JP2013037015A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトを複数領域に分割して、各領域に対応する映像信号に応じたバックライトの輝度を制御するときに、高いコントラスト感を実現しつつ、周囲が暗い場合には光漏れや黒浮きを低減する。
【解決手段】エリアアクティブ制御部２は、映像信号を複数領域に分割して領域毎の第１の特徴量を出力する。ＬＥＤ制御部３は、領域毎の第１の特徴量に応じてＬＥＤバックライト５の各分割領域の第１の輝度を求め、第１の輝度に対して、ＬＥＤの駆動電流の合計値が所定の許容電流値以下となる範囲で、ＬＥＤバックライト５の点灯率に応じて求めた一定倍率を一律に乗算した領域毎の第２の輝度を求める。そして、ＬＥＤバックライト５の点灯率が所定値以下となる場合に、第２の輝度を、フォトセンサ８で検出された周囲照度に応じて、低下させて第３の輝度を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像表示装置に関し、より詳細には、バックライトを領域分割して領域毎に輝度を制御する映像表示装置に関する。

従来、液晶ディスプレイ等を備えた映像表示装置において、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技術が知られている。このような映像表示装置は、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映像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。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ようになっている（例えば、特許文献１を参照）。

また、上記の映像表示装置においては、表示パネルの照明用としてＬＥＤバックライトを用いたものが普及している。ＬＥＤバックライトの場合、ローカルデミングが可能であるという利点をもっている。ローカルデミングは、バックライトを複数の領域に分割し、それぞれの領域の映像信号に応じて領域毎にＬＥＤの発光を制御する。例えば、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共に、表示画面のコントラストを向上させることができる。

例えば、従来のローカルデミングの制御例を図９に示す。ここではバックライトを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。また、各領域の映像信号の最大階調値が図９（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。例えば、ローカルデミングによる各領域のＬＥＤの輝度は図９（Ｂ）に示すようになる。つまり、各領域の映像信号に応じて、領域毎に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共に、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％で点灯したときの輝度（例えば４５０ｃｄ／ｍ^２）に制限される。

特開２００７−２４１２３６号公報

上記のように、バックライトを複数の領域に分割し、各領域に対応する映像信号に応じてＬＥＤの輝度を制御する従来のローカルデミング制御においては、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％で点灯したときの輝度に制限され、その制限の中で映像信号に応じたＬＥＤの輝度制御が行われる。このため、例えば明るい映像をより特異的に明るくして、コントラストを向上させようとしても限界が生じていた。

これに対して、電力が規定値を超えないようにＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御を行い、点灯する面積が小さいときは局所的に電力を投入し、ピーク輝度を高める手法が知られている。この手法により、通常のローカルデミングに比べて、高い輝度を出すことができるが、その反面、輝度比が大きくなるため、光漏れがより顕著になる傾向がある。そして、この光漏れは、周囲の明るさが明るい場所では目立たないが、暗い部屋などのように周囲の明るさが暗い場所では目立ってしまうという問題がある。また、ピーク輝度を高めることで、周囲の明るさが暗い場所では、映像の低階調部分（暗部分）に対応する領域において所謂黒浮きが目立つという問題もある。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、バックライトを複数領域に分割して、各領域に対応する映像信号に応じたバックライトの輝度を制御するときに、高いコントラスト感を実現しつつ、周囲が暗い場合には光漏れや黒浮きを低減することができる映像表示装置を提供すること、を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、映像信号を表示する表示パネルと、該表示パネルを照明する光源としてＬＥＤを使用したバックライトと、該バックライトの発光輝度を制御する制御部と、周囲照度を検出する周囲照度検出部とを有し、前記制御部は、前記バックライトを複数の領域に分割し、該分割した領域毎にＬＥＤの発光を制御する映像表示装置であって、前記制御部は、前記分割した各領域に対応する表示領域の映像信号の第１の特徴量に応じて、領域毎にＬＥＤの第１の輝度を求め、前記第１の輝度に対して、ＬＥＤの駆動電流の合計値が所定の許容電流値以下となる範囲で、前記バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量に応じて求めた一定倍率を一律に乗算した領域毎の第２の輝度を求め、前記バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量が所定値以下となる場合に、前記第２の輝度を、前記周囲照度検出部で検出された周囲照度に応じて、低下させて第３の輝度を求めることを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記所定値は、前記バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量に対応する輝度のうち、デュティ１００％時の最大輝度を低下させるように設定されていることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記制御部は、前記周囲照度が一定値より大きい場合に、前記第２の輝度により領域毎にＬＥＤの発光を制御し、また、前記周囲照度が一定値以下の場合に、前記第３の輝度により領域毎にＬＥＤの発光を制御することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記第１の特徴量は、前記分割した領域内の映像信号の最大階調値であることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段において、前記第２の特徴量は、前記映像信号のＡＰＬであることを特徴としたものである。

