液晶表示装置
【課題】低温でのバックライト動作を安定化させること。
【解決手段】映像信号のダイナミックレンジを広くし、バックライトの輝度を抑制して映像を表示する液晶表示装置であって、液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を出力する起動後時間検出回路を備え、液晶表示装置の起動後、所定の時間が経過するまでは、バックライトの輝度の抑制量を少なくすることにより、低温でのバックライト動作を安定化させる。
【解決手段】映像信号のダイナミックレンジを広くし、バックライトの輝度を抑制して映像を表示する液晶表示装置であって、液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を出力する起動後時間検出回路を備え、液晶表示装置の起動後、所定の時間が経過するまでは、バックライトの輝度の抑制量を少なくすることにより、低温でのバックライト動作を安定化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶テレビ、液晶ディスプレイ等のバックライト用インバータを制御するバックライト制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビや液晶ディスプレイ等の液晶を用いた映像機器は映像信号の特徴量を検出し、その検出結果に応じて信号のダイナミックレンジやガンマ補正、また液晶のバックライト輝度を制御し、画質を最大限に向上させる取り組みがなされている（例えば、特許文献１に記載）。
【０００３】
また、一般に液晶テレビ等で用いているバックライトは冷陰極管を用いており、低温時はそのランプの構成成分の特性から輝度が取れないと知られている（例えば、特許文献２に記載）。
【特許文献１】特開２００２―１０８３０５号公報
【特許文献２】特開２００４−２２０８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のバックライトの輝度を制御する方法では、映像信号のゲインを上げるとともにバックライトのゲインを絞っている。一般に、バックライトは低温での起動性、輝度特性が弱く、従来のバックライト制御でバックライトを絞っていた場合、輝度特性の悪化し、もしくは、不点灯となる課題があった。
【０００５】
また、従来の手法であるバックライト制御の下限を制限することで不点灯を防止したとしても、本来低下して欲しい輝度までバックライトが絞りきらず、映像信号の制御ゲインとバックライトの制御ゲインがミスマッチを起こし、画質的に違和感があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の液晶表示装置は、映像信号のダイナミックレンジを検出する特徴量検出回路と、液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を出力する起動後時間検出回路と、特徴量検出回路で検出したダイナミックレンジ、及び、起動時間信号に基づき映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号、及び、インバータ制御信号を出力する演算回路と、前記映像信号を前記映像信号制御信号に基づき制御する映像信号制御回路と、インバータ制御信号に基づきバックライト制御信号を出力するインバータ回路と、バックライト制御信号に基づき点灯するバックライトと、映像信号制御回路で制御された映像信号を表示する液晶モジュールと、を備え、起動時間信号が示す時間が所定の値より小さい場合は、演算回路はバックライトの輝度が所定の値より小さくならないように、インバータ回路を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明によれば、バックライトの輝度を映像信号の特徴に応じて制御する液晶テレビおよびディスプレイにおいて、違和感なく安定な映像を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
図１は本発明の液晶表示装置の構成図の一例であり、図２はバックライトの輝度を制御する画質改善の方法のイメージ図、図３は温度制御の一例を示した図である。
【０００９】
図１において、１は特徴量検出回路、２は演算回路、３は起動後時間検出回路、４は映像信号制御回路、５はインバータ回路、６は液晶モジュール、７はバックライトである。
【００１０】
以下に具体的な動作を説明する。特徴量検出回路１は、映像信号の最大輝度レベルや最小輝度レベルなどダイナミックレンジに関する情報、平均輝度レベル（ＡＰＬ）などを検出し、演算回路２へ出力される。
【００１１】
演算回路２は、特徴量検出回路１で検出された最大輝度レベルや最小輝度レベル、平均輝度レベル（ＡＰＬ）、及び後述する起動後時間検出回路３からの起動時間信号から映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号とインバータ回路５を制御するインバータ制御信号を計算する。
