輝度調整方法、液晶表示装置、およびコンピュータプログラム
バックライトを輝度の異なる複数の状態にし、内蔵する光センサが検出する輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを測定して記憶部に予め記憶する。また、液晶パネルを介して射出する光の最大輝度が所定値となる場合の、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して記憶部に予め記憶する。液晶パネルを介して射出する光の最大輝度を受け付け、バックライトの輝度を調整するともに、各入力レベルにおける輝度と、各階調レベルにおける理想輝度とを算出して、各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となる入力レベルを求めてＬＵＴを更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備える液晶表示装置の輝度調整方法、該輝度調整方法を適用した液晶表示装置、および輝度調整方法をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、内蔵するゲートドライバおよびソースドライバが、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）などから入力された映像信号に基づいて液晶パネルの各画素のオン／オフを制御し、映像信号に応じたデータ電圧を画素に印加することによって、液晶物質の電気光学特性により決定される光透過率を制御して画像を表示する。
【０００３】
ところで、液晶物質は、それ自体の特性（例えば複屈折率）の他に、基板間の対向距離、すなわち液晶ギャップによって、電気光学特性が決定される。さらに詳述すれば、例えば、液晶物質がＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶である場合、透過光強度Ｉは、ＴＮ液晶の複屈折率△ｎおよび液晶ギャップｄの積、すなわちリタデーション△ｎ・ｄをパラメータとして、それ自体公知の数式（１）により決定される。なお、液晶ギャップｄは、一般的に、数式（１）の第１極小点（（２・△ｎ・ｄ）／λ＝√３、λ：波長）となるように設計される。
【０００４】
【数１】
【０００５】
図１３は液晶物質の電気光学特性の一例を示すグラフであり、横軸は液晶物質への印加電圧を、縦軸は液晶物質の光透過率を、それぞれ示す。図１３において、実線Ａは液晶ギャップｄがｄ＝λ・√３／（２・△ｎ）の場合における特性を、実線Ｂはｄ＜λ・√３／（２・△ｎ）の場合における特性を、実線Ｃはｄ＞λ・√３／（２・△ｎ）の場合における特性を、それぞれ示しており、液晶ギャップｄが変化すると、上述した数式（１）の如く、重要品質である光透過率が変化することがわかる。このように、液晶ギャップｄは、液晶表示装置の光透過率を決定するパラメータであるが、製造バラツキなどにより設計値に対して狭ギャップまたは広ギャップになる虞があり、所望の光透過率が得られず目的の階調表示ができないという問題があった。
【０００６】
そこで、入力された映像信号により表現される階調レベルと、その階調レベルに対応する液晶パネルへの入力レベルとが関連付けられたルック・アップ・テーブル（以下、ＬＵＴという）を記憶するメモリを備え、階調レベルをＬＵＴに基づいて入力レベルへ変換することによって、各装置固有の特性を補正して所望の階調特性を実現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。）。
【０００７】
特許文献１に開示されている液晶表示装置は、液晶パネルの前面に設けた外部光センサ（輝度計）により、各入力レベルにおける輝度を測定し、液晶パネルの実際のパネル階調特性を求める。そして、測定したパネル階調特性と所望する理想階調特性とからＬＵＴに書き込む階調レベルと入力レベルとを算出してＬＵＴに記憶する。
【０００８】
図１４はＬＵＴの内容の一例を示す概念図である。ＬＵＴには、インデックス値としての階調レベルと、バリュー値としての入力レベルとが互いに関連付けられて記憶されている。なお、階調レベルの階調数は８ビット（２５６）であり、入力レベルは、階調レベルの階調数より２ビット多い１０ビット（１０２４）の場合の一例を示している。ＬＵＴには、階調レベル「０」と入力レベル「０」とが、階調レベル「１」と入力レベル「５」とが、階調レベル「２」と入力レベル「８」とが、…、階調レベル「２５５」と入力レベル「１０２３」とが、関連付けられて記憶されている。従って、図１５に示すように、液晶表示装置は、入力された各画素の階調レベル（同図（ａ））を、ＬＵＴに基づいて、その階調レベルと関連付けられている入力レベル（同図（ｂ））に変換して出力する。
【０００９】
図１６はＬＵＴを用いた輝度調整の概念を示す説明図である。図１６において、実線は液晶パネルの実際の階調特性を示し、破線は設定すべき理想的な階調特性を示す。液晶表示装置は、入力した映像信号により表現される階調レベルＸを、ＬＵＴに基づいて、液晶パネルへの入力レベルＹに変換し、理想的な階調特性を得る輝度Ｑとなるようにして擬似的に理想階調特性を実現する。
【特許文献１】特開２００２−９９２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、理想階調特性としては、最大輝度に対し相対的に変化する場合と、最大輝度に対し相対的に変化しない場合との２種類がある。前者の具体例がガンマ特性であり、後者の具体例がＤＩＣＯＭ（医療画像機器のための規格）に準拠したグレースケール表示関数（以下、ＧＳＤＦという）である。
【００１１】
図１７はガンマ特性（γ＝２．２）を示すグラフであり、横軸に階調レベルを、縦軸に輝度を、それぞれ示す。実線は２５５階調時における輝度（最大輝度）が６００ｃｄ／ｍ２，０階調時における輝度（最小輝度）が１ｃｄ／ｍ２である場合の特性を、破線は最大輝度が３００ｃｄ／ｍ２，最小輝度が１ｃｄ／ｍ２である場合の特性を、それぞれ示す。ガンマ特性は、それ自体公知の数式（２）で表され、それぞれの特性を、その最大輝度で正規化すれば、図１８に示すように、最大輝度がどのような輝度であっても同一の特性（曲線）を有する。従って、輝度は変わるものの同階調を得る階調レベルは変化しないため、ＬＵＴを変更することなく所望の階調特性への変換が可能となる。つまり、理想階調特性が最大輝度に対して相対的に変化する場合にはＬＵＴを変更する必要はない。
【００１２】
【数２】
【００１３】
図１９はＤＩＣＯＭに準拠したＧＳＤＦを示すグラフであり、横軸に階調レベルを、縦軸に輝度を、それぞれ示す。実線は最大輝度が６００ｃｄ／ｍ２，最小輝度が１ｃｄ／ｍ２である場合の特性を、破線は最大輝度が３００ｃｄ／ｍ２，最小輝度が１ｃｄ／ｍ２である場合の特性を、それぞれ示す。ＧＳＤＦは、それぞれの特性を、その最大輝度で正規化すれば、図２０に示すように、上述したガンマ特性とは異なり最大輝度によってその特性を異にする。輝度が変わった場合には、同階調を得る階調レベルが変化するため、ＬＵＴを変更しなければ所望の階調特性からのズレが生じてしまう。例えば、同じ正規化した輝度Ｑ（０．４ｃｄ／ｍ２）となる階調レベルが、最大輝度が６００ｃｄ／ｍ２である場合には階調レベルＸ（２０３）であり、最大輝度が３００ｃｄ／ｍ２である場合には階調レベルＹ（１９６）となり、階調レベルが異なる（Ｘ≠Ｙ）。従って、理想階調特性が最大輝度に対して相対的に変化しない場合にはＬＵＴを変更する必要性が生じる。
【００１４】
しかしながら、ＬＵＴに記憶すべき情報は、従来、液晶表示装置の製造工程において外部光センサで測定することにより求めており、ＬＵＴを変更するためには、その都度、外部光センサで実際のパネル階調特性を測定しなければならないという問題があった。もちろん、想定される最大輝度毎にパネル階調特性を予め測定し、それぞれに応じた複数のＬＵＴを記憶しておくことにより補正を行うことも考えられるが、記憶部に要する記憶容量が増大するとともに複数のＬＵＴを生成し記憶する必要があり、高コスト化が避けられないという問題がある。
【００１５】
上述した問題は、液晶表示装置が自発光型の表示装置ではなく、光源となるバックライトを必要とし、バックライトが、一般的に、使用することによりその輝度が変化することに起因している。バックライトの輝度の変化の態様としては、その輝度が安定するまでに時間（エージング時間）を有すること、また使用累積時間に応じて徐々に輝度が低下することなどがあげられる。
【００１６】
また、従来の液晶表示装置は、その輝度を調整できるといっても、ブライトネスの調整、すなわち、輝度の割合を調整できるだけであり、調整したとき（例えばブライトネス５０％）の輝度の数値を使用者は知ることができず、自己の感性に判断を委ねるしかなかった。つまり、ブライトネスは定性的にしか調整することができず、使用者の好み、使用環境、および表示する映像の種類などの条件に応じて輝度を定量的に調整することが好ましいが、所望する輝度となるように制御できる液晶表示装置は存在しない。
【００１７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、バックライトの輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度との関係を一意的に求め、バックライトの輝度から、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を一意に算出することにより、バックライトの輝度を調整して、輝度を定量的に設定することができる液晶表示装置の輝度調整方法の提供を目的とする。
【００１８】
また本発明は、液晶パネルが有する実際の階調特性を求めるとともに、設定すべき輝度、すなわち所望する理想階調特性を算出し、両方の階調特性を比較して輝度を調整することにより、優れた階調特性を実現することができる液晶表示装置の輝度調整方法の提供を目的とする。
【００１９】
さらに本発明は、上述した輝度調整方法を適用した液晶表示装置、および輝度調整方法をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
第１発明に係る輝度調整方法は、液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備え、前記液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整することにより液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行う液晶表示装置の輝度調整方法において、前記液晶表示装置は、前記バックライトの輝度を検出する輝度検出手段を備えており、前記液晶パネルを所定の透過率にするとともに、前記バックライトを輝度の異なる複数の状態にし、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、各状態にて測定した輝度と前記輝度検出手段が検出する輝度とを関連付けて予め記憶し、前記液晶パネルを所定の透過率にした状態での前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定し、記憶した各状態におけるそれぞれの輝度に基づいて、設定した輝度設定値となる前記輝度検出手段が検出すべき輝度を算出し、算出した輝度となるように前記バックライトの輝度を調整することを特徴とする。
【００２１】
第２発明に係る輝度調整方法は、第１発明において、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、測定した輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて予め記憶し、記憶した輝度と入力レベルとに基づいて、前記輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度とを算出し、算出した各入力レベルにおける輝度と各階調レベルに設定すべき輝度とに基づいて、各階調レベルに設定すべき輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出し、抽出した入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶し、映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整することを特徴とする。
【００２２】
第３発明に係る輝度調整方法は、第１発明において、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定し、測定した各輝度を正規化し、正規化した各輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて予め記憶し、記憶した輝度と入力レベルとに基づいて、前記輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度とを算出し、算出した各入力レベルにおける輝度と各階調レベルに設定すべき輝度とに基づいて、各階調レベルに設定すべき輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出し、抽出した入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶し、映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整することを特徴とする。
【００２３】
第４発明に係る輝度調整方法は、第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記輝度設定値は、前記液晶パネルの透過率を制御可能な最大の透過率にした状態の輝度であることを特徴とする。
【００２４】
第５発明に係る輝度調整方法は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記複数の状態のうちの一状態は前記バックライトが調整可能な最大輝度であり、前記複数の状態のうちの他の一状態は前記バックライトが調整可能な最小輝度であることを特徴とする。
【００２５】
第６発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備え、前記液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整することにより液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行う液晶表示装置において、前記バックライトの輝度を検出する輝度検出手段と、前記液晶パネルが所定の透過率であって、前記バックライトの輝度が異なる複数の状態における、前記輝度検出手段が検出した輝度と、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とが関連付けられた情報が予め記憶された記憶部と、前記液晶パネルが所定の透過率である状態における前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を受け付ける受付手段と、前記記憶部に記憶されている情報に基づいて、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる前記輝度検出手段が検出すべき輝度を算出する算出手段と、該算出手段にて算出した輝度となるように前記バックライトの輝度を調整する輝度調整手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
第７発明に係る液晶表示装置は、第６発明において、前記記憶部には、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度に係る第２情報がさらに記憶されており、該第２情報に基づいて、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出する第２算出手段と、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる場合の、各階調レベルに設定すべき輝度を算出する第３算出手段と、該第３算出手段にて算出した各階調レベルに設定すべき輝度に対して、前記第２算出手段にて算出した各入力レベルにおける輝度との輝度差を算出する第４算出手段と、該第４算出手段にて算出した輝度差が最小となる入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶する記憶手段と、映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
第８発明に係る液晶表示装置は、第６発明または第７発明において、前記輝度検出手段は、前記バックライトの輝度に応じた電圧を有するアナログ形式の電気信号に変換する光電変換手段と、変換されたアナログ形式の電気信号をデジタル形式の電気信号に変換するアナログデジタル変換手段とを有することを特徴とする。
【００２８】
