JP4982257B2 - 画像表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶パネルをバックライトにて照射して、画像を表示する画像表示装置に関する。
従来から、液晶パネルである液晶表示部に画像を表示させる画像表示装置が知られており、該画像表示装置は図７に示すように、バックライト(３)にて液晶表示部(４)の表示面の反対側から液晶表示部(４)を照射する。斯種画像表示装置にあっては、画像信号の振幅レベルを検出して、バックライト(３)の照度を可変設定する装置が知られており(例えば、特許文献１参照)、これを利用して所謂ダイナミックバックライト機能を搭載した画像表示装置が提案されている。
これは明るいシーンではバックライトの照度を上げ、暗いシーンではバックライトの照度を下げることによって、明るいシーンと暗いシーンの明度差を大きくし、より迫力のある画像を映し出すものである。
具体的には、図７に示すバックライト(３)には、デューティ比を有するパルスＰが給電されるが、この調光デューティ比が１００％の場合と、４０％の場合に於ける映像信号入力レベルと液晶表示部(４)の輝度との関係を、図８のグラフに示す。図８のグラフでは、調光デューティ比が１００％にて、映像信号入力レベルが１００％と０％の場合では、液晶表示部(４)の輝度が夫々５００ｃｄ/ｍ2と１.０ｃｄ/ｍ2であり、コントラストは５００：１である。調光デューティ比が４０％の場合でも、液晶表示部(４)の輝度は夫々２５０ｃｄ/ｍ2と０.５ｃｄ/ｍ2であり、コントラストはやはり５００：１である。
ここで、ダイナミックバックライト機能を作動させて、画像信号のレベルに合わせて、バックライト(３)の照度を変える。具体的には、図９のグラフに示すように、映像信号入力レベルが０％のときに、調光デューティ比を４０％とし、映像信号入力レベルが７５％以上で調光デューティ比を１００％となるように、調光デューティ比を映像信号入力レベルに略正比例させる。
このダイナミックバックライト機能を作動させることにより、図１０のグラフに示すように、調光デューティ比が１００％にて、映像信号入力レベルが１００％の場合では、液晶表示部(４)の輝度は５００ｃｄ/ｍ2と変わらないが、映像信号入力レベルが０％の場合では、液晶表示部(４)の輝度は０.５ｃｄ/ｍ2とダイナミックバックライト機能が無い場合に比して下がる。即ち、コントラストは１０００：１と増加する。これにより、画像、特に動画でのコントラスト感が増加し、迫力がある映像を提供することができる。
特開２００４−１５７５５９号公報
しかし、このコントラストは、映像信号のレベルが常時変化している動画に対して有効であるが、映像信号のレベルが殆ど変化しない同一画面内では、あまり有効ではない。例えば、黒い背景にかすかに文字が映っているようなシーンでは、該シーンの映像信号レベルは殆ど０％に近い。このため、ダイナミックバックライト機能により、バックライト(３)の明るさは最低程度にまで落とされ、文字が非常に見づらくなる。更に、暗いシーンが連続する静止画に近い映像に於いては、ダイナミックバックライト機能の効果は弱く、却って映像が見づらくなる。
本発明の目的は、ダイナミックバックライト機能を有する画像表示装置に於いて、信号レベルが低い映像が続いても、見難くなる不具合を防ぐことにある。
画像表示装置は、映像信号を表示する表示部(４)と、該表示部(４)を照射するバックライト(３)と、映像信号のレベルを検出するレベル検出部(６)と、映像信号を表示部(４)が表示するのに適した信号にする映像信号調整部(５)と、レベル検出部(６)からの信号に基づき映像信号のレベルが低いときはバックライト(３)の照度を下げ、映像信号のレベルが高いときはバックライト(３)の照度を上げる制御手段を具え、
制御手段は、タイマー機能を有して、レベル検出部(６)が検出する映像信号のレベルが一定時間を超えて低いときは、映像信号調整部(５)を制御して映像信号のレベル又は輝度レベルを上げる補正機能を有する。
所謂ダイナミックバックライト機能を作動させると、制御手段は、映像信号のレベルが低いときはバックライト(３)の照度を下げる。しかし、レベル検出部(６)が検出する映像信号のレベルが一定時間を超えて低いと、映像信号調整部(５)を制御して映像信号のレベル又は輝度レベルを上げる。
これにより、信号レベルが低い映像が続いても、見難くなる不具合を防ぐことができる。
(第１実施例)
以下、本発明の一実施例を図を用いて詳述する。
