(57)【要約】【課題】映像の特徴量と周囲の明るさに応じて適切な画面表示輝度を実現するとともに、消費電力を十分に低減させることが可能な表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネル２０と、液晶パネル２０を照射する光源となるバックライトユニット１７と、液晶表示装置１の周囲の明るさを検出するための明るさセンサ２４とを有している。そして明るさセンサ２４により検出した明るさに応じて、入力映像信号の特徴量（例えばＡＰＬ）に対するバックライトの発光輝度を規定する輝度変換特性を変化させる。このとき、輝度変換特性の変化は、液晶表示装置の周囲が暗くなるに従って発光輝度を小さくし、かつ、輝度変換特性の傾きが変わる点である特性変更点の位置を、特徴量の変化方向に移動させるようにする。そして得られた輝度変換特性に従ってバックライトの発光輝度を制御する。【選択図】図１
2007241236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、該明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、
前記明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を変化させるとともに、前記輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点の位置を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、該明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、
前記輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点が複数存在し、
前記明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、前記複数の特性変更点の位置を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、該明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、
前記輝度制御特性は、式ｙ＝ａｘ＋ｂ（但し、ｘ＝入力映像信号の特徴量、ｙ＝光源の発光輝度、ａ，ｂ＝定数）で直接的又は近似的に表される複数の要素により構成され、
前記明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、前記輝度制御特性を構成する前記要素が変わる点である特性変更点の位置を変化させるとともに、該特徴変更点に近接する前記要素を表す式における定数ａ又はｂの少なくとも一方を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記特性変更点は、前記輝度制御特性を直線で近似したときの交点であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、該明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置であって、
前記明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、前記輝度制御特性における、前記特徴量に関わらず前記光源の発光輝度が最大発光輝度で一定となる領域、または前記特徴量が小さくなるほど前記光源の発光輝度が最大発光輝度より小さくなる領域を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記明るさ検出手段により検出した明るさが暗いほど前記領域を小さくすることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記入力映像信号の特徴量として、少なくとも入力映像信号の１フレーム単位の平均輝度レベルを用いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記入力映像信号を伸縮するとともに、前記光源の発光輝度を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記入力映像信号に対する階調変換特性を変更するとともに、前記光源の発光輝度を制御することを特徴とする請求項１乃至７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、液晶表示装置、より詳細には周囲の明るさと表示する映像の内容に応じて、適切な映像表示を行うようにした液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像信号に従って光源光を変調する液晶パネルと、その液晶パネルを照明するためのバックライトユニットを備えた液晶表示装置において、液晶表示装置の周囲の明るさに応じてバックライト光源の発光輝度を制御するようにした技術が知られている。ここでは、液晶表示装置は、その周囲の明るさを検出するための明るさセンサを備え、その明るさセンサによって検出した液晶表示装置周囲の明るさに応じて、バックライト光源の発光輝度が制御される。ここでは、例えば、液晶ディスプレイの周囲が明るくなればなるほど、バックライト光源の発光輝度をこれに追随して明るくすることで、周囲光に負けない視認性が得られる。
【０００３】
なお、以下の記載において、コントラストとは、画像において最も暗い部分と、最も明るい部分の輝度の差をいい、コントラスト感とは画像の最も暗い部分と最も明るい部分の輝度の差によって感じる鮮やかな印象とする。
【０００４】
上記のような表示装置の周囲の明るさに応じて画面の表示状態を制御する技術に関し、例えば、特許文献１には、消費電力の増大を抑制しつつ、画像の輝度を上げて視認性を向上させる画像表示装置が開示されている。ここでは、画像信号を用いて白色表示画素数を算出する白色表示画素数算出部と、周囲環境の輝度を検出する周囲環境輝度検出部と、上記の白色表示画素数算出部が算出した白色表示画素数、あるいは白色表示面積と、上記の周囲環境輝度検出部が検出した周囲環境の輝度とを用いて、バックライトの発光強度を制御するようにしている。
【０００５】
上記特許文献１の画像表示装置では、周囲環境輝度とバックライトの発光強度との黒浮きしない程度までの実績データをデータ記憶部に記憶することにより、黒浮きを抑制しつつコントラストの良い画像を提供するとともに消費電力の増大の抑制を図るようにしている。
上記画像表示装置には、周囲環境の明るさ（周囲環境輝度）を常時モニターできるセンサである周囲環境輝度検出部が設けられ、全画素白色表示時のバックライトの発光強度を制御するともに、バックライトの発光強度を画像の輝度の大きさに応じて制御する。ここでは白色表示画素数が少ない輝度が低い表示画面では、黒レベルが浮かない程度までバックライトの発光強度を上げて画面全体を明るくし、逆に白色表示画素数が多い明るい画面では、バックライトの発光強度を適切なレベルまで下げることにより、消費電力の節約を図るとともに、高い輝度の表示画面を持つようにしている。バックライトの発光強度は、バックライトの電流、発光パルス幅（パルスデューティー）、あるいは発光パルス数の少なくとも一つを制御する方法により制御している。
【０００６】
また例えば、特許文献２には、映像の輝度情報と、液晶パネル周辺の輝度情報とに基づいて、バックライト制御を行うようにした液晶表示装置が開示されている。ここでは、液晶表示装置は、当該液晶パネル周辺の輝度を検出するための輝度検出器と、その輝度検出器によって検出された液晶パネル周辺の輝度に基づいて、バックライトの輝度制御を行なう手段とを備えている。例えば、液晶パネル周辺の輝度が標準値より低くなった場合には、暗い映像が通常よりも明るく見えるようになるため、バックライト（冷陰極管）の輝度を低くするようにインバータ電源回路を制御する。逆に液晶パネルの周辺の輝度が標準値より高くなった場合には、明るい映像が通常よりも暗く見えるようになるため、バックライト（冷陰極管）の輝度を高くするようにインバータ電源回路を制御する。
【０００７】
さらに例えば、特許文献３には、照度光量を映像情報に基づいて調節するとともに、視聴環境の明るさに応じてその光量調節の許容される範囲（減光範囲）を最適設定する投射型表示装置が開示されている。ここでは、投射型表示装置は、視聴環境の明るさを検出する明るさ検出手段と、その明るさ検出手段によって検出された視聴環境の明るさに基づいて、光源の光量を減光する範囲を設定する手段とを備えている。周囲が明るい場合には高原の減光量を大きくし、逆に周囲が暗い場合には減光量を小さくすることで、調光が過剰に行われることで生じる輝度不足の問題を解消することができる。
【特許文献１】特開２００４−２９４７６７号公報
【特許文献２】特開２００１−３５０１３４号公報
【特許文献３】特開２００４−３５４８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、上記特許文献１では、装置の周囲環境の明るさを常時モニターできる明るさセンサを設けて、周囲の明るさに応じてバックライトの発光強度を制御するとともに、白色表示画素数が少ない輝度が低い表示画面では黒レベルが浮かない程度までバックライトの発光強度を上げて画面全体を明るくし、逆に白色表示画素数が多い明るい画面では、バックライトの発光強度を適切なレベルまで下げるようにしている。
【０００９】
このように、周囲環境の明るさと白色表示画素数などの画面輝度とに応じてバックライトの発光輝度特性を制御することにより、消費電力の増大を抑制しつつ周囲環境の明るさに影響されない輝度の高い、コントラストの良い画像を実現しているが、視聴上認識できないような発光輝度を抑えたり、眩しく感じる発光輝度をきめ細かく抑えるなど、人間の目の視覚的な特性に応じたバックライト発光強度の制御ができず、最適な映像表示の実現と消費電力の削減の点で十分でないという問題がある。
【００１０】
また特許文献２では、液晶パネルの周辺の輝度が標準値より低くなった場合には、バックライト（冷陰極管）の輝度を低くし、逆に液晶パネルの周辺の輝度が標準値より高くなった場合には、バックライトの輝度を高くすることにより、コントラスト感のある画像を得ることができるようにしている。さらに、映像信号の平均輝度が高い時にはバックライトの輝度を上げつつコントラストを高め、映像信号の平均輝度の低い時にはバックライトの輝度を下げつつコントラストを高めることにより、コントラスト感のある画像を得ることができるようにしている。
【００１１】
