JP5541546B2 - 表示装置、表示方法およびプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、バックライト用の光源を有する表示装置、表示方法およびプログラムに関する。
例えば、液晶パネル等の表示素子を表示画面として使用し、この表示素子の背後からバックライトにより光を照射して、表示画面に表示されている画像の明るさを調整する表示装置が知られている。
この表示装置の輝度は、この表示素子の前面から測定した明るさであって、一般的に、光源であるバックライトの輝度を制御することで、表示画面の輝度調整を行っている。このように、表示画面の輝度を下げることで、バックライトの消費電力を下げることが可能となり、省電力の効果も期待できる。
この表示装置として、消費電力の低減を図りつつ、輝度ムラを効果的に抑制することが可能なバックライト及びこれを用いた液晶表示装置がある（例えば、特許文献１参照）。
また、この表示装置は、表示画面に複数の画面画像を表示することが可能であり、各画面画像に設定される輝度に応じて各画面画像の輝度を調整したいというニーズもある。
特開２００９−２７１１４４号公報
しかしながら、バックライトの輝度を部分的に制御することは困難であり、バックライトの輝度を調整することにより、複数の画面画像の輝度を個別に調整することが出来ないという問題があった。
そこで、本発明は、表示画面上に複数の画面画像を表示したときに、それぞれの画面画像の輝度を個別に調整することが可能な表示装置、表示方法およびプログラムを提供することである。
本発明は、このような事情を考慮し、上記の問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、表示画面に表示される複数の画面画像の輝度を個別に調整することができる表示装置、表示方法およびプログラムを提供することにある。
上記問題を解決するために、本発明に係る表示装置は、液晶パネルと、当該液晶パネルの背面から光を照射する光源を有し、入力された画像信号に基づき画像を表示する表示装置において、複数の画面画像を表示する前記液晶パネルの表示画面と、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される設定輝度を示す設定輝度情報に基づき、前記光源の必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出する必要輝度算出部と、前記複数の画面画像毎に算出される前記必要輝度のうち、輝度が最も高い前記必要輝度に対応する前記画面画像を最大必要輝度画像と判定する輝度判定部と、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき前記光源の輝度を制御するとともに、前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の輝度が各画面画像に指定される前記設定輝度となるように前記光源の輝度に応じて前記液晶パネルに表示させる画像の階調を制御する輝度制御部と、を備え、前記必要輝度算出部は、前記設定輝度情報と、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される、前記表示画面において白を表示したときの色温度を示す白色点設定情報と、に基づき、前記必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出し、前記輝度制御部は、前記最大必要輝度画像に設定されている白色点設定情報に基づく画像を表示した場合に前記最大必要輝度画像の輝度が設定輝度となるように、前記光源の輝度を制御し、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき制御された前記光源の輝度に応じて前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の白色点設定情報を補正し、補正後の前記白色点設定情報に基づき輝度が調整された画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする。
また、上記問題を解決するために、本発明に係る表示方法は、液晶パネルと、当該液晶パネルの背面から光を照射する光源を有し、入力された画像信号に基づき画像を表示する表示装置における表示方法において、複数の画面画像を表示する前記液晶パネルの表示画面において、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される設定輝度を示す設定輝度情報に基づき、前記光源の必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出する必要輝度算出ステップと、前記複数の画面画像毎に算出される前記必要輝度のうち、輝度が最も高い前記必要輝度に対応する前記画面画像を最大必要輝度画像と判定する輝度判定ステップと、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき前記光源の輝度を制御するとともに、前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の輝度が各画面画像に指定される前記設定輝度となるように前記光源の輝度に応じて前記液晶パネルに表示させる画像の階調を制御する輝度制御ステップと、を備え、前記必要輝度算出ステップでは、前記設定輝度情報と、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される、前記表示画面において白を表示したときの色温度を示す白色点設定情報と、に基づき、前記必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出し、前記輝度制御ステップでは、前記最大必要輝度画像に設定されている白色点設定情報に基づく画像を表示した場合に前記最大必要輝度画像の輝度が設定輝度となるように、前記光源の輝度を制御し、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき制御された前記光源の輝度に応じて前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の白色点設定情報を補正し、補正後の前記白色点設定情報に基づき輝度が調整された画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする。
