JP2008020758A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は液晶表示装置に関し、特に、液晶パネルと、互いに異なる色で発光する複数の発光素子を含むバックライトとを備えた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。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a field sequential type liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight including a plurality of light emitting elements that emit light of different colors.
近年、コンピュータやテレビに利用される画像用ディスプレイとして、従来のCRTディスプレイに代わって液晶を利用したディスプレイが普及している。 In recent years, displays using liquid crystal instead of conventional CRT displays have become widespread as image displays used in computers and televisions.
液晶とは、物質の状態の一つで、液体の流動性と固体(結晶)の光学的性質を併せ持つものである。液晶ディスプレイは、2枚のガラス板の間に液晶状態の物質を封入し、電圧を部分的に印加することによってその部分の液晶分子の向きを変え、光の透過率を増減させることで像を表示する。液晶は自ら発光するわけではないため、別途光源が必要である。特に透過型液晶ディスプレイでは、光源を液晶画面の裏面に配置している。この光源をバックライトと呼ぶ。液晶ディスプレイはCRTディスプレイに比べて薄くて軽く、消費電力も少ないため、携帯用機器やパソコンに採用されてきたが、最近では家庭用大型テレビにも採用されている。 A liquid crystal is one of the states of a substance and has both the fluidity of a liquid and the optical properties of a solid (crystal). A liquid crystal display encloses a substance in a liquid crystal state between two glass plates, changes the direction of liquid crystal molecules in that portion by applying a voltage partially, and displays an image by increasing or decreasing the light transmittance. . Since the liquid crystal does not emit light by itself, a separate light source is required. In particular, in a transmissive liquid crystal display, a light source is disposed on the back surface of the liquid crystal screen. This light source is called a backlight. Liquid crystal displays are thinner and lighter than CRT displays and consume less power, so they have been used in portable devices and personal computers. Recently, however, they have also been used in large home TVs.
バックライトの光源としては、冷陰極管が一般的によく使用されるが、最近になって、LEDを光源とするバックライトが発表されてきている。LEDを用いた場合、水銀レスである、寒冷時の発光の立ち上がり安定時間が短い、R(赤),G(緑),B(青)の3原色LEDを用いると画像の色再現範囲を拡大できる、長寿命である、小型・薄型化が可能であるなどの利点があり、今後LEDバックライトが普及すると考えられる。 As a light source of the backlight, a cold cathode tube is generally used, but recently, a backlight using an LED as a light source has been announced. When LED is used, the color reproduction range of the image is expanded by using three primary color LEDs of R (red), G (green), and B (blue), which are mercury-free and have a short rise stabilization time in the cold. LED backlights are expected to be widely used in the future because they have advantages such as long life, small size and thinning.
図13(a)〜(c)は、LEDを用いたバックライトの構成を例示する図である。バックライトは、図13(a)に示すように、フレーム51上に複数のタイル52を配置したものである。図13(b)に示すように、タイル52の表面には複数のLED53が実装されている。より詳細に説明すると、タイル52は、金属あるいは樹脂を主材料とした基板である。金属を主材料としたタイル52では、基板上に絶縁膜が形成され、その上にLED53を実装するための金属配線が設けられている。このタイル52を複数並べてフレーム51で支持する。図13(b)では、複数のLED53はタイル52上にほぼ均等に配置されている。バックライトとしては、基本的に白色に点灯するものが望ましく、その方法としては、白色LEDを用いる方法や、R,G,Bの3原色のLED54〜56の光を混色させて白色を得る方法がある。図3(c)では、LED53として、R,G,Bの3原色のLED54〜56を用いたものが示されている。LED53内には、赤色LED54、緑色LED55、および青色LED56が集合配置されている。
FIGS. 13A to 13C are diagrams illustrating the configuration of a backlight using LEDs. The backlight has a plurality of
図14は、LEDバックライトを用いた液晶テレビの構成を例示する図である。図14は図13(a)のフレーム51を裏側から見たものであり、フレーム51の向こう側にタイル52が配置され、更に向こう側にテレビの映像表示のための液晶パネル60が配置される。このような配置により、バックライトから発した光は液晶パネル60を透過して映像として表示される。
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a liquid crystal television using an LED backlight. FIG. 14 is a view of the
また、フレーム51の、タイル52が配置されている側とは反対側の面には、放送電波を受信・復号するチューナユニット61、チューナユニット61の出力信号に基づいて液晶パネル60に表示するための映像信号を生成する画像処理部62、液晶パネル60をコントロールするLCDコントロール部63、他の機器と信号をやり取りするI/F部64、商用電源からテレビ機器内で使用する複数の電源電圧を生成する電源ユニット65、機器内を冷却するファン66、LEDバックライトを点灯させるためのLEDドライブユニット67などの種々の機能ユニットが搭載される。これらの機能ユニットはテレビの仕様などの必要に応じて集合・分離・省略などされて配置される。
In addition, on the surface of the
液晶パネル60は、主に液晶ユニットと3原色カラーフィルタからなり、表示画像の色の再現は、液晶ユニットにより画素毎にバックライト光をオン/オフすることにより、カラーフィルタを通過する光をコントロールすることで得られている。この場合、バックライトとしては基本的に白色が得られるように点灯するのが望ましい。
The
しかしながら、最近ではカラーフィルタを用いずに色再現を行なうフィールドシーケンシャル方式が試みられている。この方式では、R,G,Bの光源を各々単独に順次発光させ、人間の目の残光性を利用して色を知覚させる。この方式の利点としては、高価なカラーフィルタが不要となることによる低コスト化、カラーフィルタによる光吸収がなくなることによる光利用効率の向上および消費電力の削減、R,G,Bの3つで1画素を構成する必要がなくなることによる表示解像度の向上を挙げることができ、ディスプレイとしては望ましい特徴を得ることができる。 However, recently, a field sequential method that performs color reproduction without using a color filter has been attempted. In this method, each of the R, G, and B light sources is made to emit light one by one sequentially, and the color is perceived using the afterglow of human eyes. There are three advantages of this method: cost reduction by eliminating the need for expensive color filters, improvement in light utilization efficiency by eliminating light absorption by the color filters, reduction in power consumption, and R, G, and B. The display resolution can be improved by eliminating the need to configure one pixel, and desirable characteristics can be obtained as a display.
