KR100954911B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

영상의 특징량과 주위의 밝기에 따라서 적절한 화면 표시 휘도를 실현함과 함께, 소비 전력을 충분히 저감시키는 것이 가능한 표시 장치를 제공한다. 액정 표시 장치(1)는, 입력 영상 신호에 의한 영상을 표시하는 액정 패널(20)과, 액정 패널(20)을 조사하는 광원으로 되는 백라이트 유닛(17)과, 액정 표시 장치(1)의 주위의 밝기를 검출하기 위한 밝기 센서(24)를 갖고 있다. 그리고 밝기 센서(24)에 의해 검출한 밝기에 따라서, 입력 영상 신호의 특징량(예를 들면 APL)에 대한 백라이트의 발광 휘도를 규정하는 휘도 변환 특성을 변화시킨다. 이 때, 휘도 변환 특성의 변화는, 액정 표시 장치의 주위가 어두워짐에 따라서 발광 휘도를 작게 하고, 또한 휘도 변환 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점의 위치를, 특징량의 변화 방향으로 이동시키도록 한다. 그리고 얻어진 휘도 변환 특성에 따라서 백라이트의 발광 휘도를 제어한다.
Figure R1020087011518
액정 표시 장치, 액정 패널, 백라이트 유닛, 밝기 센서, 영상 처리부, 필터

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 액정 표시 장치, 보다 상세하게는 주위의 밝기와 표시하는 영상의 내용에 따라서, 적절한 영상 표시를 행하도록 한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
영상 신호에 따라서 광원광을 변조하는 액정 패널과, 그 액정 패널을 조명하기 위한 백라이트 유닛을 구비한 액정 표시 장치에서, 액정 표시 장치의 주위의 밝기에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 제어하도록 한 기술이 알려져 있다. 여기서는, 액정 표시 장치는, 그 주위의 밝기를 검출하기 위한 밝기 센서를 구비하고, 그 밝기 센서에 의해 검출한 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서, 백라이트 광원의 발광 휘도가 제어된다. 여기서는, 예를 들면 액정 디스플레이의 주위가 밝아지면 밝아질수록, 백라이트 광원의 발광 휘도를 이에 추종하여 밝게 함으로써, 주위광에 지지 않는 시인성이 얻어진다.
또한, 이하의 기재에서, 콘트라스트란, 화상에서 가장 어두운 부분과, 가장 밝은 부분의 휘도의 차를 말하고, 콘트라스트감이란 화상의 가장 어두운 부분과 가장 밝은 부분의 휘도의 차에 의해 느끼는 선명한 인상으로 한다.
상기한 바와 같은 표시 장치의 주위의 밝기에 따라서 화면의 표시 상태를 제 어하는 기술에 관하여, 예를 들면 특허 문헌 1에는 소비 전력의 증대를 억제하면서, 화상의 휘도를 올려 시인성을 향상시키는 화상 표시 장치가 개시되어 있다. 여기서는, 화상 신호를 이용하여 백색 표시 화소수를 산출하는 백색 표시 화소수 산출부와, 주위 환경의 휘도를 검출하는 주위 환경 휘도 검출부와, 상기의 백색 표시 화소수 산출부가 산출한 백색 표시 화소수, 혹은 백색 표시 면적과, 상기의 주위 환경 휘도 검출부가 검출한 주위 환경의 휘도를 이용하여, 백라이트의 발광 강도를 제어하도록 하고 있다.
상기 특허 문헌 1의 화상 표시 장치에서는, 주위 환경 휘도와 백라이트의 발광 강도의 흑색이 들뜨지 않을 정도까지의 실적 데이터를 데이터 기억부에 기억함으로써, 흑색 들뜸을 억제하면서 콘트라스트가 양호한 화상을 제공함과 함께 소비 전력의 증대의 억제를 도모하도록 하고 있다.
상기 화상 표시 장치에는, 주위 환경의 밝기(주위 환경 휘도)를 항상 모니터할 수 있는 센서인 주위 환경 휘도 검출부가 설치되고, 전체 화소 백색 표시 시의 백라이트의 발광 강도를 제어함과 함께, 백라이트의 발광 강도를 화상의 휘도의 크기에 따라서 제어한다. 여기서는 백색 표시 화소수가 적은 휘도가 낮은 표시 화면에서는, 흑색 레벨이 들뜨지 않을 정도까지 백라이트의 발광 강도를 올려 화면 전체를 밝게 하고, 반대로 백색 표시 화소수가 많은 밝은 화면에서는, 백라이트의 발광 강도를 적절한 레벨까지 내림으로써, 소비 전력의 절약을 도모함과 함께, 높은 휘도의 표시 화면을 갖도록 하고 있다. 백라이트의 발광 강도는, 백라이트의 전류, 발광 펄스 폭(펄스 듀티), 혹은 발광 펄스수 중 적어도 하나를 제어하는 방법 에 의해 제어하고 있다.
또한 예를 들면, 특허 문헌 2에는, 영상의 휘도 정보와, 액정 패널 주변의 휘도 정보에 기초하여, 백라이트 제어를 행하도록 한 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 여기서는, 액정 표시 장치는, 그 액정 패널 주변의 휘도를 검출하기 위한 휘도 검출기와, 그 휘도 검출기에 의해 검출된 액정 패널 주변의 휘도에 기초하여, 백라이트의 휘도 제어를 행하는 수단을 갖고 있다. 예를 들면, 액정 패널 주변의 휘도가 표준값보다 낮아진 경우에는, 어두운 영상이 통상보다도 밝게 보이게 되므로, 백라이트(냉음극관)의 휘도를 낮게 하도록 인버터 전원 회로를 제어한다. 반대로 액정 패널의 주변의 휘도가 표준값보다 높아진 경우에는, 밝은 영상이 통상보다도 어둡게 보이게 되므로, 백라이트(냉음극관)의 휘도를 높게 하도록 인버터 전원 회로를 제어한다.
또한 예를 들면, 특허 문헌 3에는, 조도 광량을 영상 정보에 기초하여 조절함과 함께, 시청 환경의 밝기에 따라서 그 광량 조절이 허용되는 범위(감광 범위)를 최적 설정하는 투사형 표시 장치가 개시되어 있다. 여기서는, 투사형 표시 장치는, 시청 환경의 밝기를 검출하는 밝기 검출 수단과, 그 밝기 검출 수단에 의해 검출된 시청 환경의 밝기에 기초하여, 광원의 광량을 감광하는 범위를 설정하는 수단을 구비하고 있다. 주위가 밝은 경우에는 고원의 감광량을 크게 하고, 반대로 주위가 어두운 경우에는 감광량을 작게 함으로써, 조광이 과잉으로 행해짐으로써 생기는 휘도 부족의 문제를 해소할 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2004-294767호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2001-350134호 공보
특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 제2004-354882호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
상술한 바와 같이, 상기 특허 문헌 1에서는, 장치의 주위 환경의 밝기를 항시 모니터할 수 있는 밝기 센서를 설치하여, 주위의 밝기에 따라서 백라이트의 발광 강도를 제어함과 함께, 백색 표시 화소수가 적은 휘도가 낮은 표시 화면에서는 흑색 레벨이 들뜨지 않을 정도까지 백라이트의 발광 강도를 올려 화면 전체를 밝게 하고, 반대로 백색 표시 화소수가 많은 밝은 화면에서는, 백라이트의 발광 강도를 적절한 레벨까지 내리도록 하고 있다.
이와 같이, 주위 환경의 밝기와 백색 표시 화소수 등의 화면 휘도에 따라서 백라이트의 발광 휘도 특성을 제어함으로써, 소비 전력의 증대를 억제하면서 주위 환경의 밝기에 영향을 받지 않는 휘도가 높고, 콘트라스트가 양호한 화상을 실현하고 있지만, 시청상 인식할 수 없는 발광 휘도를 억제하거나, 눈부시게 느끼는 발광 휘도를 치밀하게 억제하는 등, 인간의 눈의 시각적인 특성에 따른 백라이트 발광 강도의 제어를 할 수 없어, 최적의 영상 표시의 실현과 소비 전력의 삭감의 점에서 충분하지 않다고 하는 문제가 있다.
또한 특허 문헌 2에서는, 액정 패널의 주변의 휘도가 표준값보다 낮아진 경우에는, 백라이트(냉음극관)의 휘도를 낮게 하고, 반대로 액정 패널의 주변의 휘도가 표준값보다 높아진 경우에는, 백라이트의 휘도를 높게 함으로써, 콘트라스트감 이 있는 화상을 얻을 수 있도록 하고 있다. 또한, 영상 신호의 평균 휘도가 높을 때에는 백라이트의 휘도를 올리면서 콘트라스트를 높이고, 영상 신호의 평균 휘도가 낮을 때에는 백라이트의 휘도를 내리면서 콘트라스트를 높임으로써, 콘트라스트감이 있는 화상을 얻을 수 있도록 하고 있다.
그러나, 액정 패널의 주변의 휘도의 변화에 의해, 영상 신호의 평균 휘도에 의한 백라이트의 휘도 제어량을 변화시키는 것에 대한 구체적인 개시가 없고, 상기 특허 문헌 1과 마찬가지로, 시청상 인식할 수 없는 발광 휘도를 억제하거나, 눈부시게 느끼는 발광 휘도를 치밀하게 억제하는 등, 인간의 눈의 시각적인 특성에 따른 백라이트 발광 강도의 제어를 할 수 없어, 최적의 영상 표시의 실현과 소비 전력의 삭감의 점에서 충분하지 않다고 하는 문제가 있다.
또한 특허 문헌 3의 것은, 주위 환경의 밝기에 따라서 광원의 최대 발광 휘도로부터의 감광 범위를 설정하는 것으로, 도 17에 도시한 바와 같이, 주위 환경의 밝기에 따라서, 광원의 발광 휘도를 저하시키는 영상 특징량(히스토그램)의 영역은 변하지만, 그 이외의 부분에 대해서는 영상 특징량(히스토그램)에 대한 광원의 발광 휘도 특성은 변하지 않는다. 즉, 입력 영상 신호의 특징량(히스토그램)이 큰 경우, 그 특징량에 대한 광원의 휘도 제어 특성은 변화지 않는다. 따라서, 영상 특징량(히스토그램)이 작은 경우에는, 광원 발광 휘도의 감광에 의한 전력 삭감의 효과가 얻어지지만, 그 이외의 영상 특징량(히스토그램)이 큰 경우에는, 충분한 전력 삭감의 효과는 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상술한 바와 같이 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 액정 표 시 장치 주위의 밝기의 변화와, 영상 신호에서의 특징량의 변화의 관계에서, 최적의 표시 품위의 영상 표시를 실현하고, 또한 소비 전력을 충분히 억제할 수 있는 백라이트의 휘도 제어 특성을 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 기술 수단은, 입력 영상 신호에 의한 영상을 표시하는 액정 패널과, 그 액정 패널을 조사하는 광원과, 주위의 밝기를 검출하기 위한 밝기 검출 수단을 갖고, 그 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 따라서, 입력 영상 신호의 휘도에 관한 적어도 하나의 특징량에 대한 광원의 발광 휘도를 규정하는 휘도 제어 특성을 변화시키도록 한 액정 표시 장치로서, 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기의 저하에 대응하여, 특징량에 대한 광원의 발광 휘도를 감소시킴과 함께, 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점의 위치를, 광원의 발광 휘도가 감소하는 방향으로 변화시킴과 함께, 광원의 발광 휘도로서 최대 휘도를 공급하는 특징량의 영역이 감소하는 방향 또는 광원의 발광 휘도로서 최소 휘도를 공급하는 특징량의 영역이 증가하는 방향으로 변화시키는 것을 특징으로 한 것이다.
제2 기술 수단은, 입력 영상 신호에 의한 영상을 표시하는 액정 패널과, 그 액정 패널을 조사하는 광원과, 주위의 밝기를 검출하기 위한 밝기 검출 수단을 갖고, 그 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 따라서, 입력 영상 신호의 휘도에 관한 적어도 하나의 특징량에 대한 광원의 발광 휘도를 규정하는 휘도 제어 특성을 변화시키도록 한 액정 표시 장치로서, 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점이 복수 존재하고, 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기의 저하에 대응하여, 복수의 특성 변경점의 위치를, 광원의 발광 휘도가 감소하는 방향으로 변화시킴과 함께, 광원의 발광 휘도로서 최대 휘도를 공급하는 특징량의 영역이 감소하는 방향 또는 광원의 발광 휘도로서 최소 휘도를 공급하는 특징량의 영역이 증가하는 방향으로 변화시키는 것을 특징으로 한 것이다.
