CN104272375A

CN104272375A - 图像显示装置、图像显示方法以及程序

Info

Publication number: CN104272375A
Application number: CN201380025266.5A
Authority: CN
Inventors: 小山雄辅
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2015-01-07
Also published as: US20150325176A1; WO2013172121A1; JP2013238693A

Abstract

本发明的目的在于，谋求图像显示装置的低功耗化。一种图像显示装置，具有显示面板（17）和照射该显示面板（17）的光源（11），上述图像显示装置具有控制部（5），上述控制部（5）在将向上述图像显示装置输入的影像信号显示在上述显示面板（17）中并进行控制以使成为作为目标的显示的明亮度时，变更上述光源（11）发出的光量，并且，为了补偿该光源亮度的变更，进行影像信号的明亮度校正，上述控制部（5）在上述光源亮度的变化量比阈值小的情况下，进行上述光源亮度的减少，但是，不进行影像信号的明亮度校正。

Description

图像显示装置、图像显示方法以及程序

技术领域

本发明涉及图像显示技术。

背景技术

历来，在将液晶面板等非发光型显示设备用作显示部的便携式终端、电视接收装置等图像显示装置中，光源（例如，冷阴极管、LED）将从电池供给的功率变换为光，控制透射液晶面板的光的量，由此，进行显示。通常，在图像显示装置整体的功耗中，光源消耗的功率的比例大。因此，在电池驱动时，通过使光源发出的光量变少来减少装置整体的功耗。

另一方面，在使光量变少时，伴随着画面整体的亮度降低，可见性降低，因此，期望一种能够兼顾通过使光量变少而引起的功耗的减少和可见性的维持的技术。

下述专利文献1公开了根据输入图像的亮度分布使背光灯亮度动态地变化的液晶显示装置。在该装置中，利用图像数据的变换处理（明亮度校正）来补偿由于背光灯亮度的减少（调光）而导致表观变暗的量，由此，能够维持画质并省电。

可是，在近年来的液晶显示器中，有在面板中内置有能够存储图像数据的存储器的液晶显示器（参照下述专利文献2）。在该技术中，通过写入单元将作为进行显示的像素的向显示单元供给的显示用数据写入到显示用数据存储单元中并进行存储。通过读出单元4将在该显示用数据存储单元中存储的显示用数据读出并用于显示。

因此，在先显示的数据与后显示的数据相同或大致相同的情况下，能够使用先显示的数据的在显示用数据存储单元中存储的数据，能够减少功耗。

利用下述专利文献2那样的结构，在图像数据的内容发生变化时以外，不需要传输图像数据，相应地，能够节约功耗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006–308632号公报；

专利文献2：日本特开平07–072511号公报。

发明内容

发明要解决的课题

可是，例如，当在专利文献2的技术中使用的类型的液晶显示器中应用专利文献1那样的背光灯控制方法时，起因于由于明亮度校正而使图像数据发生变化，需要新的图层处理和新的图像数据的传输处理，其结果是，图像数据传输的发生造成的功耗的增加的量抵消通过背光灯亮度控制而引起的功耗削减，反而产生功耗有时会增加的问题。

本发明的目的在于，谋求图像显示装置的低功耗化。

用于解决课题的方案

根据本发明的一个观点，提供一种图像显示装置，具有显示面板和照射该显示面板的光源，所述图像显示装置的特征在于，具有控制部，在将向所述图像显示装置输入的影像信号显示在所述显示面板中并进行控制以使成为作为目标的显示的明亮度时，所述控制部变更所述光源发出的光量（“光源亮度”），并且，为了补偿该光源亮度的变更而进行影像信号的明亮度校正，所述控制部在所述光源亮度的变化量比阈值小的情况下，进行所述光源亮度的减少，但是，不进行影像信号的明亮度校正。

在该图像显示装置中，在光源亮度的变化量比阈值小的情况下，进行所述光源亮度的减少，但是，不进行影像信号的明亮度校正，由此，能够减轻由在光源亮度的变化量小的情况下进行影像信号的明亮度校正造成的处理负担。作为阈值，能够设为即使在不进行伴随着光源光量的降低的明亮度校正的情况下也不会难以观察到显示的程度。

此外，优选的是，所述控制部在所述光源亮度的变化量比所述阈值大的情况下进行所述亮度减少的减少和影像信号的明亮度校正。

也可以使变更所述光源亮度的期间依赖于所述光源光量的变化量。在这样做的情况下，将最后进行明亮度校正的时间点的光源亮度作为基准，仅在其变化量超过阈值时进行明亮度校正，因此，明亮度校正处理的次数变少。

