JP2009175415A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Masahiko Takeoka
政彦 竹岡
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  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device in which neither a stripe nor a flicker is seen, even if the illumination region of a backlight is divided into a plurality of regions. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device has a liquid crystal panel 11 and a backlight 12, and a controller 10 which calculates luminance values of respective illumination regions of the backlight 12 on the basis of an image signal, and the controller 10 changes areas and arrangement positions of the respective illumination per frame. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、バックライトにより照明されて画像を表示する液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal display device that displays an image illuminated by a backlight.

液晶表示装置のバックライトとしては、冷陰極管や発光ダイオード(以下、LEDという)を光源として使用しており、表示状態ではこのバックライトの輝度が時間的に常に一定の輝度で発光するように構成されていた。ところが、最近ではバックライトのLED化が急速に進むなか、バックライトの調光が容易になり、しかも画像に同期させるような高速な可変が実現できるようになった。   As a backlight of a liquid crystal display device, a cold cathode tube or a light emitting diode (hereinafter referred to as an LED) is used as a light source, and in the display state, the backlight always emits light at a constant luminance over time. Was composed. However, recently, as the use of LEDs in the backlight has rapidly progressed, it has become easy to adjust the backlight, and at the same time, it has become possible to realize high-speed variation that can be synchronized with an image.

そこで、バックライトの輝度制御を応用してコントラストをさらに向上させるために、バックライトの輝度を画像に応じて可変させつつ、輝度が切り替わっても表示されるγ特性を理想の状態に保持するように階調を切り替える駆動方法が提案されている。   Therefore, in order to further improve the contrast by applying backlight brightness control, the backlight brightness can be varied according to the image, and the displayed γ characteristic can be maintained in an ideal state even when the brightness is switched. A driving method for switching the gradation has been proposed.

この駆動方法は、画像が明るいと判断された場合には、バックライトの輝度を上げると共にγ特性を暗から明への傾きを寝かせる方向に切り替える。逆に、画像が暗いと判断された場合には、バックライトの輝度を下げると共にγ特性を暗から明への傾きを立たせる方向に切り替える。これにより、ダイナミックレンジのより広い画像を表現できるようになった。すなわち、画像の最大階調で、かつ、バックライトの最大輝度から画像の最小階調で、かつ、バックライトの最小輝度までの広い範囲で、液晶から表示される輝度を可変することができた。   In this driving method, when it is determined that the image is bright, the luminance of the backlight is increased and the γ characteristic is switched to a direction in which the gradient from dark to light is laid down. On the other hand, when it is determined that the image is dark, the luminance of the backlight is lowered and the γ characteristic is switched to a direction in which the gradient from dark to light is increased. As a result, an image having a wider dynamic range can be expressed. In other words, the brightness displayed from the liquid crystal could be varied in the wide range from the maximum brightness of the image, the maximum brightness of the backlight to the minimum brightness of the image, and the minimum brightness of the backlight. .

しかしながら、バックライトの輝度の制御を画面全体に渡って一括して行っているため、画面内に大きな輝度傾斜を生じるようなハイライト部分を多く含む画像に対しては、バックライトの輝度が時間的に一定である従来の方式とダイナミックレンジとは変わらず、改善効果が発揮できなかった。   However, since the backlight brightness is controlled collectively over the entire screen, the backlight brightness is limited for images that contain many highlights that cause a large brightness gradient in the screen. The conventional method and the dynamic range, which are constant, are not different, and the improvement effect cannot be exhibited.

そのため、最近では特許文献1でも提案されているように、バックライトを複数の照明領域に区分させて、それぞれを入力される画像信号に応じて輝度を制制するようにしているものがある。この方法は、画像信号に基づいて各照明領域の輝度が御御されることから、画面全体のうち、明るい画像情報を多く含むような表示部分に対しては輝度を高く、逆に暗い画像情報を多く含むような表示部分に対しては輝度を低くすることができ、画面全体のダイナミックレンジをより拡大している。   For this reason, recently, as proposed in Patent Document 1, there is a technique in which the backlight is divided into a plurality of illumination areas, and the luminance is controlled according to the input image signal. In this method, since the brightness of each illumination area is controlled based on the image signal, the brightness is high for a display portion including a lot of bright image information in the entire screen, and conversely dark image information. Therefore, the luminance of the display portion including a large amount of can be lowered, and the dynamic range of the entire screen is further expanded.

また、この方法は、照明領域毎にバックライトの輝度を変化させることから、画像信号をそのままの階調で液晶パネルに供給した場合には、表示画像の輝度が各照明領域間でずれてしまう。そこで各照明領域に対するバックライトの輝度に応じて画像信号を変換するため、各照明領域のバックライトの輝度に応じて変換された適正な階調により、各照明領域間で表示画像の輝度のずれが発生せず、適切な表示画像を得ることができる。
特開2002−99250公報
Further, since this method changes the luminance of the backlight for each illumination area, when the image signal is supplied to the liquid crystal panel with the same gradation, the luminance of the display image is shifted between the illumination areas. . Therefore, in order to convert the image signal according to the brightness of the backlight for each illumination area, the brightness of the display image is shifted between each illumination area by the appropriate gradation converted according to the brightness of the backlight of each illumination area. Therefore, an appropriate display image can be obtained.
JP 2002-99250 A

しかしながら、特許文献1のように複数の照明領域間での輝度のずれは解消できるが、輝度可変及び階調可変の分解能が粗い場合や、可変速度のずれなどで上記のような適正な輝度と階調の設定ができない場合が発生する。しかも、各照明領域は固定であるため、常に境界は同じ場所に存在することから、その場所が筋のように見えてしまうという問題点がある。   However, although the luminance deviation between the plurality of illumination areas can be eliminated as in Patent Document 1, the appropriate luminance as described above can be obtained when the luminance variable and gradation variable resolution is rough or the variable speed is different. There are cases where gradation cannot be set. In addition, since each illumination area is fixed, the boundary always exists at the same place, so that there is a problem that the place looks like a streak.

