JP2009192853A - 自動調光システム - Google Patents

Abstract

【課題】 周辺領域の明度情報及び輝度情報を総合的に考慮して、消費電力の低減を図りつつ、表示画像のコントラストを向上させる自動調光システムを提供する。
【解決手段】 制御電流Ｉｄに応じた発光量で背面から光を照射する光照射手段Ｌ１を備え、単位画面領域に画像を表示するための画像データの複数を時系列的に有してなる映像信号Ｓｐｓｃを受け付け、単位画面領域に画像を時系列的に表示する表示手段３０と、表示手段３０の周辺領域の明るさを検出して明度情報を出力する明度検出手段Ｓ１、１４と、画像データ毎に、輝度値の平均値または最大値の少なくとも何れか一方を求めて輝度情報を出力する輝度情報算出手段２０と、明度情報が示す明るさが強いほど発光量が多くなるように、且つ、輝度情報が示す輝度値の平均値または最大値が大きいほど発光量が多くなるように、発光量を３以上の多段階にまたは連続的に設定する調光制御手段１３と、を備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、制御電流に応じた発光量で背面から光を照射する光照射手段（バックライト）を備えた表示手段を備える映像機器において、光照射手段の発光量を調整する自動調光システムに関する。

従来、液晶デバイスには、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源を用いたバックライトにより、液晶パネルに背面から光を照射して表示を行うものがある。ところで、このような液晶デバイスが搭載された携帯電話機等の携帯機器は、一般的に、バッテリーで駆動し、電源が限られているが、液晶デバイスにおいてバックライト使用時の消費電力は比較的大きく、携帯機器の駆動時間への影響が大きいことから、バックライトの使用時の消費電力の低減が課題となっている。

液晶ディスプレイのバックライトの制御に係る技術としては、例えば、受光素子により液晶ディスプレイの周辺の光量を検出し、当該光量に応じて、バックライトの発光量を調整する自動調光システムがある（例えば、特許文献１参照）。また、受光素子により液晶ディスプレイの周辺の光量を検出すると共に、ＬＥＤの温度を検出し、液晶ディスプレイの周辺の光量及びＬＥＤの温度に応じて、バックライトの発光量を調整する自動調光システムがある（例えば、特許文献２参照）。

尚、図６は、上記特許文献１及び特許文献２に記載の自動調光システムの基本構成例を部分的に示している。上記特許文献１及び特許文献２に記載の自動調光システムでは、例えば、周辺領域が比較的明るい場合には、バックライトの発光量を少なくし、周辺領域が比較的暗い場合には、バックライトの発光量を多くすることにより、映像信号の表示品質の保持及び消費電力の低減を図っている。

また、液晶ディスプレイのバックライトの制御に係る技術としては、例えば、画像データの輝度値の平均値や最大値を特徴量として求め、当該特徴量に応じて画像データの輝度値を増加させる補正をした表示用画像データを生成し、補正量を補完するように特徴量に応じてバックライトの発光量を減少させる調整を行う自動調光システムがある（例えば、特許文献３参照）。

更に、液晶ディスプレイのバックライトの制御に係る他の技術としては、例えば、映像信号の画像データ毎に、画像データを構成する複数の画素の輝度値の全てが所定の判定値より低いか否かを判定し、全画素の輝度値が判定値より低い場合に、低階調画像であると判定し、低階調画像と判定された画像データを表示する際にバックライトの発光量を通常より小さくする自動調光システムがある（例えば、特許文献４参照）。

上記特許文献４に記載の自動調光システムでは、比較的暗い画像である低階調画像を表示する際に、バックライトの発光量を低減する。低階調画像は、液晶ディスプレイ上に表示する際に、バックライトの発光量を低減しても表示される画像の品質があまり低下しないと考えられる。従って、上記特許文献４に記載の自動調光システムでは、映像信号の表示品質を維持しつつ、消費電力の低減を図ることができる。

特開２００３−２１５５３４号公報 特開２００４−２８１９２２号公報 特開２００７−５２３４７号公報 特開２００７−２６４１０４号公報

ところで、近年、携帯電話機等の携帯機器では、映像信号の表示品質の観点から、表示画像のコントラストを高めることが望まれている。しかし、上記特許文献１及び特許文献２に記載の自動調光システムでは、消費電力の低減のために、液晶ディスプレイ周辺の光量に応じてバックライトの発光量を制御するが、表示画像のコントラストを高めることについては開示されていない。また、特許文献３は、画像データを補正したときの輝度歪みを補正するために、バックライトの発光量を制御するものであり、表示画像のコントラストを高めることについては開示されていない。更に、特許文献４は、比較的暗い画像である低階調画像を表示する際に、バックライトの発光量を低減して消費電力の低減を図るものであるが、表示画像のコントラストを高めることについては開示されていない。

