專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示裝置和背光源控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備從背面對(duì)顯示影像的液晶面板進(jìn)行照射的背光源、根據(jù)所 顯示的影像信號(hào)進(jìn)行背光源的亮度調(diào)整的液晶顯示裝置和背光源控制方法。
背景技術(shù)：
與CRT (Cathode Ray Tube 陰極射線(xiàn)管)和等離子體顯示面板等自發(fā)光型的顯示 裝置不同，液晶顯示裝置具備非發(fā)光的液晶面板(光透過(guò)型的光調(diào)制元件)和在其背面照 射面板的背光源。通常，背光源與影像信號(hào)無(wú)關(guān)地以一定明亮度發(fā)光，根據(jù)影像信號(hào)的 明亮度來(lái)控制液晶面板的光透過(guò)率，由此顯示期望的明亮度的影像。因此，即使是較暗 的影像，背光源的耗電量也不會(huì)減少，而是固定的，因而電效率較低。作為其對(duì)策，提 出如下技術(shù)使背光源的明亮度(以下，也以亮度表述)可變，根據(jù)輸入影像信號(hào)的等級(jí) 控制液晶面板的灰度等級(jí)和背光源的明亮度，由此降低耗電量，并提高畫(huà)質(zhì)。例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1的實(shí)施例1所述的液晶顯示裝置，將背光源分割為多個(gè)區(qū)域(光 源塊)，在各區(qū)域按輸入影像信號(hào)的R、G、B檢測(cè)該幀中的最明亮的灰度等級(jí)，按照該 灰度等級(jí)成為與灰度等級(jí)的上限值相同的等級(jí)的方式變換輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，并 且在背光源的點(diǎn)亮期間以下述占空比(duty)使背光源閃爍，該占空比對(duì)應(yīng)于上述最明亮 的灰度等級(jí)與灰度等級(jí)的上限值的比例。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的實(shí)施方式2中，檢測(cè)包含 該幀中最明亮的灰度等級(jí)的規(guī)定范圍內(nèi)的灰度等級(jí)的平均值，以該平均值成為與灰度等 級(jí)的上限值相同的等級(jí)的方式變換輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，并且在背光源的點(diǎn)亮期間 以下述占空比使背光源閃爍，該占空比對(duì)應(yīng)于上述平均值與灰度等級(jí)的上限值的比例。根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)1的實(shí)施例1所述的技術(shù)，在最明亮的灰度等級(jí)Ppeak比灰度等級(jí) 的上限值Pmax小的情況下，使背光源的明亮度降低為乘以二者之比Ppeak/Pmax而得的 值，耗電量也相應(yīng)地降低。另外，根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)1的實(shí)施例2所述的技術(shù)(稱(chēng)為平均值 法)，所檢測(cè)出的平均值Pav比最明亮的灰度等級(jí)Ppeak小，背光源的明亮度降低為乘以 平均值Pav與灰度等級(jí)的上限值Pmax的比Pav/Pmax而得的值，耗電量進(jìn)一步降低。然而，在使用上述平均值法的情況下，以平均值Pav成為與灰度等級(jí)的上限值 Pmax相同的等級(jí)的方式變換輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，因此對(duì)于比平均值Pav更明亮的 灰度等級(jí)的輸入影像信號(hào)，灰度等級(jí)被上限值Pmax限制(dip)。其結(jié)果是，在被限制的 像素中，不能夠表現(xiàn)出本來(lái)的影像的明亮度。以下，將該現(xiàn)象稱(chēng)為“灰度溢出(階調(diào)
名 Λ ) ”?；叶纫绯龀蔀楫?huà)質(zhì)惡化的主要原因，但是惡化的顯眼程度(辨認(rèn)度)按照在畫(huà)面 內(nèi)產(chǎn)生位置的不同而不同。在分割成多個(gè)區(qū)域的背光源中，產(chǎn)生于區(qū)域中央部的灰度溢 出并非那么容易辨認(rèn)。然而，當(dāng)在區(qū)域邊界部產(chǎn)生灰度溢出時(shí)，與相鄰區(qū)域的明亮度的 連續(xù)性將不能保持，因此容易成為亮度階梯差而被辨認(rèn)出來(lái)。圖6是對(duì)由灰度溢出導(dǎo)致的亮度階梯差的產(chǎn)生進(jìn)行說(shuō)明的圖。畫(huà)面600被分割 為區(qū)域601和602，符號(hào)603是邊界線(xiàn)。在畫(huà)面內(nèi)存在亮的部分604和暗的部分605，畫(huà)面內(nèi)的明亮度平滑地變化。此時(shí)，以亮度分布610表示橫穿畫(huà)面的直線(xiàn)606上的亮度的 變化。在區(qū)域601中，在比亮度限制等級(jí)611更明亮的部分604中產(chǎn)生灰度溢出613，或 者在區(qū)域602中，由于亮度限制等級(jí)612而在邊界線(xiàn)603附近產(chǎn)生灰度溢出614。在灰度 溢出的部位，亮度均小于本來(lái)的值。存在于區(qū)域的中央部的灰度溢出613，由于沒(méi)有與周 圍產(chǎn)生亮度階梯差，因而難以被辨認(rèn)出。而相對(duì)的，存在于與邊界線(xiàn)603相接之處的灰 度溢出614，由于在與相鄰的區(qū)域601之間產(chǎn)生亮度階梯差615，因而被辨認(rèn)為例如陰影 部607。其結(jié)果是，成為視覺(jué)上不能夠忽略的畫(huà)質(zhì)惡化。