JP6610918B2 - Video display device - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル発光制御を行う映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display device that performs digital light emission control.
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｉｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）表示装置における映像表示は、従来１秒間に３０フレームから６０フレーム程度の連続する動画像に常時発光するバックライトを併用する方法が採られている。 Conventionally, video display in an LCD (Liquid Crystal Display) display device employs a method in which a backlight that always emits light is continuously used for continuous moving images of about 30 to 60 frames per second.
しかし、この方法では動画ぼやけの発生に起因する動画質劣化が顕著である。そのため、近年、特に液晶テレビでは、補間画像を用いた毎秒１２０フレームから２４０フレームによる表示にバックライトを明滅させる方法を組み合わせた動画ぼやけ対策が行われている。 However, in this method, the deterioration of moving image quality due to the occurrence of moving image blur is significant. Therefore, in recent years, particularly in liquid crystal televisions, a moving image blurring countermeasure is combined by combining a method of blinking a backlight with a display from 120 frames to 240 frames per second using an interpolated image.
ＬＣＤ表示装置等のバックライトの発光制御に関しては、例えば、時間応答性の高いＬＥＤを用いて矩形波型の発光制御を行うものがある（特許文献１）。 As for light emission control of a backlight of an LCD display device or the like, for example, there is one that performs light emission control of a rectangular wave type using an LED having high time response (Patent Document 1).
しかし、上述の発光制御を用いた表示装置では、ジャーキネス（Ｊｅｒｋｉｎｅｓｓ：ｄｅｆｉｎｅｄ ｉｎ ＡＮＳＩ Ｔ１．８０１．０２−１９９６ ａｓ “Ｍｏｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｗａｓ ｏｒｉｇｉｎａｌｌｙ ｓｍｏｏｔｈ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｉｓ ｐｅｒｃｅｉｖｅｄ ａｓ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｄｉｓｔｉｎｃｔ ｓｎａｐｓｈｏｔｓ．”）と呼ばれる動画質劣化や画面のちらつきが知覚されるため、これに起因した視覚疲労が新たな課題として懸念されている。 However, in the display device using the above-described light emission control, Jerkins (Defined in ANSI T1.801.02-1996 as “Motion that was originally smoothed and continually is perceived as sessed as sessed as sessed as a video.” Since visual deterioration and screen flicker are perceived, visual fatigue caused by this is a concern.
ある文献（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ：Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｂｅｈａｖｉｏｒａｌ，Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ，ａｎｄ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｓｉｎａｕｅｒ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，１９９９，ｐ．２２６）によれば、視細胞は急な光刺激の変化を与えられた直後にバースト状の神経活動を起こすことが知られている。また、同文献（ｐ．１９７）によれば、ヒトの神経応答は刺激を受けた直後が大きく、その後次第に緩和していくことが知られている。 Some documents (Biological Psychology: An Introduction to Behavior, Cognitive, and Clinical Neuroscience, Second Edition, Sinauer Association, 1999, p. 226) It is known to cause neural activity. Further, according to the same document (p. 197), it is known that the human neural response is large immediately after receiving a stimulus and gradually relaxes thereafter.
このように、神経は急激な刺激の変化に敏感であることから、刺激の変化が時間的に滑らかであれば、生体において平常時に近いより穏やかな反応がもたらされるということが想定される。 In this way, since nerves are sensitive to sudden changes in stimulation, it is assumed that if the changes in stimulation are temporally smooth, a more gentle response close to normal is brought about in the living body.
ここで、急激な光強度の変化により多くの動画質劣化や画面のちらつきが知覚されるという課題を解決するための発光制御に関しては、例えば、発光強度が一定となるように画面の輝度を時間的に連続的に増加又は減少させる時間特性として、一定の関数形を適用したものがある（特許文献２）。 Here, regarding the light emission control for solving the problem that a lot of moving image quality degradation and screen flicker are perceived due to a sudden change in light intensity, for example, the luminance of the screen is set to a time so that the light emission intensity becomes constant. As a time characteristic that continuously increases or decreases, there is one that applies a certain function form (Patent Document 2).
しかし、上述の発光制御はアナログの電流制御を中心として記載され、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）やＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）による実施についてそれによって実現してもよい等の記述にとどめられ、そうしたデジタル発光制御についての具体的な記載はなされていない。 However, the above-described light emission control is described centering on analog current control, and the implementation by PWM (Pulse Width Modulation) or PAM (Pulse Amplitude Modulation) is limited to such a description that it may be realized, and such digital light emission. There is no specific description about the control.
また、アナログの電流制御による発光制御を実現しようとすると、例えば、ＬＥＤ発光素子ドライバーＩＣ、ＡＮ３７０１１Ｂの電流制御を可能とする端子（ＩＰ＿ＲＥＦ端子）で受けることのできる信号の時間応答性能が不足し、フレーム期間中の発光強度の変化を与えることができず、新たな高速応答性を有するアナログ回路を開発する必要があるが、そのような駆動回路の設計は困難であり、コストが高くなる問題がある。 Also, when trying to realize light emission control by analog current control, for example, the time response performance of the signal that can be received at the terminal (IP_REF terminal) that enables current control of the LED light emitting element driver IC, AN37011B is insufficient, Although it is necessary to develop an analog circuit having a new high-speed response that cannot change the light emission intensity during the frame period, it is difficult to design such a drive circuit, which increases the cost. is there.
