JP7094474B2 - 輝度調整装置、表示装置及び輝度調整方法 - Google Patents

輝度調整装置、表示装置及び輝度調整方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7094474B2
JP7094474B2 JP2022524103A JP2022524103A JP7094474B2 JP 7094474 B2 JP7094474 B2 JP 7094474B2 JP 2022524103 A JP2022524103 A JP 2022524103A JP 2022524103 A JP2022524103 A JP 2022524103A JP 7094474 B2 JP7094474 B2 JP 7094474B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
luminance
light source
brightness
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022524103A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021250722A1 (ja
Inventor
真彦 宇野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2021250722A1 publication Critical patent/JPWO2021250722A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7094474B2 publication Critical patent/JP7094474B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • H05B45/12Controlling the intensity of the light using optical feedback
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406Control of illumination source
    • G09G3/342Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines
    • G09G3/3426Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines the different display panel areas being distributed in two dimensions, e.g. matrix
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0233Improving the luminance or brightness uniformity across the screen
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2360/00Aspects of the architecture of display systems
    • G09G2360/14Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors
    • G09G2360/145Detecting light within display terminals, e.g. using a single or a plurality of photosensors the light originating from the display screen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Description

本開示は、輝度調整装置、表示装置及び輝度調整方法に関する。
従来、バックライトを有するディスプレイが開発されている。より具体的には、いわゆる「直下型方式」のバックライトを有する液晶ディスプレイが開発されている。また、かかるディスプレイにおいて、いわゆる「ローカルディミング」によりバックライトの明るさを制御する技術が開発されている。
直下型方式のバックライトは、二次元状に配列された複数個の光源を含むものである。個々の光源は、例えば、LED(Light Emitting Diode)により構成されている。かかるバックライトを有するディスプレイにおいては、複数個の光源における特性のばらつきにより、いわゆる「輝度むら」が発生する。従来、かかる特性のばらつきによる輝度むらを低減する観点から、以下のような技術が開発されている。
すなわち、バックライトに含まれる複数個の光源が順次発光する。このとき、光センサを用いて、個々の光源に対応する輝度値が取得される。すなわち、複数個の光源に対応する複数個の輝度値が取得される(例えば、特許文献1参照。)。次いで、当該取得された輝度値に基づき、複数個の光源に対応する複数個の輝度値が互いに同等の値に近づくように個々の光源による発光が制御される。以下、かかる技術「従来技術」という。
特開2015-90394号公報
従来技術を用いることにより、複数個の光源における特性のばらつきによる輝度むらが低減される。しかしながら、従来技術においては、以下のような要因による輝度むらを低減することができない問題があった。
以下、複数個の光源のうちの互いに隣接する各2個の光源について、当該2個の光源間の領域を「光源間領域」という。複数個の光源に対応する複数個の輝度値が互いに同等であるとき、複数個の光源間領域に対応する複数個の輝度値が互いに同等であるとは限らない。また、このとき、個々の光源に対応する輝度値と個々の光源間領域に対応する輝度値とが互いに同等であるとは限らない。従来技術においては、かかる輝度値の相違による輝度むらを低減することができない問題があった。
以下、ディスプレイの隅部(左上隅部、右上隅部、左下隅部及び左下隅部を含む。以下同じ。)に対応する領域を「隅部領域」という。また、ディスプレイの端部(上端部、下端部、左端部及び右端部を含む。以下同じ。)に対応する領域を「端部領域」という。また、ディスプレイの中央部に対応する領域を「中央領域」という。通常、隅部領域の輝度に寄与する光源の個数は、端部領域の輝度に寄与する光源の個数に比して少ない。また、端部領域の輝度に寄与する光源の個数は、中央領域の輝度に寄与する光源の個数に比して少ない。すなわち、ディスプレイの領域毎に、その輝度に寄与する光源の個数が相違するものである。従来技術においては、かかる個数の相違による輝度むらを低減することができない問題があった。
このように、従来技術においては、ディスプレイの画面における輝度むらを十分に低減することができない問題があった。
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ディスプレイの画面における輝度むらを低減することを目的とする。
本開示に係る輝度調整装置は、ディスプレイのバックライトに含まれる複数個の光源について、個々の光源が点灯した状態に対応する第1画像を含む第1画像群を取得する第1画像取得部と、個々の光源に対応する輝度計算領域であって、第1画像群による合成画像における輝度計算領域を設定する領域設定部と、個々の輝度計算領域における輝度統計値を計算して、複数個の輝度計算領域に対応する複数個の輝度統計値が互いに同等の値に近づくように個々の光源に対応するゲイン値を修正するゲイン修正部と、を備えるものである。
本開示によれば、上記のように構成したので、ディスプレイの画面における輝度むらを低減することができる。
実施の形態1に係る輝度調整装置が用いられる表示装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態1に係る輝度調整装置が用いられる表示装置におけるバックライトの要部を示すブロック図である。 実施の形態1に係る輝度調整装置を含む輝度調整システムの要部を示すブロック図である。 実施の形態1に係る輝度調整装置の要部を示すブロック図である。 全ての光源が点灯した状態の例を示す説明図である。 個々の光源に対応する第1画像の例を示す説明図である。 個々の光源に対応する輝度計算領域の例を示す説明図である。 実施の形態1に係る輝度調整装置の要部のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る輝度調整装置の要部の他のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る輝度調整装置の要部の他のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る輝度調整装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態1に係る輝度調整装置におけるゲイン修正部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態1に係る輝度調整装置を含む表示装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態1に係る輝度調整装置を含む他の表示装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態2に係る輝度調整装置を含む輝度調整システムの要部を示すブロック図である。 実施の形態2に係る輝度調整装置の要部を示すブロック図である。 全ての光源が点灯した状態の例を示す説明図である。 個々の光源群に対応する第2画像の例を示す説明図である。 実施の形態2に係る輝度調整装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る輝度調整装置における第1画像取得部の動作を示すフローチャートである。 第1モデル画像の例を示す説明図である。 個々の第2画像における個々の光源の位置の例を示す説明図である。 1枚の第2画像における3個の光源の位置の例を示す説明図である。 図23に示すA-A’線に沿う部位における輝度プロファイルを示す特性図である。 実施の形態2に係る輝度調整装置を含む表示装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態2に係る輝度調整装置を含む他の表示装置の要部を示すブロック図である。
