(57)【要約】【課題】ダイナミックレンジの広い映像でも暗室下だけでなく明室下においても適切に視聴することのできる液晶表示装置を提供すること。【解決手段】本発明の液晶表示装置は、液晶パネル１の光出射側の最表面に配置されている防眩性光学フィルム６が、１０００ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が１ｃｄ／ｍ２から２ｃｄ／ｍ２までの値となる防眩性を有し、ガンマ制御手段が、画像が明るい場面において前記入力信号の輝度が高い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とし、画像が暗い画面において前記入力信号の輝度が低い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルと所定間隔をおいて配置されるバックライト装置と、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間と前記液晶パネルの光出射側とに配置されている偏光板と、前記液晶パネルの光出射側に配置されている光拡散層と、前記液晶パネルの光出射側の最表面に配置されている防眩性光学フィルムと、を具備し、前記防眩性光学フィルムは、１０００ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が１ｃｄ／ｍ２から２ｃｄ／ｍ２までの値となる防眩性を有する液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置の入力信号の輝度の対数値に対する前記液晶表示装置の表示輝度の対数値を示す表示輝度特性曲線の傾きを示すガンマ値を制御するガンマ制御手段を具備し、
前記ガンマ制御手段は、画像が明るい場面において前記入力信号の輝度が高い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とし、画像が暗い画面において前記入力信号の輝度が低い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とすることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルと所定間隔とおいて配置されているバックライト装置と、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間と前記液晶パネルの光出射側とに配置されている偏光板と、前記液晶パネルの光出射側に配置されている光拡散層と、前記液晶パネルの光出射側の最表面に配置されている防眩性光学フィルムと、具備し、前記防眩性光学フィルムは、１０００ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が１ｃｄ／ｍ２から２ｃｄ／ｍ２までの値となる防眩性を有する液晶表示装置であって、
入力信号より復号化された各フレームから輝度信号をガンマ補正して当該フレーム内での入力輝度値の平均を算出して入力輝度値平均値を算出する入力輝度値平均値算出部と、
前記入力輝度値平均値の各々に対応する表示輝度特性曲線における平均輝度の近くの部分のガンマ値が１であってこれ以外の部分のガンマ値が１未満である前記表示輝度特性曲線を記憶している表示輝度特性曲線記憶部と、
前記入力輝度値平均値算出部からの前記入力輝度値平均値に基づいて前記表示輝度特性曲線記憶部の前記表示輝度特性曲線を検索する表示輝度特性曲線検索部と、
前記表示輝度特性曲線検索部により検索される前記表示輝度特性曲線に基づいて前記入力輝度値に対応した出力表示輝度信号を算出する輝度演算部と、
前記出力表示輝度信号と前記入力信号の色差信号とに基づいて表示フレームを生成する表示フレーム生成部と、
前記表示フレームに基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶ドライバーと、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビジョン（液晶ＴＶ）などの液晶を用いた動画等を表示する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型の液晶表示装置は、フラットパネルディスプレイに代表される表示素子である。この透過型の液晶表示装置は、軽く、薄く、かつ、低消費電力であることから、液晶テレビジョン（液晶ＴＶ）、カーナビゲーション、パソコン用モニター、ノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）又はＦＡ（ファクトリオートメーション）等に幅広く使用されてきている。これらの中で、透過型の液晶表示装置は、近年、特に液晶ＴＶとしての利用が広まってきている。
