显示设备和方法、记录介质和程序的制作方法

专利名称：显示设备和方法、记录介质和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示设备和方法、存储介质、和程序。本发明尤其涉及适于 显示活动图像的显示设备和方法、存储介质、以及程序。
背景技术：
由基于NTSC (国家电视制式委员会)系统或者HD (高清晰度电视)系 统的传统显示设备一分钟显示的帧(场)的数目是60帧(更确切地说，每分 钟59.94帧)。
在下文中将把一分钟显示的帧数目称为"帧频(frame rate)"。
基于PAL (逐行倒相)的显示设备的帧频是每分钟50帧。此外，电影的 帧频是每分钟24帧。
在每秒钟60帧到24帧显示的图像中，出现了诸如活动图像变模糊(模 糊)(运动模糊)或者急动(急动)之类的活动图像质量恶化。尤其是，在其 中在每个帧的周期期间保持显示的所谓的"保持类型显示设备"中，活动图 〈象模糊的出现是明显的。
传统上，存在有这样的技术，其中执行与先前显示数据的比较，并且对 于具有任何改变的像素，将被强调以具有大于或等于那个改变的改变量的显 示数据写入到像素中，以便导致改变大于或等于与初始的显示数据相对应的 值。此外，基于此时液晶的光学响应，为具有多个区域的照明设备中的每个 区域控制光源的发光定时和发光周期(例如，参见专利文献l)。
还存在有这样的液晶显示设备，其中由发光电路通过脉宽调制发光来控 制具有荧光材料薄膜、用于发射红、绿、和蓝光的荧光灯的光，并且将视频信号写到液晶面板，以便使该焚光灯用作该液晶面板的背光。此外，利用在 荧光灯中提供的发射绿光的荧光材料，在断开光之后光量达到发光周期的十
分之一的时间周期变为l毫秒或者更少(例如，参见专利文献2)。 [专利文献1]日本未经审查的专利申请公开第2001-125067号 [专利文献2]日本未经审查的专利申请公开第2002-105447号

发明内容
当用作保持类型显示设备的直视式或者反射式LCD显示设备显示在它 的显示屏幕上移动的图像(图像对象)时，察觉到活动图像模糊。该活动图 像模糊由在视网膜上形成的图像中的移位所导致，该移位被称为在其中使眼 睛跟踪在显示屏幕上移动的图像(图像对象)的跟踪视觉中的视网膜滑动 (retinal slip )(视网膜滑动)(由Nihon Shikaku Gakkai、 Asakura Shoten等人 编辑的shikaku Jouho Shori Handbook的393页)。从以60或者更少帧频每秒 显示并且包括活动图像对象的典型图像中，感觉到大量的运动模糊。
为了减少这样的运动模糊，还考虑在比其中显示一帧的周期更短的时间 周期中、以脉冲的方式(即，以相对于时间的矩形波形的方式)发射光。然 而，利用这样的显示器，在其中用固定视线(视点)观看所显示的图像的固 定视觉中，相对于快速移动的图像对象，感觉到其中图像运动被离散地看见 (即，故以急动方式看见)的急动(jerkiness )。
已经鉴于这样的情况而做出了本发明，而且本发明的目的是使其中在每 个帧的周期期间保持显示的所谓的"保持类型显示设备"以较小的帧频显示 难以感觉到运动模糊和急动的图像。
本发明的显示设备包括显示装置，用于在帧的每个周期内保持屏幕各 个像素的显示；以及显示控制装置，用于控制显示装置的显示，以便在该帧 的每个周期内随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕 的亮度。
显示控制装置可以包括同步信号生成装置，用于生成与帧同步的同步 信号；顺序信号生成装置，用于基于该同步信号生成顺序信号，该顺序信号 在所述帧的每个周期内随着时间顺序增加或者随着时间顺序减少；以及亮度 控制装置，用于基于该顺序信号控制屏幕的亮度。
通过控制光源的亮度，显示控制装置可以控制显示装置的显示，以便随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
光源可以包括LED (发光二极管)。
通过由PWM(脉冲宽度调制)系统控制光源的亮度，显示控制装置可 以控制显示装置的显示，以便随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间 顺序地减少屏幕的亮度。
显示设备还可以包括运动量检测装置，用于检测显示图像的运动量； 存储装置，用于存储用作参考的光发射强度；以及确定装置，用于基于所存 储的光发射强度和所检测的运动量，确定定义了以下特征的特征值，该特征 用于利用不变的、用于该帧的光发射强度，随着时间顺序增加屏幕的亮度或 者随着时间顺序减少屏幕的亮度。显示控制装置可以基于该特征值控制显示 装置的显示，以便在该帧的每个周期内随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者 随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
基于人目艮的光i普发光效率(spectral luminous efficiency),通过在所迷帧 的每个周期内、随着时间顺序地增加或者随着时间顺序地减少三基色中每种 颜色的亮度，显示控制装置可以控制该显示，以便随着时间顺序地增加屏幕 的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
显示控制装置可以包括校正装置，用于基于人眼的光镨发光效率，校 正用于光的三基色中的每一种的特征值，以便依据亮度改变以及相对于光的 三基色中的每一种，抵消在人眼灵敏度方面的改变。该特征值定义了随着时 间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度的特征。基于 该校正的特征值，显示控制装置可以控制该显示，以便通过随着时间顺序地 增加或者随着时间顺序地减少具有三基色的每个光源的亮度，随着时间顺序 地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
本发明的显示方法是用于这样的显示设备的显示方法，在该显示设备中， 在帧的每个周期内保持屏幕的各个像素的显示。该方法包括显示控制步骤， 用于控制该显示，以便在该帧的每个周期内随着时间顺序地增加屏幕的亮度 或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
本发明的存储介质中的程序是用于这样的显示设备的显示处理的程序， 在该显示设备中，在帧的每个周期内保持屏幕的各个像素的显示。该程序包 括显示控制步骤，用于控制该显示，以便在该帧的每个周期内，随着时间 顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。本发明的程序使计算机执行以下的步骤，该计算机控制其中在帧的每个
周期内保持屏幕的各个像素的显示的显示设备，该步骤为显示控制步骤， 用于控制该显示，以便在该帧的每个周期内，随着时间顺序地增加屏幕的亮 度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
本发明的显示设备包括显示装置，用于在帧的每个周期内保持屏幕的 各个像素的显示；以及显示控制装置，用于控制显示装置的显示，以便在该 帧的每个周期内随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏 幕的亮度，其中，基于人眼的光谱发光效率，通过在所述帧的每个周期内随 着时间顺序地增加或者随着时间顺序地减少亮度，所述显示控制装置控制所 述显示以便随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的 亮度。
本发明的显示方法包括在帧的每个周期内保持屏幕的各个像素的显示； 以及控制显示装置的显示，以便在该帧的每个周期内随着时间顺序地增加屏 幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度，其中，基于人眼的光谱发光 效率，通过在所述帧的每个周期内随着时间顺序地增加或者随着时间顺序地 减少亮度，控制所述显示以便随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间 顺序地减少屏幕的亮度。
