專利名稱：圖像顯示裝置和圖像顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高運(yùn)動圖像和靜態(tài)圖像的質(zhì)量同時限制功率消耗的增加的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，諸如液晶顯示裝置或有機(jī)EL(電致發(fā)光)顯示器的平板顯示裝置的技術(shù)進(jìn)步已得到發(fā)展，并開始在陰極射線管(以下，稱為CRT)作為主流技術(shù)的TV領(lǐng)域中得到普及。
但是，液晶顯示裝置和有機(jī)EL顯示器具有當(dāng)運(yùn)動圖像被顯示時圖像看起來模糊不清的問題。該問題是由圖像顯示方法的時間特性在液晶顯示裝置或有機(jī)EL顯示器和CRT之間不同的事實(shí)導(dǎo)致的。以下詳細(xì)說明該問題的原因。
晶體管被用作用于各像素的顯示/不顯示的選擇開關(guān)的液晶顯示裝置或有機(jī)EL顯示器是使用顯示的圖像被保持一個幀周期(period)的顯示方法(以下，稱為保持型顯示)的顯示裝置。另一方面，CRT是使用各像素在變亮某一時間后變暗的顯示方法(以下，稱為脈沖型顯示)的顯示裝置。
在保持型顯示的情況下，同一圖像從運(yùn)動圖像的某一幀被顯示的定時到其下一幀被顯示的定時保持被顯示。從運(yùn)動圖像中的幀N被顯示的定時到下一幀N+1被顯示的定時(兩幀之間)，幀N的圖像保持被顯示。當(dāng)運(yùn)動物體處于運(yùn)動圖像的狀態(tài)時，運(yùn)動物體從幀N被顯示的定時到幀N+1被顯示的定時靜止地停留在屏幕上。當(dāng)幀N+1被顯示時，運(yùn)動物體不連續(xù)地運(yùn)動。
另一方面，當(dāng)觀察者盯住運(yùn)動物體并在跟隨其運(yùn)動的同時觀察運(yùn)動物體時(當(dāng)觀察者的眼球移動是跟隨運(yùn)動時)，觀察者移動他/她的眼球并在無意識的情況下努力連續(xù)、平滑地跟隨運(yùn)動物體的運(yùn)動。
從而，在屏幕上的運(yùn)動物體的運(yùn)動和觀察者認(rèn)定的運(yùn)動物體的運(yùn)動之間產(chǎn)生差異。由于這種差異，根據(jù)運(yùn)動物體的速度在觀察者的視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)出模糊圖像。觀察者覺察到由疊加不重合的圖像形成的不重合圖像，由此他/她得到運(yùn)動圖像模糊的印象。
運(yùn)動圖像的速度越高，在觀察者的視網(wǎng)膜上覺察的圖像越模糊。因此，觀察者更大程度上得到模糊的印象。
在脈沖型顯示的情況下，不發(fā)生這種模糊。在脈沖型顯示的情況下，在運(yùn)動圖像的幀之間(例如，在上述幀N和幀N+1之間)顯示黑色。
由于在各幀之間顯示黑色，因此，即使當(dāng)觀察者移動他/她的眼球以平滑地跟隨運(yùn)動物體時，觀察者仍不能看到圖像被顯示的時刻以外的圖像。由于觀察者將運(yùn)動圖像的各幀識別為獨(dú)立的圖像，因此，在視網(wǎng)膜上覺察的圖像不出現(xiàn)模糊。
為了解決實(shí)施保持型顯示的顯示裝置中的上述問題，在相關(guān)領(lǐng)域中提出了在顯示幀后以種種方式顯示“黑色”的第一種方法(例如，參見JP-A-11-109921)。
還在相關(guān)領(lǐng)域中提出了確定輸入的圖像是運(yùn)動圖像還是靜態(tài)圖像并僅在是運(yùn)動圖像時在各連續(xù)的幀之間顯示黑色的第二種方法(例如，參見JP-A-2002-123223)。
在相關(guān)領(lǐng)域中的第一種方法中，通過有意在各幀之間使液晶屏變黑實(shí)施類似CRT的偽脈沖型顯示，以抑制運(yùn)動圖像質(zhì)量的劣化。但是，在黑色顯示期間變亮的背照光源的功率消耗又十分浪費(fèi)。在靜態(tài)圖像顯示器中，存在出現(xiàn)由脈沖型顯示導(dǎo)致的閃爍的問題。
在相關(guān)領(lǐng)域中的第二種方法中，為了解決上述問題，實(shí)施當(dāng)顯示靜態(tài)圖像時切換到保持型顯示、當(dāng)顯示運(yùn)動圖像時切換到脈沖型顯示的控制。但是，在這種方法中，例如，對于緩慢的運(yùn)動圖像和迅速的運(yùn)動圖像均顯示黑色。因此，不能充分降低功率消耗。為了增加降低功率消耗的效果，可以向運(yùn)動圖像偏移運(yùn)動圖像和靜態(tài)圖像之間的判定標(biāo)準(zhǔn)。但是，在這種情況下，運(yùn)動圖像的質(zhì)量降低。另外，存在這樣一種問題，即，諸如脈沖型顯示和保持型顯示之間的切換的黑色顯示周期的比率(黑色顯示周期/一個幀周期)的突然變化被觀察者視為閃爍，由此導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的這些問題，本發(fā)明的目的在于，提供可以在抑制功率消耗的增加的同時提高在液晶顯示裝置上顯示的運(yùn)動圖像和靜態(tài)圖像的質(zhì)量的圖像顯示裝置和圖像顯示方法。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種圖像顯示裝置，包括圖像顯示單元；目標(biāo)值計算單元，該目標(biāo)值計算單元被配置為計算與黑色顯示周期在輸入圖像的一個幀周期中所占的比率對應(yīng)的黑色比率的目標(biāo)值；變化量計算單元，該變化量計算單元被配置為基于(1)所述目標(biāo)值和先前的幀的輸出值之間的差值，或(2)所述目標(biāo)值和在過去獲得的目標(biāo)值之間的差值，獲得可抑制單位周期中的閃爍的出現(xiàn)的范圍內(nèi)的黑色比率的當(dāng)前值的輸出值的每個單位周期的變化量；當(dāng)前值計算單元，該當(dāng)前值計算單元被配置為通過將變化量加到先前的幀的當(dāng)前值獲得當(dāng)前值以顯示當(dāng)前幀；和控制單元，該控制單元被配置為將一個幀周期分成以下兩個周期(1)與當(dāng)前幀的輸出值對應(yīng)的第一周期和(2)與第一周期的剩余周期(period)對應(yīng)的第二周期，并且進(jìn)行控制，以使圖像顯示單元在第一周期內(nèi)顯示黑色圖像并使圖像顯示單元在第二周期內(nèi)基于輸入圖像顯示圖像。
根據(jù)發(fā)明，可以在抑制功率消耗的增加和閃爍的同時盡可能提高在圖像顯示裝置上顯示的運(yùn)動圖像和靜態(tài)圖像的質(zhì)量。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的液晶顯示裝置的框圖；
圖2是表示當(dāng)圖像顯示周期的比率從t0向t1(t0＜t1)變化時相對亮度與時間之間的關(guān)系的示圖；圖3是表示當(dāng)圖像顯示周期的比率從t0向t1(t0＜t1)變化時相對積分亮度與時間之間的關(guān)系的示圖；圖4是表示當(dāng)圖像顯示周期的比率從t0向t1(t0＞t1)變化時相對亮度與時間之間的關(guān)系的示圖；圖5是表示當(dāng)圖像顯示周期的比率從t0向t1(t0＞t1)變化時相對積分亮度與時間之間的關(guān)系的示圖；圖6是液晶顯示裝置的陣列基板的說明圖；圖7表示從信號線驅(qū)動電路輸出的顯示信號、從掃描線驅(qū)動電路輸出的掃描線信號的驅(qū)動波形和液晶面板上的圖像顯示狀態(tài)；圖8表示當(dāng)黑色顯示周期的比率是50％時液晶面板上的狀態(tài)；圖9表示在黑色顯示周期的比率的范圍被設(shè)為0～50％的情況下、黑色顯示周期的比率、液晶面板26的相對透射率、背照光源的相對亮度和液晶顯示裝置的相對亮度之間的關(guān)系；圖10是表示根據(jù)第四實(shí)施例的液晶顯示裝置的框圖；圖11是液晶面板和背照光源的時序圖；圖12是表示根據(jù)第五實(shí)施例的液晶顯示裝置的框圖；圖13是表示背照光源的結(jié)構(gòu)的示圖；圖14是液晶面板和背照光源的時序圖；圖15是表示根據(jù)第六實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器的配置的示圖；以及圖16是有機(jī)EL面板的說明圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)現(xiàn)在參照圖1～圖9，說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的液晶顯示裝置10。
