JP5002725B2 - Backlight device and backlight control method - Google Patents
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本発明は、映像を表示する液晶パネルを背面から照射するバックライトを備え、表示する映像信号に応じてバックライトの輝度調整を行う液晶表示装置及びバックライトの制御方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device that includes a backlight that irradiates a liquid crystal panel that displays an image from the back, and that adjusts the luminance of the backlight in accordance with a video signal to be displayed, and a backlight control method.
液晶表示装置では、CRT(Cathode Ray Tube)やプラズマディスプレイパネルなどの自発光型の表示装置とは異なり、非発光の液晶パネル(光透過型の光変調素子)と、その裏面にパネルを照射するバックライトを備える構成となっている。通常、バックライトは映像信号に係わらず一定の明るさでLEDなどの光源を発光させ、液晶パネルの光透過率を映像信号の明るさに応じて制御することで所望の明るさの映像を表示する。そのため、暗い映像であってもバックライト光源の電力は減少せず一定で消費されることになり、電力効率が良くない。この対策として、バックライトの明るさを可変とし、入力映像信号のレベルに応じて液晶パネルの階調レベルとバックライトの明るさを制御することで消費電力を低減する技術が知られている。また、バックライトを複数の領域(エリア)に分割し、各領域ごとに上記のバックライトの明るさを制御する技術も知られている(エリア制御、あるいはローカルディミングと呼ばれる)。 Unlike a self-luminous display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) or a plasma display panel, a liquid crystal display device irradiates the panel to a non-luminous liquid crystal panel (light transmissive light modulation element) and its back surface. It has a configuration with a backlight. Normally, the backlight emits a light source such as an LED with a constant brightness regardless of the video signal, and displays the video with the desired brightness by controlling the light transmittance of the liquid crystal panel according to the brightness of the video signal. To do. Therefore, even if it is a dark image, the power of the backlight light source does not decrease and is consumed at a constant level, and the power efficiency is not good. As a countermeasure, a technique is known in which the brightness of the backlight is variable and the power consumption is reduced by controlling the gradation level of the liquid crystal panel and the brightness of the backlight in accordance with the level of the input video signal. A technique is also known in which the backlight is divided into a plurality of areas (areas) and the brightness of the backlight is controlled for each area (referred to as area control or local dimming).
例えば特許文献1に記載される画像表示装置では、LEDバックライトの輝度を画素単位で制御することにより、高性能なACC(Automatic Contrast Circuit)回路を提供することを目的に、映像信号の平均輝度情報、黒レベル領域検出、白レベル領域検出を行う画面情報分析手段と、該画面情報分析手段より出力された制御信号によって個々のLEDバックライトの輝度を制御するLEDバックライト制御手段を備える構成としている。 For example, in the image display device described in Patent Document 1, the average luminance of a video signal is provided in order to provide a high-performance ACC (Automatic Contrast Circuit) circuit by controlling the luminance of an LED backlight in units of pixels. Screen information analysis means for detecting information, black level area detection, white level area detection, and LED backlight control means for controlling the brightness of each LED backlight by a control signal output from the screen information analysis means Yes.
上記エリア制御によれば、エリアごとに消費電力を最適化できるので、バックライト全体の消費電力を最小化することができる。しかし、画面の絵柄によっては、エリア制御を施すことにより画質が劣化する場合がある。 According to the area control, power consumption can be optimized for each area, so that power consumption of the entire backlight can be minimized. However, depending on the picture on the screen, image quality may be deteriorated by performing area control.
図6は、エリア制御の効果が画面の絵柄に依存することを説明する図であり、一画面を照射するバックライトの照射面(液晶パネルの表示面に相当)が複数のエリアに二次元的に分割されている。この例では、45エリアに分割されている。 FIG. 6 is a diagram for explaining that the effect of area control depends on the picture on the screen. The illumination surface of the backlight that illuminates one screen (corresponding to the display surface of the liquid crystal panel) is two-dimensionally arranged in a plurality of areas. It is divided into In this example, it is divided into 45 areas.
