CN102272820A - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够在显示动态图像时，即使在使背光源(15)闪烁并且改变点亮间隔的情况下，也能够清晰地看到图像的边界的液晶显示装置(1)及其驱动方法。液晶显示装置(1)具备液晶面板(13)和对液晶面板照射光的背光源(15)，在1帧期间中包括背光源(15)的点亮时间和熄灭时间，通过改变点亮时间和熄灭时间的长度而变更背光源(15)的点亮间隔，来变更亮度。液晶显示装置(1)还具备设定施加到液晶面板(13)的灰度等级转变时的驱动电压的大小，从而控制施加到液晶面板(13)的驱动电压的OS处理电路(11)。OS处理电路(11)在背光源(15)的点亮时间不同的情况下，在转变前的灰度等级彼此和转变后的灰度等级彼此分别为相同的条件下，背光源(15)的点亮时间越长，将施加到液晶面板(13)的灰度等级转变时的驱动电压的大小设定得越大。

Description

液晶显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及通过使背光源闪烁来改变点亮间隔从而变更亮度的液晶显示装置及其驱动方法。

背景技术

当前，作为显示装置，已知例如CRT(阴极射线管)那样的脉冲型显示装置、例如液晶显示装置那样的保持型显示装置。

在脉冲型显示装置中，当着眼于各个像素时，显示图像的点亮期间和不显示图像的熄灭期间交替反复。例如，在进行动态图像显示的情况下，由于在进行1个画面的图像的改写时插入熄灭期间，所以人的视觉上不会产生活动物体的残像。因此，能够明确地区分背景和物体，没有不协调感地观看动态图像。

另一方面，在保持型显示装置中，各个像素的亮度在改写1个画面的图像的1帧期间(1个垂直期间)中被保持。当在该保持型显示装置中进行动态图像的显示时，人的视觉上产生活动物体的残像。具体地讲，在活动物体的轮廓模糊的状态下观看。这样的情况例如被称为动态图像模糊，能够认为起因于人的视线的追踪性。

在保持型的显示装置中显示动态图像时由于产生这样的动态图像模糊，所以在进行动态图像显示的TV(电视接收机)等显示器中多采用脉冲型显示装置。

然而近年来，对于TV等显示器强烈要求薄型化和轻量化。因此，正在迅速推进在这种显示器中采用容易实现薄型化和轻量化的保持型显示装置。

特别是，液晶显示装置以薄型、轻量、低功耗为特征，近年来取代CRT，在TV、显示器、便携电话等移动设备等各种领域中广泛使用。

然而，一般液晶显示装置与CRT等其他显示装置相比较，响应速度非常慢。液晶显示装置中的显示灰度等级的变更是通过改变施加到液晶层的电压来改变液晶分子的取向状态，并改变显示像素的透过率进行的。液晶显示装置中的响应速度相当于液晶层的取向状态达到与所施加的电压相对应的取向状态所需要的时间(响应时间)的倒数。

但是，液晶层的取向状态达到与所施加的电压相对应的取向状态需要某种程度的时间。例如，在倍速对应的液晶面板的情况下，即使在1秒钟内进行120次改写，为了液晶面板反应，需要2帧以上。

因此，在每1个像素的驱动时间(写入时间)短，近年来大画面化或者高精细化了的液晶显示装置中，有时产生如下问题：在写入时间内，液晶分子的取向状态的变化跟不上施加电压的变化，不能够实现所期望的显示灰度等级。

因此，近年来，作为液晶的响应速度的改善技术，提出了被称为过冲驱动(overshoot)的、液晶显示装置的驱动方法(灰度等级转变强调处理)(例如参照专利文献1)。

灰度等级转变强调处理(以下，记为“OS驱动”)是通过对液晶面板施加强调电压来加速液晶的响应，实现改善响应速度的驱动方法。

在OS驱动中，在从当前灰度等级向要显示的灰度等级变化的方向是正方向的情况下，以规定的期间施加比要显示的灰度等级的写入电压(灰度等级电压)大的电压(灰度等级电压、驱动电压)，另一方面，在从当前灰度等级向要显示的灰度等级变化的方向是负方向的情况下，以规定的期间施加比要显示的灰度等级的写入电压小的电压，由此，促进液晶分子的取向变化。

这样的OS驱动一般通过使用查找表(LUT)的输入灰度等级的转换实现。

图8是表示进行OS驱动的一般的过冲处理电路(以下，记为“OS处理电路”)的概略结构的框图。

如图8所示，OS处理电路111具备帧缓存器112(帧存储器)、灰度等级转换部113和存储LUT的LUT存储器114。

在LUT存储器114中，存储(保存)有将转换后的修正灰度等级与1帧(1个垂直期间)前的灰度等级和当前帧(当前垂直期间)的灰度等级的组合相互对应的LUT。

对于帧缓存器112，从未图示的视频生成装置输入视频信号(视频数据信号、灰度等级数据)。帧缓存器112将该被输入的视频信号保持1帧的期间(即到输入下一帧的视频信号为止)。即，帧缓存器112保持前一帧的视频信号(1垂直期间前的输入图像)。

对于灰度等级转换部113，从未图示的视频生成装置输入当前帧的视频信号的同时，输入从帧缓存器112读出的前一帧的视频信号。灰度等级转换部113基于该当前帧的视频信号和前一帧的视频信号，从LUT读取与这些视频信号相对应的输出灰度等级(转换后的修正灰度等级)，作为液晶面板驱动信号输出到驱动液晶面板的液晶面板驱动电路。

图9(a)、(b)是将表示不进行OS驱动时和进行了OS驱动时的各信号的输入输出、液晶的透过率、将液晶的透过率与背光源的点亮强度的积以点亮时间进行积分得到的值的波形(图中，记为“背光源与液晶的透过率的积”)、以及表示液晶面板的图像的实际可视度(見え方)的波形(动态图像显示中的移动体的轮廓)一起表示的时序图(波形图)。另外，以下，所谓的“无OS”表示不进行OS驱动的情况，所谓的“有OS”表示进行了OS驱动的情况。图9(a)表示没有OS的情况的时序图，图9(b)表示有OS的情况的时序图。

