JP4619160B2 - 画像表示装置及び画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、テレビジョン番組映像画面とグラフィックユーザインターフェース映像画面とを切換選択して表示することが可能な画像表示装置に関するものである。

従来から、通常のテレビジョン映像に加えて、グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）として、テレビ番組ガイドや各種設定メニューを表示することが可能なテレビジョン受像機が一般的によく知られている。

例えば、特開２００１−１０３３８８号公報、特開２００１−１８６４３６号公報などには、放送局より送信されるデジタルデータから番組情報を取得し、この番組情報を解析して電子番組表（ＥＰＧ；Electronic Program Guide）を作成し、オンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ；On Screen Display）回路を介して画面表示することにより、ユーザの番組選択の支援を行うことが可能なデジタルテレビジョン受像機が開示されている。

また、特開２００２−３５９７８９号公報などには、デコード回路で復調処理が施されたテレビジョン信号から番組情報を取得し、この番組情報を解析して番組情報画面のグラフィックスデータを作成し、所定の画像処理が施されたテレビジョン信号に重畳して、オンスクリーンディスプレイ（ＯＳＤ）表示することにより、例えば放送開始前の番組や視聴中の番組に関する各種説明を得ることが可能なデジタルテレビジョン放送受像機が開示されている。

さらに、特開２００３−１４３４３３号公報などには、テレビジョンの各種設定メニューや電子番組表をＧＵＩ画面として表示するものが記載されている。

一方、近年になって、冷陰極管（ＣＲＴ）に代わり、受光型光変調手段として液晶パネルを用いて画像を表示する装置（以下、液晶表示装置と称す）が、テレビジョン受像機やコンピュータ装置等の画像表示に広く使用されるようになってきた。液晶表示装置は、電極の設けられた２枚の透明基板の間に液晶を封入し、マトリックス状に配置された駆動電極単位に電圧を制御することによって、液晶分子の集団や配向を制御し、透明基板の背面に設けられたバックライト光源からの照射光の透過率を変化させることによって、液晶パネルに画像を表示するものである。
特開２００１−１０３３８８号公報 特開２００１−１８６４３６号公報 特開２００２−３５９７８９号公報 特開２００３−１４３４３３号公報

ところで、一般的に、コンピュータ映像を表示するためのパソコン（ＰＣ）モニターにおいては２５０ｃｄ／ｍ²前後の画面輝度で十分であるのに対し、自然撮影（実写）画像が主体のテレビジョン映像を表示するためのテレビジョン受像機では４５０〜５００ｃｄ／ｍ²以上が必要であり、特に液晶表示装置を用いたテレビジョン受像機（液晶テレビジョン受像機）においては、バックライトなどの改良によって高輝度化が進められている。

基本的に、バックライト光源の輝度レベル（発光強度）は、ユーザが手動操作調整（調光）する内容に固定的に設定されており、表示する入力映像信号の種別とは無関係に一定輝度である。従って、テレビジョン映像表示用に高輝度設定されたテレビジョン受像機で、電子番組ガイドや各種設定メニューなどのどちらかというとコンピュータ映像に近い、グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）映像を表示した場合、画面輝度が高すぎてギラギラした表示となり、長時間これを視聴した場合、ユーザの目が疲れやすいという問題があった。

また、大画面の液晶表示装置における消費電力は、その大部分がバックライトユニットの消費電力で占められており、環境負荷軽減の面からも、このバックライトユニットでの不必要な消費電力を減少することが望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、表示モードの切換設定に連動して適切な画面輝度に制御することにより、テレビジョン映像、グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）映像のそれぞれについてより見易い画像表示を実現するとともに、消費電力を低減することが可能な画像表示装置を提供するものである。

本発明は、テレビジョン映像を表示するモードと、グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとを切換可能に構成された画像表示装置において、前記モードの切り換えに応じて、画面輝度を可変制御する制御手段を設け、該制御手段は、前記テレビジョン映像を表示するモードから前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードへ切り換わるときの画面輝度の変化速度を、前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードから前記テレビジョン映像を表示するモードへ切り換わるときの画面輝度の変化速度より遅くするように構成してあることを特徴とする。