図１は、本例に係わる画像表示装置のブロック図である。キャビネット(９)内に設けられた映像信号入力手段(２)は、入力側がアンテナ(図示せず)に繋がって、映像信号を出力し、該映像信号は、ゲインやガンマ特性を変更する映像信号調整部(５)及び映像信号のレベルを検出する映像信号レベル検出部(６)に入力される。即ち、映像信号調整部(５)は、映像信号を液晶表示部(４)が表示するのに適した信号にする。映像信号レベル検出部(６)は制御手段であるマイクロコンピュータ部(１)に繋がり、該マイクロコンピュータ部(１)は映像信号レベル検出部(６)が検出したレベルに基づいて、映像信号調整部(５)を制御する。また、マイクロコンピュータ部(１)は、バックライト(３)の照度を制御するバックライト制御部(30)に繋がる。従来と同様に、バックライト(３)は液晶表示部(４)を照射し、映像信号調整部(５)からの映像信号は液晶表示部(４)に入力される。
周知の如く、マイクロコンピュータ部(１)は内部に動作クロック周波数の発生源を有し、該クロック周波数を分周して、タイマーとして用いることができる。
尚、ダイナミックバックライト機能は、マイクロコンピュータ部(１)に内蔵されていても、キャビネット(９)上に設けた切換えスイッチ(図示せず)によって、使用者が該ダイナミックバックライト機能のＯＮ／ＯＦＦを切り換えてもよい。
ダイナミックバックライト機能により、映像信号入力手段(２)からの映像信号のレベルが高いときは、マイクロコンピュータ部(１)はバックライト制御部(30)を介して、バックライト(３)を明るくし、レベルが低いときは、バックライト(３)を暗くする。
本例にあっては、レベルが低い映像信号が一定時間以上続いているときは、ダイナミックバックライト機能により映像が却って見難くなっていると判断し、液晶表示部(４)に入力する映像信号のゲインを上げる。具体的な手順を、図２のフローチャートを用いて説明する。
映像信号レベル検出部(６)に入力される映像信号のレベルが低い、即ち一定レベル以下であると、マイクロコンピュータ部(１)が判断すれば(Ｓ1)、マイクロコンピュータ部(１)はタイマー機能を作動させ、該低いレベルの映像信号が一定時間ｔ１以上入力されているか否かを検知する(Ｓ2)。一定時間ｔ１以内に入力される信号のレベルが高くなれば、暗いシーンが一時的なものであった可能性があるので、その後の映像信号処理を行わない。
一定時間ｔ１を越えてレベルが低い映像信号が入力され続けていると、ダイナミックバックライト機能により、却って映像が見づらくなっている可能性がある。従って、マイクロコンピュータ部(１)は映像信号調整部(５)を制御して、映像信号のゲインを上げる(Ｓ3)。斯種画像表示装置では後記のガンマ特性により、映像信号のゲインを上げて、映像信号のレベルを上げることにより、映像信号の輝度も上がる。これにより、レベルが低い映像でも見難くなる不具合を回避しつつ、ダイナミックバックライト機能により、迫力のある映像を楽しむことができる。
尚、映像信号調整部(５)は映像信号のゲインを上げることに代えて、映像信号のガンマ特性を下げてもよい。このガンマ特性について、以下に説明する。
図３は、画像表示装置に於ける一般的なガンマ特性を示すグラフである。映像信号入力手段(２)に入力される映像信号レベルＥと輝度Ｌの特性は
Ｌ＝ＫＥγ (Ｋは定数)
で表され、γは２.０〜３.０程度の値であり、輝度Ｌは映像信号レベルＥに対して実線で示すように、放物線状のカーブを描く。映像信号レベルＥが上がれば、輝度Ｌも上がる。ここでガンマ特性を下げるとは、γの値を小さくすることであり、点線で示すように、映像信号レベルＥに対する輝度Ｌの傾きが急勾配となる。即ち、映像信号レベルＥが同じであっても、輝度Ｌを上げることができる。従って、これによっても、レベルが低い映像でが見難くなる不具合を回避しつつ、ダイナミックバックライト機能により、迫力のある映像を楽しむことができる。
また、マイクロコンピュータ部(１)は、映像信号のゲインやガンマ特性を補正することに代えて、バックライト(３)の照度を上げてもよい。具体的には、ダイナミックバックライト機能により、低いレベルの映像信号が入力されると、バックライト(３)の照度が下げられるが、このときはバックライト制御部(30)を制御して、バックライト(３)を元の照度に戻してもよい。
(第２実施例)
本例では、マイクロコンピュータ部(１)は、動き検出手段(７)に繋がり、一定時間を超えて画像に動きがなければ、ダイナミックバックライト機能により映像が却って見難くなっていると判断して、映像信号のゲインを上げる等の補正を行う。
動き検出手段(７)の構成には種々のものがあるが、一例として代表点マッチング法を用いるものがある。これは画面を分割して、図４に示すように、検出エリア(８)を設け、該検出エリア(８)内に、代表点(80)と、該代表点(80)とは別の複数のサンプリング点(81)(81)を設ける。この代表点(80)に於ける１フィールド前の映像信号レベルと、現フィールドに於ける検出エリア(８)内のサンプリング点(81)(81)の映像信号レベルを比較し、その差が最も少ない、換言すれば相関性の高い現フィールドのサンプリング点(81)を求める。このサンプリング点(81)と代表点(80)との位置の差を画像の動きベクトルとして特定する。尚、１フィールド前の映像信号に代えて、１フレーム前の映像信号であってもよい。
