JP2011081197A - 表示装置及び表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示画像の画質劣化を低減しつつ、表示画像をずらすことによって生じる違和感をユーザに与えないで、焼き付きを抑制する表示装置及び表示装置の制御方法を提供する。
【解決手段】 表示部１０６の表示領域を複数の領域に区分し、各区分領域に表示される画像データの画素値を黒を表現する画素値に周期的に変換するための変換頻度を示す情報を各区分領域ごとに対応付けてメモリ１０１に格納しておく。変換制御部１０２は、画像データの表示中、メモリ１０１に格納された、各区分領域ごとに対応付けられた変換頻度を示す情報を用いて、所定の区分領域に含まれる画素値を黒を表現する画素値とするように輝度値を変換させる指示を黒画像データ変換部１０４に対して発行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像を表示する表示装置に関し、特に、画像の表示に伴って発生するおそれのある表示パネルの焼き付きを軽減することを可能とした表示装置及び表示装置の制御方法に関するものである。

従来から、画像を表示する表示装置において、焼き付きを抑制するための制御が行われている。焼き付きを抑制するための制御としては、表示する画像の輝度を下げる技術や表示する画像の表示位置をずらす、画素ずらしと称される制御が一般的であった。

表示画像の輝度を下げる技術としては、表示画像中の動画領域と静止画領域を検出し、静止画領域に対し輝度を下げる制御を実行し、動画領域に対しては、何も制御しないものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、その他の技術としては、表示画像を複数の領域に分割し、各分割領域に含まれる全画素の発光量の累積結果と基準値とを比較する。そして、累積結果が基準値に対して大きく乖離している分割領域ほど輝度を下げる制御を実行するものもある（例えば、特許文献２参照）。

一方、画素をずらす技術は、所定の時間が経過する都度、入力画像を表示する表示位置を左右方向や上下方向に所定画素分移動させる制御を実行するものであった（例えば、特許文献３参照）。

特開平１０−１６１６２９号公報 特開２００６−０１８１３０号公報 特開２００４−２６４３６６号公報

しかしながら、上述した表示画像の輝度を下げる技術は、領域ごとに輝度を下げる必要があり、また、領域ごとに輝度低下率が異なるため、表示画像全体の画質が劣化するというおそれがある。

次に、画素ずらしの技術は、表示画像自体をずらす（移動させる）ため、ユーザに違和感を与えてしまう。また、ドットバイドットやジャストスキャンのように、入力画像の画素と表示装置の表示画素とを一致させるような表示方法の場合には、画像の移動によって画像が存在しない領域が表示されることになるという課題もある。

そこで、本発明は上述した課題に鑑み、表示画像の画質劣化を低減しつつ、表示画像をずらすことによって生じる違和感をユーザに与えないで、焼き付きを抑制する表示装置及び表示装置の制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、表示部に画像データを表示するとともに、画像の表示に起因して生じる焼き付きを抑制するために、画像データの輝度値を変換する表示装置であって、画像データの輝度値を変換する変換手段と、前記表示部の表示領域を複数の領域に区分し、各区分領域に表示される画像データの画素値を黒を表現する画素値に周期的に変換するための変換頻度を示す情報を各区分領域ごとに対応付けて格納する格納手段と、画像データの表示中、前記格納手段に格納された、各区分領域ごとに対応付けられた変換頻度を示す情報を用いて、所定の区分領域に含まれる画素値を黒を表現する画素値とするように輝度値を変換させる指示を前記変換手段に対して発行する制御手段と、前記変換手段で前記所定の区分領域に含まれる画素値が黒を表現する画素値に変換された画像データを前記表示部に表示させる表示手段と、を有する。

本発明によれば、表示画像の画質劣化を低減しつつ、表示画像をずらすことによって生じる違和感をユーザに与えないで、焼き付きを抑制する表示装置及び表示装置の制御方法を提供することが可能となる。

本発明の実施例に係る表示装置のブロック図である。 本発明の実施例に係る画像データ分割領域と変換頻度の概略を説明する図である。 本発明の実施例に係る変換順序を示す図である。 本発明の実施例に係る変換タイミングを示す図である。 本発明の実施例１に係る処理フローを示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係る処理フローを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。なお、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下に記載する実施例によって限定されるものではない。

先ず、本発明の第１の実施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る焼き付きを抑制可能な表示装置のブロック図である。ＣＰＵ１００は、表示装置を統括的に制御する制御部として機能する。後述する焼き付きを抑制するための制御を実行するのもＣＰＵ１００である。