本発明は、前記制御手段が、入力映像信号を表示する受光型光変調手段の背面から光を照射するバックライト光源の発光強度を可変するものであることを特徴とする。

本発明は、ユーザによる画面切換指示に基づいて、前記テレビジョン映像を表示するモードと、前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとが切り換えられることを特徴とする。

本発明は、前記グラフィックユーザインターフェース映像が、電子番組ガイド表示映像であることを特徴とする。

本発明は、前記グラフィックユーザインターフェース映像が、各種設定メニュー表示映像であることを特徴とする。

本発明は、テレビジョン映像を表示するモードと、グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとを切り換えるステップと、前記モードの切り換えに応じて、画面輝度を可変制御するステップとを有し、前記テレビジョン映像を表示するモードから前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードへ切り換わるときの画面輝度の変化速度を、前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードから前記テレビジョン映像を表示するモードへ切り換わるときの画面輝度の変化速度より遅くすることを特徴とする。

本発明の画像表示装置によれば、テレビジョン映像を表示するモードと、グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとの切り換えに応じて、適切な画面輝度となるように制御するので、例えば、グラフィックユーザインターフェース映像を表示する場合は、テレビジョン映像を表示する場合に比べて、画面輝度を抑制することにより、見易く目が疲れない画面表示を行うとともに、消費電力の低減を実現することが可能となる。

以下、本発明の画像表示装置の一実施形態を、例えば液晶デジタルテレビジョン受像機（液晶テレビ）について、図１乃至図９とともに詳細に説明する。ここで、図１は本実施形態の液晶テレビの概略構成を示すブロック図、図２は本実施形態の液晶テレビにおけるリモートコントロール装置を示す外観図、図３は本実施形態の液晶テレビにおけるＥＰＧ表示画面の表示例を示す説明図、図４は本実施形態の液晶テレビにおける番組情報表示画面の表示例を示す説明図、図５は本実施形態の液晶テレビにおける設定メニュー表示画面の表示例を示す説明図である。

また、図６は本実施形態の液晶テレビにおける動作制御を示すフローチャート、図７は本実施形態の液晶テレビにおける動作制御を示す説明図、図８は本実施形態の液晶テレビにおける動作制御を示すフローチャート、図９は本実施形態の液晶テレビにおける他の動作制御を示す説明図である。

本実施形態の液晶テレビは、図１に示すように、アンテナで受信されたテレビ放送電波から希望するチャンネルを選局するチューナ１と、このチューナ１で選局されたテレビジョン信号に対して復調処理を施すデコード部２と、このデコード部２で復調処理されたテレビジョン信号に所定の画像処理を施す画像処理部３と、上記デコード部２で復調処理が施されたテレビジョン信号から番組情報を取得する番組情報取得部４とを備えている。

また、図２とともに後述するリモートコントロール装置（リモコン）からユーザが指示入力した指示信号を受信するリモコン受光部５と、該リモコン受光部５で受信した指示信号を検出・解析し、チューナ１、デコード部２、画像処理部３などの各部に対して所定の制御信号を出力するマイコン６とを備えている。また、マイコン６は、上記番組情報取得部４で取得された番組情報に基づいて、グラフィックス生成部７を制御することにより、電子番組ガイドに関するグラフィックスデータを、切換／合成処理部８に出力させている。

尚、グラフィックス生成部７は、上記番組情報取得部４で取得された番組情報に基づく電子番組ガイドのみならず、マイコン６の制御によって、各種設定メニューをＯＳＤ表示するためのグラフィックスデータを生成することが可能である。

