説明

表示装置

【課題】本発明は、表示部側に専用の画像分析・光源制御データ作成回路が不要となり、効果的な光源制御を行うことが可能となる表示装置を提供する。
【解決手段】表示パネルと、前記表示パネルを照明する光源と、画像データと共に、前記画像データに係る画像を表示する際の前記光源の制御データである光源制御データを記憶する記憶部と、を備える表示装置とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、いわゆるローカルディミングを行う表示装置が開発されている。ローカルディミングとは、画面内を分割するブロックごとにバックライトの輝度を制御する制御方式のことである。これにより、画面内で低い階調を表示するブロックでは、バックライトの輝度が低くなり、黒を表示したい場合は、完全な黒として表示することが可能となる。また、画面内で高い階調を表示するブロックでは、バックライトの輝度が高いため、十分に明るい表示を行うことができる。従って、コントラストを向上させて、高画質の画像を表示することが可能となる。さらに、バックライトの輝度を局所的に低下させることができるので、低消費電力化を図ることもできる。例えば特許文献1には、2次元的に配列された各発光ユニットを独立に発光させることでローカルディミングを行えるバックライトが開示されている。
【0003】
ここで、ローカルディミングを行う液晶表示装置の従来例の構成を図5に示す。図5に示す従来の液晶表示装置300は、画像ボード100と、液晶表示ユニット200から構成される。画像ボード100は、CPU(Central Processing Unit)101と、VDP(Video Display Processor)102と、ROM(Read Only Memory)103を有している。液晶表示ユニット200は、駆動回路201と、液晶パネル202と、画像分析・ローカルディミングデータ作成回路203と、制御回路204と、LED(Light Emitting Diode)バックライトユニット205を有している。
【0004】
VDP102は、CPU101の制御により、ROM103に予め記憶された画像データ103Aを読み出し、出力チャンネル102Aから駆動回路201及び画像分析・ローカルディミングデータ作成回路203へ向けて読み出した画像データを出力する。ROM103は、画像ボード100に対して着脱可能となっており、表示させるコンテンツを変更することが容易である。画像分析・ローカルディミングデータ作成回路203は、入力された画像データの輝度レベルあるいは階調等を分析し、画面内のブロックごとの輝度情報から成るローカルディミングデータを作成し、作成したローカルディミングデータを制御回路204へ出力する。制御回路204は、入力されたローカルディミングデータに基づいてLEDバックライトユニット205における各ブロックの各LEDの輝度を制御する。
【0005】
また、画像分析・ローカルディミングデータ作成回路203は、ローカルディミングデータを作成すると共に、補正信号を生成して駆動回路201へ出力する。この補正信号は、ローカルディミングを考慮して画像データを補正するための信号である。駆動回路201は、入力された画像データ及び補正信号に基づいて液晶パネル202を駆動する。これにより、ローカルディミングによる画像表示を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2011−151005号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、上記従来の液晶表示装置では、液晶表示ユニット側に専用の画像分析・ローカルディミングデータ作成回路が必要であった。また、この回路による分析精度が悪い場合、適切なローカルディミングを行うことができない。
【0008】
また、特にアミューズメント用途の表示装置としては、意図的に明るくしたり暗くしたりする画像演出効果を狙いたい場合があるが、上記画像分析・ローカルディミングデータ作成回路によりローカルディミングデータを作成する方法では、そのような効果を狙うことが不十分な場合があった。
【0009】
上記問題点に鑑み、本発明は、表示部側に専用の画像分析・光源制御データ作成回路が不要となり、効果的な光源制御を行うことが可能となる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様に係る表示装置は、
表示パネルと、
前記表示パネルを照明する光源と、
画像データと共に、前記画像データに係る画像を表示する際の前記光源の制御データである光源制御データを記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とする。
【0011】
また、本発明の他の態様に係る表示装置は、
表示パネルと、
前記表示パネルを照明する光源と、
画像データと共に、前記画像データに係る画像を表示する際の前記光源の制御データである光源制御データを外部より入力される入力部と、
を備えることを特徴とする。
【0012】
なお、上記入力部とは、例えば、放送コンテンツを受信する受信部や光ディスク再生装置が接続されるインタフェースである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、表示部側に専用の画像分析・光源制御データ作成回路が不要となり、効果的な光源制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置の構成図である。
