JP5288281B2

JP5288281B2 - 輝度制御方法および表示装置

Info

Publication number: JP5288281B2
Application number: JP2009539039A
Authority: JP
Inventors: 匡広橋本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2028-10-24
Also published as: WO2009057527A1; US20100245310A1; JPWO2009057527A1

Description

本発明は、表示装置におけるバックライトの輝度を制御する技術に関する。

携帯電話機のような携帯端末において、例えば、折り畳み型の筺体が開けられたとき、あるいはユーザ操作が発生したとき、ＬＣＤ（液晶画面）のバックライトが自動的にＯＮ状態となり、画面が明るくなる。また、端末の省電力対策として、無操作状態で所定時間が経過したときにバックライトを自動的にＯＦＦに切り替える機能もよく知られている。

端末画面のバックライトは、実行されるアプリケーションやイベント発生といった端末の動作シーンごとに、所定の輝度が設定されている。これにより、動作シーンに応じて画面の明るさが切り替わる。例えば、筺体を開けたときに画面が明るくなるのは、筺体が開いたというイベントに対し、バックライトをＯＦＦからＯＮに切り替えるよう設定されていることによる作用である。

一方、バックライトがＯＮに切り替わることで画面が明るくなっても、照明装置の付近や晴天時のような高照度の環境下では、かえって画面が見辛いことがある。逆に、夜間など低照度の環境下では、画面が明るすぎると感じられる場合がある。このようなバックライトの不都合に対処する技術が、例えば、後述の特許文献１に記載されている。同文献に記載の方法は、光センサにより周囲の明るさを検出し、その検出結果に応じてバックライトの輝度を調節するというものである。
特開２００３−２５８９７５号公報

上記特許文献１に記載の方法によれば、周囲の明るさに応じてバックライトの輝度が調整される。しかしながら、例えばイベントの発生時には、画面の明るさが、瞬時に規定の輝度へ切り替えられる。よって、特に、電話着信に伴う点灯や、省電力のための輝度低減のように、ユーザの予期しないイベントにより輝度が切り替わる場合、画面の明るさが急激に変化することで、ユーザの利便性が損なわれるおそれがある。

また、昨今では、端末に多様なアプリケーションを付加する傾向がある。そのため、視覚的にも多様な表現力を持つ端末が求められている。

本発明の目的は、バックライトの輝度制御において、ユーザの利便性と画面の表現力の向上とを両立させる技術を提供することにある。

本発明に係る輝度制御方法は、表示パネルに照射されるバックライトの輝度を切り替えるタイミングを検知し、前記検知したタイミングにおけるバックライトの輝度である初期輝度に替えて適用すべき更新輝度を認識し、前記検知したタイミング以後のバックライトの輝度を前記初期輝度から前記更新輝度に向けて段階的に変化させることを特徴とする輝度制御方法であって、前記バックライトの輝度を段階的に変化させる期間を分割し、分割された区間のそれぞれに異なる輝度の変化量を設定することを特徴とする輝度制御方法である。

本発明に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルにバックライトを照射する発光装置と、前記発光装置が照射すべきバックライトの輝度を決定する制御装置とを備え、前記制御装置は、表示パネルに照射されるバックライトの輝度を切り替えるタイミングを検知し、前記検知したタイミングにおけるバックライトの輝度である初期輝度に替えて適用すべき更新輝度を認識し、前記検知したタイミング以後のバックライトの輝度を前記初期輝度から前記更新輝度に向けて段階的に変化させることを特徴とする表示装置であって、前記制御装置は、前記バックライトの輝度を段階的に変化させる期間を分割し、分割された区間のそれぞれに異なる輝度の変化量を設定することを特徴とする。

本発明によれば、バックライトの輝度制御において、ユーザの利便性と画面の表現力の向上とを両立させることができる。

本発明の実施形態における表示装置の構成図である。本発明の実施形態における輝度段階制御に関する説明図である。本発明の実施形態における輝度調光制御に関する説明図である。本発明の実施形態における動作シーンに関する説明図である。本発明の実施形態の複合的な輝度制御に関する説明図である。

