JP2013186270A - Backlight controlling apparatus, backlight controlling method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像データを表示する表示装置に使用されるバックライトを制御する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for controlling a backlight used in a display device that displays image data.
従来、液晶表示装置に元画像データと中間画像データとを交互に同じ輝度で表示すると、中間画像データの作成は完全ではないため、中間画像データの乱れた部分が目立ってしまっていた。これに対し、特許文献1に開示される技術では、元画像データ用を明るく中間画像データ用を暗く発光させているため、乱れた部分を少し目立たなくしている。また、特許文献2に開示される技術では、元画像データを長く中間画像データを短くするような発光を行っている。
Conventionally, when original image data and intermediate image data are alternately displayed at the same brightness on a liquid crystal display device, the intermediate image data is not completely created, so that the disturbed portion of the intermediate image data has become conspicuous. On the other hand, in the technique disclosed in
しかしながら、中間画像データの乱れの問題とは別に、フリッカの発生という問題がある。上記従来例のように、画像を明暗の2種類にするとフリッカが発生するため、明暗差を大きくつけるとフリッカが強くなり、視聴者が見づらくなってしまう。そこで、明暗差をつけることには限界がある。また、元画像データと中間画像データとの形状の違いにより、表示物の周辺部がチラチラして見えるという現象が発生してしまう。さらに、別の問題として、元画像データを明るくするために長時間発光させると、動きのある表示部分において、中間画像データを生成したのにも関わらず、動画ボケといわれる尾引きをしたような画像に見えてしまう。 However, apart from the problem of disturbance of the intermediate image data, there is a problem of occurrence of flicker. As in the conventional example described above, flickering occurs when the image is made up of two types of brightness and darkness. Therefore, if the brightness difference is increased, the flickering becomes stronger and the viewer becomes difficult to see. Therefore, there is a limit to the difference between light and dark. In addition, a phenomenon in which the peripheral portion of the display object appears to flicker due to the difference in shape between the original image data and the intermediate image data. Furthermore, as another problem, when the original image data is lighted for a long time to make it brighter, the image is blurred in spite of the generation of the intermediate image data in the moving display part. It looks like an image.
そこで、本発明の目的は、高画質な画像表示を行うことにある。 Therefore, an object of the present invention is to perform high-quality image display.
本発明のバックライト制御装置は、画像データを表示する表示装置に使用されるバックライトを制御するバックライト制御装置であって、前記表示装置において元画像データが表示される期間、第1の明るさで第1の時間、バックライトを発光させるとともに、前記元画像データに基づいて生成される中間画像データが前記表示装置において表示される期間、前記第1の明るさより暗い第2の明るさで前記第1の時間より長い第2の時間、バックライトを発光させるように制御する制御手段を有することを特徴とする。 The backlight control device of the present invention is a backlight control device that controls a backlight used in a display device that displays image data, and the first brightness is displayed during a period in which the original image data is displayed on the display device. In the first time, the backlight is turned on, and the intermediate image data generated based on the original image data is displayed on the display device at a second brightness that is darker than the first brightness. Control means for controlling the backlight to emit light for a second time longer than the first time is provided.
本発明によれば、高画質な画像表示を行うことが可能となる。 According to the present invention, high-quality image display can be performed.
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments to which the invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
先ず、図1を参照しながら、各種画像の見え方について説明する。図1(A)は、インパルス発光した60Hz表示の見え方を示している。図1(B)は、バックライトをホールド発光及び黒挿入した60Hz表示の見え方を示している。図1(C)は、バックライトをホールド発光して明暗をつけた120Hz表示の見え方を示している。図1(D)は、バックライトをインパルス発光して明暗をつけた120Hz表示の見え方を示している。図1(E)は、本発明の実施形態におけるバックライト発光による120Hz表示の見え方を示している。 First, how various images are seen will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows how the 60 Hz display with impulse light emission is viewed. FIG. 1B shows the appearance of 60 Hz display in which the backlight is hold-emitted and black is inserted. FIG. 1 (C) shows how the 120 Hz display is viewed with the backlight turned on and off to give light and darkness. FIG. 1D shows the appearance of 120 Hz display in which the backlight emits impulse light and is brightened and darkened. FIG. 1E shows the appearance of 120 Hz display by backlight emission in the embodiment of the present invention.
図1において、液晶パネルに表示されている物体は球状であり、フレーム毎に右から左へと移動していく物体である。図1の縦軸は時間を表しており、60Hz表示の場合、16.67ms毎に画像データが切り替わる。なお、図1において視線の動きを矢印で表している。視線の動きに沿って合成した画像データ(視聴者に見えている画像データ)を、一番下に示す。 In FIG. 1, the object displayed on the liquid crystal panel is spherical, and is an object that moves from right to left for each frame. The vertical axis in FIG. 1 represents time. In the case of 60 Hz display, the image data is switched every 16.67 ms. In FIG. 1, the movement of the line of sight is indicated by an arrow. Image data (image data visible to the viewer) synthesized along the movement of the line of sight is shown at the bottom.