画面610は、黒色の背景611に小さな白色の領域(白ウィンドウ)612が存在する場合である。この場合にエリア制御を行うと、電力低減とコントラスト改善の効果が得られる。これは、黒色の面積が広いほどバックライト輝度を絞るエリア数が増大するのでトータルの電力低減量が大きくなること、また黒色領域611のバックライト輝度を下げることで黒浮きを抑え、白ウィンドウ612とのコントラスト比が改善するためである。反面、黒色領域611のバックライト輝度を下げることで白ウィンドウ612の輝度が周囲の黒色領域611に漏れ込んでハロー613が発生しやすくなるという課題がある。
The screen 610 is a case where a small white area (white window) 612 exists on a
画面620は、白色の背景621に小さな黒色の領域(黒ウィンドウ)622が存在する場合である。この場合は、電力低減とコントラスト改善の効果は小さい。なぜなら、バックライト輝度を絞るエリア数が少ないことと、大面積の白背景621の中に黒ウィンドウ622が存在する絵柄では視覚上のコントラストが高いからである。この場合には、黒ウィンドウ622周辺の白背景エリアの輝度低下が課題となる。これは、黒ウィンドウ622のバックライト輝度を絞ることで、黒ウィンドウエリアから周囲の白背景エリアに漏れ込むバックライト光がなくなるからである。明るい画像について輝度低下が発生すると、視覚的に大きな画質劣化を与えることになる。 The screen 620 is a case where a small black region (black window) 622 exists on the white background 621. In this case, the effects of power reduction and contrast improvement are small. This is because the number of areas for reducing the backlight luminance is small and the visual contrast is high in a picture in which the black window 622 is present in the large-area white background 621. In this case, a reduction in luminance of the white background area around the black window 622 becomes a problem. This is because by reducing the backlight luminance of the black window 622, there is no backlight light leaking from the black window area to the surrounding white background area. When the brightness is reduced for a bright image, a large image quality deterioration is visually caused.
このように、明るい絵柄においてエリア制御を施すと、得られる効果が少ない割に画質劣化の弊害が大きくなる。よって、エリア制御は電力低減と画質改善のバランスを考慮して、映像の絵柄に応じて適切に施すことが望ましい。前記特許文献1では、黒レベル領域の面積に応じて変異点以下の信号の輝度を下げる、あるいは白レベル領域の面積に応じて変異点以上の信号の輝度を上げるように、LEDバックライトを制御するものであるが、電力低減と画質改善のバランスを考慮したものではない。 As described above, when area control is performed on a bright pattern, the adverse effect of image quality deterioration is increased although the obtained effect is small. Therefore, it is desirable that the area control is appropriately performed according to the picture pattern in consideration of the balance between power reduction and image quality improvement. In Patent Document 1, the LED backlight is controlled so as to lower the luminance of the signal below the mutation point according to the area of the black level region or to increase the luminance of the signal above the variation point according to the area of the white level region. However, it does not consider the balance between power reduction and image quality improvement.
本発明の目的は、バックライトのエリア制御において、電力低減と画質改善をバランス良く改善する液晶表示装置及びバックライトの制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a backlight control method that can improve power reduction and image quality in a well-balanced manner in backlight area control.
上記目的を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。In order to solve the above-described object, for example, the configuration described in the claims is adopted.
本発明によれば、バックライトのエリア制御において、電力低減と画質改善をバランス良く改善するバックライト装置及びバックライト制御方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a backlight device and a backlight control method that improve power reduction and image quality improvement in a balanced manner in backlight area control .
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
まず、本実施例に係るバックライトの各エリアに対応するバックライトブロックの構成について図7及び8を参照して説明する。すなわち、本実施形態に係るバックライトは、複数のバックライトブロックを二次元的に複数配列して構成したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the backlight block corresponding to each area of the backlight according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. That is, the backlight according to the present embodiment is configured by two-dimensionally arranging a plurality of backlight blocks.