符号の説明

100：表示装置、101：制御ＣＰＵ、102：ＬＣＤドライバ、103：ＬＥＤ電源ＩＣ、104：ＬＣＤパネル、105：輝度センサ、106：不揮発メモリ
11：シーン検知部、12：輝度検索部、13：輝度調整部、14：センサインタフェース、21：シーン別輝度リスト、22：補正テーブル

図１に、本発明に係る表示装置の実施形態の構成を示す。本実施形態は、表示装置100が、携帯電話機のような携帯端末（図示略）に組み込まれることを想定したものである。表示装置100は、図１に示すように、制御ＣＰＵ101、ＬＣＤドライバ102、ＬＥＤ103A，ＬＥＤ電源ＩＣ103、ＬＣＤパネル104、輝度センサ105、及び、不揮発メモリ106を備える。

ＬＥＤ103A及びＬＥＤ電源ＩＣ103は、本発明における発光装置を構成するものである。制御ＣＰＵ101は、本発明における制御装置に対応し、バックライトの輝度制御のほかに、通信処理やデータ処理といった端末の動作を制御する。

制御ＣＰＵ101は、ＬＣＤドライバ102に対し、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）により描画データ及び各種指示を送り、また、別のシリアルＩ/ＦのＩ２Ｃを通じてＬＥＤ電源ＩＣ103を制御する。輝度センサ105は、周囲の明るさを測定し、その測定値を出力する。輝度センサ105の測定値は、制御ＣＰＵ101にセンサインタフェース14を介して供給される。

ＬＣＤドライバ102は、ＬＣＤコントローラ（LCDC）のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）機能により、制御ＣＰＵ101の指示に応じたＰＷＭ信号を専用の出力端子（PWMO_R）からＬＥＤ電源ＩＣ103へ出力する。ＬＥＤ電源ＩＣ103では、ＬＣＤドライバ102により出力されたＰＷＭ信号が、専用の入力端子（PWMI）から入力される。ＬＥＤ電源ＩＣ103は、ＰＷＭ信号のイネーブル制御（EXTPWME）およびスイッチ制御（PWMSEL）等を経て、ＬＥＤ103AからＬＣＤパネル104に対しバックライトを照射する。ＬＣＤパネル104は、ＬＣＤドライバ102から供給される描画データをＬＥＤ103Aのバックライトにより、画面を可視表示する。

不揮発メモリ106には、端末の筐体の開閉や着信といった動作シーン別に規定された輝度の一覧である輝度リスト21、及び、後述の輝度調光制御に用いる補正テーブル22等が事前に記憶されている。

制御ＣＰＵ101において、シーン検知部11は、端末の現在の動作シーンを認識すると共に、シーンの切り替えを検知する。輝度検索部12は、動作シーンの切り替えに伴い新たに適用すべきバックライト輝度である更新輝度をシーン別輝度リスト21から認識する。輝度調整部13は、バックライトの輝度を段階的に変化させる輝度段階制御を行う。また、輝度調整部13は、輝度センサ105から供給される輝度の測定値と補正テーブル22とを用い、周囲の明るさに応じて現状の輝度を補正する輝度調光制御を行う。

図２を参照して、輝度調整部13による輝度段階制御について説明する。図示のグラフにおいて、初期輝度は、動作シーンの切り替え時点におけるＬＥＤ（103A）の輝度を指す。更新輝度は、切り替え後の動作シーンについてシーン別輝度リスト21（図１）から選択された規定値を指す。

輝度段階制御は、バックライトの輝度を上記の初期輝度から更新輝度に向けて所定の階調数で段階的に変化させる制御である。この段階的な変化の間に、新たな切り替えタイミングが発生した場合は、その時点の輝度を初期輝度としてリセットし、新たな輝度段階制御を開始する。

図２に示す輝度段階制御では、輝度の遷移期間が、初期輝度と更新輝度との中間の輝度にて「遷移時間１」及び「遷移時間２」の２つの区間に分割されている。また、グラフの傾き、すなわちステップ間の変化量が、２つの区間で異なるよう制御される。図示の例では、「遷移時間１」の変化量（グラフの傾き）よりも「遷移時間２」のほうが大きくなるよう制御されている。かかる制御により、画面の輝度が、前半は緩やかに変化し、後半はそれよりも速く変化するという視覚的効果が得られる。