以下、この開示をより詳細に説明するために、この開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る輝度調整装置が用いられる表示装置の要部を示すブロック図である。図2は、実施の形態1に係る輝度調整装置が用いられる表示装置におけるバックライトの要部を示すブロック図である。図1及び図2を参照して、実施の形態1に係る輝度調整装置が用いられる表示装置について説明する。
表示装置1は、種々の機器の表示部に用いられるものである。具体的には、例えば、表示装置1は、テレビ受像機の表示部、パーソナルコンピュータの表示部、デジタルサイネージの表示部又はインストルメントパネルの表示部に用いられるものである。
図1に示す如く、表示装置1は、ディスプレイ2を含むものである。ディスプレイ2は、例えば、液晶ディスプレイにより構成されている。すなわち、ディスプレイ2は、液晶パネル3及びバックライト4を含むものである。バックライト4は、直下型方式のバックライトにより構成されている。すなわち、図2に示す如く、バックライト4は、二次元状に配列された複数個の光源LSを含むものである。より具体的には、バックライト4は、N行M列のマトリクス状に配列されたN×M個の光源LSを含むものである。個々の光源LSは、例えば、LEDにより構成されている。
ここで、Nは、2以上の整数である。また、Mは、2以上の整数である。以下、N個の整数値(1~N)のうちの個々の整数値を示すインデックスに「i」の符号を用いることがある。また、M個の整数値(1~M)のうちの個々の整数値を示すインデックスに「j」の符号を用いることがある。また、任意の要素に対応するインデックス(i,j)を付すことがある。すなわち、バックライト4は、N×M個の光源LS(i,j)を含むものである。
図1に示す如く、表示装置1は、制御装置5を含むものである。また、表示装置1の外部に情報処理装置6が設けられている。制御装置5は、例えば、専用の処理回路により構成されている。情報処理装置6は、例えば、コンピュータにより構成されている。
情報処理装置6は、ディスプレイ2による表示の対象となる映像を示す信号(以下「映像信号」という。)を出力するものである。制御装置5は、当該出力された映像信号を取得するものである。
制御装置5は、上記取得された映像信号を用いて、液晶パネル3の制御に用いられるデータ(以下「映像データ」という。)を生成するものである。映像データは、例えば、液晶パネル3における個々の画素Pixに対応する画素値を含むものである。個々の画素Pixに対応する画素値は、例えば、256階調による階調値(0~255)を用いたものである。個々の画素Pixにおける光の透過率は、対応する画素値に応じて異なるものである。
制御装置5は、上記取得された映像信号を用いて、バックライト4の制御に用いられるデータ(以下「光量データ」という。)を生成するものである。光量データは、個々の光源LSに対応する光量を示す値(以下「光量値」という。)を含むものである。光量値は、例えば、個々の光源LSに対応するPWM(Pulse Width Modulation)制御におけるデューティ比を用いたものである。または、光量値は、例えば、個々の光源LSに対応する電流値を用いたものである。
制御装置5は、上記生成された映像データを用いて液晶パネル3を制御するとともに、上記生成された光量データを用いてバックライト4を制御するものである。これにより、上記取得された映像信号に対応する映像がディスプレイ2に表示される。このとき、当該表示された映像の各部位における明るさは、対応する画素値(すなわち対応する透過率)と対応する光量値との積に応じた明るさとなる。
ここで、制御装置5は、個々の光源LSに対応するゲイン値Gを含むデータベース(以下「ゲインデータベース」という。)を有するものである。制御装置5は、ゲインデータベースに含まれる個々のゲイン値Gを用いて、光量データに含まれる対応する光量値を補正するものである。より具体的には、制御装置5は、個々の光量値に対応するゲイン値Gを乗算することにより、個々の光量値を補正するものである。制御装置5は、バックライト4を制御するとき、当該補正された光量値を用いるようになっている。
ゲインデータベースに含まれる個々のゲイン値Gは、ディスプレイ2の画面の全体に亘り輝度むらが低減されるような値に設定されている。このため、上記補正された光量値を用いることにより、ディスプレイ2の画面の全体に亘り輝度むらを低減することができる。ゲインデータベースは、例えば、表示装置1の製造時又は表示装置1の工場出荷時に生成されたものである。より具体的には、ゲインデータベースは、以下のような輝度調整システムを用いて生成されたものである。
図3は、実施の形態1に係る輝度調整装置を含む輝度調整システムの要部を示すブロック図である。図4は、実施の形態1に係る輝度調整装置の要部を示すブロック図である。図3及び図4を参照して、実施の形態1に係る輝度調整装置を含む輝度調整システムについて説明する。なお、図3及び図4において、図1に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
図3に示す如く、輝度調整システム7は、画像センサ8及び輝度調整装置9を含むものである。図4に示す如く、輝度調整装置9は、第1画像取得部11、領域設定部12及びゲイン修正部13を含むものである。
画像センサ8は、ディスプレイ2を撮像するものである。画像センサ8は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラにより構成されている。
第1画像取得部11は、個々の光源LSが点灯した状態に対応する画像(以下「第1画像」という。)I1を取得するものである。これにより、N×M個の光源LSに対応するN×M枚の第1画像I1が取得される。すなわち、N×M枚の第1画像I1を含む画像群(以下「第1画像群」という。)IG1が取得される。第1画像群IG1は、例えば、以下のようにして取得される。
すなわち、制御装置5は、輝度調整装置9による指示に応じて、全ての画素Pixにおける画素値(R,G,B)を(255,255,255)に設定する。換言すれば、制御装置5は、全ての画素Pixにおける表示色を白色に設定する。かかる状態にて、制御装置5は、輝度調整装置9による指示に応じて、N×M個の光源LSを順次発光させる。このとき、個々の光源LSに対応する光量値は、所定の値に設定される。具体的には、例えば、PWM制御におけるデューティ比が100%に設定される。
このとき、個々の光源LSが発光したタイミングにて、画像センサ8がディスプレイ2を撮像する。これにより、個々の光源LSが発光した状態に対応する画像が取得される。すなわち、個々の光源LSに対応する第1画像I1が取得される。
図5は、N×M個の光源LSのうちの全ての光源LSが点灯した状態の例を示している。これに対して、図6は、N×M個の光源LSに対応するN×M枚の第1画像I1の例を示している。図5及び図6に示す例においては、N=4であり、かつ、M=10である。
領域設定部12は、上記取得された第1画像群IG1を用いて、個々の第1画像I1における対応する光源LSの位置を計算するものである。具体的には、例えば、領域設定部12は、個々の第1画像I1における輝度の重心位置(以下「輝度重心位置」という。)を計算することにより、対応する光源LSの位置を計算する。領域設定部12は、当該計算された位置に基づき、個々の光源LSに対応する領域(以下「輝度計算領域」という。)Aを設定するものである。すなわち、領域設定部12は、N×M個の光源LSに対応するN×M個の輝度計算領域Aを設定するものである。
ここで、個々の輝度計算領域Aは、N×M枚の第1画像I1を加算してなる画像(以下「合成画像」という。)Icompにおける領域である。換言すれば、個々の輝度計算領域Aは、第1画像群IG1による合成画像Icompにおける領域である。また、個々の輝度計算領域Aは、所定の形状を有するものであり、かつ、所定のサイズを有するものである。
図7は、N×M個の光源LSに対応するN×M個の輝度計算領域Aの例を示している。図7に示す例において、個々の輝度計算領域Aの形状は、矩形状に設定されている。また、個々の輝度計算領域Aのサイズは、互いに隣接する各2個の輝度計算領域Aが互いに部分的に重複するサイズに設定されている。すなわち、図中、実線による矩形は、個々の輝度計算領域Aを示している。他方、破線による矩形、一点鎖線による矩形及び二点鎖線による矩形の各々は、個々の輝度計算領域Aに隣接する輝度計算領域Aを示している。
ゲイン修正部13は、個々の輝度計算領域Aにおける輝度の最大値(以下「輝度最大値」という。)Lmaxを計算するものである。これにより、N×M個の輝度計算領域Aに対応するN×M個の輝度最大値Lmaxが計算される。ゲイン修正部13は、当該計算された輝度最大値Lmaxに基づき、個々の光源LSに対応するゲイン値Gを修正するものである。より具体的には、ゲイン修正部13は、N×M個の輝度最大値Lmaxが互いに同等の値に近づくように個々の光源LSに対応するゲイン値Gを修正するものである。ゲイン修正部13によるゲイン値Gの修正方法については、図12を参照して後述する。