図7は、バックライトの各エリアに対応するバックライトブロックの一構成例を示す図で、例えば図6に示される45分割された各エリアに対応するものである。バックライトブロックのそれぞれは、例えば図7に示されるように、一次光源としての例えば発光ダイオード(LED)901が、LED駆動基板902の一方の面(液晶パネル906側の面)に実装されている。一方、LED駆動基板902の他方の面には、LED901に駆動電流を供給するためのLEDドライバ907が実装されており、このLEDドライバ907からLED901へ供給される駆動電流が後述するLEDドライバIF30により制御される。ここで、LED901は、例えば白色光を出射するものであり、またLEDの電極面に対して水平方向(この例ではLED駆動基板902の主平面と平行な方向と等しい)に光を出射する、いわゆるサイドビュー型のLEDを用いている。当然ながら、LEDの電極面に対して垂直方向に光を出射するトップビュー型のLEDを用いてもよい。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a backlight block corresponding to each area of the backlight, and corresponds to each of the 45 divided areas shown in FIG. 6, for example. In each of the backlight blocks, for example, as shown in FIG. 7, for example, a light emitting diode (LED) 901 as a primary light source is mounted on one surface (surface on the
このLED901の光出射側には、LED901からの出射光(図7中では点線の矢印で示している)を前面側(液晶パネル906側)に導く導光板904が配置されている。ここで、LED901は、1枚の導光板904に対し複数個(例えば3個)用いられており、ここでは、複数のLED901が紙面と直交する方向に一列に配列されているものとする。また導光板ブロック904の背面側には、導光板904に入射されたLED901からの出射光を効率的に前面側に反射させるための反射シート903が設けられている。また反射シート903とLED駆動基板902との間の空間には、光の反射のために白色にされた支持部材909が配置されており、この支持部材909により反射シート903及び導光板904をその背面側から支持する。
A
導光板904(導光板104)の液晶パネル106の垂直方向(図7の紙面左右方向)の断面は、図7に示されるように光が入射される入射端面から、その入射端面と対向する先端部にかけて次第に厚さが薄くなる楔形の形状を為している。更に導光板904の背面側には反射シート903が設けられている。このため、導光板904に入射したLED901からの出射光は上記した導光板904の楔形の形状、及び反射シート903の反射作用により導光板904内部で上方向(液晶パネル906側の方向)に屈曲される。さらに、導光板904の底面(反射シート903側の面)あるいは光出射面(液晶パネル906側の面)に設けられた拡散反射パターンの作用によって、入射光輝度レベルがほぼ均一な面状の光として、例えば図7の点線の矢印で示されるように、上方(液晶パネル906側の方向)に出射される。
The cross section of the light guide plate 904 (the light guide plate 104) in the vertical direction of the liquid crystal panel 106 (left and right direction in FIG. 7) is from the incident end face where the light is incident as shown in FIG. It has a wedge-like shape that gradually decreases in thickness over the part. Further, a
拡散板905は、導光板904から出射された光を拡散してさらに空間的に均一な面状の光として液晶パネル906に出射する。液晶パネル906は、入力映像信号に基づきピクセル毎に光透過率が制御され、拡散版905からの光を空間的に変調して映像を形成する。これにより、図中の紙面上方を向かう矢印に示す映像光が液晶表示装置の前面側に出力される。
The
この例では、LED101として白色光を出射するLEDを用いたが、これに限定されるものではなく、例えばR、G、Bの三色の光をそれぞれ放出する3つのLEDの組を複数用いてもよい。 In this example, an LED that emits white light is used as the LED 101. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of sets of three LEDs each emitting light of three colors of R, G, and B are used. Also good.
このような構成のバックライトブロックが、液晶パネルの背面において画面の水平及び垂直方向に二次元状に複数配列されている。そして、各バックライトブロックに対してそれぞれ設けられているLED101(ここでは3個一組)を個別に制御することで各エリアの明るさを独立して制御可能にされている。 A plurality of backlight blocks having such a configuration are arranged two-dimensionally in the horizontal and vertical directions of the screen on the back surface of the liquid crystal panel. The brightness of each area can be controlled independently by individually controlling the LEDs 101 (here, a set of three) provided for each backlight block.