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制在區(qū)域邊界產(chǎn)生亮度階梯差、并降低背光 源的耗電量的液晶顯示裝置和背光源控制方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2008-15430號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的液晶顯示裝置，具備根據(jù)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)來(lái)控制像素的透過(guò) 率的液晶面板、和從背面照射該液晶面板的背光源，該液晶顯示裝置的特征在于，上述 液晶面板的面板上的像素被分割為多個(gè)由像素組構(gòu)成的子區(qū)域，上述背光源由與該子區(qū) 域?qū)?yīng)的多個(gè)光源塊構(gòu)成，該液晶顯示裝置包括區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部，其按每個(gè)該子 區(qū)域檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，在該子區(qū)域內(nèi)從最明亮的灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定 范圍(m%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa;邊界部灰度值檢測(cè)部， 其對(duì)屬于該子區(qū)域內(nèi)的區(qū)域邊界部的像素組，去除從最明亮的灰度等級(jí)起高階規(guī)定范圍 (n%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)邊界部最大灰度等級(jí)Pb;背光源控制值決定部，其選 擇上述區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa與上述邊界部最大灰度等級(jí)Pb中的任一較大的值作為該子 區(qū)域的最大灰度等級(jí)Pc，根據(jù)該最大灰度等級(jí)Pc與灰度等級(jí)上限值Pmax的比來(lái)決定背 光源控制值K;和背光源控制部，其以基于上述背光源控制值K的背光源亮度對(duì)照射該 子區(qū)域的光源塊進(jìn)行點(diǎn)亮控制。本發(fā)明的背光源控制方法，是具備從背面照射液晶面板的背光源的液晶顯示裝 置的背光源控制方法，上述液晶面板的面板上的像素被分割為多個(gè)由像素組構(gòu)成的子區(qū) 域，上述背光源由與該子區(qū)域?qū)?yīng)的多個(gè)光源塊構(gòu)成，該背光源控制方法特征在于按 每個(gè)該子區(qū)域檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，在該子區(qū)域內(nèi)從最明亮的灰度等級(jí)起去除 高階規(guī)定范圍(m%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa;對(duì)屬于該子區(qū) 域內(nèi)的區(qū)域邊界部的像素組，從最明亮的灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍(n%)內(nèi)的像素 的灰度等級(jí)，檢測(cè)邊界部最大灰度等級(jí)Pb;選擇上述區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa與上述邊界 部最大灰度等級(jí)Pb中的任一較大的值作為該子區(qū)域的最大灰度等級(jí)Pc，根據(jù)該最大灰度 等級(jí)Pc與灰度等級(jí)上限值Pmax的比來(lái)決定背光源控制值K ；以基于上述背光源控制值 K的背光源亮度對(duì)照射該子區(qū)域的光源塊進(jìn)行點(diǎn)亮控制。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種對(duì)伴隨亮度階梯差而產(chǎn)生的畫(huà)質(zhì)惡化進(jìn)行抑制、大 幅地降低背光源的耗電量的液晶顯示裝置和背光源控制方法。


圖1是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施例的框圖。
圖2是表示顯示畫(huà)面的區(qū)域分割的圖。
圖3是表示子區(qū)域的區(qū)域邊界部的圖。
圖4是表示背光源控制值的決定方法的流程圖。
圖5A是表示區(qū)域內(nèi)直方圖的一個(gè)例子的圖。
圖5B是表示邊界部直方圖的一個(gè)例子的圖。
圖6是對(duì)由灰度溢出導(dǎo)致的亮度階梯差的產(chǎn)生進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖7是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二實(shí)施例的框圖。
圖8是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三實(shí)施例的框圖。
圖9是表示光源塊的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。
圖10是導(dǎo)光板的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
101影像輸入部
102區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部
103邊界部灰度值檢測(cè)部
104背光源控制值決定部
105背光源控制部
106背光源亮度計(jì)算部
107影像修正部
108，906 液晶面板
109背光源
110邊界部灰度值比較部
200顯示畫(huà)面
201子區(qū)域
202光源塊
303區(qū)域內(nèi)
305區(qū)域邊界部
613，614灰度溢出
615亮度階梯差
901發(fā)光二極管(LED)
904導(dǎo)光板
Pa區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)
Pb邊界部最大灰度等級(jí)
Pc最大灰度等級(jí)
K背光源控制值
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。[實(shí)施例1]圖1是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施例的框圖。