また、上記問題を解決するために、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、複数の画面画像を表示する液晶パネルの表示画面において、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される設定輝度を示す設定輝度情報に基づき、前記光源の必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出する必要輝度算出手段、前記複数の画面画像毎に算出される前記必要輝度のうち、輝度が最も高い前記必要輝度に対応する前記画面画像を最大必要輝度画像と判定する輝度判定手段、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき前記光源の輝度を制御するとともに、前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の輝度が各画面画像に指定される前記設定輝度となるように前記光源の輝度に応じて前記液晶パネルに表示させる画像の階調を制御する輝度制御手段、として機能させるためのプログラムであり、前記必要輝度算出手段は、前記設定輝度情報と、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される、前記表示画面において白を表示したときの色温度を示す白色点設定情報と、に基づき、前記必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出し、前記輝度制御手段は、前記最大必要輝度画像に設定されている白色点設定情報に基づく画像を表示した場合に前記最大必要輝度画像の輝度が設定輝度となるように、前記光源の輝度を制御し、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき制御された前記光源の輝度に応じて前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の白色点設定情報を補正し、補正後の前記白色点設定情報に基づき輝度が調整された画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする。
本発明によると、表示画面に表示される複数の画面画像の輝度を個別に調整することができる。
本実施形態に係る表示装置の一例を説明するための概略図である。 図１に示す表示装置の処理について説明するための図である。 図１に示す表示装置の処理について説明するための図である。 本実施形態に係る表示装置の表示方法の一例について説明するためのフローチャートである。 設定されるガンマ特性と液晶パネルの階調特性の関係を示す図である。
次に、発明を実施するための一形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る表示装置１００の一例を示す図である。
図１に示す通り、表示装置１００は、表示素子である液晶パネル１０１と、光源であるバックライト１０２と、制御部１０３と、階調特性記憶部１０４と、設定部１０５と、各種設定記憶部１０６と、輝度制御部１０７と、第１画面用処理部１０８と、第２画面用処理部１０９と、画面合成部１１０と、液晶パネル駆動部１１１と、輝度判定部１１２と、を備える。
液晶パネル１０１は、１つの表示画面を備え、この表示画面に複数の画面画像（例えば、第１画面画像Ｇ１と第２画面画像Ｇ２）を表示する。この画面画像は、例えば、ウィンドウシステムにおけるウィンドウ等であって、１つの表示画面内においてアプリケーションや画像信号に応じて与えられる表示領域である。
第１画面画像Ｇ１は、例えば、液晶パネル１０１の表示画面と同一の画面サイズの領域を有する。第２画面画像Ｇ２は、例えば、この第１画面画像Ｇ１よりも小さい画面サイズの領域を有する。
なお、第２画面画像Ｇ２は、第１画面画像Ｇ１の上に重ねて表示されており、第１画面画像Ｇ１は、第２画面画像Ｇ２と重なる部分を含まない。また、第１画面画像Ｇ１と第２画面画像Ｇ２は、親画像と子画像のように主従関係を有する画像であってもよい。
バックライト１０２は、例えば、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔＬａｍｐ）であり、輝度制御部１０７の制御下にバックライト駆動部１０２Ａにより駆動される。なお、バックライト１０２の輝度は、輝度制御部１０７によって制御される。
制御部１０３は、表示装置１００の各構成を統括的に制御する。
階調特性記憶部１０４は、表示素子である液晶パネル１０１の階調特性を記憶する。この表示素子の階調特性とは、表示素子の画素に電圧を印加したときの各階調の輝度に関する特性であり、表示素子を透過型液晶パネルとすれば、画像信号の階調を最大としたときの光の透過率に対する各階調の光の透過率の比を示している。つまり、最大階調を入力した場合の出力輝度に対する特定階調入力時の出力輝度の比率を示している。なお、階調特性記憶部１０４は、この比率を階調特性として記憶している。
また、階調特性記憶部１０４が記憶する特定階調入力時の出力輝度の比率は、表示素子である液晶パネル１０１の画素に電圧を印加したときの各階調の輝度値を基に、最大階調を入力した場合の白（Ｗ）の出力輝度に対する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の出力輝度の割合を算出したものであってもよい。