(1)液晶顯示裝置10的配置圖1表示液晶顯示裝置10的配置。
輸入視頻信號被提供幀存儲器12、運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像確定單元14和目標(biāo)黑色顯示周期(period)比率計算單元16。
幀存儲器12保持輸入視頻信號一個幀周期，并將其輸出到運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像確定單元14作為延遲一個幀的視頻信號。術(shù)語“一個幀”對應(yīng)于在液晶顯示裝置10上顯示的一個圖像，并且，一般關(guān)于隔行掃描(interlace)視頻信號提到的術(shù)語“一場”和這里的術(shù)語“一個幀”是相同的。
運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像確定單元14通過使用輸入視頻信號和由幀存儲器12延遲一個幀周期的視頻信號檢測在時間上相互鄰近的兩個幀之間的運(yùn)動的大小，并作為運(yùn)動信息將該結(jié)果輸出到目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16。
目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16基于輸入運(yùn)動信息計算黑色顯示的一個幀周期(period)中的黑色顯示周期的比率，該黑色顯示在在液晶顯示面板26上顯示的輸入視頻信號的兩個幀之間被顯示，并作為離散目標(biāo)黑色顯示周期比率信息將結(jié)果輸出到黑色顯示周期比率變化量計算單元18。
黑色顯示周期比率變化量計算單元18基于過去的幀中的黑色顯示周期的比率和提供的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率計算每一幀的黑色顯示周期的比率，并將其輸出到黑色顯示周期比率確定單元20。
黑色顯示周期比率確定單元20將提供的黑色顯示周期的比率的變化量加到先前的幀中的黑色顯示周期的比率，以確定用于執(zhí)行實(shí)際顯示的黑色顯示周期的比率，并將其輸出到黑色顯示周期控制單元22和背照光源亮度控制單元24。
黑色顯示周期控制單元22基于提供的黑色顯示周期的比率將要在液晶面板26上顯示的視頻信號和用于驅(qū)動液晶面板26的控制信號(水平同步信號和垂直同步信號等)輸出到液晶面板26。
背照光源亮度控制單元24基于提供的黑色顯示周期的比率確定背照光源(backlight)28的亮度并作為背照光源亮度控制信號將其輸出到背照光源28。
液晶面板26基于輸入視頻信號和控制信號顯示黑色顯示被插入幀之間的視頻信號。
背照光源28以基于背照光源亮度控制信號的亮度發(fā)光。
(2)各單元的操作然后，說明各單元12～28的操作。通過液晶顯示裝置的定時控制器IC實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例中的運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像確定單元14、目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16、黑色顯示周期比率變化量計算單元18、黑色顯示周期比率確定單元20、黑色顯示周期控制單元22和背照光源亮度控制單元24。但是，可以通過使計算機(jī)執(zhí)行具有這些功能的程序執(zhí)行這些單元。
(2-1)運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像確定單元14運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像確定單元14通過使用輸入視頻信號中的多個幀檢測運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像并作為運(yùn)動信息將其輸出。
在本實(shí)施例中，輸入視頻信號在幀存儲器12中被保持一個幀周期，并且，通過使用被延遲一個幀的視頻信號和輸入視頻信號即在時間上相鄰的兩個幀，檢測運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像。但是，用于檢測運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像的幀不限于兩個在時間上相鄰的兩個幀，例如，在輸入視頻信號是隔行掃描視頻信號的情況下，可以通過僅使用偶數(shù)場或奇數(shù)場執(zhí)行運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像的檢測。雖然運(yùn)動圖像/靜態(tài)圖像檢測裝置可以為各種類型，但在本實(shí)施例中，使用兩個幀之間的絕對差值和(SAD)作為運(yùn)動信息。換句話說，在水平像素的數(shù)量是X、垂直像素的數(shù)量是Y的情況下的第N幀和第N+1幀的絕對差值和由表達(dá)式1表示。
SAD=Σu=1XΣv=1Y|f(u,v,N)-f(u,v,N+1)|]]>SAD表示絕對差值和，f(u，v，n)表示第n幀的位置(u，v)上的像素的Y值。F(u，v，n)如表達(dá)式2中那樣表示為紅、綠和藍(lán)的像素值(色調(diào))的線性和。
f(u，v，n)＝0.299R(u，v，n)+0.587G(u，v，n)+0.114B(u，v，n)R(u，v，n)、G(u，v，n)和B(u，v，n)分別表示位置(u，v)上的紅、綠和藍(lán)的像素值。
在本實(shí)施例中，獲得Y值的絕對差值和。但是，也可應(yīng)用用于獲得紅、綠和藍(lán)的像素值的絕對差值和的配置。
在本實(shí)施例中，對于一個幀中的所有像素獲得絕對差值和。但是，為了簡化處理，也可應(yīng)用對離散的像素獲得絕對差值和的配置。
也可應(yīng)用一個幀被子采樣并對子采樣圖像獲得絕對差值和的配置。
也可應(yīng)用可在相鄰幀之間以外的每兩個幀或其它的多個幀獲得幀之間的絕對差值和的配置。
并且，為了使運(yùn)動更魯棒，可以使用通過使用過去的幾個幀的運(yùn)動信息確定當(dāng)前的幀的運(yùn)動信息的方法。例如，從過去的五個幀的運(yùn)動信息執(zhí)行中值處理，并使用中值的運(yùn)動信息作為當(dāng)前的幀的運(yùn)動信息。
通過上述處理，由運(yùn)動檢測的失敗產(chǎn)生的偏離值通過中值處理被排除。然后，通過表達(dá)式1獲得的絕對差值和被提供到目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16。
(2-2)目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16基于輸入運(yùn)動信息計算離散目標(biāo)黑色顯示周期比率。
