液晶表示装置
【課題】表示領域が複数のエリアに分割された液晶表示装置において、より効率良く光源を発光させる。
【解決手段】液晶表示装置100において、算出部5は、画像信号に基づいてエリア毎に必要な光量を算出し、CPU121は、第1決定プログラム124bの実行により、エリア毎に必要な光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定し、第2決定プログラム124cの実行により、算出部5により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を決定された光量決定順序で決定し、バックライト制御プログラム124dの実行により、バックライト制御部11に光源の各々を決定された光量で発光させる。
【解決手段】液晶表示装置100において、算出部5は、画像信号に基づいてエリア毎に必要な光量を算出し、CPU121は、第1決定プログラム124bの実行により、エリア毎に必要な光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定し、第2決定プログラム124cの実行により、算出部5により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を決定された光量決定順序で決定し、バックライト制御プログラム124dの実行により、バックライト制御部11に光源の各々を決定された光量で発光させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、表示領域を複数のエリアに分割し、各エリアに対応する各光源の発光輝度をそれぞれ個別に制御する液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような液晶表示装置によれば、明るいエリアに対応する光源を高輝度で発光させ、一方、暗いエリアに対応する光源は低輝度で発光させることができるため、画質の向上と消費電力の低減を図ることができる。
【0003】
こうした液晶表示装置では、各エリアに、そのエリアの直下に配置された光源からの光だけでなく、その周囲の光源から拡散されてくる光が重畳された照明光が照射されることとなる。そのため、各エリアに対応する光源の光量を決定する際には、その光源の周囲に配置されている光源の光量も併せて考慮する必要がある。
また、特許文献2には、画素領域(エリア)毎に、あるバックライト照明領域(光源)の輝度レベルとそれに隣接するバックライト照明領域(光源)の輝度レベルの組み合わせに対応した階調補正テーブルデータに基づいて階調補正を行う表示装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−350179号公報
【特許文献2】特許第3523170号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したような、各光源の光量を、その周辺の光源の光量を考慮しながら決定していく方法では、光量を決定する順序によって各光源の光量が変わることとなる。したがって、単に配列されている順に各光源の光量を決定していく場合よりも、各エリアに必要な光量に基づいて算出された適切な順序で各光源の光量を決定していけば、より効率の良い光源制御が可能である。しかしながら、特許文献2を始めとする従来の技術は、光源の発光光量を決定する順序について何らかの提案するものではなかった。
【0006】
本発明の課題は、表示領域が複数のエリアに分割された液晶表示装置において、より効率良く光源を発光させることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、複数のエリアに分割された液晶パネルと、当該エリアに一対一で対応する複数の光源を備えるバックライトと、を備える液晶表示装置において、
画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定する第1決定手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を前記第1決定手段により決定された前記光量決定順序で決定する第2決定手段と、
前記光源の各々を、前記第2決定手段により決定された光量で発光させる制御を行うバックライト制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、複数のエリアに分割された液晶パネルと、当該エリアに一対一で対応する複数の光源を備えるバックライトと、を備える液晶表示装置において、
画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定する第1決定手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を前記第1決定手段により決定された前記光量決定順序で決定する第2決定手段と、
前記光源の各々を、前記第2決定手段により決定された光量で発光させる制御を行うバックライト制御手段と、
を備え、
前記バックライトの前面に、当該バックライトの各光源から発せられた光を拡散する拡散部材が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、算出手段により、画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量が算出され、第1決定手段により、算出手段により算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序が決定され、第2決定手段により、算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、が第1決定手段により決定された光量決定順序で決定され、バックライト制御手段により、光源の各々を第2決定手段により決定された光量で発光させる制御が行われる。
すなわち、各エリアに必要な光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように光量決定順序が決定され、決定された光量決定順序で各光源の光量が決定されることとなる。したがって、表示領域が複数のエリアに分割された液晶表示装置において、各光源の光量が光量の高いエリアから順に決定されることで、バックライト全体での光量が低減されることとなり、単に配列されている順に各光源の光量を決定していく場合よりも、より効率良く光源を発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明を適用した本実施形態の液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図2】図2(a)は、本実施形態の液晶パネルの表示領域を模式的に示す図であり、図2(b)は、本実施形態のバックライトを模式的に示す図である。