依据本发明的显示设备和方法、存储介质、以及程序，对显示进行控制， 以便在帧的每个周期内，随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序 地减少屏幕的亮度。
显示设备可以是独立的设备，而且可以是，例如信息处理设备的显示块。
如上所述，依据本发明，可以显示图像。
依据本发明，所谓的"保持类型显示设备"可以以较低的帧频显示难以 察觉到运动模糊和急动的图像。


图1是示出依据本发明的显示设备的一个实施例的配置的框图。 图2是说明用于亮度控制处理的流程图。 图3是示出波形信号示例的图形。 图4是示出波形信号示例的图形。 图5是示出波形信号示例的图形。图6是示出波形信号生成电路的配置示例的图示。
图7是示出输入信号Vi (t)的示例的图示。
图8是示出输出信号V。 (t)的示例的图示。
图9是示出输出信号V。 (t)的更详细示例的图示。
图IO是示出了整流信号Vs (t)的示例的图示。
图11是示出依据本发明的显示设备的一个实施例的另一个配置的框图。 图12是说明了用于亮度控制的另一个处理的流程图。 图13是示出依据本发明的显示设备的一个实施例的又一个配置的框图。 图14是示出了依据本发明的显示设备的一个实施例的还有一个配置的 框图。
图15是示出了光谱发光效率数据的示例的图形。
图16是示出了依据本发明的显示设备的一个实施例的还有一个配置的 框图。
图17是示出了依据本发明的显示设备的一个实施例的另一个配置的框图。
附图标记
11显示控制器，12LCD， 13LED背光，21垂直同步信号生成器，22 波形数据生成器，24DAC, 25电流控制器，31磁盘，32光盘，33磁光盘， 34半导体存储器，51显示控制器，71垂直同步信号生成器，72运动量 检测器，74波形数据生成器，75波形特征确定单元，81参考光发射强度存 储单元，101显示控制器，111PWM驱动电流生成器，131显示控制器，132 红色LED背光，133绿色LED背光，134蓝色LED背光，141波形数据 生成器，142-1到142-3 DAC, 143-1到143-3电流控制器，151光谱发光效 率数据表，152特征值校正单元，171显示控制器，172 LCD, 173快门， 174灯，181波形数据生成器，182 DAC, 201显示控制器，202 LED显示 器，222-1到222-3 LED显示控制器。
具体实施例方式
图1是示出了依据本发明的显示设备的一个实施例的配置的框图。显示 控制器11控制LCD (液晶显示器)12的显示以及LED (发光二极管)背光 13的发光，其中LCD 12是显示设备的一个示例，而且LED背光13是用于向显示设备提供光的光源的一个示例。显示控制器11由包括ASIC (专用集 成电路)等在内的专用电路、诸如FPGA (现场可编程门阵列)之类的可编 程LSI、或者用于执行控制程序的通用微处理器实现。
在显示控制器11的控制下，LCD 12显示图像。LED背光13包括一个 或者多个LED,并且在显示控制器11的控制下发光。
例如，LED背光13包括一个或者多个红色LED用于发射红光， 一个或 者多个绿色LED用于发射绿光，以及一个或者多个蓝色LED用于发射蓝光。 例如，LED背光13还可以包括一个或者多个LED用于发射包含红色、绿色、 和蓝色的光。
从LED背光13发出的光由未显示的漫射薄层均匀地漫射，并且经由 LCD 12入射在正观看LCD 12的人员的眼睛上。
换句话说，从LED背光13入射的光中，LCD 12的像素允许具有预定强 度(预定比率)的预定波长光(彩色光)通过。已经通过了 LCD 12中的像 素的预定强度彩色光入射在正在观看LCD 12的人员的眼睛上，以便正在观 看LCD 12的人员察觉到显示在LCD 12上的图像。
显示控制器11包括垂直同步信号生成器21、波形数据生成器22、控制 开关23、 DAC (数模转换器)24、电流控制器25、图像信号生成器26、以 及LCD控制器27。
垂直同步信号生成器21生成用于与要显示的活动图像的每个帧同步的 垂直同步信号，并且将所生成的垂直同步信号提供给波形数据生成器22和图 像信号生成器26。控制开关23提供用于给出选择波形的指令的波形选择信 号，而且基于该波形选择信号，波形数据生成器22与垂直同步信号同步地生 成指定LED背光13的亮度的波形数据。例如，波形数据生成器22生成用于 随着时间顺序地改变LED背光13的亮度的波形数据。例如，波形数据生成 器22生成用于保持LED背光13的亮度的波形数据。波形数据生成器22将 所生成的波形数据提供给DAC 24。
例如，波形数据生成器22存储与时间的经过相对应的、预先获得的波形 数据值，并且依据从帧的开始时间开始经过的时间、顺序地输出预先存储的 波形数据值。
波形数据生成器22可以存储描述与时间的经过相对应的波形数据值的 算术表达式。此外，基于所存储的算术表达式，波形数据生成器22可以通过依据从帧的开始时间开始经过的时间来确定波形凝:据值，生成波形数据。
控制开关23由用户操作，并且将与用户操作相对应的波形选择信号提供 给波形数据生成器22。例如，依据用户操作，控制开关23向波形数据生成 器22提供这样的波形选择信号，该信号给出用于选择保持LED背光13的亮 度的波形的指令，或者向波形数据生成器22提供这样的波形选择信号，该信 号给出用于选择随着时间顺序地改变LED背光13的亮度的指令。
DAC 24在从波形数据生成器22提供的、作为数字数据的波形数据上执 行数-模转换。也就是说，DAC24在作为数字数据的波形数据上执行数-模转 换，并且将产生的波形信号，其为电压模拟信号，提供给电流控制器25。从 DAC 24输出的波形信号的电压值对应于输入到DAC 24的波形lt据的值。
电流控制器25将从DAC 24提供并且为电压模拟信号的波形信号转换为 驱动电流，并且将所转换的驱动电流提供给LED背光13。从电流控制器25 提供给LED背光13的驱动电流的电流值对应于输入到电流控制器25的波形 的电压值。
当驱动电流的电流值增加时，LED背光13发射较亮的光(亮度增加)， 而且当驱动电流的电流值减少时，LED背光13发射较暗的光(亮度降低)。
也就是说，依据从波形数据生成器22输出的波形数据，改变LED背光 13的亮度。例如，当波形数据生成器22输出具有保持值的波形时，LED背 光13以所保持的亮度发光。
另 一方面，当波形数据生成器22输出随着时间顺序地减少或者随着时间 顺序地增加的波形数据时，LED背光13进行发光，使得亮度随着时间顺序地 减少或者亮度随着时间顺序地增加。
特别是，当波形数据生成器22基于垂直同步信号，输出在其中将一帧显 示在LCD 12上的每个周期内、随着时间顺序地减少或者随着时间顺序地增 加的波形数据时，LED背光13进行发光，使得在其中显示一帧的每个周期内、 亮度随着时间顺序地减少或者亮度随着时间顺序地增加。
图像信号生成器26生成用于显示预定图像的图像信号。例如，图像信号 生成器26是计算机图形视频信号生成设备，其用于生成用于显示所谓的"计 算机图形"的图像信号。
更具体地说，图像信号生成器26与从垂直同步信号生成器21提供的、 用于与要显示的活动图像的每个帧同步的垂直同步信号同步地生成用于显示预定图像的图像信号。图像信号生成器26将所生成的图像信号提供给LCD 控制器27。
基于从图像信号生成器26提供的图像信号，LCD控制器27生成用于使 LCD 12显示图像的显示控制信号，并且将所生成的显示控制信号提供给LCD 12。因此，LCD 12显示与由图像信号生成器26生成的图像信号相对应的图像。
也就是说，当图像信号生成器26与从垂直同步信号生成器21提供的垂 直同步信号同步地生成用于为每个帧显示预定图像的图像信号时，LCD 12为 每个帧显示图像，该图像与垂直同步信号同步。另一方面，如上所述，当波 形数据生成器22基于垂直同步信号，输出在其中显示一帧的每个周期内、随 着时间顺序地减少或者随着时间顺序地增加的波形数据时，LED背光13进行 发光，使得在其中显示一帧的每个周期内、亮度与要显示在LCD 12上的每 个帧同步地随着时间顺序地减少或者随着时间顺序地增加。
