CN101562002B - 控制器、保持型显示装置、电子设备以及信号调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制器、保持型显示装置、电子设备以及信号调整方法。提供了一种具有良好的亮度效率同时抑制了运动模糊的产生的保持型显示装置。根据本发明的控制器调整输出到保持型图像显示面板的信号，控制器包括：倍速驱动转换部，将一帧的输入视频信号划分成多个子帧；颜色转换部，将包括多个子帧的三原色的视频信号转换为包括三原色和复合色的四色或更多色的视频信号；以及子帧转换部，将通过颜色转换部转换的视频信号转换成具有不同的多个灰度的信号，并将所述多个灰度的每一个当作多个子帧的灰度的每一个，其中，所述不同的多个灰度的平均亮度值变成等于被颜色转换部转换的视频信号的亮度。

Description

控制器、保持型显示装置、电子设备以及信号调整方法

相关申请的交叉引用

该申请基于并要求2008年4月16日提交的日本专利申请No.2008-107328的优先权的权益，通过引用其公开被完全合并于此。

技术领域

本发明涉及诸如液晶显示装置的保持型显示装置。更具体来说，本发明涉及对这类显示装置中产生的运动模糊的抑制。

背景技术

图19是示出了输入到诸如相关技术的液晶显示装置的保持型显示装置中的信号的相对亮度相对于时基而改变的时序图。图19(a1)和图19(a2)示出了在通常驱动的情况下相对亮度的按时间顺序的改变，图19(b1)和图19(b2)示出了日本未审专利公开2001-042282(专利文件1)中叙述的插黑驱动的情况，并且图19(c1)和图19(c2)示出了日本未审专利公开2002-023707(专利文件2)中叙述的时分驱动的情况。图19(a1)示出了其中输入信号的灰度(gradation)小的通常驱动的情况，而图19(a2)示出了其中输入信号的灰度大的通常驱动的情况。类似地，图19(b1)和图19(b2)以及图19(c1)和图19(c2)分别示出了输入信号的灰度小的情况和灰度大的情况。

在图19(a1)和图19(a2)中所示的通常驱动的情况下，相对亮度没有关于时基改变。在保持型显示装置中用于输入信号改变的响应时间比阴极射线管显示装置、等离子体显示装置等的响应时间长。具体来说，由于液晶的粘性和层厚度，造成由于其操作原理导致的与输入信号中的改变相比，液晶显示装置中的液晶的取向的改变被延迟。因此，尤其在输入信号中的改变大的运动画面中，被显示的屏幕会具有余像。这种现象被称作运动画面拖尾(被简称为“拖尾”)、运动模糊等。

图19(b1)和图19(b2)中所示的专利文件1的插黑驱动被提出用来抑制运动模糊。采用该驱动模式，时基被以预定比例划分为视频子帧301和黑子帧302，并且输入的信号被显示为其在视频子帧301中，而具有0的亮度的黑屏显示在黑子帧302中。该作用对于与输入信号的灰度小的情况和输入信号的灰度大的情况都是相同的。

这样的驱动是伪脉冲驱动(spurious impulse drive)，使得可以抑制运动模糊的产生。然而，人类识别出的亮度303(用水平方向的交替的长短虚线示出)是视频子帧301和黑子帧302的平均值，使得亮度效率减至一半。由此，必须增大背光的亮度来防止亮度减小，这样就导致引起成本和功耗的增加。

图19(c1)和图19(c2)中所示的专利文件2的时分驱动被提出用来抑制运动模糊并同时改进亮度效率。采用该驱动模式，视频信号被倍速转换，以将一帧划分成两个子帧304和305。在输入信号的灰度小的图19(c1)的情况下，子帧中的一个305的灰度被设置成接近最小值，并且另一子帧304的灰度改变。

在输入信号的灰度大的图19(c2)的情况下，子帧中的一个305的灰度改变，另一子帧304的灰度被设置成接近最大值。人类识别出的亮度306(用水平方向的交替的长短虚线示出)是子帧304和305的平均值。由此，子帧的灰度被设置使得平均亮度变得等于原始输入信号的灰度。

更具体来说，该方法是：提供将一帧划分为多个子帧的衰减信号发生电路，并且利用根据输入视频信号的亮度范围而改变的衰减变量来执行划分；显示在之前的子帧中的划分之前的亮度信号；以及显示在之后的子帧中的划分之后的亮度信号。

采用该方法，通过使衰减变量的设置方式为当输入视频信号的亮度是最大时，之后的子帧的显示变得最大；并且通过使衰减变量的设置方式为当输入的视频信号的亮度为小时，之后的子帧的显示变得最小，可以抑制在低灰度侧的运动模糊的产生而不劣化亮度效率。

除了上述的专利文件1和专利文件2之外，存在与保持型显示装置中产生的运动模糊的抑制相关的以下的技术文件。国际申请WO2003/032288的国内再公开(专利文件3)公开了一种技术，该技术基于图像信号的运动量来设置以插黑驱动来显示黑子帧的时间段。日本未审专利公开2007-133051(专利文件4)公开了一种技术，该技术以时分驱动来减小具有较大的灰度的子帧的灰度，以保持子帧之间的亮度差。

图20示出了表示图19中所示的每个模式中的输入信号和相对亮度之间的对应关系的曲线图。图20(a)示出了通常驱动的情况，图20(b)示出了插黑驱动的情况，并且图20(c)示出了时分驱动的情况。在所有的曲线图中，横轴是输入信号的灰度，竖轴是相对于白屏的相对亮度。自然地，在图(20a)中所示的通常驱动的情况下，相对亮度没有改变。在图20(b)中所示的插黑驱动的情况下，相对亮度根据分别显示视频子帧301和黑子帧302的时间段的比例(在该情况下为1∶1)而减小。

在图20(c)中所示的时分驱动的情况下，当输入信号的灰度小时，子帧中的一个305成为具有接近于黑显示的相对亮度。因此，如在插黑驱动的情况下一样存在抑制了运动模糊的产生的效果。此外，当输入信号的灰度大时，另一子帧304成为具有接近于最大显示的亮度。因此，也存在使亮度效率不劣化的效果。