また、ラスター画面など画面内にそれほど輝度傾斜もなく、階調のヒストグラムも同じ階調に偏っている場合などでは、その箇所が筋のように見えてしまうという問題点もある。   Further, when there is not so much luminance gradient in the screen such as a raster screen and the gradation histogram is biased to the same gradation, there is a problem that the portion looks like a streak.

さらに、各照明領域の階調レベルがばらついている状態の画像に、動きの速い物体が各照明領域を跨がって動作するような画像の場合には、各照明領域の階調変化が追いつかず、結果として動く照明領域を跨がるたびに階調が変わるので、ちらつきとなって見えてしまうという問題点がある。   Furthermore, when an image in which the gradation level of each illumination area varies is an image in which a fast-moving object moves across each illumination area, the gradation change of each illumination area catches up. As a result, the gradation changes every time the moving illumination area is crossed, and thus there is a problem that the image appears to flicker.

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、バックライトの照明領域を複数に分割した場合でも、筋やちらつきなどが見えない液晶表示装置を提供する。   Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a liquid crystal display device that does not show streaks or flicker even when the illumination area of the backlight is divided into a plurality of areas.

本発明は、画像信号に基づいて画像を表示領域で表示する液晶パネルと、複数の照明領域を有し、前記各照明領域から前記液晶パネルの表示領域を照明するバックライトと、前記各照明領域のそれぞれの輝度を前記画像信号に基づいて算出するバックライト制御部と、を有する液晶表示装置において、前記バックライト制御部は、前記各照明領域の面積、または、配置位置を任意の変更時間毎に変更する、液晶表示装置である。   The present invention provides a liquid crystal panel that displays an image in a display area based on an image signal, a backlight that has a plurality of illumination areas and that illuminates the display area of the liquid crystal panel from the illumination areas, and the illumination areas. A backlight control unit that calculates a luminance of each of the illumination regions based on the image signal, wherein the backlight control unit is configured to change the area or the arrangement position of each illumination region at any change time. The liquid crystal display device is changed to

また、本発明は、画像信号に基づいて画像を表示領域で表示する液晶パネルと、複数の照明領域を有し、前記各照明領域から前記液晶パネルの表示領域を照明するバックライトと、前記各照明領域のそれぞれの輝度を前記画像信号に基づいて算出するバックライト制御部と、を有する液晶表示装置において、前記バックライト制御部は、前記画像信号に基づいて算出した任意の範囲における輝度傾斜が大きくなるほど、前記各照明領域の面積を大きくする、液晶表示装置である。   The present invention also provides a liquid crystal panel that displays an image in a display area based on an image signal, a plurality of illumination areas, a backlight that illuminates the display area of the liquid crystal panel from each of the illumination areas, A backlight control unit that calculates the luminance of each illumination area based on the image signal, the backlight control unit has a luminance gradient in an arbitrary range calculated based on the image signal In the liquid crystal display device, the area of each illumination region increases as the size increases.

また、本発明は、画像信号に基づいて画像を表示領域で表示する液晶パネルと、複数の照明領域を有し、前記各照明領域から前記液晶パネルの表示領域を照明するバックライトと、前記各照明領域のそれぞれの輝度を前記画像信号に基づいて算出するバックライト制御部と、を有する液晶表示装置において、前記バックライト制御部は、前記画像信号に基づいて算出した前記画像上の物体の動きベクトルの速度が早くなるほど、前記各照明領域の面積を大きくする、液晶表示装置である。   The present invention also provides a liquid crystal panel that displays an image in a display area based on an image signal, a plurality of illumination areas, a backlight that illuminates the display area of the liquid crystal panel from each of the illumination areas, A backlight control unit that calculates the luminance of each illumination area based on the image signal, wherein the backlight control unit moves the object on the image calculated based on the image signal In the liquid crystal display device, the area of each illumination region is increased as the vector speed increases.

本発明によれば、各照明領域の面積や配置位置を変更することにより、筋やちらつきが見えることがない。   According to the present invention, streaks and flickers are not seen by changing the area and arrangement position of each illumination region.

以下、本発明の実施形態の液晶表示装置2について説明するが、その前に本実施形態の液晶表示装置2の参考形態である液晶表示装置1について説明する。   Hereinafter, the liquid crystal display device 2 of the embodiment of the present invention will be described, but before that, the liquid crystal display device 1 which is a reference form of the liquid crystal display device 2 of the present embodiment will be described.

(参考形態)
本発明の参考形態に係る液晶表示装置1について図1〜図7に基づいて説明する。
(Reference form)
A liquid crystal display device 1 according to a reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(1)液晶表示装置1の構成
本参考形態に係る液晶表示装置1の構成について説明する。
(1) Configuration of Liquid Crystal Display Device 1 The configuration of the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment will be described.

図1は、本参考形態の液晶表示装置1のブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of a liquid crystal display device 1 of the present embodiment.

液晶表示装置1は、コントローラ10、液晶パネル11、バックライト12、ソースドライバ回路22、ゲートドライバ回路23から構成されている。   The liquid crystal display device 1 includes a controller 10, a liquid crystal panel 11, a backlight 12, a source driver circuit 22, and a gate driver circuit 23.