ゲイン修正部13は、修正後のゲイン値Gを出力するものである。当該出力されたゲイン値Gを用いて、制御装置5におけるゲインデータベースが生成される。
このようにして、輝度調整装置9の要部が構成されている。
以下、第1画像取得部11により実行される処理を総称して「第1画像取得処理」ということがある。また、第1画像取得部11が有する機能を総称して「第1画像取得機能」ということがある。また、第1画像取得機能に「F1」の符号を用いることがある。
以下、領域設定部12により実行される処理を総称して「領域設定処理」ということがある。また、領域設定部12が有する機能を総称して「領域設定機能」ということがある。また、領域設定機能に「F2」の符号を用いることがある。
以下、ゲイン修正部13により実行される処理を総称して「ゲイン修正処理」ということがある。また、ゲイン修正部13が有する機能を総称して「ゲイン修正機能」ということがある。また、ゲイン修正機能に「F3」の符号を用いることがある。
次に、図8~図10を参照して、輝度調整装置9の要部のハードウェア構成について説明する。
図8に示す如く、輝度調整装置9は、プロセッサ21及びメモリ22を有するものである。メモリ22には、複数個の機能(第1画像取得機能、領域設定機能及びゲイン修正機能を含む。)F1~F3に対応するプログラムが記憶されている。プロセッサ21は、メモリ22に記憶されているプログラムを読み出して実行する。これにより、複数個の機能F1~F3が実現される。
または、図9に示す如く、輝度調整装置9は、処理回路23を有するものである。処理回路23は、複数個の機能F1~F3に対応する処理を実行する。これにより、複数個の機能F1~F3が実現される。
または、図10に示す如く、輝度調整装置9は、プロセッサ21、メモリ22及び処理回路23を有するものである。メモリ22には、複数個の機能F1~F3のうちの一部の機能に対応するプログラムが記憶されている。プロセッサ21は、メモリ22に記憶されているプログラムを読み出して実行する。これにより、かかる一部の機能が実現される。また、処理回路23は、複数個の機能F1~F3のうちの残余の機能に対応する処理を実行する。これにより、かかる残余の機能が実現される。
プロセッサ21は、1個以上のプロセッサにより構成されている。個々のプロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はDSP(Digital Signal Processor)を用いたものである。
メモリ22は、1個以上の不揮発性メモリにより構成されている。または、メモリ22は、1個以上の不揮発性メモリ及び1個以上の揮発性メモリにより構成されている。すなわち、メモリ22は、1個以上のメモリにより構成されている。個々のメモリは、例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ又は磁気ドラムを用いたものである。より具体的には、個々の揮発性メモリは、例えば、RAM(Random Access Memory)を用いたものである。また、個々の不揮発性メモリは、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク又はミニディスクを用いたものである。
処理回路23は、1個以上のデジタル回路により構成されている。または、処理回路23は、1個以上のデジタル回路及び1個以上のアナログ回路により構成されている。すなわち、処理回路23は、1個以上の処理回路により構成されている。個々の処理回路は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、SoC(System on a Chip)又はシステムLSI(Large Scale Integration)を用いたものである。
ここで、プロセッサ21が複数個のプロセッサにより構成されているとき、複数個の機能F1~F3と複数個のプロセッサとの対応関係は任意である。すなわち、複数個のプロセッサの各々は、複数個の機能F1~F3のうちの対応する1個以上の機能に対応するプログラムを読み出して実行するものであっても良い。プロセッサ21は、複数個の機能F1~F3の各々に対応する専用のプロセッサを含むものであっても良い。
また、メモリ22が複数個のメモリにより構成されているとき、複数個の機能F1~F3と複数個のメモリとの対応関係は任意である。すなわち、複数個のメモリの各々は、複数個の機能F1~F3のうちの対応する1個以上の機能に対応するプログラムを記憶するものであっても良い。メモリ22は、複数個の機能F1~F3の各々に対応する専用のメモリを含むものであっても良い。
また、処理回路23が複数個の処理回路により構成されているとき、複数個の機能F1~F3と複数個の処理回路との対応関係は任意である。すなわち、複数個の処理回路の各々は、複数個の機能F1~F3のうちの対応する1個以上の機能に対応する処理を実行するものであっても良い。処理回路23は、複数個の機能F1~F3の各々に対応する専用の処理回路を含むものであっても良い。
次に、図11に示すフローチャートを参照して、輝度調整装置9の動作について説明する。
まず、第1画像取得部11が第1画像取得処理を実行する(ステップST1)。これにより、N×M個の光源LSに対応するN×M枚の第1画像I1を含む第1画像群IG1が取得される。次いで、領域設定部12が領域設定処理を実行する(ステップST2)。これにより、N×M個の光源LSに対応するN×M個の輝度計算領域Aが設定される。次いで、ゲイン修正部13がゲイン修正処理を実行する(ステップST3)。これにより、個々の光源LSに対応するゲイン値Gが修正される。これらの処理は、例えば、表示装置1の製造時又は表示装置1の工場出荷時に実行される。
次に、図12に示すフローチャートを参照して、ゲイン修正部13の動作について説明する。すなわち、ステップST3にて実行される処理について説明する。
まず、ゲイン修正部13は、個々の光源LSに対応するゲイン値Gを所定の初期値に設定する(ステップST11)。初期値は、例えば、1.0に設定されている。
次いで、ゲイン修正部13は、ステップST1にて取得された第1画像群IG1を用いて、対応するゲイン値Gが乗算されたN×M枚の第1画像I1_1による合成画像Icomp_1を生成する(ステップST12)。すなわち、ゲイン修正部13は、以下の式(1)により個々の第1画像I1_1を生成して、以下の式(2)により合成画像Icomp_1を生成する。ここで、Σは、インデックス(i,j)について、i=1~Nの範囲及びj=1~Mの範囲における総和を計算する関数を示している。
I1_1(i,j)=I1(i,j)×G(i,j) (1)
Icomp_1=Σ{I1_1(i,j)} (2)
次いで、ゲイン修正部13は、合成画像Icomp_1における輝度の平均値(以下「輝度平均値」という。)Lave_1を計算する(ステップST13)。
次いで、ゲイン修正部13は、合成画像Icomp_1における個々の輝度計算領域Aにおける輝度最大値Lmaxを計算する(ステップST14)。個々の輝度計算領域Aは、ステップST2にて設定されたものである。
次いで、ゲイン修正部13は、以下の式(3)により、個々の光源LSに対応するゲイン値Gを更新する(ステップST15)。これにより、個々のゲイン値Gは、以下のような方向に更新される。すなわち、個々のゲイン値Gは、個々の輝度計算領域Aに対応する輝度最大値Lmaxが合成画像Icomp_1における輝度平均値Lave_1に近づく方向に更新される。
G(i,j)
←{Lave_1/Lmax(i,j)}×G(i,j) (3)
次いで、ゲイン修正部13は、ステップST1にて取得された第1画像群IG1を用いて、対応するゲイン値Gが乗算されたN×M枚の第1画像I1_2による合成画像Icomp_2を生成する(ステップST16)。すなわち、ゲイン修正部13は、以下の式(4)により個々の第1画像I1_2を生成して、以下の式(5)により合成画像Icomp_2を生成する。ここで、Σは、式(2)におけるΣと同様の関数を示している。
I1_2(i,j)=I1(i,j)×G(i,j) (4)
Icomp_2=Σ{I1_2(i,j)} (5)
次いで、ゲイン修正部13は、合成画像Icomp_2における輝度平均値Lave_2を計算する(ステップST17)。
通常、個々の光源LSが発した光は、空間的に広がるものである。このため、個々の光源LSが発した光は、対応する輝度計算領域Aにおける輝度に影響を与えるのはもちろんのこと、他の輝度計算領域Aにおける輝度に影響を与える。したがって、ステップST17における輝度平均値Lave_2は、ステップST13における輝度平均値Lave_1と異なる値となる。
次いで、ゲイン修正部13は、以下の式(6)により、個々の光源LSに対応するゲイン値Gを更新する(ステップST18)。これにより、個々のゲイン値Gは、以下のような方向に更新される。すなわち、個々のゲイン値Gは、N×M個の輝度計算領域Aに対応するN×M個の輝度最大値Lmaxが互いに同等の値に近づく方向に更新される。
G(i,j)
←(Lave_1/Lave_2)×G(i,j) (6)
N×M個の輝度最大値Lmaxが互いに同等の値に近づくことにより、ディスプレイ2の画面のうちの一部の部位における輝度がディスプレイ2の画面のうちの他の部位における輝度に比して高い状態が解消される。この結果、ディスプレイ2の画面における輝度の均一度(以下「輝度均一度」という。)が上昇する。
ステップST12~ST18の処理は、所定回数繰り返し実行される(ステップST19“NO”)。このようにして、個々の光源LSに対応するゲイン値Gが修正される。以下、ステップST12~ST18の処理を総称して「ループ処理」ということがある。
