JP2005274831A - フィールドシーケンシャル液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＲＧＢ三原色に対応した３つバックライト光源を時分割で点灯を切り替えてカラー表示するフィールドシーケンシャル液晶表示装置において、画質を損なうことなく、効果的にバックライト光源の消費電力を低減する。
【解決手段】データ列変換手段１０１は入力画像信号２０１をＲＧＢの各色のデータに分離した面順次画像信号２０３に分離し、制御パラメータ算出手段１０４は画像特徴量抽出手段１０３が面順次画像信号２０３より抽出した画像特徴量情報２０４より、画素の明るさが明るくなるように変更する画像データ補正パラメータ２０５と、バックライト光源群１０８の明るさが低くなるように制御する明るさ制御信号２０６を算出し、画像データ補正手段１０５は面順次画像信号２０３を画像データ補正パラメータ２０５に従って補正し、調光手段群１０７は明るさ制御信号２０６に応じてバックライト光源群１０８を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、低消費電力で駆動可能なフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関するものである。

ＲＧＢ三原色に対応した３つのバックライト光源を時分割で点灯を切り替えてカラー表示するフィールドシーケンシャル液晶表示装置においては、１フレーム期間における各色の発光期間の積分値で、液晶に照射される明るさが決まる。こうしたフィールドシーケンシャル液晶表示装置の消費電力の課題を解決するために、特許文献１の液晶表示装置においては、発光期間を調整して明るさを制御し、消費電力を抑えながら表示する方法が提案されている。
特開２００１−２８１６２２号公報

しかしながら、従来のフィールドシーケンシャル液晶表示装置では、画素値はそのままで、バックライト光源の点灯時間を調整しているだけであるため、画素値が小さい場合であっても、液晶の透過率を低くして表示するため、バックライト光源を無駄に明るく点灯させる必要があり、消費電力低減に限界があるという課題があった。

上記課題を解決するために、本発明のフィールドシーケンシャル液晶表示装置では、入力画像信号を点順次から面順次に変換するデータ列変換手段と、変換された面順次画像信号を保持するメモリ手段と、前記面順次画像信号から画像特徴量を抽出して、画像特徴量情報を出力する画像特徴量抽出手段と、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色に対応するバックライト光源から構成されるバックライト光源群と、前記画像特徴量情報から導かれるバックライト光源の明るさに応じて、画像データを補正するために必要な画像データ補正パラメータと、前記画像特徴量に基づく最適な明るさに前記バックライト光源を調整するための明るさを算出して明るさ制御信号を出力する制御パラメータ算出手段と、前記面順次画像信号を前記画像データ補正パラメータに基づいて補正処理を施し、液晶パネル用画像信号を液晶パネルに出力する画像データ補正手段と、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色を時分割で順次点灯させるための点灯制御信号を出力する点灯制御手段と、前記明るさ制御信号に基づいて、対応する色のバックライト光源の明るさを決定し、バックライト入力信号を、各色に対応するバックライト光源群に出力する調光制御手段とから構成される。

本発明のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、入力画像データをＲ、Ｇ、Ｂの各色のデータに分離した上で、各色における明るさの最大値に応じて、画素の明るさを明るくなるように変更し、画素値を明るく変更した分を、対応する各色のバックライト光源の明るさを低くなるように制御し、見た目の明るさが補償されるようにすることにより、画質を損なうことなく、効果的にバックライト光源の消費電力を低減することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１のブロック図を示す。

図１において、データ列変換手段１０１は、点順次で配列された入力画像信号２０１を面順次画像信号に変換し、メモリ手段１０２は、データ列変換手段１０１で変換された面順次画像信号２０２を保存し、画像特徴量抽出手段１０３は、面順次画像信号２０３から画像特徴量を抽出して画像特徴量情報２０４として出力し、制御パラメータ算出手段１０４は、画像特徴量情報２０４に基づき、画像データ補正パラメータ２０５と明るさ制御信号２０６を算出し、画像データ補正手段１０５は、画像データ補正パラメータ２０５に基づき、入力された面順次画像信号２０３の画素値を変更して、液晶パネル用画像信号２０９として出力し、時分割点灯制御手段１０６は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色に対応した調光手段を時分割で、順次点灯する点灯制御信号２０７を出力し、調光手段群１０７は、明るさ制御信号２０６に基づき、各色のバックライト光源の明るさを調整し、バックライト光源群１０８は、調光手段群１０７からのバックライト入力信号２０８に基づき、時分割で順次点灯し、液晶パネル１０９は、各色のバックライト光源の明るさを調整する。

