特許 6016421 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6016421

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20161013BHJP

   G09G 3/34 20060101ALI20161013BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20161013BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   G09G3/36

   G09G3/34 J

   G09G3/20 612U

   G09G3/20 642E

   G02F1/133 535

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-89591(P2012-89591)

(22)【出願日】2012年4月10日

(65)【公開番号】特開2013-218165(P2013-218165A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2015年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】益井 勇気

【審査官】 小川 浩史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１０８３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０３８７９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１８３６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１２２７２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／００４５２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１０４９５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１４８８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２５１１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｇ ３／２０−３／３８

Ｇ０２Ｆ １／１３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素からなる画像データに基づく画像が表示される表示画面を有する表示部と、前記表示画面を分割した領域ごとに設けられ、対応する各前記領域に向けて光を出射することで前記表示画面に画像を表示させる複数の発光部を備える発光装置と、を備え、ローカルディミング機能による輝度制御値に基づいて前記複数の発光部の輝度を制御する表示装置において、
前記領域に表示される画像に対応する画素の画素値と当該領域に対応する前記輝度制御値とに基づいて、当該輝度制御値を補正するか否かを、前記領域ごとに判断する判断部と、
前記判断部によって、前記領域の少なくとも１つの領域について前記輝度制御値を補正すると判断されると、当該輝度制御値を、輝度が小さくなるように補正する補正部と、をさらに備え、
前記発光装置は、各前記領域に向けて、前記補正部によって補正された輝度制御値に基づいて、前記複数の発光部の輝度を制御することを特徴とする表示装置。

【請求項2】

前記判断部は、前記領域に表示される画像に対応する画素の画素値と当該領域に対応する前記輝度制御値とに基づいて、人間の目に対する刺激の度合を示す値であって、当該領域における画面の明るさを示す刺激値を算出し、算出された刺激値と予め定める閾値とを比較して、算出された刺激値が閾値よりも大きければ、前記輝度制御値を補正すると判断することを特徴とする請求項１記載の表示装置。

【請求項3】

前記補正部は、前記輝度制御値を補正すると判断されると、全ての領域に対して、同じ補正係数を用いて前記輝度制御値を、輝度が小さくなるように補正することを特徴とする請求項２記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ローカルディミング機能を備えた表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置は、２枚の透明基板の間に液晶が封入され、電圧が印加されることにより液晶分子の向きが変えられ光透過率を変化させることで予め定められた映像等が光学的に表示される。この液晶表示装置には、液晶自体が発光体ではないので、たとえば透過型の液晶パネルの背面側に陰極管（ＣＦＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）などを光源とした光を照射するバックライトユニットが備えられる。

【0003】

バックライトユニットには、たとえば、陰極管やＬＥＤ等の光源を底面に並べて光を出す直下型がある。

【0004】

液晶パネルと、直下型のバックライトユニットとを備える表示装置においては、視認性など表示品質の向上が要求される。表示品質に影響を及ぼす特性としてコントラスト比がある。コントラスト比は、表示画面における明るい部分と暗い部分の明度差であり、明度差が大きければ表示される画像の色彩や輪郭がはっきりして表示品質が向上するとされている。

【0005】

液晶表示装置は、上記のように光透過率を変化させて画像を表示させるため、コントラスト比は、液晶パネルの光透過率によって自ずと限界が決まってしまう。そこで、直下型バックライトにおいて、照射領域を複数の領域に分割し、領域ごとに光源の輝度を制御して、明るい部分は光源の輝度を高くしてより明るくし、暗い部分は光源の輝度を低くしてより暗くすることで、液晶パネルの光透過率の制御とバックライトの輝度の制御との組合せによってコントラスト比をさらに向上させるローカルディミング機能が実用される。

【0006】

ローカルディミングでは、明るい部分をより明るく、暗い部分をより暗くするために、表示させようとする画像データの画素値に基づき、明るくすべき領域と暗くすべき領域を特定し、特定した領域に対応する光源の輝度を高くするか、または低くする。

