JP2010117459A - 液晶表示装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度上昇を抑制するとともに良好な表示を行うことを可能とする液晶表示装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】輝度値制御部Ｂは、入力される光の強さに応じた値の信号を出力する検出部Ｄと、画像信号に処理を施す画像信号処理部Ｐと、画像信号処理部Ｐから出力される画像信号を表示する液晶パネル２と、検出部Ｄから出力される信号の値に応じて画像信号処理部Ｐを制御する制御部Ｃと、を備える。制御部Ｃが、検出部Ｄから出力される信号の値に基づいて液晶表示装置１に強い光が照射されていると判定する場合、画像信号処理部Ｐが、画像信号の輝度値を小さくする輝度値調整処理を施す。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネルによって光の透過及び遮断を制御して画像を表示する液晶表示装置及びその制御方法に関する。特に、屋外に設置可能な液晶表示装置及びその制御方法に関する。

近年、屋外に設置可能な画像表示装置が種々提案されている。特に、薄型化や高解像度化が容易な液晶表示装置を、このような画像表示装置として適用したものが提案されている。液晶表示装置を屋外に設置可能とする場合、屋外の設置環境を考慮した構成とする必要がある。

例えば、防水構造や防塵構造を備える構成とする。この場合、液晶表示装置の内部に水や塵が入り込まないようにするために、特に密閉性の高い構成とする。また、屋外では周囲の明るさが大きく変動する。そのため、液晶表示装置の輝度を、周囲の明るさに応じて制御可能な構成とする。例えば、周囲が明るい場合、液晶表示装置の輝度を大きくする制御を行う（特許文献１参照）。

さらに、内部に照明装置（例えば、サイドライトやバックライトなど）を備える透過型や半透過型の液晶表示装置の場合、照明装置から出力される光の強さを屋内型の液晶表示装置のそれよりも大きくする。これにより、日光などの外部から照射される光に対抗して良好な表示を行うことが可能となる。

特開２００２−３５１４４５号公報

しかながら、屋外に設置する液晶表示装置には、さらなる問題が存在する。特に、直射日光などの強い光が照射されることなどによって、液晶表示装置に備えられる液晶の温度が上昇する問題がある。液晶は、固体と液体との中間の性質（長距離的な配向性）を有しており、液晶表示装置は印加電圧の有無によって液晶の配向性を制御することにより、表示の制御を行う。このような液晶表示装置において液晶の温度が上昇すると、液晶が液体に変化して配向性を失うため、表示を行うことができなくなる。

さらに、防水構造や防塵構造などの密閉性の高い構造を採用すると、放熱性が悪くなるために液晶の温度が上昇しやすくなる。また、照明装置から出射される光を強くすると、照明装置自体が発する熱や出射される光により液晶の温度が上昇しやすくなる。しかしながら、上述のようにこれらの構成は屋外に液晶表示装置を設置するために必要なものであるため、省くことは困難である。

なお、液晶の温度上昇を抑制するために、冷却装置を備える構成とすることもできる。しかしながら、冷却装置を備えることとすると、液晶表示装置が大型となったり、構成が複雑化したり、コストが高くなったりする問題が生じる。

そこで、本発明は、温度上昇を抑制するとともに良好な表示を行うことを可能とする液晶表示装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明における液晶表示装置は、液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、該液晶表示装置に照射される光の強さを検出する検出部と、前記検出部が検出した光の強さに応じて前記液晶パネルの開口率を制御する制御部と、を備えることを特徴とすることを特徴とする。

液晶パネルの開口率とは、液晶パネルが光を透過させる割合を示すものである。即ち、開口率を大きくするとは、液晶パネルを透過させる光を多くすることであり、開口率を小さくするとは、液晶パネルを透過させる光を少なくすることである。

また、上記構成の液晶表示装置において、前記検出部が前記液晶表示装置に所定の強さ以上の光が照射されていることを検出する場合に、前記制御部が、前記液晶パネルの開口率を下げることとしても構わない。

また、本発明の液晶表示装置は、入射する光を遮断または透過することで入力される画像信号に応じた画像を表示する液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、該液晶表示装置に照射される光の強さを検出する検出部と、前記液晶パネルに入力する画像信号の輝度値の調整を行う画像信号処理部と、を備え、前記検出部が、所定の強さ以上の光が照射されることを検出する場合に、前記画像信号処理部が、前記液晶パネルに入力する画像信号の輝度値を小さくする処理である輝度値調整処理を行うことを特徴とする。