在进行OS驱动的情况下，液晶面板驱动电路通过根据从OS处理电路111输出的液晶面板驱动信号(驱动电压、灰度等级电压)驱动液晶显示装置，如图9(b)所示，在显示数据的变化点对液晶面板施加较强的电位差。通过进行这样的修正，如图9(b)所示，与不进行OS驱动的情况相比较，能够加快液晶显示装置的响应速度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开2001-343956号公报(2001年12月14日公开)”

发明内容

发明要解决的课题

但是，在液晶显示装置中，除了液晶的响应性低以外，如上所述，由于其驱动方式是保持驱动，因此存在显示动态图像时动态图像模糊的问题。

如图9(b)所示，通过进行OS驱动，与不进行OS驱动的情况相比较，可缩短显示中间灰度等级的时间。但是，如图9(a)、(b)所示，无论有无OS驱动，在显示数据的变化点，看到不存在于原始的灰度等级中的中间灰度等级这一点并不改变。像这样在显示数据的变化点看到中间灰度等级，因此对人的视觉而言是在正在活动的物体的轮廓模糊的状态下进行观看。

近年来，在由OS驱动产生的响应速度的问题之外，作为用于抑制起因于保持驱动的动态图像模糊的技术，提案有在保持型的液晶显示装置中进行脉冲驱动的被称为模拟脉冲驱动的驱动方式。在这样的模拟脉冲驱动中，通过在1帧期间中插入背光源的熄灭期间使背光源闪烁，交替反复显示图像的点亮期间和不显示图像的熄灭期间。

因此，本申请发明人尝试将模拟脉冲驱动与OS驱动组合，使背光源闪烁，另一方面对液晶面板施加强调电压。

具体地讲，使用图10所示的液晶显示系统，从视频生成装置101向液晶显示装置102的OS处理电路111(参照图8)输入视频信号，另一方面，向在液晶面板121的背面设置的背光源131输入背光源点亮信号，使背光源131闪烁。

其结果，本申请发明人发现根据背光源的点亮时间不同，在显示数据的变化点液晶面板的图像的可视度不同。以下具体说明。

图11(a)～(c)是将表示由背光源的点亮时间的不同导致的液晶面板的图像的实际可视度的不同、各信号的输入输出、液晶的透过率、以及将液晶的透过率与背光源的点亮强度的积以点亮时间进行积分得到的值的波形(图中，记为“背光源与液晶的透过率的积”)一起表示的时序图(波形图)。

在模拟脉冲驱动中，当显示图像时，背光源以规定的时间间隔周期性闪烁。像这样使背光源以规定的时间间隔闪烁的情况下，即背光源的亮度一定的情况下，如图11(a)所示，基于当前帧的视频信号和前1帧的视频信号求得液晶面板的驱动电压，通过在显示数据的变化点施加较强的电位差，能够得到适当的显示。

然而，如图11(b)、(c)所示，根据图11(a)所示的状态，判断为当液晶的透过率保持不变地延长背光源131的点亮时间而变更亮度时，在显示动态图像的情况下，在移动物体的轮廓中会看到不同灰度等级(中间灰度等级)的轮廓，不能清晰地看到移动体的轮廓(图像的边界)。

这是因为如图11(a)～(c)所示，当使液晶的透过率相同而仅改变背光源的点亮时间时，将液晶的透过率仅以点亮时间进行积分得到的值发生变化，在显示数据的变化点看到不存在于原始(原来)的灰度等级中的中间灰度等级。

本发明解决如上述那样使背光源闪烁并且对液晶面板施加强调电压时，因改变背光源的点亮间隔而出现的新的课题。即，本发明的目的在于提供在显示动态图像时，即使在使背光源闪烁并且改变点亮间隔的情况下，也能够清晰地看到图像的边界的液晶显示装置及其驱动方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的液晶显示装置，其特征在于，具备：液晶面板；和对上述液晶面板照射光的背光源，在1帧期间中包括上述背光源的点亮时间和熄灭时间，通过变更上述背光源的点亮间隔来变更亮度，上述液晶显示装置具备控制电路，该控制电路通过对施加到上述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定，来控制施加到上述液晶面板的驱动电压，在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同的条件下，背光源的点亮时间越长，上述控制电路将施加到上述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

另外，本发明的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于，具备：液晶面板；和对上述液晶面板照射光的背光源，在1帧期间中设置上述背光源的点亮时间和熄灭时间，通过变更上述背光源的点亮间隔来变更亮度，并且在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同的条件下，背光源的点亮时间越长，将施加到上述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

根据上述结构和方法，通过在1帧期间中设置熄灭时间，能够实现低功耗，并且能够抑制起因于保持驱动的灰度等级转变时的动态图像模糊。

另外，如上述那样，在使背光源闪烁而改变点亮间隔时，通过如上述那样对液晶面板施加强调电压，能够减轻在移动体的轮廓中看到不同灰度等级(不存在于原始的灰度等级中的中间灰度等级)的轮廓的情况。因此，根据上述的结构，能够提供在显示动态图像时，即使在变更背光源的点亮间隔而变更亮度的情况下，也清晰地看到移动体的轮廓(图像的边界)的液晶显示装置及其驱动方法。

发明的效果

本发明在通过变更背光源的点亮间隔来变更亮度时，在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同的条件下，背光源的点亮时间越长，将评价基准相同时的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大，具体地讲，将施加到上述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

因此，根据本发明，能够实现低功耗，并且在显示动态图像时，即使在变更背光源的点亮间隔而变更亮度的情况下，也能够减轻在移动体的轮廓中看到不同灰度等级(不存在于原始的灰度等级中的中间灰度等级)的轮廓的情况，能够清晰地看到移动体的轮廓(图像的边界)。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的液晶显示系统的概略结构的框图。