【0007】

特許文献１には、単位ピクセル別の最大値を基に、各領域の平均値を検出し、その平均値から最大平均値、最小平均値、全体平均値を算出し、これらの値と、入力される最小ディミングカーブ値および最大ディミングカーブ値に基づいてディミングカーブを生成してバックライトを制御する技術が記載されている。

【0008】

表示装置における表示品質の向上としては、単に明るさを制御するだけでなく、たとえば特許文献２に記載されるように、人間の視覚の非直線性や目の錯覚によって起こる外部刺激と脳で知覚される感覚量のずれに伴う諸問題を考慮し、ＬＥＤの輝度の補正を行う技術が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００７−１８３６０８号公報

【特許文献2】特開２００４−２７３５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ローカルディミング機能により、コントラスト比の向上は可能となったが、コントラスト比の向上だけを考えてしまい、表示画面において明るくすべきところをより明るくしようとして、表示装置で表示される画像を見ている人間の目に悪影響を及ぼすほどの明るさで画像を表示してしまうというおそれがある。

【0011】

本発明の目的は、コントラスト比を低下させることなく、人間の目に与える刺激を抑制した表示装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、複数の画素からなる画像データに基づく画像が表示される表示画面を有する表示部と、前記表示画面を分割した領域ごとに設けられ、対応する各前記領域に向けて光を出射することで前記表示画面に画像を表示させる複数の発光部を備える発光装置と、を備え、ローカルディミング機能による輝度制御値に基づいて前記複数の発光部の輝度を制御する表示装置において、
前記領域に表示される画像に対応する画素の画素値と当該領域に対応する前記輝度制御値とに基づいて、当該輝度制御値を補正するか否かを、前記領域ごとに判断する判断部と、
前記判断部によって、前記領域の少なくとも１つの領域について前記輝度制御値を補正すると判断されると、当該輝度制御値を、輝度が小さくなるように補正する補正部と、をさらに備え、
前記発光装置は、各前記領域に向けて、前記補正部によって補正された輝度制御値に基づいて、前記複数の発光部の輝度を制御することを特徴とする表示装置である。

【0013】

また本発明は、前記判断部は、前記領域に表示される画像に対応する画素の画素値と当該領域に対応する前記輝度制御値とに基づいて、人間の目に対する刺激の度合を示す値であって、当該領域における画面の明るさを示す刺激値を算出し、算出された刺激値と予め定める閾値とを比較して、算出された刺激値が閾値よりも大きければ、前記輝度制御値を補正すると判断することを特徴とする。

【0014】

また本発明は、前記補正部は、前記輝度制御値を補正すると判断されると、全ての領域に対して、同じ補正係数を用いて前記輝度制御値を、輝度が小さくなるように補正することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、判断部が、表示画面を分割した領域に表示される画像に対応する画素の画素値と当該領域に対応する輝度制御値とに基づいて、輝度制御値を補正するか否かを、前記領域ごとに判断し、前記判断部によって、前記領域の少なくとも１つの領域について前記輝度制御値を補正すると判断されると、補正部は、輝度制御値を補正し、前記発光装置は、補正後の輝度制御値に基づいて前記複数の発光部の輝度を制御する。

【0016】

画素値と輝度制御値とに基づいて判断し、必要に応じて輝度制御値の補正を行うので、コントラスト比を低下させることなく、人間の目に与える刺激を抑制することができる。

【0017】

また本発明によれば、前記判断部は、前記領域に表示される画像に対応する画素の画素値と当該領域に対応する前記輝度制御値とに基づいて、人間の目に対する刺激の度合を示す値であって、当該領域における画面の明るさを示す刺激値を算出し、算出された刺激値と予め定める閾値とを比較して、算出された刺激値が閾値よりも大きければ、前記輝度制御値を補正すると判断する。これにより、表示画面の明るさによって人間の目に与える刺激を抑制することができる。

【0018】

また本発明によれば、前記補正部は、全ての領域に対して、同じ補正係数を用いて、輝度制御値を、輝度が小さくなるように補正を行うので、１つのエリアだけが補正されて、他のエリアとの明るさの差ができることを防止する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態である表示装置１の構成を示すブロック図である。