本発明によれば、バックライトを複数領域に分割して、各領域に対応する映像信号に応じたバックライトの輝度を制御するときに、各領域間の輝度比を大きくしてコントラストを高めると共に、バックライトを点灯する面積が小さいときは局所的に電力を投入してピーク輝度を高め、さらに、映像表示装置の周囲照度に応じて、ピーク輝度を低下させることができるため、高いコントラスト感を実現しつつ、周囲が暗い場合には光漏れや黒浮きを低減することができる。

本発明に係る映像表示装置の要部構成例を説明するための図である。 映像表示装置のＬＥＤ制御部によるＬＥＤ輝度の設定例を説明するための図である。 電力リミット制御によるローカルデミングの制御例を説明するための図である。 ＬＥＤの輝度デューティを変化させたときの液晶パネル上の輝度の状態を示す図である。 表示画面を８分割した例を示した図である。 本発明に係る輝度／点灯率曲線の設定例を説明するための図である。 輝度／点灯率曲線の他の例を示す図である。 図５に示す領域を領域Ｎｏ順に並べた状態を示す図である。 従来のローカルデミングの制御例を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の映像表示装置に係る好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る映像表示装置の要部構成例を説明するための図で、図中、１は画像処理部、２はエリアアクティブ制御部、３はＬＥＤ制御部、４はＬＥＤドライバ、５はＬＥＤバックライト、６は液晶制御部、７は液晶パネル、８はフォトセンサを示す。映像表示装置は、入力映像信号に画像処理を行って映像表示する構成を有するもので、テレビジョン装置等に適用することができる。画像処理部１は、放送信号から分離した映像信号や、外部機器からの映像信号を入力し、従来と同様の映像信号処理を行う。例えば、ＩＰ変換、ノイズリダクション、スケーリング処理、γ調整、ホワイトバランス調整、などを適宜実行する。また、ユーザ設定値に基づいてコントラストや色味等を調整して出力する。

エリアアクティブ制御部２は、画像処理部１から出力された映像信号に従って、映像信号を複数領域に分割し、各分割領域毎に映像信号の最大階調値を抽出する。そして、この抽出した領域毎の最大階調値をＬＥＤ制御部３に対してＬＥＤデータとして出力する。また、エリアアクティブ制御部２では、液晶の各画素の階調を示すデータを液晶制御部６に対して液晶データとして出力する。このときの液晶データとＬＥＤデータとは、最終出力であるＬＥＤバックライト５と液晶パネル７で同期が維持されるように出力される。

なお、ＬＥＤデータは、分割領域毎の映像信号の最大階調値としたが、最大階調値ではなく、例えば分割領域内の映像信号の階調平均値などの他の所定の統計量であってもよい。ＬＥＤデータとしては領域内の最大階調値を用いるのが一般的であり、以下では、分割領域内の最大階調値を用いるものとして説明する。

ＬＥＤ制御部３は、エリアアクティブ制御部２から出力されたＬＥＤデータに基づいて、電力リミット制御を行い、ＬＥＤバックライト５の各ＬＥＤの点灯を制御する制御値を決定する。電力リミット制御は、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、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、この全点灯したときの駆動電流の総量を超えない範囲で、ＬＥＤの発光輝度を増加させるようにしたものである。

