JP2014134764A - 表示装置及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】バックライトセンサの検出値に対する外光の影響を精度良く低減することができ、バックライトからの光を精度良く検出することができる技術を提供する。
【解決手段】本発明の表示装置は、バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、を有する表示装置であって、前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とに基づいて、前記バックライトの発光量を制御する制御手段と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置及びその制御方法に関する。
従来、バックライトの温度変化や長期使用によるバックライトの経時劣化を含む環境変化によって、バックライトの輝度が変化するという問題がある。そのため、バックライトの輝度の変化やムラを低減することを目的として、表示装置内に配置された光センサ（バックライトセンサ）の検出値が一定になるようバックライトの発光量をフィードバック制御する技術が提案されている。
バックライトセンサは、バックライトからの光を検出するためのセンサである。しかし、実際には、バックライトセンサでは、バックライトからの光と、他の光（例えば、表示パネルを介して表示装置の内部に透過した外光）との合成光が検出される。バックライトからの光に比べ外光が十分に少ない場合には、バックライトセンサの検出値に対する外光の影響を無視しても問題はない。しかしながら、そうでない場合には、バックライトセンサの検出値に対する外光の影響により、バックライトの発光量を精度良くフィードバック制御することができない。
近年、光利用効率（バックライトからの光の利用効率）の高い表示パネルが普及し始めている。例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）シャッターパネルの光利用効率は、６０〜８０％程度と高い。
一般的な液晶パネルの光利用効率は、２〜３％程度と低い。ここで、光利用効率は、表示パネル（表示パネルが有する表示素子）の開口率が最大値であるときの、バックライトからの光に対する、表示パネルから発せられる光（表示パネルを透過した後のバックライトの光）の割合である。
ＭＥＭＳ表示装置（ＭＥＭＳシャッターパネルを有する表示装置）では、表示パネルから発せられる光の光量を液晶表示装置（液晶パネルを有する表示装置）と一致させる場合に、バックライトの発光量は液晶表示装置の２０分の１〜４０分の１程度と低くなる。また、表示パネルを透過した後の外光の光量は液晶表示装置の２５倍〜５０倍程度と大きくなる。
そのため、ＭＥＭＳ表示装置では、液晶表示装置に比べ、バックライトからの光に対する外光の割合が大きくなる。その結果、バックライトからの光を精度良く検出することができず、バックライトの発光量を精度良くフィードバック制御することができない。
このように、光利用効率の高い表示パネルを有する表示装置では、バックライトからの光を精度良く検出することができず、バックライトの発光量を精度良くフィードバック制御することができない。
特許文献１では、表示装置の外光を精度良く検出するための方法が提案されている。具体的には、特許文献１に開示の表示装置では、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）上に外光センサ（外光を検出するためのセンサ）が配置されている。そして、バックライトの輝度に応じて、外光センサの検出値に対する迷光（バックライトから発せられ外光センサに入力される光など）の影響量が算出され、影響量に基づいて外光センサの検出値が補正される。
特許文献１に開示の技術を応用して、外光センサの検出値に応じて、バックライトセンサの検出値に対する外光の影響量を算出し、影響量に基づいてバックライトセンサの検出値を補正する構成が考えられる。
しかしながら、表示パネルの透過率（外光やバックライトからの光が表示パネルを透過
する際の透過率）が入力画像信号に依存するため、影響量も入力画像信号に依存してしまう。そのため、特許文献１に開示の技術を用いたとしても影響量を精度良く算出することができず、バックライトセンサの検出値を精度良く補正することができない。
特開２００９−１３９７８４号公報
本発明は、バックライトセンサの検出値に対する外光の影響を精度良く低減することができ、バックライトからの光を精度良く検出することができる技術を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様は、
バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、を有する表示装置であって、
前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、
前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、
前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とに基づいて、前記バックライトの発光量を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする表示装置である。
本発明の第２の態様は、
バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、を有する表示装置であって、
前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、
前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、
前記外光センサの検出値に基づいて、前記バックライトセンサの検出値を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする表示装置である。
本発明の第３の態様は、
バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、を有する表示装置の制御方法であって、
前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とを取得する取得ステップと、