図8は、バックライトブロックに用いられる導光板の一例を示す図である。導光板は、1つの光源ブロック202に対して1つの導光板を用いてもよいが、例えば図8に示されるように、画面水平方向(横方向、図8の奥行き方向と等しい)に複数(図8では4個)の導光板を結合して一体化し、4つのバックライトブロックに対して1つの一体型導光板910を用いるようにしてもよい。この一体型導光板910を画面水平方向及び垂直方向に複数配列することで液晶パネル全面をカバーする導光板を構成する。このとき、一体化導光板910には画面垂直方向に延びる溝911が形成されており、これにより一体化導光板910が、それぞれが光源ブロック202に対応する複数の導光板ブロック912に分割される。これとは逆に、図示しないが、画面垂直方向に複数の導光板を結合して一体化してもよい。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a light guide plate used in the backlight block. As the light guide plate, one light guide plate may be used for one light source block 202. For example, as shown in FIG. 8, a plurality of light guide plates (horizontal direction, equal to the depth direction in FIG. In FIG. 8, four light guide plates may be combined and integrated, and one integrated
続いて、本実施例にかかるエリア制御について説明する。
図1は、本発明によるエリア制御を行うための、液晶表示装置の一実施例を示すブロック構成図である。かかる液晶表示装置は、上述のように、映像を表示する液晶パネルを複数のエリアに分割し、バックライトとして各エリアの明るさを独立に制御するLED光源を備えている。図では、バックライトの明るさ(LEDのゲイン)の制御部分と、液晶パネルへ供給する映像信号の補正部分について示している。
Next, area control according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a liquid crystal display device for performing area control according to the present invention. As described above, such a liquid crystal display device includes an LED light source that divides a liquid crystal panel that displays an image into a plurality of areas and independently controls the brightness of each area as a backlight. In the figure, a control portion of backlight brightness (LED gain) and a correction portion of a video signal supplied to the liquid crystal panel are shown.
装置の構成は、各エリアのバックライト輝度を制御する系統として、初期調光値算出部11、空間フィルタ12、時間フィルタ15、LEDドライバインタフェース(I/F)30を有する。また、液晶パネルで表示する各画素の映像信号を補正する系統として、映像補正倍率算出部33、映像補正処理部34を有する。さらに本実施例では、入力映像の絵柄を解析し黒面積に応じてバックライトの輝度を最適に補正するバックライト輝度補正部20を備えるものである。
The configuration of the apparatus includes an initial dimming
各部の動作を説明する。初期調光値算出部11は、入力端子10に入力した映像信号(RGB)についてエリアごとにその信号輝度(強度)を検出し(例えば、エリア内の最大輝度(強度)を検出)、検出した輝度に合わせてそのエリアのバックライトの初期調光値
K0を算出する。これにより、映像信号の輝度が低いエリアではバックライトの光の強度(調光値)を下げ、その分液晶パネルの透過率を大きくして、液晶パネルでの表示輝度を変えずに電力を低減するものである。空間フィルタ12は、エリアごとの初期調光値K0の空間分布に対してローパスフィルタをかけ(処理部13)、急峻な変化を緩和させた調光値K0’とする。選択部14は、フィルタ処理後の調光値K0’と、後述するバックライト輝度補正部20から出力される最低調光値Kminを比較し、大きい方の調光値を選択しこれをK1とする。時間フィルタ15は、フレーム間の調光値K1の変化にローパスフィルタをかけ急峻な時間変化を緩和させた調光値K1’とする。
The operation of each part will be described. The initial dimming
LEDドライバI/F30にはLED制御信号算出部31を有し、時間フィルタ15処理後の調光値K1’とLED最大レベル設定値G2とからLED制御信号を算出し、LEDドライバへ出力する。ここで、LED最大レベル設定値G2は、ユーザによる画面明るさ調整に連動するLEDゲイン設定部32の値G0に、後述するバックライト輝度補正部20から出力されるLED補正ゲインG1を乗算して補正したものである。
The LED driver I /
バックライト輝度補正部20は、本実施例で特に特徴ある部分であり、1画面分(1フレーム或いは1フィールド分)の入力映像の絵柄(黒領域の面積)を解析し、黒面積に応じてバックライトの調光値及びLEDゲインを制御するものである。Y変換部21は、入力するRGB信号を輝度信号Yに変換する。黒面積測定部22は、画面内の各画素の輝度信号レベルYを黒レベル閾値Y0と比較し、閾値Y0以下なら「黒」と判定する。そして、1画面内の映像信号における黒と判定した画素の度合いとして、当該黒と判定した画素の1画面の映像信号に占める割合(黒面積)を算出或いは測定する。黒レベル閾値Y0は黒レベル閾値設定部23により設定される。