輝度値調整処理は、例えば、輝度値調整処理前の画像信号の輝度値を所定の割合だけ小さくする（コントラストを小さくする）ものであっても構わない。また例えば、輝度値調整処理前の画像信号の輝度値を所定の値だけ小さくする（ブライトネスを小さくする）ものであっても構わない。また、液晶パネルが、液晶の配向性を制御することによって入射する光の遮断または透過を制御するものとしても構わない。

また、上記構成の液晶表示装置において、前記輝度値調整処理前の画像信号が取り得る輝度値と、前記輝度値調整処理後の画像信号が取り得る輝度値と、の対応関係である変換特性が、前記輝度値調整処理前の画像信号が取り得る輝度値の最大値と、前記輝度値調整処理後の画像信号が取り得る輝度値の最大値と、を等しくするものであることとしても構わない。

このように構成すると、輝度値調整処理後の画像信号が取り得る輝度値の最大値が、輝度値調整処理前に比べて小さくなることを抑制することが可能となる。そのため、輝度値調整処理を行うことによって視認性が悪化することを、抑制することが可能となる。

また、上記構成の液晶表示装置において、前記変換特性が、前記輝度値調整処理前の画像信号が取り得る輝度値の最小値と、前記輝度値調整処理後の画像信号が取り得る輝度値の最小値と、を等しくするものであり、最小値から最大値まで漸増するものであることとしても構わない。

このように構成すると、輝度値調整処理によって最小値と最大値との間の輝度値が小さくなる。また、変換特性が漸増するものとなる。そのため、例えばコントラストを小さくする場合に生じる黒つぶれ（処理前の画像信号の輝度値が最小値付近の様々な値をとったとしても、処理後の輝度値が全て最小値となって区別がなくなること）を抑制することが可能となる。

また、上記構成の液晶表示装置において、前記変換特性がガンマ曲線であり、前記輝度調整処理が、前記輝度調整処理を施さない場合よりもガンマ値を大きくした前記ガンマ曲線によって、輝度値を調整する処理であることとしても構わない。

このように構成すると、輝度値調整処理後の画像信号の輝度値の分布を、自然なものとすることが可能となる。

また、上記構成の液晶表示装置において、前記検出部が複数の照度センサーを備えるものであり、当該照度センサーの少なくとも一つが所定の強さ以上の光が照射されることを検出する場合に、前記検出部が、前記液晶表示装置に所定の強さ以上の光が照射されることを検出することとしても構わない。

このように構成すると、液晶表示装置の一部に強い光が照射される場合においても、輝度値調整処理を行うことが可能となる。なお、照度センサーを液晶パネルの周囲の四隅に備えることとしても構わない。このような場所に備えることで、液晶表示装置に強い光が照射されている状況をより確実に検出することが可能となる。

また、本発明の制御方法は、液晶パネルを備えた液晶表示装置の制御方法であって、前記液晶表示装置に照射される光の強さを検出する第１ステップと、前記第１ステップで検出した光の強さに応じて前記液晶パネルの開口率を制御する第２ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の構成では、液晶表示装置に照射される光の強さに応じて、液晶パネルの開口率を制御する。例えば、液晶パネルに入力する画像信号の輝度値を制御することによって、開口率を制御する。そして、液晶表示装置に所定の強さ以上の光が照射される場合に、液晶パネルの開口率を下げることで、照射されている光が液晶パネルに進入することを抑制することが可能となる。したがって、液晶パネルに備えられる液晶の温度上昇を抑制することが可能となる。

以下、本発明における液晶表示装置の実施形態について、図面を参照して説明する。最初に、液晶表示装置の全体構成例及び動作例について説明する。なお、透過型の液晶表示装置を例に挙げて説明する。

＜＜液晶表示装置＞＞
＜全体構成＞
まず、液晶表示装置の全体構成の一例について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成の一例について示す分解斜視図である。図１に示すように、本例の液晶表示装置１は、光を遮断または通過させて画像を表示する液晶パネル２と、液晶パネル２の裏側に備えられて光を出射する照明装置３と、照明装置３と液晶パネル２との間に備えられて照明装置３から入射される光を調整して液晶パネル２に出射する光学板４と、照明装置３の裏側に備えられて照明装置３が裏側に出射した光を表側に反射させる反射板５と、液晶表示装置１の側面となる筐体６と、液晶表示装置１の表面となる表面パネル７と、液晶表示装置１の裏面となる裏面パネル８と、を備える。

