表示装置Ｘでは，前記バックライト５の輝度と前記液晶パネル４の液晶素子の透過率との組み合わせにより表示輝度の自由度が高まるため，該液晶素子の透過率のみを変化させる場合に比べて，前記液晶パネル４で再現可能な映像信号のダイナミックレンジを高めることができる。なお，映像の平均輝度及び映像の輝度スペクトラムのいずれか一方に基づいてバックライトの輝度及び階調信号を調整すること，即ち前記ＡＰＬカーブ設定部１１及び前記ヒストグラム輝度変調部１２のいずれか一方のみを有する構成も他の実施例として考えられる。
【００２１】
そして，前記ヒストグラム輝度変調部１２において調整された後の前記階調信号Ｋ２は前記黒伸張部１３に入力される。前記黒伸張部１３は，ガンマ情報記憶部１４及びガンマ値設定部１５を備えており，前記ガンマ値設定部１５によって予め設定されたガンマ値に基づいて前記階調信号Ｋ２を補正するいわゆるガンマ補正を実行する。
本発明の実施の形態に係る前記液晶表示装置Ｘは，前記黒伸張部１３によるガンマ補正の処理内容に特徴を有しており，以下この点について説明する。
【００２２】
前記ガンマ情報記憶部１４は，図４（ａ）に示すように，バックライトの輝度及び環境照度の組み合わせと，複数のガンマ値γ２．０〜２．４との対応関係を示す対応情報を記憶する記憶手段（対応情報記憶手段の一例）である。
前記対応情報では，バックライトの輝度及び環境照度各々を低，中，高の３段階に分類し，これらの組み合わせごとに，ガンマ値γ２．０〜２．４が対応付けられている。具体的に，バックライトの輝度が低いほど低いガンマ値，該バックライトの輝度が高いほど高いガンマ値が対応付けられている。また，環境照度が高いほど低いガンマ値，環境照度が低いほど高いガンマ値が対応付けられている。即ち，前記バックライトの輝度が最も低い段階（低）であり，前記環境照度が最も高い段階（高）には，最も低いガンマ値γ２．０が対応付けられている。なお，係る対応関係は単なる一例に過ぎず，更に細分化してバックライトの輝度及び環境照度の組み合わせと複数のガンマ値との対応関係を定めていてもよい。
前記ガンマ値γ２．０〜２．４は，図４（ｂ）に示すように，入力階調信号−表示輝度特性（ガンマ特性）を表す非線形関数（ガンマ曲線）を指数関数で近似表現した場合の指数値であって，その値が高いほど黒（低階調域）が潰れた出力となる。なお，一般に液晶表示装置のガンマ値は２．２程度であり，例えばテレビジョン放送の映像信号はガンマ値が２．２の逆ガンマ補正が施されたものである。
【００２３】
一方，前記ガンマ値設定部１５は，前記ヒストグラム輝度変調部１２で調整されたバックライト５の輝度を示すデューティ比Ｄ２と，前記ＯＰＣセンサ６により検出された環境照度信号Ｆとに基づいてガンマ値を設定するものである。ここに，係る設定処理を実行する前記ガンマ値設定部１５がガンマ値設定手段に相当する。
具体的に，前記ガンマ値設定部１５は，前記ヒストグラム輝度変調部１２で調整された前記バックライト５の輝度を示すデューティ比Ｄ２及び前記ＯＰＣセンサ６により検出された環境照度を示す環境照度信号Ｆの組み合わせと，前記ガンマ情報記憶部１４に記憶された前記対応情報（図４（ａ）参照）とに基づいて，該組み合わせに対応する前記ガンマ値を選択することにより，前記黒伸張部１３によるガンマ補正処理で用いられるガンマ値を設定する。これにより，最適なガンマ値を迅速に得ることができる。
従って，前記ガンマ値設定部１５は，前記ヒストグラム輝度変調部１２において最終的に補正されたデューティ比Ｄ２が示すバックライト５の輝度が低い場合には，前記ガンマ値γ２．０〜２．２の中から比較的ガンマ値の低いガンマ値を選択し，前記ＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆが示す環境照度が高い場合には，前記ガンマ値γ２．０〜２．２の中から比較的ガンマ値の低いガンマ値を選択することとなる。
【００２４】
そして，前記黒伸張部１３は，前記ガンマ値設定部１５によって設定されたガンマ値を用いて前記ガンマ補正処理を実行し，該ガンマ補正処理後の階調信号Ｋ３と前記デューティ比Ｄ２を前記液晶駆動部２に入力する。
これにより，前記液晶駆動部２では，前記ガンマ補正処理後の階調信号Ｋ３に基づく前記液晶パネル４の駆動制御が実行され，前記バックライト制御部３では，前記デューティ比Ｄ２に基づく前記バックライト５の駆動制御が実行される。
