图像显示装置的制作方法

专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置，特别涉及具有控制背光源的亮度的功能(背光源调光
功能)的图像显示装置。
背景技术：
在液晶显示装置等包括背光源的图像显示装置中，通过基于输入图像来控制背光 源的亮度，能抑制背光源的功耗，改善显示图像的画质。特别是通过将画面分割成多个区 域，基于区域内的输入图像，对与该区域相对应的背光源的光源的亮度进行控制，可以进一 步实现低功耗化和高画质化。以下，将如上所述那样基于区域内的输入图像来控制背光源 的光源的亮度、并驱动显示面板的方法称为"区域有源驱动"。 在进行区域有源驱动的图像显示装置中，作为背光源的光源，例如使用RGB三色 的LED(Light Emitting Diode :发光二极管)或白色LED。作为决定这些LED的亮度的方 法，以往已知有下述的两种方法。第一种方法是基于区域内的像素的亮度的最大值来决定 与该区域相对应的LED的亮度的方法(下文中，称为Max方式)。第二种方法是基于区域内 的像素的亮度的平均值来决定与该区域相对应的LED的亮度的方法(下文中，称为Mean方 式)。 通常，背光源中所包含的LED的个数少于显示面板的像素数。因此，若利用区域有 源驱动来显示动态图像，则区域内的像素的亮度的最大值(或平均值)逐帧变化，LED的亮 度逐帧变化，有时在画面中产生闪烁现象(闪烁)。该闪烁现象在画面较暗时比画面较亮时 更明显。在进行区域有源驱动的图像显示装置中，防止动态图像显示中的闪烁现象成为重 要的课题。 此外，关于本发明，已知有以下的现有技术文献。在专利文献1中，记载着将冷阴 极荧光管和发光二极管进行相邻配置来构成背光源、并根据画面亮度来组合驱动冷阴极荧 光管和发光二极管的技术。在专利文献2中，记载着算出由多个光源构成的照明单元的照 明光的明度分布、并基于所算出的明度分布来修正图像数据的技术。在专利文献3中，记载 着在可动态地对背光源的光源的发光亮度进行变化控制的图像显示装置中、根据背光源的 光源的发光亮度来对屏显用显示图像信号的亮度电平进行变化控制的技术。
专利文献1 :日本专利特开2003-140110号公报
专利文献2 :日本专利特开2005-309338号公报
专利文献3 :日本专利特开2005-321423号公报

发明内容
然而，在上述Max方式和Mean方式中分别存在问题(参照后述的图6和图10的说 明)。在Max方式中，具有能以正确的亮度显示图像的优点，但存在以下问题S卩，动态图像 显示时的闪烁现象较大，由于闪烁现象较大、因而无法扩大区域尺寸。另一方面，在Mean方 式中，具有闪烁现象较小、画质改善效果高于Max方式的优点，但存在以下问题S卩，产生亮
4度下降，无法以正确的亮度来显示图像。通常，可以认为Max方式对于动态图像显示较差， Mean方式对于静态图像显示较差。 因此，本发明的目的在于提供一种图像显示装置，该图像显示装置能防止在动态 图像显示中的闪烁现象和在静态图像显示中的亮度下降这两种情况，进行区域有源驱动。
本发明的第一方面是具有控制背光源的亮度的功能的图像显示装置，其特征在 于，包括 显示面板，上述显示面板包含多个显示元件；
背光源，上述背光源包含多个光源； 信号处理部，上述信号处理部基于输入图像，来求出显示用数据和背光源控制数 据； 面板驱动电路，上述面板驱动电路基于上述显示用数据，来对上述显示面板输出 控制上述显示元件的光透射率的信号；以及 背光源驱动电路，上述背光源驱动电路基于上述背光源控制数据，来对上述背光 源输出控制上述光源的亮度的信号， 上述信号处理部在求出上述背光源控制数据时，将上述输入图像分割为多个区 域，求出各区域内的像素的亮度的最大值和平均值，基于求出的最大值和平均值来求出与 各区域相对应的光源的亮度。 本发明的第二方面的特征在于，在本发明的第一方面中， 上述信号处理部通过对上述最大值和上述平均值进行加权平均来求出上述光源 的亮度。 本发明的第三方面的特征在于，在本发明的第二方面中， 上述信号处理部提供根据上述平均值而变化的权重，对上述最大值和上述平均值 进行加权平均。 本发明的第四方面的特征在于，在本发明的第三方面中， 上述信号处理部在上述平均值越大时向上述最大值提供越大的权重，向上述平均 值提供越小的权重，对上述最大值和上述平均值进行加权平均。