しかしながら、液晶パネルの周辺の輝度の変化により、映像信号の平均輝度によるバックライトの輝度制御量を変化させることについての具体的な開示がなく、上記特許文献１同様、視聴上認識できないような発光輝度を抑えたり、眩しく感じる発光輝度をきめ細かく抑えるなど、人間の目の視覚的な特性に応じたバックライト発光強度の制御ができず、最適な映像表示の実現と消費電力の削減の点で十分でないという問題がある。
【００１２】
さらに特許文献３のものは、周囲環境の明るさに応じて光源の最大発光輝度からの減光範囲を設定するものであり、図１７に示すように、周囲環境の明るさに応じて、光源の発光輝度を低下させる映像特徴量（ヒストグラム）の領域は変わるが、それ以外の部分については映像特徴量（ヒストグラム）に対する光源の発光輝度特性は変わらない。すなわち、入力映像信号の特徴量（ヒストグラム）が大きい場合、該特徴量に対する光源の輝度制御特性は変化しない。従って、映像特徴量（ヒストグラム）が小さい場合は、光源発光輝度の減光による電力削減の効果が得られるが、それ以外の映像特徴量（ヒストグラム）が大きい場合は、十分な電力削減の効果は得られないという問題がある。
【００１３】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであって、液晶表示装置周囲の明るさの変化と、映像信号における特徴量の変化との関係において、最適な表示品位の映像表示を実現し、かつ消費電力を十分に抑えることができるバックライトの輝度制御特性を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を変化させるとともに、輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点の位置を変化させることを特徴としたものである。
【００１５】
第２の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点が複数存在し、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、複数の特性変更点の位置を変化させることを特徴としたものである。
【００１６】
第３の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、輝度制御特性は、式ｙ＝ａｘ＋ｂ（但し、ｘ＝入力映像信号の特徴量、ｙ＝光源の発光輝度、ａ，ｂ＝定数）で直接的又は近似的に表される複数の要素により構成され、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、輝度制御特性を構成する要素が変わる点である特性変更点の位置を変化させるとともに、特徴変更点に近接する要素を表す式における定数ａ又はｂの少なくとも一方を変化させることを特徴としたものである。
【００１７】
第４の技術手段は、第１乃至第３のいずれかの技術手段において、特性変更点は、輝度制御特性を直線で近似したときの交点であることを特徴としたものである。
【００１８】
第５の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置であって、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、輝度制御特性における、特徴量に関わらず光源の発光輝度が最大発光輝度で一定となる領域、または特徴量が小さくなるほど光源の発光輝度が最大発光輝度より小さくなる領域を変化させることを特徴としたものである。
【００１９】
第６の技術手段は、第５の技術手段において、明るさ検出手段により検出した明るさが暗いほど領域を小さくすることを特徴としたものである。
【００２０】
第７の技術手段は、第１乃至第６のいずれかの技術手段において、入力映像信号の特徴量として、少なくとも入力映像信号の１フレーム単位の平均輝度レベルを用いることを特徴としたものである。
【００２１】
第８の技術手段は、第１乃至第７のいずれかの技術手段において、入力映像信号を伸縮するとともに、光源の発光輝度を制御することを特徴としたものである。
【００２２】
第９の技術手段は、第１乃至第７のいずれかの技術手段において、入力映像信号に対する階調変換特性を変更するとともに、光源の発光輝度を制御することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、映像特徴量の大小にかかわらず、周囲環境の明るさに対応して、該映像特徴量に対する光源の発光輝度を変化させるとともに、輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点の位置を変化させることにより、いかなる映像に対しても過剰な光源の発光輝度を削減することができ、より効果的に電力削減を行うことができる。すなわち、映像特徴量が大きい場合であっても、周囲環境の明るさに対応して、該映像特徴量に対する発光輝度を変化させ、視聴者が眩しさ感じないように光源の発光輝度を低下させる領域を広くすることにより、最適な表示品位の映像表示を実現し、かつ消費電力を抑えることができるバックライト光源の発光輝度制御特性を備えた液晶表示装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明は、輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点を複数持ち、周囲環境の明るさに対応して、該複数の特性変更点の位置を変化させることにより、映像特徴量が小さい領域ばかりでなく、映像特徴量が大きい領域においては、視聴者が眩しさを感じないように光源の発光輝度を低下させて、より効果的に電力削減を行うことが可能になる。
【００２５】
さらに、本発明では、周囲環境の明るさに対応して、輝度制御特性を構成する要素が変わる点である特性変更点の位置を変化させるとともに、該特徴変更点に近接する前記要素を表す式ｙ＝ａｘ＋ｂ（但し、ｘ＝入力映像信号の特徴量、ｙ＝光源の発光輝度、ａ，ｂ＝定数）における定数ａ又はｂの少なくとも一方を変化させることにより、前記要素のかかわるＡＰＬ領域について光源の発光輝度の削減量を最適に制御することができるので、特性変更点を挟んで近接する両要素がかかわる映像特徴量が小さい領域および映像特徴量が大きい領域のいずれにおいても電力削減を効果的に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に関わる液晶表示装置の実施形態によれば、画像信号の特徴量として、画像信号の１フレームにおける平均輝度レベル（ＡＰＬ；Average Picture Level）を使用する。そして、ＡＰＬの変化に応じてバックライト光源の発光輝度を制御するための輝度制御テーブルを保持する。
輝度制御テーブルは、液晶表示装置周囲の明るさを考慮して予め用意され、上記装置の周囲の明るさを検出してその検出結果に従って、使用する輝度制御テーブルを選択し、選択した輝度制御テーブルの輝度制御特性に従って、バックライト光源の発光輝度を制御する。
【００２７】
図１は、本発明による液晶表示装置の一実施形態の構成を説明するためのブロック図である。液晶表示装置１において、チューナ１２は、アンテナ１１により受信した放送信号を選局する。デコーダ１３は、チューナ１２で選局された放送信号をデコード処理し、液晶パネル２０を駆動するための映像信号を出力する。
【００２８】
デコーダ１３で分離された映像信号は、映像処理部１８で各種の映像処理が行われた後、液晶パネル２０を駆動制御するＬＣＤコントローラ１９に入力する。ＬＣＤコントローラ１９では、入力した映像信号に基づいて液晶パネル２０の図示しないゲートドライバ及びソースドライバに対して液晶駆動信号を出力し、これにより映像信号に従う映像が液晶パネル２０に表示される。
【００２９】
またデコーダ１３で分離された上記映像信号は、ＡＰＬ測定部１４にも出力される。ＡＰＬ測定部１４では、デコーダ１３から出力された映像信号の１フレームごとのＡＰＬを測定する。測定されたＡＰＬはフィルタ１５に送られる。ＡＰＬは、本発明の映像特徴量の一つに該当し、後述する輝度制御テーブルの輝度制御特性に基づき、ＡＰＬに応じたバックライト光源の発光輝度制御が行われる。
【００３０】
なお図１に示す例では、デコーダ１３でデコード処理された映像信号によりＡＰＬを測定しているが、映像処理部１８による映像処理の後にＡＰＬを測定するようにしてもよい。ただし、映像処理部１８では、例えばＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）表示を行う処理や、スケーリング処理、あるいはレターボックス表示（黒マスク等による画面領域の制限）処理を行う場合がある。この場合、デコーダ１３から出力された（すなわち映像処理部１８による映像処理を行っていない）映像信号からＡＰＬを測定すると、これら映像処理による影響を受けることなく、真の映像信号に対応したバックライト光源の発光輝度の制御を行うことができる。従って図１のように映像処理を行う前の映像信号からＡＰＬを測定する方がより好ましい。
【００３１】
フィルタ１５は、ＡＰＬの測定値に応じてバックライト光源の発光輝度を制御する際に、フレーム間のＡＰＬ変化に対する追従性を規定するもので、例えば多段式のデジタルフィルタより構成されている。
【００３２】
フィルタ１５は、ＡＰＬ測定部１４で測定されたフレームごとのＡＰＬを入力し、各フレームに対してその過去の１または複数のフレーム分のＡＰＬとの間で、それぞれの重み付けに従って加重平均演算を行って、出力ＡＰＬを算出する。ここでは、フレームに対して反映させる過去のフレーム段数を可変設定可能とし、現在フレームとその過去のフレーム（設定された段数分）のそれぞれに対して重み付けを設定しておく。そして現在フレームのＡＰＬと使用段数分の遅延フレームのＡＰＬをそれぞれの重み付けに従って加重平均し出力される。これにより、実際のＡＰＬ変化に従う出力ＡＰＬの追従性を適宜設定することができる。
【００３３】
フィルタ１５から出力されたＡＰＬは、バックライト制御部１６に入力する。バックライト制御部１６は、選択された輝度制御テーブル２３に基づき、入力ＡＰＬに応じてバックライト光源の発光輝度を調整するためのバックライト輝度調整信号を出力し、バックライトユニット１７の光源発光輝度を制御する。
【００３４】
バックライトユニット１７は、例えば図２に示すように、液晶パネル２０の背面に取り付けられる筐体３０内に、細管形状の複数の蛍光管３１を等間隔に配設して構成される。また拡散板３２によって蛍光管３１から発光された照明光を均一拡散する。
