JP2011248060A - 表示装置、及び、表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】液晶画面を照明するバックライト光量を減少させつつ、液晶画面に映す画像輝度を上げる際に、もともと高い画像輝度がハレーションを起こさないようにする技術を提供する。
【解決手段】液晶画面に表示させる画像において、画面を照らすバックライトが有する複数の光源の光量を減少させるとともに、画像輝度を上げる補正を行って、画像全体の明るさを適切にさせる、その補正を行う際に、画像輝度が第1閾値を超えないようにする。このため、画像において白くなる領域が無くなり、画像における看者に対する視認性を向上させることができる。
【選択図】図7

Description

本発明は、画像を液晶画面に表示する技術に関する。
近年、環境問題を背景に省エネルギー技術が重要とされ、省エネルギー技術を採用した、テレビ、携帯端末、パソコン、カーナビゲーション装置などの液晶表示装置が注目されている。
このような液晶表示装置に採用される省エネルギー技術には、例えば、バックライトを効率よく制御して、消費電力を大幅に減らす技術がある。例えば、特許文献1に、複数のLEDを有するバックライトのそれぞれのLEDの光量を、それぞれのLEDが照明する画面に映る画像における複数画素の輝度に応じて制御する。つまり、比較的暗い低輝度領域に対応するLEDの光量を比較的明るい高輝度領域に対応するLEDの光量よりも少なくする技術が開示されている。
更に、そのバックライトの光量を制御して、画面に映る画像の明るさが所望する明るさにならない場合は、画素の輝度を上げる補正を行うことによって、その所望する明るさを得る画像処理技術が知られている。
特開2009−251331号公報
しかし、輝度が比較的高い画像に対して輝度を上げる補正を施すと、画像が白くなってしまい、画像の内容を看者に対し認識させることができない虞がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、上記省エネルギー制御を採用した表示装置において輝度補正された画像の視認性を向上させる技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、画像を表示させる液晶の画面を有する表示装置であって、前記画面を照明する複数の光源を有するバックライトと、前記複数の光源それぞれの光量を、前記画像の輝度に基づく基準よりも減少した光量に判定する第1判定手段と、判定された前記光量に基づいて前記バックライトを制御するバックライト制御手段と、前記画像の輝度を上げるための補正量を、前記光量の減少量に応じて導出する導出手段と、前記導出手段に導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像の輝度が第1閾値を超えるか否かを判定する第2判定手段と、補正後の前記画像の輝度が前記第1閾値を超えると判定された場合は、補正後の前記画像の輝度が前記第1閾値を超えないように前記補正量を低下する変更手段と、低下された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正を行う補正手段と、前記補正手段による補正後の前記画像を前記画面へ表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の表示装置において、前記第2判定手段は、前記画像の一定の範囲である特定領域を対象に前記判定を行うことを特徴とする。
また、請求項3の発明は、請求項2に記載の表示装置において、前記特定領域は、前記画面の中央に位置することを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項1に記載の表示装置において、前記画像は、カーナビゲーション画像であり、前記第2判定手段は、前記カーナビゲーション画像の自車位置マークを含む一定の範囲である特定領域を対象に前記判定を行うことを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項1に記載の表示装置において、前記導出手段は、前記補正量を前記画像が有する複数の画素ごとに導出し、前記変更手段は、前記複数の画素の前記補正量のそれぞれに同一の係数を乗算して、前記画像の各画素の前記補正量を低下するものであり、補正後の前記画像の最大輝度が前記閾値以下になるように前記係数を設定する設定手段、をさらに備えることを特徴とする。
また、請求項6の発明は、請求項5に記載の表示装置において、前記導出手段に導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像において、前記第1閾値と前記第1閾値よりも低い第2閾値との間の輝度となる特定画素が所定割合以上含まれるか否かを判定する第3判定手段と、前記第2判定手段が補正後の前記画像の輝度が第1閾値を超えると判定し、かつ、前記第3判定手段が前記特定画素が所定割合以上含まれると判定した場合は、前記変更手段を有効化する有効化手段と、をさらに備えることを特徴とする。
また、請求項7の発明は、請求項1に記載の表示装置において、前記補正手段は、前記補正量を前記画像が有する複数の画素ごとに導出し、前記変更手段は、前記複数の画素の前記補正量のそれぞれに画素ごとに設定された係数を乗算して、前記画像の各画素の前記補正量を低下するものであり、補正後の前記画像の最大輝度が前記閾値以下になるように前記画像の最大輝度の画素の前記係数を設定するとともに、他の画素の前記係数を当該画素の輝度が低いほど小さく設定する設定手段、を備えることを特徴とする。
また、請求項8の発明は、請求項7に記載の表示装置において、前記導出手段に導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像において、前記第1閾値と前記第1閾値よりも低い第2閾値との間の輝度となる特定画素が所定割合以上含まれるか否かを判定する第3判定手段と、前記第2判定手段が補正後の前記画像の輝度が第1閾値を超えると判定し、かつ、前記第3判定手段が前記特定画素が所定割合以上含まれると判定しない場合は、前記変更手段を有効化する有効化手段と、をさらに備えることを特徴とする