제3 기술 수단은, 제1 기술 수단에서, 특성 변경점은, 휘도 제어 특성을 직선으로 근사하였을 때의 교점인 것을 특징으로 한 것이다.
삭제
제 4 기술 수단은, 제 2 기술 수단에서, 특성 변경점은, 휘도 제어 특성을 직선으로 근사하였을 때의 교점인 것을 특징으로 한 것이다.
제5 기술 수단은, 입력 영상 신호에 의한 영상을 표시하는 액정 패널과, 그 액정 패널을 조사하는 광원과, 주위의 밝기를 검출하기 위한 밝기 검출 수단을 갖고, 그 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 따라서, 입력 영상 신호의 휘도에 관한 적어도 하나의 특징량에 대한 광원의 발광 휘도를 규정하는 휘도 제어 특성을 변화시키도록 한 액정 표시 장치로서, 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 대응하여, 휘도 제어 특성에서는, 특징량에 상관없이 광원의 발광 휘도가 최대 발광 휘도로 일정하게 되는 특징량의 영역, 또는 특징량이 작아질수록 광원의 발광 휘도가 최대 발광 휘도보다 작아지는 입력 영상 신호의 특징량의 영역을 변화시키는 것을 특징으로 한 것이다.
제6 기술 수단은, 제5 기술 수단에서, 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기가 어두울수록 특징량의 영역을 작게 하는 것을 특징으로 한 것이다.
제7 기술 수단은, 제1 내지 제6 중 어느 하나의 기술 수단에서, 특징량으로서, 적어도 입력 영상 신호의 1 프레임 단위의 평균 휘도 레벨을 이용하는 것을 특징으로 한 것이다.
제8 기술 수단은, 제1 내지 제6 중 어느 하나의 기술 수단에서, 입력 영상 신호를 신축함과 함께, 광원의 발광 휘도를 제어하는 것을 특징으로 한 것이다.
제10 기술 수단은, 제7 기술 수단에서, 입력 영상 신호를 신축함과 함께, 광원의 발광 휘도를 제어하는 것을 특징으로 한 것이다.
제11 기술 수단은, 제1 내지 제6 중 어느 하나의 기술 수단에서, 입력 영상 신호에 대한 계조 변환 특성을 변경함과 함께, 광원의 발광 휘도를 제어하는 것을 특징으로 한 것이다.
제12 기술 수단은, 제7 기술 수단에서, 입력 영상 신호에 대한 계조 변환 특성을 변경함과 함께, 광원의 발광 휘도를 제어하는 것을 특징으로 한 것이다.
<발명의 효과>
본 발명에 따르면, 영상 특징량의 대소에 상관없이, 주위 환경의 밝기에 대응하여, 그 영상 특징량에 대한 광원의 발광 휘도를 변화시킴과 함께, 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점의 위치를 변화시킴으로써, 어떠한 영상에 대해서도 과잉된 광원의 발광 휘도를 삭감할 수 있어, 보다 효과적으로 전력 삭감을 행할 수 있다. 즉, 영상 특징량이 큰 경우라도, 주위 환경의 밝기에 대응하여, 그 영상 특징량에 대한 발광 휘도를 변화시켜, 시청자가 눈부심을 느끼지 않도록 광원의 발광 휘도를 저하시키는 영역을 넓게 함으로써, 최적의 표시 품위의 영상 표시를 실현하고, 또한 소비 전력을 억제할 수 있는 백라이트 광원의 발광 휘도 제어 특성을 구비한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점을 복수 갖고, 주위 환경의 밝기에 대응하여, 그 복수의 특성 변경점의 위치를 변화시킴으로써, 영상 특징량이 작은 영역뿐만 아니라, 영상 특징량이 큰 영역에서는 시청자가 눈부심을 느끼지 않도록 광원의 발광 휘도를 저하시켜, 보다 효과적으로 전력 삭감을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에서는 주위 환경의 밝기에 대응하여, 휘도 제어 특성을 구성하는 요소가 변하는 점인 특성 변경점의 위치를 변화시킴과 함께, 그 특징 변경점에 근접하는 상기 요소를 나타내는 식 y=ax+b(단, x=입력 영상 신호의 특징량, y=광원의 발광 휘도, a, b=상수)에서의 상수 a 또는 b 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 상기 요소가 관계되는 APL 영역에 대해 광원의 발광 휘도의 삭감량을 최적으로 제어할 수 있으므로, 특성 변경점을 사이에 두고 근접하는 양 요소가 관계되는 영상 특징량이 작은 영역 및 영상 특징량이 큰 영역 중 어느 것에서도 전력 삭감을 효과적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시 형태의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치에 적용 가능한 백라이트 유닛의 구성예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 액정 표시 장치에 적용 가능한 백라이트 유닛의 다른 구성예를 도시하는 도면.
도 4는 휘도 제어 테이블을 이용한 백라이트 광원의 발광 휘도의 제어예를 설명하기 위한 도면.
도 5는 휘도 제어 테이블을 이용한 백라이트 광원의 발광 휘도의 다른 제어예를 설명하기 위한 도면.
도 6은 휘도 제어 테이블을 이용한 백라이트 광원의 발광 휘도의 또 다른 제어예를 설명하기 위한 도면.
도 7은 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 8은 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 9는 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 10은 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 11은 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 12는 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면.
도 13은 뉴스/보도 장르에서의 휘도 변환 제어의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 14는 휘도 제어 테이블을 이용한 백라이트 광원의 발광 휘도의 제어예를 설명하기 위한 도면.
도 15는 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 16은 영상 신장 테이블을 이용한 영상 신호 신장의 제어예를 설명하기 위한 도면.
도 17은 종래예의 영상의 히스토그램과 광원의 광량의 특성을 설명하기 위한 도면.
<부호의 설명>
1 : 액정 표시 장치
11 : 안테나
12 : 튜너
13 : 디코더
14 : APL 측정부
15 : 필터
16 : 백라이트 제어부
17 : 백라이트 유닛
18 : 영상 처리부
19 : LCD 컨트롤러
20 : 액정 패널
21 : 마이크로컴퓨터
22 : 테이블 저장 메모리
23 : 휘도 제어 테이블
24 : 밝기 센서
25 : 리모콘 수광부
26 : 승산기
27 : 리모콘 장치
30 : 케이스
31 : 형광관
32 : 확산판
41 : 적색 광원
42 : 녹색 광원
43 : 청색 광원
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
본 발명에 관계되는 액정 표시 장치의 실시 형태에 따르면, 화상 신호의 특징량으로서, 화상 신호의 1 프레임에서의 평균 휘도 레벨(APL ; Average Picture Level)을 사용한다. 그리고, APL의 변화에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 제어하기 위한 휘도 제어 테이블을 유지한다.
휘도 제어 테이블은, 액정 표시 장치 주위의 밝기를 고려하여 미리 준비되고, 상기 장치의 주위의 밝기를 검출하여 그 검출 결과에 따라서, 사용하는 휘도 제어 테이블을 선택하고, 선택한 휘도 제어 테이블의 휘도 제어 특성에 따라서, 백라이트 광원의 발광 휘도를 제어한다.
도 1은, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시 형태의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 액정 표시 장치(1)에서, 튜너(12)는, 안테나(11)에 의해 수신한 방송 신호를 선국한다. 디코더(13)는, 튜너(12)에 의해 선국된 방송 신호를 디코드 처리하고, 액정 패널(20)을 구동하기 위한 영상 신호를 출력한다.
디코더(13)에서 분리된 영상 신호는, 영상 처리부(18)에서 각종 영상 처리가 행해진 후, 액정 패널(20)을 구동 제어하는 LCD 컨트롤러(19)에 입력된다. LCD 컨트롤러(19)에서는, 입력된 영상 신호에 기초하여 액정 패널(20)의 도시하지 않은 게이트 드라이버 및 소스 드라이버에 대해 액정 구동 신호를 출력하고, 이에 의해 영상 신호에 따른 영상이 액정 패널(20)에 표시된다.
또한 디코더(13)에서 분리된 상기 영상 신호는, APL 측정부(14)에도 출력된다. APL 측정부(14)에서는, 디코더(13)로부터 출력된 영상 신호의 1 프레임마다의 APL을 측정한다. 측정된 APL은 필터(15)에 보내어진다. APL은, 본 발명의 영상 특징량의 하나에 해당하고, 후술하는 휘도 제어 테이블의 휘도 제어 특성에 기초하여, APL에 따른 백라이트 광원의 발광 휘도 제어가 행해진다.
또한 도 1에 도시한 예에서는, 디코더(13)에서 디코드 처리된 영상 신호에 의해 APL을 측정하고 있지만, 영상 처리부(18)에 의한 영상 처리 후에 APL을 측정하도록 하여도 된다. 단, 영상 처리부(18)에서는, 예를 들면 OSD(온 스크린 디스플레이) 표시를 행하는 처리나, 스케일링 처리, 혹은 레터 박스 표시(흑색 마스크 등에 의한 화면 영역의 제한) 처리를 행하는 경우가 있다. 이 경우, 디코더(13)로부터 출력된(즉 영상 처리부(18)에 의한 영상 처리를 행하고 있지 않은) 영상 신호로부터 APL을 측정하면, 이들 영상 처리에 의한 영향을 받지 않아, 진짜 영상 신호에 대응한 백라이트 광원의 발광 휘도의 제어를 행할 수 있다. 따라서 도 1과 같이 영상 처리를 행하기 전의 영상 신호로부터 APL을 측정하는 쪽이 보다 바람직하다.
필터(15)는, APL의 측정값에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 제어할 때에, 프레임간의 APL 변화에 대한 추종성을 규정하는 것으로, 예를 들면 다단식의 디지털 필터로 구성되어 있다.
필터(15)는, APL 측정부(14)에서 측정된 프레임마다의 APL을 입력받고, 각 프레임에 대해 그 과거의 1 또는 복수의 프레임분의 APL과의 사이에서, 각각의 가중치 부여에 따라서 가중 평균 연산을 행하여, 출력 APL을 산출한다. 여기서는, 프레임에 대해 반영시키는 과거의 프레임 단수를 가변 설정 가능하게 하고, 현재 프레임과 그 과거의 프레임(설정된 단수분)의 각각에 대해 가중치 부여를 설정해 둔다. 그리고 현재 프레임의 APL과 사용 단수분의 지연 프레임의 APL을 각각의 가중치 부여에 따라서 가중 평균하여 출력한다. 이에 의해, 실제의 APL 변화에 따른 출력 APL의 추종성을 적절하게 설정할 수 있다.
필터(15)로부터 출력된 APL은, 백라이트 제어부(16)에 입력된다. 백라이트 제어부(16)는, 선택된 휘도 제어 테이블(23)에 기초하여, 입력 APL에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 조정하기 위한 백라이트 휘도 조정 신호를 출력하고, 백 라이트 유닛(17)의 광원 발광 휘도를 제어한다.
백라이트 유닛(17)은, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이, 액정 패널(20)의 배면에 부착되는 케이스(30) 내에, 세관 형상의 복수의 형광관(31)을 등간격으로 배설하여 구성된다. 또한 확산판(32)에 의해 형광관(31)으로부터 발광된 조명광을 균일하게 확산한다.
이 경우, 예를 들면 백라이트 유닛(17)은, 백라이트 제어부(16)로부터 입력되는 백라이트 휘도 조정 신호에 따라서, 구형파의 고전위 레벨과 저전위 레벨의 신호 기간비(듀티)가 변화하는 펄스 폭 변조 출력을 조광 신호로서 출력하는 조광 제어 회로와, 조광 제어 회로로부터의 조광 신호를 받아 그 조광 신호에 따른 주기 및 전압의 교류 전압을 발생하고, 이것을 형광관(31)에 인가하여 점등 구동하는 인버터(모두 도시 생략)를 포함하고 있다. 인버터는, 상기 조광 제어 회로의 출력이 고전위 레벨 시에 동작하고, 저전위 레벨 시에는 동작을 정지하여, 조광 제어 회로의 출력 듀티에 따라서 간헐 동작을 행함으로써, 광원의 휘도가 조절된다.
