ДИСПЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ВИЗУАЛЬНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ
DISPLAY DEVICE AND METHOD OF VISUAL IMAGE DISPLAY

Область техники
[0001]
Настоящее изобретение относится к дисплейному устройству, содержащему дисплейную панель и подсветку, и к способу визуального отображения.
Уровень техники
[0002]
Дисплейное устройство трансмиссивного или обычного типа, такое как жидкокристаллическое дисплейное устройство или дисплейное устройство на основе микроэлектромеханической системы (MEMS), включает дисплейную панель и подсветку, расположенную на задней поверхности дисплейной панели, и реализует так называемую ШИМ-регулировку яркости в качестве способа регулировки интенсивности свечения (яркости) дисплейной панели. ШИМ-регулировка яркости включает регулировку тока, подаваемого в подсветку, например, путем изменения длительности импульса (скважности) импульсного сигнала.
[0003]
В последние годы использовалось управление мигающей подсветкой, позволяющее улучшить видимость подвижных изображений на дисплейной панели на основе принципа ШИМ-регулировки яркости. Управление мигающей подсветкой включает обеспечение мигания подсветки синхронно с сигналом кадровой синхронизации, когда заканчивается поле кадра видеосигнала на дисплейной панели, и предотвращение высвечивания изображений в период погашенного состояния подсветки с целью сокращения числа взаимных наложений изображений (см. Патентный документ 1).
Список ссылок на документы
Патентная литература
[0004]
Патентный документ 1: Публикация не рассмотренной экспертизой заявки на японский патент №5-303078
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
[0005]
Однако в решении, предлагаемом Патентным документом 1, где подсветка мигает синхронно с сигналом кадровой синхронизации, возникает, например, явление так называемого «призрачного изображения», при котором жидкокристаллическое состояние предыдущего кадра отражается в воспроизводимом изображении, если подсветка начинает светиться ранее момента, когда происходит полный переход от жидкокристаллического состояния предыдущего кадра к жидкокристаллическому состоянию текущего кадра. Кроме того, если возникает задержка момента прекращения свечения подсветки (начального момента гашения подсветки) по отношению к сигналу кадровой синхронизации, то период, в течение которого текущий кадр освещается подсветкой, может накладываться на период, в течение которого жидкокристаллическое состояние текущего кадра меняется на жидкокристаллическое состояние следующего за ним кадра. Это может привести к неблагоприятному явлению (именуемому «опережающим фронтом»), при котором жидкокристаллическое состояние следующего кадра отражается в воспроизводимом изображении кадре и ухудшает качество визуального воспроизведения подвижного изображения.
[0006]
Настоящее изобретение выполнено с учетом указанного выше, и цель изобретения состоит в обеспечении дисплейного устройства и способа визуального отображения, которые могут повысить качество визуального воспроизведения подвижного изображения.
Решение проблемы
[0007]
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предлагается дисплейное устройство, содержащее дисплейную панель и подсветку для дисплейной панели. Дисплейное устройство содержит средства управления, выполненные с возможностью синхронно по отношению к началу обновления кадра на дисплейной панели выводить к подсветке управляющий сигнал для управления свечением и гашением подсветки, и средства обновления, выполненные с возможностью обновления кадра в каждом предварительно определенном промежутке времени с целью замены одного изображения, отображаемого на экране дисплейной панели. Средства управления выводят управляющий сигнал для управления подсветкой таким образом, что подсветка начинает светиться после начала обновления одного кадра средствами обновления и прекращает светиться в момент, когда средства обновления начинают обновление кадра, следующего за данным кадром, или после этого момента.
[0008]
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, в дисплейном устройстве по первому пункту средства управления выводят управляющий сигнал для управления подсветкой таким образом, что свечение подсветки заканчивается по истечении предварительно определенного промежутка времени от момента начала обновления кадра, следующего за текущим кадром.
[0009]
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, дисплейное устройство по первому или второму пункту дополнительно содержит средства регулировки, выполненные с возможностью регулировки яркости экрана дисплейной панели. Средства управления выводят управляющий сигнал для управления моментом начала свечения подсветки в ответ на регулировку, выполненную средствами регулировки.
[0010]
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, в дисплейном устройстве по любому из первого-третьего пунктов средства обновления обновляют множество кадров в соответствующие предварительно определенные промежутки времени. Когда Tg>0, управляющие средства выводят управляющий сигнал таким образом, что Tg>Te;
Tg обозначает время, определяемое выражением {Td-[Tc-(Ta+Tb)]};
Ta обозначает время, требуемое для обновления одного кадра;
Tb обозначает время реакции, соответствующее изменению значения градации изображения дисплейной панели;
Tc обозначает предварительно определенный промежуток времени;
Td обозначает время от момента, когда начинает светиться подсветка после начала обновления одного кадра средствами обновления, до момента, когда средства обновления начинают обновление кадра, следующего за данным кадром; и
Те обозначает время от момента, когда средства обновления начинают обновление следующего кадра, до момента окончания свечения подсветки.
[0011]
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, предлагается способ визуального отображения, используемый дисплейным устройством, содержащим дисплейную панель и подсветку для дисплейной панели. Способ визуального отображения включает этап вывода относящегося к подсветке управляющего сигнала для управления свечением и гашением подсветки синхронно по отношению к началу обновления кадра на дисплейной панели и этап обновления кадра в каждом предварительно определенном промежутке времени с целью замены одного изображения, отображаемого на экране дисплейной панели. Этап вывода включает вывод управляющего сигнала для управления подсветкой таким образом, что подсветка начинает светиться после начала обновления одного кадра и заканчивает светиться в момент, когда начинается обновление кадра, следующего за данным кадром, или после этого момента.
