JP2005345552A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶パネルとその背面に配置したバックライトとを備え、画像データの特徴量に基づいて液晶パネルの透過率とバックライト輝度との相対関係を変化させながら映像を映し出す液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device that includes a liquid crystal panel and a backlight disposed on the back surface thereof, and displays an image while changing the relative relationship between the transmittance of the liquid crystal panel and the backlight luminance based on the feature amount of image data. .
携帯電話装置および携帯情報端末装置等の画像表示デバイスとしては、一般的に液晶表示装置が広く用いられている。この種の液晶表示装置は、近年、表示画像の表現力をより豊かにするために、その液晶パネルの画素数が増大し、画素サイズも微細化されてきている。 In general, liquid crystal display devices are widely used as image display devices such as mobile phone devices and portable information terminal devices. In this type of liquid crystal display device, the number of pixels of the liquid crystal panel has been increased and the pixel size has been miniaturized in recent years in order to enhance the expressiveness of display images.
液晶表示装置の液晶パネルは、画素数の増大および画素サイズの微細化に伴って、その透過率が減衰するため、その背面に配置される光源であるバックライトの輝度をより明るくする必要がある。 Since the transmittance of the liquid crystal panel of the liquid crystal display device decreases as the number of pixels increases and the pixel size becomes finer, it is necessary to make the luminance of the backlight, which is a light source disposed on the back surface, brighter. .
ところが、バッテリー駆動の液晶表示装置においては、その液晶パネルのバックライトの輝度をより明るくすると、消費電力が増大するため駆動持続時間が短くなってしまう。 However, in a battery-driven liquid crystal display device, if the brightness of the backlight of the liquid crystal panel is made brighter, the power consumption increases and the drive duration is shortened.
そこで、近年の液晶表示装置においては、一枚の画像を構成する画像データ中の最大輝度を求め、その液晶パネルが表現できる最大輝度に対する余裕度分に応じて映像信号の輝度を高め、その分バックライトの輝度を下げることで消費電力を抑える方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in recent liquid crystal display devices, the maximum luminance in the image data constituting one image is obtained, and the luminance of the video signal is increased according to the margin for the maximum luminance that can be expressed by the liquid crystal panel. A method of reducing power consumption by reducing the luminance of the backlight has been proposed (for example, see Patent Document 1).
一方、前記バックライトの光源としては、一般的に、冷陰極管または白色LEDのいずれか一方あるいは両方を用いている。前記冷陰極管を光源とするバックライトの輝度は、一般にその応答遷移時間が長く発光量を動的に変化させることには向かない。 On the other hand, as the light source of the backlight, generally, either one or both of a cold cathode tube and a white LED are used. The luminance of the backlight using the cold cathode tube as a light source is generally not suitable for dynamically changing the light emission amount because of its long response transition time.
なお、液晶パネルの透過率変化による透過率遷移波形は、指数関数状に表されるので、透過率遷移の確定時間が遅い。この液晶パネルの透過率遷移の確定時間とは相対的に、前記白色LEDを光源とするバックライトの輝度は、急峻に変化し遷移時間は短い。 Note that the transmittance transition waveform due to the transmittance change of the liquid crystal panel is expressed in an exponential function, so that the determination time of the transmittance transition is slow. Relative to the fixed transition time of the liquid crystal panel, the brightness of the backlight using the white LED as a light source changes sharply and the transition time is short.
そこで、この種の液晶表示装置として、白色LEDの駆動電流を段階的に変化させ、これを積分平滑化することで液晶パネルの透過率遷移波形を補完するようにバックライト輝度遷移波形を調整し、バックライトの輝度と液晶パネルの透過率とが同時に変化した場合の輝度の歪みを軽減するものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, as this type of liquid crystal display device, the backlight luminance transition waveform is adjusted to complement the transmittance transition waveform of the liquid crystal panel by changing the drive current of the white LED stepwise and integrating and smoothing this. In order to reduce the distortion of luminance when the luminance of the backlight and the transmittance of the liquid crystal panel change at the same time, there has been proposed (for example, see Patent Document 2).
図7、図8および図9を参照して従来の液晶表示装置について説明する。図7は、従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図7に示すように、この液晶表示装置は、液晶パネル駆動回路7、液晶パネル8、白色LED9、白色LED駆動回路10を有している。
A conventional liquid crystal display device will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9. FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional liquid crystal display device. As shown in FIG. 7, the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel drive circuit 7, a
図7において、液晶パネル駆動回路7には、垂直同期信号VSYNC、水平同期信号HSYNC、画像データ転送クロックPCLK、画像を構成する画素データR’、G’、B’が図8に示すタイミングで入力される。 In FIG. 7, the vertical synchronizing signal VSYNC, the horizontal synchronizing signal HSYNC, the image data transfer clock PCLK, and the pixel data R ′, G ′, B ′ constituting the image are input to the liquid crystal panel drive circuit 7 at the timing shown in FIG. Is done.