ＬＥＤバックライト５のＬＥＤの輝度は、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御、または電流制御、またはこれらの組み合わせによって制御することができる。いずれの場合にも所望の輝度でＬＥＤを発光させるように制御が行われる。以下の例ではＰＷＭによるデューティ制御を例として説明するものとする。ＬＥＤ制御部３から出力される制御値は、エリアアクティブ制御部２の分割領域毎にＬＥＤの発光制御を行うためのもので、これによりローカルデミングを実現する。本発明の制御部は、エリアアクティブ制御部２及びＬＥＤ制御部３に相当する。ＬＥＤドライバ４は、ＬＥＤ制御部３から出力される制御値に従って、ＬＥＤバックライト５の各ＬＥＤの発光制御を行う。また、フォトセンサ８は、映像表示装置の周囲照度（周囲の明るさ）を検出する周囲照度検出部の一例である。

本発明の主たる目的は、バックライトを複数領域に分割して、各領域に対応する映像信号に応じたバックライトの輝度を制御するときに、高いコントラスト感を実現しつつ、周囲が暗い場合には光漏れや黒浮きを低減することにある。このための構成として、ＬＥＤ制御部３は、エリアアクティブ制御部２から出力されたＬＥＤデータ、すなわち、分割した各領域に対応する表示領域の映像信号の第１の特徴量（例えば、最大階調値）に応じて、前述の図９（Ｂ）に示すように、領域毎にＬＥＤの第１の輝度を求める。そして、この第１の輝度に対して、ＬＥＤの駆動電流の合計値が所定の許容電流値以下となる範囲で、ＬＥＤバックライト５の点灯率（後述）または映像信号の第２の特徴量（例えば、ＡＰＬ(Average Picture Level)など）に応じて求めた一定倍率を一律に乗算した領域毎の第２の輝度を求める。そして、ＬＥＤバックライト５の点灯率または映像信号の第２の特徴量が所定値以下となる場合に、第２の輝度を、フォトセンサ８で検出された周囲照度に応じて、低下させて第３の輝度を求める。

図２は、映像表示装置のＬＥＤ制御部３によるＬＥＤ輝度の設定例を説明するための図で、図中、９は輝度／点灯率曲線を示す。ＬＥＤ制御部３は、図２のような関係でＬＥＤバックライト５の輝度を決定する。横軸は、ＬＥＤバックライト５の点灯率（ウィンドウサイズ）である。点灯率は、バックライト全体の平均点灯率を定めるものであるが、全点灯領域（ウィンドウ領域）と消灯領域との比として表すことができる。点灯領域がない状態では点灯率はゼロであり、点灯領域のウィンドウが大きくなるに従って点灯率は増大し、全点灯では点灯率は１００％になる。また、縦軸は分割領域のＬＥＤの輝度を示すもので、複数に分割した領域のうち、最大輝度を取り得る領域のＬＥＤの輝度を示す。つまり画面内のウィンドウを含む領域の輝度が示される。この輝度／点灯率曲線９は、図示しないメモリに格納されており、映像信号から求めたＬＥＤバックライト５の点灯率に基づき参照される。

電力リミット制御により、ＬＥＤを点灯するための電力（駆動電流値の総量）は一定とする。従って、点灯率が大きくなるほど、一つの分割領域に投入できる電力は小さくなる。点灯率（ウィンドウサイズ）と分割領域の最大輝度との関係の一例は図２のようになる。点灯率が小さい範囲では、その小さいウィンドウに電力を集中できるため、各ＬＥＤをデューティ１００％の最高輝度まで点灯可能である。しかしながら、点灯率が小さく、１つの分割領域内のＬＥＤを全て点灯することができない領域（Ｐ１〜Ｐ２）では、点灯ＬＥＤをデューティ１００％にしたとしても、領域全体としての輝度は低くなる。この場合、点灯率＝０（ウィンドウサイズ＝０）のときの領域の輝度が最も低く、点灯率が大きくなるに従って領域内のウィンドウサイズが大きくなっていくため、領域の輝度も上がる。従って、Ｐ１〜Ｐ２に至る輝度のカーブの形状は、映像信号の分割数（分割領域の大きさ）によっても変化することがわかる。

