JP2014098890A - 表示装置、発光装置および表示装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置20を発光させることで画像を表示する表示装置10であって、入力された画像情報に基づいてフリッカーの起こり易さを示すフリッカー情報を検出する検出手段12と、前記検出手段12により検出されたフリッカー情報に応じて、前記発光装置20の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御する制御手段14と、を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
フレーム周波数を定数倍化するには、新規フレームで表示するための中間画像を作成することが必要になるが、元映像に縞模様等の画像が含まれていると、中間画像の生成ミスが生じ、映像の妨害感が発生してしまうという問題がある。
一方、フレーム周波数を60Hzや50Hzのままで、ホールド時間を短くして、動きボケを少なくしようとすると、フリッカーが発生して、見づらくなってしまうという問題がある。
例えば、特許文献1および特許文献2のように、動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルに応じてホールド時間を制御する技術がある。
また、特許文献2および特許文献3のように、画質モードやコンテンツのジャンルによって、ホールド時間を制御する技術がある。
更に、特許文献4のように、表示内の部分領域の輝度レベルによってホールド時間を制御する技術があり、フリッカーの発生を少なくすることができる。
まず、映像の見え方について図2を参照して説明する。図2は、映像の見え方を比較した図である。
図2(a)は、インパルス発光したフレーム周波数60Hzの表示の見え方を示す図である。
図2(b)は、ホールド発光に黒挿入したフレーム周波数60Hzの表示の見え方を示す図である。
各図において、表示している物体は球状をしており、フレーム毎に右から左へと移動している。各図の縦軸は時間を表わし、フレーム周波数60Hzの映像の場合、16.67ms毎に映像が切り替わる。視線の動きを矢印で示す。視線の動きに沿って合成した画像(視聴者に見えている画像)を、一番下に示す。
図2(b)において、33は球の映像がホールド発光により1フレーム内で見えた形状である。34は球の映像がホールド発光により数フレームの合成で見えた形状である。
したがって、ホールド時間を映像によって動的に変化させることが望ましいことが理解できる。
図1は、第1の実施形態に係る表示装置の内部構成を示す図である。表示装置10は発光装置(バックライト装置)20を備えている。発光装置20は、複数のLEDを配列された順番に発光させるスキャン方式である。
11は入力された映像を表示装置や視聴者設定に応じて画質を調整する画質調整回路である。12は領域毎にAPL値を計算する領域APL計算回路である。領域APL計算回路12は、フリッカーの起こり易さを示すフリッカー情報を検出する検出手段の一例に対応する。14はパネルモジュールおよびバックライトモジュールのタイミングを制御するタイミングコントローラである。タイミングコントローラ14は、制御手段の一例に対応する。
15は液晶パネル駆動用のソースドライバである。16は液晶パネル駆動用のゲートドライバである。17は空間変調素子としての液晶パネルである。液晶パネル17は、表示部であって、ホールド型表示デバイスとしての一例である。
21はLEDを発光させるときの電流を決定するDAコンバータである。24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。25はLEDを駆動するドライバである。26は左側上下に一列で並ぶ発光部としてのLEDである。27は右側上下に一列で並ぶ発光部としてのLEDである。28は左右LEDの光を筋状に導く導光板である。
画質調整回路11は、表示装置10に入力された映像信号(YpbPr信号)に対して液晶パネル17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い、最適の画像にしてRGB信号にて出力する。RGB信号は、領域APL計算回路12およびタイミングコントローラ14に出力される。領域APL計算回路12は、液晶パネル17の画面サイズに応じて表示領域を9〜50程度のブロックに分け、そのブロック毎にAPL値を計算する。ここで、APL値とは、平均画像レベル(Average Picture Level)であって、表示する画像の階調数を平均した値である。領域APL計算回路12は、このブロック毎のAPL値から最大のAPL値を求め、ピーク輝度値を乗算することで最大平均輝度値を求める。本実施形態では、タイミングコントローラ14が、フリッカーの起こり易さ、ここでは最大平均輝度値に応じて発光装置20の発光輝度および発光時間を制御する。この詳細は後述する。
タイミングコントローラ14は、電流値設定用のDAコンバータ21に対してLED26、27に流す電流設定値に相当する電圧値を出力する。例えば、LED26、27の発光時の電流値として20mAを流すのであれば電流設定値に相当する電圧値を2Vとし、発光時の電流値として4mAを流すのであれば電流設定値に相当する電圧値を0.4Vとする。