然而，抑制运动模糊的产生的效果限于输入信号的灰度小的情况。当输入信号的灰度变得较大时，抑制运动模糊的效果变得不明显。因此，连同运动模糊一起产生的运动画面的变形、着色的运动模糊等将连续地产生。

另外，虽然通过使衰减变量为常数并将之后的子帧的亮度设置为小，变得可以在整个灰度范围内抑制运动模糊的产生，但是改进亮度效率的效果也被减小。即，难以采用上述的时分驱动来既实现运动模糊的抑制又实现亮度效率的改进。

专利文件3中公开的技术是专利文件1中公开的插黑驱动的部分改进的版本。由于其仍然是插黑驱动，因此采用此技术不能克服上述的缺点。另外，由于专利文件4中公开的技术是通过减小具有较大灰度的子帧的灰度来保持子帧之间的亮度差，因此也不能避免亮度效率的劣化。即，专利文件1～4中没有一个公开了能够既实现运动模糊的抑制又实现亮度效率的改进的技术。

发明内容

本发明的示例性目的在于提供可以提供良好的亮度效率同时抑制图像显示装置中的运动模糊产生的控制器、保持型显示装置、电子设备和保持型显示装置信号调整方法。

为了实现前述的示例性目的，根据本发明的示例性方面的控制器是一种用于调整输出到保持型显示面板的信号的控制器。所述控制器包括：视频信号转换部，所述视频信号转换部具有倍速驱动转换功能和颜色转换功能，其中，所述倍速驱动转换功能将一帧的视频信号划分为多个子帧，所述颜色转换功能将三原色的视频信号转换成包括所述三原色和复合色的四色或更多色的视频信号；以及子帧转换部，所述子帧转换部将所述视频信号转换部转换的视频信号转换成具有不同的多个灰度的信号，并将所述多个灰度的每一个当作所述多个子帧的灰度的每一个，其中，所述不同的多个灰度的平均亮度值变成等于被所述颜色转换部转换的视频信号的亮度。

为了实现前述的示例性目的，根据本发明的另一示例性实施例的保持型图像显示装置包括：保持型图像显示面板，所述保持型图像显示面板包含包括了三原色和复合色的四色或更多色的子像素；驱动器电路，所述驱动器电路用于向所述保持型图像显示面板输出信号；以及控制器，所述控制器用于驱动控制所述驱动器电路，其中，所述控制器是根据本发明的方面中的一个的控制器。

为了实现前述的示例性目的，根据本发明的电子设备是包括了保持型图像显示装置的电子设备，其中，所述保持型图像显示装置是根据本发明的方面中的一个的保持型图像显示装置。

为了实现前述的示例性目的，根据本发明的又一示例性方面的信号调整方法是用于调整输出到保持型显示装置的保持型图像显示面板的信号调整方法，所述方法包括：倍速驱动转换步骤，所述倍速驱动转换步骤将一帧的输入的视频信号划分成多个子帧；颜色转换步骤，所述颜色转换步骤将包括所述多个子帧的三原色的视频信号转换成包括所述三原色和复合色的四色或更多色的视频信号；以及子帧转换步骤，所述子帧转换步骤将通过所述颜色转换步骤转换的视频信号转换成具有不同的多个灰度的信号，并将所述多个灰度的每一个当作所述多个子帧的灰度的每一个，其中，所述不同的多个灰度的平均亮度值变成等于被所述颜色转换步骤转换的视频信号的亮度。

为了实现前述的示例性目的，根据本发明的又一示例性方面的信号调整方法是用于调整输出到保持型显示装置的保持型图像显示面板的信号调整方法，所述方法包括：颜色转换步骤，所述颜色转换步骤将三原色的输入的视频信号转换成包括所述三原色和复合色的四色或更多色的视频信号；倍速驱动转换步骤，所述倍速驱动转换步骤将一帧的所述四色或更多色的视频信号划分成多个子帧；以及子帧转换步骤，所述子帧转换步骤将通过所述倍速驱动转换步骤转换的视频信号转换成具有不同的多个灰度的信号，并将所述多个灰度的每一个当作所述多个子帧的灰度的每一个，其中，所述不同的多个灰度的平均亮度值变成等于通过所述颜色转换步骤转换的视频信号的亮度。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一示例性实施例的液晶显示装置的结构的框图；

图2是示出了图1中所示的液晶面板的子像素的结构的示例的概念图示；

图3是更具体地示出了图1中所示的RGBW转换部的结构的框图；

图4是示出了图3中所示的RGBW转换部的操作的流程图；

图5是示出了图1中所示的第一子帧LUT和第二子帧LUT的实际示例的概念图示；

图6示出了图解图5中所示的第一子帧LUT和第二子帧LUT的灰度亮度特性和输出灰度特性的曲线图；

图7示出了图解图1中所示的RGBW转换部的视频信号的输入值和输出值的曲线图；

图8示出了图解根据相关技术的时分驱动的情况下和根据图1至图7中所示的示例性实施例的液晶显示装置的情况下，输入信号和相对亮度之间的对应关系的曲线图；

图9是示出了应用了根据图1至图8中所示的示例性实施例的液晶显示装置的广播接收装置的结构的框图；

图10是示出了根据本发明的第二示例性实施例的液晶显示装置的RGBW转换部的结构的框图；

图11是示出了图10中所示的RGBW转换部的操作的流程图；

图12示出了图解图10中所示的RGBW转换部的视频信号的输入值和输出值的曲线图；

图13示出了图解在根据相关技术的时分驱动的情况下和根据图10至图12中所示的示例性实施例的液晶显示装置的情况下，输入信号和相对亮度之间的对应关系的曲线图；

图14是示出了根据本发明的第三示例性实施例的液晶显示装置的RGBW转换部的结构的框图；

图15是示出了图14中所示的RGBW转换部的操作的流程图；

图16示出了图解图14中所示的RGBW转换部的视频信号的输入值和输出值的曲线图；

图17示出了图解在根据相关技术的时分驱动的情况下和根据图14至图16中所示的示例性实施例的液晶显示装置的情况下，输入信号和相对亮度之间的对应关系的曲线图；

图18是示出了根据本发明的第四示例性实施例的液晶显示装置的结构的框图；

图19示出了表示输入到诸如相关技术的液晶显示装置的保持型显示装置中的信号的相对亮度相对于时基来改变的时序图；

图20示出了图解图19中所示的每个模式中的输入信号和相对亮度之间的对应关系的曲线图。

具体实施方式

下文中，将通过参照附图来详细地描述本发明的示例性实施例。

第一示例性实施例

图1是示出了根据本发明的第一示例性实施例的液晶显示装置1的结构的框图。液晶显示装置1包括控制器10、源极驱动器11、栅极驱动器12、液晶面板13和帧存储器(FM)14。控制器10控制源极驱动器11和栅极驱动器12，其中，源极驱动器11输出视频信号，栅极驱动器12基于从外部输入以便于在液晶面板13上的显示视频的视频信号来输出扫描信号。随后将描述帧存储器14。