【００１２】
起動後時間検出回路３は、液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を演算回路２に出力する。
【００１３】
映像信号制御回路４は、映像信号にガンマ補正等、所定の映像信号処理をすると共に、映像信号制御信号に基づき映像信号のダイナミックレンジを変換し、液晶モジュール６に供給する。
【００１４】
インバータ回路５は、インバータ制御信号に基づき、バックライト７を制御するバックライト制御信号を出力する。
【００１５】
液晶モジュール６は、映像信号制御回路４から出力される映像信号に基づき、駆動される。
【００１６】
バックライト７は、バックライト制御信号に基づき点灯する。
【００１７】
図２に本実施の形態における液晶表示装置の動作のイメージ図を示す。図２（ａ）は入力映像信号を示している。また、縦軸は明るさ方向を示す。黒色で塗られた部分がその画面の映像信号の輝度分布を示している。黒色の一番高い部分が最大輝度レベルで、一番低い部分が最小輝度レベルであり、両者の差がダイナミックレンジである。
【００１８】
図２（ｂ）は画質改善方法を用いない場合の映像信号制御回路４の液晶モジュール６への出力である。この場合、入力映像信号のダイナミックレンジは変更されない。
【００１９】
図２（ｃ）はバックライトの輝度値を示す。画質改善方法を用いない場合は一定の値になる。本例では１００ｃｄ／ｍ２としている。
【００２０】
液晶モジュール６の表示は、この映像信号とバックライトの積で考えることができる。図２（ｄ）は液晶モジュール６に表示される映像を表すものとする。
【００２１】
今、図２（a）のように黒レベルが浮いていて、白レベルが高くない、すなわちダイナミックレンジが広くない信号を入力した場合を考える。特徴量検出回路１では映像信号の最大輝度値、最小輝度値など映像信号のダイナミックレンジに関する情報などを検出して演算回路２へ入力する。演算回路２では最大輝度値、最小輝度値などから映像信号としてはまだダイナミックレンジを広げることができると判断する。
【００２２】
映像信号制御回路４で映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御し、図２（ｅ）のように映像信号のダイナミックレンジを広げる。一方、このままでは全体的に明るくなりすぎるためインバータ回路５を制御するインバータ制御信号を小さくする。本実施の形態では図２（ｆ）のように６０ｃｄ／ｍ２にするとする。この場合、液晶モジュール６の表示は図２（ｇ）のようになる。
【００２３】
図２（ｇ）より明らかなように、最大輝度は変わらず、最小輝度値が小さくなる。これにより液晶モジュール６に表示のダイナミックレンジが広がり、より黒が引き締まった高品位な映像を提供することができる。同時にバックライト７の明るさを抑えていることから消費電力も低減するというメリットがある。一般的に上記制御は入力映像信号の特徴量に応じて毎フレーム制御を変えており、インバータ回路５のインバータ制御信号をできるだけ大きく変動することで、より高い効果を得ることができる。
【００２４】
一方、映像信号の制御とバックライト７の制御にミスマッチを起こすと明るさが変わってしまい表示画像に違和感を感じるため、高度な演算性能が要求される。液晶モジュール６の表示はこの映像信号とバックライト７の積なので、同じ入力映像信号でも映像信号のダイナミックレンジを広げ方とインバータ回路５を制御する制御信号の下げ方を連動させればインバータ変動の寄与度を制御することができる。
【００２５】
また、液晶ディスプレイは周囲が暗い環境で視聴するとその原理から黒が浮いてしまうことが知られている。これはバックライトの光が漏れることによるものであるが、周囲の照度を検出して周囲が暗い場合はインバータ回路５を制御する制御信号を小さくし、映像信号のダイナミックレンジを広げるように制御することで、前述のような黒浮きを抑制することが可能である。
【００２６】
また、低温時にはインバータ回路５を制御するインバータ制御信号が小さいとバックライト７で用いている冷陰極管の特性上不点灯や大幅な輝度低下を生じてしまう。一般的に映像表示機器は、電源投入時は温度が低いが、一定時間経過すると自己発熱により機器の温度は上昇していく。そのため温度センサーのような高価な温度検出手段を用いず、起動後の経過時間を測定することで、起動後の時間に応じてインバータ回路５の周辺温度が少なくとも何度以上か、を推測することができる。
【００２７】
よって起動後の経過時間を起動後時間検出回路３で計測し、その起動後経過時間に応じてバックライト制御信号の寄与度（以下、バックライト制御ゲインと称する。）を変える。すなわち、起動後一定時間経過後は前述で説明したようにインバータ回路５のインバータ制御信号をできるだけ大きく変動させ、最大限の画質改善効果を得る。一方、起動直後はインバータ回路５のインバータ制御信号はあまり大きく変動させず、冷陰極間が不安定に動作するような制御信号にならないようにする。