図1(A)において、111は、インパルス的な発光により1フレーム内で見える物体の形状である。112は、インパルス的な発光により数フレームの合成で見える物体の形状である。図1(B)において、113は、ホールド的な発光により1フレーム内で見える物体の形状である。114は、ホールド的な発光により数フレームの合成で見える物体の形状である。図1(C)において、115は、ホールド的な明発光(明るい発光)により元画像データのフレーム内で見える物体の形状である。116は、ホールド的な暗発光(暗い発光)により中間画像データのフレーム内で見える物体の形状である。117は、ホールド的な発光により数フレームの合成で見える物体の形状である。図1(D)において、118は、インパルス的な明発光により元画像データのフレーム内で見える物体の形状である。119は、インパルス的な暗発光により中間画像データのフレーム内で見える物体の形状である。120は、インパルス的な発光により数フレームの合成で見える物体の形状である。図1(E)において、121は、本実施形態におけるインパルス的な明発光により元画像データのフレーム内で見える物体の形状である。122は、本実施形態におけるホールド的な暗発光により中間画像データのフレーム内で見える物体の形状である。123は、本実施形態における発光により数フレームの合成で見える物体の形状である。
In FIG. 1A,
図1(A)の例は、インパルス的な発光により、フレーム毎に元画像データだけを表示したものであるため、物体の見え方は111に示すように球状に近く、数フレーム合成して見える物体も112に示すように少し楕円に見えるが球状に近い。よって、物体の動きに対する見え方は最もよいものであるが、60Hzでインパルス的な発光表示をさせると、フリッカがひどく発生してしまうので、明るく表示させることができない。 In the example of FIG. 1 (A), only the original image data is displayed for each frame by impulse-like light emission, so the appearance of the object is close to a sphere as shown by 111 and appears to be composed of several frames. The object also looks a little elliptical as shown at 112, but is nearly spherical. Therefore, although the appearance with respect to the movement of the object is the best, flicker is generated when the impulse-like light emission display is performed at 60 Hz, so that it cannot be displayed brightly.
図1(B)の例は、ホールド的な発光により、フレーム毎に元画像データだけを表示したものである。発光している時間は113のように長くなる。これを視線の動き方向に数フレーム合成すると、114に示すように物体は楕円状に変形して見える。黒挿入をして、ホールド発光時間を半分にしているため、程度は多少よくなるが変形している。黒挿入時間をもっと長くすれば変形はよくなるが、それではインパルス的な発光になってしまうので、図1(A)の例と同様にフリッカがひどく発生してしまう。 In the example of FIG. 1B, only original image data is displayed for each frame by hold-type light emission. The light emission time becomes longer as indicated at 113. When this is combined with several frames in the movement direction of the line of sight, the object appears to be deformed into an ellipse as shown at 114. Since black is inserted and the hold light emission time is halved, the degree is slightly improved but deformed. If the black insertion time is made longer, the deformation is improved. However, since the light emission is impulse-like, the flicker is severely generated as in the example of FIG.
そこで、フリッカを防ぐために、中間画像データを生成して120Hz表示を行う例を以下に示す。図1(C)の例では、元画像データに対してホールド的な明発光によって見える物体の形が115である。中間画像データに対してホールド的な暗発光によって見える物体の形が116であり、中間画像データの生成ミスにより崩れた楕円になっている。それらを視線の動きに合わせて合成して見える物体の形が117であり、楕円と崩れた楕円とが交互に表示されるため、楕円の周囲がチラチラして見えることになる。 In order to prevent flicker, an example in which intermediate image data is generated and displayed at 120 Hz is shown below. In the example of FIG. 1C, the shape of the object that can be seen by holding bright light emission with respect to the original image data is 115. The shape of the object that can be seen by hold-type dark light emission with respect to the intermediate image data is 116, which is an ellipse that has collapsed due to an intermediate image data generation error. The shape of the object that appears by combining them according to the movement of the line of sight is 117, and the ellipse and the broken ellipse are alternately displayed, so that the periphery of the ellipse appears to flicker.
図1(D)の例は、物体が球状に見えるようにインパルス的な発光させたものである。図1(D)では、元画像データに対してインパルス的な明発光によって見える物体の形が118であり、インパルス的な発光なので球状に近く見える。また、中間画像データに対してインパルス的な暗発光によって見える物体の形が119であり、中間画像データの生成ミスにより崩れた球状になっている。それらを視線の動きに合わせて合成して見える物体の形は、120に示すように球状に近いものであるが、中間画像データの変換ミスにより、やはり球の周囲がチラチラして見えることになる。 In the example of FIG. 1D, impulses are emitted so that an object looks spherical. In FIG. 1D, the shape of the object that can be seen by impulse bright light emission is 118 with respect to the original image data, and it looks almost spherical because of the impulse light emission. In addition, the shape of the object that can be seen by impulse-like dark light emission with respect to the intermediate image data is 119, and it is a spherical shape that has been destroyed due to a generation error in the intermediate image data. The shape of the object seen by combining them according to the movement of the line of sight is close to a sphere as shown at 120, but due to a mistake in the conversion of the intermediate image data, the periphery of the sphere will still appear to flicker. .