点灯率が０の状態から上がっていき、１つの領域のＬＥＤが全て点灯できる点灯率になると（Ｐ２）、その領域の輝度は最大となる。このときのＬＥＤのデューティは１００％である。さらに、点Ｐ２より点灯率が高くなっていくと、点灯すべきＬＥＤが増えていくため、電力リミット制御によって各ＬＥＤに投入できる電力が低減し、従って領域が取り得る最大輝度も徐々に低下していく。点Ｐ３は画面全体が全点灯された状態であり、本例の場合、各ＬＥＤのデューティは例えば３６.５％まで低下する。

電力リミット制御は、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、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。

つまり、図３に示すように、図９（Ｂ）で領域毎に定めたＬＥＤの発光輝度（第１の輝度）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、各領域の駆動電流値の総量＜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／ｍ^２）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倍のピーク輝度を出すことが可能となる。

図４は、ＬＥＤの輝度デューティを変化させたときの液晶パネル上の輝度の状態を示す図である。横軸は映像信号の階調、縦軸は液晶パネル上の輝度値を示す。例えば、ＬＥＤバックライト５のＬＥＤを３６.５％のデューティで制御したとき、映像信号の階調表現はＴ１のようになる。このとき液晶パネル上の輝度値＝（階調値）^２.２である（つまり、ガンマ＝２.２）。ＬＥＤを１００％のデューティで制御したとき、階調表現はＴ２のようになる。つまり、ＬＥＤの輝度が３６.５％から１００％に約２.７倍に増大しているため、液晶パネル上の輝度値も約２.７倍に増大する。このとき、高輝度の輝き感を増したい領域Ｈのみならず、輝度アップにより低階調領域Ｌまで約２.７倍に輝度が増大してしまう。従って、映像のコントラストは向上するものの、周囲が暗い場合には輝度増大により低階調領域の光漏れや黒浮きといったデメリットも発生してしまう。

そこで本発明では、電力リミット制御によりＬＥＤの発光デューティを制御して、電力許容範囲内で一律にデューティをアップさせてコントラストを向上させつつ、周囲が暗いときに目立つ光漏れや黒浮きを抑えるために、周囲照度に応じてＬＥＤバックライトの輝度を低減させるようにする。

本発明に係るエリアアクティブ制御部２及びＬＥＤ制御部３の具体的処理例について説明する。図５は、表示画面を８分割した例を示している。各分割領域Ｎｏ.をＡ〜Ｈとし、各領域毎の映像信号の最大階調値を示す。最大階調値は本発明の第１の特徴量に相当する。ここで、第１の特徴量は、領域毎の最大階調値とするが、この他、領域内の階調値の平均等の他の統計値を用いてよい。本例では、８つの分割領域における映像信号の最大階調値は、例えば、６４、２２４、１６０、３２、１２８、１９２，１９２、９６であり、最大階調値の平均は、２５６階調に対して５３％の値となる。つまり、この場合、前述の図２のグラフでは点Ｐ４で点灯率（ウィンドウサイズ）５３％に相当する。

図２において、点灯率５３％（Ｐ４）のときに、最大輝度を取り得る領域のＬＥＤバックライト５の輝度に相当するＬＥＤのデューティが５５％であったものとする。つまりこの画面における点灯率５３％のときに、電力リミット制御により５５％デューティ相当までＬＥＤバックライト５を上げることができる。このときのデューティ５５％は全点灯（点灯率１００％）のときのデューティ３６.５％の約１.５倍に相当する。つまり、ＬＥＤを全点灯したときのＬＥＤのデューティ３６.５％に対して、点灯率５３％のときには、デューティ３６.５％の約１.５倍の輝度になるように点灯ＬＥＤに電力を投入することができる。

