(57)【要約】【課題】常に、同じ明るさでＯＳＤ表示を行なうことができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】表示制御部１は、平均点灯率演算部１１によって得られた平均点灯率と、階調設定部１３による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積と、目標点灯率設定部１０によって得られた目標点灯率と、階調設定部１３による設定前のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積とを比較した結果に応じて、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される映像信号から生成された表示用データに基づいた映像表示を行なう液晶パネルと、
上記液晶パネルに表示されている映像に、別の映像を重ね合わせてＯＳＤ表示させると共に、当該液晶パネルの表示制御のための情報を含む入力映像信号を出力する表示制御部と、
上記液晶パネルの背面から光を照射すると共に、上記液晶パネルの表示領域を複数に分割したエリア毎に照射光量の調節が可能なバックライトと、
上記表示制御部から出力される入力映像信号から、上記液晶パネルに供給する表示用データと、上記バックライトに供給するバックライト制御用データとを生成するエリアアクティブ制御部と、
上記エリアアクティブ制御部によって生成されたバックライト制御用データに応じて、上記バックライトの光照射を上記分割したエリア毎に制御するバックライト制御部とを備え、
上記表示制御部は、
上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調から、当該ＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトの目標輝度を設定する目標輝度設定部と、
上記バックライト制御部から上記ＯＳＤ表示領域の輝度を読み取り、当該ＯＳＤ表示領域のバックライトの輝度を求める輝度演算部と、
上記輝度演算部によって求められた輝度と、上記目標輝度設定部によって設定された目標輝度とを比較する輝度比較部と、
上記輝度比較部による比較結果に応じて、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定する階調設定部とを有す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生成された表示用データに基づいた映像表示を行なう液晶パネルと、
上記液晶パネルに表示されている映像に、別の映像を重ね合わせてＯＳＤ表示させると共に、当該液晶パネルの表示制御のための情報を含む入力映像信号を出力する表示制御部と、
上記液晶パネルの表示画面に対応するように二次元配置された複数のＬＥＤからなり、当該液晶パネルを背面から光照射するバックライトと、
上記映像信号から、上記液晶パネルに供給する表示用データと、上記バックライトに供給するバックライト制御用データとを生成するエリアアクティブ制御部と、
上記バックライトを構成している各ＬＥＤを、当該ＬＥＤの輝度を変化させることが可能な点灯駆動制御により点灯駆動すると共に、上記液晶パネルの表示画面を複数の領域に分割したとき、上記エリアアクティブ制御部によって生成されたバックライト制御用データに応じて、上記バックライトの光照射を上記領域毎に制御するバックライト制御部とを備え、
上記表示制御部は、
上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調から、当該ＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトの目標点灯率を設定する目標点灯率設定部と、
上記バックライト制御部から上記ＯＳＤ表示領域の点灯率を読み取り、当該ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤの平均点灯率を求める平均点灯率演算部と、
上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定する階調設定部と、
上記平均点灯率演算部によって求められた平均点灯率と、上記階調設定部による設定後の上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積と、上記目標点灯率設定部によって設定された目標点灯率と、上記階調設定部による設定前の上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積とを比較する比較部とを有し、
上記階調設定部は、上記比較部による比較結果に応じて、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
上記階調設定部は、
上記比較部による比較結果が、平均点灯率と階調設定部による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積のほうが目標点灯率と階調設定部による設定前のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積よりも大きい場合、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を下げるように設定し、
上記比較部による比較結果が、平均点灯率と階調設定部による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積のほうが目標点灯率と階調設定部による設定前のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積よりも小さい場合、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を上げるように設定することを特徴とする請求項２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生成された表示用データに基づいた映像表示を行なう液晶パネルと、
上記液晶パネルに表示されている映像に、別の映像を重ね合わせてＯＳＤ表示させると共に、当該液晶パネルの表示制御のための情報を含む入力映像信号を出力する表示制御部と、