또한, 백라이트 유닛(17)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 액정 패널(20)의 배면에 부착되는 케이스(30) 내에, 적색, 녹색, 청색의 3원색으로 이루어지는 복수색의 LED 광원, 즉 적색 광원(41), 녹색 광원(42) 및 청색 광원(43)을 배설하여 구성하여도 된다. LED 광원의 발광 휘도는, 개개의 LED 광원에 대한 LED 전류에 의해 제어할 수 있다.
또한, 도시는 하지 않지만, 백라이트 유닛(17)으로서 상기한 바와 같은 형광관과 LED를 병용한 방식의 것을 적용할 수도 있다. 또한, 형광관이나 LED 등의 광 원으로부터의 광을, 도광판을 이용하여 면 균일화로 하는, 소위 사이드 엣지형이라고 불리는 구성에 의해 액정 패널(20)을 조명하도록 하여도 된다.
또한 액정 표시 장치(1)는, 액정 표시 장치(1)의 주위의 밝기(주위의 조도)를 검출하기 위한 밝기 검출 수단으로서 밝기 센서(24)를 구비하고 있다. 밝기 센서(24)로서는, 예를 들면 포토다이오드를 적용할 수 있다. 그리고 밝기 센서(24)에서는, 검출한 주위광에 따른 직류 전압 신호가 생성되어, 마이크로컴퓨터(21)에 대해 출력된다. 마이크로컴퓨터(21)는, 주위광에 따른 직류 전압 신호에 따라서 백라이트 광원의 휘도 조정에 사용하는 휘도 제어 테이블을 선택하는 제어 신호를 출력하거나, 또한 휘도 제어 테이블의 휘도 제어값을 조정하기 위한 휘도 조정 계수를 출력하거나 한다. 이들 백라이트 광원의 휘도 제어의 구체예는 후술한다.
또한 액정 표시 장치(1)는, 리모콘 장치(27)로부터 송신되는 리모콘 제어 신호를 수광하기 위한 리모콘 수광부(25)를 구비하고 있다. 리모콘 수광부(25)는, 예를 들면 적외선에 의한 리모콘 조작 신호를 수신하기 위한 수광 LED에 의해 구성되어 있다.
리모콘 수광부(25)에 의해 수신된 리모콘 조작 신호는, 마이크로컴퓨터(21)에 입력되고, 마이크로컴퓨터(21)에서는 입력된 리모콘 조작 신호에 따라서 소정의 제어를 행한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치의 일 실시 형태에서는, APL 측정부(14)에서 측정한 영상 신호의 APL과, 밝기 센서(24)를 사용하여 측정한 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서, 표시 영상의 표시 품위(휘도, 콘트라스트, 선명감 등)와, 백라 이트 광원의 소비 전력을 최적화하기 위해, 백라이트 광원의 발광 휘도를 제어한다.
본 발명의 실시 형태에서는, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따른 백라이트 광원의 발광 휘도를 제어하기 위해, 미리 기억한 휘도 제어 테이블을 이용한다. 여기서는, 예를 들면 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따른 복수의 휘도 제어 테이블(룩업 테이블)을 ROM 등의 테이블 저장 메모리(22)에 기억시켜 둘 수 있다. 액정 표시 장치(1)의 마이크로컴퓨터(21)는, 밝기 센서(24)에 의해 측정한 액정 표시 장치 주위의 밝기에 기초하여, 테이블 저장 메모리(22)에 기억시킨 휘도 제어 테이블을 선택하고, 백라이트 광원의 발광 휘도 제어에 사용하는 휘도 제어 테이블(23)로 한다.
휘도 제어 테이블은, 입력 영상 신호 1 프레임 단위의 영상 특징량(여기서는 APL)에 따른 백라이트 광원의 발광 휘도의 관계를 정하는 것이다. 그리고 미리 선택 가능한 복수의 휘도 제어 테이블을 준비하여 유지해 두고, 예를 들면 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 사용하는 테이블 No를 지정함으로써, 제어에 사용하는 휘도 제어 테이블을 선택할 수 있다.
또한 도 1에서, 마이크로컴퓨터(21)로부터 출력되는 휘도 조정 계수는, 유저 조작에 따라서 화면 전체의 밝기 설정을 행하기 위해 사용된다. 예를 들면, 액정 표시 장치(1)가 유지하는 메뉴 화면 등에서, 화면의 밝기 조정 항목이 설정되어 있다. 유저는, 그 설정 항목을 조작함으로써, 임의의 화면 밝기를 설정할 수 있다. 도 1의 마이크로컴퓨터(21)는, 그 밝기 설정을 인식하고, 그 설정된 밝기에 따라서 승산기(26)에 대해 휘도 조정 계수를 출력한다. 승산기(26)에서는, 현재 사용하고 있는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 변환값에 대해, 휘도 조정 계수를 승산함으로써, 밝기 설정에 따른 밝기로 백라이트 광원을 점등시킨다.
휘도 조정 계수는, 휘도 제어 테이블의 휘도 제어 특성의 기울기를 변화시킨다. 즉, 일정한 비율로 화면을 어둡게 하는 휘도 조정 계수를 사용하는 경우에는, 휘도 제어 특성의 기울기가 작아지는 방향으로 변화한다. 또한 화면을 밝게 하는 휘도 조정 계수를 사용하는 경우에는, 휘도 변경 특성의 기울기가 커져 가지만, 백라이트 광원의 100％ 휘도에서 리미터가 작용하여, 그 이상으로는 휘도가 올라가지 않도록 제한된다.
상기의 휘도 조정 계수에 대해서는, 본 발명에 관련되는 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따른 휘도 제어 특성의 변경과는 상이한 제어이다. 백라이트 광원의 발광 휘도는, 테이블 저장 메모리(22)에 저장된 휘도 제어 테이블 중으로부터 선택된 휘도 제어 테이블(23)에 기초하여 제어되고, 그 휘도 제어 테이블의 휘도 제어 특성값에 대해 유저 설정에 기초하는 휘도 조정 계수가 승산되어 백라이트 제어부(16)에 출력된다.
도 4는, 휘도 제어 테이블을 이용한 백라이트 광원의 발광 휘도의 제어예를 설명하기 위한 도면으로, 본 실시 형태에 적용하는 휘도 제어 특성의 형상의 일례를 도시하는 것이다.
횡축은 APL을 백분률로 나타낸 것으로, 표시 영상이 화면 전체에서 모두 흑색인 경우 APL은 0％이며, 모두 백색인 경우 APL은 100％이다. 또한 종축은 백라 이트의 발광 휘도를 ％로 나타내는 것으로, 백라이트 광원의 발광 휘도를 가장 밝게 하였을 때를 100％, 백라이트 광원을 소등하였을 때를 0％로 하여 나타낸다.
도 4에서, A-B간에서 나타내는 APL이 낮은 영역(제1 APL 영역으로 함)과, B-C간에서 나타내는 APL이 중간 레벨의 영역(제2 APL 영역으로 함)과, C-D간에서 나타내는 APL이 높은 영역(제3 APL 영역으로 함)에 따라서, 백라이트 광원의 제어 특성을 변경하는 것을 나타내고 있다.
입력 영상 신호의 APL이 낮은 제1 APL 영역(A-B간)에서는, 백라이트 광원의 발광 휘도를 고레벨의 일정한 값으로 설정해 둔다.
APL이 낮은 영역은 어두운 영상이므로 백라이트 광원의 발광 휘도를 높게 설정해 둠으로써, 어두운 영상 부분의 계조 표현이 향상되고, 어두운 화면 내의 피크 부분이 눈에 띄게 되어, 콘트라스트감이 있는 아름다운 영상으로 할 수 있다. 또한, 화면의 눈부심이나 눈에의 자극 등의 영향도 적게 할 수 있다.
또한 입력 영상 신호의 APL이 높은 제3 APL 영역(C-D간)에서는, 백라이트 광원의 발광 휘도를 저레벨의 일정한 값으로 설정하여, 화면의 눈부심 및 눈에의 자극에의 영향을 극력 저감시키도록 한다.
또한, 상기 제1 APL 영역과 제3 APL 영역을 접속하는 제2 APL 영역은, 소정 레벨의 기울기로써, APL의 증가에 따라서 백라이트의 발광 휘도가 감소해 가도록 제어한다. 즉 검출된 영상 신호의 APL이 높아질수록 백라이트의 발광 휘도를 작게 하도록 변화시켜, 화면의 눈부심 및 눈에의 자극을 저감시켜, 영상을 적절한 휘도로 표시시킨다.
상기한 바와 같이, 제1 APL 영역(흑색측)에서는, 휘도 제어 특성에서의 최대 휘도 레벨로 백라이트가 발광하도록 제어되고, 제3 APL 영역(백색측)에서는, 휘도 제어 특성에서의 최소 휘도 레벨로 백라이트 광원이 발광하도록 제어된다.
그리고 여기서는, 영상 특징량(본 예에서는 APL)에 대한 백라이트 광원의 발광 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점을 특성 변경점이라고 정의한다. 도 4에서는, 3개의 직선 AB, BC, CD의 2개의 교점 B, C가 특성 변경점으로 된다.
또한 본 발명의 실시 형태에 적용 가능한 휘도 제어 특성은, 상기한 예에 한정되지 않고, 백라이트 광원의 발광 특성이나 그 소비 전력, 혹은 표시하는 영상 신호의 내용 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있는 것은 명백하다. 이 경우, 제1∼제3 APL 영역의 휘도 제어 특성의 기울기를 임의로 설정할 수 있고, 또한 특성 변경점의 수도 임의로 설정할 수 있다.
도 5는, 휘도 제어 테이블을 이용한 백라이트 광원의 발광 휘도의 다른 제어예를 설명하기 위한 도면으로, 본 실시 형태에 적용 가능한 휘도 제어 특성의 형상의 다른 예를 도시하는 것이다.
도 5의 예에서는, A-B간에서 나타내는 APL이 낮은 영역(제1 APL 영역)과, B-C간에서 나타내는 APL이 중간 레벨인 영역(제2 APL 영역)과, C-D간에서 나타내는 APL이 높은 영역(제3 APL 영역)에 따라서, 백라이트 광원의 제어 특성을 변경하고, 또한 중간 레벨의 제2 APL 영역에는, 또한 특성 변경점 G를 설치하여 휘도 제어 특성의 기울기를 변화시키고 있다.
도 5의 휘도 제어 특성은, 표시 영상의 화질을 유지하면서, 백라이트 광원의 한층 더한 저소비 전력화를 도모하는 것을 의도하여 설정된 것이다. 예를 들면, 본 예의 휘도 제어 특성에서 가장 저APL측에 존재하는 특성 변경점 B는, APL이 10％인 위치에 설정되고, 가장 고APL측에 존재하는 특성 변경점 C는 APL이 90％인 위치에 설정된다. 또한 저APL측의 특성 변경점 B를, 백라이트의 발광 휘도가 최대로 되는 특성 변경점으로 한다.
방송되는 영상 신호의 95％ 이상은 APL이 10∼90％인 신호 영역에 들어간다. 이 신호 영역에서는 상술한 종래 기술과 마찬가지로, 보다 낮은 APL값(10％ 부근)에서 광원 발광 휘도를 올려, 콘트라스트감을 향상시키고, 보다 높은 APL값(90％ 부근)에서 광원 발광 휘도를 내려, 불필요한 눈부심감을 경감할 수 있도록 한다.
즉, APL이 10∼90％인 신호 영역(영역 B-C)에서는, APL이 커짐에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 저감시켜 간다. 이 영역에는, 또한 특성 변경점 p2를 설정하여, 변화의 비율을 변경하고 있다.
그리고, APL이 매우 낮은 0∼10％의 신호 영역(영역 A-D)에서는, 백라이트 광원의 최대 휘도의 특성 변경점 B로부터, APL이 작아질수록 발광 휘도를 감소시킨다.
그리고 APL이 매우 높은 90∼100％의 신호 영역(영역 C-D)에서는, 또한 APL이 커질수록 백라이트 광원의 발광 휘도를 감소시킨다.
APL이 매우 높은 90∼100％의 신호 영역에서는, 영상 신호 그 자체에 충분한 휘도가 있어, 백라이트 광원을 밝게 하는 것은 의미가 없다. 오히려 화면이 눈부시게 느껴져, 시청자의 눈에 악영향을 줄지도 모른다. 따라서 이 신호 영역에서 는, APL에 대한 백라이트 광원의 발광 휘도의 변화의 비율을, APL이 10∼90％인 신호 영역에서의 APL에 대한 변화의 비율보다도 크게 하여, 백라이트 광원의 발광 휘도를 보다 저감할 수 있다.
