(57)【要約】【課題】アクティブバックライトを用いて輝度制御を行う液晶表示装置において、バックライトの消費電力削減効果をより向上できる液晶表示装置を実現する。【解決手段】バックライト１７は、バックライト輝度調整部１６Ａ〜１６Ｂによってそれぞれに発光輝度を制御することが可能な複数の発光領域１７Ａ〜１７Ｄを有している。発光領域１７Ａ〜１７Ｄのそれぞれの発光輝度は、対応する表示領域の最大表示輝度に併せて設定され、液晶パネル２０における画素の透過率は、上記バックライト１７のそれぞれの発光領域１７Ａ〜１７Ｄ毎の発光輝度値に応じて設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに発光輝度を制御することが可能な複数の発光領域を有していることを特徴とするバックライト。
【請求項２】
上記複数の発光領域は、それぞれの発光領域内に存在する光源の電圧入力系統が異なっていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
【請求項３】
上記複数の発光領域は、それぞれの発光領域内に存在する光源の発光期間を制御するための制御信号の入力系統が異なっていることを特徴とする請求項１に記載のバックライト。
【請求項４】
バックライトと透過制御パネルとからなり、上記バックライトからの照射光を上記透過制御パネルによってその透過率を制御して表示を行う透過型ディスプレイ装置において、
上記バックライトは、それぞれに発光輝度を制御することが可能な複数の発光領域を有しており、
上記バックライトのそれぞれの発光領域における発光輝度を設定する発光輝度設定手段と、
上記透過制御パネルにおける画素の透過率を、上記バックライトのそれぞれの発光領域毎の発光輝度値に応じて設定する透過率設定手段とを備えていることを特徴とする透過型ディスプレイ装置。
【請求項５】
上記発光領域のそれぞれにおける発光輝度の変更タイミングを、各発光領域における画素書き換え期間の先頭と一致させることを特徴とする請求項４に記載の透過型ディスプレイ装置。
【請求項６】
１フレーム期間中に画素の書き換えを行わない期間を設けることを特徴とする請求項５に記載の透過型ディスプレイ装置。
【請求項７】
各発光領域に対応する画素の書き換え期間では該発光領域を消灯させ、画素書き換えが終了した時点で該発光領域のバックライト輝度を変更することを特徴とする請求項４に記載の透過型ディスプレイ装置。
【請求項８】
上記バックライトは、白色光源を有していることを特徴とする請求項４に記載の透過型ディスプレイ装置。
【請求項９】
上記バックライトは、ＲＧＢの各色毎に光源を備えたものであり、ＲＧＢの各色毎にその発光輝度値を制御可能であることを特徴とする請求項４に記載の透過型ディスプレイ装置。
【請求項１０】
上記バックライトのそれぞれの発光領域ごとの発光輝度値を、それぞの発光領域中の最大表示輝度値に一致させることを特徴とする請求項４に記載の透過型ディスプレイ装置。
【請求項１１】
上記透過制御パネルが液晶パネルであることを特徴とする請求項４に記載の透過型ディスプレイ装置。
【請求項１２】
バックライトと透過制御パネルとからなり、上記バックライトからの照射光を上記透過制御パネルによってその透過率を制御して表示を行う透過型ディスプレイ装置の表示制御方法において、
上記バックライトは、それぞれに発光輝度を制御することが可能な複数の発光領域を有しており、
上記バックライトのそれぞれの発光領域における発光輝度を設定する第１のステップと、
上記透過制御パネルにおける画素の透過率を、上記第１のステップで設定された上記バックライトのそれぞれの発光領域毎の発光輝度値に応じて設定する第２のステップと、
上記第１のステップで設定された上記バックライトのそれぞれの発光領域毎の発光輝度値と、上記第２のステップで設定された画素の透過率とに基づいて、画像表示を行なう第３のステップとを有していることを特徴とする透過型ディスプレイ装置の制御方法。
【請求項１３】
上記請求項１２に記載の透過型ディスプレイのバックライト制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるための表示制御プログラム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の透過型ディスプレイ装置において使用されるバックライト、およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラーディスプレイには様々な種類があり、それぞれ実用化がなされている。薄型ディスプレイを大別すると、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）のような自発光型ディスプレイと、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）に代表される非発光型ディスプレイとに分類される。非発光型ディスプレイであるＬＣＤでは、液晶パネルの背面側にバックライトを配置する透過型ＬＣＤが知られている。