利用这个布置，即使当在其中显示一帧的周期内，基于作为显示控制信 号提供的一个像素值、LCD 12中的每个像素导致具有不变比率的颜色或者以 不变颜色的颜色通过其时，入射在LCD 12上的光也在一帧的周期内随着时 间顺序地减少或者随着时间顺序地增加。因此，在一个帧的周期内，入射在 正观看LCD 12的人员的眼睛上的光强随着时间顺序地减少或者随着时间顺 序地增力口。
结果，即使当以较低的帧频显示活动图像对象时，这个布置也使得观看 LCD 12的人员难以察觉到运动模糊和急动。
驱动器14根据需要连接到显示控制器11。驱动器14读取加载到驱动器 14中的磁盘31、光盘32、磁光盘33、或者半导体存储器34中记录的程序或 者数据，并且将所读取的程序或者数据提供给显示控制器11。显示控制器ll 可以执行从驱动器14提供的程序。
显示控制器11可以通过未示出的网络获得程序。
接下来，将参考图2所示的流程图，描述由执行控制程序的显示控制器 11执行的、随着时间顺序地减少或者随着时间顺序地增加亮度的亮度控制处 理。实际上，并行处理下面参考流程图描述的各个步骤。
在步骤Sll,垂直同步信号生成器21生成用于与要被显示的活动图像的 每个帧同步的垂直同步信号。例如，在步骤Sll,垂直同步信号生成器21生成用于与由24到500帧每秒构成的活动图像中的每个帧同步的垂直同步信
在步骤S12，波形数据生成器22获得与用户操作相对应且从控制开关23 提供的波形选择信号，以由此获得这样的指令，该指令用于选择在其中显示 一个帧的每个周期内、随着时间顺序地减少或者随着时间顺序地增加亮度的 波形。
在步骤S13,基于在步骤S12获得的用于选择波形的指令以及在步骤Sll 的处理中生成的垂直同步信号，波形数据生成器22生成波形凝:据，其用于在 其中显示一帧的每个周期内、与帧同步地随着时间顺序地减少亮度或者随着 时间顺序地增加亮度。
例如，对于每个帧，波形数据生成器22生成这样的波形数据，其用于在 一帧的周期长度的25%周期内、随着时间顺序地减少亮度或者随着时间顺序 地增加亮度。更具体地说，例如当每秒显示由500个帧构成的活动图像时， 一帧的周期是2[ms (毫秒)]。因此，对于每个帧，波形数据生成器22生成 这样的波形数据，其用于在500[iis (微秒)](其为一帧的周期长度的25%) 内，随着时间顺序地减少亮度或者随着时间顺序地增加亮度。
在步骤S14, DAC 24对该波形数据执行数-模转换，并且基于所生成的 波形数据，DAC24生成与该波形数据相对应的波形信号。也就是说，当在显 示一帧的每个周期内、与帧同步地生成用于随着时间顺序地减少或者随着时 间顺序地增加亮度的波形数据时，在步骤S14， DAC24生成波形信号，其用 于在其中显示一帧的每个周期内、与该帧同步地随着时间顺序地减少或者随 着时间顺序地增加亮度。
在步骤S15,基于所生成的波形信号，电流控制器25将驱动电流提供给 LED背光13。处理然后返回到步骤Sll并且重复如上所述的处理。更具体地 说，当在其中显示一帧的每个周期内、与帧同步地生成用于随着时间顺序地 减少或者随着时间顺序地增加亮度的波形信号时，在步骤S15,在其中显示 一帧的每个周期内，电流控制器25向LED背光13提供用于与帧同步地随着 时间顺序地减少或者随着时间顺序地增加LED背光13的亮度的驱动电流。
当驱动电流的电流值增加时，LED背光13的亮度增加，而且当驱动电 流的电流值减少时，LED背光13的亮度减少。当在其中显示一帧的每个周期 内，LED背光13的亮度与帧同步地随着时间顺序地减少时，则在其中显示一帧的每个周期内，电流控制器25向LED背光13提供用于与帧同步地随着时 间顺序地减少电流值的驱动电流。类似地，当在其中显示一帧的每个周期内， LED背光13的亮度与帧同步地随着时间顺序地增加时，在其中显示一帧的周 期内，电流控制器25向LED背光13提供用于与该帧同步地随着时间顺序地 增加电流值的驱动电 流o
也就是说，例如，在其中显示一帧的每个周期内、与帧同步地将用于随
着时间顺序地减少亮度的波形信号提供给电流控制器25,而且在其中显示一 帧的每个周期中，与帧同步地将用于随着时间顺序地减少电流值的驱动电流 提供给LED背光13。例如，在其中显示一帧的每个周期内、与帧同步地将用 于随着时间顺序地增加亮度的波形信号提供给电流控制器25 ，以及在其中显 示一帧的每个周期中，与帧同步地将用于随着时间顺序地增加电流值的驱动 电流提供给LED背光13。
波形数据生成器22生成波形数据，该数据用于生成在其中显示一帧的每 个周期内、与帧同步地随着时间顺序地增加亮度的波形信号。
利用这个布置，即使当以较低的帧频显示活动图像对象时，也可以显示 难以察觉到运动模糊和急动的图像。
可以保持亮度。在这种情况下，在步骤S12，波形数据生成器22获得这 种波形选择信号，其给出用于选择保持LED背光13的亮度的波形的指令， 而且在步骤S13，波形数据生成器22生成用于保持该亮度的波形数据。因为 在步骤S14， DAC 24生成用于保持亮度的波形信号，所以在步骤S15,电 流控制器25将用于保持LED背光13的亮度的驱动电流，即保持其电流值的 驱动电流，提供给LED背光13。
例如，用户操作控制开关23以导致控制开关23在显示活动图像的情况 下输出这样的波形选择信号，其给出用于选择在其中显示一帧的每个周期内、 随着时间顺序地减少或者随着时间顺序地增加亮度的波形信号的指令，以及 在显示静止图像的情况下输出这样的波形选择信号，其给出用于选择保持亮 度的波形的指令。
利用这个布置，当显示活动图像时，显示难以察觉到运动模糊和急动的 图像，当显示静止图像时，显示难以察觉到闪烁的图像。
图3到5是这样的图形，其中每个都示出在活动图像由每秒60帧构成的 情况下，用于在其中显示一帧的每个周期内、随着时间顺序地减少或者随着时间顺序地增加亮度的波形信号的示例。
在图3到5中，水平方向指示从左侧向右侧经过的时间。在图3到5中 的时间0指示一帧的开始时间。
在图3到5中，水平方向指示波形信号的电压值Vd[V]，而且每个图的 较上端指示较大的电压值。
图3是示出用于从帧的开始时间开始、随着时间顺序地减少亮度的波形 信号的示例的图形。图3所示并且在帧的开始时间具有电压值Vst [V]的波形 信号依据时间的经过而按指数规律减少，并且在当从帧的开始时间经过了 1/60秒的点处、即在该帧的结尾时间处基本上达到0 [V]。
当生成图3所示的波形信号时，LED背光13在帧的开始时间处用最高 的强度发光，而且从LED背光13发出的光依据时间的经过而按指数规律衰 减。在帧的结尾时间处，LED背光13几乎不发光。
感觉量与刺激的对数成比例的特性显示被称为费克纳(Fechner)定律(参 见由Nihon Shikaku Gakkai 、 Asakura Shoten所编,Shikaku Jouho Shori Handbook,第140页)。因此可以这样说，当LED背光13被设计成以这样的 方式发光以便根据时间的经过而使光按指数规律衰减时，感觉量，即正在观 看显示设备的人员对亮度的感知线性地改变。
图4是示出用于从帧的开始时间开始、随着时间顺序地减少亮度的波形 信号的另一个示例的图形。图4所示并且在帧的开始时间具有电压值Vst[V] 的波形信号例如在时间t!之前是不变的，其中t!是当从帧的开始时间开始经 过了 1/180秒时的时间。从时间h开始，电压值根据时间的经过而按指数规 律减少并且在该帧的结尾时间基本上地达到O[V]。在从时间^到帧的结尾时 间的周期内，与图3所示的情况相比，图4所示的波形信号衰减更快。
当生成图4所示的波形信号时，在从帧的开始时间到时间ti的周期内， LED背光13发射最强而且不变的光。在时间tl之后，从LED背光13发出 的光根据时间的经过而按指数规律衰减。在帧的结尾时间处，LED背光13 几乎不发光。