控制器10包括倍速驱动转换部21、RGBW转换部22、子帧灰度转换部23、第一子帧LUT(查询表)24a、第二子帧LUT(查询表)24b和驱动控制部25。

倍速驱动转换部21利用帧存储器14倍速化所输入的视频信号，来在一帧的时间段内将相同的视频信号重复两次，以将视频信号转换成第一子帧的信号和第二子帧的信号，并将这些信号作为倍速视频信号传输到RGBW转换部22。倍速驱动转换部21向子帧灰度转换部23同时地传输用于辨别第一子帧的识别信息和用于辨别第二子帧的识别信息。

RGBW转换部22将从倍速驱动转换部21输入的倍速视频信号转换为RGBW，并执行处理来使RGBW的最大灰度变小。然后，RGBW转换部22将RGBW传输到子帧灰度转换部23。随后将描述在此谈及的RGBW。

子帧灰度转换部23包括诸如第一子帧LUT 24a和第二子帧LUT24b的两种类型的LUT(查询表)。基于RGBW转换部22处理的倍速视频信号以及从倍速驱动转换部21接收的第一子帧识别信息和第二子帧识别信息，子帧灰度转换部23用第一子帧LUT 24a转换第一子帧的信号以产生第一子帧视频信号，用第二子帧LUT 24b转换第二子帧的信号以产生第二子帧视频信号，并将子帧视频信号中的每个传输到驱动控制部25。

驱动控制部25由从子帧灰度转换部23接收的第一和第二子帧视频信号来产生源极驱动器11和栅极驱动器12的控制信号，并将其输出到源极驱动器11和栅极驱动器12中的每个。

虽然控制器10被构建为硬件，但是本发明不限于这样的情况。即，通过使微计算机执行构建为软件的程序，可以实现如包括在图1中的控制器10中的示出的每个功能块。在该情况下，帧存储器14是微计算机的RAM，第一子帧LUT 24a和第二子帧LUT 24B可以被当作存储在微计算机内的数据。

图2是示出了图1中所示的液晶面板13的子像素的示例的概念图示。液晶面板13具有布置成矩阵的图中所示的像素。图2(a1)至图2(c3)示出了示例性实施例的RGBW像素结构的示例。图2(d)示出了用于参考的通常的RGBW带状像素结构。在图2(d)中所示的RGBW带状像素结构中，三种RGB子像素34r、34g和34b以相等的面积比布置成竖直带状形式。

“RGBW”是包括三原色(红色(R)、绿色(G)、蓝色(B))和复合色白色(W)的颜色结构。在图2(a1)至图2(a3)中所示的RGBW像素结构中，四种类型的RGBW子像素31r、31g、31b和31w以相等的面积比布置。其的布局不限于如图2(a1)中的布局中的竖直带状形式。例如，子像素可以布置成如图2(a3)中的横向带状形式或者如图2(a2)中的格子样形式。

另外，如图2(b1)至图2(b2)中所示，通过以相等的面积比来布置三种颜色的子像素31r、31g和31b，并且通过以与子像素31r、31g和31b的比不同的面积比来布置子像素31w，可以调整白色(W)的效果。

另外，如图2(c1)中所示，在没有面板的滤色器的颜色层的情况下，例如，可以使用诸如蓝绿色(C)、黄色(Y)和红紫色(M)等的作为三原色的混合物的颜色来替代使用白色(W)的子像素31w(图2(c1)示出了包含蓝绿色(C)的子像素32C来替代白色(W)的颜色结构)，来实现本发明的相同的效果。

另外，如图2(c2)中所示，也可以采用包括三原色、白色和除了白色之外的颜色(图中的蓝绿色(C)的子像素32c)的颜色结构。除此之外，如图2(c3)中所示，三原色RGB的子像素31r、31g和31b可以分别由颜色蓝绿色(C)、黄色(Y)和红紫色(M)的子像素33c、33y和33m来替代。

下文中，假设输入的视频信号是三原色RGB，且将各个颜色的信号强度(signal intensity)表示为(R、G、B)。液晶面板13的像素结构被假设处于图2(a1)至图2(a3)中所示的四种类型的RGBW子像素31r、31g、31b和31w以相等的面积比布置的形式。

图3是示出了图1中所示的RGBW转换部22的更具体结构的框图。另外，图4是示出了图3中所示的RGBW转换部22的操作的流程图。RGBW转换部22包括伽玛转换部41、RGBW亮度计算部42、Min/Max计算部43、缩放因子计算部44、RGBW效率设置部45、RGBW缩放亮度计算部46、低亮度处理部47和反向伽玛转换部48。

通过利用等式1，伽玛转换部41将输入的视频信号(R、G、B)转换为处于相对亮度(L_R0、L_G0、L_B0)。这里，输入信号的分辨率被定义为N位，伽玛常数被定义为γ。所得到的相对亮度被输入到RGBW亮度计算部42和Min/Max计算部43。

表达式1

$L_{R0}={\left(\frac{R}{2^N-1}\right)}^{\mathrm{\γ}}$

$L_{G0}={\left(\frac{G}{2^N-1}\right)}^{\mathrm{\γ}}$

$L_{B0}={\left(\frac{B}{2^N-1}\right)}^{\mathrm{\γ}}$

Min/Max计算部43通过利用等式2计算出从伽玛转换部41输入的相对亮度的最大值L_max0和最小值L_min0(步骤S120)。所得到的相对亮度的最小值输入到RGBW亮度计算部42。另外，相对亮度的最大值输入到缩放因子计算部44。

表达式2

L_max0＝Max(L_R0，L_G0，L_B0)