【０００３】
液晶ＴＶにおいては、観察者が様々な角度から、中間階調を多く有するような画像を観察するため、どの方向からみても、階調性が崩れず、色変化の少ない透過型の液晶表示装置が求められている。
【０００４】
また、テレビジョン（ＴＶ）においては、映画、スポーツ又はニュースなど色々なジャンルの番組を表示するため、明るい場面、暗い場面ともに、きれいに画像が表示できるということが必要である。
上述したような液晶ＴＶにおいて用いられる液晶パネルは、主に、ＶＡ（Vertical Alignment）方式の液晶パネルと、ＩＰＳ（In-Place-Switching）方式の液晶パネルである。上記ＶＡ方式の液晶パネルは、表示画面のコントラストが高く、ラビング（Rubbing）が必要ないため大型のものを作成しやすい、といったような優れた特徴を持っている。
【０００５】
しかし、ＶＡ方式の液晶パネルは、見る角度によって画像のガンマが変化してしまうという特性があるため、観察者が横方向から見たとき、画像が白っちゃけてしまう（白濁色が支配的になってしまう）という問題点がある。
【０００６】
このような問題点を解決するため、ＶＡ方式の液晶パネルの観察者側に適切な拡散特性を持つような拡散層を設置する方法が特許文献１等で提案されている。このVA方式の液晶パネルの観察者側に拡散層を用いると、正面方向に進む光の一部が斜め方向にまわり色が平均化されるため、見る方向による色変化が抑えられ、横方向から見ても良好な画像を得ることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開平10-10513号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１の方法を用いた場合、正面のコントラストが低下するため、暗い場面が表示されると、黒の締まりが悪くなりやすいという問題がある。
一方、ＩＰＳ方式の液晶パネルは、ＶＡ方式の液晶パネルと異なり、観察者がいずれの方向から観察してもほとんど色変化しないという優れた特性がある。
しかし、ＩＰＳ方式の液晶パネルは、ＶＡ方式の液晶パネルに比較すると、正面のコントラストが低く、また、特に斜め方向から見た場合に、暗いほうの階調が潰れてしまうため、暗い場面において階調を表現し難いという問題点がある。
【０００９】
一方、別の観点において、通常、映画を暗い部屋で視聴するのに対し、液晶ＴＶは通常リビングなどの明るい部屋で視聴するため、視覚は、明順応した状態にある。映画館のような、暗室下においては、視覚は、暗順応しているため、１ｃｄ／ｍ2以下のような輝度のものでも判別ができるが、店頭又はリビングの明るさ程度に明順応した状態では、これより下の輝度のものは、判別できない。そのため、特に暗い場面などでは、店頭及びリビングでは、見栄えの良い映像を表示することが困難である。これは、暗順応した状態と明順応した状態では、人間の視覚の特性が異なることを意味し、映画館のような暗い場所で視聴するものをそのまま表示しても、明順応した状態では適切に視聴することができない。
【００１０】
そのため、このような映像を明順応した状態でも、適切に観察できるように、黒の輝度を1ｃｄ／ｍ２とし、ガンマ値を変えずに視聴できるようにすると、映画のフィルム等で用いられているフィルムのコントラストが１００００程度あるため、白の輝度としては、１００００ｃｄ／ｍ２程度が必要となる。
【００１１】
また、このように制限されたダイナミックレンジで階調を表示するために、ガンマ値を小さくすることが考えられる。しかしながら、ただ単にガンマ値を小さくする場合には、ある程度以上小さくすると、色が白っぽくなったり、メリハリのない画像となってしまう。
【００１２】
これでは、液晶ＴＶのような、バックライト装置により明るさが規定されるものでは、現在の液晶ＴＶで用いられている、５００ｃｄ／ｍ２の白輝度を１００００ｃｄ／ｍ２まであげると、単純に２０倍の電力を消費し、コストや、環境の面から好ましくない。
【００１３】
逆に、黒の輝度を下げても、明順応下では黒のディテールが判別できなくなるため、暗室でしか適切な表示が視聴できないテレビとなってしまい、明るい部屋で視聴することを前提としたＴＶとしては、適さないものとなってしまう。また、明るい部屋で見る場合には、液晶パネル表面への写りこみなども生じるため、さらに画像が見え辛くなるという問題点もある。
【００１４】
映画のようなダイナミックレンジの広い画像を、全階調に関して視聴するこができるのは、映画館では、目が基本的に暗順応しているため、目が画面の明るさに比較的順応し、暗い場面ではより暗い順応が、明るい場面では、それに応じた順応が起こるが、ＴＶは明るい部屋でみるため、このような順応が起こらず、暗い場面では、それに順応せず非常に観づらくなる。