液晶パネル11は、OCB型の液晶を用いたものであり、20〜30インチの大きさを有している。この液晶パネル11は、アレイ基板と対向基板とから構成され、アレイ基板には信号線と走査線が互いに直交するように配線され、それらの交点にTFT(薄膜トランジスタ)が設けられ、また、アレイ基板と対向基板との間にOCBモードの液晶が挟持されている。   The liquid crystal panel 11 uses OCB type liquid crystal and has a size of 20 to 30 inches. The liquid crystal panel 11 includes an array substrate and a counter substrate. The array substrate is wired so that signal lines and scanning lines are orthogonal to each other, and TFTs (thin film transistors) are provided at the intersections thereof. OCB mode liquid crystal is sandwiched between the substrate and the counter substrate.

この液晶パネル11には、ソースドライバ回路22とゲートドライバ回路23が接続され、コントローラ10からの信号をソースドライバ回路22とゲートドライバ回路23が受けて、液晶パネル11に対し画像を表示する。   A source driver circuit 22 and a gate driver circuit 23 are connected to the liquid crystal panel 11, and a signal from the controller 10 is received by the source driver circuit 22 and the gate driver circuit 23 to display an image on the liquid crystal panel 11.

バックライト12は、液晶パネル11の背面に配置され、このバックライト12は、点光源である白色LED24が、格子状に複数個配置されている。   The backlight 12 is disposed on the back surface of the liquid crystal panel 11, and the backlight 12 includes a plurality of white LEDs 24, which are point light sources, arranged in a lattice pattern.

コントローラ10は、RGBの画像信号をフレームメモリ13に記憶させ、その後受け取り、また、外部からのタイミング信号に基づいてソースドライバ回路22とゲートドライバ回路23及びバックライト12を制御する。   The controller 10 stores the RGB image signal in the frame memory 13 and then receives it, and controls the source driver circuit 22, the gate driver circuit 23, and the backlight 12 based on an external timing signal.

なお、図2に示すように、液晶パネル11、バックライト12は各々複数の領域に分割されている。以下、この分割された領域を液晶パネル11では「表示領域」、バックライト12では「照明領域」という。   As shown in FIG. 2, the liquid crystal panel 11 and the backlight 12 are each divided into a plurality of regions. Hereinafter, the divided areas are referred to as “display areas” in the liquid crystal panel 11 and “illumination areas” in the backlight 12.

(2)コントローラ10
次に、コントローラ10について説明する。
(2) Controller 10
Next, the controller 10 will be described.

コントローラ10は、図1に示しように、画像輝度演算部14、画像輝度データ保持部15、バックライト輝度演算部16、バックライト輝度データ保持部17、バックライト輝度制御部18、階調変換部19、階調補正用ルックアップテーブル(階調補正用LUT)20、階調補正部21とを有している。   As shown in FIG. 1, the controller 10 includes an image luminance calculation unit 14, an image luminance data holding unit 15, a backlight luminance calculation unit 16, a backlight luminance data holding unit 17, a backlight luminance control unit 18, and a gradation conversion unit. 19, a tone correction lookup table (tone correction LUT) 20, and a tone correction unit 21.

コントローラ10は、バックライト12の輝度分布情報に基づき、液晶パネル11に入力する画像情報を変換することで、画面内で正しい階調再現が得られるようにする。   The controller 10 converts the image information input to the liquid crystal panel 11 based on the luminance distribution information of the backlight 12 so that correct gradation reproduction can be obtained in the screen.

まず、入力された画像信号をバックライト12の照明領域毎に分析し、平均もしくは最頻の階調と、最大階調及び最小階調を抽出する。これらの画像情報を基に、バックライト12の輝度分布が決定される。すなわち、画像情報が明るい輝度情報を多く含む場合はバックライト12の輝度を高く、暗い輝度情報を多く含む場合はバックライト12の輝度を低く設定する。   First, the input image signal is analyzed for each illumination area of the backlight 12, and the average or most frequent gradation, the maximum gradation, and the minimum gradation are extracted. Based on these pieces of image information, the luminance distribution of the backlight 12 is determined. That is, when the image information includes a lot of bright luminance information, the luminance of the backlight 12 is set high, and when the image information includes a lot of dark luminance information, the luminance of the backlight 12 is set low.

次に、このバックライト12の制御結果を基に、液晶パネル11におけるより小面積の表示領域毎に階調シフト量を決定する。このとき、表示領域を照明するバックライト12の輝度制御値が同一であっても、階調シフト量が同一ではない。その理由は、表示領域を直接照明する輝度制御値が同じであっても、周りの画像情報によって照明領域周辺の輝度制御値が変化し、照明領域間のクロストークによって表示領域を照明する輝度値が変化するからである。したがって、画像を照明する輝度制御値のマトリクス情報に基づいて、適正な階調シフト量が決定される。階調シフト量も一般には線形ではなく、階調と表示輝度レベルを関係付けるγ特性にしたがって非線形にシフトされる。   Next, based on the control result of the backlight 12, the gradation shift amount is determined for each smaller display area in the liquid crystal panel 11. At this time, even if the luminance control value of the backlight 12 that illuminates the display area is the same, the gradation shift amount is not the same. The reason is that even if the brightness control value that directly illuminates the display area is the same, the brightness control value around the illumination area changes depending on the surrounding image information, and the brightness value that illuminates the display area due to crosstalk between the illumination areas Because changes. Accordingly, an appropriate gradation shift amount is determined based on matrix information of luminance control values that illuminate the image. The gradation shift amount is also generally not linear, and is nonlinearly shifted according to the γ characteristic that relates the gradation and the display luminance level.