L_min0＝Min(L_R0，L_G0，L_B0)

RGBW亮度计算部42将从Min/Max计算部43输入的相对亮度的最小值L_min0分配为W的相对亮度，并以没有色度改变的方式通过利用等式3来计算RGBW的相对亮度(L_R1、L_G1、L_B1、L_W1)(步骤S130)。在此定义，A＝(W子像素透射率/RGB子像素的总透射率)。将所得到的RGB的相对亮度输入到缩放因子计算部44和RGBW缩放亮度计算部46。

表达式3

L_R1＝L_R0(1+A)-L_min0A

L_G1＝L_G0(1+A)-L_min0A

L_B1＝L_B0(1+A)-L_min0A

L_W1＝L_min0

缩放因子计算部44通过利用等式4由从RGBW亮度计算部42输入的RGBW的相对亮度计算出缩放因子S(步骤S140)。缩放因子S是当RGB颜色空间中表现的输入信号(R、G、B)被转换成作为非类似颜色空间的RGBW显示颜色空间时示出亮度的放大的值。所得到的缩放因子S输出到RGBW效率设置部45。

表达式4

$S=\frac{\mathrm{Max}(L_{R1},L_{G1},L_{B1},L_{W1})}{L_{\max 0}}$

RGBW效率设置部45通过利用等式5由从缩放因子计算部44输入的缩放因子S计算出缩放因子S₂(步骤S150)。缩放因子S₂是用RGBW的亮度改进效率α来调整的缩放因子的值。亮度改进效率α的值可以在0至1之间被任意地设置。随着亮度改进效率α的值被设置成更大的值，亮度放大量增大；并且当亮度改进效率α的值被设置为较小的值时，亮度放大量减小。另外，“A”与表达式3中所使用的A相同。所得到的缩放因子S₂输出到RGBW缩放亮度计算部46。

表达式5

S₂＝(1+A)-α{(1+A)-S}

RGBW缩放亮度计算部36通过利用等式6由RGBW亮度计算部42输入的RGBW的相对亮度和从RGBW效率设置部45输入的缩放因子S₂来计算出缩放相对亮度(L_R2、L_G2、L_B2、L_W2)(步骤S160)。通过这样的转换，即使输入信号(R、G、B)的所有亮度值是最大值，也可以使输出视频信号的亮度小于最大亮度。所得到的缩放相对亮度输出到低亮度处理部47。

表达式6

L_R2＝L_R1/S₂

L_G2＝L_G1/S₂

L_B2＝L_B1/S₂

L_W2＝L_W1/S₂

通过迄今为止执行的处理，输入信号的三色(R、G、B)的相对亮度被转换成四色RGBW的相对亮度。低亮度处理部47首先通过利用等式7由从RGBW缩放亮度计算部46输入的缩放相对亮度计算出RGB组份的最大值L_max2和最小值L_min2(步骤S171)。

表达式7

L_max2＝Max(L_R2，L_G2，L_B2)

L_min2＝Min(L_R2，L_G2，L_B2)

这里，关于所得到的RGB组份的最大值和最小值以及缩放相对亮度的W组份L_w2，低亮度处理部47判断表达式8中所示的第一值和第二值之间的大小(步骤S172)。当等式8中的第一值等于或大于第二值时，用等式9来计算通过对最大值执行低亮度处理得到的缩放相对亮度(L_R2、L_G2、L_B2、L_W2)(步骤S173)。当表达式8的第一值小于第二值时，用等式10来计算已经进行低亮度处理的缩放相对亮度(L_R2、L_G2、L_B2、L_W2)(步骤S174)。“A”与等式3和等式5中使用的“A”相同。

表达式8

......第一值

......第二值

表达式9

L_R3＝L_R2-L_min2

L_G3＝L_G2-L_min2

L_B3＝L_B2-L_min2

$L_{W3}=L_{W2}+\frac{L_{\min 2}}{A}$

表达式10

$L_{R3}=L_{R2}-(L_{\max 2}-L_{W2})\frac{A}{(1+A)}$

$L_{G3}=L_{G2}-(L_{\max 2}-L_{W2})\frac{A}{(1+A)}$

$L_{B3}=L_{B2}-(L_{\max 2}-L_{W2})\frac{A}{(1+A)}$

$L_{w3}=L_{W2}+\frac{L_{\max 2}-L_{w2}}{(1+A)}$

该处理是以下算术操作，该算术操作通过在注意不造成显示的改变的同时，使缩放相对亮度的RGB组份最大值和W组分的值均一化来降低最大值。除非组份中的一个为0，否则采用通过该算术操作来对最大值执行低亮度处理而得到的缩放相对亮度，RGB组份的最大值和W组份的值变得相等。将所得到的低亮度处理的缩放相对亮度输入到反向伽玛转换部48。

通过利用等式11，反向伽玛转换部48将从低亮度处理部47输入的低亮度处理的缩放相对亮度转换成低灰度处理的RGB灰度值(R₂、G₂、B₂、W₂)(步骤S 180)。所得到的低灰度处理的RGB灰度值被输入到子帧灰度转换部23。“N”和“γ”与表达式1中所使用的“N”和“γ”相同。

表达式11

R₂＝(2^N-1)L_R31/γ

G₂＝(2^N-1)L_G31/γ

B₂＝(2^N-1)L_B31/γ

W₂＝(2^N-1)L_W31/γ

如所描述的，通过使用RGBW效率设置部45和低亮度处理部47，RGBW转换部22能够将输入的视频信号(R、G、B)转换成视频信号(R、G、B、W)，并能够转换视频信号以减小视频信号的最大灰度。

图5是示出了图1中所示的第一子帧LUT 24a和第二子帧LUT 24b的实际示例的概念图示。图5示出了关于输入灰度51的值、通过用第一子帧LUT 24a转换输入灰度51得到的第一子帧输出灰度52a和通过用第二子帧LUT 24b转换输入灰度51得到的第二子帧输出灰度52b的对应关系。

图6示出了图解图5中所示出的第一子帧LUT 24a和第二子帧LUT 24b的灰度亮度特性和输出灰度特性的曲线图。图6(a)是输出灰度特性的曲线图，在该曲线图中，横轴是灰度51，竖轴是第一子帧输出灰度52a和第二子帧输出灰度52b。图6(b)是灰度亮度特性的曲线图，在该曲线图中，横轴是输入灰度51，竖轴是作为人类所识别的亮度的相对值的相对亮度。