本発明はこのような課題に鑑み、一般のＬＥＤ発光素子ドライバーＩＣ等で光速応答性を有しつつ受けることのできるデジタル信号入力に着目し、ブロックの法則（視覚情報処理ハンドブック，朝倉書店，２０００，ｐ．２１９）のような、視覚に存在する２０ミリ秒ほどの積分時間すなわち２０ミリ秒より短い時間内に呈示された光刺激が足し合わされる性質、および神経活動の最大頻度の時間間隔が１ミリ秒程度であること（Ｍａｒｋ Ｆ．Ｂｅａｒ，Ｂａｒｒｙ Ｗ．Ｃｏｎｎｏｒｓ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ａ．Ｐａｒａｄｉｓｏ：Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｂｒａｉｎ，Ｗｉｌｌｉａｍｓ ａｎｄ Ｗｉｌｋｉｎｓ，ｐｐ．２４５−２４６，１９９６）を考察に加え、看者にとって見易くかつ視覚疲労が少ない映像を表示できるようにするとともに、低コストでの実現が可能なデジタル発光制御を行う映像表示装置を提供することを目的とする。 In view of such problems, the present invention pays attention to digital signal input that can be received with a general LED light emitting element driver IC or the like while having light speed responsiveness, and the block law (Visual Information Handbook, Asakura Shoten, 2000). , P. 219), the nature of the integration of light stimuli presented within the integration time of about 20 milliseconds that is present in the eye, that is, less than 20 milliseconds, and the time interval of the maximum frequency of neural activity. In addition to consideration, it is easy to see (Mark F. Bear, Barry W. Connors, Michael A. Paradiso: Neuroscience exploring the brain, Williams and Wilkins, pp. 245-246, 1996). Less visual fatigue An object of the present invention is to provide a video display device that can display video and performs digital light emission control that can be realized at low cost.
本発明に係る映像表示装置は上記目的を達成するために、
ＰＤＭを用いて光源の発光を制御可能な映像表示装置であって、
１フレームを表示する周期Ｔの期間を第１の時間分割数Ｎで分割した時間ステップ刻みで滑らかに増加又は減少する目標発光強度が設定された発光プロファイルと、
前記発光プロファイルに基づいて、前記期間を第２の時間分割数Ｄで複数の小領域に均等に分割し、当該小領域ごとに、当該小領域における目標発光強度の合算値Ｓｍと当該小領域における時間ステップ数Ｎ／Ｄとに基づいて算出される当該小領域における目標発光強度の平均値と、前記期間における目標発光強度の最大値Ｈとに基づいて、数式Ｐｒｍ＝Ｓｍ／（Ｈ×Ｎ／Ｄ）で表される当該小領域における発光パルス発生比率Ｐｒｍを算出し、当該発光パルス発生比率Ｐｒｍに基づいて当該小領域におけるパルス波形信号を生成することにより、前記期間において、当該小領域ごとにパルス密度が増加又は減少するパルス波形信号を生成するリモートコントロールと、
前記パルス波形信号のオン／オフを発光素子の発光のオン／オフに割り当て発光素子を発光する光源駆動回路と、
を備えることにより、
前記期間における光源の発光強度が前記小領域ごとに滑らかに増加又は減少するように制御すること、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, a video display device according to the present invention provides:
An image display device capable of controlling light emission of a light source using PDM,
A light emission profile in which a target light emission intensity that is smoothly increased or decreased in time step increments obtained by dividing a period of a period T for displaying one frame by a first time division number N ;
Based on the light emission profile, the period is equally divided into a plurality of small areas by the second time division number D, and for each small area, the total value Sm of the target light emission intensity in the small area and the small area. Based on the average value of the target emission intensity in the small area calculated based on the number of time steps N / D and the maximum value H of the target emission intensity in the period, the formula Prm = Sm / (H × N / D) The light emission pulse generation ratio Prm in the small area represented by D) is calculated, and the pulse waveform signal in the small area is generated based on the light emission pulse generation ratio Prm. A remote control to generate a pulse waveform signal with increasing or decreasing pulse density;
A light source driving circuit for emitting light from the light-emitting element by assigning ON / OFF of the pulse waveform signal to ON / OFF of light-emitting of the light-emitting element;
By providing
Controlling the light emission intensity of the light source in the period to increase or decrease smoothly for each small region ,
It is characterized by.
