JP6479401B2 - Display device, control method of display device, and control program - Google Patents
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Description
本発明は画像に応じて光源の輝度を調整する表示装置に関する。 The present invention relates to a display device that adjusts the brightness of a light source according to an image.
近年の携帯電話およびスマートフォン等の表示装置においては、機能の拡大に伴って消費電流が著しく増加している。そのため、連続使用時間が短くなる等の影響が出ている。これに対して、画像処理によって画像の階調を上昇させ、その分バックライトの輝度を低下させることにより、低消費電力化を図る技術がある(特許文献1、2)。
In display devices such as mobile phones and smartphones in recent years, current consumption has increased significantly with the expansion of functions. Therefore, there is an influence such as shortening of continuous use time. On the other hand, there are techniques for reducing power consumption by raising the gradation of an image by image processing and lowering the luminance of the backlight accordingly (
画像処理による画像の階調の上昇と、バックライトの輝度の低下とは、基本的には同じタイミングで行われる。その際、それぞれを目標値まで一度に変化させると、フリッカが視認されることがある。そのため、この技術を用いた表示装置は、一般的には、画像の階調とバックライトの輝度とを、数フレームに渡って段階的に緩やかにそれぞれの目標値まで変化させる。 The increase in gradation of the image due to the image processing and the decrease in luminance of the backlight are basically performed at the same timing. At that time, flicker may be visually recognized if each is changed to the target value at one time. Therefore, a display device using this technology generally changes the gradation of the image and the luminance of the backlight gradually and gradually to the respective target values over several frames.
しかしながら、明るい画像に続いて黒画像がある期間表示され、その後再び明るい画像が表示されるような場合、上記技術では不都合が生じる。この場合、上記技術では、黒画像が表示される時点から、徐々に、バックライトの輝度が低下させられ、画像の階調が上昇させられる。黒画像が表示される期間において、最終的に、黒画像に合わせてバックライトの輝度は大幅に低下させられる。その後、明るい画像の表示が始まると、徐々にバックライトの輝度が上昇させられ、画像の階調が低下させられる。この結果、黒画像に合わせてバックライトの輝度は大幅に低下させられているので、その後に明るい画像が表示されると、バックライトの輝度が目標値まで徐々に上昇するまでの期間、本来の画像よりも暗く視認されてしまう。また、バックライトの輝度が大幅に低下した後にバックライトの輝度が段階的に上昇するため、フリッカが視認されてしまう。 However, in the case where a black image is displayed for a period of time following a bright image and then a bright image is displayed again, the above-described technique is disadvantageous. In this case, in the above technology, the luminance of the backlight is gradually decreased from the time when the black image is displayed, and the gradation of the image is increased. Finally, in the period in which the black image is displayed, the brightness of the backlight is significantly reduced to match the black image. Thereafter, when display of a bright image starts, the brightness of the backlight is gradually increased, and the gradation of the image is reduced. As a result, since the brightness of the backlight is significantly reduced according to the black image, when a bright image is displayed thereafter, the period until the brightness of the backlight gradually increases to the target value is It looks darker than the image. In addition, since the brightness of the backlight increases stepwise after the brightness of the backlight decreases significantly, flicker is visually recognized.
本発明は、表示品位を向上した表示装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a display device with improved display quality.
本発明の一態様に係る表示装置は、光源と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルと、上記光源の輝度と上記画像の階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正部と、上記画像が黒画像であるか非黒画像であるかを判定する画像判定部とを備え、上記補正部は、非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、1フレームでそれぞれの目標値まで変化させる。 A display device according to one aspect of the present invention includes a light source, a display panel that controls an amount of passing light from the light source to display an image, brightness of the light source, and gradation of the image. The image processing apparatus further includes a correction unit that corrects in the opposite direction and an image determination unit that determines whether the image is a black image or a non-black image, and the correction unit includes a plurality of continuous non-black image frames. When the luminance of the light source and the correction strength of the gradation of the image are gradually changed to their respective target values over a plurality of frames, and a black image frame and a non-black image frame are continuous The luminance of the light source and the correction intensity are changed to their respective target values in one frame.
本発明の一態様に係る表示装置の制御方法は、光源と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルとを備える表示装置の制御方法であって、上記画像が黒画像であるか非黒画像であるかを判定する画像判定ステップと、上記光源の輝度と上記画像の階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正ステップとを含み、上記補正ステップにおいては、非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、1フレームでそれぞれの目標値まで変化させる。 A control method of a display device according to an aspect of the present invention is a control method of a display device including a light source and a display panel that controls an amount of passing of light from the light source to display an image. The method includes an image determination step of determining whether the image is a black image or a non-black image, and a correction step of correcting the brightness of the light source and the gradation of the image in opposite directions with respect to brightness. In the above, when a plurality of non-black image frames are continuous, the luminance of the light source and the correction intensity of the gradation of the image are stepwise changed to their respective target values over When the frame and the frame of the non-black image are continuous, the luminance of the light source and the correction intensity are changed to their respective target values in one frame.