液晶パネル２は、２枚の基板２ａ，２ｂを備える。これらの基板２ａ，２ｂは例えばガラスなどの材料から成り、液晶（不図示）を挟持する。また、基板２ａ，２ｂには液晶の配向を揃えるための溝が形成される。さらに、基板２ｂにはマトリックス状に整列された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor 不図示）が備えられる。ＴＦＴは、液晶に加える電圧を制御して液晶の配向を制御する。

また、液晶パネル２はさらに、偏光板２ｃ，２ｄを備える。偏光板２ｄは、裏側の基板２ｂの裏側に備えられ、光学板４から入射される光から所定の方向に振動する光を選択して基板２ｂに出射する。また、偏光板２ｃは、表側の基板２ａの表側に備えられ、基板２ａから入射される光のうち所定の方向に振動する光のみを透過させて表側に出射する。また、基板２ａは、透過する光に色をつける（所定の波長以外の光を吸収する）カラーフィルタ（不図示）を備える。

照明装置３は、例えば、軸方向を揃えて整列する複数の円柱状の線光源である蛍光管３ａと、蛍光管３ａのそれぞれと接続して蛍光管３ａに電力を供給する電極３ｂと、を備える。また、光学板４は、照明装置３から入射される光を拡散する拡散板（不図示）や、光の出射方向を表側に揃えるプリズム板（不図示）などを備える。

筐体６、表面パネル７及び裏面パネル８は、液晶表示装置１の最外部を構成する。また、これらは液晶表示装置１の内部に水や塵などが入り込まないような密閉された構成（防水構造、防塵構造を備える構成）となる。なお、表面パネル７は画像が表示される液晶パネル２の表側に備えられるものである。そのため、液晶パネル２に表示される画像が見えるように、少なくとも一部は透明な物質から成る。

次に、図１を用いて液晶表示装置１の動作について説明する。まず、照明装置３に備えられる蛍光管３ａに電極３ｂを介して電力が供給され、それによって蛍光管３ａから光が出射される。蛍光管３ａから出射される光は反射板５や照明装置３の側方に備えられる筐体６などによって反射され、表側へと出射される。そして、光学板４の裏側から入射して、拡散及び均一化されて表側から出射される。

光学板４の表側から出射される光は、次に液晶パネル２の裏側に備えられる偏光板２ｄに入射する。偏光板２ｄは一つの方向に振動する光のみを透過させる。そのため、基板２ｂに入射する光の振動方向は一つの方向に揃えられたものとなる。そして、ＴＦＴによって画素毎に液晶の配向を選択的に制御することによって、光の振動方向を制御する。例えば、電圧を印加した液晶を光が透過する場合には光の振動方向がほぼ変化しないが、電圧を印加していない液晶を光が透過する場合には光の振動方向が略９０°程度変化するように制御される。

さらにこの場合、偏光板２ｄを透過する光の振動方向と、偏光板２ｃを透過する光の振動方向と、が略等しくなるものとする。すると、電圧が印加されていない液晶を透過した、振動方向を略９０°変化させられた光は、偏光板２ｃによって遮断されることとなる。一方、電圧が印加された液晶を透過した、振動方向が変化させられなかった光は、偏光板２ｃを透過する。このように、画素毎に光の透過、遮断を制御することによって画像が表示される。

なお、上述した液晶表示装置１は一例であり、他の構成であっても構わない。例えば、偏光板２ｃ，２ｄが透過させる光の振動方向が略９０°異なる構成としても構わない。この場合、電圧を印加していない液晶を透過する光が、偏光板２ｃを透過することとなる。

また、本例の液晶表示装置１は、照明装置３から出射される光が表側にのみ導かれる構成としたが、裏側にも導かれる構成としても構わない。この場合、反射板５の代わりに、表示を行うもの（例えば、一部を透過させて文字などを表示するフィルムや、液晶パネルなど）を備えることとする。さらにこの場合、表面パネル７と同様に裏面パネル８の少なくとも一部も、透明な物質から成るものとする。