更に、上述したように、携帯機器では電源が限られているため、消費電力の低減が求められるが、携帯機器における映像信号の表示を、消費電力を低減しつつ、映像信号の表示品質を良好にするためには、液晶ディスプレイ周辺の光量、及び、元の画像データの輝度値の両方を総合的に考慮して、バックライトの発光量の調整を行う必要がある。しかしながら、上記特許文献１〜特許文献４には、液晶ディスプレイ周辺の所定領域の明るさに応じたバックライトの発光量の制御と、画像データの輝度値に応じたバックライトの発光量の制御の両方を、同時に行う技術については開示されていない。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、周辺領域の明るさ及び輝度を総合的に考慮して、消費電力の低減を図りながら、映像信号の表示品質を向上させるために、表示画像のコントラストを向上させることができる自動調光システムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る自動調光システムは、制御電流に応じた発光量で背面から光を照射する光照射手段を備え、前記光照射手段によって光を照射される領域の内、所定単位数の画素で構成される領域を単位画面領域とし、前記単位画面領域に画像を表示するための画像データの複数を時系列的に有してなる映像信号を受け付け、前記単位画面領域に前記画像を時系列的に表示する表示手段と、前記表示手段の周囲の所定領域の明るさを検出し、前記所定領域の明るさを示す明度情報を出力する明度検出手段と、前記画像データ毎に、前記画像データにおける輝度値の平均値または最大値の少なくとも何れか一方を求め、前記平均値または前記最大値を示す輝度情報を出力する輝度情報算出手段と、前記明度情報が示す明るさが強いほど前記発光量が多くなるように、且つ、前記輝度情報が示す前記輝度値の前記平均値または前記最大値が大きいほど前記発光量が多くなるように、前記発光量を３以上の多段階にまたは連続的に設定する調光制御手段と、を備えることを第１の特徴とする。

上記特徴の本発明に係る自動調光システムは、前記調光制御手段が、前記画像データ毎に、前記明度情報に応じた電流値の基準信号を生成し、前記基準信号を前記輝度情報に基づいて変調した調光制御信号を生成し、前記調光制御信号に基づいて前記発光量を調整することを第２の特徴とする。

上記特徴の本発明に係る自動調光システムは、前記輝度情報算出手段が、前記映像信号を受け付ける入力バッファと、前記映像信号の前記画像データ毎に、前記映像信号を積分する積分回路と、前記積分回路の出力信号を、輝度情報を示す輝度情報信号に変換する変換回路と、を備える平均輝度検出手段を備えて構成されることを第３の特徴とする。

上記特徴の本発明に係る自動調光システムは、前記輝度情報算出手段が、前記映像信号を受け付け、前記映像信号の前記画像データ毎に、前記画像データを構成する前記画素の輝度値の最大値を保持する保持回路と、前記保持回路の出力信号を、輝度情報を示す輝度情報信号に変換する変換回路と、を備える最大輝度検出手段を備えて構成されることを第４の特徴とする。

上記特徴の自動調光システムによれば、調光制御手段により、明度情報が示す明るさが強いほど発光量が多くなるように、且つ、輝度情報が示す輝度値の平均値または最大値が大きいほど発光量が多くなるように、発光量を調整する。即ち、明度情報及び輝度情報に基づいて、比較的明るい画像データについては表示画像がより明るくなる方向に、比較的暗い画像データについては表示画像がより暗くなる方向に、光照射手段の発光量を調整する。これにより、上記特徴の自動調光システムでは、画像データの輝度値と光照射手段の発光量の両方で映像信号のコントラストが決まるので、画像データの輝度値のみで対応する場合に比べ、映像信号のコントラストが向上し、液晶ディスプレイ等の表示手段に表示される映像の品質を高めることができる。