【図2】本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置の構成図である。
【図3】本発明の第3実施形態に係る液晶表示装置の構成図である。
【図4A】表示画像とローカルディミングのブロックとの関係の一例を示す図である。
【図4B】図4Aの一部のブロックを抜き出した図である。
【図5】液晶表示装置の従来例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の一実施形態について図面も参照して説明する。上述した従来技術ではローカルディミングデータは液晶表示ユニット側で作成するので液晶表示ユニット側に出力する必要が無かったが、本発明ではVDP(Video Display Processor)を搭載した画像ボードから液晶表示ユニット側にローカルディミングデータを出力する必要がある。そのため、VDPの出力形態(2系統の出力チャンネルを有するもの、1系統の出力チャンネルを有するもの)で分けて第1実施形態〜第3実施形態(図1〜図3)を説明する。
【0016】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る液晶表示装置の構成を図1に示す。図1に示す液晶表示装置30は、画像ボード10と、液晶表示ユニット20とから構成される。
【0017】
画像ボード10は、CPU(Central Processing Unit)11と、VDP(Video Display Processor)12と、ROM(Read Only Memory)13を有している。液晶表示ユニット20は、駆動回路21と、液晶パネル22と、制御回路23と、LED(Light Emitting Diode)バックライトユニット24を有している。
【0018】
CPU11は、VDP12を制御する演算装置である。VDP12は、画像出力用の第1出力チャンネル12Aと、ローカルディミングデータ出力用の第2出力チャンネル12Bとの2系統の出力チャンネルを有した画像出力用のプロセッサである。
【0019】
液晶表示装置30は、アミューズメント装置(パチスロ機など)及びデジタルサイネージなどに搭載可能である。デジタルサイネージとは、屋外や公共施設に配置されて広告コンテンツやメッセージ等を表示するものである。そこで、ROM13には、アミューズメント用途及びサイネージ用途などで表示すべきコンテンツとして画像データ13Aが予め記憶される。画像データ13Aは、例えばXGA(1024×768)の解像度であり、1画素あたり例えばRGB各8ビットのデータから成る。ROM13は、画像ボード10に対して着脱可能となっており、表示させるコンテンツを変更することが容易である。
【0020】
また画像データ13Aに加え、ROM13には、ローカルディミング用の制御データであるローカルディミングデータ13Bが予め記憶される。
【0021】
ここで、LEDバックライトユニット24は、液晶パネル22を背後から照明するものであり、バックライト光源制御用に画面内を分割する複数のブロックを有する。1ブロックあたりに複数のLEDが設けられ、ブロックごとに輝度を制御することが可能である。1ブロックに対応する画素数をn×nであるとすると、ローカルディミングデータ13Bは、画像データ13Aの縦横の各画素数を1/nとした解像度を有する。例えば画像データ13AがXGA(1024×768)の解像度を有し、n=64とした場合は、ローカルディミングデータ13Bは、16×12の解像度を有することになる。また、ローカルディミングデータ13Bは、1画素あたり例えば8ビットの輝度データから成る。
【0022】
VDP12は、CPU11の制御により、ROM13から画像データ13A及びローカルディミングデータ13Bを読み出し、読み出した画像データ13Aを第1出力チャンネル12Aから駆動回路21へ出力すると共に、読み出したローカルディミングデータ13Bを第2出力チャンネル12Bから制御回路23へ出力する。
【0023】
駆動回路21は、第1出力チャンネル12Aから入力された画像データ13Aに基づいて液晶パネル22の各画素に対応する液晶を駆動する。制御回路23は、第2出力チャンネル12Bから入力されたローカルディミングデータ13Bに基づいてLEDバックライトユニット24のブロックごとに輝度を制御する。これにより、ローカルディミングによる画像が表示される。
【0024】
例えば、図4Aに示すように、或るローカルディミングのブロックに月Mがあり、他のブロックに家Hの窓W(中には明かりが灯っている)があり、その他のブロックは暗闇に包まれている場合は、月Mを最も目立たせるために月Mのブロック(2B、3B、2C及び3C)のLED光量を一番高くし、家Hの窓Wのブロック(5F)のLED光量を中間とし、暗闇部分のブロック(上記以外のブロック)のLED光量を一番低くするように制御する。即ち、このような制御のためのローカルディミングデータ13Bを予め準備する。
【0025】
また、この制御を考慮して予め準備している画像データ13Aも補正したデータとする。例えば、月Mのブロック(2B、3B、2C及び3C)はLED光量が高いので、月Mのブロック範囲内でも月Mが無い箇所(図4Bの斜線部)は黒レベルを他のブロック(例えば1A、2A、3A、4A、1B、4B、1C、4C、1D、2D、3D及び4D)より暗くし、月Mの無い箇所の輝度レベルを均一化する。