メモリ１０１は、例えば、ＲＯＭで構成された記憶部である。このメモリ１０１には、ＣＰＵ１００が実行する各種のプログラムや、焼き付きを抑制するための制御に利用する焼き付き抑制制御のためのパラメータなどが格納されている。変換制御部１０２は、入力された表示画像に対して、メモリ１０１に格納されたパラメータを用いて、入力された画像の一部を黒画像に変換する処理を行う領域及びタイミングの決定に関する制御を実行する。

画質制御部１０３は、入力画像データ（１フレーム分の画像データ）に対して必要な画質補正処理（ガンマ補正、スケーリング、色変換、輪郭強調など）を施す機能部である。画質制御部１０５で画質補正が行われた画像データは、黒画像データ変換部１０４へ送られる。

黒画像データ変換部１０４は、画質制御部１０３で画質補正処理が施された画像データの一部の領域を黒画像に変換する処理を実行する機能部である。具体的には、画像データの一部の領域を構成する画素の値を黒を表現する画素値に変換する処理を行う。データバス１０５は、上述したＣＰＵ１００やメモリ１０１、その他の機能部を接続し、これらの間でコマンドや画像データの送受信を行う伝送部として設けられている。

表示部１０６は、黒画像データ変換部１０４で処理された出力用の画像データを受信し、画面表示を行う機能部である。一般的に、表示部１０６には液晶パネルやプラズマパネルが利用されている。ＣＰＵ１００が表示部１０６に画像データを表示させるための制御を実行する表示手段として機能する。

続いて、上述した各種機能部の詳細を説明する。まず、ＣＰＵ１００は、メモリ１０１に格納されている焼き付き抑制制御用のパラメータを読み出す処理を実行する。また、ＣＰＵ１００は、読み出した焼き付き抑制制御用パラメータを変換処理部１０２へ送信する。

メモリ１０１が格納している焼き付き制御用パラメータとして以下の情報を予め格納している。
・領域番号及び領域特定情報
・変換頻度
・変換間隔
・順序情報
領域番号は、画像を表示する表示領域を垂直方向分割数ｍ（ｍ≧１ 表示装置の垂直解像度以下の整数）と水平方向分割数ｎ（ｎ≧１ 表示装置の水平解像度以下の整数）で区分するように規定し、各区分領域を特定するために付与したユニークな番号である。もちろん、画像表示領域を物理的に分割するわけではなく、表示領域に表示される画像に対して処理するために、表示領域を複数の区域に定義したものである点に注意されたい。各領域番号に対してその領域を特定するための領域特定情報が対応付けられている。領域特定情報は、画像データ内における領域のアドレスに対応するものであり、通常は、分割領域の左上端部と右下端部の画素位置の座標として、垂直方向を示すライン数と水平方向を示すドット数の組で定義される。

変換頻度は、各分割領域に対して付与されたもので、所定のフレーム数で規定される周期内に何回黒画像データに変換するかを示したパラメータである。所定のフレーム数で規定される周期は各区分領域毎に自由に定めることが可能であるが、本実施例では説明を簡略化するために、全ての区分領域は同じ周期Ｃに対して、変換頻度が定められているものとする。

変換間隔は黒画像データに変換する間隔をフレーム数で示したものである。

図２に本実施例の区分領域と各区分領域に対して設定された変換頻度を概念図として示した。なお、入力画像データの垂直方向解像度（画素数）を１０８０、水平方向解像度（画素数）を１９２０とする。また、垂直方向分割数ｍ＝４、水平方向分割数ｎ＝４とする。周期Ｃは６４フレームとして設定した。

図２に示すように、画像データの中央部分に相当する領域（領域番号６、７、１０、１１）はその領域に表示される内容の変化が比較的大きい領域である。つまり、輝度の変化が頻繁かつ大きいので、焼き付きを生じる可能性が低い領域であるといえる。また、中央領域は画像データに占める重要な情報、例えば、注目すべき人物や物体が存在している可能性が高い。そのため、輝度の低下原因となる黒画像データへの変換は極力控えることが望ましい。

一方、画像データの端部に相当する領域、特に、四隅の領域（領域番号１、４、１３、１６）は中央領域に比べて相対的に動きが少なかったり、ロゴマークや時刻など変化しない内容が表示される可能性の高い領域である。また、表示される映像内容の重要度も中央領域に比べて相対的に低い領域であると言える。