本発明の一態様によれば、消費電流の低減と、黒画像と非黒画像とが連続する場合の表示品位の向上とを両立することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to achieve both reduction in current consumption and improvement in display quality in the case where a black image and a non-black image are continuous.
〔実施形態1〕
(表示装置の構成)
図1は、本実施形態に係る表示装置1の概略構成を示すブロック図である。表示装置1は、制御装置2、表示ドライバ3、液晶表示パネル4(表示パネル)、およびバックライト5(光源)を備える。以下では、最大階調を255、最小階調を0として説明するが、これに限らない。
(Configuration of display device)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
制御装置2には表示データが入力される。制御装置2は、入力された表示データに基づいて、表示ドライバ3およびバックライト5に、それぞれを制御する制御信号を出力する。また、制御装置2は、表示データを表示ドライバ3に出力する。表示ドライバ3は、表示データをアナログ電圧信号に変換し、液晶表示パネル4に供給する。
Display data is input to the
液晶表示パネル4は、液晶素子を有する複数の画素を備える。液晶表示パネル4は、アナログ電圧信号に応じて画素の透過率を変化させる。バックライト5は、液晶表示パネル4を照明する光源である。液晶表示パネル4は、バックライト5からの光を画素の透過率に応じて透過(通過)させることにより、画像を表示する。
The liquid
ユーザが視認する画素の輝度は、バックライト5の輝度と液晶表示パネル4の該画素の透過率との積によって決まる。例えば、バックライト5の輝度を半分に低下させると同時に、全画素の透過率が2倍になるように画像全体の階調を上昇させれば、ユーザの視認する輝度は変化しない。
The luminance of the pixel visually recognized by the user is determined by the product of the luminance of the
制御装置2は、黒画像検出部11(画像判定部)、画像解析部12(補正部)、画像処理部13(補正部)、およびバックライト制御部14(補正部)を備える。表示データは、黒画像検出部11、画像解析部12、および画像処理部13に入力される。ここで、表示データは、1フレームの画像を表す。
The
黒画像検出部11は、表示データが示す画像が、黒画像であるか、通常画像(非黒画像)であるかを判定する。また、黒画像検出部11は、直前のフレームの画像の判定結果を参照し、黒画像と通常画像とが連続しているか否かを判定する。黒画像検出部11は、これらの判定結果を画像解析部12に出力する。黒画像検出部11は、例えば、表示データが示す画像の全ての画素の画素値(階調)が黒を示す値である場合に、上記画像が黒画像であると判定してもよい。または、黒画像検出部11は、上記画像において画素値が黒を示す画素の割合が第1閾値以上である場合に、上記画像が黒画像であると判定してもよい。または、黒画像検出部11は、上記画像において画素値が所定値未満である(暗い)画素の割合が第1閾値以上である場合に、上記画像が黒画像であると判定してもよい。ここで、画素値が高いことは画素が明るいことを示す。または、黒画像検出部11は、上記画像における最大の画素値が所定値未満である場合に、上記画像が黒画像であると判定してもよい。黒画像とは、全体がほとんど黒であると認識されるような画像である。その他の場合、黒画像検出部11は、上記画像が黒画像ではないと判定する。上記第1閾値および上記所定値は、表示データの画像に重畳しうるノイズ等を考慮して定められてもよい。
The black
画像解析部12は、表示データの画像の明暗に応じて、バックライト5の輝度BLの目標値と、画像の階調の補正強度Cとを決定する。画像解析部12は、画像における画素値(階調)に関するヒストグラムを生成する。画像解析部12は、生成されたヒストグラムに基づいて、表示データが示す画像を表示するためのバックライト5の輝度BLの目標値と、画像の階調の補正強度Cの目標値とを決定する。
The
具体的には、画像解析部12は、画像が最大階調(階調255)の画素を含むような明るい画像であれば、バックライト5の輝度BLの目標値を高く維持し、画像の階調の補正強度Cの目標値をC(0)と決定する。例えば補正強度がC(0)のとき、画像の階調は増加(変化)されない。一方、画像解析部12は、画像が暗い画像であるほど、バックライト5の輝度BLの目標値をより低くし、画像の階調の補正強度Cの目標値をより高くする。なお、バックライト5の輝度BLの目標値と画像の階調の補正強度Cの目標値とは、表示された画像の見た目が大きく変化しないような相関関係を有する値となる。補正強度Cが大きいほど、画素の階調は上昇する(明るくなる)よう補正される。
Specifically, if the image is a bright image in which the image includes pixels with the maximum gradation (gradation 255), the
画像解析部12は、例えば、画像において画素値が第2閾値以上である画素の割合が多いほど、該画像はより明るい画像であると判定してもよい。第2閾値は第1閾値より大きくてもよい。
The
また、画像解析部12は、何フレームかけて輝度BLと補正強度Cとをそれぞれの目標値まで変化させるかを決定する。黒画像ではない通常画像のフレームが複数連続している場合、画像解析部12は、この過渡期間を複数フレームとする。この場合、輝度BLと補正強度Cとは、過渡期間(複数フレーム)に渡って、段階的に目標値まで変化する。この場合の過渡期間の長さは、所定数のフレームでもよいし、または、例えば、輝度BLまたは補正強度Cの変化量(現在の値と目標値との差)に応じて変更してもよい。例えば、輝度BLまたは補正強度Cの変化量が大きいほど、過渡期間を長く設定することもできる。また、1フレームにおける補正強度Cの変化量に上限を設けてもよい。
Further, the