アナログスイッチアレイ24によりON−OFF制御された各電流設定値に相当する電圧値はドライバ25によって、電圧値に応じた電流値に変換されて、左側のLED26および右側のLED27を駆動する。駆動されたLEDは、電流値によって、明るくまたは暗く発光する。LED26、27の光は導光板28によって横筋状に導光され、導光板28の前面が帯状に発光する。
本実施形態では、タイミングコントローラ14がLEDに流れる電流の制御とホールド時間とを制御することにより、明るく短い発光と暗く長い発光との両方とも同じ積分輝度が得られるようにするものである。なお、望ましい設定値等の詳細は後述する。
図3(a−1)、(b−1)は、時間経過に応じた発光状態の遷移を示す図である。
図3(a−2)、(b−2)は、中央付近のラインにおける時間と輝度との関係を示す図である。
図3(a−1)では、短デューティでの画像前半表示時の発光状態41から短デューティでの画像後半表示時の発光状態42に遷移している場合を示している。また、図3(a−1)では、明るく短い発光45を示している。
図3(b−1)では、長デューティでの画像前半表示時の発光状態43から長デューティでの画像後半表示時の発光状態44に遷移している場合を示している。また、図3(b−1)では、暗く長い発光46を示している。
図3(b−2)では、長デューティでの画像表示時の中央付近のラインの輝度変化48を示している。
タイミングコントローラ14が、このような発光装置20による発光パターンをフリッカーの起こり易さに応じて制御することで、フリッカーの起こりにくい範囲で、できるだけ動き応答性の良い表示をすることが可能になる。
図4では、横軸にLEDのナンバーを上から下まで(1から11まで)付している。ここでは、説明を簡略にするために、LEDの数を左右それぞれ11個としているが、大画面の液晶パネル17に用いられる発光装置20ではLEDの数は更に多くなる。また、縦軸は電流値である。
LEDを明るく短く発光させる場合には、時間経過にしたがい、図4(a)に示すM1、M2〜M11のように遷移させる。
LEDを暗く長く発光させる場合には、時間経過にしたがい、図4(b)に示すS1、S2〜S14のように遷移させる。
ここで、フレーム周波数60Hzの映像の場合には、1周期が16.67msに相当する。
図4(b)に示すS1では、最上段のLED1が暗く点灯する。S2に遷移すると、LED1が点灯したままLED2も暗く点灯する。S3、S4になるまで点灯するLEDが増えながら遷移する。S5においてLED1が消灯し、LED5が暗く点灯する。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では最下段のLED11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。
図5は、領域APL計算回路12が領域毎の最大平均輝度値を計算する方法を説明するための図である。
図5(a)に示す51は画面領域をブロック分けした状態である。図5(b)に示す52は画面に表示される画像である。図5(c)に示す53は領域毎のAPL値である。図5(d)に示す54は領域毎の平均輝度値である。
説明を簡略にするために、図5(a)に示すように領域のブロック分けを9ブロックにして説明する。領域を分ける数は、後述するように1ブロックが50cm2から150c
m2程度になるように分けるのが好ましい。
次に、領域APL計算回路12は、APL値にピーク輝度を乗算して領域毎に平均輝度値を求める。白ピーク階調におけるピーク輝度の値として例えば200Cd/m2とした
ときは、図5(d)に示すような平均輝度値が求められる。ピーク輝度は発光装置20に応じて決定され、領域APL計算回路12内に予め記憶されている。
さを示すフリッカー情報の一例である。タイミングコントローラ14は、算出された最大平均輝度値を用いて、後述するように発光装置20の発光輝度と発光時間を制御する。
なお、積分輝度は、通常の輝度と同じものであるが、本実施形態を説明する場合に、瞬間的な輝度と区別するために、積分輝度というものとする。
発光輝度とは、瞬間的な輝度であり、積分輝度を発光時間の割合(デューティ)で割ったものである。デューティが1のときは発光輝度=積分輝度となり、例えばデューティが0.2のときは、発光輝度は積分輝度の5倍の値になる。
また、発光強度は割合を示す値であり、最大発光強度に対する割合を示すものでもある。
主観評価は5段階評価とし、それぞれの評価の基準を以下のように設定した。
図6、図7、図8におけるフリッカーの主観評価値
5:全くフリッカーを感じない
4:わずかにフリッカーがあるのがわかる
3:我慢できる程度のフリッカーを感じる
2:我慢できない程度のフリッカーを感じる
1:フリッカーが強すぎて見ていられない
5:全く動きボケが見えない
4:わずかに動きボケがあるのがわかる
3:我慢できる程度の動きボケがある
2:我慢できない程度の動きボケがある
1:動きボケがありすぎて見ていられない
このように設定することで、評価値5が検知限、評価値4が許容限、評価値3が我慢限、となる。よって、発光強度および発光時間を制御する基準として、原則として評価値が4以上で、若干の範囲において評価値3になるように制御するのが望ましい。