The backlight
最低調光値出力部25は、黒面積測定部22にて測定された黒面積Sを黒面積閾値S0と比較して最低調光値Kminを決定する。具体的には、黒面積Sが閾値S0以下の場合には、Kminとして調光値の取りえる最大値を与え(ケースA)、黒面積Sが画面全体の場合には、Kminとして全黒用調光値を与え(ケースB)、黒面積Sがそれらの中間値の場合には調光値の取りえる最小値よりも大きく、かつ黒面積Sに応じて予め定められた中間調光値を与える(ケースC)。すなわち、本実施例では、黒とそれ以外の階調が混在する映像において、ケースAの場合には、黒面積が小さく上述したエリア制御(分割したエリア毎にバックライトの明るさを制御する動作)の効果が低いとしてエリア制御をOFFとし、ケースCの場合は黒面積が大きくエリア制御による効果が現れ易いためエリア制御をONするものである。
The lowest dimming
ここに、黒面積閾値S0は黒面積閾値設定部24により設定されるが、モード切替部27に連動して異なる値が設定される。また、ケースCで用いる中間調光値についても、モード切替部27に連動して異なる値が設定される。最低調光値Kminは前記空間フィルタ12の選択部14に出力され、大きい方の値が選択される。すなわち、選択部14から出力される調光値K1は最低調光値Kminを下回ることはない。
Here, the black area threshold value S0 is set by the black area threshold
LEDゲイン補正部26は、黒面積測定部22にて測定された黒面積Sに応じてLED補正ゲイン信号G1を算出して、前記LEDドライバI/F30へ出力する。
The LED
映像補正倍率算出部33は、前記時間フィルタ15からの調光値K1’に応じて、調光値を変更した分を補償するための映像補正倍率を算出する。映像補正処理部34は、入力映像信号に映像補正倍率をかけた映像信号を液晶パネルへ供給する。これにより、液晶パネルにおいては本来の輝度で映像を表示することができる。
The image
モード切替部27は、ユーザの好みにより2つの制御モードを選択切り替える。1つは、画質劣化を防止しつつ電力低減を図る「高画質設定」(モード1)であり、もう1つは、エリア制御を極力使用し電力低減を最大化する「低電力設定」(モード2)である。
The
図2は、バックライト輝度補正部20の動作を示すフローチャートである。以下ステップ順に説明する。
ST101では、画面の黒面積Sを測定する。その内容は、入力画素の輝度レベルYを黒レベル閾値Y0と比較し、Y≦Y0となる画素数(黒画素数)をカウントする。画面内の全画素数に対する黒画素数の割合から、黒面積Sを測定する。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the backlight
In ST101, the black area S of the screen is measured. The content is that the luminance level Y of the input pixel is compared with the black level threshold Y0, and the number of pixels (the number of black pixels) satisfying Y ≦ Y0 is counted. The black area S is measured from the ratio of the number of black pixels to the total number of pixels in the screen.
ST102では、測定された黒面積Sを黒面積閾値S0と比較する。S≦S0の場合はST103へ進み、最低調光値Kminとして調光値の取りえる最大値(例えば階調レベル1023)を与える(ケースA)。つまり、画面内に黒色のエリアが存在しても、対応するバックライト調光値を最大としてエリア制御をOFF(停止)することを意味する。 In ST102, the measured black area S is compared with the black area threshold value S0. In the case of S ≦ S0, the process proceeds to ST103, and the maximum value (for example, gradation level 1023) that the light control value can take is given as the minimum light control value Kmin (case A). That is, even if a black area exists in the screen, the corresponding backlight dimming value is maximized and the area control is turned off (stopped).
S>S0の場合はST104へ進み、黒面積Sが全画面(S=100%)に渡るかどうかを判定する。この場合、完全に100%でなく例えば95%以上でも全画面と見なしても良い。黒面積Sが全画面の場合はST105へ進み、最低調光値Kminとして予め定めた全黒用調光値(例えば階調レベル10)を与える(ケースB)。 When S> S0, the process proceeds to ST104, and it is determined whether or not the black area S covers the entire screen (S = 100%). In this case, it may be considered that the entire screen is not completely 100% but, for example, 95% or more. When the black area S is the entire screen, the process proceeds to ST105, where a predetermined dimming value for black (for example, gradation level 10) is given as the minimum dimming value Kmin (Case B).