また、上記特徴の自動調光システムによれば、明度情報及び輝度情報に基づいて、比較的明るい画像データについては表示画像がより明るくなる方向に、比較的暗い画像データについては表示画像がより暗くなる方向に光照射手段の発光量を調整してコントラストの向上を図るので、従来技術のように、映像信号のコントラストを向上させるために発光量の最大値が大きい光照射手段を用いる等、光照射手段の構成を変更する必要がなく、消費電力の増加を抑えることができる。また、比較的暗い画像データについて、表示画像がより暗くなる方向に、即ち、制御電流を低減する方向に光照射手段の発光量を調整するので、消費電力の低減を図ることができる。

尚、上記特徴の自動調光システムをハードウェア的に構成すれば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央処理装置）を介さずに、光照射手段の発光量を調整できるので、ＣＰＵ負荷を軽減することができる。

上記第２の特徴の自動調光システムによれば、明度情報に応じた電流値の基準信号を、輝度情報に応じた電流値を有する信号で変調するので、比較的簡単な構成で、明度情報及び輝度情報の両方を考慮した光照射手段の発光量の制御が可能になる。

上記第３の特徴の自動調光システムによれば、輝度情報算出手段が、輝度情報として画像データの輝度値の平均値を用いるので、例えば、映像信号の内の比較的暗い場面（画像）をより強調したい場合や、携帯機器のバッテリーの残量が少なく消費電力の低減を優先したい場合に特に有用である。

上記第４の特徴の自動調光システムによれば、輝度情報算出手段が、輝度情報として画像データの輝度値の最大値を用いるので、例えば、映像信号の内の比較的明るい場面（画像）をより強調したい場合に特に有用である。

以下、本発明に係る自動調光システム（以下、適宜「本発明システム」と略称する）の実施形態を図面に基づいて説明する。

〈第１実施形態〉
本発明システムの第１実施形態について、図１〜図３を基に説明する。尚、本実施形態では、本発明システムが、携帯機器の一例としての携帯電話機に搭載される液晶ディスプレイに適用される場合について説明する。

本発明システムは、図１に示すように、制御電流Ｉｄに応じた発光量で背面から光を照射するバックライトＬ１（光照射手段に相当）を備え、バックライトＬ１によって光を照射される領域の内、所定単位数の画素で構成される領域を単位画面領域とし、単位画面領域に画像を表示するための画像データ（１フレーム分の単位画像を表示するための画像データ）の複数を時系列的に有してなる映像信号Ｓｐｓｃを受け付け、単位画面領域に画像を時系列的に表示する液晶パネル３０（表示手段に相当）と、液晶パネル３０の周囲の所定領域の明るさを検出するセンサＳ１と、センサＳ１から出力される電流信号を所定領域の明るさを示す明度情報に変換する変換回路１４と、画像データ毎に、画像データにおける輝度値の平均値を求め、当該平均値を示す輝度情報を出力する輝度情報算出手段２０と、明度情報が示す明るさが強いほど発光量が多くなるように、且つ、輝度情報が示す輝度値の平均値が大きいほど発光量が多くなるように、発光量を連続的に設定する調光制御手段１３と、を備えて構成されている。尚、センサＳ１と変換回路１４が明度検出手段を構成している。

本実施形態では、更に、バックライトＬ１に制御電流Ｉｄを供給して駆動するドライバ１１と、調光制御手段１３から出力される調光制御信号Ｓｄをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路１２と、明度情報及び輝度情報に基づいてバックライトＬ１の発光量を設定するための情報を記憶するメモリ１５と、調光制御手段１３の設定を外部から行うためのＩ／Ｆ回路１６を備えている。

液晶パネル３０は、本実施形態では、単位画面領域が、映像信号Ｓｐｓｃの各画像を表示可能な大きさに設定されている。ここで、映像信号Ｓｐｓｃは、動画を再生するためのデータであり、単位画面領域に１フレーム分の単位画像を表示するための画像データを時系列的に複数備えている。尚、単位画面領域は、映像信号Ｓｐｓｃを再生する携帯電話機のアプリケーション等の仕様に応じて設定されれば良く、液晶パネル３０の表示領域全体に設定される構成であっても良いし、表示領域の一部に設定される構成であっても良い。また、単位画面領域の大きさが切り替えられるように構成されていても良い。尚、液晶パネル３０が複数のバックライトＬ１を備える場合において、単位画面領域が表示領域の一部に設定される場合、単位画面領域に光を照射するバックライトＬ１のみを制御するように構成しても良い。バックライトＬ１は、本実施形態では、ＬＥＤを用いて構成しているが、他の発光素子を用いて構成しても良い。

