JP2004177547A

JP2004177547A - 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

Info

Publication number: JP2004177547A
Application number: JP2002341900A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sakai; 誠坂井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】液晶ディスプレイのバックライトの輝度を、画面が眩しく感じるほど過度に高く設定することなく、更には、バックライトの輝度を適度に制限することによって省電力化にも貢献できるバックライトの制御方法及び装置を提供する。
【解決手段】平均輝度レベル検出回路４で、表示画面に表示される映像信号の平均輝度レベルとしての表示率ｘを算出し、輝度調整制御部６で、この表示率ｘに応じて変化し、バックライト１１の輝度を設定するオン時間値ｔを算出し、同期信号制御回路８でオン時間値ｔに略比例する輝度でバックライト１１を点灯制御する同期駆動信号を生成し、点灯用インバータ回路１２がこの同期駆動信号に基づいてバックライト１１を点灯駆動する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビなどに用いられる薄型平面ディスプレイである液晶ディスプレイ装置に関し、特にそのバックライトの輝度の調整方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の輝度調整方法として、以下のものが開示されている。即ち、利用者によって起動調整が行なわれると、その輝度値と周囲の明るさの情報が利用者設定部に格納され、初期設定部には、周囲の明るさに対応する最小輝度値と最大輝度値が格納されている。輝度特性設定部では、初期特性の最小輝度値と最大輝度値はそのままにして、その中間部分の特性を利用者による手動設定値によって補正し、最小輝度値から手動設定値までの間の輝度を直線的に変化させ、手動設定値から最大輝度値までの間の輝度を直線的に変化させる特性とする。これにより、最小輝度値と最大輝度値は初期設定のままで、利用者が設定した付近の輝度は、その設定した輝度に近い特性となり、利用者の好み等にあった輝度特性を得る。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１―１３４２５５号公報（第３−４頁、図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
液晶ディスプレイ装置は、ブラウン管やプラズマディスプレイのように自発光でないため、液晶パネルの背面からバックライトを発光させている。従来、このバックライトの輝度は、上記したように、周囲の明るさや周囲温度、或いは使用者の好みによって調整できるようになっている。
【０００５】
しかしながら、このような調整は、あくまで周囲の明るさや利用者の設定をもとに行なうものである。即ち、液晶ディスプレイ装置使用時の周辺照度や表示画面の設置状況等に合わせてバックライトの輝度を可変するものである。
【０００６】
従って、表示画面の内容によって表示の輝度を変える輝度調整手段が施された自発光のブラウン管等の表示装置を見慣れた利用者には、例えばバックライトが比較的明るく設定された液晶ディスプレイ装置においては、明るい画面では眩しく感じてしまうということがあった。
【０００７】
また、液晶ディスプレイ装置においても、近年画面の大型化が進んできたことや、モバイル端末の表示装置として使用されるなど、更なる省電力化が求められており、以上の課題に対する改善が迫られている。
【０００８】
本発明の目的は、以上の問題を解決し、液晶ディスプレイのバックライトの輝度を、画面が眩しく感じるほど過度に高く設定することなく、更には、バックライトの輝度を適度に制限することによって省電力化にも貢献できるバックライトの制御方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法は、
表示画面を構成する透過型液晶パネルの背面に配置される液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法であって、
前記表示画面に表示される映像信号の内容に応じて、前記バックライトの輝度を制御することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の液晶ディスプレイ用バックライトの制御装置は、
表示画面を構成する透過型液晶パネルの背面に配置される液晶ディスプレイ用バックライトの制御装置であって、