前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とに基づいて、前記バックライトの発光量を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする表示装置の制御方法である。
本発明の第４の態様は、
バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、を有する表示装置の制御方法であって、
前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とを取得する取得ステップと、
前記外光センサの検出値に基づいて、前記バックライトセンサの検出値を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする表示装置の制御方法である。
本発明によれば、バックライトセンサの検出値に対する外光の影響を精度良く低減することができ、バックライトからの光を精度良く検出することができる。
実施例１に係る表示装置の構成の一例を示す概略図 実施例１に係る表示制御部の構成を示すブロック図 表示制御部の動作の一例を示すフローチャート 実施例１に係るバックライト制御値補正処理を示すフローチャート バックライト検出値補正処理の一例を示すフローチャート 画素外光透過率テーブルの一例を示す図 影響量テーブルの一例を示す図 実施例２に係る表示制御部の構成を示すブロック図 実施例２に係るバックライト制御値補正処理を示すフローチャート バックライト反射光比率テーブルの一例を示す図
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について説明する。
図１（Ａ）は、本実施例に係る表示装置の構成の一例を示す概略図である。
表示装置１００は、表示制御部１０１、ＭＥＭＳシャッターパネル１０２、バックライト１０３、外光センサ１０４、バックライトセンサ１０５などを有する。
入力信号源５０は、画像信号を出力する装置である。入力信号源５０は、例えば、画像信号（画像データ）を記憶する記憶装置である。なお、入力信号源５０は、表示装置１００に設けられた記憶装置（画像信号を記憶する記憶装置）であってもよい。
バックライト１０３は、ＭＥＭＳシャッターパネル１０２の背面に光を照射する光源装置である。バックライト１０３の光源としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ
Ｄｉｏｄｅ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、冷陰極管などを用いることができる。
ＭＥＭＳシャッターパネル１０２は、バックライトからの光を入力画像信号（表示装置に入力された画像信号）に基づく透過率で透過して画像を表示する表示パネルである。具体的には、ＭＥＭＳシャッターパネル１０２は、画素毎にＭＥＭＳシャッターを有する。そして、入力画像信号に基づいてＭＥＭＳシャッターの開口率が制御される。ここで、開口率は、１フレーム時間に対する開口時間（１フレームあたりの開口時間）の割合である。
なお、表示パネルはＭＥＭＳシャッターパネルに限らない。表示パネルは、バックライトからの光を透過して画像を表示する表示パネルであればよい。例えば、表示パネルは、複数の液晶素子を有する液晶パネルであってもよい。そして、入力画像信号に基づいて液晶素子の開口率が制御されてもよい。
外光センサ１０４は、表示装置１００の外光を検出するためのセンサである。外光センサ１０４の検出面は、表示装置１００の表面（ＭＥＭＳシャッターパネル１０２の外側）に配置されている。例えば、外光センサ１０４は照度センサであり、外光センサ１０４の検出値（外光検出値）は照度である。
バックライトセンサ１０５は、バックライト１０３からの光を検出するためのセンサで
ある。バックライトセンサ１０５の検出面は、表示装置１００の内部（例えば、バックライト１０３の筐体の内部）に配置されている。例えば、バックライトセンサ１０５は輝度センサであり、バックライトセンサ１０５の検出値（バックライト検出値）は輝度である。
なお、例えば、図１（Ｂ）に示すように、バックライト１０３に複数のバックライトセンサ１０５が配置されていてもよい。
表示制御部１０１には、入力信号源５０から画像信号（入力画像信号）が入力される。そして、表示制御部１０１は、ＭＥＭＳシャッターパネル１０２が有する各ＭＥＭＳシャッターの開口率を入力画像信号に基づいて制御する。
また、表示制御部１０１には、外光検出値とバックライト検出値が入力される。そして、表示制御部１０１は、入力画像信号と外光検出値に基づいてバックライト検出値を補正し、補正後のバックライト検出値に基づいてバックライト１０３の発光量を制御する。例えば、表示制御部１０１は、バックライト１０３の輝度の変化やムラが低減されるように、バックライト１０３の発光量を制御する。
なお、表示制御部１０１は、バックライト１０３の輝度が入力画像信号に基づく輝度となるように、入力画像信号に基づいてバックライト１０３の発光量を制御してもよい。
図２は、表示制御部１０１の構成の一例を示すブロック図である。
表示制御部１０１は、ＣＰＵ２００、画像入力部２０１、画像処理部２０２、シャッター制御部２０３、表示時間計測部２０４、バックライト制御値補正指示部２０５、外光検出値取得部２０６、外光透過率決定部２０７、透過外光値決定部２０８、バックライト検出値取得部２０９、バックライト検出値補正部２１０、バックライト制御部２１１などを有する。
ＣＰＵ２００には、不図示のＲＯＭとＲＡＭが接続されている。ＣＰＵ２００は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、表示制御部１０１全体の動作を制御する。ＣＰＵ２００は、ＲＡＭをワークメモリとして用いる。また、ＣＰＵ２００は、不図示のＴｉｍｅｒを有する。そして、ＣＰＵ２００は、Ｔｉｍｅｒを用いて時間管理を行う。
画像入力部２０１は、入力信号源５０から入力された画像信号（入力画像信号）をデコードすることにより、画像データを生成する。画像入力部２０１は、生成した画像データを画像処理部２０２へ出力する。
画像処理部２０２は、画像入力部２０１から入力された画像データに、高画質化処理等の画像処理を施す。画像処理部２０２は、画像処理後の画像データをシャッター制御部２０３へ出力する。
シャッター制御部２０３は、画像処理部２０２から入力された画像データをシャッター制御情報に変換する。シャッター制御部２０３は、ＭＥＭＳシャッターパネル１０２と外光透過率決定部２０７へシャッター制御情報を出力する。また、シャッター制御部２０３は、外光検出値取得部２０６、バックライト検出値取得部２０９、及び、バックライト制御部２１１へ画像データ（入力画像信号）の垂直同期信号を出力する。シャッター制御情報は、各ＭＥＭＳシャッター（各画素）の開口率である。