図1(E)は、本実施形態における物体の見え方の例を示している。図1(E)の例では、元画像データに対してインパルス的な明るい発光によって見える物体の形が121であり、インパルス的な発光なので球状に近く見える。また、中間画像データに対してホールド的な暗い発光によって見える物体の形が122であり、中間画像データの生成ミスにより崩れた楕円状になっている。それらを視線の動きに合わせて合成して見える物体の形は123のようになる。 FIG. 1E shows an example of how an object looks in the present embodiment. In the example of FIG. 1E, the shape of an object that can be seen by impulse bright emission with respect to the original image data is 121, and it looks almost spherical because of impulse emission. In addition, the shape of the object that can be seen by holding dark light emission with respect to the intermediate image data is 122, which is an ellipse that has collapsed due to a generation error in the intermediate image data. The shape of the object seen by combining them according to the movement of the line of sight is 123.
この合成した形状は、明るい球状の画像に暗い崩れた楕円がつながっているものである。つまり、動いている形状と同じ形状が明るく見えて、後方に尾引きのような暗い画像がつながっているように見える。この123の見え方は、114や117のように形状が変わっているわけではないし、117や120のように本体の周囲がチラチラすることもない。暗い尾引きが見えるが、それは表示装置における物体の動きの見え方として、自然であり視聴者に許容されやすい見え方である。 This synthesized shape is a dark spherical image connected to a bright spherical image. That is, the same shape as the moving shape looks bright, and a dark image such as a tail appears behind. The appearance of 123 does not change its shape like 114 and 117, and the periphery of the main body does not flicker like 117 and 120. Although a dark tail can be seen, it is natural and easy for a viewer to perceive the movement of an object on a display device.
図2は、本発明の第1の実施形態に係る表示装置の構成を示す図である。なお、本実施形態に係る表示装置には、LEDを使用したバックライトスキャンによるバックライトが適用されている。なお、本実施形態に係る表示装置は、バックライト制御装置の適用例となる構成である。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the display device according to the first embodiment of the present invention. Note that a backlight based on backlight scanning using LEDs is applied to the display device according to the present embodiment. Note that the display device according to the present embodiment has a configuration as an application example of the backlight control device.
図2において、21は、表示装置や視聴者設定に合わせて画像信号(画像データ)の画質を調整する画質調整回路である。22は、元画像データのフレーム間に1フレーム以上の中間画像データを作成するフレーム周波数変換回路である。23は、フレーム画像データを一時記憶するフレームメモリである。24は、パネルモジュール及びバックライトモジュールのタイミングを制御調整するタイミングコントローラである。25は、液晶パネル駆動用のソースドライバである。26は、液晶パネル駆動用のゲートドライバである。27は、液晶パネルである。
In FIG. 2,
31は、LEDを明るく光らせるときの電流を定めるための第1電流設定値である。32は、LEDを暗く光らせるときの電流を定めるための第2電流設定値である。33は、上記2種類の電流設定値を切り替えるアナログセレクタである。34は、LEDのON、OFFを切り替えるアナログスイッチアレイである。35は、LEDを駆動するドライバである。36は、左方上下に並ぶLEDである。37は、右方上下に並ぶLEDである。38は、左右のLEDの光を筋状に導く導光板である。
次に、本実施形態に係る表示装置の動作を概略的に説明する。画質調整回路21は、入力された画像信号(YpbPr信号)に対し、液晶パネル27の特性や視聴者の好みをパラメータとして画質調整を行うことにより、最適の画像に対応するRGB信号を出力する。
Next, the operation of the display device according to the present embodiment will be schematically described. The image
次にフレーム周波数変換回路22は、フレームメモリ23を一時記憶領域として使用し、2フレーム分の元画像データから公知のベクトル推測により中間画像データを生成する。この中間画像データは、周波数60Hzから120Hzに上げるときは2フレーム間に1枚生成されるが、仮に240Hzに上げるときは2フレーム間に3枚生成されることになる。