图2是表示本发明的一个实施方式的过冲处理电路的概略结构的框图。

图3是表示在图2所示的LUT存储器中存储多个查找表的状态的图。

图4表示存储在图3所示的LUT存储器中的查找表的一例。

图5(a)～(c)是将表示图1所示的液晶显示系统中的各信号的输入输出、液晶的透过率、将液晶的透过率与背光源的点亮强度的积以点亮时间进行积分所得的值的波形、以及表示液晶面板的图像的实际可视度的波形一起表示的时序图。

图6(a)、(b)是将表示图1所示的液晶显示系统和图10所示的液晶显示系统中的各信号的输入输出、液晶的透过率、将液晶的透过率与背光源的点亮强度的积以点亮时间进行积分所得的值的波形、以及表示液晶面板中的图像的实际可视度的波形排列表示的时序图，(a)是图1所示的液晶显示系统时序图，(b)是图10所示的液晶显示系统的时序图。

图7(a)是排列表示液晶面板中的各像素、被区域分割的背光源的各区域的图，(b)是排列表示液晶面板驱动信号、表示上述背光源的各区域的点亮时间的背光源点亮信号的图。

图8是表示通常的过冲处理电路的概略结构的框图。

图9(a)、(b)是将表示不进行过冲驱动时和进行过冲驱动时的各信号的输入输出、液晶的透过率、表示将液晶的透过率与背光源的点亮强度的积以点亮时间进行积分所得的值的波形、以及表示液晶面板的图像的实际可视度的波形一起表示的时序图，(a)是不进行过冲驱动时的时序图，(b)是进行过冲驱动时的时序图。

图10是表示在图11所示的测定中使用的液晶显示系统的概略结构的框图。

图11(a)～(c)是将表示因背光源的点亮时间的差异引起的液晶面板的图像的实际可视度的差异、各信号的输入输出、液晶的透过率、以及将液晶的透过率与背光源的点亮强度的积以点亮时间进行积分得到的值的波形一起表示的时序图。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的实施方式。

图1是表示本实施方式的液晶显示系统的概略结构的框图。

图1所示的液晶显示系统具备液晶显示装置1和视频生成装置2。

图1所示的液晶显示装置1包括：进行被称为所谓过冲驱动(overshoot)的灰度等级转变强调处理(以下，记为“OS驱动”)的过冲处理电路(以下，记为“OS处理电路”)11、液晶面板驱动电路12、液晶面板13、背光源驱动电路14、背光源15、温度传感器16和未图示的定时控制电路(TCON)。

视频生成装置2向液晶显示装置1输入视频信号(视频数据信号)和表示背光源15的点亮时间等背光源点亮信息的背光源点亮信号(背光源控制信号)。

定时控制电路生成时钟信号、起动脉冲等定时控制信号。液晶显示装置1根据该定时控制信号动作。上述视频信号和背光源点亮信号根据该定时控制信号，被输入到液晶显示装置1。

从视频生成装置2输入到液晶显示装置1的视频信号，被输入到液晶显示装置1的OS处理电路11。另一方面，从视频生成装置2输入到液晶显示装置1的背光源点亮信号，被输入到液晶显示装置1的OS处理电路11，并且通过液晶显示装置1的背光源驱动电路14，被输入到背光源15。

背光源15设置在液晶面板13的背面侧(显示面的相反面侧)，对液晶面板13照射光。背光源驱动电路14根据从视频生成装置2输出的背光源点亮信号(背光源控制信号)，驱动背光源15。

背光源15具备未图示的光源，通过使从光源出射的光随着背光源点亮信号闪烁(点灭)，并改变点亮时间(点亮间隔)，来变更(调节)亮度。

上述液晶显示装置1通过像这样根据背光源点亮信号，在1帧期间中插入背光源15的熄灭时间(熄灭期间)，进行模拟脉冲驱动。

根据本实施方式，通过像这样设置背光源15的点亮期间和熄灭期间(非点亮期间)，通过背光源的点亮控制形成图像显示期间和黑显示期间，从而能够实现低功耗，并且能够抑制起因于保持驱动的、灰度等级转变时的动态图像模糊。

另外，在本实施方式中，上述熄灭期间(非显示期间)优选设置在灰度等级转变时。

通常，在灰度等级转变时，如果背光源不中断地点亮，则在移动体的轮廓中看不到不同灰度等级的轮廓。但是，为了实现低功耗，如上述所述设置熄灭期间(非点亮状态)的情况下，如果在灰度等级转变时设置背光源的点亮期间和熄灭期间，则在移动体的轮廓中看到不同灰度等级的轮廓。

因此，如上述那样通过在灰度等级转变时设置熄灭期间，能够将显示动态图像时在显示数据的变化点产生动态图像模糊的、不同灰度等级(即，与原始的灰度等级不同的中间灰度等级)的显示部分剪切(cut)。其结果，能够使图像的边界清晰。

因此，通过尽可能在灰度等级转变时设置背光源15的熄灭期间，点亮时尽可能成为稳定灰度等级(即，灰度等级转变时成为熄灭状态)，能够减轻在移动体的轮廓看到不同的轮廓的情况。

从而，上述背光源15优选控制其点亮定时，使得在灰度等级转变时具有熄灭期间。另外，上述背光源15优选控制其点亮定时，使得在上述液晶面板13的透过率即将变化之前点亮。

另外，作为上述光源，例如能够使用发光二极管(LED)、有机场致(EL)发光元件、无机EL发光元件等各种发光元件。

通过像这样使用点光源作为上述背光源15，能够在所期望的区域中进行黑显示(黑插入)。

液晶显示装置1通过从视频生成装置2供给上述的背光源点亮信号和视频信号，进行视频显示。

OS处理电路11是通过设定对液晶面板13施加的灰度等级转变时的驱动电压的强度(灰度等级电压值、过冲量)，来控制经由液晶面板驱动电路12施加到液晶面板13上的驱动电压的控制电路。具体地讲，OS处理电路11通过经由液晶面板驱动电路12对液晶面板13施加强调电压，来加速液晶的响应。