さらに、画像処理部３から出力されたテレビジョン映像信号とグラフィックス生成部７で生成されたＯＳＤ表示用グラフィックスデータとを、マイコン６からの切換／合成制御信号に応じて、選択的に切換又は合成して出力する切換／合成処理部８と、該切換／合成処理部８より出力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号（画像表示信号）に基づいて、液晶表示パネル１０のソースライン及びゲートラインを駆動制御するＬＣＤ駆動部９と、マイコン６からのバックライト制御信号に応じて、バックライト光源１２の発光駆動制御を行うインバータ回路等の光源駆動部１１とを備えている。

尚、本実施形態の液晶テレビにおいては、直下型バックライト方式、サイドエッジ型バックライト方式のいずれでも良く、また、光源１２としては、現在一般的に用いられている冷陰極管（ＣＣＦＬ）の他、発光ダイオード（ＬＥＤ）などを用いることができる。また、光源１２の輝度制御方式は、電圧（もしくは電流）制御に限らず、デューティ制御を採用しても良いことは言うまでもない。

すなわち、マイコン６は、ユーザ設定指示に応じて、液晶表示パネル１０に表示すべき映像として、画像処理部３から出力されたテレビジョン映像信号とグラフィックス生成部７で生成されたグラフィックスデータとを適宜切り換え出力するとともに、光源駆動部１１によるバックライト光源１２の明るさ（発光輝度）などの制御を行う。

次に、本実施形態の液晶テレビにおいて用いられるリモコンは、図２に示すように、見たい番組を探したり、所望の番組を視聴予約或いは録画予約する場合に、電子番組表（ＥＰＧ）を画面表示させるための番組表ボタン２１、電子番組表（ＥＰＧ）内で選択されている番組や視聴中の番組に関する各種情報を画面表示させるための番組情報ボタン２２、映像や音声などの調整や各種機能設定を行う設定メニュー画面を表示させるためのメニューボタン２３などが設けられている。

すなわち、ユーザがリモコンの番組表ボタン２１を押下操作することにより、受信データより取得された番組情報に基づいて作成された、例えば図３に示すような電子番組表（ＥＰＧ）のＧＵＩ画面を、液晶表示パネル１０に表示することができる。そして、ユーザはこの電子番組表（ＥＰＧ）のＧＵＩ画面を見ながら、リモコンの上下左右ボタンや決定ボタンなどを操作することにより、所望の番組を探したり、視聴予約或いは録画予約などの設定を行うことができる。このとき、過度の画面輝度は不要であるので、バックライト光源１２の発光輝度を低下させて、消費電力の低減を実現する。

また、ユーザが番組情報ボタン２２を押下操作することにより、受信データより取得された番組情報に基づいて作成された、例えば図４に示すような番組情報のＧＵＩ画面を、液晶表示パネル１０に表示することができる。そして、ユーザはこの番組情報のＧＵＩ画面を見ながら、番組内容を確認して、リモコンの上下左右ボタンや決定ボタン、カラーボタンなどを操作することにより、当該番組の視聴予約或いは録画予約、或いはその取消し、更なる詳細な説明情報の表示などの設定を行うことができる。このときも、過度の画面輝度は不要であるので、バックライト光源１２の発光輝度を低下させて、消費電力の低減を実現する。

さらに、ユーザがメニューボタン２３及び上下左右ボタンを押下操作することにより、例えば図５に示すような所定の項目に関する設定メニューのＧＵＩ画面を、液晶表示パネル１０に表示することができる。ユーザは設定メニューのＧＵＩ画面を見ながら、リモコンの上下左右ボタンや決定ボタンなどを操作することにより、映像や音声などの調整や各種機能設定を行うことができる。このときも、過度の画面輝度は不要であるので、バックライト光源１２の発光輝度を低下させて、消費電力の低減を実現する。

従って、本実施形態の液晶テレビにおいては、ユーザ設定指示に基づいて、通常のテレビジョン映像を表示するモードと、電子番組ガイドや各種設定メニューなどのグラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとを切り換えることが可能であり、前記モードの切り換えに連動して、光源駆動部１１を制御することにより、バックライト光源１２の発光強度すなわち画面輝度を可変制御することが可能に構成されている。