【００１５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ダイナミックレンジの広い映像でも暗室下だけでなく明室下においても適切に視聴することのできる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】
【００１６】
請求項１の発明に係る液晶表示装置は、垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルと所定間隔をおいて配置されるバックライト装置と、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間と前記液晶パネルの光出射側とに配置されている偏光板と、前記液晶パネルの光出射側に配置されている光拡散層と、前記液晶パネルの光出射側の最表面に配置されている防眩性光学フィルムと、を具備し、前記防眩性光学フィルムは、１０００ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が１ｃｄ／ｍ２から２ｃｄ／ｍ２までの値となる防眩性を有する液晶表示装置であって、前記液晶表示装置の入力信号の輝度の対数値に対する前記液晶表示装置の表示輝度の対数値を示す表示輝度特性曲線の傾きを示すガンマ値を制御するガンマ制御手段を具備し、前記ガンマ制御手段は、画像が明るい場面において前記入力信号の輝度が高い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とし、画像が暗い画面において前記入力信号の輝度が低い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明によれば、液晶パネルの光出射側の最表面に配置されている所定の防眩性を有する防眩性光学フィルムを具備し、画像が明るい場面において入力信号の輝度が高い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とし、画像が暗い画面において入力信号の輝度が低い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とするため、ディテールを表示したい部分のガンマ値を優先的に１とすることができるから、ダイナミックレンジの広い映像でも暗室下だけでなく明室下においても見栄えのする映像を表示することができる。
【００１８】
請求項２の発明に係る液晶表示装置は、垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルと所定間隔とおいて配置されているバックライト装置と、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間と前記液晶パネルの光出射側とに配置されている偏光板と、前記液晶パネルの光出射側に配置されている光拡散層と、前記液晶パネルの光出射側の最表面に配置されている防眩性光学フィルムと、具備し、前記防眩性光学フィルムは、１０００ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が１ｃｄ／ｍ２から２ｃｄ／ｍ２までの値となる防眩性を有する液晶表示装置であって、入力信号より復号化された各フレームから輝度信号をガンマ補正して当該フレーム内での入力輝度値の平均を算出して入力輝度値平均値を算出する入力輝度値平均値算出部と、前記入力輝度値平均値の各々に対応する表示輝度特性曲線における平均輝度の近くの部分のガンマ値が１であってこれ以外の部分のガンマ値が１未満である前記表示輝度特性曲線を記憶している表示輝度特性曲線記憶部と、前記入力輝度値平均値算出部からの前記入力輝度値平均値に基づいて前記表示輝度特性曲線記憶部の前記表示輝度特性曲線を検索する表示輝度特性曲線検索部と、前記表示輝度特性曲線検索部により検索される前記表示輝度特性曲線に基づいて前記入力輝度値に対応した出力表示輝度信号を算出する輝度演算部と、前記出力表示輝度信号と前記入力信号の色差信号とに基づいて表示フレームを生成する表示フレーム生成部と、前記表示フレームに基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶ドライバーと、を具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項２の発明によれば、液晶パネルの光出射側の最表面に配置されている所定の防眩性を有する防眩性光学フィルムを具備し、入力輝度値平均値の各々に対応する表示輝度特性曲線における平均輝度の近くの部分のガンマ値が１であってこれ以外の部分のガンマ値が１未満である前記表示輝度特性曲線を記憶している表示輝度特性曲線記憶部と、前記入力輝度値平均値算出部からの前記入力輝度値平均値に基づいて前記表示輝度特性曲線記憶部の