上記液晶パネルの表示画面に対応するように二次元配置された複数のＬＥＤからなり、当該液晶パネルを背面から光照射するバックライトと、
上記映像信号から、上記液晶パネルに供給する表示用データと、上記バックライトに供給するバックライト制御用データとを生成するエリアアクティブ制御部と、
上記バックライトを構成している各ＬＥＤを、当該ＬＥＤの輝度を変化させることが可能な点灯駆動制御により点灯駆動すると共に、上記液晶パネルの表示画面を複数の領域に分割したとき、上記エリアアクティブ制御部によって生成されたバックライト制御用データに応じて、上記バックライトの光照射を上記領域毎に制御するバックライト制御部とを備え、
上記表示制御部は、
上記バックライト制御部から上記ＯＳＤ表示領域の点灯率を読み取って得られた、当該ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤのピーク点灯率と、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調の最大階調値とから求めた補正係数によって、当該ＯＳＤ表示領域の階調を補正することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
上記バックライト制御部は、
上記バックライトのＬＥＤを全点灯したときの駆動電流の総量を上限とし、各領域で点灯するＬＥＤの駆動電流の総量が、上記の全点灯時の駆動電流の総量を超えない範囲でＬＥＤの発光輝度を一定倍率で増加させることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項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、映像に合わせてバックライトの点灯を表示エリア毎に制御する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動画の残像低減、コントラストの向上を目的として、映像に合わせてバックライトの点灯を表示エリア毎に制御するエリアアクティブ駆動方式の液晶表示装置が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
さらに、上記エリアアクティブ駆動方式の液晶表示装置において、映像の一部分が明るい時に、他の暗い部分に合わせてバックライトを絞ることによって余った電力を、明るい部分のバックライトに使用することで、高輝度、高コントラストを実現するハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）方式を採用した液晶表示装置がある。
【０００４】
一方、液晶表示装置には、映像を表示している画面に、別の画像を重ね合わせて表示するオンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）機能が搭載されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４９９９６号公報（２０１０年１１月０４日公開）
【特許文献２】特開２００５−３２１４２４号公報（２００５年１１月１７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記ＨＤＲ方式の液晶表示装置では、表示する画素の階調が高いところに対応するバックライトをより明るく点灯させることで、高輝度を実現している。
【０００７】
このため、時刻表示等のＯＳＤのように、高輝度で表示する必要のないにも関わらず、映像がＯＳＤより暗いと、ＯＳＤ部分に電力が集中しＯＳＤが、ユーザにとって非常にまぶしく感じるという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、ＨＤＲ方式の液晶表示装置において、入力映像信号の明るさに左右されず、常に、同じ明るさでＯＳＤ表示を行なうことで、液晶パネルの観察者にとって非常に見やすいＯＳＤ表示を実現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】
【０００９】
本発明の液晶表示装置は、
入力される映像信号から生成された表示用データに基づいた映像表示を行なう液晶パネルと、
上記液晶パネルに表示されている映像に、別の映像を重ね合わせてＯＳＤ表示させると共に、当該液晶パネルの表示制御のための情報を含む入力映像信号を出力する表示制御部と、
上記液晶パネルの背面から光を照射すると共に、上記液晶パネルの表示領域を複数に分割したエリア毎に照射光量の調節が可能なバックライトと、
上記表示制御部から出力される入力映像信号から、上記液晶パネルに供給する表示用データと、上記バックライトに供給するバックライト制御用データとを生成するエリアアクティブ制御部と、
上記エリアアクティブ制御部によって生成されたバックライト制御用データに応じて、上記バックライトの光照射を上記分割したエリア毎に制御するバックライト制御部とを備え、
上記表示制御部は、
上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調から、当該ＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトの目標輝度を設定する目標輝度設定部と、
上記バックライト制御部から上記ＯＳＤ表示領域の輝度を読み取り、当該ＯＳＤ表示領域のバックライトの輝度を求める輝度演算部と、
上記輝度演算部によって求められた輝度と、上記目標輝度設定部によって設定された目標輝度とを比較する輝度比較部と、
上記輝度比較部による比較結果に応じて、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定する階調設定部とを有することを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、液晶パネルに入力される映像信号の階調から求めたＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトの輝度を、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調から求めたＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトの目標輝度に近づけるように制御することで、ＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトの輝度を常に同じ輝度で維持することができる。
