JP2008515020A - 液晶表示装置を制御する方法及びそのためのコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

液晶表示モニタ２を制御する方法が開示される。このモニタは、複数の画素を有する液晶表示パネル４と、表示パネルに画像データを入力するＤ／Ａコンバータ３０と、放電ランプ２２を有するバックライトユニット２０とを備えている。制御器２６は、画像の平均輝度が所定の閾値を上回っているかどうかを決定し、上記平均輝度が上記閾値を上回っているという決定に応じて、ユーザがモニタを見ることに対して不快にならないようにバックライトユニット２０をより低い輝度の設定値に設定する。

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、医療用及び／又は写真用の画像を表示する、電子メール及び文書を見ること／読むことのような追加の用途を持つ多目的用途の液晶表示装置に関するが、これに限定されるものではない。

特に、本発明は、画像及びテレビを見るための高輝度モード（典型的には５００ｎｉｔ）と、電子メール及び文書を見ることのようなオフィス用途のための低輝度モードとを持つ医療用途のような大衆消費者及び専門化のための液晶ディスプレイに関する。上記輝度モードは、以下に述べられるように画像解析に基づいて自動的に決定される。

医療用画像、特にＸ線画像が高輝度で最適に表示され、これはユーザの目が画像のより多くのグレー値を分割することを可能にすることは、よく知られている。Ｘ線画像では問題となる特徴が非常に低いコントラストを有するので、このことは特に重要である。その結果、Ｘ線画像を見るための液晶表示（ＬＣＤ）装置は、一般に、通常はカラーのロスを伴うがカラーフィルタを省くことにより高輝度を実現するように最適化されている。

高輝度のカラーＬＣＤモニタも開発されている。これらのモニタは、先行するモニタよりも強力で効率的なバックライトを有しており、例えばドップラー超音波及びセグメント化ＣＴ画像において存在するカラーを示すことができるので、カラーも示すためにより広い範囲にわたる医療用の画像化アプリケーションに用いられ得るという利点を有している。そのようなモニタは、医療ではない用途、例えば電子メール及び文書を見ること／読むことのようなオフィス用途に用いられることも可能である。

しかしながら、そのようなモニタは、Ｘ線画像の最適な表示を可能にするために必要な高い照明レベルが、電子メール及び文書を見ること／読むことのようなオフィス用途のためにモニタを用いる際にユーザに不快感を生じさせることが多いという欠点に苦しんでいる。

米国特許出願ＵＳ２００２／０１３０８３０は、モニタにテレビ及びＤＶＤ動画を表示する際に用いるための適応輝度強化機能（adaptive luminance intensifying function）を有するＬＣＤモニタを開示している。この表示装置は、表示されている画像が静止画であるかそれともビデオ画像であるかを決定し、当該画像がビデオ画像であると決定された場合には、バックライトの輝度が画像データ内のグレー電圧のレベルに応じて制御される。特に、表示される画像の高いコントラストを実現するために、画像が大量の高輝度レベルを含んでいると分かるとディスプレイのバックライトの輝度が高くされ、画像データが大量の低輝度レベルを含んでいると分かると通常のレベルのバックライトの輝度が維持される。

しかしながら、輝度の制御は、専ら画像が動画であるという決定を受けて行われ、静止画の場合には行われず、画像が大量の高輝度データを含んでいると決定されると、ＬＣＤのバックライトの輝度レベルが高められるので、この仕組みは医療用の画像を表示する際使用するのに不適切である。このような仕組みは、医療用の画像を見ること以外の用途のための高輝度のディスプレイを使用する場合にユーザにかなりの不快感を生じさせる。

本発明の目的は、医療用又は写真用の画像を見ること以外の用途にモニタを使用する際にユーザに対してより少なくしか不快にしないＬＣＤモニタの制御方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、複数の画素を含む液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルに画像データを入力する少なくとも１つのデータ入力デバイスと、上記液晶表示パネルを明るくする少なくとも１つの照明デバイスとを備えた液晶表示モニタを制御する方法であって、少なくとも１つの上記照明デバイスは、少なくとも１つの対応する第１のモードと少なくとも１つの対応する第２のモードとを有し、上記照明デバイスの輝度は、上記第１のモード又は各上記第１のモードにおいてよりも上記第２のモード又は各上記第２のモードにおいて高く、各サンプリング画素から複数の第１の信号を得ることであって、上記第１の信号は各サンプル画素の輝度を表す当該第１の信号を得ることと、上記第１の信号から少なくとも１つの第２の信号を引き出すことであって、上記第２の信号又は各上記第２の信号が上記サンプリング画素の平均輝度を表す当該第２の信号を引き出すことと、上記平均輝度が所定の閾値を上回っているかどうかを決定することと、上記平均輝度が上記閾値を上回っているという決定に応じて少なくとも１つの上記照明デバイスをその少なくとも１つの第１のモードに設定することとを有する当該制御方法が与えられる。

