CN101251989A - 图像显示方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像显示方法及装置，能够使图像显示中的闪烁的目视辨认度降低，将显示亮度保持恒定。该图像显示方法，将待显示的图像信号的显示周期及非显示周期设置在一个帧期间内，包括：帧期间控制工序，使上述帧期间以一个帧单位或多个帧单位变化；和显示期间控制工序，根据上述帧期间的变化，仅使上述显示期间变化，或使上述显示期间及上述非显示期间变化。

Description

图像显示方法及装置
技术领域
本发明涉及一种图像显示方法及装置，特别是涉及液晶面板的图像显示方法及装置。
背景技术
近年来，大力开发了基于液晶显示的、薄板型的平板显示器(FPD)。随着显示器的普及，以往作为PC(Personal Computer)用的显示器，用于显示静止画面。但是，最近液晶的响应速度加快，因此也用于如TV那样显示动态画面。然而，在作为液晶显示器的代表的TFT方式的显示器的情况下，是将图像数据保持而显示的、所谓保持型显示器，因此与如以阴极射线管(CRT)为代表的、将图像数据瞬间显示而利用人类的视网膜的残余图像的脉冲式显示器相比，显示动态图像时的显示模糊、动态图像模糊显著增加。
为了补偿该缺点，在TFT型液晶显示器中，通过使用了有间歇地点亮背光的背光明暗(backlight blinking)技术、将背光分割而逐次点亮的背光扫描技术、将黑场数据***到显示数据中的黑场***技术的模拟脉冲驱动技术，来减少动态画面模糊，实现动态画面特性的改善。
图3表示现有的液晶显示装置中的时序图的例子。图3表示使用了作为模拟脉冲驱动的方法之一的背光扫描技术时的时序图。向液晶面板写入数据后，经过取决于液晶元件的响应时间的一定时间后，点亮背光。
专利文献1：日本特开2005-122199号公报(第41页，图9)
专利文献2：日本特开2005-122200号公报(第41页，图9)
专利文献3：日本特开2005-122201号公报(第41页，图9)
专利文献4：日本特开2006-189658号公报
在如图3所示的现有的模拟脉冲驱动中的使背光点亮熄灭的实施例中，在显示静止画面或缓慢移动的动态画面的情况下，存在产生闪烁(噪声)的问题。此外，还存在若改变点亮率(背光点亮期间在一个帧期间所占的比例)则帧单位的显示亮度变化的问题。闪烁是指，在显示器上显示图像时眼睛能够辨认出来的图像的点亮熄灭，仅在显示静态画面及缓慢移动的动态画面时产生。
此外，在专利文献1～3(均是相同的内容)第41页的图9中，公开了本说明书的图8所示的显示方法。与上述的现有例同样地，在“扫描期间”向液晶面板写入数据，经过“液晶响应期间”后，点亮背光。在此，可以改变背光点亮期间。但是，背光点亮期间被固定为使用者所选择的预定的值，因此存在显示过程中无法自动变更点亮期间、抑制由于闪烁引起的画质劣化的问题。
另外，在专利文献1～3及4中，公开了根据点亮期间来调整点亮亮度，且使帧单位的显示亮度恒定的方法。在以下说明中，显示期间是指，一个帧期间中的背光点亮期间，非显示期间是指，一个帧中的除了上述显示期间以外的期间(即除了背光点亮期间以外的期间)。
因此，在现有例涉及的图像显示中，在显示静止画面及缓慢移动的动态画面时产生闪烁，因此防止由于上述闪烁引起的画质的劣化成为一个课题。
此外，防止由于闪烁引起的画质劣化的同时，将显示亮度保持恒定也成为一个课题。
发明内容
本发明的第一观点涉及的一种图像显示方法，将待显示的图像信号的显示期间和非显示期间设置在一个帧期间内，其特征在于，包括：帧期间控制工序，使上述帧期间以一个帧单位或多个帧单位变化；和显示期间控制工序，根据上述帧期间的变化，仅使上述一个帧期间内的上述显示期间变化，或使上述显示期间及上述非显示期间变化。
本发明的第二观点涉及的一种图像显示装置，将待显示的图像信号的显示期间和非显示期间设置在一个帧期间内，其特征在于，包括：帧期间控制单元，使上述帧期间以一个帧单位或多个帧单位变化；和显示期间控制单元，根据上述帧期间的变化，使上述显示期间变化，或使上述显示期间及上述非显示期间变化。
第一展开方式的图像显示方法，其特征在于，在上述第一观点中的上述帧期间控制工序中，使上述帧期间周期性地变化。