在本實(shí)施例中，從運(yùn)動信息值(即，目標(biāo)值)獲得作為連續(xù)值的目標(biāo)黑色顯示周期比率。
然后，如表達(dá)式3所示，連續(xù)值的目標(biāo)黑色顯示周期比率通過閾值處理被離散化，以獲得離散目標(biāo)黑色顯示周期比率(即，目標(biāo)離散化值)。
這里，BD(N)表示第N幀的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率，BT(N)表示第N幀的目標(biāo)黑色顯示周期比率，Th表示用于離散化的閾值。
目標(biāo)黑色顯示周期比率和運(yùn)動信息的值之間的關(guān)系可被事先設(shè)定，使得當(dāng)運(yùn)動信息值較大時目標(biāo)黑色顯示周期比率變?yōu)檩^大的值。目標(biāo)黑色顯示周期比率優(yōu)選被處理以落在離散目標(biāo)黑色顯示周期比率中的最小值和離散目標(biāo)黑色顯示周期比率中的最大值之間。在本實(shí)施例中，離散目標(biāo)黑色顯示周期比率作為最小值被設(shè)為0％并且作為最大值被設(shè)為50％。
但是，當(dāng)閾值是固定值時，如果目標(biāo)黑色顯示周期比率的值是接近閾值的值時，那么離散目標(biāo)黑色顯示周期比率可隨著幀的不同為0％或50％。因此，如表達(dá)式4所示，閾值根據(jù)先前的幀的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率和當(dāng)前的幀的目標(biāo)黑色顯示周期比率變化。
這里，C表示確定閾值的冗余度的值。
例如，將在閾值被假定為0.25、C被假定為-0.1、當(dāng)前目標(biāo)黑色顯示周期比率為0.2的情況下對操作進(jìn)行說明。
在上述情況下，當(dāng)先前的幀的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率是0時，由于當(dāng)前目標(biāo)黑色顯示周期比率(即，當(dāng)前目標(biāo)值)是比先前的幀的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率大的值，因此，閾值是0.25，結(jié)果，當(dāng)前的幀的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率被設(shè)為0。
另一方面，在先前的幀的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率是0.5時，由于當(dāng)前目標(biāo)黑色顯示周期比率比先前的幀的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率小，因此，閾值是0.25-0.1＝0.15，結(jié)果，當(dāng)前的幀的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率被設(shè)為0.5。換句話說，通過如表達(dá)式4所示使用可變閾值，可以關(guān)于閾值附近的目標(biāo)黑色顯示周期比率獲得穩(wěn)定、單一的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率。
當(dāng)C的值被設(shè)為負(fù)值時，在先前的值的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率為0.5時的閾值變?yōu)檩^小的值，由此當(dāng)前的值的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率可容易地被設(shè)為0.5。換句話說，黑色顯示周期比率被穩(wěn)定到實(shí)現(xiàn)良好質(zhì)量的運(yùn)動圖像的目標(biāo)黑色顯示周期比率。
在本實(shí)施例中，離散目標(biāo)黑色顯示周期比率被設(shè)為0％和50％兩個值。但是，離散目標(biāo)黑色顯示周期比率可以以相同的方式被設(shè)為三個或更多個值。在這種情況下，在其之間存在當(dāng)前目標(biāo)黑色顯示周期比率的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率被檢查。例如，當(dāng)離散目標(biāo)黑色顯示周期比率被設(shè)為0、0.25和0.5時，可以使用表達(dá)式5獲得它。
在表達(dá)式5中，BD，H是其中包含目標(biāo)黑色顯示周期比率的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率的最大值，BD，L是其中包含目標(biāo)黑色顯示周期比率的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率的最小值。然后，包含目標(biāo)黑色顯示周期比率的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率的范圍由表達(dá)式5確定，然后閾值由表達(dá)式4設(shè)定(事先為其中包含目標(biāo)黑色顯示周期比率的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率的各個范圍設(shè)定Th的值)，最后，離散目標(biāo)黑色顯示周期比率由表達(dá)式6計算。
(2-3)黑色顯示周期比率變化量計算單元18通過上述處理獲得的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率被提供到黑色顯示周期比率變化量計算單元18，并且一個幀周期中的黑色顯示周期比率的變化量被計算。黑色顯示周期比率的變化量被設(shè)為盡可能抑制由于當(dāng)前的黑色顯示周期比率(即，輸出值)的突然變化而出現(xiàn)的閃爍。
這里，將說明由于黑色顯示周期比率的突然變化而出現(xiàn)閃爍的原理。
圖2是表示圖像顯示周期比率(＝1-黑色顯示周期比率)從t0向t1(t0＜t1)變化時的顯示亮度的變化的曲線圖。周期t0期間的相對顯示亮度被假定為L0，并且周期t1期間的相對顯示亮度被假定為L1。由于一個幀周期的平均亮度是恒定的而與圖像顯示周期比率無關(guān)，因此，滿足表達(dá)式7。
t0L0＝t1L1＝Lave隨后，考慮在圖像顯示周期比率從t0向t1變化的情況下的一個幀周期中的相對積分(integrated)亮度。人眼通過積分視網(wǎng)膜在某一周期內(nèi)接收的刺激覺察到亮度。因此，通過積分一個幀周期內(nèi)的液晶顯示裝置10的亮度覺察的亮度被建模。圖3表示在圖像顯示周期比率從t0向t1變化的情況下的一個幀周期中的相對積分亮度的時間變化。橫軸表示時間，縱軸表示相對積分亮度。當(dāng)圖像顯示周期比率恒定為t0或t1時，一個幀周期中的相對積分亮度為恒定值Lave。但是，在圖像顯示周期比率從t0向t1變化時，當(dāng)圖像顯示周期比率為t0時的相對亮度L0的一部分和當(dāng)圖像顯示周期比率為t1時的相對亮度L1的一部分在一個幀周期中被積分，由此相對積分亮度如圖3所示變化為更小的值。假定此時的最小值為Lmin，那么通過使用表達(dá)式7，如表達(dá)式8那樣表示Lmin的值。
Lmin=t0L1=t0t1Lave]]>因此，相對積分亮度中的變化量ΔL表示為表達(dá)式9。
ΔL=Lave-Lmin=(1-t0t1)Lave]]>相對積分亮度小于值Lave的周期Δt根據(jù)圖3表示為表達(dá)式10。
Δt＝t0+(t1-t0)＝t1