ＭＥＭＳシャッターパネル１０２は、シャッター制御部２０３から入力されたシャッター制御情報に従って、各ＭＥＭＳシャッターを駆動する。
表示時間計測部２０４は、ＣＰＵ２００が有するＴｉｍｅｒを用いて、ＭＥＭＳシャッターパネル１０２による画像の表示が開始されてからの時間（表示時間）を計測する。例えば、表示時間計測部２０４は、ＭＥＭＳシャッターパネル１０２による画像の表示が開
始された時刻を０として、当該時刻から現時刻までの経過時間を計測する。
そして、表示時間計測部２０４は、表示時間の計測中に、計測値（画像の表示が開始された時刻から現時刻までの経過時間）をバックライト制御値補正指示部２０５へ出力する。
バックライト制御値補正指示部２０５は、表示時間計測部２０４で計測された表示時間が所定の閾値に達すると、外光検出値取得部２０６へ外光検出値取得指示を出力し、バックライト検出値取得部２０９にバックライト検出値取得指示を出力する。そして、バックライト制御値補正指示部２０５は、外光透過率決定部２０７にバックライト制御値補正指示を出力する。上記所定の閾値は、例えば、画像の表示が開始されてからバックライトの温度が安定するまでの時間であり、予めＲＯＭに格納されている。バックライト制御値は、バックライトの発光量を表す値である。
外光検出値取得部２０６は、バックライト制御値補正指示部２０５からの外光検出値取得指示の入力に応じて、入力画像信号の垂直同期信号のタイミングで外光センサ１０４から外光検出値を取得する。そして、外光検出値取得部２０６は、外光検出値を透過外光値決定部２０８へ出力する。
外光透過率決定部２０７は、入力画像信号に基づいて外光透過率を決定する。本実施例では、外光透過率決定部２０７は、シャッター制御情報から外光透過率を決定する。また、外光透過率を決定する処理は、バックライト制御値補正指示部２０５からのバックライト制御値補正指示に応じて行われる。そして、外光透過率決定部２０７は、外光透過率を透過外光値決定部２０８へ出力する。外光透過率は、外光が表示パネルを透過する際の透過率である。本実施例では、外光透過率は、各ＭＥＭＳシャッターの開口率から求められる。
透過外光値決定部２０８は、入力画像信号と外光検出値に基づいて透過外光値を決定する。本実施例では、透過外光値決定部２０８は、外光検出値と外光透過率が入力されると、それらの情報に基づいて透過外光値を決定し、透過外光値をバックライト検出値補正部２１０へ出力する。外光は、表示パネルを介して表示装置の内部に透過する。透過外光値は、表示装置の内部への透過後の外光の値である。本実施例では、透過外光値は、外光透過率に外光検出値を乗算することにより得られる値である。
バックライト検出値取得部２０９は、バックライト制御値補正指示部２０５からのバックライト検出値取得指示の入力に応じて、入力画像信号の垂直同期信号のタイミングでバックライトセンサ１０５からバックライト検出値を取得する。そして、バックライト検出値取得部２０９は、バックライト検出値をバックライト検出値補正部２１０へ出力する。
バックライト検出値補正部２１０は、表示パネルを介して表示装置の内部に透過する外光によるバックライトセンサの検出値の変化が低減するように、入力画像信号と外光検出値とに基づいて、バックライトセンサ検出値を補正する。本実施例では、バックライト検出値補正部２１０は、透過外光値決定部２０８から入力された透過外光値に基づいて、バックライト検出値取得部２０９から入力されたバックライト検出値を補正する。そして、バックライト検出値補正部２１０は、補正後のバックライト検出値をバックライト制御部２１１へ出力する。
バックライト制御部２１１は、バックライト検出値補正部２１０による補正後のバックライト検出値に基づいて、バックライト１０３の発光量を制御する。本実施例では、バックライト制御部２１１は、補正後のバックライト検出値と目標値とに基づいて、補正後のバックライト検出値が目標値と一致するようにバックライト制御値を補正する。そして、
バックライト制御値は、補正後のバックライト制御値をバックライト１０３へ出力する。目標値は、固定値であってもよいし、入力画像信号に基づいて決定されてもよい。目標値は、例えば、バックライト検出値に対する外光の影響が無い状況下で予め得られたバックライト検出値、そのようなバックライト検出値に基づいて算出された値などである。バックライト検出値に対する外光の影響が無い状況下で予め得られたバックライト検出値は、予めＲＯＭに格納されている。
上述したように、バックライト制御値は、バックライトの発光量を表す値である。バックライト１０３は、バックライト制御部２１１から入力されたバックライト制御値に従って、バックライト１０３が有する光源を駆動する。
本実施例では、バックライト検出値に対する外光の影響が無い状況下において、バックライトの発光量が多いほどバックライト検出値が高いものとする。また、バックライト制御値が高いほど発光量が多いものとする。この場合、補正後のバックライト検出値が目標値より低い場合にバックライト制御値を高め、補正後のバックライト検出値が目標値より高い場合にバックライト制御値を低減すればよい。このような処理の繰り返しにより、バックライトの輝度の変化やムラを低減するフィードバック制御を実現することができる。バックライト制御値の補正量（調整量）は、例えば、補正後のバックライト検出値と目標値の差に基づいて決定すればよい。バックライトの発光量は、光源の点灯時間や光源に印加する電流を調整することにより調整される。
なお、発光量とバックライト検出値の関係、バックライト制御値と発光量の関係は上記関係に限らない。発光量が多いほどバックライト検出値が低くてもよい。また、バックライト制御値が高いほど発光量が少なくてもよい。
また、バックライト制御値の補正方法は上記方法に限らない。例えば、補正後のバックライト検出値と目標値を用いた演算により、補正後のバックライト制御値が算出されてもよい。
表示制御部１０１の動作について図３に示すフローチャートを用いて説明する。図３のフローチャートは、表示装置の電源をオンするユーザ操作が行われたことをトリガーとして開始される。
まず、表示時間計測部２０４が、表示装置の電源がオンされた時刻からの経過時間を表示時間として計測し、計測値をバックライト制御値補正指示部２０５へ出力する（Ｓ３０１）。
次に、バックライト制御値補正指示部２０５が、表示時間が所定の閾値に達するまで待機する（Ｓ３０２）。表示時間が所定の閾値に達すると、Ｓ３０３に処理が進められる。