【0026】
このように本実施形態では、画像データと共にローカルディミングデータをROM13に予め記憶させて、このローカルディミングデータに基づいてLEDバックライトユニット24の輝度制御を行うので、従来(図5)では液晶表示ユニット側に必要であった画像分析・ローカルディミングデータ作成回路が不要となる。
【0027】
また、画像データに対応して作り込んだローカルディミングデータを予め準備することができるので、効果的なローカルディミングが可能となる。特に、意図的に作り込んだローカルディミングデータ(上記図4Aを用いて説明したローカルディミングデータはその一例)を準備すれば、意図的な画像表示演出が可能となり、特にアミューズメント用途及びサイネージ用途には有効となる。つまり、通常は画像から判断して最適な輝度制御を行うローカルディミングデータを作成するが、意図的に明るくしたり暗くしたりして演出効果を狙うこともできる。
【0028】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係る液晶表示装置の構成を図2に示す。図2に示す液晶表示装置60は、画像ボード40と、液晶表示ユニット50とから構成される。本実施形態は、液晶パネルを2枚重ねる構造を有したマルチレイヤーディスプレイに係るものである。以下、特に第1実施形態との相違点について詳細に説明する。
【0029】
画像ボード40は、CPU41と、VDP42と、ROM43と、スケーラIC44と、スケーラIC45を有している。液晶表示ユニット50は、駆動回路51と、前側液晶パネル52と、駆動回路53と、後側液晶パネル54と、制御回路55と、LEDバックライトユニット56を有している。
【0030】
VDP42は、画像出力用の第1出力チャンネル42Aと、ローカルディミングデータ出力用の第2出力チャンネル42Bとの2系統の出力チャンネルを有している。
【0031】
ROM43には、画像データ43Aと共にローカルディミングデータ43Bが予め記憶される。画像データ43Aは、前側液晶パネル52用の画像を横方向に半分に圧縮した画像データ43A1と、後側液晶パネル54用の画像を横方向に半分に圧縮した画像データ43A2を横方向に2つ並べて構成されており、いわゆるSide-by-Sideフォーマットで構成される。前側液晶パネル52及び後側液晶パネル54が各々例えばXGA(1024×768)の解像度を有する場合、画像データ43A1及び43A2は各々512×768の解像度を有することになる(即ち、画像データ43A全体では1024×768の解像度となる)。これにより、VDP42が画像出力用に1系統の出力チャンネル42Aしか有していなくても、2つの画像を表示可能となる。
【0032】
ここで、液晶表示ユニット50において、表示ユニットの後方からLEDバックライトユニット56、後側液晶パネル54及び前側液晶パネル52がこの順番に配される。LEDバックライトユニット56は、前側液晶パネル52及び後側液晶パネル54を背後から照明するものであり、ローカルディミング用に画面内を分割する複数のブロックを有する。1ブロックあたりに複数のLEDが設けられ、ブロックごとに輝度を制御することが可能である。1ブロックに対応する画素数をn×nであるとすると、ローカルディミングデータ43Bは、画像データ43Aの縦横の各画素数を1/nとした解像度を有する。例えば画像データ43AがXGA(1024×768)の解像度を有し、n=64とした場合は、ローカルディミングデータ43Bは、16×12の解像度を有することになる。
【0033】
VDP42は、CPU41の制御により、ROM43から画像データ43A及びローカルディミングデータ43Bを読み出し、読み出した画像データ43Aを第1出力チャンネル42AからスケーラIC44及びスケーラIC45へ出力すると共に、読み出したローカルディミングデータ43Bを第2出力チャンネル42Bから制御回路55へ出力する。
【0034】
スケーラIC44は、第1出力チャンネル42Aから入力される画像データ43Aから画像データ43A1を抽出し、抽出された画像データを横方向に2倍スケールアップする。また、スケーラIC45は、第1出力チャンネル42Aから入力される画像データ43Aから画像データ43A2を抽出し、抽出された画像データを横方向に2倍スケールアップする。例えば、画像データ43A1及び43A2が各々512×768の解像度を有する場合は、横方向に2倍スケールアップすると1024×768の解像度となる。なお、同期ズレを抑えるため、スケーラIC44及び45は、同じ仕様(或いは型番/品番)のICを使用することが望ましい。
【0035】
駆動回路51は、スケーラIC44から入力されるスケールアップされた画像データに基づいて前側液晶パネル52の各画素に対応する液晶を駆動する。また、駆動回路53は、スケーラIC45から入力されるスケールアップされた画像データに基づいて後側液晶パネル54の各画素に対応する液晶を駆動する。
【0036】
制御回路55は、第2出力チャンネル42Bから入力されるローカルディミングデータに基づいてLEDバックライトユニット56のブロックごとに輝度を制御する。これにより、ローカルディミングを行いつつ、前側液晶パネル52の画像と後側液晶パネル54の画像が合成された画像が表示される。
