JP6883220B2 - バックライトシステム、表示装置、および発光制御方法 - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.適用例
[構成例]
図1は、第1の実施の形態に係るバックライトシステムを適用した表示装置(表示装置1)の一構成例を表すものである。なお、本開示の実施の形態に係る表示装置および発光制御方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。表示装置1は、入力部11と、フレームレート変換部12と、画像処理部13と、表示制御部14と、液晶表示部15と、バックライトシステム20とを備えている。
続いて、本実施の形態の表示装置1の動作および作用について説明する。
まず、図1を参照して、表示装置1の全体動作概要を説明する。入力部11は、外部機器から供給された画像信号に基づいて画像信号Sp11を生成し出力する。フレームレート変換部12は、画像信号Sp11に基づいて、フレームレート変換を行うことにより画像信号Sp12を生成する。画像処理部13は、画像信号Sp12に基づいて、色域調整や、コントラスト調整などの所定の画像処理を行い、処理結果を画像信号Sp13として出力する。また、画像処理部13は、画像信号Sp13と同期したバックライト同期信号SBLを生成する。表示制御部14は、画像信号Sp13に基づいて、液晶表示部15における表示動作を制御する。液晶表示部15は、表示制御部14から供給された制御信号に基づいて、線順次走査により表示動作を行う。バックライト制御部21は、バックライト同期信号SBLに基づいて、バックライト22における発光動作を制御する。バックライト22は、バックライト制御部21から供給された制御信号に基づいて、光を液晶表示部15に対して出射する。
図5は、表示装置1における表示動作のタイミング図を表すものであり、(A)は液晶表示部15の動作を示し、(B)はバックライト22の動作を示す。図5(A)の縦軸は、液晶表示部15の線順次走査方向の走査位置を示している。図5(A)において、“F(n)”は液晶表示部15がn番目のフレーム画像F(n)の表示を行っている状態を示し、“Fi(n)”は液晶表示部15がn番目のフレーム画像Fi(n)の表示を行っている状態を示し、“F(n+1)”は液晶表示部15が(n+1)番目のフレーム画像F(n+1)の表示を行っている状態を示し、“Fi(n+1)”は液晶表示部15が(n+1)番目のフレーム画像Fi(n+1)の表示を行っている状態を示す。また、図5(B)において、白色部は発光部BLが高い発光強度で発光していることを示し、黒色部は発光部BLが消光していることを示し、網掛部は、その網掛部の濃さに応じた発光強度で発光していることを示す。
図6は、表示装置1の一特性例を表すものであり、(A)〜(E)はサブフレーム期間PS1〜PS5での各発光部BLにおける発光強度をそれぞれ示し、(F)は、フレーム期間PFでの各発光部BLにおける積分発光強度を示す。
次に、比較例と対比して、本実施の形態に係る表示装置1の作用および効果を説明する。
人の視覚残像には、固視残像がある。この固視残像は、視点を動かしていない場合において、網膜で知覚される残像である。人が表示装置の表示画面を観察する場合には、発光部BLが順次発光することにより、過去に発光した発光部BLから出射した光が残像として知覚される。
次に、拡散板19から出射される光の分布(発光プロファイル)について説明する。
以上のように本実施の形態では、各サブフレーム期間において、各発光部の発光強度が走査方向においてゆるやかに変化するようにしたので、画質を高めることができる。
上記実施の形態では、例えばサブフレーム期間PS1において、発光する発光部BLが、そのサブフレーム期間PS1にわたって発光し続けるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、所定の発光デューティ比で発光するようにしてもよい。具体的には、例えば、本変形例に係るバックライト制御部21Aは、サブフレーム期間PS1では、4つの発光部BL1〜BL4の発光強度を例えば“100”に設定するとともに、発光デューティ比を“100%”に設定し、2つの発光部BL5,BL20の発光強度を“100”に設定するとともに、発光デューティ比を“75%”に設定し、2つの発光部BL6,BL19の発光強度を“100”に設定するとともに、発光デューティ比を“50%”に設定し、2つの発光部BL7,BL18の発光強度を“100”に設定するとともに、発光デューティ比を“25%”に設定する。サブフレーム期間PS2〜PS5についても同様である。このように構成しても、各サブフレーム期間PSにおいて、各発光部BLの平均発光強度を個別に設定することができるため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる
上記実施の形態では、バックライト22に20個の発光部BLを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば20個より多くの発光部BLを設けてもよいし、20個より少ない発光部BLを設けてもよい。