第９発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータから、液晶パネルと該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備える液晶表示装置へ調整情報を出力させ、コンピュータに、液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整させることにより、液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行わせるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記バックライトの輝度が異なる複数の状態における、前記バックライトの輝度と、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを関連付けて記憶部に記憶させるステップと、コンピュータに、前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定させるステップと、コンピュータに、前記記憶部に記憶させた情報に基づいて、設定した輝度設定値となるバックライトの輝度に調整する前記調整情報を算出させるステップと、コンピュータに、算出した前記調整情報を液晶表示装置へ出力させるステップとを含むことを特徴とする。
【００２９】
第１０発明に係るコンピュータプログラムは、第９発明において、コンピュータに、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度に係る第２情報を記憶部に記憶させるステップと、コンピュータに、記憶させた第２情報に基づいて、前記入力された輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出させるステップと、コンピュータに、前記入力された輝度設定値となる場合の、各階調レベルに設定すべき輝度を算出させるステップと、コンピュータに、算出した各階調レベルに設定すべき輝度に対して、前記算出した各入力レベルにおける輝度との輝度差を算出させるステップと、コンピュータに、算出した輝度差が最小となる入力レベルと階調レベルとを関連付けて前記記憶部に記憶させるステップとを含むことを特徴とする。
【００３０】
第１発明、第６発明および第９発明にあっては、前記液晶パネルを所定の透過率にするとともに、バックライトを輝度の異なる複数の状態にし、各状態にて、輝度検出手段が検出する輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを測定して、各状態における各輝度を関連付けて記憶する。これにより、バックライトの輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度との関係が一意的に求まるので、輝度検出手段にて検出したバックライトの輝度から、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出することが可能になる。そして、液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定し、設定した輝度設定値となる場合に輝度検出手段が検出すべきバックライトの輝度を算出してバックライトの輝度を調整する。よって、定性的にしか輝度を調整できなかった従来のブライトネスの調整とは異なり、所望する輝度設定値となるように輝度を調整することが可能になる。また、液晶表示装置の製造工程にて、バックライトの輝度の異なる複数の状態における、輝度検出手段が検出する輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを測定して、各状態における各輝度を関連付けて予め記憶するようにすれば、出荷以降は外部光センサを用いて液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定する必要がなくなり、液晶表示装置の利用者への負担がなくなるとともに、一連の処理として高精度の測定が可能になり、より高精度に所望する輝度となるように調整することが可能になる。さらに、定量的な輝度設定が可能となるため、現状輝度の利用者への通知、所定輝度以下となったときの利用者への通知など自己診断機能としても利用できる。
【００３１】
第２発明、第７発明および第１０発明にあっては、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、測定した輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて記憶する。これにより、液晶パネルが有する実際の階調特性を得ることができる。そして、液晶パネルを介して射出する光の輝度が輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度（理想輝度）とを算出して、各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出する。よって、入力レベルを各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となるように設定できるため、優れた階調特性を実現することが可能になる。
【００３２】
第３発明、第７発明および第１０発明にあっては、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定し、測定した輝度のうちの最大輝度で、測定した各入力レベルの各輝度を除算して正規化し、正規化した各輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて記憶する。これにより、液晶パネルが有する実際の階調特性を得ることができる。そして、液晶パネルを介して射出する光の輝度が輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度（理想輝度）とを算出して、各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出する。よって、入力レベルを各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となるように設定できるため、優れた階調特性を実現することが可能になる。
【００３３】
また、上述した液晶パネルを介して射出する光の輝度の測定は、所定波長帯域における輝度と、その所定波長帯域内の複数の波長帯域における輝度とを測定するようにすれば、各波長帯域に対して個別に入力レベルを各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となるように設定できる。よって、各波長帯域によって異なる階調特性を有している場合であっても、個別に輝度調整を行うことができるため、優れた階調特性を実現することが可能になる。例えば、所定波長帯域として可視光を呈する波長帯域の輝度を測定し、複数の波長帯域として３原色を呈する波長帯域の輝度を測定することにより、３原色に対して個別に入力レベルを各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となるように設定できる。よって、一般的にバックライトから射出される光の波長分布は、経年変化により変化する虞があるが、３原色に対して個別に輝度調整を行うことができるため、色再現性およびホワイトバランスに優れた階調特性を実現することが可能になる。
【００３４】
第４発明にあっては、液晶パネルの透過率が制御可能な最大の透過率にした状態の輝度を輝度設定値にすることにより、液晶パネルを介して射出する光の最大輝度を定量的に設定できる。
【００３５】
第５発明にあっては、バックライトの輝度の異なる複数の状態間の輝度差を広げることにより、バックライトの輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度との関係をより高精度で求めることが可能になる。
【００３６】
第８発明にあっては、光電変換手段により、バックライトの輝度に応じた電圧を有するアナログ形式の電気信号に変換し、アナログデジタル変換手段により、変換されたアナログ形式の電気信号をデジタル形式の電気信号に変換する。よって、汎用的な光電変換手段とアナログデジタル変換手段とを用いて、低コストで輝度検出手段とすることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、バックライトの輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度との関係を一意的に求め、バックライトの輝度から、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を一意に算出することができるので、バックライトの輝度を調整して、輝度を定量的に設定することができる。
【００３８】
また本発明によれば、液晶パネルが有する実際の階調特性を求めるとともに、設定すべき階調特性を算出し、両方の階調特性を比較して輝度を調整することができるので、優れた階調特性を実現することができる。
【００３９】
さらに本発明によれば、液晶表示装置の製造工程にて、バックライトの輝度（輝度検出手段が検出する輝度）と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを測定するようにすれば、出荷以降は外部光センサを用いて、液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定する必要はないため、液晶表示装置の利用者への負担がなくなるとともに、一連の処理として高精度の測定が可能になり、より高精度に所望する輝度となるように調整することができる。また、最大輝度の変化で相対的に変化しない階調特性であっても、外部光センサを用いることなく、高精度に所望の階調特性を実現することができる等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】ソースドライバの入出力特性を示す図表である。
【図３】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】輝度−出力値特性を示すグラフである。
【図５】液晶パネルが有する実際の階調特性を示すグラフである。
【図６】液晶パネルの正規化した階調特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】輝度レベルと最大輝度ＬＴＭＡＸとからなるテーブル図である。
【図９】ＬＵＴ生成／記憶処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】液晶物質の電気光学特性の一例を示すグラフである。
【図１４】ＬＵＴの内容の一例を示す概念図である。
【図１５】ＬＵＴを用いた輝度調整の前後の各画素レベルを示す説明図である。
【図１６】ＬＵＴを用いた輝度調整の概念を示す説明図である。
【図１７】ガンマ特性を示すグラフである。
【図１８】ガンマ特性を正規化したグラフである。
【図１９】ＤＩＣＯＭに準拠したＧＳＤＦを示すグラフである。
【図２０】ＧＳＤＦを正規化したグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１，３１ 液晶表示装置
２ 制御部
３ ＲＯＭ
４ ＲＡＭ
５ 操作部
６，３６ 記憶部
６ａ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ ＬＵＴ
７ 信号入力部
８ 液晶駆動回路
９ 液晶パネル
１０ バックライト電源回路
１１ バックライト
１２ 光センサ
１３ ＡＤＣ
２２，４２ 外部光センサ
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００４３】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る液晶表示装置１は、制御部２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、操作部５、記憶部６、信号入力部７、液晶駆動回路８、液晶パネル９、バックライト電源回路１０、バックライト１１、光センサ１２、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）１３などを備えている。液晶表示装置１は、信号入力部７に入力された映像信号に基づいて、液晶パネル９の表示画面に映像を表示する機能を有する。映像信号としては、アナログ形式であってもよいが、以下の説明ではデジタル形式であるものとして説明することにする。なお、外部光センサ２２は、液晶パネル９を介して射出する光の輝度を測定する機器であり、後述する第１の処理手順を実行する場合に付加的に用いる。
【００４４】
制御部２は、具体的にはＣＰＵで構成されており、バス１５を介して上述したようなハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、ＲＯＭ３に格納された制御プログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。ＲＯＭ３は、上述したように液晶表示装置１の動作に必要な種々のソフトウェアのプログラムを予め格納している。ＲＡＭ４は、ＳＲＡＭで構成され、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。なお、制御部２、ＲＯＭ３およびＲＡＭ４などをマイコンなどの電子回路１６で実現し、ハードウェア的に種々の処理を実行するようにしてもよい。
【００４５】
操作部５は、液晶表示装置１を操作するための各種のファンクションキーなどを備えている。ファンクションキーとしては、輝度調整処理を行うか否かを設定する輝度調整実行キー５ａ、および液晶表示装置の輝度を設定する輝度設定キー５ｂを有する。なお、オン・スクリーン・ディスプレイ（ＯＳＤ）を液晶パネル９に表示して、液晶表示装置の各種設定を操作するようにしてもよいし、液晶パネル９をタッチパネル方式とすることにより、操作部５の各種のファンクションキーの内の一部または全部を代用することも可能である。
【００４６】
記憶部６は、ソフト的に書き換え可能なデバイスであり、ブライトネスが最大（１００％）時における液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＨ，ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＨと、ブライトネスが最小（０％）時における液晶パネルの表示面略中央部の輝度ＬＭＬ，ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＬと、後述するソースドライバが各入力レベル（例えば、１０ビット：０〜１０２３）に対する出力電圧を液晶パネルへ出力した場合における表示面略中央部の輝度Ｌ０，Ｌ１，…，Ｌ１０２３を正規化した輝度Ｌ０／Ｌ１０２３，Ｌ１／Ｌ１０２３，…，Ｌ１０２３／Ｌ１０２３とが記憶されている。さらに、記憶部６は、階調レベルと、その階調レベルに対応する液晶パネルへの入力レベルとが関連付けられたＬＵＴ６ａを適宜更新して記憶する機能を有する。ＬＵＴ６ａの内容は、図１４に示した従来のＬＵＴと同様である。
【００４７】
信号入力部７は、映像信号線Ｌを介して外部のＰＣ２１に接続されており、ＰＣ２１から出力された映像信号を受け取り、制御部２は、記憶部６に記憶しているＬＵＴ６ａに基づいて、受け取った映像信号を補正して液晶駆動回路８へ出力する。液晶駆動回路８は、主としてゲートドライバ８ａとソースドライバ８ｂとから構成されており、制御部２から入力された映像信号（補正信号）に基づいて液晶パネル１０を駆動する。これにより、制御部２は、ＰＣ２１から出力された映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネル１０の透過率を調整することができる。
【００４８】
ソースドライバ８ｂは、図２に示すような入出力特性を有しており、ソースドライバ８ｂには基準電圧（１０ビット時：ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，…，ＶＲＥＦ１０）が与えられ、制御部２から入力された入力レベルに応じた出力電圧を生成して各出力段に出力する機能を有する。つまり、ソースドライバ８ｂは、入力された入力レベル０，１，…，１０２３に応じた出力電圧（データ電圧）Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖ１０２３を各出力段へ出力することにより、データ電圧を液晶パネルのソース線へ供給する。
【００４９】
液晶パネル９は、一対のガラス基板が対向配置され、その間隙内に液晶物質である液晶層が形成された構成を有し、一方のガラス基板には複数の画素電極と、画素電極のそれぞれにドレインを接続したＴＦＴとが、他方のガラス基板には共通電極が形成されている。ＴＦＴのゲートおよびソースは、それぞれゲートドライバ８ａおよびソースドライバ８ｂの各出力段に順次接続されている。液晶パネル９は一対の偏光板で挟まれ、さらにその背面にバックライト１１が配置されている。
【００５０】
バックライト電源回路１０は、その出力電圧を調整する機能を有しており、調整した電圧をバックライト１１へ出力することにより、バックライト１１から射出する光の輝度を調整する輝度調整手段として機能する。液晶パネル９は、ゲートドライバ８ａから入力されたゲート信号によって各画素のオン／オフが制御され、ソースドライバ８ｂから入力された出力電圧（データ電圧）をオン期間に各画素へ印加することによって、液晶物質の電気光学特性によって決定される光透過率を制御して映像を表示する。