由于覺察的閃爍被認(rèn)為與閃爍幅度(ΔL)和閃爍的發(fā)生周期(Δt)的乘積成比例，因此，覺察的閃爍I表示為表達(dá)式11。
I＝αΔtΔL＝α(t1-t0)Lave＝α|t1-t0|Lave這里，α表示比例常數(shù)。
另一方面，如圖4所示，以相同的方式考慮圖像顯示周期比率從t0向t1(t0＞t1)變化的情況，一個幀周期中的相對積分亮度如圖5所示。換句話說，在圖像顯示周期比率從t0向t1變化時，當(dāng)圖像顯示周期比率為t0時的相對亮度L0的一部分和當(dāng)圖像顯示周期比率為t1時的相對亮度L1的一部分在一個幀周期中被積分，由此相對積分亮度如圖5所示變化為較大的值。假定此時的最大值為Lmax，那么通過使用表達(dá)式7，如表達(dá)式12那樣表示Lmax的值。
Lmax=t1L1-(t0-t1)L0=(1+t0-t1t0)Lave]]>因此，相對積分亮度中的變化量ΔL表示為表達(dá)式13。
ΔL=Lmax-Lave=(1-t1t0)Lave]]>相對積分亮度大于Lave的周期Δt根據(jù)圖5表示為表達(dá)式14。
Δt＝t1+(t0-t1)＝t0覺察的閃爍I表示為表達(dá)式15。
I＝αΔtΔL＝(t0-t1)Lave＝α|t1-t0|Lave使用上述過程，根據(jù)表達(dá)式11和表達(dá)式15，當(dāng)圖像顯示周期比率從t0向t1變化時覺察的閃爍與圖像顯示周期比率的變化量即黑色顯示周期的變化量成比例。因此，通過以覺察的閃爍小于可辨別的極限的黑色顯示周期比率的變化量設(shè)定過渡黑色顯示周期，可以抑制由于黑色顯示周期比率的突然變化導(dǎo)致的閃爍的出現(xiàn)。
如上所述，當(dāng)從幀到幀或每多個幀的黑色顯示周期比率的變化被設(shè)為突變時，閃爍被察覺到。因此，在本實(shí)施例中，黑色顯示周期的變化量被設(shè)定，并且從幀到幀的黑色顯示周期比率的變化量被設(shè)為3％。
(2-4)黑色顯示周期比率確定單元20如上所述設(shè)定的黑色顯示周期比率的變化量被提供到黑色顯示周期比率確定單元20，在這里，要最終輸出的黑色顯示周期比率被計算。黑色顯示周期比率由表達(dá)式16計算。
B(N)＝B(N-1)+Sgn(BD(N)-B(N-1))ΔB在本表達(dá)式中，Sgn(x)表示x的符號，ΔB表示黑色顯示周期比率的變化量(在本實(shí)施例中為0.03)，B(N)表示第N幀的黑色顯示周期比率。但是，由于B(N)是黑色顯示周期的最小值(在本實(shí)施例中為0)和黑色顯示周期的最大值(在本實(shí)施例中為0.5)之間的值，因此，黑色顯示周期比率通過表達(dá)式17被校正。
計算的黑色顯示周期比率被提供到黑色顯示周期控制單元22和背照光源亮度控制單元24。
(2-5)黑色顯示周期控制單元22黑色顯示周期控制單元22根據(jù)計算的黑色顯示周期比率輸出用于驅(qū)動液晶面板26的視頻信號和控制信號(水平、垂直同步信號等)。
(2-6)液晶面板26(2-6-1)液晶面板26的結(jié)構(gòu)在本實(shí)施例中，液晶面板26是有源矩陣型，并且，如圖6所示，多個信號線52和多個掃描線54以矩陣圖案通過未示出的絕緣層被配置在陣列基板50上，并且像素58在兩種線的各個交點(diǎn)上形成。相交的信號線52和掃描線54的端部分別與信號線驅(qū)動電路60和掃描線驅(qū)動電路62連接。
在像素58中，由薄膜晶體管(TFT)構(gòu)成的開關(guān)元件72是用于寫入視頻信號的開關(guān)元件72，沿各個水平線的其柵極與共用的掃描線54連接，并且沿各個垂直線的其源極與共用的信號線52連接。漏極與像素電極64連接，并與與像素電極64電并聯(lián)配置的存儲電容器66連接。
像素電極64在陣列基板50上形成，與像素電極64電氣相對的共用電極68在未示出的共用基板上形成。共用電極68具有來自共用電壓產(chǎn)生電路(未示出)的預(yù)定的共用電壓。
液晶層70被保持在像素電極64和共用電極68之間，并且陣列基板50和共用基板的周邊被未示出的密封材料密封。用于液晶層70的液晶材料可以為任意類型，但是，如后述的那樣，在本實(shí)施例中的液晶面板26的情況下，由于用于圖像顯示和黑色顯示的兩個圖像信號需要在一個幀周期內(nèi)被寫入，因此，優(yōu)選可較快響應(yīng)的類型。例如，可以推薦鐵電液晶和OCB(光補(bǔ)償彎曲)模式的液晶。
掃描線驅(qū)動電路62包含未示出的移位寄存器、電平偏移器和緩沖電路。掃描線驅(qū)動電路62基于作為控制信號從顯示比率控制單元輸出的垂直開始信號或垂直時鐘信號輸出用于各個掃描線54的線選擇信號。
信號線驅(qū)動電路60包含未示出的模擬開關(guān)、移位寄存器、采樣保持電路和視頻總線。作為控制信號從顯示比率控制單元輸出的水平開始信號或水平時鐘信號以及視頻信號被提供到信號線驅(qū)動電路60。
(2-6-2)液晶面板26的操作接下來，說明液晶面板26的操作。
圖7是液晶面板26的時序圖。
圖7表示從信號線驅(qū)動電路60輸出的顯示信號和從掃描線驅(qū)動電路62輸出的掃描線信號的驅(qū)動波形以及液晶面板26上的圖像顯示的狀態(tài)。雖然為了圖的簡化沒有圖7中示出消隱(blanking)周期，但一般的液晶面板26的驅(qū)動信號具有水平和垂直消隱周期。
從信號線驅(qū)動電路60，圖像顯示信號在一個水平掃描周期的前一半中被輸出，并且黑色顯示信號在其后一半中被輸出。在掃描線驅(qū)動電路62中，與應(yīng)被提供圖像顯示信號的各個像素58對應(yīng)的掃描線在一個水平掃描周期的前一半中被選擇，并且，與應(yīng)被提供黑色顯示信號的各個像素58對應(yīng)的掃描線在一個水平掃描周期的后一半中被選擇。
圖7是在黑色顯示周期比率是50％的情況下的時序圖。用V表示垂直掃描線的數(shù)量，當(dāng)在一個水平掃描周期的前一半中選擇第一掃描線并將圖像顯示信號提供到相應(yīng)的像素58時，第V/2+1個掃描線在該一個水平掃描周期的后一半中被選擇，以將黑色顯示信號提供到相應(yīng)的像素58。以相同的方式，當(dāng)在一個水平掃描周期的前一半中選擇第二掃描線時，第V/2+2個掃描線在該一個水平掃描周期的后一半中被選擇。以相同的方式，下一個掃描線依次在一個水平掃描周期的前一半和后一半中被選擇。以這種方式，當(dāng)在一個水平掃描周期的前一半中選擇第V個掃描線并將圖像顯示信號提供到相應(yīng)的像素58時，在該一個水平掃描周期的后一半中，第V/2個掃描線被選擇，并且黑色顯示信號被提供到相應(yīng)的像素58。
圖8表示在黑色顯示周期比率是50％的情況下的液晶面板26的顯示狀態(tài)。
圖8A表示直到第V/2+1線完成第n幀的圖像顯示信號的寫入且黑色顯示信號被寫入第一線時的顯示狀態(tài)。
圖8B表示直到第V/2+2線完成第n幀的圖像顯示信號的寫入且黑色顯示信號被寫入第二線時的顯示狀態(tài)。
圖8C表示第n幀的圖像顯示信號的寫入被寫入第V線且黑色顯示信號被寫入第V/2-1線時的顯示狀態(tài)。
圖8D表示第n+1幀的圖像顯示信號被寫入第一線且黑色顯示信號被寫入第V/2線時的顯示狀態(tài)。
圖8E表示第n+1幀的圖像顯示信號被寫入第V/2線且黑色顯示信號被寫入第V線時的顯示狀態(tài)。
雖然在圖7中示出黑色顯示周期比率是50％的情況，但可通過以相同的方式改變開始寫入黑色顯示信號的定時即通過改變掃描線信號的定時，設(shè)定希望的黑色顯示周期。因此，可以通過在該定時從黑色顯示周期控制單元22輸出控制信號以開始寫入與黑色顯示周期比率對應(yīng)的黑色顯示信號并將其輸入液晶面板26，以希望的黑色顯示周期比率在液晶面板26上顯示圖像。
(2-7)背照光源亮度控制單元24背照光源亮度控制單元24通過使用提供的關(guān)于黑色顯示周期比率的信息輸出用于控制背照光源28的光源的背照光源亮度控制信號。
