JP5472268B2 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Y0・Ltmax=Ymax・Lt0
を満足するように制御すればよい。尚、このような制御の概念図を図9の(A)及び(B)に示す。ここで、光源ユニットの光源輝度Y0を、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム(便宜上、画像表示フレームと呼ぶ)毎に変化させる。
(a)マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置から成る表示部、
(b)表示部の背面を照明するバックライト、並びに、
(c)外部からの入力信号に基づき、表示部及びバックライトを制御、駆動する駆動部、
を備えた表示装置である。
全入力信号の平均値が、所定の値以上であるか否かを調べ、
全入力信号の平均値が所定の値以上である場合、入力信号のγ補正における冪指数をγ11とし、且つ、バックライトの輝度をY11に制御し、
全入力信号の平均値が所定の値未満である場合、入力信号のγ補正における冪指数をγ12(但し、γ12>γ11)とし、且つ、バックライトの輝度をY12(但し、Y12>Y11)に制御することを特徴とする。
全入力信号の平均値が、所定の値以上であるか駆動部において否かを調べ、
全入力信号の平均値が所定の値以上である場合、駆動部において、入力信号のγ補正における冪指数をγ11とし、且つ、バックライトの輝度をY11に制御し、
全入力信号の平均値が所定の値未満である場合、駆動部において、入力信号のγ補正における冪指数をγ12(但し、γ12>γ11)とし、且つ、バックライトの輝度をY12(但し、Y12>Y11)に制御することを特徴とする。
(a)マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置から成る表示部、
(b)表示領域を構成する複数の表示領域ユニットに対応して個別に配置された光源ユニットから成り、表示部の背面を照明するバックライト、並びに、
(c)外部からの入力信号に基づき、表示部及びバックライトを制御、駆動する駆動部、
を備え、
駆動部は、各表示領域ユニットに対応する入力信号の内の最大値を有する表示領域ユニット内・最大入力信号に基づき、該表示領域ユニットに対応した光源ユニットの発光状態を制御する表示装置である。
(A)全入力信号の平均値が、所定の値以上であるか否かを調べ、
(B−1)全入力信号の平均値が所定の値以上である場合、各表示領域ユニットに対応する入力信号のγ補正における冪指数をγ21とし、且つ、該表示領域ユニットに対応した光源ユニットの輝度を、表示領域ユニット内・最大入力信号の値に基づく輝度に制御し、
(B−2)全入力信号の平均値が所定の値未満である場合、
表示領域ユニット内・最大入力信号の値が規定値以上である表示領域ユニットにおいては、該表示領域ユニットに対応する入力信号のγ補正における冪指数をγ22(但し、γ22>γ21)とし、且つ、該表示領域ユニットに対応した光源ユニットの輝度を、表示領域ユニット内・最大入力信号の値に基づく輝度よりも高い輝度に制御し、
表示領域ユニット内・最大入力信号の値が規定値未満である表示領域ユニットにおいては、該表示領域ユニットに対応する入力信号のγ補正における冪指数をγ21とし、且つ、該表示領域ユニットに対応した光源ユニットの輝度を、表示領域ユニット内・最大入力信号の値に基づく輝度に制御することを特徴とする。
(A)全入力信号の平均値が、所定の値以上であるか否かを駆動部において調べ、
(B−1)全入力信号の平均値が所定の値以上である場合、駆動部において、各表示領域ユニットに対応する入力信号のγ補正における冪指数をγ21とし、且つ、該表示領域ユニットに対応した光源ユニットの輝度を、表示領域ユニット内・最大入力信号の値に基づく輝度に制御し、
(B−2)全入力信号の平均値が所定の値未満である場合、
表示領域ユニット内・最大入力信号の値が規定値以上である表示領域ユニットにあっては、駆動部において、該表示領域ユニットに対応する入力信号のγ補正における冪指数をγ22(但し、γ22>γ21)とし、且つ、該表示領域ユニットに対応した光源ユニットの輝度を、表示領域ユニット内・最大入力信号の値に基づく輝度よりも高い輝度に制御し、
表示領域ユニット内・最大入力信号の値が規定値未満である表示領域ユニットにあっては、駆動部において、該表示領域ユニットに対応する入力信号のγ補正における冪指数をγ21とし、且つ、該表示領域ユニットに対応した光源ユニットの輝度を、表示領域ユニット内・最大入力信号の値に基づく輝度に制御することを特徴とする。
Lt1・・・表示領域あるいは表示領域ユニットにおける画素あるいは副画素の光透過率(開口率)の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt2・・・本発明の第2の態様において、光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であるときに、表示領域ユニット内・最大入力信号(値:xU-max)に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定したときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)であり、以下、光透過率・第2規定値と呼ぶ場合がある。尚、0≦Lt2≦Lt1
y2・・・・本発明の第2の態様において、光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であり、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第2規定値Lt2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第2規定値と呼ぶ場合がある。