【００５１】
バックライト１１の近傍には、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの汎用的な光センサ１２が配設されており、光センサ１２は、バックライト１１からの入射光を、その入射光の輝度（例えば、可視光の波長帯域における輝度）に応じた電圧を有するアナログ形式の電気信号（以下、アナログ信号という）に変換する。ＡＤＣ１３は、光センサ１２から出力されたアナログ信号をデジタル形式の電気信号（以下、デジタル信号という）に変換する。つまり、光センサ１２とＡＤＣ１３とが協業して本発明に係る輝度検出手段として機能する。
【００５２】
次に、本発明に係る液晶表示装置の輝度調整方法をフローチャートを用いて説明する。本発明に係る液晶表示装置の輝度調整方法は、外部光センサ２２を用いる第１の処理手順と、外部光センサ２２を用いない第２の処理手順とを含んでいる。なお、一般的に、第１の処理手順は液晶表示装置の製造者側、すなわち製造工程で処理され、第２の処理手順は液晶表示装置の使用者側で処理されるものである。
【００５３】
図３は本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部２は、液晶駆動回路８を制御して液晶物質の光透過率を最大にする（ステップＳ１）。具体的には、液晶パネル９がノーマリーブラックモードである場合、制御部２は、走査信号をゲートドライバ８ａへ、液晶物質に印加する電圧が最大となる入力レベル（例えば１０ビット入力である場合には「１１１１１１１１１１（１０２３）」）をソースドライバ８ｂへ出力する。ゲートドライバ８ａは、制御部２から入力された走査信号に同期して、ＴＦＴをオン／オフ制御する走査電圧を各出力段へ順次出力することにより、走査電圧を液晶パネルのゲート線へ供給する。ソースドライバ８ｂは、入力された入力レベル（１０２３）に応じた出力電圧（データ電圧）Ｖ１０２３を各出力段へ出力することにより、データ電圧Ｖ１０２３を液晶パネルのソース線へ供給する。これにより、各ＴＦＴは画素電極にデータ電圧Ｖ１０２３を印加して、電気光学特性によって決定される液晶物質の光透過率を制御する。なお、液晶パネル９がノーマリーホワイトモードである場合、液晶物質に印加する電圧が最小となる入力レベル（例えば１０ビット入力である場合には「００００００００００（０）」）をソースドライバ８ｂへ出力して液晶物質の光透過率を最大にすればよい。液晶物質の光透過率が最大となる入力レベルの信号を、ＰＣなどから外部入力するようにしてもよい。
【００５４】
そして、制御部２は、ブライトネスが最大値（１００％）となるようにバックライト電源回路１０を制御し、液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＨを外部光センサ２２により取得するとともに、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＨを取得する（ステップＳ２）。同様に、制御部２は、ブライトネスが最小値（０％）となるようにバックライト電源回路１０を制御し、液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＬを外部光センサ２２により取得するとともに、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＬを取得する（ステップＳ３）。なお、ブライトネスの調整は、バックライトに供給する電圧値を調整することにより行うことができる。
【００５５】
制御部２は、Ｓ２およびＳ３にて取得した輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬを記憶部６に記憶する（ステップＳ４）。輝度Ｌと出力値ＡＤとは比例関係を有するため、ブライトネスが１００％と０％との２点を取得することにより、図４に示すような輝度−出力値特性を一意に求めることができ、外部光センサ２２を用いなくとも、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤと、輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬとから、数式（３）に基づいて輝度Ｌを算出（補間）することが可能となる。換言すれば、輝度ＬであるＡＤＣ１３の出力値ＡＤを、数式（４）に基づいて算出することができる。なお、本例では、輝度−出力値特性を決定するためにブライトネスが１００％と０％との２点を取得するようにしたが、これに限定されるものではなく、ブライトネスの異なる任意の２点の輝度と出力値とを取得し、取得した輝度および出力値を記憶部６に記憶して輝度−出力値特性を前方補外または後方補外により求めてもよいし、ブライトネスの異なる任意の３点以上の輝度と出力値とを取得し、線形近似して輝度−出力値特性を求めてもよい。
【００５６】
【数３】
【００５７】
そして、制御部２は、入力レベルが０，１，…，１０２３となる信号をソースドライバ８ａへ出力することにより、出力電圧Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖ１０２３を液晶パネル９へ出力して液晶物質の光透過率を変化させ、それぞれの場合における液晶パネル９の表示面略中央部の輝度Ｌ０，Ｌ１，…，Ｌ１０２３を外部光センサ２２により取得する（ステップＳ５）。これにより、図５に示すような液晶パネル９が有する実際の階調特性を取得することができる。入力レベルが０，１，…，１０２３となる信号を、ＰＣなどから外部入力するようにしてもよい。
【００５８】
そして、取得した輝度Ｌ０，Ｌ１，…，Ｌ１０２３を最大輝度である輝度Ｌ１０２３でそれぞれ除算することにより正規化し、正規化した輝度Ｌ０／Ｌ１０２３，Ｌ１／Ｌ１０２３，…，Ｌ１０２３／Ｌ１０２３を記憶部６に記憶する（ステップＳ６）。これにより、図６に示すような液晶パネル９の正規化した階調特性を得ることができる。もちろん、正規化した階調特性ではなく、Ｓ５で取得した実際の階調特性を記憶部６に記憶してもよく、ソースドライバへ入力された各入力レベルに対する輝度間の相関関係が規定されるものであれば限定されるものではない。さらに、入力レベル０，１，…，１０２３のうち、例えば、入力レベル０，４，８，…，１０２３となる２５６点の輝度を測定し、線形補間により１０２４点の輝度を算出し、これを正規化して記憶部６に記憶するようにしてもよく、このようにすれば、処理の短縮化が図れる。もちろん、実際に測定する２５６点の入力レベルは任意のレベルであってよいし、実際に測定するレベル数も２５６点に限定されるものではない。
【００５９】
図７は本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、液晶表示装置１の使用者により、操作部５から所望の輝度設定値（以下、最大輝度ＬＴＭＡＸとする）の入力を受け付ける（ステップＳ１１）。なお、最大輝度ＬＴＭＡＸは、その数値自体を直接的に入力してもよいし、図８に示すように、輝度レベルと最大輝度ＬＴＭＡＸとを関連付けたテーブルを記憶部６に記憶し、テーブルを適宜読み出して使用者により輝度レベルを選択するような形態であってもよい。
【００６０】
制御部２は、記憶部６に記憶されている輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬを読み出し、読み出した輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬとＳ１１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸとから数式（４）に基づいて、最大輝度ＬＴＭＡＸとなる出力値ＡＤＴを算出する（ステップＳ１２）。これにより、出力値ＡＤＴとなるようにバックライト電源回路１０を調整することにより、液晶パネルの表示面における輝度が最大輝度ＬＴＭＡＸとなるように制御することができる。
【００６１】
また、制御部２は、記憶部６に記憶されている正規化した輝度Ｌ０／Ｌ１０２３，Ｌ１／Ｌ１０２３，…，Ｌ１０２３／Ｌ１０２３を読み出し、読み出した輝度Ｌ０／Ｌ１０２３，Ｌ１／Ｌ１０２３，…，Ｌ１０２３／Ｌ１０２３に、Ｓ１１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸをそれぞれ乗算することにより、最大輝度ＬＴＭＡＸとなる場合の液晶パネルの実際の輝度（以下、パネル階調特性値）ＬＴＭＡＸ・Ｌ０／Ｌ１０２３，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１／Ｌ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１０２３／Ｌ１０２３を算出する（ステップＳ１３）。
【００６２】
そして、制御部２は、予め記憶部６に記憶されている表示関数から、最大輝度ＬＴＭＡＸ時に設定すべき輝度（以下、理想階調特性値という）Ｔ０，Ｔ１，…，Ｔ２５５を算出する（ステップＳ１４）。ここで、表示関数がＧＳＤＦである場合を例に詳述する。ＧＳＤＦは、与えられた観測条件のもとで、平均的人間が識別可能である与えられたターゲットの最小の輝度差を１ＪＮＤ（Ｊｕｓｔ−Ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；弁別域）と定義したものであり、最小輝度を０．０５ｃｄ／ｍ２として１０２３ステップまでのＪＮＤをプロットした関数である。
【００６３】
制御部２は、数式（５）に基づいて、Ｓ１１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸおよび最小輝度ＬＴＭＩＮにおけるＪＮＤＴＭＡＸおよびＪＮＤＴＭＩＮをそれぞれ算出する。なお、最小輝度ＬＴＭＩＮは、各ＪＮＤ間（各階調間）の輝度差が最も大きくなる、すなわち最大のダイナミックレンジとなるように、ＬＴＭＡＸ・Ｌ０／Ｌ１０２３とする。もちろん、最小輝度ＬＴＭＩＮは、ＬＴＭＡＸ・Ｌ１／Ｌ１０２３，ＬＴＭＡＸ・Ｌ２／Ｌ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１０２３／Ｌ１０２３のうちの任意の輝度としてもよいし、操作部６にて、液晶表示装置１の使用者から所望の最小輝度ＬＴＭＩＮの入力を受け付けるような形態であってもよい。
【００６４】
【数４】
【００６５】
制御部２は、解像度ｎ（例えば８ビット＝２５６）に対して、最大輝度ＬＴＭＡＸと最小輝度ＬＴＭＩＮとにおけるＪＮＤの差（ＪＮＤＴＭＡＸ−ＪＮＤＴＭＩＮ）を階調間数２ｎ−１（本例では２５５）に等分して割り当てるべく、数式（６）に基づいて、各階調レベルにおける理想階調特性値Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔ２５５を算出する。なお、表示関数としては、ＧＳＤＦを例として説明したが、もちろん任意の関数であってよい。
【００６６】
【数５】
【００６７】
そして、制御部２は、Ｓ１４にて算出した理想階調特性値Ｔ０，Ｔ１，…，Ｔ２５５と、Ｓ１３にて算出したパネル階調特性値ＬＴＭＡＸ・Ｌ０／Ｌ１０２３，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１／Ｌ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１０２３／Ｌ１０２３とを比較してＬＵＴ６ａを生成して記憶部６に記憶する（ステップＳ１５）。
【００６８】
次に、上述したＳ１５のＬＵＴ生成／記憶処理をさらに詳述する。図９はＬＵＴ生成／記憶処理の一例を示すフローチャートである。
制御部２は、理想階調特性値Ｔｉ（ｉ＝０，１，…，２５５）とパネル階調特性値ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３（ｊ＝０，１，…，１０２３）との差分値（Ｔｉ−ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３）を算出し（ステップＳ２１）、算出した差分値の絶対値｜Ｔｉ−ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３｜が最小となる階調レベルｉ，入力レベルｊの組合せを、各階調レベルｉ毎に抽出する（ステップＳ２２）。
【００６９】
そして、算出した階調レベルｉをＬＵＴ６ａのインデックス値とし、入力レベルｊをＬＵＴ６ａのバリュー値として記憶部６に記憶する（ステップＳ２３）。なお、Ｓ２２では、差分値（Ｔｉ−ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３）の絶対値が最小となる階調レベルｉ，入力レベルｊの組合せをＬＵＴ６ａとする形態を示したが、これに限定されるものではなく、差分値（Ｔｉ−ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３）が最も小さい正数（または負数）となる階調レベルｉ，入力レベルｊの組合せをＬＵＴ６ａとするような形態であってもよい。
【００７０】
（実施形態２）
実施形態１では、輝度調整に用いるＬＵＴを１つとし、主としてモノクロ液晶表示装置に好適な形態を示したが、カラー液晶表示装置の場合には、数式（１）に示したように、液晶物質における光の透過率は光の波長によって異なるため、輝度調整に用いるＬＵＴを各色毎に用意することが好ましく、このようにしたものが実施形態２である。
【００７１】
図１０は本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る液晶表示装置３１は、制御部２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、操作部５、記憶部３６、信号入力部７、液晶駆動回路８、液晶パネル９、バックライト電源回路１０、バックライト１１、光センサ１２、ＡＤＣ１３などを備えている。
【００７２】
記憶部３６は、ソフト的に書き換え可能なデバイスであり、ブライトネスが最大（１００％）時における液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＨ，ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＨと、ブライトネスが最小（０％）時における液晶パネルの表示面略中央部の輝度ＬＭＬ，ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＬと、ソースドライバ８ｂが各入力レベルに対する出力電圧を液晶パネルへ出力した場合における表示面略中央部の３原色のそれぞれに対する第１色輝度Ｒ０，Ｒ１，…，Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０，Ｇ１，…，Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０，Ｂ１，…，Ｂ１０２３を正規化した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３とが記憶されている。さらに、記憶部３６は、階調レベルと、その階調レベルに対応する液晶パネルへの入力レベルとが関連付けられた各色毎のＬＵＴ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを適宜更新して記憶する機能を有する。ＬＵＴ３６ａ，３６ｂ，３６ｃのそれぞれの内容は、ＦＩＧ．２に示した従来のＬＵＴと同様である。その他の構成は実施形態１と同様であるので、対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
なお、外部光センサ４２は、液晶パネル９を介して射出する光の可視光を呈する波長帯域における輝度および３原色のそれぞれを呈する波長帯域における輝度を測定する機器であり、後述する第１の処理手順を実行する場合に付加的に用いる。なお、３原色としては、赤色、緑色および青色からなる混色系、ならびに黄色、青緑色（藍色ともいう）および深紅色からなる減色系などがあるが、いずれの表色系であってもよい。
【００７４】
図１１は本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部２は、液晶駆動回路８を制御して液晶物質の光透過率を最大（入力レベル：１０２３）にする（ステップＳ３１）。そして、制御部２は、ブライトネスが最大値（１００％）となるようにバックライト電源回路１０を制御し、液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＨを外部光センサ４２により取得するとともに、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＨを取得する（ステップＳ３２）。同様に、制御部２は、ブライトネスが最小値（０％）となるようにバックライト電源回路１０を制御し、液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＬを外部光センサ４２により取得するとともに、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＬを取得する（ステップＳ３３）。制御部２は、Ｓ３２およびＳ３３にて取得した輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬを記憶部３６に記憶する（ステップＳ３４）。