液晶パネル駆動回路7は、画像を構成する画素データR’、G’、B’に応じて液晶パネル8の各画素に対応する印加電圧を生成する。液晶パネル8は、前記印加電圧に基づいた透過率を決定する。
The liquid crystal panel drive circuit 7 generates an applied voltage corresponding to each pixel of the
白色LED駆動回路10には、シリアルクロック信号SCLK、バックライト輝度データSDATA、およびバックライト輝度データ確定信号STROBEが図9に示すタイミングで入力される。この白色LED駆動回路10は、バックライト輝度データ確定信号STROBEの立下りエッジのタイミングで、シリアル形式で入力されたバックライト輝度データSDATAをディジタル/アナログ変換し、白色LED9に対する駆動電流を出力する。
A serial clock signal SCLK, backlight luminance data SDATA, and a backlight luminance data confirmation signal STROBE are input to the white
白色LED9は、液晶パネル8の背面に配置されており、白色LED駆動回路10から与えられた駆動電流にほぼ比例して発光し、画像データに基づく透過率を有する液晶パネル8を照射する。これにより、液晶パネル8のパネル面(不図示)に所定の画像が映し出される。
The white LED 9 is disposed on the back surface of the
ここで、液晶パネル8の透過率の変化と、白色LED9の発光輝度の変化と、両者の合成輝度との関係について、図10を参照して説明する。図10は、図7に示した従来の液晶表示装置における輝度波形のタイミング図である。図10においては、上から順に、垂直同期信号VSYNC、画像を構成する画素データR’、G’、B’、バックライト輝度データ確定信号STROBE、液晶パネル8の透過率、白色LED9の発光によるバックライト輝度、液晶パネル8の透過率と白色LED9の輝度を掛け合わせた液晶パネル8のパネル面での合成輝度を示している。
Here, the relationship between the change in the transmittance of the
図10において、符号τ1は、垂直同期信号VSYNCの立下りエッジから液晶パネル駆動回路7が駆動を開始するまでの遅延時間である。符号τ2は、垂直同期信号VSYNCの立下りからバックライト輝度データ確定信号STROBEの立下りまでの遅延時間である。 In FIG. 10, symbol τ1 is a delay time from the falling edge of the vertical synchronization signal VSYNC until the liquid crystal panel drive circuit 7 starts driving. Symbol τ2 is a delay time from the fall of the vertical synchronization signal VSYNC to the fall of the backlight luminance data determination signal STROBE.
液晶パネル8のパネル面に映し出される画像は、液晶パネル8の透過率と白色LED9の発光輝度の両者の合成輝度として表示される。そこで、この従来の液晶表示装置では、前述したように、液晶パネル8が表現できる最大輝度に対する余裕度分に応じて映像信号の輝度を高め、その分バックライトの輝度を下げることで消費電力を抑えるようにするため、バックライトの輝度と液晶パネル8の透過率との変化のタイミングを合致させるように遅延時間τ1と遅延時間τ2との相対関係を調整している。
The image displayed on the panel surface of the
白色LED9の輝度応答は、一般に、液晶パネル8の透過率応答の立ち上がりおよび立下りが指数関数的にゆっくり変化してゆくのとは相対的に、急峻に変化して確定する。このため、バックライトの輝度と液晶パネル8の透過率との両者が同時に変化する前後においては、両者の合成輝度波形に急激な盛り上がりや落ち込み(輝度歪)が発生する。従来の液晶表示装置では、このような輝度歪を最小限に抑えるように、遅延時間τ1と遅延時間τ2との相対関係を決定していた。
しかしながら、図7に示したような従来の液晶表示装置においては、一般に液晶パネル8がその周囲温度の変化によって透過率の応答遷移時間が大きく変動することが知られている。また、従来の液晶表示装置では、図10に示した液晶パネル透過率波形のように、高温の場合は透過率が急峻変化し遷移時間が短いが、低温の場合は遷移時間が非常に長くなってしまう。さらに、従来の液晶表示装置においては、透過率が増大する方向と減少する方向とでその応答時間に差異があることが知られている。
However, in the conventional liquid crystal display device as shown in FIG. 7, it is generally known that the response transition time of the transmittance of the
このため、従来の液晶表示装置では、常温において輝度歪を最小限に抑えるように遅延時間τ1と遅延時間τ2との相対関係を調整しても、より低温またはより高温の場合には、図10で示した液晶パネルの遷移応答時間がより遅くまたはより早くなる。この結果、従来の液晶表示装置においては、バックライト輝度の変化とのタイミングミスマッチが発生して合成輝度の輝度歪がより大きくなり、液晶パネル8のパネル面に映し出される画像に輝度ちらつきとしてヒトの目に認識され、画質劣化が発生するという問題点があった。
For this reason, in the conventional liquid crystal display device, even if the relative relationship between the delay time τ1 and the delay time τ2 is adjusted so as to minimize the luminance distortion at room temperature, if the temperature is lower or higher, FIG. The transition response time of the liquid crystal panel shown in FIG. As a result, in the conventional liquid crystal display device, a timing mismatch with a change in backlight luminance occurs, resulting in a larger luminance distortion of the combined luminance, and human flickering in the image displayed on the panel surface of the
また、特許文献1記載の液晶表示装置では、バックライト輝度波形を段階的に変化させるための駆動回路を変化温度毎に用意しておく必要があるため回路規模が非常に大きくなってしまう。
Further, in the liquid crystal display device described in