【０００３】
図１３は、透過型ＬＣＤの一般的な構造を示す断面図である。この透過型ＬＣＤは、液晶パネル１００の背面にバックライト１１０を配置している。液晶パネル１００は、一対の透明基板１０１，１０２の間に液晶層１０３を配置し、一対の透明基板１０１，１０２の外側には偏光板１０４，１０５を備えた構成となっている。また、液晶パネル１００内にカラーフィルタ１０６を備えることでカラー表示が可能となる。
【０００４】
図示は省略するが、透明基板１０１，１０２の内側には、電極層および配向膜が形成されており、液晶層１０３への印加電圧を制御することによって、液晶パネル１００を透過する光の透過量が画素ごとに制御される。すなわち、透過型ＬＣＤは、バックライト１１０からの照射光を液晶パネル１１０で透過量制御を行うことによって表示制御を行う。
【０００５】
バックライト１１０は、カラーディスプレイに必要なＲＧＢ三色の波長を含む白色のバックライトが主に用いられ、カラーフィルタ１０６との組み合わせによって、ＲＧＢの各色の光の透過率をそれぞれ調整することで、画素としての輝度や色相を任意に設定することが可能である。尚、バックライト１１０としては、ＲＧＢの各色毎に光源を備えたものもある。
【０００６】
例えば、上記ＬＣＤにおいては、出力される表示情報は画素ごとに存在するＲＧＢそれぞれのカラーフィルタ１０６のついた液晶パネル１１０のシャッタ作用によって透過率がコントロールされ、０〜１００％の範囲を決められたステップで制御することで透過する光の強さを制御している。バックライト１１０の照射光を１００％透過する場合には、理想的には、バックライト光の該当色要素強度がそのまま出力されるので、この時が最大輝度となる。また、透過率が０％のときには黒色表示となる。このように、液晶パネル１１０のシャッタ作用によって表示制御を行う通常の透過型ＬＣＤの構成では、バックライト１１０は、ある一定の輝度で発光し続ける。
【０００７】
しかしながら、バックライト１１０の輝度を一定とする上記構成では、バックライト１１０による消費電力が大きいといった問題がある。すなわち、上記ＬＣＤが全体的に暗い画面表示を行っている場合であっても、バックライト１１０が最大輝度で発光しており、その照射光の多くが液晶パネル１００のシャッタ作用によって遮断されることとなる。このため、バックライト１１０における発光光量の無駄が多く、バックライト１１０の消費電力が大きくなる。ＬＣＤでは、消費電力の大部分をバックライトが占めるため、システム全体からみた場合、この無駄は非常に大きな損失となる。
【０００８】
このような問題に対し、特許文献１には、輝度調整可能なアクティブバックライトを用い、ＬＣＤの表示制御（輝度制御）を、液晶パネルの透過率とアクティブバックライトの輝度制御とによって行い、バックライトの消費電力の低減を図る技術が開示されている。図１４に、特許文献１に記載のＬＣＤシステムの概略構成を示す。
【０００９】
図１４に示すＬＣＤは、ＲＡＭ２０１に格納されている画像情報を、ＣＰＵ２０２がアクティブＢＬ（バックライト）コントローラ２０３に送る構成となっている。そして、アクティブＢＬコントローラ２０３が、液晶ドライバ２０４，２０５を介して液晶パネル２１０における透過率の制御を行うと共に、バックライト輝度調整部２０６Ｒ，２０６Ｇ，２０６Ｂを介して赤色バックライト２０７Ｒ，緑色バックライト２０７Ｇ，青色バックライト２０７Ｂの輝度制御を行う。すなわち、上記ＬＣＤにおいて、赤色バックライト２０７Ｒ，緑色バックライト２０７Ｇ，青色バックライト２０７Ｂのそれぞれが、その輝度を調整可能なアクティブバックライトである。
【００１０】
図１５（ａ）〜（ｃ）を参照して、特許文献１におけるバックライトの消費電力削減効果について説明する。尚、以下では、説明を簡単にするため、４画素（１画素にＲＧＢの各色成分を含む）からなる領域での表示制御を例示する。
【００１１】
先ず、表示階調が２５６階調（０〜２５５）である時に、図１５（ａ）に示すような表示データにて表示を行う場合を考える。ここで、バックライトの輝度制御を行わない場合、バックライトの輝度は最大輝度（２５５とする）であり、液晶パネルの透過率のみが表示データに応じて制御される（図１５（ｂ）参照）。
【００１２】
一方、図１５（ｃ）に示すように、アクティブバックライトによる表示制御を行う場合、バックライトの輝度は表示データにおける最大輝度値に一致するように制御される。バックライトがＲＧＢ各色毎に設けられている場合は、各色のバックライトの輝度が、対応する色成分の最大輝度値に一致するように制御される。そして、液晶パネルの透過率は、その時のバックライトの輝度に合わせて透過率を調整される。例えば、図１５（ｃ）では、Ｒ＝１２８を表示するために、Ｒのバックライト輝度を１２８とし、液晶パネルの該当する画素の透過率を２５５（１００％）とすることで、１２８の表示輝度（＝輝度１２８×透過率１００％）を得ている。Ｒ＝１２８を表示するために、Ｒのバックライト輝度を２５５とし、液晶パネルの該当する画素の透過率を１２８（５０％）としている図１５（ｂ）の表示と比較すれば、バックライトの輝度は２５５から１２８に低減されている。