このように，前記液晶表示装置Ｘでは，前記ガンマ値設定部１５により，前記ヒストグラム輝度変調部１２による調整後のバックライト５の輝度と環境照度との相対的な関係を考慮して，バックライト５の輝度が低く環境照度が高いほど，ガンマ値が低く設定される。従って，前記黒伸張部１３において，前記ガンマ値設定部１５で設定されたガンマ値に基づいて階調信号に対してガンマ補正が施されると，バックライト５の輝度が低く環境照度が高い場合であっても，低階調域の映像の視認性を向上させることが可能となる。
【００２５】
なお，本実施の形態では，最終的に補正されたデューティ比Ｄ２の各領域とＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆの各領域との組み合わせに応じて，前記ガンマ情報記憶部１４に記憶した複数種類のガンマ値γ２．０〜γ２．４の中から適したガンマ値を選択するようにしたが，最終的に補正されたバックライト５の輝度を示すデューティ比Ｄ２と，ＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆと，予め設定された関係式とに基づいて算出される指標値に応じて前記ガンマ値を設定してもよい。この場合，前記関係式のみ記憶していればよいため，前記対応情報を記憶する必要がなく，記憶手段の記憶容量を省減することができる。また，前記関係式に基づいてきめ細かい制御を行うことが可能となる。
例えば，デューティ比Ｄ２によるバックライト５の輝度に応じて選択されるガンマ値の特性を，デューティ比Ｄ２によるバックライト５の輝度とＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆとから得られるゲインによって変更することが考えられる。具体的には，ガンマ値を変更するためのゲインを，下記（１）式により算出することが考えられる。なお，Ｄ２はデューティ比，Ｆは環境照度信号，Ｇはガンマ値のゲイン，Ｇａ１，Ｇａ２はゲイン係数，Ｆｂは予め設定された環境照度信号Ｆの基準値，Dｂは予め設定されたデューティ比の基準値とする。
G=Ga1×sin｛(π/2)×（F/Fb）｝＋Ga2×sin｛(π/2)×（D2/Db）｝…  （１）
この場合，この算出したゲインＧが＋のときはガンマ値を高い値に変更する一方，ゲインＧが−のときはガンマ値を低い値に変更する。これにより，前記式（１）に基づいて設定されたガンマ値を，前記環境照度信号Ｆ及びデューティ比Ｄ２の関係にきめ細かく対応させることが可能となり，ガンマ値の最適化を図ることができる。
そして，前記（１）式のゲイン係数Ｇａ１，Ｇａ２の値を個別に変更することで階調性及びコントラストのバランスを調整することが可能である。
例えば，スポーツなどのコントラスト感を重視したいコンテンツに対しては，前記ゲイン係数Ｇａ１やＧａ２を小さく設定することで前記ゲインＧを小さくして階調性よりもコントラストを重視した設定とし，逆に映画などの階調性を重視したいコンテンツに対しては，前記ゲイン係数Ｇａ１やＧａ２を大きめの値に設定することで前記ゲインＧを大きくしてコントラスト感よりも階調性を重視した設定とすることが考えられる。なお，前記ゲイン係数Ｇａ１，Ｇａ２は同じ値であってもよい。
【００２６】
さらに，前記ガンマ値設定部１５は，全階調で共通のガンマ値を設定するものに限らず，予め設定された階調域の階調信号のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを設定することも考えられる。具体的には，低階調域と高階調域とによってガンマ値が異なるように設定するなど，階調域に応じて異なるガンマ値を個別に用いるように設定するものであることが考えられる。例えば，予め設定された低階調域の階調信号のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを，低階調域の映像の視認性を向上させることができるように設定することが可能である。
ここに，図５は低階調域と高階調域とでガンマ値が異なるガンマ曲線の一例を示している。図５に示すガンマ曲線では，全階調の中間点よりも低い低階調域のガンマ値をγ２．０とし，高階調域のガンマ値をγ２．２として，低階調域及び高階調域の分岐点近傍の遷移が滑らかとなるように結ばれている。このように，低階調域のみのガンマ値を低く設定すれば，バックライト５の輝度が低く環境照度が低い場合に，深い黒を表現すると共に低階調域の表示映像の視認性を向上させることが可能となる。
具体的に，前記ガンマ値設定部１５は，高階調域のガンマ値をγ２．２に固定しておき，低階調域のガンマ値のみを，前記対応情報（図４（ａ）参照）に基づいて選択することや上記式（１）に基づいて算出することが考えられる。もちろん，高階調域のガンマ値を，低階調域のガンマ値とは個別に前記対応情報（図４（ａ）参照）に基づいて選択することや上記式（１）に基づいて算出することも考えられる。なお，高階調域及び低階調域の分岐点は任意に設定すればよく，また，三つ以上に分割してガンマ値を設定することも考えられる。