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、周囲温度の変化によって液晶パネルの透過率遷移時間が変動しても、バックライトの輝度の変化を追随させることで、バックライトの輝度と液晶パネルの透過率との間の輝度歪を最小限に抑制して良好な画像を表示することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points. Even when the transmittance transition time of the liquid crystal panel fluctuates due to a change in ambient temperature, the luminance of the backlight and the liquid crystal can be changed by following the change in the luminance of the backlight. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device that can display a good image while minimizing luminance distortion with respect to the transmittance of the panel.
かかる課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、画像を構成する各画素データに応じた透過率を示す液晶パネルと、前記液晶パネルを背面から照明するバックライトと、を備え、前記液晶パネルに画像データに応じた画像を表示する液晶表示装置であって、入力画像データの特徴量から前記入力画像データに対する画像補整パラメータとバックライト輝度値と画像輝度成分の変化方向とを出力する画像データ特徴量抽出手段と、前記入力画像データに対して前記画像データ特徴量抽出手段で得られた画像補整パラメータを反映することで前記画像データを補整する画像データ補整手段と、前記画像データ特徴量抽出手段で得られた前記バックライト輝度値に基づいて前記バックライトの発光量を決定する調光手段と、前記液晶パネルに近接して配置されて前記液晶パネルの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段で得られた温度と前記画像輝度成分の変化方向とから前記バックライト輝度値の設定タイミングを調整する調光タイミング補整手段と、を具備する構成を採る。 In order to solve such a problem, a liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal panel showing a transmittance according to each pixel data constituting an image, and a backlight that illuminates the liquid crystal panel from the back, and the liquid crystal display A liquid crystal display device that displays an image according to image data on a panel, and outputs an image correction parameter, a backlight luminance value, and a change direction of an image luminance component for the input image data from a feature amount of the input image data Data feature amount extraction means, image data correction means for correcting the image data by reflecting the image correction parameters obtained by the image data feature amount extraction means to the input image data, and the image data feature amount A light control means for determining a light emission amount of the backlight based on the backlight luminance value obtained by the extraction means; A temperature detecting means for detecting the temperature of the liquid crystal panel arranged in contact with the light, and dimming for adjusting the setting timing of the backlight luminance value from the temperature obtained by the temperature detecting means and the change direction of the image luminance component And a timing correction means.
この構成によれば、前記液晶パネルに近接して配置された温度検出手段により前記液晶パネルのパネル温度が検出される。また、前記画像データ特徴量抽出手段により前記液晶パネルのパネル透過率の変化方向が判定される。そして、前記調光タイミング補整手段により、前記パネル温度と前記パネル透過率の変化方向とに応じて、前記バックライト輝度値の設定タイミングが調整される。これにより、前記液晶パネルの透過率遷移時間が前記パネル温度によって変動する場合および前記パネル透過率の変化方向によって遷移時間が異なる場合であっても、常に前記液晶パネルの透過率の変化のタイミングと前記バックライトの輝度の変化のタイミングとを合せることができる。従って、この構成によれば、前記バックライトの輝度と液晶パネルの透過率との間の変化で発生する輝度歪を抑制することができ、良好な画像表示を行うことができるようになる。 According to this configuration, the panel temperature of the liquid crystal panel is detected by the temperature detecting means arranged in the vicinity of the liquid crystal panel. Further, the change direction of the panel transmittance of the liquid crystal panel is determined by the image data feature amount extraction means. Then, the dimming timing adjusting means adjusts the setting timing of the backlight luminance value according to the panel temperature and the change direction of the panel transmittance. Accordingly, even when the transition time of the liquid crystal panel varies depending on the panel temperature and when the transition time varies depending on the direction of change of the panel transmittance, the transmission timing of the liquid crystal panel is always changed. The timing of the luminance change of the backlight can be matched. Therefore, according to this configuration, it is possible to suppress luminance distortion caused by a change between the luminance of the backlight and the transmittance of the liquid crystal panel, and it is possible to perform good image display.