【特許文献１】特開２００６−４７５９４号公報（２００６年２月１６日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、アクティブバックライトの輝度制御は、画面全体を１つの領域として行うものである。このため、画面の大半で表示輝度が小さくても、一部の画面で表示輝度が大きければ、バックライトの輝度は表示輝度の大きい一部画面に合わせて設定されなければならない。このような場合、表示輝度が小さい画面の大半で、バックライトにおける発光光量の無駄が多くなり、バックライトの消費電力削減効果が小さくなる。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アクティブバックライトを用いて輝度制御を行う液晶表示装置において、バックライトの消費電力削減効果をより大きくできる液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るバックライトは、上記課題を解決するために、それぞれに発光輝度を制御することが可能な複数の発光領域を有していることを特徴としている。
【００１６】
また、上記バックライトにおいては、上記複数の発光領域は、それぞれの発光領域内に存在する光源の電圧入力系統が異なっている構成、もしくは、上記複数の発光領域は、それぞれの発光領域内に存在する光源の発光期間を制御するための制御信号の入力系統が異なっている構成とすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る透過型ディスプレイ装置は、上記課題を解決するために、バックライトと透過制御パネルとからなり、上記バックライトからの照射光を上記透過制御パネルによってその透過率を制御して表示を行う透過型ディスプレイ装置において、上記バックライトは、それぞれに発光輝度を制御することが可能な複数の発光領域を有しており、上記バックライトのそれぞれの発光領域における発光輝度を設定する発光輝度設定手段と、上記透過制御パネルにおける画素の透過率を、上記バックライトのそれぞれの発光領域毎の発光輝度値に応じて設定する透過率設定手段とを備えていることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、上記バックライトは、それぞれに発光輝度を制御することが可能であることから、透過制御パネルにおける表示画面を複数の領域に分割し、分割された各領域毎に、透過制御パネルの透過率制御とバックライトの輝度制御とを行うことができる。これにより、画面全体を１つの領域としてバックライトの輝度制御を行う特許文献１の構成に比べ、更なるバックライトの消費電力削減を図ることができる。
【００１９】
また、上記透過型ディスプレイ装置においては、上記発光領域のそれぞれにおける発光輝度の変更タイミングを、各発光領域における画素書き換え期間の先頭と一致させる構成とすることができる。
【００２０】
上記の構成によれば、バックライト輝度と画素透過率との非対応期間が短くなり、バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとのずれに起因する画像の劣化を抑制できる。
【００２１】
また、上記透過型ディスプレイ装置においては、１フレーム期間中に画素の書き換えを行わない期間を設ける構成とすることができる。
【００２２】
上記の構成によれば、１フレーム期間中に画素の書き換えを行わない期間を設ける（例えば、液晶パネルの駆動周波数を高くして画素の書き換え期間を短縮する）ことで、１フレーム期間内におけるバックライト輝度と画素透過率との非対応期間をさらに短くすることができ、バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとのずれに起因する画像の劣化を抑制できる。
【００２３】
また、上記透過型ディスプレイ装置においては、各発光領域に対応する画素の書き換え期間では該発光領域を消灯させ、画素書き換えが終了した時点で該発光領域のバックライト輝度を変更する構成とすることができる。
【００２４】
上記の構成によれば、各領域において画素の書き換え期間中は、対応する発光領域は消灯されているため、バックライト輝度と画素透過率との非対応期間を完全になくすことができ、バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとのずれに起因する画像の劣化を回避できる。
【００２５】
また、上記透過型ディスプレイ装置においては、上記バックライトは、白色光源を有している構成とすることができる。
【００２６】
上記の構成によれば、上記バックライトの各発光領域において、ＲＧＢの各色の輝度を一括して調整でき、バックライトの構成を簡素化することができる。
【００２７】