＜輝度値制御部＞
本発明の実施形態に係る液晶表示装置１は、入力される画像信号（静止画像や動画像の信号）の輝度値を制御することによって、液晶表示装置１に備えられる液晶の温度を制御する。以下では、この輝度値を制御する輝度値制御部について図面を参照して説明する。

まず、輝度値制御部の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の輝度値制御部の構成を示すブロック図である。図２に示すように、輝度値制御部Ｂは、入力される光の強さに応じた値の信号を出力する検出部Ｄと、検出部Ｄから出力される信号に基づいて制御信号を出力する制御部Ｃと、表示すべき画像信号を取得する画像信号入力部Ｉと、画像信号入力部Ｉによって取得された画像信号に対して制御部Ｃから出力される制御信号に応じた処理を施して出力する画像信号処理部Ｐと、画像信号処理部Ｐから出力される画像信号を表示する液晶パネル２と、を備える。なお、制御部Ｃとしてマイクロコンピュータを用いても構わない。

次に、図２に示した検出部Ｄの構成例について説明する。図３は、検出部の構成例について示す液晶表示装置の正面図である。なお、図３は図１に示す液晶表示装置１を表側から見た場合の正面図である。図３では、検出部Ｄとして複数（例えば４つ）の照度センサーＳが備えられる場合を示している。特に、照度センサーＳが表面パネル７の四隅（液晶パネル２の周囲の四隅）に備えられる場合について示している。

このように、照度センサーＳを液晶パネル２の周囲の四隅に備えることとすると、液晶表示装置１に強い光が照射されている状況を、より確実に検出することが可能となる。特に、液晶表示装置１の一部にのみ強い光が照射されたとしても、いずれかの照度センサーＳによって検出することが可能となる。

次に、図２に示す輝度値制御部Ｂの動作例について、図面を参照して説明する。図４は、輝度値制御部の動作例について示すフローチャートである。図４に示すように、輝度値制御部Ｂの動作が開始されると、まず、画像信号入力部Ｉが、表示を行う画像信号を取得する（ＳＴＥＰ１）。

次に、制御部Ｃが、検出部Ｄから出力される信号の値に基づいて、液晶表示装置１に強い光（特に、直射日光）が照射されているか否かの判定を行う（ＳＴＥＰ２）。例えば、図３に示すように検出部Ｄが複数の照度センサーＳを備える場合、いずれか一つの照度センサーＳから出力される信号の値が、強い光が照射されていることを示すもの（例えば、信号の値が所定の値以上）であるか否かに基づいて判定する。なお、直射日光などの強い光が液晶表示装置１に照射されると、液晶パネル２に備えられる液晶の温度が上昇する。

制御部Ｃが、液晶表示装置１に強い光が照射されていると判定する場合（ＳＴＥＰ２、ＹＥＳ）、画像信号処理部Ｐが、画像信号の輝度値を調整する処理（輝度値調整処理）を行う（ＳＴＥＰ３）。そしてその後に、輝度値制御部Ｂの動作を終了するか否かの確認を行う（ＳＴＥＰ４）。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置１は、ＳＴＥＰ３の輝度値調整処理を行うことによって、液晶の温度上昇を抑制する。なお、この輝度値調整処理の詳細については後述する。

一方、制御部Ｃが、液晶表示装置１に強い光が照射されていないと判定する場合（ＳＴＥＰ２、ＮＯ）、ＳＴＥＰ３の輝度値調整処理を行わずに、輝度値制御部Ｂの動作を終了するか否かの確認を行う（ＳＴＥＰ４）。

輝度値制御部Ｂの動作を終了しない場合（ＳＴＥＰ４、ＮＯ）、ＳＴＥＰ１に戻り、次に表示すべき画像信号を取得する。一方、輝度値制御部Ｂの動作を終了する場合は（ＳＴＥＰ４、ＹＥＳ）、終了する。

図３に示すように検出部Ｄが複数の照度センサーＳを備える場合、ＳＴＥＰ２において照度センサーＳのいずれか一つでも強い光を検出した場合に、制御部Ｃが液晶表示装置１に強い光が照射されていると判定しても構わない。このように判定すると、液晶表示装置１の一部のみに強い光が照射される場合であっても、強い光が照射されていると判定することが可能となる。したがって、液晶の温度が上昇し得る状況であることを、確実に検出することが可能となる。