センサＳ１は、本実施形態では、入射光を電流信号に変換するフォトダイオードを用いて構成されており、液晶パネル３０の近傍に設置されている。尚、本実施形態のセンサＳ１は、フォトダイオードを用いて構成したが、これに限るものではない。センサＳ１は、例えば、入射光の強さに応じた電流値の電流信号を出力する他の受光素子等を用いて構成しても良い。変換回路１４は、センサＳ１から出力される電流信号を明度情報に変換し、明度情報を示す明度情報信号を出力する。

輝度情報算出手段２０は、本実施形態では、映像信号Ｓｐｓｃを受け付ける入力バッファ２１と、映像信号Ｓｐｓｃの画像データ毎に、映像信号Ｓｐｓｃを積分する積分回路と、積分回路の出力信号を、輝度情報を示す輝度情報信号に変換する変換回路２２と、を備える平均輝度検出手段２０Ａを備えて構成されている。積分回路は、キャパシタ２３を用いて構成されている。

調光制御手段１３は、変換回路１４から明度情報信号を、輝度情報算出手段２０から輝度情報信号を受け付け、画像データ毎に、明度情報に応じた電流値の基準信号を生成し、基準信号を輝度情報に基づいて変調した調光制御信号Ｓｄを生成し、調光制御信号Ｓｄに基づいて発光量を調整する。

メモリ１５は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成されており、明度情報に対する制御電流Ｉｄの値の関係を規定する明度情報変換テーブル、及び、画像データの輝度値の平均値を示す輝度情報に対する制御電流Ｉｄの値の関係を規定する第１輝度情報変換テーブルを記憶している。第１輝度情報変換テーブルは、輝度情報が示す輝度値の平均値が大きいほど変調信号の電流値が大きくなるように、且つ、輝度値の平均値に対する変調信号の電流値が線形性を備えるように設定されている。明度情報変換テーブルは、明度情報が示す明るさが強いほど基準信号の電流値が大きくなるように、且つ、明るさに対する基準信号の電流値が線形性を備えるように設定されている。

Ｉ／Ｆ回路１６は、外部信号入力端子１７から明度情報変換テーブル及び第１輝度情報変換テーブルの設定を行うための設定信号を受け付け、当該設定信号に基づいて、メモリ１５に記憶された明度情報変換テーブル及び第１輝度情報変換テーブルの更新を行うように構成されている。

以下、本発明システム１Ａの動作について、図２及び図３を基に説明する。

具体的には、本発明システム１Ａは、本発明システム１Ａが適用された携帯電話機において映像信号Ｓｐｓｃの再生動作が開始されると、本発明システム１Ａの輝度情報算出手段２０の平均輝度検出手段２０Ａが、映像信号Ｓｐｓｃを受け付け、当該映像信号Ｓｐｓｃを構成する画像データ夫々の輝度値の平均値を求める。

ここで、図２は、輝度情報算出手段２０に入力される映像信号Ｓｐｓｃの波形を示している。尚、図２では、説明のために、所定の画像データの波形ＤＩと、当該画像データと時系列的に前後に隣接する画像データとの間の区切りを示す波形Ｆｂとを示している。図２に示す波形ＤＩから、対応する画像データによって表示される画像が、左側ほど暗く右側ほど明るい画像であることが分かる。より詳細には、平均輝度検出手段２０Ａは、入力バッファ２１が、映像信号Ｓｐｓｃを構成する複数の画像データを連続的に受け付けると、積分回路が、画像データ毎に、画像データの輝度値を順次加算する。変換回路２２は、図２に示すように、画像データ毎に、輝度値の平均値を求め、輝度値の平均値を示す輝度情報信号をデジタルデータにして出力する。

また、本発明システム１Ａは、映像信号Ｓｐｓｃの再生動作が開始されると、変換回路１４が、映像信号Ｓｐｓｃを構成する複数の画像データの液晶パネル３０における表示切り替えタイミングに同期して、センサＳ１からの出力信号を明度情報に変換し、明度情報信号を出力する。

調光制御手段１３は、輝度情報算出手段２０の平均輝度検出手段２０Ａから輝度情報信号が出力され、変換回路１４から明度情報信号が出力されると、輝度情報信号及び明度情報信号に基づいて調光制御信号Ｓｄを生成する。