この場合、例えばバックライトユニット１７は、バックライト制御部１６から入力するバックライト輝度調整信号に従って、矩形波の高電位レベルと低電位レベルの信号期間比（デューティ）が変化するパルス幅変調出力を調光信号として出力する調光制御回路と、調光制御回路からの調光信号を受けてその調光信号に応じた周期及び電圧の交流電圧を発生し、これを蛍光管３１に印加して点灯駆動するインバータ（いずれも図示せず）とを含んでいる。インバータは、上記調光制御回路の出力が高電位レベルの時に動作し、低電位レベルの時は動作を停止して、調光制御回路の出力デューティに応じて間欠動作を行うことにより、光源の輝度が調節される。
【００３５】
また、バックライトユニット１７は、図３に示すように、液晶パネル２０の背面に取り付けられる筐体３０内に、赤色，緑色，青色の３原色からなる複数色のＬＥＤ光源、すなわち赤色光源４１，緑色光源４２，及び青色光源４３を配設して構成してもよい。ＬＥＤ光源の発光輝度は、個々のＬＥＤ光源に対するＬＥＤ電流によって制御することができる。
また、図示はしないが、バックライトユニット１７として上記のような蛍光管とＬＥＤとを併用した方式のものを適用することもできる。更に、蛍光管やＬＥＤ等の光源からの光を、導光板を用いて面均一化とする、いわゆるサイドエッジ型と呼ばれる構成によって液晶パネル２０を照明するようにしてもよい。
【００３６】
また液晶表示装置１は、液晶表示装置１の周囲の明るさ（周囲の照度）を検出するための明るさ検出手段として明るさセンサ２４を備えている。明るさセンサ２４としては、例えばフォトダイオードが適用できる。そして明るさセンサ２４では、検出した周囲光に応じた直流電圧信号が生成され、マイコン２１に対して出力される。マイコン２１は、周囲光に応じた直流電圧信号に応じてバックライト光源の輝度調整に使用する輝度制御テーブルを選択する制御信号を出力したり、また輝度制御テーブルの輝度制御値を調整するための輝度調整係数を出力したりする。これらのバックライト光源の輝度制御の具体例は後述する。
【００３７】
また液晶表示装置１は、リモコン装置２７から送信されるリモコン制御信号を受光するためのリモコン受光部２５を備えている。リモコン受光部２５は、例えば、赤外線によるリモコン操作信号を受信するための受光ＬＥＤにより構成されている。
リモコン受光部２５によって受信したリモコン操作信号は、マイコン２１に入力され、マイコン２１では入力したリモコン操作信号に従って所定の制御を行う。
【００３８】
本発明に係る液晶表示装置の一実施形態では、ＡＰＬ測定部１４で測定した映像信号のＡＰＬと、明るさセンサ２４を使用して測定した液晶表示装置周囲の明るさとに応じて、表示映像の表示品位（輝度、コントラスト、メリハリ感など）と、バックライト光源の消費電力とを最適化すべく、バックライト光源の発光輝度を制御する。
【００３９】
本発明の実施形態では、液晶表示装置周囲の明るさに応じたバックライト光源の発光輝度を制御するために、予め記憶した輝度制御テーブルを用いる。ここでは、例えば、液晶表示装置周囲の明るさに応じた複数の輝度制御テーブル（ルックアップテーブル）をＲＯＭ等のテーブル格納メモリ２２に記憶させておくことができる。液晶表示装置１のマイコン２１は、明るさセンサ２４によって測定した液晶表示装置周囲の明るさに基づいて、テーブル格納メモリ２２に記憶させた輝度制御テーブルを選択し、バックライト光源の発光輝度制御に使用する輝度制御テーブル２３とする。
【００４０】
輝度制御テーブルは、入力映像信号１フレーム単位の映像特徴量（ここではＡＰＬ）に応じたバックライト光源の発光輝度の関係を定めるものである。そして予め選択可能な複数の輝度制御テーブルを用意して保持しておき、例えば液晶表示装置周囲の明るさに応じて使用するテーブルＮｏを指定することにより、制御に使用する輝度制御テーブルを選択することができる。
【００４１】
また図１において、マイコン２１から出力される輝度調整係数は、ユーザ操作に応じて画面全体の明るさ設定を行うために使用される。例えば、液晶表示装置１が保持するメニュー画面等において、画面の明るさ調整項目が設定されている。ユーザは、その設定項目を操作することによって、任意の画面明るさを設定することができる。図１のマイコン２１は、その明るさ設定を認識して、その設定された明るさに従って乗算器２６に対して輝度調整係数を出力する。乗算器２６では、現在使用している輝度制御テーブルによる輝度変換値に対して、輝度調整係数を乗算することにより、明るさ設定に応じた明るさでバックライト光源を点灯させる。
【００４２】
輝度調整係数は、輝度制御テーブルの輝度制御特性の傾きを変化させる。すなわち、一定の割合で画面を暗くする輝度調整係数を使用する場合は、輝度制御特性の傾きが小さくなる方向に変化する。また画面を明るくする輝度調整係数を使用する場合は、輝度変更特性の傾きが大きくなっていくが、バックライト光源の１００％輝度でリミッタが働き、それ以上には輝度が上がらないように制限される。
【００４３】
上記の輝度調整係数については、本発明に関わる液晶表示装置周囲の明るさに応じた輝度制御特性の変更とは異なる制御である。バックライト光源の発光輝度は、テーブル格納メモリ２２に格納された輝度制御テーブルのなかから選択された輝度制御テーブル２３に基づいて制御され、その輝度制御テーブルの輝度制御特性値に対してユーザ設定に基づく輝度調整係数が乗算されてバックライト制御部１６に出力される。
【００４４】
図４は、輝度制御テーブルを用いたバックライト光源の発光輝度の制御例を説明するための図で、本実施形態に適用する輝度制御特性の形状の一例を示すものである。
横軸はＡＰＬを百分率で表したものであり、表示映像が画面全体で全て黒の場合ＡＰＬは０％で、全て白である場合ＡＰＬは１００％である。また縦軸はバックライトの発光輝度を％で示すもので、バックライト光源の発光輝度を最も明るくしたときを１００％、バックライト光源を消灯したときを０％として表す。
【００４５】
図４において、Ａ−Ｂ間で示すＡＰＬが低い領域（第１のＡＰＬ領域とする）と、Ｂ−Ｃ間で示すＡＰＬが中間レベルである領域（第２のＡＰＬ領域とする）と、Ｃ−Ｄ間で示すＡＰＬが高い領域（第３のＡＰＬ領域とする）に応じて、バックライト光源の制御特性を変更することを表している。
【００４６】
入力映像信号のＡＰＬが低い第１のＡＰＬ領域（Ａ−Ｂ間）では、バックライト光源の発光輝度を高レベルの一定の値に設定しておく。
ＡＰＬが低い領域は暗い映像であるのでバックライト光源の発光輝度を高く設定しておくことで、暗い映像部分の階調表現が向上し、暗い画面内のピーク部分が目立つようになり、コントラスト感のある美しい映像とすることができる。さらに、画面の眩しさや目への刺激等の影響も少なくできる。
【００４７】
また入力映像信号のＡＰＬが高い第３のＡＰＬ領域（Ｃ―Ｄ間）では、バックライト光源の発光輝度を低レベルの一定の値に設定し、画面の眩しさ及び目への刺激への影響を極力低減させるようにする。
更に、上記第１のＡＰＬ領域と第３のＡＰＬ領域とを接続する第２のＡＰＬ領域は、所定レベルの傾きをもって、ＡＰＬの増加に応じてバックライトの発光輝度が減少していくように制御する。すなわち検出された映像信号のＡＰＬが高くなるほどバックライトの発光輝度を小さくするように変化させて、画面の眩しさ及び目への刺激を低減させて、映像を適切な輝度で表示させる。
【００４８】
上記のように、第１のＡＰＬ領域（黒側）では、輝度制御特性における最大輝度レベルでバックライトが発光するように制御され、第３のＡＰＬ領域（白側）では、輝度制御特性における最小輝度レベルでバックライト光源が発光するように制御される。
【００４９】
そしてここでは、映像特徴量（本例ではＡＰＬ）に対するバックライト光源の発光輝度制御特性の傾きが変わる点を特性変更点と定義する。図４においては、３本の直線ＡＢ，ＢＣ，ＣＤの二つの交点Ｂ，Ｃが特性変更点となる。
【００５０】
なお本発明の実施形態に適用可能な輝度制御特性は、上記の例に限定されることなく、バックライト光源の発光特性やその消費電力、あるいは表示する映像信号の内容等に応じて適宜設定できることは明らかである。この場合、第１〜第３のＡＰＬ領域の輝度制御特性の傾きを任意に設定することができ、また特性変更点の数も任意に設定することができる。
【００５１】
図５は、輝度制御テーブルを用いたバックライト光源の発光輝度の他の制御例を説明するための図で、本実施形態に適用可能な輝度制御特性の形状の他の例を示すものである。
図５の例では、Ａ−Ｂ間で示すＡＰＬが低い領域（第１のＡＰＬ領域）と、Ｂ−Ｃ間で示すＡＰＬが中間レベルである領域（第２のＡＰＬ領域）と、Ｃ−Ｄ間で示すＡＰＬが高い領域（第３のＡＰＬ領域）に応じて、バックライト光源の制御特性を変更し、また中間レベルの第２のＡＰＬ領域には、さらに特性変更点Ｇを設けて輝度制御特性の傾きを変えている。
【００５２】
図５の輝度制御特性は、表示映像の画質を維持しつつ、バックライト光源のさらなる低消費電力化を図ることを意図して設定されたものである。例えば、本例の輝度制御特性において最も低ＡＰＬ側に存在する特性変更点Ｂは、ＡＰＬが１０％の位置に設定され、最も高ＡＰＬ側に存在する特性変更点ＣはＡＰＬが９０％の位置に設定される。また低ＡＰＬ側の特性変更点Ｂを、バックライトの発光輝度が最大となる特性変更点とする。
【００５３】
放送される映像信号の９５％以上はＡＰＬが１０〜９０％の信号領域に収まる。この信号領域では上述した従来技術と同様、より低いＡＰＬ値（１０％付近）で光源発光輝度を上げ、コントラスト感を向上させ、より高いＡＰＬ値（９０％付近）で光源発光輝度を下げ、不要なまぶしさ感を軽減できるようにする。
【００５４】
すなわち、ＡＰＬが１０〜９０％の信号領域（領域Ｂ−Ｃ）では、ＡＰＬが大きくなるに従ってバックライト光源の発光輝度を低減させていく。この領域には、さらに特性変更点ｐ２を設定して、変化の割合を変更している。
そして、ＡＰＬが極めて低い０〜１０％の信号領域（領域Ａ−Ｄ）では、バックライト光源の最大輝度の特性変更点Ｂから、ＡＰＬが小さくなるほど発光輝度を減少させる。
【００５５】
そしてＡＰＬが極めて高い９０〜１００％の信号領域（領域Ｃ−Ｄ）では、さらにＡＰＬが大きくなるほどバックライト光源の発光輝度を減少させる。
ＡＰＬが極めて高い９０〜１００％の信号領域では、映像信号そのものに十分な輝度があり、バックライト光源を明るくする意味はない。むしろ画面がまぶしく感じられて、視聴者の目に悪影響を与えかねない。従ってこの信号領域では、ＡＰＬに対するバックライト光源の発光輝度の変化の割合を、ＡＰＬが１０〜９０％の信号領域におけるＡＰＬに対する変化の割合よりも大きくして、バックライト光源の発光輝度をより低減することができる。
【００５６】