【図3】光分布記憶部に記憶された光分布の一例である。
【図4】光源の発光制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図5】各エリアに必要な光量の一例である。
【図6】図5に例示する各エリアの必要光量に基づいて決定した光量決定順序である。
【図7】光量決定順序が1番目のエリアS(3、4)の必要光量を示す図である。
【図8】エリアS(3、4)に光量「87」の光を照射するための各光源の光量である。
【図9】光量決定順序が1番目のエリアS(3、4)の必要光量と、光量決定順序が2番目のエリアS(5、2)の必要光量とを示す図である。
【図10】エリアS(3、4)に光量「87」の光、エリアS(5、2)に光量「84」の光を照射するための各光源の光量である。
【図11】図5に示す光量を実現するための各光源の光量である。
【図12】各光源Lの光量を配列されている順序で算出する従来の方法を用いて算出した、図5に示す光量を実現するための各光源の光量である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
【0012】
図1は、本実施形態の液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図1において、点線は映像データの流れを示し、実線は制御信号の流れを示している。
本実施形態の液晶表示装置100は、例えば、図1に示すように、信号入力部1、映像処理部2、タイミング制御部3、フレームメモリ4、算出手段としての算出部5、補正部6、液晶パネル7、走査線駆動部8、信号線駆動部9、バックライト10、バックライト制御部11、制御部12等を備える。
【0013】
信号入力部1は、例えば、テレビジョン放送信号を受信するアンテナ及びチューナや、外部装置からの画像信号を受信する各種映像端子等を備えて構成され、入力される画像信号を受信して、映像処理部2に出力する。
【0014】
映像処理部2は、A/D変換回路、RGB生成回路、画質調整回路等を備えて構成され、信号入力部1から供給される画像信号に基づいて、RGBのデジタル画像信号を生成し、液晶パネル7の画素数に応じたスケーリング処理を行って、1フレーム分の画像信号を生成する。さらに、1フレーム分の画像信号に対して、制御部12から出力される画質調整信号に基づいて、ブライトネス、コントラスト、色の濃さ、色合い、シャープネス等の各種画質調整を行った後に、フレームメモリ4に出力する。
【0015】
タイミング制御部3は、信号入力部1から供給される画像信号に基づいて、1ライン期間を示すタイミング信号と、1フレーム期間を示すタイミング信号とを生成して、液晶表示装置100の各部に供給する。
【0016】
フレームメモリ4は、映像処理部2から入力される画像信号をフレーム単位で蓄積する。
【0017】
算出部5は、フレームメモリ4から入力される画像信号に基づいて、液晶パネル7を構成する各エリアSに必要な光量を算出し、算出した各エリアSの光量を制御部12に出力する。
【0018】
補正部6は、制御部12からの制御にしたがって、液晶パネル7における各画素領域が目標の光量で発光するように、各エリアSに属する画素の画像信号をそのエリアSに対応する光源Lの光量に応じて補正する。
【0019】
液晶パネル7は、所定の間隔を隔てて配設された一対の基板の間に液晶が封入されて成る。これら一対の基板は、偏光軸が直交した2枚の偏光板で挟まれ、背面側にはバックライト10が配設されている。
基板の上面には、p行の走査線X(X1〜Xp)及びq列の信号線Y(Y1〜Yq)が互いに直交するように配列されている。この液晶パネル7は、例えば、アクティブマトリクス駆動方式を採用しており、走査線Xと信号線Yの各交点の画素に、アクティブ素子としての薄膜トランジスタ(TFT: Thin Film Transistor)が配設されている。各画素には画素電極が形成され、画素電極に対向して、対向する基板に対向電極が形成されている。また、画素電極と対向電極との対向面にはそれぞれ配向膜が形成されている。
【0020】
走査線駆動部8は、液晶パネル7における走査線X(X1〜Xp)の各々に対応して設けられており、タイミング制御部3からのタイミング信号に従って、各走査線Xを順に選択して、同一の走査線X上に連なるTFTをオン/オフさせる。
信号線駆動部9は、液晶パネル7における信号線Y(Y1〜Yq)の各々に対応して設けられており、走査線駆動部8による各走査線Xの走査に同期して、映像処理部2から入力される画像信号に応じた電圧を信号線Yに対して印加する。
走査線駆動部8及び信号線駆動部9により走査線Xと信号線Yとが駆動されると、それらの交点にある画素のTFTがオンとなって画素電極に電荷が蓄積され、その画素電極と対向電極との間に挟持されている液晶の配列方向が変化して、配向膜と偏光板とともに、液晶パネル7の背面側に設けられたバックライト10から照射される光を画素単位で通過或いは遮断させる。
【0021】
バックライト10は、液晶パネル7の背面側に設けられた直下型のLEDバックライトであり、一面が開口した筐体(図示省略)の内部にLED(図示省略)を収納し、筐体の開口部に拡散部材10aを貼り付けたものである。拡散部材10aは、LEDから出射される光を導光して分散する。
【0022】
本実施形態において、液晶パネル7は複数のエリアSに分割されている。
また、液晶パネル7の背面側に配置されているバックライト10が、液晶パネル7を構成する複数のエリアSに一対一で対応する複数の光源Lから構成されている。
【0023】
ここで、図2(a)は、本実施形態の液晶パネル7の表示領域を模式的に示す図であり、図2(b)は、本実施形態のバックライト10を模式的に示す図である。
図2(a)に示すように、本実施形態の液晶表示装置100は、液晶パネル7の表示領域が、縦n個×横m個のエリアS・・・にマトリクス状に等分割されている。また、図2(b)に示すように、バックライト10が、液晶パネル7を構成するエリアSに一対一で対応する縦n個×横m個の光源L・・・から構成されている。
【0024】
なお、以下では、n=8、m=8とし、液晶パネル7が縦8個×横8個の計64個のエリアSに分割され、バックライト10が縦8個×横8個の計64個の光源Lに分割されている場合について説明することとする。
そして、64個のエリアSのうち、左上端部に位置するエリアにS(1、1)、右上端部に位置するエリアにS(8、1)、左下端部に位置するエリアにS(1、8)、右下端部に位置するエリアにS(8、8)の符号を付し、その他のエリアSについても同様の方法で符号を割り当てることとする。