また、請求項9の発明は、画像を表示させる液晶の画面を有する表示方法であって、前記画面を照明する複数の光源を有するバックライトの前記複数の光源それぞれの光量を、前記画像の輝度に基づく基準よりも減少した光量に判定する工程と、判定された前記光量に基づいて前記バックライトを制御する工程と、前記画像の輝度を上げるための補正量を、前記光量の減少量に応じて導出する工程と、導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像の輝度が閾値を超えるか否かを判定する工程と、補正後の前記画像の輝度が前記閾値を超えると判定された場合は、補正後の前記画像の輝度が前記閾値を超えないように前記補正量を低下する工程と、低下された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正を行う工程と、補正後の前記画像を前記画面へ表示する工程とを備えたことを特徴とする
また、請求項10の発明は、画像を表示させる液晶画面を有する表示装置であって、前記画面を照明する複数の光源を有するバックライトと、前記複数の光源それぞれの光量を、前記画像の輝度に基づく基準よりも減少した光量に判定する第1判定手段と、判定された前記光量に基づいて前記バックライトを制御するバックライト制御手段と、前記画像の輝度を上げるための補正量を、前記光量の減少量に応じて導出する第1導出手段と、前記導出手段に導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像の輝度が閾値を超えるか否かを判定する第2判定手段と、補正後の前記画像の輝度が前記閾値を超えると判定された場合は、前記複数の光源それぞれの前記光量の減少量を少なくする光量調整手段と、前記画像の輝度を上げるための補正量を、前記光量調整手段による調整後の前記光量の減少量に応じて導出する第2導出手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項1ないし9の発明によれば、液晶画面に表示させる画像において、画面を照らすバックライトが有する複数の光源の光量を減少させるとともに、画像輝度を上げる補正を行って、画像全体の明るさを適切にさせる、その補正を行う際に、画像輝度が第1閾値を超えないようにするため、画像において白くなる領域が無くなり、画像における看者に対する視認性を向上させることができる。
また、請求項2の発明によれば、表示装置は、請求項1における第2判定処理を、特定領域を対象に実施するため、処理速度を早くできる。
また、請求項3の発明によれば、表示装置は、請求項2における第2判定処理の、特定領域を画面の中央にするため、画面の中央に表示される傾向にある重要な内容を看者に対して確実に認識させることができる。
また、請求項4の発明によれば、表示装置は、請求項1における第2判定処理を、カーナビ画像における自車位置マークを含む一定の範囲を対象に実施するため、処理速度を早くできるとともに、案内画像のうち最も重要な情報の一つである自車位置マーク及びその周辺を、看者に対して確実に認識させることができる。
また、請求項5の発明によれば、表示装置は、画像輝度を補正する際に、画像輝度が第1閾値を超える場合は、画像輝度を一律に下げる補正をして階調を豊かにしつつ白くなる領域の発生を防止する。
また、請求項6の発明によれば、表示装置は、画像輝度のうち、第1閾値と第2閾値との間に特定画素が所定割合以上含まれる場合は、画像輝度を一律に下げる補正をするため、画像の階調を豊かにしつつ白くなる領域及び黒くなる領域の発生を防止することができる。
また、請求項7の発明によれば、表示装置は、画像輝度を補正する際に、画像輝度が第1閾値を超える場合は、画素を補正する補正量を変更する係数をその画素の輝度が低いほど小さく設定するため、階調が乏しくならないようにし、画像において白くなる領域及び黒くなる領域を防止することができる。
また、請求項8の発明によれば、表示装置は、画像輝度のうち、第1閾値と第2閾値との間に特定画素が所定割合以上含まれない場合は、画素を補正する補正量を変更する係数をその画素の輝度が低いほど小さく設定するため、階調が乏しくならないようにし、画像において白くなる領域及び黒くなる領域を防止することができる。
また、請求項9の発明によれば、液晶画面に表示させる画像において、画面を照らすバックライトが有する複数の光源の光量を減少させるとともに、画像輝度を上げる補正を行って、画像全体の明るさを適切にさせる、その補正を行う際に、画像輝度が第1閾値を超えないようにすることによって、画像において白くなる領域が無くなるため、画像における看者に対する視認性を向上させることができる。
また、請求項10の発明によれば、表示装置は、画像輝度を補正する際に、画像輝度が第1閾値を超える場合は、画像輝度を補正する基準となる光量を減少させるため、画像において白くなる領域が無くなり、画像における看者に対する視認性を向上させることができる。
図1は、表示部を示す図である。 図2は、車載装置のシステム構成図である。 図3は、画像を示す図である。 図4は、画像を示す図である。 図5は、輝度及び光量を示す図である。 図6は、表示画像及びバックライトを示す図である。 図7は、車載装置が実行する制御内容を示すフローチャート図である。 図8は、輝度及び光量を示す図である。 図9は、輝度を示す図である。 図10は、表示画像及びバックライトを示す図である。 図11は、輝度を示す図である。 図12は、車載装置が実行する制御内容を示すフローチャート図である。 図13は、輝度を示す図である。 図14は、輝度を示す図である。 図15は、輝度を示す図である。 図16は、輝度を示す図である。 図17は、輝度を示す図である。 図18は、画像を示す図である。
以下で説明する技術は、表示部を搭載した種々の表示装置に適用されるものであるが、便宜上、車載装置を例にして具体的に説明する。従って、車載装置について、添付図面を参照しながら、車載装置に搭載される表示部の構造、車載装置の構成、及び、車載装置の制御に分けて説明を行う。
<代表の実施の形態>
<車載装置に搭載の表示部の構成>
車両に搭載される表示装置である車載装置が備える表示部の構成を、図1に基づいて説明する。表示部7は、カラーフィルタ1、液晶層2、TFT(Thin Film Transistor)3、バックライト4、及び、タッチパネル6などにより構成される。
カラーフィルタ1は、3原色(RGB)が画素ごとに印刷されたフィルムである。