なお、上記輝度制御特性に関して、例えば代表的な表示手段であるＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）では、ＡＰＬが５０％程度を超えると、ＡＰＬの増大に従って画面の輝度が低下する特性を有している。
上記の輝度制御特性では、ＡＰＬが高い信号領域（領域Ｃ−Ｄ）においてＡＰＬの増加に応じてバックライト光源の発光輝度を低下させるようにしており、ＣＲＴの輝度特性に準じているので、視聴上の違和感は感じられず、画質の劣化も少ない。
【００５７】
また上記各例に占めるような輝度制御特性は、上記のような線形のみならず、非線形の特性であってもよいことは明らかである。輝度制御特性が非線形である場合、非線形の輝度制御特性を線形の輝度制御特性に近似し、近似した線形の輝度制御特性における変更特性点を想定することによって、上述した線形の輝度制御特性と同様に各ＡＰＬ領域を規定することができる。
【００５８】
例えば輝度制御特性が図６に示すような非線形特性であるとき、この非線形特性を直線近似すれば、単純には図６の点線で示すような３本の直線ＡＢ，ＢＣ，ＣＤで近似できる。この３本の直線は、低ＡＰＬで光源の発光輝度を高くする直線（第１のＡＰＬ領域）と、高ＡＰＬで光源の発光輝度を低くする直線（第３のＡＰＬ領域）と、それらの間でバックライト光源の発光輝度をＡＰＬに応じて変化させる非線形の曲線を単一の傾きで近似した直線（第２のＡＰＬ領域）により規定できる。このときの第２のＡＰＬ領域の直線は、例えば非線形の曲線の変曲点Ｅにおける傾きによって規定される。
このように、非線形の輝度制御特性を直線近似することで、三つの直線の交点Ｂ，Ｃを特性変更点として定義することができる。
【００５９】
また線形の輝度制御特性と同様に、近似する直線の数は３つに限られず、４つ以上の直線で近似されてもよい。例えば４つの直線で近似した場合は、特性変更点は３つ存在することとなる。
【００６０】
次に液晶表示装置周囲の明るさに応じてバックライト光源の発光輝度特性を変更するための輝度制御テーブルについて説明する。
図７は、液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の一例を説明するための図である。
本例では、液晶表示装置周囲の明るさに応じた複数の輝度制御テーブルをテーブル格納メモリ２２に保持させておき、液晶表示装置のマイコン２１は、明るさセンサ２４を用いて測定した液晶表示装置周囲の明るさに基づいて輝度制御テーブルを選択し、その選択した輝度制御テーブルを使用してバックライト光源の発光輝度を制御する。
【００６１】
上記複数の輝度制御テーブルの輝度制御特性は、図７のように設定される。図７の例は、例えば、液晶表示装置の周囲が明るい場合（例えば液晶パネルのパネル面の照度が１００ｌｕｘ以上の場合）（I）と、周囲が少し暗い場合（例えば上記照度が５０ｌｕｘ程度の場合）（II）と、周囲が暗い場合（例えば上記照度が１０ｌｕｘ以下の場合）（III）との３段階で、それぞれ輝度制御特性を設定する。
また個々の輝度制御特性は、上記図４に示した輝度制御特性例の思想に基づいて設定されている。
【００６２】
ここでは、基本的に液晶表示装置の周囲が暗くなるに従って、バックライトの発光輝度を減少させている。
液晶表示装置の周囲が明るい視聴環境である場合は、液晶表示装置の表示画面も明るくする必要がある。そして表示画面を眩しいと感じるかどうかは、周囲環境により変化する。これを考慮して、特に眩しさを感じるＡＰＬの高い信号領域（白側）では、周囲環境が暗くなるに従ってバックライト光源の発光輝度を減少させるが、明るいときの発光輝度が低く設定されているので減少比率も小さく設定されている。
【００６３】
またバックライトを常時同じ発光強度で点灯した場合、明るい視聴環境でのコントラスト比（ＣＲ）は高いが、暗い視聴環境ではいわゆる黒浮きが視認されてコントラスト比が低下する。黒浮きは、黒画面でもバックライト光源の光が僅かに液晶パネルを透過する現象であり、暗い視聴環境で特に影響が大きくなる。従ってこれを考慮して、特に黒浮きの影響が大きいＡＰＬの低い信号領域（黒側）において、周囲環境が暗くなるに従ってバックライト光源の発光輝度を減少させる比率をＡＰＬの高い信号領域（白側）に比べて大きくする。
【００６４】
上記のように、表示画面の“眩しさ”と“コントラスト感”による異なった特性を考慮して、ＡＰＬが高い領域と低い領域とを周囲の明るさに応じて制御する。従って、輝度制御特性を明るさに応じてシフトさせる制御ではなく、以下のような思想に基づいて輝度制御特性を設定する。
【００６５】
図７の例においては、上記のように、液晶表示装置の周囲が明るいときの輝度制御特性（I）と、周囲が少し暗い場合の輝度制御特性（II）と、周囲が暗い場合の輝度制御特性（III）が設定されている。
そして本実施形態では、各輝度制御特性（I）〜（III）において、上記の特性変更点の位置をＡＰＬ方向に変更して各周囲環境毎に輝度制御特性を最適化することが特徴となっている。
【００６６】
ここでは各輝度制御特性は、基本的にＡＰＬの低い黒側の第１の領域と、ＡＰＬが中間レベルである第２の領域と、ＡＰＬが高い白側の第３の領域を有するものとする。
そしてＡＰＬの低い第１のＡＰＬ領域は、その輝度制御特性が直線状に設定される。この直線部分は、輝度制御特性における最大輝度レベルを示している。そして本例では、液晶表示装置の周囲が暗くなるほど、第１のＡＰＬ領域の最大輝度レベルを低減させ、同時に最大輝度レベルの範囲を規定する特性変更点の位置を、低ＡＰＬ側（黒側）に移動させる。つまり、輝度制御特性（I）の特性変更点Ｂ１に対して、輝度制御特性（II）の特性変更点Ｂ２を低ＡＰＬ側に移動させ、さらに輝度制御特性（III）の特性変更点Ｂ３をさらに低ＡＰＬ側に移動させる。
【００６７】
一般に人間の視覚特性において、周囲環境が暗い場合は相対的にコントラスト感が強調される。すなわち、周囲環境が暗くなるに従って、バックライトの輝度が減少しても十分なコントラスト感を感じるＡＰＬ領域は低ＡＰＬ側に広くなり、十分なコントラスト感を得られなくなるＡＰＬ領域は、低ＡＰＬ側の狭い領域に限られるようになる。従って、低ＡＰＬ側の狭い領域より高いＡＰＬ領域ではバックライトの輝度は過剰であり、バックライトの輝度を過剰分減少しても十分なコントラスト感が得られる。
【００６８】
つまり上記の例では、液晶表示装置の周囲環境が暗くなるに従って、バックライト光源の発光輝度レベルを低下させるとともに、特性変更点の位置ＢをＢ１からＢ３へと低ＡＰＬ側に移動させ、最大輝度レベルを与える第１のＡＰＬ領域のＡＰＬ方向の範囲を小さくするようにしている。ここでは、最大輝度レベルを与える第１のＡＰＬ領域の範囲は、バックライトの輝度が減少すると十分なコントラスト感が得られなくなるＡＰＬ領域と想定し、その範囲を超えた高ＡＰＬ側では、バックライトの輝度が過剰であるので、光源の発光輝度を次第に減少させていくようにする。
【００６９】
このように、周囲環境が暗くなるに従って、最大輝度レベルを有する黒側の第１のＡＰＬ領域の発光輝度を低下させ、このときに第１のＡＰＬ領域を規定する特性変更点のＡＰＬ方向の位置を低ＡＰＬ側に移動させることにより、最大輝度で発光する領域が小さくなるので、人間が十分なコントラスト感を得るには過剰な発光を抑制することができ、バックライト光源の消費電力を削減することができるようになる。
【００７０】
なお、周囲の明るさに応じた輝度制御特性の変更を、特性変更点の位置の変更により説明したが、これは以下のように説明することもできる。すなわち、輝度制御特性は、式ｙ＝ａｘ＋ｂ（但し、ｘ＝入力映像信号の特徴量、ｙ＝光源の発光輝度、ａ，ｂ＝定数）で直接的又は近似的に表される複数の要素により構成され、特性変更点の位置を変化させるとともに、特徴変更点に近接する要素を表す式における定数ａ又はｂの少なくとも一方を変化させることによって、輝度制御特性の変更を行うようにしてもよい。これについて、以下に説明する。
【００７１】
図７の例において、Ａ１−Ｂ１等で示される直線状の輝度制御特性の区間を要素と定義する。すなわち、輝度制御特性（Ｉ）は、Ａ１−Ｂ１間、Ｂ１−Ｃ１間、Ｃ１−Ｄ１間の３つの直線状の輝度制御特性の区間からなり、３つの要素から成る。Ａ１−Ｂ１間の区間を要素１、Ｂ１−Ｃ１間の区間を要素２、Ｃ１−Ｄ１間の区間を要素３とする。それぞれの要素は式ｙ＝ａｘ＋ｂ（但し、ｘ＝入力映像信号の特徴量、ｙ＝光源の発光輝度、ａ，ｂ＝定数）で表せる。ただし、図７は図４で示した輝度制御特性の思想に基づいて設定されているので要素１、要素３は発光輝度一定であるので、各要素の式は、要素１：ｙ＝ｂ１、要素２：ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２、要素３：ｙ＝ｂ３と表すことができる。
【００７２】
輝度制御特性（Ｉ）から輝度制御特性（II）に特性変更する際、特性変更点Ｂ１、Ｂ２に注目すると、輝度制御特性（I）の特性変更点Ｂ１に対して、輝度制御特性（II）の特性変更点Ｂ２は低発光輝度側で且つ低ＡＰＬ側に移動させる。同時に、特性変更点Ｂ１に近接する一方の要素である要素１を表す式の定数ｂ１を、ｂ１より低い値（ｂ１’とする）に変更させる。特性変更点Ｂ１に近接する他方の要素である要素２を表す式の定数ａ２を、若干低い値（ａ２’とする）に、同式の定数ｂ２を、ｂ２より低い値（ｂ２’とする）に変更する。
【００７３】
たとえば、輝度制御特性（II）の要素１について低ＡＰＬ方向に発光輝度を若干下げたほうが、過剰な発光を抑制する意味で好ましい場合には、輝度制御特性（II）の要素１の式をｙ＝ｂ１’からｙ＝ａ１’ｘ＋ｂ１’’（ａ１’＞０，ｂ１’’＜ｂ１’）に変更することにより、より好ましい特性とすることができる。また、輝度制御特性（II）の要素２を高ＡＰＬ方向に発光輝度を若干下げたほうが、過剰な発光を抑制する意味で好ましい場合には、輝度制御特性（II）の要素２の式をｙ＝ａ２’ｘ＋ｂ２’からｙ＝ａ２’’ｘ＋ｂ２’’（ａ２’’＜ａ２’，ｂ２’’＞ｂ２’）に変更することにより、より好ましい特性とすることができる。
【００７４】
このように、周囲の明るさの応じて行う輝度制御特性の変更を、特性変更点の変更とともに、特徴変更点に近接する要素を表す直線の式における定数ａ又はｂの少なくとも一方を変化させることにより、よりきめ細かな制御を行うことができ、バックライト光源の消費電力をより削減することができるようになる。
【００７５】
図７の輝度制御特性において、最小輝度レベルを有する第３のＡＰＬ領域、及び第１と第３のＡＰＬ領域を接続する第２のＡＰＬ領域についても、周囲環境が暗くなるに従ってバックライトの発光輝度を減少させる。このときに、第１のＡＰＬ領域における発光輝度の減少量よりも、第３のＡＰＬ領域における発光輝度の減少量の方が小さくなるように設定される。従って、第２のＡＰＬ領域の輝度制御特性は、周囲環境が暗くなるに従ってその傾きが小さくなっていく。