ループ処理の繰り返し回数が所定回数(例えば30回)に到達したとき(ステップST19“YES”)、ゲイン修正部13は、個々の光源LSに対応するゲイン値Gを出力する(ステップST20)。すなわち、ゲイン修正部13は、最終回のループ処理におけるステップST18にて更新されたゲイン値Gを出力する。換言すれば、ゲイン修正部13は、修正後のゲイン値Gを出力する。当該出力されたゲイン値Gを用いて、制御装置5におけるゲインデータベースが生成される。
ここで、第2回以降の各回のループ処理においては、ステップST13の処理がスキップされるものであっても良い。すなわち、第2回以降の各回のループ処理においては、第1回のループ処理におけるステップST13にて計算された輝度平均値Lave_1が用いられるものであっても良い。これは、以下のような理由によるものである。
すなわち、第2回以降の各回のループ処理におけるステップST12においては、前回のループ処理におけるステップST18にて更新されたゲイン値Gが用いられる。このため、第2回以降の各回のループ処理におけるステップST12にて生成される合成画像Icomp_1における輝度平均値は、略一定の値となるものであり、かつ、第1回のループ処理におけるステップST12にて生成される合成画像Icomp_1における輝度平均値と同等の値となるものである。したがって、第2回以降の各回のループ処理において、第1回のループ処理におけるステップST13にて計算された輝度平均値Lave_1を用いることができる。
次に、輝度調整装置9を用いることによる効果について説明する。
上記のとおり、輝度調整装置9においては、個々の光源LSに対応する輝度計算領域Aが設定されて、N×M個の輝度計算領域Aに対応するN×M個の輝度最大値Lmaxが互いに同等の値に近づくように個々の光源LSに対応するゲイン値Gが修正される。かかる修正後のゲイン値Gを用いることにより、ディスプレイ2の画面における輝度均一度が向上する。この結果、ディスプレイ2の画面における輝度むらを低減することができる。
このとき、N×M個の光源LSにおける特性のばらつきによる輝度むらが低減されるのはもちろんのこと、個々の光源LSに対応する位置における輝度と個々の光源間領域に対応する位置における輝度との相違による輝度むらも低減される。また、ディスプレイ2における領域(すなわち隅部領域、端部領域及び中央領域)毎の輝度に寄与する光源LSの個数の相違による輝度むらも低減される。これにより、ディスプレイ2の画面の全体に亘り輝度むらを低減することができる。
次に、輝度調整装置9の変形例について説明する。
ゲイン修正部13は、修正後のゲイン値Gを用いてゲインデータベースを生成するものであっても良い。ゲイン修正部13は、修正後のゲイン値Gを出力するのに代えて、当該生成されたゲインデータベースを出力するものであっても良い。
次に、輝度調整装置9の他の変形例について説明する。
第1画像取得部11による第1画像群IG1の取得方法は、上記の具体例に限定されるものではない。例えば、画像センサ8は、全ての画素Pixにおける表示色が白色に設定された状態にてディスプレイ2を撮像するのに代えて、液晶パネル3が取り外された状態にてディスプレイ2を撮像するものであっても良い。そして、当該撮像された画像が第1画像I1に用いられるものであっても良い。
または、例えば、画像センサ8により撮像された画像が第1画像I1に用いられるのに代えて、予め用意された画像が第1画像I1に用いられるものであっても良い。
次に、輝度調整装置9の他の変形例について説明する。
ゲイン修正部13におけるループ処理の終了条件は、繰り返し回数が所定回数に到達するという条件に限定されるものではない。例えば、ゲイン修正部13におけるループ処理の終了条件は、合成画像Icomp_2における輝度均一度Uが所定値を超えるという条件であっても良い。
この場合、ゲイン修正部13は、各回のループ処理において、合成画像Icomp_2における輝度均一度Uを計算するものであっても良い。合成画像Icomp_2における輝度均一度Uは、例えば、以下のようにして計算される。
まず、ゲイン修正部13は、合成画像Icomp_2を複数個のブロックに分割する。次いで、ゲイン修正部13は、個々のブロックにおける輝度平均値を計算する。これにより、複数個のブロックに対応する複数個の輝度平均値が計算される。次いで、ゲイン修正部13は、当該計算された複数個の輝度平均値における最大値を抽出するとともに、当該計算された複数個の輝度平均値における最小値を抽出する。次いで、ゲイン修正部13は、当該抽出された最大値に対する当該抽出された最小値の比の値を計算する。ゲイン修正部13は、当該計算された比の値を輝度均一度Uに用いる。
この場合、輝度均一度Uは、0~1の範囲内の値を示すものとなる。Uの値が1に近いほど、輝度均一度が高いことを示している。換言すれは、Uの値が0に近いほど、輝度均一度が低いことを示している。
次に、輝度調整装置9の他の変形例について説明する。
ゲイン修正部13は、個々の輝度計算領域Aにおける輝度最大値Lmaxに代えて、個々の輝度計算領域Aにおける輝度平均値、個々の輝度計算領域Aにおける輝度の中央値(以下「輝度中央値」という。)又は個々の輝度計算領域Aにおける輝度の最小値(以下「輝度最小値」という。)を用いるものであっても良い。すなわち、ゲイン修正部13は、個々の輝度計算領域Aにおける輝度の統計値(以下「輝度統計値」という。)Lstを用いるものであれば良い。
ただし、輝度統計値Lstに輝度最大値Lmaxを用いることにより、輝度統計値Lstに他の値(例えば輝度平均値、輝度中央値又は輝度最小値)を用いる場合に比して、輝度むらを低減する効果が向上する。これは、実験により確認されたものである。このため、輝度統計値Lstに輝度最大値Lmaxを用いるのが好適である。
すなわち、通常、均一度は、最小値に対する最大値の比の値により定義される。これに対して、輝度統計値Lstに輝度最大値Lmaxを用いることにより、上記のとおり、ディスプレイ2の画面のうちの一部の部位における輝度がディスプレイ2の画面のうちの他の部位における輝度に比して高い状態が解消される。また、ディスプレイ2の画面のうちの一部の部位における輝度がディスプレイ2の画面のうちの他の部位における輝度に比して低い状態も解消される。換言すれば、輝度統計値Lstに輝度最大値Lmaxを用いることにより、これらの状態を直接的に解消することができる。このため、輝度むらを低減する効果が最も良く得られるものであると考えられる。
次に、輝度調整装置9の他の変形例について説明する。
図11に示す処理(すなわち第1画像取得処理、領域設定処理及びゲイン修正処理)が実行されるタイミングは、表示装置1の製造時又は表示装置1の工場出荷時に限定されるものではない。これらの処理は、表示装置1の使用時に実行されるものであっても良い。換言すれば、これらの処理が実行される場所は、表示装置1の製造地に限定されるものではない。これらの処理は、表示装置1の仕向地にて実行されるものであっても良い。
すなわち、表示装置1の仕向地において、表示装置1が設置されるとともに、画像センサ8及び輝度調整装置9が設置される。当該設置された輝度調整装置9により、第1画像取得処理、領域設定処理及びゲイン修正処理が実行される。これにより、表示装置1の仕向地にてゲインデータベースを生成することができる。換言すれば、表示装置1の使用時にゲインデータベースを生成することができる。
次に、図13及び図14を参照して、表示装置1の変形例について説明する。
図13に示す如く、輝度調整装置9が表示装置1に内蔵されるものであっても良い。換言すれば、表示装置1は、輝度調整装置9を含むものであっても良い。または、図14に示す如く、画像センサ8及び輝度調整装置9が表示装置1に内蔵されるものであっても良い。換言すれば、表示装置1は、画像センサ8及び輝度調整装置9を含むものであっても良い。
これにより、任意のタイミングにてゲインデータベースを生成することができる。例えば、表示装置1の製造時、表示装置1の工場出荷時又は表示装置1の使用時のうちの選択されたタイミングにてゲインデータベースを生成することができる。換言すれば、任意の場所にてゲインデータベースを生成することができる。例えば、表示装置1の製造地又は表示装置1の仕向地のうちの選択された場所にてゲインデータベースを生成することができる。
以上のように、実施の形態1に係る輝度調整装置9は、ディスプレイ2のバックライト4に含まれる複数個の光源LSについて、個々の光源LSが点灯した状態に対応する第1画像I1を含む第1画像群IG1を取得する第1画像取得部11と、個々の光源LSに対応する輝度計算領域Aであって、第1画像群IG1による合成画像Icompにおける輝度計算領域Aを設定する領域設定部12と、個々の輝度計算領域Aにおける輝度統計値Lstを計算して、複数個の輝度計算領域Aに対応する複数個の輝度統計値Lstが互いに同等の値に近づくように個々の光源LSに対応するゲイン値Gを修正するゲイン修正部13と、を備える。これにより、ディスプレイ2の画面における輝度むらを低減することができる。
また、ゲイン修正部13は、輝度統計値Lstに輝度最大値Lmaxを用いる。これにより、輝度統計値Lstに他の値(例えば輝度平均値、輝度中央値又は輝度最小値)を用いる場合に比して、輝度むらを低減する効果を向上することができる。
また、実施の形態1に係る輝度調整方法は、第1画像取得部11が、ディスプレイ2のバックライト4に含まれる複数個の光源LSについて、個々の光源LSが点灯した状態に対応する第1画像I1を含む第1画像群IG1を取得するステップST1と、領域設定部12が、個々の光源LSに対応する輝度計算領域Aであって、第1画像群IG1による合成画像Icompにおける輝度計算領域Aを設定するステップST2と、ゲイン修正部13が、個々の輝度計算領域Aにおける輝度統計値Lstを計算して、複数個の輝度計算領域Aに対応する複数個の輝度統計値Lstが互いに同等の値に近づくように個々の光源LSに対応するゲイン値Gを修正するステップST3と、を備える。これにより、ディスプレイ2の画面における輝度むらを低減することができる。
実施の形態2.