前記表示輝度特性曲線を検索する表示輝度特性曲線検索部と、前記表示輝度特性曲線検索部により検索される前記表示輝度特性曲線に基づいて前記入力輝度値に対応した出力表示輝度信号を算出する輝度演算部と、を具備するため、ディテールを表示したい部分のガンマ値を優先的に１とすることができるから、ダイナミックレンジの広い映像でも暗室下だけでなく明室下においても見栄えのする映像を表示することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ダイナミックレンジの広い映像でも暗室下だけでなく明室下においても見栄えのする映像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に記述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の駆動制御装置を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置は、垂直配向型（VA）の液晶パネル１と、バックライト装置２と、２つの偏光板３、４と、光拡散層５と、防眩性光学フィルム６と、駆動制御装置７と、を具備している。
【００２２】
バックライト装置２は、液晶パネル１と所定間隔をおいて配置されている。バックライト装置２は、液晶パネル１の方向に光を放射するものである。２つの偏光板３、４は、液晶パネル１とバックライト装置２との間と液晶パネル１の光出射側とに配置されている。光拡散層５は、液晶パネル１の光出射側であって偏光板４の光出射側に配置されている。光拡散層５は、内面拡散を行うものである。
【００２３】
偏光板３は、バックライト装置２からの光を受けてその偏光軸にあった方向の光のみを透過させる。液晶パネル１は、偏光板３からの光を受けて光の偏光面を回転させ、偏光板４の偏光軸にあった成分の光を射出する。偏光板４は、液晶パネル１からの光を受けてその偏光軸にあった方向の光のみを透過させる。液晶パネル１による偏光面の回転の仕方によって偏光板４を通過する光の強さが変化するため、この強弱によって画像の明暗を表示するようになっている。光拡散層５は、偏光板４からの光を受けてこの光の一部を拡散して拡散光を出射する。
【００２４】
防眩性光学フィルム６は、液晶パネル１の光出射側の最表面に、すなわち、光拡散層５の光出射側に配置されている。防眩性光学フィルム６の表面は、液晶表示装置の表示画面を構成している。防眩性光学フィルム６は、１０００ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が１ｃｄ／ｍ２から２ｃｄ／ｍ２までの値となる防眩性を有するものである。
【００２５】
駆動制御装置７は、液晶パネル１に接続されており、液晶パネル１を駆動制御するものである。次に、この駆動制御装置７について、図２を参照して詳細に説明する。
図２に示すように、駆動制御装置７は、入力輝度値平均値算出部７１と、表示輝度特性曲線記憶部７２と、表示輝度特性曲線検索部７３と、輝度演算部７４と、表示フレーム生成部７５と、液晶ドレイバー７６と、を具備している。
【００２６】
表示輝度特性曲線検索部７３は、入力輝度値平均値算出部７１及び表示輝度特性曲線記憶部７２と接続されている。輝度演算部７４は、表示輝度特性曲線検索部７３と接続されている。表示フレーム生成部７５は、輝度演算部７４と接続されている。液晶ドライバ７ーは、表示フレーム生成部７５及び液晶パネル１と接続されている。入力輝度値平均値算出部７１及び表示フレーム生成部７５は、入力信号を受ける。
【００２７】
入力輝度値平均値算出部７１は、入力信号より復号化された各フレームから輝度信号をガンマ補正して当該フレーム内での入力輝度値の平均を算出して入力輝度値平均値を算出して表示輝度特性曲線検索部７３に与える。表示輝度特性曲線記憶部７２は、入力輝度値平均値算出部７１からの入力輝度値平均値の各々に対応する表示輝度特性曲線における平均輝度の近くの部分のガンマ値が１であってこれ以外の部分のガンマ値が１未満である表示輝度特性曲線を記憶している。
【００２８】
表示輝度特性曲線検索部７３は、入力輝度値平均値算出部７１からの入力輝度値平均値に基づいて表示輝度特性曲線記憶部７２の表示輝度特性曲線を検索して輝度演算部７４に与える。輝度演算部７４は、表示輝度特性曲線検索部７３により検索される表示輝度特性曲線記憶部７２の表示輝度特性曲線に基づいて入力輝度値に対応した出力表示輝度信号を算出して表示フレーム生成部７５に与える。
【００２９】
表示フレーム生成部７５は、輝度演算部７４からの出力表示輝度信号と入力信号の色差信号とに基づいて表示フレームを生成して液晶ドライバー７６に与える。液晶ドライバー７６は、表示フレーム生成部７５からの表示フレームに基づいて液晶パネル１を駆動する。
【００３０】