【００７６】
この場合、図７の例では、第２のＡＰＬ領域から第３のＡＰＬ領域に移行する特性変更点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のＡＰＬ方向の位置は変更せずに同じ位置とする。このときに、白側の高ＡＰＬ領域における人間の視覚特性を考慮した輝度制御を行う場合は、例えば、次に示す図８のような制御を行うようにしてもよい。
【００７７】
図８は、液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の他の例を説明するための図である。
上記図７の例と比較し、図８の制御例では、第２のＡＰＬ領域から第３のＡＰＬ領域に移行する特性変更点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を、周囲環境が暗くなるに従って低ＡＰＬ側に移動させている。
【００７８】
一般に人間の視覚特性において、周囲環境が暗い場合は、相対的に眩しいと感じるＡＰＬ領域が広くなる。すなわち、画面を視聴する人間が眩しいと感じるＡＰＬ領域は、周囲環境が暗くなるに従って、高ＡＰＬ側から低ＡＰＬ領域に広がっていくようになり、さらに低い領域では、バックライトの輝度が高くなっても眩しさをほとんど感じない。
【００７９】
つまり上記の例では、液晶表示装置周囲が暗くなるに従って、特性変更点の位置ＣをＣ１からＣ３へと低ＡＰＬ側に移動させ、最小輝度レベルを与える第３のＡＰＬ領域のＡＰＬ方向の範囲を大きくするようにしている。ここでは、最小輝度レベルを与える第３のＡＰＬ領域の範囲は、人が眩しさを感じる範囲と想定し、その範囲を超えた低ＡＰＬ側では、バックライトの発光輝度を第１のＡＰＬ領域に向かって次第に増大させるようにする。
【００８０】
このように、液晶表示装置周囲が暗くなるに従って、最小輝度レベルを有する白側の第３のＡＰＬ領域の発光輝度を低下させ、このときに第３のＡＰＬ領域を規定する特性変更点のＡＰＬ方向の位置を低ＡＰＬ側に移動させることにより、最小輝度で発光する信号領域が大きくなるので、人間が眩しさを感じる信号領域における発光を抑制することができ、バックライトの消費電力を削減することができるようになる。
【００８１】
図９は、液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の更に他の例を説明するための図である。図９は、上記図７及び図８に示したような線形の輝度制御特性ではなく、非線形の輝度制御特性の設定例を示している。
上述したように、輝度制御特性が非線形である場合、非線形の輝度制御特性を線形の輝度制御特性に近似し、近似した線形の輝度制御特性における変更特性点を想定することによって、線形の輝度制御特性と同様にＡＰＬ領域を規定することができる。
【００８２】
図９の例では、液晶表示装置の周囲が明るいときの輝度制御特性（I）と、周囲が少し暗い場合の輝度制御特性（II）と、周囲が暗い場合の輝度制御特性（III）とがそれぞれ非線形の輝度制御特性として設定されている。そして、各輝度制御特性において、非線形特性を近似した直線から特性変更点Ｂ１〜Ｂ３，及びＣ１〜Ｃ３が規定される。これらの近似直線は図示しないが、上述の図６のような手法で近似直線を想定することで、特性変更点Ｂ１〜Ｂ３，及びＣ１〜Ｃ３が規定されるものとする。図９では図面の煩雑化を避けるために上記近似直線の交点近傍を便宜的に特性変更点として示している。
【００８３】
そして図９の例は、図８の例と同様に、第１のＡＰＬ領域から第２のＡＰＬ領域に移行する特性変更点Ｂ１〜Ｂ３と、第２のＡＰＬ領域から第３のＡＰＬ領域に移行する特性変更点Ｃ１〜Ｃ３とを、周囲環境が暗くなるに従って低ＡＰＬ側に移動させるようにする。これにより、主に低ＡＰＬ領域によって影響を受けるコントラスト感と、主に高ＡＰＬ領域によって影響を受ける眩しさ感とを制御して画面表示を最適化するとともに、バックライト光源の消費電力を削減できるようにしている。
【００８４】
なお、図９のような非線形の輝度制御特性においても、図７のように液晶表示装置の周囲環境が暗くなるに従って特性変更点Ｂ１〜Ｂ３の位置を低ＡＰＬ側に移動させ、特性変更点Ｃ１〜Ｃ３のＡＰＬ方向の位置は変更しないように設定してもよい。また、液晶表示装置の周囲環境が暗くなるに従って特性変更点Ｃ１〜Ｃ３の位置を低ＡＰＬ側に移動させ、特性変更点Ｂ１〜Ｂ３のＡＰＬ方向の位置は変更しないように設定してもよい。
上記のように、図７〜図９の実施形態において、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、バックライト光源の発光輝度を変化させるとともに、輝度制御特性において、入力映像信号の特徴量に関わらずバックライト光源の発光輝度が最大発光輝度で一定となる領域を変化させるようにする。
【００８５】
図１０は、液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の更に他の例を説明するための図である。
上述した図７〜図９の例では、図４に示す標準の輝度制御特性の形状に基づく複数の輝度制御特性を設定した。本例及び後述する図１１，図１２の例では、図５に示す輝度制御特性の特性に基づいて複数の輝度制御特性を設定する。
【００８６】
図１０に示す輝度制御特性は、上述の図７の輝度制御特性と同様の主旨で作成されている。すなわち本例の輝度制御特性においても、液晶表示装置の周囲が明るい場合（I）と、周囲が少し暗い場合（II）と、周囲が暗い場合（III）との３段階で、それぞれ輝度制御特性が設定される。
【００８７】
そして液晶表示装置の周囲が暗くなるに従って、バックライト光源の発光輝度を減少させる。さらに本実施形態では、各輝度制御特性（I）〜（III）において、最大発光輝度を含む特性変更点Ｂの位置をＡＰＬ方向に変更して各周囲環境毎に輝度制御特性を最適化する。
【００８８】
ここでは液晶表示装置の周囲が暗くなるほど、第１のＡＰＬ領域の輝度レベルを低減させ、同時に最大輝度レベルの範囲を規定する特性変更点の位置を、低ＡＰＬ側（黒側）に移動させる。つまり、輝度制御特性（I）の特性変更点Ｂ１に対して、輝度制御特性（II）の特性変更点Ｂ２を低ＡＰＬ側に移動させ、さらに輝度制御特性（III）の特性変更点Ｂ３をさらに低ＡＰＬ側に移動させる。
【００８９】
つまり本例では、液晶表示装置の周囲環境が暗くなるに従って、バックライト光源の発光輝度レベルを低下させるとともに、特性変更点Ｂの位置をＢ１からＢ３へと低ＡＰＬ側に移動させ、最大輝度レベルを与える第１のＡＰＬ領域のＡＰＬ方向の範囲を小さくするようにしている。最大輝度レベルを与える第１のＡＰＬ領域の範囲は、人がコントラストを感じる領域が周囲環境に応じて変化することを鑑みて、周囲環境が暗くなるに従って特性変更点Ｂの位置を低ＡＰＬ側に移動させるようにしている。
【００９０】
このように、周囲環境が暗くなるに従って、最大輝度レベルを有する黒側の第１のＡＰＬ領域の発光輝度を低下させ、このときに第１のＡＰＬ領域を規定する特性変更点のＡＰＬ方向の位置を低ＡＰＬ側に移動させることにより、人間がコントラスト感を感じない領域における余分な発光を抑制することができ、バックライト光源の消費電力を削減することができるようになる。
【００９１】
図１０の輝度制御特性において、最小輝度レベルを有する第３のＡＰＬ領域、及び第１と第３のＡＰＬ領域を接続する第２のＡＰＬ領域についても、周囲環境が暗くなるに従ってバックライト光源の発光輝度を減少させる。このときに、第１のＡＰＬ領域における発光輝度の減少量よりも、第３のＡＰＬ領域における発光輝度の減少量の方が小さくなるように設定される。従って、第２のＡＰＬ領域の輝度制御特性は、周囲環境が暗くなるに従ってその傾きが小さくなっていく。
この場合、図１０の例では、第２のＡＰＬ領域から第３のＡＰＬ領域に移行する特性変更点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のＡＰＬ方向の位置は変更せずに同じ位置とする。このときに、白側の高ＡＰＬ領域における人間の視覚特性を考慮した輝度制御を行う場合は、例えば、次に示す図１１のような制御を行うようにしてもよい。
【００９２】
図１１は、液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の他の例を説明するための図である。上記図１０の例と比較し、図１１の制御例では、第２のＡＰＬ領域から第３のＡＰＬ領域に移行する特性変更点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を、周囲環境が暗くなるに従って低ＡＰＬ側に移動させる。
【００９３】
本例では、液晶表示装置周囲が暗くなるに従って、特性変更点の位置ＣをＣ１からＣ３へと低ＡＰＬ側に移動させ、最小輝度レベルを与える第３のＡＰＬ領域のＡＰＬ方向の範囲を大きくするようにしている。ここでは、最小輝度レベルを与える第３のＡＰＬ領域の範囲は、周囲環境に応じて人が眩しさを感じる範囲が変化することを鑑みて、周囲環境が暗くなるに従って最小輝度レベルを有する白側の第３のＡＰＬ領域の発光輝度を低下させ、このときに第３のＡＰＬ領域を規定する特性変更点のＡＰＬ方向の位置を低ＡＰＬ側に移動させる。最小発光輝度レベルを有する第３のＡＰＬ領域は、バックライト光源の最小発光輝度レベルを含み、かつ映像特徴量であるＡＰＬが大きくなるほどバックライト光源の発光輝度が小さくなる割合が大きい領域である。そして本例では、周囲環境が暗くなるほど、特性変更点Ｃが低ＡＰＬ側に移動するので、人間が眩しさを感じる領域における発光を抑制することができ、バックライト光源の消費電力を削減することができるようになる。
【００９４】
図１２は、液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の更に他の例を説明するための図である。図１２は、上記図１１に示した線形の輝度制御特性と同様の特性変更点による、非線形の輝度制御特性の設定例を示している。
【００９５】
図１２の例では、液晶表示装置の周囲が明るいときの輝度制御特性（I）と、周囲が少し暗い場合の輝度制御特性（II）と、周囲が暗い場合の輝度制御特性（III）とがそれぞれ非線形の輝度制御特性として設定されている。そして、各輝度制御特性において、非線形特性を近似した直線から特性変更点Ｂ１〜Ｂ３，及びＣ１〜Ｃ３が規定される。これらの近似直線は図示しないが、上述の図６のような手法で近似直線を想定することで、特性変更点Ｂ１〜Ｂ３，及びＣ１〜Ｃ３が規定されるものとする。
