影像顯示裝置以及信息處理裝置的製作方法

2023-05-11 11:19:46 1

專利名稱：影像顯示裝置以及信息處理裝置的製作方法
技術領域：
本申請的實施例涉及影像顯示裝置以及信息處理裝置。
背景技術：
以往，在液晶顯示裝置中，以顯示動態範圍擴大、低功耗化等為目的，進行將畫面分割成多個區域的背光源的亮度控制。例如，根據各區域內的影像信號的代表值來決定各區域的背光源的第1亮度，對所決定的第1亮度實施預先決定了權重係數的線性空間濾波，從而決定各區域的背光源的第2亮度。

發明內容
但是，在例如如邊緣發光方式那樣，使用了單一光源的發光亮度分布是各向異性那樣的光源的液晶顯示裝置中，存在即使是針對同一明亮度的陰影的顯示，根據畫面內的該陰影的位置所顯示的明亮度大幅變化這樣的問題。本實施方式是考慮上述情況而完成的，其目的在於提供一種影像顯示裝置以及信息處理裝置，不依賴於顯示面板上的位置而按照期望的明亮度來顯示。根據實施方式，影像顯示裝置具備液晶面板、背光源、代表值計算部、參照部、乘法部、以及決定部。液晶面板在顯示區域中顯示影像。背光源具有多個對虛擬地分割顯示區域而得到的照明區域進行照明的光源。代表值計算部根據虛擬地分割顯示區域而成的小區域、且比照明區域小的小區域內的像素的相對亮度值，針對每個小區域計算這些相對亮度值的代表值。參照部根據預先保持的光源的多個點亮圖案數據，針對每個小區域參照與顯示區域內的小區域的位置對應的光源的點亮圖案數據。乘法部針對每個小區域，對參照部參照了的點亮圖案數據乘以代表值計算部計算出的代表值。決定部根據針對與光源對應的多個小區域由乘法部計算出的乘法結果的最大值，決定光源的發光強度。另外，根據實施方式，信息處理裝置在比與光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割更細緻地分割顯示區域而得到的各小區域內計算輸入影像信號的代表值，並針對每個小區域計算各光源的發光亮度時，參照根據光源的照明區域和小區域的相對位置預先設定的點亮圖案數據。根據上述結構的影像顯示裝置或者信息處理裝置，能夠不依賴於顯示面板上的位置而按照期望的明亮度來顯示。


圖1是實施方式的影像顯示裝置的框圖。
圖2是示出圖1的背光源中的光源的配置例的圖。圖3是圖1的發光強度計算部(信息處理裝置)的框圖。圖4是圖1的發光強度計算部的與圖3不同的框圖。圖5是示出與圖2對應的顯示區域的分割例的圖。圖6是示出將圖5所示的幾個分割例所示的顯示區域分割成小區域的例子的圖。圖7是用於說明圖3的參照部的動作的圖。圖8是用於說明圖3的乘法部的動作的圖。圖9是用於說明圖3的決定部的動作的圖。圖10是用於說明點亮圖案數據的重複性的圖。圖11是用於說明顯示區域端處的點亮圖案的處理方法的圖。圖12是示出向在顯示區域的上下配置了光源的邊緣發光式的應用例的圖。圖13是示出圖12中的顯示區域、小區域以及光源的圖。圖14是示出邊緣發光式下的發光亮度分布的一個例子的圖。圖15是示出通過以往的影像顯示裝置顯示的典型的顯示例的圖。圖16是示出通過實施方式的影像顯示裝置顯示的與圖15對應的顯示例的圖。圖17是圖1的信號校正部102的框圖。圖18是示出圖1的背光源中包含的光源的亮度分布的一個例子的圖。圖19是圖1的液晶面板的框圖。圖20是第3實施方式的發光強度計算部的框圖。圖21是第4實施方式的發光強度計算部的框圖。圖22是用於說明圖21的合成部的動作的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細說明實施方式的影像顯示裝置以及信息處理裝置。另外，在以下的實施方式中，附加了同一編號的部分進行同樣的動作，省略重複的說明。(第1實施方式)參照圖1至圖19，說明第1實施方式的影像顯示裝置。