CN103366699B - 图像显示设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像显示设备及其控制方法。所述图像显示设备包括：发光单元，用于发出光；显示面板，用于通过使来自所述发光单元的光以基于输入图像信号的透过率透过来显示图像；以及控制单元，用于针对各帧设置分别具有不同长度的多个点亮时间段，并且对所述发光单元的点亮和熄灭进行控制，以使得所述发光单元在点亮时间段内点亮并且在除所述点亮时间段以外的时间段内熄灭，其中，在所述图像的亮度亮的情况下，所述控制单元使一帧内的点亮时间段的数量与所述图像的亮度暗的情况相比变大。

Description

图像显示设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种图像显示设备及其控制方法。
背景技术
诸如液晶显示设备(液晶显示器)等的保持型图像显示设备在显示运动图像的情况下会发生观看到运动图像存在拖尾(tailing)的被称为“运动模糊”的现象。
存在用于改善这种液晶显示设备的运动模糊的被称为“背光(BL)扫描”的技术，其中该“BL扫描”(通过在各帧之间进行黑插入，即插入黑图像)使BL进行脉冲型发光。例如，存在如下技术：在驱动具有按矩阵形式配置的多个LED(光源)的背光时，从画面的上侧向着下侧顺次点亮及顺次熄灭LED的BL线(各自由多个LED构成的矩阵线)。在针对每帧仅进行一次BL扫描的情况下，发生闪烁干扰。
例如，日本特开2000-322029和日本特开2008-65228公开了用于减少闪烁干扰的传统技术。具体地，日本特开2000-322029和日本特开2008-65228中所公开的技术进行针对每帧使背光多次点亮的控制。此外，根据日本特开2008-65228中所公开的技术，针对各帧按不同的定时点亮背光。
然而，在使用日本特开2000-322029和日本特开2008-65228中所公开的技术的情况下，发生看到物体的轮廓呈多重的重像模糊(double-image blur)。以下说明针对运动模糊和重像模糊。
首先，参考图16A～16G来说明运动模糊。图16A～16G是示出在不进行BL扫描的状态下在画面上显示从左侧向着右侧移动的物体的图像的情况下发生的示例干扰(运动模糊)的示意图。
图16A是示出在三个帧时间段t1、t2和t3内输入至液晶显示线A(由多个液晶元件构成的矩阵线)的示例输入图像信号(输入至液晶显示设备的图像信号)的图。图16A示出表示亮物体O在暗背景B上从画面的左侧向着右侧移动的示例图像信号。
图16B是示出时间段t3内构成液晶线A的液晶元件的示例透过率的图。图16B的纵轴表示液晶元件的透过率，而图16B的横轴表示液晶元件的(水平方向(横方向)上的)空间位置。透过率与图像的亮度相对应。
图16C是示出相对于输入图像信号的示例垂直同步信号的图。时间段t1、t2和t3各自是1帧时间段。针对每1帧时间段输入一次垂直同步信号。
图16D是示出背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的示例点亮状态的图。图16D的纵轴表示时间，而图16D的横轴表示各时间点处背光的亮度(瞬时值、即瞬时亮度)。在图16D中，将背光的瞬时亮度恒定地设置为1。
图16E是示出在上述三个帧时间段t1、t2和t3内显示在液晶线A上的示例显示图像(显示在画面上的图像)的图。图16E的纵轴表示时间，而图16E的横轴表示空间位置。由于在图16E中背光总是点亮(参见图16D)，因此恒定地显示基于输入图像信号的图像。在图16E中，仅示出物体O的区域并且没有示出背景B的区域。
图16F是示出在观看者(用户)的眼睛跟随物体O的运动的情况下输入至该观看者的眼睛的视网膜的亮度的积分值、即观看者所感知到的图像(液晶线A上的图像)的示例的图。
图16G是示出图16F所示的积分值的分布(即，亮度分布)的图。在将图16B和16G彼此比较的情况下，在图16B中物体O的边缘部的亮度急剧地改变，而在图16G中物体O的边缘部1501的亮度缓和地改变。这意味着在物体O的边缘部发生模糊(运动模糊)。