在OS处理电路11中，对所输入的视频信号(视频数据信号、灰度等级数据)实施用于进行OS驱动的处理(OS处理)。

从视频生成装置2输入到液晶显示装置1的视频信号，由OS处理电路11进行了OS处理之后，作为液晶面板驱动信号(修正视频信号)，输入到液晶面板驱动电路12。

液晶面板驱动电路12根据上述液晶面板驱动信号驱动液晶面板13。由此，液晶面板13根据上述液晶面板驱动信号，显示基于从视频生成装置2输出的视频信号的视频。

另外，液晶面板13的结构与现有的液晶显示装置中使用的一般的液晶面板相同，因此省略其详细的说明和图示。液晶面板13的结构并不特别限定，能够适用适当的公知的液晶面板。

液晶面板13例如具备有源矩阵基板、与该有源矩阵基板相对的对置基板，在该一对基板之间用密封材料密封有液晶层。作为上述对置基板，例如使用CF(彩色滤光片)基板。

有源矩阵基板设置有多个扫描信号线、数据信号线、TFT(薄膜晶体管)等有源元件。由这些扫描信号线和数据信号线包围的各区域是1个像素，液晶面板13构成为呈矩阵状地配置有像素。

另外，液晶面板驱动电路12具备未图示的扫描信号线驱动电路和数据信号线驱动电路。扫描信号线驱动电路和数据信号线驱动电路，根据时钟信号、起动脉冲等定时控制信号驱动液晶面板13。这时，数据信号线驱动电路根据从OS处理电路11输出的液晶面板驱动信号(修正视频信号)，对液晶面板13进行OS驱动。

温度传感器16测定液晶面板13的表面的温度，将其测定温度输出到OS处理电路11。温度传感器16可以设置在液晶面板13的表面，使得能够直接测定面板表面的温度，也可以设置在与液晶面板13的表面温度有关的部位，根据在该设置部位测定出的温度，检测液晶面板13的温度，以使得能够间接地测定面板表面的温度。

温度传感器16具备未图示的A/D(模拟/数字)转换器，将与检测出的温度相应的模拟信号转换成数字信号后输出。

在OS处理电路11中，如图1所示，从视频生成装置2输入视频信号和背光源点亮信号，并且从温度传感器16输入液晶面板13的表面温度的数据。

OS处理电路11根据这些视频信号、背光源点亮信号，还优选根据液晶面板13的表面温度，对于从视频生成装置2输入的视频信号(原始视频数据信号)，实施用于进行OS驱动的数据转换(OS处理)，然后作为液晶面板驱动信号输出到液晶面板驱动电路12。

上述OS处理电路11通过根据背光源15的点亮时间变更液晶面板13的OS驱动的强度(过冲量)，来减轻在移动体的轮廓看到不同灰度等级的轮廓的情况。

另外，OS处理电路11既可以随时从温度传感器16取得面板表面的温度，也可以根据从视频生成装置2输入的背光源点亮信号，从温度传感器16取得面板表面的温度。

另外，OS处理电路11既可以从视频生成装置2直接取得背光源点亮信号，也可以经由背光驱动电路14取得背光源点亮信号。

其次，参照图2详细说明上述OS处理电路11的结构和动作。

图2是表示本实施方式的OS处理电路11的概略结构的框图。

图2所示的OS处理电路11具备帧缓存器21(存储器)、运算部31(驱动电压设定部)、LUT存储器41(存储部)。

帧缓存器21是暂时存储1帧前的视频数据的帧存储器。帧缓存器21在从图1所示的视频生成装置2输入视频信号时，将该输入的视频信号保持1帧的期间(即，直到输入下一帧的视频信号)。即，帧缓存器21保持前一帧的视频信号(1个垂直期间前的输入图像)。

在LUT存储器41中，存储(保存)有多个LUT(查找表，转换表)，该多个LUT用于根据背光源15的点亮时间，变更由液晶面板13的OS驱动产生的灰度等级转变时的驱动电压的强度(OS强度，过冲量)。

图3表示在LUT存储器41中存储由灰度等级转换产生的灰度等级转换程度相互不同的LUT的状况，图4表示存储在LUT存储器41中的LUT的一例。

如图3所示，在LUT存储器41中，与背光源15的点亮时间和液晶面板13的表面温度对应地设置有多个LUT。

如图4所示，在LUT存储器41中存储的各个LUT中，将由液晶面板13的OS驱动产生的灰度等级转变时的驱动电压的强度(OS强度)作为与被输入到液晶面板13的灰度等级电压值(驱动电压)对应的输出灰度等级(修正灰度等级)，与当前帧的视频信号(后级视频输入信号灰度等级)和前一帧的视频信号(前级视频输入信号灰度等级)的组合对应起来。

另外，LUT中所示的输入灰度等级之间的灰度等级(即LUT中不包含的灰度等级)，基于根据前后的输入灰度等级能够利用LUT得到的输出灰度等级进行内插运算，确定输出灰度等级。由此，能够缩小LUT的大小。

另外，上述LUT存储器41需要存储多个LUT。因此，在上述LUT存储器41中，例如优选使用即使切断电源也持续保持数据的HDD等磁盘装置或半导体存储器即EEPROM。

如图2所示，运算部31具备LUT选择部32(第一运算部)和灰度等级转换部33(第二运算部)。

当从视频生成装置2将背光源点亮信号输入到LUT选择部32，并且从温度传感器16将液晶面板13的表面温度的数据输入到LUT选择部32时，LUT选择部32从在LUT存储器41中存储的多个LUT中，根据背光源点亮时间和液晶面板13的表面温度选择1个LUT，输出到灰度等级转换部33。