Ｓ３０３では、バックライト制御値補正指示部２０５が、外光検出値取得部２０６へ外光検出値取得指示を出力する。外光検出値取得部２０６は、外光検出値取得指示の入力に応じて、入力画像信号の垂直同期信号のタイミングで外光センサ１０４から時刻ｔにおける外光検出値Ｉ（ｔ）を取得する。そして、外光検出値取得部２０６は、外光検出値Ｉ（ｔ）を透過外光値決定部２０８へ出力する。
次に、バックライト制御値補正指示部２０５が、バックライト検出値取得部２０９へバックライト検出値取得指示を出力する（Ｓ３０４）。バックライト検出値取得部２０９は、バックライト検出値取得指示の入力に応じて、入力画像信号の垂直同期信号のタイミングでバックライトセンサ１０５から時刻ｔにおけるバックライト検出値Ｌ（ｔ）を取得する。そして、バックライト検出値取得部２０９は、バックライト検出値Ｌ（ｔ）をバックライト検出値補正部２１０へ出力する。
そして、バックライト制御値補正指示部２０５が、外光透過率決定部２０７へバックライト制御値補正指示を出力する（Ｓ３０５）。それにより、バックライト制御値を補正する処理（バックライト制御値補正処理）が行われる。
なお、図３のフローチャートでは、表示装置１００の電源がオンされた時刻からの経過時間を表示時間として用いたが、表示時間はこれに限らない。例えば、表示時間は、シャ
ッター制御部２０３からＭＥＭＳシャッターパネル１０２へのシャッター制御情報の出力が開始された時刻からの経過時間であってもよい。また、表示時間は、画像を表示するユーザ操作があった時刻からの経過時間であってもよい。また、最初の画像の表示開始時刻からの経過時間のみが表示時間として計測されてもよいし、表示する画像が切り替えられる度に、切り替え後の画像の表示開始時刻からの経過時間が表示時間として計測されてもよい。
また、図３のフローチャートによれば、表示装置の電源の状態がオン状態の間にＳ３０３〜Ｓ３０５の処理が最大で１回だけ行われる。しかしながら、Ｓ３０３〜Ｓ３０５の処理の実行頻度はこれに限らない。例えば、Ｓ３０３〜Ｓ３０５の処理は、表示時間と無関係に行われてもよい。Ｓ３０３〜Ｓ３０５の処理は、バックライト制御値補正処理を実行するユーザ操作に応じて行われてもよい。表示装置の使用中に、所定時間おきにＳ３０３〜Ｓ３０５の処理が行われもよい。
また、バックライトの温度を検出する温度センサを表示装置内に設け、温度センサの検出値（バックライトの温度）に基づいてＳ３０３〜Ｓ３０５の処理を行うか否かが判断されてもよい。例えば、本実施例ではバックライトの温度が安定したか否かを表示時間から判断しているが、温度センサの検出値からバックライトの温度が安定したか否かが判断されてもよい。そして、バックライトの温度が安定したと判断されたことをトリガーとしてＳ３０３〜Ｓ３０５の処理が行われてもよい。温度センサの検出値からバックライトの温度が前回のバックライト制御値補正処理実行時の温度から所定の閾値以上変化したか否かが判断されてもよい。そして、バックライトの温度が前回のバックライト制御値補正処理実行時の温度から所定の閾値以上変化したと判断されたことをトリガーとしてＳ３０３〜Ｓ３０５の処理が行われてもよい。
また、ＭＥＭＳシャッターが閉じているときは、開いているときに比べ、表示装置内に透過する外光は少ない。即ち、ＭＥＭＳシャッターが閉じている時間が長いほど、バックライト検出値に対する外光の影響は小さい。そこで、バックライトセンサがバックライト検出値を取得するのに要する時間がＭＥＭＳシャッターが閉じている時間よりも短いときにのみＳ３０３〜Ｓ３０５の処理が行われてもよい。
バックライト制御値補正処理の詳細について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、外光透過率決定部２０７が、表示パネルの画素毎に、入力画像信号に基づいて、時刻ｔにおける画素外光透過率Ｐｇを決定する。具体的には、外光透過率決定部２０７は、画素毎に、予め用意された画素外光透過率テーブルを用いて、入力されたシャッター制御情報から時刻ｔにおける画素外光透過率Ｐｇを決定する。外光透過率決定部２０７は、画素毎の画素外光透過率Ｐｇの代表値（平均値、最頻値、中間値、最小値、最大値など）を時刻ｔにおける外光透過率Ｐａｒｅａとして決定する。そして、外光透過率決定部２０７は、決定した外光透過率Ｐａｒｅａを透過外光値決定部２０８へ出力する（Ｓ４０１）。表示パネルの全ての画素についての画素外光透過率の代表値が外光透過率として決定されてもよい。しかし、バックライトセンサ１０５から離れた画素を透過した外光はバックライト検出値に対する影響が小さいため、考慮しないことが好ましい（そのような画素を考慮することにより外光透過率が最適な値からずれてしまう）。そこで、本実施例では、外光透過率決定部２０７は、表示パネルが有する複数の画素のうち、画面と平行な面においてバックライトセンサから所定範囲内にある画素についての画素外光透過率の代表値を、外光透過率として決定する。バックライトセンサ１０５に近い画素の画素外光透過率のみを用いることにより、外光透過率として最適な値を得ることが可能となる。なお、図１（Ｂ）に示すように、バックライト１０３に９つのバックライトセンサ１０５が設けられている場合には、バックライトセンサ（２，２）に対応する領域（発光面の領域；画面の領域）内にある画素についての画素外光透過率の代表値を、外光透過率として決定すればよい。
画素外光透過率は、外光がその画素を透過する際の透過率である。画素外光透過率は、例えば、表示パネルの光利用効率に、当該画素外光透過率に対応する画素の開口率を乗算することにより得られる値である。なお、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のバックライトを順番に時分割で点灯するＭＥＭＳシャッター方式の場合は、赤色に対応する開口率と、緑色に対応する開口率と、青色に対応する開口率との平均値が使用される。具体的には上記平均値を表示パネルの光利用効率に乗算することにより得られる値が、画素外光透過率として使用される。ここで、光利用効率は、表示パネル（表示パネルが有する表示素子）の開口率が最大値であるときの、バックライトからの光に対する、表示パネルから発せられる光（表示パネルを透過した後のバックライトの光）の割合である。