[0012]
В первом и пятом аспектах настоящего изобретения средства управления выводят относящийся к подсветке управляющий сигнал с целью управления свечением и гашением подсветки синхронно с началом обновления кадра на дисплейной панели. Формулировка «синхронно с началом обновления кадра на дисплейной панели» относится, например, к синхронизации по отношению к сигналу кадровой синхронизации дисплейной панели или к сигналу активации данных, позволяющему определение кадровой синхронизации как времени гашения обратного хода развертки для управления дисплейной панелью. Управляющий сигнал может представлять собой сигнал любого вида при условии, что он позволяет определить момент начала свечения подсветки и момент окончания свечения подсветки (момент начала гашения подсветки). Например, управляющий сигнал может представлять собой управляющий сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ), изменяющий длительность импульса (например, период свечения подсветки). Если период сигнала кадровой синхронизации равняется Т (например, 120 Гц, 8,33 мс), то период управляющего сигнала также равняется Т (например, 120 Гц, 8,33 мс). По мере увеличения периода свечения подсветки может быть повышена яркость подсветки, одновременно с уменьшением периода свечения подсветки может быть понижена яркость подсветки.
[0013]
Средства обновления обновляют кадр в каждом предварительно определенном промежутке времени с целью замены одного изображения, воспроизводимого на экране дисплейной панели. Предварительно определенный промежуток времени совпадает с периодом Т сигнала кадровой синхронизации. Предположим, что во время воспроизведения подвижных изображений на экране дисплейной панели белое изображение (например, со значением градации 255) заменяется черным изображением (например, со значением градации 0). В данном случае время, требуемое для перехода из жидкокристаллического состояния со значением градации 255 в жидкокристаллическое состояние со значением градации 0 считается временем реакции Tb. Следует заметить, что переход из жидкокристаллического состояния со значением градации 255 в жидкокристаллическое состояние со значением градации 0 не является обязательным, и вместо него может быть выполнен переход из жидкокристаллического состояния со значением градации 0 (уровня черного) в жидкокристаллическое состояние со значением градации 255 (уровня белого) или переход между другими значениями градации.
[0014]
Средства управления выводят управляющий сигнал для управления подсветкой таким образом, что подсветка начинает светиться после начала обновления одного кадра средствами обновления и прекращает светиться в момент, когда средства обновления начинают обновление кадра, следующего за данным кадром, или после этого момента. Если подсветка начинает светиться ранее выполнения полного перехода из одного жидкокристаллического состояния в другое (то есть, если подсветка начинает светиться до истечения времени реакции Tb дисплейной панели), может возникать фантомное изображение, при котором жидкокристаллическое состояние предыдущего кадра отражается в воспроизводимом изображении. С другой стороны, переход из одного жидкокристаллического состояния в другое выполняется чрезвычайно плавно сразу после начала обновления кадра средствами обновления, и переход из одного жидкокристаллического состояния в другое (то есть, изменение значения градации) является чрезвычайно малым в пределах предварительно определенного промежутка времени от момента, когда средства обновления начинают обновление кадра. Если отметить этот момент и выводить управляющий сигнал для управления подсветкой таким образом, что свечение подсветки заканчивается в момент, когда средства обновления начинают обновление следующего кадра или после этого момента, можно задержать момент начала свечения подсветки по отношению к управляющему сигналу в одном и том же периоде свечения. Путем задержки момента начала свечения подсветки можно обеспечить близкий к полному переход из одного жидкокристаллического состояния в другое перед началом свечения подсветки и приблизить градацию к ее значению после перехода. Благодаря этому может быть ослаблен эффект «фантомного изображения».
[0015]
Как указано выше, переход из одного жидкокристаллического состояния в другое выполняется чрезвычайно плавно сразу после начала обновления кадра средствами обновления, и переход из одного жидкокристаллического состояния в другое (то есть, изменение значения градации) является чрезвычайно малым в пределах предварительно определенного промежутка времени от момента, когда средства обновления начинают обновление кадра. Соответственно, путем задания момента окончания свечения подсветки (момента начала гашения подсветки) в диапазоне от момента, когда средства обновления начинают обновление кадра, до момента истечения предварительно определенного промежутка времени можно ослабить эффект «опережающего фронта». То есть, возможно ослабление эффекта «фантомного изображения» одновременно с ослаблением эффекта «опережающего фронта». Благодаря этому может быть повышено качество визуального воспроизведения подвижного изображения.
[0016]
Во втором аспекте настоящего изобретения средства управления выводят управляющий сигнал для управления подсветкой таким образом, что свечение подсветки заканчивается по истечении предварительно определенного промежутка времени от момента начала обновления следующего кадра. Например, средства управления выводят управляющий сигнал таким образом, что прекращение свечения подсветки начинается по истечении предварительно определенного промежутка времени от момента начала обновления следующего кадра. Поскольку момент начала прекращения свечения подсветки может быть задержан на предварительно определенное время по сравнению с тем, когда такой момент настроен равным моменту начала обновления следующего кадра средствами обновления, возможна задержка момента начала свечения подсветки на время, совпадающее со временем задержки. Благодаря этому может быть ослаблен эффект «фантомного изображения».
[0017]
В третьем аспекте настоящего изобретения дисплейное устройство дополнительно содержит средства регулировки, выполненные с возможностью регулировки яркости экрана дисплейной панели, и средства управления выводят управляющий сигнал для управления моментом, когда начинает светиться подсветка, в ответ на регулировку, выполненную средствами регулировки. То есть, при повышении яркости экрана дисплейной панели средства управления увеличивают период свечения подсветки путем перевода момента, когда начинает светиться подсветка, вперед во времени; при снижении яркости экрана дисплейной панели средства управления уменьшают длительность свечения подсветки путем задержки момента начала свечения подсветки. При этом всегда имеется возможность фиксации момента, когда прекращается свечение подсветки (момента начала гашения подсветки). Благодаря этому может быть ослаблен эффект «опережающего фронта».