接着参考图17A～17G来说明重像模糊。图17A～17G是示出在进行如日本特开2000-322029和日本特开2008-65228中所公开的BL扫描的情况下在画面上显示从左侧向着右侧移动的物体的图像时发生的示例干扰(包括运动模糊和重像模糊)的示意图。
图17A～17C分别与图16A～16C相同。
图17D是示出背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的示例点亮状态的图。图17D的纵轴表示时间，而图17D的横轴表示各时间点处背光的瞬时亮度。在图17D中，在一帧内设置背光的两个点亮时间段。将各点亮时间段内的背光的瞬时亮度恒定地设置为2。这是为了维持一帧内从背光发出的总光量而进行的。
图17E是在三个帧时间段t1、t2和t3内显示在液晶线A上的示例显示图像。图17E的纵轴表示时间，而图17E的横轴表示空间位置。在图17E中，在背光的点亮时间段内显示基于输入图像信号的图像(但是，该图像的亮度比在图16E中高)，而在背光的非点亮时间段(熄灭时间段)内显示黑图像。这意味着交替显示基于输入图像信号的图像和黑图像。在图17E中，仅示出物体O的区域并且没有示出背景B的区域。
图17F是示出在观看者的眼睛跟随物体O的运动的情况下输入至该观看者的眼睛的视网膜的亮度的积分值、即该观看者所感知到的图像(液晶线A上的图像)的示例的图。
图17G是示出图17F所示的积分值的分布(即，亮度分布)的图。图17G中物体O的边缘部1601的亮度的变化比图16G中陡峭。这意味着改善了在物体O的边缘部发生的模糊(运动模糊)。然而，在图17G的示例中，边缘部1601的亮度的变化包含作为亮度保持恒定的区域的平坦部1602。平坦部1602的亮度是处于背景B的亮度和物体O的亮度之间的大致中点的值。这种平坦部造成重像模糊。
仅通过进行日本特开2000-322029和日本特开2008-65228中所公开的BL扫描，可以减轻闪烁干扰和运动模糊，但容许重像模糊发生。
例如，日本特开2006-18200公开了用于减轻这种重像模糊的传统技术。具体地，日本特开2006-18200中所公开的技术使用作为针对每帧发出一次的脉冲信号与频率高于帧频率的脉冲信号的OR(逻辑或)的点亮信号(背光驱动信号)。日本特开2006-18200中所公开的技术通过使用这种点亮信号来减轻重像模糊。
然而，由于一帧内背光的点亮次数恒定，因此依赖于上述日本特开2000-322029、日本特开2008-65228和日本特开2006-18200中所公开的技术的一些显示图像使得从视觉上观察到闪烁干扰。
发明内容
本发明提供一种能够减轻闪烁干扰、运动模糊和重像模糊的图像显示设备。
根据本发明，一种图像显示设备，包括：发光单元，用于发出光；显示面板，用于通过使来自所述发光单元的光以基于输入图像信号的透过率透过来显示图像；以及控制单元，用于针对各帧设置分别具有不同长度的多个点亮时间段，并且对所述发光单元的点亮和熄灭进行控制，以使得所述发光单元在点亮时间段内点亮并且在除所述点亮时间段以外的时间段内熄灭，其中，在所述图像的亮度亮的情况下，所述控制单元使一帧内的点亮时间段的数量与所述图像的亮度暗的情况相比变大。
根据本发明，一种图像显示设备的控制方法，所述图像显示设备具有：发光单元，用于发出光；以及显示面板，用于通过使来自所述发光单元的光以基于输入图像信号的透过率透过来显示图像，所述控制方法包括以下步骤：设置步骤，用于针对各帧设置分别具有不同长度的多个点亮时间段；以及控制步骤，用于对所述发光单元的点亮和熄灭进行控制，以使得所述发光单元在点亮时间段内点亮并且在除所述点亮时间段以外的时间段内熄灭，其中，在所述设置步骤中，在所述图像的亮度亮的情况下，使一帧内的点亮时间段的数量与所述图像的亮度暗的情况相比变大。
根据本发明，可以减轻闪烁干扰、运动模糊和重像模糊。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。
附图说明
图1示出根据实施例1的液晶显示设备的示例配置；
图2示出根据实施例1的用于确定点亮时间段的示例过程；