【００１１】
これにより、液晶パネルに入力される映像信号が、ＯＳＤ表示を行なう映像信号よりも暗い場合に、当該ＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトに電力が集中することによりバックライトの輝度が高くなるような場合であっても、ＯＳＤ表示を行なう領域におけるバックライトの本来の輝度である目標輝度に近づくように、上記バックライトの輝度を低くすることができるので、ＯＳＤ表示を行なう領域におけるまぶしさを抑えることができる。
【００１２】
逆に、液晶パネルに入力される映像信号が、ＯＳＤ表示を行なう映像信号よりも明るい場合に、当該ＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトへの電力が少なくなることによりバックライトの輝度が低くなるような場合であっても、ＯＳＤ表示を行なう領域におけるバックライトの本来の輝度である目標輝度に近づくように、上記バックライトの輝度を大きくすることができるので、ＯＳＤ表示を行なう領域における暗さを抑えることができる。
【００１３】
従って、入力映像信号の明るさに左右されず、常に、同じ明るさでＯＳＤ表示を行なうことができるので、液晶パネルの観察者にとって非常に見やすいＯＳＤ表示を実現することができる。
【００１４】
本発明の液晶表示装置は、
入力される映像信号から生成された表示用データに基づいた映像表示を行なう液晶パネルと、
上記液晶パネルに表示されている映像に、別の映像を重ね合わせてＯＳＤ表示させると共に、当該液晶パネルの表示制御のための情報を含む入力映像信号を出力する表示制御部と、
上記液晶パネルの表示画面に対応するように二次元配置された複数のＬＥＤからなり、当該液晶パネルを背面から光照射するバックライトと、
上記映像信号から、上記液晶パネルに供給する表示用データと、上記バックライトに供給するバックライト制御用データとを生成するエリアアクティブ制御部と、
上記バックライトを構成している各ＬＥＤを、当該ＬＥＤの輝度を変化させることが可能な点灯駆動制御により点灯駆動すると共に、上記液晶パネルの表示画面を複数の領域に分割したとき、上記エリアアクティブ制御部によって生成されたバックライト制御用データに応じて、上記バックライトの光照射を上記領域毎に制御するバックライト制御部とを備え、
上記表示制御部は、
上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調から、当該ＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトの目標点灯率を設定する目標点灯率設定部と、
上記バックライト制御部から上記ＯＳＤ表示領域の点灯率を読み取り、当該ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤの平均点灯率を求める平均点灯率演算部と、
上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定する階調設定部と、
上記平均点灯率演算部によって求められた平均点灯率と、上記階調設定部による設定後の上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積と、上記目標点灯率設定部によって設定された目標点灯率と、上記階調設定部による設定前の上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積とを比較する比較部とを有し、
上記階調設定部は、上記比較部による比較結果に応じて、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定することを特徴としている。
【００１５】
ここで、階調設定部による設定前の階調とは、階調設定部に入力され、階調設定が未だ行なわれていない階調をいう。つまり、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の本来の階調を示す。また、階調設定部による設定後の階調とは、上記の本来の階調を、上記比較部による比較結果に応じて設定した階調をいう。つまり、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の本来の階調の補正後の階調を示す。
【００１６】
上記の構成によれば、バックライトが二次元配置された複数のＬＥＤからなり、各ＬＥＤが当該ＬＥＤの輝度を変化させることが可能な点灯駆動制御により点灯駆動されていることで、ＬＥＤの点灯率を利用して、ＯＳＤ表示領域の輝度を表現することが可能となる。
【００１７】
ここで、ＬＥＤの点灯駆動制御を、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御とした場合、上記点灯率は、ＬＥＤのデューティ比と言い換えることができる。
【００１８】
また、上記点灯駆動制御には、上記ＰＷＭ制御の他に、電流制御もある。この電流制御の場合には、ＰＷＭ制御のデューティ比がＬＥＤの駆動電流量となる。
【００１９】
上記階調設定部は、
上記比較部による比較結果が、平均点灯率と階調設定部による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積のほうが目標点灯率と階調設定部による設定前のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積よりも大きい場合、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を下げるように設定し、
上記比較部による比較結果が、平均点灯率と階調設定部による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積のほうが目標点灯率と階調設定部による設定前のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積よりも小さい場合、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を上げるように設定することを特徴としている。