そのため、本実施例では、中央領域の黒画像データ変換回数を極力少なくし、端部になるにつれて変換回数が大きくなるように設定している。なお、図２では、変換頻度を周期Ｃ＝６４分のＴ回として表現している。例えば、領域６に対しては、６４フレーム期間のうちある１フレームについて黒画像データに変換する。

このようにして予め定められた変換頻度を用いて、周期Ｃの中でどのような順序で変換するかを定めたのが、メモリ１０１に格納された順序情報である。図３にメモリ１０１に格納されている順序情報の概略を示す。変換制御部１０２はメモリ１０１から図３に示した順序情報を読み出すことで、黒画像データに変換する領域の順序を特定することができる。なお、この順序情報も制御用パラメータの一つである。

本実施例では、変換間隔を１フレーム間隔と設定し、変換処理を実行することとする。図３に示した順序で１フレーム間隔で黒画像データを変換する場合のタイミングを図４に示す。図４は、領域１から領域１６まで、領域番号順に１フレーム間隔で黒画像データの変換処理を実行する場合のタイミング図である。もちろん、本発明は、周期、変換処理のフレーム間隔、変化する領域の順序は適宜自由に定めることができる。

続いて、図５に示した本実施例における黒画像データ変換処理フローを用いて、処理を説明する。処理フローの各ステップは、変換制御部１０２及び黒画像データ変換部１０４によって実行される。

まず、ステップＳ５０１では、変換制御部１０２が入力画像データに基づく画像表示処理が開始されたか否かを判定する処理を実行する。画像データの表示処理が開始されたことを検知した場合には、本発明の焼き付き抑制処理を実行する。

ステップＳ５０２では、変換制御部１０２はメモリ１０１から図３に示した順序情報や変換間隔を示す制御用パラメータを取得する。

ステップＳ５０３では、変換制御部１０２は変換間隔を示す情報を用いて、現在処理している画像データが黒画像データに変換する画像データ（フレーム画像）であるか否かを判定する。上述した変換間隔は１フレーム間隔であったので、１枚おきに黒画像データに変換するフレームが出現することになる。

ステップＳ５０３において、変換制御部１０２が現在処理している画像データが黒画像データに変換する画像データであると判定した場合には、ステップＳ５０４に移行する。現在処理している画像データが黒画像データに変換する画像データではないと判定した場合は、次の画像データに対して同様の判定処理を実行する。

ステップＳ５０４では、変換制御部１０２は、黒画像データに変換する領域を順序情報から特定する。

ステップＳ５０５では、変換制御部１０２は、順序情報を用いて特定した領域番号を用いて、同じくパラメータとして取得していた領域特定情報を変換を指示するコマンドと共に黒画像データ変換部１０４へ発行する。

ステップＳ５０６では、黒画像データ変換部１０４が変換制御部１０２から発行された領域特定情報を用いて、領域特定情報で示された範囲の画素値が黒を表現する画素値となるように、当該画素の輝度値を変換する処理を実行する。

ステップＳ５０７では変換制御部１０２が画像表示の停止が生じているか否かを判定し、表示中であれば本フローで示した焼き付き抑制処理を周期的に継続実行するために、ステップＳ５０３に処理を戻す。以上が、本実施例における焼き付き抑制処理の処理手順である。

以上説明したように、本実施例によれば、画像データを複数の領域に区分し、各領域に対して黒画像データへの変換頻度を設定し、当該変換頻度と変換間隔とから、各領域を構成する画素を所定のタイミングで黒画素に変換することで、表示画像の画質劣化を低減しつつ、表示画像をずらすことによって生じる違和感をユーザに与えずに焼き付きを抑制することが可能となる。

なお、本実施例によれば、所定の領域の全画素を黒画像とする処理を実行したが、本発明はこれに限らず、領域内の一部の画素を黒画素に変換するようにしてもよい。例えば、領域内をさらに千鳥格子状に分割し、画像をそのまま表示する部分と黒画素に変換する部分に分ける。焼き付き抑止の効果は全て黒画素とする場合に比べて低下するが、反対に、輝度値の低下は全て黒画素にする場合に比べて改善することができる。

また、上述したパラメータはあくまでも一つの例であり、設計者が適宜任意の値に決定すれば良いものである。

また、制御用パラメータは予め定められてメモリ１０１に格納されているものとしたが、本発明はそれに限らず、利用者の操作や環境条件に応じて、制御用パラメータを変更することも可能である。もちろん、複数の制御用パラメータを準備し、状況に応じて使い分けることも可能である。