上記の解決手段によれば、ＬＣＤ表示装置、プロジェクタ発光表示装置、自発光表示装置等の映像表示装置において、ＰＤＭを用いて急激な発光強度の変化を緩和することにより、看者にとって見易くかつ視覚疲労が少ない映像を表示することができる。ここで、自発光表示装置とは、有機ＥＬディスプレイ（ウィキペディア、ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：//ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／有機エレクトロルミネッセンス）や、Ｃｒｙｓｔａｌ ＬＥＤディスプレイ（ウィキペディア、ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：//ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｃｒｙｓｔａｌ＿ＬＥＤ＿Ｄｉｓｐｌａｙ）等に代表される表示素子自体が発光する表示装置である。 According to the above solution, in a video display device such as an LCD display device, a projector light-emitting display device, and a self-light-emitting display device, a sudden change in light emission intensity is mitigated using a PDM so An image with less fatigue can be displayed. Here, the self-luminous display device includes an organic EL display (Wikipedia, URL: https: //ja.wikipedia.org/wiki/organic electroluminescence), a Crystal LED display (Wikipedia, URL: https: // ja. Wikipedia.org/wiki/Crystal_LED_Display) and the like are display devices that emit light.
本発明によれば、ＰＤＭを用いたデジタル発光制御により、動画ぼやけやジャーキネスと呼ばれる動画質劣化等を低減されるほか、急激な発光強度の変化が緩和され、看者にとって見易くかつ視覚疲労が少ない映像を表示することができる。 According to the present invention, the digital light emission control using the PDM reduces the moving image quality deterioration called moving image blurring and jerkiness, etc., and abrupt changes in the emitted light intensity are alleviated, making it easy for the viewer to see and less visual fatigue. Video can be displayed.
以下、本発明の実施の形態の例である実施例１乃至３について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Hereinafter, Examples 1 to 3 which are examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following description, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
本発明の実施例１に係る実施の形態について、図１、４および５を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る実施の形態の機能的構成を示すブロック図である。 An embodiment according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of an embodiment according to Example 1 of the present invention.
図１に示すように、本発明の実施例１に係る映像表示装置は、少なくとも、映像入力および画質等初段信号処理回路１、デジタル波形信号発生回路および記憶回路２、リモートコントロール３、ＬＥＤ等発光素子駆動回路４（以下、「光源駆動回路４」という。）、ＬＥＤ等バックライト５、ＬＣＤ表示装置６ならびに映像信号供給回路タイミングコントローラおよびＬＣＤ駆動回路７を備える。 As shown in FIG. 1, the video display apparatus according to the first embodiment of the present invention includes at least a first-stage signal processing circuit 1 such as video input and image quality, a digital waveform signal generation circuit and storage circuit 2, a remote control 3, and LED light emission. An element drive circuit 4 (hereinafter referred to as “light source drive circuit 4”), a backlight 5 such as an LED, an LCD display device 6, a video signal supply circuit timing controller, and an LCD drive circuit 7 are provided.
映像入力および画質等初段信号処理回路１は、映像信号を受け取り、ガンマ補正等画質に関する信号処理を行い、映像の同期信号をデジタル波形信号発生回路および記憶回路２に送出する。また映像信号と同期信号を映像信号供給回路タイミングコントローラおよびＬＣＤ駆動回路７に送出する。 The first-stage signal processing circuit 1 such as video input and image quality receives the video signal, performs signal processing relating to image quality such as gamma correction, and sends a video synchronization signal to the digital waveform signal generation circuit and the storage circuit 2. Also, the video signal and the synchronization signal are sent to the video signal supply circuit timing controller and the LCD drive circuit 7.
デジタル波形信号発生回路および記憶回路２は、受け取った同期信号にあわせてバックライトを発光させる波形信号を生成し、またその信号を記憶し、および選択して読み出すための機能を有する。ここで、生成される波形信号は、リモートコントロール３においてＰＤＭを用いて変換されたデータ列である。 The digital waveform signal generation circuit and the storage circuit 2 have a function of generating a waveform signal for causing the backlight to emit light in accordance with the received synchronization signal, storing the signal, selecting it, and reading it out. Here, the generated waveform signal is a data string converted by the remote control 3 using the PDM.
リモートコントロール３は、１フレーム期間ｔ（０＜ｔ＜＝Ｔ）の発光強度プロファイル（時間ｔ（時間ステップ）に対する発光強度の関数Ｆｔ）として設定された目標発光強度データに基づいて、ＰＤＭを用いて滑らかにパルス密度の変化するブロック列に変換した信号を、デジタル波形信号発生回路および記憶回路２へ出力する。リモートコントロール３は、ＰＣ等により実装することができる。 The remote control 3 uses a PDM based on target emission intensity data set as an emission intensity profile (a function Ft of emission intensity with respect to time t (time step)) in one frame period t (0 <t <= T). Then, a signal converted into a block train whose pulse density changes smoothly is output to the digital waveform signal generation circuit and the storage circuit 2. The remote control 3 can be implemented by a PC or the like.
