图像显示设备及其控制方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2013年4月1日、申请号为201310110367. 4、发明名称为"图 像显示设备及其控制方法"的申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种图像显示设备及其控制方法。
【背景技术】
[0003] 诸如液晶显示设备（液晶显示器）等的保持型图像显示设备在显示运动图像的情 况下会发生观看到运动图像存在拖尾（tailing)的被称为"运动模糊"的现象。
[0004] 存在用于改善这种液晶显示设备的运动模糊的被称为"背光（BL)扫描"的技术， 其中该"BL扫描"（通过在各帧之间进行黑插入，即插入黑图像）使BL进行脉冲型发光。例 如，存在如下技术：在驱动具有按矩阵形式配置的多个LED(光源）的背光时，从画面的上侧 向着下侧顺次点亮及顺次熄灭LED的BL线（各自由多个LED构成的矩阵线）。在针对每帧 仅进行一次BL扫描的情况下，发生闪烁干扰。
[0005] 例如，日本特开2000-322029和日本特开2008-65228公开了用于减少闪烁干扰的 传统技术。具体地，日本特开2000-322029和日本特开2008-65228中所公开的技术进行针 对每帧使背光多次点亮的控制。此外，根据日本特开2008-65228中所公开的技术，针对各 帧按不同的定时点亮背光。
[0006] 然而，在使用日本特开2000-322029和日本特开2008-65228中所公开的技术的情 况下，发生看到物体的轮廓呈多重的重像模糊（double-image blur)。以下说明针对运动模 糊和重像模糊。
[0007] 首先，参考图16A~16G来说明运动模糊。图16A~16G是示出在不进行BL扫描 的状态下在画面上显示从左侧向着右侧移动的物体的图像的情况下发生的示例干扰（运 动模糊）的示意图。
[0008] 图16A是示出在三个帧时间段tl、t2和t3内输入至液晶显示线A(由多个液晶元 件构成的矩阵线）的示例输入图像信号（输入至液晶显示设备的图像信号）的图。图16A 示出表示亮物体〇在暗背景B上从画面的左侧向着右侧移动的示例图像信号。
[0009] 图16B是示出时间段t3内构成液晶线A的液晶元件的示例透过率的图。图16B 的纵轴表示液晶元件的透过率，而图16B的横轴表示液晶元件的（水平方向（横方向）上 的）空间位置。透过率与图像的亮度相对应。
[0010] 图16C是示出相对于输入图像信号的示例垂直同步信号的图。时间段tl、t2和t3 各自是1帧时间段。针对每1帧时间段输入一次垂直同步信号。
[0011] 图16D是示出背光（背光的与液晶线A相对应的一部分）的示例点亮状态的图。 图16D的纵轴表示时间，而图16D的横轴表示各时间点处背光的亮度（瞬时值、即瞬时亮 度）。在图16D中，将背光的瞬时亮度恒定地设置为1。
[0012] 图16E是示出在上述三个帧时间段tl、t2和t3内显示在液晶线A上的示例显示 图像（显示在画面上的图像）的图。图16E的纵轴表示时间，而图16E的横轴表示空间位 置。由于在图16E中背光总是点亮（参见图16D)，因此恒定地显示基于输入图像信号的图 像。在图16E中，仅示出物体O的区域并且没有示出背景B的区域。
[0013] 图16F是示出在观看者（用户）的眼睛跟随物体0的运动的情况下输入至该观看 者的眼睛的视网膜的亮度的积分值、即观看者所感知到的图像（液晶线A上的图像）的示 例的图。
[0014] 图16G是不出图16F所不的积分值的分布（即，亮度分布）的图。在将图16B和 16G彼此比较的情况下，在图16B中物体0的边缘部的亮度急剧地改变，而在图16G中物体 0的边缘部1501的亮度缓和地改变。这意味着在物体0的边缘部发生模糊（运动模糊）。
[0015] 接着参考图17A~17G来说明重像模糊。图17A~17G是示出在进行如日本特开 2000-322029和日本特开2008-65228中所公开的BL扫描的情况下在画面上显示从左侧向 着右侧移动的物体的图像时发生的示例干扰（包括运动模糊和重像模糊）的示意图。
[0016] 图17A~17C分别与图16A~16C相同。
[0017] 图17D是示出背光（背光的与液晶线A相对应的一部分）的示例点亮状态的图。 图17D的纵轴表示时间，而图17D的横轴表示各时间点处背光的瞬时亮度。在图17D中，在 一帧内设置背光的两个点亮时间段。将各点亮时间段内的背光的瞬时亮度恒定地设置为2。 这是为了维持一帧内从背光发出的总光量而进行的。
[0018] 图17E是在二个帧时间段tl、t2和t3内显不在液晶线A上的不例显不图像。图 17E的纵轴表示时间，而图17E的横轴表示空间位置。在图17E中，在背光的点亮时间段内 显示基于输入图像信号的图像（但是，该图像的亮度比在图16E中高），而在背光的非点亮 时间段（熄灭时间段）内显示黑图像。这意味着交替显示基于输入图像信号的图像和黑图 像。在图17E中，仅示出物体0的区域并且没有示出背景B的区域。
[0019] 图17F是示出在观看者的眼睛跟随物体0的运动的情况下输入至该观看者的眼睛 的视网膜的亮度的积分值、即该观看者所感知到的图像（液晶线A上的图像）的示例的图。