第二展开方式的图像显示方法，其特征在于，在上述第一观点中的上述帧期间控制工序中，使上述帧期间随机地变化。
第三展开方式的图像显示方法，其特征在于，在上述第一观点中的上述帧期间控制工序中，使上述帧期间交替地变为比平均帧期间长或短。
第四展开方式的图像显示方法，其特征在于，在上述第一观点中，包括背光亮度控制工序，根据上述显示期间计算背光的亮度并使其变化。
第一展开方式的图像显示装置，其特征在于，在上述第二观点中，上述帧期间控制单元使上述帧期间周期性地变化。
第二展开方式的图像显示装置，其特征在于，在上述第二观点中，上述帧期间控制单元使上述帧期间随机地变化。
第三展开方式的图像显示装置，其特征在于，在上述第二观点中，上述帧期间控制单元使上述帧期间交替地变为比平均帧期间长或短。
第四展开方式的图像显示装置，其特征在于，在上述第二观点中，包括背光亮度控制单元，根据上述显示期间计算背光的亮度并使其变化。
根据本发明涉及的图像显示方法及装置，能够使闪烁的目视辨认度降低，改善画质。
此外，根据本发明涉及的图像显示方法及装置，能够使每帧的点亮亮度均匀。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的显示装置的时序图的图。
图2是用于说明背光的亮度调整方法的图。
图3是表示现有的实施方式涉及的显示装置的时序图的图。
图4是本发明的第一至第三实施方式涉及的显示装置的框图。
图5是用于说明在本发明的第一实施方式中帧期间的确定方法的图。
图6是用于说明在本发明的第二实施方式中帧期间的确定方法的图。
图7是用于说明在本发明的第三实施方式中帧期间的确定方法的图。
图8是用于说明现有的实施方式涉及的显示装置的动作原理的图。
图9是表示本发明的实施方式中的可变周期产生器的结构的框图。
具体实施方式
第一实施方式
参照图1、图4及图5对本发明的第一实施方式进行说明。
图4表示本实施方式涉及的显示装置的电路模块。参照图4，显示装置20具有输入端子1、图像存储器A2、图像存储器B3、驱动用时序产生器4、面板驱动器5、背光驱动器6、可变周期产生器7及背光亮度控制部8。显示装置20根据背光10的点亮或熄灭进行液晶面板9上的图像的显示或不显示。参照图4，显示装置20具有的两个图像存储器(图像存储器A2、图像存储器B3)与输入端子1连接。此外，输入端子1还与驱动用时序产生器4连接。驱动用时序产生器4与图像存储器A2、图像存储器B3、面板驱动器5及背光驱动器6连接，对图像存储器A2、图像存储器B3、面板驱动器5及背光驱动器6的动作进行控制。面板驱动器5与图像存储器A2及图像存储器B3连接。驱动用时序产生器4还与可变周期产生器7连接。可变周期产生器7还与背光亮度控制部8连接。背光亮度控制部8与背光驱动器6连接，向背光驱动器6输出亮度信号，对背光驱动器6进行控制。面板驱动器5及背光驱动器6分别对液晶面板9及背光(例如Light EmittingDiode，LED)10进行控制。另外，液晶面板9的扫描线根数为n根。
参照图1，对本实施方式涉及的显示装置20的动作进行说明。
在图1中，将第一帧的期间设为X1[ms]，将第二帧的期间设为X2[ms]。在此，设X1＞X2。
在第一帧开始后“数据写入期间”内，结束对液晶面板9的数据写入。图1的最上段的数据写入的时序图[1]表示对液晶面板9的起始的行写入数据的时序图。同样地，[2]、[3]、[4]表示与液晶面板9的各行对应的数据写入的时序。对[n]的数据写入如图1所示在第一帧期间的一半左右的时间结束。该时间由实际使用的液晶材料的响应速度决定。即，在液晶的响应时间较短时，数据写入需要较长时间也可以，但是在液晶的响应时间较长时，需要在较短时间内完成数据写入。这是因为，必须在数据写入、液晶转变为与写入的数据对应的状态后，点亮背光。
在背光的点亮结束后，开始第二帧期间X2。在第二帧开始后，下一个数据依次向液晶面板9写入。该数据写入的速度可以与第一帧相同，也可以根据第二帧的期间X2对写入速度进行调整并改变。在图1所示的例子中，与第一帧的期间X1相比，第二帧的期间X2较短，因此在写入期间相同的情况下，第二帧中的背光点亮期间与第一帧相比缩短。在第二帧的背光熄灭后，开始第三帧。
