JP2011013458A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力される映像信号による映像を表示する液晶パネルと、当該液晶パネルを照射する複数の光源と、前記映像信号に応じて、前記複数の光源の発光輝度値を規定する輝度制御信号を、前記液晶パネルの所定の領域毎に生成する輝度制御部と、を備える液晶表示装置であって、前記領域毎に規定された輝度制御信号を、当該領域よりも小さいサブ領域に分割して、前記サブ領域毎の第1輝度制御信号を設定するサブ領域分割部と、前記第1輝度制御信号に対し、前記光源の輝度分布に応じた信号処理を行う信号処理部と、前記信号処理部にて処理された第1輝度制御信号を基に、前記液晶パネルが有する画素の光源輝度を推定する輝度推定部と、前記光源輝度と、前記映像信号と、に応じて、前記画素での補正量を算出する補正量算出部と、前記補正量に応じて、前記映像信号を補正する映像補正部と、を備える。
【選択図】図1
Description
1.本発明の実施の形態1「発光領域毎の輝度信号をサブブロックに分割して、フィルタ処理を行なう」
1−1.液晶表示装置の構成
1−1−1.液晶パネル
1−1−2.バックライト部
1−1−3.バックライトドライバ
1−1−4.制御部
1−1−4−1.バックライト制御部
1−1−4−2.輝度推定部
1−1−4−2−1.ブロックメモリ制御部
1−1−4−2−2.ブロックメモリ
1−1−4−2−3.サブブロック分割部
1−1−4−2−3−1.発光領域の分割方法
1−1−4−2−3−2.サブブロックに対応する輝度信号の生成方法
1−1−4−2−4.サブロックメモリ制御部
1−1−4−2−5.サブブロックメモリ
1−1−4−2−6.輝度分布フィルタ部
1−1−4−2−7.補間部
1−1−4−3.信号補正部
1−1−4−4.映像補正部
1−2.液晶表示装置の動作
1−2−1.バックライト部の発光動作
1−2−2.輝度信号の分割及び、フィルタ処理動作
1−3.まとめ
2.実施の形態2(輝度分布フィルタ部の変形例)
2−1.輝度分布フィルタ部
2−1−1.水平方向輝度分布フィルタ部
2−1−2.垂直方向輝度分布フィルタ部
2−2.輝度分布フィルタ部の動作
2−3.まとめ
3.実施の形態3(輝度分布フィルタ部の変形例)
3−1.輝度推定部
3−1−1.第1輝度分布フィルタ部
3−1−2.第2輝度分布フィルタ部
3−2.輝度信号の分割及び、フィルタ処理動作
3−3.まとめ
以下本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
以下、本発明の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。
まずは、液晶表示装置の構成に関して説明する。
液晶パネル10は、バックライト部20によって背面から照射される照射光を、制御部40から入力される制御信号に応じて変調し画像を表示する機能を有する。
バックライト部20は、液晶パネル10の背面に対して画像を表示させるための照射光を照射する機能を有するデバイスである。
バックライトドライバ30は、制御部40から入力される発光領域毎に発光効率が設定された輝度信号に基づいて、個々の光源21を駆動制御する発光制御信号を生成して出力する。
制御部40は、入力される映像信号に基づいて液晶パネル10の各画素に対応する液晶層の透過率を規定する発光透過率及び、バックライト部20が有する複数の発光領域毎に発光効率を規定した輝度信号を生成する機能を有する。
バックライト制御部41は、入力される映像信号に基づいて、輝度信号を生成する機能を有する。バックライト制御部41は、生成した輝度信号をバックライトドライバ30及び、輝度推定部42に出力する。
輝度推定部42は、バックライト制御部41から入力される輝度信号に基づいて、液晶パネル10が有する各画素における表示輝度の推定値である推定発光輝度信号を生成する機能を有する。輝度推定部42は、推定発光輝度信号を信号補正部43に出力する。
ブロックメモリ制御部421は、ブロックメモリ422に蓄積される情報のリード及び、ライトの機能と、サブブロック分割部423に対してブロックメモリ422からリードした情報を出力する機能を有する。
ブロックメモリ422は、ブロックメモリ制御部421から入力される発光領域毎に設定された輝度信号を蓄積する機能を有する。
サブブロック分割部423は、発光領域22をサブブロック単位に分割すると共に、当該サブブロック毎に輝度信号を生成する機能を有する。つまり、サブブロック分割部423は、発光領域22を、当該発光領域よりも小さい複数の領域に分割する。
1つの発光領域をサブブロックに分割する際、サブブロック分割部423は、サブブロック51が略正方形状になるよう分割するように構成する。ここで、略正方形状としたのは、1:1.3等の厳密には正方形状ではないものでも構わないためである。例えば、サブブロック分割部423は、発光領域22の縦横比が9:16である場合、略正方形状のサブブロックで144分割する構成となる。