【００２８】
図３は起動後の時間とバックライト制御ゲインの起動後経過時間特性の一例を示した図である。一定時間経過後のバックライト制御ゲイン１とすると起動後経過時間が短くなるにしたがって徐々にゲインを小さく、すなわち変動を小さくする。このように制御することで温度検出手段を用いずとも、常温および高温時の画質改善効果と低温時の安定な映像を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明にかかる液晶表示装置は、違和感なく安定な映像を提供することが可能となる。ものであり、液晶テレビ、液晶ディスプレイ等のバックライト用インバータを制御するバックライト等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の液晶表示装置のブロック図を示した図
【図２】本発明の画質改善の様子を示したイメージ図
【図３】本発明のバックライト制御信号の起動後経過時間特性例を示した図
【符号の説明】
【００３１】
１ 特徴検出回路
２ 演算回路
３ 起動後時間検出回路
４ 映像信号制御回路
５ インバータ回路
６ 液晶モジュール
７ バックライト
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶テレビ、液晶ディスプレイ等のバックライト用インバータを制御するバックライト制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビや液晶ディスプレイ等の液晶を用いた映像機器は映像信号の特徴量を検出し、その検出結果に応じて信号のダイナミックレンジやガンマ補正、また液晶のバックライト輝度を制御し、画質を最大限に向上させる取り組みがなされている（例えば、特許文献１に記載）。
【０００３】
また、一般に液晶テレビ等で用いているバックライトは冷陰極管を用いており、低温時はそのランプの構成成分の特性から輝度が取れないと知られている（例えば、特許文献２に記載）。
【特許文献１】特開２００２―１０８３０５号公報
【特許文献２】特開２００４−２２０８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のバックライトの輝度を制御する方法では、映像信号のゲインを上げるとともにバックライトのゲインを絞っている。一般に、バックライトは低温での起動性、輝度特性が弱く、従来のバックライト制御でバックライトを絞っていた場合、輝度特性の悪化し、もしくは、不点灯となる課題があった。
【０００５】
また、従来の手法であるバックライト制御の下限を制限することで不点灯を防止したとしても、本来低下して欲しい輝度までバックライトが絞りきらず、映像信号の制御ゲインとバックライトの制御ゲインがミスマッチを起こし、画質的に違和感があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の液晶表示装置は、映像信号のダイナミックレンジを検出する特徴量検出回路と、液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を出力する起動後時間検出回路と、特徴量検出回路で検出したダイナミックレンジ、及び、起動時間信号に基づき映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号、及び、インバータ制御信号を出力する演算回路と、前記映像信号を前記映像信号制御信号に基づき制御する映像信号制御回路と、インバータ制御信号に基づきバックライト制御信号を出力するインバータ回路と、バックライト制御信号に基づき点灯するバックライトと、映像信号制御回路で制御された映像信号を表示する液晶モジュールと、を備え、起動時間信号が示す時間が所定の値より小さい場合は、演算回路はバックライトの輝度が所定の値より小さくならないように、インバータ回路を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明によれば、バックライトの輝度を映像信号の特徴に応じて制御する液晶テレビおよびディスプレイにおいて、違和感なく安定な映像を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
図１は本発明の液晶表示装置の構成図の一例であり、図２はバックライトの輝度を制御する画質改善の方法のイメージ図、図３は温度制御の一例を示した図である。
【０００９】
図１において、１は特徴量検出回路、２は演算回路、３は起動後時間検出回路、４は映像信号制御回路、５はインバータ回路、６は液晶モジュール、７はバックライトである。
【００１０】
以下に具体的な動作を説明する。特徴量検出回路１は、映像信号の最大輝度レベルや最小輝度レベルなどダイナミックレンジに関する情報、平均輝度レベル（ＡＰＬ）などを検出し、演算回路２へ出力される。
【００１１】