次に、本実施形態の液晶テレビにおける画面輝度の制御動作を、図６のフローチャートとともに説明する。まず、ユーザがリモートコントロール装置（リモコン）を操作して、表示画面の切り換え指示（画面切換指示＝機能切換指示）がなされると（ステップ１）、通常のテレビジョン放送番組に係る映像を表示するモードとグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）画面に係る映像を表示するモードとのいずれが選択指示されたのかを判別する。

すなわち、リモコンの番組表ボタン２１が押下操作されて、電子番組表（ＥＰＧ）の表示が指示されたか（ステップ２）、番組情報ボタン２２が押下操作されて、番組情報の表示が指示されたか（ステップ３）、或いは、メニューボタン２３が押下操作されて、各種設定メニューの表示が指示されたか（ステップ４）についての判定を行う。

上記ステップ２〜４による判定結果がいずれも否である場合、通常のテレビジョン放送番組に係る映像を表示するモードが選択されたと判断し、バックライト光源１２の発光輝度レベルがＡ（Ａは予め設定された値で、例えば10000ｃｄ／ｍ²）になるように、マイコン６から光源駆動部１１に制御信号を出力する（ステップ５）。

一方、上記ステップ２で電子番組表（ＥＰＧ）の表示が指示されたと判定した場合、上記ステップ３で番組情報の表示が指示されたと判定した場合、上記ステップ４で各種設定メニューの表示が指示されたと判定した場合は、グラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）画面の映像を表示するモードが選択されたと判断し、バックライト光源１２の発光輝度レベルがＢ（ＢはＡより小さい予め設定された値であり、例えば5000ｃｄ／ｍ²）になるように、マイコン６から光源駆動部１１に制御信号を出力する（ステップ６）。

以上のように、本実施形態においては、ユーザによる画面切換指示（機能選択設定）によって、テレビジョン映像を表示するモードと、グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとを切り換え、このモード切換動作に応じて、適切な画面輝度となるように光源１２の発光輝度（発光強度）を制御し、特に電子番組ガイド（ＥＰＧ，番組情報）や各種設定メニューなどのＧＵＩ画面を表示する場合は、通常のテレビジョン映像を表示する場合に比べて、画面輝度を抑制することにより、見易く目が疲れない画面表示を行うとともに、消費電力の低減を実現することが可能となる。

ところで、上述のような表示画面切換と同時に、急激に画面輝度を変化させた場合、特にテレビジョン映像を表示するモードから、グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードへ切り換えた際に、急激に画面輝度が低下すると、ユーザに違和感を与えることとなる。

従って、本実施形態においては、図７に示すように、テレビジョン放送番組映像を表示するモードからグラフィックユーザインターフェース画面の映像を表示するモードへの切換指示がなされた時点Ｔ１から、実際に画面輝度レベルがＢに到達するまで十分な時間ｔを掛けて、画面輝度の変化速度を遅くする（時定数を大きくし、ゆっくりと画面輝度を変化させる）ことにより、画面輝度の変化がユーザに与える違和感を緩和している。

尚、グラフィックユーザインターフェース画面の映像を表示するモードからテレビジョン放送番組映像を表示するモードへ切り換わる際に画面輝度が増大しても、それほどユーザに違和感を与えることはないので、グラフィックユーザインターフェース画面の映像を表示するモードからテレビジョン放送番組映像を表示するモードへの切換指示がなされた時点Ｔ２から、実際に画面輝度レベルがＡに到達するまでの時間は短くして、即座に高輝度、高コントラストのテレビジョン映像を提示するのが望ましい。

また、本実施形態においては、表示画面モードに連動した画面輝度の自動制御に加えて、ユーザによる画面輝度の調整制御も可能としている。これについて、図８のフローチャートとともに説明する。図示しないリモコンの調光キーが押圧されて、ユーザによる調光の指示が検出される（ステップ１）と、画面端部へ調光設定用ＯＳＤ（On Screen Display）表示が行われ、この状態において、ユーザは調光設定用ＯＳＤを見ながらリモコンの上下方向キーを押圧することにより、画面輝度の増大或いは減少のいずれかを指示することが可能である。