次に、第2の実施の形態に係る表示装置2について説明する。本実施の形態は、発光素子29単位で発光強度を設定するものである。なお、上記第1の実施の形態に係る表示装置1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記実施の形態では、例えばサブフレーム期間PS1において、発光する発光素子29が、そのサブフレーム期間PS1にわたって発光し続けるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、発光強度マップLMAPにおける発光強度情報に応じた発光デューティ比で発光するようにしてもよい。このように構成しても、各サブフレーム期間PSにおいて、各発光素子29の平均発光強度を個別に設定することができるため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
上記実施の形態では、バックライト34に300個(=20×15)の発光素子29を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば300個より多い発光素子29を設けてもよいし、300個より少ない発光素子29を設けてもよい。
次に、上記実施の形態および変形例で説明した表示装置の適用例について説明する。
フレーム期間に対応して設けられた複数のサブフレーム期間のうちの第1のサブフレーム期間において、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子が互いに異なる平均発光強度で発光するように、前記バックライトにおける発光動作を制御する制御部と
を備えたバックライトユニット。
(2)前記複数の発光素子は、第1の方向に並設され、
前記制御部は、前記第1のサブフレーム期間において、前記複数の発光素子のうち、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子を含み、連続する所定数の発光素子が発光するように制御する
前記(1)に記載のバックライトユニット。
(3)前記所定数は3以上であり
前記制御部は、前記所定数の発光素子のうち、前記第1の方向における端部に配置された発光素子における平均発光強度が、前記第1の方向における中央付近に配置された発光素子における平均発光強度よりも低くなるように制御する
前記(2)に記載のバックライトユニット。
(4)前記制御部は、各フレーム期間において、前記第1の方向に走査することにより、前記バックライトにおける発光動作を制御する
前記(2)または(3)に記載のバックライトユニット。
(5)前記バックライトから出射した光を変調する表示部は、線順次走査によりフレーム画像を表示し、
前記第1の方向は、前記線順次走査の走査方向である
前記(2)から(4)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(6)各発光素子は、前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の発光素子を含む
前記(5)に記載のバックライトユニット。
(7)前記第1の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間にわたって第1の発光強度で発光し、
前記第2の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間にわたって、前記第1の発光強度と異なる第2の発光強度で発光する
前記(1)から(6)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(8)前記第1の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間の期間内において第1の発光デューティ比で発光し、
前記第2の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間の期間内において、前記第1の発光デューティ比と異なる第2の発光デューティ比で発光する
前記(1)から(6)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(9)前記第1の発光素子は、第2のサブフレーム期間においても発光し、
前記第1のサブフレーム期間における前記第1の発光素子の平均発光強度は、前記第2のサブフレーム期間における前記第1の発光素子の平均発光強度と異なる
前記(1)から(8)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(10)前記複数の発光素子は、第1の方向に並設され、
前記複数の発光素子から出射された光を拡散する拡散板をさらに備え、
前記第1のサブフレーム期間における、前記拡散板から出射された光の分布における勾配は、空間周波数が0.27[cycle/deg.]である正弦波格子における最大勾配以下である
前記(1)から(9)のいずれかに記載のバックライトユニット。
(11)表示部と、
バックライトユニットと
を備え、
前記バックライトユニットは、
互いに異なるタイミングで発光可能に構成され、第1の発光素子および第2の発光素子を含む複数の発光素子を有するバックライトと、
フレーム期間に対応して設けられた複数のサブフレーム期間のうちの第1のサブフレーム期間において、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子が互いに異なる平均発光強度で発光するように、前記バックライトにおける発光動作を制御する制御部と