【００７５】
そして、制御部２は、入力レベルが０，１，…，１０２３となる信号をソースドライバ８ａへ出力することにより、出力電圧Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖ１０２３を液晶パネル９へ出力して液晶物質の光透過率を変化させ、それぞれの場合における液晶パネル９の表示面略中央部の第１色輝度Ｒ０，Ｒ１，…，Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０，Ｇ１，…，Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０，Ｂ１，…，Ｂ１０２３を外部光センサ４２により取得する（ステップＳ３５）。そして、取得した第１色輝度Ｒ０，Ｒ１，…Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０，Ｇ１，…Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０，Ｂ１，…，Ｂ１０２３を、それぞれの最大輝度Ｒ１０２３，Ｇ１０２３，Ｂ１０２３でそれぞれ除算することにより正規化し、正規化した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３を記憶部３６に記憶する（ステップＳ３６）。入力レベルが０，１，…，１０２３となる信号を、ＰＣなどから外部入力するようにしてもよい。
【００７６】
また、制御部２は、第１色輝度Ｒ１０２３，第２色輝度Ｇ１０２３，第３色輝度Ｂ１０２３を輝度ＬＭＨでそれぞれ除算し、Ｒ１０２３／ＬＭＨ（以下、ＲＲ），Ｇ１０２３／ＬＭＨ（以下、ＧＲ），Ｂ１０２３／ＬＭＨ（以下、ＢＲ）を記憶部３６に記憶する（ステップＳ３７）。つまり、３原色の輝度の割合ＲＲ：ＧＲ：ＢＲを算出する。なお、本例では、輝度液晶物質が制御可能な最大の透過率である場合の輝度の割合を算出したが、液晶物質が所定の透過率である場合における輝度の割合を算出してもよい。
【００７７】
図１２は本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、液晶表示装置１の使用者により、操作部５から所望の最大輝度ＬＴＭＡＸの入力を受け付け（ステップＳ４１）、制御部２は、記憶部３６に記憶されている輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬを読み出し、読み出した輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬとＳ４１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸとから数式（４）に基づいて最大輝度ＬＴＭＡＸとなる出力値ＡＤＴを算出する（ステップＳ４２）。
【００７８】
また、制御部２は、記憶部３６に記憶されている正規化した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３を読み出し、読み出した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３に、Ｓ３７にて正規化したＲＲ，ＧＲ，ＢＲ、およびＳ４１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸをそれぞれ乗算することにより、最大輝度ＬＴＭＡＸとした場合における各色のパネル階調特性値ＬＴＭＡＸ・ＲＲ・Ｒ０／Ｒ１０２３，ＬＴＭＡＸ・ＲＲ・Ｒ１／Ｒ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・ＲＲ・Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、ＬＴＭＡＸ・ＧＲ・Ｇ０／Ｇ１０２３，ＬＴＭＡＸ・ＧＲ・Ｇ１／Ｇ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・ＧＲ・Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、ＬＴＭＡＸ・ＢＲ・Ｂ０／Ｂ１０２３，ＬＴＭＡＸ・ＢＲ・Ｂ１／Ｂ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・ＢＲ・Ｂ１０２３／Ｂ１０２３を算出する（ステップＳ４３）。
【００７９】
そして、制御部２は、予め記憶部３６に記憶されている表示関数から、最大輝度ＬＴＭＡＸ時の各色の理想階調特性値ＴＲ０，ＴＲ１，…，ＴＲ２５５、ＴＧ０，ＴＧ１，…，ＴＧ２５５、ＴＢ０，ＴＢ１，…，ＴＢ２５５を算出し（ステップＳ４４）、Ｓ４４にて算出した各色の理想階調特性値と、Ｓ４３にて算出した各色のパネル階調特性とを比較してＬＵＴ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを生成し、記憶部３６に記憶する（ステップＳ４５）。ＬＵＴ生成／記憶処理は、実施形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００８０】
なお、本実施形態では、第１色輝度、第２色輝度および第３色輝度を外部光センサ４２により取得する場合に、すべての画素の透過率を同一にして白画面を表示するようにしたが、第１色輝度を外部光センサ４２により取得する場合に、当該色用の画素に印加する電圧をＶ１０２３に、他の色用の画素に印加する電圧をＶ０に設定し、第１色のラスター画面を表示するようにしてもよい。このようにすれば、各色の波長帯域が広く、オーバーラップする領域がある場合であっても、第２色および第３色の輝度が第１色の輝度へ与える影響をなくすことができるため、さらに精度に優れた階調特性を実現することができる（第２色輝度および第３色輝度についても同様）。
【００８１】
また、光センサ１２が、可視光の波長帯域における輝度をアナログ信号に変換するようにしたが、可視光の波長帯域に加えて、３原色のそれぞれ波長帯域における輝度を、その輝度に応じた電圧を有するアナログ信号に変換する光センサを用いて、各色に対して輝度−出力値特性を求めるようにしてもよい。なお、その場合には、各色に対応するＡＤＣを光センサに接続して、アナログ信号をデジタル信号に変換することはいうまでもない。もちろん、各波長帯域における輝度をアナログ信号に変換する複数の光センサを用いてもよい。
【００８２】
また、色温度、例えばブルーベース（１２５００Ｋ）、クリアベース（７５００Ｋ）のそれぞれに対して、上述した処理手順を実行するようにしてもよい。もちろん、その場合には、第１の処理手順にて、各色温度に対して輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬ、ならびに、正規化した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３を記憶部３６に記憶するとともに、第２の処理手順にて、液晶表示装置１の使用者により、操作部５から所望の色温度の選択を受け付け、選択された色温度に対して処理を実行する。もちろん、色温度は、この２つに限定されるものではなく、任意の色温度であってよい。
【００８３】
さらに、実施形態１および実施形態２では、液晶表示装置に備える制御部２が上述したソフトウェア的処理を実行することによって輝度調整を行う形態を示したが、ＵＳＢ規格に準拠した通信線などにより液晶表示装置に接続されたＰＣ２１が、上述した制御部２と同等の処理を行うようにしてもよい。その場合には、上述したような処理内容をコンピュータプログラムとして収めたＣＤ−ＲＯＭまたはフレキシブルディスク（ＦＤ）などの記録媒体をＣＤ−ＲＯＭドライブまたはＦＤドライブにて読み取り、読み取ったコンピュータプログラムをメモリにロードして、必要な処理を実行するようにすればよい。もちろん、ＰＣ２１が、ＬＡＮなどの通信網に接続したサーバ装置を用いてなる記録媒体から、通信網を介してコンピュータプログラムをダウンロードして処理を実行する形態であっても良い。また、ＰＣ２１が上述したＬＵＴ６ａ（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）を記憶する記憶部を備える形態であってもよいし、ＰＣ２１から液晶表示装置が備える記憶部にＬＵＴ６ａ（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）を記憶させる形態であってもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備える液晶表示装置の輝度調整方法、該輝度調整方法を適用した液晶表示装置、および輝度調整方法をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、内蔵するゲートドライバおよびソースドライバが、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）などから入力された映像信号に基づいて液晶パネルの各画素のオン／オフを制御し、映像信号に応じたデータ電圧を画素に印加することによって、液晶物質の電気光学特性により決定される光透過率を制御して画像を表示する。
【０００３】
ところで、液晶物質は、それ自体の特性（例えば複屈折率）の他に、基板間の対向距離、すなわち液晶ギャップによって、電気光学特性が決定される。さらに詳述すれば、例えば、液晶物質がＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶である場合、透過光強度Ｉは、ＴＮ液晶の複屈折率△ｎおよび液晶ギャップｄの積、すなわちリタデーション△ｎ・ｄをパラメータとして、それ自体公知の数式（１）により決定される。なお、液晶ギャップｄは、一般的に、数式（１）の第１極小点（（２・△ｎ・ｄ）／λ＝√３、λ：波長）となるように設計される。
【０００４】
【数１】
【０００５】
図１３は液晶物質の電気光学特性の一例を示すグラフであり、横軸は液晶物質への印加電圧を、縦軸は液晶物質の光透過率を、それぞれ示す。図１３において、実線Ａは液晶ギャップｄがｄ＝λ・√３／（２・△ｎ）の場合における特性を、実線Ｂはｄ＜λ・√３／（２・△ｎ）の場合における特性を、実線Ｃはｄ＞λ・√３／（２・△ｎ）の場合における特性を、それぞれ示しており、液晶ギャップｄが変化すると、上述した数式（１）の如く、重要品質である光透過率が変化することがわかる。このように、液晶ギャップｄは、液晶表示装置の光透過率を決定するパラメータであるが、製造バラツキなどにより設計値に対して狭ギャップまたは広ギャップになる虞があり、所望の光透過率が得られず目的の階調表示ができないという問題があった。
【０００６】
そこで、入力された映像信号により表現される階調レベルと、その階調レベルに対応する液晶パネルへの入力レベルとが関連付けられたルック・アップ・テーブル（以下、ＬＵＴという）を記憶するメモリを備え、階調レベルをＬＵＴに基づいて入力レベルへ変換することによって、各装置固有の特性を補正して所望の階調特性を実現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。）。
【０００７】
特許文献１に開示されている液晶表示装置は、液晶パネルの前面に設けた外部光センサ（輝度計）により、各入力レベルにおける輝度を測定し、液晶パネルの実際のパネル階調特性を求める。そして、測定したパネル階調特性と所望する理想階調特性とからＬＵＴに書き込む階調レベルと入力レベルとを算出してＬＵＴに記憶する。
【０００８】
図１４はＬＵＴの内容の一例を示す概念図である。ＬＵＴには、インデックス値としての階調レベルと、バリュー値としての入力レベルとが互いに関連付けられて記憶されている。なお、階調レベルの階調数は８ビット（２５６）であり、入力レベルは、階調レベルの階調数より２ビット多い１０ビット（１０２４）の場合の一例を示している。ＬＵＴには、階調レベル「０」と入力レベル「０」とが、階調レベル「１」と入力レベル「５」とが、階調レベル「２」と入力レベル「８」とが、…、階調レベル「２５５」と入力レベル「１０２３」とが、関連付けられて記憶されている。従って、図１５に示すように、液晶表示装置は、入力された各画素の階調レベル（同図（ａ））を、ＬＵＴに基づいて、その階調レベルと関連付けられている入力レベル（同図（ｂ））に変換して出力する。
【０００９】
図１６はＬＵＴを用いた輝度調整の概念を示す説明図である。図１６において、実線は液晶パネルの実際の階調特性を示し、破線は設定すべき理想的な階調特性を示す。液晶表示装置は、入力した映像信号により表現される階調レベルＸを、ＬＵＴに基づいて、液晶パネルへの入力レベルＹに変換し、理想的な階調特性を得る輝度Ｑとなるようにして擬似的に理想階調特性を実現する。
【特許文献１】特開２００２−９９２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、理想階調特性としては、最大輝度に対し相対的に変化する場合と、最大輝度に対し相対的に変化しない場合との２種類がある。前者の具体例がガンマ特性であり、後者の具体例がＤＩＣＯＭ（医療画像機器のための規格）に準拠したグレースケール表示関数（以下、ＧＳＤＦという）である。
【００１１】
図１７はガンマ特性（γ＝２．２）を示すグラフであり、横軸に階調レベルを、縦軸に輝度を、それぞれ示す。実線は２５５階調時における輝度（最大輝度）が６００ｃｄ／ｍ２，０階調時における輝度（最小輝度）が１ｃｄ／ｍ２である場合の特性を、破線は最大輝度が３００ｃｄ／ｍ２，最小輝度が１ｃｄ／ｍ２である場合の特性を、それぞれ示す。ガンマ特性は、それ自体公知の数式（２）で表され、それぞれの特性を、その最大輝度で正規化すれば、図１８に示すように、最大輝度がどのような輝度であっても同一の特性（曲線）を有する。従って、輝度は変わるものの同階調を得る階調レベルは変化しないため、ＬＵＴを変更することなく所望の階調特性への変換が可能となる。つまり、理想階調特性が最大輝度に対して相対的に変化する場合にはＬＵＴを変更する必要はない。
【００１２】
【数２】
【００１３】
図１９はＤＩＣＯＭに準拠したＧＳＤＦを示すグラフであり、横軸に階調レベルを、縦軸に輝度を、それぞれ示す。実線は最大輝度が６００ｃｄ／ｍ２，最小輝度が１ｃｄ／ｍ２である場合の特性を、破線は最大輝度が３００ｃｄ／ｍ２，最小輝度が１ｃｄ／ｍ２である場合の特性を、それぞれ示す。ＧＳＤＦは、それぞれの特性を、その最大輝度で正規化すれば、図２０に示すように、上述したガンマ特性とは異なり最大輝度によってその特性を異にする。輝度が変わった場合には、同階調を得る階調レベルが変化するため、ＬＵＴを変更しなければ所望の階調特性からのズレが生じてしまう。例えば、同じ正規化した輝度Ｑ（０．４ｃｄ／ｍ２）となる階調レベルが、最大輝度が６００ｃｄ／ｍ２である場合には階調レベルＸ（２０３）であり、最大輝度が３００ｃｄ／ｍ２である場合には階調レベルＹ（１９６）となり、階調レベルが異なる（Ｘ≠Ｙ）。従って、理想階調特性が最大輝度に対して相対的に変化しない場合にはＬＵＴを変更する必要性が生じる。
【００１４】
しかしながら、ＬＵＴに記憶すべき情報は、従来、液晶表示装置の製造工程において外部光センサで測定することにより求めており、ＬＵＴを変更するためには、その都度、外部光センサで実際のパネル階調特性を測定しなければならないという問題があった。もちろん、想定される最大輝度毎にパネル階調特性を予め測定し、それぞれに応じた複数のＬＵＴを記憶しておくことにより補正を行うことも考えられるが、記憶部に要する記憶容量が増大するとともに複数のＬＵＴを生成し記憶する必要があり、高コスト化が避けられないという問題がある。
【００１５】
上述した問題は、液晶表示装置が自発光型の表示装置ではなく、光源となるバックライトを必要とし、バックライトが、一般的に、使用することによりその輝度が変化することに起因している。バックライトの輝度の変化の態様としては、その輝度が安定するまでに時間（エージング時間）を有すること、また使用累積時間に応じて徐々に輝度が低下することなどがあげられる。
【００１６】
また、従来の液晶表示装置は、その輝度を調整できるといっても、ブライトネスの調整、すなわち、輝度の割合を調整できるだけであり、調整したとき（例えばブライトネス５０％）の輝度の数値を使用者は知ることができず、自己の感性に判断を委ねるしかなかった。つまり、ブライトネスは定性的にしか調整することができず、使用者の好み、使用環境、および表示する映像の種類などの条件に応じて輝度を定量的に調整することが好ましいが、所望する輝度となるように制御できる液晶表示装置は存在しない。
【００１７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、バックライトの輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度との関係を一意的に求め、バックライトの輝度から、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を一意に算出することにより、バックライトの輝度を調整して、輝度を定量的に設定することができる液晶表示装置の輝度調整方法の提供を目的とする。
【００１８】
また本発明は、液晶パネルが有する実際の階調特性を求めるとともに、設定すべき輝度、すなわち所望する理想階調特性を算出し、両方の階調特性を比較して輝度を調整することにより、優れた階調特性を実現することができる液晶表示装置の輝度調整方法の提供を目的とする。
【００１９】