入力輝度値平均値算出部７１、表示輝度特性曲線記憶部７２及び表示輝度特性曲線検索部７３は、液晶表示装置の入力信号の輝度の対数値に対する液晶表示装置の表示輝度の対数値を示す表示輝度特性曲線の傾きを示すガンマ値を制御するガンマ制御手段を構成している。
【００３１】
なお、このガンマ制御手段は、画像が明るい場面において入力信号の輝度が高い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とし、画像が暗い画面において入力信号の輝度が低い部分のガンマ値を１としこれ以外の部分のガンマ値を１未満とするように構成してもよい。
【００３２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置を示す概略図である。図４は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の駆動制御装置を示すブロック図である。本発明の実施の形態２においては、本発明の実施の形態１と同じ構成要素には同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図３に示すように、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置は、垂直配向型（VA）の液晶パネル１と、バックライト装置２と、２つの偏光板３、４と、光拡散層５と、防眩性光学フィルム６と、駆動制御装置８と、を具備している。
【００３４】
駆動制御装置８は、液晶パネル１に接続されており、液晶パネル１を駆動制御するものである。次に、この駆動制御装置８について、図４を参照して詳細に説明する。
図４に示すように、駆動制御装置８は、演算部８１、情報記憶部８２及び液晶ドライバー８３を具備している。演算部８１は、情報記憶部８２と接続されている。液晶ドライバー８３は、演算部８１と接続されている。演算部８１は、入力信号を受ける。
【００３５】
情報記憶部８２は、入力フレーム記憶部９１、出力フレーム記憶部９２、ガンマ特性記憶部９３、表示輝度特性曲線記憶部９４及びカラーテーブル記憶部９５を具備している。入力フレーム記憶部９１は、入力信号の入力フレームを一時的に記憶するものである。出力フレーム記憶部９２は、出力フレームを一時的に記憶するものである。ガンマ特性記憶部９３は、輝度信号をガンマ補正する場合の特性を記憶している。このとき用いるガンマの値は、ＮＴＳＣであれば、２．２であり、ＰＡＬでは２．8であり、ｓＲＧＢでは２．２と規定されているので、ガンマ特性記憶部９３は、これらを記憶している。
【００３６】
表示輝度特性曲線記憶部９４は、入力輝度値平均値の各々に対応する表示輝度特性曲線における平均輝度の近くの部分のガンマ値が１であってこれ以外の部分のガンマ値が１未満である表示輝度特性曲線を記憶している。入力輝度値平均値は、入力信号より復号化された各フレームから輝度信号をガンマ補正して当該フレーム内での入力輝度値の平均を算出して得られる。カラーテーブル記憶部９５は、カラーテーブルを記憶している。
【００３７】
次に、駆動制御装置８の動作について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の駆動制御装置８の動作を説明するためのフロー図である。
図５に示すように、演算部８１は、入力信号を受けてこの入力信号より復号化された各フレームから輝度信号及び色差信号を取得する（ステップＳＴ１）。次に、演算部８１は、輝度信号をガンマ特性記憶部９３の情報に基づいてガンマ補正して（ステップＳＴ２）、当該フレーム内での入力輝度値の平均を算出して入力輝度値平均値を算出する（ステップＳＴ３）。
【００３８】
次に、演算部８１は、入力輝度値平均値に基づいて表示輝度特性曲線記憶部９４の表示輝度特性曲線を検索し（ステップＳＴ４）、検索された表示輝度特性曲線に基づいて入力輝度値に対応した出力表示輝度信号を算出する（ステップＳＴ５）。
【００３９】
演算部８１は、出力表示輝度信号と、入力信号の色差信号と、カラーテーブル記憶部９５のカラーテーブルと、に基づいて表示フレームを生成して（ステップＳＴ６）液晶ドライバー８３与える。液晶ドライバー８３は、表示フレームに基づいて液晶パネル１を駆動する。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態について、より具体的に説明する。
本来、液晶ＴＶは、蛍光体が発光して映像を表示するものでないため、黒はしまり易い。また、このため、液晶ＴＶは、写りこみを抑制するような防眩性フィルム６を入れて黒浮きしても輝度は２ｃｄ／ｍ２程度に収まる。また、同時に、液晶ＴＶにおいては、見る角度によって黒の浮きが出てしまうのもあるため、内部拡散を利用して、表示画面と垂直方向である法線に対して４５°の角度をなす角度方向からの黒の輝度を１０００ルクスの環境下において２ｃｄ／ｍ２以下に抑えるのがよい。また、液晶ＴＶにおいては、黒の輝度が低すぎても、黒つぶれを起こし易いので、黒の輝度を１０００ルクスの環境下において１ｃｄ／ｍ２以上とするのがよい。
