JP2009092917A - Liquid crystal display device - Google Patents

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貴久 幡野
Kimiyoshi Suzuki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize a backlight operation at a low temperature. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device displaying an image by widening a dynamic range of an image signal and suppressing the luminance of the backlight includes an after-start time detection circuit measuring the time after the start of the liquid crystal display device and outputting an activating time signal indicating the measured time. After the start of the liquid crystal display device until a prescribed time passes, an amount of suppressing the luminance of the backlight is lowered so that the backlight operation at a low temperature is stabilized. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は液晶テレビ、液晶ディスプレイ等のバックライト用インバータを制御するバックライト制御に関するものである。   The present invention relates to backlight control for controlling an inverter for backlight of a liquid crystal television, a liquid crystal display or the like.

近年、液晶テレビや液晶ディスプレイ等の液晶を用いた映像機器は映像信号の特徴量を検出し、その検出結果に応じて信号のダイナミックレンジやガンマ補正、また液晶のバックライト輝度を制御し、画質を最大限に向上させる取り組みがなされている(例えば、特許文献1に記載)。   In recent years, video equipment using liquid crystal such as liquid crystal televisions and liquid crystal displays detects the feature amount of the video signal, and controls the dynamic range and gamma correction of the signal and the backlight brightness of the liquid crystal according to the detection result. Efforts have been made to maximize this (for example, described in Patent Document 1).

また、一般に液晶テレビ等で用いているバックライトは冷陰極管を用いており、低温時はそのランプの構成成分の特性から輝度が取れないと知られている(例えば、特許文献2に記載)。
特開2002―108305号公報 特開2004−220810号公報
In general, a backlight used in a liquid crystal television or the like uses a cold cathode tube, and it is known that luminance cannot be obtained due to the characteristics of the constituent components of the lamp at a low temperature (for example, described in Patent Document 2). .
JP 2002-108305 A JP 2004-220810 A

しかし、従来のバックライトの輝度を制御する方法では、映像信号のゲインを上げるとともにバックライトのゲインを絞っている。一般に、バックライトは低温での起動性、輝度特性が弱く、従来のバックライト制御でバックライトを絞っていた場合、輝度特性の悪化し、もしくは、不点灯となる課題があった。   However, in the conventional method for controlling the luminance of the backlight, the gain of the video signal is increased and the gain of the backlight is reduced. In general, the backlight has low startability and low luminance characteristics at low temperatures, and there has been a problem that when the backlight is narrowed down by conventional backlight control, the luminance characteristics deteriorate or the lighting is not turned on.

また、従来の手法であるバックライト制御の下限を制限することで不点灯を防止したとしても、本来低下して欲しい輝度までバックライトが絞りきらず、映像信号の制御ゲインとバックライトの制御ゲインがミスマッチを起こし、画質的に違和感があるという課題があった。   In addition, even if non-lighting is prevented by limiting the lower limit of backlight control, which is the conventional method, the backlight does not fully squeeze to the brightness that is originally desired to decrease, and the video signal control gain and the backlight control gain are There was a problem that a mismatch occurred and the image quality was uncomfortable.

上記課題を解決するために本発明の液晶表示装置は、映像信号のダイナミックレンジを検出する特徴量検出回路と、液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を出力する起動後時間検出回路と、特徴量検出回路で検出したダイナミックレンジ、及び、起動時間信号に基づき映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号、及び、インバータ制御信号を出力する演算回路と、前記映像信号を前記映像信号制御信号に基づき制御する映像信号制御回路と、インバータ制御信号に基づきバックライト制御信号を出力するインバータ回路と、バックライト制御信号に基づき点灯するバックライトと、映像信号制御回路で制御された映像信号を表示する液晶モジュールと、を備え、起動時間信号が示す時間が所定の値より小さい場合は、演算回路はバックライトの輝度が所定の値より小さくならないように、インバータ回路を制御することを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, a liquid crystal display device according to the present invention includes a feature amount detection circuit that detects a dynamic range of a video signal, a time after the liquid crystal display device is started, and a start time signal that indicates the measured time. A post-startup time detection circuit that outputs, a dynamic range detected by the feature amount detection circuit, a video signal control signal that controls the contrast and brightness of the video signal based on the start-up time signal, and an arithmetic circuit that outputs an inverter control signal A video signal control circuit that controls the video signal based on the video signal control signal, an inverter circuit that outputs a backlight control signal based on the inverter control signal, a backlight that lights up based on the backlight control signal, and a video A liquid crystal module for displaying a video signal controlled by a signal control circuit, and a startup time signal If the time indicated is smaller than a predetermined value, the arithmetic circuit so that the luminance of the backlight is not smaller than a predetermined value, it is characterized in that for controlling the inverter circuit.