ここで、図３は、映像信号Ｓｐｓｃの一部（複数の画像データ）について、基準信号Ｓｓｔａの波形例（図３（ｂ））、輝度情報に応じた電流値の変調信号Ｓｍｏｄの波形例（図３（ａ））、及び、基準信号Ｓｓｔａを変調信号Ｓｍｏｄで変調した調光制御信号Ｓｄの波形例（図３（ｃ））を夫々示している。

より詳細には、調光制御手段１３は、輝度情報算出手段２０の平均輝度検出手段２０Ａから出力された輝度情報を、メモリ１５に記憶された第１輝度情報変換テーブルを用いて変換し、図３（ａ）に示す変調信号Ｓｍｏｄを生成する。図３（ａ）に示すように、変調信号Ｓｍｏｄは連続的に変化する波形となっている。尚、図３（ａ）の時間Ｔ１１及び時間Ｔ１３は、輝度値の平均値が小さい、即ち、暗い画像データの複数が再生処理される期間を示しており、時間Ｔ１２及び時間Ｔ１４は、輝度値の平均値が大きい、即ち、明るい画像データの複数が再生処理される期間を示している。

同様に、調光制御手段１３は、変換回路１４から出力された明度情報を、メモリ１５に記憶された明度情報変換テーブルを用いて変換し、図３（ｂ）に示す基準信号Ｓｓｔａを生成する。図３（ｂ）に示すように、基準信号Ｓｓｔａは２段階に変化する波形となっている。尚、図３（ｂ）の時間Ｔ２１は、液晶パネル３０の周囲が明るい場合を示しており、時間Ｔ２２は、液晶パネル３０の周囲が暗い場合を示している。

最終的に、調光制御手段１３は、基準信号Ｓｓｔａを変調信号Ｓｍｏｄで変調し、図３（ｃ）に示す調光制御信号Ｓｄを生成する。図３（ｃ）に示すように、２段階に変化する波形の基準信号Ｓｓｔａを、連続的に変化する波形の変調信号Ｓｍｏｄで変調するので、調光制御信号Ｓｄは、連続的に変化する波形となっている。

Ｄ／Ａ変換回路１２及びドライバ１１は、調光制御信号Ｓｄを制御電流Ｉｄに変換し、バックライトＬ１に供給する。明度情報から生成した基準信号を輝度情報から生成した変調信号で変調した調光制御信号Ｓｄを用いてバックライトＬ１に供給する電流値を設定するので、明度情報及び輝度情報の両方を考慮して、バックライトＬ１の発光量を調整することが可能になる。尚、図３（ｃ）に示すように、仮に、従来のバックライトＬ１の発光量を一定にする場合の電流量をＩｂとすると、図３（ｃ）の斜線部分に相当する電流量について消費電力を削減することが可能になる。

〈第２実施形態〉
本発明システムの第２実施形態について、図４を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１実施形態とは、本発明システム１の輝度情報算出手段２０の構成が異なる場合について説明する。

本発明システム１Ｂは、図４に示すように、バックライトＬ１（光照射手段に相当）を備えた液晶パネル３０（表示手段に相当）と、液晶パネル３０の周囲の所定領域の明るさを検出するセンサＳ１（明度検出手段に相当）と、センサＳ１から出力される電流信号を所定領域の明るさを示す明度情報に変換する変換回路１４（明度検出手段に相当）と、画像データ毎に、画像データにおける輝度値の最大値を求め、当該最大値を示す輝度情報を出力する輝度情報算出手段２０と、発光量を３以上の多段階にまたは連続的に設定する調光制御手段１３と、バックライトＬ１に制御電流Ｉｄを供給して駆動するドライバ１１と、調光制御手段１３から出力される調光制御信号Ｓｄをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路１２と、明度情報及び輝度情報に基づいて発光量を設定するための情報を記憶するメモリ１５と、調光制御手段１３の設定を外部から行うためのＩ／Ｆ回路１６を備えている。尚、バックライトＬ１、液晶パネル３０、センサＳ１、変換回路１４、ドライバ１１及びＤ／Ａ変換回路１２の各構成は、上記第１実施形態と同じである。

本実施形態の輝度情報算出手段２０は、図４に示すように、映像信号Ｓｐｓｃを受け付け、映像信号Ｓｐｓｃの画像データ毎に、画像データを構成する画素の輝度値の最大値を保持する保持回路と、保持回路の出力信号を、輝度情報を示す輝度情報信号に変換する変換回路２５と、を備える最大輝度検出手段２０Ｂを備えて構成されている。