また、64個の光源Lのうち、エリアS(1、1)に対応する左上端部に位置する光源にL(1、1)、エリアS(8、1)に対応する右上端部に位置する光源にL(8、1)、エリアS(1、8)に対応する左下端部に位置する光源にL(1、8)、エリアS(8、8)に対応する右下端部に位置する光源にL(8、8)の符号を付し、その他の光源Lについても、同様の方法で符号を割り当てることとする。
上述の各エリアSと各光源Lとの対応関係は、所定の記憶領域において予め記憶されている。
【0025】
バックライト制御部11は、制御部12からの指示にしたがって、バックライト10の各光源Lに備わるLEDを駆動させ、各光源Lを発光させる制御を行う。
【0026】
制御部12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)121、RAM(Random Access Memory)122、光分布記憶部123、ROM(Read Only Memory)124等を備えて構成される。
【0027】
CPU121は、液晶表示装置100の各部から入力される入力信号に応じて、ROM124に格納された各種プログラムを実行するとともに、実行にかかるプログラムに基づいて各部に出力信号を出力することにより、液晶表示装置100の動作全般を統括制御する。
【0028】
RAM122は、CPU121により実行される各種プログラムを展開するプログラム格納領域や、入力データやこれらの処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域を備え、CPU121のワークエリアとして用いられる。
【0029】
光分布記憶部123は、例えば、不揮発性メモリにより構成され、バックライト10を構成する各光源Lの発光時における光の分布状況を記憶している。具体的には、一つの光源Lを発光させた場合における光が照射されるエリアS及びその光量が、それぞれの光源Lについて記憶されている。
例えば、図3は、エリアS(4、4)に対応する光源L(4、4)を100%の光量で発光させた場合における光の分布例である。図3に示すように、光源L(4、4)からの光はバックライト10の拡散部材10aによって分散され、対応するエリアS(4、4)には40%の光量が照射される。また、対応するエリアS(4、4)の周囲のエリアS(3、3)、S(4、3)、S(5、3)、S(3、4)、S(5、4)、S(3、5)、S(4、5)、S(5、5)には、5%の光量が照射される。さらに、その周囲のエリアS(4、2)、S(2、4)、S(6、4)、S(4、6)には、2%の光量が照射され、エリアS(2、2)、S(3、2)、S(5、2)、S(6、2)、S(2、3)、S(6、3)、S(2、5)、S(6、5)、S(2、6)、S(3、6)、S(5、6)、S(6、6)には、1%の光量が照射される。
このように、光源Lからの光は、対応するエリアSだけでなく、その周囲のエリアSに分散して照射されることとなる。そのため、あるエリアSの光量を実現するためには、光分布記憶部123に基づいてバックライト10を構成するそれぞれの光源Lからの光の光量を算出し、算出された光量で各光源Lを発光させる必要がある。
【0030】
ROM124は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、算出手段としての算出プログラム124a、第1決定手段としての第1決定プログラム124b、第2決定手段としての第2決定プログラム124c、バックライト制御手段としてのバックライト制御プログラム124dが格納されている。
【0031】
算出プログラム124aは、CPU121に、画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する機能を実現させるためのプログラムである。CPU121は、かかる算出プログラム124aを実行することにより、算出部5とともに算出手段を構成する。
【0032】
第1決定プログラム124bは、CPU121に、算出プログラム124aの実行において算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、最大光量のエリアSからの昇順となるように、光源Lの光量決定順序を決定する機能を実現させるためのプログラムである。CPU121は、かかる第1決定プログラム124bを実行することにより、第1決定手段を構成する。
【0033】
第2決定プログラム124cは、CPU121に、算出プログラム124aの実行において算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、各光源Lの光量と、当該光源Lの周囲にある光源Lの光量と、を第1決定プログラム124bにより決定された光量決定順序で決定する機能を実現させるためのプログラムである。CPU121は、かかる第2決定プログラム124cを実行することにより、第2決定手段を構成する。
【0034】
バックライト制御プログラム124dは、CPU121に、光源Lの各々を、第2決定プログラム124cの実行において決定された光量で発光させる制御を行う機能を実現させるためのプログラムである。CPU121は、かかるバックライト制御プログラム124dを実行することにより、バックライト制御部11とともにバックライト制御手段を構成する。
【0035】
ここで、図4のフローチャートを参照しながら、上述の算出プログラム124a、第1決定プログラム124b、第2決定プログラム124c、バックライト制御プログラム124dの実行により、本実施形態の液晶表示装置100において行われる光源Lの発光制御処理について説明する。
【0036】
まず、ステップS1において、CPU121は、算出部5において、各エリアSに必要な光量を、画像信号に基づいて算出する。
【0037】
図5に、画像信号に基づいて算出された各エリアSの必要光量の一例を示す。図5において、例えば、エリアS(1、1)の必要光量は「65」、エリアS(5、2)の必要光量は「84」、エリアS(3、3)の必要光量は「78」とされている。また、エリアS(3、4)は、必要光量が最大「87」のエリアSであり、エリアS(7、6)は、必要光量が最小「27」のエリアSである。
【0038】
次に、ステップS2において、CPU121は、光源Lの光量を決定するための光量決定順序を、対応するエリアSの光量が最大のエリアSからの昇順となるように決定する。最大光量のエリアSからの昇順となる光量決定順序とは、すなわち、必要光量が最大のエリアSに対応する光源Lを1番目とし、必要光量が最小のエリアSに対応する光源Lを最後とする順序であり、この順序で各光源Lの光量を決定することにより、光源Lの光量を必要光量の大きなエリアSから順に決定することができる。