リモコンの上方向キーが押圧されて、輝度増加の指示がなされる（ステップ２）と、バックライト光源１２の発光輝度レベルが、その時点での光源輝度レベルに１ステップだけ加算した値となるように、マイコン６から光源駆動部１１に制御信号を出力する（ステップ３）。一方、リモコンの下方向キーが押圧されて、輝度減少の指示がなされる（ステップ４）と、バックライト光源１２の発光輝度レベルが、その時点での光源輝度レベルから１ステップだけ減算した値となるように、マイコン６から光源駆動部１１に制御信号を出力する（ステップ５）。

これにより、各画面表示モードにおいて自動設定された画面輝度に対し、使用環境や表示映像内容などに応じてユーザが任意に調整を加えることができ、より商品性を高めることが可能となる。

さらに、当該装置の周囲環境の明るさを検出する照度センサーを設け、該照度センサーの検出結果と映像表示モードとから、画面輝度を決定するように構成しても良い。例えば、図９に示すように、テレビジョン放送番組映像を表示するモードにおいて、周囲照度が明るい場合は光源１２の発光輝度レベルをＡ₁、周囲照度が標準範囲内の場合は光源１２の発光輝度レベルをＡ₂、周囲照度が暗い場合は光源１２の発光輝度レベルをＡ₃とし（Ａ₁＞Ａ₂＞Ａ₃）、一方、グラフィックユーザインターフェース画面の映像を表示するモードにおいて、周囲照度が明るい場合は光源１２の発光輝度レベルをＢ₁、周囲照度が標準範囲内の場合は光源１２の発光輝度レベルをＢ₂、周囲照度が暗い場合は光源１２の発光輝度レベルをＢ₃とする（Ｂ₁＞Ｂ₂＞Ｂ₃）。

これにより、視聴環境の明るさに応じて、各画面表示モードにおける最適な画面輝度に自動制御することが可能となるので、より商品性を高めることが可能となる。

尚、上述した本発明の一実施形態においては、グラフィックユーザインターフェース画面として、ＥＰＧ画面、番組情報画面、或いはメニュー画面について説明したが、これに限らず、マイコン６、グラフィック生成部７により生成される各種グラフィックスデータの表示画面であれば良いことは明らかである。

また、上述した本発明の一実施形態においては、ユーザによる機能切換指示（画面切換指示）は、リモコンのワンタッチ操作によって行う構成としたが、装置本体に設けられた操作部材（図示せず）の操作によってこれを行う構成としても良いことは言うまでもない。

さらに、グラフィックユーザインターフェース映像とテレビジョン映像とをピクチャー・イン・ピクチャーにて子画面表示したり、ピクチャー・バイ・ピクチャーにて２画面表示する場合には、より大きな画面領域に表示されている方の映像種別に応じて、バックライト光源の発光輝度を制御すればよい。例えば、グラフィックユーザインターフェース映像の中に子画面でテレビジョン映像を表示する場合であって、グラフィックユーザインターフェース映像を表示している画面領域の方が大きい場合は、発光輝度レベルＢとなるようにバックライト光源を制御すればよい。

また、画面領域毎に発光輝度を変えることができるバックライト光源を用いている場合は、テレビジョン映像を表示している画面領域に対応するバックライト光源の発光輝度を高くして、グラフィックユーザインターフェース映像を表示しているその他の画面領域に対応するバックライト光源の発光輝度を低くするようにしてもよい。例えば、画面左側にグラフィックユーザインターフェース映像を、画面右側にテレビジョン映像をそれぞれ２画面表示する場合は、画面左側の領域に対応するバックライト光源の発光強度を輝度レベルＢになるように制御するとともに、画面右側の領域に対応するバックライト光源の発光強度を輝度レベルＡになるように制御すればよい。このような制御は、例えば直下型のＬＥＤバックライトを用いることにより容易に実現することができる。