黒面積Sが上記ケースA,BのいずれでもなくSo<S<100%の場合には、ST106へ進み、黒面積Sに応じた中間調光値を与える(ケースC)。この図の例ではKmin=50として、画面内に黒色のエリアが存在しても、その調光値が最低値50を下回ることがないようにしている。中間調光値は黒面積Sの各値に対し予め定めておき、対応する値がない場合は、適宜線形補完して決定する。最低調光値Kminの具体例は後述する。
When the black area S is neither of the above cases A and B but So <S <100%, the process proceeds to ST106, and an intermediate dimming value corresponding to the black area S is given (case C). In the example of this figure, Kmin = 50, and even if a black area exists in the screen, the dimming value does not fall below the
一方ST107では、黒面積Sの測定値に応じて、LED補正ゲインG1を出力する。ST108では、出力されたLED補正ゲインG1を、前記工程で決定された調光値に乗算され、LED制御信号が決定される。この図の例では、ケースCの調光値に対しG1=0.5を適用し、各エリアの調光値を一律に半減させたLED制御信号(ケースC’)が
生成される。LED補正ゲインG1は黒面積Sの各値に対し予め定めておき、対応する値がない場合は、適宜線形補完して決定する。LED補正ゲインG1の具体例は後述する。
On the other hand, in ST107, the LED correction gain G1 is output according to the measured value of the black area S. In ST108, the output LED correction gain G1 is multiplied by the dimming value determined in the above step to determine the LED control signal. In the example of this figure, G1 = 0.5 is applied to the dimming value of case C, and an LED control signal (case C ′) in which the dimming value of each area is uniformly halved is generated. The LED correction gain G1 is determined in advance for each value of the black area S, and when there is no corresponding value, it is determined by linear interpolation as appropriate. A specific example of the LED correction gain G1 will be described later.
ここで、液晶パネルで課題となる「黒浮き」について説明しておく。
図5は、液晶パネルにおける一般的な輝度特性を示す図である。液晶パネルにおける入力レベルPと表示輝度Lとの関係はL=P^γで近似され、これを対数軸で表すと、logLとlogPは傾きγの直線で示される。実際のパネルでは入力Pが小さい領域ではこの直線より明るくなってしまう。これが「黒浮き」と呼ばれ、コントラスト悪化の原因となる。そこで、黒浮きが発生する領域ではバックライト輝度を絞ることで黒浮きを抑制し、コントラストを改善することができる。
Here, “black float” which is a problem in the liquid crystal panel will be described.
FIG. 5 is a diagram showing general luminance characteristics in the liquid crystal panel. The relationship between the input level P and the display luminance L in the liquid crystal panel is approximated by L = P ^ γ, and when this is expressed by a logarithmic axis, logL and logP are indicated by straight lines having a slope γ. In an actual panel, the area where the input P is small is brighter than this straight line. This is called “black float” and causes deterioration of contrast. Therefore, in a region where black floating occurs, it is possible to suppress black floating and reduce the contrast by reducing the backlight luminance.
本実施例の場合でも、初期調光値算出部11は、黒浮き防止のため入力レベルの小さい範囲では調光値を絞る補正を加えている。また、黒面積測定部22において使用する黒レベル閾値Y0として、黒浮きの発生する領域の境界値(この場合は入力階調レベル=32)を用いることができる。
Even in the case of the present embodiment, the initial dimming
図3は、黒面積Sに対する最低調光値Kminの具体例を示す図である。またこの図では、2つのモードに対して、最低調光値Kminをどのように設定するかを示している。 FIG. 3 is a diagram illustrating a specific example of the minimum dimming value Kmin with respect to the black area S. This figure also shows how the minimum dimming value Kmin is set for the two modes.
黒面積Sが黒面積閾値S0以下のときは、最大調光レベル(Kmin=1023)とし、エリア制御をOFFとする(ケースA)。黒面積Sが画面全体(95%以上)のときは、全黒用調光値(Kmin=10)とする(ケースB)。それらの中間では、黒面積Sに応じて予め定められた中間調光値を用いて最低調光値Kminを変化させて設定する(ケースC)。 When the black area S is equal to or less than the black area threshold value S0, the maximum dimming level (Kmin = 1023) is set, and the area control is turned off (case A). When the black area S is the entire screen (95% or more), the dimming value for all black (Kmin = 10) is set (case B). In the middle of them, the minimum dimming value Kmin is changed and set using an intermediate dimming value predetermined according to the black area S (case C).