【0039】
図6は、図5に例示する各エリアSの必要光量に基づいて決定した光量決定順序である。図6において、例えば、必要光量が最大のエリアS(3、4)に対応する光源L(3、4)の光量決定順序は1番目とされている。また、必要光量が最小のエリアS(7、6)に対応する光源L(7、6)の光量決定順序は64番目とされている。
【0040】
次に、ステップS3において、CPU121は、ステップS2において決定した光量決定順序で、各光源Lの光量を決定する。
【0041】
具体的には、CPU121は、先ず始めに、光量決定順序が1番目のエリアS(3、4)を対象として(図7参照)、そのエリアS(3、4)に必要な光量「87」を照射するための各光源Lの光量を決定する。図8に、エリアS(3、4)に光量「87」の光を照射するための各光源Lの光量を示す。
次いで、CPU121は、光量決定順序が2番目のエリアS(5、2)を対象として(図9参照)、そのエリアS(5、2)に必要な光量「84」を照射するための各光源Lの光量を、既に決定した光量に加算するように決定する。図10に、エリアS(3、4)に光量「87」の光を照射し、且つ、エリアS(5、2)に「84」を照射するための各光源Lの光量を示す。
さらに、CPU121は、光量決定順序3番目〜64番目の各エリアSを対象として、上述の処理を行うことで、全エリアSに必要な光量を照射するための光源Lの光量を決定する。
【0042】
ここで、図11は、図5の光量を実現するための各光源Lの光量である。また、図12は、各光源Lの光量を光源Lが配列されている順(例えば、L(1、1)、L(1、2)・・・L(2、1)・・・L(8、8))に算出する従来の方法を用いて算出した、図5の光量を実現するための各光源Lの光量である。
本発明のように、光源Lの光量を、対応するエリアSの必要光量が大きい順に決定していく方法では、必要光量が小さいエリアSの光量決定時には、周囲のエリアSの影響で必要光量を抑えることができる。そのため、従来方法を用いた図12の従来例と比較して、バックライト10全体で5.4%の光量を低減することができる。
【0043】
次に、ステップS4において、CPU121は、バックライト制御部11により、ステップS3において決定した各光源Lの光量で、各光源Lを発光させ、本処理を終了する。
【0044】
以上説明した本実施形態の液晶表示装置100によれば、CPU121による算出プログラム124aの実行により、画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量が算出され、第1決定プログラム124bの実行により、算出プログラム124aの実行により算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、最大光量のエリアSからの昇順となるように、光源Lの光量決定順序が決定され、第2決定プログラム124cの実行により、算出プログラム124aの実行により算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、各光源Lの光量と、当該光源Lの周囲にある光源Lの光量と、が第1決定手段により決定された光量決定順序で決定され、バックライト制御プログラム124dの実行により、光源Lの各々を、第2決定手段により決定された光量で発光させる制御が行われる。
すなわち、各エリアSに必要な光量に基づいて、最大光量のエリアSからの昇順となるように光量決定順序が決定され、決定された光量決定順序で各光源Lの光量が決定されることとなる。したがって、表示領域が複数のエリアSに分割された液晶表示装置100において、各光源Lの光量が光量の高いエリアSから順に決定されることで、バックライト全体での光量が低減されることとなり、単に配列されている順に各光源Lの光量を決定していく場合よりも、光源Lの発光制御をより効率良く行うことができる。
【0045】
また、バックライト10の前面に、当該バックライト10の各光源Lから発せられた光を拡散する拡散部材10aが配置されているため、液晶パネル7における表示ムラを防止して、輝度向上を図ることができる。
【0046】
なお、本発明の範囲は上記実施形態に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、液晶パネル7におけるエリアSの分割態様は任意であり、例えば、等分割でなくとも良い。
また、各光源Lの光量を最大光量のエリアSからの昇順となる順序で決定する手段の他に、各光源Lの光量を光源Lの配列順に決定する手段を備え、画像によって2つの手段を切り換えるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0047】
本発明は、液晶表示装置の製造業等に利用可能である。
【符号の説明】
【0048】
100 液晶表示装置
5 算出部(算出手段)
7 液晶パネル
10 バックライト
11 バックライト制御部(バックライト制御手段)
121 CPU(算出手段、第1決定手段、第2決定手段、バックライト制御手段)
124a 算出プログラム(算出手段)
124b 第1決定プログラム(第1決定手段)
124c 第2決定プログラム(第2決定手段)
124d バックライト制御プログラム(バックライト制御手段)
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、表示領域を複数のエリアに分割し、各エリアに対応する各光源の発光輝度をそれぞれ個別に制御する液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような液晶表示装置によれば、明るいエリアに対応する光源を高輝度で発光させ、一方、暗いエリアに対応する光源は低輝度で発光させることができるため、画質の向上と消費電力の低減を図ることができる。
【0003】
こうした液晶表示装置では、各エリアに、そのエリアの直下に配置された光源からの光だけでなく、その周囲の光源から拡散されてくる光が重畳された照明光が照射されることとなる。そのため、各エリアに対応する光源の光量を決定する際には、その光源の周囲に配置されている光源の光量も併せて考慮する必要がある。
また、特許文献2には、画素領域(エリア)毎に、あるバックライト照明領域(光源)の輝度レベルとそれに隣接するバックライト照明領域(光源)の輝度レベルの組み合わせに対応した階調補正テーブルデータに基づいて階調補正を行う表示装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2004−350179号公報