以上のように本発明によれば、バックライトの輝度を映像信号の特徴に応じて制御する液晶テレビおよびディスプレイにおいて、違和感なく安定な映像を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a stable video without a sense of incongruity in a liquid crystal television and a display that control the luminance of the backlight according to the characteristics of the video signal.

(実施の形態1)
図1は本発明の液晶表示装置の構成図の一例であり、図2はバックライトの輝度を制御する画質改善の方法のイメージ図、図3は温度制御の一例を示した図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an example of a configuration diagram of a liquid crystal display device of the present invention, FIG. 2 is an image diagram of an image quality improvement method for controlling backlight luminance, and FIG. 3 is an example of temperature control.

図1において、1は特徴量検出回路、2は演算回路、3は起動後時間検出回路、4は映像信号制御回路、5はインバータ回路、6は液晶モジュール、7はバックライトである。   In FIG. 1, 1 is a feature amount detection circuit, 2 is an arithmetic circuit, 3 is a post-startup time detection circuit, 4 is a video signal control circuit, 5 is an inverter circuit, 6 is a liquid crystal module, and 7 is a backlight.

以下に具体的な動作を説明する。特徴量検出回路1は、映像信号の最大輝度レベルや最小輝度レベルなどダイナミックレンジに関する情報、平均輝度レベル(APL)などを検出し、演算回路2へ出力される。   A specific operation will be described below. The feature amount detection circuit 1 detects information on the dynamic range such as the maximum luminance level and the minimum luminance level of the video signal, the average luminance level (APL), and the like, and outputs the information to the arithmetic circuit 2.

演算回路2は、特徴量検出回路1で検出された最大輝度レベルや最小輝度レベル、平均輝度レベル(APL)、及び後述する起動後時間検出回路3からの起動時間信号から映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号とインバータ回路5を制御するインバータ制御信号を計算する。   The arithmetic circuit 2 determines the contrast and brightness of the video signal from the maximum luminance level, minimum luminance level, average luminance level (APL) detected by the feature amount detection circuit 1, and the activation time signal from the activation time detection circuit 3 described later. A video signal control signal for controlling the inverter and an inverter control signal for controlling the inverter circuit 5 are calculated.

起動後時間検出回路3は、液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を演算回路2に出力する。   The post-startup time detection circuit 3 measures the time after the start of the liquid crystal display device and outputs a startup time signal indicating the measured time to the arithmetic circuit 2.

映像信号制御回路4は、映像信号にガンマ補正等、所定の映像信号処理をすると共に、映像信号制御信号に基づき映像信号のダイナミックレンジを変換し、液晶モジュール6に供給する。   The video signal control circuit 4 performs predetermined video signal processing such as gamma correction on the video signal, converts the dynamic range of the video signal based on the video signal control signal, and supplies it to the liquid crystal module 6.

インバータ回路5は、インバータ制御信号に基づき、バックライト7を制御するバックライト制御信号を出力する。   The inverter circuit 5 outputs a backlight control signal for controlling the backlight 7 based on the inverter control signal.

液晶モジュール6は、映像信号制御回路4から出力される映像信号に基づき、駆動される。   The liquid crystal module 6 is driven based on the video signal output from the video signal control circuit 4.

