JP6637396B2 - 表示装置、電子機器及び表示装置の駆動方法 - Google Patents
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Description
(表示装置の全体構成)
図1は、第1実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図2は、第1実施形態に係る画像表示パネルの概念図である。図1に示すように、第1実施形態の表示装置10は、信号処理部20と、画像表示パネル駆動部30と、画像表示パネル40と、光源駆動部50と、光源ユニット60とを有する。信号処理部20は、制御装置11の画像出力部12からの入力信号(RGBデータ)が入力され、入力信号に所定のデータ変換処理を加えて生成した信号を表示装置10の各部に送る。画像表示パネル駆動部30は、信号処理部20からの信号に基づいて画像表示パネル40の駆動を制御する。光源駆動部50は、信号処理部20からの信号に基づいて光源ユニット60の駆動を制御する。光源ユニット60は、光源駆動部50の信号に基づいて画像表示パネル40を背面から照明する。画像表示パネル40は、画像表示パネル駆動部30からの信号及び光源ユニット60からの光により画像を表示させる。
最初に、画像表示パネル40の構成について説明する。図1及び図2に示すように、画像表示パネル40は、画像を表示するための画像表示面41に、画素48が、P0×Q0個(行方向にP0個、列方向にQ0個)、2次元のマトリクス状(行列状)に配列されている。図1に示す例は、XYの2次元座標系に複数の画素48がマトリクス状に配列されている例を示している。この例において、X方向は、水平方向(行方向)であり、Y方向は、垂直方向(列方向)であるが、これに限られず、X方向が垂直方向であってY方向が水平方向であってもよい。
図1及び図2に示すように、画像表示パネル駆動部30は、信号出力回路31及び走査回路32を有する。画像表示パネル駆動部30は、信号出力回路31によって映像信号を保持し、順次、画像表示パネル40に出力する。より詳しくは、信号出力回路31は、信号処理部20からの出力信号に応じた所定の電位を有する画像出力信号を、画像表示パネル40に出力する。信号出力回路31は、信号線DTLによって画像表示パネル40と電気的に接続されている。走査回路32は、画像表示パネル40における副画素49の動作(光透過率)を制御するためのスイッチング素子(例えば、TFT)のON/OFFを制御する。走査回路32は、配線SCLによって画像表示パネル40と電気的に接続されている。
光源ユニット60は、画像表示パネル40の背面に配置され、画像表示パネル40に向けて光を照射することで、画像表示パネル40を照明する。図3は、本実施形態に係る光源ユニットの説明図である。光源ユニット60は、導光板61と、導光板61の少なくとも一側面を入射面Eとして、この入射面Eに対向する位置に、複数の光源部62A、62B、62C、62D、62E及び62Fと、を備えている。複数の光源部62A、62B、62C、62D、62E及び62Fは、例えば、同色(例えば、白色)の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)である。複数の光源部62A、62B、62C、62D、62E及び62Fは、導光板61の一側面に沿って並んでおり、光源部62A、62B、62C、62D、62E及び62Fが並ぶ光源配列方向をLYとした場合、光源配列方向LYに直交する入光方向LXに向けて、入射面Eから導光板61へ光源部62A、62B、62C、62D、62E及び62Fの入射光が入光する。以下、光源部62A、62B、62C、62D、62E及び62Fを区別しない場合は、光源部62と記載する。図3における光源部62の数及び配列は、一例であり、光源部62の数は、複数であれば任意であり、配列も任意である。