本発明によれば、周囲温度の変化によって液晶パネルの透過率遷移時間が変動したり液晶パネルの透過率の変化方向によって遷移時間が異なったりしても、液晶パネルの透過率の変化のタイミングにバックライトの輝度の変化タイミングを追随させることができ、バックライトの輝度と液晶パネルの透過率との間の輝度歪を抑制して良好な画像表示を行うことができる。 According to the present invention, even if the transmittance transition time of the liquid crystal panel fluctuates due to a change in the ambient temperature or the transition time varies depending on the change direction of the transmittance of the liquid crystal panel, the timing of the change in the transmittance of the liquid crystal panel It is possible to follow the change timing of the luminance of the backlight, and it is possible to suppress the luminance distortion between the luminance of the backlight and the transmittance of the liquid crystal panel and perform a good image display.
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, components having the same configuration or function and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置のブロック図である。図1に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置100は、画像メモリ101、画像データ補整部102、画像データ特徴量抽出部103、タイミング発生部104、液晶インターフェース部(LCD IF)105、調光インターフェース部(P/S IF)106、液晶パネル駆動回路107、液晶パネル108、白色LED109、白色LED駆動回路110、温度センサ111、調光タイミング補整部112を備えている。
FIG. 1 is a block diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a liquid
図1において、画像メモリ101は、液晶表示装置100に入力された画像データを一旦格納する記憶手段である。画像データ補整部102は、画像を構成する画素データに対して画像補整パラメータを反映させるための画像データ補整手段である。画像データ特徴量抽出部103は、画像を構成する各画素データからその特徴量を算出し画像補整パラメータとバックライト輝度値を出力する画像データ特徴量抽出手段である。
In FIG. 1, an
タイミング発生部104は、画像メモリ101に格納された画像データを画像メモリ101から信号RGBとして順次読み出すタイミングを指示する。また、タイミング発生部104は、液晶インターフェース部105と調光タイミング補整部112とに対して、各々画像データ転送タイミングとバックライト輝度値転送タイミングを指示する。
The
液晶インターフェース部105は、垂直同期信号VSYNC、水平同期信号HSYNC、画像データ転送クロックPCLKに伴なって画像を構成する画素データR’、G’、B’を出力する。
The liquid
調光インターフェース部106は、与えられたタイミングでバックライト輝度値をシリアル形式で転送する。
The dimming
液晶パネル駆動回路107は、液晶パネル108を駆動する。液晶パネル108は、画像を表示する。
The liquid crystal
白色LED109は、液晶パネル108の背面に配置されたバックライトであり、液晶パネル108を背面から照明する。白色LED駆動回路110は、バックライト輝度値から白色LED109に与える電流を決定する。
The
温度センサ111は、液晶パネル108に近接して配置されており、液晶パネル108の温度を検出する温度検出手段である。
The
調光タイミング補整部112は、温度センサ111が検出した液晶パネル108の温度に基づいてバックライト輝度設定タイミングを補整する調光タイミング補整手段である。
The dimming
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置100の動作について説明する。
Next, the operation of the liquid
図1において、液晶表示装置100に入力された画像データは、一旦画像メモリ101に格納される。画像メモリ101に格納された画像データは、タイミング発生部104からの指示に従って、順次画像メモリ101から信号RGBとして読み出され、画像データ補整部102と画像データ特徴量抽出部103へ送られる。
In FIG. 1, image data input to the liquid
画像データ特徴量抽出部103では、一画面を構成する各画素データについて、輝度成分の最大値や最小値、平均値等の特徴量を求め、それらの結果から元の画像データに対する画像データ補整パラメータとバックライト輝度値を決定する。
The image data feature
例えば、元の画像データの輝度成分が許容される最大階調に対して低い場合には、輝度成分を増大させる画像補整パラメータを、バックライト輝度値は発行量を減少させる値を出力する。逆に、元の画像データの輝度成分が許容される階調のほぼ最大値に達する場合には、輝度成分を減少させる画像補整パラメータを、バックライト輝度値は発光量を増大させる値を出力する。 For example, when the luminance component of the original image data is lower than the maximum allowable gradation, the image correction parameter for increasing the luminance component is output, and the backlight luminance value is the value for decreasing the issued amount. On the other hand, when the luminance component of the original image data reaches almost the maximum value of the allowable gradation, an image correction parameter that decreases the luminance component is output, and a value that increases the light emission amount is output as the backlight luminance value. .