參照圖1說明本實施方式的影像顯示裝置。本實施方式的影像顯示裝置具備發光強度計算部101、信號校正部102、背光源控制部103、背光源105、液晶控制部104、以及矩陣狀地排列了多個像素的液晶面板106。另外，有時也將發光強度計算部稱為信息處理裝置。發光強度計算部101根據1幀的影像信號，計算適合於顯示的背光源105的發光強度。信號校正部102根據所計算出的背光源105的發光強度，校正上述影像信號中的各像素的亮度(光透射率)，將校正後的影像信號輸出到液晶控制部104。背光源控制部103按照由發光強度計算部101計算出的發光強度來控制背光源105的點亮(發光)。背光源105通過背光源控制部103的控制而點亮。液晶控制部104根據由信號校正部102校正後的影像信號來控制液晶面板106。
液晶面板106根據液晶控制部104的控制使來自背光源105的透射光量變化。即，液晶面板106通過調製背光源105的發光來進行圖像顯示。以下詳述各部的結構以及動作。背光源105具有多個光源。這些光源通過背光源控制部103的控制獨立地強弱地點亮，從背面對液晶面板106進行照明。圖2 的(a-1)、(a_2)、(a_3)、(b_l)、(b_2)、(b_3)示出該背光源 105 的一個具體例的結構。如圖2的(a-1)、(a-2)、(a_3)、(b_l)、(b_2)、(b_3)所示，背光源105具備至少1個以上的光源201、202。光源的配置既可以是如圖2的(a-1)、(a-2)、(a-3)所示在液晶面板106背面配置光源201的正下方式，也可以是如圖2的(b-1)、(b-2)、(b-3)所示在液晶面板106側面配置光源202並通過用未圖示的導光板、反射器向液晶面板106背面導入光而從背面對液晶面板106進行照明的邊緣發光式。在圖2中，各光源201、202由單一的發光元件構成，但光源201、202既可以由單一的發光元件構成，也可以構成為沿著與液晶面板106平行的面配置多個發光元件。發光元件優選LED、冷陰極管、熱陰極管等。特別地，LED的最大可發光亮度和最小可發光亮度的幅度寬、且能夠實現高動態範圍中的發光控制，所以優選用作發光元件。光源201,202能夠通過背光源控制部103控制發光強度(發光亮度)以及發光定時。背光源控制部103根據由發光強度計算部101計算出的各光源的發光強度使構成背光源105的各光源強弱地點亮。背光源控制部103能夠獨立地控制構成背光源105的各光源的發光強度(發光亮度)以及發光定時。〈發光強度計算部〉發光強度計算部101根據影像信號計算適合於顯示的各光源的發光強度。參照圖3說明發光強度計算部101。發光強度計算部101包括伽瑪變換部301、代表值計算部302、查找表303、參照部304、乘法部305以及決定部306。伽瑪變換部301將所輸入的影像信號通過伽瑪變換變換為相對亮度。如果影像信號是W，255]的範圍的信號，則例如用式(1)來表示該伽瑪變換。L = (S/255) γ (1)此處，S是信號值、L是相對亮度值。Y優選為與液晶面板106的伽瑪值相符合，是Y =2. 2左右的值。這些變換既可以使用乘法器等直接地計算，也可以使用查找表來計
笪弁。與其不同地，發光強度計算部101也可以如圖4所示，在決定部306的後級配置伽瑪變換部301。該情況下的伽瑪變換部301對由決定部306計算出的各光源的發光強度實施與式(1)同樣的變換，作為發光強度計算部400的輸出值。或者，伽瑪變換部301無需包含在發光強度計算部101、400中，而還可以配置在發光強度計算部101的外部(前級或者後級)。代表值計算部302根據比與利用各光源的各照明區域的配置對應的顯示區域的分割更細緻地分割了的各小區域內的多個像素的相對亮度值，計算這些相對亮度值的代表值。代表值例如是最大值。