液晶層2は、外部電圧などが加わると分子配列が変わる、所謂、液晶シャッターである。
TFT3は、マトリクス状に配置された電極により構成される薄膜トランジスタである。TFT3は、画像調整部が電極へ流す電気を制御することによって、マトリクス状の狙いのセルへ電圧を発生させて、当該セルに対応する液晶層2における液晶の分子配列を変える、つまり、バックライトの光をカラーフィルタ1側へ透過させて狙いの色を画面に表示させる機能を担っている。
バックライト4は、光源となる複数のLED(Light Emitting Diode)5を直列に並べて有している。つまり、バックライト4は、カラーフィルタ1、液晶層2及びTFT3によって構成された表示部の画面を照明する機能を担っている。
バックライト4のタイプは、簡易構造のエッジライトタイプであり、薄い構造の表示部が要求される、つまり、小型化が要求される車載装置には最適な構造であるといえる。このような、エッジライトタイプのバックライトには、複数の光源であるLED5が矩形を成す表示部の底辺(下底)近傍に直列に備わるため、光が表示部7において、その一辺と対向する底辺(上底)に向かうほど弱くなってしまうのを防ぐ、つまり、表示部7においてバックライトの光が均一になるようにする偏光板が備わっている。
また、バックライト4は、構成するLED5を発光させる又は発光させないという単純発光だけではなく、LED5ごとに制御電流のデューティ比を異ならせることによって、LED5ごとの光量を変更させることができる。
タッチパネル6は、抵抗を有する金属薄膜からなる透明電極によって構成されるパネルである。タッチパネル6は、この電極をマトリクス状に配列しており、ユーザによってタッチされた画面の位置に応じた電極付近に電圧が発生するようになっている。このため、車載装置は、電圧が発生した位置をユーザが操作した位置であると判断することができる。
このような、カラーフィルタ1、液晶層2、TFT3、バックライト4、及び、タッチパネル6などを積層させた表示部7のうち、TFT3やバックライト4を、車載装置の画像調整部やバックライト調整部が制御することによって、表示部7の画面にカーナビゲーション画像やTV画像などの画像を表示させることができる。
<車載装置の構成>
次に、車載装置の構成を図2に基づいて説明する。車載装置20は、表示部7、制御部11、画像調整部8、バックライト調整部9、揮発性記憶部10、放送受信部12、カメラ入力部13、ディスク読取部14、及び、カーナビゲーション部15などを、データ通信可能なバスや信号線に電気的に接続して構成している。
制御部11は、CPUや制御プログラムなどが記憶されているROMなどにより構成されたマイコンである。例えば、制御部11は、信号線を介して、タッチパネル6からユーザが所望する機能を選択するユーザ操作を受け付けて、デジタルTVを表示部7へ表示させる、車両周辺画像を表示部7へ表示させる、DVD画像を表示部7へ表示させる、又は、カーナビゲーション画像を表示部7へ表示させるなどの画像表示制御を、画像調整部8及びバックライト調整部9と協働して実行する。
画像調整部8は、LSI(Large Scale Integration)である。例えば、画像調整部8が備える輝度判定部21、補正量導出部22、ハレーション判定部23、補正量変更部24、補正部25、及び、TFT制御部26が、それぞれ、輝度判定機能、補正量導出機能、ハレーション判定機能、補正量変更機能、補正機能、及び、TFT制御機能を発揮する。各機能の詳細については後述する。
バックライト調整部9は、LSI(Large Scale Integration)である。例えば、バックライト調整部9が備える光量判定部27、及び、バックライト制御部28が、それぞれ、光量判定機能、及び、バックライト制御機能を発揮する。各機能の詳細については後述する。
揮発性記憶部10は、例えば、SRAM(Static Random Access Memory)である。揮発性記憶部10は、制御部11、画像調整部8、又は、バックライト調整部9において、それぞれの機能を発揮させる際に、導出された制御値などの結果を一時的に記憶させる、つまり、ワーキングエリアである。その機能の詳細については後述する。
放送受信部12は、空中に発せられているデジタルTV放送の電波を直接受信するTV放送アンテナ16によってその電波を受信し、受信した電波に基づいて図3に示すようなTV画像G1を抽出する機能を担う。また、放送受信部12は、抽出したTV画像G1を信号線を介して、制御部11へ送信する。
カメラ入力部13は、車両29において撮像方向を車両外側へ向けて備えられた、つまり、車両外部の映像が撮像可能に備えられた車載カメラ17から信号線を介して受信した画像を、一定の画像に調整するAGC(Automatic Gain Control)などの機能を担う。また、カメラ入力部13は、調整した車両外部の画像を信号線を介して、制御部11へ送信する。
ディスク読取部14は、ユーザによりセットされたDVD18に記録されているDVD画像を読み取る機能を担う。また、ディスク読取部14は、読み取ったDVD18に記録されていたDVD画像を信号線を介して、制御部11へ送信する。
カーナビゲーション部15は、GPSアンテナ19により受信したGPS信号などに基づいて、算出した自車位置データに応じた地図画像を、搭載する記憶装置から読み出し、自車位置マークなどのデータと組み合わせて、図4に示すようなカーナビゲーション画像G2を生成する機能を担う。また、カーナビゲーション部15は、カーナビゲーション画像G2を制御部11へ送信する。
<車載装置の制御>
車載装置20の制御部11は、表示部7のタッチパネル6を介して、TVモード設定のユーザ操作を受け付けると、画像調整部8やバックライト調整部9と協働して、TV放送アンテナ16により受信したTV画像G1を、表示部7へ表示する。
また、制御部11は、表示部7のタッチパネル6を介して、車外画像モード設定のユーザ操作を受け付けると、画像調整部8やバックライト調整部9と協働して、カメラ入力部13が調整した車外画像を、表示部7へ表示する。
また、制御部11は、表示部7のタッチパネル6を介して、DVD再生モード設定のユーザ操作を受け付けると。画像調整部8やバックライト調整部9と協働して、ディスク読取部14がDVD18から読み出したDVD画像を、表示部7へ表示する。