【００２７】
また，最終的に補正されたデューティ比Ｄ２によるバックライト５の輝度，およびＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆのいずれか一方に応じて，前記ガンマ情報記憶部１４に記憶された複数種類のガンマ値の中から適したガンマ値を選択し，その選択されたガンマ値の特性を，前記デューティ比Ｄ２によるバックライト５の輝度，およびＯＰＣセンサ６からの環境照度信号Ｆのいずれか他方に基づいて変更（補正）するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は，テレビジョン受像機やディスプレイ装置などの液晶表示装置への利用が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１…表示制御部
２…液晶駆動部
３…バックライト制御部
４…液晶パネル
５…バックライト
６…ＯＰＣセンサ（環境照度検出手段）
１０…映像処理部（輝度情報検出手段）
１１…ＡＰＬカーブ設定部
１２…ヒストグラム輝度変調部
１３…黒伸張部（ガンマ補正手段）
１４…ガンマ情報記憶部（対応情報記憶手段）
１５…ガンマ値設定部（ガンマ値設定手段）
１６…輝度ヒストグラム検出部（輝度情報検出手段）
Ｘ…液晶表示装置
γ２．０〜γ２．４…ガンマ値
【図１】
2011053264.tif 000003
【図２】
2011053264.tif 000004
【図３】
2011053264.tif 000005
【図４】
2011053264.tif 000006
【図５】
2011053264.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月15日(2010.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する液晶パネルと，入力される階調信号に応じて前記液晶パネルの液晶素子各々の透過率を制御する液晶駆動手段と，前記液晶パネルを背後から照明するバックライトと，前記液晶パネルの設置場所の環境照度を検出する環境照度検出手段と，映像の輝度情報に基づいて前記バックライトの輝度と前記階調信号とを調整する階調・輝度調整手段と，前記階調・輝度調整手段で調整された階調信号に，予め設定されたガンマ値に基づくガンマ補正を施すガンマ補正手段とを備えてなる液晶表示装置であって，
前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段で検出された環境照度とに基づいて，前記ガンマ値を設定するガンマ値設定手段を備えてなり，
前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された後の前記バックライトの輝度が低いほど低いガンマ値に設定し，前記環境照度検出手段により検出された環境照度が高いほど低いガンマ値に設定するものであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ガンマ値設定手段が，前記バックライトの輝度が予め分類された複数段階のうち最も低い段階であり，且つ前記環境照度検出手段により検出された環境照度が予め分類された複数段階のうち最も高い段階である場合に最も低くなり，前記バックライトの輝度が予め分類された複数段階のうち最も高い段階であり，且つ前記環境照度検出手段により検出された環境照度が予め分類された複数段階のうち最も低い段階である場合に最も高くなるように前記ガンマ値を設定するものである請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ガンマ値設定手段が，予め設定された低階調域の階調信号のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段で検出された環境照度とに基づいて設定するものである請求項１又は２のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項４】
入力される映像信号から映像の平均輝度及び／又は映像の輝度ヒストグラムを検出する輝度情報検出手段を更に備えてなり，