对于灰度等级转换部33，从视频生成装置2输入当前帧的视频信号(后级视频输入信号灰度等级)，并且输入从帧缓存器21读出的前一帧的视频信号(前级视频输入信号灰度等级)。

灰度等级转换部33将后级视频输入信号灰度等级和前级视频输入信号灰度等级作为输入值(输入灰度等级)，基于由LUT选择部32选择出的LUT，确定用于进行OS驱动的输出灰度等级(修正灰度等级)。灰度等级转换部33将该输出灰度等级(修正灰度等级)作为液晶面板驱动信号，输出到图1所示的液晶面板驱动电路12。

存储在LUT存储器41中的LUT被设定成背光源15的点亮时间越长，OS强度越强。另外，上述LUT被设定成液晶面板13的表面温度越低，OS强度越强。

在LUT中，存储有在灰度等级转变范围(8bit(比特)时为0～255灰度等级)内的、若干灰度等级转变和液晶面板13的表面温度下的灰度等级转换数据。该灰度等级转换数据起到调整液晶面板13的响应速度的作用。

灰度等级转换数据表示OS的强度，例如如果是120kH驱动的液晶面板，则无论灰度等级转变或液晶面板的表面温度怎样变化都需要小于等于8.3ms的响应速度。但是，液晶面板的响应速度因灰度等级转变范围或液晶面板的表面温度而成为大于等于8.3ms的响应速度。因此，需要提高液晶的响应速度。响应速度能够通过提供较强的电位差来急剧加速。

提供该电位差的是灰度等级转换数据。该灰度等级转换数据在液晶面板13的灰度等级转变范围(8bit(比特)时为0～255灰度等级)内，通过实测若干灰度等级转变和液晶面板13的表面温度来取得，将其存储在LUT中。

基于LUT中没有存储的灰度等级转变和表面温度的灰度等级转换数据通过比例计算来生成。

以上是通常的OS数据的作用。根据本实施方式，通过将该OS数据的作用与背光源15的点亮定时组合，能够减轻通过设置背光源15(例如使用LED作为光源的LED背光源)的非点亮区间而引起的动态图像模糊(虚拟轮廓)的弊端。

例如，在120Hz驱动中，当背光源15的前半周期的非点亮率是50％(4.15ms)，后半周期的点亮率是50％(4.15ms)时，液晶的响应速度如果小于等于4.15ms，则不发生动态图像模糊(虚拟轮廓)。

这样，根据本实施方式，通过相对于背光源15的点亮·非点亮率变更液晶的响应速度，能够减轻动态图像模糊(虚拟轮廓)。

图5的(a)～(c)表示本实施方式的背光源15的点亮时间与OS强度的关系。图5的(a)～(c)是将表示图1所示的液晶显示系统中的各信号的输入输出、液晶的透过率、将液晶的透过率与背光源15的点亮强度的积以点亮时间进行积分得到的值的波形(图中，记为“背光源与液晶的透过率的积”)、以及表示液晶面板13的图像的实际可视度的波形(动态图像显示中的移动体的轮廓)一起表示的时序图(波形图)。

如图5的(a)～(c)所示，在从某个灰度等级(灰度等级A)向某个灰度等级(与灰度等级A不同的灰度等级B)进行灰度等级转变时，通过以点亮时间越长越增强OS强度的方式改变液晶的透过率，无论背光源的点亮时间如何，都能够使显示数据的变化点处的实际可视度成为一定。

即，根据本实施方式，在转变前的灰度等级A和转变后的灰度等级B分别相同的条件下，背光源15的点亮时间越长，将评价基准相同情况下的灰度等级转变时的驱动电压的强度，即施加到上述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。更优选为，通过检测上述液晶面板13的表面温度，在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同且检测出的上述温度相同的条件下，背光源15的点亮时间越长，将对上述液晶面板13施加的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。由此，显示动态图像时，在显示数据的变化点，在移动体的轮廓中不会出现不同灰度等级(即，与原始灰度等级不同的中间灰度等级)的轮廓，能够清晰地看到图像的边界。

另外，在图6(a)、(b)中，将表示图1所示的液晶显示系统和图10所示的液晶显示系统中的各信号的输入输出、液晶的透过率、将液晶的透过率与背光源的点亮强度的积以点亮时间进行积分得到的值的波形(图中，记为“背光源与液晶的透过率的积”)、表示液晶面板中的图像的实际可视度的波形(动态图像显示中的移动体的轮廓)。另外，图6(a)表示图1所示的液晶显示系统的时序图，图6(b)表示图10所示的液晶显示系统的时序图。

如图6(a)、(b)所示，即使在图10所示的液晶显示系统看到中间灰度等级的轮廓的点亮时间中，在图1所示的液晶显示系统，在移动体的轮廓中看不到不同灰度等级的轮廓，能够清晰地看到移动体的轮廓。因此，根据本发明，不会在正在活动的物体轮廓模糊的状态下观看，在显示动态图像时动态图像不会产生模糊。

如上所述，根据本实施方式，在基于视频信号来生成液晶驱动信号时，通过设定根据背光源15的点亮时间变更OS驱动的强度的LUT，能够生成最优的液晶面板驱动信号，以使得能够根据背光源15的点亮时间改变液晶的透过率。换句话讲，仅通过根据背光源15的点亮时间增加要参照的LUT，就能够解决上述的课题。

另外，这时，特别是如上所述，通过根据背光源15的点亮时间和液晶面板13的表面温度，变更评价基准相同时的OS驱动的OS强度，能够进一步生成考虑到液晶的响应速度的温度依赖性的、最优的液晶面板驱动信号。其结果，能够减轻或防止在移动体的轮廓中看到不同灰度等级的轮廓。