また、画像データ特徴量抽出部103は、調光タイミング補整部112に対して、画像データ補整部102が出力する補整画像の輝度が、前の補整画像の輝度と比較して上昇する場合は、信号Up/Down=1として、下降する場合は0として、1画像単位毎に出力する。
Further, the image data feature
次いで、画像データ補整部102は、画像メモリ101から読み出された元の画像データに対して、画像データ特徴量抽出部103で得られた画像補整パラメータを反映することで、輝度成分を補整した画像を構成する画素データR’、G’、B’を出力する。
Next, the image
図1では、一例として、画像データ補整部が出力する画像を構成する画素データR’、G’、B’は各々8ビットの階調としている。 In FIG. 1, as an example, pixel data R ′, G ′, and B ′ that constitute an image output from the image data correction unit each have an 8-bit gradation.
タイミング発生部104は、液晶インターフェース部105と調光タイミング補整部112とに対して、各々画像データ転送タイミングとバックライト輝度値転送タイミングとを指示する。
The
液晶インターフェース部105は、タイミング発生部104から出力されたタイミング制御信号に基づいて、垂直同期信号VSYNC、水平同期信号HSYNC、画像データ転送クロックPCLKを生成し、画像データ補整部102からの画像を構成する画素データR’、G’、B’を液晶パネル駆動回路107へ出力する。なお、ここで、R’、G’、B’を各6ビットとしているのは、液晶パネル108の有する階調数に合せて減色処理を行なう場合を示すもので、本発明の大意に変わり無いことはいうまでもない。
The liquid
液晶パネル駆動回路107は、垂直同期信号VSYNC、水平同期信号HSYNC、画像データ転送クロックPCLKとともに送られてきた画像を構成する画素データR’、G’、B’から液晶パネル108の各画素に対する印加電圧を生成する。液晶パネル108は、この印加電圧に基づいた透過率によって画像をパネル面に映し出す。
The liquid crystal
一方、調光タイミング補整部112は、液晶パネル108の温度に対する透過率遷移時間の対応テーブルを有している。この対応テーブルは、透過率が上昇する場合と下降する場合とで分けたテ-ブルとなっている。
On the other hand, the dimming
また、調光タイミング補整部112には、液晶パネル108に近接して配置された温度センサ111で検出された液晶パネル温度情報、画像データ特徴量抽出部103からの信号Up/Down、およびタイミング発生部104からバックライト輝度値転送タイミングの指示が入力される。
The dimming
調光タイミング補整部112は、前記液晶パネル温度情報と、前記信号Up/Downとから、タイミング発生部104から入力されたバックライト輝度設定タイミングを補整した上で、液晶パネル108の透過率の変化量がほぼ中央に達したときのバックライト輝度設定タイミングのタイミング信号を調光インターフェース部106へ出力する。
The dimming
調光インターフェース部106は、調光タイミング補整部112から出力されたタイミング信号に従って、画像データ特徴量抽出部103から入力されたバックライト輝度値8ビットをパラレル/シリアル変換し、信号SDATA、SCLK、STROBEを出力する。
The dimming
白色LED駆動回路110は、調光インターフェース部106よりシリアル転送されたバックライト輝度値8ビットを信号STROBEの立下りでディジタル/アナログ変換することで白色LED109に対する駆動電流を決定する。そして、白色LED駆動回路110は、決定した駆動電流により、液晶パネル108の背面に配置された白色LED109を発光することで液晶パネルへの透過光を供給する。ここで、白色LED109の明るさは、その駆動電流にほぼ比例するので、駆動電流を制御することによって白色LED109の明るさを調光することができる。
The white
次に、上述の動作を、液晶パネル108の透過率応答の関係とバックライト輝度の発光タイミングに着目したタイミング図を参照して説明する。
Next, the above operation will be described with reference to a timing chart focusing on the relationship between the transmittance response of the
図2は、本実施の形態に係る液晶表示装置の画像データ補整およびバックライト輝度の調光を行わないとき、つまり図1における画像データ特徴量抽出部103の結果を反映せずに画像を表示する際のタイミング図である。
FIG. 2 shows an image when the liquid crystal display device according to the present embodiment does not perform image data correction and backlight luminance control, that is, without reflecting the result of the image data feature
図2においては、上から順に、垂直同期信号VSYNC、画像を構成する画素データR’、G’、B’、バックライト輝度設定タイミング信号STROBE、液晶パネル108の透過率応答波形、バックライト輝度波形、液晶パネル108の透過率応答波形とバックライト輝度とを合成した合成輝度波形を示している。
In FIG. 2, in order from the top, the vertical synchronization signal VSYNC, the pixel data R ′, G ′, B ′ constituting the image, the backlight luminance setting timing signal STROBE, the transmittance response waveform of the
また、図2において、符号τ1は、垂直同期信号VSYNCの立ち下がりから、液晶パネル108の透過率が変化し始めるまでの遅延時間であり、液晶パネル駆動回路107の処理遅延時間に相当する。
In FIG. 2, symbol τ <b> 1 is a delay time from the fall of the vertical synchronization signal VSYNC until the transmittance of the