液晶顯示裝置包括影像輸入部101、區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部102、邊界部灰度值 檢測(cè)部103、背光源控制值決定部104、背光源控制部105、背光源亮度計(jì)算部106、影像 修正部107、液晶面板108、和背光源109。液晶面板108根據(jù)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí) 對(duì)像素的透過(guò)率進(jìn)行控制，背光源109從背面照射液晶面板108。背光源109由多個(gè)光 源塊構(gòu)成，該光源塊由LED等形成，各個(gè)光源塊能夠以不同的明亮度(背光源亮度)點(diǎn) 殼。首先，對(duì)液晶面板108的畫(huà)面的區(qū)域分割進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示顯示畫(huà)面的區(qū)域分割的圖。顯示畫(huà)面200上的像素被分割為多個(gè)由 像素組構(gòu)成的子區(qū)域201。這里，將畫(huà)面橫向方向i分割，畫(huà)面縱向方向j分割，從而分 割成iXj個(gè)矩形形狀的子區(qū)域201。各子區(qū)域201分別具備光源塊202，各光源塊202能 夠獨(dú)立地進(jìn)行明亮度的控制。另外，也能夠采用利用多個(gè)光源塊202照射1個(gè)子區(qū)域201 的結(jié)構(gòu)。這里，圖9是表示光源塊202的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。在各個(gè)光源塊202中，作為 一次光源的例如發(fā)光二極管(LED) 901安裝在LED驅(qū)動(dòng)基板902的一個(gè)面上(液晶面板 906 一側(cè)的面)。另一方面，在LED驅(qū)動(dòng)基板902的另一面安裝有用于向LED901供給 驅(qū)動(dòng)電流的LED驅(qū)動(dòng)器907，從該LED驅(qū)動(dòng)器907向LED901供給的驅(qū)動(dòng)電流由上述背 光源控制部105控制。這里，LED901是例如出射白色光的LED，并且，使用相對(duì)LED 的電極面在水平方向(在該例中相當(dāng)于與LED驅(qū)動(dòng)基板902的主平面平行的方向)上出 射光的所謂側(cè)投型LED。在該LED901的光出射側(cè)，設(shè)置有將來(lái)自L(fǎng)ED901的出射光(在圖9中用虛線(xiàn)的 箭頭表示)導(dǎo)向正面?zhèn)?液晶面板906 —側(cè))的導(dǎo)光板904。這里，對(duì)1個(gè)導(dǎo)光板904 使用多個(gè)(例如3個(gè))LED901，這里，使多個(gè)LED901在與紙面正交的方向上排列成一 列，此外，在導(dǎo)光板塊904的背面?zhèn)仍O(shè)置有反射片903，其用于使入射進(jìn)導(dǎo)光板904的來(lái) 自L(fǎng)ED901的出射光高效地反射到正面?zhèn)?。此外，在反射?03與LED驅(qū)動(dòng)基板902之 間的空間中，設(shè)置有為了反射光而采用了白色的支承部件909，利用該支承部件909對(duì)反 射片903和導(dǎo)光板904從其背面?zhèn)冗M(jìn)行支承。導(dǎo)光板904的在液晶面板906的垂直方向(圖9的紙面左右方向)上的截面如圖 9所示，形成為厚度從光入射的入射端面起向與該入射端面相對(duì)的尖端部逐漸變薄的楔形 形狀。另外，在導(dǎo)光板904的背面?zhèn)仍O(shè)置有反射片903。因此，由于上述導(dǎo)光板904的 楔形形狀及反射片903的反射作用，入射進(jìn)導(dǎo)光板904的來(lái)自L(fǎng)ED901的出射光在導(dǎo)光板 904內(nèi)部向上方向(液晶面板906 —側(cè)的方向)彎曲。另外，由于設(shè)置于導(dǎo)光板904的 底面(反射片903 —側(cè)的面)或光出射面(液晶面板906 —側(cè)的面)的擴(kuò)散反射圖案的作 用，作為入射光亮度等級(jí)大致均勻的面狀的光，例如如圖9中的虛線(xiàn)箭頭所示的那樣向 上方(液晶面板906 —側(cè)的方向)出射。擴(kuò)散板905將從導(dǎo)光板904出射的光擴(kuò)散，進(jìn)而作為空間上均勻的面狀的光向液 晶面板906出射。液晶面板906根據(jù)輸入影像信號(hào)按像素控制光透過(guò)率，對(duì)來(lái)自擴(kuò)散板 905的光進(jìn)行空間調(diào)制，形成影像。由此，由向著圖中的紙面上方的箭頭表示的影像光輸 出到液晶顯示裝置的正面?zhèn)取Ｔ谠摾?，作為L(zhǎng)EDlOl使用出射白色光的LED，但并不限定于此，例如也可以使用多個(gè)分別發(fā)出紅、藍(lán)、綠三色光的3個(gè)LED的組。在液晶面板的背面，在畫(huà)面的水平和垂直方向上二維地排列有多個(gè)這樣構(gòu)成的 光源塊202。而且，通過(guò)單獨(dú)地控制對(duì)各光源塊202分別設(shè)置的LEDlOl (這里3個(gè)一 組)，能夠獨(dú)立地控制子區(qū)域201的明亮度。圖10為導(dǎo)光板904的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖?？梢詫?duì)1個(gè)光源塊202使用1個(gè)導(dǎo)光 板，但也可以例如圖10所示的那樣在畫(huà)面水平方向(相當(dāng)于橫向方向、圖9的進(jìn)深方向) 上結(jié)合多個(gè)(在圖10中為4個(gè))導(dǎo)光板而使其一體化，即對(duì)4個(gè)光源塊202使用1個(gè)一 體型導(dǎo)光板910。通過(guò)將該一體型導(dǎo)光板910在畫(huà)面水平方向和垂直方向上排列多個(gè)，構(gòu) 成覆蓋液晶面板整個(gè)面的導(dǎo)光板。