演算回路２は、特徴量検出回路１で検出された最大輝度レベルや最小輝度レベル、平均輝度レベル（ＡＰＬ）、及び後述する起動後時間検出回路３からの起動時間信号から映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号とインバータ回路５を制御するインバータ制御信号を計算する。
【００１２】
起動後時間検出回路３は、液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を演算回路２に出力する。
【００１３】
映像信号制御回路４は、映像信号にガンマ補正等、所定の映像信号処理をすると共に、映像信号制御信号に基づき映像信号のダイナミックレンジを変換し、液晶モジュール６に供給する。
【００１４】
インバータ回路５は、インバータ制御信号に基づき、バックライト７を制御するバックライト制御信号を出力する。
【００１５】
液晶モジュール６は、映像信号制御回路４から出力される映像信号に基づき、駆動される。
【００１６】
バックライト７は、バックライト制御信号に基づき点灯する。
【００１７】
図２に本実施の形態における液晶表示装置の動作のイメージ図を示す。図２（ａ）は入力映像信号を示している。また、縦軸は明るさ方向を示す。黒色で塗られた部分がその画面の映像信号の輝度分布を示している。黒色の一番高い部分が最大輝度レベルで、一番低い部分が最小輝度レベルであり、両者の差がダイナミックレンジである。
【００１８】
図２（ｂ）は画質改善方法を用いない場合の映像信号制御回路４の液晶モジュール６への出力である。この場合、入力映像信号のダイナミックレンジは変更されない。
【００１９】
図２（ｃ）はバックライトの輝度値を示す。画質改善方法を用いない場合は一定の値になる。本例では１００ｃｄ／ｍ２としている。
【００２０】
液晶モジュール６の表示は、この映像信号とバックライトの積で考えることができる。図２（ｄ）は液晶モジュール６に表示される映像を表すものとする。
【００２１】
今、図２（a）のように黒レベルが浮いていて、白レベルが高くない、すなわちダイナミックレンジが広くない信号を入力した場合を考える。特徴量検出回路１では映像信号の最大輝度値、最小輝度値など映像信号のダイナミックレンジに関する情報などを検出して演算回路２へ入力する。演算回路２では最大輝度値、最小輝度値などから映像信号としてはまだダイナミックレンジを広げることができると判断する。
【００２２】
映像信号制御回路４で映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御し、図２（ｅ）のように映像信号のダイナミックレンジを広げる。一方、このままでは全体的に明るくなりすぎるためインバータ回路５を制御するインバータ制御信号を小さくする。本実施の形態では図２（ｆ）のように６０ｃｄ／ｍ２にするとする。この場合、液晶モジュール６の表示は図２（ｇ）のようになる。
【００２３】
図２（ｇ）より明らかなように、最大輝度は変わらず、最小輝度値が小さくなる。これにより液晶モジュール６に表示のダイナミックレンジが広がり、より黒が引き締まった高品位な映像を提供することができる。同時にバックライト７の明るさを抑えていることから消費電力も低減するというメリットがある。一般的に上記制御は入力映像信号の特徴量に応じて毎フレーム制御を変えており、インバータ回路５のインバータ制御信号をできるだけ大きく変動することで、より高い効果を得ることができる。
【００２４】
一方、映像信号の制御とバックライト７の制御にミスマッチを起こすと明るさが変わってしまい表示画像に違和感を感じるため、高度な演算性能が要求される。液晶モジュール６の表示はこの映像信号とバックライト７の積なので、同じ入力映像信号でも映像信号のダイナミックレンジを広げ方とインバータ回路５を制御する制御信号の下げ方を連動させればインバータ変動の寄与度を制御することができる。
【００２５】
また、液晶ディスプレイは周囲が暗い環境で視聴するとその原理から黒が浮いてしまうことが知られている。これはバックライトの光が漏れることによるものであるが、周囲の照度を検出して周囲が暗い場合はインバータ回路５を制御する制御信号を小さくし、映像信号のダイナミックレンジを広げるように制御することで、前述のような黒浮きを抑制することが可能である。
【００２６】
また、低温時にはインバータ回路５を制御するインバータ制御信号が小さいとバックライト７で用いている冷陰極管の特性上不点灯や大幅な輝度低下を生じてしまう。一般的に映像表示機器は、電源投入時は温度が低いが、一定時間経過すると自己発熱により機器の温度は上昇していく。そのため温度センサーのような高価な温度検出手段を用いず、起動後の経過時間を測定することで、起動後の時間に応じてインバータ回路５の周辺温度が少なくとも何度以上か、を推測することができる。
【００２７】