另外，在本实施方式中，如上所述，以下述情况为例进行说明：按背光源15的点亮时间与液晶面板13的表面温度的组合设置有LUT，LUT选择部32基于背光源点亮时间和液晶面板13的表面温度选择LUT。

但是本发明并不限于该例，也可以按背光源点亮时间(非点亮率)设置有LUT，LUT选择部32仅基于背光源点亮时间(非点亮率)选择LUT。

但是，液晶材料由于其物性的温度依赖性非常大，所以在液晶显示装置中，其响应速度随液晶材料的温度变化而变化。因此，基于周围温度的变化，在背光源点亮时间中最优过冲量可能发生变化。

因此，如上所述，通过根据背光源15的点亮时间和液晶面板13的表面温度选择LUT，即使液晶面板13的表面温度变化，也能够执行最优OS处理。

另外，在本实施方式中，举出使用LUT决定输出灰度等级的例子进行了说明，但本发明不限于这种情况。运算部31中的灰度等级转换，也可以不使用LUT而通过按照背光源15的点亮时间用计算式进行运算，计算出输出灰度等级。

如上所述，通过使用LUT决定输出灰度等级，能够形成廉价的结构，并且能够在短时间内进行处理。另一方面，如上所述，利用计算式的运算进行灰度等级转换的情况下，能够从结构中除去LUT存储器41，或者能够减小容量。

另外，这种情况下，上述运算部31例如也可以基于背光源15的点亮时间计算非点亮率，基于该计算出的非点亮率对施加到上述液晶面板13的灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

或者，上述运算部31也可以包括LUT更新部，来代替LUT选择部32和灰度等级转换部33，该LUT更新部基于由上述温度传感器16检测出的液晶面板13的表面温度和背光源15的点亮时间(或者非点亮率)，计算过冲参数，并更新LUT。由此，能够缩小LUT的尺寸，能够减小LUT存储器41的容量。

另外，背光源15的点亮率(背光源的照射方式)由视频生成装置2决定。因此，利用视频生成装置2自动决定背光源15的非点亮率。

例如，以120Hz驱动背光源15的情况下，1帧为8.3ms。因此，如果在该8.3ms期间设定点亮率，则自动决定非点亮率。

这样，施加到上述液晶面板13的灰度等级转变时的驱动电压的强度，也可以基于由视频生成装置决定的背光源15的照射方式，利用运算部31进行判定，或者基于背光源15的照射方式，选择LUT等进行切换。

总之，如图5的(a)～(c)所示，优选上述运算部31对液晶面板13的灰度等级转变时的驱动电压的强度进行调整(设定)，以使得将液晶的透过率与背光源的点亮强度的积以点亮时间进行积分得到的值为能够清晰地看到图像的边界的所期望的浓度。即，优选上述运算部31对施加到上述液晶面板13的灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定，以使得在动态图像中的移动体的轮廓中看不到不同灰度等级的轮廓。

在动态图像模糊(虚拟轮廓)的发生部位，产生位于转换前的灰度等级与转换后的灰度等级之间的灰度等级。这是由于在液晶的灰度等级转变的中途背光源15点亮的缘故。因此，通过在灰度等级转变前和灰度等级转变后的稳定的部位以点亮背光源15的方式接近，能够减轻动态图像模糊(虚拟轮廓)。即，该动态图像模糊(虚拟轮廓)的减轻变为对灰度等级浓度进行调整。灰度等级浓度的调整(即，上述动态图像模糊的减轻)如上所述，能够通过相对于背光源15的点亮·非点亮率变更液晶的响应速度来进行。

另外，在将本发明适用在PC(个人计算机)等中的情况下，液晶显示装置1相当于液晶显示模块，视频生成装置2相当于PC等的CPU(中央运算处理装置)。但是，本发明不限于这样的情况，例如，也能够在TV或者便携电话等具有液晶显示模块的各种物品中适用。

从而，图1中例示了与液晶显示装置1分开设置视频生成装置2的情况，视频生成装置2既可以如图1所示设置在液晶显示装置1的外部，也可以设置在液晶显示装置1的内部。即，本发明的液晶显示装置也可以具备视频生成装置(视频生成电路)。

另外，OS处理电路11能够将其一部分或全部与其他电路一起LSI化，还能够在液晶面板13上形成这些LSI化了的电路部分。另外，液晶驱动电路12、背光源驱动电路14等电路也能够将其一部分或者全部进行LSI化，还能够在液晶面板13上形成这些LSI化了的电路部分。另外，视频生成装置2也可以LSI化，如上所述，也可以设置在液晶显示装置1中。

本技术既能够适用于常黑方式，也能够适用于常白方式。

另外，本技术还能够适用于将背光源15分割成多个块(区域)，在每个块中点亮时间均不同的情况。

接着参照图7(a)、(b)，说明这样的分块控制例。

图7(a)排列表示有液晶面板13中的各像素和被区域分割的背光源15中的各区域(块)，图7(b)排列表示有液晶面板驱动信号和表示上述背光源15中的各区域的点亮时间的背光源点亮信号。

特别是，近年来，作为用于液晶显示装置等的照明装置，设置出射照明光的多个区域(以下记为“照明区域”)，根据在液晶面板上显示的图像，按每个照明区域单独控制照明的明亮度(亮度)的区域有源背光源正引起关注。区域有源背光源并非整个面均匀地发光，而是按每个照明区域根据显示数据来控制照明光的点亮时期或点亮时间。

从而，在具备区域有源背光源的液晶显示装置中，对从被分割成多个区域的背光源的各照明区域出射的照明光的各亮度单独进行控制，通过对所对应的液晶面板的各区域(以下，记为“显示区域”)进行照射来显示图像。

因此，在这样的液晶显示装置中，通过基于各照明区域的背光源的点亮信号，按被照射从各照明区域出射的照明光的、与各照明区域相对应的显示区域，设定过冲量(转换量)并进行OS驱动，能够显示高品质的图像。

