图像显示设备及其控制方法_2

文档序号:9434059阅读:来源:国知局
与液晶面板104的背面相对的以矩阵 形式配置的多个LED作为光源。在本实施例中,背光的亮度是可变的。
[0054] 并不局限于这种背光。例如,可以使用包括板面与液晶面板104的背面相对的导 光板和设置在该导光板的边缘部上的光源的边缘光型背光。光源不限于LED。例如,光源可 以是冷阴极管。
[0055] 脉冲调制单元101设置背光的点亮时间段。在本实施例中,脉冲调制单元101针 对各帧设置分别具有不同长度的多个点亮时间段。后面将说明设置点亮时间段的方法。
[0056] 背光控制单元102对背光103的点亮和熄灭进行控制,以使得背光103在脉冲调 制单元101所设置的背光的点亮时间段内点亮、并且在除该点亮时间段以外的时间段内熄 灭。在本实施例中,将背光103熄灭的时间段称为"熄灭时间段"。
[0057] 在本实施例中,针对各块来设置属于该块的LED的点亮时间段,同时对属于该关 注块的这些LED的点亮和熄灭进行控制。具体地,一个BL线(由多个LED构成的矩阵线) 上的所有LED构成1块的LED。各BL线的LED从画面的上侧向着下侧顺次点亮。
[0058] 在本实施例中,在点亮时间段内的各时刻背光的亮度(瞬时值、即瞬时亮度)是预 先确定的固定值。背光的瞬时亮度可以由显示控制单元105基于输入图像信号等来确定。 例如,在输入图像信号是表示暗图像的信号的情况下,背光的瞬时亮度可以降低。如此,一 帧内来自背光的总发光量减少,由此降低了一帧内背光的亮度。在这种情况下,显示控制单 元105可以基于背光的瞬时亮度对输入图像信号进行图像处理,并且基于已经过图像处理 的输入图像信号来控制各液晶元件的透过率。例如,显示控制单元105可以对输入图像信 号进行图像处理,从而防止画面的亮度因背光的亮度基于输入图像信号的变化而改变。利 用这种配置,可以提高图像的对比度并且降低电力消耗。可以基于输入图像信号来确定一 帧内点亮时间段的总时间长度。
[0059] 以下说明涉及利用脉冲调制单元101来设置(确定)背光的点亮时间段的方法。
[0060] 脉冲调制单元101通过使用BL光控制值BLa来确定一帧内背光的点亮次数(点 亮频率n) (g卩,一帧内的点亮时间段的数量)以及各点亮时间段的长度BLd(X)和开始时刻 BLp (X)。X是1~η的整数并且表示点亮时间段的顺序。BLa表示一帧内的点亮时间段的 总时间长度。随着BLa值增大,一帧内的点亮时间段的总时间长度变长,因而一帧内的背光 的亮度变高(即,一帧内的背光的总发光量变大)。换句话说,随着BLa值减小,一帧内的 点亮时间段的总时间长度变短,因而一帧内的背光的亮度变低(即,一帧内的背光的总发 光量变小)。BLd(X)表示一帧内的多个点亮时间段中的第X个点亮时间段的长度。BLp(X) 表示一帧内的多个点亮时间段中的第X个点亮时间段的开始时刻。
[0061] 图2是示出用于确定点亮次数η、各点亮时间段的长度BLd(X)和各点亮时间段的 开始时刻BLp(X)的示例过程的流程图。
[0062] 起初,脉冲调制单元101确定点亮次数η,以使得在画面(图像的亮度)亮的情况 下,一帧内的点亮时间段的数量与画面暗的情况相比变大(步骤S1021)。这是因为在画面 亮的情况下,与画面暗的情况相比更容易从视觉上观察到闪烁干扰。在本实施例中,可以通 过在画面亮的情况下使一帧内的点亮时间段的数量(点亮次数η)与画面暗的情况相比变 大,来抑制运动模糊并且精确地控制闪烁干扰。另一方面,增加点亮次数η使得从视觉上更 容易观察到重像模糊。在本实施例中,可以通过在画面暗的情况下减少点亮次数η,在抑制 运动模糊和闪烁干扰的同时抑制重像模糊。
[0063] 在输入图像信号表示单色图像的情况下,画面随着背光变亮(随着BL光控制值 BLa变大)而变亮。由于该原因,本实施例利用背光的亮度作为画面的亮度来确定点亮次数 η。由于如上所述、根据本实施例的背光的瞬时亮度是固定值,因此根据所关注的帧内的点 亮时间段的总时间长度、即BL光控制值BLa的设置值来确定一帧内的背光的亮度。由于该 原因,根据BL光控制值BLa的设置值来确定点亮次数η。这样可以利用减少的处理量来实 现步骤S1021的处理。通过用户的操作或者基于图像显示模式或输入图像信号来确定(或 设置)BL光控制值BLa。例如,根据输入图像信号的灰度值(例如,平均灰度值)来确定BL 光控制值BLa。具体地,使用图3所示的函数或者表示BL光控制值BLa和点亮次数η之间 的关系的表来确定点壳次数η。在图3所不的不例中,在BL光控制值BLa尚的情况下,点壳 次数η被设置成比BL光控制值BLa低的情况大。
[0064] 在步骤S1021之后,脉冲调制单元101确定各点亮时间段的长度BLd(X)(步骤 S1022)。在本实施例中,使用表达式1来计算各点亮时间段的长度BLd(X)。在表达式1中, h(x)表示背光的发光亮度比(一帧中的第X个点亮时间段内背光的总发光量相对于该关注 帧中背光的总发光量的比)。使用如图4所示的预定表(针对各点亮次数η表示值X和发光 亮度比h(x)之间的关系的表)来确定发光亮度比h(x)。在图4所示的示例中,对h(l)~ h(n)设置不同的值。因此,BLd(I)~BLd(η)的值(长度)彼此不同。由于将h(l)~h(n) 的总和设置为1,因此BLd(I)~BLd (η)的总和等于BLa。
[0065] BLd(x) = h (X) XBLa. ··(表达式 1)
[0066] 随后,脉冲调制单元101确定各点亮时间段的开始时刻BLp (X)(步骤S1023)。在 本实施例中,使用表达式2来计算各点亮时间段的开始时刻BLp (X)。在表达式2中,Fa表 示1帧时间段的长度。