この階調特性記憶部１０４は、表示素子の階調特性を、白（Ｗ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）毎に記憶する。赤（Ｒ）に対応する階調特性は、液晶表示パネルのＲの階調特性領域１４１に記憶されている。緑（Ｇ）に対応する階調特性は、液晶表示パネルのＧの階調特性領域１４２に記憶されている。青（Ｂ）に対応する階調特性は、液晶表示パネルのＢの階調特性領域１４３に記憶されている。
なお、白の階調特性については、そのものを記憶するのではなくＲＧＢの比率を記憶しておき、あるいは白の色度点にあわせてＲＧＢの比率を演算するための情報を予め持っておくことにより、これらの情報に基づき演算により算出方法であってもよい。
なお、画像階調と輝度の関係は、より正確に色を再現するために、あらかじめ、液晶パネル毎に取得しておくことが望ましい。
設定部１０５は、例えば、各画面画像の設定輝度情報、白色点設定情報、ガンマ特性設定情報（ＣＲＴガンマ、ＤＩＣＯＭガンマ、ユーザー設定等）等の設定情報を入力する。
各種設定記憶部１０６は、設定部１０５が入力した設定情報を記憶する。例えば、各種設定記憶部１０６は、第１画面画像Ｇ１に対して設定される設定情報を記憶する第１画面設定領域１６１と、第２画面画像Ｇ２に対して設定される設定情報を記憶する第２画面設定領域１６２を含む。
この第１画面設定領域１６１には、第１画面画像Ｇ１に対して設定される第１画面画像Ｇ１の設定輝度情報Ｔ１、および白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗが記憶されている。
また、第２画面設定領域１６２には、第２画面画像Ｇ２に対して設定される第２画面画像Ｇ２の設定輝度情報Ｔ２、および白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗが記憶されている。
なお、ガンマ特性とは、表示装置１００として一般的なＣＲＴガンマの２．２や、ＤＩＣＯＭガンマ等の設定であり、ユーザーの好みに応じて自由にカーブを設定できるようにしても良い。
白色点設定は、表示画面において白を表示したときの色温度を設定するものであり、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の場合、混合されるＲ、Ｇ、Ｂの比率で設定される。この白色点の設定を示す白色点設定情報は、混合される各色の割合Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗで示される。
この設定された割合Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗで画像信号の階調を変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂの輝度の割合を変えることにより規定の色温度を得る。一般的には６５００Ｋ付近に設定されているが、ユーザーの好みに応じて５４００Ｋや１０５００Ｋ等、様々な色温度に設定できるようにすることが望ましい。
輝度制御部１０７は、輝度判定部１１２によって判定された判定結果に基づき、バックライト１０２の必要輝度が最も高い画面画像の輝度を、バックライト１０２の輝度を制御することにより変更する。このように、バックライト１０２の輝度を制御することにより画面画像の輝度を調整する制御を、以下、バックライト制御という。
また、輝度制御部１０７は、輝度判定部１１２によって判定された判定結果に基づき、それ以外の画面画像（すなわち、バックライト１０２の必要輝度が最も高い画面画像以外の画面画像）の輝度を、画像信号の階調を制御することにより変更する。このように、画像信号の階調を制御することにより画面画像の輝度を調整する制御を、以下、画像階調制御という。
例えば、複数の画面画像Ｇ１、Ｇ２が液晶パネル１０１に表示されており、第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１が最も高い場合、輝度制御部１０７は、この判定結果に基づき、第１画面画像Ｇ１の輝度にあわせてバックライト１０２の輝度を調整するバックライト制御を行う。
このように、輝度制御部１０７が、第１画面画像Ｇ１の輝度をバックライト制御により変更することで、表示画面全体の輝度が変化する。このため、輝度制御部１０７は、第１画面画像Ｇ１以外の第２画面画像Ｇ２の輝度をその変化分だけ戻す画像階調制御をする。
つまり、輝度制御部１０７は、バックライト１０２の必要輝度が最も高い画面画像の輝度を変更する場合バックライト制御を行うこととともに、その他の画面画像に対しても、バックライト１０２の輝度の変更にあわせた画像信号の階調を制御する画像階調制御を行う。
一方、輝度制御部１０７は、バックライト１０２の必要輝度が最も高い画面画像以外の輝度を変更する場合、バックライト１０２の輝度は変更せずに、該当する画面画像を表わす画像信号の階調を制御する画像階調制御だけを行う。
例えば、第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１が最も高い状態｛第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１＞他の画面画像の必要輝度Ｙ（ｎ＋１）（ｎ＝１、２、・・・）｝から、第１画面画像の輝度（たとえば、設定情報）を徐々に下げていく。すると、第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１と第２画面画像Ｇ２の必要輝度Ｙ２とがともに最大である状態｛第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１＝第２画面画像Ｇ２の必要輝度Ｙ２＞他の画面画像の必要輝度Ｙ（ｎ＋２）｝となり、第１画面画像Ｇ１の輝度（たとえば、設定情報）をさらに下げると、Ｙ２＞Ｙ１＞Ｙ（ｎ＋２）となる。