一方、黒画像と通常画像とが連続している場合、画像解析部12は、過渡期間を1フレームとする。この場合、輝度BLと補正強度Cとは、1フレームで一度に目標値まで変化する。すなわち、通常画像から黒画像に切り替わったとき、または、黒画像から通常画像に切り替わったとき、輝度BLと補正強度Cとは、1フレームで目標値まで変化する。
On the other hand, when the black image and the normal image are continuous, the
画像解析部12は、例えば、通常画像の場合、バックライト5の輝度BLの目標値を、最大出力の90%以下20%以上の範囲で設定し、黒画像の場合、輝度BLを20%未満0%以上の範囲で設定してもよい。
For example, in the case of a normal image, the
画像解析部12は、バックライト5の輝度BLの目標値および過渡期間をバックライト制御部14に出力する。画像解析部12は、画像の階調の補正強度Cの目標値および過渡期間を画像処理部13に出力する。
The
バックライト制御部14は、バックライト5の輝度BLの目標値および過渡期間に基づいて、バックライト5の輝度BLを制御するための制御信号を生成して、生成した制御信号をバックライト5に出力する。具体的には、過渡期間が1フレームである場合、バックライト制御部14は、次のフレーム(対応する画像が表示されるフレーム)のバックライト5の輝度BLが目標値になるようにバックライト5を制御する。
The
過渡期間が複数フレームである場合、バックライト制御部14は、該複数フレームかけてバックライト5の輝度BLが段階的に(または連続的に)目標値まで変化するように、各フレームにおいてバックライト5を制御する。これにより、バックライト5の輝度BLを緩やかに変化させることができる。
When the transition period is a plurality of frames, the
画像処理部13は、画像の階調の補正強度Cの目標値および過渡期間に基づいて、表示データの画像の階調を補正する。画像処理部13は、補正された画像のデータを表示ドライバ3に出力する。具体的には、過渡期間が1フレームである場合、画像処理部13は、補正強度Cの目標値に応じて次のフレームの画像の階調を補正する。補正強度Cが大きいほど、画像全体の画素の階調は増加される。
The
過渡期間が複数フレームである場合、画像処理部13は、該複数フレームかけて補正強度Cが段階的に(連続的に)目標値まで変化するように、各フレームにおける補正強度Cを決定する。画像処理部13は、決定した補正強度Cにしたがって、各フレームの画像の階調を補正する。
When the transition period is a plurality of frames, the
ここで、階調と透過率(輝度)とは一般に比例していない。階調と透過率の関係は、所望のγ特性が得られるように所定のγ補正等によって決められている。それゆえ、バックライト5の輝度BLと、階調補正された画像の液晶表示パネル4における透過率とが、互いに反比例するように変更される。例えば、バックライト5の輝度BLを1/2にするとき、画像全体の階調は、各画素の透過率が2倍になるように変更される。これにより、バックライト5の輝度BLおよび画像の階調が補正される前後で、または過渡期間において、画像の見た目を大きく変えることなく画像を表示することができる。
Here, the gradation and the transmittance (brightness) are generally not in proportion. The relationship between the gradation and the transmittance is determined by a predetermined γ correction or the like so as to obtain a desired γ characteristic. Therefore, the brightness BL of the
(補正の処理フロー)
図2は、表示装置1における補正の処理フローを示す図である。制御装置2は、黒画像検出部11、画像解析部12、および画像処理部13に表示データを入力する(S1)。
(Processing flow of correction)
FIG. 2 is a diagram showing a processing flow of correction in the
黒画像検出部11は、連続するフレームにおいて、通常画像から黒画像へ、または黒画像から通常画像への切り替わりが検出されるか判定する(S2)。
The black
通常画像および黒画像の切り替えが検出されない場合(S2でNo)、画像解析部12は、表示データの画像に応じて、バックライト5の輝度BLの目標値および画像の階調の補正強度Cの目標値を決定する(S3)。画像処理部13は、表示データの画像の階調を、補正強度Cの目標値に段階的に近づくような補正強度で補正(画像処理)する(S4)。バックライト制御部14は、バックライト5の輝度BLが輝度BLの目標値に複数フレームかけて段階的に近づくように、補正された該画像が表示されるフレームにおけるバックライト5の輝度BLを決定する(S5)。
When switching between the normal image and the black image is not detected (No in S2), the
表示ドライバ3は、補正された該画像を液晶表示パネル4に表示させる(S6)。バックライト制御部14は、補正された該画像が液晶表示パネル4に表示されるタイミング(フレーム)に合わせて、バックライト5の輝度BLを、決定された輝度BLに補正(変更)する(S7)。
The
通常画像および黒画像の切り替えが検出された場合(S2でYes)、画像解析部12は、表示データの画像に応じて、バックライト5の輝度BLの目標値および画像の階調の補正強度Cの目標値を決定する(S13)。画像処理部13は、表示データの画像の階調を、目標値の補正強度Cで補正(画像処理)する(S14)。バックライト制御部14は、バックライト5の輝度BLが1フレームで輝度BLの目標値になるように、補正された該画像が表示されるフレームにおけるバックライト5の輝度BLを、輝度BLの目標値と同じ値に決定する(S15)。その後、S6に移行する。
When switching between the normal image and the black image is detected (Yes in S2), the