この実験では、十分にフリッカーが起こるように発光強度と発光時間を設定した。
60Hzのフレーム周波数において、発光時間を1msと設定したので、デューティ比は6%である。また、発光強度は表示パッチの積分輝度が200Cd/m2になるように
設定した。
この結果から、フリッカーの発生がわかるような範囲として、主観評価値が2から4の間になる面積を想定した。したがって、図5(a)に示すブロック分けでは、1ブロックの面積が50cm2〜150cm2にすれば良いことがわかった。
この実験でも、十分にフリッカーが起こるように発光強度と発光時間とを図6(a)と同様に設定した。また、パッチ面積を300cm2とした。
この結果から、60Hzのフレーム周波数において、デューティ比の小さいインパルス発光であっても、70Cd/m2以下であれば主観評価値が許容限の4以上であり、フリ
ッカーを許容できることがわかった。
本実験では、十分にフリッカーが起こるように、パッチ80の面積を300cm2とし
た。パッチ80の積分輝度が200Cd/m2となるようにパッチの表示階調を固定した
。
この結果から、60Hzのフレーム周波数において、デューティ比が70%以上であれば主観評価値が許容限の4以上であり、明るい輝度でもフリッカーを許容できることがわかった。
本実験では動きボケの評価なので、フリッカーを感じないように、パッチ90の積分輝度が50Cd/m2となるように階調を固定した。
この結果から、60Hzのフレーム周波数において、デューティ比が30%以下であれば主観評価値が許容限の4以上であり、動きボケを許容できることがわかった。
主観評価によって得られた値に基づいて以下のように制御範囲を設定する。
フリッカーを検出するブロックの面積を50〜150cm2にする。
ブロック毎に70Cd/m2以下であればフリッカーを許容できる。
フリッカーに関しては、デューティ比が70%以上であれば許容できる。
動きボケに関しては、デューティ比が30%以下であれば許容できる。
領域APL計算回路12は、ブロック分けした領域毎のAPL値にピーク輝度値を乗算して、領域毎の平均輝度値を求める。領域APL計算回路12は、各領域のうち最大の平均輝度値を最大平均輝度値Cd/m2(以下、BAMとする)とおく。
また、使用するLEDはデューティ比10%で発光強度の最大値(以下、LLMとする)で発光できるものとする。
を許容範囲とする。
すなわち、
デューティ比=30%で固定
LEDの発光強度=LLM/3で固定
ューティ比を70%にする。
すなわち、
デューティ比=70%で固定
LEDの発光強度=LLM/7で固定
すなわち、
デューティ比=(BAM−70)×0.3+30
LEDの発光強度=LLM×(10/デューティ比)
図10は、第1の実施形態における最大平均輝度値とデューティ比との関係を示す図である。
図10では、横軸が各領域のうち最大平均輝度値を示し、縦軸が発光時間のデューティ比を示している。図10には、最大平均輝度値によってデューティ比を決定する制御線100が示されている。
図11は、第1の実施形態における最大平均輝度値と発光強度との関係を示す図である。
図11では、横軸が各領域のうち最大平均輝度値を示し、縦軸が最大発光強度に対する発光強度の比率を示している。図11には、最大平均輝度およびデューティ比から発光強度の比率を決定する制御線110が示されている。
EDの発光強度は最大値の0.255倍で発光させるように制御することになる。
すなわち、タイミングコントローラ14は、領域APL計算回路12により算出された最大平均輝度値を、(場合1)〜(場合3)の制御式または図10、図11のグラフと照合することで、制御値として発光強度および発光時間のデューティ比を取得する。タイミングコントローラ14は、取得した発光強度に応じてLEDの発光輝度を制御すると共に、取得した発光時間のデューティ比に応じてLEDの発光時間のデューティ比を制御する。例えば、タイミングコントローラ14は、最大平均輝度値が大きい場合にはLEDの発光輝度を小さくかつ発光時間のデューティ比を大きく、最大平均輝度値が小さい場合にはLEDの発光輝度を大きくかつ発光時間のデューティ比を小さくする。このとき、タイミングコントローラ14は、発光輝度と発光時間とからなる積分輝度が等しくなるように制御する。ここで、最小平均輝度値が小さい場合のLEDの発光輝度と発光時間とを例えば図3(a−2)とし、最小平均輝度値が大きい場合のLEDの発光輝度と発光時間とを例えば図3(b−2)とする。積分輝度が等しいとは、輝度変化47の矩形状の面積と輝度変化48の矩形状の面積とが等しいことを意味する。タイミングコントローラ14は、このような処理を1フレーム毎に行うことで、表示される動画のフリッカーおよび動きボケの発生を低減させることができる。なお、上述した(場合1)〜(場合3)の制御式または図10、図11に示すグラフは、予めタイミングコントローラ14内に記憶されている。
例えば、第1の実施形態の発光装置20は、導光板28の左右にLED26、27を配置させたスキャン方式について説明したが、この場合に限られず、液晶パネル17の裏側の直下にLEDを配置(直下型)させたスキャン方式を用いても同様に実現できる。直下型に用いることで、タイミングコントローラ14は映像の輝度分布に応じて各LEDブロックを独立して制御し、輝度分布を変えることが可能なので、ダイナミックコントラストを向上させることができる。この場合には、タイミングコントローラ14は各LED毎に発光輝度と発光時間との両方を制御する。