(3)液晶パネル11とバックライト12の説明
図2は、液晶パネル11とバックライト12の説明図である。
(3) Description of Liquid Crystal Panel 11 and Backlight 12 FIG. 2 is an explanatory diagram of the liquid crystal panel 11 and the backlight 12.

液晶パネル11においては、領域毎のRGB階調変換データに基づいて画素毎にRGBの画像信号が変調制御される。   In the liquid crystal panel 11, the RGB image signal is modulated and controlled for each pixel based on the RGB gradation conversion data for each region.

バックライト12においては、液晶パネル11の表示領域毎の画像輝度情報に基づいて輝度制御が行われる。   In the backlight 12, brightness control is performed based on image brightness information for each display area of the liquid crystal panel 11.

本参考形態においては、図2に示すように、液晶パネル11を6×8の表示領域(図2(a))、バックライト12を3×4の照明領域に分割した(図2(b))。便宜上、液晶パネル11における表示領域を(i,j)、バックライト12における照明領域を[i,j]で示す。   In this embodiment, as shown in FIG. 2, the liquid crystal panel 11 is divided into a 6 × 8 display area (FIG. 2A), and the backlight 12 is divided into a 3 × 4 illumination area (FIG. 2B). ). For convenience, the display area on the liquid crystal panel 11 is indicated by (i, j), and the illumination area on the backlight 12 is indicated by [i, j].

(4)液晶表示装置1の動作
図1に基づいて、液晶表示装置1の動作について説明する。
(4) Operation of Liquid Crystal Display Device 1 The operation of the liquid crystal display device 1 will be described with reference to FIG.

RGBの画像信号は、フレームメモリ13に蓄積された後、表示領域毎に読み出される。   The RGB image signals are stored in the frame memory 13 and then read out for each display area.

画像輝度演算部14は、読み出された画像信号に基づいて表示領域毎の輝度値が算出され、算出された表示領域毎の輝度データが画像輝度データ保持部15に送られる。   The image luminance calculation unit 14 calculates a luminance value for each display region based on the read image signal, and sends the calculated luminance data for each display region to the image luminance data holding unit 15.

バックライト輝度演算部16は、画像輝度データ保持部15からの表示領域毎の輝度データに基づき、照明領域毎のバックライト輝度レベルを算出する。算出された照明領域毎のバックライト輝度データがバックライト輝度データ保持部17に送られる。   The backlight luminance calculation unit 16 calculates the backlight luminance level for each illumination region based on the luminance data for each display region from the image luminance data holding unit 15. The calculated backlight luminance data for each illumination area is sent to the backlight luminance data holding unit 17.

バックライト輝度制御部18は、バックライト輝度演算部16の演算結果に基づき、バックライト輝度を照明領域毎に算出する。   The backlight luminance control unit 18 calculates the backlight luminance for each illumination area based on the calculation result of the backlight luminance calculation unit 16.

階調変換部19は、フレームメモリ13に蓄積された画像信号について、1画素毎に順次読み出し、この表示領域を照明するバックライト12の輝度データに基づき階調変調を行う。   The gradation converting unit 19 sequentially reads out image signals stored in the frame memory 13 for each pixel, and performs gradation modulation based on the luminance data of the backlight 12 that illuminates the display area.

階調補正部21は、この表示領域周辺におけるバックライト輝度データに基づき、階調補正用LUT20のデータを用いて、適正な階調補正を行い、最終的にソースドライバ回路22に入力されるRGBの画像信号(R”G”B”)に変換する。   The gradation correction unit 21 performs appropriate gradation correction using the data of the gradation correction LUT 20 based on the backlight luminance data around the display area, and finally the RGB input to the source driver circuit 22 Image signal (R "G" B ").

(5)階調補正方法
次に、階調変換処理後に行う階調補正方法について、これまでに述べてきたバックライト輝度レベルの決定方法と共に具体的に説明する。
(5) Gradation Correction Method Next, the gradation correction method performed after the gradation conversion process will be specifically described together with the backlight luminance level determination method described so far.

図4は、フレームメモリに蓄積された画像に対応したRGBの画像信号レベルについて、図2(a)の表示領域毎に平均輝度階調を算出した結果の一例を示した図である。RGBの画像信号と信号輝度レベルYとの関係は、各RGBの画像信号の視感度を考慮して

Y=0.30R+0.59G+0.11B ・・・(1)

のように表すことができる。(1)式の係数は、RGB各色度点と白色点、すなわち表示系の仕様により決定される。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the result of calculating the average luminance gradation for each display area in FIG. 2A for the RGB image signal levels corresponding to the images stored in the frame memory. The relationship between the RGB image signal and the signal luminance level Y takes into account the visibility of each RGB image signal.

Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B (1)

It can be expressed as The coefficient of equation (1) is determined by the RGB chromaticity points and the white point, that is, the display system specifications.

本参考形態においては、2×2の表示領域が照明領域に相当(図2参照)しており、図4から照明領域毎に平均輝度が図6(a)のように算出できる。同様に、表示領域毎の信号レベルの最大値、最小値から、照明領域上のRGB信号の最大値、最小値が算出可能である。   In the present embodiment, the 2 × 2 display area corresponds to the illumination area (see FIG. 2), and the average luminance can be calculated for each illumination area from FIG. 4 as shown in FIG. Similarly, the maximum value and the minimum value of the RGB signal on the illumination area can be calculated from the maximum value and the minimum value of the signal level for each display area.