也可以使所述阈值依赖于所述光源亮度的当前值可变。

在该例子中，考虑根据背光灯亮度的当前值来改变决定是否进行明亮度校正的背光灯亮度变化的阈值。

特别地，在光源亮度的值大时阈值也大、在光源亮度的值小时阈值也小的情况下，表观变得良好，并且，在高亮度的情况下不怎么得到省电效果，因此，暂不校正，在低亮度的情况下充分得到省电效果，因此，即使发生校正处理等，也能够使收支平衡。

在以下情况下是优选的，即，在所述显示面板中设置有保持影像数据的存储器。在发生将影像数据传输至存储器的处理的结构中，上述的结构特别有效。

也可以在影像信号的输出部中具备保持影像数据的存储器，能够同步地输出影像信号的变化和所述光源亮度的变化。

根据本发明的另一观点，提供一种图像显示方法，所述图像显示方法是图像显示装置中的图像显示方法，所述图像显示装置具有显示面板和照射该显示面板的光源，所述图像显示方法的特征在于，具有控制步骤，在将向所述图像显示装置输入的影像信号显示在所述显示面板中并进行控制以使成为作为目标的显示的明亮度时，所述控制步骤变更所述光源发出的光量，并且，为了补偿该光源亮度的变更而进行影像信号的明亮度校正，所述控制步骤包含如下步骤，即，在所述光源亮度的变化量比阈值小的情况下，进行所述光源亮度的减少，但是，不进行影像信号的明亮度校正。

此外，本发明也可以是用于使计算机执行上述记载的图像显示方法的程序，还可以是记录该程序的计算机可读取的记录介质。

本说明书包含作为本申请的优先权的基础的日本专利申请2012–110665号的说明书和/或附图所记载的内容。

发明的效果

根据本发明，能够谋求图像显示装置的低功耗化。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的图像显示装置的一个结构例的功能框图。

图2是示出控制部的一个结构例的详细的功能框图。

图3是示出本发明的实施方式的图像处理和显示处理的流程的流程图。

图4是示出与本发明的第一实施方式对应的、根据处理的现有技术的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

图5是示出本发明的第一实施方式的、根据处理的本实施方式的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

图6是示出本发明的第二实施方式的、根据处理的本实施方式的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

图7是示出与本发明的第二实施方式对应的、根据处理的现有技术的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

图8是示出本发明的第三实施方式的、根据处理的本实施方式的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

图9是示出与本发明的第三实施方式对应的、根据处理的现有技术的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

图10是示出本发明的第四实施方式的、根据处理的本实施方式的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

图11是示出与本发明的第四实施方式对应的、根据处理的现有技术的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

具体实施方式

在以下，针对本发明的实施方式的图像显示技术，一边参照附图，一边详细地进行说明。

<第一实施方式>

图1是示出本发明的实施方式的图像显示装置的一个结构例的功能框图。如图1所示，本实施方式的显示装置A具有图像处理装置B和显示部C。图像处理装置B具有图像解析部1、图像处理部3和控制部5。图像解析部1具有对输入影像信号的亮度分布进行计算的亮度分布计算部1a。图像解析部1将影像信号作为输入并将亮度分布信息发送给控制部5。图像处理部3将影像信号作为输入并将包含校正处理的图像处理后的影像信号发送给显示部C。控制部5接收亮度分布信息，向图像处理部3发送图像校正信息，向显示部C发送光源亮度信息。

显示部C具有光源11、存储部15和显示面板17。光源11基于来自控制部5的亮度信息向显示面板照射光。存储部15对来自图像处理部3的影像信号进行存储并将所存储的影像信号发送给显示面板17。影像信号例如是按照每个像素来存储的。

图2是示出控制部5的一个结构例的详细的功能框图。如图2所示，控制部5具有：对光源亮度的目标值进行计算的光源亮度目标值计算部5–1、对光源亮度的变化量进行计算的光源亮度变化量计算部5–2、对光源亮度的目标值进行储存的光源亮度目标值储存部5–3、对光源亮度的变化进行判定的光源亮度变化判定部5–4、对光源亮度的变化量的阈值进行储存的阈值储存部5–5、对图像校正的目标值进行计算的图像校正目标值计算部5–6和进行描绘更新的指示的描绘更新指示部5–7。阈值以能够设定为任意的值的方式构成。再有，阈值储存部5–5也可以不设置在控制部5中，而是设置在图像处理装置B内的其它的位置。