黒面積閾値S0は、モード1(高画質設定)では大きな値(約20%)、モード2(低電力設定)では小さな値(約5%)とした。これより、モード2の場合にはエリア制御を広範囲でON状態とさせ、より大きな電力低減を図ることができる。また、ケースCにおける最低調光値Kminについては、モード1の場合はモード2の場合よりも大きな値としている。これは、最低調光値Kminを大きく与えることで、ハロー発生による画質劣化を抑圧するためである。また、黒面積Sが大きくなるほど最低調光値Kminを減少させているが、黒面積Sが大きくなって黒浮きによる画質劣化が目立つことを抑圧するためである。これらより、モード1の場合には、エリア制御による画質劣化を防止しつつ、電力低減を図ることができる。
The black area threshold S0 is a large value (about 20%) in mode 1 (high image quality setting) and a small value (about 5%) in mode 2 (low power setting). As a result, in the case of
図4は、黒面積Sに対するLED補正ゲインG1の具体例を示す図である。LED補正ゲインG1については、2つの制御モードとも同様に設定する。 FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of the LED correction gain G1 with respect to the black area S. In FIG. The LED correction gain G1 is set similarly in the two control modes.
黒面積Sが中程度(30−50%)ではゲインG1を基準値1よりも大きくし、黒面積Sが増大するに従い(70−100%)基準値1より小さくする。これは、黒面積中程度の場合には輝度を向上させ、黒面積増大時には輝度差を圧縮してハロー発生を目立たなくするためである。 When the black area S is medium (30-50%), the gain G1 is made larger than the reference value 1, and as the black area S increases (70-100%), the gain G1 is made smaller than the reference value 1. This is because the luminance is improved when the black area is medium, and the difference in luminance is compressed when the black area is increased to make the occurrence of halo inconspicuous.
このように、黒面積Sに対して調光値だけでなくLED補正ゲインG1を変えることで、電力低減と画質改善をバランス良く改善することができる。なお、上記実施例で述べた制御条件(数値等)は一例であり、対象となる液晶表示装置の性能に合わせて制御条件を適宜変更することができるのは言うまでもない。 Thus, by changing not only the dimming value but also the LED correction gain G1 with respect to the black area S, it is possible to improve power reduction and image quality improvement in a balanced manner. It should be noted that the control conditions (numerical values and the like) described in the above embodiments are merely examples, and it is needless to say that the control conditions can be appropriately changed according to the performance of the target liquid crystal display device.
11…初期調光値算出部、
20…バックライト輝度補正部、
22…黒面積測定部、
25…最低調光値出力部、
26…LEDゲイン補正部、
30…LEDドライバインタフェース(I/F)、
31…LED制御信号算出部、
33…映像補正倍率算出部、
34…映像補正処理部、
Kmin…最低調光値、
G1…LED補正ゲイン。
11 ... Initial light control value calculation unit,
20 ... Backlight brightness correction unit,
22 ... black area measuring section,
25: Minimum dimming value output section,
26 ... LED gain correction unit,
30 ... LED driver interface (I / F),
31 ... LED control signal calculation unit,
33: Image correction magnification calculator,
34 ... image correction processing unit,
Kmin: Minimum dimming value,
G1: LED correction gain.
Claims (12)
前記映像信号において、一画面内の画素のうち所定輝度以下の画素の割合を検出する検出部と、
前記液晶パネルの各エリアが表示する映像信号の輝度に基づいてエリア毎の調光値を設定するエリア制御を行い、前記検出部により検出された前記割合が所定値以下の場合は前記エリア制御を停止する制御部と、
を備えることを特徴とするバックライト装置。 For each area of the liquid crystal panel that displays video based on the video signal, a plurality of light sources that are installed for each area and irradiate light based on a dimming value set for each area;
In the video signal , a detection unit that detects a ratio of pixels having a predetermined luminance or less among pixels in one screen ;
Based on the luminance of the video signal displayed in each area of the liquid crystal panel, area control is performed to set a dimming value for each area. When the ratio detected by the detection unit is equal to or less than a predetermined value, the area control is performed. A control unit to stop;
A backlight device comprising:
前記制御部が前記エリア制御を停止した場合に、前記複数の光源から所定の調光値の光が照射されることを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to claim 1,
When the control unit stops the area control, light having a predetermined light control value is emitted from the plurality of light sources.