또한, 상기 휘도 제어 특성에 관하여, 예를 들면 대표적인 표시 수단인 CRT(Cathode-Ray Tube)에서는, APL이 50％ 정도를 초과하면, APL의 증대에 따라서 화면의 휘도가 저하되는 특성을 갖고 있다.
상기의 휘도 제어 특성에서는, APL이 높은 신호 영역(영역 C-D)에서 APL의 증가에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 저하시키도록 하고 있어, CRT의 휘도 특성에 준하고 있으므로, 시청상의 위화감은 느껴지지 않고, 화질의 열화도 적다.
또한 상기 각 예에 차지하는 휘도 제어 특성은, 상기한 바와 같은 선형뿐만 아니라, 비선형의 특성이어도 되는 것은 명백하다. 휘도 제어 특성이 비선형인 경우, 비선형의 휘도 제어 특성을 선형의 휘도 제어 특성에 근사하고, 근사한 선형의 휘도 제어 특성에서의 변경 특성점을 상정함으로써, 상술한 선형의 휘도 제어 특성과 마찬가지로 각 APL 영역을 규정할 수 있다.
예를 들면 휘도 제어 특성이 도 6에 도시한 바와 같은 비선형 특성일 때, 이 비선형 특성을 직선 근사하면, 단순하게는 도 6의 점선으로 나타낸 바와 같은 3개의 직선 AB, BC, CD로 근사할 수 있다. 이 3개의 직선은, 저APL에서 광원의 발광 휘도를 높게 하는 직선(제1 APL 영역)과, 고APL에서 광원의 발광 휘도를 낮게 하는 직선(제3 APL 영역)과, 그들 사이에서 백라이트 광원의 발광 휘도를 APL에 따라서 변화시키는 비선형의 곡선을 단일의 기울기로 근사한 직선(제2 APL 영역)에 의해 규정할 수 있다. 이 때의 제2 APL 영역의 직선은, 예를 들면 비선형의 곡선의 변곡점 E에서의 기울기에 의해 규정된다.
이와 같이, 비선형의 휘도 제어 특성을 직선 근사함으로써, 3개의 직선의 교점 B, C를 특성 변경점으로서 정의할 수 있다.
또한 선형의 휘도 제어 특성과 마찬가지로, 근사하는 직선의 수는 3개로 한정되지 않고, 4개 이상의 직선으로 근사되어도 된다. 예를 들면 4개의 직선으로 근사한 경우에는, 특성 변경점은 3개 존재하게 된다.
다음으로 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도 특성을 변경하기 위한 휘도 제어 테이블에 대해 설명한다.
도 7은, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
본 예에서는, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따른 복수의 휘도 제어 테이블을 테이블 저장 메모리(22)에 유지시켜 두고, 액정 표시 장치의 마이크로컴퓨터(21)는, 밝기 센서(24)를 이용하여 측정한 액정 표시 장치 주위의 밝기에 기초하여 휘도 제어 테이블을 선택하고, 그 선택한 휘도 제어 테이블을 사용하여 백라이트 광원의 발광 휘도를 제어한다.
상기 복수의 휘도 제어 테이블의 휘도 제어 특성은, 도 7과 같이 설정된다. 도 7의 예는, 예를 들면 액정 표시 장치의 주위가 밝은 경우(예를 들면 액정 패널의 패널면의 조도가 100lux 이상인 경우)(I)와, 주위가 조금 어두운 경우(예를 들면 상기 조도가 50lux 정도인 경우)(Ⅱ)와, 주위가 어두운 경우(예를 들면 상기 조 도가 10lux 이하인 경우)(Ⅲ)의 3단계로, 각각 휘도 제어 특성을 설정한다.
또한 개개의 휘도 제어 특성은, 상기 도 4에 도시한 휘도 제어 특성예의 사상에 기초하여 설정되어 있다.
여기서는, 기본적으로 액정 표시 장치의 주위가 어두워짐에 따라서, 백라이트의 발광 휘도를 감소시키고 있다.
액정 표시 장치의 주위가 밝은 시청 환경인 경우에는, 액정 표시 장치의 표시 화면도 밝게 할 필요가 있다. 그리고 표시 화면을 눈부시다고 느끼는지의 여부는, 주위 환경에 의해 변화한다. 이것을 고려하여, 특히 눈부심을 느끼는 APL이 높은 신호 영역(백색측)에서는, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 감소시키지만, 밝을 때의 발광 휘도가 낮게 설정되어 있으므로 감소 비율도 작게 설정되어 있다.
또한 백라이트를 항시 동일한 발광 강도로 점등한 경우, 밝은 시청 환경에서의 콘트라스트비(CR)는 높지만, 어두운 시청 환경에서는 소위 흑색 들뜸이 시인되어 콘트라스트비가 저하된다. 흑색 들뜸은, 흑색 화면에서도 백라이트 광원의 광이 약간 액정 패널을 투과하는 현상으로, 어두운 시청 환경에서 특히 영향이 커진다. 따라서 이를 고려하여, 특히 흑색 들뜸의 영향이 큰 APL이 낮은 신호 영역(흑색측)에서, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 감소시키는 비율을 APL이 높은 신호 영역(백색측)에 비해 크게 한다.
상기한 바와 같이, 표시 화면의 "눈부심"과 "콘트라스트감"에 의한 서로 다른 특성을 고려하여, APL이 높은 영역과 낮은 영역을 주위의 밝기에 따라서 제어한 다. 따라서, 휘도 제어 특성을 밝기에 따라서 시프트시키는 제어가 아니라, 이하와 같은 사상에 기초하여 휘도 제어 특성을 설정한다.
도 7의 예에서는, 상기한 바와 같이 액정 표시 장치의 주위가 밝을 때의 휘도 제어 특성(I)과, 주위가 조금 어두운 경우의 휘도 제어 특성(Ⅱ)과, 주위가 어두운 경우의 휘도 제어 특성(Ⅲ)이 설정되어 있다.
그리고 본 실시 형태에서는, 각 휘도 제어 특성(I)∼(Ⅲ)에서, 상기의 특성 변경점의 위치를 APL 방향으로 변경하여 각 주위 환경마다 휘도 제어 특성을 최적화하는 것이 특징으로 되어 있다.
여기서는 각 휘도 제어 특성은, 기본적으로 APL이 낮은 흑색측의 제1 영역과, APL이 중간 레벨인 제2 영역과, APL이 높은 백색측의 제3 영역을 갖는 것으로 한다.
그리고 APL이 낮은 제1 APL 영역은, 그 휘도 제어 특성이 직선 형상으로 설정된다. 이 직선 부분은, 휘도 제어 특성에서의 최대 휘도 레벨을 나타내고 있다. 그리고 본 예에서는, 액정 표시 장치의 주위가 어두워질수록, 제1 APL 영역의 최대 휘도 레벨을 저감시키고, 동시에 최대 휘도 레벨의 범위를 규정하는 특성 변경점의 위치를, 저APL측(흑색측)으로 이동시킨다. 즉, 휘도 제어 특성(I)의 특성 변경점 B1에 대해, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 특성 변경점 B2를 저APL측으로 이동시키고, 또한 휘도 제어 특성(Ⅲ)의 특성 변경점 B3을 더 저APL측으로 이동시킨다.
일반적으로 인간의 시각 특성에서, 주위 환경이 어두운 경우에는 상대적으로 콘트라스트감이 강조된다. 즉, 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 백라이트의 휘도 가 감소되어도 충분한 콘트라스트감을 느끼는 APL 영역은 저APL측으로 넓어지고, 충분한 콘트라스트감이 얻어지지 않게 되는 APL 영역은, 저APL측의 좁은 영역에 한정되게 된다. 따라서, 저APL측의 좁은 영역보다 높은 APL 영역에서는 백라이트의 휘도는 과잉으로, 백라이트의 휘도를 과잉분 감소하여도 충분한 콘트라스트감이 얻어진다.
즉 상기한 예에서는, 액정 표시 장치의 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 백라이트 광원의 발광 휘도 레벨을 저하시킴과 함께, 특성 변경점의 위치 B를 B1로부터 B3으로 저APL측으로 이동시켜, 최대 휘도 레벨을 부여하는 제1 APL 영역의 APL 방향의 범위를 작게 하도록 하고 있다. 여기서는, 최대 휘도 레벨을 부여하는 제1 APL 영역의 범위는, 백라이트의 휘도가 감소되면 충분한 콘트라스트감이 얻어지지 않게 되는 APL 영역으로 상정하고, 그 범위를 초과한 고APL측에서는 백라이트의 휘도가 과잉이므로, 광원의 발광 휘도를 점차로 감소시켜 가도록 한다.
이와 같이, 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 최대 휘도 레벨을 갖는 흑색측의 제1 APL 영역의 발광 휘도를 저하시키고, 이 때에 제1 APL 영역을 규정하는 특성 변경점의 APL 방향의 위치를 저APL측으로 이동시킴으로써, 최대 휘도로 발광하는 영역이 작아지므로, 인간이 충분한 콘트라스트감을 얻기에는 과잉된 발광을 억제할 수 있어, 백라이트 광원의 소비 전력을 삭감할 수 있게 된다.
또한, 주위의 밝기에 따른 휘도 제어 특성의 변경을, 특성 변경점의 위치의 변경에 의해 설명하였지만, 이것은 이하와 같이 설명할 수도 있다. 즉, 휘도 제어 특성은, 식 y=ax+b(단, x=입력 영상 신호의 특징량, y=광원의 발광 휘도, a, b=상 수)로 직접적 또는 근사적으로 표현되는 복수의 요소에 의해 구성되고, 특성 변경점의 위치를 변화시킴과 함께, 특징 변경점에 근접하는 요소를 나타내는 식에서의 상수 a 또는 b 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 휘도 제어 특성의 변경을 행하도록 하여도 된다. 이에 대해, 이하에 설명한다.
도 7의 예에서, A1-B1 등으로 나타내어지는 직선 형상의 휘도 제어 특성의 구간을 요소라고 정의한다. 즉, 휘도 제어 특성(I)은, A1-B1간, B1-C1간, C1-D1간의 3개의 직선 형상의 휘도 제어 특성의 구간으로 이루어지고, 3개의 요소로 이루어진다. A1-B1간의 구간을 요소 1, B1-C1간의 구간을 요소 2, C1-D1간의 구간을 요소 3으로 한다. 각각의 요소는 식 y=ax+b(단, x=입력 영상 신호의 특징량, y=광원의 발광 휘도, a, b=상수)로 나타낼 수 있다. 단, 도 7은 도 4에서 도시한 휘도 제어 특성의 사상에 기초하여 설정되어 있으므로 요소 1, 요소 3은 발광 휘도 일정이므로, 각 요소의 식은 요소 1 : y=b1, 요소 2 : y=a2x+b2, 요소 3 : y=b3으로 나타낼 수 있다.
휘도 제어 특성(I)으로부터 휘도 제어 특성(Ⅱ)으로 특성 변경할 때, 특성 변경점 B1, B2에 주목하면, 휘도 제어 특성(I)의 특성 변경점 B1에 대해, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 특성 변경점 B2는 저발광 휘도측이면서 또한 저APL측으로 이동시킨다. 동시에, 특성 변경점 B1에 근접하는 한쪽의 요소인 요소 1을 나타내는 식의 상수 b1을, b1보다 낮은 값(b1'로 함)으로 변경시킨다. 특성 변경점 B1에 근접하는 다른 쪽의 요소인 요소 2를 나타내는 식의 상수 a2를, 약간 낮은 값(a2'로 함)으로, 동일 식의 상수 b2를, b2보다 낮은 값(b2'로 함)으로 변경한다.
예를 들면, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 요소 1에 대해 저APL 방향으로 발광 휘도를 약간 내린 쪽이, 과잉된 발광을 억제하는 의미에서 바람직한 경우에는, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 요소 1의 식을 y=b1'로부터 y=a1'x+b1"(a1'>0, b1"<b1')로 변경함으로써, 보다 바람직한 특성으로 할 수 있다. 또한, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 요소 2를 고APL 방향으로 발광 휘도를 약간 내린 쪽이, 과잉된 발광을 억제하는 의미에서 바람직한 경우에는, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 요소 2의 식을 y=a2'x+b2'로부터 y=a2"x+b2"(a2"<a2', b2">b2')로 변경함으로써, 보다 바람직한 특성으로 할 수 있다.