【特許文献2】特許第3523170号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したような、各光源の光量を、その周辺の光源の光量を考慮しながら決定していく方法では、光量を決定する順序によって各光源の光量が変わることとなる。したがって、単に配列されている順に各光源の光量を決定していく場合よりも、各エリアに必要な光量に基づいて算出された適切な順序で各光源の光量を決定していけば、より効率の良い光源制御が可能である。しかしながら、特許文献2を始めとする従来の技術は、光源の発光光量を決定する順序について何らかの提案するものではなかった。
【0006】
本発明の課題は、表示領域が複数のエリアに分割された液晶表示装置において、より効率良く光源を発光させることである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、複数のエリアに分割された液晶パネルと、当該エリアに一対一で対応する複数の光源を備えるバックライトと、を備える液晶表示装置において、
画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定する第1決定手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を前記第1決定手段により決定された前記光量決定順序で決定する第2決定手段と、
前記光源の各々を、前記第2決定手段により決定された光量で発光させる制御を行うバックライト制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、複数のエリアに分割された液晶パネルと、当該エリアに一対一で対応する複数の光源を備えるバックライトと、を備える液晶表示装置において、
画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定する第1決定手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を前記第1決定手段により決定された前記光量決定順序で決定する第2決定手段と、
前記光源の各々を、前記第2決定手段により決定された光量で発光させる制御を行うバックライト制御手段と、
を備え、
前記バックライトの前面に、当該バックライトの各光源から発せられた光を拡散する拡散部材が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、算出手段により、画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量が算出され、第1決定手段により、算出手段により算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序が決定され、第2決定手段により、算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、が第1決定手段により決定された光量決定順序で決定され、バックライト制御手段により、光源の各々を第2決定手段により決定された光量で発光させる制御が行われる。
すなわち、各エリアに必要な光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように光量決定順序が決定され、決定された光量決定順序で各光源の光量が決定されることとなる。したがって、表示領域が複数のエリアに分割された液晶表示装置において、各光源の光量が光量の高いエリアから順に決定されることで、バックライト全体での光量が低減されることとなり、単に配列されている順に各光源の光量を決定していく場合よりも、より効率良く光源を発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明を適用した本実施形態の液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図2】図2(a)は、本実施形態の液晶パネルの表示領域を模式的に示す図であり、図2(b)は、本実施形態のバックライトを模式的に示す図である。
【図3】光分布記憶部に記憶された光分布の一例である。
【図4】光源の発光制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図5】各エリアに必要な光量の一例である。
【図6】図5に例示する各エリアの必要光量に基づいて決定した光量決定順序である。
【図7】光量決定順序が1番目のエリアS(3、4)の必要光量を示す図である。
【図8】エリアS(3、4)に光量「87」の光を照射するための各光源の光量である。
【図9】光量決定順序が1番目のエリアS(3、4)の必要光量と、光量決定順序が2番目のエリアS(5、2)の必要光量とを示す図である。
【図10】エリアS(3、4)に光量「87」の光、エリアS(5、2)に光量「84」の光を照射するための各光源の光量である。
【図11】図5に示す光量を実現するための各光源の光量である。
【図12】各光源Lの光量を配列されている順序で算出する従来の方法を用いて算出した、図5に示す光量を実現するための各光源の光量である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
【0012】
図1は、本実施形態の液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図1において、点線は映像データの流れを示し、実線は制御信号の流れを示している。
本実施形態の液晶表示装置100は、例えば、図1に示すように、信号入力部1、映像処理部2、タイミング制御部3、フレームメモリ4、算出手段としての算出部5、補正部6、液晶パネル7、走査線駆動部8、信号線駆動部9、バックライト10、バックライト制御部11、制御部12等を備える。
【0013】
信号入力部1は、例えば、テレビジョン放送信号を受信するアンテナ及びチューナや、外部装置からの画像信号を受信する各種映像端子等を備えて構成され、入力される画像信号を受信して、映像処理部2に出力する。
【0014】
映像処理部2は、A/D変換回路、RGB生成回路、画質調整回路等を備えて構成され、信号入力部1から供給される画像信号に基づいて、RGBのデジタル画像信号を生成し、液晶パネル7の画素数に応じたスケーリング処理を行って、1フレーム分の画像信号を生成する。さらに、1フレーム分の画像信号に対して、制御部12から出力される画質調整信号に基づいて、ブライトネス、コントラスト、色の濃さ、色合い、シャープネス等の各種画質調整を行った後に、フレームメモリ4に出力する。
【0015】