さらに本発明は、上述した輝度調整方法を適用した液晶表示装置、および輝度調整方法をコンピュータで実現するためのコンピュータプログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
第１発明に係る輝度調整方法は、液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備え、前記液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整することにより液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行う液晶表示装置の輝度調整方法において、前記液晶表示装置は、前記バックライトの輝度を検出する輝度検出手段を備えており、前記液晶パネルを所定の透過率にするとともに、前記バックライトを輝度の異なる複数の状態にし、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、各状態にて測定した輝度と前記輝度検出手段が検出する輝度とを関連付けて予め記憶し、前記液晶パネルを所定の透過率にした状態での前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定し、記憶した各状態におけるそれぞれの輝度に基づいて、設定した輝度設定値となる前記輝度検出手段が検出すべき輝度を算出し、算出した輝度となるように前記バックライトの輝度を調整することを特徴とする。
【００２１】
第２発明に係る輝度調整方法は、第１発明において、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、測定した輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて予め記憶し、記憶した輝度と入力レベルとに基づいて、前記輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度とを算出し、算出した各入力レベルにおける輝度と各階調レベルに設定すべき輝度とに基づいて、各階調レベルに設定すべき輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出し、抽出した入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶し、映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整することを特徴とする。
【００２２】
第３発明に係る輝度調整方法は、第１発明において、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定し、測定した各輝度を正規化し、正規化した各輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて予め記憶し、記憶した輝度と入力レベルとに基づいて、前記輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度とを算出し、算出した各入力レベルにおける輝度と各階調レベルに設定すべき輝度とに基づいて、各階調レベルに設定すべき輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出し、抽出した入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶し、映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整することを特徴とする。
【００２３】
第４発明に係る輝度調整方法は、第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記輝度設定値は、前記液晶パネルの透過率を制御可能な最大の透過率にした状態の輝度であることを特徴とする。
【００２４】
第５発明に係る輝度調整方法は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記複数の状態のうちの一状態は前記バックライトが調整可能な最大輝度であり、前記複数の状態のうちの他の一状態は前記バックライトが調整可能な最小輝度であることを特徴とする。
【００２５】
第６発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備え、前記液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整することにより液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行う液晶表示装置において、前記バックライトの輝度を検出する輝度検出手段と、前記液晶パネルが所定の透過率であって、前記バックライトの輝度が異なる複数の状態における、前記輝度検出手段が検出した輝度と、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とが関連付けられた情報が予め記憶された記憶部と、前記液晶パネルが所定の透過率である状態における前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を受け付ける受付手段と、前記記憶部に記憶されている情報に基づいて、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる前記輝度検出手段が検出すべき輝度を算出する算出手段と、該算出手段にて算出した輝度となるように前記バックライトの輝度を調整する輝度調整手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
第７発明に係る液晶表示装置は、第６発明において、前記記憶部には、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度に係る第２情報がさらに記憶されており、該第２情報に基づいて、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出する第２算出手段と、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる場合の、各階調レベルに設定すべき輝度を算出する第３算出手段と、該第３算出手段にて算出した各階調レベルに設定すべき輝度に対して、前記第２算出手段にて算出した各入力レベルにおける輝度との輝度差を算出する第４算出手段と、該第４算出手段にて算出した輝度差が最小となる入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶する記憶手段と、映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
第８発明に係る液晶表示装置は、第６発明または第７発明において、前記輝度検出手段は、前記バックライトの輝度に応じた電圧を有するアナログ形式の電気信号に変換する光電変換手段と、変換されたアナログ形式の電気信号をデジタル形式の電気信号に変換するアナログデジタル変換手段とを有することを特徴とする。
【００２８】
第９発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータから、液晶パネルと該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備える液晶表示装置へ調整情報を出力させ、コンピュータに、液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整させることにより、液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行わせるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、前記バックライトの輝度が異なる複数の状態における、前記バックライトの輝度と、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを関連付けて記憶部に記憶させるステップと、コンピュータに、前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定させるステップと、コンピュータに、前記記憶部に記憶させた情報に基づいて、設定した輝度設定値となるバックライトの輝度に調整する前記調整情報を算出させるステップと、コンピュータに、算出した前記調整情報を液晶表示装置へ出力させるステップとを含むことを特徴とする。
【００２９】
第１０発明に係るコンピュータプログラムは、第９発明において、コンピュータに、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度に係る第２情報を記憶部に記憶させるステップと、コンピュータに、記憶させた第２情報に基づいて、前記入力された輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出させるステップと、コンピュータに、前記入力された輝度設定値となる場合の、各階調レベルに設定すべき輝度を算出させるステップと、コンピュータに、算出した各階調レベルに設定すべき輝度に対して、前記算出した各入力レベルにおける輝度との輝度差を算出させるステップと、コンピュータに、算出した輝度差が最小となる入力レベルと階調レベルとを関連付けて前記記憶部に記憶させるステップとを含むことを特徴とする。
【００３０】
第１発明、第６発明および第９発明にあっては、前記液晶パネルを所定の透過率にするとともに、バックライトを輝度の異なる複数の状態にし、各状態にて、輝度検出手段が検出する輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを測定して、各状態における各輝度を関連付けて記憶する。これにより、バックライトの輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度との関係が一意的に求まるので、輝度検出手段にて検出したバックライトの輝度から、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出することが可能になる。そして、液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定し、設定した輝度設定値となる場合に輝度検出手段が検出すべきバックライトの輝度を算出してバックライトの輝度を調整する。よって、定性的にしか輝度を調整できなかった従来のブライトネスの調整とは異なり、所望する輝度設定値となるように輝度を調整することが可能になる。また、液晶表示装置の製造工程にて、バックライトの輝度の異なる複数の状態における、輝度検出手段が検出する輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを測定して、各状態における各輝度を関連付けて予め記憶するようにすれば、出荷以降は外部光センサを用いて液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定する必要がなくなり、液晶表示装置の利用者への負担がなくなるとともに、一連の処理として高精度の測定が可能になり、より高精度に所望する輝度となるように調整することが可能になる。さらに、定量的な輝度設定が可能となるため、現状輝度の利用者への通知、所定輝度以下となったときの利用者への通知など自己診断機能としても利用できる。
【００３１】
第２発明、第７発明および第１０発明にあっては、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、測定した輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて記憶する。これにより、液晶パネルが有する実際の階調特性を得ることができる。そして、液晶パネルを介して射出する光の輝度が輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度（理想輝度）とを算出して、各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出する。よって、入力レベルを各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となるように設定できるため、優れた階調特性を実現することが可能になる。
【００３２】
第３発明、第７発明および第１０発明にあっては、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定し、測定した輝度のうちの最大輝度で、測定した各入力レベルの各輝度を除算して正規化し、正規化した各輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて記憶する。これにより、液晶パネルが有する実際の階調特性を得ることができる。そして、液晶パネルを介して射出する光の輝度が輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度（理想輝度）とを算出して、各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出する。よって、入力レベルを各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となるように設定できるため、優れた階調特性を実現することが可能になる。
【００３３】
また、上述した液晶パネルを介して射出する光の輝度の測定は、所定波長帯域における輝度と、その所定波長帯域内の複数の波長帯域における輝度とを測定するようにすれば、各波長帯域に対して個別に入力レベルを各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となるように設定できる。よって、各波長帯域によって異なる階調特性を有している場合であっても、個別に輝度調整を行うことができるため、優れた階調特性を実現することが可能になる。例えば、所定波長帯域として可視光を呈する波長帯域の輝度を測定し、複数の波長帯域として３原色を呈する波長帯域の輝度を測定することにより、３原色に対して個別に入力レベルを各階調レベルにおける理想輝度と略同一の輝度となるように設定できる。よって、一般的にバックライトから射出される光の波長分布は、経年変化により変化する虞があるが、３原色に対して個別に輝度調整を行うことができるため、色再現性およびホワイトバランスに優れた階調特性を実現することが可能になる。
【００３４】
第４発明にあっては、液晶パネルの透過率が制御可能な最大の透過率にした状態の輝度を輝度設定値にすることにより、液晶パネルを介して射出する光の最大輝度を定量的に設定できる。
【００３５】
第５発明にあっては、バックライトの輝度の異なる複数の状態間の輝度差を広げることにより、バックライトの輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度との関係をより高精度で求めることが可能になる。
【００３６】
第８発明にあっては、光電変換手段により、バックライトの輝度に応じた電圧を有するアナログ形式の電気信号に変換し、アナログデジタル変換手段により、変換されたアナログ形式の電気信号をデジタル形式の電気信号に変換する。よって、汎用的な光電変換手段とアナログデジタル変換手段とを用いて、低コストで輝度検出手段とすることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、バックライトの輝度と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度との関係を一意的に求め、バックライトの輝度から、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を一意に算出することができるので、バックライトの輝度を調整して、輝度を定量的に設定することができる。
【００３８】
また本発明によれば、液晶パネルが有する実際の階調特性を求めるとともに、設定すべき階調特性を算出し、両方の階調特性を比較して輝度を調整することができるので、優れた階調特性を実現することができる。
【００３９】
さらに本発明によれば、液晶表示装置の製造工程にて、バックライトの輝度（輝度検出手段が検出する輝度）と、バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを測定するようにすれば、出荷以降は外部光センサを用いて、液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定する必要はないため、液晶表示装置の利用者への負担がなくなるとともに、一連の処理として高精度の測定が可能になり、より高精度に所望する輝度となるように調整することができる。また、最大輝度の変化で相対的に変化しない階調特性であっても、外部光センサを用いることなく、高精度に所望の階調特性を実現することができる等、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】ソースドライバの入出力特性を示す図表である。
【図３】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】輝度−出力値特性を示すグラフである。
