JP2022132061A - 画像表示方法 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像表示装置を示す分解斜視図である。
本実施形態に係る画像表示装置100は、例えば、テレビ、パソコン、又はゲーム機等の機器のディスプレイに用いられる液晶モジュール(LCM:Liquid Crystal Module)である。画像表示装置100は、バックライト110と、バックライト用のドライバ120と、液晶パネル130と、液晶パネル用のドライバ140と、コントローラ150と、を備える。以下、画像表示装置100の各部について説明する。なお、図1では、説明をわかりやすくするために、構成要素同士が電気的に接続されていることを、構成要素同士を実線で結ぶことにより、示している。
図3は、図2のIII-III線における断面図である。
面状光源111は、本実施形態では図2及び図3に示すように、基板112と、光反射性シート112sと、導光部材113と、複数の光源114と、透光性部材115と、第1光調整部材116と、光反射部材117と、を有する。
M2[SipAlqMnrFs] (I)
図5は、図4のV-V線における断面図である。
バックライト110上には、液晶パネル130が配置されている。図4に示すように、上面視における液晶パネル130の形状は、本実施形態では、略矩形である。本実施形態では、液晶パネル130は、図5に示すように、第1偏光板131と、第1ガラス基板132と、複数の個別電極133と、液晶層134と、共通電極135と、カラーフィルタ136と、第2ガラス基板137と、第2偏光板138と、を有する。
ただし、液晶パネルの具体的な構成は、上記の構成に特に限定されない。
コントローラ150は、本実施形態では、入力インターフェース151と、メモリ152と、CPU(central processing unit)等のプロセッサ153と、出力インターフェース154と、を備える。これらは、バスにより相互に接続されている。
本実施形態においては、コントローラ150に連続した複数の入力画像IMが入力される。本実施形態に係る画像表示方法は、複数の入力画像IMのそれぞれについて、入力画像IMの取得工程S1と、輝度設定データD2の作成工程S2と、階調設定データD3の作成工程S3と、画像の表示工程S4と、を備える。
先ず、図6に示すように、コントローラ150の入力インターフェース151は、外部機器900から入力画像IMkを取得する。取得された入力画像IMkは、メモリ152に記憶される。
各入力画像IMは、行列状に配列された複数のピクセルIMpを有する。以下では、説明をわかりやすくするために、入力画像IMのように、ピクセルIMp等の要素が行列状に配列されるデータにおいて、要素の配列方向を、xy直交座標系を用いて表す。また、x軸が延びる方向のうち、矢印の方向を「+x方向」とし、その逆方向を「-x方向」とする。同様に、y軸が延びる方向のうち、矢印の方向を「+y方向」とし、その逆方向を「-y方向」とする。また、以下では、x方向に並んだ行列の要素群を「行」といい、y方向に並んだ行列の要素群を「列」という。例えば、図8に示すように、最も+y方向に位置する行(最も左に位置する行)を「第1行」とし、最も-y方向に位置する行(最も右に位置する行)を「最終行」とする。同様に、図8に示すように、最も-x方向に位置する列(最も下に位置する列)を「第1列」とし、最も+x方向に位置する列(最も上に位置する列)を「最終列」とする。
図9は、本実施形態に係る画像表示方法のうち輝度設定データの作成方法を示す模式図である。
以下、k番目の入力画像IMkについて作成された輝度設定データD2を、輝度設定データD2kともいう。輝度設定データ作成部153aは、バックライト110の各発光領域110sの輝度の設定値を定めた輝度設定データD2kを作成する。
先ず、輝度設定データ作成部153aは、入力画像IMkの各発光領域110sに対応する各エリアIMsの最大階調Gmaxを輝度Lk(n,m)に変換した輝度データD1kを作成する。
輝度設定データ作成部153aは、この処理を、全てのエリアIMsについて行う。
輝度設定データ作成部153aは、輝度データD1kをメモリ152に記憶させる。
輝度設定データ作成部153aは、この処理を、バックライト110の全ての発光領域110sについて行う。
輝度設定データ作成部153aは、輝度設定データD2kをメモリ152に記憶させる。
図10は、本実施形態に係る画像表示方法のうち、階調設定データの作成方法を示す模式図である。