図15は、フィールドシーケンシャル方式を示すタイムチャートである。一般的に、動画を表示する場合はフレーム単位で表示が行なわれるので、この1フレーム内でR,G,Bの3色を独立に順次発光させる。そのため、R駆動信号を「H」レベルにして赤色LED54を発光させるRフィールド期間、G駆動信号を「H」レベルにして緑色LED55を発光させるGフィールド期間、B駆動信号を「H」レベルにして青色LED56を発光させるBフィールド期間を設ける。それと同時に液晶ユニットでは、各フィールドに同期した液晶コントロールを行なう必要がある。すなわち、Rフィールド期間では表示画像の赤成分を表示し、Gフィールド期間では表示画像の緑成分を表示し、Bフィールド期間では表示画像の青成分を表示する。
FIG. 15 is a time chart showing the field sequential method. Generally, when a moving image is displayed, the display is performed in units of frames, and therefore, the three colors R, G, and B are caused to emit light independently and sequentially within one frame. Therefore, the R drive signal is set to “H” level, the R field period for causing the
しかし、フィールドシーケンシャル方式においては、R,G,Bの点灯が時間的に同一でないために、表示画像を見た時に「色割れ」が発生するという問題がある。ここで、「色割れ」について説明する。図16(a)に示すように、表示画面内に物体Aが表示されているものとする。この表示画面を見ている時に、視線を図16(b)の矢印の方向に動かしたとする。時刻t1,t2,t3における視点の位置をそれぞれPt1,Pt2,Pt3とすると、表示画面内の物体Aは視野の中では相対的に図中のA1,A2,A3のように動く。 However, in the field sequential method, since the lighting of R, G, and B is not temporally the same, there is a problem that “color breakup” occurs when a display image is viewed. Here, “color breakup” will be described. Assume that an object A is displayed on the display screen as shown in FIG. When viewing this display screen, it is assumed that the line of sight is moved in the direction of the arrow in FIG. If the viewpoint positions at times t1, t2, and t3 are Pt1, Pt2, and Pt3, respectively, the object A in the display screen relatively moves in the field of view as A1, A2, and A3 in the drawing.
ここで、時刻t1はRフィールド期間であり、時刻t2はGフィールド期間であり、時刻t3はBフィールド期間であるとすると、A1は赤、A2は緑、A3は青で表示されるので、結果として物体Aの輪郭周辺にR,G,B単色の部分が発生する。これが、物体Aが各色に分離されて認知される「色割れ」と言われる現象である。色割れを軽減するには、表示画像上の物体の輪郭周辺にR,G,Bの単色の部分が発生する程度を軽減することが必要である。色割れは、R,G,Bの各単色のフィールドを視認してしまうことが根本的な原因である。 Here, when time t1 is an R field period, time t2 is a G field period, and time t3 is a B field period, A1 is displayed in red, A2 is displayed in green, and A3 is displayed in blue. As a result, R, G, and B monochromatic portions are generated around the contour of the object A. This is a phenomenon called “color breakup” in which the object A is recognized by being separated into each color. In order to reduce the color breakup, it is necessary to reduce the degree of occurrence of R, G, B monochromatic portions around the contour of the object on the display image. The fundamental cause of the color breakup is that the R, G, and B single color fields are visually recognized.
これを解決する一つの方法として、R,G,Bの各単色のフィールドを視認できない位にフィールドを速く切換えることが考えられる。しかし、上述したように、液晶ユニットもフィールドに同期した液晶コントロールを行なう必要があるが、現状の液晶のオン/オフ状態遷移速度は速いものでも4mS程度と遅く、1フレーム内に3回程度しか遷移させられず、フィールドでいえば1フレームに1回の遷移しか実現できない。 As one method for solving this, it is conceivable to quickly switch the fields so that the single color fields of R, G, and B cannot be visually recognized. However, as described above, the liquid crystal unit also needs to perform liquid crystal control synchronized with the field, but the current liquid crystal on / off state transition speed is as fast as about 4 mS, but only about 3 times in one frame. Transition is not possible, and in the field, only one transition can be realized per frame.
他の方法として、単色だけではなく混合色のフィールドをフレーム内に追加すれば、単色の割合が小さくなり、色割れを軽減できると考えられる。しかしながら、他の色を混ぜると色バランスが崩れてしまい、正確な色再現ができなくなってしまう。このことから、混ぜる色としては無彩色とするのが良いと考えられる。無彩色とは黒、白および灰色のことである。ここでは混合色が無彩色であるフィールドをWフィールドと呼ぶことにする。 As another method, if not only a single color but also a mixed color field is added in the frame, it is considered that the ratio of the single color is reduced and color breakup can be reduced. However, if other colors are mixed, the color balance will be lost and accurate color reproduction will not be possible. From this, it is thought that it is better to use an achromatic color as the color to be mixed. Achromatic colors are black, white and gray. Here, a field in which the mixed color is an achromatic color is referred to as a W field.