サブブロック毎に輝度信号を算出する際、サブブロック分割部423は、1つの発光領域内のサブブロック全てに対して、発光領域の輝度信号を設定する構成でも構わない。例えば、発光領域の輝度信号が0.5である場合、当該発光領域内のサブブロックの輝度信号は全て0.5と設定する。
サブブロックメモリ制御部424は、サブブロックメモリ425に蓄積される情報のリード及び、サブブロックメモリ制御部424から入力されるサブブロックに関する情報のライトの機能と、サブブロック分割部423に対してブロックメモリ422からリードした情報を出力する機能を有する。
サブブロックメモリ425は、サブブロックメモリ制御部424から入力される分割情報及び、サブブロック毎に設定された輝度信号を蓄積する機能を有する。
輝度分布フィルタ部426は、サブブロックメモリ制御部424から入力される分割情報及び、サブブロック毎の輝度信号に対してフィルタ処理を行なう機能を有する。また、輝度分布フィルタ部426は、フィルタ処理して得られるサブブロック毎の輝度信号を補間部427に出力する。
補間部427は、輝度分布フィルタ部426から入力されるサブブロック毎に算出された輝度信号を基に、液晶パネル10が有する画素毎の推定発光輝度値を算出する機能を有する。ここで、推定発光輝度値とは、映像信号に基づいて算出される発光領域毎の輝度信号から推定される、液晶パネル10が有する画素における発光輝度値である。
信号補正部43は、入力される映像信号の特性を検出し、当該特性に合わせて輝度推定部42において推定された推定発光輝度値の特性変換を行う機能を備える。例えば、入力される映像信号がガンマ変換されている場合は、推定発光輝度値に対してガンマ変換を行う構成となる。具体的な変換方法に関しては、変換テーブルを用いても構わない。
映像補正部44は、信号補正部43から出力される液晶パネル10における注目画素の推定発光輝度値と、入力される映像信号が有する注目画素の透過率とを基に、当該透過率を補正し、補正した透過率を出力する機能を有する。
次に、上記構成に基づいた液晶表示装置の表示動作の具体的な一例について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施の形態1では、バックライト部20の周囲においては、仮想光源23が照射する光の反射はないものとする。
まず、図8に示す透過率はバックライト制御部41に入力され、バックライト部20が有する複数発光領域毎に発光効率を規定した輝度信号の生成を行なう。
まず、バックライト制御部41で生成された輝度信号が、ブロックメモリ制御部421に入力される。
上記のような構成により、本発明の実施の形態1における液晶表示装置は、バックライト制御部41から出力される輝度信号を基に、液晶パネルにおける画素の推定発光輝度値を、バックライト制御部41において生成される輝度信号を基に、当該輝度信号をサブブロック単位の輝度信号に分割し、さらに当該輝度信号に対してフィルタ処理を行なうことで、仮想光源23の輝度特性を考慮した推定発光輝度値を算出することが可能となる。これより、入力画像信号の表示輝度を補正する際、画素毎に適切な透過率を設定することができるため、従来の液晶表示装置に比べ、バックライト部を領域毎に発光を制御した場合であっても高品位な映像を表示することが可能となる効果を奏する。
以下、輝度分布フィルタ部の変形例である本発明の実施の形態2について説明していく。<1−1−4−2−6>で説明した輝度分布フィルタ部は、仮想光源23における発光輝度を考慮した2次元のフィルタを用いてフィルタ処理を行なう構成となっていた。
図14は、輝度分布フィルタ部1401の構成を示す模式図である。
水平方向輝度分布フィルタ部1402は、サブブロックメモリ制御部424から入力される分割情報及び、サブブロック毎の輝度信号に基づいて、当該輝度信号に対して水平方向のフィルタ処理を行なう機能を有する。また、水平方向輝度分布フィルタ部1402は、フィルタ処理して得られるサブブロック毎の輝度信号を垂直方向輝度分布フィルタ部1403に出力する。
垂直方向輝度分布フィルタ部1403は、水平方向輝度分布フィルタ部1402から入力される水平方向にフィルタ処理されたサブブロック毎の輝度信号に基づいて、当該輝度信号に対して垂直方向のフィルタ処理を行なう機能を有する。また、垂直方向輝度分布フィルタ部1403は、フィルタ処理して得られるサブブロック毎の輝度信号を補間部427に出力する。
次に、上記構成に基づいた輝度分布フィルタ部1401の具体的な一例について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施の形態2では、バックライト部20の周囲においては、仮想光源23が照射する光の反射はないものとする。