[0018]
В четвертом аспекте настоящего изобретения средства обновления обновляют множество кадров в соответствующие предварительно определенные промежутки времени. Средства обновления обновляют множество кадров (например, два субкадра) с целью перезаписи одного и того же изображения (одного изображения) в каждом предварительно определенном промежутке времени Т. То есть, чтобы воспроизвести изображение А, средства обновления записывают одно и то же изображение А дважды путем обновления двух субкадров в предварительно определенном промежутке времени (периоде обновления) Т. Данные об изображении, которым соответствуют субкадры, не ограничиваются данными одного и того же изображения. Например, на основе данных A об изображении могут быть сгенерированы данные A' интерполированного изображения, и двум субкадрам могут соответствовать сгенерированные данные A' интерполированного изображения. Либо первому субкадру могут соответствовать данные A изображения, а второму субкадру могут соответствовать сгенерированные данные A' интерполированного изображения.
[0019]
Когда Tg>0, средства управления выводят управляющий сигнал таким образом, что Tg>Te; Tg обозначает время, определяемое выражением {Td-[Tc-(Ta+Tb)]}; Ta обозначает время, требуемое для обновления одного кадра; Tb обозначает время реакции, соответствующее изменению значения градации изображения дисплейной панели; Tc обозначает предварительно определенный промежуток времени; Td обозначает время от момента, когда начинает светиться подсветка после начала обновления одного кадра средствами обновления, до момента, когда средства обновления начинают обновление кадра, следующего за данным кадром; и Te обозначает время от момента, когда средства обновления начинают обновление следующего кадра, до момента окончания свечения подсветки. Формулировка «когда Tg>0» означает, что подсветка начинает светиться до истечения времени реакции Tb дисплейной панели, и указывает на возникновение так называемого «фантомного изображения». Время Tg представляет собой время, способствующее появлению «фантомного изображения».
По мере увеличения Tg усиливается эффект «фантомного изображения».
Время Te представляет собой время, способствующее возникновению «опережающего фронта». Когда превышается предварительно определенное время, возникает эффект «опережающего фронта». Путем вывода такого управляющего сигнала, который устанавливает соотношение Tg>Te, можно ослабить эффект «фантомного изображения» одновременно с ослаблением эффекта «опережающего фронта». Благодаря этому может быть повышено качество визуального воспроизведения подвижного изображения.
Преимущества, предоставляемые изобретением
[0020]
В соответствии с настоящим изобретением может быть повышено качество визуального воспроизведения подвижных изображений.
Краткое описание чертежей
[0021]
Фиг. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую пример соотношения между сигналом кадровой синхронизации и управляющим сигналом.
Фиг. 3 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую пример временных соотношений обновления кадра.
Фиг. 4 представляет собой схему, иллюстрирующую пример воспроизведения изображения на экране жидкокристаллического дисплея.
Фиг. 5 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую первый пример, в котором возникает фантомное изображение.
Фиг. 6 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую второй пример, в котором возникает фантомное изображение.
Фиг. 7 представляет собой схему, иллюстрирующую пример фантомного изображения.
Фиг. 8 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую пример, в котором возникает «опережающий фронт».
Фиг. 9 представляет собой схему, иллюстрирующую пример «опережающего фронта».
Фиг. 10 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую пример перехода из одного жидкокристаллического состояния в другое жидкокристаллической панели вблизи момента начала обновления кадра.
Фиг. 11 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую пример управления свечением подсветки, осуществляемого дисплейным устройством согласно настоящему изобретению.
На фиг. 12 представлены схемы, иллюстрирующие пример внесения усовершенствования в качество воспроизведения подвижного изображения дисплейного устройства согласно настоящему изобретению.
Фиг. 13 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства, содержащего первый пример генератора сигналов кадровой синхронизации.
Фиг. 14 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства, содержащего второй пример генератора сигналов кадровой синхронизации.
Фиг. 15 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства, содержащего третий пример генератора сигналов кадровой синхронизации.
Фиг. 16 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства, содержащего четвертый пример генератора сигналов кадровой синхронизации.
Фиг. 17 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства, содержащего пятый пример генератора сигналов кадровой синхронизации.
Фиг. 18 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства, в котором используется сигнал активации данных.
Описание вариантов осуществления изобретения
[0022]
Далее будет описан вариант реализации дисплейного устройства и способа визуального отображения согласно настоящему изобретению со ссылкой на чертежи. Фиг. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства 100 в представленном здесь варианте осуществления. Дисплейное устройство 100 содержит жидкокристаллическую дисплейную панель 10 в качестве панели визуального отображения, подсветку 20 на задней поверхности жидкокристаллической дисплейной панели 10, блок 30 обработки изображений и контроллер 40 подсветки. Следует заметить, что дисплейная панель не обязательно является жидкокристаллической дисплейной панелью и может представлять собой дисплейную панель на основе любого другого светлого экрана. Дисплейное устройство 100 содержит средства регулировки (не показаны) для регулировки яркости свечения экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10. Средством регулировки может являться рабочий переключатель, установленный на дисплейном устройстве 100, или рабочее изображение, воспроизводимое на экране жидкокристаллической дисплейной панели 10.
[0023]
Подсветка 20 включает в себя множество последовательно соединенных светодиодов, служащий переключающим элементом транзистор для включения/выключения протекания тока через светодиоды, и резистор смещения для регулировки тока, протекающего через базу транзистора, до соответствующего значения (эти элементы не показаны). Когда ток течет через светодиоды, подсветка 20 включена; когда протекание тока через светодиоды отключено, подсветка 20 выключена.