[0067] BLp (X) = BLd (χ-1)+BLp (χ-1) + (Fa-BLa)/Gt. ··(表达式 2)
[0068] 在本实施例中,将1帧时间段的开始时刻设置为0,并且将第1个(X = 1)点亮时 间段的开始时刻BLp⑴设置为等于0。
[0069] 在本实施例中,将Gt设置为等于η。通过如此设置,确定点亮时间段以使得熄灭时 间段的长度均匀。通过这样使熄灭时间段的长度均匀,与熄灭时间段的长度不均匀的情况 相比,可以进一步减轻闪烁干扰。
[0070] 通过步骤S1021~S1023,确定了一帧内的点亮时间段。
[0071] 随后,脉冲调制单元101将步骤S1022中计算出的η个点亮时间段长度BLd(X)和 步骤S1023中计算出的η个开始时刻BLp (X)输出至背光控制单元102 (步骤S1024)。背光 控制单元102基于从脉冲调制单元101输入的BLp (X)和BLd(x)向背光103的LED施加驱 动电流(BL驱动电流),由此使这些LED点亮。
[0072] 图5示出根据本实施例的(要施加于LED的)BL驱动电流的示例波形。在图5所 示的示例中,由多个光源(LED)构成的矩阵的行数(BL线)为4个。也就是说,图5示出将 画面区域分割成在垂直方向上排列的四个区域(块)的配置。在图5中,点亮次数η为2。
[0073] 使BL线1 (最上侧的BL线)的LED在从帧时间段开始时刻(在图5所示的示例 中为将垂直同步信号VS切换为OFF的时刻)起的时间段BLd(I)内点亮。之后,使BL线1 的LED在时间段BLel内熄灭。然后,使BL线1的LED在从自帧时间段开始时刻起经过了 BLd(l)+BLel的时刻(BLp(2))起的时间段BLd(2)内点亮。这样,使LED在一帧内点亮两 次。以与BL线1的LED的点亮和熄灭相同的方式对BL线2~4的LED的点亮和熄灭进行 控制。BL线2的点亮开始时刻和点亮结束时刻相对于BL线1的点亮开始时刻和点亮结束 时刻分别延迟了延迟时间dy。BL线3的点亮开始时刻和点亮结束时刻相对于BL线2的点 亮开始时刻和点亮结束时刻分别延迟了延迟时间dy。BL线4的点亮开始时刻和点亮结束 时刻相对于BL线3的点亮开始时刻和点亮结束时刻分别延迟了延迟时间dy。例如,使用表 达式3来计算延迟时间dy。
[0074] dy = 1帧时间段/BL线数...(表达式3)
[0075] 将参考图6A~61来说明本实施例的效果。
[0076] 图6A~61是在使用图5所示的BL驱动电流点亮背光以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产生的示例效果的示意图。
[0077] 图6A是示出三个帧时间段tl、t2和t3内输入至液晶线A(由多个液晶元件构成 的矩阵线)的示例输入图像信号的图。图6A示出表示亮物体0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。
[0078] 图6B是示出时间段t3内液晶线A上的液晶元件的示例透过率的图。图6B的纵 轴表示液晶元件的透过率,并且图6B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。
[0079] 图6C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。
[0080] 图6D是不出背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的不例点亮状态的图。图 6D的纵轴表示时间,而图6D的横轴表示各时间点处背光的亮度。在图6D中,设置两个点亮 时间段作为一帧内的背光的点亮时间段。这两个点亮时间段各自具有不同的长度。
[0081] 图6E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6E的纵轴表示时间,而图6E的横轴表示空间位置。 在图6E中,在背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的点亮时间段内显示基于输入图 像信号的图像,而在非点亮时间段(熄灭时间段)内显示黑图像。也就是说,交替显示基于 输入图像信号的图像和黑图像。具体地,针对显示时间不同的时间段,将基于输入图像信号 的图像显示两次。在图6E中,仅示出物体0的区域并且没有示出背景B的区域。
[0082] 图6F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。
[0083] 图6G是示出图6F所示的积分值的分布(亮度分布)的图。
[0084] 图6H和61是各自示出传统的亮度分布的图。具体地,图6H示出在不进行BL扫 描的情况下获得的亮度分布(参见图16F)。图61示出在进行传统的BL扫描的情况下获得 的亮度分布(参见图17F)。
[0085] 通过设置多个点亮时间段(通过将一个点亮时间段分割成多个点亮时间段),使 图6G所示的物体0的边缘部1061的亮度的变化与图6H所示的物体0的边缘部1064的亮 度的变化相比变陡峭。由于该原因,本实施例(图6G)与图6H所示的示例相比在运动模糊 方面得到进一步改善。
[0086] 通过使多个点亮时间段分别具有不同长度,图6G所示的平坦部1062(即,边缘部 内的亮度恒定的区域)的亮度取比图61所示的平坦部1065的亮度更接近背景B的亮度的 值。图6G所示的平坦部1063的亮度取比图61所示的平坦部1065的亮度更接近物体0的 亮度的值。通过这样分别使平坦部的亮度的值更接近背景的亮度
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