Next, the frame
次に、120Hzに上げられたRGB信号はタイミングコントローラ24に入力される。このとき、入力しているRGB信号が元画像データの信号であるか、中間画像データの信号であるかを示す信号も同時にタイミングコントローラ24に入力される。
Next, the RGB signal raised to 120 Hz is input to the
次に、タイミングコントローラ24は、液晶パネル27のソースドライバ25に対して、RGB信号から電圧を指示するデジタル値に変換した階調データを与え、ゲートドライバ26に対して、60Hzでスキャンするようなタイミング信号を与える。そして、ゲートドライバとソースドライバによって液晶パネル27のソース電極とゲート電極とが駆動され、図示していない共通電極も合わせて駆動されることで、画面に画像データが表示される。
Next, the
次に、本実施形態に係る表示装置におけるバックライトモジュールの動作について、説明する。タイミングコントローラ24は、内部のDAコンバータを用いて、第1電流設定値31及び第2電流設定値32に相当する電圧値を出力する。例えば、LED36及び37の明発光時の電流値が20mAであれば、第1電流設定値31を2Vとする。一方、暗発光時の電流が4mAであれば、第2電流設定値31を0.4Vとする。
Next, the operation of the backlight module in the display device according to the present embodiment will be described. The
フレーム周波数変換回路22は、元画像データと中間画像データとのうちの何れを出力しているかを示す信号を出力する。アナログセレクタ33は、フレーム周波数変換回路22から当該信号を入力することにより、第1電流設定値31と第2電流設定値32とを切り替えて出力する。ここでは、元画像データが表示されている期間に第1電流設定値が出力され、中間画像データが表示されている期間に第2電流設定値が出力される。
The frame
タイミングコントローラ24は、アナログスイッチアレイ34に対してスキャン動作の制御を行う。スキャン動作とは、アナログセレクタ33の出力値を上側のアナログスイッチがONしてからOFFにする動作を下側のアナログスイッチに順にシフトさせる制御である。また、タイミングコントローラ24は、この各アナログスイッチがONしている時間を、元画像データと中間画像データとでは異なる時間になるように制御する、即ち、元画像データにおけるON時間を短くし、中間画像データにおけるON時間を長くする。
The
アナログスイッチアレイ34によりON、OFF制御された各電流設定値は、LEDドライバ35によって電流値(20mA又は4mA)に変換されて、左方LED36及び右方LED37に供給される。電流が供給された左方LED36及び右方LED37は、その電流値(20mA又は4mA)に応じて明発光又は暗発光する。左方LED36及び右方LED37の光は、導光板38によって横筋状に導光され、導光板38の前面は帯状に光る。これにより、液晶パネル27上の画像がバックライトによってスキャンしているように発光表示される。
Each current set value that is ON / OFF controlled by the
図3は、本実施形態におけるバックライトの発光状態を示す図である。即ち、図3(A)は、時間経過に伴って発光状態が遷移する様子を示している。図3(B)は、中央付近のラインにおける時間と輝度との関係を示している。 FIG. 3 is a diagram showing a light emission state of the backlight in the present embodiment. That is, FIG. 3A shows a state in which the light emission state transitions with time. FIG. 3B shows a relationship between time and luminance in a line near the center.
図3(A)において、41は、元画像データの前半表示時のバックライト状態である。42は、元画像データの後半表示時のバックライト状態である。43は、中間画像データの前半表示時のバックライト状態である。44は、中間画像データの後半表示時のバックライト状態である。45は、明るく短い時間の発光である。46は、暗く長い時間の発光である。図3(B)において、47は、元画像データの表示時における中央付近のラインの輝度変化である。48は、中間画像データの表示時における中央付近のラインの輝度変化である。なお、発光45は、第1の明るさで第1の時間発光される例であり、発光46は、第1の明るさより暗い第2の明るさで、第1の時間より長い第2の時間発光される例である。
In FIG. 3A,
図3(A)において、バックライト状態は、41から42、42から43、43から44、そして44から41へと繰り返すように遷移する。このとき、明るく短い時間の発光45が上から下までスキャンし、その後を追うように、暗く長い時間の発光46が上から下までスキャンすることを繰り返すことになる。
In FIG. 3A, the backlight state transitions from 41 to 42, 42 to 43, 43 to 44, and 44 to 41. At this time, the
液晶パネルとの関係では、元画像データを表示しているときが41の少し前から42の少し後までであり、明るく細いラインが上から下までスキャンする間である。中間画像データを表示しているときが46の少し前から47の少し後までであり、暗くて太いラインが上から下までスキャンする間である。 In relation to the liquid crystal panel, the original image data is displayed from a little before 41 to a little after 42, while a bright thin line is scanned from top to bottom. The time when the intermediate image data is displayed is from a little before 46 to a little after 47, while a dark and thick line is scanned from top to bottom.