たとえば特許文献1においては、図17に示すように、色割れを軽減するために無彩色のWフィールドを1フレーム内に追加している。ここではR,G,BのLED54〜56を同時に点灯して無彩色を得ている。また、特許文献2においては、R,G,Bの各フィールド中にWフィールドを挿入している。
しかし、特許文献1においては、1フレーム中のR,G,Bの各単色が占める期間は、1/3フレームから1/4フレームに短縮されたに過ぎず、R,G,Bの各単色のフィールドを視認してしまうことの軽減効果は乏しい。 However, in Patent Document 1, the period occupied by each single color of R, G, B in one frame is only shortened from 1/3 frame to 1/4 frame, and each single color of R, G, B The reduction effect of visually recognizing the field is poor.
また、特許文献2においては、R,G,Bの各フィールド中にWフィールドを挿入しており、その際に他の2色を同時に点灯しているが、そうすると他の2色の光源に同時に電流が流れることとなり、電磁ノイズの発生、GNDレベルが不安定になる、光源用電源のピーク性能に高い能力が必要、という問題を抱える。また、たとえば赤以外の成分(緑および青)が全くあるいはほとんど無い画素または領域がある画像の場合、Wフィールドを挿入することで、赤以外の成分(緑および青)が全くあるいはほとんど無い画素または領域の色彩度の低下を招く。緑、青についても同様に色彩度の低下を招く。
In
それゆえに、この発明の主たる目的は、色割れの軽減化およびピーク電流の低減化を図ることが可能な液晶表示装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of reducing color breakup and peak current.
この発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、互いに異なる色で発光する複数の発光素子を含むバックライトとを備えたフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、各フレーム期間の複数のフィールド期間にそれぞれのフィールドに対応する色の複数の発光素子を点灯させるとともに、複数のフィールド期間のうちの少なくとも1つのフィールド期間内に、点灯中の発光素子以外の色に対応する複数の発光素子を順次点灯させる、サブフィールド期間を少なくとも1回設けたことを特徴とする。 The liquid crystal display device according to the present invention is a field sequential type liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight including a plurality of light emitting elements that emit light of different colors, and each of the plurality of field periods in each frame period. A plurality of light emitting elements of a color corresponding to the field are turned on, and a plurality of light emitting elements corresponding to colors other than the light emitting element being lit are sequentially turned on in at least one field period of the plurality of field periods. The subfield period is provided at least once.
好ましくは、各フィールド期間内にサブフィールド期間を少なくとも1回設ける。
また好ましくは、サブフィールド期間の長さをフレーム毎に変える。
Preferably, the subfield period is provided at least once in each field period.
Preferably, the length of the subfield period is changed for each frame.
また好ましくは、サブフィールド期間の長さは、1フレームの画像情報に基づいて設定される。 Preferably, the length of the subfield period is set based on image information of one frame.
また好ましくは、サブフィールド期間の長さは、複数フレームの画像情報に基づいて設定される。 Preferably, the length of the subfield period is set based on image information of a plurality of frames.
また好ましくは、画像情報は画像の平均輝度である。
また好ましくは、表示画像の各色成分と閾値とを比較し、ある色成分以外の各色成分が閾値以下である場合は、ある色で発光する発光素子が点灯されるフィールド期間にはサブフィールド期間を設けない。
Preferably, the image information is an average luminance of the image.
Preferably, each color component of the display image is compared with a threshold value, and when each color component other than a certain color component is equal to or smaller than the threshold value, a subfield period is set in a field period in which a light emitting element emitting a certain color is turned on. Not provided.
また好ましくは、発光素子の数は3つであり、3つの発光素子は、それぞれ赤色、緑色および青色で発光する。 Preferably, the number of light emitting elements is three, and the three light emitting elements emit light in red, green and blue, respectively.