上記平均輝度が上記閾値を上回っているという決定に応じて少なくとも１つの上記照明デバイスをその少なくとも１つの第１のモードに設定することにより、これは、明るさの内容に応じてディスプレイの輝度の設定を自動的に制御するという利点及びより高い輝度の用途に対してより低い照明レベルに照明デバイスを自動的に設定するという利点を与える。例えば、Ｘ線画像及び写真の平均輝度はピークホワイトのわずか約１０％であるのに対して、電子メール又は文書を見ることのような他の用途の場合、画像の負荷は典型的には５０％を上回る。画像の平均輝度が閾値よりも高いと決定することにより、これは、表示される画像の平均輝度がユーザに不快感を生じさせると想定される場合に輝度レベルがより低い強度に自動的に設定されることを可能にする。

上記方法は、画像データが静止画を表しているかそれとも動画を表しているかを決定するステップを更に有していることが好ましい。

これは、静止画が表示されているという決定に応じてのみ輝度がより低いレベルに自動的に設定されるという利点を与える。

「静止」画により、ユーザに依存していない、経時変化せず、モニタに表示されるカーソルのようなリアルタイムでのユーザに依存する作用を含む画像の情報の内容又は色若しくはハイライトの情報が意味される。

上記画像データが静止画と関係があるかそれとも動画と関係があるかを決定するステップは、連続する画像フレームのデータを比較することと、上記連続するフレーム間の一致の量が所定のレベルを超えているかどうかを決定することとを有し得る。上記第１の信号を得るステップは、上記画素の少なくとも幾つかの異なる色のサブピクセルのための分離した上記第１の信号を得ることを有し得る。

上述したような第２の信号を得るステップは、上記サンプリング画素の電圧入力レベルから上記平均輝度を決定することを有し得る。

本発明の一形態では、少なくとも１つの上記照明デバイスが異なる輝度の複数の上記第１のモードを有し、上記平均輝度が上記閾値を上回っているという決定に応じて上記照明デバイスをその少なくとも１つの上記第１のモードに設定するステップは、上記平均輝度に依存して上記第１のモードを選択することを有する。

これは、照明デバイスの輝度レベルが画像の平均の明るさにより密にマッチングすることを可能にする。例えば、少なくとも１つの上記照明デバイスの輝度は、表示されている画像の平均輝度が高いほど照明デバイスの輝度レベルが低いように制御され得る。

本発明の他の観点によれば、複数の画素を含む液晶表示パネルと、複数の上記画素に画像データを入力する少なくとも１つのデータ入力デバイスと、上記液晶表示パネルを明るくし、少なくとも１つの第１のモード及び少なくとも１つの第２のモードを有し、第２のモードは第１のモードよりも高い輝度を有する少なくとも１つの照明デバイスとを備えた液晶表示モニタを制御するコンピュータシステムにより用いるための照明制御データ構造体であって、サンプリング画素の各輝度レベルを表す各上記サンプリング画素から複数の第１の信号を受け取るように実行可能な第１のコンピュータコードと、上記サンプリング画素の平均輝度を表す少なくとも１つの第２の信号を上記第１の信号から得るように実行可能な第２のコンピュータコードと、上記平均輝度が所定の閾値を上回っているかどうかを決定するように実行可能な第３のコンピュータコードと、上記平均輝度が上記閾値を上回っているという決定に応じて少なくとも１つの上記照明デバイスをその少なくとも１つの第１のモードに設定する際に用いるための制御信号を生成するように実行可能な第４のコンピュータコードとを含む当該照明制御データ構造体が与えられる。

本発明の更に他の観点によれば、コンピュータ可読媒体であって、該コンピュータ可読媒体に記憶された上記定義されている照明制御データ構造体を載せた当該コンピュータ可読媒体が与えられる。

本発明の更に他の観点によれば、複数の画素を含む液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルに画像データを入力するデータ入力デバイスと、上記液晶表示パネルを明るくする少なくとも１つの照明デバイスと、制御デバイスであって、該制御デバイスに記憶された請求項７記載のデータ構造体を有し、少なくとも１つの上記照明デバイスを制御する当該制御デバイスとを備えた液晶表示モニタが与えられる。