あるラインに注目してみれば、元画像データのときは47のように高い輝度で短時間発光される。中間画像データのときは48のように低い輝度で長時間発光させる。このようなバックライト発光パターンを、液晶パネル27における元画像データ及び中間画像データの表示状態と組み合わせることにより、図1(E)に示したような動きのある物体が見えるようになる。
If attention is paid to a certain line, the original image data is emitted for a short time with a high luminance like 47. In the case of intermediate image data, light is emitted for a long time with a low luminance like 48. By combining such a backlight emission pattern with the display state of the original image data and intermediate image data on the
図4は、LED36、37に流れる電流の様子を示す図である。図4の横軸は、LED36、37のナンバを上から下まで(1から11まで)振ったものである。説明しやすくするために、LED36、37の数をそれぞれ11個としたが、大画面のバックライトではもっと多くなる。なお、縦軸は電流値である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of current flowing through the
LED36、37に流れる電流は、時間経過に伴ってM1、M2〜M11、S1、S2からS14まで遷移する。M11とS1との間及びS14とM1との間には休止期間が存在するため、60Hzの画像信号の場合、1周期が16.67msに相当し、各状態は約0.6ms程度になる。なお、元画像データが表示されるのがM1〜M11の間であり、中間画像データが表示されるのがS1〜S14の間である。
The current flowing through the
M1において、最上段のLED(1)が明るく点灯される。M2に遷移すると、LED(1)が消灯され、LED(2)が明るく点灯される。順番に下方にスキャンするように遷移を続け、M11で最下段のLED(11)に達する。この後の休止期間では全LEDは消灯している。 In M1, the uppermost LED (1) is lit brightly. When transitioning to M2, LED (1) is turned off and LED (2) is turned on brightly. The transition is continued so as to scan downward in order, and the lowermost LED (11) is reached at M11. During the rest period thereafter, all the LEDs are turned off.
S1においては、最上段のLED(1)が暗く点灯される。S2に遷移すると、LED(1)が点灯されたままでLED(2)も暗く点灯される。S3、S4になるまで点灯するLEDを増やしながら遷移する。S5においてLED(1)が消灯され、LED(5)が暗く点灯される。S6以降は同様に1個消して1個つけるように遷移して、S14で最下段のLEDのみが点灯している状態になる。この後の休止期間では全LEDは消灯している。このようにLEDの電流値及びON時間を制御することにより、図3に示したようなバックライトの発光パターンが得られる。 In S1, the uppermost LED (1) is lit dark. If it changes to S2, LED (2) will also be lit darkly with LED (1) lit. Transition is made while increasing the number of LEDs that are lit until S3 and S4. In S5, the LED (1) is turned off and the LED (5) is turned on darkly. After S6, similarly, one is turned off and a transition is made so that only one LED is lit at S14. During the rest period thereafter, all the LEDs are turned off. By controlling the LED current value and the ON time in this way, the backlight emission pattern as shown in FIG. 3 can be obtained.
なお、元画像データの発光期間の中心と中間画像データの発光期間の中心とは各フレーム内でほぼ同じ位相にしておく必要がある。位相がずれると、120Hz周期にもかかわらず、全体として60Hz周期の成分が増えてしまい、フリッカが発生するからである。 It should be noted that the center of the light emission period of the original image data and the center of the light emission period of the intermediate image data need to have substantially the same phase within each frame. This is because when the phase is shifted, the components of the 60 Hz period as a whole increase in spite of the 120 Hz period, and flicker occurs.
本発明は、上記実施形態に限ることはなく、発明の要素を同じとする他の実施形態においても構成することができる。例えば、元画像データの輝度と中間画像データの輝度とは、同じ輝度にするのがフリッカの観点から望ましい。なお、ここでいう輝度とは、パルス的な繰り返し発光を長い時間で積分した輝度値を意味する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be configured in other embodiments in which the elements of the invention are the same. For example, it is desirable from the viewpoint of flicker that the luminance of the original image data and the luminance of the intermediate image data are the same. Note that the luminance here means a luminance value obtained by integrating pulsed repeated light emission over a long time.
LEDの発光強度が電流値に比例する範囲では、第1の実施形態における中間画像データ用の電流値を4mAから5mAにすることで輝度が等しくなる。または、元画像データの発光時間に対して中間画像データの発光時間を5倍とすることで輝度が略等しくなる。
元画像データの輝度:中間画像データの輝度=1:1
In the range where the light emission intensity of the LED is proportional to the current value, the luminance is equalized by changing the current value for intermediate image data in the first embodiment from 4 mA to 5 mA. Alternatively, the luminance is approximately equal by setting the light emission time of the intermediate image data to five times the light emission time of the original image data.
Luminance of original image data: Brightness of intermediate image data = 1: 1
しかしながら、フリッカの許容範囲内で中間画像データの輝度を下げた方が、尾引きが少なくなるので望ましい。この輝度比率は表示輝度によって変わってくるが、おおむね以下の範囲である。
元画像データの輝度:中間画像データの輝度=1:1の輝度〜4:1の輝度
中間画像データの輝度が元画像データの輝度の4分の1以上
However, it is desirable to reduce the brightness of the intermediate image data within the flicker tolerance range because the tailing is reduced. This luminance ratio varies depending on the display luminance, but is generally in the following range.
Luminance of the original image data: Luminance of the intermediate image data = 1: 1 luminance to 4: 1 luminance The luminance of the intermediate image data is ¼ or more of the luminance of the original image data.