この発明に係る液晶表示装置では、各フレーム期間の複数のフィールド期間にそれぞれ複数の発光素子を点灯させるとともに、複数のフィールド期間のうちの少なくとも1つのフィールド期間内に、点灯中の発光素子以外の複数の発光素子を順次点灯させるサブフィールド期間を少なくとも1回設ける。したがって、フィールド期間に全発光素子を点灯させるサブフィールド期間を設けたので、色割れを軽減することができる。また、サブフィールド期間では点灯中の発光素子以外の複数の発光素子を順次点灯させるので、ピーク電流を抑制することができる。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the plurality of light emitting elements are turned on in each of the plurality of field periods of each frame period, and the light emitting elements other than the light emitting elements being turned on are within at least one field period of the plurality of field periods. A subfield period in which the plurality of light emitting elements are sequentially turned on is provided at least once. Therefore, since the subfield period in which all the light emitting elements are turned on in the field period is provided, color breakup can be reduced. In addition, in the subfield period, a plurality of light emitting elements other than the light emitting elements that are turned on are sequentially turned on, so that peak current can be suppressed.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による液晶ディスプレイの要部を示すブロック図である。図1において、この液晶ディスプレイは、画像表示制御部1、液晶パネル2、タイミング制御部3、LED駆動部4、赤色LED5、緑色LED6、および青色LED7を備え、フィールドシーケンシャル方式を採用している。LED5〜7は、複数組設けられ、図13(a)〜(c)で示したようなバックライトを構成している。
[Embodiment 1]
1 is a block diagram showing a main part of a liquid crystal display according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, this liquid crystal display includes an image display control unit 1, a
画像表示制御部1は、入力画像信号を受けて、画像を液晶パネル2に表示するための画像処理および液晶パネルコントロールを行なう。液晶パネル2は、画像表示制御部1により制御されて入力画像を表示する。入力画像信号には通常フレーム毎に同期した信号であるフレーム同期信号が含まれている。画像表示制御部1では、入力画像信号からフレーム同期信号を検出してタイミング制御部3に出力する。LED駆動部4は、赤色LED5、緑色LED6、および青色LED7の各々を独立に駆動する。
The image display control unit 1 receives an input image signal and performs image processing and liquid crystal panel control for displaying an image on the
LED駆動部4は、図2に示すように、ORゲート11〜13、Rドライバ14、Gドライバ15、Bドライバ16、およびLED電源17を含む。LED5〜7のアノードは、ともにLED電源17の出力電圧を受ける。LED5〜7のカソードは、それぞれドライバ14〜16に接続される。ドライバ14〜16の各々は、たとえば定電流駆動回路で構成される。ドライバ14〜16の各々は、オン/オフを外部から制御するための入力端子を備えている。
As shown in FIG. 2, the
ドライバ14〜16のオン/オフを制御する信号として、R駆動信号、G駆動信号、B駆動信号、Wr駆動信号、Wg駆動信号およびWb駆動信号が導入される。R駆動信号およびWr駆動信号は、赤色LED5をオン/オフする信号であり、ORゲート11に入力される。G駆動信号およびWg駆動信号は、緑色LED6をオン/オフする信号であり、ORゲート12に入力される。B駆動信号およびWb駆動信号は、青色LED7をオン/オフする信号であり、ORゲート13に入力される。ORゲート11〜13の出力信号は、それぞれドライバ14〜16の入力端子に入力される。
An R drive signal, a G drive signal, a B drive signal, a Wr drive signal, a Wg drive signal, and a Wb drive signal are introduced as signals for controlling on / off of the
こうすることで、たとえば赤色LED5を点灯する際には、R駆動信号かWr駆動信号を活性化レベルの「H」レベルにすればよい。これは、Wr駆動信号をR駆動信号と分けたほうがWフィールドを制御しやすいからである。これらR,G,B,Wr,Wg,Wb駆動信号は、タイミング制御部3から出力される。タイミング制御部3は、入力画像信号と同期を取りつつ、LED5〜7の点灯タイミングを制御する。
Thus, for example, when the
ここで、色割れを軽減する方法について説明する。上述した様に、色割れを知覚しにくくするには、1フレーム中のR,G,Bの単色だけを連続点灯する時間を短くすればよいと考えられるが、単にR,G,Bの各フィールドの点灯時間を短くしてしまうと表示輝度が落ちてしまい、暗い画像になってしまう。そこで、無彩色(白・灰色)のフィールド(Wフィールドという)を追加することで輝度低下を防ぐ。Wフィールドは、R,G,Bの各LEDを所定の光量点灯させることで得られる。 Here, a method for reducing color breakup will be described. As described above, in order to make it difficult to perceive color breakup, it is considered that the time for continuously lighting only the single colors of R, G, B in one frame may be shortened. If the lighting time of the field is shortened, the display brightness is lowered, resulting in a dark image. Therefore, a reduction in luminance is prevented by adding an achromatic (white / gray) field (referred to as a W field). The W field is obtained by lighting each LED of R, G, and B with a predetermined amount of light.
本発明の特徴として、このWフィールドを1フレーム中に複数設け、色割れ低減効果を高める。これは、WフィールドはR,G,B全ての色を含むため、WフィールドをR,G,Bの各単色フィールド内に追加することで、単色だけを連続点灯する時間を分離して短縮出来るからである。加えて、WフィールドにおけるR,G,BのLED5〜7の点灯タイミングを同時にしない制御を行なうことにより、電磁ノイズの発生を抑え、GNDレベルが不安定になることを抑え、光源用電源のピーク性能に高い能力が不要なバックライトの制御方法を提供する。