此時(shí)，在一體化導(dǎo)光板910中形成有在畫(huà)面垂直方向 上延伸的槽911，由此，一體化導(dǎo)光板910被分割為多個(gè)各自與光源塊202對(duì)應(yīng)的導(dǎo)光板 塊912。反過(guò)來(lái)，雖然未圖示，但也可以在畫(huà)面垂直方向上結(jié)合多個(gè)導(dǎo)光板而使其一體 化。圖3是表示顯示畫(huà)面的各子區(qū)域的區(qū)域邊界部的圖。這里，子區(qū)域201由縱向 方向的邊界線(xiàn)301和橫向方向的邊界線(xiàn)302包圍。而且，將子區(qū)域內(nèi)分為離開(kāi)邊界線(xiàn)的 中央部304和與邊界線(xiàn)相接的區(qū)域邊界部305 (以下，也簡(jiǎn)稱(chēng)為邊界部)。這里，邊界部 305是從各邊界線(xiàn)向區(qū)域內(nèi)側(cè)例如包含在1 2像素的寬度內(nèi)的框狀的區(qū)域。此外，將包 含中央部304與邊界部305的區(qū)域稱(chēng)為區(qū)域內(nèi)303。接著，對(duì)各部的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部102，按每個(gè)構(gòu)成液晶面板的多個(gè)子區(qū)域201，對(duì)屬于區(qū) 域內(nèi)303的像素組檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制作灰度等級(jí)的區(qū)域內(nèi) 直方圖(頻度表)。此外，在子區(qū)域201內(nèi)，從最明亮的灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍 (m%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，求取剩余的灰度等級(jí)中最明亮的灰度等級(jí)，將其設(shè)定為區(qū) 域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa。邊界部灰度值檢測(cè)部103，按每個(gè)構(gòu)成液晶面板的多個(gè)子區(qū)域201，對(duì)屬于該子 區(qū)域內(nèi)的邊界部305的像素組檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制作灰度等 級(jí)的邊界部直方圖(頻度表)。此外，在邊界部305內(nèi)，從最亮灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定 范圍(n%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，求取剩余的灰度等級(jí)中最明亮的灰度等級(jí)，將其設(shè)定 為邊界部最大灰度等級(jí)Pb。背光源控制值決定部104是將與各光源塊202對(duì)應(yīng)的控制數(shù)據(jù)提供給背光源控制 部105的控制數(shù)據(jù)運(yùn)算部，對(duì)由區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部102檢測(cè)出的區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa 與由邊界部灰度值檢測(cè)部103檢測(cè)出的邊界部最大灰度等級(jí)Pb進(jìn)行比較，將灰度等級(jí)較 大的一方設(shè)定為該子區(qū)域201的最大灰度等級(jí)Pc。然后，根據(jù)所決定的最大灰度等級(jí)Pc 與灰度等級(jí)的上限值Pmax的比，求取該子區(qū)域201的背光源控制值K。K = Pc/Pmax (K< 1)此外，利用背光源控制值K使背光源的亮度B降低為，B = K X Bmax (Bmax為背光源的最大亮度)從而降低背光源的耗電量。背光源控制部105接收由背光源控制值決定部104決定的各子區(qū)域的背光源控制 值K，對(duì)屬于該子區(qū)域的背光源109(光源塊)進(jìn)行用于點(diǎn)亮光源(LED)的控制。為了調(diào)整光源的亮度，通過(guò)例如PWM (Pulse Width Modulation，脈寬調(diào)制)、振幅調(diào)制進(jìn)行控
制。在PWM的情況下，按照亮度最大時(shí)的占空比成為100%的方式進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)背光 源控制值K來(lái)改變占空比。此外，優(yōu)選PWM頻率比液晶顯示裝置的幀頻高。在背光源亮度計(jì)算部106，根據(jù)從背光源控制值決定部104送出的各子區(qū)域的背 光源控制值K，計(jì)算畫(huà)面上的背光源亮度。畫(huà)面上的任意點(diǎn)A的背光源亮度Bsum通過(guò) 以下方式求取，即，求取在使各子區(qū)域的背光源(光源塊)一個(gè)一個(gè)地以上述背光源控制 值K點(diǎn)亮?xí)r的點(diǎn)A的亮度，并取其總和。在影像修正部107，根據(jù)由背光源亮度計(jì)算部106計(jì)算出的背光源亮度Bsum， 進(jìn)行各像素的影像信號(hào)(灰度值)的修正。當(dāng)令背光源亮度Bsum在100%點(diǎn)亮?xí)r的背光 源亮度為Bmax、輸入影像信號(hào)的修正前的灰度值為Pin時(shí)，修正后的灰度值Pout被修正 為Pout = PinXBmax/Bsum將修正后的影像信號(hào)向液晶面板108送出。在液晶面板108，根據(jù)所輸入的修正后的影像信號(hào)，生成灰度電壓控制信號(hào)和驅(qū) 動(dòng)控制信號(hào)，向面板上的像素電路施加灰度電壓，控制該像素區(qū)域中的液晶的透過(guò)率。例如可以將上述的區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部102、邊界部灰度值檢測(cè)部103、背光源 控制值決定部104、背光源控制部105、背光源亮度計(jì)算部106、和影像修正部107等各部 件集成化，構(gòu)成為1個(gè)背光源控制電路。