保持回路は、より詳細には、図４に示すように、映像信号Ｓｐｓｃの入力を受け付ける比較回路２４ａと、容量素子２４ｂと、画像データ毎に輝度値のピーク値をリセットするピーク電圧リセット回路２４ｃと、ピーク値を出力する比較回路１４ｄを備えている。変換回路２５は、保持回路から出力された信号をデジタルデータに変換して出力する。

より詳細には、輝度値の最大値の導出対象の画像データ（入力画像データ）の入力開始前に、ピーク電圧リセット回路２４ｃにより保持回路を初期化する。入力画像データの入力が開始されると、最大輝度検出手段２０Ｂは、比較回路２４ａ、容量素子２４ｂ及び比較回路２４ｄにより、画像データの輝度値のピーク値（最大値）を検出する。

本実施形態のメモリ１５は、明度情報に対する制御電流Ｉｄの値の関係を規定する明度情報変換テーブルと、画像データの輝度値の最大値を示す輝度情報に対する制御電流Ｉｄの値の関係を規定する第２輝度情報変換テーブルを記憶している。

調光制御手段１３は、上記第１実施形態と同様に、変換回路１４から明度情報信号を、輝度情報算出手段２０から輝度情報信号を受け付け、画像データ毎に、明度情報に応じた電流値の基準信号を生成し、基準信号を輝度情報に基づいて変調した調光制御信号Ｓｄを生成し、調光制御信号Ｓｄに基づいて発光量を調整する。

本実施形態の調光制御手段１３は、輝度情報算出手段２０の最大輝度検出手段２０Ｂから出力された輝度情報を、メモリ１５に記憶された第２輝度情報変換テーブルを用いて変換し、図３（ａ）に示す変調信号を生成する。調光制御手段１３は、同時に、上記第１実施形態と同様に、明度情報をメモリ１５に記憶された明度情報変換テーブルを用いて変換し、図３（ｂ）に示す基準信号を生成する。更に、最終的に、調光制御手段１３は、上記第１実施形態と同様に、基準信号を変調信号で変調し、図３（ｃ）に示す調光制御信号Ｓｄを生成する。

Ｉ／Ｆ回路１６は、本実施形態では、外部信号入力端子１７から明度情報変換テーブル及び第２輝度情報変換テーブルの設定を行うための設定信号を受け付け、当該設定信号に基づいて、メモリ１５に記憶された明度情報変換テーブル及び第２輝度情報変換テーブルの更新を行うように構成されている。

〈第３実施形態〉
本発明システムの第３実施形態について、図５を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第１及び第２実施形態とは、本発明システム１の輝度情報算出手段２０の構成が異なる場合について説明する。

本発明システム１Ｃは、図５に示すように、バックライトＬ１（光照射手段に相当）を備えた液晶パネル３０（表示手段に相当）と、液晶パネル３０の周囲の所定領域の明るさを検出するセンサＳ１（明度検出手段に相当）と、センサＳ１から出力される電流信号を所定領域の明るさを示す明度情報に変換する変換回路１４（明度検出手段に相当）と、画像データ毎に、画像データにおける輝度値の最大値を求め、当該最大値を示す輝度情報を出力する輝度情報算出手段２０と、発光量を３以上の多段階にまたは連続的に設定する調光制御手段１３と、バックライトＬ１に制御電流Ｉｄを供給して駆動するドライバ１１と、調光制御手段１３から出力される調光制御信号Ｓｄをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路１２と、明度情報及び輝度情報に基づいて発光量を設定するための情報を記憶するメモリ１５と、調光制御手段１３の設定を外部から行うためのＩ／Ｆ回路１６を備えている。尚、バックライトＬ１、液晶パネル３０、センサＳ１、変換回路１４、ドライバ１１及びＤ／Ａ変換回路１２の各構成は、上記第１及び第２実施形態と同じである。

本実施形態の輝度情報算出手段２０は、図５に示すように、画像データ毎に輝度値の最大値を求める最大輝度検出手段２０Ｂと、画像データ毎に輝度値の平均値を求める平均輝度検出手段２０Ａを備えて構成されている。尚、最大輝度検出手段２０Ｂの構成は上記第２実施形態と同じであり、平均輝度検出手段２０Ａの構成は上記第１実施形態と同じである。