図５は、該動き検出手段(７)を具えた画像表示装置のブロック図である。動き検出手段(７)は、映像信号入力手段(２)からの信号を１フィールド時間分だけ遅延させて出力するメモリ(71)と、映像信号入力手段(２)からの信号及びメモリ(71)からの信号が入力される相関値演算回路(70)と、該相関値演算回路(70)に繋がった動きベクトル検出回路(72)を具える。相関値演算回路(70)では前記の代表点マッチング法の原理に基づいて、代表点(80)と最も相関性の高い現フィールドのサンプリング点(81)を求める。動きベクトル検出回路(72)は代表点(80)と現フィールドのサンプリング点(81)の位置の差から画像の動きベクトルを求め、マイクロコンピュータ部(１)に送る。
従って、マイクロコンピュータ部(１)が動きベクトル検出回路(72)から動きベクトルがゼロ又はゼロに近い旨の信号を受けたときは、画像が静止画又は画像が殆ど動いていないことが判る。
図６は、本例に於けるマイクロコンピュータ部(１)の動作を示すフローチャートである。
映像信号レベル検出部(６)に入力される映像信号のレベルが低い、即ち一定レベル以下であると、マイクロコンピュータ部(１)が判断すれば(Ｓ10)、マイクロコンピュータ部(１)はタイマー機能を作動させ、経過時間を計測する。その後、一定時間ｔ１内に動きベクトル検出回路(72)から動きベクトルがゼロ又はゼロに近い旨の信号を受け続けていれば(Ｓ11)、画像が静止画又は画像が殆ど動いておらず、且つレベルが低い映像信号が入力され続けていると考えられる。
従って、ダイナミックバックライト機能により、却って映像が見づらくなっている可能性があるから、マイクロコンピュータ部(１)は映像信号調整部(５)を制御して、映像信号のゲインを上げる(Ｓ12)。これにより、レベルが低い映像でも見難くなる不具合を回避しつつ、ダイナミックバックライト機能により、迫力のある映像を楽しむことができる。
第１実施例と同様に、映像信号のゲインを上げることに代えて、映像信号のガンマ特性を下げたり、バックライト(３)の照度を元に戻すように、上げてもよい。
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
画像表示装置のブロック図である。 マイクロコンピュータ部の動作を示すフローチャートである。 画像表示装置に於ける一般的なガンマ特性を示すグラフである。 代表点マッチング法を説明する図である。 動き検出手段を具えた画像表示装置のブロック図である。 マイクロコンピュータ部の動作を示すフローチャートである。 画像表示装置の一般的な構成を示す図である。 各調光デューティ比での液晶パネルの輝度特性を示すグラフである。 ダイナミックバックライト機能に於ける調光コントロールを示すグラフである。 ダイナミックバックライト機能での液晶パネルの輝度特性を示すグラフである。
符号の説明
(１) マイクロコンピュータ部
(３) バックライト
(４) 液晶表示部
(５) 映像信号調整部
(６) 映像信号レベル検出部
(７) 動き検出手段
(30) バックライト制御部

Claims (3)

  1. 映像信号を表示する表示部と、
    該表示部を照射するバックライトと、
    映像信号のレベルを検出するレベル検出部と、
    前記表示部に表示される映像信号を調整する映像信号調整部と、
    レベル検出部からの信号に基づき映像信号のレベルが低いときはバックライトの照度を下げ、映像信号のレベルが高いときはバックライトの照度を上げる制御手段を具え、
    制御手段は、レベル検出部が検出する映像信号のレベルが一定時間を超えて低いときは、映像信号調整部を制御して映像信号のレベル又は輝度レベルを上げる補正機能を有することを特徴とする画像表示装置。
  2. 制御手段は、レベル検出部が検出する映像信号のレベルが一定時間を超えて低いときは、映像信号調整部を制御して、映像信号のゲインを上げ、又はガンマ特性を制御する、請求項１に記載の画像表示装置。
  3. 映像信号を表示する表示部と、
    該表示部を照射するバックライトと、
    映像信号のレベルを検出するレベル検出部と、
    バックライトの照度を制御するバックライト制御部と、
    レベル検出部からの信号に基づき映像信号のレベルが低いときはバックライト制御部を介して、バックライトの照度を下げ、映像信号のレベルが高いときはバックライトの照度を上げる制御手段を具え、
    制御手段は、レベル検出部が検出する映像信号のレベルが一定時間を超えて低いときは、バックライト制御部を制御して、バックライトの照度を上げる補正機能を有することを特徴とする画像表示装置。
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