を有する
表示装置。
(12)フレーム画像の画像データに基づいて輝度マップを生成するマップ生成部と、
第1の方向に走査することにより、前記フレーム画像を表示する表示部と、
前記第1の方向および前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の発光素子を有し、前記第1の方向に走査することにより発光動作を行うバックライトと、
フレーム期間に対応して設けられた複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて、前記第1の方向における発光分布情報を生成し、前記輝度マップおよび前記発光分布情報に基づいて、前記バックライトにおける発光動作を制御する制御部と
を備えた表示装置。
(13)前記複数のサブフレーム期間のうちの第1のサブフレーム期間における前記発光分布情報は、前記第1の方向における互いに異なる位置に対応し、ゼロ以外の値を有するとともに互いに異なる値を有する第1の平均強度情報および第2の平均強度情報を含む
前記(12)に記載の表示装置。
(14)前記第1のサブフレーム期間おける前記発光分布情報は、前記第1の平均強度情報および前記第2の平均強度情報を含み、ゼロ以外の値を有するとともに前記第1の方向において連続する所定数の平均強度情報を含む
前記(13)に記載の表示装置。
(15)前記所定数は3以上であり
前記所定数の平均強度情報のうち、前記第1の方向における端部に配置された平均強度情報が示す値は、前記第1の方向における中央付近に配置された平均強度情報が示す値よりも低い
前記(14)に記載の表示装置。
(16)フレーム期間に対応して複数のサブフレーム期間を設定し、
前記複数のサブフレーム期間のうちの第1のサブフレーム期間において、バックライトにおける第1の発光素子および第2の発光素子が互いに異なる平均発光強度で発光するように、前記バックライトにおける発光動作を制御する
発光制御方法。
Claims (12)
- 互いに異なるタイミングで発光可能に構成され、第1の発光素子および第2の発光素子を含む第1の方向に並設された複数の発光素子を有するバックライトと、
フレーム期間に対応して設けられた複数のサブフレーム期間のうちの第1のサブフレーム期間において、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子が互いに異なる平均発光強度で発光するように、前記バックライトにおける発光動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記第1のサブフレーム期間において、前記複数の発光素子のうち、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子を含み、連続する所定数の発光素子が発光するように制御し、
前記所定数の発光素子のうち、前記第1の方向における端部に配置された発光素子における平均発光強度が、前記第1の方向における中央付近に配置された発光素子における平均発光強度よりも低くなるように制御し、
前記複数の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間において発光を停止する発光素子を含み、
前記複数のサブクレーム期間のそれぞれにおいて、前記第1の方向における平均発光強度の分布は、前記第1の方向において互いにずれている
バックライトユニット。 - 前記制御部は、各フレーム期間において、前記第1の方向に走査することにより、前記バックライトにおける発光動作を制御する
請求項1に記載のバックライトユニット。 - 前記バックライトから出射した光を変調する表示部は、線順次走査によりフレーム画像を表示し、
前記第1の方向は、前記線順次走査の走査方向である
請求項1または請求項2に記載のバックライトユニット。 - 各発光素子は、前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の発光素子を含む
請求項3に記載のバックライトユニット。 - 前記第1の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間にわたって第1の発光強度で発光し、
前記第2の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間にわたって、前記第1の発光強度と異なる第2の発光強度で発光する
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のバックライトユニット。 - 前記第1の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間の期間内において第1の発光デューティ比で発光し、
前記第2の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間の期間内において、前記第1の発光デューティ比と異なる第2の発光デューティ比で発光する
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のバックライトユニット。 - 前記第1の発光素子は、第2のサブフレーム期間においても発光し、
前記第1のサブフレーム期間における前記第1の発光素子の平均発光強度は、前記第2のサブフレーム期間における前記第1の発光素子の平均発光強度と異なる