該背光源控制電路例如可以組裝于中央處理裝 置(CPU)中，或者也可以構(gòu)成為與該CPU分開(kāi)的背光源控制專(zhuān)用的IC或LSI，其中，該 CPU用于響應(yīng)來(lái)自遙控器的用戶(hù)的指令，從而控制液晶顯示裝置整體。在圖1中雖然省略，但是在背光源控制值決定部104的后段也可以插入空間濾波 器和時(shí)間濾波器?？臻g濾波器考慮了相鄰的子區(qū)域之間的光泄漏的影響，對(duì)背光源控制值K進(jìn)行 修正。即，使用表示相鄰的子區(qū)域之間的泄漏量的區(qū)域系數(shù)將來(lái)自周?chē)鷧^(qū)域的光泄漏量 相加，按照該子區(qū)域的背光源亮度成為期望的值的方式將背光源控制值K修正為K’。此外，時(shí)間濾波器用于防止閃爍。將各子區(qū)域的背光源控制值K保持?jǐn)?shù)個(gè)幀， 與被上述空間濾波器修正了的各區(qū)域的背光源控制值K’進(jìn)行比較。在它們的差大于某 閾值的情況下，不以修正后的控制值K’作為背光源控制值，而以稍微增減所保持的控 制值K而得到的值進(jìn)行置換。在本實(shí)施例中，求取子區(qū)域201內(nèi)的最大灰度等級(jí)Pa和子區(qū)域內(nèi)的邊界部305 中的最大灰度等級(jí)Pb，將較大的灰度等級(jí)采用為最大灰度等級(jí)Pc。因此，當(dāng)灰度等級(jí)較 大的像素偏向邊界部305存在時(shí)，能夠以此優(yōu)先來(lái)決定最大灰度等級(jí)Pc。其結(jié)果是，能 夠減小邊界部305的灰度溢出，抑制隨之產(chǎn)生的亮度階梯差。圖4是表示本實(shí)施例的背光源控制值的決定方法的流程圖。在各子區(qū)域201中， 按照以下的步驟決定背光源控制值K。在S401中，根據(jù)輸入影像信號(hào)，對(duì)區(qū)域內(nèi)303的對(duì)象像素的像素值進(jìn)行檢測(cè)。 此時(shí)，選擇RGB各像素值中最大灰度的像素值。然后進(jìn)行使選擇的像素值與顯示器的特 性一致的伽瑪變換。另外，伽瑪變換也可以在后述的直方圖制作后的工序(S407 S409) 中進(jìn)行。
在S402中，將伽瑪變換后的像素值劃分為預(yù)先決定的多個(gè)灰度等級(jí)。例如當(dāng)最 大灰度值為255時(shí)，以灰度寬度(階調(diào)幅)16將其設(shè)定成16個(gè)階段的等級(jí)(后述圖5A， 圖5B中的Hl H16)，并對(duì)屬于哪個(gè)等級(jí)進(jìn)行判定。在S403中，在區(qū)域內(nèi)直方圖中，對(duì)在S402中取得的灰度等級(jí)的頻度值進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)。在S404中，判定對(duì)象像素是否屬于邊界部305。如果屬于邊界部305，則進(jìn)至 S405，如果不屬于邊界部305 (即屬于中央部304)，則進(jìn)至S406。在S405中，在邊界部直方圖中，對(duì)在S402中取得的灰度等級(jí)的頻度值進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)。在S406中，判定區(qū)域內(nèi)303的全部像素的處理是否已結(jié)束。如果沒(méi)有結(jié)束，則 返回S401，對(duì)剩余的對(duì)象像素反復(fù)進(jìn)行處理。如果已結(jié)束，則進(jìn)至S407。在S407中，參照區(qū)域內(nèi)直方圖來(lái)決定區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa。在區(qū)域內(nèi)直方 圖中，從最亮灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍(m%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，求取剩余的灰 度等級(jí)中最明亮的灰度等級(jí)，將其作為區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa。在S408中，參照邊界部直方圖來(lái)決定邊界部最大灰度等級(jí)Pb。在邊界部直方 圖中，從最亮灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍(m%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，求取剩余的灰 度等級(jí)中最明亮的灰度等級(jí)，將其作為邊界部最大灰度等級(jí)Pb。在S409中，將區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa與邊界部最大灰度等級(jí)Pb進(jìn)行比較，將 較大的灰度等級(jí)作為該子區(qū)域的最大灰度等級(jí)Pc。在S410中，求取最大灰度等級(jí)Pc與灰度等級(jí)的上限值Pmax的比Pc/Pmax，將 其作為該子區(qū)域201的背光源控制值K。圖5A和圖5B是表示所制作的直方圖的一個(gè)例子的圖。圖5A是區(qū)域內(nèi)直方圖的一個(gè)例子，表示灰度等級(jí)Hl H16的頻度。此外，比 率是以最明亮的灰度等級(jí)為起點(diǎn)將在各灰度等級(jí)中存在的像素?cái)?shù)作為累計(jì)值來(lái)表示的。 為了求取區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa，去除上述比率為規(guī)定范圍例如m = 3%的范圍的灰度 等級(jí)(H16 H13)。然后，將剩余的灰度等級(jí)中最明亮的灰度等級(jí)即H12作為區(qū)域內(nèi)最 大灰度等級(jí)Pa。另一方面，圖5B是邊界部直方圖的一個(gè)例子，同樣表示灰度等級(jí)Hl H16的 頻度和比率。邊界部的像素?cái)?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于區(qū)域整體的像素?cái)?shù)，因此參數(shù)較小。