また、上記透過型ディスプレイ装置においては、上記バックライトは、ＲＧＢの各色毎に光源を備えたものであり、ＲＧＢの各色毎にその発光輝度値を制御可能である構成とすることができる。
【００２８】
上記の構成によれば、上記バックライトの各発光領域において、ＲＧＢの各色の輝度を個別に制御できるため、バックライトの消費電力削減効果をより向上させることができる。
【００２９】
また、上記透過型ディスプレイ装置においては、上記バックライトのそれぞれの発光領域ごとの発光輝度値を、それぞの発光領域中の最大表示輝度値に一致させる構成とすることができる。
【００３０】
上記の構成によれば、上記バックライトの各発光領域における輝度を、表示に必要な最小限の輝度に設定できるため、バックライトの消費電力削減効果をより向上させることができる。
【００３１】
また、上記透過型ディスプレイ装置においては、上記透過制御パネルが液晶パネルである構成とすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るバックライトは、以上のように、それぞれに発光輝度を制御することが可能な複数の発光領域を有している。
【００３３】
また、本発明に係る透過型ディスプレイ装置は、以上のように、バックライトと透過制御パネルとからなり、上記バックライトからの照射光を上記透過制御パネルによってその透過率を制御して表示を行う透過型ディスプレイ装置において、上記バックライトは、それぞれに発光輝度を制御することが可能な複数の発光領域を有しており、上記バックライトのそれぞれの発光領域における発光輝度を設定する発光輝度設定手段と、上記透過制御パネルにおける画素の透過率を、上記バックライトのそれぞれの発光領域毎の発光輝度値に応じて設定する透過率設定手段とを備えている。
【００３４】
それゆえ、上記透過型ディスプレイ装置では、透過制御パネルにおける表示画面を複数の領域に分割し、分割された各領域毎に、透過制御パネルの透過率制御とバックライトの輝度制御とを行うことができる。これにより、画面全体を１つの領域としてバックライトの輝度制御を行う特許文献１の構成に比べ、更なるバックライトの消費電力削減を図ることができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の一実施形態について図１ないし図１２に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を図１を参照して説明する。
【００３６】
図１に示す液晶表示装置は、ＲＡＭ１１、ＣＰＵ１２、アクティブＢＬコントローラ１３、液晶ドライバ１４，１５、液晶パネル２０、バックライト輝度調整部１６、およびバックライト１７を備えた構成となっている。
【００３７】
上記液晶表示装置においては、ＲＡＭ１１に格納されている画像情報を、ＣＰＵ１２がアクティブＢＬ（バックライト）コントローラ１３に送る構成となっている。アクティブＢＬコントローラ１３は、液晶ドライバ１４，１５を介して液晶パネル２０における透過率の制御を行うと共に、バックライト輝度調整部１６を介してバックライト１７の輝度制御を行う。
【００３８】
ここで、バックライト１７は、ＲＧＢ三色の波長を含む白色のバックライトであり、かつ、液晶パネル２０の表示画面を４分割した各表示領域に対応して、４つの発光領域１７Ａ〜１７Ｄを有している。また、バックライト１７は、発光領域１７Ａ〜１７Ｄのそれぞれにおいて、個別にその輝度を調整可能なアクティブバックライトである。バックライト輝度調整部１６はバックライト輝度調整部１６Ａ〜１６Ｄを備えており、発光領域１７Ａ〜１７Ｄのそれぞれは、バックライト輝度調整部１６Ａ〜１６Ｄにおいて発光輝度を制御される。
【００３９】
すなわち、本実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶パネル２０における表示画面を複数の領域に分割し、分割された各領域毎に、液晶パネルの透過率とアクティブバックライトの輝度制御とに基づいて表示制御を行うことに特徴を有する。
【００４０】
図２（ａ），（ｂ）を参照して、図１に示す液晶表示装置におけるバックライトの消費電力削減効果について説明する。尚、以下では、説明を簡単にするため、表示画面を８画素（１画素にＲＧＢの各色成分を含む）からなるものとして、表示制御を例示する。
【００４１】
先ず、表示階調が２５６階調（０〜２５５）である時に、図２（ａ）に示すような表示データにて表示を行う場合を考える。ここで、上記表示画面は、２画素ずつを１領域として４つの領域に分割されるとする。図２（ａ），（ｂ）では、左上２画素を領域Ａ、右上２画素を領域Ｂ、左下２画素を領域Ｃ、右下２画素を領域Ｄとしている。
【００４２】
上記表示制御においては、図２（ｂ）に示すように、バックライトの輝度は、各領域Ａ〜Ｄ毎にその領域内の表示データにおける最大輝度値に一致するように制御される。そして、液晶パネルの透過率は、その時のバックライトの輝度に合わせて透過率を調整される。例えば、図２（ｂ）では、領域Ａの最大輝度値はＲ＝１２８であり、この領域Ａではバックライト輝度を１２８とする。領域Ａ内の画素の透過率は、バックライトの輝度値を１２８として所望の表示輝度が得られるように透過率が決定される。また、領域Ｂ〜Ｄでは、バックライトの輝度値は６０に設定される。