信号処理部20は、画像の入力信号に基づいて画素48を制御し、かつ、光源部62の光の照射量を制御する。信号処理部20は、制御装置11から入力される入力信号を処理して出力信号を生成する。信号処理部20は、赤色(第1色)、緑色(第2色)、青色(第3色)の色を組み合わせて表示させる入力信号の入力値を、赤色(第1色)、緑色(第2色)、青色(第3色)及び白色(第4色)で再現される拡大色空間(第1実施形態ではHSV色空間)の再現値(出力信号)に変換して生成する。そして、信号処理部20は、生成した出力信号を画像表示パネル駆動部30に出力する。拡大色空間については後述する。なお、第1実施形態において、拡大色空間はHSV色空間であるが、これに限られずXYZ色空間、YUV空間その他の座標系でもよい。また、信号処理部20は、光源駆動部50に出力する面状光源装置制御信号SBLも生成する。
次に、信号処理部20による画素48の出力信号の生成処理について説明する。以下、第(p、q)番目の画素48(p,q)における第1副画素49Rへの入力信号値を、入力信号値x1−(p、q)とし、画素48(p,q)の第2副画素49Gへの入力信号値を、入力信号値x2−(p、q)とし、画素48(p,q)の第3副画素49Bへの入力信号値を、入力信号値x3−(p、q)とする。出力信号生成部72は、入力信号値x1−(p、q)、入力信号値x2−(p、q)及び入力信号値x3−(p、q)に伸長処理を実行することにより、第1副画素49R(p,q)の表示階調を決定するための第1副画素の画素信号値X1−(p、q)、第2副画素49G(p,q)の表示階調を決定するための第2副画素の画素信号値X2−(p、q)、第3副画素49B(p,q)の表示階調を決定するための第3副画素の画素信号値X3−(p、q)、及び、第4副画素49W(p,q)の表示階調を決定するための第4副画素の画素信号値X4−(p、q)を生成する。
V(S)(p,q)=Max(p,q)・・・(2)
X2−(p,q)=α・x2−(p,q)−χ・X4−(p,q)・・・(6)
X3−(p,q)=α・x3−(p,q)−χ・X4−(p,q)・・・(7)
まず、伸長係数算出部70は、各画素48の入力信号値(入力信号値x1−(p、q)、入力信号値x2−(p、q)及び入力信号値x3−(p、q))に基づき、各画素48の彩度S及び明度V(S)を求め、画素48毎に伸長係数αを算出する。
次に、出力信号生成部72は、第(p,q)番目の画素48における画素信号値X4−(p,q)を、少なくとも、入力信号値x1−(p,q)、入力信号値x2−(p,q)及び入力信号値x3−(p,q)に基づいて求める。第1実施形態にあっては、出力信号生成部72は、画素信号値X4−(p,q)を、Min(p,q)、自身の画素48(p,q)の伸長係数α及び定数χに基づいて決定する。より具体的には、出力信号生成部72は、上述したとおり、画素信号値X4−(p,q)を、上記の式(4)に基づいて求める。
その後、出力信号生成部72は、第(p,q)番目の画素48における画素信号値X1−(p,q)を、入力信号値x1−(p,q)、自身の画素48(p,q)の伸長係数α及び画素信号値X4−(p,q)に基づき求め、第(p,q)番目の画素48における画素信号値X2−(p,q)を、入力信号値x2−(p,q)、自身の画素48(p,q)の伸長係数α及び画素信号値X4−(p,q)に基づき求め、第(p,q)番目の画素48における画素信号値X3−(p,q)を、入力信号値x3−(p,q)、自身の画素48(p,q)の伸長係数α及び画素信号値X4−(p,q)に基づき求める。具体的には、出力信号生成部72は、第(p,q)番目の画素48における画素信号値X1−(p,q)、画素信号値X2−(p,q)及び画素信号値X3−(p,q)を、上記の式(5)から(7)に基づいて求める。
(光照射値の算出)