以下では、k番目の入力画像IMkについて作成された階調設定データD3を、「階調設定データD3k」という。階調設定データ作成部153bは、入力画像IMk及び輝度設定データD2kに基づき、液晶パネル130の各ピクセル130pの階調の設定値を定めた階調設定データD3kを作成する。
メモリ152は、本実施形態では予め、一つの発光領域110s内の光源114を点灯させた場合のXY平面上の各位置における輝度分布を示すデータD4を記憶している。なお、図10では、光源114が点灯している発光領域110sをONで示し、光源114が消灯している発光領域110sをOFFで示している。
階調設定データ作成部153bは、階調設定データD3kをメモリ152に記憶させる。
制御部153cは、輝度設定データD2kに基づいてバックライト110を制御し、階調設定データD3kに基づいて液晶パネル130を制御し、液晶パネル130に画像を表示させる。
本実施形態に係る画像表示方法においては、複数の入力画像IMのうちの入力画像IMkについて輝度設定データD2kを作成する工程S2は、入力画像IMkにおいて、バックライト110の各発光領域110sに対応する各エリアIMsの最大階調Gmaxを輝度Lk(n,m)に変換した輝度データD1kを作成する工程と、輝度データD1kの各エリアIMsの輝度Lk(n,m)と、複数の入力画像IMのうち、入力画像IMkの直前の入力画像IMk-1について作成された輝度設定データD2k-1の各発光領域110sの輝度の設定値L2k-1(n,m)と、の平均値に基づいて、各発光領域110sの輝度設定データD2kの輝度の設定値L2k(n,m)を定める工程と、を有する。
次に、第2の実施形態について説明する。
図11、図12A及び図12Bは、本実施形態に係る画像表示方法のうち、輝度設定データの作成方法を示す模式図である。
本実施形態に係る画像表示方法は、輝度設定データD22kの作成工程S2が、第1の実施形態に係る画像表示方法と相違する。
なお、以下の説明においては、原則として、第1の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第1の実施形態と同様である。以下に説明する他の実施形態についても同様である。
輝度設定データ作成部153aは、図12A及び図12Bに示すように、バックライト110の各発光領域110sについて、k番目の入力画像IMkの直前のk-1番目の入力画像IMk-1について作成された輝度設定データD22k-1の輝度の設定値L22k-1(n,m)との輝度差ΔLが閾値ΔLdet以内となるように、入力画像IMkについて、各発光領域110sの輝度の設定値L22k(n,m)を定める。
なお、輝度設定データの作成方法は、上記の方法に限定されない。例えば、輝度設定データ作成部153aは、輝度Lk(n,m)が、輝度の設定値L22k-1(n,m)よりも大きいか否かを判断することで、輝度Lk(n,m)と輝度の設定値L22k-1(n,m)との大小関係を判断した。しかし、輝度Lk(n,m)と輝度の設定値L22k-1(n,m)との大小関係の判断方法は、上記の方法に限定されない。例えば、輝度設定データ作成部153aは、輝度Lk(n,m)が、輝度の設定値L22k-1(n,m)よりも小さいか否かを判断してもよい。
次に、第3の実施形態について説明する。
図13は、本実施形態に係る画像表示方法のうち、輝度設定データの作成方法を示す模式図である。
図14及び図15は、本実施形態に係る画像表示方法のうち、階調設定データの作成方法を示す模式図である。
本実施形態に係る画像表示法は、輝度設定データD32kの作成工程S2及び階調設定データD33kの作成工程S3が、第1の実施形態に係る画像表示方法と相違する。
輝度設定データ作成部153aは、図13に示すように第1の実施形態と同様の方法で輝度データD1kを作成し、輝度データD1kを輝度設定データD32kとする。したがって、本実施形態では、輝度設定データD32kの第n行及び第m列に位置する要素e32k(n,m)の値は、最大階調Gmaxを輝度Lk(n,m)に変換した値である。以下輝度Lk(n,m)を「輝度の設定値Lk(n,m)」という。
階調設定データ作成部153bは、輝度設定データD32kにより入力画像IMkを補正した各補正画像IMakに基づき、液晶パネル130の各ピクセル130pに含まれる青色のサブピクセル130sbの階調の設定値Exb(i,j)、緑色のサブピクセル130sgの階調の設定値Exg(i,j)、及び赤色のサブピクセル130srの階調の設定値Exr(i,j)を定めた階調設定データD33kを作成する。