例えば、変換頻度を表示装置の周囲の環境光や、ユーザが手動または表示装置が自動的に設定した画像の明るさ調整値とに応じて調整したり、複数の変換頻度の中から選択したりすることが可能である。一般的に、周囲の環境が明るい場合、映像が暗いと視聴しにくいため、表示装置は表示輝度を高めに設定して画像データを表示する。表示輝度が高くなると、焼き付きの発生の可能性が高まることになる。反対に、周囲の環境が暗い場合に明るい映像を表示するとユーザが眩しさを感じるので、表示輝度を低めに調整する。つまり、焼き付きの発生の可能性が低減する。

そこで、環境光を検知するセンサで検知した光量を３つのレベル（例えば、高・中・低）に定義し、光量レベルが高い場合には、光量が中レベルの場合に比べて、全領域または一部の領域における周期Ｃに対する変換頻度を高くしたパラメータで黒画像データ変換処理を実行するように制御を行う。

同様に、光量が低いレベルを示す場合には、光量が中レベルの場合に比べて、全領域または一部の領域における周期Ｃに対する変換頻度を低くしたパラメータで黒画像データ変換処理を実行する。

各レベルに応じたパラメータを予め設定している場合には、光量に応じてパラメータを選択すれば良い。また、１種類のパラメータしか設定していない場合には、各レベルに応じて、周期Ｃや変換頻度の値を変更する制御を実行すれば良い。この制御は変換制御部１０２が光量を高レベルと中レベルとを切り分ける閾値及び中レベルと低レベルとを切り分ける閾値のそれぞれと比較して実行する。

以上、この説明は環境光の光量に基づくものとして説明したが、環境光の光量は最終的には表示する画像データの明るさ調整に反映されるものである。従って、環境光の光量に因らず、ユーザや表示装置が画像の明るさ調整を行った場合、その明るさの調整値に応じて、上記と同様の制御を行うことも可能である。つまり、光量によって明るさの調整値を設定するものと捉えると、調整値が画像表示を明るくするための値であれば、変換頻度を高くしたパラメータで黒画像データ変換処理を実行する。また、調整値が画像表示を暗くするための値であれば、変換頻度を低くしたパラメータで黒画像データ変換処理を実行する。このような制御を行うことで、より効果的に焼き付きの抑制を行うことが可能となる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例が実施例１と異なる点は、焼き付き抑制の制御に表示継続時間をも加味した制御を実施する点である。

本実施例では、表示継続時間が長くなるにつれて、制御用パラメータを変更する。具体的には、表示継続時間が所定時間加算されるごとに焼き付き抑制制御における変更頻度を大きくする。これは、表示部に長時間画像データの表示が行われることで、焼き付きしやすくなることを考慮しているためである。なお、本実施例に係るブロック図は、実施例１と同一であるため説明を省略する。

本実施例における黒画像データ変換処理フローを図６に示した。図６を用いて処理を説明する。処理フローの各ステップは、変換制御部１０２及び黒画像データ変換部１０４によって実行される。

ステップＳ６０１及びステップＳ６０２は、上述した実施例１と同様であるので処理の説明は省略する。

ステップＳ６０３では、変換制御部１０２は不図示のタイマを起動して、時間計測を開始する。

ステップＳ６０４では、変換制御部１０２はタイマの計測値を参照することで表示継続時間を取得し、予め定めた閾値Ｔとの比較を行う。例えば、閾値Ｔを６０分と設定する。表示継続時間が閾値Ｔより小さければステップＳ６０６へ処理を移行する。ステップＳ６０６からステップＳ６１０は、実施例１のステップＳ５０３からステップＳ５０７に相当するものであるので説明を省略する。

ステップＳ６０４で表示継続時間が閾値Ｔ以上となった場合は、長時間の視聴を実施していることを意味するので、焼き付きの可能性が高まっている。そこで、変換制御部１０２はステップＳ６０５において、焼き付き抑制の制御用パラメータの変換頻度が高まるようにパラメータを調整する。変換頻度が高まるようなパラメータの調整方法は種々あるが、ここでは、変換間隔を短くすることで頻度を高くする方法を採用することとする。実施例１では、変換間隔は１フレームであったが、このフレーム間隔をゼロにすることで、周期６４フレームに対して各領域とも２倍の黒画像データ変換処理を実行することが可能となる。もちろん、変換間隔の調整以外の方法で変換頻度を高めてもよい。