本実施形態のメモリ１５は、明度情報に対する制御電流Ｉｄの値の関係を規定する明度情報変換テーブルと、画像データの輝度値の平均値を示す輝度情報に対する制御電流Ｉｄの値の関係を規定する第１輝度情報変換テーブルと、画像データの輝度値の最大値を示す輝度情報に対する制御電流Ｉｄの値の関係を規定する第２輝度情報変換テーブルを記憶している。

Ｉ／Ｆ回路１６は、本実施形態では、外部信号入力端子１７から明度情報変換テーブル、第１輝度情報変換テーブル及び第２輝度情報変換テーブルの設定を行うための設定信号を受け付け、当該設定信号に基づいて、メモリ１５に記憶された明度情報変換テーブル、第１輝度情報変換テーブル及び第２輝度情報変換テーブルの更新を行うように構成されている。

本実施形態の調光制御手段１３は、輝度値の平均値及び最大値の何れを用いるかを設定した設定情報に基づいて、輝度情報算出手段２０の平均輝度検出手段２０Ａまたは最大輝度検出手段２０Ｂから輝度情報信号を受け付ける。更に、上記第１及び第２実施形態と同様に、変換回路１４から明度情報信号を受け付け、画像データ毎に、明度情報に応じた電流値の基準信号を生成し、基準信号を輝度情報に基づいて変調した調光制御信号Ｓｄを生成し、調光制御信号Ｓｄに基づいて発光量を調整する。

具体的には、調光制御手段１３は、本実施形態では、基本的には、携帯電話機のバッテリーの状態等の装置条件に応じて、輝度値の平均値を用いるか最大値を用いるかを自動的に設定する（自動設定）。更に、本実施形態の調光制御手段１３は、外部からＩ／Ｆ回路１６を介して設定情報が入力された場合には、入力された設定情報に基づいて、輝度値の平均値を用いるか最大値を用いるかを設定する（手動設定）。

ここで、自動設定において、携帯電話機のバッテリーの残量が少ないとき、或いは、省電力モードが設定されているとき等、消費電力の低減を優先したい場合（図３（ｂ）の時間Ｔ２２）は、輝度値の平均値を用いるように構成し、その他の場合（図３（ｂ）の時間Ｔ２１）には、輝度値の最大値を用いるように構成する。

尚、本実施形態では、調光制御手段１３が、輝度値の平均値及び最大値の選択を自動設定する場合において、バッテリーの状態等の装置条件を用いる場合について説明したが、これに限るものではなく、他の条件を用いても良い。例えば、映像信号Ｓｐｓｃの内の比較的暗い場面をより強調したい場合に、輝度値の平均値を用い、映像信号Ｓｐｓｃの内の比較的明るい場面をより強調したい場合に、輝度値の最大値を用いるように構成しても良い。尚、設定情報は、１つの映像信号の再生動作中に変更可能に構成しても良い。

このように構成することにより、本実施形態の本発明システム１Ｃでは、映像信号Ｓｐｓｃの規格や内容等に応じて調光手段の処理を選択できるため、本発明システム１Ｃが適用された携帯機器の状態に応じた処理を実行できる。

〈別実施形態〉
〈１〉上記第１〜第３実施形態において、液晶パネル３０が外光の反射を利用可能な構成である場合には、バックライトＬ１の発光量の制御に、外光の反射を利用する構成を組み合わせて制御するように構成しても良い。

具体的には、例えば、調光制御手段１３が、明度情報に基づいて、液晶パネル３０の周囲の所定領域の明るさが予め設定された明るさより明るいか否かを判定し、液晶パネル３０の周囲の所定領域の明るさが予め設定された明るさより明るい場合に、バックライトＬ１を消灯し、外光の反射のみで液晶パネル３０に映像を表示するように制御し、液晶パネル３０の周囲の所定領域の明るさが予め設定された明るさより暗い場合は、上記第１〜第３実施形態と同様に、バックライトＬ１を点灯して液晶パネル３０に映像を表示するように制御しても良い。この場合には、より効果的に消費電力の低減を図ることができる。

〈２〉上記第１〜第３実施形態では、本発明システムが、携帯機器の一例としての携帯電話機に搭載される液晶ディスプレイに適用される場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、デジタルカメラ等、他の携帯機器に搭載される液晶ディスプレイに適用しても良い。

〈３〉上記第１〜第３実施形態では、本発明システムの調光制御手段１３が、発光量を連続的に調整する場合について説明したが、これに限るものではなく、３以上の多段階に調整するように構成しても良い。即ち、上記第１〜第３実施形態では、発光量を規定する調光制御信号Ｓｄが連続的に変化する波形である場合について説明したが、調光制御信号Ｓｄは、３以上の多段階に変化する波形であっても良い。