【００９６】
そして図１２の例は、図１１の例と同様に、第１のＡＰＬ領域から第２のＡＰＬ領域に移行する特性変更点Ｂ１〜Ｂ３と、第２のＡＰＬ領域から第３のＡＰＬ領域に移行する特性変更点Ｃ１〜Ｃ３とを、周囲環境が暗くなるに従って低ＡＰＬ側に移動させるようにする。これにより、主に低ＡＰＬ領域によって影響を受けるコントラスト感と、主に高ＡＰＬ領域によって影響を受ける眩しさ感とを制御して画面表示を最適化するとともに、バックライトの消費電力を削減できるようにしている。
上記のように、図１０〜図１２に示す実施形態においては、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、バックライト光源の発光輝度を変化させるとともに、輝度制御特性において、入力映像信号の特徴量が小さくなるほどバックライト光源の発光輝度が最大発光輝度より小さくなる領域を変化させるようにする。
【００９７】
図１３において、映像信号の出現頻度が低く、入力映像信号のＡＰＬが低い部分（Ａ−Ｂ間）では、バックライト光源の発光輝度を高レベルで一定の値に設定しておく。すなわち、図１３のＡ―Ｂ間の範囲が、第１のＡＰＬ領域として設定される。
ＡＰＬが低い部分は暗い映像であるので、バックライト光源の輝度を高く設定しておいても、画面の眩しさや目への刺激という影響が少ない。また一方では、暗い映像部分の階調表現を向上させるとともに、暗い画面内のピーク部分を目立たせ、コントラスト感のある美しい映像とすることができる。
【００９８】
また映像信号の出現頻度が高いＡＰＬの範囲（Ｂ−Ｃ間）においては、ＡＰＬが高くなるに従ってバックライト光源の発光輝度を小さくするように変化させる。これにより画面の眩しさ及び目への刺激を低減させて、映像を適切な輝度で表示させるようにする。すなわち、図１３のＢ−Ｃ間の範囲が、第２のＡＰＬ領域として設定される。
【００９９】
第２のＡＰＬ領域において、映像信号のＡＰＬの出現頻度が高い部分ほど、バックライト光源の発光輝度が急激に変化するように設定することができる。この場合、第２のＡＰＬ領域の傾きを複数設定してもよい。例えば図１３（Ｂ）のＢ−Ｆ間は、Ｆ−Ｃ間に比べて映像信号の出現頻度がより高いので、ＡＰＬに対する輝度制御特性の傾きが大きくなるように設定することができる（Ｂ−Ｆ間の傾き｜Ｘ１｜＞Ｆ−Ｃ間の傾き｜Ｘ２｜）。このように、出現頻度が高いＡＰＬを有する画面でバックライト輝度の増減度合いを大きくすることにより、効果的にバックライト光源による消費電力を低減することが可能となる。
【０１００】
また映像信号の出現頻度が低く、入力映像信号のＡＰＬが高い部分（Ｃ−Ｄ間）では、バックライト光源の発光輝度を低く一定の値に設定し、画面の眩しさ及び目への刺激への影響を極力低減する。すなわち、図１３のＣ−Ｄ間の範囲が第３のＡＰＬ領域として設定される。
【０１０１】
以上のように、映像特徴量（ここではＡＰＬ）に応じた映像信号の出現頻度のヒストグラムを基に、映像信号の出現頻度が多い映像特徴量の範囲ほどバックライト光源の発光輝度の変化を大きくする（映像特徴量に対するバックライト光源の発光輝度の傾きを大きくする）制御特性とする。
【０１０２】
図１３の場合、上記の特性変更点は、４本の直線の交点Ｂ，Ｆ，Ｃとなる。
なお、上記の例で第２のＡＰＬ領域Ｂ−Ｃ間を直線で結び、特性変更点をＢ、Ｃの二つとした図７及び図８の例のような輝度制御特性を用いてもよい。
【０１０３】
このように、本発明は、映像特徴量の大小にかかわらず、周囲環境の明るさに対応して、該映像特徴量に対する光源の発光輝度を変化させるとともに、輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点の位置を変化させることにより、いかなる映像に対しても過剰な光源の発光輝度を削減することができ、より効果的に電力削減を行うことができる。すなわち、映像特徴量が大きい場合であっても、周囲環境の明るさに対応して、該映像特徴量に対する発光輝度を変化させ、視聴者が眩しさ感じないように光源の発光輝度を低下させる領域を広くすることにより、より効果的に電力削減を行うことができる。
また、本発明は、輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点を複数持ち、周囲環境の明るさに対応して、該複数の特性変更点の位置を変化させることにより、映像特徴量が小さい領域ばかりでなく、映像特徴量が大きい領域においては、視聴者が眩しさを感じないように光源の発光輝度を低下させて、より効果的に電力削減を行うことが可能になる。
【０１０４】
さらに、本発明では、周囲環境の明るさに対応して、輝度制御特性を構成する要素が変わる点である特性変更点の位置を変化させるとともに、該特徴変更点に近接する前記要素を表す式における定数ａ又はｂの少なくとも一方を変化させることにより、前記要素のかかわるＡＰＬ領域について光源の発光輝度の削減量を最適に制御することができるので、特性変更点を挟んで近接する両要素がかかわる映像特徴量が小さい領域および映像特徴量が大きい領域のいずれにおいても電力削減を効果的に行うことが可能となる。
以上のように、本発明の輝度制御特性の変更は、単に輝度制御特性をシフト、伸張、あるいは、制御範囲の制限によっては期待できない特段の作用効果が得られるものである。
【０１０５】
また、上記の例では入力映像信号の映像特徴量としてＡＰＬを使用し、ＡＰＬに応じてバックライト光源の発光輝度の制御を行っているが、上記映像特徴量はＡＰＬに限ることなく、例えば、入力映像信号の１フレームのピーク輝度の状態（有無または多少）を利用するようにしてもよい。
【０１０６】
この場合には、周辺環境（装置周囲の明るさ）ごとに、ピーク輝度を表現する方がよい場合は、バックライト光源の発光輝度を高めで制御することにより、画面のピークを目立たせて美しい映像を表現させることができる。またピーク輝度を表現する必要が少ない場合は、バックライト光源の発光輝度を極力低減させて、バックライト光源の消費電力を低減させることができる。
【０１０７】
同様に、入力映像信号の映像特徴量として、１フレーム内の所定領域（期間）における最大輝度レベルや最小輝度レベル、輝度分布状態（ヒストグラム）を用いたり、これらを組み合わせて求めた映像特徴量に基づき、バックライトの発光輝度を可変制御するようにしてもよい。
【０１０８】
また、ＡＰＬを用いる場合、ＡＰＬを求めるために１フレーム全ての映像信号の輝度レベルの平均値を求める必要はなく、例えば、表示映像の端部を除外した中央付近の映像信号の輝度レベルの平均値を求めて、これを映像特徴量として用いるようにしてもよい。例えば、放送受信信号から分離・取得されたジャンル情報に基づいて、予め設定された（文字・記号等が重畳されている可能性が高い）画面領域を除外するようにゲート制御して、所定の一部領域のみの映像特徴量を測定するようにしてもよい。
【０１０９】
また、入力映像信号の特徴量に応じたバックライトの発光輝度の切り換えは、時定数を持たせて徐々に切り換えるようにすれば、急激な輝度変化を招来せず、目への刺激や違和感等の観点から好ましい。
【０１１０】
また、上記では液晶表示装置周囲の明るさに応じてバックライトの発光輝度の制御を行う例を示したが、この他、液晶表示装置周囲の明るさに応じて、輝度制御特性を演算によって変更する構成としてもよい。この場合、入力映像信号の特徴量に応じて変化する係数を持った関数式を複数用意しておき、液晶表示装置周囲の明るさに応じて所定の関数式を選択すればよい。
【０１１１】
また、液晶表示装置周囲の明るさに応じて光源の輝度制御特性を自動的に切り換えることに加えて、ユーザがリモコン２７などにより、メニュー設定画面等から輝度制御特性を選択するような構成としておけば、ユーザが所望する輝度制御特性を利用することができるため、ユーザビリティを向上させることができる。
なお、上記のような輝度変換制御は、図２あるいは図３に示すようなバックライトユニット１７を備えた直視型の液晶表示装置のみならず、液晶プロジェクタのような投影型表示装置に対しても適用できる。この場合も液晶パネルの背面側から光源光を照射することによって、映像表示が行われ、この光源光の発光輝度を上記の輝度制御特性に従って制御すればよい。
【０１１２】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態においては、入力映像信号のＡＰＬが大きいほど光源の発光輝度を小さくするように制御するのみの表示装置についての説明であったが、本実施形態においては、入力映像信号のＡＰＬが小さいほど光源の発光輝度を小さくするように制御するとともに、映像信号の伸長処理を行う表示装置について説明する。
【０１１３】
図１４は、輝度制御テーブルを用いたバックライト光源の発光輝度の制御例を説明するための図で、本実施形態に適用する輝度制御特性の形状の一例を示すものである。
【０１１４】
図１４において、Ａ−Ｂ間で示すＡＰＬが低い領域（第１のＡＰＬ領域とする）と、Ｂ−Ｃ間で示すＡＰＬが中間レベルである領域（第２のＡＰＬ領域とする）と、Ｃ−Ｄ間で示すＡＰＬが高い領域（第３のＡＰＬ領域とする）に応じて、バックライト光源の制御特性を変更することを表している。
【０１１５】
図１４は、輝度制御テーブルを用いたバックライト光源の発光輝度の制御例を説明するための図で、本実施形態に適用する輝度制御特性の形状の一例を示すものである。
【０１１６】
図１６は、映像伸張テーブルを用いた映像信号伸張の制御例を説明するための図である。
【０１１７】
図１６において、Ａ−Ｂ間で示すＡＰＬが低い領域（第１のＡＰＬ領域とする）と、Ｂ−Ｃ間で示すＡＰＬが中間レベルである領域（第２のＡＰＬ領域とする）と、Ｃ−Ｄ間で示すＡＰＬが高い領域（第３のＡＰＬ領域とする）に応じて、映像信号の伸張圧縮の制御特性を変更することを表している。
【０１１８】
入力映像信号のＡＰＬが低い第１のＡＰＬ領域（Ａ−Ｂ間）では、バックライト光源の発光輝度を低レベルの一定の値に設定しておき、映像信号を伸張するように設定しておく。
ＡＰＬが低い領域は暗い映像であるのでバックライト光源の発光輝度を低くするとともに、映像信号レベルを伸張して、ダイナミックレンジを拡大することにより、黒レベルを十分に抑えてコントラスト感を向上させることができる。
【０１１９】
また入力映像信号のＡＰＬが高い第３のＡＰＬ領域（Ｃ―Ｄ間）では、バックライト光源の発光輝度を高レベルの一定の値に設定し、映像信号レベルを圧縮するよう設定する。これにより、白潰れの発生を抑制するようにしている。