[0024]
Контроллер 40 подсветки служит средством управления. Синхронно с началом обновления кадра на жидкокристаллической дисплейной панели 10 контроллер 40 подсветки выводит к подсветке 20 управляющий сигнал для управления включением/выключением подсветки 20. Формулировка «синхронно с началом обновления кадра жидкокристаллической дисплейной панели 10» относится, например, к синхронизации по отношению к сигналу кадровой синхронизации жидкокристаллической дисплейной панели 10 или к сигналу активации данных (сигналу DE), позволяющему определение кадровой синхронизации как времени гашения обратного хода развертки для управления жидкокристаллической дисплейной панелью 10.
[0025]
Управляющий сигнал может представлять собой сигнал любого вида при условии, что он позволяет определить момент начала свечения подсветки 20 и момент окончания ее свечения (момент начала ее гашения). Например, управляющий сигнал может представлять собой управляющий сигнал широтно-импульсной модуляции (ШИМ), изменяющий длительность импульса (например, период свечения подсветки).
[0026]
Фиг. 2 содержит временные диаграммы, иллюстрирующие пример соотношения между сигналом кадровой синхронизации и управляющим сигналом. Как показано на фиг. 2, если период сигнала кадровой синхронизации равняется Т (например, 120 Гц, или 8,33 мс), то период управляющего сигнала также равняется Т (например, 120 Гц, 8,33 мс). Фиг. 2A иллюстрирует случай, в котором подсветка 20 имеет низкую яркость; фиг. 2B иллюстрирует случай, в котором подсветка 20 имеет высокую яркость. То есть, для снижения яркости подсветки 20 достаточно лишь уменьшить период свечения подсветки 20 (период от момента начала свечения до момента прекращения свечения (до d1 в примере на фиг. 2A)). С другой стороны, для повышения яркости подсветки 20 достаточно лишь увеличить период свечения подсветки 20 (период от момента начала свечения до момента прекращения свечения (до d2 в примере на фиг. 2B). В представленном здесь варианте осуществления, показанном на фиг. 2, момент прекращения свечения (момент начала гашения) подсветки 20 может быть фиксированным независимо от длительности периода свечения подсветки 20.
[0027]
Блок 30 обработки изображений считывает, например, данные об изображении, полученные от внешнего устройства, или данные об изображении, хранящиеся в запоминающем устройстве (не показано), и выводит данные об изображении в виде сигнала изображения к жидкокристаллической дисплейной панели 10. В представленном здесь варианте осуществления сигнал изображения именуется также видеосигналом.
[0028]
Жидкокристаллическая дисплейная панель 10 служит средствами обновления и изменяет изображение, воспроизводимое на ее экране, путем обновления кадра в каждом предварительно определенном промежутке времени. Предварительно определенный промежуток времени представляет собой интервал между сигналами кадровой синхронизации жидкокристаллической дисплейной панели 10. Предварительно определенный промежуток времени может соответствовать, например, частоте 120 Гц, но это не является ограничительным условием для интервала, который может соответствовать также 60 Гц, 240 Гц и подобным значениям.
[0029]
Фиг. 3 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую временные соотношения обновления кадра. Как показано на верхней диаграмме фиг. 3, жидкокристаллическая дисплейная панель 10 последовательно получает данные A изображения, данные B изображения, данные C изображения и другие подобные данные от блока 30 обработки изображений в соответствующие предварительно определенные промежутки времени Т. Данные A изображения, данные B изображения, данные C изображения представляют изображения A, B и C (соответственно). Предварительно определенный промежуток времени Т равняется, например, 8,33 мс (120 Гц), но это не является для него ограничительным условием.
[0030]
Жидкокристаллическая дисплейная панель 10 обновляет кадр в каждом предварительно определенном промежутке Т. Как показано на средней диаграмме фиг. 3, жидкокристаллическая дисплейная панель 10 обновляет один и тот же кадр изображения дважды в каждом предварительно определенном промежутке Т. Кадры в предварительно определенном промежутке Т именуются субкадрами. Период субкадра равняется Т/2. В примере на фиг. 3 данные А изображения заменяются субкадрами А1 и А2, которым соответствуют данные А изображения, с целью воспроизведения изображения А. Аналогичным образом данные В изображения заменяются субкадрами В1 и В2, которым соответствуют данные В изображения. Данные об изображении, которым соответствуют два субкадра, не ограничиваются данными одного и того же изображения. Например, на основе данных А изображения могут быть сгенерированы данные A' интерполированного изображения, и двум субкадрам могут соответствовать сгенерированные данные A' интерполированного изображения. Либо первому субкадру могут соответствовать данные А изображения, а второму субкадру могут соответствовать сгенерированные данные A' интерполированного изображения.
[0031]
Как показано на нижней диаграмме фиг. 3, изображение X, записанное с использованием предшествующего субкадра, остается в субкадре А1. Соответственно, изображение X постепенно заменяется изображением А. Изображение А (или описанное выше интерполированное изображение A') уже записано в момент, когда заканчивается субкадр А1. Далее изображение А записывается заново с использованием субкадра А2, и поэтому воспроизводится только изображение А. Это относится в равной мере к изображению В.
[0032]
Далее описываются «фантомное изображение» и «"опережающий фронт», влияющие на качество воспроизведения изображения. Вначале будет описано «фантомное изображение». «Фантомным изображением» именуется явление, при котором подсветка 20 начинает светиться прежде, чем выполняется полный переход из жидкокристаллического состояния предыдущего кадра в жидкокристаллическое состояние текущего кадра, и жидкокристаллическое состояние предыдущего кадра отражается в воспроизводимом изображении.
[0033]
Фиг. 4 представляет собой схему, иллюстрирующую пример воспроизведения изображения на экране жидкокристаллической дисплейной панели 10. Пример на фиг. 4 является примером подвижных изображений, иллюстрирующим случай, в котором лентообразное черное изображение перемещается на белом экране слева направо в любой момент времени. Продольная линия, обозначенная ссылочным символом А, представляет собой линию пикселей, которая расположена снаружи черного лентообразного изображения, находится максимально близко к нему и отображает область, в которой белый цвет заменяется черным. Продольная линия, обозначенная ссылочным символом В, представляет собой линию пикселей, которая расположена внутри черного лентообразного изображения, служит его крайним левым контуром и отображает область, в которой черный цвет заменяется белым.