光源駆動回路４は、デジタル波形信号発生回路および記憶回路２から受け取った波形信号を、映像信号供給回路タイミングコントローラおよびＬＣＤ駆動回路７が駆動するＬＣＤ表示タイミングに同期してＬＥＤ等バックライト５に供給し、これをＬＣＤ６の表示と整合するように発光させる。光源駆動回路４は、一般のＬＥＤ発光素子ドライバーＩＣ等を備えた駆動回路により実現することができる。 The light source drive circuit 4 supplies the waveform signal received from the digital waveform signal generation circuit and the storage circuit 2 to the backlight 5 such as an LED in synchronization with the LCD display timing driven by the video signal supply circuit timing controller and the LCD drive circuit 7. Then, it emits light so as to match the display on the LCD 6. The light source driving circuit 4 can be realized by a driving circuit including a general LED light emitting element driver IC.
図４は、上述の目標発光強度データの一例であり、目標発光強度３１とそれに対応するパルス発光強度３２を示したものである。この図において、横軸は時間（ステップ番号）、縦軸は発光強度（単位は任意）である。 FIG. 4 is an example of the target light emission intensity data, and shows the target light emission intensity 31 and the pulse light emission intensity 32 corresponding to the target light emission intensity 31. In this figure, the horizontal axis represents time (step number), and the vertical axis represents emission intensity (unit is arbitrary).
図４に示す目標発光強度データは、光強度の立ち下がりに指数関数的な減少を与えたものである。これは、ヒトの神経活動は外界からの刺激に対して指数関数的な応答を示すことが一般に知られており、そのことから刺激そのものにも指数関数的な変化を与えることがヒトにとって親和性が高まる可能性があることを考慮して試みた例であるが、発光強度の変化はこのような指数関数的なものに限定されるものではない。目標発光強度データはあくまでも動画質劣化を低減し、看者にとって見易くかつ視覚疲労の少ない映像を提供するために与えるものであるので、例えば、目標発光強度の変化は線形関数的に変化するものでも、一様増加または一様減少であっても良い。 The target emission intensity data shown in FIG. 4 is obtained by giving an exponential decrease to the fall of the light intensity. This is because it is generally known that human neural activity exhibits an exponential response to stimuli from the outside world. Therefore, it is affinity for humans to give exponential changes to stimuli themselves. However, the change in emission intensity is not limited to such an exponential function. The target luminescence intensity data is provided to reduce video quality degradation and provide an image that is easy for viewers to see and has little visual fatigue. For example, the change in target luminescence intensity may vary linearly. , Uniform increase or uniform decrease.
次に、図５に示すフローチャートを参照して、本発明の実施例１に係る処理フローを説明する。 Next, a processing flow according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、Ｓ４１では、１フレーム期間の発光プロファイル（時間ステップtに対する発光強度の関数Ｆｔ）が設定される。 First, in S41, a light emission profile for one frame period (a function Ft of light emission intensity with respect to time step t) is set.
Ｓ４２では、上記発光プロファイルを時間分割数Ｎにおいて量子化し、発光強度デジタル値Ｖｉ（添字ｉはステップ番号）を算出する。 In S42, the light emission profile is quantized in the time division number N, and a light emission intensity digital value Vi (subscript i is a step number) is calculated.
Ｓ４３では、１フレーム期間をＤ個に均等分割し、その小領域（番号ｍ，ｍ＝０からＤ−１）それぞれにおいてステップ番号ｊ（ｊ＝０からＮ/Ｄ−１）を定義し、Ｎ/Ｄ個の発光強度デジタル値を加算し、小計Ｓｍ＝Σ（Ｖｊ）を算出する。 In S43, one frame period is equally divided into D, step numbers j (j = 0 to N / D-1) are defined in each of the small areas (numbers m, m = 0 to D-1), N Add / D light emission intensity digital values to calculate subtotal Sm = Σ (Vj).
Ｓ４４では、上記小領域それぞれにおいて、小計Ｓｍと小領域における時間ステップ数Ｎ/Ｄとに基づいて算出される目標発光強度の平均値を、発光プロファイルピーク値Ｈで割った数値として、各小領域における発光パルス発生比率Ｐｒｍ＝Ｓｍ／（Ｈ×Ｎ/Ｄ）を算出する。 In S44, in each of the small areas, the average value of the target light emission intensity calculated based on the subtotal Sm and the number of time steps N / D in the small area is divided by the light emission profile peak value H to obtain each small area. The emission pulse generation ratio Prm = Sm / (H × N / D) is calculated.
Ｓ４５では、上記小領域それぞれにおいて、ｊ％（ｉｎｔ）（１．０／Ｐｒｍ）＝０（％は割り算の余りを求める演算、（ｉｎｔ）は整数化演算）が成立するときは１、それ以外のときは０（ただし、Ｐｒｍ＞０．５のときはｊ％（ｉｎｔ）（１．０／（１．０−Ｐｒｍ））＝０が成立するときに０、それ以外は１）となるような、全領域についての１ビットデータのブロック列を生成する。 In S45, j% (int) (1.0 / Prm) = 0 (% is an operation for calculating the remainder of division, and (int) is an integer operation) in each of the small regions, 1 otherwise 0 (however, when Prm> 0.5, j% (int) (1.0 / (1.0−Prm)) = 0 is satisfied when 0 is satisfied, otherwise 1) A block sequence of 1-bit data for all areas is generated.
