JP2018031955A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
く。そのため、第2の方法で入射輝度を高精度に推定するためには、各光源部の発光効率を考慮する必要があり、処理負荷が増大してしまう。
複数の光源部を有する発光手段と、
前記発光手段から発せられた光を画像データに基づいて変調することにより画像を表示する表示手段と、
各光源部について、前記光源部の目標輝度である第1目標輝度を、入力画像データに基づいて決定する第1決定手段と、
前記目標輝度の時間変化が抑制されるように前記第1目標輝度を補正する第1補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第2目標輝度を取得する第1補正手段と、
各光源部について、前記光源部の発光輝度を制御する駆動値である第1駆動値を、前記第2目標輝度に基づいて決定する第2決定手段と、
前記駆動値の時間変化が抑制されるように前記第1駆動値を補正する第2補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第2駆動値を取得する第2補正手段と、
前記発光手段から発せられた光の、前記表示手段への入射時における輝度である入射輝度を、各光源部の前記第2目標輝度に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された入射輝度に基づいて、前記入力画像データを補正する第3補正手段と、
各光源部の第2目標輝度と、各光源部の実際の発光輝度との差が第1閾値以下となるように、前記第1補正処理で使用される第1パラメータと、前記第2補正処理で使用される第2パラメータとを設定する設定手段と、
を有することを特徴とする表示装置である。
複数の光源部を有する発光手段と、
前記発光手段から発せられた光を画像データに基づいて変調することにより画像を表示する表示手段と、
を有する表示装置の制御方法であって、
各光源部について、前記光源部の目標輝度である第1目標輝度を、入力画像データに基づいて決定する第1決定ステップと、
前記目標輝度の時間変化が抑制されるように前記第1目標輝度を補正する第1補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第2目標輝度を取得する第1補正ステップと、
各光源部について、前記光源部の発光輝度を制御する駆動値である第1駆動値を、前記第2目標輝度に基づいて決定する第2決定ステップと、
前記駆動値の時間変化が抑制されるように前記第1駆動値を補正する第2補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第2駆動値を取得する第2補正ステップと、
前記発光手段から発せられた光の、前記表示手段への入射時における輝度である入射輝
度を、各光源部の前記第2目標輝度に基づいて推定する推定ステップと、
前記推定ステップにおいて推定された入射輝度に基づいて、前記入力画像データを補正する第3補正ステップと、
各光源部の第2目標輝度と、各光源部の実際の発光輝度との差が第1閾値以下となるように、前記第1補正処理で使用される第1パラメータと、前記第2補正処理で使用される第2パラメータとを設定する設定ステップと、
を有することを特徴とする制御方法である。
以下、本発明の実施例1について説明する。なお、以下では、本実施例に係る表示装置が透過型の液晶表示装置である場合の例を説明するが、本実施例に係る表示装置は透過型の液晶表示装置に限らない。本実施例に係る表示装置は、発光部と、発光部からの光を画像データに基づいて変調することにより画像を表示する表示部と、を有する表示装置であればよい。例えば、本実施例に係る表示装置は、反射型の液晶表示装置であってもよい。また、本実施例に係る表示装置は、液晶素子の代わりにMEMS(Micro Electro Mechanical System)シャッターを用いたMEMSシャッター方式表示装置であってもよい。
ール基板、及び、液晶パネルを有する。液晶パネルは、複数の液晶素子を有する。コントロール基板は、液晶パネル部2に入力された画像データに基づいて、液晶ドライバの処理を制御する。液晶ドライバは、コントロール基板からの指示(画像データに基づく指示)に応じて、液晶パネルの各液晶素子を駆動する。それにより、各液晶素子の透過率(開口率;変調率)が、液晶パネル部2に入力された画像データに基づく値に制御される。バックライトユニット3からの光が各液晶素子を透過することにより、画面に画像が表示される。