また、LEDのコストの観点から考えると、短い時間で明るく発光させるのはコスト高になるので、元画像データの輝度を中間画像データの輝度より暗くした方がコストダウンになる。おおむね以下の範囲で実用的である。
元画像データの輝度:中間画像データの輝度=1:1〜1:2
中間画像データの輝度が元画像データの輝度の2倍以下
Further, from the viewpoint of the cost of the LED, since it is expensive to emit light brightly in a short time, the cost is reduced by making the luminance of the original image data darker than the luminance of the intermediate image data. It is practical in the following ranges.
Luminance of original image data: Luminance of intermediate image data = 1: 1 to 1: 2
The brightness of the intermediate image data is less than twice the brightness of the original image data
次に、中間画像データのフレーム数は元画像のフレーム数と同じである必要はない。より滑らかに表示するためには、中間画像データのフレーム数を増やしたほうが望ましいが、動いている物体の中間画像データはぼやける。そのため、中間画像データのフレーム数が多いと、尾引きが増えてしまうので、中間画像データのフレーム数を増やしすぎないことが肝要である。おおむね以下の範囲で実用的である。
元画像データのフレーム数:中間画像データのフレーム数=1:1〜1:3
Next, the number of frames of the intermediate image data need not be the same as the number of frames of the original image. In order to display more smoothly, it is desirable to increase the number of frames of the intermediate image data, but the intermediate image data of the moving object is blurred. For this reason, if the number of frames of the intermediate image data is large, tailing increases, so it is important not to increase the number of frames of the intermediate image data too much. It is practical in the following ranges.
Number of frames of original image data: Number of frames of intermediate image data = 1: 1 to 1: 3
次に、バックライト方式であるが、第1の実施形態では、左右LED配置によるスキャン方式について述べたが、当然ながら直下型のLEDバックライトを用いたスキャン方式であってもよい。さらに直下型を用いれば、画像データの輝度分布に応じて各LEDブロックを独立制御し、輝度分布を変えることが可能であるため、ダイナミックコントラストが向上する。この場合には、LED毎に、元画像データ用の発光強度と中間画像データ用の発光強度との両方を制御することになる。 Next, the backlight method is described. In the first embodiment, the scanning method using the left and right LED arrangements has been described. However, it is a matter of course that a scanning method using a direct type LED backlight may be used. Furthermore, if the direct type is used, each LED block can be independently controlled according to the luminance distribution of the image data, and the luminance distribution can be changed, so that the dynamic contrast is improved. In this case, for each LED, both the emission intensity for the original image data and the emission intensity for the intermediate image data are controlled.
また、本発明はスキャン方式に限るものでもなく、全面を同時発光する方式においても、バックライト全面を同時に点滅させることにより、スキャン方式と同様に適用することができる。バックライト全面を光らせる光量と時間とを、第1の実施形態と同様に、元画像データ時に明るく短い時間発光させ、中間画像データ時に暗く長い時間発光させればよい。 Further, the present invention is not limited to the scan method, and can be applied in the same manner as the scan method by simultaneously flashing the entire surface of the backlight in the method of simultaneously emitting light on the entire surface. As in the first embodiment, the amount of light and the time for illuminating the entire backlight may be lit for a short time for the original image data and light for the long time for the intermediate image data.
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本発明の第2の実施形態では、LEDのような間欠的な発光を行うデバイスを用い、中間画像データに対してデューティ比の小さい発光を行う場合について示す。なお、第2の実施形態に係る表示装置の構成は、図2に示した第1の実施形態に係る表示装置の構成と同様である。以下では、第1の実施形態と相違する点についてのみ説明するものとする。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment of the present invention, a case where light emission with a small duty ratio is performed on intermediate image data using a device that intermittently emits light such as an LED will be described. The configuration of the display device according to the second embodiment is the same as the configuration of the display device according to the first embodiment shown in FIG. Hereinafter, only differences from the first embodiment will be described.
図5は、本発明の第2の実施形態におけるバックライトスキャンの動作を説明するための図である。図5(A)は、時間経過に伴う発光状態の遷移を示している。図5(B)は、中央付近のラインにおける時間と輝度との関係を示している。図5(C)は、視聴者の網膜上の位置と見える明るさとの関係を示している。 FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the backlight scan in the second embodiment of the present invention. FIG. 5A shows transition of the light emission state over time. FIG. 5B shows a relationship between time and luminance in a line near the center. FIG. 5C shows the relationship between the position of the viewer on the retina and the visible brightness.