在图6(a)中，分别地，用曲线61a示出与输入灰度52对应的第一子帧输出灰度52a的值，用曲线61b示出第二子帧输出灰度52b的值。直线62示出了电流驱动的输出灰度，并且其是曲线61a和61b的平均值。在该示例性实施例中，被转换成小于输入视频信号的灰度的RGBW的灰度从RGBW转换部22输入到子帧灰度转换部23。

子帧灰度转换部23当输入信号的灰度小时，将子帧中的一个的灰度设置成接近于最小值，并改变另一子帧，而当输入信号的灰度大时，则改变子帧中的一个的灰度，并将另一子帧的灰度设置成接近于最大值，使得通过对每个子帧的每个输入灰度的亮度进行平均而得到的平均亮度变成等于输入视频数据的亮度。

当输入灰度51大于规定值时，例如，当在图6(a)中输入灰度是186或者更大时，第一子帧的亮度变为最大值。因此，为了通过跟随输入视频数据来增大第一子帧和第二子帧的平均亮度，增大第二子帧的亮度。

在图6(b)中所示的相对亮度中，输入灰度51到第一子帧输出灰度52a和第二子帧输出灰度52b的转换以这样的方式执行：第一子帧匹配用曲线63a示出的第一子帧灰度特性，第二子帧匹配用曲线63b示出的第二子帧灰度特性。曲线64是曲线63a和63b的平均亮度，并且其是人类识别出的灰度特性的曲线。

这里注意的是，随着第二子帧的亮度变小以及其中第二子帧的亮度变小的输入灰度51的值的范围变宽，运动模糊可以被更加减少。由此，第二子帧的亮度优选地为0，或者可以比0略高。使第二子帧的亮度变为0的输入灰度51的最小值为0，并且使最大值是通过其人类识别出的亮度变得等于当第一子帧的亮度为最大值且第二子帧的亮度为0时的输入视频数据的亮度的值。然而，略小于此的灰度也可以被当作最大值。

接着，将使用特定的值来提供说明。假设输入到控制器的视频信号(R、G、B)的灰度是(230、190、210)。另外，假设A＝1.3，α＝0.75，输入信号的分辨率N是8(位)且γ＝2.2。在该示例性实施例中，在被转换后的灰度分别是“(R2、G2、B2、W2)＝(183、90、143、183)”。

图7示出了图解通过图1中所示的RGBW转换部22的视频信号的输入值和输出值的曲线图。分别地，图7(a1)示出了输入信号的灰度，图7(a2)示出了输入信号的亮度(相对于RGB矩阵的亮度比)和色度(XY色度坐标)，图7(b1)示出了输出信号的亮度和色度。

比较在图7(a1)和图7(b1)中的转换之前和之后的灰度，由于输入信号的灰度(R，G，B)＝(230，190，210)，因此最大灰度为230。然而，由于输出信号的灰度是(R₂，G₂，B₂，W₂)＝(183，90，143，183)，因此输出信号的最大灰度减小至183。同时，比较在图7(a2)和图7(b2)中的转换之前和之后的亮度和色度，可以发现，在此色度的XY色度坐标是相同的，并且亮度的值只有小的改变。

通过利用图5中所示的第一子帧LUT 24a和第二子帧LUT 24b，第一子帧输出灰度值可以得到为(251，123，196，251)且第二子帧灰度值可以得到为(0，0，0，0)。在该示例性实施例中，第一子帧的灰度被当作用于大于186的灰度的最大值，并且第二子帧的灰度被当作用于小于186的灰度的最小值。

当输入视频信号通过LUT被转换为第一子帧和第二子帧的输出灰度而没有执行通过RGBW转换部22的颜色转换时，第一子帧的RGB的输出灰度都变成最大值，而第二子帧的灰度没有变成最小值，即，灰度变为(201，63，1，49)，其是相对大的半色调。因此，不能得到充分的运动画面品质，并出现了运动模糊现象。

同时，在该示例性实施例中，灰度通过颜色转换被取代成低灰度侧。因此，在第一子帧的输出灰度和第二子帧的输出灰度之间可以产生大的差，使得可以防止运动模糊，并可以改进运动画面品质。

该示例性实施例的RGBW转换部22需要通过RGBW的转换将RGBW的输出灰度的最大值变得比RGB的输入灰度的最大值小。虽然已经描述了重点放在色度坐标以及亮度和色度的连续性上的RGBW转换方法，但是也可以采用重点放在亮度的增大的转换方法、可以采用重点放在色度坐标的一致性的转换方法等。另外，不限于将一帧划分为两个子帧(第一子帧和第二子帧)，而是可以划分为大量的子帧。

图8示出了图解在根据相关技术的时分驱动的情况下和根据图1至图7中所示的示例性实施例的液晶显示装置1的情况下，输入信号和相对亮度之间的对应关系的曲线图。图8(a)是与图20(c)中所示的情况相同的时分驱动的情况的曲线图，而图8(b)是示出了该示例性实施例的情况的曲线图。在两个曲线图中，横轴是输入信号的灰度，竖轴是关于白屏的相对亮度。如在上述的情况中，假设输入信号是视频信号(R，G，B)＝(230，190，210)，参数中的每个为A＝1.3、α＝0.75、输入信号的分辨率N为8(位)，且γ＝2.2。

如图8(b)中所示，采用该示例性实施例，白亮度的最大值得以改进。另外，如图7中所示，最大显示灰度从230减小至183，而色度的XY色度坐标保持相同。因此，可以以低灰度输入信号来显示相同的内容，其中，采用所述低灰度输入信号，抑制时分驱动中运动模糊的效果可以得到改进。例如，为了得到1.0的相对亮度，采用图8(a)中所示的相关技术的时分驱动，需要输入256来输入灰度，然而，对于图8(b)中所示的示例性实施例的情况，需要的是226。

如所描述的，采用本发明的第一示例性实施例，可以通过插入具有高透射率的W子像素来改进白亮度，并且同时可以通过将相同的视频显示转换成低灰度输入信号来增大在时分显示中运动画面改进的效果。这样使得可以实现通过其亮度效率的改进和运动模糊的抑制都可实现的高图像品质显示装置。