輝度が高いほど)白色に近く、且つ、階調値が小さいほど(輝度が低いほど)黒色に近い色で、階調値が示されている。図2(A)において、白色は階調値1023に対応し、黒色は階調値0に対応する。図2(A)の入力画像データには、階調値が1023である3つのオブジェクト(四角形の2つのオブジェクト、および、円形の1つのオブジェクト)が存在している。そして、図2(A)の入力画像データでは、左から右へ進む方向において、背景の階調値が512から0へ変化している。
れ、通知されたLUTがBL基準輝度決定部5で使用されてもよい。パラメータ設定部25は、例えば、ユーザからの要求に応じて、LUTを書き替えるための指示、LUTの通知、等を行う。入力画像データの種類、表示装置1の使用環境、等に応じて、LUTを書き替えるための指示、LUTの通知、等が行われてもよい。
第1目標輝度=(ユーザ指定輝度÷上限透過率)×基準輝度 ・・・(式1)
得られる輝度)よりも低い分割領域が存在する場合には、全ての分割領域において入射輝度が必要輝度以上となるように、各光源部の第1目標輝度が同じ増加率で高められる。
応する第2目標輝度である。そして、「α」は、第1目標輝度を補正する補正処理の時定数である。時定数αとしては、0よりも大きく且つ1よりも小さい値が使用される。時定数αは、パラメータ設定部25により設定される。
BLC(x,y)=(BLL(x,y)−PRBLC(x,y))
×(1−α)+PRBLC(x,y)
・・・(式2)
Gpn=Lt/Lpn ・・・(式3)
る。具体的には、入射輝度推定部9で使用された推定位置については、画像補正値決定部10によって決定された補正係数Gpnが入力画像データの階調値に乗算される。入射輝度推定部9で使用された推定位置とは異なる位置については、当該位置の周囲の複数の推定位置に対して決定された複数の補正係数Gpnを用いた補間処理により、補正係数が決定される。そして、決定された補間係数が入力画像データの階調値に乗算される。
R光源部の目標輝度=光源部の第2目標輝度×3÷(3+6+1)
・・・(式4−1)
G光源部の目標輝度=光源部の第2目標輝度×6÷(3+6+1)
・・・(式4−2)
B光源部の目標輝度=光源部の第2目標輝度×1÷(3+6+1)
・・・(式4−3)
要素1:色光源部の目標輝度
要素2:色光源部の発光効率が基準の発光効率である場合における、色光源部の発光輝度と色光源部の未補正駆動値との対応関係
要素3:色光源部の発光効率と基準の発光効率との間の差
差1:色光源部の製造時に生じた差
差2:色光源部の温度変化に起因して生じた差
差3:色光源部の経年劣化に起因して生じた差
RDr(c,x,y)
=Dr(c,x,y)×Ch(c,x,y)×Cd(c,x,y)
・・・(式5)
IR(x,y)=Ir×RDrr(x,y) ・・・(式6−1)
IG(x,y)=Ig×RDrg(x,y) ・・・(式6−2)
IB(x,y)=Ib×RDrb(x,y) ・・・(式6−3)
される電流量IG(x,y)の総和SG、及び、各B光源部に供給される電流量IB(x,y)の総和SBは、以下の式7−1〜7−3で表せる。
SR=ΣIR(x,y)
=Σ(Ir×RDrr(x,y))
=Ir×ΣRDrr(x,y)
・・・(式7−1)
SG=ΣIG(x,y)
=Σ(Ig×RDrg(x,y))
=Ig×ΣRDrg(x,y)
・・・(式7−2)
SB=ΣIB(x,y)
=Σ(Ib×RDrb(x,y))
=Ib×ΣRDrb(x,y)
・・・(式7−3)
ΣRDrr(x,y)max=SRmax/Ir ・・・(式8−1)
ΣRDrg(x,y)max=SGmax/Ig ・・・(式8−2)
ΣRDrb(x,y)max=SBmax/Ib ・・・(式8−3)
GainR=ΣRDrr(x,y)max/ΣRDrr(x,y)
・・・(式9−1)
GainG=ΣRDrg(x,y)max/ΣRDrg(x,y)
・・・(式9−2)
GainB=ΣRDrb(x,y)max/ΣRDrb(x,y)
・・・(式9−3)
よりも大きい時間補正値を用いた補正が行われる場合には、各未補正駆動値を補正しても、総駆動時間が閾値よりも長い発光色が残ることがある。時間補正値GainR、時間補正値GainG、及び、時間補正値GainBの最小値を選択して補正に使用することにより、各発光色の総駆動時間を確実に閾値以下に制限することができる。