【００４３】
このように、上記液晶表示装置では、画面全体における最大輝度値が１２８であっても、その最大輝度値の画素を含む領域Ａのみにおいてバックライト輝度値を１２８に設定すればよく、他の領域Ｂ〜Ｄではそれよりも低いバックライト輝度値とすることができる。したがって、画面全体を１つの領域としてアクティブバックライトの輝度制御を行う特許文献１の構成に比べ、更なるバックライトの消費電力削減を図ることができる。
【００４４】
尚、上記説明においては、表示画面の分割数は４としたが、本発明はこれに限定されるものではなく分割される領域の数は任意である。また、分割される領域の大きさや形状は、全ての領域において同じであってもよく、それぞれ異なるものであってもよい。
【００４５】
次に、上記液晶表示装置におけるバックライトの輝度制御および液晶パネルの透過率制御の制御タイミングについて説明する。
【００４６】
本実施の形態に係るアクティブバックライトでは、バックライトの輝度と液晶透過率との両方の制御によって所望の表示輝度が得られる。この場合、基本的には各画素において、バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとが一致している必要がある。
【００４７】
しかしながら、実際は、液晶パネルにおける画素の書き換えは垂直方向にライン順次で行われるものである。このため、アクティブバックライトの全ての発光領域において、同一のタイミングで輝度変更を行った場合、バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとにずれが生じ、バックライトの輝度と画素の透過率とが対応しない期間が生じるため、正常な表示ができない。例えば、液晶パネルにおける表示領域およびアクティブバックライトにおける発光領域が、図３に示すような９つの領域Ａ〜Ｉに分割されている場合を考える。このとき、図４に示すように、領域Ａ〜Ｉに対応する全ての発光領域においてフレームの先頭で輝度を変更すると、バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとの大きなずれが発生する。特に、画面の下の方に行くほど、１フレーム期間の大半でバックライト輝度と画素透過率とが対応せず、大きな画像劣化を生じさせる。
【００４８】
このような問題を回避するための一つの手法として、図５に示すように、アクティブバックライトのそれぞれの発光領域において、その輝度変更タイミングを各発光領域における画素書き換え期間の先頭と一致させることが考えられる。図５に示すタイミング制御では、図４に示すタイミング制御に比べ、バックライト輝度と画素透過率との非対応期間が短くなり、画像の劣化を抑制できる。尚、図４および図５に示すバックライト輝度は、その輝度変更タイミングを示すための図示であり、実際のバックライト輝度値は各発光領域毎に異なる。
【００４９】
図５に示すようなタイミング制御を行う場合、アクティブバックライトの各発光領域、およびこれに対応する液晶パネルにおける表示領域において、垂直方向のライン幅が小さくなるほどバックライト輝度と画素透過率との非対応期間が短くなり良好な表示が行える。但し、上記タイミング制御においても、バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとが完全に一致するのは、各領域の先頭ラインのみであり、２行目以降のラインでは一致しない。このため、各発光領域および表示領域における垂直方向のライン幅が大きければ、上述のようなタイミングのずれの問題は十分に解消できない。
【００５０】
上記タイミングのずれの問題をより効果的に抑制するための方法としては、図６に示すように、液晶パネルの駆動周波数を高くして画素の書き換え期間を短縮することで、１フレーム期間中に画素の書き換えを行わない期間を設けることが考えられる。このような書き換えを行わない期間では、全ての領域においてバックライト輝度と画素透過率とを完全に対応させることができるため、結果として１フレーム期間内におけるバックライト輝度と画素透過率との非対応期間が、図５の制御に比べてさらに短くなる。
【００５１】
また、上記タイミングのずれの問題を確実に解消する方法として、図７に示すように、各領域の画素書き換え期間では該領域に対応するバックライトの発光領域を消灯させる（もしくは輝度を十分に低下させる）といった制御方法が考えられる。そして、各領域の画素書き換えが終了した時点で、その画素透過率と対応する発光輝度となるようにバックライト輝度を変更する。
【００５２】