Ｓ４６では、上記ブロック列を２進数から８進数等、ＰＣ等の制御装置において送信しやすい形式に変換し、ディスプレイのバックライト制御回路へ伝送する。 In S46, the block sequence is converted into a format that can be easily transmitted by a control device such as a PC, such as binary to octal, and transmitted to the backlight control circuit of the display.
Ｓ４７では、ディスプレイ側において、必要に応じて表示のスキャンに対応したバックライトのブロック分割を用意し、バックライト全体またはそのブロックごとにデータをビット列に展開し、１と０をフレーム毎にそれぞれ発光素子の発光ｏｎ／ｏｆｆに割り当てバックライトを発光する。 In S47, on the display side, if necessary, a block division of the backlight corresponding to the display scan is prepared, the data is expanded into a bit string for the entire backlight or for each block, and 1 and 0 are emitted for each frame. The backlight is emitted by allocating light on / off of the element.
なお、図５に示すフローチャートの処理においては、分割する区間を任意にずらして複数回得られたパルスデータの密度を平均化する方法により、フレーム期間全体により滑らかなパルス密度の変化データを得ることができる。 In the process of the flowchart shown in FIG. 5, smooth pulse density change data is obtained over the entire frame period by a method of averaging the density of pulse data obtained a plurality of times by arbitrarily shifting the section to be divided. Can do.
したがって、本発明の実施例１に係る実施の形態によれば、発光プロファイルに基づいて、１フレーム期間を分割した小領域ごとに滑らかにパルス密度の変化するブロック列へ変換したのち、光源駆動回路４が保有する入力特性に適合するパルス波形信号を生成し、ＬＣＤ表示装置５のバックライトの発光を制御することにより、バックライトの急激な発光強度の変化を緩和することができるので、看者にとって見易くかつ視覚疲労が少ない映像表示を実現することができる。 Therefore, according to the embodiment of the first embodiment of the present invention , the light source driving circuit is converted into the block row in which the pulse density is smoothly changed for each small region obtained by dividing one frame period based on the light emission profile. By generating a pulse waveform signal that matches the input characteristics possessed by 4 and controlling the light emission of the backlight of the LCD display device 5, it is possible to alleviate a sudden change in the light emission intensity of the backlight. It is possible to realize an image display that is easy to see and has little visual fatigue.
次に、本発明の実施例２に係る実施の形態について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る実施の形態の機能的構成を示すブロック図である。 Next, an embodiment according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the embodiment according to the second embodiment of the present invention.
図２に示すように、本発明の実施例２に係る映像表示装置は、少なくとも、映像入力および画質等初段信号処理回路１１、デジタル波形信号発生回路および記憶回路１２、リモートコントロール１３、光源駆動回路１４、光源ランプ１５、映像信号供給回路タイミングコントローラおよび表示デバイス駆動回路１６、反射型液晶等表示デバイス１７ならびにプロジェクションのための光学系１８を備える。 As shown in FIG. 2, the video display apparatus according to the second embodiment of the present invention includes at least a first-stage signal processing circuit 11 such as video input and image quality, a digital waveform signal generation circuit and storage circuit 12, a remote control 13, and a light source driving circuit. 14, a light source lamp 15, a video signal supply circuit timing controller and display device drive circuit 16, a display device 17 such as a reflective liquid crystal, and an optical system 18 for projection.
なお、本発明の実施例２に係る映像表示装置は、実施例１におけるＬＣＤ表示装置５のバックライト発光制御をプロジェクタ表示装置の発光制御に置き換えたものであるので、説明は省略するが、リモートコントロール１３は実施例１のものと共通する。また、光源駆動回路１４は実施例１の光源駆動回路４と同様、デジタル発光制御を行う。 The video display device according to the second embodiment of the present invention is obtained by replacing the backlight emission control of the LCD display device 5 in the first embodiment with the light emission control of the projector display device. The control 13 is the same as that in the first embodiment. The light source drive circuit 14 performs digital light emission control, similar to the light source drive circuit 4 of the first embodiment.
また、本発明の実施例２に係る処理フローについての説明は省略するが、１フレーム期間を分割した小領域ごとに発光パルス発生比率Ｐｒｍを算出する点等は、上述の実施例１における処理フローと共通するものである。 Although the description of the processing flow according to the second embodiment of the present invention is omitted, the processing flow in the first embodiment described above is that the light emission pulse generation ratio Prm is calculated for each small region obtained by dividing one frame period. Is in common.
したがって、本発明の実施例２に係る実施の形態によれば、発光プロファイルに基づいて、１フレーム期間を分割した小領域ごとに滑らかにパルス密度の変化するブロック列へ変換したのち、光源駆動回路１４が保有する入力特性に適合するパルス波形信号を生成し、プロジェクタ表示装置の光源１５の発光を制御することにより、プロジェクタ表示装置の光源１５の急激な発光強度の変化を緩和することができ、実施例１と同様、看者にとって見易くかつ視覚疲労が少ない映像表示を実現することができる。 Therefore, according to the embodiment of Example 2 of the present invention , the light source driving circuit is obtained by smoothly converting the block density in which the pulse density is changed for each small region obtained by dividing one frame period based on the light emission profile. By generating a pulse waveform signal that matches the input characteristics held by the projector 14 and controlling the light emission of the light source 15 of the projector display device, a sudden change in the light emission intensity of the light source 15 of the projector display device can be mitigated, As in the first embodiment, it is possible to realize an image display that is easy for the viewer to see and has little visual fatigue.