本发明的第五方面的特征在于，在本发明的第三方面中， 上述信号处理部在上述平均值越大时提供发生较大变化的权重，对上述最大值和 上述平均值进行加权平均。 本发明的第六方面的特征在于，在本发明的第二方面中， 上述信号处理部在将区域内的像素的亮度的变化判定为较小时，向上述最大值提 供大于前一次的权重，向上述平均值提供小于前一次的权重，对上述最大值和上述平均值 进行加权平均。 本发明的第七方面的特征在于，在本发明的第一方面中， 上述信号处理部在上述输入图像为静态图像时，基于上述最大值来求出上述光源 的亮度。 本发明的第八方面是图像显示装置中的图像显示方法，上述图像显示装置包括 包含多个显示元件的显示面板和包含多个光源的背光源，其特征在于，包括
基于输入图像、来求出显示用数据和背光源控制数据的步骤；
基于上述显示用数据、来对上述显示面板输出控制上述显示元件的光透射率的信 号的步骤；以及， 基于上述背光源控制数据、来对上述背光源输出控制上述光源的亮度的信号的步 骤， 求出上述显示用数据和上述背光源控制数据的步骤中，在求出上述背光源控制数 据时，将上述输入图像分割为多个区域，求出各区域内的像素的亮度的最大值和平均值，基 于求出的最大值和平均值来求出与各区域相对应的光源的亮度。 根据本发明的第一或第八方面，通过基于像素的亮度的最大值和平均值这两者来 求出光源的亮度，相比只使用最大值的方式，能抑制动态图像显示中的闪烁现象，相比只使 用平均值的方式，能抑制静态图像显示中的亮度下降。因而，能防止动态图像显示中的闪烁 现象和静态图像显示中的亮度下降这两种情况。 根据本发明的第二方面，通过对像素的亮度的最大值和平均值进行加权平均，能 容易地求出基于最大值和平均值这两者的光源的亮度，能防止动态图像显示中的闪烁现象 和静态图像显示中的亮度下降这两种情况。 根据本发明的第三方面，通过根据像素的亮度的平均值来使进行加权平均时的权
重进行变化，从而根据输入图像来使光源的亮度接近像素的亮度的最大值或平均值，能防
止动态图像显示中的闪烁现象和静态图像显示中的亮度下降这两种情况。 根据本发明的第四方面，通过在像素的亮度的平均值较大时使光源的亮度接近像
素的亮度的最大值，能防止输入图像较暗时的明显的闪烁现象，并防止输入图像较亮时、成
为问题的亮度下降。 根据本发明的第五方面，由于像素的亮度的平均值越大时、进行加权平均时的权 重发生较大的变化，因此若平均值增大，则光源的亮度加速增大，迅速地接近像素的亮度的 最大值。因而，能更有效地防止输入图像较亮时、成为问题的亮度下降。 根据本发明的第六方面，即使在亮度不发生变化时或亮度的变化量较小时，光源 的亮度也逐渐增大，最终达到像素的亮度的最大值。因而，能完全防止静止图像显示中的亮 度下降。 根据本发明的第七方面，通过在输入图像为静止图像时、基于像素的最大值来求 出光源的亮度，能立刻完全防止静态图像显示中的亮度下降。


图1是表示本发明的实施方式1和实施方式2所涉及的液晶显示装置的结构的框 图。 图2是表示图1所示的背光源的详细情况的图。 图3是表示本发明的实施方式1所涉及的液晶显示装置中的区域有源驱动处理部 的处理的流程图。 图4是表示本发明的实施方式l所涉及的液晶显示装置中的、区域内的像素的亮 度的平均值和系数a的对应关系的例子的图。 图5是表示在本发明的实施方式1所涉及的液晶显示装置中、直到获得液晶数据 和LED数据的经过的图。
图6是表示在已有的Max方式中产生闪烁现象的画面的例子的图。 图7是对比表示在显示图6所示的画面时的LED的亮度的变化的图。 图8是本发明的实施方式2所涉及的液晶显示装置中的系数决定处理的流程图。 图9是表示本发明的实施方式2所涉及的液晶显示装置中的、区域内的像素的亮
度的平均值和系数a的对应关系的例子的图。图10是表示在已有的Mean方式中产生亮度下降的画面的例子的图。图11是对比表示在显示图10所示的画面时的LED的亮度的变化的图。标号说明10液晶显示装置11液晶面板12面板驱动电路13背光源14背光源驱动电路15区域有源驱动处理部21显示元件22LED单元23红色LED24绿色LED25蓝色LED31输入图像32液晶数据33LED数据41、51区域42条52小区域