為了求取邊 界部最大灰度等級(jí)Pb，去除上述比率為規(guī)定范圍例如m = 3%的范圍的灰度等級(jí)(H16 H14)，將剩余的灰度等級(jí)中最明亮的灰度等級(jí)即H13作為邊界部最大灰度等級(jí)Pb。在該情況下，區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa為H12，邊界部最大灰度等級(jí)Pb為H13， 采用灰度等級(jí)較大的H13作為該子區(qū)域的最大灰度等級(jí)Pc。由此，決定背光源控制值K 為 K = Pc/Pmax = H13/H16 = 0.81。另外，在區(qū)域內(nèi)直方圖中去除的像素的范圍(m% )和在邊界部直方圖中去除的 像素的范圍(n%)，根據(jù)畫(huà)質(zhì)惡化的容許值適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，或者也可以將m值和η值設(shè)定為 不同的范圍。根據(jù)本實(shí)施方式，去除從最亮灰度等級(jí)起規(guī)定范圍的等級(jí)，決定最大灰度等級(jí) Pc,因此能夠大幅降低背光源的耗電量。此時(shí)，當(dāng)在邊界部存在灰度等級(jí)較大的像素時(shí)，以此優(yōu)先來(lái)決定最大灰度等級(jí)Pc。因此，圖6所示的邊界部603中的灰度溢出614 變小，并能夠抑制隨之產(chǎn)生的亮度階梯差615和陰影部分607。[實(shí)施例2]圖7是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二實(shí)施例的框圖。其結(jié)構(gòu)以上述第一實(shí) 施例(圖1)為基礎(chǔ)，對(duì)相同的元件標(biāo)記相同的符號(hào)。對(duì)與圖1不同的部位進(jìn)行說(shuō)明。區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部102檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制作灰 度等級(jí)的區(qū)域內(nèi)直方圖。此外，在子區(qū)域201內(nèi)去除從最明亮的灰度等級(jí)起2種規(guī)定范 圍(ml%，m2%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，求取剩余的灰度等級(jí)中最明亮的灰度等級(jí)，求 取2種區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pal、Pa2。此時(shí)，若設(shè)定為ml < m2，貝U Pal 2 Pa2。例如 設(shè)定為ml = l%，m2 = 3%等。邊界部灰度值檢測(cè)部103與圖1同樣地求取邊界部最大灰度等級(jí)Pb。背光源控 制值決定部104，以由區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部102求出的2種區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pal、Pa2 為輸入，根據(jù)從邊界部灰度值檢測(cè)部103輸入的邊界部最大灰度等級(jí)Pb，選擇區(qū)域內(nèi)最 大灰度等級(jí)Pal、Pa2中的一方。S卩，當(dāng)Pb大于Pa2時(shí)選擇較大的灰度等級(jí)Pal作為最 大灰度等級(jí)Pc，當(dāng)Pb小于Pa2時(shí)選擇較小的灰度等級(jí)Pa2作為最大灰度等級(jí)Pc。根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)在邊界部存在灰度等級(jí)較大的像素時(shí)，從直方圖的高階起去 除的范圍變窄(采用ml%)，因此邊界部的灰度溢出變小，能夠抑制隨之產(chǎn)生的亮度階 梯差。[實(shí)施例3]圖8是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三實(shí)施例的框圖。其結(jié)構(gòu)以上述第一實(shí) 施例(圖1)為基本，對(duì)相同的元件標(biāo)記相同的符號(hào)。對(duì)與圖1不同的部位進(jìn)行說(shuō)明。區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部102與圖1同樣地求取區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa。邊界部灰 度值檢測(cè)部103與圖1同樣地求取邊界部最大灰度等級(jí)Pb。新設(shè)置的邊界部灰度值比較部110將屬于邊界部305的像素組的灰度等級(jí)與相鄰 子區(qū)域的相對(duì)的像素組的灰度等級(jí)進(jìn)行比較，對(duì)于其差值大于閾值的像素，以將其從檢 測(cè)對(duì)象中排除的方式對(duì)邊界部灰度值檢測(cè)部103發(fā)送統(tǒng)計(jì)指令信號(hào)Sc，其中，邊界部305 是邊界部灰度值檢測(cè)部102的檢測(cè)對(duì)象。S卩，當(dāng)使用圖3進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，將屬于邊界部305的各像素的灰度等級(jí)(Q1， Q2···)分別與位于相鄰的子區(qū)域的相對(duì)位置的各像素的灰度等級(jí)(Q1’，Q2’…)進(jìn)行 比較。如果灰度等級(jí)的差I(lǐng)Q1-Q1’ |、IQ2-Q2' |為閾值以下，則使統(tǒng)計(jì)指令信號(hào)Sc為 ON(執(zhí)行)，如果大于閾值，則使統(tǒng)計(jì)指令信號(hào)Sc為OFF (不執(zhí)行)。邊界部灰度值檢 測(cè)部103根據(jù)指令信號(hào)Sc執(zhí)行計(jì)入邊界部直方圖的統(tǒng)計(jì)動(dòng)作。閾值設(shè)定為灰度等級(jí)的動(dòng) 態(tài)范圍(上限值與下限值的差)的例如3%以下。根據(jù)本實(shí)施例，邊界部灰度值檢測(cè)部103僅對(duì)邊界線(xiàn)兩側(cè)的灰度等級(jí)接近的像 素進(jìn)行計(jì)入邊界部直方圖的統(tǒng)計(jì)。