次に、本発明の実施例３に係る実施の形態について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係る実施の形態の機能的構成を示すブロック図である。 Next, an embodiment according to Example 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the embodiment according to the third embodiment of the present invention.
図３に示すように、本発明の実施例３に係る映像表示装置は、少なくとも、映像入力および画質等初段信号処理回路２１、デジタル波形信号発生回路および記憶回路２２、リモートコントロール２３、表示信号生成および駆動回路２４、自発光ディスプレイパネル２５ならびに映像信号供給回路タイミングコントローラ２６を備える。 As shown in FIG. 3, the video display apparatus according to the third embodiment of the present invention includes at least a first-stage signal processing circuit 21 such as video input and image quality, a digital waveform signal generation circuit and storage circuit 22, a remote control 23, and a display signal generation. And a drive circuit 24, a self-luminous display panel 25, and a video signal supply circuit timing controller 26.
なお、本発明の実施例３に係る映像表示装置は、実施例１におけるＬＣＤ表示装置のバックライト発光制御を自発光表示装置の自発光制御に置き換えたものであり、説明は省略するが、リモートコントロール２３は実施例１のものと共通する。また、表示信号生成および光源駆動回路２４は実施例１の光源駆動回路４と同様、デジタル発光制御を行う。 The video display device according to the third embodiment of the present invention is obtained by replacing the backlight emission control of the LCD display device according to the first embodiment with the self-light emission control of the self-light-emitting display device. The control 23 is the same as that of the first embodiment. Further, the display signal generation and light source driving circuit 24 performs digital light emission control in the same manner as the light source driving circuit 4 of the first embodiment.
また、本発明の実施例３に係る処理フローについての説明は省略するが、１フレーム期間を分割した小領域ごとに発光パルス発生比率Ｐｒｍを算出する点等は、上述の実施例１における処理フローと共通するものである。 Although the description of the processing flow according to the third embodiment of the present invention is omitted, the processing flow in the first embodiment described above is that the light emission pulse generation ratio Prm is calculated for each small region obtained by dividing one frame period. Is in common.
したがって、本発明の実施例３に係る実施の形態によれば、発光プロファイルに基づいて、１フレーム期間を分割した小領域ごとに滑らかにパルス密度の変化するブロック列へ変換したのち、光源駆動回路２４が保有する入力特性に適合するパルス波形信号を生成し、自発光素子２５の発光を制御することにより、自発光素子２５そのものの急激な発光強度の変化を緩和することができ、実施例１と同様、看者にとって見易くかつ視覚疲労が少ない映像表示を実現することができる。 Therefore, according to the embodiment according to Example 3 of the present invention , the light source driving circuit is obtained by converting the block density in which the pulse density is smoothly changed for each small region obtained by dividing one frame period based on the light emission profile. By generating a pulse waveform signal that matches the input characteristics possessed by 24 and controlling the light emission of the self-light-emitting element 25, it is possible to alleviate a sudden change in the light emission intensity of the self-light-emitting element 25 itself. In the same manner as above, it is possible to realize an image display that is easy for the viewer to see and has little visual fatigue.
以上のように、本発明の実施例１乃至３に係る実施の形態によれば、ＰＤＭを用いて１フレーム期間を分割した小領域ごとに目標発光強度データに対応するパルス密度のブロック列を生成し、デジタル発光制御を行うことにより、急激な発光強度の変化を緩和することができるので、看者にとって見易くかつ視覚疲労が少ない映像表示を実現することができる。 As described above, according to the embodiments according to the first to third embodiments of the present invention, a block sequence having a pulse density corresponding to the target emission intensity data is generated for each small region obtained by dividing one frame period using the PDM. In addition, by performing digital light emission control, it is possible to alleviate a sudden change in light emission intensity, so that it is possible to realize an image display that is easy for the viewer to see and has little visual fatigue.
なお、上述の目標発光強度データは、例えば１フレーム期間を１／２４０秒とし、時間分解によって４０９６（２の１２乗）個に分割した場合、１ステップがマイクロ秒のオーダーとなる。この目標発光強度データに基づいて生成されたブロック列はその後、駆動回路が保有する時定数により自然に低域通過型のフィルターを通したように滑らかに変化することがあるが、それはより滑らかな発光強度の変化を得るために有利である。一方、駆動回路の時間分解能が高い場合には、低域通過型フィルターを追加しても良い。 In the above-described target light emission intensity data, for example, when one frame period is 1/240 seconds and divided into 4096 (2 to the 12th power) by time resolution, one step is on the order of microseconds. The block sequence generated based on this target emission intensity data may then change smoothly as if it passed through a low-pass filter due to the time constant held by the drive circuit. It is advantageous for obtaining a change in the emission intensity. On the other hand, when the time resolution of the drive circuit is high, a low-pass filter may be added.