タイミング制御部3は、信号入力部1から供給される画像信号に基づいて、1ライン期間を示すタイミング信号と、1フレーム期間を示すタイミング信号とを生成して、液晶表示装置100の各部に供給する。
【0016】
フレームメモリ4は、映像処理部2から入力される画像信号をフレーム単位で蓄積する。
【0017】
算出部5は、フレームメモリ4から入力される画像信号に基づいて、液晶パネル7を構成する各エリアSに必要な光量を算出し、算出した各エリアSの光量を制御部12に出力する。
【0018】
補正部6は、制御部12からの制御にしたがって、液晶パネル7における各画素領域が目標の光量で発光するように、各エリアSに属する画素の画像信号をそのエリアSに対応する光源Lの光量に応じて補正する。
【0019】
液晶パネル7は、所定の間隔を隔てて配設された一対の基板の間に液晶が封入されて成る。これら一対の基板は、偏光軸が直交した2枚の偏光板で挟まれ、背面側にはバックライト10が配設されている。
基板の上面には、p行の走査線X(X1〜Xp)及びq列の信号線Y(Y1〜Yq)が互いに直交するように配列されている。この液晶パネル7は、例えば、アクティブマトリクス駆動方式を採用しており、走査線Xと信号線Yの各交点の画素に、アクティブ素子としての薄膜トランジスタ(TFT: Thin Film Transistor)が配設されている。各画素には画素電極が形成され、画素電極に対向して、対向する基板に対向電極が形成されている。また、画素電極と対向電極との対向面にはそれぞれ配向膜が形成されている。
【0020】
走査線駆動部8は、液晶パネル7における走査線X(X1〜Xp)の各々に対応して設けられており、タイミング制御部3からのタイミング信号に従って、各走査線Xを順に選択して、同一の走査線X上に連なるTFTをオン/オフさせる。
信号線駆動部9は、液晶パネル7における信号線Y(Y1〜Yq)の各々に対応して設けられており、走査線駆動部8による各走査線Xの走査に同期して、映像処理部2から入力される画像信号に応じた電圧を信号線Yに対して印加する。
走査線駆動部8及び信号線駆動部9により走査線Xと信号線Yとが駆動されると、それらの交点にある画素のTFTがオンとなって画素電極に電荷が蓄積され、その画素電極と対向電極との間に挟持されている液晶の配列方向が変化して、配向膜と偏光板とともに、液晶パネル7の背面側に設けられたバックライト10から照射される光を画素単位で通過或いは遮断させる。
【0021】
バックライト10は、液晶パネル7の背面側に設けられた直下型のLEDバックライトであり、一面が開口した筐体(図示省略)の内部にLED(図示省略)を収納し、筐体の開口部に拡散部材10aを貼り付けたものである。拡散部材10aは、LEDから出射される光を導光して分散する。
【0022】
本実施形態において、液晶パネル7は複数のエリアSに分割されている。
また、液晶パネル7の背面側に配置されているバックライト10が、液晶パネル7を構成する複数のエリアSに一対一で対応する複数の光源Lから構成されている。
【0023】
ここで、図2(a)は、本実施形態の液晶パネル7の表示領域を模式的に示す図であり、図2(b)は、本実施形態のバックライト10を模式的に示す図である。
図2(a)に示すように、本実施形態の液晶表示装置100は、液晶パネル7の表示領域が、縦n個×横m個のエリアS・・・にマトリクス状に等分割されている。また、図2(b)に示すように、バックライト10が、液晶パネル7を構成するエリアSに一対一で対応する縦n個×横m個の光源L・・・から構成されている。
【0024】
なお、以下では、n=8、m=8とし、液晶パネル7が縦8個×横8個の計64個のエリアSに分割され、バックライト10が縦8個×横8個の計64個の光源Lに分割されている場合について説明することとする。
そして、64個のエリアSのうち、左上端部に位置するエリアにS(1、1)、右上端部に位置するエリアにS(8、1)、左下端部に位置するエリアにS(1、8)、右下端部に位置するエリアにS(8、8)の符号を付し、その他のエリアSについても同様の方法で符号を割り当てることとする。
また、64個の光源Lのうち、エリアS(1、1)に対応する左上端部に位置する光源にL(1、1)、エリアS(8、1)に対応する右上端部に位置する光源にL(8、1)、エリアS(1、8)に対応する左下端部に位置する光源にL(1、8)、エリアS(8、8)に対応する右下端部に位置する光源にL(8、8)の符号を付し、その他の光源Lについても、同様の方法で符号を割り当てることとする。
上述の各エリアSと各光源Lとの対応関係は、所定の記憶領域において予め記憶されている。
【0025】
バックライト制御部11は、制御部12からの指示にしたがって、バックライト10の各光源Lに備わるLEDを駆動させ、各光源Lを発光させる制御を行う。
【0026】
制御部12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)121、RAM(Random Access Memory)122、光分布記憶部123、ROM(Read Only Memory)124等を備えて構成される。
【0027】
CPU121は、液晶表示装置100の各部から入力される入力信号に応じて、ROM124に格納された各種プログラムを実行するとともに、実行にかかるプログラムに基づいて各部に出力信号を出力することにより、液晶表示装置100の動作全般を統括制御する。
【0028】
RAM122は、CPU121により実行される各種プログラムを展開するプログラム格納領域や、入力データやこれらの処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域を備え、CPU121のワークエリアとして用いられる。
【0029】
光分布記憶部123は、例えば、不揮発性メモリにより構成され、バックライト10を構成する各光源Lの発光時における光の分布状況を記憶している。具体的には、一つの光源Lを発光させた場合における光が照射されるエリアS及びその光量が、それぞれの光源Lについて記憶されている。
例えば、図3は、エリアS(4、4)に対応する光源L(4、4)を100%の光量で発光させた場合における光の分布例である。図3に示すように、光源L(4、4)からの光はバックライト10の拡散部材10aによって分散され、対応するエリアS(4、4)には40%の光量が照射される。また、対応するエリアS(4、4)の周囲のエリアS(3、3)、S(4、3)、S(5、3)、S(3、4)、S(5、4)、S(3、5)、S(4、5)、S(5、5)には、5%の光量が照射される。さらに、その周囲のエリアS(4、2)、S(2、4)、S(6、4)、S(4、6)には、2%の光量が照射され、エリアS(2、2)、S(3、2)、S(5、2)、S(6、2)、S(2、3)、S(6、3)、S(2、5)、S(6、5)、S(2、6)、S(3、6)、S(5、6)、S(6、6)には、1%の光量が照射される。