可由代表值計算部302計算的其他代表值，例如是小區域內的多個像素的相對亮度值的平均值的常數倍的值、小區域內的多個像素的相對亮度值的最大值與最小值的平均值的常數倍的值、或者通過這些代表值計算方式的組合的計算方式而計算出的值等。此處，圖5示出本實施方式中的與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割的例子。在圖5中，虛線示出與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割的例子。圖 5 的(a-1)、(a-2)、(a_3)、(b_l)、(b_2)、(b_3)分別是與圖 2 的(a_l)、(a_2)、(a-3)、(b-1)、(b-2)、(b-3)的背光源105的結構對應的與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割的例子。圖6示出本實施方式中的將顯示區域分割為小區域的例子。在圖6中，實線表示與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割，實線以及點虛線表示將顯示區域分割為小區域的例子。圖6 (a-Ι)示出與圖5(a_l)對應的將顯示區域分割為小區域的例子。在圖6(a_l)中，實線表示與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割，實線以及點虛線表示將顯示區域分割為小區域的例子。圖6(a_l)示出按照通過圖5(a_l)的照明區域的配置而得到的顯示區域的分割的橫2倍、縱2倍的密度將顯示區域分割成小區域的例子。圖6(a_2)示出與圖5(a_l)對應的將顯示區域分割為小區域的另一例子。在圖6 (a-2)中，實線表示與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割，點虛線表示將顯示區域分割為小區域的例子。圖6(a_2)也示出按照通過圖5 (a-1)的照明區域的配置而得到的顯示區域的分割的橫2倍、縱2倍的密度，將顯示區域分割成小區域的例子。在圖6 (a-Ι)中，描繪出了 在顯示區域向小區域的分割中，進一步細緻地分割通過照明區域的配置而得到的顯示區域的分割，但如圖6(a_2)可知，顯示區域向小區域的分割，不限於這樣的分割。圖6(b)示出與圖5 (a-2)對應的顯示區域向小區域的分割的例子。在圖6(b)中，實線表示與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割，實線以及點虛線表示顯示區域向小區域的分割的例子。在圖6(a_l)中，描繪出了 在顯示區域向小區域的分割中，按照通過照明區域的配置而得到的顯示區域的分割的縱橫整數倍的密度來分割了顯示區域，但根據圖6(b)也可知，顯示區域向小區域的分割，不限於這樣的分割。圖6 (c)示出與圖5 (b-Ι)對應的顯示區域向小區域的分割的例子。在圖6(c)中，實線表示與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割，實線以及點虛線表示顯示區域向小區域的分割的例子。在圖6(a_l)中，描繪出了 在顯示區域向小區域的分割中，按照通過照明區域的配置而得到的顯示區域的分割的縱橫等倍的密度來分割了顯示區域，但根據圖6(c)也可知，顯示區域向小區域的分割，不限於這樣的分割。代表值計算部302對各小區域，在與該小區域對應的空間範圍內，根據多個像素的相對亮度值，計算這些相對亮度值中的代表值。另外，在代表值計算部302中成為針對各小區域的代表值的計算對象的空間範圍，只要是在各小區域中大略一致的空間範圍即可，既可以是比各小區域更大的空間範圍也可以是更小的空間範圍。另外，在代表值計算部302中成為針對各小區域的代表值的計算對象的空間範圍的少量的變化不會對本實施方式的主要的效果造成影響。