画素外光透過率テーブルは、図６に示すように、開口率と画素外光透過率の対応関係を表すテーブルである。例えば、開口率Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓａ，Ｓａ＋１，・・・，Ｓｅｎｄと、画素外光透過率Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐａ，Ｐａ＋１，・・・，Ｐｅｎｄとがそれぞれ互いに対応付けられたテーブルである。図６の例では、一般的なＭＥＭＳシャッターの光利用効率である６０％を開口率に乗算した値が、画素外光透過率として記載されている。なお、表示パネルの光利用効率は６０％より低くても高くてもよい。
対応する開口率Ｓｇが画素外光透過率テーブル内に記載されている画素については、開口率Ｓｇに対応する画素外光透過率Ｐｎ（ｎ＝１〜ｅｎｄ）を画素外光透過率Ｐｇとして画素外光透過率テーブルから取得すればよい。対応する開口率Ｓｇが画素外光透過率テーブル内に記載されていない画素については、画素外光透過率テーブルに記載の開口率と画素外光透過率とを用いた補間処理により画素外光透過率Ｐｇを算出すればよい。画素外光透過率Ｐｇは、例えば、以下の式１（線形補間式）を用いて算出することができる。式１において、Ｓａ＜Ｓｇ＜Ｓａ＋１である。なお、対応する開口率Ｓｇが画素外光透過率テーブル内に記載されていない画素についての画素外光透過率Ｐｇの決定方法はこれに限らない。例えば、画素外光透過率テーブル内に記載されている開口率のうち開口率Ｓｇに最も近い開口率に対応する画素外光透過率が、画素外光透過率Ｐｇとして取得されてもよい。また、画素外光透過率テーブルに記載の開口率と画素外光透過率とから、開口率と画素外光透過率の関係を表す近似関数（近似直線または近似曲線）を算出し、近似関数から画素外光透過率Ｐｇが算出されてもよい。
Figure 2014134764
また、上記所定範囲が水平方向ｘ画素×垂直方向ｙ画素の範囲である場合、外光透過率決定部２０７は、例えば、以下の式２を用いて、上記所定範囲内の各画素の画素外光透過率Ｐｇの平均値を、外光透過率Ｐａｒｅａとして算出する。
Figure 2014134764
Ｓ４０１の次に、透過外光値決定部２０８が、以下の式３を用いて、時刻ｔにおける透過外光値Ｔｇを算出する。即ち、透過外光値決定部２０８は、外光検出値Ｉ（ｔ）に外光透過率Ｐａｒｅａを乗算することにより、透過外光値Ｔｇを算出する。そして、透過外光値決定部２０８は、透過外光値Ｔｇをバックライト検出値補正部２１０へ出力する（Ｓ４０２）。
Figure 2014134764
次に、バックライト検出値補正部２１０が、透過外光値Ｔｇに基づいてバックライト検出値Ｌ（ｔ）を補正し、補正後のバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）をバックライト制御部２１１へ出力する（Ｓ４０３；バックライト検出値補正処理）。
そして、バックライト制御部２１１が、補正後のバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）と目標値とから、（補正後の）バックライト制御値を算出する（Ｓ４０４）。
次に、バックライト制御部２１１が、Ｓ４０４で算出したバックライト制御値を、バックライトに出力（設定）する（Ｓ４０５）。それにより、バックライトの発光量が制御される。
バックライト検出値補正処理の詳細について図５に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、バックライト検出値補正部２１０が、透過外光値決定部で決定された透過外光値に基づいて、バックライト検出値に対する外光の影響量を決定する。具体的には、バックライト検出値補正部２１０は、予め用意された影響量テーブルを用いて、入力された透過外光値Ｔｇからバックライト検出値Ｌ（ｔ）に対する外光の影響量Ｎｇを決定する（Ｓ５０１）。本実施例では、なお、本処理は、バックライト検出値補正部２１０以外の機能部（例えば、不図示の影響量決定部）により行われてもよい。
透過外光値の単位は、例えば、外光検出値の単位（照度など）と同じである。
影響量は、例えば、透過外光値をバックライト検出値（輝度など）に換算した値である。
影響量テーブルは、図７に示すように、透過外光値と影響量の対応関係を表すテーブルである。例えば、透過外光値Ｔ１，Ｔ２，・・・，Ｔａ，Ｔａ＋１，・・・，Ｔｅｎｄと、影響量Ｎ１，Ｎ２，・・・，Ｎａ，Ｎａ＋１，・・・，Ｎｅｎｄとがそれぞれ互いに対応付けられたテーブルである。図７の例では、透過外光値からバックライト検出値への変換効率（変換係数）である７８％を透過外光値に乗算した値が、影響量として記載されている。なお、透過外光値からバックライト検出値への変換効率は７８％より低くても高くてもよい。
透過外光値Ｔｇが影響量テーブル内に記載されている場合には、透過外光値Ｔｇに対応する影響量Ｎｎ（ｎ＝１〜ｅｎｄ）を影響量Ｎｇとして影響量テーブルから取得すればよい。透過外光値Ｔｇが影響量テーブル内に記載されていない場合には、影響量テーブルに記載の透過外光値と影響量とを用いた補間処理により影響量Ｎｇを算出すればよい。影響量Ｎｇは、例えば、以下の式４（線形補間式）を用いて算出することができる。式４において、Ｔａ＜Ｔｇ＜Ｔａ＋１である。なお、透過外光値Ｔｇが影響量テーブル内に記載されていない場合の影響量Ｎｇの決定方法はこれに限らない。例えば、影響量テーブル内に記載されている透過外光値のうち透過外光値Ｔｇに最も近い透過外光値に対応する影響量が、影響量Ｎｇとして取得されてもよい。また、影響量テーブルに記載の外光透過率と影響量とから、外光透過率と影響量の関係を表す近似関数（近似直線または近似曲線）を算出し、近似関数から影響量Ｎｇが算出されてもよい。
Figure 2014134764
Ｓ５０１の次に、バックライト検出値補正部２１０が、影響量Ｎｇに基づいて、バックライト検出値Ｌ（ｔ）を補正する（Ｓ５０２）。本実施例では、バックライト検出値に対する外光の影響が無い状況下において、バックライトの発光量が多いほどバックライト検
出値が高く、外光の影響によりバックライト検出値は高まる。そして、影響量は、透過外光値をバックライト検出値に換算した値である。そこで、本実施例では、バックライト検出値補正部２１０は、バックライト検出値Ｌ（ｔ）から影響量Ｎｇを減算することにより、補正後のバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）を算出する。バックライト検出値Ｌ（ｔ）から影響量Ｎｇを減算することにより、外光の影響が除外されたバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）を得ることができる。