換句話說，如果背照光源28的光源是模擬調(diào)制的LED，那么它輸出模擬電壓信號，如果光源是脈沖寬度調(diào)制的(PWM)LED，那么它輸出脈沖寬度調(diào)制信號。如果光源是冷陰極管，那么它輸出要被提供到用于照亮冷陰極管的逆變器的模擬電壓。
在本實(shí)施例中，使用可以以相對簡單的結(jié)構(gòu)保證亮度的較大的動態(tài)范圍的脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)的LED光源。要被提供到LED光源的脈沖寬度和背照光源28的亮度之間的關(guān)系事先被測定并被存儲在背照光源亮度控制單元24中。作為要被存儲的數(shù)據(jù)，例如，在上述關(guān)系可以由函數(shù)表示時可以為該函數(shù)，或者，作為LUT(查找表)被存儲在ROM中。
當(dāng)LED光源具有通過混合紅、綠和藍(lán)的三種原色的LED顯示白色的結(jié)構(gòu)時，優(yōu)選存儲各個LED的數(shù)據(jù)。
雖然在以上例子中示出作為數(shù)據(jù)存儲脈沖寬度和背照光源28的亮度之間的關(guān)系的方法，但也可以在以各種黑色顯示周期比率進(jìn)行顯示的液晶顯示器26上存儲保證恒定亮度的黑色顯示周期比率和脈沖寬度之間的關(guān)系。換句話說，實(shí)施控制，使得以一定的黑色顯示周期比率在液晶面板26上顯示白色圖像并將通過液晶面板26后的背照光源28的亮度調(diào)整為預(yù)定的亮度，并獲得在那時提供到LED光源的脈沖寬度。以各種黑色顯示周期比率執(zhí)行上述操作，以獲得黑色顯示周期比率和脈沖寬度之間的關(guān)系，并且結(jié)果作為數(shù)據(jù)被存儲。通過在提供的黑色顯示周期比率信息上參照該數(shù)據(jù)，背照光源28的亮度被控制，并且液晶面板26上的亮度相對于任意的黑色顯示周期比率可基本上保持為恒定值。
除了上述方法，也可應(yīng)用在背照光源28中安裝光電二極管、在用光電二極管測量的同時反饋背照光源28的亮度并控制LED光源的亮度的方法。特別地，由于LED光源根據(jù)溫度改變發(fā)光特性，因此上述使用二極管反饋測量的亮度值的結(jié)構(gòu)是有效的。
圖9表示在黑色顯示周期比率的范圍被設(shè)為0～50％時的黑色顯示周期比率、液晶面板的相對透射率、背照光源的相對亮度和液晶顯示裝置的相對亮度之間的關(guān)系。橫軸表示黑色顯示周期比率，左邊的縱軸表示當(dāng)黑色顯示周期比率為0％時的相對于液晶面板26的透射率的相對透射率，右邊的縱軸表示當(dāng)黑色顯示周期比率為50％時的相對于背照光源28的亮度的相對亮度。
在在本實(shí)施例中使用的液晶面板26中，透射率隨黑色顯示周期比率的增加線性減小。因此，背照光源28的亮度以背照光源28的亮度隨黑色顯示周期比率的增加而增加的方式被控制，并且，液晶顯示裝置10的相對亮度即通過液晶面板26后的亮度保持為恒定值。用圖9，獲得黑色顯示周期比率和背照光源28的相對亮度之間的關(guān)系，并且從背照光源的相對亮度和要提供到LED光源的脈沖寬度之間的關(guān)系可獲得黑色顯示周期比率和脈沖寬度之間的關(guān)系，從而可從關(guān)于由黑色顯示周期比率控制單元22獲得的黑色顯示周期比率的信息獲得由脈沖寬度表示的背照光源28的亮度控制信號。
雖然可以用上述的各種類型的光源配置背照光源28，但在本實(shí)施例中，使用以LED作為光源的正下型背照光源28。但是，背照光源28的配置不限于上述配置，例如，也可以使用具有導(dǎo)光板的邊緣照明型背照光源28。背照光源28的亮度由從背照光源亮度控制單元24輸出的用于背照光源28的亮度控制信號控制。
(3)優(yōu)點(diǎn)如上所述，根據(jù)本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10，通過根據(jù)輸入視頻圖像是運(yùn)動圖像還是靜態(tài)圖像改變黑色顯示周期比率，可以在抑制功率消耗的增加的同時提高顯示的輸入視頻圖像的質(zhì)量。
另外，可以盡可能抑制由于黑色顯示周期比率的突變出現(xiàn)的閃爍。
可以對各種視頻圖像使黑色顯示周期比率穩(wěn)定。
(第二實(shí)施例)然后，說明根據(jù)第二實(shí)施例的液晶顯示裝置10。
本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10的基本配置與第一實(shí)施例中的相同。但是，目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16和黑色顯示周期比率變化量計算單元18的操作與第一實(shí)施例中的不同。
目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16如第一實(shí)施例那樣通過表達(dá)式3計算離散目標(biāo)黑色顯示周期比率。但是，冗余度沒有如第一實(shí)施例那樣被提供到閾值，并且是固定值。在本實(shí)施例中，通過對目標(biāo)黑色顯示周期比率應(yīng)用閾值處理，計算離散目標(biāo)黑色顯示周期比率。但是，上述離散化不是必需的，并且，從運(yùn)動信息獲得的目標(biāo)黑色顯示周期比率可以原樣被提供到黑色顯示周期比率變化量計算單元18。
黑色顯示周期比率變化量計算單元18通過使用表達(dá)式18根據(jù)先前的幀的黑色顯示周期比率和提供的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率之間的差值計算一個幀的黑色顯示周期比率的變化量。
在本實(shí)施例中，ΔB1和ΔB2分別表示在離散目標(biāo)黑色顯示周期比率小于和大于先前的幀的黑色顯示周期比率的情況下的一個幀的黑色顯示周期比率的變化量。
ΔB1和ΔB2的值可以為各種值。但是，仍然如第一實(shí)施例所述，它們優(yōu)選被設(shè)為不超過觀察不到與黑色顯示周期的變化相關(guān)的閃爍的變化量的值，更優(yōu)選它們被設(shè)為滿足關(guān)系ΔB1＜ΔB2。這是因?yàn)?，如第一?shí)施例那樣，通過將變化量設(shè)為ΔB1＜ΔB2，黑色顯示周期比率可被穩(wěn)定到較大的值即穩(wěn)定到保證運(yùn)動圖像的良好質(zhì)量的狀態(tài)。
表達(dá)式18以離散目標(biāo)黑色顯示周期比率為輸入計算黑色顯示周期比率的變化量。但是，也可使用輸入非離散目標(biāo)黑色顯示周期比率的配置。在這種情況下，表達(dá)式18被表達(dá)為表達(dá)式19。
其它配置與第一實(shí)施例相同。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10，通過根據(jù)輸入視頻圖像是運(yùn)動圖像還是靜態(tài)圖像改變黑色顯示周期比率，可以在抑制功率消耗的增加的同時提高顯示的輸入視頻圖像的質(zhì)量。
另外，可以盡可能抑制由于黑色顯示周期比率的突變出現(xiàn)的閃爍。
可以對各種視頻圖像使黑色顯示周期比率穩(wěn)定。
(第三實(shí)施例)然后，說明根據(jù)第三實(shí)施例的液晶顯示裝置10。
本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10的基本配置與第一實(shí)施例中的相同。但是，目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16和黑色顯示周期比率變化量計算單元18的操作與第一實(shí)施例中的不同。