图3是示出本实施方式的图像处理和显示处理的流程的流程图。图4是示出根据处理的现有技术的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图，图5是示出根据处理的本实施方式的输入图像、背光灯（光源）亮度、明亮度校正、以及表观的明亮度的时间变化的一个例子的工作图。

如图3所示，首先，开始处理（开始），当在步骤S1中对显示装置A更新输入图像时，在步骤S2中，图像解析部1计算输入图像的亮度分布。接着，在步骤S3中，控制部5的光源亮度目标值计算部5–1计算与亮度分布对应的光源亮度的目标值B1。在步骤S4中，光源亮度变化量计算部5–2通过从在步骤S3中计算出的光源亮度目标值减去在上次校正时的光源亮度目标值（以下，上次目标值）来计算光源亮度变化量。

再有，假设在进行初次图像校正之前的期间，保存光源亮度的初始值B0来作为上次目标值。

接着，在步骤S5中，光源亮度变化量判定部5–4判定光源亮度变化量是否超过在阈值储存部5–5中储存的阈值（以下，称为阈值。）。在此，在图5（a）的时间t₁₀示出的输入图像的亮度变化所对应的光源亮度变化量（B1–B0）小到不超过某个阈值的程度的情况（“否”）下，向步骤S6前进，将显示部C中的光源11的亮度如图5（b）的t₁₁所示那样变更为光源亮度目标值计算部5–2计算出的光源亮度的目标值B1。但是，在该情况下，如图5（c）所示那样，不进行影像信号的明亮度校正（图像校正）。

另一方面，在步骤S5中，在光源亮度变化量判定部5–4判定光源亮度变化量是否超过阈值的结果是，在图5（a）的时间t₂₀示出的输入图像的亮度变化所对应的光源亮度变化量（B2–B0）大到超过某个阈值的程度的情况（“是”）下，向步骤S7前进，光源校正目标值计算部5–6计算与光源亮度对应的图像校正的目标值。例如，当将输入亮度值设为X并且将校正后的亮度值设为Y时，基于以下的数式，计算图像校正的目标值Y。

Y=aX（a为1以上的系数）

接着，在步骤S8中，将进行图像校正时的光源亮度的目标值B2作为上次目标值存储到光源亮度目标值储存部5–3中，在步骤S9中，描绘更新指示部5–7从控制部5向图像处理部3提供校正信息并指示描绘更新。接着，在步骤S10中，图像处理部3基于描绘更新指示部5–7的指示，将图像显示用的校正后的影像信号发送给存储部15，如图5（c）的t₂₁所示那样，更新为考虑了明亮度校正的影像信号，并且，在显示部C中，如图5（c）的t₂₁所示那样，与步骤S6同样地，将光源11的亮度变更为目标的值。再有，以黑点表示描绘定时。

另一方面，在现有技术中，不进行步骤S5、S6所示的处理，因此，如图4所示那样，不依赖于光源亮度变化量的大小，在t₁₁、t₂₁的哪一个都一律进行明亮度校正和光源亮度的变更处理。因此，在示出现有技术的图4中，进行以黑点表示的定时t₁₀、t₁₁、t₂₀、t₂₁这合计4次的描绘处理，与此相对地，在图5中，如以L1示出的那样，在图5（c）的表观的明亮度的情况下，产生了与现有技术的情况（以虚线L2显示）相比略微暗的部分（L1），但是只要进行t₁₀、t₂₀和t₂₁这3次描绘处理即可，存在与以往相比能够使描绘次数变少的优点。

<第二实施方式>

接着，对本发明的第二实施方式的图像处理和显示处理进行说明。

在此，为了使背光灯亮度的变化难以显著，在其变化幅度大的情况下，花费更长的时间使其变化。即，在图7所示的通常的技术中，为了使每单位时间的背光灯亮度变化量为相同程度，关于B0～B1的变化，花费从时间t₁₀到t₁₁的时间使其进行变化，关于背光灯亮度更大地发生变化的B1～B2的变化，在中间放置B21、B22、B23作为中间目标，花费从时间t₂₀到t₂₄的时间使其进行变化。