As a feature of the present invention, a plurality of the W fields are provided in one frame to enhance the effect of reducing color breakup. This is because the W field includes all the colors of R, G, and B. By adding the W field to each of the single color fields of R, G, and B, the time for continuously lighting only the single color can be separated and shortened. Because. In addition, by controlling the lighting timings of the R, G, and
次に、図3を参照して、LED点灯タイミングについて説明する。入力画像信号が入ると、画像表示制御部1からタイミング制御部3にフレーム同期信号が出力される。このフレーム同期信号と同期して、タイミング制御部3からLED駆動部に対してR駆動信号、G駆動信号およびB駆動信号が出力される。各駆動信号は、1フレームの概略1/3の期間で順次出力される。そして、このR駆動信号、G駆動信号およびB駆動信号のタイミングでLED駆動部4はLED5〜7を駆動する。さらに、WフィールドをR,G,Bの各フィールド中に追加する。
Next, LED lighting timing will be described with reference to FIG. When an input image signal is input, a frame synchronization signal is output from the image display control unit 1 to the
Wフィールドは、Wr駆動信号、Wg駆動信号、Wb駆動信号で実現する。また、Wフィールドは無彩色であるため、R,G,Bの全てのLED5〜7を所定の光量だけ点灯することで実現する。本例では、LED5〜7を同じ時間点灯させることで無彩色が得られるようなLEDを用いるものとする。また、LED5〜7を同じ時間点灯させることで無彩色が得られるが、点灯タイミングとして同時に点灯する必要はない。若干のズレを持たせて点灯しても、人間が見た場合は、目の残光性から無彩色と知覚するからである。
The W field is realized by a Wr drive signal, a Wg drive signal, and a Wb drive signal. Further, since the W field is achromatic, it is realized by turning on all the R, G, and
LED5〜7の点灯タイミングをずらすことにより、LED5〜7に流れる電流タイミングが重ならないため、全体のピーク電流が低く抑えられる。すなわち、図4(a)に示すように、たとえばGおよびB駆動信号でGおよびBのLED6,7を駆動した場合、LED6,7に流れる電流の波形は立ち上がり時にピークを持つ。図4(a)のように、これらの点灯タイミングを同時にすると各ピークが重なり、瞬間的に大電流が流れることとなる。そのため、大きな電磁ノイズが発生し、GNDレベルが不安定になり、LED電源7の電流ピーク性能として高い能力が必要となる。一方、図4(b)のように、点灯タイミングをずらすことにより、電流ピークが重ならず、上記不具合が発生しない。
By shifting the lighting timing of the
次に図3に戻って、RフィールドへのWフィールドの挿入について説明する。Wr駆動信号は、Rフィールドの開始から所定時間tdr後に「H」レベルに立ち上げられ、さらに所定時間tw経過後に「L」レベルに立ち下げられる。今の場合、Rフィールド中であるので、既にR駆動信号により赤色LED5が駆動されているため、Wr駆動信号に対して赤色LED5の駆動状態は変化しない。
Next, returning to FIG. 3, the insertion of the W field into the R field will be described. The Wr drive signal is raised to the “H” level after a predetermined time tdr from the start of the R field, and further lowered to the “L” level after the predetermined time tw has elapsed. In this case, since the R field is being used, the
Wg駆動信号は、Gフィールドの開始から所定時間tdg経過後に「H」レベルに立ち上げられ、さらに所定時間tw経過後に「L」レベルに立ち下げられる。Wg駆動信号が「H」レベルの期間は緑色LED6が駆動される。Wb駆動信号は、Bフィールドの開始から所定時間tdb経過後に「H」レベルに立ち上げられ、さらに所定時間tw経過後に「L」レベルに立ち下げられる。Wb駆動信号が「H」レベルの期間は青色LED7が駆動される。このようにして、Rフィールド中にWフィールドが挿入される。なお、ディレイ時間tdr,tdg,tdbおよびtwは予めタイミング制御部3に設定された値としてもよいし、外部から設定されてもよい。同様にして、GフィールドおよびBフィールド中にもWフィールドが挿入される。
The Wg drive signal is raised to “H” level after elapse of a predetermined time tdg from the start of the G field, and is further lowered to “L” level after elapse of the predetermined time tw. The
このときのタイミング制御部3の動作を図5を参照して詳細に説明する。タイミング制御部3は、たとえばCPUなどのプロセッサで構成される。本制御のメインルーチンがスタートされると、タイミング制御部3は、ステップS1において、ディレイ時間tdr,tdg,tdbと点灯時間twを設定する。tdr≠tdg≠tdb、たとえばtdr<tdg<tdbとする。設定先はレジスタなどのメモリでよい。次に、ステップS2において、フレーム同期信号が入力されるのを待つ。画像信号が入力されると、画像表示制御部1からフレーム同期信号が入力されるので、ステップS3において、Rフィールドを開始するためにR駆動信号を「H」レベルにすると同時に、Rフィールド期間trの経過時間を知るためのタイマカウントをスタートさせる。また、Wフィールドを挿入するためのサブルーチンであるWrルーチン、WgルーチンおよびWbルーチンをスタートさせる。メインルーチンでは、ステップS4において、trが1/3フレームの時間だけ経過するまで待つ。
The operation of the
図6(a)〜(c)に示すように、Wrルーチンがスタートすると、タイミング制御部3はステップS21において、tdrの経過を検知するためのタイマカウントをスタートさせ、ステップS22においてtdrの経過を待つ。tdrが経過すると、ステップS23においてWr駆動信号を「H」レベルにするとともに、twの経過を検知するためのタイマカウントをスタートさせ、ステップS24においてtwの経過を待つ。twが経過すると、ステップS25においてW駆動信号を「L」レベルに立ち下げてWrルーチンを終了する。
As shown in FIGS. 6A to 6C, when the Wr routine is started, the
Wgルーチンがスタートすると、タイミング制御部3はステップS31において、tdgの経過を検知するためのタイマカウントをスタートさせ、ステップS32においてtdgの経過を待つ。tdgが経過すると、ステップS33においてWg駆動信号を「H」レベルにするとともに、twの経過を検知するためのタイマカウントをスタートさせ、ステップS34においてtwの経過を待つ。twが経過すると、ステップS35においてW駆動信号を「L」レベルに立ち下げてWgルーチンを終了する。
When the Wg routine starts, the
Wbルーチンがスタートすると、タイミング制御部3はステップS41において、tdbの経過を検知するためのタイマカウントをスタートさせ、ステップS42においてtdbの経過を待つ。tdbが経過すると、ステップS43においてWb駆動信号を「H」レベルにするとともに、twの経過を検知するためのタイマカウントをスタートさせ、ステップS44においてtwの経過を待つ。twが経過すると、ステップS45においてW駆動信号を「L」レベルに立ち下げてWbルーチンを終了する。