图5是示出用于从帧的开始时间开始随着时间顺序地增加亮度然后随着 时间顺序地减少亮度的波形信号的另一个示例的图形。图5所示并且在帧的 开始时间具有电压值0 [V]的波形信号按指数规律逐渐增加，例如到当从帧的 开始时间开始经过了 1/180秒时的时间12为止。在时间t2时的波形信号处于vP [v〗。
图5中，时间13是当从帧的开始时间开始已经经过了 1/90秒的时间。图
5所示的波形信号从时间t2到时间13不变。此外，从时间t3开始，波形信号
根据时间的经过而按指数规律减少并且在该帧的结尾时间基本上地达到 o[v]。
当生成图5所示的波形信号时，LED背光15在帧的开始时间处几乎不 发光，而且从帧的开始时间到时间t2,从LED背光13发出的光依据时间的 经过而按指数规律逐渐地增加。LED背光13在从时间t2到时间t3的周期内 用最高强度发射不变的光。此外，在时间t3之后，从LED背光13发出的光 根据时间的经过而按指数规律衰减。在该帧的结尾时间处，LED背光13几乎 不发光。
自然地，LED背光13可以在帧的开始时间附近发射强光。 虽然已经给出了其中LED背光13的亮度根据时间的经过按指数规律减 少或者按指数规律逐渐增加的情况，但是本发明不局限于此。亮度可以随着 时间顺序地增加或者随着时间顺序地减少，例如，亮度可以根据时间的经过 线性地减少或者增加。
接下来，将描述具有更简单配置的显示设备。
图1所示的波形数据生成器22和DAC24可以用具有更简单配置的波形 信号生成电路替换。例如，波形信号生成电路可以由微分电路和整流电路构 成。
图6是示出替代图1所示的波形数据生成器22和DAC 24的波形信号生 成电路的配置示例的图示。
图6所示的波形信号生成电路中的电容器51和电阻器52形成了所谓的 "微分电路"。将与垂直同步信号同步反转的输入信号Vi (t)输入到波形信 号生成电路中。
电容器51的一端连接到向其提供了输入信号Vi (t)的输入端，而且电 容器51的另一端连接到电阻器52的一端。电阻器52的另一端接地。将在电 阻器52两端的电压作为微分电路的输出信号V。 (t)提供给在波形信号生成 电路的下一级处的整流电路。
图7是示出了输入信号Vi(t)的示例的图示。例如，当帧这样改变使得 输入信号Vj(t)的值在一个帧的周期内变为O[V]，在下一帧的周期内变为5[V]，并且在该下一帧之后的的帧的周期内变为O[V]时，值从0[V]变为5[V] 或者从5[V]变为O[V]。
例如，将垂直同步信号输入到未示出的T触发器中，允许生成输入信号 Vi (t)。
例如，将图7所示的输入信号Vi (t)输入到波形信号生成电路中。
输入到波形信号生成电路的输入信号Vi(t)由微分电路微分，该微分电 路由电容器51和电阻器52构成。产生的输出信号V。(t)由微分电路提供给 在波形信号生成电路下一级处的整流电路。
图8是示出了输出信号V。 (t)的示例的图示。例如，输出信号V。(t) 的值在一个帧周期的开始时间处变为-5 [V],而且在该帧周期中，该值根据时 间的经过按指数规律增加到基本上为O[V]。输出信号V。 (t)的值在下一个帧 周期的开始时间处变为5[V],而且在该帧周期中，该值根据时间的经过按指 数规律减少到基本上为O [V]。输出信号V。 (t)的值在下一个帧之后的帧周 期的开始时间处变为-5[V]，而且在该帧周期中，该值根据时间的经过按指数 规律增加到基本上为0 [V]。
用这样的方式，在一个帧的每个周期内，输出信号V。 (t)的值根据时 间的经过从-5[V]按指数规律改变到基本上O[V]或者从5[V]按指数规律改变 到基本上O[V]。输出信号V。 (t)由表达式(1)表示。
胁 (1)
在表达式(l)中，C。指示电容器51的电容值，而且Ro指示电阻器52 的阻抗值。在表达式(1)中，E指示输入信号Vi (t)的改变量。例如，当 输入信号Vi (t)从O[V]改变到5[V]时，E为5[V]，而且当输入信号Vi(t) 从5 [V]改变到0 [V]时，E为-5 [V]。
图9是说明了当电容器51的电容值Co为1 [iaF]而且电阻器52的阻抗值 R()为5 [kQ]时，输出信号V。(t)的更详细示例的图形，其中该输出信号V。 (t)根据时间的经过，按指数规律从帧的开始时间处的5[V]减少。
图9所示的输出信号V。 ( t)在当从帧的开始时间开始经过了 2 [ms]的时 间点处基本上变为3.3 [V]，而且在从帧的开始时间开始经过了 4 [ms]的时间 点处基本上变为2.2 [V]。图9所示的输出信号V。(t)在当从帧的开始时间开始经过了 6 [ms]的时间点处基本上变为1.5 [V],而且在从帧的开始时间开始 经过了 8[ms]的时间点处基本上变为1.0 [V]。图9所示的输出信号V。(t)在 从帧的开始时间开始经过了 10[ms]的时间点处基本上变为0.7 [V]。
波形信号生成电路中的整流电路整流所述输出信号V。 (t)。也就是说， 如图IO所示，波形信号生成电路中的整流电路反转输出信号V。 (t)中具有 0[V]或者更少的4言号，并且输出整流信号Vs(t),其是具有O[V]或更多的信
图6所示的波形信号生成电路中的整流电路是所谓的"全波整流器"，而 且其由电阻器53、运算放大器54、 二极管55、 二极管56、电阻器57、电阻 器58、电阻器59、运算放大器60、和电阻器61构成。
将输出信号V。 (t)输入到电阻器53的一端和电阻器59的一端。电阻 器53的另一端连接到运算放大器54的反相输入端、二极管55的阴极(负极)、 以及电阻器57的一端。运算放大器54的非反相输入端接地。
运算放大器54的输出端连接到二极管55的阳极(正极)和二极管56 的阴极。电阻器57的另一端连接到二极管56的阳极和电阻器58的一端。
电阻器58的另一端连接到运算放大器60的非反相输入端、电阻器59 的另一端、和电阻器61的一端。运算放大器60的非反相输入端接地。
运算放大器60的输出端连接到电阻器61的另一端。
在运算放大器60的输出端处的电压作为整流信号Vs (t)输出。
现在，将简要地描述波形信号生成电路中的整流电路的操作。例如，当 输出信号V。 (t)具有正电压时，运算放大器54作为具有增益1的反相放大 器操作。
也就是说，当输出信号V。 (t)具有正电压时，运算放大器54输出负电 压，其绝对值等于通过将二极管55的正向电压加到输出信号V。 (t)中而获 得的值。在这种情况下，由于二极管56的正向电压，绝对值等于输出信号 V。(t)的负电压施加到电阻器58的一端。
当输出电压V。 (t)具有负电压时，将正向电压施加到二极管55而且运 算放大器54的输出变为二极管55的正向电压。在这种情况下，由于二极管 56的正向电压，将0 [V]电压施加到电阻器58的一端。
例如，运算放大器60作为所谓的"加法器"进行操作，其用增益2反相 放大施加到电阻器58—端的电压，并且用增益l反相放大输出信号V。 (t)。当绝对值等于输出信号V。 (t)的负电压施加到电阻器58的一端时，运 算放大器60用增益2反相放大该电压，并且用增益1反相放大输出信号V。 (t)。因此，运算放大器60输出等于输出信号V。(t)的整流信号Vs (t)。另 一方面，当将0[V]电压施加到电阻器58的一端时，运算放大器60仅仅用增 益l反相放大输出信号V。 (t)。因此，运算放大器60输出从输出信号V。(t) 中反相的整流信号Vs (t)。
因此，二极管55的正向电压和二极管56的正向电压互相消除，使得波 形信号生成电路中的整流电路输出等于输出信号V。(t)的绝对值的整流信号 Vs (t)。
如图IO所示，例如，整流信号Vjt)的值在一个帧周期的开始时间处 变为5[V]，而且在该帧周期中，该值根据时间的经过按指数规律减少到基本 上O[V]。输出信号V。 (t)的值在下一个帧周期的开始时间处变为5[V]，而 且在该帧周期中，该值根据时间的经过按指数规律减少到基本上O[V]。输出 信号V。(t)的值在下一个帧之后的帧周期的开始时间处变为5 [V],而且在 该帧周期中，该值根据时间的经过按指数规律减少到基本上0 [V]。
以这样的方式，在一个帧的每个周期中，整流信号Vs(t)的值根据时间 的经过，从5 [V]按指数规律改变到基本上0 [V]。