また、制御部11は、表示部7のタッチパネル6を介して、カーナビゲーションモード設定のユーザ操作を受け付けると、画像調整部8やバックライト調整部9と協働して、カーナビゲーション部15が生成した、自車位置マークJ、所定の機能の実行を受け付ける選択マークM、及び、地図画像などを含むカーナビゲーション画像G2を、表示部7へ表示する。
また、車載装置20の制御部11などは、メニュー画像やカーナビゲーション画像G2などを表示させた表示部7の画面において、消費電力を低減させるエコモードを、ユーザに対して選択可能にしている。制御部11などは、エコモードが表示部7のタッチパネル6を介してユーザにより選択されない場合は、通常モードとなり、バックライト4を構成する複数のLED5を適宜に発光させる通常処理を実行する。
制御部11が複数のLED5を適宜光らせるための通常処理を説明する。なお、説明の便宜上、図6などに示すように、左から1個目を5−1、左から2個目を5−2、左から3個目を5−3というようにアドレスを付することとする。
画像調整部8の輝度判定部21は、通常モードにおいて、通常処理を実行する場合、入力された画像における画素の輝度の平均(平均輝度)を導出し、導出した平均輝度に応じてバックライト4により発光させる量を判定する。具体的には、図5に示すように、光量判定部27により、平均輝度L1に応じた一定の光量L2が判定される。
バックライト4の通常処理においては、図5は、横軸が表示部7の画面の横方向の位置を示し、縦軸がレベルを示す。つまり、図5における、実線が画面に表示される画像の横方向(図6に示すカーナビゲーション画像G2の長辺方向)の各位置における縦方向(図6に示すカーナビゲーション画像G2の短辺方向)の平均輝度L1を示し、図5における、破線が画面の横方向に備わるバックライト4、つまり、画面の横方向に直列に備わる複数のLED5それぞれの光量L2を示す。従って、図5によれば、画面に表示される画像の横方向の各位置における縦方向の平均輝度L1に応じたバックライト4の光量L2を理解することができる。
ここで、光量判定部27が判定する、画像の平均輝度L1に応じた光量L2について詳細に説明する。光量判定部27は、画面に表示された画像の横方向の任意の位置における縦方向の平均輝度による明るさと、その任意の位置と対応して備わるLED5の光量による明るさとをあわせた明るさが、その任意の位置における縦方向の画面の明るさとして最適になるようにLED5の光量を判定する。
つまり、画像を表示する画面における、輝度判定部21において判定された画像の横軸における縦方向の平均輝度L1による明るさと、光量判定部27が判定する複数のLED5それぞれの光量L2による明るさと、をあわせた明るさが車載装置20において目標とする明るさになるように調整される。換言すると、車載装置20は、表示部7の画面へ表示する画像の目標とする明るさと画像における複数画素の輝度による明るさとの差分をバックライト4の光量による明るさに設定している。
具体的には、光量判定部27は、輝度判定部21において判定された、画像の横方向の任意の位置における縦方向の平均輝度L1を検索キーにして、平均輝度L1と光量L2とが関連付けて記憶されたメモリから、その任意の位置と対応して備わるLED5の光量L2を導出する。
なお、バックライトである複数のLED5は、前述した通り画面の底辺(下底)近傍において、底辺に平行して直列に備わるため、画面を照明するレベルの変化を画面の縦方向においてのみ実行可能である。このため、光量判定部27は、LED5の光量を判定する基準を画像の縦方向の平均輝度を用いている。
一方、車載装置20の制御部11などは、TV画像G1やカーナビゲーション画像G2などの画像を表示させた表示部7の画面において、ユーザに対して選択可能にしているエコモードが表示部7のタッチパネル6を介してユーザにより選択された場合は、エコモードとなり、バックライト4を構成する複数のLED5を通常処理よりも暗く発光させる特別処理を実行する。
車載装置20が実行する特別処理について、図7に基づいて詳細に説明する。なお、車載装置20は、画像を初期表示する際に、又は、更新表示する際に、車載装置20の電源がユーザによって切られるまで、図7に示す種々の処理を繰り返して実行する。
以降、車載装置20がエコモードにおいて実行する種々の処理、つまり、図7に示す制御処理について詳細に説明する。
車載装置20は、前述したタイミングにより、図7に示す種々の処理を実行する。まず、ステップS1において、車載装置20が備える画像調整部8の輝度判定部21は、入力された(受信した)画像における画素の輝度の平均(平均輝度)を導出する。
具体的には、図8に示すように、表示部7の画面に映る画像の横方向(長方形の画面に映る画像の長辺方向)の各位置における縦方向(長方形の画面に映る画像の短辺方向)の平均輝度L1を導出する。次に、ステップS2へ移行する。
ステップS2において、バックライト調整部9の光量判定部27が、画像調整部8から受信した平均輝度L1のデータに応じて判定したバックライト4の光量を更に所定割合(例えば、5%)下げた光量を判定する。
具体的には、図8に示すように、光量判定部27により、平均輝度L1に応じた一定の光量L2が通常モードと同様に判定される。更に、光量判定部27は、光量L2に基づいて光量L3を判定する。つまり、光量判定部27は、光量を判定する際に平均輝度L1に応じた光量L2を基準とし、この基準である光量L2よりも減少した光量L3を判定する。
図8は、図5と同様に横軸が表示部7の画面の横方向の位置を示し、縦軸がレベルを示すものであって、図8の実線が画面に表示される画像の横方向の各位置における縦方向の平均輝度L1を示し、図8の破線が画面の横方向に備わるバックライト4、つまり、画面における底辺近傍に直列に備わる複数のLED5それぞれの光量L2及び光量L3を示す。従って、図8によれば、画面に表示される画像の横方向の各位置における縦方向の平均輝度L1に応じたバックライト4の光量L2、光量L2を更に所定割合下げた光量L3を理解することができる。
なお、バックライトである複数のLED5は、前述した通り画面の底辺(下底)近傍において、底辺に平行して直列に備わるため、画面を照明するレベルの変化を画面の縦方向においてのみ実行可能である。このため、光量判定部27は、LED5の光量を判定する基準を画像の縦方向の平均輝度を用いている。次に、ステップS3へ移行する。