目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元16如第一實(shí)施例那樣通過表達(dá)式3計算離散目標(biāo)黑色顯示周期比率。但是，冗余度沒有如第一實(shí)施例那樣被提供到閾值，并且是固定值。在本實(shí)施例中，通過對目標(biāo)黑色顯示周期比率應(yīng)用閾值處理，計算離散目標(biāo)黑色顯示周期比率。但是，上述離散化不是必需的，并且，從運(yùn)動信息獲得的目標(biāo)黑色顯示周期比率可以原樣被提供到黑色顯示周期比率變化量計算單元18。
黑色顯示周期比率變化量計算單元18基于通過分別從過去的多個幀中的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率減去過去的多個幀中的黑色顯示周期比率獲得的差值計算黑色顯示周期比率的變化量。更具體地說，如表達(dá)式20所示，當(dāng)通過分別從過去的多個幀中的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率減去過去的多個幀中的黑色顯示周期比率獲得的所有差值均為正值或負(fù)值時，黑色顯示周期比率的變化量被設(shè)為預(yù)定值，并在其它情況下設(shè)為0。
在表達(dá)式20中，基于過去的n個幀中的離散目標(biāo)黑色顯示周期比率和黑色顯示周期比率之間的差值計算黑色顯示周期比率的變化量。在本實(shí)施例中，n的值被假定為4(n＝4)。
在表達(dá)式20中，包括根據(jù)第二實(shí)施例的配置，根據(jù)差值是正值或負(fù)值使用不同的黑色顯示周期比率的變化量。但是，ΔB1和ΔB2可以為同一值。在這種配置中，即使當(dāng)離散目標(biāo)黑色顯示周期比率在某種程度上由運(yùn)動信息的錯誤檢測改變時，黑色顯示周期比率的變化量仍被設(shè)為0。因此，可以獲得穩(wěn)定的黑色顯示周期比率。
在表達(dá)式20中，離散目標(biāo)黑色顯示周期比率作為輸入被提供。但是，也可應(yīng)用如表達(dá)式21那樣目標(biāo)黑色顯示周期比率作為輸入被提供的配置。
其它配置與第一實(shí)施例相同。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10，通過根據(jù)輸入視頻圖像是運(yùn)動圖像還是靜態(tài)圖像改變黑色顯示周期比率，可以在抑制功率消耗的增加的同時提高顯示的輸入視頻圖像的質(zhì)量。
另外，可以盡可能抑制由于黑色顯示周期比率的突變出現(xiàn)的閃爍。
可以對各種視頻圖像使黑色顯示周期比率穩(wěn)定。
(第四實(shí)施例)然后，參照圖10和圖11，說明根據(jù)第四實(shí)施例的液晶顯示裝置10。
(1)液晶顯示裝置10的配置本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10的基本配置與第一實(shí)施例中的相同，其特征在于，通過控制背照光源28的發(fā)光和熄滅，控制在液晶顯示裝置10上顯示的輸入視頻圖像的黑色顯示周期比率。
通過與第一實(shí)施例相同的配置，從輸入視頻圖像確定黑色顯示周期比率。確定的黑色顯示周期比率作為關(guān)于黑色顯示周期比率的信息被提供到背照光源亮度控制單元24。背照光源亮度控制單元24基于關(guān)于黑色顯示周期比率的信息確定背照光源28的發(fā)光周期和背照光源28的發(fā)光亮度，并將其作為背照光源28的發(fā)光比率控制信號和背照光源28的亮度控制信號提供背照光源28。背照光源28基于提供的背照光源28的發(fā)光比率控制信號和背照光源28的亮度控制信號發(fā)光。
(2)液晶面板26和背照光源28的操作隨后，說明液晶面板26和背照光源28的操作。
在圖11中，示出液晶面板26和背照光源28的操作。在圖11中，橫軸表示時間，縱軸表示液晶面板26的垂直顯示位置。
通常，在液晶面板26中，視頻圖像從作為一個面的屏幕的頂端以線(line)次序被寫入。因此，如圖11所示，以這樣的方式執(zhí)行對液晶面板26的寫入，即在從作為一個面的屏幕的頂端逐漸移動寫入時間的同時視頻圖像被寫入液晶面板26。為了如下所述保證背照光源28的發(fā)光周期，在花費(fèi)一個幀周期(一般地，為1/60秒)的同時執(zhí)行到液晶面板26的寫入。但是，在本實(shí)施例中，它被寫入比一個幀周期短的周期即1/4幀周期(1/240秒)。當(dāng)從在視頻圖像被寫入液晶面板26的最低一行的時刻到液晶的響應(yīng)結(jié)束的預(yù)定周期過去之后，背照光源28根據(jù)用于背照光源28的發(fā)光比率控制信號發(fā)光。
背照光源28的發(fā)光亮度由背照光源28的發(fā)光周期確定，并進(jìn)行控制以使背照光源28的發(fā)光周期和發(fā)光亮度的積變?yōu)榛旧虾愣ā?br> 背照光源28優(yōu)選在液晶面板26中的寫入周期和液晶的響應(yīng)周期中熄滅。這是因?yàn)?，在液晶面?6中的寫入周期和液晶的響應(yīng)周期中，在液晶面板26上顯示先前的幀中的視頻圖像的一部分，由此，如果背照光源28在該周期中發(fā)光，那么觀察者覺察到先前的幀和當(dāng)前幀混合在一起。
通過如上所述控制背照光源28的發(fā)光周期，可以如第一實(shí)施例那樣控制液晶顯示裝置10的黑色顯示周期比率。
(3)優(yōu)點(diǎn)如上所述，根據(jù)本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10，通過根據(jù)輸入視頻圖像是運(yùn)動圖像還是靜態(tài)圖像改變黑色顯示周期比率，可以在抑制功率消耗的增加的同時提高顯示的輸入視頻圖像的質(zhì)量。
另外，可以盡可能抑制由于黑色顯示周期比率的突變出現(xiàn)的閃爍。
可以對各種視頻圖像使黑色顯示周期比率穩(wěn)定。
(第五實(shí)施例)然后，參照圖12～14，說明根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的液晶顯示裝置10。
(1)液晶顯示裝置10的配置圖12表示本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10的配置。
第五實(shí)施例中的液晶顯示裝置10的基本配置與第一實(shí)施例中的相同。但是，背照光源28的發(fā)光區(qū)被分割使得背照光源28可在不同的定時被發(fā)射。
背照光源28的結(jié)構(gòu)的例子如圖13所示。
圖13是稱為正下型背照光源28的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含排列為光源的冷陰極管80，并且各個冷陰極管80被反射板82包圍。漫射板84被安裝在冷陰極管80之上，以漫射來自冷陰極管80的光，使得實(shí)現(xiàn)均勻的表面光源。在本實(shí)施例中，各冷陰極管80的發(fā)光定時被區(qū)分。
(2)液晶面板26和背照光源28的操作隨后，說明液晶面板26和背照光源28的操作。
圖14表示液晶面板26和背照光源28的操作。
在圖14中，背照光源28沿水平方向被分成四個部分，并且各個區(qū)域可控制背照光源28的發(fā)光和熄滅的定時。在第四實(shí)施例中，背照光源28的發(fā)光的定時是在完成寫入液晶面板26的最低一行之后過去了預(yù)定的時間時。但是，在本實(shí)施例中，在根據(jù)用于背照光源28的發(fā)光比率控制信號完成與分割的區(qū)域?qū)?yīng)的液晶面板26的最低一行的寫入之后、當(dāng)液晶的響應(yīng)周期過去時，背照光源28的各個部分發(fā)光。在背照光源28的發(fā)光區(qū)域被分割的情況下，背照光源28的發(fā)光周期可相對于第四實(shí)施例的情況被延長，并由此可以在更大的面積中實(shí)現(xiàn)黑色顯示周期比率的控制。