この制御によれば、各領域において画素の書き換え期間中は、対応する発光領域は消灯されているため、バックライト輝度と画素透過率との非対応期間を完全になくすことができる。尚、バックライトの各発光領域において消灯期間を設けるため、フレーム全体での輝度は低下するが、これについては点灯時の発光輝度を上げることで対応可能である。
【００５３】
上記液晶表示装置においては、分割された領域毎に発光輝度を制御可能なバックライト１７を用いることが必要である。続いて、このようなバックライトの構成について説明する。
【００５４】
液晶表示装置において用いられるバックライトでは、光源として、蛍光管（冷陰極管等）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。例えば、光源として蛍光管を用いるバックライトにおいて、図８（ａ）に示すように蛍光管が配置されている場合、該蛍光管の配置列に沿って、図８（ｂ）に示すようにバックライトの領域を分割することが考えられる。また、例えば、光源としてＬＥＤが用いられる場合は、例えば図９に示すように、バックライト内で分割された各領域のそれぞれにおいて、該領域内に存在するＬＥＤをその領域の光源として使用すればよい。
【００５５】
尚、本発明において、バックライトにおける領域分割数は特に限定されるものではなく、また、分割される各領域の形状も特に限定されない。さらには、分割された全ての領域において、必ずしも同サイズおよび同形状としなくても良い。
【００５６】
このように領域分割されたバックライトにおいて、分割された各領域毎に発光輝度を制御するためには、以下のような方法が考えられる。
【００５７】
例えば、バックライトに使用される光源が入力電圧によって発光輝度を制御できる光源である場合、各領域への電圧入力系統を異ならせ、それぞれの領域において必要な発光輝度を得るための入力電圧を個別に供給する構成とすることができる。あるいは、バックライトに使用される光源がその発光期間を制御することによって発光輝度が制御できる光源である場合、各領域のそれぞれに発光期間を制御するための制御信号個別に供給する構成とすることができる。図１の液晶表示装置を例に取れば、何れの制御も、バックライト輝度調整部１６Ａ〜１６Ｄが、バックライト１７の発光領域１７Ａ〜１７Ｄのそれぞれに対して上記制御を行う。
【００５８】
上記説明の液晶表示装置においては、白色光源を備えたバックライトを用いた構成を例示している。この構成では、ＲＧＢの各色の輝度を一括して調整でき、バックライトの構成を簡素化することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ＲＧＢの各色毎に光源を備えたバックライトを用いる構成であっても良い。このようなＲＧＢの各色毎に光源を備えたバックライトを用いる液晶表示装置の構成例を図１０に示す。
【００５９】
図１０に示す液晶表示装置は、ＲＡＭ１１、ＣＰＵ１２、アクティブＢＬコントローラ１３、液晶ドライバ１４，１５、液晶パネル２０、バックライト輝度調整部３２、およびバックライト３３を備えた構成となっている。ＲＡＭ１１、ＣＰＵ１２、液晶ドライバ１４，１５、および液晶パネル２０については図１と同様の構成であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６０】
バックライト３３は、液晶パネル２０の表示画面を４分割した各表示領域に対応して、４つの発光領域３３Ａ〜３３Ｄを有している。また、発光領域３３Ａ〜３３Ｄは、それぞれ、赤色バックライト、緑色バックライト、および青色バックライトのＲＧＢの各色毎に光源を備えたバックライトとして備えられている。バックライト輝度調整部３２はバックライト輝度調整部３２Ａ〜３２Ｄを備えており、発光領域３３Ａ〜３３Ｄのそれぞれは、バックライト輝度調整部３３Ａ〜３３ＤにおいてＲＧＢ各色の発光輝度を制御される。
【００６１】
図１１（ａ），（ｂ）を参照して、図１０に示す液晶表示装置におけるバックライトの消費電力削減効果について説明する。尚、以下では、説明を簡単にするため、表示画面を８画素（１画素にＲＧＢの各色成分を含む）からなるものとして、表示制御を例示する。
【００６２】
先ず、表示階調が２５６階調（０〜２５５）である時に、図１１（ａ）に示すような表示データにて表示を行う場合を考える。ここで、上記表示画面は、２画素ずつを１領域として４つの領域に分割されるとする。図１１（ａ），（ｂ）では、左上２画素を領域Ａ、右上２画素を領域Ｂ、左下２画素を領域Ｃ、右下２画素を領域Ｄとしている。
【００６３】
上記表示制御においては、図１１（ｂ）に示すように、バックライトの輝度は、各領域Ａ〜ＤのＲＧＢ各色成分毎にその領域内の表示データにおける最大輝度値に一致するように制御される。そして、液晶パネルの透過率は、その時のバックライトの輝度に合わせて透過率を調整される。図１０の構成における液晶表示装置では、図１に示す液晶表示装置に比べ、バックライトのＲＧＢ各色の色成分毎に消費電力の良好な削減効果が得られる。
【００６４】