上記より、点灯率５３％のときの一定倍率ａ＝１.５（この倍率ａを輝度増加率あるいはデューティ増加率ともいう）を、図９（Ｂ）で領域毎に定めたＬＥＤの発光輝度（第１の輝度）に乗算し、図３に示すように、領域毎にピーク輝度を高めた第２の輝度を求める。このように、電力が規定値を超えないようにＰＷＭ制御を行い、点灯する面積が小さいときは局所的に電力を投入し、ピーク輝度を高めることにより、通常のローカルデミングに比べて、高い輝度を出すことができるが、その反面、輝度比が大きくなるため、光漏れがより顕著になる傾向がある。そして、この光漏れは、周囲の明るさが明るい場所では目立たないが、暗い部屋などのように周囲の明るさが暗い場所では目立ってしまうという問題がある。また、ピーク輝度を高めることで、周囲の明るさが暗い場所では、映像の低階調部分（暗部分）に対応する領域において所謂黒浮きが目立つという問題もある。

上記の問題に対して、本発明では、映像表示装置の周囲照度に応じて、ピーク輝度を低下させて、高いコントラスト感を実現しつつ、周囲が暗い場合には光漏れや黒浮きを低減できるようにする。これについて図６に基づき具体的に説明する。図６において、輝度／点灯率曲線９は図２に示したものと同様である。輝度／点灯率曲線１０は、輝度／点灯率曲線９に対して、ＬＥＤバックライト５の点灯率が所定値Ｗ以下となる場合に、ＬＥＤバックライト５の輝度（発光デューティ）を低下させたものである。この所定値Ｗの決め方は特に限定するものではなく、ユーザにより適宜設定できるようにすればよい。また、輝度／点灯率曲線１１は、輝度／点灯率曲線９に対して、ＬＥＤバックライト５の全点灯率について、輝度（発光デューティ）を低下させたものである。この場合、所定値Ｗを点灯率１００％に設定すればよい。

そして、フォトセンサ８により検出された周囲照度が一定値より大きい、つまり、周囲が明るい場合には、輝度／点灯率曲線９を用いて、図３に示したように、領域毎にピーク輝度を高めた第２の輝度を求める。また、フォトセンサ８により検出された周囲照度が一定値以下、つまり、周囲が暗い場合には、輝度／点灯率曲線１０または輝度／点灯率曲線１１を用いて、第２の輝度よりもピーク輝度を低下させた第３の輝度を求める。周囲照度に対する一定値の決め方は特に限定するものではなく、ユーザにより適宜設定できるようにすればよい。このようにして、周囲照度が一定値より大きい場合には、第２の輝度により領域毎にＬＥＤバックライト５の発光を制御し、また、周囲照度が一定値以下の場合には、第２の輝度を低下させた第３の輝度により領域毎にＬＥＤバックライト５の発光を制御する。

以下、輝度／点灯率曲線１０を用いて第３の輝度を決定する場合について説明する。図６において、映像信号から求めたＬＥＤバックライト５の点灯率が所定値Ｗ以下である場合、この点灯率に基づき、輝度／点灯率曲線９を参照し、ＬＥＤを全点灯したときのＬＥＤのデューティ３６.５％（Ｐ３）に対する輝度増加率（デューティ増加率）を求め、求めた輝度増加率と第１の輝度から領域毎に第２の輝度を決定する。そして、周囲が暗いと判定された場合には、同じ点灯率に基づき、輝度／点灯率曲線１０を参照し、輝度／点灯率曲線９から輝度／点灯率曲線１０への輝度低下率（デューティ低下率）を求め、求めた輝度低下率と第２の輝度から領域毎に第３の輝度を決定することができる。これらの輝度増加率、輝度低下率は、それぞれ輝度増加量、輝度低下量で表すようにしてもよい。また、周囲が明るいと判定された場合には、第２の輝度をそのまま用いるようにする。