データ列変換手段１０１は、ＲＧＢなどの順で点順次で配列された入力画像信号２０１をＲ、Ｇ、Ｂの各色毎にまとまった面順次画像信号２０２および面順次画像信号２０３に変換し、メモリ手段１０２や画像特徴量抽出手段１０３、画像データ補正手段１０５に出力する。

図２に、画素配列に関する説明図を示す。図中で（ａ）が点順次画像信号、（ｂ）が面順次画像信号である。データ列変換手段１０１において、入力画像信号２０１は、図２（ａ）の画素配列から図２（ｂ）の画素配列に変換される。

メモリ手段１０２は、面順次画像信号２０２を保持し、データ列変換手段１０１から各色毎に読み出されて、画像特徴量抽出手段１０３と画像データ補正手段１０５に面順次画像信号２０３が出力される。メモリ手段１０２においては、図２（ｂ）の配列で画像データが保持され、各色毎にデータアクセスが発生する。

画像特徴量抽出手段１０３は、面順次画像信号２０３から画像特徴量、例えば面内の最大値を抽出して画像特徴量情報２０４として制御パラメータ算出手段１０４に出力する。面順次画像信号に基づいて、画像特徴量を抽出するため、各色毎の特徴量が抽出されることとなる。

制御パラメータ算出手段１０４は、画像特徴量情報２０４に基づき、画像データ補正パラメータ２０５と明るさ制御信号２０６を算出する。算出方法の例として、画像特徴量情報２０４が各色の面内の最大値の場合、８ビット画像信号の場合は、面内の最大値が８ビットにおける最大値となるように、画像データ補正パラメータ２０５を設定する。補正パラメータの設定については、入力値と出力値の関係式で表現しても構わないし、入力値と出力値との関係を記述した変換テーブルで表現しても構わない。さらに、代表点について変換テーブルを用意し、中間値は補間計算により算出しても構わない。以上のような関係式やテーブルは液晶パネルやバックライト光源の特性に対応するように、あらかじめ測定の上、求めても構わない。以上のように、明るくなるように画像データを補正した場合、バックライト光源の明るさを変更せずに表示すると、全体が明るくなってしまうので、入力画像信号２０１にて表示されるべき明るさになるように、すなわち、バックライト光源の明るさを抑えるように、明るさを決定し、明るさ制御信号２０６を調光手段群１０７へ出力する。こうして、バックライト光源の明るさを抑えるように制御されるため、消費電力を低減することが可能となる。

画像データ補正手段１０５は、画像データ補正パラメータ２０５に基づき、入力された面順次画像信号２０３の画素値を変更して、液晶パネル用画像信号２０９として、液晶パネル１０９へ出力する。

時分割点灯制御手段１０６は、フィールドシーケンシャル駆動を実行するための手段で、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色に対応した調光手段を時分割で、順次点灯する点灯制御信号２０７を出力する。

調光手段群１０７は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のバックライト光源に対応した調光手段で構成され、明るさ制御信号２０６に基づき、各色のバックライト光源の明るさを調整する。また、調光手段は、点灯制御信号２０７に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色について、順次、処理される。

バックライト光源群１０８は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のバックライト光源で構成され、調光手段群１０７からのバックライト入力信号２０８に基づき、時分割で順次点灯し、各色のバックライト光源の明るさは、調光手段群１０７により調整される。

図３に本発明のフィールドシーケンシャル駆動時の消費電力低減に関する説明図を示す。図中のとおり、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のバックライト光源が順次点灯し、明るさは図中のグラフに示されたように、斜線部分で示される。画素値に応じて、明るさを低減することにより、点線で囲まれた部分が消費電力低減分となる。

以上のように、本発明の実施の形態１では、各色における明るさの最大値に応じて、画素の明るさを明るくなるように変更し、画素値を明るく変更した分を、対応する各色のバックライト光源の明るさを低くなるように制御し、見た目の明るさが補償されるようにすることにより、画質を損なうことなく、効果的にバックライト光源の消費電力を低減することが可能となる。