參照部304針對各小區域，參照預先保持的光源的點亮圖案數據。點亮圖案數據儲存在例如查找表(LUT)303中。在點亮圖案數據中，保持有成為各光源的基準的發光強度。參照圖7來說明參照部304的動作。圖7是用於說明參照部304的動作的圖。在圖7中，實線表示與利用各光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割，點虛線表示顯示區域向小區域的分割。參照部304針對每個小區域，根據該小區域的位置，參照預先保持的光源的點亮圖案數據。例如，在圖7中，針對左側所示的位置「1」的小區域，參照與右側所示的「位置1」對應的光源的點亮圖案數據。針對其他位置的小區域，也同樣地參照與該位置對應的光源的點亮圖案數據。在圖7的例子中，LUT303具有與圖7所示的16分支的位置對應的點亮圖案數據。另外，在圖7中，為方便說明，用與光源對應的分割區域的顏色深淺來表示了各光源的發光強度。在圖中通過影線的密度的差異表示了分割區域的顏色深淺。乘法部305針對各小區域，對根據其位置由參照部304參照的光源的點亮圖案數據的各值，乘以由代表值計算部302計算出的針對該小區域的代表值。參照圖8，說明乘法部305的動作。圖8示出乘法部305的動作的例子。在圖8的動作例中，針對位置「1」的小區域，由代表值計算部302計算出的代表值的值大，所以針對位置「 1」對所參照的點亮圖案數據的各值乘以位置「 1」的小區域的代表值而得到的結果也成為比較明亮的值。另一方面，針對位置「2」的小區域，由代表值計算部302計算出的代表值的值小，所以針對位置「2」對所參照的點亮圖案數據的各值乘以位置「2」的小區域的代表值而得到的結果成為基本上暗的值。另外，針對位置「8」的小區域，由代表值計算部302計算出的代表值的值是中間程度，所以針對位置「8」對所參照的點亮圖案數據的各值乘以位置「8」的小區域的代表值而得到的結果，與原來參照的點亮圖案數據的各值相比，成為稍暗的值。另外，與圖7同樣地，在圖8中，為方便說明，用與其光源對應的分割區域的顏色深淺來表示各光源的乘法結果。決定部306針對各光源，根據對各小區域由乘法部305計算出的針對各光源的乘法結果的值，決定各光源的發光強度。參照圖9來說明決定部306的動作。圖9示出針對各光源，以對各小區域由乘法部305計算出的針對各光源的乘法結果的值的最大值為各光源的發光強度的情況下的動作的例子。如圖9所示，在決定部306中，針對各光源，將由乘法部305計算出的針對各小區域的計算結果的最大值計算為該光源的發光強度。具體而言，在左上的區域中，位置1至位置16的最大值變白，所以決定成白色。在右上的區域中，位置1至位置16的最大值成為淺灰色(淡的影線)，所以決定成淺灰色。在左下和右下的區域中，在位置1至位置16，全黑，所以它們的最大值變黑，決定成黑色。另外，在圖9中，為方便說明，用與其光源對應的分割區域的顏色深淺來表示各光源的乘法結果以及發光強度。以上，如果總結參照部304、乘法部305、決定部306的動作，則如式(2)。
權利要求
1.一種影像顯示裝置，其特徵在於，具備 液晶面板，在顯示區域中顯示影像；背光源，具有多個對虛擬地分割所述顯示區域而成的照明區域進行照明的光源； 參照部，根據預先保持的所述光源的多個點亮圖案數據，針對每個所述小區域參照與虛擬地分割所述顯示區域而成的小區域、且比所述照明區域小的所述小區域的位置對應的所述光源的點亮圖案數據；以及決定部，根據所述參照部參照了的所述點亮圖案數據來決定所述光源的發光強度。