また、ステップＳ６０５でパラメータ調整を実行した場合には、タイマをクリアするとともに、さらに継続視聴する場合を想定し、タイマをリスタートさせる。従って、リスタートしたタイマで計測した表示継続時間が再び閾値Ｔ以上となった場合には、再び、パラメータの調整処理を行う。

ステップＳ６１０で画像表示が停止されることになった場合には、タイマをクリアするとともに、ステップＳ６０５でパラメータ調整が行われている場合には、調整値をクリアし、標準のパラメータ値に戻す処理を変換制御部１０２が実行する。

以上説明したように、実施例２によれば、長時間の画像表示に起因して焼き付き発生の確率が高まるにつれ、焼き付き抑制のための黒画像データ変換処理の頻度を高める処理を実行することで、効果的に焼き付きを抑制することが可能となる。

なお、実施例２では、メモリ１０１に格納されたパラメータを調整する処理を実行したが、時間経過に対応させて調整させたパラメータを予め用意しておき、表示継続時間が閾値以上になった場合には、当該表示継続時間に対応したパラメータをメモリ１０１から読み出して変換制御に利用することも可能である。

Claims (8)

1. 表示部に画像データを表示するとともに、画像の表示に起因して生じる焼き付きを抑制するために、画像データの輝度値を変換する表示装置であって、
   画像データの輝度値を変換する変換手段と、
   前記表示部の表示領域を複数の領域に区分し、各区分領域に表示される画像データの画素値を黒を表現する画素値に周期的に変換するための変換頻度を示す情報を各区分領域ごとに対応付けて格納する格納手段と、
   画像データの表示中、前記格納手段に格納された、各区分領域ごとに対応付けられた変換頻度を示す情報を用いて、所定の区分領域に含まれる画素値を黒を表現する画素値とするように輝度値を変換させる指示を前記変換手段に対して発行する制御手段と、
   前記変換手段で前記所定の区分領域に含まれる画素値が黒を表現する画素値に変換された画像データを前記表示部に表示させる表示手段と、
   を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記表示部に画像データを表示し始めてからの時間を計測するタイマをさらに有し、
   前記制御手段は、前記タイマで計測した時間が所定の閾値以上になった場合に、前記変換頻度が高くなるように前記変換頻度を示す情報を調整することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示部に表示する画像の明るさを示す値を調整する調整手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記調整手段によって調整された画像の明るさを示す値が所定の閾値以上になった場合に、前記変換頻度が高くなるように前記変換頻度を示す情報を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記格納手段が格納する変換頻度を示す情報は、前記表示領域の中央部分の区分領域に対応付けられた変換頻度に比べ、表示領域の端部に位置する区分領域に対応付けられた変換頻度が高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 表示部に画像データを表示するとともに、画像の表示に起因して生じる焼き付きを抑制するために、画像データの輝度値を変換する表示装置の制御方法であって、
   画像データの輝度値を変換する変換ステップと、
   前記表示部の表示領域を複数の領域に区分し、各区分領域に表示される画像データの画素値を黒を表現する画素値に周期的に変換するための変換頻度を示す情報を各区分領域ごとに対応付けて格納したメモリから取得した、各区分領域ごとに対応付けられた変換頻度を示す情報を用いて、画像データの表示中、所定の区分領域に含まれる画素値を黒を表現する画素値とするように輝度値を変換させる指示を発行する制御ステップと、
   前記変換ステップで前記所定の区分領域に含まれる画素値が黒を表現する画素値に変換された画像データを前記表示部に表示させる表示ステップと、
   を有することを特徴とする表示装置の制御方法。
6. 前記表示装置は、前記表示部に画像データを表示し始めてからの時間を計測するタイマをさらに有し、
   前記制御ステップは、前記タイマで計測した時間が所定の閾値以上になった場合に、前記変換頻度が高くなるように前記変換頻度を示す情報を調整することを特徴とする請求項５に記載の表示装置の制御方法。
7. 前記表示装置は、前記表示部に表示する画像の明るさを示す値を調整する調整手段をさらに有し、
   前記制御ステップは、前記調整手段によって調整された画像の明るさを示す値が所定の閾値以上になった場合に、前記変換頻度が高くなるように前記変換頻度を示す情報を調整することを特徴とする請求項５または６に記載の表示装置の制御方法。
8. 前記メモリに格納された変換頻度を示す情報は、前記表示領域の中央部分の区分領域に対応付けられた変換頻度に比べ、表示領域の端部に位置する区分領域に対応付けられた変換頻度が高くなるように設定されていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。

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