以上述べたように、本実施例によれば、外光センサの検出値だけでなく表示パネルの透過率（具体的には入力画像信号）を考慮してバックライトセンサの検出値が補正される。それにより、バックライトセンサの検出値に対する外光の影響を精度良く低減することができ、バックライトからの光を精度良く検出することができる。ひいては、バックライトの発光量を精度良く制御することができる。
なお、本実施例では、画素外光透過率テーブルを用いて画素外光透過率Ｐｇを決定する例を説明したが、画素外光透過率Ｐｇの決定方法はこれに限らない。例えば、予め用意された関係式（画素外光透過率と開口率の関係式）から画素外光透過率Ｐｇが算出されてもよい。
なお、本実施例では、画素外光透過率Ｐｇから外光透過率Ｐａｒｅａを決定する例を示したが、外光透過率Ｐａｒｅａの決定方法はこれに限らない。例えば、入力画像信号の特徴量（輝度ヒストグラム、最大輝度、最小輝度、最頻輝度、平均輝度、中間輝度など）に基づいて、外光透過率Ｐａｒｅａが決定されてもよい。具体的には、入力画像信号の特徴量と外光透過率の関係を表すテーブルや関数を用いて外光透過率Ｐａｒｅａが決定されてもよい。それにより、入力画像信号からダイレクトに外光透過率Ｐａｒｅａを得ることができる。入力画像信号の特徴量として、画像全体の特徴量を用いてもよいが、画面と平行な面においてバックライトセンサから所定範囲内の画像の特徴量を用いることが好ましい。
なお、本実施例では、外光透過率Ｐａｒｅａに外光検出値Ｉ（ｔ）を乗算することにより透過外光値Ｔｇを算出する例を説明したが、透過外光値Ｔｇの決定方法はこれに限らない。例えば、外光透過率と外光検出値の関係を表すテーブルを用いて透過外光値Ｔｇが決定されてもよい。また、入力画像信号の特徴量と外光検出値Ｉ（ｔ）に基づいて、透過外光値Ｔｇが決定されてもよい。具体的には、入力画像信号の特徴量と外光検出値と透過外光値の関係を表すテーブルや関数を用いて透過外光値Ｔｇが決定されてもよい。それにより、画素外光透過率Ｐｇや外光透過率Ｐａｒｅａを求めることなく透過外光値Ｔｇを得ることができる。
なお、本実施例では、影響量テーブルを用いて影響量Ｎｇを決定する例を説明したが、影響量Ｎｇの決定方法はこれに限らない。例えば、予め用意された関係式（影響量と透過外光値の関係式）から影響量Ｎｇが算出されてもよい。
なお、本実施例では、影響量Ｎｇとバックライト検出値Ｌ（ｔ）から補正後のバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）を算出する例を説明したが、バックライト検出値Ｌ（ｔ）の補正方法はこれに限らない。例えば、影響量と補正前のバックライト検出値と補正後のバックライト検出値の関係を表すテーブルを用いて補正後のバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）が決定されてもよい。また、入力画像信号の特徴量と外光検出値Ｉ（ｔ）に基づいて、バックライト検出値Ｌ（ｔ）が補正されてもよい。具体的には、入力画像信号の特徴量と外光検出値と補正前のバックライト検出値と補正後のバックライト検出値の関係を表すテーブルや関数を用いて補正後のバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）が決定されてもよい。それにより、画素外光透過率Ｐｇ、外光透過率Ｐａｒｅａ、影響量Ｎｇなどを求めることなく透過外光
値Ｔｇを得ることができる。
なお、本実施例では、透過外光値が、外光透過率に外光検出値を乗算することにより得られる値である場合の例を説明したが、透過外光値はこれに限らない。透過外光値は、外光透過率に外光検出値を乗算することにより得られる値より大きくても小さくてもよい。
なお、本実施例では、画素外光透過率が、表示パネルの光利用効率に開口率を乗算することにより得られる値である場合の例を説明したが、画素外光透過率はこれに限らない。画素外光透過率は、表示パネルの光利用効率に開口率を乗算することにより得られる値より大きくても小さくてもよい。
なお、本実施例では、影響量が、透過外光値をバックライトセンサの検出値に換算した値である場合の例を説明したが、影響量はこれに限らない。例えば、影響量は、バックライト検出値Ｌ（ｔ）に乗算される補正係数であってもよい。
なお、バックライト検出値の単位、影響量の単位、外光検出値の単位、及び、透過外光値の単位は同じであっても異なっていてもよい。外光透過率の単位と画素外光透過率の単位は同じであっても異なっていてもよい。
なお、本実施例では、外光センサ１０４を１つ配置し、１つの外光センサ１０４で検出されたセンサ値を外光検出値Ｉ（ｔ）として用いが、外光検出値Ｉ（ｔ）はこれに限らない。例えば、外光センサ１０４を複数配置し、複数の外光センサ１０４で検出された複数のセンサ値の平均値を外光検出値（ｔ）として用いてもよい。また、画面の領域ｎ毎の外光センサの重みｗｎ（ｎ＝１，２，・・・）が予め保持されていてもよい。そして、各外光センサのセンサ値に重みｗｎを乗算し、ｗｎが乗算された各センサ値の足し合わせることにより、外光検出値Ｉ（ｔ）が算出されてもよい。重みｗｎは、例えば、複数のバックライトセンサ１０５と、複数の外光センサ１０４との位置関係に基づいて決定される。
（実施例２）
以下、本発明の実施例２について説明する。なお、以下では、主に実施例１と実施例２の相違点について説明する。
図１（Ａ）は、本実施例に係る表示装置の構成の一例を示す概略図である。
図８は、表示制御部１０１の構成の一例を示すブロック図である。
表示制御部１０１は、ＣＰＵ２００、画像入力部２０１、画像処理部２０２、シャッター制御部２０３、表示時間計測部２０４、バックライト制御値補正指示部２０５、外光検出値取得部２０６、外光透過率決定部２０７、透過外光値決定部２０８、バックライト検出値取得部２０９、バックライト検出値補正部２１０、バックライト制御部２１１、バックライト反射光比率決定部８０１などを有する。
シャッター制御部２０３は、ＭＥＭＳシャッターパネル１０２、外光透過率決定部２０７、及び、バックライト反射光比率決定部８０１へシャッター制御情報を出力する。
バックライト反射光比率決定部８０１は、シャッター制御情報に基づいて、バックライト反射光比率を決定する。そして、バックライト反射光比率決定部８０１は、バックライト反射光比率をバックライト検出値補正部２１０へ出力する。