本実施の形態に係る液晶表示装置は、上述したように、液晶パネル２０における表示画面を複数の領域に分割し、分割された各領域毎に、液晶パネルの透過率とアクティブバックライトの輝度制御とに基づいて表示制御を行うものである。続いて、表示データに基づいて液晶パネルの透過率とアクティブバックライトの輝度制御とを行うための、具体的な処理手順について説明する。
【００６５】
図１または図１０に示す液晶表示装置において、液晶パネルの透過率およびアクティブバックライトの輝度は、アクティブＢＬコントローラ１３によって設定される。図１２にアクティブＢＬコントローラ１３の構成を示す。
【００６６】
アクティブＢＬコントローラ１３は、図１２に示すように、画像エリア分割部４１、画像メモリ４２Ａ，４２Ｂ、最大輝度抽出部４３Ａ，４３Ｂ、最大輝度記憶部４４Ａ，４４Ｂ、ＢＬ輝度算出部４５Ａ，４５Ｂ、液晶透過率４６Ａ，４６Ｂを備えている。ここで、添え字Ａを付している構成部分は領域Ａに対しての処理部であり、添え字Ｂを付している構成部分は領域Ｂに対しての処理部である。尚、ここでは、説明を簡略化するために、表示画面の分割数は領域ＡおよびＢの２分割としている。
【００６７】
アクティブＢＬコントローラ１３に入力される画像データは、最初に画像データエリア分割部４１によって対応する領域毎に振り分けられ、画像メモリ４２Ａまたは４２Ｂに送られる。これにより、画像メモリ４２Ａ，４２Ｂには、アクティブＢＬコントローラ１３に対して１フレーム分の画像データが入力された時、画像メモリ４２Ａ，４２Ｂのそれぞれには領域ＡおよびＢに対応する画像データが振り分けられて記憶される。
【００６８】
最大輝度抽出部４３Ａ，４３Ｂは、画像メモリ４２Ａ，４２Ｂに記憶されている画素データの中から最大輝度値を示すデータを抽出する。抽出された最大輝度値は、最大輝度記憶部４４Ａ，４４Ｂにおいて記憶される。
【００６９】
ＢＬ輝度算出部４５Ａ，４５Ｂは、最大輝度記憶部４４Ａ，４４Ｂに記憶された最大輝度値に基づいて、対応領域におけるバックライトの発光輝度を決定する。ここでは、最大輝度値を有する画素において、液晶の透過率を１００％とした場合に所望の表示輝度が得られるように発光輝度を設定する。ＢＬ輝度算出部４５Ａ，４５Ｂによって設定されたバックライトの発光輝度はバックライト輝度調整部１６Ａ，１６Ｂに出力される。
【００７０】
液晶透過率算出部４６Ａ，４６Ｂは、領域内の全画素に対して、その透過率を算出し、算出した透過率に対応する階調値を液晶ドライバ１４，１５へ出力する。各画素の透過率は、対応する領域におけるバックライト輝度と、当該画素の表示データ（すなわち入力階調値）に基づいて、以下の式によって算出される。
【００７１】
（画素の透過率）＝（当該画素の入力階調値）／（バックライト輝度値）
また、算出した透過率に対応する階調値は、以下の式によって算出される。
【００７２】
（透過率に対応する階調値）＝（透過率）×（最大階調値）
尚、上記の説明においては、バックライトの輝度は、各領域毎にその領域内の表示データにおける最大輝度値に一致するように制御されている。この構成においては、バックライトの各発光領域における輝度を、表示に必要な最小限の輝度に設定できるため、バックライトの消費電力削減効果をより向上させることができる。この場合、バックライトは、表示階調数にあわせた輝度階調数を有する必要がある（表示階調数が２５６階調であれば、バックライトも２５６段階に輝度を調整できる必要がある）。
【００７３】
しかしながら、本発明に係る液晶表示装置は上記例に限定されるものではなく、バックライトの輝度階調数は表示階調数よりも小さくても良い。例えば、表示階調数が２５６階調であるのに対し、バックライトが４段階（暗い順にレベル１〜４）にしか輝度調整できないような場合、領域内の最大表示階調が０〜６３ではバックライトの輝度をレベル１とし、６４〜１２７ではレベル２とし、１２８〜１９１ではレベル３とし、１９２〜２５５ではレベル４とするような制御が考えられる。
【００７４】
以上説明した画像照合のための処理機能は、プログラムで実現される。本実施の形態２では、このプログラムはコンピュータで読取可能な記録媒体に格納される。
【００７５】
本実施の形態では、この記録媒体として、図１に示されているコンピュータで処理が行なわれるために必要なメモリ、たとえばＲＡＭ１１のようなそのものがプログラムメディアであってもよいし、また該コンピュータの外部記憶装置に着脱自在に装着されて、そこに記録されたプログラムが該外部記憶装置を介して読取り可能な記録媒体であってもよい。このような外部記憶装置としては、磁気テープ装置、ＦＤ駆動装置およびＣＤ−ＲＯＭ駆動装置など（図示せず）であり、該記録媒体としては磁気テープ、ＦＤおよびＣＤ−ＲＯＭなど（図示せず）である。いずれの場合においても、各記録媒体に記録されているプログラムはＣＰＵ１２がアクセスして実行させる構成であってもよいし、あるいはいずれの場合もプログラムが該記録媒体から一旦読出されて所定のプログラム記憶エリア、たとえばＲＡＭ１１のプログラム記憶エリアにロードされて、ＣＰＵ１２により読出されて実行される方式であってもよい。このロード用のプログラムは、予め当該コンピュータに格納されているものとする。