【0037】
マルチレイヤーディスプレイでは、液晶パネルを2枚重ねる構造を採るため、バックライトユニットの消費電力が標準の液晶ディスプレイに較べて5倍以上と大きくなる。ローカルディミングは、このようなマルチレイヤーディスプレイに特に効果的な低消費電力化の手法となる。しかし、マルチレイヤーディスプレイでは前側と後側の液晶パネルに各々の画像を表示するため、従来のような1つの入力画像に基づいたローカルディミングでは十分な省電力効果が期待できない。
【0038】
これに対して本実施形態であれば、表示すべき2枚の画像に対応して作り込んだローカルディミングデータを予め準備できるので、低消費電力化に効果的なローカルディミングが可能となる。
【0039】
また、マルチレイヤーディスプレイにおいて従来の画像分析・ローカルディミングデータ作成回路を用いてローカルディミングを行おうとすると、2枚の液晶パネルの両方の画像データを考慮した分析・データ作成が必要となるので構成が複雑となるが、本実施形態であれば、画像分析・ローカルディミングデータ作成回路は不要であるので、そのようなことを回避できる。
【0040】
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態に係る液晶表示装置の構成を図3に示す。図3に示す液晶表示装置90は、画像ボード70と、液晶表示ユニット80とから構成される。以下、特に第1実施形態との相違点について詳細に説明する。
【0041】
画像ボード70は、CPU71と、VDP72と、ROM73と、スケーラIC74と、スケーラIC75を有している。液晶表示ユニット80は、駆動回路81と、液晶パネル82と、制御回路83と、LEDバックライトユニット84を有している。
【0042】
VDP72は、2系統の出力チャンネルを有する第1実施形態と異なり、1系統の出力チャンネル72Aのみ有している。そこで、ROM73には、画像データとローカルディミングデータが複合された画像・ディミング複合データ73Aが予め記憶され、この画像・ディミング複合データ73Aを出力チャンネル72Aから出力するようにしている。
【0043】
画像・ディミング複合データ73Aは、液晶パネル82用の画像を横方向に半分に圧縮した画像データ73A1と、画像データ73A1と同じ解像度であるローカルディミングデータ73A2を横方向に2つ並べて構成されており、いわゆるSide-by-Sideフォーマットで構成される。液晶パネル82が例えばXGA(1024×768)の解像度を有する場合、画像データ73A1及びローカルディミングデータ73A2は各々512×768の解像度を有することになる(即ち、画像・ディミング複合データ73A全体では1024×768の解像度となる)。
【0044】
VDP72は、CPU71の制御により、ROM73から画像・ディミング複合データ73Aを読み出し、読み出した画像・ディミング複合データ73Aを出力チャンネル72AからスケーラIC74及びスケーラIC75へ出力する。
【0045】
スケーラIC74は、出力チャンネル72Aから入力される画像・ディミング複合データ73Aから画像データ73A1を抽出し、抽出された画像データ73A1を横方向に2倍スケールアップする。例えば、画像データ73A1が512×768の解像度を有する場合は、横方向に2倍スケールアップすると1024×768の解像度となる。
【0046】
また、スケーラIC75は、出力チャンネル72Aから入力される画像・ディミング複合データ73Aからローカルディミングデータ73A2を抽出し、抽出されたローカルディミングデータ73A2に対して縦を1/n、横を2/nとしてスケールダウンする。なお、LEDバックライトユニット84の1ブロックあたりの画素数をn×nとする。例えば、ローカルディミングデータ73A2が512×768の解像度を有し、n=64の場合は、スケールダウンすると16×12の解像度となる。
【0047】
なお、同期ズレを抑えるため、スケーラIC74及び75は、同じ仕様(或いは型番/品番)のICを使用することが望ましい。また、画像データ73A1は、横方向に半分に圧縮したものに限らず、例えば80%に圧縮したものとしてもよい。
【0048】
駆動回路81は、スケーラIC74から入力されるスケールアップされた画像データに基づいて液晶パネル82の各画素に対応する液晶を駆動する。制御回路83は、スケーラIC75から入力されるスケールダウンされたローカルディミングデータに基づいてLEDバックライトユニット84のブロックごとに輝度を制御する。これにより、ローカルディミングされた画像が表示される。
【0049】
本実施形態によれば、作り込んだ画像・ディミング複合データを予め準備できるので、VDPに1系統の出力チャンネルしかない場合でも、効果的なローカルディミングを行いつつ画像表示が可能となる。
【0050】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々変形が可能である。例えば、画像データと共にローカルディミングデータを記憶する記憶部としては、ROM以外にも書き換え可能な記憶装置(HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)など)を用いてもよい。
【0051】