【図2】ＬＥＤバックライト制御処理を示すフローチャートである。

【図3】刺激値マップ作成処理を示すフローチャートである。

【図4】各マップの例を示す図である。

【図5】刺激値判定処理を示すフローチャートである。

【図6】ＬＥＤバックライト制御マップ補正処理を示すフローチャートである。

【図7】補正前のＬＥＤバックライト制御マップ４０と補正後のＬＥＤバックライト制御マップ４０ａを示す図である。

【図8】補正前の刺激値マップ４２と補正後の刺激値マップ４２ａを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１は、本発明の実施形態である表示装置１の構成を示すブロック図である。
表示装置１は、映像抽出部２、ディスプレイ設定抽出部３、ＬＥＤバックライト制御マップ作成部４、刺激値マップ作成部５、ＬＥＤバックライト制御マップ補正部６、視覚保護条件データベース（ＤＢ）７、表示制御部８、表示パネル９およびバックライト１０を備える。また、表示装置１には、外部の映像発信部２０から画像データを示す映像信号が入力され、ディスプレイ設定発信部３０からディスプレイの表示に関する設定を示す設定信号が入力される。

【0021】

表示装置１に入力される画像データは、動画像を表示するための画像データ（動画像データ）でも、静止画像を表示するための画像データ（静止画像データ）でもよい。映像発信部２０は、たとえば、パーソナルコンピュータ、ハードディスクレコーダ、ＤＶＤプレーヤ、デジタルカメラ、スマートホンなど動画像データおよび静止画像データにかかわらず、どのような方式、どのような形式の画像データであってもよい。

【0022】

映像抽出部２は、映像発信部２０から入力される画像データを受信し、必要に応じて受信した画像データを記憶する。また、映像抽出部２は、表示パネル９で画像を表示することが可能となるように、受信した画像データの中からたとえば１フレームごとの画像データを抽出する。抽出した１フレームごとの画像データは、ＬＥＤバックライト制御マップ作成部４へ出力される。

【0023】

画像データは、複数の画素からなり、各画素は１画面内における位置を示す座標値と、表示すべき色相および濃度などを示す画素値とからなる。

【0024】

ディスプレイ設定抽出部３は、ディスプレイ設定発信部３０から入力される設定データを受信し、必要に応じて、ディスプレイの表示に関連する設定値を更新して記憶する。記憶した設定値は、刺激値マップ作成部へ出力される。

【0025】

ディスプレイ設定発信部３０は、たとえばリモートコントローラなどで実現され、ケーブル接続による有線通信および赤外線通信などの無線通信のいずれかによってユーザが所望するディスプレイの設定値を表示装置１に対して発信する。ディスプレイ設定抽出部３は、ディスプレイ設定発信部３０から入力される設定値の全てを刺激値マップ作成部５へ出力する必要はなく、後述する刺激値マップの作成に必要な設定のみを刺激値マップ作成部５へ出力すればよい。

【0026】

ＬＥＤバックライト制御マップ作成部４は、いわゆるローカルディミング機能を実現するために、バックライト１０に備えられる各ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源の輝度制御値をＬＥＤ光源ごとに設定した制御マップを作成する。制御マップの作成は、従来公知のローカルディミング機能に用いられる手順によって作成することができる。

【0027】

ローカルディミング機能では、ディスプレイの表示画面を複数のエリアに分割し、この分割されたエリアごとに割り当てられたＬＥＤ光源の輝度を、エリアごとに制御することで、高いコントラスト比を実現するものである。高いコントラスト比を実現するには、表示画面に表示される画像に応じて輝度を制御することになる。たとえば、月の出た夜空や太陽の出た青空などの画像を画面に表示する場合、月や太陽の部分をより明るく、多くの光量が表示画面からユーザに照射されるように表示し、空の部分をより暗く、少ない光量が表示画面からユーザに照射されるように表示すれば、コントラスト比は高くなる。