(6)輝度レベルの決定手順
各照明領域の輝度レベルは、これら平均、最大、最小輝度信号レベルから、図5に示すような手順で決定される。
(6) Luminance Level Determination Procedure The luminance level of each illumination area is determined from the average, maximum, and minimum luminance signal levels according to the procedure shown in FIG.

すなわち、例えば平均輝度信号レベルに基づいて適当なバックライト輝度レベルを選択し、他のパラメータ(ここでは最大値、最小値)が、選択されたバックライト輝度レベルにおける表示可能信号レベル範囲に収まるかどうかを判断する。   That is, for example, an appropriate backlight luminance level is selected based on the average luminance signal level, and other parameters (here, maximum value and minimum value) fall within the displayable signal level range at the selected backlight luminance level. Judge whether.

いずれかのパラメータが範囲外の場合は、繰り返し処理によりバックライト輝度レベルが選択される。   If any parameter is out of range, the backlight brightness level is selected by iterative processing.

全てのパラメータがいずれのバックライト輝度レベルにおいても表示可能信号レベル範囲に含まれない場合には、最小値もしくは最大値のいずれかが含まれるようなバックライト輝度レベルを選択する。   When all parameters are not included in the displayable signal level range at any backlight luminance level, a backlight luminance level that includes either the minimum value or the maximum value is selected.

(7)階調補正処理
本参考形態では、図6(a)に示したような照明領域毎のRGB表示平均輝度信号レベルから、図6(b)に示したようなバックライト輝度レベルを選択する。
(7) Gradation correction processing In the present embodiment, the backlight luminance level as shown in FIG. 6B is selected from the RGB display average luminance signal level for each illumination area as shown in FIG. To do.

フレームメモリ13から順次読み出されたRGBの画像信号レベルは、各照明領域のバックライト輝度レベル情報(図6(b)参照)から、階調変換が行われる。   The RGB image signal levels sequentially read from the frame memory 13 are subjected to gradation conversion from the backlight luminance level information (see FIG. 6B) of each illumination area.

しかしながら、以下に示すような理由により、階調補正処理を行う必要が生じる。   However, it is necessary to perform tone correction processing for the following reasons.

図7は、図6(b)において輝度レベル1を選択した領域[2,2]と、[2,2]の画面下側に位置し、輝度レベル3を選択した領域[3,2]の白表示時における輝度の空間分布を模式的に示した図である。   FIG. 7 shows a region [2, 2] in which the luminance level 1 is selected in FIG. 6B and a region [3, 2] in which the luminance level 3 is selected, which is located on the lower side of the screen of [2, 2]. It is the figure which showed typically the spatial distribution of the brightness | luminance at the time of white display.

バックライト輝度を照明領域毎に変調すると、照明領域間のクロストークにより、ある表示領域を照明するバックライト輝度には、直下の照明領域の輝度だけではなく、隣接照明領域の輝度が重畳される。すなわち、隣接領域からの照明光の回り込みにより、階調変換に使用したバックライト輝度から実際のバックライト輝度がずれるという現象が生ずる。すなわち、照明誤差現象が生じる。   When the backlight brightness is modulated for each illumination area, the backlight brightness that illuminates a certain display area is superposed not only on the illumination area directly below but also on the adjacent illumination area due to crosstalk between the illumination areas. . That is, a phenomenon occurs in which the actual backlight luminance is deviated from the backlight luminance used for the gradation conversion due to the illuminating light from the adjacent area. That is, an illumination error phenomenon occurs.

図7では、簡単のために二つの領域間のスロストークを示したが、実際には図6(b)に示すよう[2,2]領域の周囲の領域すなわち、[1,1]、[1,2]、[1,3]、[2,1]、[2,3]、[3,1]、[3,2]、[3,3]において選択された輝度レベルの組み合わせにより、実際のバックライト輝度分布が決定される。照明領域の分割数、領域面積、バックライトの設計などによってクロストークが決定されるため、条件によっては、隣接領域以外の照明領域における輝度レベル変化の影響を受けることもあり得る。例えば、ある表示領域について輝度レベル1を選択したバックライトの実輝度が、階調変換時の輝度データに対して20%の誤差を含む(20%輝度が高い)場合には、2〜5階調程度の階調変換誤差が生じ、表示領域間の擬似輪郭や階調反転などの妨害として視認されることになる。   In FIG. 7, for the sake of simplification, the slot loss talk between the two regions is shown, but actually, as shown in FIG. 6B, the region around the [2, 2] region, that is, [1, 1], [1 , 2], [1,3], [2,1], [2,3], [3,1], [3,2], and [3,3] Is determined. Since the crosstalk is determined by the number of divisions of the illumination area, the area of the area, the design of the backlight, and the like, depending on the conditions, it may be affected by a change in the luminance level in the illumination area other than the adjacent area. For example, if the actual brightness of the backlight with brightness level 1 selected for a certain display area includes an error of 20% with respect to the brightness data at the time of gradation conversion (20% brightness is high), the second to fifth floors A gradation conversion error of about a tone occurs, and is visually recognized as an obstacle such as a pseudo contour between the display areas and gradation inversion.