また、液晶表示装置１に強い光が照射されているか否かの判定方法は、上記の判定方法に限られるものではない。上記の判定方法に代えて（または加えて）、例えば、照度センサーＳから出力される信号の値の和を用いても構わない。即ち、液晶表示装置１の全体に照射される光量が大きいときに、輝度値調整処理を行うこととしても構わない。

また、照度センサーＳ以外の各種センサー（例えば、温度センサーなど）を用いて判定しても構わない。さらに、これらのセンサーを液晶表示装置１に直接備えない（即ち、液晶表示装置から離れた位置に設ける）こととしても構わない。

＜輝度値調整処理＞
図４のＳＴＥＰ３に示した輝度値調整処理の詳細について、各実施例を挙げるとともに図面を参照して以下に説明する。最初に、それぞれの実施例に共通する基本構成について説明する。

［基本構成］
上述のように、輝度値制御部Ｂの制御部Ｃが、検出部Ｄから出力される信号に基づいて液晶表示装置１に強い光が照射されていると判定すると、画像信号処理部Ｐにおいて輝度値調整処理が行われる。このとき、画像信号処理部Ｐは、画像信号入力部Ｉから入力される画像信号に対して輝度値調整処理を施し、液晶パネル２に処理後の画像信号を出力する。

表示する画像信号の輝度値を大きくすると、液晶パネル２の開口率を上げる（光を遮断する割合を小さくする）こととなる。この場合、外部から照射される光が液晶パネル２を透過して進入しやすくなる。そのため、液晶の温度が上昇しやすくなる。反対に、表示する画像信号の輝度値を小さくすると、液晶パネル２の開口率を下げる（光を遮断する割合を大きくする）こととなる。すると、外部から照射される光が液晶パネル２に進入しにくくなる。そのため、液晶の温度上昇を抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置１は、液晶表示装置１に強い光が照射されていると判定する場合に、画像信号の輝度値を小さくする輝度値調整処理を行う。そして、これによって液晶の温度上昇を抑制する。したがって、簡易な方法で液晶の温度上昇を抑制することが可能となる。

なお、画像信号処理部Ｐが、入力される画像信号に輝度値調整処理以外の処理を施すこととしても構わない。例えば、入力される画像信号を、液晶パネル２の表示特性に適したものに変換する処理（基本処理）を行うこととしても構わない。この場合、液晶表示装置１に強い光が照射されていないと判定される場合に基本処理を行い、強い光が照射されていると判定される場合は基本処理に加えて（または代えて）輝度値調整処理を行うこととしても構わない。

また、輝度値調整処理を行って輝度値を小さくする程度を、一定のものとしても構わない。即ち、輝度値調整処理を１種類だけとしても構わない。一方、検出部Ｄから出力される信号の値に応じて、輝度値調整処理における輝度値を小さくする程度を変化させても構わない。即ち、輝度値調整処理を複数種類としても構わない。

以下の各実施例では、説明を簡単にするために、画像信号処理部Ｐが基本処理を行わないものとして説明する。即ち、輝度値調整処理を画像信号に施されない場合、画像信号処理部Ｐに入力される画像信号がそのまま液晶パネル２に出力される（画像信号処理部Ｐに入力される画像信号の輝度値と、画像信号処理部Ｐから出力される画像信号の輝度値と、が略等しいものとなる）ものとする。

［第１実施例］
次に、輝度値調整処理の具体的な実施例について図面を参照して説明する。図５は、輝度値調整処理の第１実施例における輝度値の変換特性を示すグラフである。なお、変換特性とは、輝度値処理前の画像信号の輝度値と、輝度値処理後の画像信号の輝度値との対応関係を示すものである。図５では、輝度値処理前の画像信号の輝度値を横軸、輝度値処理後の画像信号の輝度値を縦軸として示す。

図５では、説明を一般的なものとするため、輝度値の最小値を０、最大値を１として示す。また、本実施例の輝度値調整処理における変換特性の各点を×で示す。なお、輝度値調整処理を施さない場合（即ち、無変換である場合）の変換特性の各点を、比較のため黒塗りの丸で示す。