接下来，参照图1对背光的点亮亮度进行说明。在第二帧期间中的背光点亮期间为第一帧中的背光点亮时间的一半(1/2)时，为了将第一帧和第二帧的平均亮度保持恒定，需要使第二帧中的背光的亮度变成两倍。如本实施方式仅在帧期间内的有限时间使背光点亮的情况下，液晶面板9的亮度成为在整个帧期间对点亮亮度进行平均的亮度。从而，即使帧期间在每个帧各不相同，若各期间的平均亮度相同，则液晶面板9的亮度恒定，而与帧期间的长短无关。作为该背光的亮度调整方法，如图2所示存在提高亮度值的方法(PAM：Pulse AmplitudeModulation，脉冲幅度调制)、和改变恒定亮度的脉冲宽度、重复次数的方法(PWM：Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)。根据背光的光源的结构和背光的驱动电路的性能来选择上述方法中的一个。
接下来，参照图4对电路模块进行说明。
从输入端子1输入图像信号及时序控制信号。在上述输入信号中，图像信号被写入到图像存储器A2。通常，输入信号以60Hz写入，因此在以下动作中，也以图像信号以60Hz输入的情况为例进行说明。
在第一帧中，与该输入信号同步地，数据以60Hz写入到图像存储器A2中。此外，所输入的时序控制信号被输入到驱动用时序产生器4中。驱动用时序产生器4具有将本发明的电路的内部动作速度提高到比输入信号的基本时钟快的快速化功能，还进行用于将输入信号交替写入到图像存储器A2和图像存储器B3中的控制。
在第二帧中，图像信号被写入到图像存储器B3中。此外，在第一帧期间被写入到图像存储器A2中的图像信号，根据来自驱动用时序产生器4的控制信号，在与一个帧期间相比充分短的时间输出，被输入到面板驱动器5中。例如，在一个帧期间为16.66ms时，图像信号在5～8ms的期间向面板驱动器5输出。
在第三帧，从输入端子1输入的图像信号被写入到图像存储器A2中，被写入到图像存储器B3中的图像信号在与一个帧期间相比充分短的时间输出到面板驱动器5中。
根据以上说明的动作，即使输入信号为例如60Hz，在面板驱动器5上也能够以与60Hz不同的周期写入数据。
接下来，对可变周期产生器7的动作进行说明。可变周期产生器7对帧期间进行改变，向驱动用时序产生器4发送变更了的帧期间。可变周期产生器7是确定将下一个帧期间设置为多长的帧期间控制单元。存在各种帧期间的确定方法。图5～7列举了帧期间的确定方法的例子。
若由可变周期产生器(帧期间控制单元)7确定接下来显示的帧的期间，则背光亮度控制部8对由例如以60Hz驱动时的标准的点亮期间决定的亮度、与预先计算的下一个帧的期间进行比较，计算出需要的背光10的亮度。可以考虑各种计算方法，但最简单的方法是使亮度与点亮期间成反比例的方法。即，在点亮期间相对于标准点亮期间为1.2倍时，使亮度为其倒数1/1.2＝0.83333倍。作为其他计算方法，也可以根据播放器所处的环境来改变亮度的情况等，再增加除了基于帧频率的点亮期间以外的其他因素，计算背光亮度。这样亮度值从背光亮度控制部8发送到背光驱动器6。背光驱动器6接收该亮度和来自驱动用时序产生器的点亮开始信号，以所希望的亮度在所希望的时序点亮背光10。
此外，面板驱动器5也接收来自驱动用时序产生器4的时序信号和来自图像存储器A2、B3的图像信号，将图像显示在液晶面板9上。
图5表示具有从平均周期(在图5中为与60Hz相当的16.66ms)增加后、减小、再增加的周期性的例子。在图5中，帧期间以平均周期16.66ms为中心，在一侧1ms的范围内连续变化。该变化的周期在图5中为约20帧，但是并不特别限定于20帧，可以根据所使用的液晶面板9的尺寸、分辨率进行调整。
在使背光在帧期间内点亮熄灭时，被识别为闪烁(flicker)的情况较多。闪烁在人类能够识别的一定的频率范围内产生。通常若超过48Hz，则难以识别出闪烁。
另一方面，根据液晶面板9的尺寸、显示图像的种类，即使是60Hz左右的高频率的闪烁也会被识别到。特别是，在闪烁具有周期性时容易识别。从而，在如本实施方式对帧频率进行周期性改变的情况下，具有难以识别出闪烁的效果。因此，根据本实施方式，可以使闪烁的目视辨认度降低，改善画质。
第二实施方式
参照图4及图6对本发明的第二实施方式进行说明。图4表示本发明涉及的显示装置的结构。