具体实施例方式(实施方式l) 图1是表示本发明实施方式1所涉及的液晶显示装置的结构的框图。图1所示的 液晶显示装置10包括液晶面板11、面板驱动电路12、背光源13、背光源驱动电路14、及区 域有源驱动处理部15。液晶显示装置IO将画面分割为多个区域，进行区域有源驱动，上述 区域有源驱动是基于区域内的输入图像来控制背光源的光源的亮度，并驱动液晶面板ll。 以下，设m和n为2以上的整数，设p和q为1以上的整数，p和q中至少一方为2以上的 整数。 向液晶显示装置10输入包含R图像、G图像、及B图像的输入图像31。 R图像、G 图像、及B图像都包含(mXn)个像素的亮度。区域有源驱动处理部15基于输入图像31，来 求出用于驱动液晶面板11的显示用数据(以下，称为液晶数据32)、和用于驱动背光源13 的背光源控制数据(以下，称为LED数据33)(详细情况将在后文中叙述)。
液晶面板11包括(mXnX3)个显示元件21。显示元件21在每行方向(图1中为横向)上配置3m个，在每列方向(图1中为纵向)上配置n个，作为整体配置为二维状。 显示元件21中，包含有透射过红色光的R显示元件、透射过绿色光的G显示元件、及透射过 蓝色光的B显示元件。R显示元件、G显示元件、及B显示元件沿行方向并排配置，以三个来 形成一个像素。 面板驱动电路12是液晶面板11的驱动电路。面板驱动电路12基于从区域有源 驱动处理部15输出的液晶数据32，来对液晶面板11输出控制显示元件21的光透射率的信 号(电压信号)。将从面板驱动电路12输出的电压写入显示元件21内的像素电极(未图 示)，显示元件21的光透射率根据写入像素电极的电压进行变化。 背光源13设置于液晶面板11的背面侧，将背光源光照射到液晶面板11的背面。 图2是表示背光源13的详细情况的图。如图2所示的那样，背光源13包括(pXq)个LED 单元22。 LED单元22在每行方向上配置p个，在每列方向上配置q个、作为整体配置为二 维状。LED单元22包含红色LED23。绿色LED24、及蓝色LED25各一个。从一个LED单元 22所包含的三个LED23至25发射出的光照到液晶面板11的背面的一部分。
背光源驱动电路14是背光源13的驱动电路。背光源驱动电路14基于从区域有 源驱动处理部15输出的LED数据33，来对背光源13输出控制LED23至25的亮度的信号 (电压信号或电流信号)。将LED23至25的亮度与单元内及单元外的LED的亮度独立进行 控制。 将液晶显示装置10的画面分割为(pXq)个区域，一个区域与一个LED单元22相 对应。区域有源驱动处理部15分别对(pXq)个区域，基于区域内的R图像来求出与该区 域相对应的红色LED23的亮度。同样，绿色LED24的亮度是基于区域内的G图像来决定的， 蓝色LED25的亮度是基于区域内的B图像来决定的。区域有源驱动处理部15求出背光源 13所包含的所有的LED23至25的亮度，将求出的表示LED亮度的LED数据33对背光源驱 动电路14进行输出。 另外，区域有源驱动处理部15基于LED数据33，来求出液晶面板11中所包含的所 有的显示元件21中的背光源光的亮度。再有，区域有源驱动处理部15基于输入图像31和 背光源光的亮度，来求出液晶面板11所包含的所有的显示元件21的光透射率，将所求出的 表示光透射率的液晶数据32对面板驱动电路12进行输出。 在液晶显示装置10中，R显示元件的亮度是从背光源13射出的红色光的亮度和 R显示元件的光透射率之积。从一个红色LED23射出的光以对应的一个区域作为中心来射 到多个区域。因而，R显示元件的亮度是从多个红色LED23射出的光的亮度的总和与R显 示元件的光透射率之积。同样，G显示元件的亮度是从多个绿色LED24射出的光的亮度的 总和与G显示元件的光透射率之积，B显示元件的亮度是从多个蓝色LED25射出的光的亮 度的总和与B显示元件的光透射率之积。 根据采用以上结构的液晶显示装置10，通过基于输入图像31来求出合适的液晶 数据32和LED数据33，基于液晶数据32来控制显示元件21的光透射率，基于LED数据33 来控制LED23至25的亮度，从而能将输入图像31显示于液晶面板11。另外，在区域内的像 素亮度较小时，通过减小与该区域相对应的LED23至25的亮度，能降低背光源13的功耗。 另外，在区域内的像素亮度较小时，通过在更少数量的电平之间切换与该区域相对应的显 示元件21的亮度，能提高图像的分辨率，改善显示图像的画质。
