JP4191400B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示装置に関し、より具体的には、液晶表示装置を用いる画像表示装置で、環境光（周囲の光）の明るさに応じて、液晶表示装置のバックライトの明るさを調整して、表示画像を見やすくする画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療関係分野においては、従来から、Ｘ線などを利用した種々の診断用画像取得装置が用いられており、Ｘ線撮影装置や、ＣＲ（コンピューテッド・ラジオグラフィー）装置，ＣＴ（コンピューテッド・トモグラフィー）装置，ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置などが実用に供されるに至っている。
【０００３】
これらの装置により取得された医用画像情報は、写真フィルムに記録されて、シャウカステン上で観察されたり、他の記録媒体に記録された後、周波数処理，階調処理などの所望の画像処理を施された後、画像表示装置（モニタ画面）に表示され観察されたりすることにより、医療現場で診断などに用いられる。
【０００４】
上述の画像表示装置としては、従来はＣＲＴ表示装置が使用されていたが、最近では、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどを使用した、いわゆるフラットパネルディスプレイが使用されようとしている。このフラットパネルディスプレイは、一般に、ＣＲＴ表示装置に比べて、省スペース，軽量，低消費電力などの利点を有しており、今後、さらに普及するものと考えられる。
【０００５】
なお、ＣＲ（コンピューテッド・ラジオグラフィー）装置とは、放射線の照射により、放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後、可視光や赤外光などの励起光を照射することにより、上で蓄積された放射線エネルギーに応じて輝尽性発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）に、人体などの被写体の放射線画像情報を記録し、この放射線画像情報を、上記輝尽性発光を検出することで、光電的に読み取って、画像信号を得、得られた画像信号を画像処理して、画像表示装置にソフトコピー画像を出力する、またはＸ線写真フィルムにハードコピー画像を出力する放射線画像記録・読取装置である。
【０００６】
また、ＣＴ（コンピューテッド・トモグラフィー）装置とは、コンピュータ断層撮影法を用いるものであり、平行ビームのＸ線による直線上への投影像を種々の角度で求めて、それらのデータから計算により内部の組織によるＸ線吸収率すなわち組織構成を求め、ソフトコピー画像またはハードコピー画像として出力するものである。投影像からの再構成法には、逐次近似法，逆投影法などの方法がある。
【０００７】
また、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置とは、通常は、水素原子の核磁気共鳴効果によって生じる電磁波の信号を取り出して画像化する装置である。具体的には、外部から原子核の固有共鳴周波数の電磁波を加えて、スピンに由来する核磁気モーメントを励起状態とし、この状態から上述の電磁波を停止すると、励起状態となっていた原子核は基底状態に順次移行していき、その過程において共鳴周波数の電磁波を放出するので、これをコイルで受信して、画像化し、ソフトコピー画像またはハードコピー画像として出力するというものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の液晶パネルを用いる表示装置には、液晶を完全にオフにしても、ある光が漏れてきてしまう（いわゆる、漏れ光）ので、周囲の外光，環境光によって表示画像の見え方が変わってくるという問題がある。
【０００９】
この問題は、明るいところで見る場合には関係がないが、多少とも暗い場合には非常に見にくくなるという問題である。具体的には、少し暗い観察環境では、液晶パネルの光が漏れたようになって、コントラストが低下した画像になってしまう。
【００１０】
