JP2022160247A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で画面のちらつきを抑制することができる表示装置を提供する。【解決手段】本表示装置は、表示パネルと、外部装置から入力される画像信号を表示パネルに入力させて画像信号に応じた画像を表示パネルに表示させる制御部と、を備える。制御部は、画像信号によって示される階調における表示パネルの応答速度が閾値より遅い場合に、画像信号を閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正し、補正した画像信号を表示パネルに入力する。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

液晶パネルとバックライトとを備えた液晶ディスプレイが広く利用されている。液晶ディスプレイでは、画像を表示する際にちらつきが生じることがある。このようなちらつきの発生を抑制する技術が提案されている。

特許文献１では、表示装置が備える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で、フリッカーの発生や動きボケの発生を低減させる技術が提案されている。特許文献２では、１フレーム期間中に適度に黒表示画面を入れることにより、画像表示装置に表示される動画、静止画の画質を向上させる技術が提案されている。

特開２０１４－０９８８９０号公報 特開２００６－１８９６６１号公報

自発光素子ではなく、バックライトを発光させて液晶のシャッター効果により表示パネルに画像を表示する表示装置では、ある階調から別の階調への応答速度は表示パネルの特性によって異なる。この階調間の応答速度の差は、フレームの切り替え等の際に生じる画面のちらつきの一因となる。応答速度の差によるちらつきの発生を抑制する技術として、オーバードライブを挙げることができる。

しかしながら、オーバードライブでは各ピクセルの階調変化を時系列で検出してドライブ電圧を補正することから、表示装置の構成が複雑になるとともに、表示装置が高価なものとなる。

開示の技術の１つの側面は、簡易な構成で画面のちらつきを抑制することができる表示装置を提供することを目的とする。

開示の技術の１つの側面は、次のような表示装置によって例示される。本表示装置は、表示パネルと、外部装置から入力される画像信号を表示パネルに入力させて画像信号に応じた画像を表示パネルに表示させる制御部と、を備える。制御部は、画像信号によって示される階調における表示パネルの応答速度が閾値より遅い場合に、画像信号を閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正し、補正した画像信号を表示パネルに入力する。

本表示装置は、簡易な構成で画面のちらつきを抑制することができる。

図１は、実施形態に係る液晶ディスプレイのハードウェア構成の一例を示す図である。 図２は、画像処理部の処理ブロックの一例を示す図である。 図３は、液晶ディスプレイに入力される画像信号の階調とＬＣＤパネルに出力される画像信号の階調との関係を模式的に示す第１の図である。 図４は、液晶ディスプレイに入力される画像信号の階調とＬＣＤパネルに出力される画像信号の階調との関係を模式的に示す第２の図である。 図５は、実施形態における映像信号処理部の処理フローの一例を示す図である。 図６は、検証に用いた画面遷移を示す図である。 図７は、図５のＴ２における階調補正処理を行わなかった場合の階調変化を模式的に示す図である。 図８は、図５のＴ２における階調補正処理を行った場合の階調変化を模式的に示す図である。

＜実施形態＞
以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。実施形態に係る表示装置は、例えば、以下の構成を備える。本実施形態に係る表示装置は、表示パネルと、外部装置から入力される画像信号を表示パネルに入力させて画像信号に応じた画像を表示パネルに表示させる制御部と、を備える。制御部は、画像信号によって示される階調における表示パネルの応答速度が閾値より遅い場合に、画像信号を閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正し、補正した画像信号を表示パネルに入力する。

本表示装置では、応答速度が閾値より遅い階調を示す画像信号が入力されると、閾値よりも速い応答速度の階調を示す画像信号に補正し、補正した画像信号が表示パネルに入力される。そのため、本表示装置によれば、応答速度が閾値より遅い階調を表示パネルに表示させることが抑制される。このような制御により、本表示装置は、オーバードライブ回路を組み込むような複雑な構成を採用しなくとも、表示パネルにおける画面のちらつきを抑制することができる。

以下、図面を参照して上記表示装置を液晶ディスプレイに適用した実施形態についてさらに説明する。図１は、実施形態に係る液晶ディスプレイのハードウェア構成の一例を示す図である。液晶ディスプレイ１００は、外部装置２００から入力される画像信号に応じた画像をＬＣＤパネル１４０に表示する表示装置である。外部装置２００は、例えば、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の情報処理装置である。