照明誤差現象による階調変換誤差を補償するため、本参考形態では図3に示すように、階調補正用LUT20を使用して階調補正部21により最終的なソースドライバ回路22への画像信号を出力するようにする。階調補正用LUT20には、表示領域毎に、ある照明領域の輝度レベルとそれに隣接する照明領域の輝度レベルの組み合わせに対応した階調補正データが格納されており、バックライト12の輝度レベルを参照しながら階調補正量を決定する。   In order to compensate for the gradation conversion error due to the illumination error phenomenon, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the gradation correction unit 21 uses the gradation correction LUT 20 and the final image signal to the source driver circuit 22 is supplied. Is output. The gradation correction LUT 20 stores gradation correction data corresponding to a combination of the luminance level of a certain illumination area and the luminance level of the adjacent illumination area for each display area, and the luminance level of the backlight 12 is stored. The gradation correction amount is determined while referring to it.

(第1の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態の液晶表示装置2について、図8〜図10に基づいて説明する。
(First embodiment)
Next, the liquid crystal display device 2 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(1)液晶表示装置2の概要
上記参考形態における液晶表示装置1については、発明が解決しようとする課題の欄で示したように、輝度可変及び階調可変の分解能が粗い場合や、可変速度のずれなどで適正なバックライト12の輝度が設定できず、また、各照明領域の位置が固定であるため、その場所に筋が表れてしまう。そこで、本実施形態の液晶表示装置2では、このような筋が表れないものを提供する。
(1) Outline of the liquid crystal display device 2 As shown in the column of the problem to be solved by the invention, the liquid crystal display device 1 according to the above-mentioned reference embodiment has a variable luminance and variable gradation, or a variable speed. As a result, the appropriate brightness of the backlight 12 cannot be set, and the position of each illumination area is fixed, so that a streak appears at that position. Therefore, the liquid crystal display device 2 according to the present embodiment provides a device that does not show such a streak.

(2)液晶表示装置2の構成
参考実施形態と本実施形態の異なる点は、コントローラ10の構造にある。
(2) Configuration of the liquid crystal display device 2 The difference between the reference embodiment and the present embodiment is the structure of the controller 10.

本実施形態のコントローラ10では、領域変換部9を有している。この領域変換部9は、フレームメモリ13からRGBの画像信号が送られてきた場合に、1フレーム毎に照明領域30の面積と配置位置を変更する。   The controller 10 of the present embodiment has a region conversion unit 9. When the RGB image signal is sent from the frame memory 13, the area conversion unit 9 changes the area and arrangement position of the illumination area 30 for each frame.

(3)バックライト12の構成
本実施形態におけるバックライト12は、図9に示すように複数の白色LED28が格子状に配置され、縦に6個、横に12個の照明領域30を有しており、各照明領域30に4個のLED28が配置されている。また、このバックライト12の液晶パネル11側には拡散板121が配置されている。
(3) Configuration of Backlight 12 The backlight 12 in the present embodiment has a plurality of white LEDs 28 arranged in a grid pattern as shown in FIG. The four LEDs 28 are arranged in each illumination area 30. A diffusion plate 121 is disposed on the backlight 12 on the liquid crystal panel 11 side.

(4)液晶表示装置2の動作
次に、液晶表示装置2の動作について図10に基づいて説明する。
(4) Operation of Liquid Crystal Display Device 2 Next, the operation of the liquid crystal display device 2 will be described with reference to FIG.

領域変換部9は、図10(a)に示す4×4の照明領域30と、図10(b)に示す3×4の照明領域30を1フレーム毎に交互に変更する。これら各照明領域30の配置と数については、領域変換部9に予め記憶させておく。   The area converting unit 9 alternately changes the 4 × 4 illumination area 30 shown in FIG. 10A and the 3 × 4 illumination area 30 shown in FIG. 10B every frame. The arrangement and number of these illumination areas 30 are stored in advance in the area conversion unit 9.

そして、nフレームにおいては、4×4の照明領域30に基づいて、参考実施形態で説明したような階調補正処理を表示領域毎に行いつつ画像の表示を行う。(n+1)フレームにおいては、3×4の照明領域30で同様にして画像の表示を行う。(n+2)フレームでは、再び4×4の照明領域30で画像の表示を行う。   In the n frame, based on the 4 × 4 illumination area 30, an image is displayed while performing the gradation correction processing as described in the reference embodiment for each display area. In the (n + 1) frame, the image is displayed in the 3 × 4 illumination area 30 in the same manner. In the (n + 2) frame, the image is displayed again in the 4 × 4 illumination area 30.

なお、上記参考形態で説明した階調補正処理を表示領域毎に行う必要があるため、液晶パネル11の表示領域は、最も細かく分割した照明領域30よりも細かく分割しておく必要がある。   In addition, since it is necessary to perform the gradation correction processing described in the above reference form for each display area, the display area of the liquid crystal panel 11 needs to be divided more finely than the illumination area 30 that is divided most finely.

(5)効果
上記のように本実施形態によれば、1フレーム毎に照明領域30の面積と配置位置を変更することにより、参考形態のように照明領域30の位置が固定されていないため、照明領域30の境界にできる筋が発生したりすることがない。
(5) Effect According to the present embodiment as described above, by changing the area and arrangement position of the illumination area 30 for each frame, the position of the illumination area 30 is not fixed as in the reference embodiment. There is no occurrence of streaks at the border of the illumination area 30.

(6)変更例
上記実施形態では、1フレーム毎に照明領域30を変更したが、これに限らず数フレーム毎に照明領域30を変更してもよい。
(6) Modification Example In the above embodiment, the illumination area 30 is changed for each frame. However, the present invention is not limited to this, and the illumination area 30 may be changed for every several frames.