在该情况下，如图7（c）所示，明亮度校正也同样地分为4次（t₂₁、t₂₂、t₂₃、t₂₄）来进行，但是，相应地，合计的描绘次数也增加为7次。

另一方面，相对于图7所示的技术，如图6所示，在本实施方式的技术中，将最后进行明亮度校正的时间点的背光灯亮度作为基准，仅在其变化量超过阈值时进行明亮度校正。

例如，关于在图6（a）的t₁₀示出的输入图像的亮度变化所对应的光源亮度变化量（B1–B0），低于阈值，因此，在图6（c）的t₁₁不进行明亮度校正。关于在图6（a）的t₂₀示出的输入图像的亮度变化所对应的第一次的光源亮度变化量（B21–B0），超过阈值，因此，在图6（c）的t₂₁进行明亮度校正。以下同样地，在图6（c）的t₂₂和t₂₄不进行明亮度校正，在t₂₃进行明亮度校正。由此，合计的描绘次数也为4次。此外，如图6（d）所示，表观的明亮度与现有技术（在图6（d）中以虚线L4、L5、L6显示）相比如L3所示那样略微变暗，但是，存在描绘次数少的优点。

像这样，为了使背光灯亮度的变化难以显著，在其变化幅度大的情况下，花费更长的时间使其变化，即使在这样的情况下，也存在与以往相比能够使描绘次数变少的优点。

<第三实施方式>

接着，对本发明的第三实施方式的图像处理和显示处理进行说明。

在此，应用于考虑背光灯亮度的变化相对于输入图像的变化延迟并且将图像积累在帧存储器中而延迟输出的方式。即，在图9所示的通常的技术中，与第二实施方式所对应的现有技术同样地，背光灯亮度更大地发生变化的时间t₂₀至t₂₄的一方花费比时间t₁₀至t₁₁长的时间进行变化，但是，在该情况下，能够使本来的图像输出和明亮度校正为相同时刻，因此，有相应的描绘总共为1次的特征（图的t₁₁或t₂₁）。也就是说，在该例子中，描绘为合计5次，其中由校正造成的描绘的增加为3次。

另一方面，相对于图9所示的技术，如图8所示，在本实施方式的技术中，将最后进行明亮度校正的时间点的背光灯亮度作为基准，仅在其变化量超过阈值时进行明亮度校正，因此，例如，关于针对在图9（a）t₂₀的输入图像的亮度变化的明亮度校正，也仅在图9（c）的t₂₁、t₂₃进行即可。此外，如图8（d）所示，表观的明亮度与现有技术（在图8（d）中显示为虚线L8～L9）相比略微变暗，但是，存在描绘次数少的优点。此时，描绘为合计3次，其中由校正造成的描绘的增加为1次。

像这样，即使在考虑背光灯亮度的变化相对于输入图像的变化延迟并且将图像积累在帧存储器中而延迟输出的方式中，也存在与以往相比能够使描绘次数变少的优点。

<第四实施方式>

接着，对本发明的第四实施方式的图像处理和显示处理进行说明。

在该例子中，原理与第二实施方式的情况相同，但是，设想关于输入图像的变化以相同的变化幅度发生了2次亮度变化的情况。

在图11所示的通常的例子中，在时间t₁₀和t₂₀乘机发生了亮度变化的情况下，在图11的现有技术中，在t₁₁、t₁₂、t₂₁、t₂₂发生明亮度校正的描绘。因此，发生合计6次的描绘。

另一方面，如图10所示，根据本实施方式，特征在于，根据背光灯亮度的当前值改变决定是否进行明亮度校正的背光灯亮度变化的阈值，即，使阈值可变。例如，在背光灯亮度的值大时阈值也大，在背光灯亮度的值小时阈值也小。于是，如图10所示，在从背光灯亮度的值大的t₁₀起的变化中，阈值也变大，因此，在t₁₁等不进行明亮度校正，另一方面，在从背光灯亮度的值小的t₂₀起的变化中，阈值也变小，因此，在t₂₁等进行明亮度校正。在图中，由于第一次的亮度变化在相对高亮度侧，所以使描绘仅发生1次。由于第二次的亮度变化在低亮度侧，所以发生2次描绘。

像这样，能够得到以下的显示特性。

1）作为人类的视觉特性的特征，存在原来的物理量（在此为亮度）越大其变化越难以被察觉、在小的情况下变化容易被察觉的性质（韦伯–费希纳定律（Weber–Fechner law））。

考虑该性质，在变化难以被察觉的高亮度的状态下使阈值变大，不怎么进行校正。另一方面，由于在低亮度的状态下容易被察觉，所以使阈值变小以频繁地进行校正。由此，变得容易察觉显示，表观变得良好。