液晶ディスプレイ１００は、入力インタフェース１１０、画像処理部１２０、出力インタフェース１３０及びＬｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＬＣＤ）パネル１４０を備える。入力インタフェース１１０は、外部装置２００とのインタフェースである。画像処理部１２０は、入力インタフェース１１０を介して入力された外部装置２００からの画像信号を受信する。

画像処理部１２０は、外部装置２００から入力される画像信号に対して、各種の処理を行う処理部である。画像処理部１２０は、プロセッサとメモリとを組み合わせたものであってもよい。また、画像処理部１２０は、画像処理プロセッサによって例示される専用プロセッサであってもよい。また、画像処理部１２０は、集積回路（ＩＣ）、その他のデジタル回路を含んでもよい。画像処理部１２０は、例えば、メモリに記憶されたプログラムにしたがって、画像信号に対する各種の処理を実行する。

出力インタフェース１３０は、画像処理部１２０からＬＣＤパネル１４０への画像信号の送信を中継するインタフェースである。ＬＣＤパネル１４０は、画像処理部１２０によ
る処理が行われた画像信号を出力インタフェース１３０を介して受信し、受信した画像信号に応じた画像を表示する。

ＬＣＤパネル１４０は、バックライトからの光を液晶の向きを遷移させることで、ＲＧＢ（緑、赤、青）の各色の階調を遷移させる。液晶の向きが所望の方向に遷移完了するまでの応答速度は、例えば、遷移前の液晶の向きによって異なる。そのため、ＬＣＤパネル１４０の応答速度は、遷移前の階調に応じて異なることがある。例えば、ＬＣＤパネル１４０では、最低階調と最大階調との間における応答速度は速く、中間階調間の応答速度は遅いことがある。また、例えば、ＬＣＤパネル１４０では、最低階調から中間階調への応答速度が遅いことがある。ＬＣＤパネル１４０に表示される画像に応答速度が遅い階調が含まれると、画像のちらつきが生じることがある。

図２は、画像処理部の処理ブロックの一例を示す図である。画像処理部１２０は、映像信号処理部１２１及びスケーリング処理部１２２を備える。画像処理部１２０は、メモリに実行可能に展開されたプログラムを実行することで、上記画像処理部１２０の、映像信号処理部１２１及びスケーリング処理部１２２等の各部としての処理を実行する。

映像信号処理部１２１は、外部装置２００から入力される画像信号に対して、ＬＣＤパネル１４０の特性に応じた処理を行う。ＬＣＤパネル１４０の特性に応じた処理としては、例えば、ガンマ補正、コントラスト補正、黒レベル補正等を挙げることができる。

上記の通り、ＬＣＤパネル１４０では、応答速度の違いによって、ＬＣＤパネル１４０に表示される画像のちらつきが生じることがある。そこで、映像信号処理部１２１は、入力された画像信号が示す階調におけるＬＣＤパネル１４０の応答速度が閾値よりも遅い場合に、入力された画像信号を閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正する処理を行う。具体的には、使用するＬＣＤパネルの特性に応じて、閾値よりも応答速度が遅い階調がＬＣＤパネルに入力されることを抑制するように補正する処理を行う。

映像信号処理部１２１は、例えば、外部装置２００から入力される画像信号によって示される階調におけるＬＣＤパネル１４０の応答速度が閾値より遅い場合に、ガンマ補正によって画像信号を閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正してもよい。また、映像信号処理部１２１は、例えば、外部装置２００から入力される画像信号によって示される階調におけるＬＣＤパネル１４０の応答速度が閾値より遅い場合に、コントラスト補正によって画像信号を閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正してもよい。また、映像信号処理部１２１は、外部装置２００から入力される画像信号によって示される階調におけるＬＣＤパネル１４０の応答速度が閾値より遅い場合に、黒レベル補正によって画像信号を閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正してもよい。映像信号処理部１２１がこのように画像信号を補正することで、補正後の画像信号がＬＣＤパネル１４０に入力されるようになる。

例えば、映像信号処理部１２１は、閾値より遅い応答速度の階調の階調範囲をメモリに記憶しておけばよい。そして、映像信号処理部１２１は、上記階調範囲内の階調を示す画像信号が外部装置２００から入力されると、上記階調範囲外の階調を示すように画像信号を補正する。そして、映像信号処理部１２１は、上記階調範囲外の階調を示すように補正した画像信号をＬＣＤパネル１４０に入力すればよい。映像信号処理部１２１によるガンマ補正、コントラスト補正及び黒レベル補正のうちの少なくともひとつの補正は、上記階調範囲外の階調を示すように画像信号を補正する処理を含む。