バックライト7は、バックライト制御信号に基づき点灯する。   The backlight 7 is turned on based on a backlight control signal.

図2に本実施の形態における液晶表示装置の動作のイメージ図を示す。図2(a)は入力映像信号を示している。また、縦軸は明るさ方向を示す。黒色で塗られた部分がその画面の映像信号の輝度分布を示している。黒色の一番高い部分が最大輝度レベルで、一番低い部分が最小輝度レベルであり、両者の差がダイナミックレンジである。   FIG. 2 shows an image diagram of the operation of the liquid crystal display device in this embodiment. FIG. 2A shows an input video signal. The vertical axis indicates the brightness direction. The portion painted in black indicates the luminance distribution of the video signal on the screen. The highest part of black is the maximum luminance level, the lowest part is the minimum luminance level, and the difference between the two is the dynamic range.

図2(b)は画質改善方法を用いない場合の映像信号制御回路4の液晶モジュール6への出力である。この場合、入力映像信号のダイナミックレンジは変更されない。   FIG. 2B shows an output to the liquid crystal module 6 of the video signal control circuit 4 when the image quality improvement method is not used. In this case, the dynamic range of the input video signal is not changed.

図2(c)はバックライトの輝度値を示す。画質改善方法を用いない場合は一定の値になる。本例では100cd/m2としている。   FIG. 2C shows the luminance value of the backlight. When the image quality improvement method is not used, the value is constant. In this example, it is set to 100 cd / m2.

液晶モジュール6の表示は、この映像信号とバックライトの積で考えることができる。図2(d)は液晶モジュール6に表示される映像を表すものとする。   The display of the liquid crystal module 6 can be considered as the product of this video signal and the backlight. FIG. 2D represents an image displayed on the liquid crystal module 6.

今、図2(a)のように黒レベルが浮いていて、白レベルが高くない、すなわちダイナミックレンジが広くない信号を入力した場合を考える。特徴量検出回路1では映像信号の最大輝度値、最小輝度値など映像信号のダイナミックレンジに関する情報などを検出して演算回路2へ入力する。演算回路2では最大輝度値、最小輝度値などから映像信号としてはまだダイナミックレンジを広げることができると判断する。   Consider the case where a black level is floating as shown in FIG. 2A and a white level is not high, that is, a signal having a wide dynamic range is input. The feature amount detection circuit 1 detects information about the dynamic range of the video signal such as the maximum luminance value and the minimum luminance value of the video signal and inputs the detected information to the arithmetic circuit 2. The arithmetic circuit 2 determines from the maximum luminance value, the minimum luminance value, etc. that the dynamic range can still be expanded as a video signal.

映像信号制御回路4で映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御し、図2(e)のように映像信号のダイナミックレンジを広げる。一方、このままでは全体的に明るくなりすぎるためインバータ回路5を制御するインバータ制御信号を小さくする。本実施の形態では図2(f)のように60cd/m2にするとする。この場合、液晶モジュール6の表示は図2(g)のようになる。   The video signal control circuit 4 controls the contrast and brightness of the video signal to widen the dynamic range of the video signal as shown in FIG. On the other hand, since the overall brightness becomes too bright as it is, the inverter control signal for controlling the inverter circuit 5 is reduced. In this embodiment, it is set to 60 cd / m 2 as shown in FIG. In this case, the display of the liquid crystal module 6 is as shown in FIG.

図2(g)より明らかなように、最大輝度は変わらず、最小輝度値が小さくなる。これにより液晶モジュール6に表示のダイナミックレンジが広がり、より黒が引き締まった高品位な映像を提供することができる。同時にバックライト7の明るさを抑えていることから消費電力も低減するというメリットがある。一般的に上記制御は入力映像信号の特徴量に応じて毎フレーム制御を変えており、インバータ回路5のインバータ制御信号をできるだけ大きく変動することで、より高い効果を得ることができる。   As is clear from FIG. 2G, the maximum luminance does not change and the minimum luminance value becomes small. As a result, the dynamic range of display is widened on the liquid crystal module 6, and a high-definition image in which black is tightened can be provided. At the same time, since the brightness of the backlight 7 is suppressed, there is an advantage that power consumption is reduced. Generally, the above control changes the frame control in accordance with the feature amount of the input video signal, and a higher effect can be obtained by changing the inverter control signal of the inverter circuit 5 as much as possible.