図５に示すように、本実施例の輝度値調整処理は、オフセット（ブライトネス）を調整して輝度値を小さくするものである。具体的には、画像信号の輝度値に対して１より小さいある調整係数（例えば、図５では０．８）を乗算することにより、輝度値調整処理を行う。

このように、画像信号の輝度値を所定の割合だけ小さくすることで、輝度値調整処理を行うこととしても構わない。本実施例の場合、簡易な演算によって輝度値調整処理を行うことが可能となる。

［第２実施例］
また、輝度値調整処理の第２実施例について図面を参照して説明する。図６は、輝度値調整処理の第２実施例における輝度値の変換特性を示すグラフであり、第１実施例について示した図５に相当するものである。

図５と同様に、図６でも輝度値の最小値を０、最大値を１として示す。また、本実施例の輝度値調整処理における変換特性の各点を、白塗りの三角形で示す。なお、輝度値調整処理を施さない場合の変換特性の各点を、比較のため黒塗りの丸で示す。

図６に示すように、本実施例の輝度値調整処理は、コントラストを調整して輝度値を小さくするものである。具体的には、画像信号の輝度値から所定の値（例えば、図６では０．１）を減算することにより、輝度値調整処理を行う。ただし、減算後の輝度値が０より小さくなる（最小値よりも小さくなる）場合は、０（最小値）とする。

このように、画像信号の輝度値を所定の値だけ小さくすることで、輝度値調整処理を行うこととしても構わない。本実施例の場合、簡易な演算によって輝度値調整処理を行うことが可能となる。

［第３実施例］
また、輝度値調整処理の第３実施例について図面を参照して説明する。図７は、輝度値調整処理の第３実施例における輝度値の変換特性を示すグラフであり、第１実施例について示した図５に相当するものである。

図５と同様に、図７でも輝度値の最小値を０、最大値を１として示す。また、本実施例の輝度値調整処理における変換特性の各点を、白塗りの四角形で示す。なお、輝度値調整処理を施さない場合の変換特性の各点を、比較のため黒塗りの丸で示す。

図７に示すように、本実施例の輝度値調整処理は、ガンマ曲線を調整して輝度値を小さくするものである。即ち、変換特性がガンマ曲線となる。より具体的には、下記式（１）に示すガンマ曲線のガンマ値γを大きくする（例えば、図７ではγ＝２）ことにより、輝度値調整処理を行う。なお、ｙは輝度値調整処理後の画像信号の輝度値、ｘは輝度値調整処理前の画像信号の輝度値をそれぞれ表すこととする。また、γ＝１の場合はｙ＝ｘとなり、輝度値調整処理を施さない場合の変換特性（無変換）となる。

ｙ＝ｘ^γ ・・・（１）
（ただし、０≦ｘ≦１、１≦γとする）

このように、ガンマ曲線を調整することにより、画像信号の輝度値を小さくしても構わない。本実施例の場合、輝度値の最小値及び最大値（特に最大値）を変化させずに、中間値の輝度値を小さくする処理となる。このような処理を行うこととすると、視認性の悪化を抑制しつつ、輝度を小さくすることが可能となる。

屋外は屋内と比較して明るいため、視認性を確保することは重要な課題となる。第１実施例や第２実施例の方法では、輝度値を小さくすることは可能であるが、輝度値の最大値まで小さくなる。そのため、輝度値が一様に小さくなり、視認性が悪化する可能性がある。これに対して本実施例の方法では、輝度値の最大値を変化させずに中間値を小さくする。そのため、視認性の悪化を抑制することが可能となる。

さらに、第２実施例の方法では、最小値付近の輝度値について、処理前は画像信号が複数の輝度値を取り得るが、処理後には全て最小値となり区別がなくなる。即ち、黒つぶれが生じる。これに対して本実施例の方法では、処理前の画像信号の輝度値の変動に応じて、処理後の輝度値が変動する。そのため、黒つぶれの発生を抑制することが可能となる。

なお、画像信号の輝度値が０〜Ｋ−１までの値を取り得るＫ階調のものである場合は、下記式（２）のようなガンマ曲線となる。なお、ｙは輝度値調整処理後の画像信号の輝度値、ｘは輝度値調整処理前の画像信号の輝度値をそれぞれ表すこととする。