【００２０】
このように、平均点灯率と階調設定部による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積のほうが目標点灯率と階調設定部による設定前のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積よりも大きい場合であっても、平均点灯率と階調設定部による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積のほうが目標点灯率と階調設定部による設定前のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積よりも小さい場合であっても、常に、平均点灯率と階調設定部による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積で表される明るさを目標点灯率と階調設定部による設定前のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調との積との積で表される明るさに近づけることになる。
【００２１】
従って、入力映像信号の明るさに左右されず、常に、同じ明るさでＯＳＤ表示を行なうことができるので、液晶パネルの観察者にとって非常に見やすいＯＳＤ表示を実現することができる。
【００２２】
本発明の液晶表示装置は、
入力される映像信号から生成された表示用データに基づいた映像表示を行なう液晶パネルと、
上記液晶パネルに表示されている映像に、別の映像を重ね合わせてＯＳＤ表示させると共に、当該液晶パネルの表示制御のための情報を含む入力映像信号を出力する表示制御部と、
上記液晶パネルの表示画面に対応するように二次元配置された複数のＬＥＤからなり、当該液晶パネルを背面から光照射するバックライトと、
上記映像信号から、上記液晶パネルに供給する表示用データと、上記バックライトに供給するバックライト制御用データとを生成するエリアアクティブ制御部と、
上記バックライトを構成している各ＬＥＤを、当該ＬＥＤの輝度を変化させることが可能な点灯駆動制御により点灯駆動すると共に、上記液晶パネルの表示画面を複数の領域に分割したとき、上記エリアアクティブ制御部によって生成されたバックライト制御用データに応じて、上記バックライトの光照射を上記領域毎に制御するバックライト制御部とを備え、
上記表示制御部は、
上記バックライト制御部から上記ＯＳＤ表示領域の点灯率を読み取って得られた、当該ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤのピーク点灯率と、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調の最大階調値とから求めた補正係数によって、当該ＯＳＤ表示の映像信号の階調を補正することを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によれば、バックライトが二次元配置された複数のＬＥＤからなり、各ＬＥＤが当該ＬＥＤの輝度を変化させることが可能な点灯駆動制御により点灯駆動されていることで、ＬＥＤの点灯率を利用して、ＯＳＤ表示領域の輝度を表現することが可能となる。
【００２４】
しかも、ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤのピーク点灯率と、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調の最大階調値とから求めた補正係数によって、当該ＯＳＤ表示の映像信号の階調を補正しているので、ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤの平均点灯率を求める平均点灯率演算部が不要となる。
【００２５】
これにより、ＬＥＤのピーク位置の輝度の比較だけで済むようになる。つまり、表示制御部は、ＯＳＤ表示領域の階調のピーク位置の点灯率をバックライト制御部からリードし、Ｌ（ピーク階調）×Ｂ（目標点灯率）とＬ（ピーク階調）×α（補正係数）×Ｂ’（ピーク位置の点灯率）を比較し、フローに従いαを決定することになる。
【００２６】
上記バックライト制御部は、
上記バックライトのＬＥＤを全点灯したときの駆動電流の総量を上限とし、各領域で点灯するＬＥＤの駆動電流の総量が、上記の全点灯時の駆動電流の総量を超えない範囲でＬＥＤの発光輝度を一定倍率で増加させることが好ましい。
【００２７】
このように、バックライトのＬＥＤを全点灯したときの駆動電流の総量を上限とし、各領域で点灯するＬＥＤの駆動電流の総量が、上記の全点灯時の駆動電流の総量を超えない範囲でＬＥＤの発光輝度を一定倍率で増加させること、すなわちハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）方式を採用した場合、通常であれば、映像がＯＳＤより暗いと、ＯＳＤ部分に電力が集中しＯＳＤが、ユーザにとって非常にまぶしく感じが、上記のように、ＯＳＤ表示制御を行なうことで、映像がＯＳＤより暗いかあるいは明るいかに関われず、常に、同明るさでＯＳＤ表示できるので、ユーザはまぶしく感じることがない。
【００２８】
しかも、電力が集中する場合、輝度を抑えることになるので、消費電力の低減も図ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
ルの表示領域を複数に分割した  本発明は、入力される映像信号から生成された表示用データに基づいた映像表示を行なう液晶パネルと、上記液晶パネルに表示されている映像に、別の映像を重ね合わせてＯＳＤ表示させると共に、当該液晶パネルの表示制御のための情報を含む入力映像信号を出力する表示制御部と、上記液晶パネルの背面から光を照射すると共に、上記液晶パネエリア毎に照射光量の調節が可能なバックライトと、上記映像信号から、上記液晶パネルに供給する表示用データと、上記バックライトに供給するバックライト制御用データとを生成するエリアアクティブ制御部と、上記エリアアクティブ制御部によって生成されたバックライト制御用データに応じて、上記バックライトの光照射を上記分割したエリア毎に制御するバックライト制御部とを備え、上記表示制御部は、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調から、当該ＯＳＤ表示を行なう領域のバックライトの目標輝度を設定する目標輝度設定部と、上記バックライト制御部から上記ＯＳＤ表示領域の輝度を読み取り、演算する輝度演算部と、上記輝度演算部によって求められた輝度と、上記目標輝度設定部によって設定された目標輝度とを比較する輝度比較部と、上記輝度比較部による比較結果に応じて、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定する階調設定部とを有する構成である。