図2に示すように、画像データ特徴量抽出部103の結果を反映しない場合には、入力画像データがそのまま画像を構成する画素データR’、G’、B’となるので、液晶パネル108の透過率応答波形は、入力画像に基づいた透過率波形そのものとなる。この例では、1Frame毎に徐々に液晶パネル108の透過率が下がる、すなわち暗くなっていく画像としている。
As shown in FIG. 2, when the result of the image data feature
図2において、符号τ2は、垂直同期信号VSYNCの立下りからバックライト設定タイミング信号STROBEの立下りまでの遅延時間である。図2に示すように、画像データ特徴量抽出部103の結果を反映しない場合には、バックライト輝度値が一定となるため、バックライト輝度波形も一定となる。また、合成輝度波形は、透過率応答波形とバックライト輝度との積として表されるので、液晶パネル108の透過率応答波形がそのままの形状を維持しており、1Frame毎に徐々に暗い画像が表示される様子を示している。
In FIG. 2, symbol τ2 is a delay time from the fall of the vertical synchronization signal VSYNC to the fall of the backlight setting timing signal STROBE. As shown in FIG. 2, when the result of the image data feature
図3は、本実施の形態に係る液晶表示装置の画像データ補整およびバックライト輝度の調光を行ったとき、つまり図1における画像データ特徴量抽出部103の結果を反映し、画像データの補整およびバックライト輝度の調光を反映した場合のタイミング図である。
FIG. 3 reflects the result of the image data feature
上述したように、入力画像が徐々に暗くなるような画像では、液晶パネル108の透過率が最大透過率100%に対して余裕度が高いので、液晶パネル108の透過率を徐々に上げる方向に画像データ補整部102から出力される画像データの輝度成分を補整する。
As described above, in an image in which the input image gradually becomes dark, the transmittance of the
その結果、液晶パネル108の透過率応答波形は、徐々に透過率が上昇する波形となっている。このとき、画像データ特徴量抽出部103が出力する信号は、Up/Down=1となる。
As a result, the transmittance response waveform of the
一方、画像データ特徴量抽出部103から出力されるバックライト輝度値については、液晶パネル108の透過率が徐々に上昇する分、下降する方向へ制御される。その結果、バックライト輝度波形は、フレーム毎に、信号STROBEのタイミングで徐々に下降している。すなわち、バックライトに費やされる電力は徐々に下がってゆく。
On the other hand, the backlight luminance value output from the image data feature
合成輝度波形は、図2のそれと同様に徐々に下がってゆくが、液晶パネル108の透過率波形の変化とバックライト輝度波形の変化が重なる前後で若干の輝度歪が生じている。
The composite luminance waveform gradually decreases in the same manner as that in FIG. 2, but some luminance distortion occurs before and after the change in the transmittance waveform of the
ここで、遅延時間τ2は、図1における温度センサ111で検出された液晶パネル108の温度と信号Up/Downとから、調光タイミング補整部112が有する、輝度が上昇するときの温度対透過率遷移時間特性のテーブルを参照して決定されたバックライト輝度設定タイミングとなっている。すなわち、この液晶表示装置100では、周囲温度によって液晶パネル108の透過率遷移時間が変動しても、バックライト輝度設定タイミングが常に透過率の変化量のほぼ中央に達するタイミングに追随することにより、合成輝度波形に現れる輝度歪が最小限に抑制されるように作用している。
Here, the delay time τ2 is the temperature vs. transmittance when the luminance increases, which the dimming
ここで、液晶パネル108の温度に対する透過率遷移時間について、図4を参照して説明する。図4は、本実施の形態に係る液晶表示装置100の液晶パネル108の温度と透過率遷移時間(応答時間)との関係を示す図である。
Here, the transmittance transition time with respect to the temperature of the
前記透過率遷移時間は、現在の透過率から次の透過率へ変化する際の所要時間であり、この値は、温度によって数ms〜百数十ms程度まで大きく変動する。また、液晶パネル108の透過率遷移時間は、液晶パネル108の透過率が上昇する場合と下降する場合とで異なる、という特徴がある。
The transmittance transition time is a time required to change from the current transmittance to the next transmittance, and this value varies greatly from several ms to several hundred tens of ms depending on the temperature. Further, the transmittance transition time of the
画像データ特徴量抽出部103は、図4に符号τdとτrとで示す2つのテーブルを有し、信号Up/Down=0のときはτdの、信号Up/Down=1のときはτrの透過率遷移時間特性テーブルを選択することでバックライト設定タイミングを温度補整するように作用する。
The image data feature
次に、液晶表示装置100が温度変化を受けて、図2に示した合成輝度波形が変形し、液晶パネル108の透過率遷移時間が変動したときの様子を図5および図6を参照して説明する。