在第一实施方式中，使帧期间周期性地改变(图5)。在第二实施方式中，如图6所示，随机地变更帧期间。图9是表示本实施方式涉及的可变周期产生器的结构的框图。参照图9，可变周期产生器(帧期间控制单元)7具有随机数存储器71及运算电路72。随机数存储器71记录并保持随机数。运算电路72读出记录在随机数存储器中的随机数，通过实施预定的运算，生成帧期间。例如，如图6所示，以平均帧期间为中心随机变更帧期间的情况下，运算电路72在将随机数设为r(将r设为0～1区间的随机数)、将适当的振幅设为A的情况下，将帧期间设为“16.66+A×(2×r-1)”。在图6中，以平均帧期间(16.66ms)为中心，周期长短随机地变化。在第二实施方式中，在与第一实施方式进行比较时，帧期间的变化更加随机，因此能够得到更难以识别闪烁的效果。
第三实施方式
参照图4及图7对本发明的第三实施方式进行说明。图4表示本实施方式涉及的显示装置的结构。
在第三实施方式中，各帧的变化量是随机的，但是相对于平均周期的变化方向在每帧彼此交替。即，在某个帧中，在是比平均帧期间长的帧期间的情况下，在下一个帧中，成为比平均帧期间短的帧期间。图9是表示本实施方式涉及的可变周期产生器的结构的框图。运算电路72读出记录在随机数存储器中的随机数，通过实施预定的运算，生成帧期间。在本实施方式中，以预定的平均帧期间为中心随机变更帧期间，并且交替地使帧期间相对于平均帧期间变长或变短。例如，如图7所示，以平均帧期间为中心随机变更帧期间的情况下，运算电路72在将随机数设为r(将r设为0～1区间的随机数)、将适当的振幅设为A、将帧号码设为N时，将帧期间设为“16.66+A×r×(2×mod(N，2)-1)”。在第三实施方式中，在与第一及第二实施方式进行比较时，前后的帧中的帧期间的变化更大，因此能够得到更难以识别闪烁的效果。
本发明涉及的显示器的驱动方法及装置可以利用在所有平板显示器上。

Claims (10)

1.一种图像显示方法，将待显示的图像信号的显示期间和非显示期间设置在一个帧期间内，其特征在于，包括：
帧期间控制工序，使上述帧期间以一个帧单位或多个帧单位变化；和
显示期间控制工序，根据上述帧期间的变化，仅使上述一个帧期间内的上述显示期间变化，或使上述显示期间及上述非显示期间变化。
2.根据权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，
在上述帧期间控制工序中，使上述帧期间周期性地变化。
3.根据权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，
在上述帧期间控制工序中，使上述帧期间随机地变化。
4.根据权利要求1所述的图像显示方法，其特征在于，
在上述帧期间控制工序中，使上述帧期间交替地变为比平均帧期间长或短。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的图像显示方法，其特征在于，
包括背光亮度控制工序，根据上述显示期间计算背光的亮度并使其变化。
6.一种图像显示装置，将待显示的图像信号的显示期间和非显示期间设置在一个帧期间内，其特征在于，包括：
帧期间控制单元，使上述帧期间以一个帧单位或多个帧单位变化；和
显示期间控制单元，根据上述帧期间的变化，仅使上述一个帧期间内的上述显示期间变化，或使上述显示期间及上述非显示期间变化。
7.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，
上述帧期间控制单元，使上述帧期间周期性地变化。
8.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，
上述帧期间控制单元，使上述帧期间随机地变化。
9.根据权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于，
上述帧期间控制单元，使上述帧期间交替地变为比平均帧期间长或短。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的图像显示装置，其特征在于，
包括背光亮度控制单元，根据上述显示期间计算背光的亮度并使其变化。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080827