また、図11のように面積の大きい表示領域と面積の小さい表示領域とをそれぞれ変更する構成にしてもよい。すなわち、図11(a)のような照明領域30の第1の配置パターンと、図11(b)のような第2の配置パターンとを交互に変更してもよい。   Further, as shown in FIG. 11, the display area having a large area and the display area having a small area may be changed. That is, the first arrangement pattern of the illumination area 30 as shown in FIG. 11A and the second arrangement pattern as shown in FIG. 11B may be alternately changed.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の液晶表示装置2について図12に基づいて説明する。
(Second Embodiment)
Next, the liquid crystal display device 2 of the second embodiment will be described with reference to FIG.

参考実施形態の液晶表示装置1では、各照明領域30は固定であるため、常に境界は同じ場所に存在することから、特にラスター画面など画面内にそれほど輝度傾斜もなく、階調のヒストグラムも同じ階調に偏っている場合などでは、その場所が筋のように見えてしまう。   In the liquid crystal display device 1 of the reference embodiment, since each illumination region 30 is fixed, the boundary always exists in the same place, so that there is not so much luminance inclination in the screen such as a raster screen, and the gradation histogram is also the same. In the case of being biased toward gradation, the place looks like a streak.

そこで、本実施形態では、図8に示したコントローラ10の領域変換部9に表示画像中の予め設定された範囲内の階調の変化を、ヒストグラムに基づいて求め、その表示画像上に大きな階調の変化、すなわち輝度傾斜が無いと判断された場合には、図12に示すように照明領域30の面積を大きくしていく。   Therefore, in the present embodiment, the area conversion unit 9 of the controller 10 shown in FIG. 8 obtains a change in gradation within a preset range in the display image based on the histogram, and a large scale is displayed on the display image. When it is determined that there is no change in tone, that is, there is no luminance gradient, the area of the illumination region 30 is increased as shown in FIG.

具体的には、領域変換部9において全画面における輝度傾斜を求め、この輝度傾斜が第1閾値より低い場合、すなわち殆ど輝度傾斜が無くラスター画面の場合には複数の照明領域30に分割する。そして、第2閾値、第3閾値のそれぞれの閾値を超えていくほど照明領域30を大きくし、輝度傾斜が最大の場合には照明領域30を全画面で1つとする。   Specifically, the area conversion unit 9 obtains the luminance gradient in the entire screen, and when the luminance inclination is lower than the first threshold, that is, in the case of a raster screen with almost no luminance inclination, the area conversion unit 9 divides the plurality of illumination areas 30. Then, the illumination area 30 is enlarged as the threshold values of the second threshold value and the third threshold value are exceeded. When the luminance gradient is maximum, the illumination area 30 is set to one on the entire screen.

なお、上記参考形態で説明した階調補正処理を表示領域毎に行う必要があるため、液晶パネル11の表示領域は、最も細かく分割した照明領域30よりも細かく分割しておく必要がある。   In addition, since it is necessary to perform the gradation correction processing described in the above reference form for each display area, the display area of the liquid crystal panel 11 needs to be divided more finely than the illumination area 30 that is divided most finely.

このようにすることで、輝度傾斜が大きくなった場合に、照明領域30間の筋が表れたりすることがない。   By doing in this way, when the brightness | luminance inclination becomes large, the streak between the illumination areas 30 does not appear.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態の液晶表示装置2について説明する。
(Third embodiment)
Next, the liquid crystal display device 2 of the third embodiment will be described.

参考形態の液晶表示装置1では、各照明領域30の階調レベルがばらついている状態の画像に動きの速い物体が各照明領域30を跨がって動作する場合に、各照明領域30の階調変化が追いつかず、結果として動く物体が照明領域30を跨がる度に階調が変わり、ちらつきとなってしまうことがある。   In the liquid crystal display device 1 of the reference form, when a fast-moving object operates across the illumination areas 30 in an image in which the gradation levels of the illumination areas 30 vary, the floor of each illumination area 30 is displayed. The tone change may not catch up, and as a result, the moving object may straddle the flickering area 30 every time it crosses the illumination area 30 and flicker.

そこで、本実施形態では、図8におけるコントローラ10の領域変換部9に動きベクトル検出部を設け、この動きベクトル検出部が検出した動きベクトルの速度が基準速度以上になった場合には照明領域30を大きくする。   Therefore, in the present embodiment, a motion vector detection unit is provided in the region conversion unit 9 of the controller 10 in FIG. 8, and when the speed of the motion vector detected by the motion vector detection unit exceeds the reference speed, the illumination region 30 Increase

すなわち、図13に示すように動きベクトルの速度である動画速度が速くなればなるほど照明領域30を大きくしていく。   That is, as shown in FIG. 13, the illumination area 30 is increased as the moving image speed, which is the speed of the motion vector, increases.

なお、上記参考形態で説明した階調補正処理を表示領域毎に行う必要があるため、液晶パネル11の表示領域は、最も細かく分割した照明領域30よりも細かく分割しておく必要がある。   In addition, since it is necessary to perform the gradation correction processing described in the above reference form for each display area, the display area of the liquid crystal panel 11 needs to be divided more finely than the illumination area 30 that is divided most finely.

このようにすることで、動きの速い物体が照明領域30を跨がることなく、ちらつきが発生しない。   By doing in this way, a fast-moving object does not straddle the illumination area 30, and flicker does not occur.

(変更例)
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
(Example of change)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.

例えば、上記実施形態では、OCBモードの液晶で説明したが、これに限らず他のモードの液晶でもよい。   For example, in the above embodiment, the OCB mode liquid crystal has been described, but the present invention is not limited to this, and other mode liquid crystal may be used.