图3示出BL光控制值和点亮次数之间的关系的示例函数；
图4是示出各点亮次数处的发光亮度比的示例表；
图5示出根据实施例1的BL驱动电流的示例波形；
图6A～6I示出在利用图5所示的BL驱动电流点亮背光的情况下获得的示例效果；
图7示出根据实施例1的BL驱动电流的示例波形；
图8A～8I示出在利用图7所示的BL驱动电流点亮背光的情况下获得的示例效果；
图9A和9B各自示出根据实施例1的BL驱动电流的示例波形；
图10A～10J示出在利用图9A所示的BL驱动电流点亮背光的情况下获得的示例效果；
图11A～11I示出在利用图9B所示的BL驱动电流点亮背光的情况下获得的示例效果；
图12A～12G示出在颠倒图5所示的点亮时间段的顺序的情况下获得的示例效果；
图13示出根据实施例2的液晶显示设备的示例配置；
图14示出用于计算运动判断值的示例过程；
图15示出根据实施例2的用于确定点亮时间段的示例过程；
图16A～16G示出在不进行BL扫描的情况下发生的示例干扰；以及
图17A～17G示出在进行传统的BL扫描的情况下发生的示例干扰。
具体实施方式
以下将说明本发明的实施例。应当注意，尽管以下说明涉及液晶显示设备及其控制方法，但根据本发明的图像显示设备(及其控制方法)不限于这种液晶显示设备(及其控制方法)。根据本发明的图像显示设备可以是包括以下的任何图像显示设备：发光单元，用于发出光；以及显示面板，用于通过使来自发光单元的光以基于输入图像信号的透过率透过来显示图像。
实施例1
将说明根据本发明的实施例1的液晶显示设备及其控制方法。
图1是示出根据本实施例的液晶显示设备的示例配置的框图。
如图1所示，根据本实施例的液晶显示设备包括脉冲调制单元101、背光控制单元102、背光103、液晶面板104和显示控制单元105等。
液晶面板104是具有基于输入图像信号来控制透过率的多个液晶元件的显示面板。
显示控制单元105基于输入图像信号来控制液晶面板104的多个液晶元件的透过率。
背光103是被配置为向着液晶面板104的背面发射光的发光单元。在本实施例中，背光103具有能够针对通过分割液晶面板104的画面区域(即，分割图像)所获得的块来逐块控制点亮和熄灭的配置。具体地，背光103具有与液晶面板104的背面相对的以矩阵形式配置的多个LED作为光源。在本实施例中，背光的亮度是可变的。
并不局限于这种背光。例如，可以使用包括板面与液晶面板104的背面相对的导光板和设置在该导光板的边缘部上的光源的边缘光型背光。光源不限于LED。例如，光源可以是冷阴极管。
脉冲调制单元101设置背光的点亮时间段。在本实施例中，脉冲调制单元101针对各帧设置分别具有不同长度的多个点亮时间段。后面将说明设置点亮时间段的方法。
背光控制单元102对背光103的点亮和熄灭进行控制，以使得背光103在脉冲调制单元101所设置的背光的点亮时间段内点亮、并且在除该点亮时间段以外的时间段内熄灭。在本实施例中，将背光103熄灭的时间段称为“熄灭时间段”。
在本实施例中，针对各块来设置属于该块的LED的点亮时间段，同时对属于该关注块的这些LED的点亮和熄灭进行控制。具体地，一个BL线(由多个LED构成的矩阵线)上的所有LED构成1块的LED。各BL线的LED从画面的上侧向着下侧顺次点亮。
在本实施例中，在点亮时间段内的各时刻背光的亮度(瞬时值、即瞬时亮度)是预先确定的固定值。背光的瞬时亮度可以由显示控制单元105基于输入图像信号等来确定。例如，在输入图像信号是表示暗图像的信号的情况下，背光的瞬时亮度可以降低。如此，一帧内来自背光的总发光量减少，由此降低了一帧内背光的亮度。在这种情况下，显示控制单元105可以基于背光的瞬时亮度对输入图像信号进行图像处理，并且基于已经过图像处理的输入图像信号来控制各液晶元件的透过率。例如，显示控制单元105可以对输入图像信号进行图像处理，从而防止画面的亮度因背光的亮度基于输入图像信号的变化而改变。利用这种配置，可以提高图像的对比度并且降低电力消耗。可以基于输入图像信号来确定一帧内点亮时间段的总时间长度。
以下说明涉及利用脉冲调制单元101来设置(确定)背光的点亮时间段的方法。