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のバックライトユニット。 - 前記複数の発光素子から出射された光を拡散する拡散板をさらに備え、
前記第1のサブフレーム期間における、前記拡散板から出射された光の分布における勾配は、空間周波数が0.27[cycle/deg.]である正弦波格子における最大勾配以下である
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のバックライトユニット。 - 前記所定数の発光素子のうちの、前記第1の方向における中央付近に配置された連続する2以上の発光素子の平均発光強度は、互いに等しい
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のバックライトユニット。 - 表示部と、
バックライトユニットと
を備え、
前記バックライトユニットは、
互いに異なるタイミングで発光可能に構成され、第1の発光素子および第2の発光素子を含む第1の方向に並設された複数の発光素子を有するバックライトと、
フレーム期間に対応して設けられた複数のサブフレーム期間のうちの第1のサブフレーム期間において、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子が互いに異なる平均発光強度で発光するように、前記バックライトにおける発光動作を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、
前記第1のサブフレーム期間において、前記複数の発光素子のうち、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子を含み、連続する所定数の発光素子が発光するように制御し、
前記所定数の発光素子のうち、前記第1の方向における端部に配置された発光素子における平均発光強度が、前記第1の方向における中央付近に配置された発光素子における平均発光強度よりも低くなるように制御し、
前記複数の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間において発光を停止する発光素子を含み、
前記複数のサブクレーム期間のそれぞれにおいて、前記第1の方向における平均発光強度の分布は、前記第1の方向において互いにずれている
表示装置。 - フレーム画像の画像データに基づいて輝度マップを生成するマップ生成部と、
第1の方向に走査することにより、前記フレーム画像を表示する表示部と、
前記第1の方向および前記第1の方向と交差する第2の方向に並設された複数の発光素子を有し、前記第1の方向に走査することにより発光動作を行うバックライトと、
フレーム期間に対応して設けられた複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて、前記第1の方向における発光分布情報を生成し、前記輝度マップおよび前記発光分布情報に基づいて、前記バックライトにおける発光動作を制御する制御部と
を備え、
前記複数のサブフレーム期間のうちの第1のサブフレーム期間における前記発光分布情報は、前記第1の方向における互いに異なる位置に対応し、ゼロ以外の値を有するとともに互いに異なる値を有する第1の平均強度情報および第2の平均強度情報を含み、
前記第1のサブフレーム期間おける前記発光分布情報は、前記第1の平均強度情報および前記第2の平均強度情報を含み、ゼロ以外の値を有するとともに前記第1の方向において連続する所定数の平均強度情報を含み、
前記所定数の平均強度情報のうち、前記第1の方向における端部に配置された平均強度情報が示す値は、前記第1の方向における中央付近に配置された平均強度情報が示す値よりも低く、
前記複数の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間において発光を停止する発光素子を含み、
前記複数のサブクレーム期間のそれぞれにおいて、前記第1の方向における平均強度情報の分布は、前記第1の方向において互いにずれている
表示装置。 - フレーム期間に対応して複数のサブフレーム期間を設定することと、
前記複数のサブフレーム期間のうちの第1のサブフレーム期間において、第1の発光素子および第2の発光素子を含む第1の方向に並設された複数の発光素子を有するバックライトにおける前記第1の発光素子および前記第2の発光素子が互いに異なる平均発光強度で発光するように、前記バックライトにおける発光動作を制御することと
を含み、
前記発光動作を制御することは、
前記第1のサブフレーム期間において、前記複数の発光素子のうち、前記第1の発光素子および前記第2の発光素子を含み、連続する所定数の発光素子が発光するように制御することと、
前記所定数の発光素子のうち、前記第1の方向における端部に配置された発光素子における平均発光強度が、前記第1の方向における中央付近に配置された発光素子における平均発光強度よりも低くなるように制御することと
を含み、
前記複数の発光素子は、前記第1のサブフレーム期間において発光を停止する発光素子を含み、
前記複数のサブクレーム期間のそれぞれにおいて、前記第1の方向における平均発光強度の分布は、前記第1の方向において互いにずれている
発光制御方法。
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