具体的には、図６の例において、ＬＥＤバックライト５の点灯率が所定値Ｗ以下の３０％のときに、輝度／点灯率曲線９を参照し、このときのデューティが１００％（Ｐ５）であった場合、ＬＥＤを全点灯したときのＬＥＤのデューティ３６.５％（Ｐ３）に対する輝度増加率（デューティ増加率）は約２.７となるため、第１の輝度に２.７を乗じることで領域毎に第２の輝度を求めることができる。そして、周囲が暗いと判定された場合には、同じ点灯率（３０％）に基づき、輝度／点灯率曲線１０を参照し、このときのデューティが８０％であった場合、デューティ１００％（Ｐ５）に対する輝度低下率（デューティ低下率）は０.８となるため、この０.８を第２の輝度に乗じることで、領域毎に第３の輝度を求めることができる。

なお、上記例では輝度／点灯率曲線９，１０により輝度低下率（デューティ低下率）を求めるようにしているが、輝度／点灯率曲線１０から直接輝度増加率（デューティ増加率）を求めるようにしてもよい。すなわち、周囲が暗いと判定され、ＬＥＤバックライト５の点灯率が所定値Ｗ以下の３０％のときに、輝度／点灯率曲線９を参照せずに、輝度／点灯率曲線１０を参照し、このときのデューティが８０％であった場合、ＬＥＤを全点灯したときのＬＥＤのデューティ３６.５％（Ｐ３）に対する輝度増加率（デューティ増加率）は約２.２となるため、第１の輝度に２.２を乗じることで、結果的に、上記例と同様に第２の輝度を低下させた第３の輝度を求めることができる。

ここで、上記の所定値Ｗは、適宜設定される設定値であるが、この所定値Ｗは、図６のＬＥＤバックライト５の点灯率に対応する輝度のうち、輝度／点灯率曲線９の点Ｐ２におけるデューティ１００％時の最大輝度を低下させるように設定されることが望ましい。具体的には、所定値Ｗ以下となる点灯率の範囲に、デューティ１００％時の最大輝度（Ｐ２）をとるＬＥＤバックライト５の点灯率を含むようにする。これにより、デューティ１００％時の最大輝度を低下させることが可能となるため、周囲が暗い場合に、高いコントラストを維持しつつ、画面輝度を低減し、光漏れや黒浮きをより効果的に低減することができる。

また、輝度／点灯率曲線１１を用いて第３の輝度を決定する場合について説明する。この例では、周囲が暗い場合に、映像信号から求めたＬＥＤバックライト５の全ての点灯率に対してピーク輝度を低下させるように制御される。図６において、ＬＥＤバックライト５の点灯率に基づき、輝度／点灯率曲線９を参照し、ＬＥＤを全点灯したときのＬＥＤのデューティ３６.５％（Ｐ３）に対する輝度増加率（デューティ増加率）を求め、求めた輝度増加率と第１の輝度から領域毎に第２の輝度を決定する。そして、周囲が暗いと判定された場合には、同じ点灯率に基づき、輝度／点灯率曲線１１を参照し、輝度／点灯率曲線９から輝度／点灯率曲線１１への輝度低下率（デューティ低下率）を求め、求めた輝度低下率と第２の輝度から領域毎に第３の輝度を決定することができる。これらの輝度増加率、輝度低下率は、それぞれ輝度増加量、輝度低下量で表すようにしてもよい。また、周囲が明るいと判定された場合には、第２の輝度をそのまま用いるようにする。

具体的には、図６の例において、ＬＥＤバックライト５の点灯率が５３％のときに、輝度／点灯率曲線９を参照し、このときのデューティが５５％（Ｐ４）であった場合、ＬＥＤを全点灯したときのＬＥＤのデューティ３６.５％（Ｐ３）に対する輝度増加率（デューティ増加率）は約１.５となるため、第１の輝度に１.５を乗じることで領域毎に第２の輝度を求めることができる。そして、周囲が暗いと判定された場合には、同じ点灯率（５３％）に基づき、輝度／点灯率曲線１１を参照し、このときのデューティが４０％であった場合、デューティ５５％（Ｐ４）に対する輝度低下率（デューティ低下率）は約０.７３となるため、この０.７３を第２の輝度に乗じることで、領域毎に第３の輝度を求めることができる。