この場合、輝度制御部１０７は、バックライト１０２の必要輝度が最も高い第１画面画像Ｇ１と第２画面画像Ｇ２の輝度を変更する。つまり、初めは｛Ｙ１＞Ｙ（ｎ＋１）である状態において｝、この第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１にあわせてバックライトの輝度を制御するバックライト制御を行う。しかし、第２画面画像Ｇ２の必要輝度Ｙ２が最大となった場合｛Ｙ２＞Ｙ１である状態において｝、輝度制御部１０７は、第２画面画像Ｇ２の輝度制御を、画像階調制御からバックライト制御に切り替える。つまり、輝度制御部１０７は、この第２画面画像Ｇ２の必要輝度Ｙ２にあわせてバックライトの輝度を制御するバックライト制御を行う。また、輝度制御部１０７は、その他の画面画像に対して、バックライト１０２の輝度の変更にあわせた画像信号の階調を制御する画像階調制御を行う。
第１画面用処理部１０８は、画像処理部１８１と、必要輝度算出部１８２を含む。
第２画面用処理部１０９は、画像処理部１９１と、必要輝度算出部１９２を含む。
画像処理部１８１，１９１は、入力する画像信号の解像度の変換や、各種設定に伴い各種設定記憶部１０６から読み出した設定情報や、階調特性記憶部１０４から読み出した階調特性に基づく画像処理を行う。
必要輝度算出部１８２、１９２は、階調特性記憶部１０４および各種設定記憶部１０６から読み出した液晶パネル１０１の透過率特性、白色点設定Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ、設定輝度Ｔ１、Ｔ２等に基づき、各画面画像Ｇ１、Ｇ２に必要なバックライト１０２の必要輝度Ｙ１、Ｙ２を算出する。
なお、算出方法の詳細については、後に記載する。
画面合成部１１０は、複数の画面画像Ｇ１、Ｇ２を「規定の状態」に合成する。この「規定の状態」とは、液晶パネル１０１の表示画面における複数の画面画像の表示状態をいう。例えば、画像合成部１１０は、表示装置１００の表示画面全体に第１画面画像Ｇ１を表示し、第１画面画像Ｇ１の一部に第２画面画像Ｇ２を重ねて配置する「規定の状態」に基づき、第１画面画像Ｇ１と第２画面画像Ｇ２とを合成する。
また、この「規定の状態」は、設定部１０５が入力する設定情報に基づき、あるいは、液晶パネル１０１に表示されている複数の表示画像の数や画面サイズに応じて、任意に決定される配置状態であってもよい。例えば、表示装置１００の表示画面全体または一部に、第１画面画像Ｇ１と第２画面画像Ｇ２を自由に並べて配置してもよい。また、表示画面の一部に第１画面画像Ｇ１と第２画面画像Ｇ２を表示する場合、その残りの表示画面は、例えば、黒表示とすればよい。
液晶パネル駆動部１１１は、画像合成部１１０から入力する合成画像信号に基づいて液晶表示パネル１０１を駆動し、画像表示する機能を有する。
輝度判定部１１２は、必要輝度算出部１８２、１９２から入力する第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１と第２画面画像Ｇ２の必要輝度Ｙ２を比較して、そのうち輝度が最も高い必要輝度に対応する画面画像を最大必要輝度画像と判定する。この輝度判定部１１２は、判定結果として、最大必要輝度画像の画面画像とその必要輝度、および最大必要輝度画像以外の画面画像とその必要輝度を、輝度制御部１０７に出力する。
次に、図２、３を参照して、必要輝度算出部１８２、１９２によるバックライト１０２の必要輝度Ｙ１、Ｙ２の算出方法について説明する。
図２、３は、図１に示す表示装置の処理について説明するための図である。なお、図１において説明した構成と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
必要輝度算出部１８２は、階調特性記憶部１０４および各種設定記憶部１０６から液晶パネル１０１の透過率特性情報、第１画面画像Ｇ１に対応する白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ、第１画面画像Ｇ１に対応する設定輝度情報Ｔ１、白に対する各色の輝度の割合Ｒｔｗ：Ｇｔｗ：Ｂｔｗを読み出す。
また、必要輝度算出部１９２は、階調特性記憶部１０４および各種設定記憶部１０６から液晶パネル１０１の透過率特性情報、第２画面画像Ｇ２に対応する白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ、第２画面画像Ｇ２に対応する設定輝度情報Ｔ２、白に対する各色の輝度の割合Ｒｔｗ：Ｇｔｗ：Ｂｔｗを読み出す。
この透過率特性情報は、例えば、液晶パネル１０１の入力光に対する出力光の比率である透過率Ｔｍａｘの最大値（最大入力階調時の透過率）であって、各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に予め決められている。ここでは、Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ＝１．０：１．０：１．０の時における透過率特性情報を、透過率Ｔｍａｘ＝５％とする。設定輝度情報は、第１画面画像Ｇ１に対応する設定輝度情報Ｔ１＝１６０ｃｄ／ｍ２、第２画面画像Ｇ２に対応する設定輝度情報Ｔ２＝１５０ｃｄ／ｍ２とする。液晶パネル１０１で白を表示したときの白に対する各色の輝度の割合は、Ｒｔｗ：Ｇｔｗ：Ｂｔｗ＝２０％：７０％：１０％とする。
例えば、第１画面画像Ｇ１に対応する白色点設定情報が、Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ＝１．０：０．９：０．８である場合、必要輝度算出部１８２は、液晶パネル１０１が白を表示したときの白に対する各色の輝度の割合Ｒｔｗ：Ｇｔｗ：Ｂｔｗ＝２０％：７０％：１０％を参照して、液晶パネルの輝度比率Ｒｔ：Ｇｔ：Ｂｔ＝２０％：６３％：８％を算出する。つまり、必要輝度算出部１８２は、白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ＝１．０：０．９：０．８に、白に対する各色の輝度の割合Ｒｔｗ：Ｇｔｗ：Ｂｔｗ＝２０％：７０％：１０％を乗算して、液晶パネルの輝度比率Ｒｔ：Ｇｔ：Ｂｔ＝２０％：６３％：８％を算出する。