【００３０】
上記構成によれば、入力映像信号の明るさに左右されず、常に、同じ明るさでＯＳＤ表示を行なうことができるので、液晶パネルの観察者にとって非常に見やすいＯＳＤ表示を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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ブロック図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置におけるＯＳＤ表示制御の流れを示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は従来のバックライトの点灯状態を示す図であり、（ｂ）は本発明のバックライトの点灯状態を示す図である。
【図４】一般的なローカルデミングの制御例を示す図であり、（ａ）はバックライトの領域分割例を示し、（ｂ）はローカルデミングによるバックライトの各領域における輝度値を示す図である。
【図５】ローカルデミングの制御の一つであるハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）によるバックライトの各領域における輝度値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、エリアアクティブ駆動方式の液晶表示装置において、映像の一部分が明るい時に、他の暗い部分に合わせてバックライトを絞ることによって余った電力を、明るい部分のバックライトに使用することで、高輝度、高コントラストを実現するハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）方式を用いることを前提とした発明である。
【００３３】
そして、本発明は、上述のように、入力映像信号の明るさに左右されず、常に、同じ明るさでＯＳＤ表示を行なうことができるので、液晶パネルの観察者にとって非常に見やすいＯＳＤ表示を実現することを目的としており、この目的を達成するために、入力映像信号から、輝度演算部によって、ＯＳＤ表示領域における輝度（目標輝度）を求めて、さらに、ＯＳＤ表示領域における実際の輝度を求めて、そして輝度比較部を用いて、実際の輝度を目標輝度に近づけるように制御している。
【００３４】
下記の実施の形態１、２では、バックライトの輝度を示す具体的な例として、バックライトを構成するＬＥＤの点灯率（目標点灯率と平均点灯率）を用いる例について説明する。このＬＥＤの点灯率の詳細は後述する。
【００３５】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３６】
＜液晶表示装置の概略＞
本実施の形態では、入力される映像信号に基づきバックライトの輝度を制御する液晶表示装置、特に画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力信号によりバックライトの輝度を制御し駆動する液晶表示装置に、本発明を適用した例について説明する。
【００３７】
図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成ブロック図である。
【００３８】
上記液晶表示装置は、図１に示すように、表示制御部１、エリアアクティブ制御部２、パネル制御部３、ＬＣＤパネル（表示パネル）４、ＬＥＤ制御部（バックライト制御部）５、ＬＥＤバックライト６を備えている。
【００３９】
上記ＬＣＤパネル４は、（ｍ×ｎ）個の画素が二次元配置された液晶パネルである。
【００４０】
また、ＬＣＤパネル４の表示画面は、複数個、例えば（ｉ×ｊ）個のエリアに分割されている。
【００４１】
上記パネル制御部３は、ＬＣＤパネル４の駆動回路である。パネル制御部３は、エリアアクティブ制御部２から出力されたＬＣＤパネル４の駆動に用いる表示用データ（以下、ＬＣＤデータと称する）に基づき、ＬＣＤパネル４に対して表示素子の光透過率を制御するＬＣＤ制御信号（電圧信号）を出力する。パネル制御部３から出力された電圧は表示素子内の画素電極（図示せず）に書き込まれ、表示素子の光透過率は画素電極に書き込まれた電圧に応じて変化する。
【００４２】
上記ＬＥＤバックライト６は、ＬＣＤパネル４の背面側に設けられ、ＬＣＤパネル４の背面にバックライト光を照射する。ここで、ＬＥＤバックライト６は、光源として、二次元配置されたＬＥＤを用いており、各ＬＥＤは、複数に分割された画面に対応するように、所定数個で一組になってＬＥＤユニットを形成している。
【００４３】
上記ＬＥＤ制御部５は、ＬＣＤパネル４を構成している各ＬＥＤをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により点灯駆動する駆動回路である。ＬＥＤ制御部５は、エリアアクティブ制御部２から出力されたＬＥＤバックライト６の駆動に用いるバックライト制御用データ（以下、ＬＥＤデータと称する）に基づき、ＬＥＤバックライト６に対して各ＬＥＤの輝度を制御するＬＥＤ制御信号（電圧信号または電流信号）を出力する。
【００４４】
なお、本発明では、ＬＥＤ制御部５において、ＬＥＤの点灯駆動制御はＰＷＭ制御に限定するものではなく、電流制御であってもよく、ＬＥＤの輝度を変化させることが可能な点灯駆動制御であればどのような制御であってもよい。また、上記電流制御では、ＰＷＭ制御のデューティ比がＬＥＤの駆動電流量となる。
【００４５】
ここで、上述したように、液晶表示装置の画面は、複数個、例えば（ｉ×ｊ）個のエリアに分割され、１個のエリアには１個のＬＥＤユニットが対応づけられる。
【００４６】