なお、上記例では輝度／点灯率曲線９，１１により輝度低下率（デューティ低下率）を求めるようにしているが、輝度／点灯率曲線１１から直接輝度増加率（デューティ増加率）を求めるようにしてもよい。すなわち、周囲が暗いと判定され、ＬＥＤバックライト５の点灯率が５３％のときに、輝度／点灯率曲線９を参照せずに、輝度／点灯率曲線１１を参照し、このときのデューティが４０％であった場合、ＬＥＤを全点灯したときのＬＥＤのデューティ３６.５％（Ｐ３）に対する輝度増加率（デューティ増加率）は約１.１となるため、第１の輝度に１.１を乗じることで、結果的に、上記例と同様に第２の輝度を低下させた第３の輝度を求めることができる。

図７は、輝度／点灯率曲線の他の例を示す図である。図７（Ａ）において、明るい環境では輝度／点灯率曲線１２が用いられ、暗い環境では輝度／点灯率曲線１３が用いられる。この図７（Ａ）の例では、ＬＥＤバックライト５の点灯率が所定値Ｗ′（＜図６の所定値Ｗ）以下となる場合に、暗い環境下のＬＥＤの輝度が、明るい環境下のＬＥＤの輝度に比べて、低下するように制御される。また、図７（Ｂ）において、明るい環境では輝度／点灯率曲線１４が用いられ、暗い環境では輝度／点灯率曲線１５が用いられる。この図７（Ｂ）の例では、ＬＥＤバックライト５の全ての点灯率に対して、暗い環境下のＬＥＤの輝度が、明るい環境下のＬＥＤの輝度に比べて、低下するように制御される。

このように、バックライトを複数領域に分割して、各領域に対応する映像信号に応じたバックライトの輝度を制御するときに、各領域間の輝度比を大きくしてコントラストを高めると共に、バックライトを点灯する面積が小さいときは局所的に電力を投入してピーク輝度を高め、さらに、映像表示装置の周囲照度に応じて、ピーク輝度を低下させることができるため、高いコントラスト感を実現しつつ、周囲が暗い場合には光漏れや黒浮きを低減することができる。

図８は、図５に示す領域を領域Ｎｏ順に並べた状態を示す図である。横軸は領域Ｎｏ.で、縦軸は各領域のＬＥＤの輝度値を示す。ＬＥＤの輝度値は例えば０−２５５の階調値（ＬＥＤ階調）で表すことができる。まず、従来のローカルデミングの手法により領域毎のＬＥＤの輝度値を定める。この輝度を第１の輝度とする。第１の輝度は、前述の図９（Ｂ）に示したように、映像信号の最大階調値が小さい領域では相対的に小さく定められ、映像信号の最大階調値が大きい領域では相対的に大きくなるように定められる。これにより、従来と同様に、低階調領域の黒浮きを防止し、コントラストを向上させると共に、低消費電力化を図り、高階調領域の輝度を上げて輝き感を増すようにしている。このときの各領域のＬＥＤの輝度は、ＬＥＤを全点灯したときの画面輝度（例えば４５０ｃｄ／ｍ^２）を超えないように設定される。

そして、電力リミット制御により計算される輝度アップ分（例えば、１.５倍）を各領域のＬＥＤの輝度値に乗算する。ここでは、全ての領域に対して一律に輝度アップ分の値を乗算する。前述の図６の例では、ＬＥＤ全点灯時のＬＥＤのデューティは３６.５％であるが、点灯率５３％の場合には、デューティ５５％までＬＥＤの輝度が上昇することになる。すなわち、第１の輝度に対して１.５倍を乗算したときの輝度値が図８の第２の輝度（Ｖ２）に相当する。