なお、輝度段階制御における遷移期間の分割数や段階の傾きといったパラメータは、上記のものに限定せず、任意のユーザ指示により変更可能とすることが望ましい。図２に示す例は、遷移期間を２分割するとのユーザ指示に対し、輝度調整部13が図示のように設定したものである。

パラメータの設定としては、例えば、遷移期間を３つ以上の区間に分割する、あるいは、分割せずに初期輝度から更新輝度まで一定の傾きで変化させる設定でもよい。また、図２に示す例とは逆に、更新輝度に近い区間ほど、傾きを小さくして輝度変化を緩やかにするという設定であってもよい。このように、輝度段階制御の設定は、各動作シーンに求められる視覚的効果に応じて適宜変更することができる。

図３を参照して、輝度調整部13による輝度調光制御について説明する。輝度調光制御は、輝度センサ105が測定した周囲の明るさに応じてバックライトの輝度を補正する制御である。図３に示すように、その動作シーンでの規定値を上限とみなし、高照度の環境下では輝度を上げるように補正し、低照度の環境下では輝度を下げるよう補正する。これにより、あらゆる環境下で画面が見やすくなる。

輝度調光制御では、予め不揮発メモリ106に用意しておいた更新時間の設定値ｔを用い、例えば「ｔ×１０ミリ秒」の時間間隔で輝度センサ105から測定値（lux）を読み出す。読み出した１つの測定値をそのまま用いてもよいが、周囲の急激な輝度変化による画面のちらつきを避けるため、順次読み出した測定値から例えば１０回ごとの移動平均値を求める。そして、不揮発メモリ106の補正テーブル22から移動平均値に対応する補正値を求め、それを現時点のバックライト輝度に反映させるようにしてもよい。

図４に、本実施形態の輝度制御を適用する動作シーンの例を挙げる。ここでは、バックライトの輝度が、「ＯＦＦ」、「微点灯」および「全点灯」の３つに大別されている。図示の「パターン--」のような各切り替えパターンにおいて、前述の輝度段階制御を行う。例えば、「パターン４」は、開いている筺体が閉じられたとき、あるいは、無操作状態で所定時間が経過したことにより、バックライトを「微点灯」から「ＯＦＦ」に切り替えるケースである。

図４において、「微点灯」には、その動作シーンにおいて所定時間が経過したことにより輝度を自動的に切り替える「輝度モード更新」機能が用意されている。この機能により、「微点灯」が複数のレベルで切り替わる。レベル間の変化量は、「微点灯」から「全点灯」（又は「ＯＦＦ」）への変化よりも小さいものとする。

「全点灯」には、上記と同様な自動の「輝度モード更新」に加え、ユーザ操作で任意に輝度調整することができる「ユーザ輝度変更」機能が設けられている。この機能における変化量も、「全点灯」から「微点灯」（又は「ＯＦＦ」）への変化量より小さいものとする。

図５を参照して、バックライトの複合的な輝度制御について説明する。これは、動作シーンの切り替えに伴う輝度段階制御の遷移期間に、周囲の明るさに応じた輝度調光制御を並行させるというものである。図示の例は、動作シーンの切り替えに伴い、輝度を下げるよう制御する例である。

輝度調整部13は、規定値（切替前）を上限とした輝度調光制御を行う間、動作シーンの切り替えが検知されると（「切り替えタイミング」）、その時点の輝度を初期輝度とした輝度段階制御を開始する。本例の輝度段階制御では、切り替え後のシーンに対応した規定値（切替後）を更新輝度として認識し、初期輝度を更新輝度まで一定の変化量で段階的に下げるよう制御する。なお、このように変化量を一定とする制御に替えて、前述した図２の例のように区間別に異なる変化量で輝度を変化させる制御であってもよい。

輝度調整部13は、上記の輝度段階制御と並行して、輝度センサ105の測定値を用いた輝度調光制御を行う。その結果、図５に「実際のＬＥＤ輝度」として太線で示されるように、遷移期間において、周囲の明るさを考慮しつつバックライト輝度を段階的に低下させるという複合的な輝度制御が実現される。