一方、映像信号の制御とバックライト7の制御にミスマッチを起こすと明るさが変わってしまい表示画像に違和感を感じるため、高度な演算性能が要求される。液晶モジュール6の表示はこの映像信号とバックライト7の積なので、同じ入力映像信号でも映像信号のダイナミックレンジを広げ方とインバータ回路5を制御する制御信号の下げ方を連動させればインバータ変動の寄与度を制御することができる。   On the other hand, if there is a mismatch between the video signal control and the backlight 7 control, the brightness changes and the display image feels uncomfortable. Since the display of the liquid crystal module 6 is the product of the video signal and the backlight 7, even if the same input video signal is used, if the dynamic range of the video signal is expanded and the control signal for controlling the inverter circuit 5 is lowered, the fluctuation of the inverter is changed. The degree of contribution can be controlled.

また、液晶ディスプレイは周囲が暗い環境で視聴するとその原理から黒が浮いてしまうことが知られている。これはバックライトの光が漏れることによるものであるが、周囲の照度を検出して周囲が暗い場合はインバータ回路5を制御する制御信号を小さくし、映像信号のダイナミックレンジを広げるように制御することで、前述のような黒浮きを抑制することが可能である。   In addition, it is known that when a liquid crystal display is viewed in an environment where the surroundings are dark, black appears due to its principle. This is due to leakage of light from the backlight. When the ambient illuminance is detected and the surroundings are dark, the control signal for controlling the inverter circuit 5 is reduced to control the dynamic range of the video signal. Thus, it is possible to suppress the black float as described above.

また、低温時にはインバータ回路5を制御するインバータ制御信号が小さいとバックライト7で用いている冷陰極管の特性上不点灯や大幅な輝度低下を生じてしまう。一般的に映像表示機器は、電源投入時は温度が低いが、一定時間経過すると自己発熱により機器の温度は上昇していく。そのため温度センサーのような高価な温度検出手段を用いず、起動後の経過時間を測定することで、起動後の時間に応じてインバータ回路5の周辺温度が少なくとも何度以上か、を推測することができる。   On the other hand, if the inverter control signal for controlling the inverter circuit 5 is low at a low temperature, the cold cathode tube used in the backlight 7 may not be lit or the luminance may be significantly reduced due to the characteristics of the cold cathode tube. Generally, the temperature of a video display device is low when the power is turned on, but the temperature of the device rises due to self-heating when a certain time elapses. Therefore, by estimating the elapsed time after startup without using expensive temperature detection means such as a temperature sensor, it is possible to estimate at least how many times the ambient temperature of the inverter circuit 5 is at least more according to the time after startup. Can do.

よって起動後の経過時間を起動後時間検出回路3で計測し、その起動後経過時間に応じてバックライト制御信号の寄与度(以下、バックライト制御ゲインと称する。)を変える。すなわち、起動後一定時間経過後は前述で説明したようにインバータ回路5のインバータ制御信号をできるだけ大きく変動させ、最大限の画質改善効果を得る。一方、起動直後はインバータ回路5のインバータ制御信号はあまり大きく変動させず、冷陰極間が不安定に動作するような制御信号にならないようにする。   Therefore, the elapsed time after startup is measured by the post-startup time detection circuit 3, and the contribution of the backlight control signal (hereinafter referred to as backlight control gain) is changed according to the elapsed time after startup. That is, after a certain period of time has elapsed since startup, as described above, the inverter control signal of the inverter circuit 5 is varied as much as possible to obtain the maximum image quality improvement effect. On the other hand, the inverter control signal of the inverter circuit 5 does not fluctuate so much immediately after start-up, so that the control signal does not become unstable between the cold cathodes.