ステップS3において、画像調整部8の補正量導出部22は、バックライト調整部9から受信した光量L3のデータに応じて、平均輝度L1を補正する補正量Xを導出する
前述したように、光量判定部27は、画面に表示された画像の横方向の任意の位置における縦方向の平均輝度と、その任意の位置と対応して備わるLED5の光量とをあわせた明るさが、その任意の位置における縦方向の画面の明るさとして最適になるようにLED5の光量を判定する。つまり、車載装置20全体としては、表示部7の画面へ表示する画像の目標とする明るさと画像における複数画素の輝度による明るさとの差分をバックライト4の光量による明るさに設定している。
しかし、画像調整部8は、光量判定部27において、光量L3は平均輝度L1に応じた光量L2から所定割合下げているため、光量L3による明るさが、画面へ表示する画像における当初の目標の明るさと平均輝度L1による明るさとの差分にはならない。
そこで、画像調整部8は、バックライト調整部9の光量判定部27により光量L2から光量L3へと下げた分の明るさを、平均輝度による明るさでフォローする。つまり、画像調整部8の補正量導出部22が、光量判定部27によって光量L2から光量L3へと下がったために低下した明るさに応じて、平均輝度L1による明るさを上げるための、平均輝度L1に対する補正量Xを導出する。
具体的には、補正量導出部22は、光量判定部27から受信した光量L3を検索キーにして、光量L3と補正量Xとが関連付けて記憶されたメモリから、補正量Xを導出する。次に、ステップS4へ移行する。
ステップS4において、画像調整部8のハレーション判定部23は、入力された(受信した)画像を、補正量導出部22により導出された補正量Xによって補正した画像(補正後の画像)の輝度が第1閾値を超えたか否かを判定する。ステップS4における処理の詳細を図9に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップS41へ移行する。
ステップS41において、ハレーション判定部23は補正後の画像、例えば、図10に示すように、補正後のカーナビゲーション画像G2における、複数の画素それぞれの輝度Kが、飽和する第1閾値(例えば、255cd)を超えたか否かを判定する。画素の輝度Kが第1閾値を超えたと判定する場合は、ステップS42へ移行する(ステップS41においてYes)。画素の輝度Kが第1閾値を超えたと判定しない場合は、リターンへ移行する(ステップS41においてNo)。
なお、本実施の形態では、各画素の輝度は、例えば、8ビット(0〜255)で表現される。
例えば、図11は、図10における画面Y軸の任意の位置S1における画面X軸の画素の輝度Kのレベルを表した図であり、画面Y軸の任意の位置S1において画面X軸における2つの領域の画素の輝度Kが第1閾値を超えていることがわかる。
ステップS42において、ハレーション判定部23は、入力された(受信した)画像における何れかの画素の輝度Kが第1閾値を超えたことを示すフラグをオンにする。
なお、このフラグは揮発性記憶部10などの所定の領域に設定されるものであり、車載装置20のイニシャル処理、及び、エンド処理などにおいてオフにされる識別データである。次に、リターンへ移行する。
車載装置20は、リターンへ移行すると図7に示す制御処理へ戻り、ステップS5へ移行する。
ステップS5において、画像調整部8の補正量変更部24は、補正量導出部22によって導出された補正量Xを画素の輝度Kが第1閾値を超えた場合に変更する係数を導出する。ステップS5における処理の詳細を図12に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップS51へ移行する。
ステップS51において、画像調整部8の補正量変更部24は、揮発性記憶部10の所定の領域に設定されるフラグがオンか否かを判定する。フラグがオンであると判定する場合は、ステップS52へ移行する(ステップS51においてYes)。フラグがオンであると判定しない場合は、リターンへ移行する(ステップS51においてNo)。
ステップS52において、補正量変更部24は、画像調整部8へ入力される(が受信した)画像のに含まれる全画素のうち輝度Kが第1閾値(例えば、255)以下、かつ、第2閾値(例えば、200)以上となる特定画素が所定割合(例えば、70%)以上であるか否かを判定する。特定画素が所定割合以上であると判定する場合は、ステップS53へ移行する(ステップS52においてYes)。特定画素が所定割合以上であると判定しない場合は、ステップS55へ移行する(ステップS52においてNo)。
例えば、図13は、カーナビゲーション画像G2の画像における複数の画素のそれぞれに応じた複数画素の輝度Kのレベルを表したものでる。更に、図13は、図10における画面Y軸の任意の位置S1における画面X軸の画素の輝度Kのレベルを表した図であって、この図によれば、画面Y軸の任意の位置S1において画面X軸における2つの領域の画素の輝度Kが第1閾値を超えていること、及び、輝度が第1閾値以下、かつ、第2閾値以上となる特定画素が所定割合以上であることがわかる。実際には、画面Y軸の任意の位置S1以外の位置においても同様の判定をするため、画面Y軸の全ての位置に対して同様の判定を行い、平均的にその判定がされるか否かの処理を行う。
例えば、図14は、TV画像G1の画像における複数の画素のそれぞれに応じた複数画素の輝度Kのレベルを表したものである。更に、図15は、図14における画面Y軸の任意の位置S1における画面X軸の画素の輝度Kのレベルを表した図であって、この図によれば、画面Y軸の任意の位置S1において画面X軸における4つの領域の画素の輝度Kが第1閾値を超えていること、及び、輝度が第1閾値以下、かつ、第2閾値以上となる特定画素が所定割合以上ではないことがわかる。実際には、画面Y軸の任意の位置S1以外の位置においても同様の判定をするため、画面Y軸の全ての位置に対して同様の判定を行い、平均的にその判定がされるか否かの処理を行う。
つまり、カーナビゲーション画像G2はイラスト画像であって、風景画などからなるTV画像G1よりも画像の階調は豊かではないため、カーナビゲーション画像G2の輝度Kは第1閾値以上、かつ第2閾値以下の範囲に収まる傾向にある。また、風景画などからなるTV画像G1は非イラスト画像であって、イラスト画像からなるカーナビゲーション画像G2よりも画像の階調は豊かであるため、TV画像G1の輝度Kは第1閾値以上、かつ第2閾値以下の範囲に収まらない傾向にある。