ｙ＝（Ｋ−１）×｛ｘ／（Ｋ−１）｝^γ ・・・（２）
（ただし、０≦ｘ≦Ｋ−１、１≦γ、Ｋは自然数とする）

また、本実施例のように、輝度値の最大値を変化させずに中間値の輝度値が小さくなるように制御する方法であれば、変換特性を必ずしもガンマ曲線とする必要はない。例えば、最小値０から最大値１にかけて漸増する直線または曲線あるいは直線及び曲線の組み合わせを、変換特性として用いても構わない。ただし、ガンマ曲線を用いると、輝度値処理後の画像信号の輝度値の分布を自然なものとすることができるため、好ましい。

＜他の液晶表示装置への適用＞
本発明の液晶表示装置は、上述の透過型だけでなく、以下に説明するような半透過型の液晶表示装置にも適用することができる。まず、半透過型の液晶表示装置の構成の一例について図面を参照して説明する。図８は、半透過型の液晶表示装置の構成を示す分解斜視図であり、図１に相当するものである。なお、図８中、図１と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図８に示すように、半透過型の液晶表示装置１０は、液晶パネル２０が、偏光板２ｄと基板２ｂとの間に備えられるとともに表側から入射される光を表側に反射して裏側から入射される光を表側に透過させる半透過板２ｅをさらに備える構成を除き、図１に示した透過型の液晶表示装置１と同様の構成となる。半透過型の液晶表示装置１０は、表側から入射される光を半透過板２ｅによって反射することで利用し、屋外での視認性を向上する。

ところで、図１や図８に示す液晶パネル２，２０の基板２ａ，２ｂやカラーフィルタなどは、わずかながらも光を吸収して熱を生じる。例えば、基板２ａ，２ｂとして用いられるガラスなどは、例えば透過率９０％、反射率５％となり、５％程度の光が吸収されて熱になる。

透過型の液晶表示装置１も半透過型の液晶表示装置１０も、光が透過する液晶パネル２，２０で光が吸収されて熱が生じる点では同じである。しかしながら、半透過型の液晶表示装置１０は、外部から入射される光の反射光と照明装置３から出射される光との両方を利用する。そのため、透過型の液晶表示装置１と比べて熱が発生しやすい構成と言える。

したがって、上述した輝度値調整部Ｂ及び輝度値調整処理をこのような半透過型の液晶表示装置１０に適用すると、透過型の液晶表示装置１よりも大きな温度上昇抑制効果を見込むことができる。この効果について、図面を参照して説明する。図９は、液晶パネルの温度と表示する画像との関係を示すグラフである。

図９では、液晶パネル２０に入力される画像信号の全画素の輝度値を最大値（即ち、白）にした場合と、最小値（即ち、黒）にした場合とをそれぞれ示している。輝度値を最大値にした場合の液晶パネル２０の温度を白塗りの四角形で示す。また、このときの周囲の温度を黒塗りの丸で示す。一方、輝度値を最小値にした場合の液晶パネル２０の温度を×で示す。また、このときの周囲の温度を白塗りの丸で示す。なお、同一条件での測定結果を得るために、日光ではなく投射器を用いて光を照射した。そのため、周囲温度はどちらの場合も２５℃程度となり、略等しいものとなっている。

図９に示すように、半透過型の液晶表示装置１０において、表示する画像の輝度値を小さくすると、輝度値を大きくする場合と比較して、液晶パネル２０の温度を２℃程度低くすることが可能となる。なお、この効果は日光よりも照射するエネルギー（光）が小さい投射器を用いた場合の結果である。そのため、日光が照射される場合はさらなる温度上昇抑制効果を見込むことができる。

したがって、半透過型の液晶表示装置１０に、上述した輝度値制御部Ｂ及び輝度値調整処理を適用することとすると、好適に温度上昇抑制効果を得ることが可能となる。なお、透過型及び半透過型の液晶表示装置１，１０だけでなく、反射型の液晶表示装置に対して上述した輝度値制御部Ｂ及び輝度値調整処理を適用することとしても構わない。

＜＜変形例＞＞
液晶パネル２に入力する画像信号の輝度値を制御することによって、液晶パネル２の開口率を制御する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの例に限られるものではない。例えば、液晶パネル２に入力する画像信号の輝度値を調整することなく、液晶パネル２の開口率を直接的に制御することとしても構わない。なお、結果的に液晶パネル２の開口率を制御することができれば、どのような方法で制御しても構わないものとする。