これに対しては、原理的には、環境光が明るいときには液晶のバックライトを明るくし、これによって低濃度部を明るくして見やすい画像にし、逆に、環境光が暗いときには液晶のバックライトを暗くすればよいわけであるが、このようにバックライトを暗くした場合には、液晶の消光比によって決まる漏れ光を考慮することが必要になる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の技術における問題を解消し、液晶表示装置を用いる画像表示装置において、環境光（周囲の光）の明るさに拘わりなく、表示画像を真に見やすくすることを可能にする画像表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、液晶表示パネルとバックライトとを備える液晶表示装置を用いる画像表示装置であって、環境光が明るいときは、前記液晶表示装置のバックライトを明るくし、環境光が暗いときは、前記バックライトを、液晶の消光比で決まる液晶画面の漏れ光が一定以上にならないように暗くするバックライトの明るさ調整手段を有し、前記バックライトの明るさ調整手段は、バックライトの明るさ検知する第１の検知手段と、この第１の検知手段からの出力信号に基づいて前記漏れ光の輝度ａを推定する第１の輝度推定手段と、環境光の明るさを検知する第２の検知手段と、この第２の検知手段からの出力信号に基づいて、予め求められている前記環境光の明るさとこれに対応する液晶画面の反射による輝度ｂとの関係に基づいて、前記輝度ｂを推定する第２の輝度推定手段と、前記第１の輝度推定手段と前記第２の輝度推定手段からの出力に基づいて前記バックライトの明るさを制御するバックライトの明るさ調整信号生成手段とを有し、前記バックライトの明るさを、前記輝度ａが前記輝度ｂの２倍以下になるように制御するものであることを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記バックライトの明るさ調整手段は、予め定められているバックライトの輝度値と、前記液晶の消光比で決まる漏れ光との関係に基き、予め求められている前記バックライトの使用時間と発光輝度との関係および前記バックライトの制御信号と発光輝度との関係を基に推定した現在のバックライトの明るさから液晶画面の漏れ光の輝度ａを推定する手段と、予め求められている前記環境光の明るさとこれに対応する液晶画面の反射による輝度ｂとの関係に基づいて、前記環境光の明るさを検知する手段により検知される環境光の明るさから、この環境光の明るさに対応する液晶画面の反射による輝度ｂを求める手段とを備え、前記バックライトの明るさを、前記輝度ａが前記輝度ｂの２倍以下になるように制御するものであることが好ましい。
【００１６】
また、前記バックライトの明るさを制御する手段は、前記輝度ａが前記輝度ｂの２倍以下になる範囲で、前記バックライトの明るさが前記バックライトの最高輝度の７０％以上になるように制御するのが好ましい。
なお、さらに好ましくは、前記バックライトの明るさを制御する手段は、前記輝度ａが前記輝度ｂ以下になるように制御するのがよい。
また、前記バックライトの明るさを制御する手段は、前記輝度ａが前記輝度ｂ以下になる範囲で、前記バックライトの明るさが前記バックライトの最高輝度の７０％以上になるように制御するのが好ましい。
【００１７】
なお、本明細書において、環境光とは、本発明に係る画像表示装置が設置されている環境に存在する光であり、より詳細には環境における外光（これを、環境の外光ともいう）の意味である。
また、明るいとは、上述のような環境における光の多い状態であり、暗いとはこの逆の状態である。また、バックライトの明るさという場合には、バックライトの輝度と同義に用いており、環境の明るさとは直接関係はない。
さらに、消光比とは、バックライトがオンで、液晶が完全にオフのときに漏れる光の比率であり、完全オン時と完全オフ時との比率で示される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置３０の概略構成を示すブロック図であり、図２は、本実施形態に係る画像表示装置３０のコントローラ３６を含む制御系の概略構成を示すブロック図である。