如上所述，显示控制器11可以具有更简单的配置。
如布莱克(Block)定律(Block定律)(参见Nihon Shikaku Gakkai、 Asakura-shoten所编，Shikaku Jy oho Shori Handbook,第217页)所述，人目艮 感知的亮度与光发射强度和时间的乘积成比例。使用该特征，典型的显示设 备被配置在具有预定长度的光发射时间周期内发光，以便保证由观众察觉到 亮度。
本发明人在改变光发射周期的长度的同时观察到显示的活动图像。结果， 确认光发射周期对帧周期的某 一 小比率使得难以察觉到活动图像模糊。
另一方面，减少光发射周期与帧周期的比率允许在固定视觉中察觉到急动。
在这种情况下确认，当以脉冲方式(即，以矩形波形)发射光时，更强 烈地察觉到急动，而且当根据时间逐渐改变亮度，例如按指数规律衰减亮度 时，不太可能察觉到急动。
根据时间改变亮度不局限于以指数方式进行改变，而且确认任何随着时间顺序地改变，例如用预定倾角以线性方式进行改变，也可以提供相同的优 占
z"、 o
如上所述，该设备被配置为这样执行显示，使得在帧的每个周期内，屏 幕的亮度随着时间顺序地增加或者减少。因此，可以以较低的帧频显示使得 难以察觉出运动模糊和急动的图像。
接下来将要描述基于外部提供的图像信号显示图像的显示设备的配置。 图11是示出了依据本发明的显示设备的实施例的另一个配置的框图。与 图1中那些相似的单元用相同的附图标记表示，并且将省略对它们的描述。
显示控制器51控制作为显示设备的一个示例的LCD 12的显示，以基于 输入图像信号在LCD 12上显示图像。显示控制器51还控制LED背光13的 发光，其中LED背光13是用于向显示设备提供光的光源的一个示例。显示 控制器51用利用ASIC实现的专用电路、诸如FPGA之类的可编程LSI、或 者用于执行控制程序的通用微处理器实现。
显示控制器51包括DAC 24、电流控制器25、 LCD控制器27、垂直同 步信号生成器71、运动量检测器72、帧緩沖器73、波形数据生成器74、波 形特征确定单元75、和模式选择器开关76。
将输入到显示控制器51的图像信号提供给垂直同步信号生成器71、运 动量检测器72、和帧緩沖器73。
垂直同步信号生成器71生成与所提供的图像信号的每个帧同步的垂直 信号，并且将所生成的垂直同步信号提供给波形数据生成器74。垂直同步信 号生成器71从图像信号中提取垂直同步信号以生成垂直信号，或者检测图像 信号的每个帧的周期以生成垂直信号。
基于所提供的图像信号，运动量检测器72检测包含在要通过图像信号显 示的活动图像中的图像对象的运动量。运动量检测器72将指示所检测的图像 对象运动量的运动量数据提供给波形特征确定单元75。例如，使用块匹配方 法、梯度法、相位相关法、或者像素递归(pel-recursive)法，运动量检测器72 检测包含在要由图像信号显示的活动图像中的图像对象的运动量。
模式选择器开关76由用户操作并且根据该用户的操作、向波形特征确定 单元75提供模式选择信号，该信号给出用于选择模式的指令。例如，模式选 择器开关76向波形特征确定单元75提供这样的模式选择信号，该信号给出 用于选择保持LED背光13的亮度的模式的指令。作为选择，模式选4奪器开关76向波形特征确定单元75提供用于给出这样的指令的模式选择信号，该 指令用于选择依据包含在由图像信号显示的活动图像中的图像对象的运动 量、随着时间顺序地改变LED背光13的亮度的模式。
基于从运动量检测器72提供的运动量数据和从模式选择器开关76提供 的模式选择信号，波形特征确定单元75生成波形特征数据，该数据描述了由 波形数据生成器74生成的波形数据的特征。
例如，当提供了用于给出这样的指令，即用于选择保持LED背光13的 亮度的模式的指令，的模式选择信号时，波形特征确定单元75生成描述所保 持的波形数据的特征的波形特征数据。更具体地说，波形特征确定单元75确 定不包括时间的函数(例如，f(t)-a)，并且生成包含确定该函数的值(a = 5)的波形特征数据。
例如，当提供了用于给出这样的指令，即用于选择依据包含在由图像信 号显示的活动图像中的图像对象的运动量、随着时间顺序地改变LED背光13 的亮度的模式的指令，的模式选择信号时，波形特征确定单元75生成描述这 样的波形数据，即用于基于由从运动量检测器72提供的运动量数据所指示的 运动量、在帧的周期内随着时间顺序地改变L E D背光13的亮度的波形数据， 的特征的波形特征数据。
更具体地说,波形特征确定单元75生成描述波形数据的特征的波形特征 数据(标识波形数据)，使得在该帧周期内的LED背光的亮度的乘积值等于 存储在参考光发射强度存储单元81中的参考光发射强度。
如由上述Block定律所示，人眼与光发射强度和时间的乘积成比例地感 知亮度。参考光发射强度是指示由人眼感知的亮度的数据，并且以光发射强 度和时间的乘积为单位表示。
此处，波形数据的特征是指波形数据特征，诸如亮度的最大值，亮度改 变对时间的比率，亮度怎样相对于时间改变(例如，以指数方式改变或者以 线性方式改变)。
例如，当由从运动量检测器72提供的运动量数据所指示的运动量大时， 波形特征确定单元75生成描述用于导致LED背光13发光的波形数据的特征 的波形特征数据，使得增加亮度的最大值、减小发光周期、而且在帧周期内 的亮度和时间的乘积值变为等于存储在参考光发射强度存储单元81中的参 考光发射强度。当由从运动量检测器72提供的运动量数据所指示的运动量小时，波形特 征确定单元75生成描述用于导致LED背光13发光的波形数据的特征的波形 特征数据，使得减少亮度的最大值、延长发光周期、而且在帧周期内的亮度 和时间的乘积值变为等于存储在参考光发射强度存储单元81中的参考光发 射强度。
更具体地说，例如，波形特征确定单元75生成这样的波形特征数据，其 指定由表达式(l)指示的、包含时间的函数，并且包含用于标识该函数的值。 该值的示例包括表达式(1 )中的E、 Ro和Q。当由从运动量检测器72提供 的运动量数据指示的运动量大时，将E设置为较大的值，并且将由Ro和Q) 定义的时间常数设置为较小的值。当由从运动量检测器72提供的运动量数据 指示的运动量较小时，将E设置为较小的值，并且将由Ro和Co定义的时间 常数设置为较大的值。
波形特征确定单元75将如上所述生成并且描述波形数据的特征的波形 特征数据提供给波形数据生成器74。
与从垂直同步信号生成器71提供的垂直同步信号同步，波形数据生成器 74生成由从波形特征确定单元75提供的波形特征数据所描述的波形数据。
例如，当从波形特征确定单元75提供波形特征数据时，波形数据生成器 74预先计算与时间的经过相对应的波形数据值，并且存储所确定的波形数据 值。当从垂直同步信号生成器71提供垂直同步信号时，波形数据生成器74 读取所存储的波形数据值，并且顺序地输出所读取的波形数据值，以由此依 据从帧的开始时间开始经过的时间、生成波形数据。
利用这个配置，即^^当计算能力小时，也可以生成波形数据。
信号生成器71提供的垂直同步信号，波形数据生成器74根据从帧的开始时 间开始经过的时间、实时计算所存储的波形数据的值，并且输出所计算的波 形数据值，以由此生成波形数据。
利用这种配置，当从波形特征确定单元75提供的波形特征数据改变时， 可以立即输出由改变的波形特征数据描述的波形数据。
如上所述，基于垂直同步信号，波形数据生成器74与每个帧同步地生成 用于随着时间顺序地改变LED背光13的亮度的波形数据。
波形数据生成器74将所生成的波形数据提供给DAC 24。帧緩冲器73暂时存储图像信号，并且将所存储的图傳3言号提供给LCD 控制器27。帧緩冲器73延迟图像信号长达由垂直同步信号生成器71到波形 数据生成器74执行的处理所需要的时间量，并且将延迟的图像信号提供给 LCD控制器27。
利用这个布置，可以与由LCD 12显示的图像中的帧可靠同步地随着时 间顺序地改变LED背光13的亮度。
接下来，将参考图12所示的流程图，描述用于由图ll所示的显示控制 器51执行的亮度控制以及用于执行控制程序的另一个处理。