【図５】液晶パネルが有する実際の階調特性を示すグラフである。
【図６】液晶パネルの正規化した階調特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】輝度レベルと最大輝度ＬＴＭＡＸとからなるテーブル図である。
【図９】ＬＵＴ生成／記憶処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】液晶物質の電気光学特性の一例を示すグラフである。
【図１４】ＬＵＴの内容の一例を示す概念図である。
【図１５】ＬＵＴを用いた輝度調整の前後の各画素レベルを示す説明図である。
【図１６】ＬＵＴを用いた輝度調整の概念を示す説明図である。
【図１７】ガンマ特性を示すグラフである。
【図１８】ガンマ特性を正規化したグラフである。
【図１９】ＤＩＣＯＭに準拠したＧＳＤＦを示すグラフである。
【図２０】ＧＳＤＦを正規化したグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１，３１ 液晶表示装置
２ 制御部
３ ＲＯＭ
４ ＲＡＭ
５ 操作部
６，３６ 記憶部
６ａ，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ ＬＵＴ
７ 信号入力部
８ 液晶駆動回路
９ 液晶パネル
１０ バックライト電源回路
１１ バックライト
１２ 光センサ
１３ ＡＤＣ
２２，４２ 外部光センサ
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００４３】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る液晶表示装置１は、制御部２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、操作部５、記憶部６、信号入力部７、液晶駆動回路８、液晶パネル９、バックライト電源回路１０、バックライト１１、光センサ１２、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）１３などを備えている。液晶表示装置１は、信号入力部７に入力された映像信号に基づいて、液晶パネル９の表示画面に映像を表示する機能を有する。映像信号としては、アナログ形式であってもよいが、以下の説明ではデジタル形式であるものとして説明することにする。なお、外部光センサ２２は、液晶パネル９を介して射出する光の輝度を測定する機器であり、後述する第１の処理手順を実行する場合に付加的に用いる。
【００４４】
制御部２は、具体的にはＣＰＵで構成されており、バス１５を介して上述したようなハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、ＲＯＭ３に格納された制御プログラムに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。ＲＯＭ３は、上述したように液晶表示装置１の動作に必要な種々のソフトウェアのプログラムを予め格納している。ＲＡＭ４は、ＳＲＡＭで構成され、ソフトウェアの実行時に発生する一時的なデータを記憶する。なお、制御部２、ＲＯＭ３およびＲＡＭ４などをマイコンなどの電子回路１６で実現し、ハードウェア的に種々の処理を実行するようにしてもよい。
【００４５】
操作部５は、液晶表示装置１を操作するための各種のファンクションキーなどを備えている。ファンクションキーとしては、輝度調整処理を行うか否かを設定する輝度調整実行キー５ａ、および液晶表示装置の輝度を設定する輝度設定キー５ｂを有する。なお、オン・スクリーン・ディスプレイ（ＯＳＤ）を液晶パネル９に表示して、液晶表示装置の各種設定を操作するようにしてもよいし、液晶パネル９をタッチパネル方式とすることにより、操作部５の各種のファンクションキーの内の一部または全部を代用することも可能である。
【００４６】
記憶部６は、ソフト的に書き換え可能なデバイスであり、ブライトネスが最大（１００％）時における液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＨ，ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＨと、ブライトネスが最小（０％）時における液晶パネルの表示面略中央部の輝度ＬＭＬ，ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＬと、後述するソースドライバが各入力レベル（例えば、１０ビット：０〜１０２３）に対する出力電圧を液晶パネルへ出力した場合における表示面略中央部の輝度Ｌ０，Ｌ１，…，Ｌ１０２３を正規化した輝度Ｌ０／Ｌ１０２３，Ｌ１／Ｌ１０２３，…，Ｌ１０２３／Ｌ１０２３とが記憶されている。さらに、記憶部６は、階調レベルと、その階調レベルに対応する液晶パネルへの入力レベルとが関連付けられたＬＵＴ６ａを適宜更新して記憶する機能を有する。ＬＵＴ６ａの内容は、図１４に示した従来のＬＵＴと同様である。
【００４７】
信号入力部７は、映像信号線Ｌを介して外部のＰＣ２１に接続されており、ＰＣ２１から出力された映像信号を受け取り、制御部２は、記憶部６に記憶しているＬＵＴ６ａに基づいて、受け取った映像信号を補正して液晶駆動回路８へ出力する。液晶駆動回路８は、主としてゲートドライバ８ａとソースドライバ８ｂとから構成されており、制御部２から入力された映像信号（補正信号）に基づいて液晶パネル１０を駆動する。これにより、制御部２は、ＰＣ２１から出力された映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネル１０の透過率を調整することができる。
【００４８】
ソースドライバ８ｂは、図２に示すような入出力特性を有しており、ソースドライバ８ｂには基準電圧（１０ビット時：ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，…，ＶＲＥＦ１０）が与えられ、制御部２から入力された入力レベルに応じた出力電圧を生成して各出力段に出力する機能を有する。つまり、ソースドライバ８ｂは、入力された入力レベル０，１，…，１０２３に応じた出力電圧（データ電圧）Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖ１０２３を各出力段へ出力することにより、データ電圧を液晶パネルのソース線へ供給する。
【００４９】
液晶パネル９は、一対のガラス基板が対向配置され、その間隙内に液晶物質である液晶層が形成された構成を有し、一方のガラス基板には複数の画素電極と、画素電極のそれぞれにドレインを接続したＴＦＴとが、他方のガラス基板には共通電極が形成されている。ＴＦＴのゲートおよびソースは、それぞれゲートドライバ８ａおよびソースドライバ８ｂの各出力段に順次接続されている。液晶パネル９は一対の偏光板で挟まれ、さらにその背面にバックライト１１が配置されている。
【００５０】
バックライト電源回路１０は、その出力電圧を調整する機能を有しており、調整した電圧をバックライト１１へ出力することにより、バックライト１１から射出する光の輝度を調整する輝度調整手段として機能する。液晶パネル９は、ゲートドライバ８ａから入力されたゲート信号によって各画素のオン／オフが制御され、ソースドライバ８ｂから入力された出力電圧（データ電圧）をオン期間に各画素へ印加することによって、液晶物質の電気光学特性によって決定される光透過率を制御して映像を表示する。
【００５１】
バックライト１１の近傍には、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの汎用的な光センサ１２が配設されており、光センサ１２は、バックライト１１からの入射光を、その入射光の輝度（例えば、可視光の波長帯域における輝度）に応じた電圧を有するアナログ形式の電気信号（以下、アナログ信号という）に変換する。ＡＤＣ１３は、光センサ１２から出力されたアナログ信号をデジタル形式の電気信号（以下、デジタル信号という）に変換する。つまり、光センサ１２とＡＤＣ１３とが協業して本発明に係る輝度検出手段として機能する。
【００５２】
次に、本発明に係る液晶表示装置の輝度調整方法をフローチャートを用いて説明する。本発明に係る液晶表示装置の輝度調整方法は、外部光センサ２２を用いる第１の処理手順と、外部光センサ２２を用いない第２の処理手順とを含んでいる。なお、一般的に、第１の処理手順は液晶表示装置の製造者側、すなわち製造工程で処理され、第２の処理手順は液晶表示装置の使用者側で処理されるものである。
【００５３】
図３は本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部２は、液晶駆動回路８を制御して液晶物質の光透過率を最大にする（ステップＳ１）。具体的には、液晶パネル９がノーマリーブラックモードである場合、制御部２は、走査信号をゲートドライバ８ａへ、液晶物質に印加する電圧が最大となる入力レベル（例えば１０ビット入力である場合には「１１１１１１１１１１（１０２３）」）をソースドライバ８ｂへ出力する。ゲートドライバ８ａは、制御部２から入力された走査信号に同期して、ＴＦＴをオン／オフ制御する走査電圧を各出力段へ順次出力することにより、走査電圧を液晶パネルのゲート線へ供給する。ソースドライバ８ｂは、入力された入力レベル（１０２３）に応じた出力電圧（データ電圧）Ｖ１０２３を各出力段へ出力することにより、データ電圧Ｖ１０２３を液晶パネルのソース線へ供給する。これにより、各ＴＦＴは画素電極にデータ電圧Ｖ１０２３を印加して、電気光学特性によって決定される液晶物質の光透過率を制御する。なお、液晶パネル９がノーマリーホワイトモードである場合、液晶物質に印加する電圧が最小となる入力レベル（例えば１０ビット入力である場合には「００００００００００（０）」）をソースドライバ８ｂへ出力して液晶物質の光透過率を最大にすればよい。液晶物質の光透過率が最大となる入力レベルの信号を、ＰＣなどから外部入力するようにしてもよい。
【００５４】
そして、制御部２は、ブライトネスが最大値（１００％）となるようにバックライト電源回路１０を制御し、液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＨを外部光センサ２２により取得するとともに、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＨを取得する（ステップＳ２）。同様に、制御部２は、ブライトネスが最小値（０％）となるようにバックライト電源回路１０を制御し、液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＬを外部光センサ２２により取得するとともに、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＬを取得する（ステップＳ３）。なお、ブライトネスの調整は、バックライトに供給する電圧値を調整することにより行うことができる。
【００５５】
制御部２は、Ｓ２およびＳ３にて取得した輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬを記憶部６に記憶する（ステップＳ４）。輝度Ｌと出力値ＡＤとは比例関係を有するため、ブライトネスが１００％と０％との２点を取得することにより、図４に示すような輝度−出力値特性を一意に求めることができ、外部光センサ２２を用いなくとも、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤと、輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬとから、数式（３）に基づいて輝度Ｌを算出（補間）することが可能となる。換言すれば、輝度ＬであるＡＤＣ１３の出力値ＡＤを、数式（４）に基づいて算出することができる。なお、本例では、輝度−出力値特性を決定するためにブライトネスが１００％と０％との２点を取得するようにしたが、これに限定されるものではなく、ブライトネスの異なる任意の２点の輝度と出力値とを取得し、取得した輝度および出力値を記憶部６に記憶して輝度−出力値特性を前方補外または後方補外により求めてもよいし、ブライトネスの異なる任意の３点以上の輝度と出力値とを取得し、線形近似して輝度−出力値特性を求めてもよい。
【００５６】
【数３】
【００５７】
そして、制御部２は、入力レベルが０，１，…，１０２３となる信号をソースドライバ８ａへ出力することにより、出力電圧Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖ１０２３を液晶パネル９へ出力して液晶物質の光透過率を変化させ、それぞれの場合における液晶パネル９の表示面略中央部の輝度Ｌ０，Ｌ１，…，Ｌ１０２３を外部光センサ２２により取得する（ステップＳ５）。これにより、図５に示すような液晶パネル９が有する実際の階調特性を取得することができる。入力レベルが０，１，…，１０２３となる信号を、ＰＣなどから外部入力するようにしてもよい。
【００５８】
そして、取得した輝度Ｌ０，Ｌ１，…，Ｌ１０２３を最大輝度である輝度Ｌ１０２３でそれぞれ除算することにより正規化し、正規化した輝度Ｌ０／Ｌ１０２３，Ｌ１／Ｌ１０２３，…，Ｌ１０２３／Ｌ１０２３を記憶部６に記憶する（ステップＳ６）。これにより、図６に示すような液晶パネル９の正規化した階調特性を得ることができる。もちろん、正規化した階調特性ではなく、Ｓ５で取得した実際の階調特性を記憶部６に記憶してもよく、ソースドライバへ入力された各入力レベルに対する輝度間の相関関係が規定されるものであれば限定されるものではない。さらに、入力レベル０，１，…，１０２３のうち、例えば、入力レベル０，４，８，…，１０２３となる２５６点の輝度を測定し、線形補間により１０２４点の輝度を算出し、これを正規化して記憶部６に記憶するようにしてもよく、このようにすれば、処理の短縮化が図れる。もちろん、実際に測定する２５６点の入力レベルは任意のレベルであってよいし、実際に測定するレベル数も２５６点に限定されるものではない。
【００５９】
図７は本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、液晶表示装置１の使用者により、操作部５から所望の輝度設定値（以下、最大輝度ＬＴＭＡＸとする）の入力を受け付ける（ステップＳ１１）。なお、最大輝度ＬＴＭＡＸは、その数値自体を直接的に入力してもよいし、図８に示すように、輝度レベルと最大輝度ＬＴＭＡＸとを関連付けたテーブルを記憶部６に記憶し、テーブルを適宜読み出して使用者により輝度レベルを選択するような形態であってもよい。
【００６０】
制御部２は、記憶部６に記憶されている輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬを読み出し、読み出した輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬとＳ１１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸとから数式（４）に基づいて、最大輝度ＬＴＭＡＸとなる出力値ＡＤＴを算出する（ステップＳ１２）。これにより、出力値ＡＤＴとなるようにバックライト電源回路１０を調整することにより、液晶パネルの表示面における輝度が最大輝度ＬＴＭＡＸとなるように制御することができる。
【００６１】
また、制御部２は、記憶部６に記憶されている正規化した輝度Ｌ０／Ｌ１０２３，Ｌ１／Ｌ１０２３，…，Ｌ１０２３／Ｌ１０２３を読み出し、読み出した輝度Ｌ０／Ｌ１０２３，Ｌ１／Ｌ１０２３，…，Ｌ１０２３／Ｌ１０２３に、Ｓ１１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸをそれぞれ乗算することにより、最大輝度ＬＴＭＡＸとなる場合の液晶パネルの実際の輝度（以下、パネル階調特性値）ＬＴＭＡＸ・Ｌ０／Ｌ１０２３，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１／Ｌ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１０２３／Ｌ１０２３を算出する（ステップＳ１３）。
【００６２】
そして、制御部２は、予め記憶部６に記憶されている表示関数から、最大輝度ＬＴＭＡＸ時に設定すべき輝度（以下、理想階調特性値という）Ｔ０，Ｔ１，…，Ｔ２５５を算出する（ステップＳ１４）。ここで、表示関数がＧＳＤＦである場合を例に詳述する。ＧＳＤＦは、与えられた観測条件のもとで、平均的人間が識別可能である与えられたターゲットの最小の輝度差を１ＪＮＤ（Ｊｕｓｔ−Ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；弁別域）と定義したものであり、最小輝度を０．０５ｃｄ／ｍ２として１０２３ステップまでのＪＮＤをプロットした関数である。
【００６３】
制御部２は、数式（５）に基づいて、Ｓ１１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸおよび最小輝度ＬＴＭＩＮにおけるＪＮＤＴＭＡＸおよびＪＮＤＴＭＩＮをそれぞれ算出する。なお、最小輝度ＬＴＭＩＮは、各ＪＮＤ間（各階調間）の輝度差が最も大きくなる、すなわち最大のダイナミックレンジとなるように、ＬＴＭＡＸ・Ｌ０／Ｌ１０２３とする。もちろん、最小輝度ＬＴＭＩＮは、ＬＴＭＡＸ・Ｌ１／Ｌ１０２３，ＬＴＭＡＸ・Ｌ２／Ｌ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１０２３／Ｌ１０２３のうちの任意の輝度としてもよいし、操作部６にて、液晶表示装置１の使用者から所望の最小輝度ＬＴＭＩＮの入力を受け付けるような形態であってもよい。