以下、補正を加えた制御式を示す。
デューティ比=30%で固定
LEDの発光強度=LLM/3で固定
デューティ比=70%で固定
LEDの発光強度=LLM/7×1.04
デューティ比=(BAM−70)×0.308+30
LEDの発光強度=LLM×((10/デューティ比)+(デューティ比−30)/1000)
図12は、最大平均輝度値と発光強度との関係を示す図である。
図12では、横軸が各領域のうち最大平均輝度値を示し、縦軸が最大発光強度に対する発光強度の比率を示している。図12には、第1実施形態における最大平均輝度から発光強度の比率を決定する制御線110と、変形例における最大平均輝度から発光強度の比率を決定する制御線120とが示されている。
ィ比=39.2%となり、LEDの発光強度は最大値の0.264倍で発光させるように制御することになる。ここでは、補正値として4%を用いる場合について説明したが、補正値は視聴者によって若干異なるので補正値を調整できるようにするのが好ましい。また、補正値は、正確に4%でなくとも、1%〜8%等であっても十分に効果がある。
第1の実施形態では、液晶パネル17を有する表示装置10について説明したが、この場合に限られず、液晶プロジェクター等の表示装置や有機ELパネル等のホールド型表示デバイスを有する表示装置にも適用することができる。
第2の実施形態では、LEDを用いた液晶プロジェクターにおいて発光輝度と発光時間との制御を行う場合について説明する。
液晶プロジェクターでは、光源をLED素子とすることで、第1の実施形態とほぼ同じ構成とすることができる。第1の実施形態との相違は、図1における上下に一列で並ぶLEDが、白色の1個のLEDまたはRGBのLEDに置換されるだけである。
第3の実施形態では、ランプを用いた液晶プロジェクターにおいて、発光輝度と発光時間との制御を行う場合について説明する。発光輝度を制御するために、ランプの光量をLEDのように小刻みに電流値で制御することは応答性の観点で難しい。したがって、第3の実施形態では、絞りを用いて発光輝度と発光時間とを制御するものとする。
図13において、131は光源となるランプである。132は集光調整光学系である。133は透過型の液晶パネルである。134はレンズである。135は絞りである。136は投射レンズである。
ランプ131から照射された光は、集光調整光学系132で集光され平行光として、液晶パネル133に導かれる。液晶パネル133で画像化された光は、レンズ134により絞り135に導かれ、絞り135の開度に応じて減光される。減光された光は投射レンズ136により、図示していないスクリーンに投影される。
図14(a−1)は、短時間絞り開度を大きくあける場合の状態141を示す図である。
図14(a−2)は、絞り開度が大きい状態143を示す図である。
図14(b−1)は、長時間絞り開度を小さくあける場合の状態142を示す図である。
図14(b−2)は、絞り開度の小さい状態144を示す図である。
このように、絞り135の開度と開放時間を変化させることで、ランプでありながら、LEDと同様に、発光輝度と発光時間の両方を同時に制御することが可能である。
図15において、151は絞り135を駆動する絞りドライバである。152は絞り用インダクタである。153は絞り開度調整機構である。
すなわち、本実施形態では、絞り135を用いるため、タイミングコントローラ14はランプの発光輝度を絞り開度調整機構153を介して調整し、発光時間を絞りドライバ151および絞りインダクタ152を介して絞り135を開けてから閉じるまでの時間を調整して制御する。
第1の実施形態では、発光装置20を有する表示装置10について説明した。第4の実施形態では、発光装置の構造として、ブロック単位にLEDを配置する場合について説明する。本実施形態においては、各LEDブロックごとに発光量を異なるように制御することによって、画像暗部を表示したときに黒浮きが少なくなる。
なお、本実施形態では、映像に対するゲインが固定ゲインではなく、可変ゲインとなる。したがって、課題で述べたように、画像暗部の階調の均一性は悪化するという欠点があるものの、上述したように画像暗部の黒浮きは少なくなるので、コントラストの高い画像を視聴する場合に向いている。
162はLEDを駆動するドライバであり、ドライバ数はLEDブロック165の総数と同じだけある。各ドライバ162は、ラッチ機能を有し、マルチチャンネルDAコンバータ161の電圧出力をラッチし、電圧に比例した電流出力を行う。
163はLEDのON−OFFを切り替えるスキャンドライバである。スキャンドライバ163は、必ずしも横1列のみを順番にONするのではなく、後述するように複数の列を同時にONとするように作動させる場合もある。
165はマトリクス状に並ぶLEDブロックであり、左上から右上に向けて、LEDブロックB11からB16が並び、左上から左下に向けて、LEDブロックB11からB91が並び、右下のLEDブロックB96までの、合計54ブロックから構成される。各ブロック内のLEDの構成は、白色LED1個または複数であってもよく、あるいはRGBの3色分のLEDから構成してもよい。ここでは、説明を簡略にするために、LEDブロックの数を54としているが、大画面の液晶パネル17に用いられるバックライトユニット201ではLEDの数は更に多くなる。