次に、補正光照射値を算出し、光源部62の光の照射量を制御する処理について説明する。最初に、光照射値算出部74は、伸長係数算出部70から各画素48の伸長係数αの情報を取得する。光照射値算出部74は、各画素48の伸長係数αに基づき、画素48毎に光照射値1/α0を算出する。光照射値算出部74は、画像表示パネル40中の全画素48について、光照射値1/α0を算出する。ある画素48の光照射値1/α0の値は、その画素48における伸長係数αの逆数となる。光照射値算出部74は、画素48毎の光照射値1/α0に基づき、光源部62毎、すなわち部分領域126毎に、光照射値1/αを算出する。具体的には、光照射値算出部74は、部分領域126内の画素48のうち、光照射値1/α0が最大の画素48の光照射値1/α0を、その部分領域126における光照射値1/αとする。言い換えれば、光照射値算出部74は、光源部62が光を照射する部分領域126内の画素48のうち、光照射値1/α0が最大の画素48の光照射値1/α0を、その光源部62の光照射値1/αとする。
輝度Lが算出されたら、塊判定部78は、塊検出を行う。最初に、塊判定部78は、連続判定を行う。塊判定部78は、画像表示面41内の画素48のうちから、連続判定を開始する起点となる起点画素48sを選択し、画像表示面41内の全ての画素48のうちから抽出したサンプリング点の画素48に対して、連続判定を行う。塊判定部78は、起点画素48sから判定方向Z側のサンプリング点の各画素48に対して、判定方向Zに沿って順番に連続判定を行う。塊判定部78は、連続判定において連続すると判定した画素48の領域を、塊であると判定(塊検出)する。塊判定部78は、領域124の境界を超えて塊検出を行ってもよい。すなわち、塊判定部78は、異なる領域124に属する画素48同士を、連続判定において連続すると判定してもよい。この場合、塊は、異なる領域124にまたがって存在することになる。
次に、輝度ゲイン値決定部82による輝度ゲイン値の算出処理について説明する。最大輝度値Lmax1が算出された後、輝度ゲイン値決定部82は、全域最大輝度値算出部90により、全ての部分領域126の最大輝度値Lmax1のうち、最大の輝度である全域最大輝度値Lmax2を検出する。すなわち、全域最大輝度値算出部90は、最大部分領域126Mにおける最大輝度値Lmax1を、全域最大輝度値Lmax2として検出する。図9の例では、最大部分領域126Mが部分領域126Fであり、全域最大輝度値Lmax2が248となる。
以上のように輝度ゲイン値Gが算出されたら、光照射制御部84は、次の式(16)のように、各部分領域126毎に、輝度ゲイン値Gと光照射値1/αとを乗じて、補正光照射値1/αMを算出する。言い換えれば、補正光照射値1/αMは、光源部62毎に個別に算出される値である。補正光照射値1/αMは、輝度ゲイン値Gを乗じたものなので、光照射値1/α以上の値となる。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態に係る表示装置10aは、輝度ゲイン値決定部82aが、第1実施形態とは異なる。第2実施形態において第1実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態に係る表示装置10bは、光照射値算出部が、第1実施形態とは異なる。第3実施形態において第1実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
次に、以上説明した表示装置10の適用例1について説明する。図16は、適用例1における制御装置と表示装置の構成を示すブロック図である。図16に示すように、適用例1における表示装置10は、第1実施形態のものであるが、第2実施形態及び第3実施形態に係る表示装置も適用可能である。適用例1における制御装置11Cは、ガンマ変換部13を有する。ガンマ変換部13は、入力信号をガンマ変換して変換入力信号を生成する。ガンマ変換部13は、部分領域126、又は領域124毎に、異なるガンマ変換処理を施すことが可能である。適用例1における画像出力部12は、この変換入力信号を、入力信号として信号処理部20に出力する。信号処理部20は、この変換入力信号に対して、第1実施形態における入力信号に対する処理と同様の処理を行い、画像を表示させる。