よって起動後の経過時間を起動後時間検出回路３で計測し、その起動後経過時間に応じてバックライト制御信号の寄与度（以下、バックライト制御ゲインと称する。）を変える。すなわち、起動後一定時間経過後は前述で説明したようにインバータ回路５のインバータ制御信号をできるだけ大きく変動させ、最大限の画質改善効果を得る。一方、起動直後はインバータ回路５のインバータ制御信号はあまり大きく変動させず、冷陰極間が不安定に動作するような制御信号にならないようにする。
【００２８】
図３は起動後の時間とバックライト制御ゲインの起動後経過時間特性の一例を示した図である。一定時間経過後のバックライト制御ゲイン１とすると起動後経過時間が短くなるにしたがって徐々にゲインを小さく、すなわち変動を小さくする。このように制御することで温度検出手段を用いずとも、常温および高温時の画質改善効果と低温時の安定な映像を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明にかかる液晶表示装置は、違和感なく安定な映像を提供することが可能となる。ものであり、液晶テレビ、液晶ディスプレイ等のバックライト用インバータを制御するバックライト等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の液晶表示装置のブロック図を示した図
【図２】本発明の画質改善の様子を示したイメージ図
【図３】本発明のバックライト制御信号の起動後経過時間特性例を示した図
【符号の説明】
【００３１】
１ 特徴検出回路
２ 演算回路
３ 起動後時間検出回路
４ 映像信号制御回路
５ インバータ回路
６ 液晶モジュール
７ バックライト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置であって、
映像信号のダイナミックレンジを検出する特徴量検出回路と、
前記液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を出力する起動後時間検出回路と
前記特徴量検出回路で検出したダイナミックレンジ、及び、前記起動時間信号に基づき映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号、及び、インバータ制御信号を出力する演算回路と、
前記映像信号を前記映像信号制御信号に基づき制御する映像信号制御回路と、
前記インバータ制御信号に基づきバックライト制御信号を出力するインバータ回路と、
前記バックライト制御信号に基づき点灯するバックライトと、
前記映像信号制御回路で制御された映像信号を表示する液晶モジュールと、
を備え、
前記起動時間信号が示す時間が所定の値より小さい場合は、
前記演算回路は前記バックライトの輝度が所定の値より小さくならないように、前記インバータ回路を制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
起動直後から時間に応じて、前記バックライトの輝度の抑制量を段階的に少なくすることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
液晶表示装置であって、
映像信号のダイナミックレンジを検出する特徴量検出回路と、
前記液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を出力する起動後時間検出回路と
前記特徴量検出回路で検出したダイナミックレンジ、及び、前記起動時間信号に基づき映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号、及び、インバータ制御信号を出力する演算回路と、
前記映像信号を前記映像信号制御信号に基づき制御する映像信号制御回路と、
前記インバータ制御信号に基づきバックライト制御信号を出力するインバータ回路と、
前記バックライト制御信号に基づき点灯するバックライトと、
前記映像信号制御回路で制御された映像信号を表示する液晶モジュールと、
を備え、
前記起動時間信号が示す時間が所定の値より小さい場合は、
前記演算回路は前記バックライトの輝度が所定の値より小さくならないように、前記インバータ回路を制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
起動直後から時間に応じて、前記バックライトの輝度の抑制量を段階的に少なくすることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−９２９１７（Ｐ２００９−９２９１７Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６３０８５（Ｐ２００７−２６３０８５）
【出願日】平成１９年１０月９日（２００７．１０．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月９日（２００７．１０．９）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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