[0034]
Фиг. 5 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую первый пример, в котором возникает фантомное изображение. Временная диаграмма на фиг. 5 демонстрирует переходы во времени вблизи правого контура лентообразного черного изображения, показанного на фиг. 4. Как показано на фиг. 5 во временных соотношениях обновления кадра, моментом начала обновления кадра (моментом начала обновления субкадра А1) является t0; моментом окончания обновления субкадра А1 является t1; моментом начала обновления субкадра А2 является t2; моментом окончания обновления субкадра А2 является t3; моментом начала обновления следующего кадра (моментом начала обновления субкадра В1) является t4.
[0035]
В момент t0 запускается выдача ответа от первой линии пикселей (самой верхней горизонтальной линии пикселей) экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10, и значение градации (яркость) изменяется, например, с 255 (уровень белого) на 0 (уровень черного). Далее последовательно запускаются ответы от второй сверху и более нижних линий пикселей экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10, указывающие на постепенные изменения значения градации. В момент t1, когда истекло время Ta после наступления момента t0 - то есть, в момент, когда обновлен один кадр - запускается выдача ответа от последней линии пикселей (самой нижней горизонтальной линии пикселей) экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10 и значение градации (яркость) изменяется, например, с 255 (уровень белого) на 0 (уровень черного). Время реакции Tb, затрачиваемое на полный переход из жидкокристаллического состояния белого изображения (например, со значением градации 255) в жидкокристаллическое состояние черного изображения (например, со значением градации 0), равняется (t6-t1), где t6 обозначает момент, когда послан ответ от последней линии пикселей. Соответственно, можно установить, что переход из одного жидкокристаллического состояния в другое выполнен не полностью (например, значение градации не стало равным 0) перед наступлением момента t6, и что он выполнен полностью (например, значение градации стало равным 0) в момент t6 и позднее.
[0036]
Имеется установленное соотношение Tc>(Ta+Tb), где Tc является предварительно определенным промежутком времени от момента t0 начала обновления кадра до момента t4 начала обновления следующего по счету кадра. Подсветка 20 начинает светиться в момент t5 и продолжает светиться в течение времени свечения Td.
[0037]
Предположим для примера, что при описанном выше переходе из одного жидкокристаллического состояния в другое подсветка 20 начинает светиться в момент t5, опережающий по времени момент t6. В промежутке времени Tg между моментом t5 и моментом t6 жидкокристаллическое состояние предыдущего кадра (например, состояние субкадра А1 - то есть, состояние, в котором изображение X заменяется изображением А в примере на фиг. 4 и 5) отражается в текущем воспроизводимом изображении, и вблизи правого контура лентообразного черного изображения возникает фантомное изображение.
[0038]
Фиг. 6 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую второй пример, в котором возникает фантомное изображение. Временная диаграмма на фиг. 6 иллюстрирует переходы во времени вблизи левого контура лентообразного черного изображения, показанного на фиг. 4. Временные соотношения обновления кадра совпадают с теми, которые представлены на фиг. 5, и поэтому здесь не описываются.
[0039]
В момент t0 запускается выдача ответа от первой линии пикселей (самой верхней горизонтальной линии пикселей) экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10, и значение градации (яркость) изменяется, например, с 0 (уровень черного) на 255 (уровень белого). Далее последовательно запускаются ответы от второй сверху и более нижних строк пикселей экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10, указывающие на постепенные изменения значения градации. В момент t1, когда истекло время Ta после наступления момента t0 - то есть, в момент, когда обновлен один кадр - запускается выдача ответа от последней линии пикселей (самой нижней горизонтальной линии пикселей) экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10, и значение градации (яркость) изменяется, например, с 0 (уровень черного) на 255 (уровень белого). Время реакции Tb, затрачиваемое на полный переход из жидкокристаллического состояния черного изображения (например, со значением градации 0) в жидкокристаллическое состояние белого изображения (например, со значением градации 255), равняется (t6-t1), где t6 обозначает момент, когда послан ответ от последней линии пикселей. Соответственно, можно установить, что переход из одного жидкокристаллического состояния в другое выполнен не полностью (например, значение градации не стало равным 255) перед наступлением момента t6, и что он выполнен полностью (например, значение градации стало равным 255) в момент t6 и позднее.
[0040]
Предположим для примера, что при описанном выше переходе из одного жидкокристаллического состояния в другое подсветка 20 начинает светиться в момент t5, опережающий по времени момент t6. В промежутке времени Tg между моментом t5 и моментом t6 жидкокристаллическое состояние предыдущего кадра (например, состояние субкадра А1 - то есть, состояние, в котором изображение X заменяется изображением А в примере на фиг. 4 и 5) отражается в текущем воспроизводимом изображении, и вблизи левого контура лентообразного черного изображения возникает фантомное изображение.
[0041]
Несмотря на то, что в описанных выше примерах переходов из одного жидкокристаллического состояния в другое указаны изменения значений градации с 255 на 0 и с 0 на 255, это не является ограничительным условием для переходов из одного жидкокристаллического состояния в другое. Возможны переходы из одного жидкокристаллического состояния в другое с изменением градации между значениями, отличными от 0 и 255.