このように、光源Lからの光は、対応するエリアSだけでなく、その周囲のエリアSに分散して照射されることとなる。そのため、あるエリアSの光量を実現するためには、光分布記憶部123に基づいてバックライト10を構成するそれぞれの光源Lからの光の光量を算出し、算出された光量で各光源Lを発光させる必要がある。
【0030】
ROM124は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、算出手段としての算出プログラム124a、第1決定手段としての第1決定プログラム124b、第2決定手段としての第2決定プログラム124c、バックライト制御手段としてのバックライト制御プログラム124dが格納されている。
【0031】
算出プログラム124aは、CPU121に、画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する機能を実現させるためのプログラムである。CPU121は、かかる算出プログラム124aを実行することにより、算出部5とともに算出手段を構成する。
【0032】
第1決定プログラム124bは、CPU121に、算出プログラム124aの実行において算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、最大光量のエリアSからの昇順となるように、光源Lの光量決定順序を決定する機能を実現させるためのプログラムである。CPU121は、かかる第1決定プログラム124bを実行することにより、第1決定手段を構成する。
【0033】
第2決定プログラム124cは、CPU121に、算出プログラム124aの実行において算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、各光源Lの光量と、当該光源Lの周囲にある光源Lの光量と、を第1決定プログラム124bにより決定された光量決定順序で決定する機能を実現させるためのプログラムである。CPU121は、かかる第2決定プログラム124cを実行することにより、第2決定手段を構成する。
【0034】
バックライト制御プログラム124dは、CPU121に、光源Lの各々を、第2決定プログラム124cの実行において決定された光量で発光させる制御を行う機能を実現させるためのプログラムである。CPU121は、かかるバックライト制御プログラム124dを実行することにより、バックライト制御部11とともにバックライト制御手段を構成する。
【0035】
ここで、図4のフローチャートを参照しながら、上述の算出プログラム124a、第1決定プログラム124b、第2決定プログラム124c、バックライト制御プログラム124dの実行により、本実施形態の液晶表示装置100において行われる光源Lの発光制御処理について説明する。
【0036】
まず、ステップS1において、CPU121は、算出部5において、各エリアSに必要な光量を、画像信号に基づいて算出する。
【0037】
図5に、画像信号に基づいて算出された各エリアSの必要光量の一例を示す。図5において、例えば、エリアS(1、1)の必要光量は「65」、エリアS(5、2)の必要光量は「84」、エリアS(3、3)の必要光量は「78」とされている。また、エリアS(3、4)は、必要光量が最大「87」のエリアSであり、エリアS(7、6)は、必要光量が最小「27」のエリアSである。
【0038】
次に、ステップS2において、CPU121は、光源Lの光量を決定するための光量決定順序を、対応するエリアSの光量が最大のエリアSからの昇順となるように決定する。最大光量のエリアSからの昇順となる光量決定順序とは、すなわち、必要光量が最大のエリアSに対応する光源Lを1番目とし、必要光量が最小のエリアSに対応する光源Lを最後とする順序であり、この順序で各光源Lの光量を決定することにより、光源Lの光量を必要光量の大きなエリアSから順に決定することができる。
【0039】
図6は、図5に例示する各エリアSの必要光量に基づいて決定した光量決定順序である。図6において、例えば、必要光量が最大のエリアS(3、4)に対応する光源L(3、4)の光量決定順序は1番目とされている。また、必要光量が最小のエリアS(7、6)に対応する光源L(7、6)の光量決定順序は64番目とされている。
【0040】
次に、ステップS3において、CPU121は、ステップS2において決定した光量決定順序で、各光源Lの光量を決定する。
【0041】
具体的には、CPU121は、先ず始めに、光量決定順序が1番目のエリアS(3、4)を対象として(図7参照)、そのエリアS(3、4)に必要な光量「87」を照射するための各光源Lの光量を決定する。図8に、エリアS(3、4)に光量「87」の光を照射するための各光源Lの光量を示す。
次いで、CPU121は、光量決定順序が2番目のエリアS(5、2)を対象として(図9参照)、そのエリアS(5、2)に必要な光量「84」を照射するための各光源Lの光量を、既に決定した光量に加算するように決定する。図10に、エリアS(3、4)に光量「87」の光を照射し、且つ、エリアS(5、2)に「84」を照射するための各光源Lの光量を示す。
さらに、CPU121は、光量決定順序3番目〜64番目の各エリアSを対象として、上述の処理を行うことで、全エリアSに必要な光量を照射するための光源Lの光量を決定する。
【0042】
ここで、図11は、図5の光量を実現するための各光源Lの光量である。また、図12は、各光源Lの光量を光源Lが配列されている順(例えば、L(1、1)、L(1、2)・・・L(2、1)・・・L(8、8))に算出する従来の方法を用いて算出した、図5の光量を実現するための各光源Lの光量である。
本発明のように、光源Lの光量を、対応するエリアSの必要光量が大きい順に決定していく方法では、必要光量が小さいエリアSの光量決定時には、周囲のエリアSの影響で必要光量を抑えることができる。そのため、従来方法を用いた図12の従来例と比較して、バックライト10全体で5.4%の光量を低減することができる。
【0043】
次に、ステップS4において、CPU121は、バックライト制御部11により、ステップS3において決定した各光源Lの光量で、各光源Lを発光させ、本処理を終了する。
【0044】