そして、必要輝度算出部１８２は、この液晶パネルの輝度比率Ｒｔ：Ｇｔ：Ｂｔ＝２０％：６３％：８％、設定輝度情報Ｔ１＝１６０ｃｄ／ｍ２、および透過率Ｔｍａｘ＝５％に基づき、第１画面画像Ｇ１に必要なバックライト１０２の必要輝度Ｙ１を、次のように算出する。
必要輝度Ｙ１＝設定輝度Ｌ１／（輝度比率Ｒｔ＋輝度比率Ｇｔ＋輝度比率Ｂｔ）×透過率Ｔｍａｘ
＝１６０［ｃｄ／ｍ２］／（（２０＋６３＋８）［％］×５［％］）
＝３５１６［ｃｄ／ｍ２］ ・・・式（１）
また、第２画面画像Ｇ２に対応する白色点設定情報が、Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ＝０．９：０．８：１．０である場合、必要輝度算出部１９２は、液晶パネル１０１が白を表示したときの白に対する各色の輝度の割合Ｒｔｗ：Ｇｔｗ：Ｂｔｗ＝２０％：７０％：１０％を参照して、液晶パネルの輝度比率Ｒｔ：Ｇｔ：Ｂｔ＝１８％：５６％：１０％を算出する。つまり、必要輝度算出部１９２は、白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ＝０．９：０．８：１．０に、白に対する各色の輝度の割合Ｒｔｗ：Ｇｔｗ：Ｂｔｗ＝２０％：７０％：１０％を乗算して、液晶パネルの輝度比率Ｒｔ：Ｇｔ：Ｂｔ＝１８％：５６％：１０％を算出する。
そして、必要輝度算出部１９２は、この液晶パネル１０１の輝度比率Ｒｔ：Ｇｔ：Ｂｔ＝１８％：５６％：１０％、設定輝度情報Ｔ２＝１５０ｃｄ／ｍ２、および透過率Ｔｍａｘ＝５％に基づき、第２画面画像Ｇ２に必要なバックライト１０２の必要輝度Ｙ２を、次のように算出する。
必要輝度Ｙ２＝設定輝度Ｌ２／（輝度比率Ｒｔ＋輝度比率Ｇｔ＋輝度比率Ｂｔ）×透過率Ｔｍａｘ
＝１５０［ｃｄ／ｍ２］／（（１８＋５６＋１０）［％］×５［％］）
＝３５７１［ｃｄ／ｍ２］
この必要輝度算出部１８２、１９２は、算出した必要輝度Ｙ１、Ｙ２を、輝度判定部１１２に出力する。
そして、輝度判定部１１２は、必要輝度Ｙ１、Ｙ２を比較し、第２画面画像Ｇ２の必要輝度Ｙ２の方が第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１に比べて高い（Ｙ１＜Ｙ２）と判定する。つまり、輝度判定部１１２は、第２画面画像Ｇ２を最大必要輝度画像と判定する。
この輝度判定部１１２は、判定結果として、最大必要輝度画像である第２画面画像Ｇ２とその必要輝度Ｙ２＝３５７１［ｃｄ／ｍ２］、および最大必要輝度画像以外の第１画面画像Ｇ１とその必要輝度Ｙ１＝３５１６［ｃｄ／ｍ２］を、輝度制御部１０７に出力する。
次に、バックライト１０２の必要輝度の判定に応じた輝度の制御方法について記載する。
輝度制御部１０７は、輝度判定部１１２から入力する判定結果に基づき、各画面画像の輝度の制御について、バックライト制御、あるいは、画像階調制御のいずれが必要であるか否かを判断する。
上記のように第２画面画像Ｇ２の必要輝度Ｙ２の方が高い（Ｙ１＜Ｙ２）ため、輝度制御部１０７は、最大必要輝度画像である第２画面画像Ｇ２の輝度を変更する指示がなされている場合、バックライト制御に基づき第２画面画像Ｇ２の輝度を設定輝度情報Ｔ２に変更する。
例えば、輝度制御部１０７は、バックライト１０２の輝度が、必要輝度Ｙ２となるようにバックライト駆動部１０２Ａを制御する。これにより、バックライト駆動部１０２Ａが、バックライト１０２を駆動する。
つまり、輝度制御部１０７は、第２画面画像Ｇ２において設定されている白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ＝０．９：０．８：１．０に基づき画像処理がなされた画像信号を液晶パネル１０１に表示した場合に、第２画面画像Ｇ２の輝度が設定輝度情報Ｔ２となるために必要なバックライト１０２の輝度でバックライト１０２を駆動させる。
一方、輝度制御部１０７は、最大必要輝度画像以外である第１画面画像Ｇ１の輝度を、画像階調制御に基づき変更する。
例えば、輝度制御部１０７は、バックライト制御によるバックライト１０２の輝度の変化に応じて、白色点設定情報を補正し、補正後の白色点設定情報を階調変換設定部１８３に出力する。
この輝度制御部１０７は、例えば、次のようにして、バックライト１０２の輝度に応じて、白色点設定情報を補正し、第１画面画像Ｇ１の輝度を調整する。
Ｒｗ＝１．０＊３５１６／３５７１
＝０．９８４６

Ｇｗ＝０．９＊３５１６／３５７１
＝０．８８６１

Ｂｗ＝０．８＊３５１６／３５７１
＝０．７８７６
階調変換設定部１８３は、予め、各種設定記憶部１０６から第１画面画像Ｇ１に対応する白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗを読み出し、自身の記憶部に記憶しておく。
また同様にして、階調変換設定部１９３は、予め、各種設定記憶部１０６から第２画面画像Ｇ２に対応する白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗを読み出し、自身の記憶部に記憶しておく。
ここで、階調変換設定部１８３へは、輝度制御部１０７から補正後の白色点設定情報を入力する。この階調変換設定部１８３は、自身の記憶部に記憶されていた白色点設定情報を、補正された白色点設定情報に更新し、この補正された白色点設定情報を、画像処理部１８１に出力する。つまり、階調変換設定部１８３には、補正後の白色点設定情報が設定される。
この画像処理部１８１は、この補正された白色点設定情報に基づき、階調変換ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）１８４を参照して、入力する第１画像信号を変換する。これは、従来における液晶パネルの画像階調制御と同様の方法が利用可能であり、詳細な説明については省略する。