なお、表示装置101の概略動作については、図1と略同様であるため、その説明を省略し、以下のバックライトユニット201の動作に合わせて異なる点について説明する。
タイミングコントローラ14は、電流値設定用のマルチチャンネルDAコンバータ161に対して各LEDブロックに流す電流設定値に相当する電圧値を出力する。例えば、LEDブロックの発光時の電流値として20mAを流すのであれば電流設定値に相当する電圧値を2Vとし、発光時の電流値として4mAを流すのであれば電流設定値に相当する電圧値を0.4Vとする。
ドライバ162は、マルチチャンネルDAコンバータ161からの電圧を受け取り、電圧値をラッチすることによって、サブフレーム表示中において電流出力を一定に保つ。
本実施形態では、タイミングコントローラ14が、各LEDブロックに流れる電流の制御とホールド時間とを制御するものである。なお、望ましい設定値等の詳細は後述する。
本実施形態でも、基本的には、図4で説明したように、LEDを明るく短く発光させる場合には、時間経過にしたがい、図4(a)に示すM1、M2〜M11のように遷移させる。
LEDを暗く長く発光させる場合には、時間経過にしたがい、図4(b)に示すS1、S2〜S14のように遷移させる。
また、暗いほうのサブフレームSでは、弱・0、の2種類とする。電流量でいえば、2mA、0mAの2種類である。なお、発光量の0値を実現するのが難しければ、非常に小さい発光量とすればよい。
図17は、第4の実施形態のバックライトユニット201の発光状態を示す図である。
図17(a−2)、(a−3)、(b−2)、(b−3)は、上述した発光量を示す図である。
発光量177はサブフレームMの強、発光量178はサブフレームMの弱、発光量179はサブフレームSの弱、発光量180はサブフレームSの0を示す。
ブロック平均輝度値が高い値かつ、ブロック内画素の最大階調値が高い値では、該当のブロックLEDを、サブフレームMの強である発光量177およびサブフレームSの弱である発光量179で発光させる。
ブロック平均輝度値が高い値かつ、ブロック内画素の最大階調値が低い値では、該当のブロックLEDを、サブフレームMの弱である発光量178およびサブフレームSの弱である発光量179で発光させる。
ブロック平均輝度値が低い値かつ、ブロック内画素の最大階調値が高い値では、該当のブロックLEDを、サブフレームMの強である発光量177で発光させ、サブフレームSは発光させない。
ブロック平均輝度値が低い値かつ、ブロック内画素の最大階調値が低い値では、該当のブロックLEDを、サブフレームMの弱である発光量178で発光させ、サブフレームSは発光させない。
以上、説明を簡単にするために、発光パターンを4種類で説明したが、もっと複雑にしても勿論かまわない。その場合には、ブロック平均輝度値の高低の区切りおよび最大階調値の高低の区切りを増やすことで対応できる。
同様に、ステート172は画像後半表示時の発光状態に相当する。このとき、LEDブロックB83、B86はサブフレームMの弱、LEDブロックB84、B85はサブフレームMの強の発光量で発光している。なお、LEDブロックB81、B82は発光していない。
同様に、ステート174では、LEDブロックB63,B64,B74,B75,B84、B85,B93,B94の8個のブロックが同時に、サブフレームSの弱の発光量で発光している。
ここで、フレーム周波数60Hzの映像の場合には、1周期が16.67msに相当する。
本実施形態では、表示領域の独立したLEDブロック毎に発光量を異なるように制御することによって、フリッカーを防止し、動いている部分は自然な動きボケの画像としながら、画像黒部は黒浮きの少ない表示を行なうことができる。
第4の実施形態では、複数のLEDブロックからなるバックライトユニット201を有する表示装置10について説明した。第5の実施形態では、表示装置が中間画像を生成して、元画像の倍の周波数にて表示する場合を説明する。
182は中間画像生成回路181に接続されたメモリであり、ここではフレームバッファを用いている。
中間画像生成回路181は、60Hzの元画像の前後2枚からその中間にあたる中間画像を生成して、120Hzの画像として出力する。2枚の元画像を使用するために、フレームバッファ182に古い画像を蓄積しておき、新しい画像と読み出した古い画像から中間画像を生成する。ここで中間画像を生成する方法は、公知の方法を用いることができ、その詳細は省略する。
そこで、本実施形態では、タイミングコントローラ14は、中間画像を用いて120Hzで表示しながら、バックライトユニット201において、平均輝度値の高いLEDブロックには、中間画像に対して暗く長く発光させる。このようすることで、動きのあるところで発生する中間画像の劣化部分がぼけるので妨害感を感じにくくなる。したがって、フリッカーを防止しながらも、動き部分における違和感のある動きブレによる妨害感をなくすことができる。
したがって、本実施形態によれば、中間画像を用いた120Hzの表示において、明るい部分のフリッカーのみを削減し、画像黒部は黒浮きの少ない表示としながら、動いている部分は劣化の少ない画像を表示することができる。