(参考例)
図3は、参考例におけるバックライトの輝度および画像の階調の補正の例を示すタイミングチャートである。参考例では、通常画像から黒画像にまたはその逆に切り替わるときに、通常画像が続くときと同様に、複数フレームに渡る段階的な補正が行われる。
(Reference example)
FIG. 3 is a timing chart showing an example of the correction of the luminance of the backlight and the gradation of the image in the reference example. In the reference example, when switching from the normal image to the black image or the reverse, stepwise correction is performed over a plurality of frames as in the case where the normal image continues.
本図において、「表示データ」は、制御装置2に入力された各フレームの表示データを示す。入力された表示データは画像解析部12によって解析されるので、図中に矢印で示すように、表示データが入力された後に画像解析結果が出力される。本図の上部には、バックライトの輝度BLと画像の階調の補正強度Cとが示されている。画像解析結果が出力された後、画像の階調が補正されて、続いて画像の表示が行われる。そのため、画像解析結果の出力とバックライト5の輝度BL等の変更のタイミングとの間にはタイムラグがあるが、ここでは省略している。
In the figure, “display data” indicates display data of each frame input to the
表示データD1の画像は、明るい画像である。D1の複数のフレームの画像は同一の画像でなくてもよく、D1は、各フレームの表示データが同程度の明るさの画像であることを示す。このとき、バックライト5の輝度BLの目標値はBL(2)であり、画像の階調の補正強度Cの目標値はC(0)である。それゆえ、明るい画像が表示される間(時刻T(1)まで)は、バックライト5の輝度BLはBL(2)に維持され、画像の階調の補正強度CはC(0)に維持される。
The image of the display data D1 is a bright image. The images of a plurality of frames of D1 may not be the same image, and D1 indicates that the display data of each frame is an image of the same degree of brightness. At this time, the target value of the luminance BL of the
表示データD2の画像は、黒画像ではないが、暗い画像である。このとき、バックライト5の輝度BLの目標値は、BL(2)より低いBL(1)となり、画像の階調の補正強度Cの目標値は、C(0)より大きいC(1)となる。ここでは、制御装置2は、表示データD2の画像の表示を開始する時刻T(1)から時刻T(2)まで、5フレームかけて、輝度BLおよび補正強度Cをそれぞれの目標値に向かって段階的に変化させてゆく。時刻T(2)において、輝度BLおよび補正強度Cはそれぞれの目標値BL(1)、C(1)に到達する。その後は、画像の明るさの程度が変化して目標値が変更されない限り(時刻T(3)迄)、その輝度BLおよび補正強度Cが維持される。
The image of the display data D2 is not a black image but a dark image. At this time, the target value of the luminance BL of the
表示データD3の画像は、表示データD2の画像よりも明るく、D1の画像よりも暗い。このとき、バックライト5の輝度BLの目標値は、BL(2)とBL(1)との間の値になり、画像の階調の補正強度Cの目標値は、C(0)とC(1)との間の値になる。目標値までの差が先程より小さいので、制御装置2は、表示データD2の画像の表示を開始する時刻T(3)から時刻T(4)まで、2フレームかけて、輝度BLおよび補正強度Cをそれぞれの目標値に向かって段階的に変化させてゆく。
The image of display data D3 is brighter than the image of display data D2 and darker than the image of D1. At this time, the target value of the luminance BL of the
時刻T(5)から、複数フレームかけて、再びバックライト5の輝度BLが低下し、同時に画像の階調の補正強度Cが上昇する。目標値への遷移の途中で画像が表示データD5の明るい画像に変わることにより、時刻T(6)以降では輝度BLおよび補正強度Cの目標値がBL(2)およびC(0)に変更される。目標値が変更された場合、改めて現在の輝度BLおよび補正強度Cからそれぞれの目標値に向かって、輝度BLおよび補正強度Cが(段階的に)変化される。
From time T (5), the luminance BL of the
時刻T(7)から時刻T(8)においては、表示データD5の明るい画像が表示され、バックライト5の輝度BLはBL(2)、画像の階調の補正強度CはC(0)である。
From time T (7) to time T (8), a bright image of the display data D5 is displayed, the brightness BL of the
表示データD6の画像は、黒画像である。このとき、バックライト5の輝度BLの目標値は、下限のBL(0)になり、画像の階調の補正強度Cの目標値は、上限のC(2)になる。参考例では、このように通常画像から黒画像に切り替わる場合でも、時刻T(8)から時刻T(9)にかけて(複数フレームかけて)輝度BLおよび補正強度Cが段階的に変化される。
The image of the display data D6 is a black image. At this time, the target value of the luminance BL of the