When the Wb routine is started, the
図5に戻って、メインルーチンのtrが1/3フレーム時間だけ経過すると、ステップS5において、R駆動信号を「L」レベルに立ち下げてGフィールド制御へと移行する。タイミング制御部3は、ステップS6において、Gフィールドを開始するためにG駆動信号を「H」レベルに立ち上げる同時に、Gフィールド時間tgの経過を検知するためのタイマカウントをスタートさせる。また、Wフィールドを挿入するためのサブルーチンであるWrルーチン、WgルーチンおよびWbルーチンをスタートさせる。ステップS7において、tgが1/3フレーム時間だけ経過するのを待つ。tgが1/3フレーム時間だけ経過すると、ステップS8においてG駆動信号を「L」レベルに立ち下げてBフィールド制御へと移行する。
Returning to FIG. 5, when tr of the main routine has elapsed by 1/3 frame time, the R drive signal is lowered to “L” level in
タイミング制御部3は、ステップS9において、Bフィールドを開始するためにB駆動信号を「H」レベルに立ち上げると同時に、Bフィールド時間tbの経過を検知するためのタイマカウントをスタートさせる。また、Wフィールドを挿入するためのサブルーチンであるWrルーチン、WgルーチンおよびWbルーチンをスタートさせる。ステップS10において、tbが1/3フレーム時間だけ経過するのを待つ。tbが1/3フレーム時間だけ経過すると、ステップS11において、B駆動信号を「L」レベルに立ち下げてステップS2に戻り、次に同期信号を受信するまで待つ。
In step S9, the
なお、ディレイ時間tdr,tdg,tdbをフレーム毎に変えることでフリッカを軽減する効果が得られる。すなわち、Wフィールドを1フレーム中の決まったタイミングで挿入すると、全てのフィールドでWフィールドおよびR,G,Bの各単色点灯タイミングが同じ周期で視覚されるため、人によってはこの周期性がフリッカとして認識される可能性がある。ディレイ時間tdr,tdg,tdbをフレーム毎に変えることで、WフィールドおよびR,G,Bの各単色点灯タイミングがフレーム毎に変わり、点灯周期性が低減するため、フリッカが低減される。ディレイ時間tdr,tdg,tdbにランダム性を持たせれば、フリッカの低減化に効果的である。 Note that an effect of reducing flicker can be obtained by changing the delay times tdr, tdg, and tdb for each frame. That is, if the W field is inserted at a fixed timing in one frame, the W field and the R, G, B single color lighting timings are visually recognized in the same period in all fields. May be recognized. By changing the delay times tdr, tdg, and tdb for each frame, the single-color lighting timings for the W field and R, G, and B are changed for each frame, and the lighting periodicity is reduced, so that flicker is reduced. Giving randomness to the delay times tdr, tdg, and tdb is effective in reducing flicker.
また、画像表示制御部1は、液晶パネル2に対して、Rフィールド期間中は画像の赤成分の画像を、Gフィールド期間中は画像の緑成分の画像を、Bフィールド期間中は画像の青成分の画像を表示するようにパネル制御する。液晶パネルの表示とLED5〜7の点灯タイミングとをより精度良く同期させるために、タイミング制御部3から画像表示制御部1にR,G,B各フィールド期間に対応する信号を与えるようにしてもよい。
Further, the image display control unit 1 displays the red component image of the image during the R field period, the green component image during the G field period, and the blue image of the image during the B field period. Panel control to display component images. In order to synchronize the display on the liquid crystal panel and the lighting timing of the
[実施の形態2]
実施の形態1で説明したが、WフィールドではR,G,BのLED5〜7を同じ時間点灯することで無彩色の光を得ている。しかしながら、Wフィールド期間を過度に長くすると表示画像が白っぽくなってしまい、逆に過度に短くすると表示画像の輝度が低下してしまう。これを避けるために、Wフィールド期間を最適に調整することで、画面輝度を維持し、かつ画像が白っぽくならなくすることができる。これを実現するため、図7に示すように、画像表示制御部1とタイミング制御部3の間にW期間設定部20が追加される。W期間設定部20は、画像表示制御部1から画像情報を受け取り、その画像情報に基づいてWフィールド期間を設定する。
[Embodiment 2]
As described in the first embodiment, in the W field, achromatic light is obtained by lighting the R, G, and
Wフィールド期間の設定とは、twの値を設定することと同義である。以下に、twの設定例を図8を参照して説明する。たとえば、受け取った1フレームの画像情報から画面の平均輝度を算出し、得られた平均輝度値に基づいてそのフレームに対応するtwを設定する。画面の平均輝度は、概ね画像のR,G,BのうちのG成分で決まる。そこで、受け取った画像情報の全ての画素のG成分を画像メモリ21に記憶し、記憶した全画素のG成分の平均値XgをXg演算部22で演算する。twの最大値をtwmaxとし、各画素の解像度を8ビットとした場合、そのフレームに対応するtwを数式tw=twmax*Xg/256に基づいてtw演算部23で演算する。twの演算結果は出力部24によってタイミング制御部3に与えられる。タイミング制御部3は、W期間設定部20から与えられたtwに従ってWフィールド期間を設定する。twの最大値twmaxは、予めW期間設定部20に設定された値としてもよいし、外部から設定してもよい。また、twを求める演算は、R,G,Bの各フィールドの開始からWフィールドを挿入する時間であるtdr,tdg,tdb以内に完了すればよい。
Setting the W field period is synonymous with setting the value of tw. Hereinafter, a setting example of tw will be described with reference to FIG. For example, the average luminance of the screen is calculated from the received image information of one frame, and tw corresponding to the frame is set based on the obtained average luminance value. The average luminance of the screen is generally determined by the G component of R, G, and B of the image. Therefore, the G component of all the pixels of the received image information is stored in the
