显示装置和显示方法制造方法及图纸

公开了在区域调光技术中，能够利用人的视觉特性，补偿因显示器件的物理性制约造成的亮度不均或者由局部的对比度降低引起的图像质量劣化的显示装置。液晶面板(101)根据透射率对照明光进行调制从而在画面上显示图像。背光(102)以对画面的每个发光区域不同的照射光量，向液晶面板(101)照射照明光。背光控制单元(106)对每个发光区域控制背光(102)的发光亮度。局部灰度变换单元(104)对影像信号实施灰度变换的处理，并对每个像素获取变换后的亮度值。背光驱动单元(107)基于获取的变换后的亮度值，对每个像素控制透射率。局部灰度变换单元对影像信号内的处理对象像素，设定处理对象像素的周围明度越高、使处理对象像素的亮度值越低的变换特性，并使用设定的变换特性进行灰度变换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及采用液晶等的，尤其涉及透射型液晶显示装置的背光光源的划分点亮(Local Dimming 区域调光)技术。
技术介绍
液晶显示装置是透射型时，由照明装置(以下称作“背光”)向液晶显示元件(以下称作“液晶面板”)的背面照射照明光，由液晶显示元件调制照明光的透射率而产生亮度变化来显示图像。在投影机中，存在采用反射型的液晶显示元件的投影机，与透射型的不同点仅在于透射率变为反射率。通常的液晶显示装置使画面整体与输入的影像信号的显示内容无关地以最大亮度发光。可是，在液晶显示装置整体的消耗功率中背光的消耗功率所占的比例大，消耗功率的浪费多。另外，液晶面板不能完全地阻断光，因而不能再现完全的黑色，显示图像由于泛白(floating black)而成为对比度低的图像为了改善这些问题，存在根据显示内容使背光的发光亮度动态地变化的技术，但是，只要在影像信号的画面中存在即便很少的明亮的部分，则不能降低背光的发光亮度，因而不能取得大的效果。于是，存在将画面划分为多个O 数百左右)发光区域，根据输入的影像信号的对应于各发光区域的显示内容，使该发光区域的发光亮度变化的方法(以下称作“区域调光”)(例如，参照专利文献1)。对于区域调光而言，若在特定的发光区域内不存在明亮的像素，则即便在其他的发光区域存在明亮的像素，也能够降低该特定的发光区域的背光的发光亮度，因而能够高效地削减功率。另外，还兼具如下效果在属于图像中的黑区域的发光区域中，背光的发光亮度被抑制得较低，因而抑制该发光区域内的像素的泛白，可实现对比度高的显示。可是，作为该区域调光的一般的问题点有，对每个发光区域，使背光的发光亮度变化时，随之显示图像的亮度也变化。对此，提出了通过预测亮度的变化量来校正图像数据， 从而改善问题的技术(例如，参照专利文献1、2)。上述的技术中，需要对影像信号所包含的每个像素，正确地识别背光的发光亮度。 背光所发出的照明光扩散到大范围，因而对每个像素正确地预测背光的发光亮度不仅需要大量的运算量，而且从算法来看，实际上极其困难，不易实施。但是，若花费成本和人工，则在原理上是可实现的技术。在此说明能够对每个像素正确地预测背光的发光亮度的情况下的、影像信号的各像素的透射率的校正动作。若能够估计每个像素的背光的发光亮度，则能够根据(式1)计算校正后的透射率。(校正透射率)=(透射率)*(最大光量)/(估计的关注像素的背光的发光亮度值)…(式！)可是，由于背光的发光亮度扩散到低亮度区域，因而高亮度区域的端部的像素的背面光量降低。由于原本是高亮度区域的像素，因而可以预测透射率设定为接近最大的值。该情况下，根据上述式校正后的透射率被设定为1以上。可是，透射率设定为1以上在物理上是不可能的，因而在实际中必须限制为规定的最大透射率。因而，在高亮度区域的端部的像素中出现亮度降低，产生亮度不均、对比度降低以及光晕(halo)(在低亮度物体的周围的高亮度区域中产生的低亮度物体的影子)等图像劣化。另外，同样地，对黑区域的端部的像素而言，邻接的发光区域的背光的发光亮度扩散过来，因而该像素的背面光量上升。可是，在最小透射率上存在限度，进一步降低透射率来校正在物理上是不可能的，因而在实际中必须限制为最小透射率。其结果，黑区域的端部的像素的亮度上升，产生亮度不均、泛白、对比度降低以及光晕(在高亮度物体的周围的黑区域所产生的高亮度物体的拖尾)等图像质量劣化。无论多么正确地进行背光的发光亮度的预测，上述问题也是因物理性的器件 (device)特性而难以改善的问题。现有技术文献专利文献[专利文献1]日本特开2005-258403号公报[专利文献2]日本特开2002-099250号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，即使能够正确地预测每个像素的背光的发光亮度，但在属于邻接暗区域的亮区域端部的像素等中，有时产生背光的发光亮度低于要求的亮度的现象，超越物理性的器件特性。这些像素的亮度降低，其结果，产生明亮区域的亮度不均、或者亮区域与暗区域之间的对比度降低。另外，对邻接明亮区域的黑区域端部的像素而言，邻接的发光区域的背光的发光亮度扩散过来，因而该像素的背面光量上升。