【0028】

上記の例において、より明るく表示すべき月や太陽の部分は、画像データにおいて月や太陽に相当する画素の画素値は、明るさを示す明度値などが高く、周りの空に相当する画素の画素値は、明度値などが低く設定されている。したがって、ローカルディミング機能では、エリアに対応する画素の画素値を参照して、各エリアに割り当てられたＬＥＤ光源の輝度を、ＬＥＤ光源ごとにどの程度高くするか、どの程度低くするかを考慮して、輝度制御値を決定し、各ＬＥＤ光源の輝度を制御する。

【0029】

バックライト１０に備えられる各ＬＥＤ光源の配置位置は予め決まっており、表示画面の各エリアの配置位置も、バックライト１０の各ＬＥＤ光源に応じて予め決まっている。したがって、バックライトの制御マップは、予め決められたエリアごとに、映像抽出部２から入力される画像データに基づいてＬＥＤ光源の輝度を制御するための輝度制御値を決定する。

【0030】

制御マップは、縦にｍ個、横にｎ個区切られたｍ×ｎのマトリクス状のエリア配置を示すエリア配置情報と、エリアごとの輝度制御値とからなる。エリア配置情報は、座標値のように表わすことができ、たとえば、表示画面の左上隅または左下隅のエリアを配置位置（１，１）として、そこから水平方向に並ぶ各エリアの配置位置を（２，１）、（３，１）・・・（ｎ−１，１）、（ｎ，１）として表わし、垂直方向に並ぶ各エリアの配置位置を（１，２）、（１，３）・・・（ｍ−１，１）、（ｍ，１）として表わす。

【0031】

輝度制御値は、各エリアに対応して配置されているＬＥＤ光源の輝度値を制御するための目安となる値であればどのような値でもよく、ＬＥＤ光源に印加する電圧値、電流値などであってもよく、最大輝度で発光させる場合を１００％として、相対的な輝度を示す百分率の値などであってもよい。本実施形態では、最大輝度での発光を１００％とする百分率値を輝度制御値とする。

【0032】

ＬＥＤバックライト制御マップ作成部４は、入力された画像データを参照し、各エリアにおける画素値などから、エリアごとの輝度制御値を決定し、エリア配置情報とエリアごとの輝度制御値とを関連付けて、制御マップとして記憶する。

【0033】

刺激値マップ作成部５は、入力された画像データの各画素値と、ＬＥＤバックライト制御マップ作成部４で作成された制御マップと、ディスプレイ設定抽出部３から入力される設定値と、に基づいて刺激値マップを作成する。刺激値マップは、輝度制御のための制御マップと同じエリア配置情報と、エリアごとの刺激値とからなる。

【0034】

ここで、刺激値とは、表示装置１によって表示された画像を人間が視認したときに、人間の目に対する刺激の度合いを示す値である。刺激値は、刺激の度合いに対する目安に過ぎないものであり、刺激値よりも大きな値となる条件で画像を表示したからといって、必ず人間の目に悪影響を及ぼすとは限らない。

【0035】

刺激値は、基本的に表示すべき画像データにおける画素値と、輝度制御値とに基づき、設定値の中から人間の目に影響を及ぼすパラメータとして画面の明るさ設定値などを考慮してエリアごとに算出される。本実施形態では、刺激値として、画素値、輝度制御値および画面の明るさ設定値に基づいて算出する例について説明する。

【0036】

画像データにおける画素の解像度と、輝度制御値マップにおけるエリアの解像度と比較すると、画素の解像度のほうが高いので、１つのエリアには、対応する複数の画素が含まれることになる。刺激値を算出するにあたっては、１つのエリアに１つの値が割り当てられる必要があるので、画素値については、１つのエリアに１つの値となるように代表値を算出する。代表値は、たとえば、１つのエリアに対応する複数の画素の画素値の中央値としてもよく、平均値としてもよい。フルカラー画像を表示する場合、１つのエリアには、ＲＧＢの三色の画素が含まれるので、平均値は、たとえば（エリア内全画素のＲ成分の和＋エリア内全画素のＧ成分の和＋エリア内全画素のＢ成分の和）／３で算出する。このように画素値についてもエリアごとに１つの値が割り当てられた画素値マップを作成しておく。