また、視覚特性にはミリ秒オーダーの低域通過型フィルターに匹敵する効果があるため、マイクロ秒オーダーの細かい時間変動が残っていても加算平均されて大局的な強度変化として知覚されることが知られている。 In addition, the visual characteristics have an effect comparable to a low-pass filter of the order of milliseconds, so even if minute time fluctuations of the order of microseconds remain, they are averaged and perceived as a global intensity change. Are known.
このことからすれば、１フレーム期間を通常の日本やアメリカのテレビ方式すなわち１／６０秒としてミリ秒単位に分割し、分割数をおよそ１０程度にしても良い。 From this, one frame period may be divided into millisecond units as a normal Japanese or American television system, that is, 1/60 seconds, and the number of divisions may be about 10.
また、これよりも細かく分割しても良好な効果を得ることが可能である。例えば、一般の駆動回路のパルス駆動の最大周波数を考慮し、分割数を１００００程度に十分細かくしても良い。 Even if it is divided more finely than this, a good effect can be obtained. For example, in consideration of the maximum pulse driving frequency of a general driving circuit, the number of divisions may be sufficiently fined to about 10,000.
本発明は、テレビ、コンピュータモニター、モバイルディスプレイ、車載用ディスプレイ、広告用ディスプレイ、医療用ディスプレイ等、映像表示装置に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to video display devices such as a television, a computer monitor, a mobile display, an in-vehicle display, an advertising display, and a medical display.
本発明は、明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、他の実施例、変形例を含むことは、本明細書の記載の実施形態や思想から本発明の属する分野における当業者にとって明らかである。 The present invention is not limited to the embodiments described in the specification, and other examples and modifications may be included by those skilled in the art to which the present invention belongs from the embodiments and ideas described in the present specification. It is obvious to
１ 映像入力および画質等初段信号処理回路
２ デジタル波形信号発生回路および記憶回路
３ リモートコントロール
４ ＬＥＤ等発光素子駆動回路（光源駆動回路）
５ ＬＥＤ等バックライト
６ ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）
７ 映像信号供給回路タイミングコントローラおよびＬＣＤ駆動回路
１１ 映像入力および画質等初段信号処理回路
１２ デジタル波形信号発生回路および記憶回路
１３ リモートコントロール
１４ 光源駆動回路
１５ 光源ランプ
１６ 映像信号供給回路タイミングコントローラおよび表示デバイス駆動回路
１７ 反射型液晶等表示デバイス
１８ 光学系
２１ 映像入力および画質等初段信号処理回路
２２ デジタル波形信号発生回路および記憶回路
２３ リモートコントロール
２４ 表示信号生成および光源駆動回路
２５ 自発光ディスプレイパネル
２６ 映像信号供給回路タイミングコントローラ
３１ 目標発光強度グラフ
３２ パルス発光グラフ
４１ １フレーム期間の発光プロファイル（時間ステップｔに対する発光強度の関数Ｆｔ）を設定するステップ
４２ 上記発光プロファイルを時間分割数Ｎにおいて量子化し発光強度デジタル値Ｖｉを算出するステップ（ここで添字ｉは分割ステップ番号（ｉ＝０からＮ−１）をあらわす）
４３ １フレーム期間をＤ個に均等分割しその小領域（番号ｍ，ｍ＝０からＤ−１）それぞれにおいてステップ番号ｊ（ｊ＝０からＮ/Ｄ−１）を定義し、Ｎ/Ｄ個の発光強度デジタル値を加算し、小計Ｓｍ＝Σ（Ｖｊ）を算出するステップ
４４ 上記小領域それぞれにおいて小計Ｓｍと小領域における時間ステップ数Ｎ/Ｄとに基づいて算出される目標発光強度の平均値を、発光プロファイルピーク値Ｈで割った数値として、各小領域における発光パルス発生比率Ｐｒｍ＝Ｓｍ／（Ｈ×Ｎ/Ｄ）を算出するステップ
４５ 上記小領域それぞれにおいてｊ％（ｉｎｔ）（１．０／Ｐｒｍ）＝０が成立するときは１、それ以外のときは０となるような全領域についての１ビットデータのブロック列を生成するステップ（ここで、％は割り算の余りを求める演算、（ｉｎｔ）は整数化演算をあらわす）
４６ 上記ブロック列を２進数から８進数等、ＰＣ等の制御装置において送信しやすい形式に変換しディスプレイのバックライト制御回路へ伝送するステップ
４７ ディスプレイ側において、必要に応じて表示のスキャンに対応したバックライトのブロック分割を用意し、バックライト全体またはそのブロックごとにデータをビット列に展開し、１と０をフレーム毎にそれぞれ発光素子の発光ｏｎ／ｏｆｆに割り当てバックライトを発光するステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 First stage signal processing circuit, such as video input and image quality 2 Digital waveform signal generation circuit and storage circuit 3 Remote control 4 Light emitting element drive circuit such as LED (light source drive circuit)
5 Backlights such as LEDs 6 LCD (Liquid Crystal Display)
7 video signal supply circuit timing controller and LCD drive circuit 11 video input and image quality first stage signal processing circuit 12 digital waveform signal generation circuit and storage circuit 13 remote control 14 light source drive circuit 15 light source lamp 16 video signal supply circuit timing controller and display device Drive circuit 17 Display device such as reflective liquid crystal 18 Optical system 21 First-stage signal processing circuit such as video input and image quality 22 Digital waveform signal generation circuit and storage circuit 23 Remote control 24 Display signal generation and light source drive circuit 25 Self-luminous display panel 26 Video signal Supply circuit timing controller 31 Target emission intensity graph 32 Pulse emission graph
41 A step of setting a light emission profile for one frame period (function Ft of light emission intensity with respect to time step t).