また、上述の液晶表示装置１，１０について、輝度値制御部Ｂの動作を、マイコンなどの制御装置が行うこととしても構わない。さらに、このような制御装置によって実現される機能の全部または一部をプログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置（例えばコンピュータ）上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしても構わない。

また、上述した場合に限らず、図２の輝度値制御部Ｂは、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。また、ソフトウェアを用いて輝度値制御部Ｂを構成する場合、ソフトウェアによって実現される部位についてのブロック図は、その部位の機能ブロック図を表すこととする。

以上、本発明における液晶表示装置の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。

本発明は、液晶パネルによって光の透過及び遮断を制御して画像を表示する液晶表示装置及びその制御方法に関する。特に、屋外に設置可能な液晶表示装置及びその制御方法に関する。

は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成の一例について示す分解斜視図である。 は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の輝度値制御部の構成を示すブロック図である。 は、検出部の構成例について示す液晶表示装置の正面図である。 は、輝度値制御部の動作例について示すフローチャートである。 は、輝度値調整処理の第１実施例における輝度値の変換特性を示すグラフである。 は、輝度値調整処理の第２実施例における輝度値の変換特性を示すグラフである。 は、輝度値調整処理の第３実施例における輝度値の変換特性ついて示すグラフである。 は、本発明の別の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成の一例について示す分解斜視図である。 は、液晶パネルの温度と表示する画像との関係を示すグラフである。

符号の説明

１，１０ 液晶表示装置
２，２０ 液晶パネル
２ａ，２ｂ 基板
２ｃ，２ｄ 偏光板
２ｅ 半透過反射板
３ 照明装置
３ａ 蛍光管
３ｂ 電極
４ 光学板
５ 反射板
６ 筐体
７ 表面パネル
８ 裏面パネル
Ｂ 輝度値制御部
Ｉ 画像信号入力部
Ｐ 画像信号処理部
Ｄ 検出部
Ｃ 制御部
Ｓ 照度センサー

Claims (8)

1. 液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、
   該液晶表示装置に照射される光の強さを検出する検出部と、
   前記検出部が検出した光の強さに応じて前記液晶パネルの開口率を制御する制御部と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記検出部が前記液晶表示装置に所定の強さ以上の光が照射されていることを検出する場合に、前記制御部が、前記液晶パネルの開口率を下げることを特徴とする液晶表示装置。
3. 入射する光を遮断または透過することで入力される画像信号に応じた画像を表示する液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、
   該液晶表示装置に照射される光の強さを検出する検出部と、
   前記液晶パネルに入力する画像信号の輝度値の調整を行う画像信号処理部と、を備え、
   前記検出部が、所定の強さ以上の光が照射されることを検出する場合に、前記画像信号処理部が、前記液晶パネルに入力する画像信号の輝度値を小さくする処理である輝度値調整処理を行うことを特徴とする液晶表示装置。
4. 前記輝度値調整処理前の画像信号が取り得る輝度値と、前記輝度値調整処理後の画像信号が取り得る輝度値と、の対応関係である変換特性が、
   前記輝度値調整処理前の画像信号が取り得る輝度値の最大値と、前記輝度値調整処理後の画像信号が取り得る輝度値の最大値と、を等しくするものであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記変換特性が、前記輝度値調整処理前の画像信号が取り得る輝度値の最小値と、前記輝度値調整処理後の画像信号が取り得る輝度値の最小値と、を等しくするものであり、最小値から最大値まで漸増するものであることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記変換特性がガンマ曲線であり、
   前記輝度調整処理が、前記輝度調整処理を施さない場合よりもガンマ値を大きくした前記ガンマ曲線によって、輝度値を調整する処理であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記検出部が複数の照度センサーを備えるものであり、当該照度センサーの少なくとも一つが所定の強さ以上の光が照射されることを検出する場合に、前記検出部が、前記液晶表示装置に所定の強さ以上の光が照射されることを検出することを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 液晶パネルを備えた液晶表示装置の制御方法であって、
   前記液晶表示装置に照射される光の強さを検出する第１ステップと、
   前記第１ステップで検出した光の強さに応じて前記液晶パネルの開口率を制御する第２ステップと、
   を備えることを特徴とする制御方法。

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