Next, referring to FIGS. 5 and 6, the liquid
図5は、本実施の形態に係る液晶表示装置の高温でのタイミング図、つまり図3の場合に対して、液晶パネル108の温度がより高くなった場合のタイミング図である。この場合には、液晶パネル108の透過率の応答が温度上昇によってより速くなっている。
FIG. 5 is a timing chart at a high temperature of the liquid crystal display device according to the present embodiment, that is, a timing chart when the temperature of the
そこで、この場合には、温度センサ111で検出された温度情報と信号Up/Downとから、調光タイミング補整部112は、バックライト輝度設定タイミングをより早くするように指示する。これにより、調光インターフェース部106から出力されるバックライト輝度設定タイミングSTROBEは、液晶パネル108の透過率の変化量のほぼ中央に達するタイミングに合致するように早められる。このような動作により、この液晶表示装置100では、合成輝度波形に現れる輝度歪が最も小さい状態に抑制される。
Therefore, in this case, the dimming
図6は、本実施の形態に係る液晶表示装置の低温でのタイミング図、つまり図3の場合に対して、液晶パネル108の温度がより低くなった場合のタイミング図である。この場合には、液晶パネル108の透過率の応答が温度低下によってより遅くなっている。
FIG. 6 is a timing chart at a low temperature of the liquid crystal display device according to the present embodiment, that is, a timing chart when the temperature of the
そこで、この場合には、温度センサ111で検出された温度情報と信号Up/Downとから、調光タイミング補整部112は、バックライト輝度設定タイミングをより遅くするように指示する。これにより、調光インターフェース部106から出力されるバックライト輝度設定タイミングSTROBEは、液晶パネル透過率の変化量のほぼ中央に達するタイミングに合致するようにより遅くなる。このような動作により、この液晶表示装置100では、合成輝度波形に現れる輝度歪が最も小さい状態に抑制される。
Therefore, in this case, the dimming
ところで、ここでは、入力画像が徐々に暗くなるような画像を取り上げて説明してきたが、入力画像が徐々に明るくなるような場合には、液晶パネル108の透過率を徐々に下げるように画像データが補整される。つまり、この場合には、信号Up/Down=0となることで、温度センサ111で検出された温度と信号Up/Downとから、調光タイミング補整部112が有する、輝度が下降するときの温度対透過率遷移時間特性のテーブルを参照してバックライト輝度設定タイミングが決定される。
Incidentally, here, the description has been made by taking up an image in which the input image becomes gradually dark. However, when the input image becomes gradually bright, the image data is set so that the transmittance of the
このように、この液晶表示装置100においては、その周囲温度によって液晶パネル108の透過率遷移時間が変動しても、調光インターフェース部106から出力されるバックライト輝度設定タイミングSTROBEが常に透過率の変化量のほぼ中央に達するタイミングに追随することにより、合成輝度波形に現れる輝度歪が最小限に抑制されるように作用する。
As described above, in the liquid
以上に説明したように、本発明の一実施の形態の液晶表示装置100においては、液晶パネル108のパネル温度と透過率変化方向とに応じて、調光タイミング補整部112によりバックライト輝度値の設定タイミングを調整することができる。従って、この液晶表示装置100においては、液晶パネル108の透過率遷移時間が温度によって変動しても、また、透過率の変化方向によって遷移時間が異なる場合であっても、常に液晶パネル108の透過率の変化のタイミングとバックライト輝度の変化のタイミングとを合せ、液晶パネル108の透過率とバックライトの輝度との間の変化で発生する輝度歪を抑制して良好な画像表示を行うことができる。
As described above, in the liquid
本発明に係る液晶表示装置は、常に液晶パネルの透過率の変化のタイミングとバックライト輝度の変化のタイミングとを合せ、液晶パネルの透過率とバックライトの輝度との間の変化で発生する輝度歪を抑制して良好な画像表示を行うことができ、また消費電力を下げるという効果を有しているので、様々な温度環境のもとで、液晶パネルとその背面に配置したバックライトを備えて画像を表示する携帯機器等として有用である。 The liquid crystal display device according to the present invention always matches the timing of the change of the transmittance of the liquid crystal panel and the timing of the change of the backlight luminance, and the luminance generated by the change between the transmittance of the liquid crystal panel and the luminance of the backlight. Since it has the effect of suppressing distortion and good image display and reducing power consumption, it is equipped with a liquid crystal panel and a backlight placed on the back side under various temperature environments. This is useful as a portable device for displaying images.