本実施形態に係る画像表示方法では、複数の入力画像IMのうちの入力画像IMkについて、階調設定データD33kを作成する工程S3においては、各発光領域110sについて、入力画像IMkの輝度設定データD32kの輝度の設定値Lk(n,m)と、複数の入力画像IMのうち、入力画像IMkの直前の入力画像IMk-1の輝度設定データD32k-1(n,m)の輝度の設定値Lk-1(n,m)と、の輝度差ΔLを算出する。そして、液晶パネル130において、輝度差ΔLが閾値ΔLdetを超える発光領域110sの直上に位置するピクセル130pについては、輝度の設定値が変化した際の発光領域110sから出射する光Lwに含まれる青色光Lbの光量、緑色光Lgの光量、及び赤色光Lrの光量の割合の変化に応じて、補正画像IMakを補正して、青色の階調の設定値Exb(i,j)、緑色の階調の設定値Exg(i,j)、及び赤色の階調の設定値Exr(i,j)を定める。
図16に示すように、補正係数K1を1より小さい値に設定し、青色の階調値Efb(i,j)及び緑色の階調値Efg(i,j)に掛け合わせ、補正係数K2を1より小さい値に設定し、補正係数K2を赤色の階調値Efr(i,j)に掛け合わせてもよい。液晶パネル130において、輝度が閾値ΔLdetを超えて下降するような発光領域110sでは、光Lwの色が赤みがかった色となる。そのため、輝度が閾値ΔLdetを超えて下降するような発光領域110sの直上に位置するピクセル130pについては、図16のように、赤色光Lrの透過量が低減するように、赤色のサブピクセル130srの階調の設定値Exr(i,j)を定めてもよい。
110 :バックライト
110s :発光領域
111 :面状光源
112 :基板
113 :導光部材
113a :光源配置部
113b :区画溝
114 :光源
114a :発光素子
114b :波長変換部材
114c :半導体積層体
114d、114e:電極
114f :透光性部材
114h :波長変換物質
114g、114r:蛍光体
114i :第2光調整部材
114j :第3光調整部材
116 :第1光調整部材
117 :光反射部材
118 :光学部材
120 :バックライト用のドライバ
130 :液晶パネル
130p :ピクセル
130sb、130sg、130sr:サブピクセル
131 :第1偏光板
132 :第1ガラス基板
133 :個別電極
134 :液晶層
135 :共通電極
136 :カラーフィルタ
136b、136g、136r:フィルタ
136s :フィルタセット
137 :第2ガラス基板
138 :第2偏光板
140 :液晶パネル用のドライバ
150 :コントローラ
151 :入力インターフェース
152 :メモリ
153 :プロセッサ
153a :輝度設定データ作成部
153b :階調設定データ作成部
153c :制御部
154 :出力インターフェース
900 :外部機器
D1k :輝度データ
D2、D2k、D2k-1D22k、D22k-1:輝度設定データ
D3、D3k、D32k、D32k-1、D33k、:輝度設定データ
D4 :輝度分布を示すデータ
Ef :補正式
Efb、Efg、Efr:出力値(補正画像の階調値)
Exb、Exg、Exr:階調の設定値
Gb、Gg、Gr:入力画像の階調
Gmax :最大階調
IM、IMk、IMk-1、IMk-2:入力画像
IMak :補正画像
IMp :ピクセル
IMs :エリア
L(n,m) :輝度
L2k、L2k-1、L22k、L22k-1:輝度の設定値
Lb、Lg、Lr、Lw:光
SG1 :バックライト制御データ
SG2 :液晶パネル制御データ
V(i,j) :輝度値
K2、K1 :補正係数
ΔL :輝度差
ΔLa :差
ΔLdet :閾値
Claims (9)
- 行列状に配列された複数の発光領域を有するバックライト及び複数のピクセルを有する液晶パネルのコントローラに入力される連続した複数の入力画像のそれぞれについて、
前記バックライトの各前記発光領域の輝度の設定値を定めた輝度設定データを作成する工程と、
前記輝度設定データ及び各前記入力画像に基づき、前記液晶パネルの各前記ピクセルの階調の設定値を定めた階調設定データを作成する工程と、
前記輝度設定データに基づいて前記バックライトを制御し、前記階調設定データに基づいて前記液晶パネルを制御し、前記液晶パネルに画像を表示する工程と、
を備え、
複数の前記入力画像のうちの第1入力画像について前記輝度設定データを作成する工程は、
前記第1入力画像において、前記バックライトの各前記発光領域に対応する各エリアの最大階調を輝度に変換した輝度データを作成する工程と、