其它配置與第一實(shí)施例相同。
(3)優(yōu)點(diǎn)如上所述，根據(jù)本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10，通過根據(jù)輸入視頻圖像是運(yùn)動圖像還是靜態(tài)圖像改變黑色顯示周期比率，可以在抑制功率消耗的增加的同時提高顯示的輸入視頻圖像的質(zhì)量。
另外，可以盡可能抑制由于黑色顯示周期比率的突變出現(xiàn)的閃爍。
可以對各種視頻圖像使黑色顯示周期比率穩(wěn)定。
(第六實(shí)施例)現(xiàn)在參照圖15和圖16，說明第六實(shí)施例中的作為圖像顯示裝置的有機(jī)EL顯示器100。
(1)有機(jī)EL顯示器100的配置圖15表示根據(jù)本實(shí)施例的有機(jī)EL顯示器100的配置。
有機(jī)EL顯示器100的基本配置與第一實(shí)施例中的相同。但是，圖像顯示單元配置有有機(jī)EL面板102。
圖16表示有機(jī)EL面板102的配置的例子。在有機(jī)EL面板102中，像素112包含由兩個薄膜晶體管形成的第一開關(guān)元件104、第二開關(guān)元件106、用于保持從信號線52提供的電壓的電壓保持電容108和有機(jī)EL元件110，并且，信號線114和電源線116的端部與信號線驅(qū)動電路118連接，沿與信號線114和電源線116正交的方向延伸的掃描線120與掃描線驅(qū)動電路122連接。
(2)有機(jī)EL顯示器100的操作然后，說明有機(jī)EL顯示器100的操作。
ON(導(dǎo)通)狀態(tài)的掃描線驅(qū)動信號通過掃描線驅(qū)動電路122通過掃描線120被提供到第一開關(guān)元件104，使得第一開關(guān)元件104進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。此時，從信號線驅(qū)動電路118輸出的信號線驅(qū)動信號通過信號線被寫入電壓保持電容108中。第二開關(guān)元件106的導(dǎo)通狀態(tài)根據(jù)在電壓保持電容108中積累的電荷的量被確定，并且電流從電源線116被提供到有機(jī)EL元件110以導(dǎo)致有機(jī)EL元件110發(fā)光。即使當(dāng)使掃描線驅(qū)動信號進(jìn)入OFF(斷開)狀態(tài)時，由于確定第二開關(guān)元件106的導(dǎo)通狀態(tài)的電壓在電壓保持電容108中被積累，因此電流繼續(xù)從電源線116被提供到有機(jī)EL元件110。
因此，以與第一實(shí)施例中的圖7相同的方式，從信號線驅(qū)動電路118，在一個水平掃描周期的前一半中輸出視頻信號，并在其后一半中輸出黑色視頻信號。然后，與一個水平掃描周期的前一半同步的ON狀態(tài)的掃描線驅(qū)動信號被施加到掃描線120以寫入視頻信號，并且，與該一個水平掃描周期的后一半同步的ON狀態(tài)的掃描線驅(qū)動信號被提供到掃描線120以寫入黑色視頻信號，使得有機(jī)EL面板102的視頻圖像顯示周期和黑色視頻圖像顯示周期可如第一實(shí)施例那樣被控制。
換句話說，掃描線驅(qū)動電路122如第一實(shí)施例那樣基于由顯示比率控制單元確定的黑色顯示周期比率被控制。但是，由于有機(jī)EL面板102是自發(fā)光元件，因此必須控制根據(jù)黑色顯示周期比率顯示的視頻圖像的周期中的視頻圖像的亮度，以使一個幀周期的亮度基本上恒定。
因此，在本實(shí)施例中，通過使用具有10位的輸出精度的信號線驅(qū)動電路118以數(shù)字的方式控制視頻圖像的亮度。在視頻圖像中最需要亮度的狀態(tài)是黑色顯示周期比率變?yōu)轭A(yù)定控制范圍中的最大值的狀態(tài)。換句話說，由于黑色顯示周期比率較大，因此用于顯示視頻圖像的周期變短，由此，為了在一個幀周期中實(shí)現(xiàn)基本上恒定的亮度，需要增加視頻圖像的亮度。
因此，在控制黑色顯示周期比率的預(yù)定范圍中達(dá)到最高的黑色顯示周期比率時的視頻圖像的最大顯示色調(diào)數(shù)被設(shè)為1020色調(diào)，并且，通過隨著黑色顯示周期比率減小將視頻圖像的最大顯示色調(diào)數(shù)減小為更小的值，控制視頻圖像顯示周期中的最大亮度。換句話說，假定輸入視頻圖像的伽馬值為γ，輸入視頻圖像的最大色調(diào)值是8位(255色調(diào))，并且相對于黑色顯示周期比率控制范圍中的最大黑色顯示周期比率時的視頻圖像顯示周期中的亮度的、希望的黑色顯示周期比率時的視頻圖像顯示周期中的亮度的比率是I，那么當(dāng)亮度的比率是I時被設(shè)定的最大色調(diào)Lmax由表達(dá)式22表示。
Lmax＝(I×(255×4)r)I/r可以通過表達(dá)式22獲得根據(jù)黑色顯示周期比率的最大色調(diào)并然后對視頻圖像中的所有色調(diào)進(jìn)行再量化，控制視頻圖像顯示周期中的亮度。
也可以通過控制由電源線16提供的電流值，控制有機(jī)EL面板102的亮度。因此，也可以使用控制從電源線116提供的電流值以根據(jù)黑色顯示周期比率在一個幀周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)基本上恒定的亮度的配置。
其它配置和操作與第一實(shí)施例相同。
(3)優(yōu)點(diǎn)如上所述，根據(jù)本實(shí)施例中的液晶顯示裝置10，通過根據(jù)輸入視頻圖像是運(yùn)動圖像還是靜態(tài)圖像改變黑色顯示周期比率，可以在抑制功率消耗的增加的同時提高顯示的輸入視頻圖像的質(zhì)量。
另外，可以盡可能抑制由于黑色顯示周期比率的突變出現(xiàn)的閃爍。
可以對各種視頻圖像使黑色顯示周期比率穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括圖像顯示單元；目標(biāo)值計算單元，該目標(biāo)值計算單元被配置為計算與黑色顯示周期在輸入圖像的一個幀周期中所占的比率對應(yīng)的黑色比率的目標(biāo)值；變化量計算單元，該變化量計算單元被配置為基于(1)所述目標(biāo)值和先前的幀的輸出值之間的差值，或(2)所述目標(biāo)值和在過去獲得的目標(biāo)值之間的差值，獲得在可抑制單位周期中的閃爍的出現(xiàn)的范圍內(nèi)的黑色比率的輸出值的每個單位周期的變化量，輸出值計算單元，該輸出值計算單元被配置為通過將變化量加到先前的幀的輸出值獲得黑色比率的輸出值以顯示當(dāng)前幀；和控制單元，該控制單元被配置為將一個幀周期分成以下兩個周期(1)與當(dāng)前幀的輸出值對應(yīng)的第一周期，和(2)與第一周期的剩余周期對應(yīng)的第二周期，并且進(jìn)行控制，以使所述圖像顯示單元在第一周期內(nèi)顯示黑色圖像并使所述圖像顯示單元在第二周期內(nèi)基于輸入圖像顯示圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中，目標(biāo)值是由任意的閾值離散化的離散目標(biāo)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的圖像顯示裝置，其中，所述閾值基于當(dāng)前的幀的一個或多個幀之前的幀的離散目標(biāo)值和當(dāng)前目標(biāo)值之間的差值被確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像顯示裝置，其中，當(dāng)差值是正值時的閾值與當(dāng)差值是負(fù)值時的閾值不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的圖像顯示裝置，其中，在當(dāng)前的幀的一個或多個幀之前的幀的離散目標(biāo)值比當(dāng)前目標(biāo)值小的情況下的閾值比在當(dāng)前的幀的一個或多個幀之前的幀的離散目標(biāo)值比當(dāng)前目標(biāo)值大的情況下的閾值大。