表示データD7の画像は、明るい画像(通常画像)である。このとき、バックライト5の輝度BLの目標値は、BL(2)になり、画像の階調の補正強度Cの目標値は、C(0)になる。参考例では、このように黒画像から通常画像に切り替わる場合でも、時刻T(10)から時刻T(11)にかけて(複数フレームかけて)輝度BLおよび補正強度Cが段階的に変化される。
The image of the display data D7 is a bright image (normal image). At this time, the target value of the luminance BL of the
通常画像から黒画像に切り替わると、時刻T(8)から時刻T(9)では、表示される画像は黒画像であるにもかかわらず、バックライトが必要以上の輝度BLで点灯している。また、時刻T(9)から時刻T(10)では、黒画像に合わせてバックライトの輝度BLは大幅に低下させられている。その後、黒画像から通常画像に切り替わると、バックライトの輝度BLが目標値まで徐々に上昇するまでの期間(時刻T(10)〜時刻T(11))、本来の画像よりも暗く視認されてしまう。また、バックライトの輝度が大幅に低下した後にバックライトの輝度が段階的に上昇するため、この期間においてフリッカが視認されてしまう。 When the normal image is switched to the black image, from time T (8) to time T (9), although the image to be displayed is a black image, the backlight is lit with luminance BL more than necessary. In addition, from the time T (9) to the time T (10), the brightness BL of the backlight is significantly reduced according to the black image. Thereafter, when the black image is switched to the normal image, the period until the luminance BL of the backlight gradually increases to the target value (time T (10) to time T (11)) is visually perceived darker than the original image I will. In addition, since the brightness of the backlight increases stepwise after the brightness of the backlight decreases significantly, flicker is visually recognized in this period.
(動作例)
図4は、本実施形態の動作例におけるバックライトの輝度および画像の階調の補正の例を示すタイミングチャートである。本動作例では、通常画像から黒画像にまたはその逆に切り替わるときに、即時にバックライト5の輝度BLおよび画像の階調の補正強度Cがそれぞれの目標値に変更される。
(Operation example)
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the correction of the luminance of the backlight and the gradation of the image in the operation example of the present embodiment. In this operation example, when switching from the normal image to the black image or vice versa, the brightness BL of the
入力される表示データD1〜D7は、図3に示す場合と同じである。本動作例における表示データD1〜D5に対応する時刻T(8)迄の動作は、参考例と同じであるので、詳細な説明を省略する。本動作例においても、バックライト5の輝度BLと画像の階調の補正強度Cとは、明るさに関して互いに逆向きに(相補的に)補正される。すなわち、バックライト5の輝度BLの変化を画像の階調の変化で補うように、輝度BLと補正強度Cとは補正される。それゆえ、通常画像が連続する期間(時刻T(1)〜時刻T(8))では、バックライト5の輝度BLと画像の階調の補正強度Cとは、画像に応じて設定されるそれぞれの目標値に向かって、複数フレームかけて段階的に変更される。このように、バックライト5の輝度BLを適宜低下させることにより、消費電流の低減を図ることができる。
The input display data D1 to D7 are the same as in the case shown in FIG. The operation up to time T (8) corresponding to the display data D1 to D5 in this operation example is the same as that of the reference example, and thus the detailed description will be omitted. Also in this operation example, the brightness BL of the
時刻T(8)の前後で、通常画像と黒画像とが連続している。また、時刻T(8)から時刻T(10)までは黒画像が連続している。そして、時刻T(10)の前後で、黒画像と通常画像とが連続している。 Before and after time T (8), the normal image and the black image are continuous. In addition, black images are continuous from time T (8) to time T (10). Then, before and after time T (10), the black image and the normal image are continuous.