上記エリアアクティブ制御部２は、（ｉ×ｊ）個のエリアのそれぞれについて、エリア内の画像に基づき、当該エリアに対応したＬＥＤの輝度を求める。エリアアクティブ制御部２は、ＬＥＤバックライト６に含まれるすべてのＬＥＤの輝度を求め、求めたＬＥＤ輝度を表すＬＥＤデータ（バックライト制御用データ）を上記ＬＥＤ制御部５に対して出力する。
【００４７】
また、上記エリアアクティブ制御部２は、表示制御部１によって生成された入力映像信号に基づき、ＬＣＤパネル４に含まれるすべての表示素子の光透過率を求め、求めた光透過率を表すＬＣＤデータ（表示用データ）をパネル制御部３に対して出力する。
【００４８】
上記エリアアクティブ制御部２に入力される入力映像信号は、表示制御部１で生成される。
【００４９】
上記表示制御部１は、外部から入力された映像データから、ＬＣＤパネル４及びＬＥＤバックライト６に必要な情報を生成して、入力映像信号としてエリアアクティブ制御部２に出力する。
【００５０】
また、上記表示制御部１は、ＯＳＤ表示する場合、ＯＳＤデータに含まれる階調データに基づいて、当該ＯＳＤデータを表示するＯＳＤ表示領域に対応したＬＥＤの輝度を調整するためのＯＳＤ階調データを、上記エリアアクティブ制御部２に出力する入力映像信号に含めて出力するようになっている。
【００５１】
＜ローカルデミング＞
上記構成の映像表示装置においては、ＬＣＤパネル４の照明用としてＬＥＤバックライト６を用いていることから、ＬＥＤバックライト６を複数の領域に分割し、それぞれの領域に対応する表示領域の映像信号に応じて領域毎にＬＥＤの発光を制御する、所謂ローカルデミングを可能としている。このローカルでミングによれば、例えば、ＬＣＤパネル４に表示された画像の画面内の暗い部分はＬＥＤの発光を抑え、画面内の明るい部分はＬＥＤを強く発光させる、といった制御が可能になる。これにより、バックライトの消費電力を低減するとともに、表示画面のコントラストを向上させることができる。
【００５２】
例えば、一般的なローカルデミングの制御例を図４に示す。ここではＬＥＤバックライトを８つの領域に分割し、各領域に対応する映像信号の最大階調値に応じてＬＥＤの輝度を制御するものとする。各領域の映像信号の最大階調値が図４（ａ）に示す状態であったものとする。Ａ〜Ｈは領域Ｎｏ．を示し、その下の数字が各領域内の最大階調値である。
【００５３】
例えば、ローカルデミングによる各領域のＬＥＤの輝度は図４（ｂ）に示すようになる。つまり、各領域の映像信号に応じて、領域ごとにＬＥＤの輝度を制御する。ここでは、映像信号の最大階調値が低い領域では映像が比較的暗いため、ＬＥＤの輝度を低下させて黒浮きを軽減させコントラストを向上させるとともに、ＬＥＤの低消費電力化を図るようにしている。この場合、それぞれの領域における最大輝度は、バックライトの全てのＬＥＤをデューティ１００％（点灯率１００％）で点灯したときの輝度（例えば４５０ｃｄ／ｍ２）に制限される。
【００５４】
これに対して、本実施の形態に係る映像表示装置では、上述したローカルデミングの１手法として、電力リミットと呼ばれる制御方式、所謂ハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）方式が採用されている。ＨＤＲ方式は、ＬＣＤパネル４の表示画面内で輝度がさらに必要な領域に対してバックライトの輝度をより高め、コントラストを向上させるようにするものである。ここでは、バックライトのＬＥＤを全点灯したときの駆動電流の総量を上限とし、各領域で点灯するＬＥＤの駆動電流の総量が、上記の全点灯時の駆動電流の総量を超えない範囲でＬＥＤの発光輝度を一定倍率で増加させるようになっている。
【００５５】
つまり、図５に示すように、図４（ｂ）で領域毎に定めたＬＥＤの発光輝度に一定倍率（ａ倍）を乗算して輝度を高くする。このときの条件は、Σ（各領域の駆動電流値）＜ＬＥＤの全点灯時の総駆動電流値となる。この場合、１つの領域では、全点灯時の輝度（例えば４５０ｃｄ／ｍ２）を超えることを許容し、電力に余裕のある範囲でより多くの駆動電流をＬＥＤに投入して、より明るくするものである。このような制御を行うことで、実際に２〜３倍のピーク輝度を表現することが可能である。
【００５６】
ところで、上記ＨＤＲ方式を採用し、ＯＳＤ表示を行なった場合、以下のような問題が生じる。
【００５７】
つまり、上述したエリアアクティブ制御部２では、入力された映像の分割エリアごとに、ＬＣＤデータ、ＬＥＤデータの計算を行う。このとき、エリアアクティブ制御部２では表示制御部１によって映像の上に表示される時刻表示などのＯＳＤと表示制御部１に入力される元の映像データとの区別がつかない。その結果、入力される映像がＯＳＤより暗い場合、ＯＳＤ表示領域に対応するＬＥＤバックライト６のＬＥＤに電力が集中し、ＯＳＤが非常にまぶしくなってしまう。
【００５８】
具体的には、図３（ａ）の左下に示すように、ＬＣＤパネル４において映像がＯＳＤ表示領域よりも明るい場合、ＯＳＤ表示領域４１に対応するＬＥＤ６１に電力が集中しないので、明るくなり過ぎない。このとき、図３（ａ）の右下の図に示すように、ＬＥＤバックライト６を構成するＬＥＤ６１の点灯率は、表示画面全域でほぼ均等化されている。
【００５９】
一方、図３（ａ）の左上に示すように、ＬＣＤパネル４において映像がＯＳＤ表示領域よりも暗い場合、ＯＳＤ表示領域４１に対応するＬＥＤ６１に電力が集中して、当該ＯＳＤ表示領域が明るくなり過ぎる。このとき、図３（ａ）の右上の図に示すように、ＬＥＤバックライト６を構成するＬＥＤ６１の点灯率は、ＯＳＤ表示領域４１で高くなっている。
【００６０】
そこで、ＯＳＤがまぶしくなる可能性がある場合に、ＯＳＤの階調を低くすることで、まぶしさを抑えることができる。
【００６１】
具体的には、図３（ｂ）の左下に示すように、ＬＣＤパネル４において映像がＯＳＤ表示領域よりも明るい場合、ＯＳＤ表示領域４１に対応するＬＥＤ６１に電力が集中しないので、明るくなり過ぎない。このとき、図３（ｂ）の右下の図に示すように、ＬＥＤバックライト６を構成するＬＥＤ６１の点灯率は、表示画面全域でほぼ均等化されている。
【００６２】