可是，在最小透射率上存在限度，因而进一步降低透射率来校正在物理上是不可能的，因而在现实中必须限制为最小透射率，其结果，存在黑区域端部的像素的亮度上升、亮度不均、泛白、对比度降低的问题。另外，“包围暗的前景的明亮的背景的边界变暗”或“包围明亮的前景的暗的背景的边界变明亮”的现象称作光晕，造成严重的图像质量劣化。进而，在活动图像中，背景的光晕追随上述前景的运动，因而进一步被识别为显著的图像质量劣化。本专利技术的目的在于提供在显示装置的区域调光技术中，能够利用人的视觉特性， 补偿因显示器件的物理性制约造成的亮度不均或者局部的对比度降低引起的图像质量劣化的。解决问题的方案本专利技术的显示装置包括光调制单元，将照明光根据光调制系数进行调制从而在画面上显示图像；照射单元，以对所述画面的每个发光区域不同的照射光量，向所述光调制单元照射照明光；控制单元，对每个发光区域控制所述照射单元中的发光亮度；变换单元， 对影像信号实施灰度变换的处理，并对每个像素获取变换后的亮度值；以及驱动单元，基于获取的变换后的亮度值，对每个像素控制所述光调制系数，所述变换单元对于所述影像信号内的处理对象像素，设定所述处理对象像素的周围明度越高，使所述处理对象像素的亮度值越低的变换特性，并使用设定的变换特性进行灰度变换。专利技术的效果根据本专利技术，在显示装置的区域调光技术中，能够利用人的视觉特性，补偿因显示器件的物理性制约造成的亮度不均或者局部的明暗对比度降低引起的图像质量劣化。附图说明图1是表示本专利技术实施方式1的图像显示装置的结构的方框图。图2是表示本专利技术实施方式1的局部灰度变换单元的具体结构的方框图。图3是用于说明本专利技术实施方式1的动态灰度校正单元的灰度变换特性的设定方法的图。图4是表示本专利技术的实施方式1的设定液晶面板的透射率的动作的流程图。图5是表示本专利技术实施方式1的设定背光的发光亮度的动作的流程图。图6A是用于说明本专利技术实施方式1的亮度值的变换处理的作用效果的、表示输入的影像信号的亮度值的图，图6B是用于说明本专利技术实施方式1的亮度值的变换处理的作用效果的、表示背光的亮度的图，图6C是用于说明本专利技术实施方式1的亮度值的变换处理的作用效果的、表示周围明度的图，图6D是用于说明本专利技术的实施方式1的亮度值的变换处理的作用效果的、表示液晶面板的透射率的图，图6E是用于说明本专利技术的实施方式1的亮度值的变换处理的作用效果的、表示液晶面板上的控制后的显示亮度的图，图6F是用于说明本专利技术实施方式1的亮度值的变换处理的作用效果的、表示液晶面板上的视觉上的亮度的7是表示影像信号内的像素和区间BLKl 5之间的关系的图。图8是表示本专利技术实施方式2的图像显示装置的结构的方框图。图9A是用于说明本专利技术实施方式2的亮度值的变换处理的作用效果的、表示输入的影像信号的亮度值的图，图9B是用于说明本专利技术实施方式2的亮度值的变换处理的作用效果的、表示背光的亮度的图，图9C是用于说明本专利技术实施方式2的亮度值的变换处理的作用效果的、表示周围明度的图，图9D是用于说明本专利技术的实施方式2的亮度值的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.29 JP 2009-2239801.显示装置，包括光调制单元，将照明光根据光调制系数进行调制，从而在画面上显示图像； 照射单元，以对所述画面的每个发光区域不同的照射光量，向所述光调制单元照射照明光；控制单元，对每个发光区域控制所述照射单元中的发光亮度； 变换单元，对影像信号实施灰度变换的处理，并对每个像素获取变换后的亮度值；以及驱动单元，基于获取的变换后的亮度值，对每个像素控制所述光调制系数， 所述变换单元对于所述影像信号内的处理对象像素，设定所述处理对象像素的周围明度越高，使所述处理对象像素的亮度值越低的变换特性，并使用设定的变换特性进行灰度变换。2.如权利要求1所述的显示装置，所述变换单元检测所述处理对象像素的周围的平均明亮度作为所述处理对象像素的周围明度。3.如权利要求1所述的显示装置，所述变换特性包括不使与周围明度相等的亮度值变化的特性。4.如权利要求1所述的显示装置，所述变换特性包括使半色调的亮度值提高的特性。5.如权利要求1所述的显示装置，所述控制单元基于获取的变换后的亮度值，对每个发光区域控制所述照射单元的发光亮度。6.如权利要求1所述的显示装置，所述变换单元进行使位于所述光调制系数为所述光调制单元的可实现范围内的最大值的像素的附近的处理对象像素的亮度值降低的灰度变换。7.如权利要求1所述的显示装置，所述变换单元进行使位于所述光调制系数为所述光调制单元的可实现范围内的最小值的像素的附近的处理对象像素的亮度值上升的灰度变换。8.显示装置，包括光调制单元，将照明光根据光调制系数进行调制从而在画面上显示图像；照射单元，以对所述画面的每个发光区域不同的光量，向所述光调制单元照射照明光；控制单元，对每...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下春生，井东武志，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：