图7至图8中所示的情况是RGBW亮度效率α被设置为0.75的示例。然而，可以通过根据使用来考虑亮度和运动模糊，从而设置RGBW亮度效率。例如，当亮度效率被设置为接近于α＝1.0时，即使由于显示灰度的减少量减小，抑制运动模糊的效果降低，亮度改进效果也可以得到增强。相反地，当α被设置得小时，即使亮度改进效果减弱，由于显示灰度的减少量增大，因此抑制运动模糊的效果可以增强。

图9是示出了应用根据图1至图8中所示的示例性实施例的液晶显示装置的广播接收装置200的结构的框图。广播接收装置包括切换控制部201、用户设置部202、OSD(屏幕显示)控制部203、视频处理部204、音频处理部205、音频再现部206以及液晶显示装置1。在图9中，用虚线示出了视频信号，用交替的长短虚线示出了音频信号，用实线示出了其它信号。

切换控制部201基于来自用户设置部202的输入来切换从多个视频源输入的视频信号和音频信号，并将这些信号分别输出视频处理部204和音频处理部205。另外，OSD控制部203形成了用于支持用户设置的图像，并将其输出到视频处理部204。

视频处理部204对切换控制部201所选择的视频信号执行IP转换；采用定标器(scaler)等执行的格式转换；以及诸如明度(brightness)、对比度、颜色等的视频调整。同时，视频处理部204合成从OSD控制部输入的用户设置图像，并将其输入到液晶显示装置1。音频处理部205执行诸如将切换控制部201所选择的音频信号模拟转换成可以被音频再现部206再现的音频信号的处理，并将音频信号输入到音频再现部206。音频再现部206用于再现音频处理部205输入的音频信号，其中，所述音频再现部206包括扬声器、放大器等。

另外，如需要的话，广播接收装置200可以包括单个或多个视频源。具体来说，广播接收装置200可以具有诸如地面模拟广播接收部211、地面数字广播接收部212、卫星广播接收部213等的内建视频源。另外，可以通过模拟输入端214和数字输入端215来接收外部视频源的输入。通过模拟输入端子214接收的模拟视频信号被A/D转换器216转换成数字视频信号。

然而，液晶显示装置1不限于只应用到这样的广播接收装置200。例如，该液晶显示装置可以应用到诸如计算机装置、便携式电话终端、数码相机、游戏机、音乐播放器等的利用了液晶装置的所有种类的电子设备中。另外，本发明也可以应用到除了液晶显示装置之外的保持型显示装置中，并且也可以应用到利用了这类装置的所有种类的电子设置中。除此之外，广播接收装置200的结构不限于图9中所示的情况。广播接收装置200可以具有与图9的功能块结构不同的功能块结构，并可以包括除了图9中所示的视频源之外的视频源，或者可以只包括来自外部的输入端子而根本不具有任何视频源。

本发明被构造为将三原色的视频信号转换成包括复合色的四色或更多色的视频信号。因此，作为根据本发明的示例性优点，可以用与三原色显示中使用的灰度相比较低的灰度的信号来显示相同的视频，并可以实现对在时分驱动中的运动模糊的产生的进行抑制的效果。这样使得可以具有良好的亮度效率，同时抑制图像显示装置中的运动模糊的产生。

第二示例性实施例

图10是示出了根据本发明的第二示例性实施例的液晶显示装置的RGBW转换部22b的结构的框图。在根据本发明的第二示例性实施例的液晶显示装置中，省略了图3中所示的根据第一示例性实施例的液晶显示装置1的低亮度处理部47，并且将从RGBW缩放亮度计算部46输出的缩放相对亮度(L_R2，L_G2，L_B2，L_W2)输入到反向伽玛转换部48。其它结构与第一示例性实施例的其它结构相同，从而将省略进一步的说明。

图11是示出了图10中所示的RGBW转换部22b的操作的流程图。在图11中所示的处理中，与示出了根据第一示例性实施例的RGBW转换部22的操作的图4的流程图相比，省略了由低亮度处理部47执行的处理(步骤S171至S174)。

反向伽玛转换部48执行用于将RGBW缩放亮度计算部46输出的缩放相对亮度(L_R2，L_G2，L_B2，L_W2)转换成低灰度处理的RGBW灰度值(R₂，G₂，B₂，W₂)的处理(步骤S180)。除了表达式11中所示的L_R3、L_G3、L_B3、L_W3分别被L_R2、L_G2、L_B2、L_W2替换之外，处理内容完全相同。除此之外，相对于图4中所示的处理没有更多的差别。由此，将省略关于操作的进一步解释。

图12示出了图解图10中所示的RGBW转换部22b的视频信号的输入值和输出值的曲线图。图13示出了在根据相关技术的时分驱动的情况下和根据图10至图12中所示的示例性实施例的液晶显示装置的情况下，输入信号和相对亮度之间的对应关系的曲线图。可以看出的是，即使与图7和图8中所示的第一示例性实施例的情况相比其范围减小，减小最大灰度的效果也得以实现。

此外，由于省略了低亮度处理部47，因此通过与第一示例性实施例的RGBW转换部22的算术操作量相比较小的算术操作量，可以实现RGBW转换部22b的操作。由此，在此所需的只是更小计算能力的硬件。因此，可以实现抑制运动模糊的效果，同时降低显示装置的成本。

在图12和图13中所示的曲线图中，RGBW亮度效率α被设置为使得白亮度变成等于时分驱动情况下的白亮度(该示例性实施例的情况：α＝0.44)。在该示例性实施例的情况下，可以通过根据使用来考虑亮度和运动模糊，从容设置RGBW亮度效率α。

第三示例性实施例

图14是示出了根据本发明的第三示例性实施例的液晶显示装置的RGBW转换部22c的结构的框图。在根据本发明的第三示例性实施例的液晶显示装置中，省略了图3中所示的根据第一示例性实施例的液晶显示装置1的RGBW效率设置部45，并且将从缩放因子计算部44输出的缩放因子S输入到RGBW缩放亮度计算部46。其它结构与第一示例性实施例的其它结构相同，从而将省略进一步的解释。