脉冲调制单元101通过使用BL光控制值BLa来确定一帧内背光的点亮次数(点亮频率n)(即，一帧内的点亮时间段的数量)以及各点亮时间段的长度BLd(x)和开始时刻BLp(x)。x是1～n的整数并且表示点亮时间段的顺序。BLa表示一帧内的点亮时间段的总时间长度。随着BLa值增大，一帧内的点亮时间段的总时间长度变长，因而一帧内的背光的亮度变高(即，一帧内的背光的总发光量变大)。换句话说，随着BLa值减小，一帧内的点亮时间段的总时间长度变短，因而一帧内的背光的亮度变低(即，一帧内的背光的总发光量变小)。BLd(x)表示一帧内的多个点亮时间段中的第x个点亮时间段的长度。BLp(x)表示一帧内的多个点亮时间段中的第x个点亮时间段的开始时刻。
图2是示出用于确定点亮次数n、各点亮时间段的长度BLd(x)和各点亮时间段的开始时刻BLp(x)的示例过程的流程图。
起初，脉冲调制单元101确定点亮次数n，以使得在画面(图像的亮度)亮的情况下，一帧内的点亮时间段的数量与画面暗的情况相比变大(步骤S1021)。这是因为在画面亮的情况下，与画面暗的情况相比更容易从视觉上观察到闪烁干扰。在本实施例中，可以通过在画面亮的情况下使一帧内的点亮时间段的数量(点亮次数n)与画面暗的情况相比变大，来抑制运动模糊并且精确地控制闪烁干扰。另一方面，增加点亮次数n使得从视觉上更容易观察到重像模糊。在本实施例中，可以通过在画面暗的情况下减少点亮次数n，在抑制运动模糊和闪烁干扰的同时抑制重像模糊。
在输入图像信号表示单色图像的情况下，画面随着背光变亮(随着BL光控制值BLa变大)而变亮。由于该原因，本实施例利用背光的亮度作为画面的亮度来确定点亮次数n。由于如上所述、根据本实施例的背光的瞬时亮度是固定值，因此根据所关注的帧内的点亮时间段的总时间长度、即BL光控制值BLa的设置值来确定一帧内的背光的亮度。由于该原因，根据BL光控制值BLa的设置值来确定点亮次数n。这样可以利用减少的处理量来实现步骤S1021的处理。通过用户的操作或者基于图像显示模式或输入图像信号来确定(或设置)BL光控制值BLa。例如，根据输入图像信号的灰度值(例如，平均灰度值)来确定BL光控制值BLa。具体地，使用图3所示的函数或者表示BL光控制值BLa和点亮次数n之间的关系的表来确定点亮次数n。在图3所示的示例中，在BL光控制值BLa高的情况下，点亮次数n被设置成比BL光控制值BLa低的情况大。
在步骤S1021之后，脉冲调制单元101确定各点亮时间段的长度BLd(x)(步骤S1022)。在本实施例中，使用表达式1来计算各点亮时间段的长度BLd(x)。在表达式1中，h(x)表示背光的发光亮度比(一帧中的第x个点亮时间段内背光的总发光量相对于该关注帧中背光的总发光量的比)。使用如图4所示的预定表(针对各点亮次数n表示值x和发光亮度比h(x)之间的关系的表)来确定发光亮度比h(x)。在图4所示的示例中，对h(1)～h(n)设置不同的值。因此，BLd(1)～BLd(n)的值(长度)彼此不同。由于将h(1)～h(n)的总和设置为1，因此BLd(1)～BLd(n)的总和等于BLa。
BLd(x)=h(x)×BLa...(表达式1)
随后，脉冲调制单元101确定各点亮时间段的开始时刻BLp(x)(步骤S1023)。在本实施例中，使用表达式2来计算各点亮时间段的开始时刻BLp(x)。在表达式2中，Fa表示1帧时间段的长度。
BLp(x)=BLd(x-1)+BLp(x-1)+(Fa-BLa)/Gt...(表达式2)
在本实施例中，将1帧时间段的开始时刻设置为0，并且将第1个(x=1)点亮时间段的开始时刻BLp(1)设置为等于0。
在本实施例中，将Gt设置为等于n。通过如此设置，确定点亮时间段以使得熄灭时间段的长度均匀。通过这样使熄灭时间段的长度均匀，与熄灭时间段的长度不均匀的情况相比，可以进一步减轻闪烁干扰。
通过步骤S1021～S1023，确定了一帧内的点亮时间段。