更に、上記第１のＡＰＬ領域と第３のＡＰＬ領域とを接続する第２のＡＰＬ領域は、所定レベルの傾きをもって、ＡＰＬの増加に応じてバックライトの発光輝度が増加していくように制御し、所定レベルの傾きをもって、ＡＰＬの増加に応じて映像信号の圧縮率を増加するよう制御する。すなわち検出された映像信号のＡＰＬが高くなるほどバックライトの発光輝度を大きくしつつ、映像信号レベルを圧縮することにより、画面の眩しさを低減しつつ、白潰れの発生を抑制する。
【０１２０】
上記のように、第１のＡＰＬ領域（黒側）では、輝度制御特性における最小輝度レベルでバックライトが発光するように制御され、第３のＡＰＬ領域（白側）では、輝度制御特性における最大輝度レベルでバックライト光源が発光するように制御される。
【０１２１】
そしてここでは、映像特徴量（本例ではＡＰＬ）に対するバックライト光源の発光輝度制御特性の傾きが変わる点を特性変更点と定義する。図１４においては、３本の直線ＡＢ，ＢＣ，ＣＤの二つの交点Ｂ，Ｃが特性変更点となる。
【０１２２】
なお本発明の実施形態に適用可能な輝度制御特性は、上記の例に限定されることなく、バックライト光源の発光特性やその消費電力、あるいは表示する映像信号の内容等に応じて適宜設定できることは明らかである。この場合、第１〜第３のＡＰＬ領域の輝度制御特性の傾きを任意に設定することができ、また特性変更点の数も任意に設定することができる。
【０１２３】
次に液晶表示装置周囲の明るさに応じてバックライト光源の発光輝度特性を変更するための輝度制御テーブルについて説明する。
図１５は、液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の一例を説明するための図である。
本例では、液晶表示装置周囲の明るさに応じた複数の輝度制御テーブルをテーブル格納メモリ２２に保持させておき、液晶表示装置のマイコン２１は、明るさセンサ２４を用いて測定した液晶表示装置周囲の明るさに基づいて輝度制御テーブルを選択し、その選択した輝度制御テーブルを使用してバックライト光源の発光輝度を制御する。
【０１２４】
上記複数の輝度制御テーブルの輝度制御特性は、図１５のように設定される。図１５の例は、例えば、液晶表示装置の周囲が明るい場合（例えば液晶パネルのパネル面の照度が１００ｌｕｘ以上の場合）（I）と、周囲が少し暗い場合（例えば上記照度が５０ｌｕｘ程度の場合）（II）と、周囲が暗い場合（例えば上記照度が１０ｌｕｘ以下の場合）（III）との３段階で、それぞれ輝度制御特性を設定する。
また個々の輝度制御特性は、上記図１４に示した輝度制御特性例の思想に基づいて設定されている。
【０１２５】
ここでは、基本的に液晶表示装置の周囲が暗くなるに従って、バックライトの発光輝度を増加させている。
液晶表示装置の周囲が明るい視聴環境である場合は、液晶表示装置の表示画面も明るくする必要がある。そして表示画面を眩しいと感じるかどうかは、周囲環境により変化する。これを考慮して、特に眩しさを感じるＡＰＬの高い信号領域（白側）では、周囲環境が暗くなるに従ってバックライト光源の発光輝度を減少させるが、周囲が明るいときの発光輝度が高く設定されているので周囲環境の明るさに対するバックライト光源の発光輝度の減少比率をＡＰＬの低い信号領域（黒側）に比べて大きく設定されている。
【０１２６】
またバックライトを常時同じ発光強度で点灯した場合、明るい視聴環境でのコントラスト比（ＣＲ）は高いが、暗い視聴環境ではいわゆる黒浮きが視認されてコントラスト比が低下するが、ＡＰＬの低い信号領域（黒側）では光源輝度を低くしているので黒浮きの影響は少ない。従って、ＡＰＬの低い信号領域（黒側）において、周囲環境が暗くなるに従って周囲環境の明るさに対するバックライト光源の発光輝度を減少させる比率をＡＰＬの高い信号領域（白側）に比べて小さくする。
【０１２７】
上記のように、表示画面の“眩しさ”と“コントラスト感”による異なった特性を考慮して、光源の発光輝度を最低レベルで一定とするＡＰＬ領域、光源の発光輝度を最高レベルで一定とするＡＰＬ領域の光源輝度を、周囲の明るさに応じて制御する。従って、輝度制御特性を明るさに応じてシフトさせる制御ではなく、以下のような思想に基づいて輝度制御特性を設定する。
【０１２８】
図１５の例においては、上記のように、液晶表示装置の周囲が明るいときの輝度制御特性（I）と、周囲が少し暗い場合の輝度制御特性（II）と、周囲が暗い場合の輝度制御特性（III）が設定されている。
そして本実施形態では、各輝度制御特性（I）〜（III）において、上記の特性変更点の位置をＡＰＬ方向に変更して各周囲環境毎に輝度制御特性を最適化することが特徴となっている。
【０１２９】
ここでは各輝度制御特性は、基本的にＡＰＬの低い黒側の第１の領域と、ＡＰＬが中間レベルである第２の領域と、ＡＰＬが高い白側の第３の領域を有するものとする。
そしてＡＰＬの低い第１のＡＰＬ領域は、その輝度制御特性が直線状に設定される。この直線部分は、輝度制御特性における最小輝度レベルを示している。そして本例では、液晶表示装置の周囲が暗くなるほど、第１のＡＰＬ領域の最小輝度レベルを低減させ、同時に最小輝度レベルの範囲を規定する特性変更点の位置を、高ＡＰＬ側（白側）に移動させる。つまり、輝度制御特性（I）の特性変更点Ｂ１に対して、輝度制御特性（II）の特性変更点Ｂ２を高ＡＰＬ側に移動させ、さらに輝度制御特性（III）の特性変更点Ｂ３をさらに高ＡＰＬ側に移動させる。
【０１３０】
一般に人間の視覚特性において、周囲環境が暗い場合は相対的にコントラスト感が強調される。すなわち、ＡＰＬの低い信号領域（黒側）で光源の発光輝度が最小の場合、周囲環境が暗くなるに従って、バックライトの輝度が減少しても十分なコントラスト感が得られるＡＰＬ領域は高ＡＰＬ側に広くなる。従って、最小輝度である低ＡＰＬ側の領域よりも高いＡＰＬ領域ではバックライトの輝度は過剰であり、バックライトの輝度を過剰分減少しても十分なコントラスト感が得られる。
【０１３１】
つまり上記の例では、液晶表示装置の周囲環境が暗くなるに従って、バックライト光源の発光輝度レベルを低下させるとともに、特性変更点の位置ＢをＢ１からＢ３へと高ＡＰＬ側に移動させ、最小輝度レベルを与える第１のＡＰＬ領域のＡＰＬ方向の範囲を大きくするようにしている。ここでは、最小輝度レベルを与える第１のＡＰＬ領域の範囲は、バックライトの輝度が減少しても映像信号レベルを伸張することにより十分なコントラスト感が得られるＡＰＬ領域と想定し、その範囲を超えた高ＡＰＬ側では周辺環境が暗くなった分、バックライトの輝度が過剰であるので、光源の発光輝度を全体として減少させる。
【０１３２】
このように、周囲環境が暗くなるに従って、最小輝度レベルを有する黒側の第１のＡＰＬ領域の発光輝度を低下させ、このときに第１のＡＰＬ領域を規定する特性変更点のＡＰＬ方向の位置を高ＡＰＬ側に移動させることにより、最小輝度で発光する領域が大きくなるので、人間が十分なコントラスト感を得つつ、過剰な発光を抑制することができ、バックライト光源の消費電力を削減することができるようになる。
【０１３３】
なお、周囲の明るさに応じた輝度制御特性の変更を、特性変更点の位置の変更により説明したが、これは以下のように説明することもできる。すなわち、輝度制御特性は、式ｙ＝ａｘ＋ｂ（但し、ｘ＝入力映像信号の特徴量、ｙ＝光源の発光輝度、ａ，ｂ＝定数）で直接的又は近似的に表される複数の要素により構成され、特性変更点の位置を変化させるとともに、特徴変更点に近接する要素を表す式における定数ａ又はｂの少なくとも一方を変化させることによって、輝度制御特性の変更を行うようにしてもよい。これについて、以下に説明する。
【０１３４】
図１５の例において、Ａ１−Ｂ１等で示される直線状の輝度制御特性の区間を要素と定義する。すなわち、輝度制御特性（Ｉ）は、Ａ１−Ｂ１間、Ｂ１−Ｃ１間、Ｃ１−Ｄ１間の３つの直線状の輝度制御特性の区間からなり、３つの要素から成る。Ａ１−Ｂ１間の区間を要素１、Ｂ１−Ｃ１間の区間を要素２、Ｃ１−Ｄ１間の区間を要素３とする。それぞれの要素は式ｙ＝ａｘ＋ｂ（但し、ｘ＝入力映像信号の特徴量、ｙ＝光源の発光輝度、ａ，ｂ＝定数）で表せる。ただし、図７は図４で示した輝度制御特性の思想に基づいて設定されているので要素１、要素３は発光輝度一定であるので、各要素の式は、要素１：ｙ＝ｂ１、要素２：ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２、要素３：ｙ＝ｂ３と表すことができる。
輝度制御特性（Ｉ）から輝度制御特性（II）に特性変更する際、特性変更点Ｂ１、Ｂ２に注目すると、輝度制御特性（I）の特性変更点Ｂ１に対して、輝度制御特性（II）の特性変更点Ｂ２は低発光輝度側で且つ高ＡＰＬ側に移動させる。同時に、特性変更点Ｂ１に近接する一方の要素である要素１を表す式の定数ｂ１を、ｂ１より低い値（ｂ１’とする）に変更させる。特性変更点Ｂ１に近接する他方の要素である要素２を表す式の定数ａ２を、若干低い値（ａ２’とする）に、同式の定数ｂ２を、ｂ２より低い値（ｂ２’とする）に変更する。
【０１３５】
たとえば、輝度制御特性（II）の要素１について低ＡＰＬ方向に発光輝度を若干下げたほうが、過剰な発光を抑制する意味で好ましい場合には、輝度制御特性（II）の要素１の式をｙ＝ｂ１’からｙ＝ａ１’ｘ＋ｂ１’’（ａ１’＞０，ｂ１’’＜ｂ１’）に変更することにより、より好ましい特性とすることができる。また、輝度制御特性（II）の要素２を高ＡＰＬ方向に発光輝度を若干下げたほうが、過剰な発光を抑制する意味で好ましい場合には、輝度制御特性（II）の要素２の式をｙ＝ａ２’ｘ＋ｂ２’からｙ＝ａ２’’ｘ＋ｂ２’’（ａ２’’＜ａ２’，ｂ２’’＞ｂ２’）に変更することにより、より好ましい特性とすることができる。
【０１３６】
このように、周囲の明るさの応じて行う輝度制御特性の変更を、特性変更点の変更とともに、特徴変更点に近接する要素を表す直線の式における定数ａ又はｂの少なくとも一方を変化させることにより、よりきめ細かな制御を行うことができ、バックライト光源の消費電力をより削減することができるようになる。
以上のように、入力映像信号の特徴量に対応して光源の発光輝度制御を行うと同時に、映像信号の伸縮処理を行うことにより、表示映像のコントラスト感を向上させるものにおいて本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施形態の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の液晶表示装置に適用可能なバックライトユニットの構成例を示す図である。
【図３】本発明の液晶表示装置に適用可能なバックライトユニットの他の構成例を示す図である。
【図４】輝度制御テーブルを用いたバックライト光源の発光輝度の制御例を説明するための図である。