図3は起動後の時間とバックライト制御ゲインの起動後経過時間特性の一例を示した図である。一定時間経過後のバックライト制御ゲイン1とすると起動後経過時間が短くなるにしたがって徐々にゲインを小さく、すなわち変動を小さくする。このように制御することで温度検出手段を用いずとも、常温および高温時の画質改善効果と低温時の安定な映像を提供することができる。   FIG. 3 is a diagram showing an example of a time after activation and an elapsed time characteristic after activation of the backlight control gain. Assuming that the backlight control gain is 1 after the elapse of a certain time, the gain is gradually reduced, that is, the fluctuation is reduced as the elapsed time after startup becomes shorter. By controlling in this way, the image quality improvement effect at normal temperature and high temperature and a stable image at low temperature can be provided without using temperature detection means.

本発明にかかる液晶表示装置は、違和感なく安定な映像を提供することが可能となる。ものであり、液晶テレビ、液晶ディスプレイ等のバックライト用インバータを制御するバックライト等において有用である。   The liquid crystal display device according to the present invention can provide a stable image without a sense of incongruity. It is useful in backlights for controlling backlight inverters such as liquid crystal televisions and liquid crystal displays.

本発明の液晶表示装置のブロック図を示した図The figure which showed the block diagram of the liquid crystal display device of this invention 本発明の画質改善の様子を示したイメージ図The image figure which showed the mode of image quality improvement of this invention 本発明のバックライト制御信号の起動後経過時間特性例を示した図The figure which showed the elapsed time characteristic example after starting of the backlight control signal of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 特徴検出回路
2 演算回路
3 起動後時間検出回路
4 映像信号制御回路
5 インバータ回路
6 液晶モジュール
7 バックライト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Feature detection circuit 2 Arithmetic circuit 3 Time detection circuit after starting 4 Video signal control circuit 5 Inverter circuit 6 Liquid crystal module 7 Backlight

Claims (2)

液晶表示装置であって、
映像信号のダイナミックレンジを検出する特徴量検出回路と、
前記液晶表示装置の起動後より時間を計測し、計測した時間を示す起動時間信号を出力する起動後時間検出回路と
前記特徴量検出回路で検出したダイナミックレンジ、及び、前記起動時間信号に基づき映像信号のコントラストおよびブライトネスを制御する映像信号制御信号、及び、インバータ制御信号を出力する演算回路と、
前記映像信号を前記映像信号制御信号に基づき制御する映像信号制御回路と、
前記インバータ制御信号に基づきバックライト制御信号を出力するインバータ回路と、
前記バックライト制御信号に基づき点灯するバックライトと、
前記映像信号制御回路で制御された映像信号を表示する液晶モジュールと、
を備え、
前記起動時間信号が示す時間が所定の値より小さい場合は、
前記演算回路は前記バックライトの輝度が所定の値より小さくならないように、前記インバータ回路を制御することを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device,
A feature amount detection circuit for detecting the dynamic range of the video signal;
The time is measured after the liquid crystal display device is started, and a start time signal indicating the measured time is output, a dynamic range detected by the feature amount detection circuit, and an image based on the start time signal A video signal control signal for controlling the contrast and brightness of the signal, and an arithmetic circuit for outputting an inverter control signal;
A video signal control circuit for controlling the video signal based on the video signal control signal;
An inverter circuit that outputs a backlight control signal based on the inverter control signal;
A backlight that is turned on based on the backlight control signal;
A liquid crystal module for displaying a video signal controlled by the video signal control circuit;
With
If the time indicated by the activation time signal is smaller than a predetermined value,
The liquid crystal display device, wherein the arithmetic circuit controls the inverter circuit so that the luminance of the backlight does not become lower than a predetermined value.
起動直後から時間に応じて、前記バックライトの輝度の抑制量を段階的に少なくすることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the amount of suppression of the luminance of the backlight is gradually reduced according to the time immediately after startup.
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