【0037】

刺激値の算出は、エリアごとにこれらの値を全て乗算すればよい。たとえば、画素値が１２０であり、輝度制御値が５０％であり、画面の明るさ設定値が１０であれば、そのエリアにおける画面の明るさを示す刺激値＝１２０×５０％×１０＝６００と算出される。このような演算を、エリアごとに行いエリア配置情報と、エリアごとの刺激値とを関連付けて刺激値マップとして記憶しておく。

【0038】

ＬＥＤバックライト制御マップ補正部６は、ＬＥＤバックライト制御マップ作成部４で一旦作成された制御マップを必要に応じて補正する。ＬＥＤバックライト制御マップ補正部６は、刺激値マップ作成部５によって作成された刺激値マップに基づいて、作成された制御マップを補正するか否かを判断する。

【0039】

上記のように、刺激値は、人間の目に対する刺激の度合いを示すものであるので、刺激値が予め定める閾値以上であれば、人間の目に対して悪影響を及ぼす可能性が高いと考えられる。そこで、人間の目に悪影響を及ぼすことが懸念されるような場合には、ＬＥＤバックライト制御マップを補正して、閾値よりも下回るように刺激値を低くする。

【0040】

刺激値マップの補正をするか否かを決めるための閾値は、視覚保護条件として、視覚保護条件データベース７に記憶されている。

【0041】

ＬＥＤバックライト制御マップ補正部６は、ＬＥＤバックライト制御マップ作成部４から、制御マップが入力され、刺激値マップ作成部５から、刺激値マップが入力されると、視覚保護条件データベース７から保護条件となる閾値を読み出す。読みだした閾値を用いて、刺激値マップのエリアごとに刺激値と閾値との比較を行う。複数のエリアのうち、１つでも刺激値が閾値以上であるエリアがあれば、制御マップの補正を行う。

【0042】

制御マップの補正は、各エリアの輝度制御値を補正する。輝度制御値の補正は、たとえば、予め定める補正係数を用いて輝度制御値をより小さい値にする。

【0043】

刺激値マップにおいて、複数のエリアのうち刺激値が閾値以上であるエリアのみ補正すれば、少なくとも人間の目に対する悪影響を防ぐことができる。しかし、１部のエリアのみを補正して、輝度制御値を小さくした場合、補正しなかったエリアの輝度制御値と補正をしなかったエリアの輝度制御値との差が小さくなる。すなわち、補正後の制御マップに基づいて輝度が制御されたＬＥＤ光源のうち、輝度制御値が補正されたＬＥＤ光源の輝度は低くなり、輝度制御値が補正されなかったＬＥＤ光源の輝度はそのままであるから、輝度の差が小さくなる。これによって、表示装置１として画像を表示したときのコントラスト比が小さくなってしまう。

【0044】

したがって、刺激値が閾値以上であるエリアが１つでもあった場合には、全てのエリアに対して輝度制御値を補正することが好ましい。さらに、各エリアの輝度制御値を補正するための補正係数を全て同じ係数とすることが好ましい。

【0045】

表示制御部８は、画像データに基づいて表示パネル９の各画素に印加する電圧を制御して表示パネル９における画素ごとの光透過率を制御して画像を表示させる。また、バックライト１０の輝度制御を、ＬＥＤバックライト制御マップに基づいて行う。

【0046】

図２は、ＬＥＤバックライト制御処理を示すフローチャートである。
ＬＥＤバックライト制御処理は、映像発信部２０から画像データが入力されると開始される。ステップＳ１では、入力された画像データに基づいて、ＬＥＤバックライト制御マップ作成部４が、制御マップを作成する。ステップＳ２では、刺激値マップ作成部５が刺激値マップを作成する。