(駆動時間)PWM(x,y)を算出する。第2補正駆動値PWM(x,y)は、現フレームに対応する第2補正駆動値であり、位置(x,y)の光源部に対応する第2補正駆動値である。また、式10において、「cPWM(x,y)」は、現フレームに対応する第1補正駆動値(駆動時間)であり、位置(x,y)の光源部に対応する第1補正駆動値である。「PRPWM(x,y)」は、前フレームに対応する第2補正駆動値(駆動時間)であり、位置(x,y)の光源部に対応する第2補正駆動値である。そして、「β」は、第1補正駆動値を補正する補正処理の時定数である。時定数βとしては、0以上且つ1未満の値が使用される。時定数βは、パラメータ設定部25により設定される。
BLC(x,y)=(BLL(x,y)−PRBLC(x,y))
×(1−α)+PRBLC(x,y)
・・・(式10)
2つのオブジェクト(四角形のオブジェクト)が出現する。出現した2つのオブジェクトの輝度は高い。そのため、出現したオブジェクトの少なくとも一部を含む分割領域において、光源部の発光輝度の増加が生じ得る。そして、光源部の発光輝度が増加すると、バックライトユニット3の消費電力も増加する。
得られている。一方、水平位置x=8〜10の分割領域では、図7(A)の未補正駆動値が、図8(A)の第1補正駆動値よりも小さい。そのため、図8(B)の例では、水平位置x=8〜10の分割領域の第2補正駆動値として、図8(A)の第1補正駆動値よりも小さい駆動値が得られている。
数α,βとは異なるパラメータを設定してもよい。パラメータ設定部25は、時間LPF処理で使用されるパラメータとして、時定数α,βと他のパラメータとを設定してもよい。時間LPF処理で使用されるパラメータは特に限定されない。また、各光源部の第2目標輝度と、各光源部の実際の発光輝度との差が閾値以下となれば、時間LPF処理で使用されるパラメータの具体的な値は特に限定されない。また、時間LPF処理で使用されるパラメータの設定方法や変更方法は特に限定されない。
設定方法1は、ユーザからの要求に応じ値を時定数α,βとして設定する方法である。ここで、「要求」は、例えば、「表示画像のコントラストに関する要求」である。表示画像のコントラストに関する要求は、例えば、図10の「高コントラストモード」を設定するための要求、図10の「低コントラストモード」を設定するための要求、等である。要求の有無は、ユーザI/F部23からの情報を用いて判断される。
設定方法2は、表示装置1の表示モードの切り替わりを考慮した方法である。表示モー
ドの切り替わりは、例えば、高コントラストモードおよび低コントラストモードの一方から、高コントラストモードおよび低コントラストモードの他方への切り替わりである。なお、表示装置1が有する複数の表示モードは、高コントラストモードおよび低コントラストモードとは異なる表示モードを含んでいてもよい。そして、切り替え前の表示モードは、高コントラストモードおよび低コントラストモードと異なっていてもよい。同様に、切り替え後の表示モードは、高コントラストモードおよび低コントラストモードと異なっていてもよい。
設定方法3は、対象動画像データのシーンの切り替わりを考慮した方法である。対象動画像データのシーンの切り替わりの有無は、シーンチェンジ検出部24からの情報を用いて判断される。
以下、本発明の実施例2について説明する。なお、以下では、実施例1と異なる点(構成、処理、等)について詳しく説明し、実施例1と同じ点についての説明は省略する。本実施例では、駆動値に対する時間LPF処理による発光輝度(光源部の発光輝度)の変化を考慮して第2目標輝度が補正され、補正後の第2目標輝度に基づいて入射輝度が推定される。それにより、入射輝度をより高精度に推定することができ、表示画像の画質の劣化をより高精度に抑制することができる。
ΔBLC(x,y)=BLC(x,y)−PRBLC(x,y)
・・・(式11)
hΔ(x,y)=(1−β)×ΔBLC(x,y) ・・・(式12)
hBLC(x,y)=PRBLC(x,y)+hΔBLC(x,y)
・・・(式13)
hGain=1−{(1−Gain)×(1−β)} ・・・(式14)
状況1は、前フレームから現フレームにかけて光源部の発光輝度が低下する状況である。状況1は、「差分値ΔBLC(x,y)が負である状況」とも言える。上述したように、状況1に対応する光源部については、駆動値に対する時間LPF処理により、フレーム間における発光輝度の低下量(低下率)が低減される。そのため、状況1に対応する光源部については、以下の式15に示すように、第2目標輝度BLC(x,y)にゲイン値hGainを乗算すればよい。それにより、実際の発光輝度に近い第3目標輝度hBLC(x,y)を算出することができる。
hBLC(x,y)=BLC(x,y)×hGain ・・・(式15)