画像処理部１８１は、このようにして、補正された白色点設定情報に基づき、第１画像信号に対して画像階調制御を行った画像信号を画像合成部１１０に出力する。
一方、画像処理部１９１は、階調変換設定部１９３が各種設定記憶部１０６から読み出し自身の記憶部に記憶している第２画面画像Ｇ２に対応する白色点設定情報Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗを、階調変換設定部１９３から入力する。つまり、画像処理部１９１は、輝度制御部１０７によって補正されていない白色点設定情報に基づき、第２画像信号に対して画像処理を行う。そして、画像処理部１９１は、画像処理を行った画像信号を画像合成部１１０に出力する。
画面合成部１１０は、画像処理部１８１から入力する画像信号と、画像処理部１９１から入力する画像信号に基づき、第１画面画像Ｇ１と第２画面画像Ｇ２を「規定の状態」に合成し、合成画像信号を生成して、液晶パネル駆動部１１１に出力する。
この液晶パネル駆動部１１１は、入力する合成画像信号に基づいて液晶表示パネル１０１を駆動し、画像表示する。
このようにして、本実施形態に係る表示装置は、バックライト１０２の輝度を部分的に制御することなく、複数の画面画像の輝度を個別に調整することができる。
また、本実施形態に係る必要輝度算出部１８２、１９２は、各画面画像に設定されている白色点設定情報に基づき、必要輝度を算出する。これにより、白色点を変えても、複数の画面画像の輝度をあわせることが可能となる。
さらに、輝度制御部１０７は、バックライト１０２の輝度に応じて表示画面において白色点設定情報を補正し、補正後の白色点設定情報に基づき輝度が調整された画像を液晶パネル１０１に表示させるようにした。これにより、階調性を維持したまま、複数の画面の輝度をあわせることが可能となる。
次に、図４を参照して、本実施形態に係る表示装置１００の表示方法の一例について説明する。図４は、本実施形態に係る表示装置１００の表示方法の一例について説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、第１画面画像Ｇ１と第２画面画像Ｇ２の２つの画面画像が液晶パネル１０１の表示画面に表示されている場合について説明するが、本発明はこれに限られず、それ以上の画面画像の場合も適宜同様の制御を行うことにより実現することができる。
図４に示す通り、例えば、各画面画像の設定輝度が設定された場合、あるいは、一定時間が経過したことが所定の計時部によって計時された場合、または、その他の条件で、必要輝度が変化した場合などに、表示装置１００は、輝度調整を開始する（ステップＳＴ１）。
これにより、必要輝度算出部１８２、１９２は、液晶パネル１０１の透過率特性、白色点設定Ｒｗ：Ｇｗ：Ｂｗ、設定輝度情報Ｔ１、Ｔ２に基づき、各画面画像Ｇ１、Ｇ２に必要なバックライト１０２の必要輝度Ｙ１、Ｙ２を算出する（ステップＳＴ２）。
次いで、この必要輝度Ｙ１、Ｙ２が輝度判定部１１２に入力し、輝度判定部１１２が、この必要輝度Ｙ１、Ｙ２の比較を行う（ステップＳＴ３）。
ここで、必要輝度Ｙ１が必要輝度Ｙ２よりも高い場合（Ｙ１≧Ｙ２）、輝度判定部１１２は、判定結果として、最大必要輝度画像である第１画面画像Ｇ１とその必要輝度Ｙ１、および最大必要輝度画像以外の第２画面画像Ｇ２とその必要輝度Ｙ２を、輝度制御部１０７に出力する。
そして、輝度制御部１０７は、輝度判定部１１２によって判定された判定結果に基づき、バックライト１０２の必要輝度が最も高い第１画面画像Ｇ１の輝度を、バックライト制御により変更する。つまり、輝度制御部１０７は、第１画面画像Ｇ１の輝度をバックライトで規定の動作量だけ変化させて、バックライト１０２の輝度を第１画面画像Ｇ１の必要輝度Ｙ１に制御する（ステップＳＴ４）。
次いで、輝度制御部１０７は、輝度判定部１１２によって判定された判定結果に基づき、その他の第２画面画像Ｇ２に対しても、バックライト１０２の輝度の変更にあわせた画像信号の階調を制御する画像階調制御を行う。
つまり、輝度制御部１０７は、バックライト制御を行うバックライトの動作量、第２画面画像Ｇ２の設定輝度情報、および液晶パネル１０１の階調特性に基づき、設定すべき最大の画像階調を算出する（ステップＳＴ５）。
そして、輝度制御部１０７は、算出した設定すべき最大の画像階調に基づき、規定の動作量で第２画像信号を変更する画像階調制御を行うことで、第２画面画像Ｇ２の輝度を変更する（ステップＳＴ６）。
一方、ステップＳＴ３の判断において、必要輝度Ｙ２が必要輝度Ｙ１よりも高い場合（Ｙ２＞Ｙ１）、輝度判定部１１２は、判定結果として、最大必要輝度画像である第２画面画像Ｇ２とその必要輝度Ｙ２、および最大必要輝度画像以外の第１画面画像Ｇ１とその必要輝度Ｙ１を、輝度制御部１０７に出力する。
そして、輝度制御部１０７は、輝度判定部１１２によって判定された判定結果に基づき、バックライト１０２の必要輝度が最も高い第２画面画像Ｇ２の輝度を、バックライト制御により変更する。つまり、輝度制御部１０７は、第２画面画像Ｇ２の輝度をバックライトで規定の動作量だけ変化させて、バックライト１０２の輝度を第２画面画像Ｇ２の必要輝度Ｙ２に制御する（ステップＳＴ７）。
次いで、輝度制御部１０７は、輝度判定部１１２によって判定された判定結果に基づき、その他の第２画面画像Ｇ２に対しても、バックライト１０２の輝度の変更にあわせた画像信号の階調を制御する画像階調制御を行う。
つまり、輝度制御部１０７は、バックライト制御を行うバックライトの動作量、第１画面画像Ｇ１の設定輝度情報、および液晶パネル１０１の階調特性に基づき、設定すべき最大の画像階調を算出する（ステップＳＴ８）。
そして、輝度制御部１０７は、算出した設定すべき最大の画像階調に基づき、規定の動作量で第１画像信号を変更する画像階調制御を行うことで、第１画面画像Ｇ１の輝度を変更する（ステップＳＴ９）。