101 画像メモリ
102 画像データ補整部
103 画像データ特徴量抽出部
104 タイミング発生部
105 液晶インターフェース部
106 調光インターフェース部
107 液晶パネル駆動回路
108 液晶パネル
109 白色LED
110 白色LED駆動回路
111 温度センサ
112 調光タイミング補整部
DESCRIPTION OF
110 White
Claims (5)
前記液晶パネルを背面から照明するバックライトと、を備え、
前記液晶パネルに画像データに応じた画像を表示する液晶表示装置であって、
入力画像データの特徴量から前記入力画像データに対する画像補整パラメータとバックライト輝度値と画像輝度成分の変化方向とを出力する画像データ特徴量抽出手段と、
前記入力画像データに対して前記画像データ特徴量抽出手段で得られた画像補整パラメータを反映することで前記画像データを補整する画像データ補整手段と、
前記画像データ特徴量抽出手段で得られた前記バックライト輝度値に基づいて前記バックライトの発光量を決定する調光手段と、
前記液晶パネルに近接して配置されて前記液晶パネルの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で得られた温度と前記画像輝度成分の変化方向とから前記バックライト輝度値の設定タイミングを調整する調光タイミング補整手段と、を具備することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal panel showing transmittance according to each pixel data constituting the image;
A backlight for illuminating the liquid crystal panel from the back,
A liquid crystal display device that displays an image according to image data on the liquid crystal panel,
Image data feature amount extraction means for outputting an image correction parameter, a backlight luminance value, and a change direction of the image luminance component for the input image data from the feature amount of the input image data;
Image data correction means for correcting the image data by reflecting the image correction parameters obtained by the image data feature amount extraction means to the input image data;
A light control means for determining the light emission amount of the backlight based on the backlight luminance value obtained by the image data feature amount extraction means;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the liquid crystal panel disposed in proximity to the liquid crystal panel;
A liquid crystal display device comprising: a dimming timing correction unit that adjusts a setting timing of the backlight luminance value from a temperature obtained by the temperature detection unit and a change direction of the image luminance component.
前記液晶パネルを背面から照明するバックライトと、を備えた液晶表示装置の前記液晶パネルに画像データに応じた画像を表示する液晶表示方法であって、
入力画像データの特徴量から前記入力画像データに対する画像補整パラメータとバックライト輝度値と画像輝度成分の変化方向とを出力する画像データ特徴量抽出ステップと、
前記入力画像データに対して前記画像データ特徴量抽出ステップで得られた画像補整パラメータを反映することで前記画像データを補整する画像データ補整ステップと、
前記画像データ特徴量抽出ステップで得られた前記バックライト輝度値に基づいて前記バックライトの発光量を決定する調光ステップと、
前記液晶パネルに近接して配置されて前記液晶パネルの温度を検出する温度検出手段で得られた温度と前記画像輝度成分の変化方向とから前記バックライト輝度値の設定タイミングを調整する調光タイミング補整ステップと、を具備することを特徴とする液晶表示方法。 A liquid crystal panel showing transmittance according to each pixel data constituting the image;
A liquid crystal display method for displaying an image according to image data on the liquid crystal panel of a liquid crystal display device comprising a backlight for illuminating the liquid crystal panel from the back,
An image data feature amount extraction step for outputting an image correction parameter, a backlight luminance value, and a change direction of the image luminance component for the input image data from the feature amount of the input image data;
An image data correction step of correcting the image data by reflecting the image correction parameters obtained in the image data feature amount extraction step with respect to the input image data;
A dimming step for determining a light emission amount of the backlight based on the backlight luminance value obtained in the image data feature amount extraction step;
Dimming timing for adjusting the setting timing of the backlight luminance value from the temperature obtained by the temperature detecting means that is disposed in the vicinity of the liquid crystal panel and detects the temperature of the liquid crystal panel and the change direction of the image luminance component A liquid crystal display method comprising: a correction step.
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