[0042]
Фиг. 7 представляет собой схему, иллюстрирующую пример фантомного изображения. Верхняя схема на фиг. 7 аналогична фиг. 4 и демонстрирует идеальное изображение без фантомного изображения; показан случай, в котором лентообразное черное изображение перемещается по белому экрану слева направо. Нижняя часть фиг. 7 схематически изображает состояние, в котором возникает фантомное изображение. Фантомное изображение на основе белого изображения возникает внутри правого контура лентообразного черного изображения. Такое фантомное изображение возникает под действием механизма, показанного на фиг. 5. Кроме того, возникает фантомное изображение на основе черного изображения снаружи левого контура лентообразного черного изображения. Такое фантомное изображение возникает под действием механизма, показанного на фиг. 6.
[0043]
Далее описывается «опережающий фронт», влияющий на качество воспроизведения изображения. Явление «опережающего фронта», при котором жидкокристаллическое состояние следующего по счету кадра отражается в текущем воспроизводимом изображении, возникает в случае, когда промежуток времени, в котором текущий кадр освещается подсветкой 20, накладывается на промежуток времени, в котором выполняется переход из жидкокристаллического состояния текущего кадра в жидкокристаллическое состояние следующего за ним кадра.
[0044]
Фиг. 8 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую пример, в котором возникает «опережающий фронт». Как показано на фиг. 8 во временных соотношениях обновления кадра, моментом начала обновления кадра (моментом начала обновления субкадра А1) является t0; моментом окончания обновления субкадра А1 является t1; моментом начала обновления субкадра А2 является t2; моментом окончания обновления субкадра А2 является t3; и моментом начала обновления следующего кадра (моментом начала обновления субкадра В1) является t4.
[0045]
В момент t4 запускается выдача ответа от первой линии пикселей (самой верхней горизонтальной линии пикселей) следующего по счету кадра, и значение градации (яркость) изменяется, например, с 0 (уровень черного) на 255 (уровень белого). В момент t7 подсветка 20 завершает освещение текущего кадра. Как показано на фиг. 8, если момент t7, в который подсветка 20 завершает освещение текущего кадра, отстает по времени от момента t4 начала обновления следующего кадра и происходит наложение во времени (в промежутке TL на фиг. 8) между периодом освещения кадра подсветкой 20 и периодом, в котором жидкокристаллическое состояние текущего кадра заменяется жидкокристаллическим состоянием следующего за ним кадра, может возникать «опережающий фронт», в котором жидкокристаллическое состояние следующего кадра отражается в воспроизводимом изображении.
[0046]
Фиг. 9 представляет собой схему, иллюстрирующую пример «опережающего фронта». Верхняя схема на фиг. 9 аналогична фиг. 4 и демонстрирует идеальное изображение без опережающего фронта; показан случай, в котором лентообразное черное изображение перемещается по белому экрану слева направо. Нижняя часть фиг. 9 схематически изображает состояние, в котором возникает опережающий фронт. Опережающий фронт на основе черного изображения, представляющий собой жидкокристаллическое состояние следующего кадра, возникает снаружи правого контура лентообразного черного изображения. Такой опережающий фронт возникает под действием механизма, показанного на фиг. 8.
[0047]
Далее описывается способ ослабления эффекта «опережающего фронта» и «фантомного изображения», используемый дисплейным устройством 100 в представленном здесь варианте осуществления изобретения.
[0048]
Фиг. 10 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую пример перехода из одного жидкокристаллического состояния в другое жидкокристаллической дисплейной панели 10 вблизи момента начала обновления кадра. Кадр обновляется последовательно в следующей очередности по времени: момент начала обновления кадра (момент начала обновления субкадра А1); момент окончания обновления субкадра А1; момент начала обновления субкадра А2; момент окончания обновления субкадра А2; и момент начала обновления следующего кадра (момент начала обновления субкадра В1).
[0049]
Авторы изобретения заметили, что переход из одного жидкокристаллического состояния в другое сразу после момента начала обновления кадра происходил чрезвычайно плавно и что переход из одного жидкокристаллического состояния в другое (то есть, изменение значения градации) был чрезвычайно малым внутри предварительно определенного промежутка времени от момента начала обновления кадра. То есть, как показано на фиг. 10, при переходах из одного жидкокристаллического состояния в другое от черного (значение градации 0) к белому (значение градации 255) и от белого (значение градации 255) к черному (значение градации 0) N-ная линия (N выражается числом от единицы до значения, равного количеству горизонтальных линий) экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10 выдает чрезвычайно слабый ответ, и в пределах предварительно определенного промежутка времени (например, промежутка Te) от момента начала обновления кадра опережающий фронт не наблюдается. Заметим, что значения градации не ограничены уровнями черного и белого.
[0050]
Контроллер 40 подсветки выдает управляющий сигнала для управления подсветкой 20 таким образом, что подсветка 20 начинает светиться после начала обновления одного кадра и заканчивает светиться в момент, когда начинается обновление кадра, следующего за данным кадром, или после этого момента.
[0051]
Если подсветка 20 начинает светиться ранее выполнения полного перехода из одного жидкокристаллического состояния в другое (то есть, подсветка 20 начинает светиться до истечения времени реакции Тb дисплейной панели), может возникать фантомное изображение, при котором жидкокристаллическое состояние предыдущего кадра отражается в текущем воспроизводимом изображении, как показано на фиг. 5 и 6. С другой стороны, как показано на фиг. 10, переход из одного жидкокристаллического состояния в другое сразу после момента начала обновления кадра происходит чрезвычайно плавно и переход из одного жидкокристаллического состояния в другое (то есть, изменение значения градации) является чрезвычайно малым внутри предварительно определенного промежутка времени от момента начала обновления кадра. Если отметить этот момент и выводить управляющий сигнал для управления подсветкой 20 таким образом, что свечение подсветки 20 заканчивается в момент, когда начинается обновление следующего кадра или после этого момента, можно задержать момент начала свечения подсветки 20 по отношению к управляющему сигналу в одном и том же периоде свечения. Путем задержки момента, когда начинает светиться подсветка 20, можно обеспечить близкий к полному переход из одного жидкокристаллического состояния в другое перед началом свечения подсветки 20 и точнее приблизить значение градации к значению после перехода. Благодаря этому может быть ослаблен эффект «фантомного изображения».