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的圖像顯示裝置，其中，在離散目標(biāo)值比先前的幀的輸出值小的情況下的變化量的絕對值比在離散目標(biāo)值比先前的幀的輸出值大的情況下的變化量的絕對值小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中，以這種方式確定變化量(1)當(dāng)對于所有的任意數(shù)量的過去的幀、通過分別從任意數(shù)量的過去的幀的目標(biāo)值減去任意數(shù)量的過去的幀的輸出值獲得的差值均為正值時，黑色比率的變化量被設(shè)為正值，(2)當(dāng)對于所有的任意數(shù)量的過去的幀的差值均為負(fù)值時，黑色比率的變化量被設(shè)為負(fù)值，并且(3)在其它情況下，變化量被設(shè)為零。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中，圖像顯示單元至少包含液晶面板、安裝在液晶面板的后側(cè)并從后側(cè)照亮液晶面板的表面光源單元和被配置為控制表面光源單元的亮度的顯示亮度控制單元，控制單元基于黑色比率控制液晶面板以顯示輸入圖像和黑色圖像，并且顯示亮度控制單元控制亮度，使得由黑色比率的變化導(dǎo)致的一個幀周期中的圖像顯示單元的亮度的變化落在任意范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中，圖像顯示單元包含液晶面板、安裝在液晶面板的后側(cè)并從后側(cè)照亮液晶面板的表面光源單元和被配置為控制表面光源單元的亮度的顯示亮度控制單元，控制單元控制液晶面板以在一個幀周期內(nèi)顯示輸入圖像，并且，顯示亮度控制單元控制表面光源單元的發(fā)光周期中的亮度，從而(1)使表面光源單元在要顯示輸入圖像的周期內(nèi)發(fā)光，(2)使表面光源單元在要顯示黑色圖像的周期內(nèi)熄滅，并且(3)基于黑色比率抑制由任意范圍內(nèi)的黑色比率的變化導(dǎo)致的一個幀周期中的亮度的變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像顯示裝置，其中，表面光源單元可對在液晶面板的屏幕中沿垂直方向分割的多個水平發(fā)光區(qū)域中的每一個控制發(fā)光和熄滅的定時，輸入圖像數(shù)據(jù)通過各個水平線沿線次序從屏幕的端部被寫入液晶面板，顯示亮度控制單元以這種方式控制(1)在輸入圖像通過控制單元被寫入與分割的水平發(fā)光區(qū)域?qū)?yīng)的液晶面板的顯示區(qū)域之后，水平發(fā)光區(qū)域按照黑色顯示周期熄滅，然后，使得水平發(fā)光區(qū)域按照黑色顯示周期以外的周期發(fā)光，或者，(2)在輸入圖像通過控制單元被寫入與分割的水平發(fā)光區(qū)域?qū)?yīng)的顯示區(qū)域之后，使得水平發(fā)光區(qū)域按照黑色顯示周期以外的周期發(fā)光，然后水平發(fā)光區(qū)域按照黑色顯示周期熄滅。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像顯示裝置，其中，圖像顯示單元是電致發(fā)光面板。
12.一種圖像顯示方法，包括獲得作為黑色顯示周期在圖像顯示單元上顯示的輸入圖像的一個幀周期所占比率的黑色比率的目標(biāo)值，根據(jù)(1)所述目標(biāo)值和先前的幀的輸出值之間的差值，或(2)所述目標(biāo)值和在過去獲得的目標(biāo)值之間的差值，獲得可抑制單位周期中的閃爍的出現(xiàn)的范圍內(nèi)的每個單位周期的黑色比率的輸出值的變化量，將變化量加到先前的幀的輸出值，以獲得黑色比率的輸出值以顯示當(dāng)前幀，將一個幀周期分成以下兩個周期(1)與當(dāng)前幀的輸出值對應(yīng)的第一周期，和(2)與第一周期的剩余周期對應(yīng)的第二周期，進(jìn)行控制，以使圖像顯示單元在第一周期內(nèi)顯示黑色圖像，并且使圖像顯示單元在第二周期內(nèi)基于輸入圖像顯示圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的圖像顯示方法，其中，目標(biāo)值是由任意的閾值離散化的離散目標(biāo)值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的圖像顯示方法，其中，閾值基于當(dāng)前的幀的一個或多個幀之前的幀的離散目標(biāo)值和當(dāng)前目標(biāo)值之間的差值被確定。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的圖像顯示方法，其中，當(dāng)差值是正值時的閾值與當(dāng)差值是負(fù)值時的閾值不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的圖像顯示方法，其中，在當(dāng)前的幀的一個或多個幀之前的幀的離散目標(biāo)值比當(dāng)前目標(biāo)值小的情況下的閾值比在當(dāng)前的幀的一個或多個幀之前的幀的離散目標(biāo)值比當(dāng)前目標(biāo)值大的情況下的閾值大。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的圖像顯示方法，其中，在離散目標(biāo)值比先前的幀的輸出值小的情況下的變化量的絕對值比在離散目標(biāo)值比先前的幀的輸出值大的情況下的變化量的絕對值小。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的圖像顯示方法，其中，以這種方式確定變化量(1)當(dāng)對于所有的任意數(shù)量的過去的幀、通過分別從任意數(shù)量的過去的幀的目標(biāo)值減去任意數(shù)量的過去的幀的輸出值獲得的差值均為正值時，黑色比率的變化量被設(shè)為正值，(2)當(dāng)對于所有的任意數(shù)量的過去的幀的差值均為負(fù)值時，黑色比率的變化量被設(shè)為負(fù)值，并且(3)在其它情況下，變化量被設(shè)為零。
全文摘要
提供了用于在一個幀周期內(nèi)顯示輸入圖像和黑色圖像的液晶面板、被配置為獲得占輸入圖像的一個幀周期的黑色圖像顯示周期的目標(biāo)黑色顯示周期比率計算單元、被配置為對一個或多個幀中的每一個獲得黑色顯示周期比率的變化量的黑色顯示周期比率變化量計算單元、被配置為計算用于實(shí)際顯示的黑色顯示周期比率的黑色顯示周期比率確定單元、被配置為控制用于在圖像顯示單元上顯示輸入圖像和黑色圖像的周期的黑色顯示周期控制單元、和被配置為在預(yù)定范圍內(nèi)抑制一個幀周期中的圖像顯示單元的亮度變化的顯示亮度控制單元。
文檔編號G02F1/133GK101017657SQ20071000678
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月6日
發(fā)明者馬場雅裕, 伊藤剛 申請人:株式會社東芝