図３は、液晶ディスプレイに入力される画像信号の階調とＬＣＤパネルに出力される画像信号の階調との関係を模式的に示す第１の図である。図３では、横軸が外部装置２００
から入力される画像信号の階調を例示し、縦軸がＬＣＤパネル１４０に対して出力される画像信号の階調を例示する。また、図３では、映像信号処理部１２１による補正が行われない場合における階調を点線が例示し、映像信号処理部１２１による補正が行われた場合における階調を実線が例示する。図３の例では、ＬＣＤパネル１４０は、ＬＣＤパネル１４０の表示可能な最低階調付近（ゼロから階調Ａまでの範囲）における応答速度が閾値よりも遅いものと仮定する。

映像信号処理部１２１による補正が行われない場合、ゼロから階調Ａまでの階調を示す画像信号が入力されてもそのままＬＣＤパネル１４０に対して出力される。そのため、ＬＣＤパネル１４０に表示される画像において“ちらつき”が生じやすい。一方、映像信号処理部１２１による補正が行われる場合、ゼロから階調Ａまでの階調を示す画像信号は階調Ａよりも高い階調を示す画像信号に補正され、補正された画像信号がＬＣＤパネル１４０に対して出力される。そのため、映像信号処理部１２１による補正によって、閾値よりも応答速度の遅い階調がＬＣＤパネル１４０に入力されることが抑制される。

図４は、液晶ディスプレイに入力される画像信号の階調とＬＣＤパネルに出力される画像信号の階調との関係を模式的に示す第２の図である。図４では、横軸が外部装置２００から入力される画像信号の階調を例示し、縦軸がＬＣＤパネル１４０に対して出力される画像信号の階調を例示する。また、図４では、映像信号処理部１２１による補正が行われない場合における階調を点線が例示し、映像信号処理部１２１による補正が行われた場合における階調を実線が例示する。図４の例では、ＬＣＤパネル１４０は、ＬＣＤパネル１４０が表示可能な最大階調付近（階調Ｂから最大階調までの範囲）における応答速度が閾値よりも遅いものと仮定する。

映像信号処理部１２１による補正が行われない場合、階調Ｂから最大階調までの階調を示す画像信号が入力されてもそのままＬＣＤパネル１４０に対して出力される。そのため、ＬＣＤパネル１４０に表示される画像において“ちらつき”が生じやすい。一方、映像信号処理部１２１による補正が行われる場合、階調Ｂから最大階調までの階調を示す画像信号は階調Ｂよりも低い階調を示す画像信号に補正され、補正された画像信号がＬＣＤパネル１４０に対して出力される。そのため、映像信号処理部１２１による補正によって、閾値よりも応答速度の遅い階調がＬＣＤパネル１４０に入力されることが抑制される。

なお、映像信号処理部１２１による補正の前後において、画像信号が示す階調に大きな差が生じると画質が劣化する虞がある。そのため、映像信号処理部１２１は、応答信号が示す階調を大幅に補正するのではなく、応答速度が閾値以上となる階調のうち、外部装置２００から入力される画像信号が示す階調と最も近い階調に補正することが好ましい。

スケーリング処理部１２２は、映像信号処理部１２１による処理が行われた画像信号に対して、ユーザの指示に応じた拡大・縮小処理を行う。

＜処理フロー＞
図５は、実施形態における映像信号処理部の処理フローの一例を示す図である。以下、図５を参照して、映像信号処理部１２１の処理フローの一例について説明する。

Ｔ１では、映像信号処理部１２１は、外部装置２００から入力インタフェース１１０を介して入力された画像信号を受信する。Ｔ２では、映像信号処理部１２１は、入力された画像信号に対して、ガンマ補正、コントラスト補正及び黒レベル補正等の補正処理を行う。なお、Ｔ２では、ガンマ補正、コントラスト補正及び黒レベル補正のうち、１または２の補正が行われてもよい。この補正により、応答速度が閾値よりも遅い階調を表示パネルに入力することを抑制する。

＜検証＞
ここで、実施形態の効果を説明するため、図５のＴ２における階調補正処理を行った場合と行わなかった場合の検証を行う。図６は、検証に用いた画面遷移を示す図である。本検証では、複数の白及び黒の縦縞を交互に並べて表示した画像を図６の（Ａ）の状態から図６の（Ｂ）の状態に遷移させる。ここで、検証に用いたＬＣＤパネル１４０は、ゼロ階調（図６において黒色で示された領域）からの応答速度が閾値より遅いものとする。