例如如图7(b)所示，在背光源15被分割成(m+1)×(n+1)的块(区域)，各块与2×2的像素相对应的情况下，通过按照液晶面板驱动信号，输入背光源15的点亮信号，能够适当地驱动液晶面板13。

另外，这种情况下，OS处理电路11中的OS处理既可以使用LUT进行，也可以不使用LUT，而是通过计算式的运算进行。

另外，这种情况下，上述运算部31例如对于如何利用如上述那样被区域分割的背光源照射上述液晶面板13的各显示区域或各像素进行计算以作为非点亮率，基于成为对象的显示区域或像素的照射方式，改变液晶面板13的灰度等级转变时的驱动电压的强度。由此，在与各照明区域相对应的各显示区域中，即使背光源15的点亮时间或液晶面板13的表面温度变化，也能够执行最优的OS驱动。

另外，上述OS处理电路11和该OS处理电路11中的OS处理既可以由硬件逻辑构成，也可以使用CPU(中央运算处理装置)由软件实现。

即，上述液晶显示装置1可以包括：执行实现上述OS处理电路11的各功能的控制程序的命令的CPU；存储上述程序的ROM(读出专用存储器)；展开上述程序的RAM(随机访问存储器)；存储上述程序和各种数据的存储器等存储装置(记录介质)。上述OS处理还能够通过将以计算机能够读取的方式记录有用于实现上述各功能的控制程序的程序代码的记录介质提供给上述液晶显示装置1，通过计算机或CPU、MPU(微处理器)读出并执行记录在记录介质中的程序代码来实现。

作为上述记录介质，例如能够使用：磁带、盒式带等带类；包括软(Floppy，登记商标)盘/硬盘等磁盘或光盘ROM/MO/MD/数字激光视盘/光盘R等光盘的盘类；IC卡(包括存储卡)/光卡等卡类；或者掩模ROM/EPROM/EEPROM/快闪ROM等半导体存储器类等。

另外，还能够将上述液晶显示装置1与通信网络连接，经由通信网络供给上述程序代码。作为该通信网络没有特别限定，例如，能够利用因特网、内部网、外部网、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟专用网(virtual private network)、电话线路网、移动通信网、卫星通信网等。另外，作为构成通信网络的传输介质没有特别限定，例如，无论是IEEE1394、USB、电力线输送、电缆TV线路、电话线、ADSL线路等有线，还是IrDA或遥控那样的红外线、蓝牙(Bluetooth，登记商标)、802.11无线、HDR、便携电话网、卫星线路、地面波数字网等无线都能够利用。另外，本发明还能够以将上述程序代码通过电输送的方式具现化后的、被载入到载波上的计算机数据信号的方式实现。

如上所述，本发明的液晶显示装置，其特征在于：上述液晶显示装置具备：液晶面板；和对上述液晶面板照射光的背光源，在1帧期间中包括上述背光源的点亮时间和熄灭时间，通过变更上述背光源的点亮间隔来变更亮度，上述液晶显示装置具备控制电路，该控制电路通过对施加到上述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定，来控制施加到上述液晶面板的驱动电压，在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同的条件下，背光源的点亮时间越长，上述控制电路将施加到上述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

另外，本发明的液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：上述液晶显示装置具备：液晶面板；和对上述液晶面板照射光的背光源，在1帧期间中设置上述背光源的点亮时间和熄灭时间，通过变更上述背光源的点亮间隔来变更亮度，并且在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同的条件下，背光源的点亮时间越长，将施加到上述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

根据上述结构和方法，如上述那样使背光源闪烁来改变点亮间隔时，通过如上所述对液晶面板施加强调电压，能够减轻在移动体的轮廓中看到不同灰度等级的轮廓的情况。

即，上述控制电路优选对施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定，使得在动态图像中的移动体的轮廓中看不到不同灰度等级的轮廓。

另外，在本发明中，上述背光源被分割成多个区域，对各区域的亮度单独进行控制，上述控制电路，根据上述各区域的背光源的点亮时间，按上述液晶面板的与上述背光源的各区域对应的每个区域，对施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

根据上述结构，能够根据在液晶面板上显示的图像，按上述背光源的被分割的区域控制亮度。而且，在像这样单独控制亮度的各区域中，能够分别减轻在移动体的轮廓中看到不同灰度等级的轮廓的情况。从而，即使在像这样背光源被分割成多个区域的液晶显示装置中，也能够进行高品质的显示。

具体地讲，上述控制电路具备暂时存储前1帧的灰度等级数据的存储器，基于当前帧的灰度等级数据、从上述存储器读出的前1帧的灰度等级数据和背光源的点亮时间，对施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

即，上述控制电路基于背光源的点亮时间进行灰度等级转变强调处理，在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同的条件下，背光源的点亮时间越长，将对上述液晶面板施加的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大，来改变液晶的透过率。从而，无论背光源的点亮时间如何，都能够使在显示数据的变化点的图像的实际可视度成为一定。

上述控制电路，基于当前帧的灰度等级数据和从上述存储器读出的前1帧的灰度等级数据实施用于进行灰度等级转变强调处理的灰度等级转换，并且使用随背光源的点亮时间不同而不同的查找表实施用于进行灰度等级转变强调处理的灰度等级转换，由此，对施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

更具体地讲，上述控制电路可以包括：存储部，其存储由上述灰度等级转换产生的灰度等级变化程度相互不同的多个查找表；从上述查找表中选择1个查找表的选择部；和灰度等级转换部，其使用由上述选择部选择出的查找表，进行上述灰度等级转换，其中，上述选择部基于背光源的点亮时间，从在上述存储部中存储的多个查找表中，选择与背光源的点亮时间相应的1个查找表。

或者，上述控制电路也可以基于背光源的点亮时间计算非点亮率，基于该计算出的非点亮率，对施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

如前者那样，通过使用随背光源的点亮时间不同而不同的查找表，对施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定，能够在短时间内设定与背光源的点亮时间相应的液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度，并且能够形成廉价的结构。