前記映像の輝度情報が，前記輝度情報検出手段によって検出された映像の平均輝度及び／又は映像の輝度ヒストグラムである請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記バックライトの輝度及び前記環境照度の組み合わせと複数のガンマ値との対応関係を示す対応情報を記憶する対応情報記憶手段を更に備えてなり，
前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度及び前記環境照度検出手段により検出された環境照度の組み合わせと，前記対応情報記憶手段に記憶された前記対応情報とに基づいて，該組み合わせに対応する前記ガンマ値を選択するものである請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段により検出された環境照度と予め設定された関係式とに基づいて前記ガンマ値を設定するものである請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は，映像を表示する液晶パネルと，入力される階調信号に応じて前記液晶パネルの液晶素子各々の透過率を制御する液晶駆動手段と，前記液晶パネルを背後から照明するバックライトと，前記液晶パネルの設置場所の環境照度を検出する環境照度検出手段と，映像の輝度情報に基づいて前記バックライトの輝度と前記階調信号とを調整する階調・輝度調整手段と，前記階調・輝度調整手段で調整された階調信号に，予め設定されたガンマ値に基づくガンマ補正を施すガンマ補正手段とを備えてなる液晶表示装置に適用されるものである。そして，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段で検出された環境照度とに基づいて，前記ガンマ値を設定するガンマ値設定手段を備えてなり，前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された後の前記バックライトの輝度が低いほど低いガンマ値に設定し，前記環境照度検出手段により検出された環境照度が高いほど低いガンマ値に設定するものであることを特徴として構成される。
本発明では，前記ガンマ値設定手段により，前記階調・輝度調整手段による調整後の前記バックライトの輝度と前記環境照度との相対的な関係を考慮して前記ガンマ値を設定することが可能であるため，例えば低階調域の映像の視認性を向上させるように前記ガンマ値を設定することが可能となる。従って，映像の輝度情報に基づいて前記バックライトの輝度を変化させる構成においても，低階調域の映像の視認性を向上させることができる。具体的に，前記ガンマ補正後の階調信号に基づいて前記液晶パネルに表示される映像では，前記バックライトの輝度が低く，前記環境照度が高いほど，映像の低階調域が持ち上げられることになるため，該低階調域の高い視認性を実現することができる。
ところで，前記ガンマ値設定手段は，全階調で共通のガンマ値を設定するものに限らず，低階調域のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを変更するなど，予め設定された階調域の階調信号のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを設定するものであることも考えられる。これにより，変更が必要な一部の階調域を除く階調のガンマ補正に影響を与えることなく，その一部の階調域の映像の視認性を向上させることができる。例えば，低階調域のガンマ補正に用いられるガンマ値のみを低く設定すれば，バックライトの輝度が低く環境照度が低い場合に，深い黒を表現すると共に低階調域の表示映像の視認性を向上させることが可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また，入力される映像信号から映像の平均輝度や映像の輝度ヒストグラムを検出する輝度情報検出手段を更に備えてなり，前記映像の輝度情報が，前記輝度情報検出手段によって検出された映像の平均輝度や映像の輝度ヒストグラムであることが考えられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
更に，前記ガンマ値設定手段が，前記階調・輝度調整手段で調整された前記バックライトの輝度と前記環境照度検出手段により検出された環境照度と予め設定された関係式とに基づいて前記ガンマ値を設定するものであることも考えられる。
これにより，前記関係式のみを記憶していればよいため，前記対応情報を記憶する必要がなく，記憶手段の記憶容量を省減することができる。また，前記関係式に基づいてきめ細かい制御を行うことが可能となる。