なお、本実施の形態では、メモリ手段１０２がデータ列変換手段１０１に接続され、データアクセスがデータ列変換手段１０１のみで実行するような構成になっているが、図４に示すように、メモリ手段１０２をデュアルポートメモリで構成し、画像特徴量抽出手段１０３からも面順次画像信号にデータアクセス可能にして、画像データ補正手段１０５の処理と並行して、画像特徴量の抽出処理を実行しても構わない。

さらに、図５に示すように、データ列変換手段１０１とメモリ手段１０２と画像データ補正手段１０５と画像特徴量抽出手段１０３とをバス接続し（１１１）、各ブロックが独立にメモリ手段１０２に保持されている面順次画像信号にアクセスできるようにしても構わない。このようにメモリ手段１０２への接続を変更した場合は、制御パラメータ算出手段１０４で算出された画像データ補正パラメータ２０５および明るさ制御信号２０６を各色に対応した情報を保持する制御パラメータ保持手段１１０を付加することで、各ブロックから独立にメモリ手段１０２にアクセスを実行した場合でも、画像データ補正パラメータ２０５や明るさ制御信号２０６を適切なタイミングで読み出して実行することが可能である。

本発明のフィールドシーケンシャル液晶表示装置は、表示画質を維持したままで、消費電力を低減して駆動するモバイル機器やポータブル機器等の用途として有用である。

本発明の実施の形態１におけるフィールドシーケンシャル液晶表示装置の構成を示すブロック図 画素配列に関する説明図 本発明のフィールドシーケンシャル駆動時の消費電力低減に関する説明図 本発明の実施の形態１におけるフィールドシーケンシャル液晶表示装置において、メモリ手段を画像特徴量抽出手段に接続した場合のブロック図 本発明の実施の形態１におけるフィールドシーケンシャル液晶表示装置において、メモリ手段をバス接続した場合のブロック図

符号の説明

１０１ データ列変換手段
１０２ メモリ手段
１０３ 画像特徴量抽出手段
１０４ 制御パラメータ算出手段
１０５ 画像データ補正手段
１０６ 時分割点灯制御手段
１０７ 調光手段群
１０８ バックライト光源群
１０９ 液晶パネル
１１０ 制御パラメータ保持手段
１１１ メモリバス

Claims (4)

1. 入力画像信号を点順次から面順次に変換するデータ列変換手段と、変換された面順次画像信号を保持するメモリ手段と、前記面順次画像信号から画像特徴量を抽出して、画像特徴量情報を出力する画像特徴量抽出手段と、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色に対応するバックライト光源から構成されるバックライト光源群と、前記画像特徴量情報から導かれるバックライト光源の明るさに応じて、画像データを補正するために必要な画像データ補正パラメータと、前記画像特徴量に基づく最適な明るさに前記バックライト光源を調整するための明るさを算出して明るさ制御信号を出力する制御パラメータ算出手段と、前記面順次画像信号を前記画像データ補正パラメータに基づいて補正処理を施し、液晶パネル用画像信号を液晶パネルに出力する画像データ補正手段と、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色を時分割で順次点灯させるための点灯制御信号を出力する点灯制御手段と、前記明るさ制御信号に基づいて、対応する色のバックライト光源の明るさを決定し、バックライト入力信号を、各色に対応するバックライト光源群に出力する調光制御手段とから構成されることを特徴とするフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
2. 前記画像特徴量抽出手段において、前記メモリ手段から直接面順次画像信号を読み出して、前記画像データ補正手段の処理と並行して画像特徴量の抽出処理を実行することを特徴とする請求項１記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
3. 前記データ列変換手段と、前記メモリ手段と、前記画像特徴量抽出手段と、前記画像データ補正手段とがバス接続され、各手段が独立して面順次画像信号の読み出しを行うことを特徴とする請求項１記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。
4. 前記制御パラメータ算出手段で算出された明るさ制御信号と画像データ補正パラメータとを各色毎に保持するパラメータ保持手段を、前記制御パラメータ算出手段に接続することを特徴とする請求項２および請求項３記載のフィールドシーケンシャル液晶表示装置。

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