【００６４】
【数４】
【００６５】
制御部２は、解像度ｎ（例えば８ビット＝２５６）に対して、最大輝度ＬＴＭＡＸと最小輝度ＬＴＭＩＮとにおけるＪＮＤの差（ＪＮＤＴＭＡＸ−ＪＮＤＴＭＩＮ）を階調間数２ｎ−１（本例では２５５）に等分して割り当てるべく、数式（６）に基づいて、各階調レベルにおける理想階調特性値Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔ２５５を算出する。なお、表示関数としては、ＧＳＤＦを例として説明したが、もちろん任意の関数であってよい。
【００６６】
【数５】
【００６７】
そして、制御部２は、Ｓ１４にて算出した理想階調特性値Ｔ０，Ｔ１，…，Ｔ２５５と、Ｓ１３にて算出したパネル階調特性値ＬＴＭＡＸ・Ｌ０／Ｌ１０２３，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１／Ｌ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・Ｌ１０２３／Ｌ１０２３とを比較してＬＵＴ６ａを生成して記憶部６に記憶する（ステップＳ１５）。
【００６８】
次に、上述したＳ１５のＬＵＴ生成／記憶処理をさらに詳述する。図９はＬＵＴ生成／記憶処理の一例を示すフローチャートである。
制御部２は、理想階調特性値Ｔｉ（ｉ＝０，１，…，２５５）とパネル階調特性値ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３（ｊ＝０，１，…，１０２３）との差分値（Ｔｉ−ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３）を算出し（ステップＳ２１）、算出した差分値の絶対値｜Ｔｉ−ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３｜が最小となる階調レベルｉ，入力レベルｊの組合せを、各階調レベルｉ毎に抽出する（ステップＳ２２）。
【００６９】
そして、算出した階調レベルｉをＬＵＴ６ａのインデックス値とし、入力レベルｊをＬＵＴ６ａのバリュー値として記憶部６に記憶する（ステップＳ２３）。なお、Ｓ２２では、差分値（Ｔｉ−ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３）の絶対値が最小となる階調レベルｉ，入力レベルｊの組合せをＬＵＴ６ａとする形態を示したが、これに限定されるものではなく、差分値（Ｔｉ−ＬＴＭＡＸ・Ｌｊ／Ｌ１０２３）が最も小さい正数（または負数）となる階調レベルｉ，入力レベルｊの組合せをＬＵＴ６ａとするような形態であってもよい。
【００７０】
（実施形態２）
実施形態１では、輝度調整に用いるＬＵＴを１つとし、主としてモノクロ液晶表示装置に好適な形態を示したが、カラー液晶表示装置の場合には、数式（１）に示したように、液晶物質における光の透過率は光の波長によって異なるため、輝度調整に用いるＬＵＴを各色毎に用意することが好ましく、このようにしたものが実施形態２である。
【００７１】
図１０は本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る液晶表示装置３１は、制御部２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、操作部５、記憶部３６、信号入力部７、液晶駆動回路８、液晶パネル９、バックライト電源回路１０、バックライト１１、光センサ１２、ＡＤＣ１３などを備えている。
【００７２】
記憶部３６は、ソフト的に書き換え可能なデバイスであり、ブライトネスが最大（１００％）時における液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＨ，ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＨと、ブライトネスが最小（０％）時における液晶パネルの表示面略中央部の輝度ＬＭＬ，ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＬと、ソースドライバ８ｂが各入力レベルに対する出力電圧を液晶パネルへ出力した場合における表示面略中央部の３原色のそれぞれに対する第１色輝度Ｒ０，Ｒ１，…，Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０，Ｇ１，…，Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０，Ｂ１，…，Ｂ１０２３を正規化した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３とが記憶されている。さらに、記憶部３６は、階調レベルと、その階調レベルに対応する液晶パネルへの入力レベルとが関連付けられた各色毎のＬＵＴ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを適宜更新して記憶する機能を有する。ＬＵＴ３６ａ，３６ｂ，３６ｃのそれぞれの内容は、ＦＩＧ．２に示した従来のＬＵＴと同様である。その他の構成は実施形態１と同様であるので、対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
なお、外部光センサ４２は、液晶パネル９を介して射出する光の可視光を呈する波長帯域における輝度および３原色のそれぞれを呈する波長帯域における輝度を測定する機器であり、後述する第１の処理手順を実行する場合に付加的に用いる。なお、３原色としては、赤色、緑色および青色からなる混色系、ならびに黄色、青緑色（藍色ともいう）および深紅色からなる減色系などがあるが、いずれの表色系であってもよい。
【００７４】
図１１は本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第１の処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部２は、液晶駆動回路８を制御して液晶物質の光透過率を最大（入力レベル：１０２３）にする（ステップＳ３１）。そして、制御部２は、ブライトネスが最大値（１００％）となるようにバックライト電源回路１０を制御し、液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＨを外部光センサ４２により取得するとともに、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＨを取得する（ステップＳ３２）。同様に、制御部２は、ブライトネスが最小値（０％）となるようにバックライト電源回路１０を制御し、液晶パネル９の表示面略中央部の輝度ＬＭＬを外部光センサ４２により取得するとともに、ＡＤＣ１３の出力値ＡＤＬを取得する（ステップＳ３３）。制御部２は、Ｓ３２およびＳ３３にて取得した輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬを記憶部３６に記憶する（ステップＳ３４）。
【００７５】
そして、制御部２は、入力レベルが０，１，…，１０２３となる信号をソースドライバ８ａへ出力することにより、出力電圧Ｖ０，Ｖ１，…，Ｖ１０２３を液晶パネル９へ出力して液晶物質の光透過率を変化させ、それぞれの場合における液晶パネル９の表示面略中央部の第１色輝度Ｒ０，Ｒ１，…，Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０，Ｇ１，…，Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０，Ｂ１，…，Ｂ１０２３を外部光センサ４２により取得する（ステップＳ３５）。そして、取得した第１色輝度Ｒ０，Ｒ１，…Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０，Ｇ１，…Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０，Ｂ１，…，Ｂ１０２３を、それぞれの最大輝度Ｒ１０２３，Ｇ１０２３，Ｂ１０２３でそれぞれ除算することにより正規化し、正規化した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３を記憶部３６に記憶する（ステップＳ３６）。入力レベルが０，１，…，１０２３となる信号を、ＰＣなどから外部入力するようにしてもよい。
【００７６】
また、制御部２は、第１色輝度Ｒ１０２３，第２色輝度Ｇ１０２３，第３色輝度Ｂ１０２３を輝度ＬＭＨでそれぞれ除算し、Ｒ１０２３／ＬＭＨ（以下、ＲＲ），Ｇ１０２３／ＬＭＨ（以下、ＧＲ），Ｂ１０２３／ＬＭＨ（以下、ＢＲ）を記憶部３６に記憶する（ステップＳ３７）。つまり、３原色の輝度の割合ＲＲ：ＧＲ：ＢＲを算出する。なお、本例では、輝度液晶物質が制御可能な最大の透過率である場合の輝度の割合を算出したが、液晶物質が所定の透過率である場合における輝度の割合を算出してもよい。
【００７７】
図１２は本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の輝度調整方法の第２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、液晶表示装置１の使用者により、操作部５から所望の最大輝度ＬＴＭＡＸの入力を受け付け（ステップＳ４１）、制御部２は、記憶部３６に記憶されている輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬを読み出し、読み出した輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬとＳ４１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸとから数式（４）に基づいて最大輝度ＬＴＭＡＸとなる出力値ＡＤＴを算出する（ステップＳ４２）。
【００７８】
また、制御部２は、記憶部３６に記憶されている正規化した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３を読み出し、読み出した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３に、Ｓ３７にて正規化したＲＲ，ＧＲ，ＢＲ、およびＳ４１にて受け付けた最大輝度ＬＴＭＡＸをそれぞれ乗算することにより、最大輝度ＬＴＭＡＸとした場合における各色のパネル階調特性値ＬＴＭＡＸ・ＲＲ・Ｒ０／Ｒ１０２３，ＬＴＭＡＸ・ＲＲ・Ｒ１／Ｒ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・ＲＲ・Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、ＬＴＭＡＸ・ＧＲ・Ｇ０／Ｇ１０２３，ＬＴＭＡＸ・ＧＲ・Ｇ１／Ｇ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・ＧＲ・Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、ＬＴＭＡＸ・ＢＲ・Ｂ０／Ｂ１０２３，ＬＴＭＡＸ・ＢＲ・Ｂ１／Ｂ１０２３，…，ＬＴＭＡＸ・ＢＲ・Ｂ１０２３／Ｂ１０２３を算出する（ステップＳ４３）。
【００７９】
そして、制御部２は、予め記憶部３６に記憶されている表示関数から、最大輝度ＬＴＭＡＸ時の各色の理想階調特性値ＴＲ０，ＴＲ１，…，ＴＲ２５５、ＴＧ０，ＴＧ１，…，ＴＧ２５５、ＴＢ０，ＴＢ１，…，ＴＢ２５５を算出し（ステップＳ４４）、Ｓ４４にて算出した各色の理想階調特性値と、Ｓ４３にて算出した各色のパネル階調特性とを比較してＬＵＴ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを生成し、記憶部３６に記憶する（ステップＳ４５）。ＬＵＴ生成／記憶処理は、実施形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【００８０】
なお、本実施形態では、第１色輝度、第２色輝度および第３色輝度を外部光センサ４２により取得する場合に、すべての画素の透過率を同一にして白画面を表示するようにしたが、第１色輝度を外部光センサ４２により取得する場合に、当該色用の画素に印加する電圧をＶ１０２３に、他の色用の画素に印加する電圧をＶ０に設定し、第１色のラスター画面を表示するようにしてもよい。このようにすれば、各色の波長帯域が広く、オーバーラップする領域がある場合であっても、第２色および第３色の輝度が第１色の輝度へ与える影響をなくすことができるため、さらに精度に優れた階調特性を実現することができる（第２色輝度および第３色輝度についても同様）。
【００８１】
また、光センサ１２が、可視光の波長帯域における輝度をアナログ信号に変換するようにしたが、可視光の波長帯域に加えて、３原色のそれぞれ波長帯域における輝度を、その輝度に応じた電圧を有するアナログ信号に変換する光センサを用いて、各色に対して輝度−出力値特性を求めるようにしてもよい。なお、その場合には、各色に対応するＡＤＣを光センサに接続して、アナログ信号をデジタル信号に変換することはいうまでもない。もちろん、各波長帯域における輝度をアナログ信号に変換する複数の光センサを用いてもよい。
【００８２】
また、色温度、例えばブルーベース（１２５００Ｋ）、クリアベース（７５００Ｋ）のそれぞれに対して、上述した処理手順を実行するようにしてもよい。もちろん、その場合には、第１の処理手順にて、各色温度に対して輝度ＬＭＨ，ＬＭＬおよび出力値ＡＤＨ，ＡＤＬ、ならびに、正規化した第１色輝度Ｒ０／Ｒ１０２３，Ｒ１／Ｒ１０２３，…，Ｒ１０２３／Ｒ１０２３、第２色輝度Ｇ０／Ｇ１０２３，Ｇ１／Ｇ１０２３，…，Ｇ１０２３／Ｇ１０２３、第３色輝度Ｂ０／Ｂ１０２３，Ｂ１／Ｂ１０２３，…，Ｂ１０２３／Ｂ１０２３を記憶部３６に記憶するとともに、第２の処理手順にて、液晶表示装置１の使用者により、操作部５から所望の色温度の選択を受け付け、選択された色温度に対して処理を実行する。もちろん、色温度は、この２つに限定されるものではなく、任意の色温度であってよい。
【００８３】
さらに、実施形態１および実施形態２では、液晶表示装置に備える制御部２が上述したソフトウェア的処理を実行することによって輝度調整を行う形態を示したが、ＵＳＢ規格に準拠した通信線などにより液晶表示装置に接続されたＰＣ２１が、上述した制御部２と同等の処理を行うようにしてもよい。その場合には、上述したような処理内容をコンピュータプログラムとして収めたＣＤ−ＲＯＭまたはフレキシブルディスク（ＦＤ）などの記録媒体をＣＤ−ＲＯＭドライブまたはＦＤドライブにて読み取り、読み取ったコンピュータプログラムをメモリにロードして、必要な処理を実行するようにすればよい。もちろん、ＰＣ２１が、ＬＡＮなどの通信網に接続したサーバ装置を用いてなる記録媒体から、通信網を介してコンピュータプログラムをダウンロードして処理を実行する形態であっても良い。また、ＰＣ２１が上述したＬＵＴ６ａ（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）を記憶する記憶部を備える形態であってもよいし、ＰＣ２１から液晶表示装置が備える記憶部にＬＵＴ６ａ（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）を記憶させる形態であってもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備え、前記液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整することにより液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行う液晶表示装置の輝度調整方法において、
前記液晶表示装置は、前記バックライトの輝度を検出する輝度検出手段を備えており、
前記液晶パネルを所定の透過率にするとともに、前記バックライトを輝度の異なる複数の状態にし、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、各状態にて測定した輝度と前記輝度検出手段が検出する輝度とを関連付けて予め記憶し、
前記液晶パネルを所定の透過率にした状態での前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定し、
記憶した各状態におけるそれぞれの輝度に基づいて、設定した輝度設定値となる前記輝度検出手段が検出すべき輝度を算出し、
算出した輝度となるように前記バックライトの輝度を調整すること
を特徴とする輝度調整方法。
【請求項２】
各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、測定した輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて予め記憶し、
記憶した輝度と入力レベルとに基づいて、前記輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度とを算出し、