Wフィールド期間設定の別の例として、たとえば、受け取った複数フレームの画像情報の画面の平均輝度を算出し、得られた平均輝度値に基づいてその複数フレームに対応するWフィールド期間を設定することも考えられる。受け取った複数フレームの画像情報の全ての画素のG成分についての平均値Xg1を演算する。その複数フレームに対応するtw1を数式tw1=twmax*Xg1/256に基づいて演算することでtw1を求めることができる。複数フレーム数は、予めW期間設定部20に設定された値としてもよいし、外部から設定してもよい。このようにすれば、1フレーム毎にtwを計算する必要がなく、低速なシステムで対応できる。
As another example of setting the W field period, for example, calculating the average luminance of the screen of the received image information of a plurality of frames, and setting the W field period corresponding to the plurality of frames based on the obtained average luminance value Is also possible. The average value Xg1 for the G component of all the pixels of the received image information of a plurality of frames is calculated. By calculating tw1 corresponding to the plurality of frames based on the formula tw1 = twmax * Xg1 / 256, tw1 can be obtained. The number of frames may be a value set in advance in the W
[実施の形態3]
実施の形態1,2では、WフィールドをR,G,Bの各フィールドに1回挿入した例を説明したが、この実施の形態3では、図9に示すように、R,G,Bの各フィールドにWフィールドを複数回挿入する。図9では、R,G,Bの各フィールドの開始から所定時間tdr1経過後にW1フィールドを挿入するとともに、R,G,Bの各フィールドの開始から所定時間tdr2経過後にW2フィールドを挿入している。このディレイ時間tdr1およびtdr2は予めタイミング制御部3に設定された値としてもよいし、外部から設定してもよい。また、W1フィールド時間tw1およびW2フィールド時間tw2も、予めタイミング制御部3に設定された値としてもよいし、外部から設定してもよい。
[Embodiment 3]
In the first and second embodiments, the example in which the W field is inserted once in each of the R, G, and B fields has been described. However, in this third embodiment, as shown in FIG. Insert W field multiple times in each field. In FIG. 9, the W1 field is inserted after the elapse of a predetermined time tdr1 from the start of each field of R, G, B, and the W2 field is inserted after the elapse of a predetermined time tdr2 from the start of each field of R, G, B. . The delay times tdr1 and tdr2 may be values set in advance in the
また、実施の形態2で説明したように、画面輝度を維持したままWフィールドを挿入する場合は、twを算出し、たとえばtw1=tw/2、tw2=tw/2と設定すればよい。このようにすれば、R,G,Bの各単色が連続表示される時間が、実施の形態1,2よりも分離して短縮されるため、色割れがさらに軽減される。 Further, as described in the second embodiment, when the W field is inserted while maintaining the screen luminance, tw is calculated, and for example, tw1 = tw / 2 and tw2 = tw / 2 may be set. In this way, the time for which each single color of R, G, B is continuously displayed is shortened separately from the first and second embodiments, so that the color breakup is further reduced.
[実施の形態4]
たとえば、表示画像に赤以外の成分(すなわち緑と青の成分)を全く含まない画素あるいは領域がある場合、この画素あるいは領域は赤単色で表示されるべきである。実施の形態1〜3では、R,G,Bの各フィールドについてWフィールドを挿入していたが、そのような場合は、RフィールドにWフィールドが混じっているために、当該画素あるいは領域については赤色の彩度が低下してしまう。そこで、この実施の形態4では、これを避けるために、そのような場合はRフィールドにWフィールドを挿入することを中止する。同様に、表示画像に緑以外の成分(すなわち赤と青の成分)を全く含まない画素あるいは領域がある場合は、GフィールドにWフィールドを挿入することを中止し、表示画像に青以外の成分(すなわち赤と緑の成分)を全く含まない画素あるいは領域がある場合は、BフィールドにWフィールドを挿入することを中止する。このようにすることで、色割れの軽減については、R,G,B全てのフィールドでWフィールドを挿入した場合に比べて低下するが、単色の画素あるいは領域での色彩度を確保することが出来る。
[Embodiment 4]
For example, if there is a pixel or region that does not contain any components other than red (ie, green and blue components) in the display image, this pixel or region should be displayed in a single red color. In the first to third embodiments, the W field is inserted for each of the R, G, and B fields. In such a case, since the W field is mixed in the R field, the pixel or region is not related. Red saturation will decrease. Therefore, in the fourth embodiment, in order to avoid this, insertion of the W field into the R field is stopped in such a case. Similarly, if there is a pixel or region that does not contain any component other than green (that is, red and blue components) in the display image, the insertion of the W field in the G field is stopped, and the component other than blue in the display image If there is a pixel or region that does not contain any (ie, red and green components), the insertion of the W field into the B field is stopped. By doing so, the reduction in color breakup is lower than when the W field is inserted in all the R, G, and B fields, but it is possible to ensure color saturation in a single color pixel or region. I can do it.