そして、ＬＥＤバックライト５の点灯率が所定値Ｗ以下となる場合に、第２の輝度（Ｖ２）を、フォトセンサ８で検出された周囲照度に応じて低下させ、図８の第３の輝度（Ｖ３）を決定する。すなわち、フォトセンサ８により検出された周囲照度が一定値より大きく、周囲が明るい場合には、第２の輝度（Ｖ２）により領域毎にＬＥＤバックライト５の発光を制御する。また、フォトセンサ８により検出された周囲照度が一定値以下で、周囲が暗い場合には、第２の輝度（Ｖ２）を低下させた第３の輝度（Ｖ３）により領域毎にＬＥＤバックライト５の発光を制御する。なお、第３の輝度（Ｖ３）の決め方は、前述した通りであるため、ここでの説明は省略するものとする。

以上では、ＬＥＤバックライト５の点灯率を用いた例について説明したが、映像信号のＡＰＬを用いても同様の制御を行うことができる。ＡＰＬは映像信号全体の輝度の平均値であるため、ＡＰＬと分割領域のＬＥＤの輝度との関係は、前述の図２に示した輝度／点灯率曲線９と同様の傾向を示すものと考えられる。すなわち、映像信号のＡＰＬが低ければ、ＬＥＤバックライト５の点灯率も低く、映像信号のＡＰＬが高ければ、ＬＥＤバックライト５の点灯率も高くなる。従って、図２の横軸をＡＰＬにした場合でも同様の制御を行うことができる。

１…画像処理部、２…エリアアクティブ制御部、３…ＬＥＤ制御部、４…ＬＥＤドライバ、５…ＬＥＤバックライト、６…液晶制御部、７…液晶パネル、８…フォトセンサ。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量と、該バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量に予め関連付けられた前記表示パネルの画面上で取り得る最大表示輝度との関係を定める輝度曲線を有し、前記所定値は、前記輝度曲線にてデュティ１００％時の最大表示輝度をとるときの前記バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量以上となるように設定されていることを特徴としたものである。

Claims (5)

1. 映像信号を表示する表示パネルと、該表示パネルを照明する光源としてＬＥＤを使用したバックライトと、該バックライトの発光輝度を制御する制御部と、周囲照度を検出する周囲照度検出部とを有し、前記制御部は、前記バックライトを複数の領域に分割し、該分割した領域毎にＬＥＤの発光を制御する映像表示装置であって、
   前記制御部は、前記分割した各領域に対応する表示領域の映像信号の第１の特徴量に応じて、領域毎にＬＥＤの第１の輝度を求め、
   前記第１の輝度に対して、ＬＥＤの駆動電流の合計値が所定の許容電流値以下となる範囲で、前記バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量に応じて求めた一定倍率を一律に乗算した領域毎の第２の輝度を求め、
   前記バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量が所定値以下となる場合に、前記第２の輝度を、前記周囲照度検出部で検出された周囲照度に応じて、低下させて第３の輝度を求めることを特徴とする映像表示装置。
2. 請求項１に記載の映像表示装置において、前記所定値は、前記バックライトの点灯率または前記映像信号の第２の特徴量に対応する輝度のうち、デュティ１００％時の最大輝度を低下させるように設定されていることを特徴とする映像表示装置。
3. 請求項１又は２に記載の映像表示装置において、前記制御部は、前記周囲照度が一定値より大きい場合に、前記第２の輝度により領域毎にＬＥＤの発光を制御し、また、前記周囲照度が一定値以下の場合に、前記第３の輝度により領域毎にＬＥＤの発光を制御することを特徴とする映像表示装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の映像表示装置において、前記第１の特徴量は、前記分割した領域内の映像信号の最大階調値であることを特徴とする映像表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の映像表示装置において、前記第２の特徴量は、前記映像信号のＡＰＬであることを特徴とする映像表示装置。

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