また、画像データ及びローカルディミングデータをROMに記憶させておく以外にも、画像データ及びローカルディミングデータを含んだ放送コンテンツを受信部により受信して、受信された画像データ及びローカルディミングデータをVDPから出力するようにしてもよい。画像データ及びローカルディミングデータを含んだ放送コンテンツは、放送局に設置される送信装置から送信される。例えば映像ストリーム、音声ストリーム、データ放送ストリームに加えてローカルディミングデータのストリームを多重化してMPEG−TS(トランスポートストリーム)として送信すればよい。または、MPEG−TSを構成する映像パケットのヘッダにローカルディミングデータを格納してもよいし、映像パケットにおいてローカルディミング用のペイロードを用意するようにしてもよい。
【0052】
なお、上記のような放送による送信は、地上デジタル放送などの電波による放送に限らず、ケーブルテレビ放送、館内放送及びインターネット放送などの閉じている放送方式に適用してもよい。
【0053】
また、画像データ及びローカルディミングデータをDVD等の光ディスクにコンテンツとして記録しておき、表示装置の例えばUSB端子などに接続された外部の光ディスク再生装置によって光ディスクを再生し、再生された画像データ及びローカルディミングデータを表示装置に入力してVDPから出力するようにしてもよい。この場合、画像データ、音声データ及びローカルディミングデータは同一ファイルに格納してもよいし、ローカルディミングデータは画像データ及び音声データが格納されたファイルとは別のファイルに格納してもよい。
【0054】
また、バックライト光源としてはLEDに限ることなく、CCFL(冷陰極管)を採用してもよい。この場合、例えば画像全体の平均輝度に応じた輝度データから成る光源制御データをVDPから出力すればよい。
【符号の説明】
【0055】
10 画像ボード
11 CPU
12 VDP
12A 第1出力チャンネル
12B 第2出力チャンネル
13 ROM
13A 画像データ
13B ローカルディミングデータ
20 液晶表示ユニット
21 駆動回路
22 液晶パネル
23 制御回路
24 LEDバックライトユニット
30 液晶表示装置
40 画像ボード
41 CPU
42 VDP
42A 第1出力チャンネル
42B 第2出力チャンネル
43 ROM
43A 画像データ
43B ローカルディミングデータ
44、45 スケーラIC
50 液晶表示ユニット
51 駆動回路
52 前側液晶パネル
53 駆動回路
54 後側液晶パネル
55 制御回路
56 LEDバックライトユニット
60 液晶表示装置
70 画像ボード
71 CPU
72 VDP
72A 出力チャンネル
73 ROM
73A 画像・ディミング複合データ
74、75 スケーラIC
80 液晶表示ユニット
81 駆動回路
82 液晶パネル
83 制御回路
84 LEDバックライトユニット
90 液晶表示装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示パネルと、
前記表示パネルを照明する光源と、
画像データと共に、前記画像データに係る画像を表示する際の前記光源の制御データである光源制御データを記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項2】
画像データ出力用の出力チャンネルと、光源制御データ出力用の出力チャンネルと、を有する出力部を備えることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記記憶部に記憶された画像データ及び光源制御データを、画面横方向に並べられたフォーマットで一つの出力チャンネルから出力する出力部を備えることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項4】
前記出力部から出力された画像データをスケールアップする第1スケーラ部と、前記出力部から出力された光源制御データをスケールダウンする第2スケーラ部と、を備えることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
【請求項5】
前記記憶部は、ROMまたは書き換え可能な記憶装置であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
【請求項6】
表示パネルと、
前記表示パネルを照明する光源と、
画像データと共に、前記画像データに係る画像を表示する際の前記光源の制御データである光源制御データを外部より入力される入力部と、
を備えることを特徴とする表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4A】
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【図4B】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−76842(P2013−76842A)
【公開日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−216669(P2011−216669)
【出願日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】(506387959)三洋電機システムソリューションズ株式会社 (12)
【Fターム(参考)】