이와 같이, 주위의 밝기에 따라서 행하는 휘도 제어 특성의 변경을, 특성 변경점의 변경과 함께, 특징 변경점에 근접하는 요소를 나타내는 직선의 식에서의 상수 a 또는 b 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 보다 치밀한 제어를 행할 수 있어, 백라이트 광원의 소비 전력을 보다 삭감할 수 있게 된다.
도 7의 휘도 제어 특성에서, 최소 휘도 레벨을 갖는 제3 APL 영역 및 제1과 제3 APL 영역을 접속하는 제2 APL 영역에 대해서도, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 백라이트의 발광 휘도를 감소시킨다. 이 때에, 제1 APL 영역에서의 발광 휘도의 감소량보다도, 제3 APL 영역에서의 발광 휘도의 감소량쪽이 작아지도록 설정된다. 따라서, 제2 APL 영역의 휘도 제어 특성은, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 그 기울기가 작아져 간다.
이 경우, 도 7의 예에서는, 제2 APL 영역으로부터 제3 APL 영역으로 이행하는 특성 변경점 C1, C2, C3의 APL 방향의 위치는 변경하지 않고 동일한 위치로 한 다. 이 때에, 백색측의 고APL 영역에서는 인간의 시각 특성을 고려한 휘도 제어를 행하는 경우에는, 예를 들면 다음에 설명하는 도 8과 같은 제어를 행하도록 하여도 된다.
도 8은, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 7의 예와 비교하여, 도 8의 제어예에서는, 제2 APL 영역으로부터 제3 APL 영역으로 이행하는 특성 변경점 C1, C2, C3을, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 저APL측으로 이동시키고 있다.
일반적으로 인간의 시각 특성에서, 주위 환경이 어두운 경우에는, 상대적으로 눈부시다고 느끼는 APL 영역이 넓어진다. 즉, 화면을 시청하는 인간이 눈부시다고 느끼는 APL 영역은 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 고APL측으로부터 저APL 영역으로 넓어져 가도록 되고, 또한 낮은 영역에서는 백라이트의 휘도가 높아져도 눈부심을 거의 느끼지 않는다.
즉 상기한 예에서는, 액정 표시 장치 주위가 어두워짐에 따라서, 특성 변경점의 위치 C를 C1로부터 C3으로 저APL측으로 이동시켜, 최소 휘도 레벨을 부여하는 제3 APL 영역의 APL 방향의 범위를 크게 하도록 하고 있다. 여기서는, 최소 휘도 레벨을 부여하는 제3 APL 영역의 범위는, 사람이 눈부심을 느끼는 범위로 상정하고, 그 범위를 초과한 저APL측에서는 백라이트의 발광 휘도를 제1 APL 영역을 향하여 점차로 증대시키도록 한다.
이와 같이, 액정 표시 장치 주위가 어두워짐에 따라서, 최소 휘도 레벨을 갖 는 백색측의 제3 APL 영역의 발광 휘도를 저하시키고, 이 때에 제3 APL 영역을 규정하는 특성 변경점의 APL 방향의 위치를 저APL측으로 이동시킴으로써, 최소 휘도로 발광하는 신호 영역이 커지므로, 인간이 눈부심을 느끼는 신호 영역에서의 발광을 억제할 수 있어, 백라이트의 소비 전력을 삭감할 수 있게 된다.
도 9는, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는, 상기 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같은 선형의 휘도 제어 특성이 아니라, 비선형의 휘도 제어 특성의 설정예를 도시하고 있다.
상술한 바와 같이, 휘도 제어 특성이 비선형인 경우, 비선형의 휘도 제어 특성을 선형의 휘도 제어 특성에 근사하고, 근사한 선형의 휘도 제어 특성에서의 변경 특성점을 상정함으로써, 선형의 휘도 제어 특성과 마찬가지로 APL 영역을 규정할 수 있다.
도 9의 예에서는, 액정 표시 장치의 주위가 밝을 때의 휘도 제어 특성(I)과, 주위가 조금 어두운 경우의 휘도 제어 특성(Ⅱ)과, 주위가 어두운 경우의 휘도 제어 특성(Ⅲ)이 각각 비선형의 휘도 제어 특성으로서 설정되어 있다. 그리고, 각 휘도 제어 특성에서, 비선형 특성을 근사한 직선으로부터 특성 변경점 B1∼B3 및 C1∼C3이 규정된다. 이들 근사 직선은 도시하지 않지만, 상술한 도 6과 같은 방법으로 근사 직선을 상정함으로써, 특성 변경점 B1∼B3 및 C1∼C3이 규정되는 것으로 한다. 도 9에서는 도면의 번잡화를 피하기 위해 상기 근사 직선의 교점 근방을 편의적으로 특성 변경점으로서 나타내고 있다.
그리고 도 9의 예는, 도 8의 예와 마찬가지로, 제1 APL 영역으로부터 제2 APL 영역으로 이행하는 특성 변경점 B1∼B3과, 제2 APL 영역으로부터 제3 APL 영역으로 이행하는 특성 변경점 C1∼C3을, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 저APL측으로 이동시키도록 한다. 이에 의해, 주로 저APL 영역에 의해 영향을 받는 콘트라스트감과, 주로 고APL 영역에 의해 영향을 받는 눈부심감을 제어하여 화면 표시를 최적화함과 함께, 백라이트 광원의 소비 전력을 삭감할 수 있도록 하고 있다.
또한, 도 9와 같은 비선형의 휘도 제어 특성에서도, 도 7과 같이 액정 표시 장치의 주위 환경이 어두워짐에 따라서 특성 변경점 B1∼B3의 위치를 저APL측으로 이동시키고, 특성 변경점 C1∼C3의 APL 방향의 위치는 변경하지 않도록 설정하여도 된다. 또한, 액정 표시 장치의 주위 환경이 어두워짐에 따라서 특성 변경점 C1∼C3의 위치를 저APL측으로 이동시키고, 특성 변경점 B1∼B3의 APL 방향의 위치는 변경하지 않도록 설정하여도 된다.
상기한 바와 같이, 도 7∼도 9의 실시 형태에서, 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 대응하여, 백라이트 광원의 발광 휘도를 변화시킴과 함께, 휘도 제어 특성에서, 입력 영상 신호의 특징량에 상관없이 백라이트 광원의 발광 휘도가 최대 발광 휘도로 일정하게 되는 영역을 변화시키도록 한다.
도 10은, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
상술한 도 7∼도 9의 예에서는, 도 4에 도시한 표준의 휘도 제어 특성의 형상에 기초하는 복수의 휘도 제어 특성을 설정하였다. 본 예 및 후술하는 도 11, 도 12의 예에서는, 도 5에 도시한 휘도 제어 특성의 특성에 기초하여 복수의 휘도 제어 특성을 설정한다.
도 10에 도시한 휘도 제어 특성은, 상술한 도 7의 휘도 제어 특성과 마찬가지의 주지로 작성되어 있다. 즉 본 예의 휘도 제어 특성에서도, 액정 표시 장치의 주위가 밝은 경우(I)와, 주위가 조금 어두운 경우(Ⅱ)와, 주위가 어두운 경우(Ⅲ)의 3단계로, 각각 휘도 제어 특성이 설정된다.
그리고 액정 표시 장치의 주위가 어두워짐에 따라서, 백라이트 광원의 발광 휘도를 감소시킨다. 또한 본 실시 형태에서는, 각 휘도 제어 특성(I)∼(Ⅲ)에서, 최대 발광 휘도를 포함하는 특성 변경점 B의 위치를 APL 방향으로 변경하여 각 주위 환경마다 휘도 제어 특성을 최적화한다.
여기서는 액정 표시 장치의 주위가 어두워질수록, 제1 APL 영역의 휘도 레벨을 저감시키고, 동시에 최대 휘도 레벨의 범위를 규정하는 특성 변경점의 위치를, 저APL측(흑색측)으로 이동시킨다. 즉, 휘도 제어 특성(I)의 특성 변경점 B1에 대해, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 특성 변경점 B2를 저APL측으로 이동시키고, 또한 휘도 제어 특성(Ⅲ)의 특성 변경점 B3을 더 저APL측으로 이동시킨다.
즉 본 예에서는, 액정 표시 장치의 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 백라이트 광원의 발광 휘도 레벨을 저하시킴과 함께, 특성 변경점 B의 위치를 B1로부터 B3으로 저APL측으로 이동시켜, 최대 휘도 레벨을 부여하는 제1 APL 영역의 APL 방향의 범위를 작게 하도록 하고 있다. 최대 휘도 레벨을 부여하는 제1 APL 영역의 범위는, 사람이 콘트라스트를 느끼는 영역이 주위 환경에 따라서 변화되는 것을 감 안하여, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 특성 변경점 B의 위치를 저APL측으로 이동시키도록 하고 있다.
이와 같이, 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 최대 휘도 레벨을 갖는 흑색측의 제1 APL 영역의 발광 휘도를 저하시키고, 이 때에 제1 APL 영역을 규정하는 특성 변경점의 APL 방향의 위치를 저APL측으로 이동시킴으로써, 인간이 콘트라스트감을 느끼지 않는 영역에서의 여분의 발광을 억제할 수 있어, 백라이트 광원의 소비 전력을 삭감할 수 있게 된다.
도 10의 휘도 제어 특성에서, 최소 휘도 레벨을 갖는 제3 APL 영역 및 제1과 제3 APL 영역을 접속하는 제2 APL 영역에 대해서도, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 감소시킨다. 이 때에, 제1 APL 영역에서의 발광 휘도의 감소량보다도, 제3 APL 영역에서의 발광 휘도의 감소량 쪽이 작아지도록 설정된다. 따라서, 제2 APL 영역의 휘도 제어 특성은, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 그 기울기가 작아져 간다.
이 경우, 도 10의 예에서는, 제2 APL 영역으로부터 제3 APL 영역으로 이행하는 특성 변경점 C1, C2, C3의 APL 방향의 위치는 변경하지 않고 동일한 위치로 한다. 이 때에, 백색측의 고APL 영역에서의 인간의 시각 특성을 고려한 휘도 제어를 행하는 경우에는, 예를 들면 다음에 설명하는 도 11과 같은 제어를 행하도록 하여도 된다.
도 11은, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 10의 예와 비교하여, 도 11의 제어예에서는 제2 APL 영역으로부터 제3 APL 영역으로 이행하는 특성 변경점 C1, C2, C3을, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 저APL측으로 이동시킨다.
본 예에서는, 액정 표시 장치 주위가 어두워짐에 따라서, 특성 변경점의 위치 C를 C1로부터 C3으로 저APL측으로 이동시켜, 최소 휘도 레벨을 부여하는 제3 APL 영역의 APL 방향의 범위를 크게 하도록 하고 있다. 여기서는, 최소 휘도 레벨을 부여하는 제3 APL 영역의 범위는, 주위 환경에 따라서 사람이 눈부심을 느끼는 범위가 변화되는 것을 감안하여, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 최소 휘도 레벨을 갖는 백색측의 제3 APL 영역의 발광 휘도를 저하시키고, 이 때에 제3 APL 영역을 규정하는 특성 변경점의 APL 방향의 위치를 저APL측으로 이동시킨다. 최소 발광 휘도 레벨을 갖는 제3 APL 영역은, 백라이트 광원의 최소 발광 휘도 레벨을 포함하고, 또한 영상 특징량인 APL이 커질수록 백라이트 광원의 발광 휘도가 작아지는 비율이 큰 영역이다. 그리고 본 예에서는, 주위 환경이 어두워질수록, 특성 변경점 C가 저APL측으로 이동하므로, 인간이 눈부심을 느끼는 영역에서의 발광을 억제할 수 있어, 백라이트 광원의 소비 전력을 삭감할 수 있게 된다.
도 12는, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는, 상기 도 11에 도시한 선형의 휘도 제어 특성과 마찬가지의 특성 변경점에 의한, 비선형의 휘도 제어 특성의 설정예를 도시하고 있다.