例えば、発光装置20、バックライトユニット201は、画質調整回路11、領域APL計算回路12およびタイミングコントローラ14等を備えていてもよい。
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。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは各種記憶媒体を介して表示装置または発光装置に供給し、表示装置または発光装置のコンピュータ(またはCPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
133:液晶パネル 134:レンズ 135:絞り 136:投射レンズ 151:絞りドライバ 152:絞りインダクタ 153:絞り開度調整機構 181:中間画像生成回路 201:バックライトユニット
Claims (15)
- 発光装置を発光させることで画像を表示する表示装置であって、
入力された画像情報に基づいてフリッカーの起こり易さを示すフリッカー情報を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたフリッカー情報に応じて、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御する制御手段と、を有することを特徴とする表示装置。 - 前記制御手段は、前記検出手段により検出されたフリッカー情報に応じて、前記発光装置の発光輝度を大きくかつ発光時間のデューティ比を小さく、または前記発光装置の発光輝度を小さくかつ発光時間のデューティ比を大きくするように制御することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記制御手段は、前記検出手段により検出されたフリッカー情報に応じて、前記発光装置の発光輝度と発光時間とからなる積分輝度が等しくなるように前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御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。
- 前記検出手段は、画像が表示される領域がブロック分けされた複数の領域のうち、前記入力された画像情報に基づいて、最もフリッカーの起こり易い領域を検出し、
前記制御手段は、最もフリッカーの起こり易い領域のフリッカー情報に応じて、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御することを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記検出手段は、
画像が表示される領域がブロック分けされた複数の領域毎に、前記入力された画像情報に基づいて階調数を平均したAPL値を算出するAPL値算出手段と、
前記APL値算出手段により算出されたAPL値にピーク輝度を乗算して算出された、最大の平均輝度値を最大平均輝度値として算出する最大平均輝度値算出手段と、を有し、
前記フリッカー情報は、前記最大平均輝度値算出手段により算出された最大平均輝度値であることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記制御手段は、
前記最大平均輝度値算出手段により算出された最大平均輝度値が大きい場合には前記発光装置の発光輝度を小さくかつ発光時間のデューティ比を大きく制御し、
最大平均輝度値が小さい場合には前記発光装置の発光輝度を大きくかつ発光時間のデューティ比を小さくなるように制御し、
前記発光装置の発光輝度と発光時間とからなる積分輝度が等しくなるように前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御することを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 - 前記制御手段は、
前記最大平均輝度値算出手段により算出された最大平均輝度値が大きくなるに応じて前記発光装置の発光輝度が大きくなるように補正することを特徴とする請求項6に記載の表示装置。 - 前記発光装置は、液晶パネルの裏側で少なくとも一列に配置された複数のLEDを有するバックライト装置であり、
前記制御手段は、前記複数のLEDを配列された順番に発光させることを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記発光装置は、液晶パネルの裏側の直下に配置された複数のLEDを有するバックライト装置であり、
前記制御手段は、前記複数のLEDを独立して発光させることを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記発光装置は、液晶パネルの裏側で少なくとも一列に配置された複数のLEDまたは液晶パネルの裏側の直下に配置された複数のLEDを有するバックライト装置であり、
前記制御手段は、前記複数のLEDを全面に亘って同時に発光させることを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の表示装置。 - 入力された元画像の間に中間画像を生成する生成手段を更に有し、