状況2は、前フレームから現フレームにかけて光源部の発光輝度が増加する状況である。状況2は、「差分値ΔBLC(x,y)が正である状況」とも言える。状況2に対応する光源部については、式15を用いると、第2目標輝度BLC(x,y)よりも低い第3目標輝度hBLC(x,y)が算出されてしまう。即ち、実際の発光輝度と目標輝度との差が増してしまう。上述したように、状況2に対応する光源部については、駆動値に対する時間LPF処理により、フレーム間における発光輝度の増加量(増加率)が低減される。そのため、状況2に対応する光源部については、以下の式16に示すように、第2目標輝度BLC(x,y)にゲイン値hGainの逆数を乗算すればよい。それにより、実際の発光輝度に近い第3目標輝度hBLC(x,y)を算出することができる。
hBLC(x,y)=BLC(x,y)×(1/hGain)
・・・(式16)
状況3は、前フレームから現フレームにかけて光源部の発光輝度が変化しない状況である。状況3は、「差分値ΔBLC(x,y)が0である状況」とも言える。状況3に対応する光源部については、式15を用いて第3目標輝度hBLC(x,y)が算出されてもよいし、式16を用いて第3目標輝度hBLC(x,y)が算出されてもよい。
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
6:BL輝度決定部 7:第1時間LPF処理部 9:入射輝度推定部
11:画像補正部 13:駆動時間決定部 18:第2時間LPF処理部
25:パラメータ設定部
Claims (13)
- 複数の光源部を有する発光手段と、
前記発光手段から発せられた光を画像データに基づいて変調することにより画像を表示する表示手段と、
各光源部について、前記光源部の目標輝度である第1目標輝度を、入力画像データに基づいて決定する第1決定手段と、
前記目標輝度の時間変化が抑制されるように前記第1目標輝度を補正する第1補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第2目標輝度を取得する第1補正手段と、
各光源部について、前記光源部の発光輝度を制御する駆動値である第1駆動値を、前記第2目標輝度に基づいて決定する第2決定手段と、
前記駆動値の時間変化が抑制されるように前記第1駆動値を補正する第2補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第2駆動値を取得する第2補正手段と、
前記発光手段から発せられた光の、前記表示手段への入射時における輝度である入射輝度を、各光源部の前記第2目標輝度に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された入射輝度に基づいて、前記入力画像データを補正する第3補正手段と、
各光源部の第2目標輝度と、各光源部の実際の発光輝度との差が第1閾値以下となるように、前記第1補正処理で使用される第1パラメータと、前記第2補正処理で使用される第2パラメータとを設定する設定手段と、
を有することを特徴とする表示装置。 - 前記設定手段は、前記第1駆動値への前記駆動値の時間変化が前記第1目標輝度への前記目標輝度の時間変化よりも速い速度で行われるように、前記第1パラメータと前記第2パラメータとを設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記駆動値は、前記光源部の駆動時間に関する値であり、
前記表示装置は、
各光源部の前記第1駆動値に基づいて、前記複数の光源部にそれぞれ対応する複数の駆動時間の総和である総駆動時間が第2閾値よりも長い場合に、前記総駆動時間が前記第2閾値以下となるように各光源部の前記第1駆動値を補正することにより、各光源部の第3駆動値を取得する第4補正手段、
をさらに有し、
前記第2補正処理は、前記第3駆動値を補正する処理である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。 - 前記第2決定手段は、各光源部の発光効率を考慮して各光源部の前記第1駆動値を決定する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記発光手段から発せられた光の輝度を検出する検出手段、をさらに有し、
前記第2決定手段は、各光源部の前記第2目標輝度と、前記検出手段の検出結果とに基づいて、各光源部の前記第1駆動値を決定する
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - ユーザからの要求を受け付け可能な受付手段、をさらに有し、
前記設定手段は、前記要求があった場合に、