通常画像から表示データD6の黒画像に切り替わるとき、バックライト5の輝度BLの目標値は、下限のBL(0)になり、画像の階調の補正強度Cの目標値は、上限のC(2)になる。本動作例では、通常画像から黒画像に切り替わるとき、即時に(時刻T(8)から時刻T(9’)にかけて1フレームで)バックライト5の輝度BLおよび画像の階調の補正強度Cがそれぞれの目標値に変更される。
When switching from the normal image to the black image of the display data D6, the target value of the brightness BL of the
これにより、黒画像を表示している時刻T(8)から時刻T(10)の期間において、無駄なバックライト5の電流を削減することができる。また表示されるのが黒画像であるため、フリッカも視認されない。
As a result, it is possible to reduce unnecessary current of the
黒画像から表示データD7の通常画像に切り替わるとき、バックライト5の輝度BLの目標値はBL(2)になり、画像の階調の補正強度Cの目標値はC(0)になる。本動作例では、黒画像から通常画像に切り替わるとき、即時に(時刻T(10)から時刻T(11’)にかけて1フレームで)バックライト5の輝度BLおよび画像の階調の補正強度Cがそれぞれの目標値に変更される。
When the black image is switched to the normal image of the display data D7, the target value of the brightness BL of the
これにより、黒画像の直後に明るい画像を表示する場合、制御装置2はバックライト5の輝度BLを即時に上昇させる。そのため、明るい画像が本来より暗く視認されることなく、適切に画像を表示させることができる。また、本動作例では、黒画像が表示されている期間の直後に、目標値まで上昇したバックライト5の輝度BLで明るい画像の表示を開始する。そのため、参考例において明るい画像の表示期間にバックライト5の輝度BLを段階的に大きく変更することにより生じるフリッカも、本動作例では生じない。このように、通常画像に黒画像が挿入された場合の補正処理を、通常画像が連続する場合の補正処理とは異ならせることで、表示装置1の表示品位を向上することができる。
Thus, when displaying a bright image immediately after the black image, the
なお、図示はしないが、時刻T(1)から時刻T(2)の間、または、時刻T(3)から時刻T(4)の間のような過渡期間に黒画像が挿入された場合も、同様の処理が行われる。すなわち、黒画像の表示が開始されるとき、即時に(1フレームで)バックライト5の輝度BLは下限のBL(0)になり、画像の階調の補正強度Cは上限のC(2)になる。その後、黒画像から通常画像に切り替わるとき、即時に(1フレームで)輝度BLは表示される通常画像に合わせた目標値(例えばBL(1))になり、補正強度Cは表示される通常画像に合わせた目標値(例えばC(1))になる。
Although not shown, a black image may be inserted in a transition period such as between time T (1) and time T (2) or between time T (3) and time T (4). , The same process is performed. That is, when display of a black image is started, the brightness BL of the
〔変形例〕
このような表示装置1は、たとえば、スマートフォン端末、携帯電話機、タブレット端末、電子書籍リーダー、またはPDA(Personal Digital Assistant)等の携帯端末、あるいは、ラップトップ型のパーソナルコンピュータに搭載されたモニター、据置型のモニター、またはテレビジョン受像機等に用いられてもよい。
[Modification]
Such a
また、本発明は、液晶表示装置に限らず、光源と光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルとを備える表示装置に適用することができる。例えば、本発明の一態様に係る表示装置は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:メムス)ディスプレイとして実現することができる。MEMSディスプレイは、例えばRGBの光源と表示パネルとを備え、表示パネルの各画素に設けられた機械的シャッターを高速で開閉することにより、各画素を通過する光量を調整する。これにより、多色および多階調を表示することができる。すなわち、液晶表示装置におけるバックライトおよび液晶画素の透過率が、それぞれ、MEMSディスプレイにおける光源およびシャッター開の割合(シャッターを通過する光の割合)に対応する。そのため、MEMSディスプレイにおいても、光源の輝度を低下させると同時にシャッター開の期間を長くすることで、光源の輝度と画像の階調とを明るさに関して逆向きに補正することができる。それゆえ、本発明の制御装置2の処理をMEMSディスプレイにも適用することができる。
The present invention is not limited to the liquid crystal display device, and can be applied to a display device including a light source and a display panel that displays an image by controlling the passing amount of light from the light source. For example, the display device according to one embodiment of the present invention can be realized as a micro electro mechanical systems (MEMS) display. The MEMS display includes, for example, an RGB light source and a display panel, and adjusts the amount of light passing through each pixel by opening and closing the mechanical shutter provided for each pixel of the display panel at high speed. This makes it possible to display multiple colors and multiple gradations. That is, the transmittances of the backlight and the liquid crystal pixel in the liquid crystal display correspond to the ratio of the light source and the shutter opening in the MEMS display (the ratio of the light passing through the shutter), respectively. Therefore, also in the MEMS display, the luminance of the light source and the gradation of the image can be corrected in the opposite direction with respect to the brightness by decreasing the luminance of the light source and prolonging the shutter open period. Therefore, the processing of the
なお、通常画像から黒画像に切り替わるときのみ、上記動作例のように処理を行ってもよい。また、黒画像から通常画像に切り替わるときのみ、上記動作例のように処理を行ってもよい。 The process may be performed as in the above-described operation example only when the normal image is switched to the black image. Further, processing may be performed as in the above-described operation example only when switching from a black image to a normal image.
〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置2の制御ブロック(特に黒画像検出部11、画像解析部12、画像処理部13およびバックライト制御部14)の少なくとも一部は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of software implementation]
At least a part of the control block (in particular, the black
後者の場合、制御装置2は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
In the latter case, the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る表示装置は、光源(バックライト5)と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネル(液晶表示パネル4)と、上記光源の輝度と上記画像の階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正部(画像解析部12、画像処理部13、バックライト制御部14)と、上記画像が黒画像であるか非黒画像(通常画像)であるかを判定する画像判定部(黒画像検出部11)とを備え、上記補正部は、非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、1フレームでそれぞれの目標値まで変化させる。
[Summary]
A display device according to
上記の構成によれば、光源の輝度と画像の階調とを相補的に補正することにより、消費電流を低減することができる。また、複数の非黒画像が連続しているとき、上記表示装置は、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させることにより、フリッカが視認されることを防止できる。また、黒画像と非黒画像とが連続しているとき、上記表示装置は、上記光源の輝度と上記補正強度とを、1フレームでそれぞれの目標値まで変化させることにより、非黒画像を表示する表示品位を向上することができる。それゆえ、消費電流の低減と、黒画像と非黒画像とが連続する場合の表示品位の向上とを両立することができる。 According to the above configuration, the current consumption can be reduced by correcting the brightness of the light source and the gradation of the image in a complementary manner. In addition, when a plurality of non-black images are continuous, the display device gradually changes the luminance of the light source and the correction intensity of the gradation of the image to respective target values in a plurality of frames. By this, it is possible to prevent the flicker from being visually recognized. Further, when the black image and the non-black image are continuous, the display device displays the non-black image by changing the luminance of the light source and the correction intensity to their respective target values in one frame. Display quality can be improved. Therefore, it is possible to achieve both the reduction of the current consumption and the improvement of the display quality when the black image and the non-black image are continuous.
本発明の態様2に係る表示装置では、上記態様1において、上記補正部は、黒画像の後に非黒画像が続いているとき、上記光源の輝度を1フレームでその目標値まで上昇させ、上記補正強度を1フレームでその目標値まで低下させてもよい。
In the display device according to
黒画像の後に非黒画像が続いているとき、段階的に輝度と階調の補正強度とを変化させると、過渡期間において非黒画像が本来より暗く見えてしまう。上記の構成によれば、そのような場合に輝度と補正強度とを1フレームで即時に変化させるので、非黒画像を適切な明るさで表示することができる。 When a non-black image follows a black image, the non-black image appears darker during the transition period if the luminance and the gradation correction intensity are changed stepwise. According to the above configuration, since the luminance and the correction intensity are immediately changed in one frame in such a case, it is possible to display a non-black image with appropriate brightness.
本発明の態様3に係る表示装置では、上記態様1または2において、上記補正部は、非黒画像の後に黒画像が続いているとき、上記光源の輝度を1フレームでその目標値まで低下させ、上記補正強度を1フレームでその目標値まで上昇させてもよい。
In the display device according to
上記の構成によれば、黒画像を表示している期間において、光源の無駄な消費電流を低減することができる。 According to the above configuration, wasteful current consumption of the light source can be reduced in a period in which a black image is displayed.