42 Step of quantizing the light emission profile at time division number N and calculating light emission intensity digital value Vi (where subscript i represents a division step number (i = 0 to N-1))
43 Equally divide one frame period into D and define step numbers j (j = 0 to N / D-1) in each of the small areas (numbers m, m = 0 to D-1). Step of calculating the subtotal Sm = Σ (Vj)
44 In each of the small regions, the light emission pulse in each small region is obtained by dividing the average value of the target light emission intensity calculated based on the subtotal Sm and the number of time steps N / D in the small region by the light emission profile peak value H. Step of calculating the generation ratio Prm = Sm / (H × N / D)
45 Generate a block sequence of 1-bit data for all the regions so that 1 is obtained when j% (int) (1.0 / Prm) = 0 in each of the small regions, and 0 otherwise. Step (where% is an operation for finding the remainder of division and (int) is an integerization operation)
46 A step of converting the block sequence into a format that can be easily transmitted by a control device such as a PC, such as a binary number to an octal number, and transmitting it to the backlight control circuit of the display
On the 47 display side, if necessary, a block division of the backlight corresponding to the display scan is prepared, and the data is developed into a bit string for the entire backlight or for each block, and 1 and 0 are set for each light emitting element for each frame. Step of assigning light emission on / off and emitting backlight
Claims (6)
１フレームを表示する周期Ｔの期間を第１の時間分割数Ｎで分割した時間ステップ刻みで滑らかに増加又は減少する目標発光強度が設定された発光プロファイルと、
前記発光プロファイルに基づいて、前記期間を第２の時間分割数Ｄで複数の小領域に均等に分割し、当該小領域ごとに、当該小領域における目標発光強度の合算値Ｓｍと当該小領域における時間ステップ数Ｎ/Ｄとに基づいて算出される当該小領域における目標発光強度の平均値と、前記期間における目標発光強度の最大値Ｈとに基づいて、数式Ｐｒｍ＝Ｓｍ／（Ｈ×Ｎ／Ｄ）で表される当該小領域における発光パルス発生比率Ｐｒｍを算出し、当該発光パルス発生比率Ｐｒｍに基づいて当該小領域におけるパルス波形信号を生成することにより、前記期間において、当該小領域ごとにパルス密度が増加又は減少するパルス波形信号を生成するリモートコントロールと、
前記パルス波形信号のオン／オフを発光素子の発光のオン／オフに割り当て発光素子を発光する光源駆動回路と、
を備えることにより、
前記期間における光源の発光強度が前記小領域ごとに滑らかに増加又は減少するように制御すること、
を特徴とする映像表示装置。 An image display device capable of controlling light emission of a light source using PDM,
A light emission profile in which a target light emission intensity that is smoothly increased or decreased in time step increments obtained by dividing a period of a period T for displaying one frame by a first time division number N ;
Based on the light emission profile, the period is equally divided into a plurality of small areas by the second time division number D, and for each small area, the total value Sm of the target light emission intensity in the small area and the small area. Based on the average value of the target emission intensity in the small region calculated based on the number of time steps N / D and the maximum value H of the target emission intensity in the period, the formula Prm = Sm / (H × N / D) The light emission pulse generation ratio Prm in the small area represented by D) is calculated, and the pulse waveform signal in the small area is generated based on the light emission pulse generation ratio Prm. A remote control to generate a pulse waveform signal with increasing or decreasing pulse density;
A light source driving circuit for emitting light from the light-emitting element by assigning ON / OFF of the pulse waveform signal to ON / OFF of light-emitting of the light-emitting element;
By providing
Controlling the light emission intensity of the light source in the period to increase or decrease smoothly for each small region ,
A video display device characterized by the above.
を特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。 The target light emission intensity increases or decreases exponentially in time step increments obtained by dividing the period by the first time division number N.
The video display device according to claim 1.
を特徴とする請求項１又は２に記載の映像表示装置。 The small area is obtained by dividing the period by 10 to 10,000,
The video display device according to claim 1, wherein:
The video display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the video display device is a self-luminous display device.
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