【図５】輝度制御テーブルを用いたバックライト光源の発光輝度の他の制御例を説明するための図である。
【図６】輝度制御テーブルを用いたバックライト光源の発光輝度の更に他の制御例を説明するための図である。
【図７】液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の一例を説明するための図である。
【図８】液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の他の例を説明するための図である。
【図９】液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の更に他の例を説明するための図である。
【図１０】液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の更に他の例を説明するための図である。
【図１１】液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の他の例を説明するための図である。
【図１２】液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の更に他の例を説明するための図である。
【図１３】ニュース／報道ジャンルにおける輝度変換制御の一例を説明するための図である。
【図１４】輝度制御テーブルを用いたバックライト光源の発光輝度の制御例を説明するための図である。
【図１５】液晶表示装置周囲の明るさに応じて選択される輝度制御テーブルによる輝度制御特性の一例を説明するための図である。
【図１６】映像伸張テーブルを用いた映像信号伸張の制御例を説明するための図である。
【図１７】従来例の映像のヒストグラムと光源の光量の特性を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１…液晶表示装置、１１…アンテナ、１２…チューナ、１３…デコーダ、１４…ＡＰＬ測定部、１５…フィルタ、１６…バックライト制御部、１７…バックライトユニット、１８…映像処理部、１９…ＬＣＤコントローラ、２０…液晶パネル、２１…マイコン、２２…テーブル格納メモリ、２３…輝度制御テーブル、２４…明るさセンサ、２５…リモコン受光部、２６…乗算器、２７…リモコン装置、３０…筐体、３１…蛍光管、３２…拡散板、４１…赤色光源、４２…緑色光源、４３…青色光源。
【図１】
2007241236.tif 000003
【図２】
2007241236.tif 000004
【図３】
2007241236.tif 000005
【図４】
2007241236.tif 000006
【図５】
2007241236.tif 000007
【図６】
2007241236.tif 000008
【図７】
2007241236.tif 000009
【図８】
2007241236.tif 000010
【図９】
2007241236.tif 000011
【図１０】
2007241236.tif 000012
【図１１】
2007241236.tif 000013
【図１２】
2007241236.tif 000014
【図１３】
2007241236.tif 000015
【図１４】
2007241236.tif 000016
【図１５】
2007241236.tif 000017
【図１６】
2007241236.tif 000018
【図１７】
2007241236.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月4日(2007.4.4)
【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】
入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、該明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、
前記明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を変化させるとともに、前記輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点の位置を、前記入力映像信号の特徴量の方向と前記光源の発光輝度方向との両方に、変化させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、該明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、
前記輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点が複数存在し、
前記明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、前記複数の特性変更点の位置を、前記入力映像信号の特徴量の方向と前記光源の発光輝度方向との両方に、変化させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記特性変更点は、前記輝度制御特性を直線で近似したときの交点であ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】
入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、該明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、前記入力映像信号の特徴量に対する前記光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置であって、
前記明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、前記輝度制御特性における、前記入力映像信号の特徴量に関わらず前記光源の発光輝度が最大発光輝度で一定となる前記入力映像信号の特徴量の領域、または前記入力映像信号の特徴量が小さくなるほど前記光源の発光輝度が最大発光輝度より小さくなる前記入力映像信号の特徴量の領域を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記明るさ検出手段により検出した明るさが暗いほど前記入力映像信号の特徴量の領域を小さくすることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記入力映像信号の特徴量として、少なくとも入力映像信号の１フレーム単位の平均輝度レベルを用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記入力映像信号を伸縮するとともに、前記光源の発光輝度を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記入力映像信号に対する階調変換特性を変更するとともに、前記光源の発光輝度を制御することを特徴とする請求項１乃至６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】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を変化させるとともに、輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点の位置を、前記入力映像信号の特徴量の方向と前記光源の発光輝度方向との両方に、変化させることを特徴としたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第２の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置において、輝度制御特性の傾きが変わる点である特性変更点が複数存在し、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、複数の特性変更点の位置を、前記入力映像信号の特徴量の方向と前記光源の発光輝度方向との両方に、変化させることを特徴としたものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第３の技術手段は、第１または第２のいずれかの技術手段において、特性変更点は、輝度制御特性を直線で近似したときの交点であることを特徴としたものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第４の技術手段は、入力映像信号による映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、周囲の明るさを検出するための明るさ検出手段とを有し、明るさ検出手段により検出した明るさに応じて、入力映像信号の特徴量に対する光源の発光輝度を規定する輝度制御特性を変化させるようにした液晶表示装置であって、明るさ検出手段により検出した明るさに対応して、輝度制御特性における、前記入力映像信号の特徴量に関わらず前記光源の発光輝度が最大発光輝度で一定となる前記入力映像信号の特徴量の領域、または前記入力映像信号の特徴量が小さくなるほど前記光源の発光輝度が最大発光輝度より小さくなる前記入力映像信号の特徴量の領域を変化させることを特徴としたものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第５の技術手段は、第４の技術手段において、明るさ検出手段により検出した明るさが暗いほど前記入力映像信号の特徴量の領域を小さくすることを特徴としたものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第６の技術手段は、第１乃至第５のいずれかの技術手段において、入力映像信号の特徴量として、少なくとも入力映像信号の１フレーム単位の平均輝度レベルを用いることを特徴としたものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第７の技術手段は、第１乃至第６のいずれかの技術手段において、入力映像信号を伸縮するとともに、光源の発光輝度を制御することを特徴としたものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第８の技術手段は、第１乃至第６のいずれかの技術手段において、入力映像信号に対する階調変換特性を変更するとともに、光源の発光輝度を制御することを特徴としたものである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】