도 12의 예에서는, 액정 표시 장치의 주위가 밝을 때의 휘도 제어 특성(I) 과, 주위가 조금 어두운 경우의 휘도 제어 특성(Ⅱ)과, 주위가 어두운 경우의 휘도 제어 특성(Ⅲ)이 각각 비선형의 휘도 제어 특성으로서 설정되어 있다. 그리고, 각 휘도 제어 특성에서, 비선형 특성을 근사한 직선으로부터 특성 변경점 B1∼B3 및 C1∼C3이 규정된다. 이들 근사 직선은 도시하지 않지만, 상술한 도 6과 같은 방법으로 근사 직선을 상정함으로써, 특성 변경점 B1∼B3 및 C1∼C3이 규정되는 것으로 한다.
그리고 도 12의 예는, 도 11의 예와 마찬가지로, 제1 APL 영역으로부터 제2 APL 영역으로 이행하는 특성 변경점 B1∼B3과, 제2 APL 영역으로부터 제3 APL 영역으로 이행하는 특성 변경점 C1∼C3을, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 저APL측으로 이동시키도록 한다. 이에 의해, 주로 저APL 영역에 의해 영향을 받는 콘트라스트감과, 주로 고APL 영역에 의해 영향을 받는 눈부심감을 제어하여 화면 표시를 최적화함과 함께, 백라이트의 소비 전력을 삭감할 수 있도록 하고 있다.
상기한 바와 같이, 도 10∼도 12에 도시한 실시 형태에서는, 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 대응하여, 백라이트 광원의 발광 휘도를 변화시킴과 함께, 휘도 제어 특성에서, 입력 영상 신호의 특징량이 작아질수록 백라이트 광원의 발광 휘도가 최대 발광 휘도보다 작아지는 영역을 변화시키도록 한다.
도 13에서, 영상 신호의 출현 빈도가 낮고, 입력 영상 신호의 APL이 낮은 부분(A-B간)에서는, 백라이트 광원의 발광 휘도를 고레벨로 일정한 값으로 설정해 둔다. 즉, 도 13의 A-B간의 범위가, 제1 APL 영역으로서 설정된다.
APL이 낮은 부분은 어두운 영상이므로, 백라이트 광원의 휘도를 높게 설정해 두어도, 화면의 눈부심이나 눈에의 자극이라고 하는 영향이 적다. 또한 한편으로는, 어두운 영상 부분의 계조 표현을 향상시킴과 함께, 어두운 화면 내의 피크 부분을 눈에 띄게 하여, 콘트라스트감이 있는 아름다운 영상으로 할 수 있다.
또한 영상 신호의 출현 빈도가 높은 APL의 범위(B-C간)에서는, APL이 높아짐에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 작게 하도록 변화시킨다. 이에 의해 화면의 눈부심 및 눈에의 자극을 저감시켜, 영상을 적절한 휘도로 표시시키도록 한다. 즉, 도 13의 B-C간의 범위가, 제2 APL 영역으로서 설정된다.
제2 APL 영역에서, 영상 신호의 APL의 출현 빈도가 높은 부분일수록, 백라이트 광원의 발광 휘도가 급격하게 변화하도록 설정할 수 있다. 이 경우, 제2 APL 영역의 기울기를 복수 설정하여도 된다. 예를 들면 도 13의 (B)의 B-F간은, F-C간에 비해 영상 신호의 출현 빈도가 보다 높으므로, APL에 대한 휘도 제어 특성의 기울기가 커지도록 설정할 수 있다(B-F간의 기울기 ｜X1｜>F-C간의 기울기 ｜X2｜). 이와 같이, 출현 빈도가 높은 APL을 갖는 화면에서 백라이트 휘도의 증감 정도를 크게 함으로써, 효과적으로 백라이트 광원에 의한 소비 전력을 저감하는 것이 가능하게 된다.
또한 영상 신호의 출현 빈도가 낮고, 입력 영상 신호의 APL이 높은 부분(C-D간)에서는, 백라이트 광원의 발광 휘도를 낮게 일정한 값으로 설정하여, 화면의 눈부심 및 눈에의 자극에의 영향을 극력 저감한다. 즉, 도 13의 C-D간의 범위가 제3 APL 영역으로서 설정된다.
이상과 같이, 영상 특징량(여기서는 APL)에 따른 영상 신호의 출현 빈도의 히스토그램에 기초하여, 영상 신호의 출현 빈도가 많은 영상 특징량의 범위일수록 백라이트 광원의 발광 휘도의 변화를 크게 하는(영상 특징량에 대한 백라이트 광원의 발광 휘도의 기울기를 크게 하는) 제어 특성으로 한다.
도 13의 경우, 상기의 특성 변경점은, 4개의 직선의 교점 B, F, C로 된다.
또한, 상기한 예에서 제2 APL 영역 B-C간을 직선으로 연결하고, 특성 변경점을 B, C의 2개로 한 도 7 및 도 8의 예와 같은 휘도 제어 특성을 이용하여도 된다.
이와 같이, 본 발명은 영상 특징량의 대소에 상관없이, 주위 환경의 밝기에 대응하여, 그 영상 특징량에 대한 광원의 발광 휘도를 변화시킴과 함께, 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점의 위치를 변화시킴으로써, 어떠한 영상에 대해서도 과잉된 광원의 발광 휘도를 삭감할 수 있어, 보다 효과적으로 전력 삭감을 행할 수 있다. 즉, 영상 특징량이 큰 경우라도, 주위 환경의 밝기에 대응하여, 그 영상 특징량에 대한 발광 휘도를 변화시켜, 시청자가 눈부심을 느끼지 않도록 광원의 발광 휘도를 저하시키는 영역을 넓게 함으로써, 보다 효과적으로 전력 삭감을 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점을 복수 갖고, 주위 환경의 밝기에 대응하여, 그 복수의 특성 변경점의 위치를 변화시킴으로써, 영상 특징량이 작은 영역뿐만 아니라, 영상 특징량이 큰 영역에서는 시청자가 눈부심을 느끼지 않도록 광원의 발광 휘도를 저하시켜, 보다 효과적으로 전력 삭감을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에서는 주위 환경의 밝기에 대응하여, 휘도 제어 특성을 구성 하는 요소가 변하는 점인 특성 변경점의 위치를 변화시킴과 함께, 그 특징 변경점에 근접하는 상기 요소를 나타내는 식에서의 상수 a 또는 b 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 상기 요소가 관계되는 APL 영역에 대해 광원의 발광 휘도의 삭감량을 최적으로 제어할 수 있으므로, 특성 변경점을 사이에 두고 근접하는 양 요소가 관계되는 영상 특징량이 작은 영역 및 영상 특징량이 큰 영역 중 어느 것에서도 전력 삭감을 효과적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 발명의 휘도 제어 특성의 변경은, 간단히 휘도 제어 특성을 시프트, 신장, 혹은 제어 범위의 제한에 의해서는 기대할 수 없는 특별한 작용 효과가 얻어지는 것이다.
또한, 상기한 예에서는 입력 영상 신호의 영상 특징량으로서 APL을 사용하고, APL에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도의 제어를 행하고 있지만, 상기 영상 특징량 APL에 한하지 않고, 예를 들면 입력 영상 신호의 1 프레임의 피크 휘도의 상태(유무 또는 다소)를 이용하도록 하여도 된다.
이 경우에는, 주변 환경(장치 주위의 밝기)마다, 피크 휘도를 표현하는 쪽이 좋은 경우에는, 백라이트 광원의 발광 휘도를 조금 높게 제어함으로써, 화면의 피크를 눈에 띄게 하여 아름다운 영상을 표현시킬 수 있다. 또한 피크 휘도를 표현할 필요가 적은 경우에는, 백라이트 광원의 발광 휘도를 극력 저감시켜, 백라이트 광원의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.
마찬가지로, 입력 영상 신호의 영상 특징량으로서, 1 프레임 내의 소정 영역(기간)에서의 최대 휘도 레벨이나 최소 휘도 레벨, 휘도 분포 상태(히스토그램) 를 이용하거나, 이들을 조합하여 구한 영상 특징량에 기초하여, 백라이트의 발광 휘도를 가변 제어하도록 하여도 된다.
또한, APL을 이용하는 경우, APL을 구하기 위해 1 프레임 모두의 영상 신호의 휘도 레벨의 평균값을 구할 필요는 없고, 예를 들면 표시 영상의 단부를 제외한 중앙 부근의 영상 신호의 휘도 레벨의 평균값을 구하고, 이를 영상 특징량으로서 이용하도록 하여도 된다. 예를 들면, 방송 수신 신호로부터 분리ㆍ취득된 장르 정보에 기초하여, 미리 설정된(문자ㆍ기호 등이 중첩되어 있을 가능성이 높은) 화면 영역을 제외하도록 게이트 제어하여, 소정의 일부 영역만의 영상 특징량을 측정하도록 하여도 된다.
또한, 입력 영상 신호의 특징량에 따른 백라이트의 발광 휘도의 절환은, 시상수를 갖게 하여 서서히 절환하도록 하면, 급격한 휘도 변화를 초래하지 않아, 눈에의 자극이나 위화감 등의 관점에서 바람직하다.
또한, 상기에서는 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 백라이트의 발광 휘도의 제어를 행하는 예를 설명하였지만, 그 밖의 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서, 휘도 제어 특성을 연산에 의해 변경하는 구성으로 하여도 된다. 이 경우, 입력 영상 신호의 특징량에 따라서 변화되는 계수를 가진 함수식을 복수 준비해 두고, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 소정의 함수식을 선택하면 된다.
또한, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 광원의 휘도 제어 특성을 자동적으로 절환하는 것 외에, 유저가 리모콘(27) 등에 의해, 메뉴 설정 화면 등으로부터 휘도 제어 특성을 선택하도록 하는 구성으로 해 두면, 유저가 원하는 휘도 제어 특성을 이용할 수 있기 때문에, 유저빌리티를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 휘도 변환 제어는, 도 2 혹은 도 3에 도시한 바와 같은 백라이트 유닛(17)을 구비한 직시형의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 액정 프로젝터와 같은 투영형 표시 장치에 대해서도 적용할 수 있다. 이 경우도 액정 패널의 배면측으로부터 광원광을 조사함으로써, 영상 표시가 행해지고, 이 광원광의 발광 휘도를 상기의 휘도 제어 특성에 따라서 제어하면 된다.
<제2 실시 형태>
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제1 실시 형태에서는, 입력 영상 신호의 APL이 클수록 광원의 발광 휘도를 작게 하도록 제어하는 것만의 표시 장치에 대한 설명이었지만, 본 실시 형태에서는 입력 영상 신호의 APL이 작을수록 광원의 발광 휘도를 작게 하도록 제어함과 함께, 영상 신호의 신장 처리를 행하는 표시 장치에 대해 설명한다.
도 14는, 휘도 제어 테이블을 이용한 백라이트 광원의 발광 휘도의 제어예를 설명하기 위한 도면으로, 본 실시 형태에 적용하는 휘도 제어 특성의 형상의 일례를 도시하는 것이다.
도 14에서, A-B간에서 나타내는 APL이 낮은 영역(제1 APL 영역이라고 함)과, B-C간에서 나타내는 APL이 중간 레벨인 영역(제2 APL 영역이라고 함)과, C-D간에서 나타내는 APL이 높은 영역(제3 APL 영역이라고 함)에 따라서, 백라이트 광원의 제어 특성을 변경하는 것을 나타내고 있다.
도 14는, 휘도 제어 테이블을 이용한 백라이트 광원의 발광 휘도의 제어예를 설명하기 위한 도면으로, 본 실시 형태에 적용하는 휘도 제어 특성의 형상의 일례를 도시하는 것이다.
도 16은, 영상 신장 테이블을 이용한 영상 신호 신장의 제어예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16에서, A-B간으로 나타내는 APL이 낮은 영역(제1 APL 영역이라고 함)과, B-C간으로 나타내는 APL이 중간 레벨인 영역(제2 APL 영역이라고 함)과, C-D간으로 나타내는 APL이 높은 영역(제3 APL 영역이라고 함)에 따라서, 영상 신호의 신장 압축의 제어 특성을 변경하는 것을 나타내고 있다.
입력 영상 신호의 APL이 낮은 제1 APL 영역(A-B간)에서는, 백라이트 광원의 발광 휘도를 저레벨의 일정한 값으로 설정해 두고, 영상 신호를 신장하도록 설정해 둔다.
APL이 낮은 영역은 어두운 영상이므로 백라이트 광원의 발광 휘도를 낮게 함과 함께, 영상 신호 레벨을 신장하여, 다이내믹레인지를 확대함으로써, 흑색 레벨을 충분히 억제하여 콘트라스트감을 향상시킬 수 있다.