ステップS53において、補正量変更部24は、入力された画像における複数の画素それぞれの輝度Kを補正するための補正量を調整する(低下させる)係数を導出する。その係数は、全画素の輝度Kを補正する補正量に対して同一の係数であって、調整した補正量に基づいて全画素の輝度を補正した際に、図16に示すように、複数画素の輝度Kのうち第1閾値を超えた最大輝度が第1閾値以下となるように設定される。また、そのように調整した補正量に基づいて全画素の輝度を補正した際に、複数画素の輝度Kのうち低い輝度の画素が黒つぶれしないように、又は、黒つぶれする画素が多くならないように、その最大輝度が第1閾値以下で、かつ、第1閾値近傍になるように設定される。
つまり、その係数は、その係数により調整した補正量に基づいて全画素の輝度を補正した際に、複数画素の輝度Kのうち第1閾値を超えた最大輝度が第1閾値以下となるように、かつ、全画素の輝度Kが一律に低くなるように、かつ、低い輝度Kの画素が黒つぶれしないように設定される。
従って、カーナビゲーション画像G2のような画像は、複数画素のうち所定割合の画素の輝度Kが、第1閾値以下、かつ、第2閾値以上に収まるため、つまり、画素の輝度を補正した際に画素が黒つぶれするような低い輝度の画素が少ないため、全画素の輝度Kを一律に下げる補正を行っても、画像が黒つぶれすることがないか、黒つぶれしてもその量は少ない。次に、ステップS54へ移行する。
ステップS55において、補正量変更部24は、入力された画像における複数の画素それぞれの輝度Kを補正するための補正量を調整する係数を導出する。その係数は、調整した補正量に基づいて全画素の輝度を補正した際に、複数画素の輝度Kのうちの最大輝度が第1閾値以下になるように、その最大輝度を補正する補正量を調整する係数を設定するとともに、他の画素の輝度を補正する補正量に対する係数を、画素の輝度が低いほど小さく設定する。
つまり、その係数は、その係数により調整した補正量に基づいて全画素の輝度を補正した際に、図17に示すように、複数画素の輝度Kのうち第1閾値を超えた最大輝度が第1閾値以下となるように、かつ、低い輝度Kの画素が黒つぶれしないように、かつ、画像の階調が豊かになるように設定される。
従って、風景画などからなるTV画像G1である非イラスト画像は、画像における複数画素の輝度のうち大部分の画素の輝度が、第1閾値以下ではあるものの、第1閾値以下、かつ、第2閾値以上の範囲に収まらない、つまり、画像の階調が豊かで、画素の輝度を補正した際に画像が黒つぶれするような低い輝度の画素が多く、全画素の輝度のうち輝度が低くなるに従ってそれら画素の輝度を補正する補正量も少なくすることによって、補正後の画素が黒つぶれすることがないか、黒つぶれしてもその量は少ない。次に、ステップS54へ移行する。
ステップS54において、補正部25は、補正した全画素の輝度Kが第1閾値以下になったため、揮発性記憶部10などの所定の領域に設定された、複数画素のうちの何れかの画素の輝度が第1閾値を超えたことを示すフラグをオフにする。次に、リターンへ移行する。
車載装置20は、リターンへ移行すると図7に示す制御処理へ戻り、ステップS6へ移行する。
ステップS6において、補正部25は、設定した係数に基づいて補正量を調整し、更に、その補正量に基づいて全画素の輝度Kを補正する。次に、ステップS7へ移行する。
ステップS7において、画像調整部8のTFT制御部は、補正部25によって補正された画像に基づいてTFT3を制御する。具体的には、補正された画像における複数の画素それぞれの輝度に基づいて、TFT3を制御してカラーフィルタ1における1画素ごとに充てられたRGBの3原色の何れかにバックライト4の光を透過させて、表示部7において画像が表示されるようにする。次に、ステップS8へ移行する。
ステップS8において、バックライト調整部9のバックライト制御部28は、光量判定部27が判定した光量に基づいてバックライト4が有するLED5へ流す電気を制御する。具体的には、判定された光量L3となるようにLED5−1からLED5−21までをデューティ制御する。次に、リターンへ移行する。
従って、車載装置20が液晶画面に表示させる画像における、画像における複数画素の輝度による明るさと、バックライトによる明るさとを含めた「総合の明るさ」において、バックライトによる明るさを下げることによって、消費電力を低減させつつ、下げたその明るさに応じて、画像における複数画素の輝度による明るさを上げることによって、「総合の明るさ」を補償するとともに、画像における複数画素の輝度による明るさを上げる際に、画像における複数画素の輝度が第1閾値を超えないようにすることによって、画像において白くなる領域が無くなり、画像における看者に対する視認性を向上させることができる。
<変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では上記実施の形態の変形例について説明する。もちろん、以下で説明する変形例を適宜組み合わせても良い。
<変形例1>
上記代表の実施の形態における、図7に示す制御処理において、ステップS4に示すハレーション判定処理を、図3のTV画像G1や図4のカーナビゲーション画像G2における画像の一定の範囲である特定領域ZNを対象に実行する。特定領域ZNとは、画面の中央であり、例えば、カーナビゲーション画像G2においては、自車位置マークを含む矩形を成す領域であって、その矩形の底辺は画像の底辺と近接し、その画像の底辺は画像を映す画面を照明するバックライト4が有する複数のLED5が直列に備わるラインと近傍の底辺である。
つまり、車載装置20は、画像において重要な内容が示される画像の中央であって、バックライト4がその光量を制御可能な特定領域ZNを対象に、ハレーション判定処理を行って、この特定領域ZNにおいてハレーションが発生しないようにしつつ、逆に、画像において比較的重要な内容が示されない特定領域ZN以外の範囲は、ハレーション判定処理を実行しないようにすることによって、画像における重要な内容を確実に示しつつ、画像の表示処理速度を速めることができる。
<変形例2>
上記代表の実施の形態において、車載装置20は、図7に示す制御処理を更新表示する際に実行すると説明したが、図7に示す現在実行する制御処理のうち、ステップS1からステップS5までの処理の結果は、前回実行されたものを用いても良い。換言すると、車載装置20は、図7に示す現在実行する制御処理のうち、ステップS1からステップS5までの処理の結果を、次回のステップS6からステップS8までの制御処理に用いても良い。