図１および図２において、１０は本実施形態に係る画像表示装置３０の要部である液晶表示パネル部、１２はこの液晶表示パネル部１０の液晶表示パネル、２０は液晶表示パネル部１０のバックライト、３２はバックライト２０の一部に設けられているバックライトモニタ、３４はこの画像表示装置３０が設置されている環境の外光を検知する外光モニタ、３６はバックライトモニタ３２および外光モニタ３４からのモニタ信号に基づいてバックライトの明るさを調整するかどうかのバックライト調整信号を生成するコントローラ、３８はこのコントローラ３６からのバックライト調整信号に基づいてバックライト２０の出力を制御するバックライト制御装置を示している。
【００２０】
また、図２に示すコントローラ３６おいて、４０は外光モニタ３４で検知された外光（環境光）に基づいて液晶表示パネル部１０の液晶画面の外光反射による輝度ｂを推定する外光反射輝度推定部、４４はバックライトモニタ３２で検知されたバックライト２０の明るさ（モニタ値）に基づいて液晶画面の漏れ光の輝度（最低輝度）ａを推定する漏れ光輝度推定部、４２はこの漏れ光輝度推定部４４および外光反射輝度推定部４０で求められた輝度ａおよび輝度ｂからバックライト調整信号を生成するバックライト調整信号生成部であり、４１および４５はそれぞれ外光反射輝度推定部４０および漏れ光輝度推定部４４に接続されるメモリである。
【００２１】
図３は、コントローラ３６およびバックライト制御装置３８を含む、画像表示装置３０の制御系の、環境光の明るさに対応する動作を説明する動作フローチャートである。以下、図１〜図３を用いて、本実施形態に係る画像表示装置３０の制御系の構成および画像表示装置３０における環境光の明るさに対応する動作を説明する。
【００２２】
外光モニタ３４で、外光の明るさを検知する（図３のステップ５１）。外光モニタ３４で検知された外光の明るさ（モニタ値）は、コントローラ３６の外光反射輝度推定部４０に送られる。
これから、ステップ５２で、外光反射輝度推定部４０において、予め求められている関係式，テーブルなどをメモリ４１から読み出し、これを用いて、外光モニタ３４から送られた外光の明るさ（モニタ値）から、液晶画面の外光反射による輝度ｂ、すなわち、外光モニタ３４により検知された環境光状態（明るさ）に対応する液晶画面の反射による輝度ｂを推定する。ここで用いられる外光モニタ値と輝度値ｂとの関係式やテーブルは、予め、外光モニタ３４から検知される外光モニタ値とその外光の時の液晶画面の外光反射（バックライト２０はオフである）による輝度ｂとの関係から算出しておくのが好ましい。
こうして外光反射輝度推定部４０で推定された輝度値ｂは、バックライト調整信号生成部４２に送られる。
【００２３】
一方、バックライトモニタ３２で、液晶パネル部１０のバックライトの明るさを検知する（図３のステップ５３）。バックライトモニタ３２で検知されたバックライト２０の明るさ（モニタ値）は、コントローラ３６の漏れ光輝度推定部４４に送られる。
これから、ステップ５４で、漏れ光輝度推定部４４において、予め定められている関係式，テーブルなどをメモリ４５から読み出し、これを用いて、バックライトモニタ（輝度モニタ）３２から送られたバックライトの明るさ（モニタ値）から、液晶画面の漏れ光の輝度ａ、すなわち、バックライトの輝度値から、前記液晶の消光比で決まる液晶画面の漏れ光の輝度ａを推定する。ここで用いられるバックライトモニタ値と輝度値ａとの関係式やテーブルは、予め、バックライトモニタ３２から検知されるバックライトモニタ値と、消光比で決まる液晶の最低輝度値（漏れ光）との関係から算出しておくのが好ましい。
こうして漏れ光輝度推定部４４で推定された輝度値ａは、バックライト調整信号生成部４２に送られる。
【００２４】
次に、ステップ５５で、バックライト調整信号生成部４２において、漏れ光輝度推定部４４および外光反射輝度推定部４０からそれぞれ送られた輝度ａと輝度ｂとを比較する。すなわち、ａ≦ｎ・ｂ（ｎは２〜１の範囲内で、適宜、設定しておく）が成立するかどうかをチェックする。
【００２５】
ステップ５５におけるチェックで、ａ≦ｎ・ｂが成立すると判定された場合には、バックライト２０の明るさの調整は不要であり、バックライト２０は、そのままの状態（設定状態）を維持すればよい。従って、バックライト調整信号生成部４２では、バックライト２０の明るさの調整を調整するためのバックライト調整信号は生成されないし、バックライト制御装置３８に送られることもない。このため、バックライト制御装置３８によってバックライト２０の明るさは、設定状態が維持される。