前記制御部は、前記割合に基づいて最低調光値を算出し、前記光源の各エリアの調光値を前記最低調光値以上となるように設定することを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to claim 1 or 2,
The said control part calculates the minimum light control value based on the said ratio , and sets the light control value of each area of the said light source so that it may become more than the said minimum light control value.
前記制御部は、前記割合が所定値以上である場合には、前記光源の各エリアの調光値を予め定めた全黒用調光値に設定することを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to any one of claims 1 to 3,
The said control part sets the dimming value of each area of the said light source to the predetermined all-black dimming value, when the said ratio is more than predetermined value, The backlight apparatus characterized by the above-mentioned.
前記制御部は複数の制御モードを備え、
前記制御部は各エリアの調光値を、前記制御モードに応じて変化させることを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to any one of claims 1 to 4,
The control unit includes a plurality of control modes,
The backlight unit according to claim 1, wherein the control unit changes a dimming value of each area according to the control mode.
前記制御部は、前記液晶パネルの所定のエリアが表示する映像の輝度が0である場合に、前記所定のエリアに光を照射する光源の光の強度を0よりも大きくなるように調光値を設定することを特徴とするバックライト装置。 The backlight device according to any one of claims 1 to 5,
The control unit adjusts the dimming value so that the light intensity of the light source that irradiates the predetermined area with light is larger than 0 when the luminance of the image displayed on the predetermined area of the liquid crystal panel is zero. A backlight device characterized by setting.
前記映像信号において、一画面内の画素のうち所定輝度以下の画素の割合を検出し、
前記液晶パネルの各エリアが表示する映像信号の輝度に基づいてエリア毎の調光値を設定するエリア制御を行い、検出された前記割合が所定値以下の場合は前記エリア制御を停止する、
ことを特徴とするバックライト制御方法。 Irradiate light to each area of the liquid crystal panel that displays video based on the video signal based on the dimming value set for each area,
In the video signal , a ratio of pixels having a predetermined luminance or less among pixels in one screen is detected,
Performing area control for setting a dimming value for each area based on the luminance of the video signal displayed by each area of the liquid crystal panel, and stopping the area control when the detected ratio is equal to or less than a predetermined value;
The backlight control method characterized by the above-mentioned.
前記エリア制御を停止した場合に、所定の調光値の光が照射されることを特徴とするバックライト制御方法。 The backlight control method according to claim 7,
When the area control is stopped, light having a predetermined light control value is irradiated.
前記割合に基づいて最低調光値を算出し、各エリアの調光値を前記最低調光値以上となるように設定することを特徴とするバックライト制御方法。 The backlight control method according to claim 7 or 8,
A backlight control method comprising: calculating a minimum dimming value based on the ratio and setting the dimming value of each area to be equal to or greater than the minimum dimming value.
前記割合が所定値以上である場合には、各エリアの調光値を予め定めた全黒用調光値に設定することを特徴とするバックライト制御方法。 The backlight control method according to any one of claims 7 to 9,
When the ratio is equal to or greater than a predetermined value, the dimming value of each area is set to a predetermined all-black dimming value.
複数の制御モードを備え、
各エリアの調光値を、前記前記制御モードに応じて変化させることを特徴とするバックライト制御方法。 The backlight control method according to any one of claims 7 to 11,
With multiple control modes,
A backlight control method, wherein a dimming value of each area is changed according to the control mode.
前記液晶パネルの所定のエリアが表示する映像の輝度が0である場合に、前記所定のエリアに光を照射する光の強度を0よりも大きくなるように調光値を設定することを特徴とするバックライト制御方法。 The backlight control method according to any one of claims 7 to 11,
The dimming value is set so that the intensity of light that irradiates the predetermined area with light is larger than 0 when the luminance of the image displayed on the predetermined area of the liquid crystal panel is zero. To control the backlight.
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