또한 입력 영상 신호의 APL이 높은 제3 APL 영역(C-D간)에서는, 백라이트 광원의 발광 휘도를 고레벨의 일정한 값으로 설정하고, 영상 신호 레벨을 압축하도록 설정한다. 이에 의해, 백색 붕괴의 발생을 억제하도록 하고 있다.
또한, 상기 제1 APL 영역과 제3 APL 영역을 접속하는 제2 APL 영역은 소정 레벨의 기울기로써, APL의 증가에 따라서 백라이트의 발광 휘도가 증가해 가도록 제어하고, 소정 레벨의 기울기로써, APL의 증가에 따라서 영상 신호의 압축율을 증 가하도록 제어한다. 즉 검출된 영상 신호의 APL이 높아질수록 백라이트의 발광 휘도를 크게 하면서, 영상 신호 레벨을 압축함으로써, 화면의 눈부심을 저감하면서, 백색 붕괴의 발생을 억제한다.
상기한 바와 같이, 제1 APL 영역(흑색측)에서는, 휘도 제어 특성에서의 최소 휘도 레벨로 백라이트가 발광하도록 제어되고, 제3 APL 영역(백색측)에서는, 휘도 제어 특성에서의 최대 휘도 레벨로 백라이트 광원이 발광하도록 제어된다.
그리고 여기서는, 영상 특징량(본 예에서는 APL)에 대한 백라이트 광원의 발광 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점을 특성 변경점이라고 정의한다. 도 14에서는, 3개의 직선 AB, BC, CD의 2개의 교점 B, C가 특성 변경점으로 된다.
또한 본 발명의 실시 형태에 적용 가능한 휘도 제어 특성은, 상기한 예에 한정되지 않고, 백라이트 광원의 발광 특성이나 그 소비 전력, 혹은 표시하는 영상 신호의 내용 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있는 것은 명백하다. 이 경우, 제1∼제3 APL 영역의 휘도 제어 특성의 기울기를 임의로 설정할 수 있고, 또한 특성 변경점의 수도 임의로 설정할 수 있다.
다음으로 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도 특성을 변경하기 위한 휘도 제어 테이블에 대해 설명한다.
도 15는, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따라서 선택되는 휘도 제어 테이블에 의한 휘도 제어 특성의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
본 예에서는, 액정 표시 장치 주위의 밝기에 따른 복수의 휘도 제어 테이블을 테이블 저장 메모리(22)에 유지시켜 두고, 액정 표시 장치의 마이크로컴퓨 터(21)는 밝기 센서(24)를 이용하여 측정한 액정 표시 장치 주위의 밝기에 기초하여 휘도 제어 테이블을 선택하고, 그 선택한 휘도 제어 테이블을 사용하여 백라이트 광원의 발광 휘도를 제어한다.
상기 복수의 휘도 제어 테이블의 휘도 제어 특성은, 도 15와 같이 설정된다. 도 15의 예는, 예를 들면 액정 표시 장치의 주위가 밝은 경우(예를 들면 액정 패널의 패널면의 조도가 100lux 이상인 경우)(I)와, 주위가 조금 어두운 경우(예를 들면 상기 조도가 50lux 정도인 경우)(Ⅱ)와, 주위가 어두운 경우(예를 들면 상기 조도가 10lux 이하인 경우)(IU)의 3단계로, 각각 휘도 제어 특성을 설정한다.
또한 개개의 휘도 제어 특성은, 상기 도 14에 도시한 휘도 제어 특성예의 사상에 기초하여 설정되어 있다.
여기서는, 기본적으로 액정 표시 장치의 주위가 어두워짐에 따라서, 백라이트의 발광 휘도를 증가시키고 있다.
액정 표시 장치의 주위가 밝은 시청 환경인 경우에는, 액정 표시 장치의 표시 화면도 밝게 할 필요가 있다. 그리고 표시 화면을 눈부시다고 느끼는지의 여부는, 주위 환경에 의해 변화된다. 이를 고려하여, 특히 눈부심을 느끼는 APL이 높은 신호 영역(백색측)에서는, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 백라이트 광원의 발광 휘도를 감소시키지만, 주위가 밝을 때의 발광 휘도가 높게 설정되어 있으므로 주위 환경의 밝기에 대한 백라이트 광원의 발광 휘도의 감소 비율을 APL이 낮은 신호 영역(흑색측)에 비해 크게 설정되어 있다.
또한 백라이트를 항상 동일한 발광 강도로 점등한 경우, 밝은 시청 환경에서 의 콘트라스트비(CR)는 높지만, 어두운 시청 환경에서는 소위 흑색 들뜸이 시인되어 콘트라스트비가 저하되지만, APL이 낮은 신호 영역(흑색측)에서는 광원 휘도를 낮게 하고 있으므로 흑색 들뜸의 영향은 적다. 따라서, APL이 낮은 신호 영역(흑색측)에서, 주위 환경이 어두워짐에 따라서 주위 환경의 밝기에 대한 백라이트 광원의 발광 휘도를 감소시키는 비율을 APL이 높은 신호 영역(백색측)에 비해 작게 한다.
상기한 바와 같이, 표시 화면의 "눈부심"과 "콘트라스트감"에 의한 서로 다른 특성을 고려하여, 광원의 발광 휘도를 최저 레벨로 일정하게 하는 APL 영역, 광원의 발광 휘도를 최고 레벨로 일정하게 하는 APL 영역의 광원 휘도를, 주위의 밝기에 따라서 제어한다. 따라서, 휘도 제어 특성을 밝기에 따라서 시프트시키는 제어가 아니라, 이하와 같은 사상에 기초하여 휘도 제어 특성을 설정한다.
도 15의 예에서는, 상기한 바와 같이, 액정 표시 장치의 주위가 밝을 때의 휘도 제어 특성(I)과, 주위가 조금 어두운 경우의 휘도 제어 특성(Ⅱ)과, 주위가 어두운 경우의 휘도 제어 특성(Ⅲ)이 설정되어 있다.
그리고 본 실시 형태에서는, 각 휘도 제어 특성(I)∼(Ⅲ)에서, 상기의 특성 변경점의 위치를 APL 방향으로 변경하여 각 주위 환경마다 휘도 제어 특성을 최적화하는 것이 특징으로 되어 있다.
여기서는 각 휘도 제어 특성은, 기본적으로 APL이 낮은 흑색측의 제1 영역과, APL이 중간 레벨인 제2 영역과, APL이 높은 백색측의 제3 영역을 갖는 것으로 한다.
그리고 APL이 낮은 제1 APL 영역은, 그 휘도 제어 특성이 직선 형상으로 설정된다. 이 직선 부분은, 휘도 제어 특성에서의 최소 휘도 레벨을 나타내고 있다. 그리고 본 예에서는, 액정 표시 장치의 주위가 어두워질수록, 제1 APL 영역의 최소 휘도 레벨을 저감시키고, 동시에 최소 휘도 레벨의 범위를 규정하는 특성 변경점의 위치를, 고APL측(백색측)으로 이동시킨다. 즉, 휘도 제어 특성(I)의 특성 변경점 B1에 대해, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 특성 변경점 B2를 고APL측으로 이동시키고, 또한 휘도 제어 특성(Ⅲ)의 특성 변경점 B3을 더 고APL측으로 이동시킨다.
일반적으로 인간의 시각 특성에서, 주위 환경이 어두운 경우에는 상대적으로 콘트라스트감이 강조된다. 즉, APL이 낮은 신호 영역(흑색측)에서 광원의 발광 휘도가 최소인 경우, 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 백라이트의 휘도가 감소되어도 충분한 콘트라스트감이 얻어지는 APL 영역은 고APL측으로 넓어진다. 따라서, 최소 휘도인 저APL측의 영역보다도 높은 APL 영역에서는 백라이트의 휘도는 과잉으로, 백라이트의 휘도를 과잉분 감소하여도 충분한 콘트라스트감이 얻어진다.
즉 상기한 예에서는, 액정 표시 장치의 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 백라이트 광원의 발광 휘도 레벨을 저하시킴과 함께, 특성 변경점의 위치 B를 B1로부터 B3으로 고APL측으로 이동시켜, 최소 휘도 레벨을 부여하는 제1 APL 영역의 APL 방향의 범위를 크게 하도록 하고 있다. 여기서는, 최소 휘도 레벨을 부여하는 제1 APL 영역의 범위는, 백라이트의 휘도가 감소되어도 영상 신호 레벨을 신장함으로써 충분한 콘트라스트감이 얻어지는 APL 영역으로 상정하고, 그 범위를 초과한 고APL측에서는 주변 환경이 어두워진 만큼, 백라이트의 휘도가 과잉이므로, 광원의 발광 휘도를 전체적으로 감소시킨다.
이와 같이, 주위 환경이 어두워짐에 따라서, 최소 휘도 레벨을 갖는 흑색측의 제1 APL 영역의 발광 휘도를 저하시키고, 이 때에 제1 APL 영역을 규정하는 특성 변경점의 APL 방향의 위치를 고APL측으로 이동시킴으로써, 최소 휘도로 발광하는 영역이 커지므로, 인간이 충분한 콘트라스트감을 얻으면서, 과잉된 발광을 억제할 수 있어, 백라이트 광원의 소비 전력을 삭감할 수 있게 된다.
또한, 주위의 밝기에 따른 휘도 제어 특성의 변경을, 특성 변경점의 위치의 변경에 의해 설명하였지만, 이것은 이하와 같이 설명할 수도 있다. 즉, 휘도 제어 특성은, 식 y=ax+b(단, x=입력 영상 신호의 특징량, y=광원의 발광 휘도, a, b=상수)로 직접적 또는 근사적으로 표현되는 복수의 요소에 의해 구성되고, 특성 변경점의 위치를 변화시킴과 함께, 특징 변경점에 근접하는 요소를 나타내는 식에서의 상수 a 또는 b 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 휘도 제어 특성의 변경을 행하도록 하여도 된다. 이에 대해, 이하에 설명한다.
도 15의 예에서, A1-B1 등으로 나타내어지는 직선 형상의 휘도 제어 특성의 구간을 요소라고 정의한다. 즉, 휘도 제어 특성(I)은, A1-B1간, B1-C1간, C1-D1간의 3개의 직선 형상의 휘도 제어 특성의 구간으로 이루어지고, 3개의 요소로 이루어진다. A1-B1간의 구간을 요소 1, B1-C1간의 구간을 요소 2, C1-D1간의 구간을 요소 3으로 한다. 각각의 요소는 식 y=ax+b(단, x=입력 영상 신호의 특징량, y=광원의 발광 휘도, a, b=상수)로 나타낼 수 있다. 단, 도 7은 도 4에서 도시한 휘도 제어 특성의 사상에 기초하여 설정되어 있으므로 요소 1, 요소 3은 발광 휘도 일정 이므로, 각 요소의 식은, 요소 1 : y=b1, 요소 2 : y=a2x+b2, 요소 3 : y=b3으로 나타낼 수 있다.
휘도 제어 특성(I)으로부터 휘도 제어 특성(Ⅱ)으로 특성 변경할 때, 특성 변경점 B1, B2에 주목하면, 휘도 제어 특성(I)의 특성 변경점 B1에 대해, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 특성 변경점 B2는 저발광 휘도측이면서 고APL측으로 이동시킨다. 동시에, 특성 변경점 B1에 근접하는 한쪽의 요소인 요소 1을 나타내는 식의 상수 b1을, b1보다 낮은 값(b1'라고 함)으로 변경시킨다. 특성 변경점 B1에 근접하는 다른 쪽의 요소인 요소 2를 나타내는 식의 상수 a2를, 약간 낮은 값(a2'라고 함)으로, 동일 식의 상수 b2를, b2보다 낮은 값(b2'라고 함)으로 변경한다.
예를 들면, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 요소 1에 대해 저APL 방향으로 발광 휘도를 약간 내린 쪽이, 과잉된 발광을 억제하는 의미에서 바람직한 경우에는, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 요소 1의 식을 y=b1'로부터 y=a1'x+b1"(a1'>0, b1"<b1')로 변경함으로써, 보다 바람직한 특성으로 할 수 있다. 또한, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 요소 2를 고APL 방향으로 발광 휘도를 약간 내린 쪽이, 과잉된 발광을 억제하는 의미에서 바람직한 경우에는, 휘도 제어 특성(Ⅱ)의 요소 2의 식을 y=a2'x+b2'로부터 y=a2"x+b2"(a2"<a2', b2">b2')로 변경함으로써, 보다 바람직한 특성으로 할 수 있다.