前記制御手段は、前記元画像および前記生成手段により生成された中間画像において前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御することを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の表示装置。 - 前記表示装置は、液晶プロジェクターであって、
前記制御手段は、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を、絞りを介して制御することを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項に記載の表示装置。 - 発光部を発光させることで画像を表示させる発光装置であって、
入力された画像情報に基づいてフリッカーの起こり易さを示すフリッカー情報を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたフリッカー情報に応じて、前記発光部の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御する制御手段と、を有することを特徴とする発光装置。 - 発光装置を発光させることで画像を表示する表示装置の制御方法であって、
入力された画像情報に基づいてフリッカーの起こり易さを示すフリッカー情報を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出されたフリッカー情報に応じて、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御する制御ステップと、を有することを特徴とする制御方法。 - 発光装置を発光させることで画像を表示する表示装置を制御するためのプログラムであって、
入力された画像情報に基づいてフリッカーの起こり易さを示すフリッカー情報を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出されたフリッカー情報に応じて、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御する制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017037124A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 日本放送協会 | 画像表示装置 |
JP2017122777A (ja) * | 2016-01-05 | 2017-07-13 | 日本放送協会 | 画像表示装置 |
KR20180094177A (ko) * | 2017-02-13 | 2018-08-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그의 구동 방법 |
JP2019159047A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | キヤノン株式会社 | 投影装置及びその制御方法 |
US10964276B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus, control method of display apparatus, and non-transitory computer-readable medium |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10101586B2 (en) * | 2014-12-24 | 2018-10-16 | Seiko Epson Corporation | Display device and control method for display device |
CN106973450A (zh) * | 2016-01-13 | 2017-07-21 | 赖中平 | 平面光源照明装置 |
US9648693B1 (en) * | 2016-02-05 | 2017-05-09 | Chung-Ping Lai | Planar light illumination device |
US10916191B2 (en) | 2017-02-13 | 2021-02-09 | Samsung Display Co., Ltd. | Display device and method of driving the same |
KR102335777B1 (ko) * | 2017-07-03 | 2021-12-08 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그의 구동 방법 |
US10798298B1 (en) * | 2019-02-05 | 2020-10-06 | Facebook Technologies, Llc | Flicker detector |
CN110798669A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-14 | 漳州市东方拓宇信息科技有限公司 | 一种基于视频源自动调节投影仪亮度的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008139580A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Canon Inc | 液晶表示装置及びその制御方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体 |