このように、基本的に、輝度調整開始時の各画面画像Ｇ１、Ｇ２のバックライト１０２の必要輝度Ｙ１、Ｙ２の比較により制御方法（バックライト制御、画像階調制御）を決定し、対応する画面の輝度制御を行えば良く、制御フローの順番は適宜入れ替え可能である。
また、図４に示す制御フローでは、毎回、必要輝度Ｙ１と必要輝度Ｙ２を算出しているが、必要輝度Ｙ１、Ｙ２を記憶部に記憶し、輝度を変更するたびに再度記憶することで、変更しない画面画像の必要基礎の算出を毎回行うことを省略することができる。
また、本制御フローでは、輝度を変化させる前に必要輝度を算出しているが、輝度を変化させた後に変化させた画面画像の必要輝度を算出し、記憶部に記憶しても良い。この場合は、記憶した必要輝度を比較し、制御方法（バックライト制御、画像階調制御）を決定する。
次に、図５を参照して、設定されるガンマ特性と液晶パネルの階調特性の関係を説明する。図５は、設定されるガンマ特性と液晶パネルの階調特性の関係を示す図である。
上述の通り、液晶パネル１０１の階調特性は、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に階調特性記憶部１０４に記憶されている。ここでは、この階調特性記憶部１０４に記憶されている階調特性のうち、液晶パネルのＧの階調特性について説明する。なお、液晶パネルのＲ、Ｂの階調特性については、説明を省略するが、液晶パネルのＧの階調特性について説明と同様に制御できる。
例えば、図５（ａ）に示すように、ガンマ特性をγ＝２．２とし、階調特性記憶部１０４に記憶されている液晶パネルのＧの階調特性が予め決められているとする。はじめに、画像階調制御を行わないときについて説明する。
この場合、図５（ａ）に示される破線のガンマカーブに従って、画像信号の階調が変換される。つまり、画像階調が２５５のときは輝度＝１００［％］なので、図５（ｂ）の特性に従い画像階調が２５５に変換される。
また、画像階調がｍ１のときは輝度＝Ｙ１（ｍ１）となるので、図５（ｂ）の特性に従い画像階調がｋ２に変換される。
次に、画像階調制御を行うときについて説明する。
例えば、上記のように、Ｇｗ＝０．８８６４に制御するとする。このとき、輝度は、８８．６４［％］にするので、図５（ａ）の実線のように変換される。つまり、画像階調＝２５５のときに輝度＝８８．６４［％］となるように制限され、そこを基準にγ＝２．２のカーブが設定される。
つまり、画像階調が２５５のときは輝度＝８８．６４［％］＝Ｙ２（２５５）なので、図５（ｂ）の特性に従い画像階調がｋ３に変換される。また、画像階調がｍ１のときは輝度＝Ｙ２（ｍ１）となるので、図５（ｂ）の特性に従い画像階調がｋ１に変換される。
上記により変換された画像信号が液晶パネルに供給される。上記により、中間の階調でも白の色温度を保持することが可能となる。また、白色点の設定を変更しても、白の輝度をあわせることが可能となる。
また、バックライト１０２の起動時は、バックライト１０２の発光が安定するまでバックライト１０２の色温度が変化する場合があるので、バックライト１０２の色温度により制御することが望ましい。つまり、バックライト１０２の色温度により、安定時の白色点の設定と同じ色温度にするためのＲ、Ｇ、Ｂの合成比率が求められるので、現在の白色点の設定値を前記合成比率となるように補正すればよい。
また、上記では、各画面におけるバックライト１０２の必要輝度の比較結果がかわることもあるが、上記説明した処理により、各画面ともに適切な輝度および中間調を表示することが可能となる。
また、上述の表示装置１００の各構成における動作の過程は、コンピュータに実行させるためのプログラムや、このプログラムとしてコンピュータ読み取り可能な記録媒体として利用可能であり、コンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＣＰＵ及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリー等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄａｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に記憶したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
１００・・・表示装置、１０１・・・液晶パネル、１０２・・・バックライト、１０３・・・制御部、１０４・・・階調特性記憶部、１０５・・・設定部、１０６・・・各種設定記憶部、１０７・・・輝度制御部、１０８・・・第１画面用処理部、１０９・・・第２画面用処理部、１１０・・・画面合成部、１１１・・・液晶パネル駆動部、１１２・・・輝度判定部

Claims (4)

  1. 液晶パネルと、当該液晶パネルの背面から光を照射する光源を有し、入力された画像信号に基づき画像を表示する表示装置において、
    複数の画面画像を表示する前記液晶パネルの表示画面と、
    前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される設定輝度を示す設定輝度情報に基づき、前記光源の必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出する必要輝度算出部と、
    前記複数の画面画像毎に算出される前記必要輝度のうち、輝度が最も高い前記必要輝度に対応する前記画面画像を最大必要輝度画像と判定する輝度判定部と、
    前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき前記光源の輝度を制御するとともに、前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の輝度が各画面画像に指定される前記設定輝度となるように前記光源の輝度に応じて前記液晶パネルに表示させる画像の階調を制御する輝度制御部と、
    を備え、
    前記必要輝度算出部は、