算出した各入力レベルにおける輝度と各階調レベルに設定すべき輝度とに基づいて、各階調レベルに設定すべき輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出し、抽出した入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶し、
映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整すること
を特徴とする請求項１に記載の輝度調整方法。
【請求項３】
各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定し、
測定した各輝度を正規化し、正規化した各輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて予め記憶し、
記憶した輝度と入力レベルとに基づいて、前記輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度とを算出し、
算出した各入力レベルにおける輝度と各階調レベルに設定すべき輝度とに基づいて、各階調レベルに設定すべき輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出し、抽出した入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶し、
映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整すること
を特徴とする請求項１に記載の輝度調整方法。
【請求項４】
前記輝度設定値は、前記液晶パネルの透過率を制御可能な最大の透過率にした状態の輝度であること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の輝度調整方法。
【請求項５】
前記複数の状態のうちの一状態は前記バックライトが調整可能な最大輝度であり、前記複数の状態のうちの他の一状態は前記バックライトが調整可能な最小輝度であること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の輝度調整方法。
【請求項６】
液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備え、前記液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整することにより液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行う液晶表示装置において、
前記バックライトの輝度を検出する輝度検出手段と、
前記液晶パネルが所定の透過率であって、前記バックライトの輝度が異なる複数の状態における、前記輝度検出手段が検出した輝度と、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とが関連付けられた情報が予め記憶された記憶部と、
前記液晶パネルが所定の透過率である状態における前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を受け付ける受付手段と、
前記記憶部に記憶されている情報に基づいて、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる前記輝度検出手段が検出すべき輝度を算出する算出手段と、
該算出手段にて算出した輝度となるように前記バックライトの輝度を調整する輝度調整手段と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記記憶部には、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度に係る第２情報がさらに記憶されており、
該第２情報に基づいて、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出する第２算出手段と、
前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる場合の、各階調レベルに設定すべき輝度を算出する第３算出手段と、
該第３算出手段にて算出した各階調レベルに設定すべき輝度に対して、前記第２算出手段にて算出した各入力レベルにおける輝度との輝度差を算出する第４算出手段と、
該第４算出手段にて算出した輝度差が最小となる入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶する記憶手段と、
映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記輝度検出手段は、前記バックライトの輝度に応じた電圧を有するアナログ形式の電気信号に変換する光電変換手段と、変換されたアナログ形式の電気信号をデジタル形式の電気信号に変換するアナログデジタル変換手段とを有すること
を特徴とする請求項６または請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
コンピュータから、液晶パネルと該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備える液晶表示装置へ調整情報を出力させ、コンピュータに、液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整させることにより、液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行わせるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、前記バックライトの輝度が異なる複数の状態における、前記バックライトの輝度と、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを関連付けて記憶部に記憶させるステップと、コンピュータに、前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定させるステップと、
コンピュータに、前記記憶部に記憶させた情報に基づいて、設定した輝度設定値となるバックライトの輝度に調整する前記調整情報を算出させるステップと、
コンピュータに、算出した前記調整情報を液晶表示装置へ出力させるステップと
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度に係る第２情報を記憶部に記憶させるステップと、
コンピュータに、記憶させた第２情報に基づいて、前記入力された輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出させるステップと、
コンピュータに、前記入力された輝度設定値となる場合の、各階調レベルに設定すべき輝度を算出させるステップと、
コンピュータに、算出した各階調レベルに設定すべき輝度に対して、前記算出した各入力レベルにおける輝度との輝度差を算出させるステップと、
コンピュータに、算出した輝度差が最小となる入力レベルと階調レベルとを関連付けて前記記憶部に記憶させるステップと
を含むことを特徴とする請求項９に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１】
液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備え、前記液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整することにより液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行う液晶表示装置の輝度調整方法において、
前記液晶表示装置は、前記バックライトの輝度を検出する輝度検出手段を備えており、
前記液晶パネルを所定の透過率にするとともに、前記バックライトを輝度の異なる複数の状態にし、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、各状態にて測定した輝度と前記輝度検出手段が検出する輝度とを関連付けて予め記憶し、
前記液晶パネルを所定の透過率にした状態での前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定し、
記憶した各状態におけるそれぞれの輝度に基づいて、設定した輝度設定値となる前記輝度検出手段が検出すべき輝度を算出し、
算出した輝度となるように前記バックライトの輝度を調整すること
を特徴とする輝度調整方法。
【請求項２】
各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定して、測定した輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて予め記憶し、
記憶した輝度と入力レベルとに基づいて、前記輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度とを算出し、
算出した各入力レベルにおける輝度と各階調レベルに設定すべき輝度とに基づいて、各階調レベルに設定すべき輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出し、抽出した入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶し、
映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整すること
を特徴とする請求項１に記載の輝度調整方法。
【請求項３】
各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を測定し、
測定した各輝度を正規化し、正規化した各輝度と該輝度となる入力レベルとを関連付けて予め記憶し、
記憶した輝度と入力レベルとに基づいて、前記輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度と、各階調レベルに設定すべき輝度とを算出し、
算出した各入力レベルにおける輝度と各階調レベルに設定すべき輝度とに基づいて、各階調レベルに設定すべき輝度と略同一の輝度となる入力レベルを抽出し、抽出した入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶し、
映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整すること
を特徴とする請求項１に記載の輝度調整方法。
【請求項４】
前記輝度設定値は、前記液晶パネルの透過率を制御可能な最大の透過率にした状態の輝度であること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の輝度調整方法。
【請求項５】
前記複数の状態のうちの一状態は前記バックライトが調整可能な最大輝度であり、前記複数の状態のうちの他の一状態は前記バックライトが調整可能な最小輝度であること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の輝度調整方法。
【請求項６】
液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備え、前記液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整することにより液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行う液晶表示装置において、
前記バックライトの輝度を検出する輝度検出手段と、
前記液晶パネルが所定の透過率であって、前記バックライトの輝度が異なる複数の状態における、前記輝度検出手段が検出した輝度と、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とが関連付けられた情報が予め記憶された記憶部と、
前記液晶パネルが所定の透過率である状態における前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を受け付ける受付手段と、
前記記憶部に記憶されている情報に基づいて、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる前記輝度検出手段が検出すべき輝度を算出する算出手段と、
該算出手段にて算出した輝度となるように前記バックライトの輝度を調整する輝度調整手段と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記記憶部には、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度に係る第２情報がさらに記憶されており、
該第２情報に基づいて、前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出する第２算出手段と、
前記受付手段にて受け付けた輝度設定値となる場合の、各階調レベルに設定すべき輝度を算出する第３算出手段と、
該第３算出手段にて算出した各階調レベルに設定すべき輝度に対して、前記第２算出手段にて算出した各入力レベルにおける輝度との輝度差を算出する第４算出手段と、
該第４算出手段にて算出した輝度差が最小となる入力レベルと階調レベルとを関連付けて記憶する記憶手段と、
映像信号の入力レベルに関連付けられた階調レベルで液晶パネルの透過率を調整する調整手段と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記輝度検出手段は、前記バックライトの輝度に応じた電圧を有するアナログ形式の電気信号に変換する光電変換手段と、変換されたアナログ形式の電気信号をデジタル形式の電気信号に変換するアナログデジタル変換手段とを有すること
を特徴とする請求項６または請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
コンピュータから、液晶パネルと該液晶パネルの背面に配置されたバックライトとを備える液晶表示装置へ調整情報を出力させ、コンピュータに、液晶パネルへ入力する映像信号の入力レベルを調整させることにより、液晶パネルの透過率を制御して階調表示を行わせるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、前記バックライトの輝度が異なる複数の状態における、前記バックライトの輝度と、前記バックライトから液晶パネルを介して射出する光の輝度とを関連付けて記憶部に記憶させるステップと、コンピュータに、前記液晶パネルを介して射出する光の所望の輝度設定値を設定させるステップと、
コンピュータに、前記記憶部に記憶させた情報に基づいて、設定した輝度設定値となるバックライトの輝度に調整する前記調整情報を算出させるステップと、
コンピュータに、算出した前記調整情報を液晶表示装置へ出力させるステップと
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度に係る第２情報を記憶部に記憶させるステップと、
コンピュータに、記憶させた第２情報に基づいて、前記入力された輝度設定値となる場合の、各入力レベルにおける前記液晶パネルを介して射出する光の輝度を算出させるステップと、
コンピュータに、前記入力された輝度設定値となる場合の、各階調レベルに設定すべき輝度を算出させるステップと、
コンピュータに、算出した各階調レベルに設定すべき輝度に対して、前記算出した各入力レベルにおける輝度との輝度差を算出させるステップと、
コンピュータに、算出した輝度差が最小となる入力レベルと階調レベルとを関連付けて前記記憶部に記憶させるステップと
を含むことを特徴とする請求項９に記載のコンピュータプログラム。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５０６１４
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【発行日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１５６３１（Ｐ２００５−５１５６３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７１０２
【国際出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【特許番号】特許第３９７４６３０号（Ｐ３９７４６３０）
【特許公報発行日】平成１９年９月１２日（２００７．９．１２）
【出願人】（３９１０１０１１６）株式会社ナナオ (160)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【発行日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７１０２
【国際出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【特許番号】特許第３９７４６３０号（Ｐ３９７４６３０）
【特許公報発行日】平成１９年９月１２日（２００７．９．１２）
【出願人】（３９１０１０１１６）株式会社ナナオ (160)
【Ｆターム（参考）】
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