图15是示出了图14中所示的RGBW转换部22c的操作的流程图。在图15中所示的处理中，与示出了根据第一示例性实施例的RGBW转换部22的操作的图4的流程图相比，省略了由RGBW有效设置部45执行的处理(步骤S150)。除了表达式6中所示的S₂被S取代之外，由RGBW缩放亮度计算部45执行的处理(步骤S160)的内容完全相同。除此之外，相对于图4中所示的处理没有更多的差别。由此，将省略关于操作的进一步描述。

图16示出了图解图14中所示的RGBW转换部22c的视频信号的输入值和输出值的曲线图。图17示出了图解在根据相关技术的时分驱动的情况下和根据图14至图16中所示的示例性实施例的液晶显示装置的情况下，输入信号和相对亮度之间的对应关系的曲线图。可以看出的是，即使与图7和图8中所示的第一示例性实施例的情况相比其范围减小，也实现了减小最大灰度的效果。此外，可以看出的是，与第一示例性实施例的情况相比，更加改进了白亮度。如在第二示例性实施例的情况下一样，由于省略了RGBW效率设置部45，因此采用该示例性实施例可以实现抑制运动模糊的同时降低显示装置的成本的效果。

第四示例性实施例

图18是示出了根据本发明的第四示例性实施例的液晶显示装置1b的结构的框图。液晶显示装置1b的控制器10b执行处理的方式为：从外部输入的视频信号首先被RGBW转换部22转换成RGBW，使得最大灰度变小。此后，倍速驱动转换部21将RGBW转换部22输出的视频信号转换成第一子帧和第二子帧，并将其传输到子帧灰度转换部23。其它结构与根据本发明的第一示例性实施例的液晶显示装置的其它结构相同，从而将省略进一步的解释。

由RGBW转换部22和倍速驱动转换部21执行的处理的内容与第一示例性实施例的内容相同，并且由此得到的效果与第一示例性实施例的效果相同。采用这样的结构，由在帧存储器14中的倍速驱动转换部21节省的屏幕数据量增大。然而，由RGBW转换部22执行的算术操作量可以减至一半。这也导致了显示装置的成本的降低。RGBW转换部22可以由第二和第三示例性实施例中描述的RGBW转换部22b或RGBW转换部22c来取代。

虽然参照在附图中示出的特定示例性实施例描述了本发明，但是本发明不只限于在图中示出的这些示例性实施例。不必说，只要可以实现本发明的效果，就可以采用任何公知的结构。

工业实用性

本发明可以应用到利用诸如液晶显示装置的保持型显示装置的所有种类的电子设备。

Claims (25)

1.一种控制器，所述控制器用于调整输入到保持型图像显示面板的视频信号，所述控制器包括： 

视频信号转换部，所述视频信号转换部具有倍速驱动转换功能和颜色转换功能，其中，所述倍速驱动转换功能将一帧的视频信号划分为多个子帧，所述颜色转换功能将三原色的视频信号转换成包括所述三原色和复合色的四色或更多色的视频信号；以及 

子帧转换部，所述子帧转换部将所述视频信号转换部转换的视频信号转换成具有不同的多个灰度的信号，并将所述多个灰度的每一个当作所述多个子帧的灰度的每一个，其中，所述不同的多个灰度的平均亮度值变成等于被所述颜色转换功能转换的视频信号的亮度， 

其中，所述颜色转换功能执行转换的方式为：所述四色或更多色的视频信号的最大灰度变得小于所述三原色的视频信号的最大灰度。 

2.如权利要求1所述的控制器，其中，所述视频信号转换部包括： 

倍速驱动转换部，所述倍速驱动转换部执行用于对所述输入的视频信号的所述倍速驱动转换功能；以及 

颜色转换部，所述颜色转换部对被所述倍速驱动转换部划分成所述多个子帧的视频信号执行所述颜色转换功能。 

3.如权利要求1所述的控制器，其中，所述视频信号转换部包括： 

颜色转换部，所述颜色转换部对所述输入的视频信号执行所述颜色转换功能；以及 

倍速驱动转换部，所述倍速驱动转换部对被所述颜色转换部转换成所述四色或更多色的信号的视频信号执行所述倍速驱动转换功能。 

4.如权利要求1所述的控制器，其中，当所述输入的视频信号处于小于规定灰度的灰度时，所述子帧转换部使所述多个子帧的一个的灰度为接近于最小值的灰度；并且当所述输入的视频信号处于大于所 述规定灰度的灰度时，所述子帧转换部使所述多个子帧的一个的灰度为接近于最大值的灰度。 

5.如权利要求2或权利要求3所述的控制器，其中，所述颜色转换部包括： 

缩放因子计算部，所述缩放因子计算部从所述三原色的视频信号的最大灰度和所述四色或更多色的视频信号的灰度来计算缩放因子；以及 

缩放亮度设置部，所述缩放亮度设置部从所述四色或更多色的视频信号的相对亮度和所述缩放因子来计算缩放相对亮度。 

6.如权利要求5所述的控制器，其中： 

所述颜色转换部包括效率设置部，所述效率设置部基于被任意设置的亮度效率来调整所述缩放因子；以及 

所述缩放亮度设置部通过使用调整的缩放因子来计算所述缩放相对亮度。 

7.如权利要求6所述的控制器，其中： 

倘若所述四色或更多色的视频信号的相对亮度是(L_R1,L_G1,L_B1,L_W1)，且所述三原色的视频信号的最大灰度是L_max0，则所述缩放因子计算部将所述缩放因子S计算为“S=Max(L_R1,L_G1,L_B1,L_W1)/L_max0”； 

倘若亮度效率α是（0≦α≦1），则所述效率设置部将所述调整的缩放因子S₂计算为“S₂=(1+A)-{(1+A)-S}α”，其中A=（W子像素透射率/RGB子像素的总透射率）；以及 

所述缩放亮度设置部将所述缩放相对亮度(L_R2,L_G2,L_B2,L_W2)计算为L_R2=L_R1/S₂、L_G2=L_G1/S₂、L_B2=L_B1/S₂和L_W2=L_W1/S₂。 

8.如权利要求2或权利要求3所述的控制器，其中，所述颜色转换部包括低亮度处理部，所述低亮度处理部计算出通过使所述视频信号的所述四色中除了所述复合色之外的一个颜色的灰度为0灰度，或 者通过使除了所述复合色之外的颜色的最大灰度等于所述复合色的灰度，来减小所述四色或更多色的视频信号的最大灰度而得到的低亮度处理的缩放相对亮度。 