前記表示画面に表示される映像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、前記映像信号の輝度レベルに基づいて前記バックライトの輝度を設定する輝度設定信号を生成するバックライト輝度設定手段と、前記輝度設定信号に基づいてバックライトを点灯駆動するバックライト駆動手段と
を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明による液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法を実施する、実施の形態１の液晶ディスプレイ用バックライトの制御装置１の構成を示すブロック図である。
【００１２】
同図において、映像入力信号を入力する入力端子２は信号処理回路３の入力部に接続され、信号処理回路３の出力部は液晶パネルドライバ９及び平均輝度レベル検出回路４の各入力部に接続され、液晶パネルドライバ９の出力部は液晶パネル１０の入力部に接続されている。平均輝度レベル検出回路４、ユーザー設定部５、及び初期設定部７の各出力部は、各々輝度調整制御部６の入力部に接続され、輝度調整制御部６の出力部は同期信号制御回路８の入力部に接続されている。同期信号制御回路８の出力部は液晶バックライトユニット１３の点灯用インバータ回路１２の入力部に接続され、点灯用インバータ回路１２の出力部は液晶パネル１０のバックライト１１の入力部に接続されている。
【００１３】
尚、上記中、平均輝度レベル検出回路４が輝度レベル検出手段に相当し、輝度調整制御部６及び同期信号制御回路８がバックライト輝度設定手段に相当し、点灯用インバータ回路１２がバックライト駆動手段に相当する。
【００１４】
以上の構成において、各部の動作について次に説明する。
【００１５】
信号処理回路３は、入力端子２から映像入力信号を入力し、Ａ／Ｄ変換をはじめ、液晶パネル１０で表示するための信号処理、例えばガンマ変換、画素変換、ＩＰ（インターレース・プログレッシブ）変換等を行なう。この信号処理回路３で処理された映像信号は液晶パネルドライバ９に送られ、液晶パネル１０で表示される。
【００１６】
平均輝度レベル検出回路４では、信号処理回路３から映像信号を入力し、この信号の輝度レベルをフィールド単位で検出する。ここでの平均輝度レベルの検出方法としては、コンポジット映像信号やＹ／Ｃ分離信号の場合、垂直同期期間でアナログ信号をそのまま積分して直流電圧として検出する方法や、Ａ／Ｄ変換後にフィールド単位での諧調データの累積により検出する方法などが考えられる。以後、この平均輝度レベルを、全白を１００％とした場合の比率に換算した表示率ｘで表す。
【００１７】
ここで、バックライト１１を駆動する駆動原理について説明する。図２は、後述する同期信号制御回路８で生成される輝度設定信号としての同期駆動信号の波形を示している。バックライト１１は、本実施の形態では蛍光ランプで構成され、この同期駆動信号に基づいて、その駆動周期Ｔで「オン状態」と「オフ状態」が繰り返される。従って、「オン状態」の時間を定めるオン時間値ｔが大きいほどバックライト１１の輝度が高くなる。
【００１８】
輝度調整制御部６は、ユーザー設定部５から入力するユーザー設定値、初期設定部７から入力する初期設定値、及び平均輝度レベル検出回路４から入力する表示率ｘに基づいて、以下に説明するようにオン時間値ｔを求め、同期信号制御回路８に出力する。
【００１９】
輝度調整制御部６は、下式によってオン時間値ｔの最大値ｔ_ｍａｘを求める。
ｔ_ｍａｘ＝Ｔ／ｎ（１≦ｎ）（１）
ここで、Ｔは前記した図２の同期駆動信号の駆動周期であり、ｎは、ユーザー設定値や初期設定値によって設定される指標値で、通常、液晶パネルの周囲が明るいほど小さく設定される。即ち、液晶パネルの周囲が明るいほど、バックライト１１の最大輝度が高くなるように設定されるものである。
【００２０】
更に、輝度調整制御部６は、下式によってオン時間値ｔを求める。
ｔ＝ｔ_ｍａｘ×ｍ（ｍ≦１）（２）
ここで、ｍは、均輝度レベル検出回路４から入力する表示率ｘと輝度調整制御部６内の換算テーブルとによって算出される発光輝度比率である。図３は、この換算テーブルの換算特性を示す換算グラフである。
【００２１】
同図のグラフに示すように、発光輝度比率ｍは、表示率ｘによって変化し、表示率ｘが比較的低い０〜４０％までは、「１」を保ち、表示率ｘがそれ以上になると、１００％に近づくのに比例して「１」から「０．６」まで低下するように設定されている。
【００２２】
同期信号制御回路８は、このオン時間値ｔを入力して、前記した図２に示す同期駆動信号、即ち駆動周期Ｔ毎にオン時間値ｔだけバックライト１１を「オン状態」するための同期駆動信号を生成し、液晶バックライトユニット１３の点灯用インバータ回路１２に出力する。点灯用インバータ回路１２は、この同期駆動信号に基づいて、オン時間値ｔの期間だけバックライト１１を点灯して液晶パネル１０を照明する。