【0047】

図３は、刺激値マップ作成処理を示すフローチャートである。ステップＳ１１で、ＬＥＤバックライト制御処理のステップＳ１で作成されたＬＥＤバックライト制御マップを取得する。ステップＳ１２では、映像抽出部２で抽出された画像データに基づいて画素値マップを作成する。ステップＳ１３では、ディスプレイ設定抽出部３で抽出された設定値を取得する。ステップＳ１４では、ＬＥＤバックライト制御マップの各輝度制御値と、画素値マップの各画素値と、設定値とに基づいてエリアごとに刺激値を算出して刺激値マップを作成する。

【0048】

図４は、各マップの例を示す図である。図４（ａ）は、ＬＥＤバックライト制御マップ４０を示す図であり、図４（ｂ）は、画像データの画素値マップ４１を示す図であり、図４（ｃ）は、刺激値マップ４２を示す図である。

【0049】

図４に示す例では、各マップは、縦に３個、横に３個の３×３のマップである。各マップにおいて、左下隅のエリアの位置を（１，１）とすると、ＬＥＤバックライト制御マップ４０において、たとえば、位置（２，３）のエリアにおいて輝度制御値を最大の１００％とし、位置（１，１）および（３，１）の輝度制御値を１０％としている。画素値マップ４１では、位置（２，３）のエリアにおいて画素値が２４０で最大となり、位置（１，１）および（３，１）のエリアにおいて画素値が３０で最小となっている。刺激値の算出は、上記のような算出式で行う。算出に用いる明るさ設定値は、１０とする。位置（２，３）のエリアにおいて刺激値＝２４０×１００％×１０＝２４００であり、位置（１，１）および（３，１）のエリアにおいて刺激値＝３０×１０％×１０＝３０である。

【0050】

図２のフローチャートに戻って、ステップＳ３では、刺激値マップと視覚保護条件とを比較して刺激値の判定を行う。

【0051】

図５は、刺激値判定処理を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、ＬＥＤバックライト制御処理のステップＳ２で作成された刺激値マップを取得する。ステップＳ２２２では、視覚保護条件データベース７から視覚保護条件として刺激値を判定するための閾値を取得する。ステップＳ２３では、ステップＳ２１で取得した刺激値マップに対して、ステップＳ２２で取得した閾値を用いて閾値処理を行い、視覚保護条件を満たすか否かを判断する。具体的には、刺激値マップのエリアごとに、エリアに対応する刺激値と閾値とを比較し、刺激値が閾値以上となるエリアが１つでもあれば、刺激値マップが視覚保護条件を満たさない、すなわち輝度制御値の補正が必要となると判断し、ステップＳ２５に進む。全てのエリアにおいて、刺激値が閾値よりも小さければ、刺激値マップが視覚保護条件を満たす、すなわち輝度制御値の補正が必要ないと判断し、ステップＳ２４に進む。

【0052】

ステップＳ２４では、判定結果として、刺激値に問題がないとし、ステップＳ２５では、判定結果として、刺激値に問題があるとする。

【0053】

図２のフローチャートにおいて、ステップＳ４では、刺激値マップに問題がないかどうかを判断する。図５に示した上記の刺激値判定処理において、刺激値に問題がないと判定されていればステップＳ６に進み、刺激値に問題があると判定されていればステップＳ５に進む。

【0054】

ステップＳ５では、ＬＥＤバックライト制御マップを補正する。図６は、ＬＥＤバックライト制御マップ補正処理を示すフローチャートである。

【0055】

ステップＳ３１では、制御マップの輝度制御値を補正するために減衰率を算出する。減衰率は、閾値を超える刺激値について、その刺激値が閾値以下となるような係数を算出する。人間の目に与える影響を考慮すると、刺激値は可能な限り小さいほうがよいが、刺激値を小さくすることは、表示画面の明度を小さくすることになるので、表示品質としては低下してしまう。表示品質の低下を最小限にとどめたうえで、人間の目にも悪影響を与えないように、刺激値が閾値と同じ値となるように減衰率を決めればよい。