さらに、上述した本発明の一実施形態において、動画像表示時のメリハリ感、コントラスト感を実現するために、各映像フレームのＡＰＬ（平均輝度レベル）などの画面特徴量に応じて、バックライト光源１２の発光輝度をダイナミックに可変制御するようにしてもよい。この場合、表示すべき映像がグラフィックユーザインターフェース映像かテレビジョン映像かによって、バックライト光源１２の最大発光輝度を設定するようにすればよい。

そしてまた、上記本発明の一実施形態においては、直視型の液晶表示装置について説明したが、本発明は投射型の液晶表示装置に適用しても良く、受光型光変調手段とバックライト光源とを用いて画像表示を行う画像表示装置、或いはその他の画像表示装置に適用しても良いことは明らかである。さらに、受光型光変調手段として液晶表示パネル以外の表示パネルを用いても良いことは言うまでもない。

但し、テレビジョン映像を表示するモードと、グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとの切り換えに連動して、例えば輝度調整回路による映像信号処理にて表示パネルに入力する輝度信号レベルを制御することが考えられるが、この場合、視聴者にとって見易い適切な画面輝度で画像表示を行うことは可能となるものの、消費電力の削減効果は期待できない。

これに対して、上述した本発明の一実施形態のように、画面表示モードに応じて、バックライト光源の発光輝度（発行強度）を可変制御するものにおいては、常に見易い適切な画面輝度で画像表示を行うことができるばかりでなく、無駄な消費電力を削減することが可能であるという顕著な効果を奏する。

また、上記本発明の一実施形態においては、テレビ放送受信手段を内蔵したテレビジョン受像機について説明したが、本発明はこれに限らず、テレビジョン映像を受信・表示可能なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯通信端末などの様々な画像表示装置に適用することが可能である。

本発明の一実施形態における概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるにおけるリモートコントロール装置を示す外観図である。 本発明の一実施形態におけるＥＰＧ表示画面の表示例を示す説明図である。 本発明の一実施形態における番組情報表示画面の表示例を示す説明図である。 本発明の一実施形態における設定メニュー表示画面の表示例を示す説明図である。 本発明の一実施形態の液晶テレビにおける動作制御を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の液晶テレビにおける動作制御を示す説明図である。 本発明の一実施形態の液晶テレビにおける動作制御を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の液晶テレビにおける他の動作制御を示す説明図である。

符号の説明

１ チューナ
２ デコーダ部
３ 画像処理部
４ 番組情報取得部
５ リモコン受光部
６ マイコン
７ グラフィック生成部
８ 切換／合成処理部
９ ＬＣＤ駆動部
１０ 液晶表示パネル
１１ 光源駆動部
１２ 光源

Claims (6)

1. テレビジョン映像を表示するモードと、グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとを切換可能に構成された画像表示装置において、
   前記モードの切り換えに応じて、画面輝度を可変制御する制御手段を設け、
   該制御手段は、前記テレビジョン映像を表示するモードから前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードへ切り換わるときの画面輝度の変化速度を、前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードから前記テレビジョン映像を表示するモードへ切り換わるときの画面輝度の変化速度より遅くするように構成してあることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記制御手段は、入力映像信号を表示する受光型光変調手段の背面から光を照射するバックライト光源の発光強度を可変するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. ユーザによる画面切換指示に基づいて、前記テレビジョン映像を表示するモードと、前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとが切り換えられることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記グラフィックユーザインターフェース映像は、電子番組ガイド表示映像であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の画像表示装置。
5. 前記グラフィックユーザインターフェース映像は、各種設定メニュー表示映像であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の画像表示装置。
6. テレビジョン映像を表示するモードと、グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードとを切り換えるステップと、
   前記モードの切り換えに応じて、画面輝度を可変制御するステップとを有し、
   前記テレビジョン映像を表示するモードから前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードへ切り換わるときの画面輝度の変化速度を、前記グラフィックユーザインターフェース映像を表示するモードから前記テレビジョン映像を表示するモードへ切り換わるときの画面輝度の変化速度より遅くすることを特徴とする画像表示方法。