在步骤S31,垂直同步信号生成器71生成用于与由输入图像信号显示的 活动图像的每个帧同步的垂直同步信号。例如，可以输入用于显示24到500 帧每秒的活动图像的图像信号。
在步骤S32,基于所提供的图像信号，运动量检测器72使用块匹配或者 梯度法检测包含在要由该图像信号显示的活动图像中的图像对象的运动量。
在步骤S33,波形特征确定单元75获得从模式选择器开关76提供的模 式选择信号，该信号用于根据用户操作给出用于选择模式的指令。
在步骤S34，波形特征确定单元75读取存储在参考光发射强度存储单元 81中的参考光发射强度。参考光发射强度是存储在参考光发射强度存储单元 81中的数据并且其指示由人眼感知的亮度，而且以光发射强度和时间的乘积 为单位表示。
例如，参考光发射强度可以具有预定值，或者可以依据用户操作设置。 在步骤S35，波形特征确定单元75基于运动量和参考光发射强度确定波 形特征。例如，在步骤S35,基于运动量和参考光发射强度，波形特征确定 单元75确定波形特征，其包括亮度的最大值、亮度改变对时间的比率、或者 亮度怎样相对于时间改变，诸如以线性形式改变或者以由指数函数表示的曲 线形式改变。
例如，在步骤S35，当由运动量较大时，波形特征确定单元75生成描述 用于导致LED背光13发光的波形数据的特征的波形特征数据，使得增加亮 度的最大值、减小发光周期、而且在帧周期内的亮度和时间的乘积值变为等 于存储在参考光发射强度存储单元81中的参考光发射强度。
更具体地说，例如在步骤S35,当运动量较大时，波形特征确定单元75 生成描述波形数据的特征的波形特征数据，使得增加波形数据的最大值，以导致波形数据根据时间更快速地改变，以及基于时间的波形数据的乘积值变 为等于存储在参考光发射强度存储单元81中的参考光发射强度。
当生成描述波形数据的特征的波形特征数据、使得基于时间的波形数据 的乘积值变为等于参考光发射强度时，参考光发射强度以时间和与光发射强 度相对应的电压值的乘积为单位表示。
当运动量较大时，减小光发射周期可以使得更难以感知到运动模糊。
相反地，当运动量较小时，波形特征确定单元75生成描述用于导致LED 背光13发光的波形数据的特征的波形特征数据，使得减小亮度的最大值、延 长发光周期、而且在帧周期内的亮度和时间的乘积值变为等于存储在参考光 发射强度存储单元81中的参考光发射强度。
更具体地说，例如在步骤S35,当运动量较小时，波形特征确定单元75 生成描述波形数据的特征的波形特征数据，使得减小波形数据的最大值，以 使波形数据根据时间更平緩地改变，以及基于时间的波形数据的乘积值变为 等于存储在参考光发射强度存储单元81中的参考光发射强度。
当运动量较小时，延长光发射周期可以使得更难以感知到急动。
在步骤S36，基于垂直同步信号和波形特征，波形数据生成器36生成与 帧同步的波形数据。在步骤S37, DAC 24对该波形数据执行数-模转换，并 且基于所生成的波形数据，DAC 24生成与该波形数据相对应的波形信号。
在步骤S38，基于所生成的波形信号，电流控制器25将驱动电流提供给 LED背光13。处理然后返回到步骤S31并且重复如上所述的处理。利用这个 配置，LED背光13可以发光，以便在其中显示一帧的每个周期内、与帧同步 地随着时间顺序地减少亮度或者随着时间顺序地增加亮度。
在帧的每个周期内，LED背光13的亮度随着时间顺序地减少或者随着 时间顺序地增加，使得当作为图像运动检测的结果检测到较大的运动量时， 减小光发射周期，而且当检测到较小的运动量时，延长光发射周期。因此， 即使当增加或者减少图像对象的运动量时，也可以显示难以察觉到运动模糊 和急动的图像。
当通过FFT(快速傅里叶变换)等从输入信号中提取出图像的频率分量、 而且图像包含较大量的高频分量时，可以进一步减小光发射周期。 LED背光13可以由PWM (脉冲宽度调制)系统驱动。 图13是示出根据本发明的显示设备实施例的另一个配置的框图，在该配置中，光源由PWM系统驱动。与图1中那些相似的单元用相同的附图标记 表示，并且省略对它们的描述。
显示控制器101控制LCD 12的显示而且通过PWM系统控制LED背光 13的发光，其中LCD 12是显示设备的一个示例，而且LED背光13是光源 的一个示例。显示控制器101用利用ASIC实现的专用电路、诸如FPGA之 类的可编程LSI、或者用于执行控制程序的通用微处理器实现。
显示控制器101包括垂直同步信号生成器21、波形数据生成器22、控制 开关23、图像信号生成器26、 LCD控制器27、和PWM驱动电流生成器111。
基于从波形数据生成器22提供的波形数据，PWM驱动电流生成器111 向LED背光13提供基于PWM系统的PWM驱动电流，用于通过使用脉冲 宽度控制LED背光的亮度，以由此驱动LED背光13。
PWM系统的使用可以减少显示控制器101中的功率损失。
代替PWM系统，可以使用诸如PAM (脉冲幅度调制)系统之类的其它 数字驱动系统来驱动LED背光13。
当基于PWM系统、PAM系统等的包含矩形波的驱动电流用于改变LED 背光13的亮度时，优选为用较高频率的矩形波驱动LED背光13,以使得人 们不可能察觉到才艮据矩形波的改变。
此外，为三基色中的每一种控制光源的亮度使得有可能即使当减少或者 增加亮度时、也防止要被显示的图像的颜色发生改变。
图14是示出根据本发明的显示设备的实施例的另 一个配置的框图，在该 配置中，为光的三基色中的每一种控制背光的亮度。与图1中那些相似的单 元用相同的附图标记表示，并且省略对它们的描述。
显示控制器131控制LCD 12的显示以及控制红色LED背光132、绿色 LED背光133、和蓝色LED背光134的发光，其中红色LED背光132是用 于向显示设备提供光的光源的一个示例。显示控制器131用利用ASIC实现 的专用电路、诸如FPGA之类的可编程LSI、或者用于执行控制程序的通用 微处理器实现。
红色LED背光132包括一个或者多个红色LED。在显示控制器131的 控制下，红色LED背光132发射红光(以红色发光)，其是光的三基色之一。 绿色LED背光133包括一个或者多个绿色LED。在显示控制器131的控制下， 绿色LED背光133发射绿光(以绿色发光)，其是光的三基色中的另一个。蓝色LED背光134包括一个或者多个蓝色LED。在显示控制器131的控制下， 蓝色LED背光134发射蓝光(以蓝色发光)，其是光的三基色中的另一个。
显示控制器131包括垂直同步信号生成器21、控制开关23、图像信号生 成器26、 LCD控制器27、波形数据生成器141、 DAC 142-1到142-3、和电 流控制器143-1到143-3。
基于从控制开关23提供并且给出用于选择波形的指令的波形选择信号， 波形数据生成器141与垂直同步信号同步地生成用于指定红色LED背光132 的亮度的波形数据、用于指定绿色LED背光133的亮度的波形数据、以及用 于指定蓝色LED背光134的亮度的波形数据。例如，波形数据生成器141生 成用于随着时间顺序地改变红色LED背光132到蓝色LED背光134中的每 一个的亮度的波形数据。
波形数据生成器141包括光谱发光效率数据表151和特征值校正单元 152。光谱发光效率数据表151存储光谱发光效率数据，该数据指示人眼的灵 敏度并且与具有每个波长的光(包括三基色)的强度相对应。
取决于亮度，人眼的灵壽丈度根据光的波长而改变。换句话说，当亮度改 变时，人眼的灵敏度为每个光波长而改变。
因此，当相对于光波长均匀地减少或者增加光源的亮度时，白平衡发生 改变。也就是说，即使对于相同的图像，.颜色(由正观看图像的人员感知的 颜色)也发生改变。
光i普发光效率数据是指示对于每种光波长和亮度的人眼的灵敏度的数据 (参见1987年的Journal of Light and Visual Environment第11期的第22-29 页,K. Sagawa和K. Takeichi所著Mesopic spectral luminous efficiency functions : Final experimental report )。