9.如权利要求8所述的控制器，其中： 

倘若所述四色或更多色的视频信号的相对亮度是(L_R2,L_G2,L_B2,L_W2)，除了复合色之外的相对亮度的组份的最大灰度和最小灰度分别是L_max2和L_min2，并且A=（W子像素透射率/RGB子像素的总透射率），则当(L_max2-L_w2)/(1+A)≧L_min2/A时，所述低亮度处理部计算出低亮度处理的缩放相对亮度(L_R3,L_G3,L_B3,L_W3)为L_R3=L_R2-L_min2，L_G3=L_G2-L_min2，L_B3=L_B2-L_min2，以及L_W3=L_W2+L_min2/A，并且当(L_max2-L_w2)/(1+A)＜L_min2/A时，所述低亮度处理部计算出所述低亮度处理的缩放相对亮度(L_R3,L_G3,L_B3,L_W3)为L_R3=L_R2-(L_max2-L_w2)×A/(1+A)，L_G3=L_G2-(L_max2-L_w2)×A/(1+A)，L_B3=L_B2-(L_max2-L_w2)×A/(1+A)，以及L_W3=L_W2+(L_max2-L_w2)/(1+A)。 

10.如权利要求1至权利要求4中的任意一个所述的控制器，其中，所述复合色是白色。 

11.如权利要求5所述的控制器，其中，所述复合色是白色。 

12.如权利要求6所述的控制器，其中，所述复合色是白色。 

13.如权利要求7所述的控制器，其中，所述复合色是白色。 

14.如权利要求8所述的控制器，其中，所述复合色是白色。 

15.如权利要求9所述的控制器，其中，所述复合色是白色。 

16.一种保持型图像显示装置，包括： 

保持型图像显示面板，所述保持型图像显示面板包含四色或更多色的子像素，其中所述四色或更多色包括了三原色和复合色； 

驱动器电路，所述驱动器电路用于向所述保持型图像显示面板输出信号；以及 

控制器，所述控制器用于驱动控制所述驱动器电路，其中，所述控制器是如权利要求1至权利要求15中的任意一个所述的控制器。 

17.如权利要求16所述的保持型图像显示装置，其中，所述保持型图像显示面板是包含四色或更多色的子像素的液晶面板，所述四色或更多色包括了三原色和复合色。 

18.一种电子设备，所述电子设备包括保持型图像显示装置，其中，所述保持型图像显示装置是权利要求16或权利要求17所述的保持型图像显示装置。 

19.一种信号调整方法，用于调整输出到保持型显示装置的保持型图像显示面板的信号，所述方法包括： 

倍速驱动转换步骤，所述倍速驱动转换步骤将一帧的输入的视频信号划分成多个子帧； 

颜色转换步骤，所述颜色转换步骤将包括所述多个子帧的三原色的视频信号转换成包括所述三原色和复合色的四色或更多色的视频信号；以及 

子帧转换步骤，所述子帧转换步骤将通过所述颜色转换步骤转换的视频信号转换成具有不同的多个灰度的信号，并将所述多个灰度的每一个当作所述多个子帧的灰度的每一个，其中，所述不同的多个灰度的平均亮度值变成等于通过所述颜色转换步骤转换的视频信号的亮度， 

其中，所述颜色转换步骤执行转换的方式为：所述四色或更多色的视频信号的最大灰度变得小于所述三原色的视频信号的最大灰度。 

20.如权利要求19所述的信号调整方法，其中，当所述输入的视频信号处于小于规定灰度的灰度时，所述子帧转换步骤使所述多个子帧的一个的灰度为接近于最小值的灰度；并且当所述输入的视频信号处于大于所述规定灰度的灰度时，所述子帧转换步骤使所述多个子帧的一个的灰度为接近于最大值的灰度。 

21.如权利要求19至权利要求20中的任意一个所述的信号调整方法，所述信号调整方法包括，在所述颜色转换步骤中的： 

缩放因子计算步骤，所述缩放因子计算步骤从所述三原色的视频信号的最大灰度和所述四色或更多色的视频信号的灰度来计算缩放因子；以及 

缩放亮度设置步骤，所述缩放亮度设置步骤从所述四色或更多色的视频信号的相对亮度和所述缩放因子来计算缩放相对亮度。 

22.如权利要求21所述的信号调整方法，所述方法包括： 

在所述颜色转换步骤中的基于被任意设置的亮度效率来调整所述缩放因子的效率设置步骤；以及 

在所述缩放亮度设置步骤中，通过使用调整的缩放因子来计算所述缩放相对亮度。 

23.如权利要求19至权利要求20中的任意一个所述的信号调整方法，所述方法包括在所述颜色转换步骤中的低亮度处理步骤，所述低亮度处理步骤计算出通过使所述视频信号的所述四色中除了所述复合色之外的一个颜色的灰度为0灰度，或者通过使除了所述复合色之外的颜色的最大灰度等于所述复合色的灰度，来减小所述四色或更多色的视频信号的最大灰度而得到的低亮度处理的缩放相对亮度。 

24.如权利要求19至权利要求20中的任意一个所述的信号调整方法，其中，所述复合色是白色。 

25.一种信号调整方法，用于调整输出到保持型显示装置的保持型图像显示面板的信号，所述方法包括： 

颜色转换步骤，所述颜色转换步骤将三原色的输入视频信号转换成包括所述三原色和复合色的四色或更多色的视频信号； 

倍速驱动转换步骤，所述倍速驱动转换步骤将一帧的所述四色或更多色的视频信号划分成多个子帧；以及 

子帧转换步骤，所述子帧转换步骤将通过所述倍速驱动转换步骤转换的视频信号转换成具有不同的多个灰度的信号，并将所述多个灰度的每一个当作所述多个子帧的灰度的每一个，其中，所述不同的多个灰度的平均亮度值变成等于通过所述颜色转换步骤转换的视频信号的亮度， 

其中，所述颜色转换步骤执行转换的方式为：所述四色或更多色的视频信号的最大灰度变得小于所述三原色的视频信号的最大灰度。 

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