由于亮度階梯差在邊界兩側(cè)的亮度接近的情況下較為 顯眼，因此具有更可靠地抑制亮度階梯差的產(chǎn)生的效果。另外，在上述本發(fā)明的實(shí)施方式的說(shuō)明中，按每個(gè)子區(qū)域求出子區(qū)域內(nèi)整體的 最大灰度等級(jí)Pa和該子區(qū)域的與相鄰子區(qū)域相鄰的邊界部的最大灰度等級(jí)Pb，但是并不 限定于此。例如，也可以求取子區(qū)域的邊界部的灰度等級(jí)和除了該邊界部之外的中央部的最大灰度等級(jí)。此外，也可以通過(guò)求取子區(qū)域內(nèi)整體的直方圖、并從該直方圖去除中 央部的直方圖來(lái)求取邊界部的最大灰度等級(jí)。即，只要能夠求取從整體上觀(guān)察某子區(qū)域 時(shí)(即除了邊界部之外的中央部或包含該中央部的子區(qū)域整體)的最大灰度等級(jí)、和該子 區(qū)域的邊界部的最大灰度等級(jí)即可，可以使用任意方法。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，其具備根據(jù)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)來(lái)控制像素的透過(guò)率的 液晶面板、和從背面照射該液晶面板的背光源，該液晶顯示裝置的特征在于所述液晶面板的面板上的像素被分割為多個(gè)由像素組構(gòu)成的子區(qū)域，所述背光源由 與該子區(qū)域?qū)?yīng)的多個(gè)光源塊構(gòu)成，具備用于單獨(dú)地控制該光源塊的背光源控制電路，該控制電路， 在所述各子區(qū)域，根據(jù)與相鄰子區(qū)域的邊界部處的輸入影像信號(hào)求取第一最大灰 度等級(jí)，根據(jù)所述邊界部以外的部分或該子區(qū)域處的輸入影像信號(hào)求取第二最大灰度等 級(jí)；使用所述第一最大灰度等級(jí)與所述第二最大灰度等級(jí)的任一個(gè)較大的值，計(jì)算所述 各光源塊的控制數(shù)據(jù)，從而單獨(dú)地控制各光源塊的亮度。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一和第二最大灰度等級(jí)，分別通過(guò)去除所述邊界部和該邊界部以外的部分或 該子區(qū)域處的高階規(guī)定范圍的像素的最大灰度等級(jí)而進(jìn)行求取。
3.一種液晶顯示裝置，具備根據(jù)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)來(lái)控制像素的透過(guò)率的液 晶面板、和從背面照射該液晶面板的背光源，該液晶顯示裝置的特征在于所述液晶面板的面板上的像素被分割為多個(gè)由像素組構(gòu)成的子區(qū)域，所述背光源由 與該子區(qū)域?qū)?yīng)的多個(gè)光源塊構(gòu)成， 所述液晶顯示裝置包括區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部，其對(duì)每個(gè)該子區(qū)域檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，在該子區(qū) 域內(nèi)從最明亮的灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍(m%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)區(qū)域內(nèi) 最大灰度等級(jí)Pa;邊界部灰度值檢測(cè)部，其對(duì)屬于該子區(qū)域內(nèi)的區(qū)域邊界部的像素組，從最明亮的灰 度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍(n%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)邊界部最大灰度等級(jí)Pb ；背光源控制值決定部，其選擇所述區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa與所述邊界部最大灰度等 級(jí)Pb的任一較大的值作為該子區(qū)域的最大灰度等級(jí)Pc，根據(jù)該最大灰度等級(jí)Pc與灰度 等級(jí)上限值Pmax的比來(lái)決定背光源控制值K;和背光源控制部，其以基于所述背光源控制值K的背光源亮度對(duì)照射該子區(qū)域的光源 塊進(jìn)行點(diǎn)亮控制。
4.一種液晶顯示裝置，具備根據(jù)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)來(lái)控制像素的透過(guò)率的液 晶面板、和從背面照射該液晶面板的背光源，該液晶顯示裝置的特征在于所述液晶面板的面板上的像素被分割為多個(gè)由像素組構(gòu)成的子區(qū)域，所述背光源由 與該子區(qū)域?qū)?yīng)的多個(gè)光源塊構(gòu)成， 所述液晶顯示裝置包括區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部，其對(duì)每個(gè)該子區(qū)域檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，在該子區(qū) 域內(nèi)從最明亮的灰度等級(jí)起去除兩種規(guī)定范圍(ml%，m2%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢 測(cè)兩種區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pal、Pa2 ；邊界部灰度值檢測(cè)部，其對(duì)屬于該子區(qū)域內(nèi)的區(qū)域邊界部的像素組，從最明亮的灰 度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍(n%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)邊界部最大灰度等級(jí)Pb ； 背光源控制值決定部，其根據(jù)所述邊界部最大灰度等級(jí)Pb，選擇所述區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pal、Pa2的一者作為該子區(qū)域的最大灰度等級(jí)Pc，根據(jù)該最大灰度等級(jí)Pc與灰 度等級(jí)上限值Pmax的比來(lái)決定背光源控制值K ；和背光源控制部，其以基于所述背光源控制值K的背光源亮度對(duì)照射該子區(qū)域的光源 塊進(jìn)行點(diǎn)亮控制。