图15是示出光谱发光效率数据的示例的图形。图15所示的光谱发光 效率指示了以570 [ nm]的波长为基准、用于从亮视觉(100 [ td])到暗视觉 (0.01 [td])九个级别的波长的发光效率。图15中，黑点指示亮视觉中的发 光效率，且白点指示暗视觉中的发光效率。
随着视网膜照度级别的减少，短波区的发光效率趋向于相对增加，并且 相反，长波区的发光效率趋向于逐渐减少。
基于存储在光谱发光效率数据表151中的光谱发光效率数据，特征值校 正单元152根据亮度的改变校正定义了指定三基色中的红色的亮度的波形数据(的特征)的特征值、定义了指定绿色的亮度的波形数据(的特征)的特 征值、以及定义了指定蓝色的亮度的波形数据(的特征)的特征值，使得白 平^(衧变为恒定。
在这种情况下，定义指定三基色的相应亮度的波形数据的特征的特征值 是波形数据生成器141的内部数据，而且可以由同一个系统作为上述波形特 征数据之一提供。
如上所述，人眼具有这样的趋势，即随着亮度的减少，蓝色及其附近的 发光效率相对增加，而红色及其附近的发光效率相对减少。因此，例如当亮
度减少时，特征值校正单元152校正定义了指定红色亮度的波形数据的特征 值、以便相对增加红色的亮度，以及校正定义了指定蓝色亮度的波形数据的 特征值、以便相对减少蓝色的亮度。相反地，当亮度增加时，特征值校正单 元152校正定义了指定红色亮度的波形数据的特征值、以便相对减少红色的 亮度，以及校正定义了指定蓝色亮度的波形数据的特征值、以便相对增加蓝 色的亮度。
也就是说，基于人眼的光语发光效率，特征值校正单元152校正定义了 这样的波形数据的特征的特征值，其中该波形数据指定光的三基色的相应亮 度。换句话说，基于人眼的光谱发光效率，特征值校正单元152为光的三基 色中的每一个校正特征值，该特征值定义了随着时间顺序地增加或者随着时 间顺序地减少屏幕亮度的特征，以便根据亮度改变以及相对于光的三基色中 的每一种，抵消人眼灵敏度(相对灵敏度)的改变。
这个布置可以防止白平衡改变，即一使当亮度改变时也可以防止该改变。 也就是说，即使当亮度改变了时，也可以以相同的颜色看见相同的图像。换 句话说，即使当亮度改变时，由正观看该相同图像的人所感知的颜色也可以 是相同的。
依据基于上述光镨发光效率数据校正的特征值，波形数据生成器141生 成用于指定红色LED背光132的亮度的波形凝:据、用于指定绿色LED背光 133的亮度的波形数据、以及用于指定蓝色LED背光134亮度的波形数据。
波形数据生成器141将用于指定红色LED背光132的亮度的波形数据提 供给DAC 142-1。波形数据生成器141将用于指定绿色LED背光133的亮度 的波形数据提供给DAC 142-2。波形数据生成器141将用于指定蓝色LED背 光134的亮度的波形数据提供给DAC 142-3。DAC 142-1对作为数字数据、用于指定红色LED背光132的亮度的波形 数据执行数-模转换，该波形数据从波形数据生成器141提供。
也就是说，DAC142-l对作为数字数据的波形数据执行数-模转换，并且 将产生的波形信号，其为电压模拟信号，提供给电流控制器143-1。从DAC 142-1输出的波形信号的电压值对应于输入到DAC 142-1的波形数据的值。
DAC 142-2对作为数字数据、用于指定绿色LED背光133的亮度的波形 数据执行数-模转换，该波形数据从波形数据生成器141提供。
也就是说，DAC 142-2对作为数字数据的波形数据执行数-模转换，并且 将产生的波形信号，其为电压模拟信号，提供给电流控制器143-2。从DAC 142-2输出的波形信号的电压值对应于输入到DAC 142-2的波形数据的值。
DAC 142-3对作为数字数据、用于指定蓝色LED背光134的亮度的波形 数据执行数-模转换，该波形数据从波形数据生成器141提供。
也就是说，DAC 142-3对作为数字数据的波形数据执行数-模转换，并且 将产生的波形信号，其为电压模拟信号，提供给电流控制器143-2。从DAC 142-3输出的波形信号的电压值对应于输入到DAC 142-3的波形数据的值。
电流控制器143-1将从DAC 142-1提供的、并且为用于指定红色LED背 光132的亮度的电压模拟信号的波形信号转换为驱动电流，并且将所转换的 驱动电流提供给红色LED背光132。电流控制器143-2将从DAC 142-2提供 的、并且为用于指定绿色LED背光133的亮度的电压模拟信号的波形信号转 换为驱动电流，并且将所转换的驱动电流提供给绿色LED背光133。电流控 制器143-3将从DAC 142-3提供的、并且为用于指定蓝色LED背光134的亮 度的电压模拟信号的波形信号转换为驱动电流，并且将所转换的驱动电流提 供给蓝色LED背光134。
如上所述，可以以较低的帧频显示使得难以察觉出运动模糊和急动的图 像。此外，即使当亮度改变时，也可以这样显示图像以便以相同的颜色看见 该图像，而没有白平衡的改变。
接下来，给出对使用不能在比帧周期更短的时间周期内改变亮度的光源 的情况的描述。
图16是示出根据本发明的显示设备的实施例的另 一个配置的框图，在该 配置中使用了不能在比帧的周期更短的时间周期内改变亮度的光源。与图1 中那些相似的单元用相同的附图标记表示，并且省略对它们的描述。
26显示控制器171控制LCD 172的显示，其中LCD 172是显示设备的一个 示例。显示控制器171还控制快门173,快门173调整从灯174发出并且入 射到LCD 172上的光量，其中灯174是用于向显示设备提供光的光源的一个 示例。显示控制器171用利用ASIC实现的专用电路、诸如FPGA之类的可 编程LSI、或者用于执行控制程序的通用微处理器实现。
LCD 172包括例如反射型液晶面板或者透射型液晶面板，并且在显示控 制器171的控制下在未示出的屏幕上显示图像。快门173用例如可以以相对 于帧周期的高速来调整光量的液晶快门实现。在显示控制器171的控制下， 快门173调整从灯174发出并且入射到LCD 172上的光量。
灯174是不能在比帧的周期更短的时间周期内改变亮度的光源，并且是 例如，氛灯、金属闺化物灯、或者超高压水银灯。
显示控制器171包括垂直同步信号生成器21、控制开关23、图傳_信号生 成器26、 LCD控制器27、波形数据生成器181、和DAC182。
基于从控制器开关23提供并且给出用于选择波形的指令的波形选择信 号，波形数据生成器181与从垂直同步信号生成器21提供的垂直同步信号同 步地生成指定从灯174发出并且入射到LCD 172上的光量的波形数据。例如， 波形数据生成器181生成用于随着时间顺序地增加或者减少入射到LCD 172 上的光量的波形数据。
DAC 182对从波形数据生成器181提供的、作为数字数据的波形数据执 行数-模转换。也就是说，DAC 182对作为数字数据的波形数据执行数-模转 换，并且将产生的波形信号，其为电压模拟信号，提供给快门173。从DAC 182 输出的波形信号的电压值对应于输入到DAC 182的波形数据的值。
基于从DAC 182提供的波形信号，快门173调整从灯174发出并且入射 到LCD 172上的光量。例如，快门173调整从灯174发出并且入射到LCD 172 上的光量，使得光量随着时间顺序地减少或者增加。
例如，快门173调整从灯174发出并且入射到LCD 172上的光量，使得 当提供具有较大值的波形信号时，来自灯174的较大光量入射在LCD 172上， 以及当提供具有较小值的波形信号时，来自灯174的较大光量入射在LCD 172 上。
利用这个布置，即使当使用相对于帧的周期、不能以高速改变亮度的光 源时，也可以在帧的周期内随着时间顺序地增加或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。因此，有可能显示具有较少运动模糊量并且防止被察觉到急动的 图像。
虽然已经将快门173描述为提供在灯174和LCD 172之间，以便调整入 射到LCD 172上的光量，但是灯174、 LCD 172、和快门173可以以这样的 次序提供(邻近LCD 172的屏幕提供)，以便调整从LCD 172发出的光量。
接下来，给出其中利用LED显示器实现显示设备的情况的描述。