次に、図20及び図21を参照して、第1実施形態で説明した表示装置10の適用例について説明する。図20及び図21は、第1実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。第1実施形態に係る表示装置10は、図20に示すカーナビゲーションシステム、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、図21に示す携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、第1実施形態に係る表示装置10は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。電子機器は、表示装置に映像信号を供給し、表示装置の動作を制御する制御装置11(図1参照)を備える。なお、本適用例は、第1実施形態に係る表示装置10以外でも、以上説明した他の実施形態に係る表示装置にも適用できる。
20 信号処理部
30 画像表示パネル駆動部
40 画像表示パネル
48 画素
49R 第1副画素
49G 第2副画素
49B 第3副画素
49W 第4副画素
50 光源駆動部
60 光源ユニット
62 光源部
70 伸長係数算出部
72 出力信号生成部
74 光照射値算出部
76 輝度算出部
78 塊判定部
80 最大輝度値検出部
82 輝度ゲイン値決定部
84 光照射制御部
90 全域最大輝度値算出部
92 仮輝度ゲイン値算出部
94 仮光照射値算出部
96 補正仮輝度ゲイン値算出部
98 補正仮光照射値算出部
99 輝度ゲイン値算出部
Claims (9)
- 複数の画素が行列状に配置された画像表示パネルと、
前記画像表示パネルの画像表示面を領域分けした複数の部分領域に対応してそれぞれ配置され、対応する前記部分領域に光を照射する複数の光源部と、
画像の入力信号に基づいて前記画素を制御し、かつ、前記光源部の光の照射量を制御する信号処理部と、を備え、
前記信号処理部は、
前記入力信号に基づき、前記光源部の光の照射量である光照射値を、複数の前記光源部のそれぞれについて算出する光照射値算出部と、
前記入力信号に基づき、前記画素の輝度を算出する輝度算出部と、
複数の前記画素のうち、所定の輝度値の範囲内にある画素が連続して存在するかを判定し、連続する画素の領域を塊と判定する塊判定部と、
1つの前記部分領域における前記塊内の画素の輝度のうち、最大の輝度である最大輝度値を、前記部分領域毎に検出する最大輝度値検出部と、
前記光照射値に輝度ゲイン値を乗じた値である補正光照射値が、予め定められた所定の上限照射値以下の値となるように、前記最大輝度値に基づき、前記部分領域毎に前記輝度ゲイン値を決定する輝度ゲイン値決定部と、
前記補正光照射値に基づき、複数の前記光源部に光を照射させる光照射制御部と、
を有する、表示装置。 - 前記輝度ゲイン値決定部は、前記最大輝度値が高い部分領域ほど、前記輝度ゲイン値を大きくする、請求項1に記載の表示装置。
- 前記輝度ゲイン値決定部は、複数の前記部分領域のそれぞれの前記補正光照射値が、1つの前記光源部が照射可能な上限の光の照射量として予め定められた個別上限照射値以下の値となるように、前記輝度ゲイン値を算出する、請求項1又は請求項2に記載の表示装置。
- 前記輝度ゲイン値決定部は、全ての前記部分領域の前記補正光照射値の合計値が、全ての前記光源部の照射量の合計の上限値として予め定められた合計上限照射値以下の値となるように、前記輝度ゲイン値を算出し、
前記合計上限照射値は、前記個別上限照射値に前記部分領域の総数を乗じた値よりも小さい、請求項3に記載の表示装置。 - 前記輝度ゲイン値決定部は、
全ての前記部分領域の前記最大輝度値のうち最大の輝度である全域最大輝度値を検出する全域最大輝度値算出部と、
前記全域最大輝度値の部分領域における仮輝度ゲイン値が予め定められた設定ゲイン値となり、かつ、前記最大輝度値が小さい部分領域ほど前記仮輝度ゲイン値が小さくなるように、前記部分領域毎に前記仮輝度ゲイン値を算出する仮輝度ゲイン値算出部と、
前記仮輝度ゲイン値を補正した補正仮輝度ゲイン値を、前記補正仮輝度ゲイン値と前記光照射値とを乗じた値が前記個別上限照射値以下の値となるように、前記部分領域毎に算出する補正仮輝度ゲイン値算出部と、