图3是表示区域有源驱动处理部15的处理的流程图。向区域有源驱动处理部15 将输入图像31中所包含的某颜色分量(以下称为颜色分量C)的图像进行输入(步骤Sll)。 颜色分量C的输入图像中包含有(mXn)个像素的亮度。 接着，区域有源驱动处理部15对颜色分量C的输入图像进行辅助采样处理(平 均化处理)，来求出包含(spXsq)个(s为2以上的整数)的像素亮度的縮小图像(步骤 S12)。在步骤S12中，颜色分量C的输入图像沿横向縮小为(sp/m)倍，沿纵向縮小为(sq/ n)倍。接着，区域有源驱动处理部15将縮小图像分割为(pXq)个区域(步骤S13)。各区 域中包含有(sXs)个的像素亮度。 接着，区域有源驱动处理部15对于各个(pXq)个区域，来求出区域内的像素的亮 度的最大值Ma、和区域内的像素的亮度的平均值Me(步骤S14)。接着，区域有源驱动处理 部15对于各个(pXq)个区域，基于最大值Ma和平均值Me来求出LED亮度(步骤S15)。 在步骤S15中，通过使用下式(l)，来对最大值Ma和平均值Me进行加权平均，从而求出LED
亮度E。 E = Me+ (Ma—Me) X a = a XMa+(l-a ) XMe (1) 上式(1)所包含的系数a是进行加权平均时的权重，其典型是取0以上1以下的 值。系数a根据平均值Me进行变化，随着平均值Me增大而增大。另外，在平均值Me较小 时，即使平均值Me发生变化，系数a也不太发生变化，在平均值Me较大时，若平均值Me发 生变化，则系数a发生较大的变化，在平均值相对于最大值之比(Me/Ma)超过预定值时，系 数a成为1。图4是表示平均值Me和系数a的对应关系的例子的图。在图4中，平均值 Me取0至4095的范围内的值，系数a进行16阶段的变化。此外，系数a也可取负值。
如上所述，区域有源驱动处理部15提供根据平均值Me而变化的权重，对最大值Ma 和平均值Me进行加权平均。此时，区域有源驱动处理部15在平均值Me越大时，向最大值 Ma提供越大的权重，向平均值Me提供越小的权重。另外，该权重在平均值Me越大时发生越 大的变化。 接着，区域有源驱动处理部15通过对利用步骤15求出的(pXq)个的LED亮度来 应用亮度扩散滤波器(点扩散滤波器)，从而求出包含(tpXtq)个(t为2以上的整数)的 亮度的第一背光源亮度数据(步骤S16)。在步骤S16中，(pXq)个的LED亮度分别向横向 和纵向扩大为t倍。 接着，区域有源驱动处理部15通过对第一背光源亮度数据进行线性插补处理，来 求出包含(mXn)个亮度的第二背光源亮度数据(步骤S17)。在步骤S17中，第一背光源 亮度数据沿横向扩大为(m/tp)倍，沿横向扩大为(n/tq)倍。第二背光源亮度数据表示在 (pXq)个的颜色分量C的LED以步骤S15求出的亮度进行发光时、入射到(mXn)个的颜色 分量C的显示元件21的颜色分量C的背光源光的亮度。 接着，区域有源驱动处理部15通过将颜色分量C的输入图像中所包含的(mXn) 个像素的亮度分别除以第二背光源亮度数据中所包含的(mXn)个的亮度，从而求出 (mXn)个颜色分量C的显示元件21的光透射率T(步骤S18)。 最后，区域有源驱动处理部15对于颜色分量C输出液晶数据32和LED数据33，上 述液晶数据32表示由步骤S18求出的(mXn)个的光透射率，上述LED数据33表示由步骤S15求出的(pXq)个的LED亮度(步骤S19)。此时，液晶数据32和LED数据33按照面板 驱动电路12和背光源驱动电路14的规格来变换为合适的范围内的值。
区域有源驱动处理部15通过对R图像、G图像、及B图像进行图3所示的处理，从 而基于包含(mXnX3)个的像素的亮度的输入图像31，来求出表示(mXnX3)个的透射率 的液晶数据32、和表示(pXqX3)个的LED亮度的LED数据33。 图5是表示在m = 1920、n = 1080、p = 32、q = 16、s = 10、 t = 5的情况下直到 获得液晶数据和LED数据的经过的图。如图5所示的那样，通过对包含(1920X1080)个的 像素的亮度的颜色分量C的输入图像进行辅助采样处理，来得到包含(320X160)个的像素 的亮度的縮小图像。将縮小图像分割为(32X16)个区域(区域尺寸是(10X10)像素)。 通过对各区域求出像素的亮度的最大值Ma和平均值Me，来得到包含(32X16)个的最大值 的最大值数据、和包含(32X16)个的平均值的平均值数据。通过将最大值数据和平均值数 据应用于上式(1)，来得到表示(32X 16)个的LED亮度的颜色分量C的LED数据。