以上説明した本実施形態の液晶表示装置100によれば、CPU121による算出プログラム124aの実行により、画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量が算出され、第1決定プログラム124bの実行により、算出プログラム124aの実行により算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、最大光量のエリアSからの昇順となるように、光源Lの光量決定順序が決定され、第2決定プログラム124cの実行により、算出プログラム124aの実行により算出されたエリア毎に必要な光量に基づいて、各光源Lの光量と、当該光源Lの周囲にある光源Lの光量と、が第1決定手段により決定された光量決定順序で決定され、バックライト制御プログラム124dの実行により、光源Lの各々を、第2決定手段により決定された光量で発光させる制御が行われる。
すなわち、各エリアSに必要な光量に基づいて、最大光量のエリアSからの昇順となるように光量決定順序が決定され、決定された光量決定順序で各光源Lの光量が決定されることとなる。したがって、表示領域が複数のエリアSに分割された液晶表示装置100において、各光源Lの光量が光量の高いエリアSから順に決定されることで、バックライト全体での光量が低減されることとなり、単に配列されている順に各光源Lの光量を決定していく場合よりも、光源Lの発光制御をより効率良く行うことができる。
【0045】
また、バックライト10の前面に、当該バックライト10の各光源Lから発せられた光を拡散する拡散部材10aが配置されているため、液晶パネル7における表示ムラを防止して、輝度向上を図ることができる。
【0046】
なお、本発明の範囲は上記実施形態に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、液晶パネル7におけるエリアSの分割態様は任意であり、例えば、等分割でなくとも良い。
また、各光源Lの光量を最大光量のエリアSからの昇順となる順序で決定する手段の他に、各光源Lの光量を光源Lの配列順に決定する手段を備え、画像によって2つの手段を切り換えるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0047】
本発明は、液晶表示装置の製造業等に利用可能である。
【符号の説明】
【0048】
100 液晶表示装置
5 算出部(算出手段)
7 液晶パネル
10 バックライト
11 バックライト制御部(バックライト制御手段)
121 CPU(算出手段、第1決定手段、第2決定手段、バックライト制御手段)
124a 算出プログラム(算出手段)
124b 第1決定プログラム(第1決定手段)
124c 第2決定プログラム(第2決定手段)
124d バックライト制御プログラム(バックライト制御手段)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のエリアに分割された液晶パネルと、当該エリアに一対一で対応する複数の光源を備えるバックライトと、を備える液晶表示装置において、
画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定する第1決定手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を前記第1決定手段により決定された前記光量決定順序で決定する第2決定手段と、
前記光源の各々を、前記第2決定手段により決定された光量で発光させる制御を行うバックライト制御手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
複数のエリアに分割された液晶パネルと、当該エリアに一対一で対応する複数の光源を備えるバックライトと、を備える液晶表示装置において、
画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定する第1決定手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を前記第1決定手段により決定された前記光量決定順序で決定する第2決定手段と、
前記光源の各々を、前記第2決定手段により決定された光量で発光させる制御を行うバックライト制御手段と、
を備え、
前記バックライトの前面に、当該バックライトの各光源から発せられた光を拡散する拡散部材が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項1】
複数のエリアに分割された液晶パネルと、当該エリアに一対一で対応する複数の光源を備えるバックライトと、を備える液晶表示装置において、
画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定する第1決定手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を前記第1決定手段により決定された前記光量決定順序で決定する第2決定手段と、
前記光源の各々を、前記第2決定手段により決定された光量で発光させる制御を行うバックライト制御手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
複数のエリアに分割された液晶パネルと、当該エリアに一対一で対応する複数の光源を備えるバックライトと、を備える液晶表示装置において、
画像信号に基づいて、エリア毎に必要な光量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、最大光量のエリアからの昇順となるように、光源の光量決定順序を決定する第1決定手段と、
前記算出手段により算出されたエリア毎に必要な前記光量に基づいて、各光源の光量と、当該光源の周囲にある光源の光量と、を前記第1決定手段により決定された前記光量決定順序で決定する第2決定手段と、
前記光源の各々を、前記第2決定手段により決定された光量で発光させる制御を行うバックライト制御手段と、
を備え、
前記バックライトの前面に、当該バックライトの各光源から発せられた光を拡散する拡散部材が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2010−175685(P2010−175685A)
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−16341(P2009−16341)
【出願日】平成21年1月28日(2009.1.28)
【出願人】(000201113)船井電機株式会社 (7,855)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年1月28日(2009.1.28)
【出願人】(000201113)船井電機株式会社 (7,855)
【Fターム(参考)】
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