図15は、実施の形態2に係る輝度調整装置を含む輝度調整システムの要部を示すブロック図である。図16は、実施の形態2に係る輝度調整装置の要部を示すブロック図である。図15及び図16を参照して、実施の形態2に係る輝度調整装置を含む輝度調整システムについて説明する。
なお、図15において、図3に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。また、図16において、図4に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
図15に示す如く、輝度調整システム7aは、画像センサ8及び輝度調整装置9aを含むものである。図16に示す如く、輝度調整装置9aは、第1画像取得部11a、領域設定部12及びゲイン修正部13を含むものである。これに加えて、輝度調整装置9aは、第2画像取得部14を含むものである。
輝度調整装置9aにおいては、N×M個の光源LSをグループ化してなる複数個のグループ(以下「光源群」という。)SGが設定されている。より具体的には、N×M個の光源LSを行方向及び列方向にn個飛ばしにグループ化してなるO個の光源群SGが設定されている。ここで、nは、1以上の整数である。また、Oは、2以上の整数である。
個々の光源LSは、O個の光源群SGのうちの対応する1個の光源群SGに含まれるものである。換言すれば、個々の光源群SGは、N×M個の光源LSのうちの対応するQ個の光源LSを含むものである。ここで、Qは、2以上の整数である。ただし、N×M=O×Qである。これは、O個の光源群SGの各々がQ個の光源LSを含む場合であるが、O個の光源群SGが互いに異なる個数の光源LSを含むものであっても良い。ただし、個々の光源LSは、少なくともいずれか1個の光源群SGに含まれていなければならない。
第2画像取得部14は、個々の光源群SGが点灯した状態に対応する画像(以下「第2画像」という。)I2を取得するものである。これにより、O個の光源群SGに対応するO枚の第2画像I2が取得される。すなわち、O枚の第2画像I2を含む画像群(以下「第2画像群」という。)IG2が取得される。第2画像取得部14による第2画像群IG2の取得方法は、第1画像取得部11による第1画像群IG1の取得方法と同様である。
すなわち、制御装置5は、輝度調整装置9aによる指示に応じて、全ての画素Pixにおける画素値(R,G,B)を(255,255,255)に設定する。換言すれば、制御装置5は、全ての画素Pixにおける表示色を白色に設定する。かかる状態にて、制御装置5は、輝度調整装置9aによる指示に応じて、O個の光源群SGを順次発光させる。このとき、個々の光源LSに対応する光量値は、所定の値に設定される。具体的には、例えば、PWM制御におけるデューティ比が100%に設定される。
このとき、個々の光源群SGが発光したタイミングにて、画像センサ8がディスプレイ2を撮像する。これにより、個々の光源群SGが発光した状態に対応する画像が取得される。すなわち、個々の光源群SGに対応する第2画像I2が取得される。
図17は、N×M個の光源LSのうちの全ての光源LSが点灯した状態の例を示している。これに対して、図18は、N×M個の光源LSをグループ化してなるO個の光源群SGについて、O個の光源群SGに対応するO枚の第2画像I2の例を示している。図17及び図18に示す例においては、N=4であり、かつ、M=10であり、かつ、n=1である。これにより、O=4であり、かつ、Q=10である。
すなわち、4行10列のマトリクス状に配列された40個の光源LSがバックライト4に含まれている。また、40個の光源LSを行方向及び列方向に1個飛ばしにグループ化してなる4個の光源群SGが設定されている。また、個々の光源群SGに10個の光源LSが含まれている。この場合、4個の光源群SGに対応する4枚の第2画像I2を含む第2画像群IG2が取得される。
第1画像取得部11aは、第2画像取得部14により取得された第2画像群IG2を用いて、第1画像群IG1を取得するものである。すなわち、第1画像取得部11aによる第1画像群IG1の取得方法は、第1画像取得部11による第1画像群IG1の取得方法と異なるものである。第1画像取得部11aによる第1画像群IG1の取得方法については、図20~図24を参照して後述する。
このようにして、輝度調整装置9aの要部が構成されている。
以下、第1画像取得部11aにより実行される処理を総称して「第1画像取得処理」ということがある。また、第1画像取得部11aが有する機能を総称して「第1画像取得機能」ということがある。また、第1画像取得部11aにおける第1画像取得機能に「F1a」の符号を用いることがある。
以下、第2画像取得部14により実行される処理を総称して「第2画像取得処理」ということがある。また、第2画像取得部14が有する機能を総称して「第2画像取得機能」ということがある。また、第2画像取得機能に「F4」の符号を用いることがある。
輝度調整装置9aの要部のハードウェア構成は、実施の形態1にて図8~図10を参照して説明したものと同様である。このため、詳細な説明は省略する。
すなわち、輝度調整装置9aは、複数個の機能(第2画像取得機能、第1画像取得機能、領域設定機能及びゲイン修正機能を含む。)F1a,F2~F4を有するものである。複数個の機能F1a,F2~F4の各々は、プロセッサ21及びメモリ22により実現されるものであっても良く、又は処理回路23により実現されるものであっても良い。
ここで、プロセッサ21は、複数個の機能F1a,F2~F4の各々に対応する専用のプロセッサを含むものであっても良い。また、メモリ22は、複数個の機能F1a,F2~F4の各々に対応する専用のメモリを含むものであっても良い。また、処理回路23は、複数個の機能F1a,F2~F4の各々に対応する専用の処理回路を含むものであっても良い。
次に、図19に示すフローチャートを参照して、輝度調整装置9aの動作について説明する。なお、図19において、図11に示すステップと同様のステップには同一符号を付している。
まず、第2画像取得部14が第2画像取得処理を実行する(ステップST4)。これにより、O個の光源群SGに対応するO枚の第2画像I2を含む第2画像群IG2が取得される。次いで、第1画像取得部11aが第1画像取得処理を実行する(ステップST1a)。これにより、N×M個の光源LSに対応するN×M枚の第1画像I1を含む第1画像群IG1が取得される。次いで、領域設定部12が領域設定処理を実行する(ステップST2)。これにより、N×M個の光源LSに対応するN×M個の輝度計算領域Aが設定される。次いで、ゲイン修正部13がゲイン修正処理を実行する(ステップST3)。これにより、個々の光源LSに対応するゲイン値Gが修正される。
次に、図20~図24を参照して、第1画像取得部11aの動作について説明する。すなわち、ステップST1aにて実行される処理について説明する。
まず、第1画像取得部11aは、N×M個の光源LSのうちの選択された1個の光源LSが点灯した状態に対応するモデル画像(以下「第1モデル画像」という。)Imod1を取得する(ステップST31)。図21は、第1モデル画像Imod1の例を示している。第1モデル画像Imod1は、例えば、以下のようにして取得される。
〈第1モデル画像Imod1の取得方法の第1具体例〉
第1画像取得部11aは、第1画像取得部11による個々の第1画像I1の取得方法と同様の取得方法により第1モデル画像Imod1を取得する。すなわち、第1画像取得部11aは、N×M個の光源LSのうちの1個の光源LSを選択する。当該選択された1個の光源LSが点灯した状態にて、画像センサ8がディスプレイ2を撮像する。第1画像取得部11aは、当該撮像された画像を第1モデル画像Imod1に用いる。図16において、画像センサ8と第1画像取得部11a間の接続線は図示を省略している。
ここで、第1モデル画像Imod1は、N×M個の光源LSに対応するN×M個の輝度プロファイルのうちの標準的な1個の輝度プロファイルに対応するものであるのが好適である。換言すれば、第1モデル画像Imod1は、N×M個の輝度プロファイルのうちの代表的な1個の輝度プロファイルに対応するものであるのが好適である。このため、上記選択された1個の光源LSは、ディスプレイ2の中央領域に配置されているのが好適である。
すなわち、隅部領域に配置された個々の光源LSに対応する輝度プロファイルは、ディスプレイ2の隅部の形状による影響を受ける。また、端部領域に配置された個々の光源LSに対応する輝度プロファイルは、ディスプレイ2の端部の形状による影響を受ける。このため、これらの光源LSに対応する輝度プロファイルにおいては、歪みが生ずる可能性がある。よって、上記選択された1個の光源LSは、ディスプレイ2の中央領域に配置されているのが好適であるといえる。
〈第1モデル画像Imod1の取得方法の第2具体例〉
実施の形態1にて説明したとおり、個々の光源LSは、例えば、LEDにより構成されている。第1画像取得部11aは、かかるLEDの輝度プロファイルを用いて、上記選択された1個の光源LSが点灯した状態に対応する画像を模擬する。第1画像取得部11aは、当該模擬された画像を第1モデル画像Imod1に用いる。すなわち、この場合、画像センサ8により撮像された画像が第1モデル画像Imod1に用いられるのに代えて、人工的に生成された画像が第1モデル画像Imod1に用いられる。
〈第1モデル画像Imod1の取得方法の第3具体例〉