通过将颜色分量C的LED数据应用于亮度扩散滤波器，来得到包含(160X80)个 的亮度的第一背光源亮度数据，通过对第一背光源亮度数据进行线性插补处理，来得到包 含(1920X1080)个的亮度的第二背光源亮度数据。最后，通过将输入图像中所包含的像素 的亮度除以第二背光源亮度数据中所包含的亮度，来得到包含(1920X1080)个的光透射 率的颜色分量C的液晶数据。 此外，在图3中，为了方便说明，区域有源驱动处理部15是依次对各颜色分量的图 像进行处理，但也可以分时地对各颜色分量的图像进行处理。另外，在图3中，区域有源驱 动处理部15是为了去除噪声而对输入图像进行辅助采样处理，并基于縮小图像进行区域 有源驱动，但也可以基于原始的输入图像来进行区域有源驱动。 以下，说明本实施方式所涉及的液晶显示装置10的效果。作为进行区域有源驱动 时的决定LED(背光源的光源)的亮度的方法，以往已知有以下两种方法即，基于区域内的 像素的亮度的最大值来决定LED的亮度的方法(Max方法)、和基于区域内的像素的亮度的 平均值来决定LED的亮度的方法(Mean方法)。在液晶显示装置10中，LED的亮度是基于 区域内的像素的亮度的最大值Ma和平均值Me、使用上式(1)来算出。在这样的液晶显示装 置10中，LED的亮度是使用组合了 Max方式和Mean方式的新方法(以下，称为Mix方式) 来决定。 这里，如图6所示的那样，考虑在黑色(亮度为0% )的背景中、对具有区域41的 70%的宽度的白色(亮度为100% )的条42向左进行移动的动态图像进行显示的情况。图 中，设条42以每单位时间移动縮小图像的一个像素量的速度进行移动。在这种情况下，区 域41内的像素亮度的最大值Ma在条42的一部分进入区域41时立刻从0%上升到100%。 另外，区域41内的像素的亮度的平均值Me随着条42进行区域41内而逐渐从0%上升到 70%。 图7是表示使用Max方式、Mean方式及Mix方式来显示图6所示的画面时的、与 区域41相对应的LED的亮度的变化的图。在用Max方式来显示该画面时，与区域41相对 应的LED的亮度与最大值Ma相同，若条42的一部分进入区域41内，则立刻从0%上升到 100% (参照图7的点划线)。在这样的Max方式中，由于LED的亮度急剧地变化，因此在画 面中产生较大的闪烁现象。
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在用Mean方式来显示该画面时，与区域41相对应的LED的亮度与平均值Me相同 变化，随着条42的进入区域41内而逐渐地从0%上升到70% (参照图7的粗虚线)。因 此，在Mean方式中，闪烁不太会成为问题。但是，由于LED的亮度最大也只能到达70%，因 此产生亮度下降，无法以正确的亮度来显示白色。 在本实施方式所涉及的液晶显示装置10中，平均值Me越大，上式(1)所包含的系 数a越大，系数a的变化量也越大。因此，在平均值Me以一定速度上升时，系数a从0 开始加速上升来接近l。根据上式(1)的LED亮度E，在系数a为O时，与Mean方式的亮 度相等，在系数为1时，与Max方式的亮度相等。因而，在使用Mix方式的液晶显示装置10 中，与区域41相对应的LED的亮度在最初接近Mean方式的亮度，此后加速上升，接近Max 方式的亮度。在图7所示的例中，LED的亮度在时刻tl以后大于Mean方式的亮度，在时刻 t2以后与Max方式的亮度相等。 在这样的Mix方式中，由于LED的亮度逐渐增大，因此与Mean方式同样，闪烁现象
不太会成为问题。另外，在LED的亮度大于Mean方式的亮度的时刻tl以后，亮度下降小于
Mean方式，在LED的亮度成为100X的时刻t2以后，不产生亮度下降。 由此，根据使用Mix方式的液晶显示装置IO，通过基于区域内的像素的亮度的最
大值Ma和平均值Me这两者来求出与该区域相对应的LED23至25的亮度，从而能抑制利用