随后，脉冲调制单元101将步骤S1022中计算出的n个点亮时间段长度BLd(x)和步骤S1023中计算出的n个开始时刻BLp(x)输出至背光控制单元102(步骤S1024)。背光控制单元102基于从脉冲调制单元101输入的BLp(x)和BLd(x)向背光103的LED施加驱动电流(BL驱动电流)，由此使这些LED点亮。
图5示出根据本实施例的(要施加于LED的)BL驱动电流的示例波形。在图5所示的示例中，由多个光源(LED)构成的矩阵的行数(BL线)为4个。也就是说，图5示出将画面区域分割成在垂直方向上排列的四个区域(块)的配置。在图5中，点亮次数n为2。
使BL线1(最上侧的BL线)的LED在从帧时间段开始时刻(在图5所示的示例中为将垂直同步信号VS切换为OFF的时刻)起的时间段BLd(1)内点亮。之后，使BL线1的LED在时间段BLe1内熄灭。然后，使BL线1的LED在从自帧时间段开始时刻起经过了BLd(1)+BLe1的时刻(BLp(2))起的时间段BLd(2)内点亮。这样，使LED在一帧内点亮两次。以与BL线1的LED的点亮和熄灭相同的方式对BL线2～4的LED的点亮和熄灭进行控制。BL线2的点亮开始时刻和点亮结束时刻相对于BL线1的点亮开始时刻和点亮结束时刻分别延迟了延迟时间dy。BL线3的点亮开始时刻和点亮结束时刻相对于BL线2的点亮开始时刻和点亮结束时刻分别延迟了延迟时间dy。BL线4的点亮开始时刻和点亮结束时刻相对于BL线3的点亮开始时刻和点亮结束时刻分别延迟了延迟时间dy。例如，使用表达式3来计算延迟时间dy。
dy=1帧时间段/BL线数...(表达式3)
将参考图6A～6I来说明本实施例的效果。
图6A～6I是在使用图5所示的BL驱动电流点亮背光以在画面上显示从左侧向着右侧移动的物体的图像的情况下产生的示例效果的示意图。
图6A是示出三个帧时间段t1、t2和t3内输入至液晶线A(由多个液晶元件构成的矩阵线)的示例输入图像信号的图。图6A示出表示亮物体O在暗背景B上从画面的左侧向着右侧移动的示例图像信号。
图6B是示出时间段t3内液晶线A上的液晶元件的示例透过率的图。图6B的纵轴表示液晶元件的透过率，并且图6B的横轴表示液晶元件的(水平方向(横方向)上的)空间位置。透过率与图像的亮度相对应。
图6C是示出相对于输入图像信号的示例垂直同步信号的图。时间段t1、t2和t3各自是1帧时间段。针对每1帧时间段输入一次垂直同步信号。
图6D是示出背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的示例点亮状态的图。图6D的纵轴表示时间，而图6D的横轴表示各时间点处背光的亮度。在图6D中，设置两个点亮时间段作为一帧内的背光的点亮时间段。这两个点亮时间段各自具有不同的长度。
图6E是示出在上述三个帧时间段t1、t2和t3内显示在液晶线A上的示例显示图像(显示在画面上的图像)的图。图6E的纵轴表示时间，而图6E的横轴表示空间位置。在图6E中，在背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的点亮时间段内显示基于输入图像信号的图像，而在非点亮时间段(熄灭时间段)内显示黑图像。也就是说，交替显示基于输入图像信号的图像和黑图像。具体地，针对显示时间不同的时间段，将基于输入图像信号的图像显示两次。在图6E中，仅示出物体O的区域并且没有示出背景B的区域。
图6F是示出在观看者的眼睛跟随物体O的运动的情况下输入至观看者的眼睛的视网膜的亮度的积分值、即观看者所感知到的图像(液晶线A上的图像)的示例的图。
图6G是示出图6F所示的积分值的分布(亮度分布)的图。
图6H和6I是各自示出传统的亮度分布的图。具体地，图6H示出在不进行BL扫描的情况下获得的亮度分布(参见图16F)。图6I示出在进行传统的BL扫描的情况下获得的亮度分布(参见图17F)。
通过设置多个点亮时间段(通过将一个点亮时间段分割成多个点亮时间段)，使图6G所示的物体O的边缘部1061的亮度的变化与图6H所示的物体O的边缘部1064的亮度的变化相比变陡峭。由于该原因，本实施例(图6G)与图6H所示的示例相比在运动模糊方面得到进一步改善。