一方、ステップ５５におけるチェックで、ａ≦ｎ・ｂが成立しないと判定された場合には、そのままの状態（現在の設定状態）は好ましくないということなので、バックライト調整信号生成部４２では、バックライト２０の明るさの調整を調整するためのバックライト調整信号が生成され、バックライト制御装置３８に送られる。このため、バックライト制御装置３８は、受け取ったバックライト調整信号に従ってバックライト２０の明るさを変更し、すなわちバックライト２０を暗くして（ステップ５６）、ステップ５３に戻り、図３に示す上記手順を繰り返す。
【００２６】
すなわち、暗く変更したバックライト２０の明るさをバックライトモニタ３２で検知し（ステップ５３）、再度、漏れ光輝度推定部４４によって輝度ａを求めて（ステップ５４）、ステップ５５では、バックライト調整信号生成部４２において、漏れ光輝度推定部４４で求めた輝度ａと先に外光反射輝度推定部４０で求めた輝度ｂとを比較する（ａ≦ｎ・ｂが成立するかどうかをチェックする）。
【００２７】
ここで、ステップ５５におけるチェックで、ａ≦ｎ・ｂが成立すると判定されれば、この状態（設定状態）を維持すればよい。また、これでも、ａ≦ｎ・ｂが成立しない場合には、バックライト２０をさらに暗くして、ａ≦ｎ・ｂが成立するようになるまで、ステップ５６，ステップ５３〜ステップ５５を繰り返す。
【００２８】
上記実施形態によれば、環境の外光（環境光）に対して，画像表示装置のバックライト２０の明るさを所定の範囲にコントロールすることが可能になるので、観察者（主として、医師）にとって表示画像を観察しやすい状態とすることが可能になるという効果が得られる。
【００２９】
上記実施形態においては、バックライトモニタ３２で検知した液晶パネル部１０のバックライト２０の明るさから、すなわち、バックライト２０の輝度値から、前記液晶の消光比で決まる液晶画面の漏れ光の輝度ａを求める際、予め定められている関係式、テーブルなどを用いる例を説明したが、本発明はこの方式に限定されるものではない。
【００３０】
例えば、図４（ａ）に示すような、予め求められているバックライトの（累積）使用時間と発光輝度の関係を示すグラフ、および、図４（ｂ）に示すような、バックライトの制御信号と発光輝度の関係を示すグラフの内容を基に、現在のバックライトの明るさを推定して、これ（推定されたバックライトの明るさ）と、予め定められているバックライトの輝度値と、前記液晶の消光比で決まる漏れ光との関係から、前述の輝度ａを推定するようにしてもよい。
【００３１】
この場合には、図１および図２に示す画像表示装置３０において、バックライトモニタ３２を設ける代わりに、予め図４（ａ）および（ｂ）に示すグラフを例えば、関係式またはテーブルとして漏れ光輝度推定部４４のメモリ４５に記憶させておく。そして、漏れ光輝度推定部４４では、バックライト制御装置３８またはバックライト２０から、バックライト２０の（累積）使用時間および／またはバックライト制御信号を受け取ると共に、メモリ４５から必要なグラフの関係式やテーブルを読み出して、現在のバックライト２０の明るさ（発光輝度値）を求めるようにしても良い。
このとき、漏れ光輝度推定部４４では、こうして求められた現在のバックライト２０の明るさ（発光輝度値）をバックライトモニタ３２の検知モニタ値（明るさ）の代わりに用い、このバックライト２０の発光輝度値から、前記液晶の消光比で決まる液晶画面の漏れ光の輝度（液晶の最低輝度）ａを算出する。
【００３２】
また、上記実施形態においては、外光モニタ３４で検知した外光の明るさからこの環境光状態に対応する液晶画面の反射による輝度ｂを求める際には、予め定められている関係式，テーブルなどを用いる例を説明したが、本発明はこの方式に限定されるものではない。
例えば、同様に、上で推定したバックライト２０の明るさと、環境光の明るさ検知手段の検知結果から、予め求められている環境光の明るさに対応する液晶画面の反射による輝度ｂを求めることも有効な方法である。
【００３３】
また、上述した種々の実施形態においては、液晶画面の漏れ光の輝度ａと環境光の明るさに対応する液晶画面の反射による輝度ｂとの間に、ａ≦ｎ・ｂ（ｎは２〜１）が成立すると判定された場合には、バックライト２０の明るさの調整をせず、バックライト２０は、そのままの状態（設定状態）を維持するようにしているが、本発明は、これに限定されず、バックライト２０の輝度はできるだけ明るいことが望ましいので、ａ≦ｎ・ｂが成り立つ範囲で、バックライト２０の明るさをバックライト２０の最高輝度の７０％以上になるように、コントローラ３６やバックライト制御装置３８によって調整しても良い。