バックライト検出値補正部２１０は、入力画像信号、外光検出値、及び、バックライト反射光比率に基づいて、バックライトセンサ検出値を補正する。具体的には、バックライトの反射光（バックライトから発せられ、ＭＥＭＳシャッターパネルで反射することでバックライト側へ戻された光）の変化による検出値の変化が低減するように、バックライト検出値が補正される。本実施例では、バックライト検出値補正部２１０は、透過外光値決定部２０８から入力された透過外光値と、バックライト反射光比率決定部８０１から入力された反射バックライト比率とに基づいて、バックライト検出値取得部２０９から入力さ
れたバックライト検出値を補正する。そして、バックライト検出値補正部２１０は、補正後のバックライト検出値をバックライト制御部２１１へ出力する。例えば、バックライト１０３の光源の発光量自体が一定でも、シャッターの開閉具合でバックライト１０３の反射光比率が変化し、バックライトセンサ１０５の検出値が変化する。そのため、バックライト検出値補正部２１０は、バックライト反射光比率に基づいて、バックライト検出値を補正する。
バックライト制御値補正処理の詳細について図９に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、実施例１と同様に、Ｓ４０１とＳ４０２の処理が行われる。
Ｓ４０２の次に、バックライト反射光比率決定部８０１が、シャッター制御情報に基づいて、バックライト反射光比率を決定する（Ｓ９０１）。バックライト反射光比率は、ＭＥＭＳシャッターの開閉率で変化するバックライト光の反射率である。バックライト反射光比率は、例えば、シャッターを完全に閉じた際のバックライト反射光比率を１００％として、シャッターの開口率に応じた反射光の光減少率を乗算することにより得られる値である。
バックライト反射光比率テーブルは、図１０に示すように、開口率とバックライト反射光比率の対応関係を表すテーブルである。例えば、開口率Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓａ，Ｓａ＋１，・・・，Ｓｅｎｄと、バックライト反射光比率Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒａ，Ｒａ＋１，・・・，Ｒｅｎｄとがそれぞれ互いに対応付けられたテーブルである。図１０の例では、開口率が１００％の場合には、開口率が０％の場合に比べてバックライト反射光比率が２０％減少する。なお、開口率が１００％のときのバックライト反射光比率は８０％より低くても高くてもよい。
対応する開口率Ｓｇがバックライト反射光比率テーブル内に記載されている画素については、開口率Ｓｇに対応するバックライト反射光比率Ｒｎ（ｎ＝１〜ｅｎｄ）をバックライト反射光比率Ｒｇとしてバックライト反射光比率テーブルから取得すればよい。対応する開口率Ｓｇがバックライト反射光比率テーブル内に記載されていない画素については、バックライト反射光比率テーブルに記載の開口率とバックライト反射光比率とを用いた補間処理によりバックライト反射光比率Ｒｇを算出すればよい。バックライト反射光比率Ｐｇは、例えば、以下の式５（線形補間式）を用いて算出することができる。式５において、Ｓａ＜Ｓｇ＜Ｓａ＋１である。なお、対応する開口率Ｓｇがバックライト反射光比率内に記載されていない画素についてのバックライト反射光比率Ｒｇの決定方法はこれに限らない。例えば、バックライト反射光比率テーブル内に記載されている開口率のうち開口率Ｓｇに最も近い開口率に対応するバックライト反射光比率が、バックライト反射光比率Ｒｇとして取得されてもよい。また、バックライト反射光比率テーブルに記載の開口率とバックライト反射光比率とから、開口率とバックライト反射光比率の関係を表す近似関数（近似直線または近似曲線）を算出し、近似関数からバックライト反射光比率Ｒｇが算出されてもよい。
Figure 2014134764
また、上記所定範囲が水平方向ｘ画素×垂直方向ｙ画素の範囲である場合、バックライト反射光比率決定部８０１は、例えば、以下の式６を用いて、上記所定範囲内の各画素のバックライト反射光比率Ｒｇの平均値を、バックライト反射光比率Ｒａｒｅａとして算出する。
Figure 2014134764
そして、バックライト反射光比率決定部８０１は、Ｒａｒｅａをバックライト検出値補正部２１０へ出力する。
次に、バックライト検出値補正部２１０が、バックライト反射光比率Ｒａｒｅａと透過外光値Ｔｇに基づいて、バックライト検出値Ｌ（ｔ）を補正し、補正後のバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）をバックライト制御部２１１へ出力する（Ｓ４０３；バックライト検出値補正処理）。
その後、実施例１と同様に、Ｓ４０４とＳ４０５の処理が行われる。
バックライト検出値補正処理の詳細について図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、Ｓ５０２以外の処理は、実施例１と同じである。
Ｓ５０２では、バックライト検出値補正部２１０が、バックライト反射光比率Ｒａｒｅａと影響量Ｎｇに基づいて、バックライト検出値Ｌ（ｔ）を補正する。本実施例では、バックライト検出値に対する外光の影響が無い状況下において、バックライトの発光量が多いほどバックライト検出値が高く、外光の影響によりバックライト検出値は高まる。そして、影響量は、透過外光値をバックライト検出値に換算した値である。そこで、本実施例では、バックライト検出値補正部２１０は、例えば、以下の式７を用いて、補正後のバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）を算出する。バックライト検出値Ｌ（ｔ）から影響量Ｎｇを減算した値に、バックライト反射光比率を乗算することにより、外光の影響が除外されたバックライト検出値Ｌｃ（ｔ）を得ることができる。
Figure 2014134764
以上述べたように、本実施例によれば、表示パネルの開閉率の変化に伴う表示パネルの透過率の変化だけでなく、表示パネルの開閉率の変化に伴うバックライトの反射光比率の変化を考慮して、バックライトセンサの検出値が補正される。それにより、表示パネルの開閉率に関わらずバックライトセンサの検出値に対する外光の影響を精度良く低減することができ、バックライトからの光を精度良く検出することができる。ひいては、バックライトの発光量を精度良く制御することができる。
１００ 表示装置
１０１ 表示制御部
１０２ ＭＥＭＳシャッターパネル
１０３ バックライト
１０４ 外光センサ
１０５ バックライトセンサ
２０７ 外光透過率決定部
２０８ 透過外光値決定部
２１０ バックライト検出値補正部
２１１ バックライト制御部

Claims (14)

  1. バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、を有する表示装置であって、