JP2008287118A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶表示装置およびその駆動方法 |
US20110025728A1 (en) * | 2008-12-25 | 2011-02-03 | Masahiro Baba | Image processing apparatus and image display apparatus |
JP2012078590A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Canon Inc | 画像表示装置及びその制御方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4628770B2 (ja) * | 2004-02-09 | 2011-02-09 | 株式会社日立製作所 | 照明装置を備えた画像表示装置及び画像表示方法 |
JP4433041B2 (ja) | 2007-11-16 | 2010-03-17 | ソニー株式会社 | 表示装置、画像信号処理方法、およびプログラム |
JP2009251069A (ja) | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Sony Corp | フリッカ検出装置、点灯条件設定装置、表示パネル、電子機器及びフリッカ検出方法 |
CN102460555B (zh) * | 2009-04-30 | 2014-01-01 | 夏普株式会社 | 显示控制装置及液晶显示装置 |
JP2011013558A (ja) | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
JP2011022462A (ja) | 2009-07-17 | 2011-02-03 | Sony Corp | 表示装置およびその駆動方法ならびに電子機器 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008139580A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Canon Inc | 液晶表示装置及びその制御方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体 |
JP2008287118A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶表示装置およびその駆動方法 |
US20110025728A1 (en) * | 2008-12-25 | 2011-02-03 | Masahiro Baba | Image processing apparatus and image display apparatus |
JP2012078590A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Canon Inc | 画像表示装置及びその制御方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017037124A (ja) * | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 日本放送協会 | 画像表示装置 |
JP2017122777A (ja) * | 2016-01-05 | 2017-07-13 | 日本放送協会 | 画像表示装置 |
KR20180094177A (ko) * | 2017-02-13 | 2018-08-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그의 구동 방법 |
KR102662906B1 (ko) * | 2017-02-13 | 2024-05-08 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그의 구동 방법 |
JP2019159047A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | キヤノン株式会社 | 投影装置及びその制御方法 |
JP7094732B2 (ja) | 2018-03-12 | 2022-07-04 | キヤノン株式会社 | 投影装置及びその制御方法 |
US10964276B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Display apparatus, control method of display apparatus, and non-transitory computer-readable medium |
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