本発明の参考形態の液晶表示装置の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the liquid crystal display device of the reference form of this invention. 画面及びバックライトの領域分割の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the area | region division of a screen and a backlight. バックライトの輝度レベルと、輝度及び階調信号との対応関係を示した図である。It is the figure which showed the correspondence of the brightness | luminance level of a backlight, a brightness | luminance, and a gradation signal. 表示領域毎に入力信号レベルの平均輝度階調を算出した結果の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the result of having calculated the average luminance gradation of the input signal level for every display area. バックライト輝度レベルの選択方法について示した図である。It is the figure shown about the selection method of a backlight luminance level. 照明領域毎に入力信号レベルの平均輝度階調を算出した結果の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the result of having calculated the average luminance gradation of the input signal level for every illumination area. 照明領域間のクロストークによる照明誤差を示した図である。It is the figure which showed the illumination error by the crosstalk between illumination areas. 第1の実施形態の液晶表示装置のブロック図である。1 is a block diagram of a liquid crystal display device according to a first embodiment. 同じくバックライトの構成図である。It is the block diagram of a backlight similarly. バックライトにおける照明領域の変更状態を示した図である。It is the figure which showed the change state of the illumination area in a backlight. 第1の実施形態の変更例における照明領域の変更を示した図である。It is the figure which showed the change of the illumination area in the example of a change of 1st Embodiment. 第2の実施形態における照明領域の変更状態を示した図である。It is the figure which showed the change state of the illumination area in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における照明領域の変更状態を示した図である。It is the figure which showed the change state of the illumination area in 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

2 液晶表示装置
9 領域変更部
10 コントローラ
11 液晶パネル
12 バックライト
13 フレームメモリ
14 画像輝度演算部
15 画像輝度データ保持部
16 バックライト輝度演算部
17 バックライト輝度データ保持部
18 バックライト輝度制御部
19 階調変換部
20 階調補正用LUT
21 階調補正部
22 ソースドライバ回路
23 ゲートドライバ回路
28 LED
30 照明領域
2 Liquid crystal display device 9 Region changing unit 10 Controller 11 Liquid crystal panel 12 Backlight 13 Frame memory 14 Image luminance calculating unit 15 Image luminance data holding unit 16 Backlight luminance calculating unit 17 Backlight luminance data holding unit 18 Backlight luminance control unit 19 Tone converter 20 Tone correction LUT
21 gradation correction unit 22 source driver circuit 23 gate driver circuit 28 LED
30 Illumination area

Claims (4)

画像信号に基づいて画像を表示領域で表示する液晶パネルと、
複数の照明領域を有し、前記各照明領域から前記液晶パネルの表示領域を照明するバックライトと、
前記各照明領域のそれぞれの輝度を前記画像信号に基づいて算出するバックライト制御部と、
を有する液晶表示装置において、
前記バックライト制御部は、
前記各照明領域の面積、または、配置位置を任意の変更時間毎に変更する、
液晶表示装置。
A liquid crystal panel for displaying an image in a display area based on an image signal;
A backlight having a plurality of illumination areas and illuminating a display area of the liquid crystal panel from each illumination area;
A backlight control unit that calculates the brightness of each illumination area based on the image signal;
In a liquid crystal display device having
The backlight control unit
Change the area of each illumination region, or the arrangement position at any change time,
Liquid crystal display device.
前記バックライト制御部は、
前記各照明領域について、前記照明領域の面積、または、配置位置が異なる複数の配置パターンを記憶しておき、
前記変更時間毎に前記配置パターンを切り替える、
請求項1記載の液晶表示装置。
The backlight control unit
For each illumination area, the area of the illumination area, or a plurality of arrangement patterns with different arrangement positions are stored,
Switch the arrangement pattern at each change time,
The liquid crystal display device according to claim 1.
画像信号に基づいて画像を表示領域で表示する液晶パネルと、
複数の照明領域を有し、前記各照明領域から前記液晶パネルの表示領域を照明するバックライトと、
前記各照明領域のそれぞれの輝度を前記画像信号に基づいて算出するバックライト制御部と、
を有する液晶表示装置において、
前記バックライト制御部は、
前記画像信号に基づいて算出した任意の範囲における輝度傾斜が大きくなるほど、前記各照明領域の面積を大きくする、
液晶表示装置。
A liquid crystal panel for displaying an image in a display area based on an image signal;
A backlight having a plurality of illumination areas and illuminating a display area of the liquid crystal panel from each illumination area;
A backlight control unit that calculates the brightness of each illumination area based on the image signal;
In a liquid crystal display device having
The backlight control unit
As the luminance gradient in an arbitrary range calculated based on the image signal increases, the area of each illumination region increases.
Liquid crystal display device.
画像信号に基づいて画像を表示領域で表示する液晶パネルと、
複数の照明領域を有し、前記各照明領域から前記液晶パネルの表示領域を照明するバックライトと、
前記各照明領域のそれぞれの輝度を前記画像信号に基づいて算出するバックライト制御部と、
を有する液晶表示装置において、
前記バックライト制御部は、
前記画像信号に基づいて算出した前記画像上の物体の動きベクトルの速度が早くなるほど、前記各照明領域の面積を大きくする、
液晶表示装置。
A liquid crystal panel for displaying an image in a display area based on an image signal;
A backlight having a plurality of illumination areas and illuminating a display area of the liquid crystal panel from each illumination area;
A backlight control unit that calculates the brightness of each illumination area based on the image signal;
In a liquid crystal display device having
The backlight control unit
The area of each illumination region is increased as the speed of the motion vector of the object on the image calculated based on the image signal increases.
Liquid crystal display device.
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