また、表示画像に赤以外の成分(すなわち緑と青の成分)がある閾値以下の画素あるいは領域がある場合、表示画像に緑以外の成分(すなわち赤と青の成分)がある閾値以下の画素あるいは領域がある場合、表示画像に青以外の成分(すなわち赤と緑の成分)がある閾値以下の画素あるいは領域がある場合に、閾値が非常に小さい場合は上記と同様のことが言え、対応するフィールド中のWフィールド挿入を中止すればよい。 In addition, when there is a pixel or region that has a component other than red (that is, green and blue components) or less in the display image and there is a pixel or region that has a component other than green (that is, red and blue components) in the display image. Or if there is an area, if there is a pixel or area below the threshold that has a component other than blue (that is, red and green components) in the display image, and the threshold is very small, the same can be said. The W field insertion in the field to be performed may be stopped.
これを実現するため図10に示すように、図7の構成に加え、画像表示制御部1とタイミング制御部3の間に色情報認識部30を設ける。色情報認識部30の詳細を図11に示す。画像表示制御部1からの画像情報は、画像メモリ31に格納される。R成分抽出部32、G成分抽出部33およびB成分抽出部34によって画像メモリ31内の画像情報からR,G,B成分を抽出し、R閾値設定部35、G閾値設定部36およびB閾値設定部37によってR,G,Bの閾値を設定し、R比較部38、G比較部39、およびB比較部40によってR,G,B毎に抽出成分と閾値とを比較する。比較の結果、閾値以下の色について出力部41を介してタイミング制御部3に出力する。タイミング制御部3は、2色が閾値以下である場合は、残りの色に対応するフィールドにWフィールドを挿入しないように、図2のW駆動信号を制御する。なお、R,G,Bの各閾値は、予め色情報認識部30に設定された値としてもよいし、外部から設定してもよい。
In order to realize this, as shown in FIG. 10, a color
図12は、赤以外の成分(すなわち緑と青の成分)が閾値以下である画素あるいは領域がある場合のタイミングチャートである。この場合は、Rフィールドにおいて、Wフィールドを挿入しないことで、当該画素あるいは領域の赤の彩度を確保する。 FIG. 12 is a timing chart when there are pixels or regions in which components other than red (that is, green and blue components) are equal to or less than a threshold value. In this case, the red saturation of the pixel or region is secured by not inserting the W field in the R field.
なお、画像表示制御部1、タイミング制御部3、W期間設定部20、色情報認識部30は、液晶表示装置内のCPUあるいはDSP内に統合的に設けられてもよい。
Note that the image display control unit 1, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 画像表示制御部、2 液晶パネル、3 タイミング制御部、4 LED駆動部、5,54 赤色LED、6,55 緑色LED、7,56 青色LED、11〜13 ORゲート、14 Rドライバ、15 Gドライバ、16 Bドライバ、17 LED電源、20 W期間設定部、21,31 画像メモリ、22 Xg演算部、23 tw演算部、24,41 出力部、32 R成分抽出部、33 G成分抽出部、34 B成分抽出部、35 R閾値設定部、36 G閾値設定部、37 B閾値設定部、38 R比較部、39 G比較部、40 B比較部、51 フレーム、52 タイル、53 LED、60 液晶パネル、61 チューナユニット、62 画像処理部、63 LCDコントロール部、64 I/F部、65 電源ユニット、66 ファン、67 LEDドライブユニット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display control part, 2 Liquid crystal panel, 3 Timing control part, 4 LED drive part, 5,54 Red LED, 6,55 Green LED, 7,56 Blue LED, 11-13 OR gate, 14 R driver, 15 G Driver, 16 B driver, 17 LED power supply, 20 W period setting unit, 21, 31 image memory, 22 Xg calculation unit, 23 tw calculation unit, 24, 41 output unit, 32 R component extraction unit, 33 G component extraction unit, 34 B component extraction unit, 35 R threshold value setting unit, 36 G threshold value setting unit, 37 B threshold value setting unit, 38 R comparison unit, 39 G comparison unit, 40 B comparison unit, 51 frame, 52 tile, 53 LED, 60 liquid crystal Panel, 61 Tuner unit, 62 Image processing unit, 63 LCD control unit, 64 I / F unit, 65 Power supply unit, 66 Fan, 6 LED drive unit.
Claims (8)
各フレーム期間の複数のフィールド期間にそれぞれのフィールドに対応する色の前記複数の発光素子を点灯させるとともに、前記複数のフィールド期間のうちの少なくとも1つのフィールド期間内に、点灯中の発光素子以外の色に対応する複数の発光素子を順次点灯させる、サブフィールド期間を少なくとも1回設けたことを特徴とする、液晶表示装置。 In a field sequential type liquid crystal display device comprising a liquid crystal panel and a backlight including a plurality of light emitting elements that emit light of different colors,
The plurality of light emitting elements having colors corresponding to the respective fields are turned on in a plurality of field periods of each frame period, and the light emitting elements other than the light emitting elements being turned on are included in at least one field period of the plurality of field periods. A liquid crystal display device, wherein a plurality of light-emitting elements corresponding to colors are sequentially turned on, and a subfield period is provided at least once.
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