Y2・・・・本発明の第2の態様において、表示領域ユニット内・最大入力信号(値:xU-max)に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定し、しかも、このときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1に補正されたと仮定したとき、画素あるいは副画素の輝度を表示輝度・第2規定値(y2)とするための光源ユニットの光源輝度。但し、光源輝度Y2には、各光源ユニットの光源輝度が他の光源ユニットの光源輝度に与える影響を考慮した補正が施される場合がある。
(a)マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11を有する透過型のカラー液晶表示装置10から成る表示部、
(b)表示部(カラー液晶表示装置10)の背面を照明するバックライト40、並びに、
(c)外部からの入力信号[R,G,B]に基づき、表示部(カラー液晶表示装置10)及びバックライト40を制御、駆動する駆動部70,80,90、
を備えている。
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、バックライト制御回路70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図4参照)。尚、入力信号[R,G,B]は、例えば撮像管への入力光量をyinとしたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、画素の光透過率Ltを制御するために液晶表示装置駆動回路90にも入力される入力信号であり、入力光量yinの0.45乗の関数で表すことができる。そして、バックライト制御回路70に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、バックライト制御回路70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1画像表示フレーム分の入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
次いで、バックライト制御回路70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された全ての入力信号[R,G,B]の値を読み出し、入力信号[R,G,B]の平均値xaveを求める。そして、平均値xaveが所定の値PD1以上であるか否かを調べる。平均値xaveが所定の値PD1未満である場合には、平均値フラグを、既にリセットされている初期の値「0」から「1」に変更する。
そして、全入力信号の平均値xaveが所定の値PD1以上である場合、即ち、
xave≧PD1
平均値フラグ=0
である場合、入力信号のγ補正における冪指数をγ11(=2.2)とするために、既にリセットされているγ値フラグの値を初期の値「0」のままとし、且つ、バックライト40の輝度を光源輝度Y11(=Y1)とする。
xave<PD1
平均値フラグ=1
である場合、入力信号のγ補正における冪指数をγ12(但し、γ12>γ11)とするために、既にリセットされているγ値フラグの値を初期の値「0」から「1」に変更し、且つ、バックライトの輝度を光源輝度Y12(但し、Y12>Y11=Y1)とする。尚、γ11,γ12は、予め、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置に記憶されている。
次に、バックライト制御回路70を構成する演算回路71において得られたパルス幅変調出力信号の値は、光源ユニット駆動回路80の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも光源ユニット駆動回路80に送出される(図5参照)。
tR-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst
である。また、発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
tON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xB及びγ値フラグがタイミングコントローラ91へ送られ、タイミングコントローラ91にあっては、入力された入力信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]を、副画素[R,G,B]に供給(出力)する。液晶表示装置駆動回路90のタイミングコントローラ91において生成され、液晶表示装置駆動回路90から副画素[R,G,B]に供給される制御信号[R,G,B]の値XR,XG,XBと、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBとは、γ値フラグが「0」の場合には、以下の式(1−1)、式(1−2)、式(1−3)の関係にあるし、γ値フラグが「1」の場合には、以下の式(2−1)、式(2−2)、式(2−3)の関係にある。尚、例えば、f(xR(γ11))の意味は、底がxR、冪指数がγ11であることを意味し、より具体的には、xRをγ11乗することを意味する。
XG=f(xG(γ11)) (1−2)
XB=f(xB(γ11)) (1−3)
XG=f(xG(γ12)) (2−2)
XB=f(xB(γ12)) (2−3)