2）在考虑了功率的收支的情况下，在高亮度的情况下，几乎不能减少背光灯亮度，不怎么得到省电效果，因此，需要尽量抑制由校正造成的功耗的增加。另一方面，在低亮度的情况下，由于背光灯亮度的减少的量而充分得到省电效果，因此，即使进行校正使描绘发生，也抑制相抵的功耗。

在该情况下，也存在与以往相比能够使描绘的发生次数变少的优点。

再有，在本实施方式中，对具有将影像数据保持在像素中的存储器的例子进行了说明，但是，也能够将本实施方式的处理技术应用于未对像素设置有存储器的结构。在这样的情况下，在亮度变化微小的情况下进行图像校正而导致产生处理负担的情况下，也能够减轻该负担。

在上述的实施方式中，关于在附图中图示了的结构等，并不限定于这些，能够在发挥本发明的效果的范围内适当地进行变更。此外，只要不脱离本发明的目的的范围，就能够适当地进行变更并实施。

此外，本发明的各结构要素能够任意地取舍选择，具备所取舍选择的结构的发明也被包含在本发明中。

此外，将用于实现在本实施方式中说明了的功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读入记录在该记录介质中的程序并执行，由此，进行各部的处理也可。再有，在此所说的“计算机系统”包含OS、周围设备等硬件。

此外，如果在利用WWW系统的情况下，“计算机系统”也包含主页提供环境（或者显示环境）。

此外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD–ROM等可移动介质、内置在计算机系统中的硬盘等存储装置。进而，“计算机可读取的记录介质”还包含像在经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间的期间动态地保持程序的记录介质、像在该情况下的作为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样将程序保持固定时间的记录介质。此外，上述程序可以是用于实现上述的功能的一部分的程序，进而，也可以是能够以与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现上述的功能的程序。功能的至少一部分也可以通过集成电路等硬件来实现。

产业上的可利用性

本发明能够在显示装置中利用。

附图标记的说明

A…显示装置、B…图像处理装置、C…显示部、1…图像解析部、1a…亮度分布计算部、3…图像处理部、5…控制部、5–1…光源亮度目标值计算部、5–2…光源亮度变化量计算部、5–3…光源亮度目标值储存部、5–4…光源亮度变化判定部、5–5…阈值储存部、5–6…图像校正目标值计算部、5–7…描绘更新指示部、11…光源、15…存储部、17…显示面板。

将在本说明书中引用的全部的出版物、专利和专利申请直接作为参考引入到本说明书中。

Claims

1.一种图像显示装置，具有显示面板和照射该显示面板的光源，所述图像显示装置的特征在于，

具有控制部，在将向所述图像显示装置输入的影像信号显示在所述显示面板中并进行控制以使成为作为目标的显示的明亮度时，所述控制部变更所述光源发出的光量（以下，在专利权利要求书中称为“光源亮度”.），并且，为了补偿该光源亮度的变更而进行影像信号的明亮度校正，

所述控制部在所述光源亮度的变化量比阈值小的情况下，进行所述光源亮度的减少，但是，不进行影像信号的明亮度校正。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述控制部在所述光源亮度的变化量比所述阈值大的情况下进行所述光源亮度的减少和影像信号的明亮度校正。

3.根据权利要求1或2所述的图像显示装置，其特征在于，使变更所述光源亮度的期间依赖于所述光源亮度的变化量。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，使所述阈值依赖于所述光源亮度的当前值可变。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，在所述显示面板中设置有保持影像数据的存储器。

6.根据权利要求1至5的任一项所述的图像显示装置，其特征在于，在影像信号的输出部中具备保持影像数据的存储器，能够同步地输出影像信号的变化和所述光源亮度的变化。

7.一种图像显示方法，所述图像显示方法是图像显示装置中的图像显示方法，所述图像显示装置具有显示面板和照射该显示面板的光源，所述图像显示方法的特征在于，

具有控制步骤，在将向所述图像显示装置输入的影像信号显示在所述显示面板中并进行控制以使成为作为目标的显示的明亮度时，所述控制步骤变更所述光源发出的光量，并且，为了补偿该光源亮度的变更而进行影像信号的明亮度校正，

所述控制步骤包含如下步骤，即，在所述光源亮度的变化量比阈值小的情况下，进行所述光源亮度的减少，但是，不进行影像信号的明亮度校正。

8.一种程序，用于使计算机执行根据权利要求7所述的图像显示方法。