Max方式的动态图像显示中的闪烁现象，也能抑制利用Mean方式的静态图像显示中的亮度下降。 另外，区域有源驱动处理部15通过对区域内的像素的亮度的最大值Ma和平均值 Me进行加权平均，来求出LED23至25的亮度。由此，能容易地求出基于最大值Ma和平均 值Me这两者的LED23至25的亮度，能防止在动态图像显示中的闪烁现象和在静态图像显 示中的亮度下降这两种情况。 另外，区域有源驱动处理部15根据区域内的像素的亮度的平均值Me来改变上式 (1)中所包含的系数a (进行加权平均时的权重)。由此，根据输入图像31来使LED23至 25的亮度接近区域内的像素的亮度的最大值Ma或平均值Me，能防止在动态图像显示中的 闪烁现象和在静态图像显示中的亮度下降这两种情况。 另外，区域有源驱动处理部15在区域内的像素的亮度的平均值Me较大时，使 LED23至25的亮度接近像素的亮度的最大值Ma。由此，能防止在输入图像31较暗时显眼 的闪烁现象，并防止在输入图像31较亮时成为问题的亮度下降。 另外，区域有源驱动处理部15在区域内的像素的亮度的平均值Me越大时，使上式 (1)中所包含的系数a进行越大的变化。因此，若平均值Me增大，则LED23至25的亮度 就加速增大，迅速地接近像素的亮度的最大值Ma。由此，能更有效地防止输入图像31较亮 时、成为问题的亮度下降。 如上所述，根据本实施方式所涉及的液晶显示装置，通过基于区域内的像素的亮 度的最大值和平均值这两者来求出与该区域相对应的LED (背光源的光源)的亮度，能防止 在动态图像显示中的闪烁现象和在静态图像显示中的亮度下降这两种情况。
(实施方式2) 本发明的实施方式2的所涉及的液晶显示装置与实施方式1所涉及的液晶显示装 置10具有相同的结构(参照图1)。在实施方式1所涉及的液晶显示装置中，在图3所示的步骤S15中，系数a是基于区域内的像素的亮度的平均值Me来决定的。然而，有时系数 a小于l，在显示静态图像期间，系数a不发生变化。因此，在实施方式l所涉及的液晶显 示装置中，有时静态图像显示中的亮度下降将成为问题。 因此，本实施方式所涉及的液晶显示装置在区域内的像素的亮度的变化较小时， 进行使LED的亮度接近Max方式的亮度的处理。具体而言，区域有源驱动处理部15在将区 域内的像素的亮度的变化判断为较小时，使系数a大于前一次，向最大值Ma提供大于前一 次的权重，向平均值Me提供小于前一次的权重，对最大值Ma和平均值Me进行加权平均。
图8是本实施方式所涉及的液晶显示装置的系数决定处理的流程图。。图8所示 的系数决定处理在图3所示的步骤S15内进行。图9是表示本实施方式所涉及的液晶显示 装置中的平均值Me和系数a的对应关系的例子的图。以下，设区域内的像素的亮度的最 大值Ma和平均值Me取0至4095的范围内的值。 如图9所示的那样，将平均值Me分类为16个等级。将最大值Ma也同样地分类为 16个等级。以下，设最大值Ma所属的等级为X，平均值Me所属的等级为Y，系数a所对应 的等级为Z。区域有源驱动处理部15对(pXq)个区域的各颜色分量存储有三个等级X、Y、 及Z。例如在等级数为16个的情况下，区域有源驱动处理部15存储有(pXqX3)个4比特数据。 如图8所示的那样，区域有源驱动处理部15在系数决定处理中，求出在步骤S14 中所求出的最大值Ma所属的等级X、和在步骤S14中所求出的平均值Me所属的等级Y(步 骤S21)。 接着，区域有源驱动处理部15对等级X与前一次的等级X(上一帧的相同区域内 的像素的亮度的最大值所属的等级)是否相同进行判定(步骤S22)，对等级Y与前一次的 等级Y(上一帧的相同区域内的像素的亮度的平均值所属的等级)是否相同进行判定(步 骤S23)，在至少有一个不同的情况下前进至步骤S24，在它们都相同的情况下前进至步骤 S25。 在前者的情况下，区域有源驱动处理部15将由步骤S21求出的等级Y设定为等级 Z(步骤S24)。在后者的情况下，区域有源驱动处理部15对前一次的等级Z(在对上一帧的 相同区域进行系数决定处理时，由步骤S24或步骤S25所设定的等级)加1来设定为等级 Z(步骤S25)。但是，使设定为等级Z的值不超过等级的最大值(本例中为15)。
接着，区域有源驱动处理部15求出与步骤S24或步骤S25中所设定的等级Z相对 应的系数a (步骤S26)。接着，区域有源驱动处理部15将对于在下一帧的相同区域进行系 数决定处理时所包括的、由本次的处理求出的三个等级X、 Y、及Z进行存储(步骤S27)。
例如，上一帧的某区域内的像素的亮度的最大值Ma为2000、平均值Me为IOOO时， 前一次的等级X为7，前一次的等级Y为3。另外，设前一次的系数a为0.05，设与系数a 相对应的前一次的等级Z为3。在下一帧的相同区域内的像素的亮度的最大值Ma保持为 2000不变、平均值Me变化为1700的情况下，等级X与前一次相同，但等级Y从3变化为6。 在这种情况下，将等级Z在步骤S24中设定为6，系数a从0. 05变化为0. 18。