(a)マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11を有する透過型のカラー液晶表示装置10から成る表示部、
(b)表示領域11を構成する複数の表示領域ユニット12に対応して個別に配置された光源ユニット42から成り、表示部(カラー液晶表示装置10)の背面を照明するバックライト40、並びに、
(c)外部からの入力信号に基づき、表示部(カラー液晶表示装置10)及びバックライト40を制御、駆動する駆動部70,80,90、
を備えている。そして、駆動部は、各表示領域ユニット12に対応する入力信号[R,G,B]の内の最大値xU-maxを有する表示領域ユニット内・最大入力信号に基づき、この表示領域ユニット12に対応した光源ユニット42の発光状態を制御する。即ち、実施例2においては、バックライト40は分割駆動される。
先ず、実施例1の[ステップ−100]及び[ステップ−110]と同様のステップを実行する。
次いで、バックライト制御回路70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された入力信号[R,G,B]の値を読み出し、第(p,q)番目[但し、先ず、p=1,q=1]の表示領域ユニット12(q,p)において、この第(p,q)番目の表示領域ユニット12(q,p)を構成する全ての画素における副画素[R,G,B](q,p)を駆動するための入力信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)の内の最大値である表示領域ユニット内・最大入力信号の値xU-max(q,p)を、演算回路71において求める。そして、表示領域ユニット内・最大入力信号の値xU-max(q,p)を、記憶装置72に記憶する。このステップを、m=1,2,・・・,M、n=1,2,・・・,Nの全てに対して、即ち、M×N個の画素に対して、実行する。
そして、全入力信号の平均値xaveが所定の値PD1以上である場合、即ち、
xave≧PD1
平均値フラグ=0
である場合、各表示領域ユニット12(q,p)に対応する入力信号のγ補正における冪指数をγ21(=2.2)とするために、既にリセットされているγ値フラグの値を初期の値「0」のままとし、且つ、この表示領域ユニット12(q,p)に対応した光源ユニット42(q,p)の光源輝度Y21-(q,p)を、表示領域ユニット内・最大入力信号の値xU-max(q,p)に基づく光源輝度Y2-(q,p)とする。即ち、具体的には、表示領域ユニット内・最大入力信号(値xU-max(q,p))に相当する制御信号[R,G,B](q,p)が副画素[R,G,B]に供給されたと想定し、しかも、このときの副画素[R,G,B]の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1に補正されたと仮定したとき、副画素[R,G,B]の輝度を表示輝度・第2規定値(y2-(q,p))とするための光源ユニットの光源輝度Y2-(q,p)が得られるような処理を行う。即ち、光源ユニットの光源輝度を、光源ユニット駆動回路80(q,p)の制御下、増減する。
xave<PD1
平均値フラグ=1
である場合、以下の処理を行う。
g(xnol-max) =a1・(xnol-max)2.2+a0 (4−1)
Y22・Lt1 =Y1・Lt2 (4−1)
g(xnol-max’)=a1・(xnol-max’)2.2+a0 (4−2)
Y22’・Lt1 =Y1・Lt2 (3−3)
g(xnol-max) =a1・(xnol-max)2.2+a0 (4−3)
xnol-max≡xU-max/xIn-max
であり、a1,a0は定数であり、
a1+a0=1
0<a0<1,0<a1<1
で表すことができる。例えば、
a1=0.99
a0=0.01
とすればよい。また、入力信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとるので、xIn-maxの値は「255」に相当する値である。
[LPxQ]=[L’PxQ]・[αPxQ] (5−1)
よって、式(5−1)から行列[L’PxQ]を求めればよい。行列[L’PxQ]は、逆行列の演算から求めることができる。即ち、
[L’PxQ]=[LPxQ]・[αPxQ]-1 (5−2)
を計算すればよい。そして、行列[L’PxQ]で表された輝度が得られるように光源41(q,p)を制御すればよく、具体的には、係る操作、処理は、記憶装置(メモリ)82に記憶された情報(データテーブル)を用いて行えばよい。尚、光源41(q,p)の制御にあっては、行列[L’PxQ]の値は負の値を取れないので、演算結果は正の領域にとどめる必要があることは云うまでもない。従って、式(5−2)の解は厳密解ではなく、近似解となる場合がある。
次に、バックライト制御回路70を構成する演算回路71において得られたパルス幅変調出力信号の値SR-(q,p),SG-(q,p),SB-(q,p)は、光源ユニット42(q,p)に対応して設けられた光源ユニット駆動回路80(q,p)の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも光源ユニット駆動回路80(q,p)に送出される(図5参照)。
tR-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst
である。また、発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