例えば、車載装置20は、図19に示すように、カーナビゲーション画像G2−1からカーナビゲーション画像G2−5へと更新表示する場合に、カーナビゲーション画像G2−2はカーナビゲーション画像G2−1においてステップS1からステップS5までの処理結果を用いて画像表示処理を行い、カーナビゲーション画像G2−3はカーナビゲーション画像G2−2においてステップS1からステップS5までの処理結果を用いて画像表示処理を行い、カーナビゲーション画像G2−4はカーナビゲーション画像G2−3においてステップS1からステップS5までの処理結果を用いて画像表示処理を行い、カーナビゲーション画像G2−5はカーナビゲーション画像G2−4においてステップS1からステップS5までの処理結果を用いて画像表示処理を行う。
つまり、車載装置20は、現在画像のステップS6からステップS8の表示処理において、前回画像(前回フレーム)に対するステップS1からステップS5までの処理結果を用いる。
結果、車載装置20は、ステップS6からステップS8における画像表示処理をする際は、現在表示する画像に使用する補正量、ハレーション判定結果、ハレーション時に変更した補正量を、前回得られたものにするため、画像表示速度を早くさせることができる。また、動画のように類似する画像を連続して表示する場合には、前回フレームの判定結果や補正量などのパラメータを現在フレームに適用させても、映像品質が悪くなることは少ない。
<変形例3>
上記代表の実施の形態において、車載装置20は、図7に示す制御処理のうちステップS4のハレーション判定処理で、ハレーション判定部23が画素の輝度Kが第1閾値を超えたと判定する場合に、揮発性記憶部10の所定の領域のフラグをオンにして、ハレーションが発生したことを判定すると説明したが、第1閾値をこえなくても、図7に示す制御処理が所定のタイミングで複数回実行される際に、画素の輝度Kが第2閾値を超えた状態で、第1閾値を超える傾向が強くなった場合にハレーションが発生したことを判定しても良い。
具体的に説明すると、ハレーション判定部23は、図7に示す制御処理が所定のタイミングで複数回にわたって実施される際に、現在処理している画素の輝度Kを、前回処理した画素の輝度Kと比較して急激に第1閾値へ接近している場合に、つまり、前回処理している画素の輝度Kから現在処理した画素の輝度Kの差分が所定値以上の場合に、第1閾値を超える傾向が強くなったと判定する。
これにより、実際にハレーションが発生する前に画像の補正を施すことができる。
<変形例4>
上記変形例3において、車載装置20は、図7に示す制御処理が所定のタイミングで複数回実行される際に、画素の輝度Kが第2閾値を超えた状態で、第1閾値を超える傾向が強くなった場合にハレーションが発生したことを判定すると説明したが、その傾向が連続して所定回数(例えば、5回)にわたって強くなる場合にハレーションが発生したことを判定するものであっても良い。
また、その傾向が連続して所定回数のうち1回のみ強くない場合にもハレーションが発生したことを判定するものであっても良い。
これにより、ハレーションの発生を確実に判定できるとともに、ノイズなどによる誤判定を排除してハレーションの発生の判定精度を向上させることができる。
<変形例5>
上記代表の実施の形態において、車載装置20は、図7に示す制御処理のうちステップS4のハレーション判定処理で、ハレーション判定部23が画素の輝度Kが第1閾値を超えたと判定する場合に、揮発性記憶部10の所定の領域のフラグをオンにして、ハレーションが発生したことを判定すると説明したが、画像における複数の画素それぞれの輝度のうち、第1閾値を超えた輝度の画素数が所定数以上の場合に、ハレーションが発生したと判定するものであっても良い。
これにより、画像においてハレーションが発生した部分が少ない場合には、看者に対する画像の視認性が大して問題にはならないため、画素の輝度を低下させる補正を禁止させて、ハレーションが発生していない部分の視認性を向上させることができる。
<変形例6>
上記代表の実施の形態において、車載装置20は、光量判定部27が輝度判定部21において判定された画素の輝度に基づいて、バックライト4の光量を判定すると説明したが、図7に示す制御処理が所定のタイミングで複数回実行される際に、前回のタイミングで実行されたステップS4のハレーション判定処理において、ハレーションが判定された場合は、現在のタイミングで実行されるステップS2の光量判定処理において、光量の減少量を少なくする。
具体的に説明すると、バックライト調整部9の光量判定部27が、画像調整部8から受信した平均輝度L1に応じた一定の光量L2が判定される。更に、光量判定部27は、光量L2に基づいて光量L3よりも減少量を少なくした光量L3Xを判定する。
これにより、現在のタイミングで実行されるステップS4のハレーション判定処理において、画素の輝度Kが第1閾値を超えることが少なくなり、ステップS5の補正量変更処理において、全体的に画素の輝度を抑制させることを防ぐことができる。結果、看者に対する画像の視認性を向上させることができる。
<変形例7>
また、上記実施の形態では、プログラムに従ったCPUの演算処理によってソフトウェア的に各種の機能が実現されると説明したが、これら機能のうちの一部は電気的なハードウェア回路により実現されても良い。また逆に、ハードウェア回路によって実現されるとした機能のうちの一部は、ソフトウェア的に実現されても良い。
更に、各実施例の制御を説明するフローチャート図における各処理は、便宜上、一の系列で示しているが、細分化された各処理を各制御部がマルチタスク制御機能により直列に処理するものであっても良い。
1 カラーフィルタ
2 液晶層
3 TFT
4 バックライト
5 LED
6 タッチパネル
7 表示部
8 画像調整部
9 バックライト調整部
10 揮発性記憶部
11 制御部
20 車載装置
21 輝度判定部
22 補正量導出部
23 ハレーション判定部
24 補正量変更部
25 補正部
26 TFT制御部
27 光量判定部
28 バックライト制御部

Claims (10)

  1. 画像を表示させる液晶の画面を有する表示装置であって、
    前記画面を照明する複数の光源を有するバックライトと、