2.根據權利要求1所述的影像顯示裝置，其特徵在於，具有代表值計算部，根據所述小區域內的像素的相對亮度值，針對每個所述小區域，計算這些相對亮度值的代表值；以及乘法部，針對每個所述小區域，對所述參照部參照了的所述點亮圖案數據，乘以所述代表值計算部計算出的所述代表值，所述決定部還根據針對與所述光源對應的多個小區域由乘法部計算出的乘法結果的最大值，決定所述光源的發光強度。
3.根據權利要求2所述的影像顯示裝置，其特徵在於，所述參照部參照與所述光源的所述照明區域和所述小區域的相對的位置關係對應的所述點亮圖案。
4.根據權利要求3所述的影像顯示裝置，其特徵在於，如果所述小區域相對所述光源的照明區域的相對位置相同，則所述參照部參照同一點亮圖案數據。
5.根據權利要求2所述的影像顯示裝置，其特徵在於，在存在所述點亮圖案的至少一部分從所述顯示區域向外露出的圖案部分的情況下，所述參照部在與所述圖案部分重疊的顯示區域端處使所述圖案部分折回，參照所述圖案部分的點亮圖案和折回前端的點亮圖案。
6.根據權利要求2所述的影像顯示裝置，其特徵在於，還具備從預先保持的顯示特性不同的多個點亮圖案數據中選擇期望的點亮圖案數據的選擇部，所述參照部參照所述期望的點亮圖案數據。
7.根據權利要求2所述的影像顯示裝置，其特徵在於， 包括多個參照顯示特性不同的點亮圖案數據的參照部，還具備針對每個光源對由各參照部參照的點亮圖案數據進行合成的合成部， 所述乘法部使用由所述合成部合成了的點亮圖案數據來進行乘法運算。
8.根據權利要求2所述的影像顯示裝置，其特徵在於， 所述光源配置在所述液晶面板的側面，所述參照部在針對每個小區域計算光源的發光亮度時，參照根據光源的照明區域與小區域的相對位置而不同的點亮圖案。
9.一種信息處理裝置，其特徵在於，在比與光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割更細緻地分割了顯示區域而得到的各小區域內，計算輸入影像信號的代表值，並針對每個小區域計算各光源的發光亮度時，參照根據光源的照明區域與小區域的相對位置而預先設定的點亮圖案數據。
10. 一種信息處理裝置，其特徵在於，具備代表值計算部，根據比與利用光源的照明區域的配置對應的顯示區域的分割更細緻地分割了的小區域內的多個像素的相對亮度值，針對每個所述小區域計算這些相對亮度值的代表值；參照部，針對每個小區域，從預先保持的光源的點亮圖案數據，參照與光源的照明區域和小區域的相對位置對應的光源的點亮圖案數據；乘法部，針對每個小區域，對在參照部中參照的光源的點亮圖案數據的各值，乘以由代表值計算部計算的小區域的代表值；以及決定部，針對每個光源，將針對各小區域由乘法部計算出的針對所述光源的乘法運算結果的值的最大值作為該光源的發光強度。
全文摘要
本發明提供一種不依賴於顯示面板上的位置而以期望的明亮度顯示的影像顯示裝置以及信息處理裝置。包括液晶面板、背光源、代表值計算部、參照部、乘法部、以及決定部。液晶面板在顯示區域中顯示影像。背光源具有多個對虛擬地分割顯示區域而成的照明區域進行照明的光源。代表值計算部根據虛擬地分割顯示區域而成的小區域、且比照明區域小的小區域內的像素的相對亮度值，針對每個小區域計算這些相對亮度值的代表值。參照部根據預先保持的光源的多個點亮圖案數據，針對每個小區域參照與顯示區域內的小區域的位置對應的光源的點亮圖案數據。乘法部針對每個小區域，對參照部參照了的點亮圖案數據，乘以代表值計算部計算出的代表值。決定部根據針對與光源對應的多個小區域由乘法部計算出的乘法結果的最大值，決定光源的發光強度。
文檔編號G09G3/34GK102385838SQ20111013763
公開日2012年3月21日 申請日期2011年5月26日 優先權日2010年9月6日
發明者佐野雄磨, 野中亮助, 馬場雅裕 申請人:株式會社東芝