第1画像取得部11aは、N×M個の光源LSのうちの2個以上の光源LSを選択する。当該選択された2個以上の光源LSの各々が点灯した状態にて、画像センサ8がディスプレイ2を撮像する。これにより、当該選択された2個以上の光源LSに対応する2枚以上の画像が取得される。第1画像取得部11aは、当該取得された2枚以上の画像による平均画像を生成する。第1画像取得部11aは、当該生成された平均画像を第1モデル画像Imod1に用いる。図16において、画像センサ8と第1画像取得部11a間の接続線は図示を省略している。
このようにして、第1モデル画像Imod1が取得される。
次いで、第1画像取得部11aは、個々の第2画像I2における個々の光源LSの位置Pを計算する(ステップST32)。すなわち、第1画像取得部11aは、O枚の第2画像I2の各々におけるQ個の光源LSの各々の位置Pを計算する。これにより、N×M個の光源LSに対応するN×M個の位置Pが計算される。
図22は、O枚の第2画像I2の各々におけるQ個の光源LSの各々の位置Pの例を示している。より具体的には、図22は、4枚の第2画像I2の各々における10個の光源LSの各々の位置Pの例を示している。図中、プラス印(+)は、個々の光源LSの位置を示している。また、X軸は、行方向(すなわち横方向)に沿う仮想的な軸を示している。また、Y軸は、列方向(すなわち縦方向)に沿う仮想的な軸を示している。
位置Pは、例えば、以下のようにして計算される。
まず、第1画像取得部11aは、O枚の第2画像I2による合成画像を生成する。これにより、N×M個の光源LSのうちの全ての光源LSが点灯した状態に対応する合成画像が生成される。次いで、第1画像取得部11aは、当該生成された合成画像におけるディスプレイ2の画面に対応する領域を特定する。第1画像取得部11aは、当該特定された領域を縦方向(X方向)にN等分するとともに、当該特定された領域を横方向(Y方向)にM等分する。これにより、N×M個の光源に対応するN×M個の区画が設定される。
次いで、第1画像取得部11aは、個々の第2画像I2における個々の区間における輝度平均値を計算する。第1画像取得部11aは、当該計算された輝度平均値に基づき、個々の第2画像I2における個々の光源LSが点灯した状態であるか否かを判定する。次いで、第1画像取得部11aは、対応する光源LSが点灯している個々の区間における輝度重心位置を計算する。これにより、個々の光源LSの位置Pが計算される。
次いで、第1画像取得部11aは、個々の第2画像I2における個々の光源LSに対応する輝度のピーク値(以下「輝度ピーク値」という。)Lpeakを計算する(ステップST33)。すなわち、第1画像取得部11aは、O枚の第2画像I2の各々におけるQ個の光源LSの各々に対応する輝度ピーク値Lpeakを計算する。これにより、N×M個の光源LSに対応するN×M個の輝度ピーク値Lpeakが計算される。
具体的には、例えば、第1画像取得部11aは、ステップST32における判定の結果に基づき、対応する光源LSが点灯している個々の区間において、対応する位置Pを含む領域における輝度最大値を計算する。これにより、個々の光源LSに対応する輝度ピーク値Lpeakが計算される。
次いで、第1画像取得部11aは、O枚の第2画像I2のうちの1枚の第2画像I2を選択する(ステップST34)。
次いで、第1画像取得部11aは、上記取得された第1モデル画像Imod1を用いて、上記選択された1枚の第2画像I2に対応するモデル画像(以下「第2モデル画像」という。)Imod2を生成する(ステップST35)。第2モデル画像Imod2は、以下のようにして生成される。
すなわち、上記選択された1枚の第2画像I2について、Q個の光源LSに対応するQ個の位置Pが計算済みである。また、Q個の区画に対応するQ個の輝度ピーク値Lpeakが計算済みである。
第1画像取得部11aは、上記取得された第1モデル画像Imod1を複製することにより、Q枚の複製画像Imod1’を生成する。第1画像取得部11aは、上記生成されたQ枚の複製画像Imod1’を上記計算されたQ個の位置Pにそれぞれ配置する。このとき、第1画像取得部11aは、個々の複製画像Imod1’における輝度値を定数倍することにより、個々の複製画像Imod1’における輝度ピーク値を対応する区画における輝度ピーク値Lpeakと同等の値にする。
このようにして、上記選択された1枚の第2画像I2に対応する第2モデル画像Imod2が生成される。当該生成された第2モデル画像Imod2における輝度プロファイルは、個々の複製画像Imod1’における輝度プロファイルを合成してなるものとなる。
例えば、図23に示す如く、1枚の第2画像I2に対応する第2モデル画像Imod2に含まれる10個の光源LS(i,j)のうちの3個の光源LS(1,1),LS(1,3),LS(1,5)について考える。図24は、図23に示すA-A’線に沿う部位における輝度プロファイルを示す特性図である。
図中、特性線Iは、光源LS(1,1)に対応する複製画像Imod1’(1,1)における輝度プロファイルを示している。特性線IIは、光源LS(1,3)に対応する複製画像Imod1’(1,3)における輝度プロファイルを示している。特性線IIIは、光源LS(1,5)に対応する複製画像Imod1’(1,5)における輝度プロファイルを示している。特性線IVは、上記1枚の第2画像I2に対応する第2モデル画像Imod2のうちの3個の光源LS(1,1),LS(1,3),LS(1,5)に対応する部位における輝度プロファイルを示している。
図24に示す如く、第2モデル画像Imod2のうちの3個の光源LS(1,1),LS(1,3),LS(1,5)に対応する部位における輝度プロファイルは、複製画像Imod1’(1,1)における輝度プロファイルと、複製画像Imod1’(1,3)における輝度プロファイルと、複製画像Imod1’(1,5)における輝度プロファイルとを合成してなるものとなる。換言すれば、3枚の複製画像Imod1’(1,1),Imod1’(1,3),Imod1’(1,5)を合成することにより、第2モデル画像Imod2のうちの当該部位を生成することができる。
以下、行方向(すなわち横方向)に対する位置を示すインデックスに「x」の符号を用いることがある。また、列方向(すなわち縦方法)に対する位置を示すインデックスに「y」の符号を用いることがある。また、任意の要素に対応するインデックス(x,y)を付すことがある。上記生成された第2モデル画像Imod2は、行方向及び列方向に配列された複数個の画素Pix1(x,y)を含むものである。
次いで、第1画像取得部11aは、上記生成された第2モデル画像Imod2における個々の画素Pix1(x,y)に対する、上記選択された第2画像I2に対応するQ個の光源LS(i,j)の各々による輝度の寄与率(以下「輝度寄与率」という。)C(x,y,i,j)を計算する(ステップST36)。輝度寄与率C(x,y,i,j)は、以下の式(7)により計算される。
C(x,y,i,j)
={c(x,y,i,j)/L1(x,y)}×100 (7)
ここで、L1(x,y)は、個々の画素Pix1(x,y)の輝度値を示している。また、c(x,y,i,j)は、上記生成された第2モデル画像Imod2における個々の画素Pix1(x,y)に対する、上記選択された第2画像I2に対応するQ個の光源LS(i,j)の各々による輝度の寄与分(以下「輝度寄与分」という。)を示している。輝度寄与分c(x,y,i,j)は、上記生成された第2モデル画像Imod2における輝度プロファイル及び上記生成された第2モデル画像Imod2に対応するQ枚の複製画像Imod1’の各々における輝度プロファイルに基づき計算されるものである(図24参照)。
例えば、画素Pix1(300,200)の輝度値L1(300,200)が150であるものとする。また、輝度値L1(300,200)に対する光源LS(2,3)による輝度寄与分c(300,200,2,3)が10であるものとる。また、輝度値L1(300,200)に対する光源LS(5,7)による輝度寄与分c(300,200,5,7)が20であるものとする。
この場合、輝度寄与率C(300,200,2,3)は、以下の式(8)により計算される。また、輝度寄与率C(300,200,5,7)は、以下の式(9)により計算される。
C(300,200,2,3)=(10/150)×100 (8)
C(300,200,5,7)=(20/150)×100 (9)
換言すれば、個々の画素Pix1(x,y)の輝度値L1(x,y)と対応するQ個の輝度寄与分c(x,y,i,j)との関係について、以下の式(10)が成立する。したがって、前述したステップST35においては、以下の式(10)に基づき第2モデル画像Imod2が生成されるものであるといえる。ここで、Σは、インデックス(i,j)について、対応する第2モデル画像Imod2にて点灯している範囲における総和を計算する関数を示している。
L1(x,y)=Σ{c(x,y,i,j)} (10)
次いで、第1画像取得部11aは、上記選択された1枚の第2画像I2に対応するQ個の光源LS(i,j)に対応するQ枚の第1画像I1(i,j)について、当該Q枚の第1画像I1(i,j)の各々における個々の画素Pix2(x,y)の輝度値L2(i,j,x,y)を計算する(ステップST37)。これにより、当該Q枚の第1画像I1(i,j)が生成される。
すなわち、第1画像取得部11aは、上記選択された1枚の第2画像I2に対応するQ個の光源LS(i,j)の各々について、上記選択された1枚の第2画像I2における個々の画素Pix3(x,y)の輝度値L3(x,y)に対応する輝度寄与率C(x,y,i,j)を乗算する。これにより、輝度値L2(i,j,x,y)が計算される。換言すれば、以下の式(11)により輝度値L2(i,j,x,y)が計算される。