一方、本発明では、図３（ｂ）の左上に示すように、ＬＣＤパネル４において映像がＯＳＤ表示領域よりも暗い場合、ＯＳＤ表示領域４１に対応するＬＥＤ６１に電力が集中したとしても、当該ＯＳＤ表示領域における階調を下げるように制御することで、当該ＯＳＤ表示領域が明るくなり過ぎることを防止している。このとき、図３（ａ）の右上の図に示すように、ＬＥＤバックライト６を構成するＬＥＤ６１の点灯率は、ＯＳＤ表示領域４１で高くならないように制御されている。
【００６３】
このようなＯＳＤ表示領域における階調制御は以下のようにして実現される。
【００６４】
＜ＯＳＤ階調制御のための構成＞
まず、ＯＳＤ階調制御のための構成について説明する。
【００６５】
上記ＯＳＤ表示制御は、表示制御部１及びＬＥＤ制御部５を用いて行なう。
【００６６】
従って、ＯＳＤ表示制御を行なうために、表示制御部１は、図１に示すように、目標点灯率設定部１０、平均点灯率演算部１１、比較部１２、階調設定部１３を備えている。
【００６７】
上記目標点灯率設定部１０は、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調から、当該ＯＳＤ表示を行なう領域のＬＥＤバックライト６のＬＥＤの点灯率（目標点灯率）を設定し、上記比較部１２に出力する。
【００６８】
上記平均点灯率演算部１１は、上記ＬＥＤ制御部５から読み出されたＯＳＤ表示領域に対応するＬＥＤの点灯率から、当該ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤの平均点灯率を求める。
【００６９】
上記比較部１２は、上記平均点灯率演算部１１によって求められた平均点灯率と、後述する階調設定部１３による設定後の上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調（Ｌ×α：αは補正係数）との積と、上記目標点灯率設定部１０によって設定された目標点灯率と、後述する階調設定部１３による設定前の上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調（Ｌ）との積とを比較する。
【００７０】
ここで、階調設定部１３による設定前の階調とは、階調設定部１３に入力され、階調設定が未だ行なわれていない階調をいう。つまり、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の本来の階調を示す。また、階調設定部１３による設定後の階調とは、上記の本来の階調を、上記比較部１２による比較結果に応じて設定した階調をいう。つまり、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の本来の階調の補正後の階調を示す。
【００７１】
上記階調設定部１３は、上記点灯率比較部１２による比較結果に応じて、上記ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調を設定する。この設定した階調は、階調設定部１３による設定後のＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調として、上記比較部１２に出力される。
【００７２】
このようにして階調設定部１３によって設定されたＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調は、表示制御部１から出力される入力映像信号に含まれる。
【００７３】
ここで、ＬＥＤバックライト６を構成しているＬＥＤは、上述のように、ＰＷＭ制御されているので、上記点灯率は、デューティ比と言い換えることができる。
【００７４】
つまり、本実施の形態では、表示制御部１の平均点灯率演算部１１が、ＬＥＤ制御部５から出力される、ＬＥＤバックライト６の、ＯＳＤ表示領域に対応して配置された各ＬＥＤのデューティ比から、平均デューティ比を求めて、これを平均点灯率とし、比較部１２に出力するようになっている。
【００７５】
また、ＯＳＤ表示領域の明るさは、ＯＳＤ表示領域の階調とＯＳＤ表示領域のバックライトの点灯率で決まる。つまり、ＯＳＤ本来の階調をＬとした場合、目標となる明るさより、そのときのバックライト点灯率は決定される。この点灯率を目標点灯率Ｂとする。
【００７６】
入力映像がＯＳＤより暗い場合、ＯＳＤ表示領域のＬＥＤバックライト６のＬＥＤに電力が集中し、ＯＳＤ表示領域における平均点灯率Ｂ’が上記のＢより大きくなり、まぶしく感じる。
【００７７】
そこで、本実施の形態では、ＯＳＤの階調を調正する補正係数α（０＜α≦１）を設定し、ＯＳＤの階調をＬ×αとし、このαを制御することで、ＯＳＤの階調を調節し、まぶしさを抑えるようにしている。
【００７８】
＜ＯＳＤ表示制御の処理の流れ＞
次に、ＯＳＤ表示制御の処理の流れについて、以下に説明する。
【００７９】
図２は、ＯＳＤ表示制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【００８０】
まず、表示制御部１においてＯＳＤデータの有無を判断する（ステップＳ１１）。
【００８１】
ここで、ＯＳＤデータ有りと判断されれば、表示制御部１は、ＯＳＤデータに基づいて、ＯＳＤ表示階調Ｌを求めて、ＯＳＤ表示領域における目標の明るさを実現するときのバックライトの目標点灯率Ｂを求める。ＯＳＤ表示領域における明るさは、ＯＳＤ表示階調Ｌと目標点灯率Ｂの積、すなわちＬ×Ｂで表される。なお、αの初期値は１とする。
【００８２】
次に、表示制御部１において、ＯＳＤ表示領域のＬＥＤの平均点灯率Ｂ’を求める（ステップＳ１２）。ここでは、ＯＳＤ表示領域において実際の明るさを実現したバックライトの平均点灯率Ｂ’を求める。ＯＳＤ表示領域における実際の明るさは、Ｌ×α×Ｂ’（ここで、αは、補正係数であり、０＜α≦１の範囲の値である）で表される。
【００８３】
そして、表示制御部１では、ＯＳＤ表示領域における実際の明るさを示すＬ×α×Ｂ’（αの初期値は１）と、当該ＯＳＤ表示領域における目標の明るさを示すＬ×Ｂよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１３）。
【００８４】
ステップＳ１３において、Ｌ×α×Ｂ’＞Ｌ×Ｂと判断され場合、ＯＳＤ表示領域が本来の明るさよりも明るくなっている（まぶしく感じる）ことになるので、ステップＳ１４に移行して補正係数αを減少させ、ＯＳＤの階調（Ｌ×α）を低くする。ここで、補正係数αは、２５６階調の場合であれば、１％程度低下させる。しかしながら、補正係数αによる低下の程度はこれに限定されるものではない。