前記補正仮輝度ゲイン値を補正した前記輝度ゲイン値を、前記輝度ゲイン値と前記光照射値とを乗じた値の前記部分領域毎の合計値が、前記合計上限照射値以下の値となるように、前記部分領域毎に算出する輝度ゲイン値算出部と、
を有する、請求項4に記載の表示装置。 - 前記輝度ゲイン値決定部は、
前記光照射値と予め定められた設定突き上げ値とを乗じた値である突き上げ値を、前記部分領域毎に算出する突き上げ値算出部と、
前記突き上げ値を補正した値である第1補正突き上げ値を、前記最大輝度値が小さい部分領域ほど値が小さくなるように、前記部分領域毎に算出する第1補正突き上げ値算出部と、
前記合計上限照射値から前記光照射値の前記部分領域毎の合計値を差し引いた値である余裕値を算出する余裕値算出部と、
前記第1補正突き上げ値を補正した値である第2補正突き上げ値を、全ての前記部分領域の前記第2補正突き上げ値の合計値が、前記余裕値以下の値となるように前記部分領域毎に算出する第2補正突き上げ値算出部と、
前記第2補正突き上げ値に前記光照射値を加えた値を、前記光照射値で除した仮輝度ゲイン値を、前記部分領域毎に算出する仮輝度ゲイン値算出部と、
前記仮輝度ゲイン値を補正した値である前記輝度ゲイン値を、前記輝度ゲイン値に前記光照射値を乗じた値である前記補正光照射値が前記個別上限照射値以下の値となるように、前記部分領域毎に算出する輝度ゲイン値算出部と、
を有する、請求項4に記載の表示装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の表示装置と、
前記表示装置を制御する制御装置と、を有する電子機器。 - 複数の画素が行列状に配置された画像表示パネルと、前記画像表示パネルの画像表示面を領域分けした複数の部分領域に対応してそれぞれ配置され、対応する前記部分領域に光を照射する複数の光源部とを有する表示装置の制御方法であって、
前記画素の入力信号に基づき、前記光源部の光の照射量である光照射値を、複数の前記光源部のそれぞれについて算出する光照射値算出ステップと、
複数の前記画素のうち、所定の輝度値の範囲内にある画素が連続して存在するかを判定し、連続する画素の領域を塊と判定する塊判定ステップと、
1つの前記部分領域における前記塊内の画素の輝度のうち、最大の輝度である最大輝度値を、前記部分領域毎に検出する最大輝度値検出ステップと、
前記光照射値に輝度ゲイン値を乗じた値である補正光照射値が、予め定められた所定の上限照射値以下の値となるように、前記最大輝度値に基づき、前記部分領域毎に前記輝度ゲイン値を決定する輝度ゲイン値決定ステップと、
前記補正光照射値に基づき、複数の前記光源部に光を照射させる光照射制御ステップと、を有する表示装置の駆動方法。 - 複数の画素が行列状に配置された画像表示パネルと、
前記画像表示パネルの画像表示面を領域分けした複数の部分領域に対応してそれぞれ配置され、対応する前記部分領域に光を照射する複数の光源部と、
画像の入力信号に基づいて前記画素を制御し、かつ、前記光源部の光の照射量を制御する信号処理部と、を備え、
前記信号処理部は、
前記入力信号に基づき、前記光源部の光の照射量である光照射値を、複数の前記光源部のそれぞれについて算出する光照射値算出部と、
前記入力信号に基づき、前記画素の輝度を算出する輝度算出部と、
複数の前記画素のうち、所定の輝度値の範囲内にある画素が連続して存在するかを判定し、連続する画素の領域を塊と判定する塊判定部と、
1つの前記部分領域における前記塊内の画素の輝度のうち、最大の輝度である最大輝度値を、前記部分領域毎に検出する最大輝度値検出部と、
前記光照射値に輝度ゲイン値を乗じた値である補正光照射値が、予め定められた所定の上限照射値以下の値となるように、かつ、前記最大輝度値が高い部分領域ほど前記輝度ゲイン値が大きくなるように、前記最大輝度値に基づき、前記部分領域毎に前記輝度ゲイン値を決定する輝度ゲイン値決定部と、
を有する、表示装置。
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