L2(i,j,x,y)
=L3(x,y)×C(x,y,i,j) (11)
ここで、理論上、任意の座標(x,y)において、以下の式(12)に示す関係が成立する。
L3(x,y)=Σ{L2(i,j,x,y)} (12)
しかしながら、実際上、ステップST37にて計算された輝度値L2(i,j,x,y)について、式(12)に示す関係が成立しないことがある。これは、いずれかの座標(x,y)において、上記生成された第2モデル画像Imod2における画素Pix1(x,y)の輝度値L1(x,y)がゼロ値であり、かつ、上記選択された第2画像I2における画素Pix3(x,y)の輝度値L3(x,y)が非ゼロ値であることに起因するものである。
そこで、ステップST38にて、第1画像取得部11aは、以下のような処理(以下「補足処理」という。)を実行する。
すなわち、第1画像取得部11aは、上記選択された第2画像I2に含まれる複数個の画素Pix3(x,y)のうち、対応する輝度値L1(x,y)がゼロ値であり、かつ、対応する輝度値L3(x,y)が非ゼロ値である画素Pix3(x,y)を抽出する。第1画像取得部11aは、当該抽出された画素Pix3(x,y)の輝度値L3(x,y)を、当該抽出された画素Pix3(x,y)に対する近傍に位置する光源LS(i,j)に対応する第1画像I1(i,j)に加算する。これにより、式(12)に示す条件が成立する状態を実現することができる。
次いで、第1画像取得部11aは、全ての光源LS(i,j)に対応する第1画像I1(i,j)が生成されたか否かを判定する(ステップST39)。全ての光源LS(i,j)に対応する第1画像I1(i,j)が生成済みである場合(ステップST39“YES”)、第1画像取得部11aは、処理を終了する。他方、少なくとも1個の光源LS(i,j)に対応する第1画像I1(i,j)が未生成である場合(ステップST39“NO”)、第1画像取得部11aの処理は、ステップST40に進む。
ステップST40にて、第1画像取得部11aは、O枚の第2画像I2のうちの他の1枚の第2画像I2を選択する。すなわち、第1画像取得部11aは、未選択の1枚以上の第2画像I2のうちの1枚の第2画像I2を選択する。
次いで、第1画像取得部11aの処理は、ステップST35に進む。ステップST40にて選択された第2画像I2について、ステップST35~ST38の処理が実行される。
このようにして、N×M個の光源LSに対応するN×M枚の第1画像I1が生成される。当該生成されたN×M枚の第1画像I1による合成画像Icompは、上記取得されたO枚の第2画像I2による合成画像と同一の画像となる。
次に、輝度調整装置9aを用いることによる効果について説明する。
光源群SGの個数(O)は、光源LSの個数(N×M)に比して少ない。したがって、第2画像I2の枚数(O)は、第1画像I1の枚数(N×M)に比して少ない。このため、輝度調整装置9aを用いることにより、輝度調整装置9を用いる場合に比して、画像センサ8を用いて取得する画像の枚数を低減することができる。または、予め用意する画像の枚数を低減することができる。特に、光源LSの個数(N×M)が多いとき、かかる画像の枚数を大きく低減することができる。
次に、輝度調整装置9aの変形例について説明する。
上記のとおり、N×M個の光源LSを行方向及び列方向に1個飛ばしにグループ化してなるO個の光源群SGが設定されているものであっても良い。すなわち、n=1であっても良い。しかしながら、n≧2であるのがより好適である。nの値を大きくすることにより、個々の第2画像I2に対応するQ個の光源LSのうちの互いに隣接する各2個の光源について、当該2個の光源LS間における輝度の相互干渉を低減することができる。この結果、第1モデル画像Imod1を用いて個々の第2モデル画像Imod2を生成するにあたり、個々の第2モデル画像Imod2を精度良く生成することができる。
ただし、nの値を大きくすることにより、光源群SGの個数(O)が増加する。これにより、第2画像I2の枚数(O)が増加する。このため、nは、当該枚数及び上記相互干渉を考慮して、適切な値に設定するのがより好適である。
次に、輝度調整装置9aの他の変形例について説明する。
上記のとおり、第1画像取得部11aは、1枚の第1モデル画像Imod1を取得するものであっても良い。これに代えて、第1画像取得部11aは、複数枚の第1モデル画像Imod1を取得するものであっても良い。複数枚の第1モデル画像Imod1は、互いに異なる位置における光源LSが点灯した状態に対応するものである。
この場合、第1画像取得部11aは、個々の光源LSについて、上記取得された複数枚の第1モデル画像Imod1のうちの対応する1枚の第1モデル画像Imod1を選択する。第1画像取得部11aは、当該選択された第1モデル画像Imod1を用いて第2モデル画像Imod2を生成する。これにより、個々の光源LSについて、その位置による輝度プロファイルの変動に対応することができる。
次に、輝度調整装置9aの他の変形例について説明する。
上記のとおり、個々の光源LSは、O個の光源群SGのうちの対応する1個の光源群SGに含まれるものであっても良い。これに代えて、個々の光源LSは、O個の光源群SGのうちの対応する2個以上の光源群SGの各々に含まれるものであっても負い。このような場合であっても、上記の方法と同様の方法により、個々の光源LSに対応する第1画像I1を生成することができる。この場合、当該2個以上の光源群SGに含まれる光源LSについては、対応する第1画像I1が複数枚生成される。このため、当該複数枚の第1画像I1のうちの1枚の第1画像I1を選択する処理、又は当該複数枚の第1画像I1を平均化することにより1枚の第1画像I1を生成する処理などが追加される。なお、自明なことであるが、この場合、O個の光源群SGの中に同じ光源LSが2個以上含まれているため、上述の「当該生成されたN×M枚の第1画像I1による合成画像Icompは、上記取得されたO枚の第2画像I2による合成画像と同一の画像となる。」という条件が成立しない。しかしながら、処理上の問題はなく、上記効果と同様の効果を奏する。
このほか、輝度調整装置9aは、輝度調整装置9と同様の種々の変形例を採用することができる。すなわち、輝度調整装置9aは、実施の形態1にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。
次に、図25及び図26を参照して、表示装置1の変形例について説明する。
図25に示す如く、輝度調整装置9aが表示装置1に内蔵されるものであっても良い。換言すれば、表示装置1は、輝度調整装置9aを含むものであっても良い。または、図26に示す如く、画像センサ8及び輝度調整装置9aが表示装置1に内蔵されるものであっても良い。換言すれば、表示装置1は、画像センサ8及び輝度調整装置9aを含むものであっても良い。
以上のように、実施の形態2に係る輝度調整装置9aは、複数個の光源LSをグループ化してなる複数個の光源群SGについて、個々の光源群SGが点灯した状態に対応する第2画像I2を含む第2画像群IG2を取得する第2画像取得部14を備え、第1画像取得部11aは、第2画像群IG2を用いて第1画像群IG1を取得する。これにより、画像センサ8を用いて取得する画像の枚数を低減することができる。または、予め用意する画像の枚数を低減することができる。
また、第1画像取得部11aは、複数個の光源LSのうちの選択された光源LSが点灯した状態に対応する第1モデル画像Imod1を取得して、第1モデル画像Imod1を用いて個々の第2画像I2を模擬することにより個々の第2画像I2に対応する第2モデル画像Imod2を生成して、個々の第2モデル画像Imod2における個々の画素Pix1に対する対応する個々の光源LSによる輝度寄与率Cを計算して、個々の第2画像I2における個々の画素Pix3の輝度値L3に対応する輝度寄与率Cを乗算することにより第1画像群IG1を生成する。このようにして、第1画像群IG1を取得することができる。
なお、本願開示はその開示の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
本開示に係る輝度調整装置及び輝度調整方法は、表示装置に用いることができる。本開示に係る表示装置は、例えば、テレビ受像機、パーソナルコンピュータ、デジタルサイネージ又はインストルメントパネルに用いることができる。
1 表示装置、2 ディスプレイ、3 液晶パネル、4 バックライト、5 制御装置、6 情報処理装置、7,7a 輝度調整システム、8 画像センサ、9,9a 輝度調整装置、11,11a 第1画像取得部、12 領域設定部、13 ゲイン修正部、14 第2画像取得部、21 プロセッサ、22 メモリ、23 処理回路、LS 光源。

Claims (9)

  1. ディスプレイのバックライトに含まれる複数個の光源について、個々の前記光源が点灯した状態に対応する第1画像を含む第1画像群を取得する第1画像取得部と、
    個々の前記光源に対応する輝度計算領域であって、前記第1画像群による合成画像における前記輝度計算領域を設定する領域設定部と、
    個々の前記輝度計算領域における輝度統計値を計算して、複数個の前記輝度計算領域に対応する複数個の前記輝度統計値が互いに同等の値に近づくように個々の前記光源に対応するゲイン値を修正するゲイン修正部と、
    を備える輝度調整装置。
  2. 前記ゲイン修正部は、前記輝度統計値に輝度最大値を用いることを特徴とする請求項1記載の輝度調整装置。