図5(A)において、241は元画像データの前半表示時のバックライト状態である。242は元画像データの後半表示時のバックライト状態である。243は、中間画像データの前半表示時のバックライト状態である。244は中間画像データの後半表示時のバックライト状態である。245は明るく短い時間の発光である。246は明るく数の多い発光である。図5(B)において、247は元画像データの表示時における中央付近のラインの輝度変化である。248は中間画像データの表示時における中央付近のラインの輝度変化である。249は元画像データの表示時の網膜における投影された明るさの分布である。250は元画像データの表示時の網膜における投影された明るさの分布である。
In FIG. 5A,
図5(A)において、バックライト状態は、241から242、242から243、243から244、そして244から241へと繰り返すように遷移する。このとき、明るく短い時間の発光245が上から下までスキャンし、その後を追うように明るく数の多い発光246が上から下までスキャンすることを繰り返すことになる。
In FIG. 5A, the backlight state transitions from 241 to 242, 242 to 243, 243 to 244, and 244 to 241 repeatedly. At this time,
液晶パネルとの関係では、元画像データが表示されている期間が241の少し前から242の少し後までであり、明るく細いラインが上から下までスキャンする間である。中間画像データが表示されている期間が246の少し前から247の少し後までであり、明るく細い複数のラインが上から下までスキャンする間である。 In relation to the liquid crystal panel, the period during which the original image data is displayed is from a little before 241 to a little after 242, and while a bright thin line is scanned from top to bottom. The period during which the intermediate image data is displayed is from a little before 246 to a little after 247, while a plurality of bright and thin lines are scanned from top to bottom.
あるラインに注目してみれば、元画像データの表示時には247に示すように高い輝度で短時間発光させる。中間画像データの表示時も同じ輝度であるが、非常に短時間で多数回発光させる。左右方向に動きのある物体を目で追っているとき、網膜上では液晶パネル27の画素が流れて見えている。245のようなインパルス的な発光であれば、画素が一瞬だけ光るので、249に示すように、そのときの画素が写っている網膜上の位置のみに見える。246に示すような複数回の発光では、そのときの画素の位置が複数回存在するため、250に示すように視覚上平均化されて横に広がって見える。
If attention is paid to a certain line, light is emitted at high brightness for a short time as indicated by 247 when the original image data is displayed. The same brightness is displayed when displaying the intermediate image data, but the light is emitted many times in a very short time. When an object moving in the left-right direction is followed, the pixels of the
このようなバックライト発光パターンを、液晶パネル27の元画像データ及び中間画像データの表示状態と組み合わせることにより、図1(E)に示したような動きのある物体が見えるようになる。
Combining such a backlight emission pattern with the display state of the original image data and intermediate image data on the
第2の実施形態においては、LEDの発光強度の制御をすることなしに、時間方向だけの制御においても、中間画像データ表示時における発光のデューティ比を極端に小さくすることにより、同様の効果を出すことが可能である。同様に、元画像データ表示時における発光を高デューティの間欠的な発光としても、視覚上は平均されるので同様の効果を得ることができる。 In the second embodiment, the same effect can be obtained by extremely reducing the duty ratio of light emission at the time of displaying intermediate image data even in control only in the time direction without controlling the light emission intensity of the LED. It is possible to put out. Similarly, even if the light emission at the time of displaying the original image data is a high duty intermittent light emission, the same effect can be obtained because it is averaged visually.
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本発明の第3の実施形態では、CCFL(冷陰極管)のように明るさ制御が難しいランプを使って実施した場合について示す。なお、第3の実施形態に係る表示装置の構成は、図2に示した第1の実施形態に係る表示装置の構成と同様である。以下では、第1の実施形態と相違する点についてのみ説明するものとする。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment of the present invention, a case where the lamp is difficult to control brightness such as CCFL (Cold Cathode Tube) will be described. The configuration of the display device according to the third embodiment is the same as the configuration of the display device according to the first embodiment shown in FIG. Hereinafter, only differences from the first embodiment will be described.