与此不同的是，在下一帧中最大值Ma变化为2040、平均值Me变化为1020的情况 下，等级X和等级Y成为与前一次相同。在这种情况下，将等级Z在步骤S25中设定为4，系 数a从0. 05变化为0. 09。在下一帧中的最大值Ma保持2000不变、平均值Me保持1000不变的情况下，也与上述情况相同。 此外，在图8中，区域有源驱动处理部15在最大值Ma所属的等级X和平均值Me
所属的等级Y这两者都与前一次相同时，将区域内的像素的亮度的变化判断为较小，但也
可以使用除此之外的任意方法，来判断区域内的像素的亮度的变化是否较小。 以下，说明本实施方式所涉及的液晶显示装置的效果。此处，如图IO所示的那样，
考虑在黑色的背景中、对包含了具有区域51的1/10的面积的白色的小区域52的静态图像
进行显示的情况。在这种情况下，区域51内的像素的亮度的最大值Ma始终为100%，区域
51内的像素的亮度的平均值Me始终为10%。 图11是表示使用Max方式、Mean方式及Mix方式来显示图10所示的画面时的、 与区域51相对应的LED的亮度的变化的图。在用Max方式显示该画面的情况下，与区域51 相对应的LED的亮度与最大值Ma相同，始终为100X (参照图ll的点划线)。在用Mix方 式显示该画面的情况下，与区域51相对应的LED的亮度与平均值Me相同，始终为10% (参 照图11的粗虚线)。因此，在Max方式中能以正确的亮度来显示白色，但在Mean方式中产 生亮度下降，不能用正确的亮度来显示白色。 在本实施方式所涉及的液晶显示装置中，根据图8所示的系数决定处理来决定上 式(1)所包含的系数a 。因而，在显示图IO所示的画面的情况下，即使区域内的像素的亮 度的最大值Ma和平均值Me不发生变化，但与系数a相对应的等级Z随着时间的经过也逐 渐变大，最后成为等级的最大值15。系数a也随之加速变大，最后成为l。另外，与区域51 相对应的LED的亮度加速接近Max方式的亮度，最后到达Max方式的亮度。
在这样的本实施方式所涉及的液晶显示装置中，即使是在区域内的像素的亮度不 发生变化时或区域内的像素的亮度的变化量较小时，但LED23至25的亮度也逐渐增大，最 终到达区域内的像素的亮度的最大值Ma。因而，根据本实施方式的液晶显示装置，能完全防 止在静态图像显示中的亮度下降。 此外，对于本发明的实施方式1及实施方式2所涉及的液晶显示装置，可以构成各 种变形例。例如，有的情况下输入图像31是动态图像还是静态图像中的哪一种是已知的， 则可向液晶显示装置提供表示输入图像31是动态图像还是静态图像的信号。在这种情况 下，区域有源驱动处理部15在输入图像31为静止图像时，也可将上式(1)所包含的系数a 作为l，基于区域内的像素的亮度最大值Ma，来求出与该区域相对应的LED23至25的亮度。 由此，能立刻完全防止静止图像显示中的亮度下降。 另外，在实施方式l及2中，背光源13由红色LED23、绿色LED24、及蓝色LED25构 成，但背光源也能由白色LED或冷阴极管(CCFL:Cold CathodeFluorescent Lamp :冷阴极 管)等构成。在背光源是由白色LED构成的情况下，区域有源驱动处理部只要例如基于R 图像、G图像、及B图像来生成Y图像(亮度图像)，对Y图像进行图3所示的处理中的步骤 Sll至S17，对三色的图像分别与Y图像的组合进行步骤S18即可。 另外，在实施方式l及2中，设LED单元22分别包含一个红色LED23、绿色LED24、 及蓝色LED25，但LED单元22中包含的三色的LED的个数也可以是除此以外的个数。例如， LED单元22也可以分别包含一个红色LED23和一个蓝色LED25、及两个绿色LED24。在这种 情况下，背光源驱动电路14只要对两个绿色的LED24进行控制，使得两个绿色的LED24的 亮度的总和为上式(1)的LED亮度即可。
另外，液晶显示装置中的帧率可以是任意的，例如也可以是30Hz 、60Hz 、 120Hz 、及 120Hz以上。由于帧率越高，LED的亮度以更小的单位进行变化，因此闪烁现象变得更不显 眼。另外，通过在包括背光源的任意的图像显示装置中使用上述Mix方式，能得到与液晶显 示装置的情况相同的效果。 如上所述，根据本发明的图像显示装置，通过基于区域内的亮度的最大值和平均 值这两者来求出与该区域相对应的背光源的光源的亮度，能防止在动态图像显示中的闪烁 现象和在静态图像显示中的亮度下降这两种情况。