tON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された入力信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)及びγ値フラグがタイミングコントローラ91へ送られ、タイミングコントローラ91にあっては、入力された入力信号[R,G,B](q,p)に相当する制御信号[R,G,B](q,p)を、副画素[R,G,B](q,p)に供給(出力)する。液晶表示装置駆動回路90のタイミングコントローラ91において生成され、液晶表示装置駆動回路90から副画素[R,G,B](q,p)に供給される制御信号[R,G,B](q,p)の値XR-(q,p),XG-(q,p),XB-(q,p)と、入力信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)とは、γ値フラグが「0」の場合には、以下の式(6−1)、式(6−2)、式(6−3)の関係にあるし、γ値フラグが「1」の場合には、(7−1)、式(7−2)、式(7−3)の関係にある。尚、例えば、f’(xR(γ21))の意味は、底がxR、冪指数がγ21であることを意味し、より具体的には、xRをγ21乗することを意味する。
XR=f’(xR(γ21)) (6−1)
XG=f’(xG(γ21)) (6−2)
XB=f’(xB(γ21)) (6−3)
XG=f’(xG(γ22)) (7−2)
XB=f’(xB(γ22)) (7−3)
(11)赤色発光副画素入力信号xRの最大入力信号、緑色発光副画素入力信号xGの最大入力信号、青色発光副画素入力信号xBの最大入力信号の内の最大入力信号xmax-(RGB)が或る値を超えている場合。
(12)1つの画素を構成する3つの副画素における赤色発光副画素入力信号、緑色発光副画素入力信号及び青色発光副画素入力信号の平均値[(xR+xG+xB)/3]の内の最大値xmax-aveが或る値を超えている場合。
(13)1つの画素を構成する3つ副画素における赤色発光副画素入力信号xRが規定値PD2以上であり、且つ、緑色発光副画素入力信号xGが規定値PD2以上であり、且つ、青色発光副画素入力信号xBが規定値PD2以上である場合。
(14)上記(11)の場合において、最大入力信号xmax-(RGB)の例えば0.9倍以上の最大入力信号を有する副画素が、全副画素に対して所定の割合以上、存在する場合。
(15)上記(12)の場合において、最大値xmax-aveの例えば0.9倍以上の平均値を有する副画素の組(画素)が、全画素に対して所定の割合以上、存在する場合。
(16)上記(13)の場合において、上記(13)の要件を満足する画素が、1つの表示領域ユニットを構成する全画素に対して所定の割合以上、存在する場合。
(21)赤色発光副画素入力信号xRの最大入力信号、緑色発光副画素入力信号xGの最大入力信号、青色発光副画素入力信号xBの最大入力信号の内の最大入力信号の値xU-max(q,p)-(RGB)が規定値PD2以上である。
(22)1つの画素を構成する3つの副画素における赤色発光副画素入力信号、緑色発光副画素入力信号及び青色発光副画素入力信号の平均値[(xR+xG+xB)/3]の内の最大値xU-max(q,p)-aveが規定値PD2以上である。
(23)1つの画素を構成する3つ副画素における赤色発光副画素入力信号xRが規定値PD2以上であり、且つ、緑色発光副画素入力信号xGが規定値PD2以上であり、且つ、青色発光副画素入力信号xBが規定値PD2以上である。
(24)上記(21)の場合において、最大入力信号の値xU-max(q,p)-(RGB)の例えば0.9倍以上の最大入力信号を有する副画素が、1つの表示領域ユニットを構成する全副画素に対して所定の割合以上、存在する場合。
(25)上記(22)の場合において、最大値xU-max(q,p)-aveの例えば0.9倍以上の平均値を有する副画素の組(画素)が、1つの表示領域ユニットを構成する全画素に対して所定の割合以上、存在する場合。
(26)上記(23)の場合において、上記(23)の要件を満足する画素が、1つの表示領域ユニットを構成する全画素に対して所定の割合以上、存在する場合。
Claims (2)
- (a)マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置から成る表示部、
(b)表示部の背面を照明するバックライト、並びに、
(c)外部からの入力信号に基づき、表示部及びバックライトを制御、駆動する駆動部、
を備えた表示装置であって、
駆動部は、
全入力信号の平均値が、所定の値以上であるか否かを調べ、
全入力信号の平均値が所定の値以上である場合、入力信号のγ補正における冪指数をγ11とし、且つ、バックライトの輝度をY11に制御し、
全入力信号の平均値が所定の値未満である場合、入力信号のγ補正における冪指数をγ12(但し、γ12>γ11)とし、且つ、バックライトの輝度をY12(但し、Y12>Y11)に制御することを特徴とする表示装置。 - (a)マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置から成る表示部、
(b)表示部の背面を照明するバックライト、並びに、
(c)外部からの入力信号に基づき、表示部及びバックライトを制御、駆動する駆動部、
を備えた表示装置の駆動方法であって、
全入力信号の平均値が、所定の値以上であるか駆動部において否かを調べ、
全入力信号の平均値が所定の値以上である場合、駆動部において、入力信号のγ補正における冪指数をγ11とし、且つ、バックライトの輝度をY11に制御し、
全入力信号の平均値が所定の値未満である場合、駆動部において、入力信号のγ補正における冪指数をγ12(但し、γ12>γ11)とし、且つ、バックライトの輝度をY12(但し、Y12>Y11)に制御することを特徴とする表示装置の駆動方法。
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