【００２３】
以上のように、液晶パネル１０は、オン時間値ｔに略比例する輝度のバックライト１１によって照明されるので、表示率ｘが高くて眩しいような画面の時には、オン時間値ｔが小さくなるためバックライト１１の輝度が低くなって眩しさが軽減される。この時最大輝度は低くなるが、画面全体が明るいためにコントラストを損なうことはない。一方、表示率ｘが一定値（本実施の形態では４０％）以下の場合、バックライト１１の輝度は変化せずに一定となるため、暗い画面でもやはり良好なコントラストの表示画面を得ることができる。
【００２４】
また、ユーザーは、ユーザー設定値や初期設定値の設定によって指標値ｎを調整し、オン時間値ｔの最大値ｔ_ｍａｘを可変して、バックライト１１の輝度の変化領域をシフトすることができる。
【００２５】
尚、前記した実施の形態では、バックライトとして蛍光ランプを採用したが、これに限定されるものではなく、他のエレクトロルミネッセンスのような発光装置であっても良い。また、表示率ｘと発光輝度比率ｍとの換算特性も、図３の換算グラフに限定されるものではなく、変化特性は曲線や折れ線となっていても良い。
【００２６】
更に、前記した実施の形態では、バックライトの輝度制御を同期信号のパルス幅制御によって行なったが、これに限定されるものではなく、電圧値を制御して行なうなど、バックライトのドライブ回路の構成によって種々の態様を取りえるものである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶ディスプレイの画面の輝度レベルが高い場合に、バックライトの輝度を低下させることが可能なため、画面が過度に明るくなって眩しく感じてしまうのを防ぐことができ、またこれによって無駄な電力消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法を実施する、実施の形態１の液晶ディスプレイ用バックライトの制御装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】同期信号制御回路８で生成される同期駆動信号の信号波形を示している。
【図３】表示率ｘと発光輝度比率ｍとの換算特性を示す換算グラフである。
【符号の説明】
１液晶ディスプレイバックライト制御装置、２入力端子、３信号処理回路、４平均輝度レベル検出回路、５ユーザー設定部、６輝度調整制御部、７初期設定部、８同期信号制御回路、９液晶パネルドライバ、１０液晶パネル、１１バックライト、１２点灯用インバータ回路、１３液晶バックライトユニット。

Claims

表示画面を構成する透過型液晶パネルの背面に配置される液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法であって、
前記表示画面に表示される映像信号の内容に応じて、前記バックライトの輝度を制御する
ことを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法。
前記映像信号の内容を前記映像信号のフィールド毎の映像内容としたことを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法。
前記映像内容を平均輝度レベルとしたことを特徴とする請求項２記載の液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法。
前記映像信号の内容を輝度成分としたことを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法。
請求項１乃至４の何れかの液晶ディスプレイ用バックライトの制御方法を採用したことを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトの制御装置。
表示画面を構成する透過型液晶パネルの背面に配置される液晶ディスプレイ用バックライトの制御装置であって、
前記表示画面に表示される映像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出手段と、
前記映像信号の輝度レベルに基づいて前記バックライトの輝度を設定する輝度設定信号を生成するバックライト輝度設定手段と、
前記輝度設定信号に基づいてバックライトを点灯駆動するバックライト駆動手段と
を有することを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライトの制御装置。
前記輝度設定信号が、前記バックライトを所定の周期で「オン状態」と「オフ状態」に切り替え、前記「オン状態」の時間を前記輝度レベルに応じて可変とした信号であることを特徴とする請求項６記載の液晶ディスプレイ用バックライトの制御装置。