【0056】

閾値を超える刺激値をＳとし、閾値をＴ（＜Ｓ）とすると、減衰率Ｒは、Ｒ＝（Ｓ−Ｔ）／Ｓで算出できる。図４（ｃ）に示した刺激値マップ４２を一例として説明する。閾値Ｔを、たとえば１９２０であるとすると、閾値と刺激値マップ４２との比較により、各エリアにおける刺激値のうち、閾値を超える刺激値Ｓとして２４００が検出される。このとき減衰率Ｒは、Ｒ＝（２４００−１９２０）／２４００＝０．２と算出される。

【0057】

図４に示した例では、閾値Ｔを超える刺激値Ｓが、刺激値マップ４２の各エリアの刺激値のうち１つのみであったので、その１つの刺激値Ｓに基づいて減衰率Ｒを算出すればよい。しかしながら、刺激値マップにおいて、２以上の刺激値が閾値Ｔを超える場合も考えられる。このような場合、人間の目に与える影響を考慮すると、当然ながら最も大きな刺激値を閾値以下にまで下げる必要があるので、減衰率Ｒは、２以上の刺激値Ｓの中で最大値となるＳｍａｘを選択し、Ｒ＝（Ｓｍａｘ−Ｔ）／Ｓｍａｘで算出する。

【0058】

ステップＳ３２では、ステップＳ３１で算出した減衰率Ｒを用いて、ＬＥＤバックライト制御マップ４０を補正する。

【0059】

図４（ａ）に示したＬＥＤバックライト制御マップ４０を例として説明する。ステップＳ３１で算出した減衰率Ｒに基づいて、ＬＥＤバックライト制御マップ４０で設定された輝度制御値に乗算するための補正係数ＣをＣ＝１−Ｒで算出する。ＬＥＤバックライト制御マップ４０において、各エリアに設定された全ての輝度制御値（百分率）に対して同じ補正係数Ｃを一律に乗算して補正後のＬＥＤバックライト制御マップを作成する。補正前の輝度制御値をＬ０（％）とすると、補正後の輝度制御値Ｌ１（％）は、Ｌ１＝Ｌ０×Ｃで算出される。

【0060】

図７は、補正前のＬＥＤバックライト制御マップ４０と補正後のＬＥＤバックライト制御マップ４０ａを示す図である。図７（ａ）は、補正前のＬＥＤバックライト制御マップ４０を示し、図７（ｂ）は、補正後のＬＥＤバックライト制御マップ４０ａを示す。上記の例では、減衰率Ｒが０．２であるので、補正係数はＣ＝１−０．２＝０．８と算出される。この補正係数Ｃを用いてＬＥＤバックライト制御マップ４０の各エリアの輝度制御値を補正する。補正前の最大の輝度制御値であった、位置（２，３）のエリアの輝度制御値は、１００（％）に補正係数Ｃ＝０．８を乗算して１００（％）×０．８＝８０（％）に補正される。その他の全てのエリアについて同じ補正係数Ｃ＝０．８を用いて輝度制御値を補正する。たとえば補正前の最小の輝度制御値であった、位置（１，１）のエリアおよび位置（３，１）のエリアの輝度制御値は、１０（％）に補正係数Ｃ＝０．８を乗算して１０（％）×０．８＝８（％）に補正され、位置（１，３）のエリア、位置（３，３）のエリアおよび位置（２，２）のエリアの輝度制御値は、５０（％）に補正係数Ｃ＝０．８を乗算して５０（％）×０．８＝４０（％）に補正され、位置（１，２）のエリア、位置（３，２）のエリアおよび位置（２，１）のエリアの輝度制御値は、２０（％）に補正係数Ｃ＝０．８を乗算して２０（％）×０．８＝１６（％）に補正される。

【0061】

図２のフローチャートにおいて、ステップＳ６では、補正後のＬＥＤバックライト制御マップを用いてバックライト１０の各ＬＥＤ光源に対して輝度制御を行う。補正前の制御マップでは、単に画像データに基づいて明るく表示すべきエリアの輝度をより高く、暗く表示すべきエリアの輝度をより低くしようとするので、刺激値が大きくなりすぎて画像を表示したときに、人間の目に悪影響を与えるおそれがあった。これに対して補正後の制御マップを用いてバックライト１０の輝度制御を行うことで、刺激値は閾値以下となっているので、人間の目に悪影響を与えないように画像を表示することができる。