前記輝度データの各前記エリアの輝度と、前記複数の入力画像のうち、前記第1入力画像の直前の第2入力画像について作成された前記輝度設定データの各前記発光領域の前記輝度の設定値と、の平均値に基づいて、前記各発光領域の前記輝度の設定値を定める工程と、
を有する画像表示方法。 - 行列状に配列された複数の発光領域を有するバックライト及び複数のピクセルを有する液晶パネルのコントローラに入力される連続した複数の入力画像のそれぞれについて、
前記バックライトの各前記発光領域の輝度の設定値を定めた輝度設定データを作成する工程と、
前記輝度設定データ及び各前記入力画像に基づき、前記液晶パネルの各前記ピクセルの階調の設定値を定めた階調設定データを作成する工程と、
前記輝度設定データに基づいて前記バックライトを制御し、前記階調設定データに基づいて前記液晶パネルを制御し、前記液晶パネルに画像を表示する工程と、
を備え、
複数の前記入力画像のうちの第1入力画像について前記輝度設定データを作成する工程においては、前記バックライトの各前記発光領域について、前記複数の入力画像のうち、前記第1入力画像の直前の第2入力画像について作成された前記輝度設定データの前記輝度の設定値との輝度差が閾値以内となるように、前記各発光領域の前記輝度の設定値を定める画像表示方法。 - 前記第1入力画像について前記輝度設定データを作成する工程においては、
前記第1入力画像において前記バックライトの各前記発光領域に対応する各エリアの最大階調を輝度に変換した輝度データを作成し、
前記輝度データの前記輝度と前記第2入力画像について作成された前記輝度設定データの前記輝度の設定値との差が、前記閾値以内の前記発光領域については、前記輝度データの輝度を前記輝度の設定値とし、
前記差が前記閾値を超え、かつ、前記輝度データの前記輝度が前記第2入力画像について作成された前記輝度設定データの前記輝度の設定値よりも小さい前記発光領域については、前記第2入力画像について作成された前記輝度設定データの前記輝度の設定値から前記閾値を減算した値を、前記輝度の設定値とし、
前記差が前記閾値を超え、かつ、前記輝度データの前記輝度が前記第2入力画像について作成された前記輝度設定データの前記輝度の設定値よりも大きい前記発光領域については、前記第2入力画像について作成された前記輝度設定データの前記輝度の設定値に前記閾値を加算した値を、前記輝度の設定値とする、請求項2に記載の画像表示方法。 - 行列状に配列された複数の発光領域を有するバックライト及び複数のピクセルを有する液晶パネルのコントローラに入力される連続した複数の入力画像のそれぞれについて、
各前記入力画像に基づき、前記バックライトの各前記発光領域の輝度の設定値を定めた輝度設定データを作成する工程と、
前記輝度設定データにより各前記入力画像を補正した各補正画像に基づき、前記液晶パネルの各前記ピクセルに含まれる第1サブピクセルの第1階調の設定値及び第2サブピクセルの第2階調の設定値を定めた階調設定データを作成する工程と、
前記輝度設定データに基づいて前記バックライトを制御し、前記階調設定データに基づいて前記液晶パネルを制御し、前記液晶パネルに画像を表示する工程と、
を備え、
前記バックライトの各前記発光領域は、発光ピーク波長が異なる第1光及び第2光を含む光を出射可能であり、
前記各第1サブピクセルは前記第1光を透過可能であり、前記各第2サブピクセルは前記第2光を透過可能であり、
前記複数の入力画像のうちの第1入力画像について、前記階調設定データを作成する工程においては、
各前記発光領域について、前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値と、前記複数の入力画像のうち、前記第1入力画像の直前の第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値と、の輝度差を算出し、
前記液晶パネルにおいて、前記輝度差が閾値を超える前記発光領域の直上に位置する前記ピクセルについては、前記輝度の設定値が変化した際の前記発光領域から出射する前記光に含まれる前記第1光の光量と前記第2光の光量の割合の変化に応じて前記補正画像を補正して、前記第1階調の設定値及び前記第2階調の設定値を定める、画像表示方法。 - 前記補正画像の各ピクセルには、前記第1光の色に対応する色の第1階調値と、前記第2光の色に対応する色の第2階調値と、が紐づけられており、
前記第1入力画像について、前記階調設定データを作成する工程において、前記輝度差が前記閾値を超える前記発光領域の直上に位置する前記ピクセルについては、