[0020] 图17G是示出图17F所示的积分值的分布（即，亮度分布）的图。图17G中物体0 的边缘部1601的亮度的变化比图16G中陡峭。这意味着改善了在物体0的边缘部发生的 模糊（运动模糊）。然而，在图17G的示例中，边缘部1601的亮度的变化包含作为亮度保持 恒定的区域的平坦部1602。平坦部1602的亮度是处于背景B的亮度和物体0的亮度之间 的大致中点的值。这种平坦部造成重像模糊。
[0021] 仅通过进行日本特开2000-322029和日本特开2008-65228中所公开的BL扫描， 可以减轻闪烁干扰和运动模糊，但容许重像模糊发生。
[0022] 例如，日本特开2006-18200公开了用于减轻这种重像模糊的传统技术。具体地， 日本特开2006-18200中所公开的技术使用作为针对每帧发出一次的脉冲信号与频率高于 帧频率的脉冲信号的OR(逻辑或）的点亮信号（背光驱动信号）。日本特开2006-18200中 所公开的技术通过使用这种点亮信号来减轻重像模糊。
[0023] 然而，由于一帧内背光的点亮次数恒定，因此依赖于上述日本特开2000-322029、 日本特开2008-65228和日本特开2006-18200中所公开的技术的一些显示图像使得从视觉 上观察到闪烁干扰。
【发明内容】
[0024] 本发明提供一种能够减轻闪烁干扰、运动模糊和重像模糊的图像显示设备。
[0025] 根据本发明，一种图像显示设备，包括：发光单元，用于发出光；显示面板，用于通 过使来自所述发光单元的光以基于输入图像信号的透过率透过来显示图像；以及控制单 元，用于针对各帧设置分别具有不同长度的多个点亮时间段，并且对所述发光单元的点亮 和熄灭进行控制，以使得所述发光单元在点亮时间段内点亮并且在除所述点亮时间段以外 的时间段内熄灭，其中，在所述图像的亮度亮的情况下，所述控制单元使一帧内的点亮时间 段的数量与所述图像的亮度暗的情况相比变大。
[0026] 根据本发明，一种图像显示设备的控制方法，所述图像显示设备具有：发光单元， 用于发出光；以及显示面板，用于通过使来自所述发光单元的光以基于输入图像信号的透 过率透过来显示图像，所述控制方法包括以下步骤：设置步骤，用于针对各帧设置分别具有 不同长度的多个点亮时间段；以及控制步骤，用于对所述发光单元的点亮和熄灭进行控制， 以使得所述发光单元在点亮时间段内点亮并且在除所述点亮时间段以外的时间段内熄灭， 其中，在所述设置步骤中，在所述图像的亮度亮的情况下，使一帧内的点亮时间段的数量与 所述图像的亮度暗的情况相比变大。
[0027] 根据本发明，可以减轻闪烁干扰、运动模糊和重像模糊。
[0028] 通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。
【附图说明】
[0029] 图1示出根据实施例1的液晶显示设备的示例配置；
[0030] 图2示出根据实施例1的用于确定点亮时间段的示例过程；
[0031] 图3示出BL光控制值和点亮次数之间的关系的示例函数；
[0032] 图4是示出各点亮次数处的发光亮度比的示例表；
[0033] 图5示出根据实施例1的BL驱动电流的示例波形；
[0034] 图6A~61示出在利用图5所示的BL驱动电流点亮背光的情况下获得的示例效 果；
[0035] 图7示出根据实施例1的BL驱动电流的示例波形；
[0036] 图8A~81示出在利用图7所示的BL驱动电流点亮背光的情况下获得的示例效 果；
[0037] 图9A和9B各自示出根据实施例1的BL驱动电流的示例波形；
[0038] 图IOA~IOJ示出在利用图9A所示的BL驱动电流点亮背光的情况下获得的示例 效果；
[0039] 图IlA~IlI示出在利用图9B所示的BL驱动电流点亮背光的情况下获得的示例 效果；
[0040] 图12A~12G示出在颠倒图5所示的点亮时间段的顺序的情况下获得的示例效 果；
[0041] 图13示出根据实施例2的液晶显示设备的示例配置；
[0042] 图14示出用于计算运动判断值的示例过程；
[0043] 图15示出根据实施例2的用于确定点亮时间段的示例过程；
[0044] 图16A~16G示出在不进行BL扫描的情况下发生的示例干扰；以及
[0045] 图17A~17G示出在进行传统的BL扫描的情况下发生的示例干扰。
【具体实施方式】
[0046] 以下将说明本发明的实施例。应当注意，尽管以下说明涉及液晶显示设备及其控 制方法，但根据本发明的图像显示设备（及其控制方法）不限于这种液晶显示设备（及其 控制方法）。根据本发明的图像显示设备可以是包括以下的任何图像显示设备：发光单元， 用于发出光；以及显示面板，用于通过使来自发光单元的光以基于输入图像信号的透过率 透过来显示图像。
[0047] 实施例1
[0048] 将说明根据本发明的实施例1的液晶显示设备及其控制方法。
[0049] 图1是示出根据本实施例的液晶显示设备的示例配置的框图。
[0050] 如图1所示，根据本实施例的液晶显示设备包括脉冲调制单元101、背光控制单元 102、背光103、液晶面板104和显示控制单元105等。
[0051] 液晶面板104是具有基于输入图像信号来控制透过率的多个液晶元件的显示面 板。
[0052] 显示控制单元105基于输入图像信号来控制液晶面板104的多个液晶元件的透过 率。
[0053] 背光103是被配置为向着液晶面板104的背面发射光的发光单元。在本实施例中， 背光103具有能够针对通过分割液晶面板104的画面区域（即，分割图像）所获得的块来 逐块控制点亮和熄灭的配置。具体地，背光103具有