【００４１】
これにより、複数人で視聴する液晶ＴＶにおいても、暗い画面の映像でも階調が潰れず、かつ、白っ茶けない画像を実現することができる。
さらに、暗い画像等でも、入力信号のうちガンマ値を本来のまま表示できる部分は限られるため、それを選出する必要がある。通常の画像では、中心となる輝度があって、それを中心として明るい方や、暗い方に分布の偏りを有するヒストグラムとなる（図６及び図７参照）。したがって、この中心付近を優先的に表示するとディテールも見易い画像となる。
【００４２】
＜処理フロー＞
まず、上記のような映像表示を実現するための信号処理の方法に関して考える。ＮＴＳＣ等のＴＶでの映像信号は、輝度信号と色差信号とに分かれて送受信される。本発明の実施の形態では輝度信号の処理について適切に処理すれば、上記問題は解決できる。またデジタル信号の場合でも、圧縮されたデータから復号化されたフレームにはｘｖＹＣＣの規格には輝度信号が含まれており、ｓＲＧＢからの変換も規定されているので、これを用いることができる。色差信号については、液晶パネル１の表示色特性等を考慮した適切な処理を別途に施すことは可能である。
【００４３】
＜ガンマ補正及び平均輝度値算出＞
まず、ガンマ補正することにより、輝度信号より輝度値を算出する。このとき用いるガンマの値は、ＮＴＳＣであれば、２．２であり、ＰＡＬでは、２．8であり、ｓＲＧＢでは、２．２と規定されているので、これを用いる。
さらに、そのようにして求めた１フレームでの輝度値の平均を算出することにより、そのフレームが明るい場面であるか、暗い場面であるかを判別する。
上記の２ステップは、実際には、次の式１で表せる。
【００４４】
ＩＮＤＥＸ =１／Ｎ  Σ(Ｌ^γ)        ・・・式１
【００４５】
これにより、フレーム内の画素の輝度値を算出し、入力輝度値平均値算出部７１は、この輝度の平均をフレーム内で全画素の入力輝度値の平均値を算出する。
【００４６】
次に、平均輝度が高いものに関しては、図８に示すような、輝度値−出力輝度となるような表示輝度特性曲線を用いる。
平均輝度が低いものに関しては、図９に示すような、輝度値−出力輝度となるような表示輝度特性曲線を用いる。
平均が中間のものに関しては、図１０に示すような、輝度値−出力輝度となるような表示輝度特性曲線を用いる。
なお、ダイナミックレンジの割り振りは、中心付近であれば問題ないが、平均輝度の１／５．５と５．５倍のところを上端及び下端とすればよい。
【００４７】
このように、平均輝度の近辺のガンマ値は、入力の輝度値に対して１となるようにし、それ以外の部分ではガンマ値が１より小さくすることによって、出力できるコントラストが低いリビングのような明室下でも、平均輝度の付近の主要な階調部分は十分な階調を確保できる。
【００４８】
表示輝度特性曲線記憶部７２、９４は、入力信号の入力輝度値と、液晶パネル１に表示する表示輝度値との対応をそれぞれ対数値で示す表示輝度特性曲線を記憶している。図７においては、画面全体のピクセルの輝度値平均値が大きい明るい画像と、画面のピクセルの輝度値平均値が小さい暗い画像と、それぞれの階調特性を示している。
そして、これらの輝度値の平均に対応した階調特性を表示輝度特性曲線記憶部７２から検索し、出力用のフレームバッファにデータを書き込みそのデータにそって液晶パネル１をドライブして表示する。
【００４９】
＜液晶パネル＞
このような信号処理を行っても、それが正確に表示される液晶パネル１を用いなければ、適切な表示とならない。そこで、このような液晶パネル１のそなえるべき特性について考える。
【００５０】
＜ディテールを表示するコントラストの範囲＞
まず、表示すべきコントラスト範囲について考えると、明るい部屋で見る普通の写真や印刷物などは、コントラストが大体４０程度になっている。また、マクベスチャートにおいて、黒、白とされる色の輝度コントラストの違いは、３０程度となっている。さらに、ＪＩＳで規定されている明度の指標でも規定されているのは、Ｙ＝１．１８０（Ｖ＝1）からＹ＝８７．７５（Ｖ＝９．５）である。したがって、７４．３６なので、ディテールを表示するためのコントラストとして８０程度の範囲があれば、十分であると考えられる。
【００５１】
＜平均輝度の範囲＞
明るい室内において観察する写真や印刷などの画像の場合、平均的な輝度値は白輝度に対して、１／２〜１／５程度になっている。