【００３４】
なお、上記実施形態はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではないことは言うまでもない。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、液晶表示装置を用いる画像表示装置において、環境光（周囲の光）の明るさに拘わりなく、表示画像を真に見やすくすることを可能にする画像表示装置を実現できるという顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す画像表示装置の制御系の一実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図３】 図１に示す画像表示装置の制御系の環境光の明るさに対応する動作を説明するフローチャートである。
【図４】 （ａ）は、予め求められているバックライトの使用時間と発光輝度の関係を示すグラフ、（ｂ）、はバックライトの制御信号と発光輝度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 液晶表示パネル部
１２ 液晶表示パネル
２０ バックライト部
３０ 画像表示装置
３２ バックライトモニタ
３４ 外光モニタ
３６ コントローラ
３８ バックライト制御装置
４０ 外光反射輝度推定部
４１、４５ メモリ
４２ バックライト調整信号生成部
４４ 漏れ光輝度推定部
５１〜５６ 処理ステップ

Claims (4)

1. 液晶表示パネルとバックライトとを備える液晶表示装置を用いる画像表示装置であって、
   環境光が明るいときは、前記液晶表示装置のバックライトを明るくし、環境光が暗いときは、前記バックライトを、液晶の消光比で決まる液晶画面の漏れ光が一定以上にならないように暗くするバックライトの明るさ調整手段を有し、
   前記バックライトの明るさ調整手段は、
   バックライトの明るさ検知する第１の検知手段と、この第１の検知手段からの出力信号に基づいて前記漏れ光の輝度ａを推定する第１の輝度推定手段と、
   環境光の明るさを検知する第２の検知手段と、この第２の検知手段からの出力信号に基づいて、予め求められている前記環境光の明るさとこれに対応する液晶画面の反射による輝度ｂとの関係に基づいて、前記輝度ｂを推定する第２の輝度推定手段と、
   前記第１の輝度推定手段と前記第２の輝度推定手段からの出力に基づいて前記バックライトの明るさを制御するバックライトの明るさ調整信号生成手段とを有し、
   前記バックライトの明るさを、前記輝度ａが前記輝度ｂの２倍以下になるように制御するものであることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記バックライトの明るさ調整手段は、
   予め定められているバックライトの輝度値と、前記液晶の消光比で決まる漏れ光との関係に基き、予め求められている前記バックライトの使用時間と発光輝度との関係および前記バックライトの制御信号と発光輝度との関係を基に推定した現在のバックライトの明るさから液晶画面の漏れ光の輝度ａを推定する手段と、
   予め求められている前記環境光の明るさとこれに対応する液晶画面の反射による輝度ｂとの関係に基づいて、前記環境光の明るさを検知する手段により検知される環境光の明るさから、この環境光の明るさに対応する液晶画面の反射による輝度ｂを求める手段とを備え、
   前記バックライトの明るさを、前記輝度ａが前記輝度ｂの２倍以下になるように制御するものである請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記バックライトの明るさ調整手段は、
   前記輝度ａが前記輝度ｂの２倍以下になる範囲内で、前記バックライトの明るさを当該バックライトの最高輝度の７０％以上になるように調整するものである請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記バックライトの明るさ調整手段は、
   前記輝度ａが前記輝度ｂ以下になるように調整する請求項１または２に記載の画像表示装置。

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