[0052]
Как показано на фиг. 10, переход из одного жидкокристаллического состояния в другое сразу после момента начала обновления кадра происходит чрезвычайно плавно, и переход из одного жидкокристаллического состояния в другое (то есть, изменение значения градации) является чрезвычайно малым внутри предварительно определенного промежутка времени от момента начала обновления кадра. Соответственно, путем задания момента окончания свечения (момента начала гашения) подсветки 20 в диапазоне от момента начала обновления кадра до момента истечения предварительно определенного промежутка времени можно ослабить эффект «опережающего фронта». Таким способом можно ослабить эффект «фантомного изображения» одновременно с ослаблением эффекта «опережающего фронта». Благодаря этому может быть повышено качество воспроизведения подвижного изображения.
[0053]
Кроме того, контроллер 40 подсветки выдает управляющий сигнал для управления подсветкой 20 таким образом, что подсветка 20 прекращает светиться по истечении предварительно определенного промежутка времени от момента начала обновления следующего кадра. Например, контроллер 40 подсветки выводит управляющий сигнал для завершения свечения подсветки 20 в момент после истечения предварительно определенного промежутка времени от момента начала обновления следующего кадра. Поскольку момент прекращения свечения подсветки 20 может быть задержан на предварительно определенное время по сравнению со случаем, когда моментом прекращения свечения подсветки является момент начала обновления следующего кадра, момент начала свечения подсветки может быть задержан на время, соответствующее времени задержки момента завершения свечения. Благодаря этому может быть ослаблен эффект «фантомного изображения».
[0054]
Кроме того, в ответ на регулировку, выполненную средствами регулировки, изменяющими яркость экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10, контроллер 40 подсветки выводит управляющий сигнал для управления моментом начала свечения подсветки 20. То есть, при повышении яркости экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10 контроллер 40 подсветки увеличивает период свечения подсветки 20 путем ускорения момента начала свечения подсветки 20; при снижении яркости экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10 сокращает период свечения подсветки 20 путем задержки момента начала смещения подсветки 20. При этом всегда имеется возможность зафиксировать момент завершения свечения (момент начала гашения) подсветки 20 и тем самым подавить опережающий фронт, который возникает, когда момент окончания свечения подсветки 20 переставляется во времени и избыточно задерживается. Благодаря этому может быть ослаблен эффект «опережающего фронта».
[0055]
Фиг. 11 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую пример управления свечением подсветки 20 посредством дисплейного устройства 100 в представленном здесь варианте осуществления. Фиг. 11 приблизительно похожа на временную диаграмму, приведенную на фиг. 5. Как показано на фиг. 11 во временных соотношениях обновления кадра, моментом начала обновления кадра (моментом начала обновления субкадра А1) является t0; моментом окончания обновления субкадра А1 является t1; моментом начала обновления субкадра А2 является t2; моментом окончания обновления субкадра А2 является t3; и моментом начала обновления следующего кадра (моментом начала обновления субкадра В1) является t4.
[0056]
В момент t0 запускается выдача ответа от первой линии пикселей (самой верхней горизонтальной линии пикселей) экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10, и значение градации (яркость) изменяется, например, с 255 (уровень белого) на 0 (уровень черного). Далее последовательно запускаются ответы от второй сверху и более нижних строк пикселей экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10, указывающие на постепенные изменения значения градации. В момент t1, когда истекло время Ta после наступления момента t0 - то есть, в момент, когда обновлен один кадр - запускается выдача ответа от последней линии пикселей (самой нижней горизонтальной линии пикселей) экрана жидкокристаллической дисплейной панели 10 и значение градации (яркость) изменяется, например, с 255 (уровень белого) на 0 (уровень черного). Время реакции Tb, затрачиваемое на полный переход из жидкокристаллического состояния белого изображения (например, со значением градации 255) в жидкокристаллическое состояние черного изображения (например, со значением градации 0), равняется (t6-t1), где t6 обозначает момент, когда послан ответ от последней линии пикселей. Соответственно, можно установить, что переход из одного жидкокристаллического состояния в другое выполнен не полностью (например, значение градации не стало равным 0) перед наступлением момента t6 и что он выполнен полностью (например, значение градации стало равным 0) в момент t6 и позднее. В момент t5 начинается свечение подсветки 20 и, когда истекает время Te после момента t4 начала обновления следующего кадра, свечение подсветки 20 завершается.
[0057]
Как показано на фиг. 11, Ta обозначает время, требуемое для обновления одного кадра (субкадра); Tb обозначает время реакции, соответствующее изменению значения градации жидкокристаллической дисплейной панели 10; Tc обозначает предварительно определенный промежуток времени для замены одного изображения; Td обозначает время от момента t5 начала свечения подсветки 20 после момента, когда запускается обновление одного кадра (момента t0) до момента t4 начала обновления кадра, следующего за данным кадром; Te обозначает время от момента t4 начала обновления следующего кадра до момента завершения свечения подсветки 20; и Tg обозначает время, определяемое выражением {Td-[Tc-(Ta+Tb)]}.
[0058]
Когда время Tg>0, контроллер 40 подсветки выводит управляющий сигнал таким образом, что время Tg> превышает время Te. Формулировка «когда время Tg>0» означает, что подсветка 20 начинает светиться до истечения времени реакции Tb жидкокристаллической дисплейной панели 10, и указывает на возникновение так называемого «фантомного изображения». Tg представляет собой время, способствующее появлению «фантомного изображения». По мере увеличения времени Tg усиливается эффект «фантомного изображения». Время Te представляет собой время, способствующее возникновению «опережающего фронта». Когда превышается предварительно определенное время, возникает эффект «опережающего фронта». Путем вывода такого управляющего сигнала, который устанавливает соотношение «время Tg> время Te», можно ослабить эффект «фантомного изображения» с одновременным ослаблением эффекта «опережающего фронта». Благодаря этому может быть повышено качество воспроизведения подвижного изображения.