【００８５】
続いて、減少させた補正係数αが最小値αmin（例えば０．１）よりも小さいか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、αが最小値αminよりも小さければ、αをαminに設定し直し（ステップＳ１６）、また、αが最小値αminよりも小さくなければ、ステップＳ２０に移行する。
【００８６】
一方、ステップＳ１３において、Ｌ×α×Ｂ’＞Ｌ×Ｂでないと判断され場合、ＯＳＤ表示領域が本来の明るさと同じかそれよりも暗くなっていることになるので、ステップＳ１７に移行して補正係数αを増加させ、ＯＳＤの階調（Ｌ×α）を高める。
【００８７】
続いて、増加させた補正係数αが最大値１よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１８）。ここで、αが１よりも大きければ、αを１に設定し直し（ステップＳ１９）、また、αが１よりも大きくなければ、ステップＳ２０に移行する。
【００８８】
ステップＳ２０では、新たに設定された補正係数αを用いて、ＯＳＤの階調をＬ×αとして新たに設定する。
【００８９】
続いて、このＯＳＤの階調Ｌ×αをもとにエリアアクティブ制御部２でＯＳＤ表示領域のバックライト点灯率の再計算が行なわれる（ステップＳ２１）。
【００９０】
そして、ステップＳ２１においてバックライトの点灯率が再計算行なわれた後、再度、ステップＳ１２に移行し、新たなバックライトの点灯率に基づいて表示されるＯＳＤ表示領域における平均点灯率Ｂ’を求め、ステップＳ１３〜Ｓ２１までの処理を繰り返す。
【００９１】
以上のように、ＯＳＤの階調が変化することにより、ＯＳＤ表示領域のバックライト点灯率も変化し、ＯＳＤの明るさが常に一定になるようになる。その結果、ＯＳＤが明るくなることを防止することが可能であると共に、暗くなりすぎることも防止することが可能となる。
【００９２】
従って、上記構成の液晶表示装置によれば、入力映像信号の明るさに左右されず、常に、同じ明るさでＯＳＤ表示を行なうことができるので、液晶パネルの観察者にとって非常に見やすいＯＳＤ表示を実現することができるという効果を奏する。
【００９３】
また、本実施の形態のように、ＨＤＲ方式を採用した液晶表示装置の場合、上記のように、入力映像がＯＳＤ表示領域よりも暗いときに、ＯＳＤ表示領域のＬＥＤへの不要な電力の集中を抑えることができるので、消費電力の低減を図ることができる。
【００９４】
本実施の形態では、ＯＳＤ表示領域における明るさの制御を、目標点灯率と、平均点灯率との比較によって行なう例について説明したが、これに限定されるものではない。
【００９５】
例えば、ＯＳＤ表示領域における明るさの制御を、ＯＳＤ表示領域における複数のＬＥＤのうち、目標点灯率を超える点灯率（ピーク点灯率）を有するＬＥＤが一つでもあれば、当該ＯＳＤ表示領域がまぶしくなると判断し、ＯＳＤ表示領域における複数のＬＥＤの点灯率を下げるように、階調を変更するようにすることが考えられる。
【００９６】
以下の実施の形態２では、ピーク点灯率を利用したＯＳＤ階調制御を行なう例について説明する。
【００９７】
〔実施の形態２〕
本実施の形態では、入力される映像信号に基づきバックライトの輝度を制御する液晶表示装置、特に画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力信号によりバックライトの輝度を制御し駆動する液晶表示装置に、本発明を適用した例について説明する。
【００９８】
なお、本実施の形態に係る映像表示装置の構成については、前記実施の形態１に係る映像表示装置の構成（図１）と殆ど変わらないので、詳細な説明については省略する。
【００９９】
本実施の形態では、前記実施の形態１と同様に、ＨＤＲ方式を採用する。このＨＤＲ方式では、ＯＳＤの階調が最も高いところが、ピーク点灯率でＬＥＤが点灯するようになっている。
【０１００】
そこで、ＯＳＤの最も高い階調と、そのときのＬＥＤのピーク点灯率とから、補正係数αを求めて、当該ＯＳＤの階調を全て補正係数αで補正することで、前記実施の形態１において、平均点灯率を用いた場合と同様の効果を奏することができる。
【０１０１】
具体的には、上記補正係数αは、表示制御部１において、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の最も高い階調と、ＬＥＤ制御部５から読み出したＯＳＤ表示領域に対応するＬＥＤの点灯率から求められるＬＥＤのピーク点灯率とによって決定されるものとする。
【０１０２】
上記の構成によれば、前記実施の形態１と同様の効果を奏するが、さらに、ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤのピーク点灯率と、ＯＳＤ表示を行なう映像信号の階調の最大階調値とから求めた補正係数によって、当該ＯＳＤ表示の映像信号の階調を補正しているので、ＯＳＤ表示領域におけるＬＥＤの平均点灯率を求める平均点灯率演算部が不要となる。この結果、ＯＳＤ表示制御を行なうための回路構成を簡素化できるという効果を奏する。
【０１０３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、映像に合わせてバックライトの点灯を表示エリア毎に制御する液晶表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  表示制御部
２  エリアアクティブ制御部
３  パネル制御部
４  ＬＣＤパネル（液晶パネル）
５  ＬＥＤ制御部（バックライト制御部）
６  ＬＥＤバックライト（バックライト）
１０  目標点灯率設定部（目標輝度設定部）
１１  平均点灯率演算部（平均輝度設定部）
１２  点灯率比較部（輝度比較部）
１３  階調設定部（階調設定部）
４１  ＯＳＤ表示領域
６１  ＬＥＤ
【図１】
2013186207.tif 000003
【図２】
2013186207.tif 000004
【図３】
2013186207.tif 000005
【図４】
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【図５】
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