本実施形態によれば、輝度段階制御により、バックライトの輝度の切り替えタイミング前後で画面の明るさが急激に変化することを防止することができる。また、輝度段階制御と輝度調光制御とを並行させることにより、周囲の明るさに応じて輝度が補正される。したがって、バックライトの視覚的な表現力が向上し、ユーザの利便性が一層高められる。

本発明の実施は、上記の形態に限定されるものではなく、本願の請求の範囲内で適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態では、輝度段階制御に、周囲の明るさに応じた輝度調光制御を加味したが、本発明を実施するにあたっては、輝度調光制御を行わずに輝度段階制御のみ行う形態であってもよい。この場合、バックライトの輝度は、図２に示すように、ほぼ線形に制御される。

本発明は、携帯電話機のほか、小型ＰＣあるいは車載用のナビゲーション装置など、ＬＣＤを具備する種々の端末に好適である。

本出願は、２００７年１１月１日に日本出願された特願２００７−２８４６３７を基礎とする優先権を主張し、その開示の内容を全て本明細書に取り込むものである。

Claims

表示パネルに照射されるバックライトの輝度を切り替えるタイミングを検知し、
前記検知したタイミングにおけるバックライトの輝度である初期輝度に替えて適用すべき更新輝度を認識し、
前記検知したタイミング以後のバックライトの輝度を前記初期輝度から前記更新輝度に向けて段階的に変化させることを特徴とする輝度制御方法であって、
前記バックライトの輝度を段階的に変化させる期間を分割し、分割された区間のそれぞれに異なる輝度の変化量を設定することを特徴とする輝度制御方法。
前記バックライトの輝度を段階的に変化させる間に、前記表示パネルの周囲の輝度を測定し、当該測定の結果に応じて前記バックライトの輝度を補正することを特徴とする請求項１記載の輝度制御方法。
前記期間を分割するとき、前記初期輝度と前記更新輝度との中間の輝度を境に変化量が変更される２つの区間に前記期間を分割することを特徴とする請求項１又は２記載の輝度制御方法。
前記分割された区間のそれぞれに異なる変化量を設定するとき、当該区間のうち前記更新輝度に近い区間ほど大きい変化量を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の輝度制御方法。
前記分割された区間のそれぞれに異なる変化量を設定するとき、当該区間のうち前記更新輝度に近い区間ほど小さい変化量を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の輝度制御方法。
表示パネルと、前記表示パネルにバックライトを照射する発光装置と、前記発光装置が照射すべきバックライトの輝度を決定する制御装置とを備え、
前記制御装置は、表示パネルに照射されるバックライトの輝度を切り替えるタイミングを検知し、前記検知したタイミングにおけるバックライトの輝度である初期輝度に替えて適用すべき更新輝度を認識し、前記検知したタイミング以後のバックライトの輝度を前記初期輝度から前記更新輝度に向けて段階的に変化させることを特徴とする表示装置であって、
前記制御装置は、前記バックライトの輝度を段階的に変化させる期間を分割し、分割された区間のそれぞれに異なる輝度の変化量を設定することを特徴とする表示装置。
さらに、前記表示パネルの周囲の輝度を測定するセンサを備え、
前記制御装置は、前記バックライトの輝度を段階的に変化させる間に、前記表示パネルの周囲の輝度を測定し、当該測定の結果に応じて前記バックライトの輝度を補正することを特徴とする請求項６記載の表示装置。
前記制御装置は、前記期間を分割するとき、前記初期輝度と前記更新輝度との中間の輝度を境に変化量が変更される２つの区間に前記期間を分割することを特徴とする請求項６又は７記載の表示装置。
前記制御装置は、前記分割された区間のそれぞれに異なる変化量を設定するとき、当該区間のうち前記更新輝度に近い区間ほど大きい変化量を設定することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の表示装置。
前記制御装置は、前記分割された区間のそれぞれに異なる変化量を設定するとき、当該区間のうち前記更新輝度に近い区間ほど小さい変化量を設定することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の表示装置。
請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の表示装置と通信手段とを備えることを特徴とする携帯端末。