[0059]
Фиг. 12 представляет собой схему, иллюстрирующую пример, в котором вносится улучшение в качество воспроизведения подвижного изображения дисплейным устройством 100 в представленном здесь варианте осуществления изобретения. Фиг. 12A содержит пример обычного воспроизводимого изображения, близко напоминающий изображения на фиг. 7 и 9. То есть, фантомное изображение на основе белого изображения возникает внутри правого контура лентообразного черного изображения. Кроме того, фантомное изображение на основе черного изображения возникает снаружи левого контура лентообразного черного изображения. Более того, опережающий фронт на основе черного изображения, представляющий собой жидкокристаллическое состояние следующего кадра, возникает снаружи правого контура лентообразного черного изображения.
[0060]
С другой стороны, на фиг. 12B приведен пример изображения, воспроизводимого дисплейным устройством 100 в представленном здесь варианте осуществления. На фиг. 12B фантомное изображение внутри правого контура лентообразного черного изображения и фантомное изображение снаружи левого контура этого изображения подавлены в такой степени, что являются менее заметными (менее различимыми). Опережающий фронт также подавлен в степени, при которой является неразличимым.
[0061]
Несмотря на то, что в примере на фиг. 1 жидкокристаллическая дисплейная панель 10 выводит сигнал кадровой синхронизации к контроллеру 40 подсветки, возможно использование других построений. Например, генератор сигналов кадровой синхронизации может быть расположен отдельно от жидкокристаллической дисплейной панели 10.
[0062]
Фиг. 13 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства 110, содержащего первый пример генератора сигналов кадровой синхронизации. Как показано на фиг. 13, блок 30 обработки изображений выводит сигнал изображения к генератору 50 сигналов кадровой синхронизации. Генератор 50 сигналов кадровой синхронизации генерирует сигнал кадровой синхронизации на основе принятого сигнала изображения и выводит сгенерированный сигнал кадровой синхронизации к контроллеру 40 подсветки. Контроллер 40 подсветки генерирует управляющий сигнал на основе принятого сигнала кадровой синхронизации и выводит сгенерированный управляющий сигнал к подсветке 20.
[0063]
Фиг. 14 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства 120, содержащего второй пример генератора сигналов кадровой синхронизации. Как показано на фиг. 14, вторым примером является построение, в котором контроллер 40 подсветки содержит генератор 50 сигналов кадровой синхронизации.
[0064]
Фиг. 15 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства 130, содержащего третий пример генератора сигналов кадровой синхронизации. Как показано на фиг. 15, третьим примером является построение, в котором блок 30 обработки изображений содержит генератор 50 сигналов кадровой синхронизации.
[0065]
Фиг. 16 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства 140, содержащего четвертый пример генератора сигналов кадровой синхронизации. Как показано на фиг. 16, четвертым примером является построение, в котором блок 30 обработки изображений содержит контроллер 40 подсветки и генератор 50 сигналов кадровой синхронизации.
[0066]
Фиг. 17 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства 150, содержащего пятый пример генератора сигналов кадровой синхронизации. Как показано на фиг. 17, пятым примером является построение, в котором генератор 50 сигналов кадровой синхронизации расположен между блоком 30 обработки изображений и жидкокристаллической дисплейной панелью 10. В данном случае генератор 50 сигналов кадровой синхронизации пересылает сигнал изображения, полученный с выхода блока 30 обработки изображений, в его исходном виде жидкокристаллическому дисплейному устройству 10, а также генерирует на основе сигнала изображения сигнал кадровой синхронизации и выводит сгенерированный сигнал кадровой синхронизации к контроллеру 40 подсветки.
[0067]
Несмотря на то, что в представленном выше варианте осуществления сигнал кадровой синхронизации используется в качестве сигнала, синхронизирующего начало обновления кадра в жидкокристаллической дисплейной панели 10, сигнал кадровой синхронизации не является исчерпывающим типом сигнала, синхронизирующего начало обновления кадра в жидкокристаллической дисплейной панели 10.
[0068]
Фиг. 18 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример построения дисплейного устройства 160, в котором используется сигнал активации данных. Как показано на фиг. 18, контроллер 40 подсветки может управлять свечением и гашением подсветки синхронно с сигналом активации данных (DE), который позволяет определение кадровой синхронизации как периода гашения обратного хода развертки для управления жидкокристаллической дисплейной панелью 10. Несмотря на то, что в приведенных выше примерах в качестве сигнала, управляющего свечением и гашением подсветки 20, используется управляющий сигнал, синхронизирующий сигнал кадровой синхронизации для жидкокристаллической дисплейной панели 10, или сигнал активации данных, позволяющий определение кадровой синхронизации, разрешается использование управляющего сигнала любого типа при условии, что он синхронизирует начало обновления кадра для жидкокристаллической дисплейной панели 10.
[0069]
В представленном здесь варианте осуществления, как описано выше, возможно удаление опережающего фронта, а также сокращение промежутка времени, в котором возникает фантомное изображение. То есть, возможно уменьшение размытия границы, на которой изменяется значение градации, а также повышение качества воспроизведения подвижных изображений в целом.
[0070]
Несмотря на то, что в приведенном выше варианте осуществления описаны в качестве примеров перехода из одного жидкокристаллического состояния в другое переходы от белого к черному и от черного к белому, то же самое относится к цветам (значениям градации), отличающимся от черного и белого.
Перечень ссылочных обозначений
[0071]
10 Жидкокристаллическая дисплейная панель
20 Подсветка
30 Блок обработки изображений
40 Контроллер подсветки