【００７６】
ここで、上述の記録媒体はコンピュータ本体と分離可能に構成される。このような記録媒体としては、固定的にプログラムを担持する媒体が適用可能である。具体的には、磁気テープやカセットテープなどのテープ系、ＦＤや固定ディスクなどの磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カードなどのカード系、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically ＥＰＲＯＭ)、フラッシュＲＯＭなどによる半導体メモリが適用可能である。また、通信ネットワークからプログラムがダウンロードされて流動的にプログラムを担持する記録媒体であってもよい。なお、通信ネットワークからプログラムがダウンロードされる場合には、ダウンロード用プログラムは予め当該コンピュータ本体に格納されていてもよく、あるいは別の記録媒体から予め当該コンピュータ本体にインストールされてもよい。
【００７７】
なお記録媒体に格納されている内容としてはプログラムに限定されず、データであってもよい。
【００７８】
また、上記実施の形態の説明においては、液晶ディスプレイに本発明を適用した場合について記載しているが、透過型ディスプレイ一般についても同様の手法で持って本発明を適用することが可能である。
【００７９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示す液晶表示装置における表示データ例を示す図であり、図２（ｂ）は、上記表示デ―タ例に基づいて表示を行う時の液晶の透過率とバックライトの輝度とを示す図である。
【図３】液晶パネルにおける表示領域およびアクティブバックライトにおける発光領域の分割例を示す図である。
【図４】バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。
【図５】バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。
【図６】バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。
【図７】バックライトの輝度変更タイミングと液晶の透過率変更タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。
【図８】図８（ａ）は、蛍光管を用いたバックライトにおける蛍光管の配置例を示す図であり、表示データ例を示す図であり、図８（ｂ）は、上記蛍光管の配置例に対応するバックライトの領域の分割例を示す図である。
【図９】ＬＥＤを用いたバックライトにおけるＬＥＤの配置例および領域の分割例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１（ａ）は、図１０に示す液晶表示装置における表示データ例を示す図であり、図１１（ｂ）は、上記表示デ―タ例に基づいて表示を行う時の液晶の透過率とバックライトの輝度とを示す図である。
【図１２】上記液晶表示装置におけるアクティブＢＬコントローラの構成を示すブロック図である。
【図１３】透過型液晶表示装置の一般的な構成を示す断面図である。
【図１４】アクティブバックライトを用いた従来の液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５（ａ）は、液晶表示装置における表示データ例を示す図であり、図１５（ｂ）は、アクティブバックライトを用いない液晶表示装置において上記表示デ―タ例に基づいて表示を行う時の液晶の透過率とバックライトの輝度とを示す図であり、図１５（ｃ）は、アクティブバックライトを用いた従来の液晶表示装置において上記表示デ―タ例に基づいて表示を行う時の液晶の透過率とバックライトの輝度とを示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１１          ＲＡＭ
１２          ＣＰＵ
１３          アクティブＢＬコントローラ（発光輝度設定手段，透過率設定手段）
１４，１５    液晶ドライバ
１６          バックライト輝度調整部
１７          バックライト
２０          液晶パネル（透過制御パネル）
３２          バックライト輝度調整部
３３          バックライト
４１          画像データエリア分割部
４２          画像メモリ
４３          最大輝度抽出部
４４          最大輝度記憶部
４５          ＢＬ輝度算出部（発光輝度設定手段）
４６          液晶透過率算出部（透過率設定手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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