    前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、
    前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、
    前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とに基づいて、前記バックライトの発光量を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする表示装置。
  2. 前記外光センサの検出値に基づいて、前記バックライトセンサの検出値を補正する補正手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記補正手段による補正後の検出値に基づいて、前記バックライトの発光量を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記入力画像信号と前記外光センサの検出値とに基づいて、前記表示装置の内部への透過後の外光の値である透過外光値を決定する透過外光値決定手段をさらに有し、
    前記補正手段は、前記透過外光値決定手段で決定された透過外光値に基づいて、前記バックライトセンサの検出値を補正する
    ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記入力画像信号に基づいて、外光が前記表示パネルを透過する際の透過率である外光透過率を決定する外光透過率決定手段をさらに有し、
    前記透過外光値決定手段は、前記外光透過率決定手段で決定された外光透過率と前記外光センサの検出値とに基づいて、透過外光値を決定する
    ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記透過外光値決定手段によって決定される透過外光値は、前記外光透過率決定手段で決定された外光透過率に前記外光センサの検出値を乗算することにより得られる値であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
  6. 前記外光透過率決定手段は、
    前記表示パネルの画素毎に、前記入力画像信号に基づいて、外光がその画素を透過する際の透過率を画素外光透過率として決定し、
    前記画素毎の画素外光透過率の代表値を前記外光透過率として決定する
    ことを特徴とする請求項４または５に記載の表示装置。
  7. 前記外光透過率決定手段は、前記表示パネルが有する複数の画素のうち、画面と平行な面において前記バックライトセンサから所定範囲内にある画素についての画素外光透過率の代表値を、前記外光透過率として決定する
    ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
  8. 前記外光透過率決定手段によって決定される画素外光透過率は、前記表示パネルの前記バックライトからの光の利用効率に、当該画素外光透過率に対応する画素の開口率を乗算することにより得られる値である
    ことを特徴とする請求項６または７に記載の表示装置。
  9. 前記透過外光値決定手段で決定された透過外光値に基づいて、前記バックライトセンサの検出値に対する外光の影響量を決定する影響量決定手段をさらに有し、
    前記補正手段は、前記影響量決定手段で決定された影響量に基づいて、前記バックライトセンサの検出値を補正する
    ことを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の表示装置。
  10. 前記影響量決定手段によって決定される影響量は、前記透過外光値決定手段で決定された透過外光値を前記バックライトセンサの検出値に換算した値である
    ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
  11. 前記入力画像信号に基づいて、前記バックライトから発せられた光が前記表示パネルで反射する際の反射率を、バックライト反射光比率として決定するバックライト反射光比率決定手段をさらに有し、
    前記補正手段は、前記透過外光値決定手段で決定された透過外光値に基づく補正後の前記バックライトセンサの検出値に、前記バックライト反射光比率決定手段で決定されたバックライト反射光比率を乗算することにより、前記バックライトセンサの検出値をさらに補正する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
  12. バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、を有する表示装置の制御方法であって、
    前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とを取得する取得ステップと、
    前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とに基づいて、前記バックライトの発光量を制御する制御ステップと、
    を有することを特徴とする表示装置の制御方法。
  13. バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、を有する表示装置であって、
    前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、
    前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、
    前記外光センサの検出値に基づいて、前記バックライトセンサの検出値を補正する補正手段と、
    を有することを特徴とする表示装置。
  14. バックライトと、前記バックライトからの光を入力画像信号に基づく透過率で透過する表示パネルと、前記バックライトからの光を検出するためのバックライトセンサと、前記表示装置の外光を検出するための外光センサと、を有する表示装置の制御方法であって、
    前記バックライトセンサの検出値と、前記外光センサの検出値とを取得する取得ステップと、
    前記外光センサの検出値に基づいて、前記バックライトセンサの検出値を補正する補正ステップと、
    を有することを特徴とする表示装置の制御方法。
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