これから本発明の好ましい実施の形態が図面を参照して単なる例として説明されるが、全く限定的な意味ではない。

図１を参照すると、液晶表示（ＬＣＤ）モニタ２は、バックライト付きの１２８０×１０２４画素のカラーＬＣＤパネル４を備えている。液晶材料部６は、第1のガラス層８と第２のガラス層１０との間に配されている。このタイプのカラーＬＣＤパネルの構成は当業者にはよく知られており、従ってここではより詳細には説明されない。

ＬＣＤパネル４の画素は、一般に正方形であり、赤、緑及び青色の光のみをそれぞれ透過するカラーフィルタ（図示せず）を用いてサブピクセルに分割されている。ＬＣＤモニタ２の輝度を高めるために、モニタ２は、また、反射偏光子１２と、光拡散フォイル１４と、該モニタの通常の視野軸１８に対して光を平行にする輝度増大フォイル１６とを含んでいる。表示パネル４は、一列に並んだ蛍光放電管２２を含むライトボックス２０を用いて明るくされ、放電管２２と表示パネル４との間には拡散器２４が配されている。

制御器２６は、データバス２８に沿ってデジタルデータ信号、典型的には８ビットの信号をデジタル／アナログ変換器３０に送り、デジタル／アナログ変換器３０は複数の入力ライン３２（分かりやすくするために図１にはそのうちの１つのみが示されている。）に沿って表示パネル４にアナログ信号を入力する。ライン３２に沿って入力される上記アナログ信号は、それが割り当てられている個々のサブピクセルの輝度を決定する。制御器２６は、また、以下に非常に詳しく説明されるやり方で蛍光放電管２２の輝度を制御するためにライン３４に沿って制御信号をライトボックス２０に送る。

図２を参照すると、制御器２６の動作が説明されている。ステップＳ１０において、表示パネル４により表示される電流フレームが以前のフレームと比較され、ステップＳ２０において、連続するフレーム間の差が、ユーザによるマウスの動きの結果としての異なるカーソル位置のような各フレーム間の小さい差に対応する低い閾値を下回って存在するか否かが決定される。上記差が上記閾値を上回る場合には、画像データは動画を表していると決定され、ステップＳ２２においてバックライトユニット２０の輝度は変化しない。その一方で、ステップＳ２０において連続するフレーム間の差が閾値を下回っていると決定された場合には、画像データは静止画を表していると決定され、ステップＳ２４において画像の負荷が決定される。

上記画像の負荷の決定は、表示パネル４の画素の全て又は選択された数の平均輝度を決定することから成る。上記平均輝度は、例えば、当業者にはよく知られているような最大出力でのバックライト及び８ビット入力駆動信号を持つ典型的な高輝度ＤＩＣＯＭキャリブレーションＬＣＤの輝度の変化を示した図３に示されている伝達曲線からそれぞれの対応するサブピクセルの輝度が決定され得る各サブピクセルの入力電圧レベルを決定することにより決定され得る。ステップＳ２６において上記画像の負荷、すなわち画像の平均輝度がある閾値（例えば４０％）を上回っていると決定されると、表示される画像データは写真用又は医療用の画像データではなく、電子メール又は文書を見ること／読むことのようなオフィス用途であるらしいと決定される。その結果、ステップＳ２８において、ユーザに対する不快感をできる限りなくすために制御器２６がバックライタユニット２０の輝度の設定を下げるようにする制御信号が生成される。一方、ステップＳ２６において、画像の負荷が上記閾値を上回ると決定されないと、当該データは写真用又は医療用の画像データを表しているとみなされ、ステップＳ３０においてバックライトユニット２０の最高の輝度が設定される。

上記実施の形態は単に例として説明されており、全く限定的な意味ではないこと、及び添付の特許請求の範囲により規定される本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更，改良が可能であることが当業者には理解されるであろう。例えば、上記画像の負荷が単一の閾値を上回るかどうかを決定するのではなく、制御器２６は、画像の負荷が複数の閾値又は可変の閾値を上回るかどうかを決定することが可能であるとともに、決定された画像の負荷に応じてバックライトユニット２０の複数の低い輝度の設定値のうちの１つを選択することが可能である。これは、バックライトの輝度が表示される画像の平均輝度により密にマッチングすることを可能にする。

本発明を具現化する液晶表示モニタの模式図である。 図１のモニタのバックライト照明器を制御する方法を説明する流れ図である。 完全なバックライトの出力における入力駆動信号での図１のモニタの輝度の変化を示すグラフである。

Claims (13)