前記輝度の設定値が変化した際の前記発光領域から出射する前記光に含まれる前記第1光の光量と前記第2光の光量の割合の変化に応じた補正係数を、前記補正画像の前記第1階調値又は前記第2階調値にかけ合わせ、前記第1階調の設定値及び前記第2階調の設定値を定める、請求項4に記載の画像表示方法。 - 各前記発光領域には、前記第1光を発する発光素子と、前記第1光が入射し、前記第2光を発する第1蛍光体と、が設けられており、
前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値が前記第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値より大きい前記発光領域については、前記補正係数を1より小さい値に設定し、
前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値が前記第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値より小さい前記発光領域については、前記補正係数を1より大きい値に設定し、
前記輝度差が前記閾値を超える前記発光領域の直上に位置する前記ピクセルについては、前記補正係数を、前記補正画像の前記第1階調値にかけ合わせる、請求項5に記載の画像表示方法。 - 各前記発光領域には、前記第1光を発する発光素子と、前記第1光が入射し、前記第2光を発する第1蛍光体と、が設けられており、
前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値が前記第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値より大きい前記発光領域については、前記補正係数を1より大きい値に設定し、
前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値が前記第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値より小さい前記発光領域については、前記補正係数を1より小さい値に設定し、
前記輝度差が前記閾値を超える前記発光領域の直上に位置する前記ピクセルについては、前記補正係数を、前記補正画像の前記第2階調値にかけ合わせる、請求項5に記載の画像表示方法。 - 各前記発光領域には、前記第1光を発する発光素子と、前記第1光が入射し、前記第2光を発する第1蛍光体と、が設けられており、
前記輝度差が前記閾値を超える前記発光領域については、前記補正係数を1より小さい値に設定し、
前記輝度差が前記閾値を超え、かつ、前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値が前記第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値より大きい前記発光領域の直上に位置する前記ピクセルについては、前記補正係数を、前記補正画像の前記第1階調値にかけ合わせ、
前記輝度差が前記閾値を超え、かつ、前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値が前記第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値より小さい前記発光領域の直上に位置する前記ピクセルについては、前記補正係数を、前記補正画像の前記第2階調値にかけ合わせる、請求項5に記載の画像表示方法。 - 各前記発光領域には、前記第1光を発する発光素子と、前記第1光が入射し、前記第2光を発する第1蛍光体と、が設けられており、
前記輝度差が前記閾値を超える前記発光領域については、前記補正係数を1より大きい値に設定し、
前記輝度差が前記閾値を超え、かつ、前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値が前記第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値より大きい前記発光領域の直上に位置する前記ピクセルについては、前記補正係数を、前記補正画像の前記第2階調値にかけ合わせ、
前記輝度差が前記閾値を超え、かつ、前記第1入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値が前記第2入力画像の前記輝度設定データの前記輝度の設定値より小さい前記発光領域の直上に位置する前記ピクセルについては、前記補正係数を、前記補正画像の前記第1階調値にかけ合わせる、請求項5に記載の画像表示方法。
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