上記のような構成により、本発明の実施の形態2における液晶表示装置は、バックライト制御部41から出力される輝度信号を基に、液晶パネルにおける画素の推定発光輝度値を、バックライト制御部41において生成される輝度信号を基に、当該輝度信号をサブブロック単位の輝度信号に分割する。さらに、輝度分布フィルタ部において、サブブロック毎に設定された輝度信号に対して水平方向の1次元フィルタ及び、垂直方向の1次元フィルタを用いフィルタ処理を行ない、フィルタ処理後の輝度信号から推定発光輝度値を算出する。上記のように、輝度フィルタ部においてフィルタ処理を行なう際、1次元のフィルタを用いることで、バックライト部20に設定されたサブブロック数nに対するフィルタ処理の計算量を、2次元のフィルタを用いたフィルタ処理に比べて削減することが可能となり、比較的計算処理速度の低いCPUであっても、画素毎に適切な透過率を設定することができ、従来の液晶表示装置に比べ、高品位な映像を表示することが可能となる効果を奏する。
以下、輝度分布フィルタ部の変形例である本発明の実施の形態3について説明していく。<1−1−4−2−6>で説明した輝度分布フィルタ部は、仮想光源23における発光輝度を考慮した2次元のフィルタを用いてフィルタ処理を行なう構成となっていた。
図21は、本発明の実施の形態3における輝度推定部2101を示す模式図である。輝度推定部2101は、新たに第1輝度分布フィルタ部2102、第2輝度分布フィルタ部2103を備える構成となっている。
第1輝度分布フィルタ部2102は、ブロックメモリ制御部421から入力される発光領域毎の輝度信号に対してフィルタ処理を行なう機能を有する。また、第1輝度分布フィルタ部2102は、フィルタ処理して得られる発光領域毎の輝度信号をサブブロック分割部423に出力する。
第2輝度分布フィルタ部2103は、サブブロックメモリ制御部424から入力されるサブブロック毎の輝度信号に対してフィルタ処理を行なう機能を有する。また、第2輝度分布フィルタ部2103は、フィルタ処理して得られるサブブロック毎の輝度信号を補間部427に出力する。
まず、バックライト制御部41で生成された輝度信号が、ブロックメモリ制御部421に入力される。
上記のような構成により、本発明の実施の形態3における液晶表示装置は、バックライト制御部41から出力される輝度信号に対して、バックライト部20に設定される仮想光源23の広域的な影響を考慮したフィルタ処理を行なった後、サブブロック毎に分割し輝度信号を生成する構成となる。さらに、分割した輝度信号に対して仮想光源23の局所的な影響を考慮したフィルタ処理を行ない、推定発光輝度値を算出する構成となっている。このように、広域的なフィルタと、局所的なフィルタの2つを用いることで、液晶表示装置が行うフィルタ処理の処理量を削減することができるため、比較的計算処理速度の低いCPUであっても、画素毎に適切な透過率を設定することができ、従来の液晶表示装置に比べ、高品位な映像を表示することが可能となる効果を奏する。
以下、その他の実施の形態に関して説明する。
20 バックライト部
21 光源
22 発光領域
23 仮想光源
30 バックライトドライバ
40 制御部
41 バックライト制御部
42 輝度推定部
43 信号補正部
44 映像補正部
51 サブブロック
61 画素
421 ブロックメモリ制御部
422 ブロックメモリ
423 サブブロック分割部
424 サブブロックメモリ制御部
425 サブブロックメモリ
426、1401 輝度分布フィルタ部
427 補間部
1101 注目のサブブロック
1102 輝度分布フィルタ部におけるフィルタ
1402 水平方向輝度分布フィルタ部
1403 垂直方向輝度分布フィルタ部
1505 水平方向の輝度分布特性を示す1次元フィルタ
1801 垂直方向の輝度分布特性を示す1次元フィルタ
2101 輝度推定部
2102 第1輝度分布フィルタ部
2103 第2輝度分布フィルタ部
2201 第1輝度分布フィルタ部におけるフィルタ
2601 第2輝度分布フィルタ部におけるフィルタ
2701 フィルタ処理範囲
2901 反射板
2902、2903、2904 仮想的なバックライト部
Claims (1)
- 入力される映像信号による映像を表示する液晶パネルと、
当該液晶パネルを照射する複数の光源と、
前記映像信号に応じて、前記複数の光源における発光輝度を規定する輝度制御信号を、前記液晶パネルの所定の領域毎に生成する輝度制御部と、を備える液晶表示装置であって、
前記領域毎に規定された輝度制御信号を、当該領域よりも小さいサブ領域に分割すると共に、前記サブ領域毎の第1輝度制御信号を設定するサブ領域分割部と、
前記第1輝度制御信号に対し、前記光源の輝度分布に応じた信号処理を行う信号処理部と、
前記信号処理部にて処理された第1輝度制御信号を基に、前記液晶パネルが有する画素の光源輝度を推定する輝度推定部と、
前記光源輝度と、前記映像信号と、に応じて、前記画素での補正量を算出する補正量算出部と、
前記補正量に応じて、前記映像信号を補正する映像補正部と、を備える、
液晶表示装置。
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