工业上的实用性 由于本发明的图像显示装置具有能防止在动态图像显示中的闪烁现象和在静态 图像显示中的亮度下降这两种情况的效果，因此能用于液晶显示装置等、包含背光源的各 种图像显示装置中。
权利要求
一种图像显示装置，具有控制背光源的亮度的功能，其特征在于，包括显示面板，该显示面板包含多个显示元件；背光源，该背光源包含多个光源；信号处理部，该信号处理部基于输入图像，来求出显示用数据和背光源控制数据；面板驱动电路，该面板驱动电路基于所述显示用数据，来对所述显示面板输出控制所述显示元件的光透射率的信号；以及，背光源驱动电路，该背光源驱动电路基于所述背光源控制数据，来对所述背光源输出控制所述光源的亮度的信号，所述信号处理部在求出所述背光源控制数据时，将所述输入图像分割为多个区域，求出各区域内的像素的亮度的最大值和平均值，基于求出的最大值和平均值来求出与各区域相对应的光源的亮度。
2. 如权利要求l所述的图像显示装置，其特征在于，所述信号处理部通过对所述最大值和所述平均值进行加权平均来求出所述光源的亮度。
3. 如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，所述信号处理部提供根据所述平均值而变化的权重，对所述最大值和所述平均值进行 加权平均。
4. 如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，所述信号处理部在所述平均值越大时，向所述最大值提供越大的权重，向所述平均值 提供越小的权重，对所述最大值和所述平均值进行加权平均。
5. 如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，所述信号处理部在所述平均值越大时提供发生较大变化的权重，对所述最大值和所述 平均值进行加权平均。
6. 如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于，所述信号处理部在将区域内的像素的亮度的变化判定为较小时，向所述最大值提供大 于前一次的权重，向所述平均值提供小于前一次的权重，对所述最大值和所述平均值进行 加权平均。
7. 如权利要求l所述的图像显示装置，其特征在于，所述信号处理部在所述输入图像为静态图像时，基于所述最大值来求出所述光源的亮度。
8. —种图像显示方法，所述图像显示方法用于图像显示装置中，所述图像显示装置包括包含多个显示元件 的显示面板和包括多个光源的背光源，所述图像显示方法的特征在于，包括 基于输入图像，来求出显示用数据和背光源控制数据的步骤；基于所述显示用数据，来对所述显示面板输出控制所述显示元件的光透射率的信号的 步骤；以及，基于所述背光源控制数据，来对所述背光源输出控制所述光源的亮度的信号的步骤， 求出所述显示用数据和所述背光源控制数据的步骤中，在求出所述背光源控制数据时，将所述输入图像分割为多个区域，求出各区域内的像素的亮度的最大值和平均值，基于 求出的最大值和平均值来求出与各区域相对应的光源的亮度。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种图像显示装置。其区域有源驱动处理部(15)基于输入图像(31)，来求出用于驱动液晶面板(11)的液晶数据(32)、和用于驱动背光源(13)的LED数据(33)。在求出LED数据(33)时，通过将输入图像(31)分割为多个区域，求出各区域内的像素的亮度的最大值Ma和平均值Me，并对最大值Ma和平均值Me进行加权平均，来求出与各区域相对应的LED(23)至(25)的亮度。用于加权平均的系数α根据平均值Me进行变化。LED的亮度随着平均值Me增大而从平均值Me加速上升，并接近最大值Ma。由此，可防止进行背光源调光的图像显示装置中的闪烁现象和亮度下降。
文档编号G02F1/133GK101785044SQ20088010406
公开日2010年7月21日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年10月25日
发明者藤原晃史 申请人:夏普株式会社