本発明の態様4に係る表示装置では、上記態様1から3において、上記画像が黒画像であるときの上記光源の輝度の目標値は、上記画像が非黒画像であるときの上記光源の輝度の目標値よりも低くてもよい。
In the display device according to
黒画像は全体がほとんど黒とユーザに認識されるような画像であるので、光源の輝度をさらに低下させて消費電流を低減することができる。 Since the black image is an image which is perceived almost entirely by the user as black, the luminance of the light source can be further reduced to reduce current consumption.
本発明の態様5に係る表示装置では、上記態様1から4において、上記画像判定部は、上記画像が図形および映像を表示していない黒い画像である場合、上記画像が黒画像であると判定する構成であってもよい。
In the display device according to
本発明の各態様に係る表示装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記表示装置が備える各部(ソフトウェア要素に限る)として動作させることにより上記表示装置をコンピュータにて実現させる表示装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The display device according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. In this case, the computer is operated as each unit (limited to software elements) included in the display device, and the display device is operated by the computer. A control program of a display device to be realized and a computer readable recording medium recording the same also fall within the scope of the present invention.
本発明の態様6に係る表示装置の制御方法は、光源と、上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルとを備える表示装置の制御方法であって、上記画像が黒画像であるか非黒画像であるかを判定する画像判定ステップと、上記光源の輝度と上記画像の階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正ステップとを含み、上記補正ステップにおいては、非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記画像の階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、1フレームでそれぞれの目標値まで変化させる。 A control method of a display device according to a sixth aspect of the present invention is a control method of a display device including a light source and a display panel that controls an amount of passing of light from the light source to display an image, and the image is The method includes an image determination step of determining whether the image is a black image or a non-black image, and a correction step of correcting the brightness of the light source and the gradation of the image in opposite directions with respect to brightness. In the above, when a plurality of non-black image frames are continuous, the luminance of the light source and the correction intensity of the gradation of the image are stepwise changed to their respective target values over When the frame and the frame of the non-black image are continuous, the luminance of the light source and the correction intensity are changed to their respective target values in one frame.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
本発明は、表示装置に利用することができる。 The present invention can be used for a display device.
1 表示装置
2 制御装置
3 表示ドライバ
4 液晶表示パネル(表示パネル)
5 バックライト(光源)
11 黒画像検出部(画像判定部)
12 画像解析部(補正部)
13 画像処理部(補正部)
14 バックライト制御部(補正部)
1
5 Backlight (light source)
11 Black image detection unit (image determination unit)
12 Image analysis unit (correction unit)
13 Image processing unit (correction unit)
14 Backlight control unit (correction unit)
Claims (5)
上記光源からの光の通過量を制御して画像を表示する表示パネルと、
上記光源の輝度と表示データの階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正部と、
上記表示データが黒画像を示すか非黒画像を示すかを判定する画像判定部とを備え、
上記補正部は、
非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記表示データの階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、
黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、1フレームでそれぞれの目標値まで変化させることを特徴とする表示装置。 Light source,
A display panel that displays an image by controlling the passing amount of light from the light source;
A correction unit that corrects the luminance of the light source and the gradation of display data in opposite directions with respect to brightness;
And a determining image determining unit for determining the display data indicates a non-black image or shows a black image,
The correction unit is
When a plurality of non-black image frames are continuous, the luminance of the light source and the correction intensity of the gradation of the display data are stepwise changed to their respective target values over a plurality of frames,
A display device characterized in that when the frame of a black image and the frame of a non-black image are continuous, the luminance of the light source and the correction intensity are changed to their respective target values in one frame.
表示データが黒画像を示すか非黒画像を示すかを判定する画像判定ステップと、
上記光源の輝度と上記表示データの階調とを、明るさに関して互いに逆向きに補正する補正ステップとを含み、
上記補正ステップにおいては、
非黒画像のフレームが複数連続しているとき、上記光源の輝度と上記表示データの階調の補正強度とを、複数フレームかけてそれぞれの目標値まで段階的に変化させ、
黒画像のフレームと非黒画像のフレームとが連続しているとき、上記光源の輝度と上記補正強度とを、1フレームでそれぞれの目標値まで変化させることを特徴とする表示装置の制御方法。 A control method of a display device comprising: a light source; and a display panel that displays an image by controlling a passing amount of light from the light source,
An image determination step of determining whether the display data indicates a non-black image or shows a black image,
Correcting the brightness of the light source and the gray level of the display data in opposite directions with respect to brightness;
In the above correction step,
When a plurality of non-black image frames are continuous, the luminance of the light source and the correction intensity of the gradation of the display data are stepwise changed to their respective target values over a plurality of frames,
A control method of a display device, wherein the luminance of the light source and the correction intensity are changed to their respective target values in one frame when a black image frame and a non-black image frame are continuous.
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