5.如權(quán)利要求3所述的液晶顯示裝置，其特征在于具備邊界部灰度值比較部，其將屬于區(qū)域邊界部的像素組的灰度等級(jí)與相鄰子區(qū)域 的相對(duì)的像素組的灰度等級(jí)進(jìn)行比較，將其差值大于閾值的像素從檢測(cè)對(duì)象中排除，其 中，所述區(qū)域邊界部作為所述邊界部灰度值檢測(cè)部的檢測(cè)對(duì)象。
6.一種背光源控制方法，是具備從背面照射液晶面板的背光源的液晶顯示裝置的背 光源控制方法，該背光源控制方法的特征在于所述液晶面板的面板上的像素被分割為多個(gè)由像素組構(gòu)成的子區(qū)域，所述背光源由 與該子區(qū)域?qū)?yīng)的多個(gè)光源塊構(gòu)成，對(duì)每個(gè)該子區(qū)域檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，在該子區(qū)域內(nèi)從最明亮的灰度等級(jí) 起去除高階規(guī)定范圍(m%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa，對(duì)屬于該子區(qū)域內(nèi)的區(qū)域邊界部的像素組，從最明亮的灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范 圍(n%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)邊界部最大灰度等級(jí)Pb，選擇所述區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pa與所述邊界部最大灰度等級(jí)Pb的任一較大的值作為 該子區(qū)域的最大灰度等級(jí)Pc，根據(jù)該最大灰度等級(jí)Pc與灰度等級(jí)上限值Pmax的比來(lái)決 定背光源控制值K，以基于所述背光源控制值K的背光源亮度對(duì)照射該子區(qū)域的光源塊進(jìn)行點(diǎn)亮控制。
7.一種背光源控制方法，是具備從背面照射液晶面板的背光源的液晶顯示裝置的背 光源控制方法，該背光源控制方法的特征在于所述液晶面板的面板上的像素被分割為多個(gè)由像素組構(gòu)成的子區(qū)域，所述背光源由 與該子區(qū)域?qū)?yīng)的多個(gè)光源塊構(gòu)成，對(duì)每個(gè)該子區(qū)域檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，在該子區(qū)域內(nèi)從最明亮的灰度等級(jí) 起去除兩種規(guī)定范圍(ml%，m2%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)兩種區(qū)域內(nèi)最大灰度等 級(jí) Pal、Pa2,對(duì)屬于該子區(qū)域內(nèi)的區(qū)域邊界部的像素組，從最明亮的灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范 圍(n%)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)邊界部最大灰度等級(jí)Pb，根據(jù)所述邊界部最大灰度等級(jí)Pb，選擇所述區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)Pal、Pa2的一者作 為該子區(qū)域的最大灰度等級(jí)Pc，根據(jù)該最大灰度等級(jí)Pc與灰度等級(jí)上限值Pmax的比來(lái) 決定背光源控制值K，以基于所述背光源控制值K的背光源亮度對(duì)照射該子區(qū)域的光源塊進(jìn)行點(diǎn)亮控制。
8.如權(quán)利要求6所述的背光源控制方法，其特征在于在對(duì)所述邊界部最大灰度等級(jí)Pb進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將屬于所述區(qū)域邊界部的像素組的灰 度等級(jí)與相鄰子區(qū)域的相對(duì)的像素組的灰度等級(jí)進(jìn)行比較，將其差值大于閾值的像素從 檢測(cè)對(duì)象中排除。
全文摘要
本發(fā)明提供液晶顯示裝置和背光源控制方法。區(qū)域內(nèi)灰度值檢測(cè)部(102)，按每個(gè)子區(qū)域檢測(cè)輸入影像信號(hào)的灰度等級(jí)，在子區(qū)域內(nèi)從最明亮的灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍(m％)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)(Pa)。邊界部灰度值檢測(cè)部(103)，對(duì)屬于子區(qū)域內(nèi)的區(qū)域邊界部的像素組，從最明亮的灰度等級(jí)起去除高階規(guī)定范圍(n％)內(nèi)的像素的灰度等級(jí)，檢測(cè)邊界部最大灰度等級(jí)(Pb)。背光源控制值決定部(104)，選擇區(qū)域內(nèi)最大灰度等級(jí)(Pa)與邊界部最大灰度等級(jí)(Pb)中的任一較大的值作為該子區(qū)域的最大灰度等級(jí)(Pc)，根據(jù)最大灰度等級(jí)(Pc)與灰度等級(jí)上限值(Pmax)的比來(lái)決定背光源控制值(K)。
文檔編號(hào)G09G3/36GK102013239SQ20101024289
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者大木佑哉, 田中和彥, 都留康隆 申請(qǐng)人:日立民用電子株式會(huì)社