另一方面，如后者那样，在通过计算算出施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度并进行设定的情况下，能够从结构中除去用于存储查找表的存储单元，或者能够减小其容量。

优选对上述背光源的点亮定时进行控制，使得在灰度等级转变时具有熄灭期间。

另外，优选对上述背光源的点亮定时进行控制，使得上述背光源在上述液晶面板的透过率即将变化之前点亮。

通常，如果在灰度等级转变时背光源不中断地点亮，则在移动体的轮廓中看不到不同灰度等级的轮廓。但是，在如本发明这样设置有熄灭期间的情况下，如果在灰度等级转变时设置背光源的点亮期间和熄灭期间，则在移动体的轮廓中看到不同灰度等级的轮廓。因此，通过将背光源的熄灭期间尽可能地设置在灰度等级转变时，点亮时尽可能成为稳定灰度等级，能够减轻在移动体的轮廓中看到不同轮廓的情况。

另外，上述液晶显示装置优选还具备检测上述液晶面板的表面温度的温度传感器，上述控制电路还根据由上述温度传感器检测出的温度，对施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

另外，上述控制电路优选在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同并且上述温度相同的条件下，背光源的点亮时间越长，上述控制电路将施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。另外，上述控制电路优选上述温度越低，上述控制电路将施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

液晶材料由于其物性的温度依赖性非常大，因此在液晶显示装置中，响应速度随液晶材料的温度变化而发生变化。

为此，如上述那样，上述控制电路还根据由上述温度传感器检测出的温度，如上述那样对施加到上述液晶面板的上述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定，即使液晶面板的表面温度发生变化，也能够将灰度等级转变时的驱动电压的强度设定为最优值。

另外，本发明不限于上述的各实施方式，能够在权利要求表示的范围内进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

能够适用于通过使背光源闪烁来改变点亮间隔从而变更亮度的所有液晶显示装置中。本发明的液晶显示装置在显示动态图像时，能够减轻在移动体的轮廓中看到不同灰度等级(原始灰度等级中不包括的中间灰度等级)的轮廓。从而，能够抑制在显示画面中发生残像等而使得动态图像的显示品质降低。因此，本发明能够适当地在TV、监视器、便携电话、导航装置、便携游戏机等广泛领域中的液晶显示装置及其驱动方法中使用。

附图标记的说明

1：液晶显示装置

2：视频生成装置

11：OS处理电路(控制电路)

12：液晶面板驱动电路

13：液晶面板

14：背光源驱动电路

15：背光源

16：温度传感器

21：帧缓存器(存储器)

31：运算部

32：LUT选择部(选择部)

33：灰度等级转换部

41：LUT存储器(存储单元)

Claims (13)

1.一种液晶显示装置，其特征在于：

所述液晶显示装置具备：液晶面板；和对所述液晶面板照射光的背光源，

在1帧期间中包括所述背光源的点亮时间和熄灭时间，通过变更所述背光源的点亮间隔来变更亮度，

所述液晶显示装置具备控制电路，该控制电路通过对施加到所述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定，来控制施加到所述液晶面板的驱动电压，

在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同的条件下，背光源的点亮时间越长，所述控制电路将施加到所述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述背光源被分割成多个区域，对各区域的亮度单独进行控制，

所述控制电路，根据所述各区域的背光源的点亮时间，按所述液晶面板的与所述背光源的各区域对应的每个区域，对施加到所述液晶面板的所述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述控制电路具备暂时存储前1帧的灰度等级数据的存储器，

基于当前帧的灰度等级数据、从所述存储器读出的前1帧的灰度等级数据和背光源的点亮时间，对施加到所述液晶面板的所述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述控制电路，基于当前帧的灰度等级数据和从所述存储器读出的前1帧的灰度等级数据实施用于进行灰度等级转变强调处理的灰度等级转换，并且使用随背光源的点亮时间不同而不同的查找表实施用于进行灰度等级转变强调处理的灰度等级转换，由此，对施加到所述液晶面板的所述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述控制电路包括：

存储部，其存储由所述灰度等级转换产生的灰度等级变化程度相互不同的多个查找表；

从所述查找表中选择1个查找表的选择部；和

灰度等级转换部，其使用由所述选择部选择出的查找表，进行所述灰度等级转换，其中，

所述选择部基于背光源的点亮时间，从在所述存储部中存储的多个查找表中，选择与背光源的点亮时间相应的1个查找表。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

对所述背光源的点亮定时进行控制，使得在灰度等级转变时具有熄灭期间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

对所述背光源的点亮定时进行控制，使得所述背光源在所述液晶面板的透过率即将变化之前点亮。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述控制电路对施加到所述液晶面板的所述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定，使得在动态图像中的移动体的轮廓中看不到不同灰度等级的轮廓。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述控制电路基于背光源的点亮时间计算非点亮率，基于该计算出的非点亮率，对施加到所述液晶面板的所述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：

还具备检测所述液晶面板的表面温度的温度传感器，

所述控制电路还根据由所述温度传感器检测出的温度，对施加到所述液晶面板的所述灰度等级转变时的驱动电压的强度进行设定。

11.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：

在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同并且所述温度相同的条件下，背光源的点亮时间越长，所述控制电路将施加到所述液晶面板的所述灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

12.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：

所述温度越低，所述控制电路将施加到所述液晶面板的所述灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

13.一种液晶显示装置的驱动方法，其特征在于：

所述液晶显示装置具备：液晶面板；和对所述液晶面板照射光的背光源，

在1帧期间中设置所述背光源的点亮时间和熄灭时间，通过变更所述背光源的点亮间隔来变更亮度，并且在转变前的灰度等级和转变后的灰度等级分别相同的条件下，背光源的点亮时间越长，将施加到所述液晶面板的灰度等级转变时的驱动电压的强度设定得越大。

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