図6は、本発明の第3の実施形態における、画像の明暗とバックライトの時間制御とを組み合わせた動作について説明するための図である。即ち、図6(A)は、液晶パネル27単体上の表示状態の遷移を示している。図6(B)は、バックライトを合わせた発光表示状態を示している。図6(C)は、時間経過とバックライトの光量との関係を示している。図6(D)は、時間経過と発光表示輝度との関係を示している。
FIG. 6 is a diagram for explaining an operation in which image contrast and backlight time control are combined in the third embodiment of the present invention. That is, FIG. 6A shows the transition of the display state on the
図6(A)において、261は元画像データの第1のフレームである。262は中間画像データの第1のフレームである。263は元画像データの第2のフレームである。264は元画像データにおける動いている物体である。265は中間画像データにおける動いている物体である。図6(B)において、267はバックライトが消えているときの発光表示状態である。268はバックライトが短時間発光しているときの発光表示状態である。269はバックライトが長時間発光しているときの発光表示状態である。図6(C)において、271は元画像データ表示時のバックライト光量の時間経過である。272は中間画像データ表示時のバックライト光量の時間経過である。273は元画像データ表示時の輝度の時間経過である。272は中間画像データ表示時の輝度の時間経過である。
In FIG. 6A,
図6(A)の265に示すように、フレーム周波数変換回路22において元画像データより中間画像データの階調を低くしておく。図6(C)の271及び272に示すように、バックライトは明暗をつけずに均一の光量で点灯される。これにより、271に示す期間において、268に示すように元画像データが明るく短時間で発光表示され、273に示すようになる。272に示す期間において、269に示すように中間画像データが暗く長時間で発光表示され、274に示すようになる。結果として、図1と同じ特性が得られるため、光量調整ができないバックライトにおいても適用可能である。
As indicated by
上述した実施形態においては、動画像を表示する場合、画質の良い元画像データは動画ブレの少ない画として見え、画質のよくない中間画像データはぼやけて見える。従って、両者を合わせて見ると、くっきりとしながらも妨害感が少ない動画像表示を得ることができる。また、中間画像データは元画像データに近い輝度を持たせられるため、フリッカの発生も抑えられる。静止画データでは勿論、中間画像データが正しく生成されるため、高画質な画像表示を行うことができる。 In the embodiment described above, when displaying a moving image, the original image data with good image quality appears as an image with less moving image blur, and the intermediate image data with poor image quality appears blurred. Therefore, when both are viewed together, it is possible to obtain a moving image display that is clear but less disturbing. Further, since the intermediate image data has a luminance close to that of the original image data, the occurrence of flicker can be suppressed. Of course, the intermediate image data is generated correctly in the still image data, so that high-quality image display can be performed.
なお、本発明は、TV受像機やデューナ別体型モニタ、PC用モニタ等、バックライトを使用したディスプレイであれば、幅広く使用することができる。 Note that the present invention can be widely used as long as the display uses a backlight, such as a TV receiver, a Duna separate monitor, and a PC monitor.
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
21:画質調整回路、22:フレーム周波数変換回路、23:フレームメモリ、24:タイミングコントローラ、25:ゲートドライバ、26:ソースドライバ、27:液晶パネル、31:第1電流設定値、32:第2電流設定値、33:アナログセレクタ、34:アナログスイッチアレイ、35:ドライバ、36、37:LED、38:導光板 21: Image quality adjustment circuit, 22: Frame frequency conversion circuit, 23: Frame memory, 24: Timing controller, 25: Gate driver, 26: Source driver, 27: Liquid crystal panel, 31: First current set value, 32: Second Current setting value, 33: analog selector, 34: analog switch array, 35: driver, 36, 37: LED, 38: light guide plate
Claims (12)
前記表示装置において元画像データが表示される期間、第1の明るさで第1の時間、バックライトを発光させるとともに、前記元画像データに基づいて生成される中間画像データが前記表示装置において表示される期間、前記第1の明るさより暗い第2の明るさで前記第1の時間より長い第2の時間、バックライトを発光させるように制御する制御手段を有することを特徴とするバックライト制御装置。 A backlight control device that controls a backlight used in a display device that displays image data,
The display device emits a backlight for a first time at a first brightness during a period in which the original image data is displayed, and intermediate image data generated based on the original image data is displayed on the display device. And a control means for controlling the backlight to emit light for a second time longer than the first time at a second brightness that is darker than the first brightness for a period of time. apparatus.
前記制御手段は、均一の光量でバックライトを発光させることを特徴とする請求項1に記載のバックライト制御装置。 The display device further comprises display control means for displaying the gradation of the intermediate image data lower than the original image data.
The backlight control apparatus according to claim 1, wherein the control unit causes the backlight to emit light with a uniform light amount.
前記表示装置において元画像データが表示される期間、第1の明るさで第1の時間、バックライトを発光させるとともに、前記元画像データに基づいて生成される中間画像データが前記表示装置において表示される期間、前記第1の明るさより暗い第2の明るさで前記第1の時間より長い第2の時間、バックライトを発光させるように制御する制御ステップを有することを特徴とするバックライト制御方法。 A backlight control method executed by a backlight control device that controls a backlight used in a display device that displays image data,
The display device emits a backlight for a first time at a first brightness during a period in which the original image data is displayed, and intermediate image data generated based on the original image data is displayed on the display device. A control step of controlling the backlight to emit light for a second time longer than the first time at a second brightness that is darker than the first brightness for a period of time Method.
前記表示装置において元画像データが表示される期間、第1の明るさで第1の時間、バックライトを発光させるとともに、前記元画像データに基づいて生成される中間画像データが前記表示装置において表示される期間、前記第1の明るさより暗い第2の明るさで前記第1の時間より長い第2の時間、バックライトを発光させるように制御する制御ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute a backlight control method executed by a backlight control device that controls a backlight used in a display device that displays image data,
The display device emits a backlight for a first time at a first brightness during a period in which the original image data is displayed, and intermediate image data generated based on the original image data is displayed on the display device. A program for causing a computer to execute a control step of controlling the backlight to emit light for a second time longer than the first time at a second brightness that is darker than the first brightness for a period of time.
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