このことから、明室下で無理なく、画像を表示しうるのは、平均的な輝度値は白輝度に対して、１／２〜１／５程度とするのが妥当と考えられ、コントラストとして８０が十分表示できうるなかでもっとも明るい場合の時には、表示される映像の平均輝度が表示装置の最大輝度の１／２程度となるように表示を行い、コントラストとして８０が十分表示できうるなかでもっとも暗い場合の時には、１／５とするのが、妥当である。
【００５２】
＜全体のコントラスト＞
この平均輝度の差は、２．５倍であり、平均輝度の周辺でガンマ値１で表示するコントラストとしては、８０程度であることから、表示するダイナミックレンジとしては、２．５ｘ８０＝２００有れば良い。
【００５３】
＜白輝度＞
本来は、リビング環境だけで、きれいに映像を見れればよいが、実際には、店頭でも、画質をみるため、その際の環境下である１０００ｌｘ程度の下でも良好な画像が見えることが望ましい。このため、白の輝度は、１０００ｌｘ下でのランバーシアンとなるような散乱特性を有する白色板の輝度が約３１８ｃｄ／ｍ２となることから約３００ｃｄ／ｍ２が最適である。
【００５４】
＜黒輝度＞
１０００ｌｘ程度の下での黒の輝度としては、３００／２００＝１．５ｃｄ／ｍ２が適していると考えられる。
なお、液晶パネル１のコントラストは、黒の輝度により、変動が大きくなってしまう。例えば、黒の輝度が１ｃｄ／ｍ２の時は、出力するダイナミックレンジが300となってしまい、黒のトーンが再現し難くなってしまう。逆に黒が浮いてしまい、２ｃｄ／ｍ２を上回ると画像の締まりがなくなってくるため望ましくない。
また、この黒の輝度は、表面処理に非常に表面の防眩フィルムの影響を特に受け易いため、明室下で安定して１〜２ｃｄ／ｍ２であるような防眩性のある防眩性光学フィルム６を最表面に配置してなることが重要である。
【００５５】
＜コントラスト測定法＞
このような黒輝度及び白輝度の測定方法としては、37型の液晶ＴＶの最適視聴距離が１．４ｍであり、３２型のもので１．２ｍであるので、測定距離としては、１．２ｍ〜１．４ｍが適していると考えられる。このとき、正面と左右の４５度の傾斜角度からの輝度の測定を行い上記範囲に入っていれば、通常視聴する角度範囲ないので、この状態に適合していると考えられる。
【００５６】
＜液晶パネル及び処理系＞
上記のような信号処理を行う信号処理部と上記のような防眩性光学フィルム６を最表面に配置してなる液晶表示装置においては、明室部屋の中でも、見やすく見栄えのする液晶テレビを得ることができる。
【００５７】
本発明の実施の形態によれば、明るい場面でも暗い場面でも、平均輝度の付近のガンマ特性は変えずに、映像を視聴することにより、特にダイナミックレンジの広いコンテンツにおける暗い場面では、黒潰れを抑制しかつ黒の浮きがない映像を視聴でき、また、明るい場面では全体に白っ茶けることなくめりはりの利いた映像をリビング環境のような明室下でも視聴できる液晶ＴＶを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の駆動制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の駆動制御装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の駆動制御装置８の動作を説明するためのフロー図である。
【図６】表示装置における信号輝度と頻度の関係を示す１つのヒストグラムである。
【図７】表示装置における信号輝度と頻度の関係を示す他のヒストグラムである。
【図８】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置における１つの表示輝度特性曲線を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置における他の表示輝度特性曲線を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置における他の表示輝度特性曲線を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  液晶パネル
２  バックライト装置２
３，４  偏光板
５  光拡散層  
６  防眩性光学フィルム
７，８  駆動制御装置
７１  入力輝度値平均値算出部
７２  表示輝度特性曲線記憶部
７３  表示輝度特性曲線検索部
７４  輝度演算部
７５  表示フレーム生成部
７６  液晶ドレイバー
８１  演算部
８２  情報記憶部
８３  液晶ドライバー
９１  入力フレーム記憶部
９２  出力フレーム記憶部
９３  ガンマ特性記憶部
９４  表示輝度特性曲線記憶部
９５  カラーテーブル記憶部
【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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