図７は、図５のＴ２における階調補正処理を行わなかった場合の階調変化を模式的に示す図である。図８は、図５のＴ２における階調補正処理を行った場合の階調変化を模式的に示す図である。図７及び図８では、縦軸が階調を示し、横軸が時間を示す。図７及び図８の上段のグラフでは、遷移前に黒であった領域（図６の領域１４１）の階調変化を実線で示し、遷移前に白であった領域（図６の領域１４２）の階調変化を点線で示す。さらに、図７及び図８の下段のグラフでは、ＬＣＤパネル１４０全体における階調変化を模式的に示す。

そして、図７では、Ｋ１の時点から画面の遷移が開始され、Ｋ２の時点で画面の遷移が完了する。図８では、Ｋ１の時点から画面の遷移が開始され、Ｋ３の時点で画面の遷移が完了する。すなわち、図７では、Ｋ１までの期間が図６の（Ａ）に対応し、Ｋ２以降の期間が図６の（Ｂ）に対応する。また、図８では、Ｋ１までの期間が図６の（Ａ）に対応し、Ｋ３以降の期間が図６の（Ｂ）に対応する。

図７において、図６の（Ａ）の状態から図６の（Ｂ）の状態への遷移時間は、Ｐ１で例示される。また、図８において、図６の（Ａ）の状態から図６の（Ｂ）の状態への遷移時間は、Ｐ２で例示される。図７及び図８を比較すると、Ｐ１よりもＰ２の方が短いことが理解できる。すなわち、図５のＴ２における階調補正処理を行った方が、より短時間で図６の（Ａ）の状態から図６の（Ｂ）の状態への遷移がより短時間で完了する。

そして、図７及び図８を比較すると、図８におけるＬＣＤパネル１４０全体の輝度変化Ｂ２は、図７におけるＬＣＤパネル１４０全体の輝度変化Ｂ１よりも小さいことが理解できる。そのため、入力された画像信号によって示される階調におけるＬＣＤパネル１４０の応答速度が閾値より遅い場合、閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正することで、ＬＣＤパネル１４０のちらつきの発生を抑制することができることが理解できる。

＜実施形態の効果＞
実施形態に係る液晶ディスプレイ１００は、入力された画像信号によって示される階調におけるＬＣＤパネル１４０の応答速度が閾値より遅い場合、閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正する。そのため、実施形態によれば、ＬＣＤパネル１４０への画像表示の際にちらつきが発生しやすい階調の使用を抑制することで、ＬＣＤパネル１４０におけるちらつきの発生を抑制することができる。

また、実施形態では、オーバードライブを用いなくとも良いため、液晶ディスプレイ１００の価格を廉価に抑えることができる。

１００・・液晶ディスプレイ
１１０・・入力インタフェース
１２０・・画像処理部
１２１・・映像信号処理部
１２２・・スケーリング処理部
１３０・・出力インタフェース
１４０・・ＬＣＤパネル
２００・・外部装置
１４１、１４２・・領域

Claims (5)

1. 表示パネルと、
   外部装置から入力される画像信号を前記表示パネルに入力させて前記画像信号に応じた画像を前記表示パネルに表示させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記画像信号によって示される階調における前記表示パネルの応答速度が閾値より遅い場合に、前記画像信号を前記閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正し、
   補正した前記画像信号を前記表示パネルに入力する、
   表示装置。
2. 前記制御部は、
   入力された前記画像信号に対するガンマ補正を行い、
   前記外部装置から入力される画像信号によって示される階調における前記表示パネルの応答速度が閾値より遅い場合に、前記ガンマ補正によって前記表示パネルに入力する画像信号を前記閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正する、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記制御部は、
   入力された前記画像信号に対する黒レベル補正を行い、
   前記外部装置から入力される画像信号によって示される階調における前記表示パネルの応答速度が閾値より遅い場合に、前記黒レベル補正によって前記表示パネルに入力する画像信号を前記閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正する、
   請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記制御部は、
   入力された前記画像信号に対するコントラスト補正を行い、
   前記外部装置から入力される画像信号によって示される階調における前記表示パネルの応答速度が閾値より遅い場合に、前記コントラスト補正によって前記表示パネルに入力する画像信号を前記閾値より速い応答速度の階調を示す画像信号に補正する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 前記表示パネルは液晶パネルである、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置。

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