이와 같이, 주위의 밝기에 따라서 행하는 휘도 제어 특성의 변경을, 특성 변경점의 변경과 함께, 특징 변경점에 근접하는 요소를 나타내는 직선의 식에서의 상수 a 또는 b 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 보다 치밀한 제어를 행할 수 있어, 백라이트 광원의 소비 전력을 보다 삭감할 수 있게 된다.
이상과 같이, 입력 영상 신호의 특징량에 대응하여 광원의 발광 휘도 제어를 행함과 동시에, 영상 신호의 신축 처리를 행함으로써, 표시 영상의 콘트라스트감을 향상시키는 것에서 본 발명을 적용하여도 된다.

Claims (12)

  1. 입력 영상 신호에 의한 영상을 표시하는 액정 패널과, 그 액정 패널을 조사하는 광원과, 주위의 밝기를 검출하기 위한 밝기 검출 수단을 갖고, 그 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 따라서, 상기 입력 영상 신호의 휘도에 관한 적어도 하나의 특징량에 대한 상기 광원의 발광 휘도를 규정하는 휘도 제어 특성을 변화시키도록 한 액정 표시 장치로서,
    상기 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기의 저하에 대응하여, 상기 특징량에 대한 상기 광원의 발광 휘도를 감소시킴과 함께,
    상기 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점의 위치를, 상기 광원의 발광 휘도가 감소하는 방향으로 변화시킴과 함께, 상기 광원의 발광 휘도로서 최대 휘도를 공급하는 상기 특징량의 영역이 감소하는 방향 또는 상기 광원의 발광 휘도로서 최소 휘도를 공급하는 상기 특징량의 영역이 증가하는 방향으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 입력 영상 신호에 의한 영상을 표시하는 액정 패널과, 그 액정 패널을 조사하는 광원과, 주위의 밝기를 검출하기 위한 밝기 검출 수단을 갖고, 그 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 따라서, 상기 입력 영상 신호의 휘도에 관한 적어도 하나의 특징량에 대한 상기 광원의 발광 휘도를 규정하는 휘도 제어 특성을 변화시키도록 한 액정 표시 장치로서,
    상기 휘도 제어 특성의 기울기가 변하는 점인 특성 변경점이 복수 존재하고,
    상기 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기의 저하에 대응하여, 상기 복수의 특성 변경점의 위치를, 상기 광원의 발광 휘도가 감소하는 방향으로 변화시킴과 함께, 상기 광원의 발광 휘도로서 최대 휘도를 공급하는 상기 특징량의 영역이 감소하는 방향 또는 상기 광원의 발광 휘도로서 최소 휘도를 공급하는 상기 특징량의 영역이 증가하는 방향으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 특성 변경점은, 상기 휘도 제어 특성을 직선으로 근사하였을 때의 교점인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 특성 변경점은, 상기 휘도 제어 특성을 직선으로 근사하였을 때의 교점인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 입력 영상 신호에 의한 영상을 표시하는 액정 패널과, 그 액정 패널을 조사하는 광원과, 주위의 밝기를 검출하기 위한 밝기 검출 수단을 갖고, 그 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 따라서, 상기 입력 영상 신호의 휘도에 관한 적어도 하나의 특징량에 대한 상기 광원의 발광 휘도를 규정하는 휘도 제어 특성을 변화시키도록 한 액정 표시 장치로서,
    상기 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기에 대응하여, 상기 휘도 제어 특성에서는, 상기 특징량에 상관없이 상기 광원의 발광 휘도가 최대 발광 휘도로 일정하게 되는 상기 특징량의 영역, 또는 상기 특징량이 작아질수록 상기 광원의 발광 휘도가 최대 발광 휘도보다 작아지는 상기 입력 영상 신호의 특징량의 영역을 변화시키는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밝기 검출 수단에 의해 검출한 밝기가 어두울수록 상기 특징량의 영역을 작게 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특징량으로서, 적어도 입력 영상 신호의 1 프레임 단위의 평균 휘도 레벨을 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호를 신축함과 함께, 상기 광원의 발광 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호를 신축함과 함께, 상기 광원의 발광 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호에 대한 계조 변환 특성을 변경함과 함께, 상기 광원의 발광 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호에 대한 계조 변환 특성을 변경함과 함께, 상기 광원의 발광 휘도를 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI271686B (en) * 2006-02-17 2007-01-21 Quanta Comp Inc Apparatus and method for adjusting brightness
EP2051235A3 (en) * 2007-10-19 2011-04-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Adaptive backlight control dampening to reduce flicker
KR101430455B1 (ko) * 2007-11-05 2014-08-14 엘지전자 주식회사 액정디스플레이의 눈부심 방지 장치 및 방법
JP2009192717A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Sharp Corp 液晶表示装置
US20090224690A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 Jian Xu Economy mode for lighting control system
CN101551979A (zh) * 2008-04-03 2009-10-07 上海天马微电子有限公司 户外可读液晶显示装置
JP2009271401A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Mitsubishi Electric Corp 画像表示装置
US20090289889A1 (en) * 2008-05-20 2009-11-26 Broadcom Corporation Video display device with controllable backlight and methods for use therewith
US8284218B2 (en) 2008-05-23 2012-10-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device controlling luminance
KR101240017B1 (ko) 2008-06-10 2013-03-06 엘지전자 주식회사 영상표시기기 및 그의 제어 방법
EP2133861A3 (en) * 2008-06-10 2010-07-28 LG Electronics, Inc. Display device and control method thereof
JP5294716B2 (ja) * 2008-06-10 2013-09-18 キヤノン株式会社 表示制御装置及び表示制御方法
KR101149216B1 (ko) * 2009-01-21 2012-05-25 엘지전자 주식회사 디스플레이장치 및 그의 제어 방법
JP5476687B2 (ja) * 2008-07-24 2014-04-23 株式会社デンソー 車両用表示装置
WO2010013308A1 (ja) * 2008-07-28 2010-02-04 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 グレースケール表示装置
JP5304211B2 (ja) * 2008-12-11 2013-10-02 ソニー株式会社 表示装置、輝度調整装置、バックライト装置、輝度調整方法及びプログラム
KR101598424B1 (ko) 2008-12-24 2016-03-02 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 구동 장치, 이를 이용한 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법
JP4818351B2 (ja) 2008-12-25 2011-11-16 株式会社東芝 画像処理装置及び画像表示装置
JP5274287B2 (ja) * 2009-02-09 2013-08-28 三菱電機株式会社 表示装置および表示システム
JP2010181779A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Mitsubishi Electric Corp 画像表示装置
US20120001964A1 (en) * 2009-03-26 2012-01-05 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display apparatus
WO2011013402A1 (ja) * 2009-07-30 2011-02-03 シャープ株式会社 画像表示装置および画像表示方法
WO2011030578A1 (ja) * 2009-09-11 2011-03-17 Kataoka Shoei Ｌｅｄ照明装置
GB2489627A (en) * 2009-12-11 2012-10-03 Hewlett Packard Development Co Brightness level adjustment of a lighted display device
IT1399043B1 (it) * 2010-01-28 2013-04-05 Nori Dispositivo di interfaccia per un'apparecchiatura di elaborazione di una pluralita' di programmi e funzioni operative multimediali ad alta definizione, integrata con schermo di ricevitore televisivo, per l'impostazione, lo svolgimento di tali programmi e funzioni operative multimediali e la visualizzazione degli stessi su tale schermo
DK2539880T3 (en) 2010-02-22 2015-05-18 Dolby Lab Licensing Corp Methods and systems to reduce energy consumption in double modulation displays
JP2011250356A (ja) 2010-05-31 2011-12-08 Sony Corp 情報処理装置、情報処理方法、コンピュータプログラム、および情報処理システム
US20110310071A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Sharp Laboratories Of America, Inc. Energy efficient display system
JP2012019381A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Sony Corp 画像処理装置及び画像処理方法
CN102542995A (zh) * 2010-12-22 2012-07-04 深圳富泰宏精密工业有限公司 背光调节电路
FR2973630A1 (fr) * 2011-03-29 2012-10-05 Metrovision Procede et dispositif de suppression des artefacts de luminance d'un afficheur d'images
JP5270730B2 (ja) * 2011-08-03 2013-08-21 シャープ株式会社 映像表示装置
US8621341B2 (en) * 2011-10-28 2013-12-31 Microsoft Corporation Theming engine
CN104106109B (zh) * 2012-02-03 2017-06-06 松下知识产权经营株式会社 视频显示控制装置
JP5085792B1 (ja) * 2012-02-08 2012-11-28 シャープ株式会社 映像表示装置およびテレビ受信装置
JP2014130170A (ja) * 2012-12-27 2014-07-10 Ricoh Co Ltd 画像投射装置、及び制御方法
JP2014155005A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Canon Inc 表示装置及びその制御方法
US10163408B1 (en) * 2014-09-05 2018-12-25 Pixelworks, Inc. LCD image compensation for LED backlighting
KR102189643B1 (ko) 2014-12-30 2020-12-11 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
KR102437049B1 (ko) * 2015-12-31 2022-08-25 엘지디스플레이 주식회사 표시장치, 광학보상 시스템 및 광학보상 방법
JP2017200035A (ja) * 2016-04-27 2017-11-02 株式会社Ｊｖｃケンウッド 車両用表示制御装置、車両用表示システム、車両用表示制御方法およびプログラム
CN106782377B (zh) * 2016-12-27 2018-01-23 惠科股份有限公司 液晶显示器件及其驱动方法
WO2018150464A1 (ja) 2017-02-14 2018-08-23 Eizo株式会社 表示装置、プログラム及び表示方法
JP6541760B2 (ja) * 2017-12-07 2019-07-10 キヤノン株式会社 表示装置、及び、表示装置の制御方法
CN114136588B (zh) * 2021-10-29 2022-09-20 中国家用电器研究院 一种用于家用电器操作界面灯光亮度测试的系统及方法
CN117690395B (zh) * 2024-02-02 2024-04-05 深圳鸿晟达光电科技有限公司 一种互动显示屏亮度自动感应控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11327454A (ja) 1998-05-15 1999-11-26 Alpine Electronics Inc バックライト用ランプの輝度制御方法
JP2001350134A (ja) 2000-06-07 2001-12-21 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
JP2004177547A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Mitsubishi Electric Corp 液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法及びその制御装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2042238B (en) * 1979-02-14 1982-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Drive circuit for a liquid crystal display panel
JPS6315226A (ja) 1986-07-08 1988-01-22 Canon Inc 光源制御装置
JPH05127608A (ja) 1991-11-01 1993-05-25 Canon Inc 液晶表示装置
US5760760A (en) * 1995-07-17 1998-06-02 Dell Usa, L.P. Intelligent LCD brightness control system
DE19828541A1 (de) * 1998-06-26 1999-12-30 Bayer Ag Flammwidrige Polycarbonat-ABS-Formmassen
JP2002357810A (ja) 2001-05-31 2002-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 映像表示装置及び方法
JP3495362B2 (ja) 2001-04-25 2004-02-09 松下電器産業株式会社 映像表示装置及び映像表示方法
CA2415340C (en) 2001-04-25 2006-05-16 Masahiro Kawashima Video display apparatus and method which controls the source light level using apl detection
JP2004294767A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Mitsubishi Electric Corp 画像表示装置
JP3661692B2 (ja) 2003-05-30 2005-06-15 セイコーエプソン株式会社 照明装置、投射型表示装置及びその駆動方法
JP4927311B2 (ja) * 2003-08-27 2012-05-09 株式会社日立製作所 映像表示装置、それに用いる表示部駆動回路及び映像表示方法
WO2005081212A2 (en) * 2004-02-13 2005-09-01 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Portable electronic device controlled according to ambient illumination
PL1733372T3 (pl) 2004-03-26 2019-11-29 Koninklijke Philips Nv Urządzenie wyświetlające zawierające źródło światła z możliwością regulowania

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11327454A (ja) 1998-05-15 1999-11-26 Alpine Electronics Inc バックライト用ランプの輝度制御方法
JP2001350134A (ja) 2000-06-07 2001-12-21 Sanyo Electric Co Ltd 液晶表示装置
JP2004177547A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Mitsubishi Electric Corp 液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法及びその制御装置

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