尚、上記第１〜第３実施形態では、変調信号Ｓｍｏｄが連続的に変化する波形となっているため、発光量を規定する調光制御信号Ｓｄが連続的な波形となっているが、例えば、基準信号Ｓｓｔａと変調信号Ｓｍｏｄの両方を段階的に変化する波形にすることで、調光制御信号Ｓｄを３以上の多段階に変化する波形にすることができる。

本発明は、携帯電話機やデジタルカメラ等、特に、制御電流Ｉｄに応じた発光量で背面から光を照射するバックライトＬ１を備える液晶ディスプレイを備える携帯機器に適用することができる。

本発明に係る自動調光システムの第１実施形態における概略構成例を示す概略部分ブロック図 映像信号を構成する画像データ例を示す波形図 本発明に係る自動調光システムにおける明度情報に応じた電流値の基準信号の波形例、輝度情報に応じた電流値の変調信号の波形例、及び、基準信号を変調信号で変調した調光制御信号の波形例を示す波形図 本発明に係る自動調光システムの第２実施形態における概略構成例を示す概略部分ブロック図 本発明に係る自動調光システムの第３実施形態における概略構成例を示す概略部分ブロック図 従来技術に係る自動調光システムの一構成例を示す概略部分ブロック図

符号の説明

１ 本発明に係る自動調光システム
１Ａ 本発明に係る自動調光システム
１Ｂ 本発明に係る自動調光システム
１Ｃ 本発明に係る自動調光システム
１１ ドライバ
１２ Ｄ／Ａ変換回路
１３ 調光制御手段
１４ 変換回路（明度検出手段）
１５ メモリ
１６ Ｉ／Ｆ回路
１７ 外部信号入力端子
２０ 輝度情報算出手段
２０Ａ 平均輝度検出手段
２０Ｂ 最大輝度検出手段
２１ 入力バッファ
２２ 変換回路
２３ 容量素子
２４ａ 比較回路
２４ｂ 容量素子
２４ｃ ピーク電圧リセット回路
２４ｄ 比較回路
２５ 変換回路
３０ 液晶パネル
１０００ 従来技術に係る自動調光システム
Ｌ１ バックライト（光照射手段）
Ｓ１ センサ（明度検出手段）

Claims (4)

1. 制御電流に応じた発光量で背面から光を照射する光照射手段を備え、前記光照射手段によって光を照射される領域の内、所定単位数の画素で構成される領域を単位画面領域とし、前記単位画面領域に画像を表示するための画像データの複数を時系列的に有してなる映像信号を受け付け、前記単位画面領域に前記画像を時系列的に表示する表示手段と、
   前記表示手段の周囲の所定領域の明るさを検出し、前記所定領域の明るさを示す明度情報を出力する明度検出手段と、
   前記画像データ毎に、前記画像データにおける輝度値の平均値または最大値の少なくとも何れか一方を求め、前記平均値または前記最大値を示す輝度情報を出力する輝度情報算出手段と、
   前記明度情報が示す明るさが強いほど前記発光量が多くなるように、且つ、前記輝度情報が示す前記輝度値の前記平均値または前記最大値が大きいほど前記発光量が多くなるように、前記発光量を３以上の多段階にまたは連続的に設定する調光制御手段と、を備えることを特徴とする自動調光システム。
2. 前記調光制御手段が、前記画像データ毎に、前記明度情報に応じた電流値の基準信号を生成し、前記基準信号を前記輝度情報に基づいて変調した調光制御信号を生成し、前記調光制御信号に基づいて前記発光量を調整することを特徴とする請求項１に記載の自動調光システム。
3. 前記輝度情報算出手段が、前記映像信号を受け付ける入力バッファと、前記映像信号の前記画像データ毎に、前記映像信号を積分する積分回路と、前記積分回路の出力信号を、輝度情報を示す輝度情報信号に変換する変換回路と、を備える平均輝度検出手段を備えて構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の自動調光システム。
4. 前記輝度情報算出手段が、前記映像信号を受け付け、前記映像信号の前記画像データ毎に、前記画像データを構成する前記画素の輝度値の最大値を保持する保持回路と、前記保持回路の出力信号を、輝度情報を示す輝度情報信号に変換する変換回路と、を備える最大輝度検出手段を備えて構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の自動調光システム。

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