    前記複数の光源それぞれの光量を、前記画像の輝度に基づく基準よりも減少した光量に判定する第1判定手段と、
    判定された前記光量に基づいて前記バックライトを制御するバックライト制御手段と、
    前記画像の輝度を上げるための補正量を、前記光量の減少量に応じて導出する導出手段と、
    前記導出手段に導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像の輝度が第1閾値を超えるか否かを判定する第2判定手段と、
    補正後の前記画像の輝度が前記第1閾値を超えると判定された場合は、補正後の前記画像の輝度が前記第1閾値を超えないように前記補正量を低下する変更手段と、
    低下された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正を行う補正手段と、
    前記補正手段による補正後の前記画像を前記画面へ表示する表示制御手段と
    を備えたことを特徴とする表示装置。
  2. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記第2判定手段は、前記画像の一定の範囲である特定領域を対象に前記判定を行うことを特徴とする表示装置。
  3. 請求項2に記載の表示装置において、
    前記特定領域は、前記画面の中央に位置することを特徴とする表示装置。
  4. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記画像は、カーナビゲーション画像であり、
    前記第2判定手段は、前記カーナビゲーション画像の自車位置マークを含む一定の範囲である特定領域を対象に前記判定を行うことを特徴とする表示装置。
  5. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記導出手段は、前記補正量を前記画像が有する複数の画素ごとに導出し、
    前記変更手段は、前記複数の画素の前記補正量のそれぞれに同一の係数を乗算して、前記画像の各画素の前記補正量を低下するものであり、
    補正後の前記画像の最大輝度が前記閾値以下になるように前記係数を設定する設定手段、
    をさらに備えることを特徴とする表示装置。
  6. 請求項5に記載の表示装置において、
    前記導出手段に導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像において、前記第1閾値と前記第1閾値よりも低い第2閾値との間の輝度となる特定画素が所定割合以上含まれるか否かを判定する第3判定手段と、
    前記第2判定手段が補正後の前記画像の輝度が第1閾値を超えると判定し、かつ、前記第3判定手段が前記特定画素が所定割合以上含まれると判定した場合は、前記変更手段を有効化する有効化手段と、
    をさらに備えることを特徴とする表示装置。
  7. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記補正手段は、前記補正量を前記画像が有する複数の画素ごとに導出し、
    前記変更手段は、前記複数の画素の前記補正量のそれぞれに画素ごとに設定された係数を乗算して、前記画像の各画素の前記補正量を低下するものであり、
    補正後の前記画像の最大輝度が前記閾値以下になるように前記画像の最大輝度の画素の前記係数を設定するとともに、他の画素の前記係数を当該画素の輝度が低いほど小さく設定する設定手段、
    を備えることを特徴とする表示装置。
  8. 請求項7に記載の表示装置において、
    前記導出手段に導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像において、前記第1閾値と前記第1閾値よりも低い第2閾値との間の輝度となる特定画素が所定割合以上含まれるか否かを判定する第3判定手段と、
    前記第2判定手段が補正後の前記画像の輝度が第1閾値を超えると判定し、かつ、前記第3判定手段が前記特定画素が所定割合以上含まれると判定しない場合は、前記変更手段を有効化する有効化手段と、
    をさらに備えることを特徴とする表示装置。
  9. 画像を表示させる液晶の画面を有する表示方法であって、
    前記画面を照明する複数の光源を有するバックライトの前記複数の光源それぞれの光量を、前記画像の輝度に基づく基準よりも減少した光量に判定する工程と、
    判定された前記光量に基づいて前記バックライトを制御する工程と、
    前記画像の輝度を上げるための補正量を、前記光量の減少量に応じて導出する工程と、
    導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像の輝度が閾値を超えるか否かを判定する工程と、
    補正後の前記画像の輝度が前記閾値を超えると判定された場合は、補正後の前記画像の輝度が前記閾値を超えないように前記補正量を低下する工程と、
    低下された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正を行う工程と、
    補正後の前記画像を前記画面へ表示する工程と
    を備えたことを特徴とする表示方法。
  10. 画像を表示させる液晶画面を有する表示装置であって、
    前記画面を照明する複数の光源を有するバックライトと、
    前記複数の光源それぞれの光量を、前記画像の輝度に基づく基準よりも減少した光量に判定する第1判定手段と、
    判定された前記光量に基づいて前記バックライトを制御するバックライト制御手段と、
    前記画像の輝度を上げるための補正量を、前記光量の減少量に応じて導出する第1導出手段と、
    前記導出手段に導出された前記補正量で前記画像の輝度を上げる補正をした場合に、補正後の前記画像の輝度が閾値を超えるか否かを判定する第2判定手段と、
    補正後の前記画像の輝度が前記閾値を超えると判定された場合は、前記複数の光源それぞれの前記光量の減少量を少なくする光量調整手段と、
    前記画像の輝度を上げるための補正量を、前記光量調整手段による調整後の前記光量の減少量に応じて導出する第2導出手段と、
    を備えたことを特徴とする表示装置。
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