前記第1パラメータとして、前記要求に応じた第1の値を設定し、
前記第2パラメータとして、前記要求に応じた第2の値を設定する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記要求は、前記表示手段によって表示された前記画像のコントラストに関する要求である
ことを特徴とする請求項6に記載の表示装置。 - 前記要求は、前記発光手段に供給される電流値に関する要求であり、
前記設定手段は、高い電流値に関する要求があった場合に、低い電流値に関する要求があった場合の第2パラメータに比べ前記駆動値の時間変化の抑制度合いが小さい第2パラメータを設定する
ことを特徴とする請求項6に記載の表示装置。 - 前記表示装置では、動画像データの各フレームの画像データが、前記入力画像データとして順に使用され、
前記表示装置は、前記動画像データのシーンの切り替わりを検出するシーンチェンジ検出手段、をさらに有し、
前記設定手段は、前記動画像データのシーンの切り替わりがあった場合に、
前記第1パラメータとして、第3の値を設定し、
前記第2パラメータとして、第4の値を設定し、
前記第1パラメータを、前記第3の値から、前記目標輝度の時間変化の抑制度合いが前記第3の値よりも大きい第5の値へ段階的に変更し、
前記第2パラメータを、前記第4の値から、前記駆動値の時間変化の抑制度合いが前記第4の値よりも大きい第6の値へ段階的に変更する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記表示装置は、複数の表示モードを有しており、
前記設定手段は、前記表示装置の表示モードの切り替わりがあった場合に、
前記第1パラメータとして、第7の値を設定し、
前記第2パラメータとして、第8の値を設定し、
前記第1パラメータを、前記第7の値から、前記目標輝度の時間変化の抑制度合いが前記第3の値よりも大きい第5の値へ段階的に変更し、
前記第2パラメータを、前記第8の値から、前記駆動値の時間変化の抑制度合いが前記第4の値よりも大きい第6の値へ段階的に変更する
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の表示装置。 - 前記目標輝度が前記光源部の実際の発光輝度に近づくように前記駆動値の時間変化の抑制度合いに基づいて前記第2目標輝度を補正する第3補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第3目標輝度を取得する第5補正手段、をさらに有し、
前記推定手段は、前記入射輝度を、各光源部の前記第3目標輝度に基づいて推定する
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の表示装置。 - 複数の光源部を有する発光手段と、
前記発光手段から発せられた光を画像データに基づいて変調することにより画像を表示する表示手段と、
を有する表示装置の制御方法であって、
各光源部について、前記光源部の目標輝度である第1目標輝度を、入力画像データに基づいて決定する第1決定ステップと、
前記目標輝度の時間変化が抑制されるように前記第1目標輝度を補正する第1補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第2目標輝度を取得する第1補正ステッ
プと、
各光源部について、前記光源部の発光輝度を制御する駆動値である第1駆動値を、前記第2目標輝度に基づいて決定する第2決定ステップと、
前記駆動値の時間変化が抑制されるように前記第1駆動値を補正する第2補正処理を各光源部について行うことにより、各光源部の第2駆動値を取得する第2補正ステップと、
前記発光手段から発せられた光の、前記表示手段への入射時における輝度である入射輝度を、各光源部の前記第2目標輝度に基づいて推定する推定ステップと、
前記推定ステップにおいて推定された入射輝度に基づいて、前記入力画像データを補正する第3補正ステップと、
各光源部の第2目標輝度と、各光源部の実際の発光輝度との差が第1閾値以下となるように、前記第1補正処理で使用される第1パラメータと、前記第2補正処理で使用される第2パラメータとを設定する設定ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。 - 請求項12に記載の制御方法の各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。
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