图17是示出根据本发明的显示设备的实施例的另一个配置的框图，在该 配置中，显示设备利用LED显示器来实现。与图14中那些相似的单元用相 同的附图标记表示，并且省略对它们的描述。
显示控制器201控制LED显示器202的显示，其中LED显示器202是 显示设备的一个示例。显示控制器201用利用ASIC实现的专用电路、诸如 FPGA之类的可编程LSI、或者用于执行控制程序的通用微处理器来实现。
LED显示器202包括用于发射红光(即，用于以红色发光)的红色LED, 用于发射绿光(即，用于以绿色发光)的绿色LED,以及用于发射蓝光(即， 用于以蓝色发光)的蓝色LED，其中红光是光的三基色之一，绿光是光的三 基色中的又一种，而且蓝光是光的三基色中的另一种。在LED显示器202中， 这样布置红色LED、绿色LED、和蓝色LED,使得将红色LED、绿色LED、 和蓝色LED用作子像素。
基于从显示控制器201提供的红色LED显示控制信号、绿色LED显示 控制信号、和蓝色LED显示控制信号，LED显示器202使所布置的红色LED、 绿色LED、和蓝色LED分别发光。
显示控制器201包括垂直同步信号生成器21、控制开关23、波形数据生 成器141、 DAC 142-1到142-3、图像信号生成器221、和LED显示控制器 222-1到222-3。
图像信号生成器221与从垂直同步信号生成器21提供的、用于与要显示 的活动图像的每个帧同步的垂直同步信号同步地，生成用于显示预定图像的 图像信号。由图像信号生成器221生成的图像信号由用于要被显示的图像的、 指示三基色中的红光强度(即，红色子像素的光发射强度)的R信号、指示 三基色中的绿光强度(即，绿色子像素的光发射强度)的G信号、以及指示 三基色中的蓝光强度(即，蓝色子像素的光发射强度)的B信号构成。
图像信号生成器221将R信号提供给LED显示控制器222-1,将G信号提供给LED显示控制器222-2,以及将B信号提供给LED显示控制器222-3。
基于从图像信号生成器221提供的R信号，以及从DAC 142-1提供并且 指定三基色中的红光的亮度以便在帧的周期内、与帧同步地随着时间顺序地 增加或者减少亮度的波形信号，LED显示控制器222-1生成用于使布置在 LED显示器202中的红色LED发光的红色LED显示控制信号，使得亮度在 帧的周期内随着时间顺序地增加或者減少。LED显示控制器222-1将所生成 的红色LED显示控制信号提供给LED显示器202。
基于从图像信号生成器222提供的G信号，以及从DAC 142-2提供并且 指定三基色中的绿光的亮度以便在帧的周期内、与帧同步地随着时间顺序地 增加或者减少亮度的波形信号，LED显示控制器222-2生成用于使布置在 LED显示器202中的绿色LED发光的绿色LED显示控制信号，使得亮度在 帧的周期内随着时间顺序地增加或者减少。LED显示控制器222-2将所生成 的绿色LED显示控制信号提供给LED显示器202。
基于从图像信号生成器221提供的B信号，以及从DAC 142-3提供并且 指定三基色中的蓝光的亮度以便在帧的周期内、与帧同步地随着时间顺序地 增加或者减少亮度的波形信号，LED显示控制器222-3生成用于使布置在 LED显示器202中的蓝色LED发光的蓝色LED显示控制信号，使得亮度在 帧的周期内随着时间顺序地增加或者减少。LED显示控制器222-3将所生成 的蓝色LED显示控制信号提供给LED显示器202。
基于从相应的LED显示控制器222-1到LED显示控制器222-3提供的红 色LED显示控制信号、绿色LED显示控制信号和蓝色LED显示控制信号， LED显示器202导致红色LED、绿色LED、和蓝色LED分别发光，以便在 该帧的周期内随着时间顺序地增加或者減少亮度。
如上所述，还有可能让自身发光显示设备以较低帧频显示难以察觉到运 动模糊和急动的图像。
本发明还可应用于，例如，诸如使用反射液晶或者透射液晶的前端投影 仪或者后端投影仪之类的反射投影类型的显示设备或者透射投影类型的显示 设备，以直视液晶显示器为代表的透射直视类型显示设备，或者其中诸如LED 或者EL (电致发光)器件之类的光发射器件以阵列方式布置的自身发光的显 示设备。这样的布置也可以提供与上述相同的优点。
本发明不限于基于所谓的"逐行扫描系统"显示活动图像的显示设备，而且可类似地应用于基于所谓的"隔行扫描系统"显示活动图像的显示设备。 显示设备包括具有显示功能以及其它功能的设备。示例包括所谓的"笔
记本式个人计算机"、PDA(个人数字助理)、移动电话、以及数字照相机。 当光源被设计成在帧的周期内以预定亮度发光时，可以显示图像。利用
在帧的每个周期内随着时间顺序地增加或者减少屏幕亮度的布置，其中在每
个帧周期期间保持显示的所谓的"保持类型显示设备"可以以较低的帧频显
示难以察觉到运动模糊和急动的图像。
上述处理系列可以由硬件执行，也可以由软件执行。当该系列处理由软
件执行时，用于实现软件的程序从存储介质安装到并入于专用硬件中的计算
机上，或者安装到例如可以通过各种程序的安装而执行各种功能的通用人计
算机上。
存储介质可以是存储了程序而且从计算机分离地分配以向用户提供程序 的封装介质。如图1、 11、 13、 14、 16、或者17所示，封装介质的示例为i兹 盘31 (包括软磁盘)、光盘32 (包括CD-ROM (致密盘-只读存储器)或者 DVD (数字通用盘))、磁光盘33 (包括MD (迷你盘)(商标))、或者半导 体存储器34。存储介质还可以是其中存储了程序的ROM或者硬盘，该ROM 和硬盘以将它们预先安装在计算机中的状态提供给用户。
用于导致上述处理执行的程序可以根据需要，经由诸如路由器或者调制 解调器之类的接口、通过诸如局域网、因特网、数字卫星广播之类的有线或 者无线通信介质安装在计算机上。
此处，用于描述存储在存储介质中的程序的步骤不仅包括根据所描述的 顺序随着时间顺序地执行的处理，还包括同时或者个别执行、而不必随着时 间顺序地执行的处理。
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权利要求
1、一种显示设备，包含显示装置，用于在帧的每个周期内保持屏幕的各个像素的显示；以及显示控制装置，用于控制显示装置的显示，以便在该帧的每个周期内随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度，其中，基于人眼的光谱发光效率，通过在所述帧的每个周期内随着时间顺序地增加或者随着时间顺序地减少亮度，所述显示控制装置控制所述显示以便随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
2、 一种显示方法，包括在帧的每个周期内保持屏幕的各个像素的显示；以及 控制显示装置的显示，以便在该帧的每个周期内随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度，其中，基于人眼的光谱发光效率，通过在所述帧的每个周期内随着时间顺序地增加或者随着时间顺序地减少亮度，控制所述显示以便随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
全文摘要
在所谓的“保持类型”显示设备中，一种显示设备和方法、记录介质以及程序可以以较低的帧频显示难以察觉到运动模糊和急动的图像。显示设备包含显示装置，用于在帧的每个周期内保持屏幕的各个像素的显示；以及显示控制装置，用于控制显示装置的显示，以便在该帧的每个周期内随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度，其中，基于人眼的光谱发光效率，通过在所述帧的每个周期内随着时间顺序地增加或者随着时间顺序地减少亮度，所述显示控制装置控制所述显示以便随着时间顺序地增加屏幕的亮度或者随着时间顺序地减少屏幕的亮度。
文档编号G09G3/34GK101452672SQ20081017672
公开日2009年6月10日 申请日期2005年6月21日 优先权日2004年7月21日
发明者黑木义彦 申请人:索尼株式会社