【0062】

図８は、補正前の刺激値マップ４２と補正後の刺激値マップ４２ａを示す図である。図８（ａ）は、補正前の刺激値マップ４２を示し、図８（ｂ）は、補正後の刺激値マップ４２ａを示す。補正前の刺激値マップ４２では、位置（２，３）のエリアにおける刺激値が閾値を超える２４００であったが、補正後の刺激値マップ４２ａでは、位置（２，３）のエリアにおける刺激値が閾値と同じ１９２０に下がっている。

【0063】

このように、ＬＥＤバックライト制御マップを補正することで、コントラスト比を低下させることなく、人間の目に与える刺激を抑制した表示装置を実現することができる。

【0064】

なお、図８（ｂ）に示す補正後の刺激値マップ４２ａは、本発明の効果がわかりやすいように示しているだけであって、本発明のＬＥＤバックライト制御処理において作成する必要はない。

【0065】

次に本発明の他の実施形態について説明する。上記の実施形態では、刺激値マップにおいて、刺激値と閾値とを比較し、閾値を超えるような刺激値が設定される場合は、人間の目に悪影響を与えるおそれがあるものとして、刺激値が閾値以下となるように輝度制御値を補正している。

【0066】

人間の目に悪影響を与える刺激としては、一定以上の光量を照射する場合だけではなく、光量の変化が急峻である場合も考えられる。したがって、本実施形態では、一定期間における刺激値の変化を検出し、変化量が閾値より大きいときは、変化量が小さくなるように輝度制御値の補正を行う。

【0067】

ここで、一定期間は、たとえば、ＬＥＤバックライト制御マップの更新周期と同じ１／６０秒間である。この一定期間における刺激値の変化を検出し、変化量と予め定める閾値とを比較する。刺激値の算出を、少なくとも一定期間の開始時と終了時に行えば、２つの刺激値が得られるので、得られた刺激値の差分から変化量を求めることができる。なお、一定期間は、必ずしも１／６０秒間である必要はなく、より長くすることもできる。１フレームの画像データの更新周期であるフレーム更新周期が一定期間よりも短い場合には、一定期間において、３以上の刺激値が得られる場合があるが、この場合には、一定期間において得られる全ての刺激値から最大値と最小値を抽出し、これらの差分から変化量を求めることができる。

【0068】

たとえば、変化量の閾値を「５００」とし、一定期間において、刺激値が「２００」から「１０００」に変化する場合を想定する。一定期間における刺激値の変化量は、１０００−２００＝８００であり、閾値と比較すると、変化量「８００」は閾値「５００」を超える値であるので、輝度制御値の補正が必要であると判断する。補正は、上記の実施形態と同様に閾値と同じ値にまで刺激値が低下するように、補正係数を算出して、輝度制御値に補正係数を乗算すればよい。上記の例では、変化量の閾値が「５００」であるので、変化後の刺激値である「１０００」を２００＋５００＝７００にまで低下させる。輝度制御値を低下させて、刺激値が「１０００」から「７００」となるように、輝度制御値の補正係数を算出する。なお、補正係数の算出は、変化量が閾値を超える１つのエリアに注目して行ったが、複数のエリアで変化量が閾値を超える場合は、最も変化量が大きなエリアを選択し、選択したエリアの刺激値の変化量が閾値以下となるように補正係数を算出する。また、１つのエリアに注目して算出した補正係数と同じ係数を用いて他のエリアについても補正することが好ましい。

【符号の説明】

【0069】

１ 表示装置
２ 映像抽出部
３ ディスプレイ設定抽出部
４ ＬＥＤバックライト制御マップ作成部
５ 刺激値マップ作成部
６ ＬＥＤバックライト制御マップ補正部
７ 視覚保護条件データベース
８ 表示制御部
９ 表示パネル
１０ バックライト
２０ 映像発信部
３０ ディスプレイ設定発信部
４０，４０ａ ＬＥＤバックライト制御マップ
４１ 画素値マップ
４２，４２ａ 刺激値マップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】