  3. 複数個の前記光源をグループ化してなる複数個の光源群について、個々の前記光源群が点灯した状態に対応する第2画像を含む第2画像群を取得する第2画像取得部を備え、
    前記第1画像取得部は、前記第2画像群を用いて前記第1画像群を取得する
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の輝度調整装置。
  4. 前記第1画像取得部は、複数個の前記光源のうちの選択された前記光源が点灯した状態に対応する第1モデル画像を取得して、前記第1モデル画像を用いて個々の前記第2画像を模擬することにより個々の前記第2画像に対応する第2モデル画像を生成して、個々の前記第2モデル画像における個々の画素に対する対応する個々の前記光源による輝度寄与率を計算して、個々の前記第2画像における個々の画素の輝度値に対応する前記輝度寄与率を乗算することにより前記第1画像群を生成することを特徴とする請求項3記載の輝度調整装置。
  5. 請求項1又は請求項2記載の輝度調整装置と、
    前記ディスプレイと、
    を備える表示装置。
  6. 前記ディスプレイを撮像する画像センサを備え、
    前記第1画像取得部は、前記画像センサを用いて前記第1画像群を取得する
    ことを特徴とする請求項5記載の表示装置。
  7. 請求項3記載の輝度調整装置と、
    前記ディスプレイと、
    を備える表示装置。
  8. 前記ディスプレイを撮像する画像センサを備え、
    前記第2画像取得部は、前記画像センサを用いて前記第2画像群を取得する
    ことを特徴とする請求項7記載の表示装置。
  9. 第1画像取得部が、ディスプレイのバックライトに含まれる複数個の光源について、個々の前記光源が点灯した状態に対応する第1画像を含む第1画像群を取得するステップと、
    領域設定部が、個々の前記光源に対応する輝度計算領域であって、前記第1画像群による合成画像における前記輝度計算領域を設定するステップと、
    ゲイン修正部が、個々の前記輝度計算領域における輝度統計値を計算して、複数個の前記輝度計算領域に対応する複数個の前記輝度統計値が互いに同等の値に近づくように個々の前記光源に対応するゲイン値を修正するステップと、
    を備える輝度調整方法。
JP2022524103A 2020-06-08 2020-06-08 輝度調整装置、表示装置及び輝度調整方法 Active JP7094474B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/022457 WO2021250722A1 (ja) 2020-06-08 2020-06-08 輝度調整装置、表示装置及び輝度調整方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021250722A1 JPWO2021250722A1 (ja) 2021-12-16
JP7094474B2 true JP7094474B2 (ja) 2022-07-01

Family

ID=78847003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022524103A Active JP7094474B2 (ja) 2020-06-08 2020-06-08 輝度調整装置、表示装置及び輝度調整方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7094474B2 (ja)
DE (1) DE112020006818T5 (ja)
WO (1) WO2021250722A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008270091A (ja) 2007-04-24 2008-11-06 Harison Toshiba Lighting Corp バックライト装置
JP2016170221A (ja) 2015-03-11 2016-09-23 キヤノン株式会社 表示装置及びその制御方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015090394A (ja) 2013-11-05 2015-05-11 キヤノン株式会社 画像表示装置、画像表示装置の制御方法、光源装置、光源装置の制御方法、及び、プログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008270091A (ja) 2007-04-24 2008-11-06 Harison Toshiba Lighting Corp バックライト装置
JP2016170221A (ja) 2015-03-11 2016-09-23 キヤノン株式会社 表示装置及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021250722A1 (ja) 2021-12-16
JPWO2021250722A1 (ja) 2021-12-16
DE112020006818T5 (de) 2022-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8451200B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, display apparatus, and projection display apparatus
US6704008B2 (en) Non-uniformity correction for displayed images
US10885831B2 (en) Display method and display system of singular-shaped display panel, storage device and display device
KR101161522B1 (ko) 영상 표시 장치
US20110019108A1 (en) Intensity Scaling for Multi-Projector Displays
US20100110112A1 (en) Backlight apparatus and display apparatus
CN110880297B (zh) 一种显示面板的亮度调整方法及装置、显示装置
JPWO2011001673A1 (ja) 映像表示装置並びにその制御装置及び集積回路
JP2008507735A (ja) デュアル変調器ディスプレイ上での高速画像レンダリング
KR20110002474A (ko) 화상 보정 데이터 생성 시스템, 화상 보정 데이터 생성 방법, 화상 보정 데이터 생성 프로그램 및 화상 보정 회로
JP5426827B2 (ja) ディスプレイ上で表示するための一連のフレームを処理する方法、プログラム、システム、装置、およびディスプレイ
JP2007034251A (ja) 表示装置及び表示方法
KR20000023083A (ko) 디스플레이 장치
JP2007512557A (ja) 人の視覚系の特性を用いることによりマトリックスディスプレイにおける欠陥の視覚的マスキングのための方法および装置
US7554548B2 (en) Gamma curve generation method and device for the same
US10502952B2 (en) Light source device, image projection apparatus, and head-up display apparatus
JP2006235325A (ja) 焼き付き現象補正方法、自発光装置、焼き付き現象補正装置及びプログラム
JP7094474B2 (ja) 輝度調整装置、表示装置及び輝度調整方法
US8514156B2 (en) Dynamic adjustment of counter electrode voltage of liquid crystal panel according to illumination light control
US8687028B2 (en) Method, system and apparatus for power saving backlight
US10038880B2 (en) Control device, method, and medium controlling display of images
JP5207832B2 (ja) 表示装置
JP2023022717A (ja) 表示システムの表示方法、表示装置の表示方法、表示システム、及び、表示装置
US20240096296A1 (en) Image processing device, image display device, and image processing method
WO2022113154A1 (ja) 映像表示装置および輝度補正方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220425

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220621

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7094474

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150