    前記設定輝度情報と、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される、前記表示画面において白を表示したときの色温度を示す白色点設定情報と、に基づき、前記必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出し、
    前記輝度制御部は、
    前記最大必要輝度画像に設定されている白色点設定情報に基づく画像を表示した場合に前記最大必要輝度画像の輝度が設定輝度となるように、前記光源の輝度を制御し、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき制御された前記光源の輝度に応じて前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の白色点設定情報を補正し、補正後の前記白色点設定情報に基づき輝度が調整された画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする表示装置。
  2. 前記必要輝度算出部は、
    前記設定輝度情報と、前記白色点設定情報と、前記液晶パネルの透過率特性情報と、前記表示画面に表示した白に対する赤、緑、青の輝度の割合と、に基づき、前記必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出する
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 液晶パネルと、当該液晶パネルの背面から光を照射する光源を有し、入力された画像信号に基づき画像を表示する表示装置における表示方法において、
    複数の画面画像を表示する前記液晶パネルの表示画面において、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される設定輝度を示す設定輝度情報に基づき、前記光源の必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出する必要輝度算出ステップと、
    前記複数の画面画像毎に算出される前記必要輝度のうち、輝度が最も高い前記必要輝度に対応する前記画面画像を最大必要輝度画像と判定する輝度判定ステップと、
    前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき前記光源の輝度を制御するとともに、前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の輝度が各画面画像に指定される前記設定輝度となるように前記光源の輝度に応じて前記液晶パネルに表示させる画像の階調を制御する輝度制御ステップと、
    を備え、
    前記必要輝度算出ステップでは、
    前記設定輝度情報と、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される、前記表示画面において白を表示したときの色温度を示す白色点設定情報と、に基づき、前記必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出し、
    前記輝度制御ステップでは、
    前記最大必要輝度画像に設定されている白色点設定情報に基づく画像を表示した場合に前記最大必要輝度画像の輝度が設定輝度となるように、前記光源の輝度を制御し、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき制御された前記光源の輝度に応じて前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の白色点設定情報を補正し、補正後の前記白色点設定情報に基づき輝度が調整された画像を前記表示画面に表示させることを特徴とする表示方法。
  4. コンピュータを、
    複数の画面画像を表示する液晶パネルの表示画面において、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される設定輝度を示す設定輝度情報に基づき、前記光源の必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出する必要輝度算出手段、
    前記複数の画面画像毎に算出される前記必要輝度のうち、輝度が最も高い前記必要輝度に対応する前記画面画像を最大必要輝度画像と判定する輝度判定手段、
    前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき前記光源の輝度を制御するとともに、前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の輝度が各画面画像に指定される前記設定輝度となるように前記光源の輝度に応じて前記液晶パネルに表示させる画像の階調を制御する輝度制御手段、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記必要輝度算出手段は、
    前記設定輝度情報と、前記複数の画面画像毎にそれぞれ指定される、前記表示画面において白を表示したときの色温度を示す白色点設定情報と、に基づき、前記必要輝度を前記複数の画面画像毎に算出し、
    前記輝度制御手段は、
    前記最大必要輝度画像に設定されている白色点設定情報に基づく画像を表示した場合に前記最大必要輝度画像の輝度が設定輝度となるように、前記光源の輝度を制御し、前記最大必要輝度画像に対応する前記必要輝度に基づき制御された前記光源の輝度に応じて前記最大必要輝度画像以外の前記画面画像の白色点設定情報を補正し、補正後の前記白色点設定情報に基づき輝度が調整された画像を前記表示画面に表示させることを特徴とするプログラム。
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