1. 複数の画素を含む液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに画像データを入力する少なくとも１つのデータ入力デバイスと、前記液晶表示パネルを明るくする少なくとも１つの照明デバイスとを備えた液晶表示モニタを制御する方法であって、
   少なくとも１つの前記照明デバイスは、少なくとも１つの対応する第１のモードと少なくとも１つの対応する第２のモードとを有し、前記照明デバイスの輝度は、第１のモードよりも第２のモードにおいて高く、
   各サンプリング画素から複数の第１の信号を得ることであって、前記第１の信号は各サンプル画素の輝度を表す当該第１の信号を得ることと、
   前記第１の信号から少なくとも１つの第２の信号を引き出すことであって、前記第２の信号又は各前記第２の信号が前記サンプリング画素の平均輝度を表す当該第２の信号を引き出すことと、
   前記平均輝度が所定の閾値を上回っているかどうかを決定することと、
   前記平均輝度が前記閾値を上回っているという決定に応じて少なくとも１つの前記照明デバイスをその少なくとも１つの第１のモードに設定することと
   を有する当該制御方法。
2. 画像データが静止画を表しているかそれとも動画を表しているかを決定するステップを更に有する請求項１記載の方法。
3. 前記画像データが静止画と関係があるかそれとも動画と関係があるかを決定するステップは、
   連続する画像フレームのデータを比較することと、
   前記連続するフレーム間の一致の量が所定のレベルを超えているかどうかを決定することと
   を有する請求項２記載の方法。
4. 前記第１の信号を得るステップは、前記画素の少なくとも幾つかの異なる色のサブピクセルのための分離した前記第１の信号を得ることを含む請求項１記載の方法。
5. 前記第２の信号を得るステップは、前記サンプリング画素の電圧入力レベルから前記平均輝度を決定することを有する請求項１記載の方法。
6. 少なくとも１つの前記照明デバイスは異なる輝度の複数の前記第１のモードを有し、前記平均輝度が前記閾値を上回っているという決定に応じて前記照明デバイスをその少なくとも１つの前記第１のモードに設定するステップは、前記平均輝度に依存して前記第１のモードを選択することを有する請求項１記載の方法。
7. 複数の画素を含む液晶表示パネルと、複数の前記画素に画像データを入力する少なくとも１つのデータ入力デバイスと、前記液晶表示パネルを明るくし、少なくとも１つの第１のモード及び少なくとも１つの第２のモードを有し、第２のモードは第１のモードよりも高い輝度を有する少なくとも１つの照明デバイスとを備えた液晶表示モニタを制御するコンピュータシステムにより用いるための照明制御データ構造体であって、
   サンプリング画素の各輝度レベルを表す各前記サンプリング画素から複数の第１の信号を受け取るように実行可能な第１のコンピュータコードと、
   前記サンプリング画素の平均輝度を表す少なくとも１つの第２の信号を前記第１の信号から得るように実行可能な第２のコンピュータコードと、
   前記平均輝度が所定の閾値を上回っているかどうかを決定するように実行可能な第３のコンピュータコードと、
   前記平均輝度が前記閾値を上回っているという決定に応じて少なくとも１つの前記照明デバイスをその少なくとも１つの第１のモードに設定する際に用いるための制御信号を生成するように実行可能な第４のコンピュータコードと
   を含む当該照明制御データ構造体。
8. 表示デバイスに入力される画像データが静止画を表しているかそれとも動画を表しているかを決定するように実行可能な第５のコンピュータコードを更に有する請求項７記載のデータ構造体。
9. 前記第５のコンピュータコードは、連続する画像を比較し、前記連続する画像間の一致の程度が所定のレベルを超えるかどうかを決定するように実行可能である請求項８記載のデータ構造体。
10. 前記画像データが静止画と関係しているという決定に応じて少なくとも１つの前記照明デバイスをその少なくとも１つの第１のモードに設定するために制御信号を生成するように実行可能な第６のコンピュータコードを更に有する請求項７記載のデータ構造体。
11. 前記第４のコンピュータコードは、前記平均輝度に依存して複数の前記第１のモードの１つを選択するように実行可能である請求項７記載のデータ構造体。
12. コンピュータ可読媒体であって、該コンピュータ可読媒体に記憶された請求項７記載の照明制御データ構造体を載せた当該コンピュータ可読媒体。
13. 複数の画素を含む液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに画像データを入力するデータ入力デバイスと、前記液晶表示パネルを明るくする少なくとも１つの照明デバイスと、制御デバイスであって、該制御デバイスに記憶された請求項７記載のデータ構造体を有し、少なくとも１つの前記照明デバイスを制御する当該制御デバイスとを備えた液晶表示モニタ。

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