通过使多个点亮时间段分别具有不同长度，图6G所示的平坦部1062(即，边缘部内的亮度恒定的区域)的亮度取比图6I所示的平坦部1065的亮度更接近背景B的亮度的值。图6G所示的平坦部1063的亮度取比图6I所示的平坦部1065的亮度更接近物体O的亮度的值。通过这样分别使平坦部的亮度的值更接近背景的亮度和物体的亮度，与平坦部的亮度是背景的亮度和物体的亮度之间的中点值(平均值)的情况相比，可以减轻重像模糊。
如上所述，本实施例使得在画面亮的情况下一帧内的点亮时间段的数量比画面暗的情况大。这使得可以精确地减轻闪烁干扰。
根据本实施例，使一帧内的多个点亮时间段的长度彼此不同。该配置可以使平坦部的亮度更接近背景或物体的亮度，由此减轻重像模糊。
根据本实施例，对点亮时间段进行设置以使得熄灭时间段的长度均匀。这使得黑图像显示的各时间段均匀，由此能够进一步减轻闪烁干扰。
并不局限于上述设置点亮时间段的方法。可以以任意方式设置点亮时间段，只要在画面亮的情况下使一帧内的点亮时间段的数量比画面暗的情况大、同时一帧内的多个点亮时间段的长度彼此不同即可。例如，各点亮时间段的长度和开始时刻可以由用户来设置。
在本实施例中，针对各BL线来控制背光的点亮和熄灭。也就是说，各BL线上的所有光源构成一个块的光源。然而，并不局限于该配置。例如，背光的所有光源可以构成一个块的光源。这意味着整个背光的所有光源可以同时点亮和熄灭。可选地，可以使用单一光源作为一个块的光源。
在本实施例中，点亮次数n在各块之间保持不变。然而，点亮次数n在各块之间可以不同。具体地，可以针对各块根据关注块的画面的亮度来确定该块内的背光的点亮次数n。如此，可以更加精确地减轻闪烁干扰。具体地，可以针对各块、与关注块内所显示的图像的特征一致地减轻闪烁干扰。
在本实施例中，使用BL光控制值(一帧内的背光的亮度)作为该关注帧的画面的亮度来确定点亮次数n。然而，并不局限于确定点亮次数n的该方法。例如，可以通过使用BL光控制值和输入图像信号(各液晶元件的透过率)来具体计算(预测)一帧的画面的亮度。
在本实施例中，针对各帧设置多个点亮时间段。在输入图像信号表示运动少的图像的情况下，针对多个帧设置多个点亮时间段。在这种情况下，一个点亮时间段可能跨越两帧。
可以对点亮时间段进行设置，以使得一帧内的点亮时间段之间的间隔与从该关注帧内的最后点亮时间段的结束时刻到该帧的结束时刻的时间长度相比变短。也就是说，可以将一帧内的点亮时间段之间的间隔设置得比图5的情况短。这使得可以进一步减轻运动模糊和重像模糊。
例如，可以通过使表达式2中的Gt的值大于点亮次数n来设置这些点亮时间段。
图7是示出在通过将点亮次数n设置为等于2并将Gt的值设置为等于4来计算BLp(x)的情况下获得的BL驱动电流的示例波形的图。在使Gt的值大于点亮次数n的情况下，第1个点亮时间段和第2个点亮时间段之间的间隔BLe2变得短于在Gt的值等于点亮次数n的情况下获得的间隔(图5的BLe1)。也就是说，第1个点亮时间段和第2个点亮时间段之间的间隔变得短于从第2个点亮时间段的结束时刻到该帧的结束时刻的时间长度。
将参考图8A～8I来说明在利用图7所示的BL驱动电流驱动背光的情况下产生的效果。
图8A～8I是示出在使用图7所示的BL驱动电流点亮背光以在画面上显示从左侧向着右侧移动的物体的图像的情况下产生的示例效果的示意图。
图8A～8C、8H和8I分别与图6A～6C、6H和6I相同。
图8D是示出背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的示例点亮状态的图。图8D的纵轴表示时间，而图8D的横轴表示各时间点处背光的瞬时亮度。在图8D中，设置两个点亮时间段作为一帧内的背光的点亮时间段。这两个点亮时间段的长度彼此不同。第1个点亮时间段和第2个点亮时间段之间的间隔被设置成与熄灭时间段均匀的情况(参见图6D)相比在长度方面较短。
图8E是示出在三个帧时间段t1、t2和t3内显示在液晶线A上的示例显示图像的图。图8E的纵轴表示时间，而图8E的横轴表示空间位置。在图8E中，在背光的点亮时间段内显示基于输入图像信号的图像，而在背光的非点亮时间段(熄灭时间段)内显示黑图像。也就是说，交替显示基于输入图像信号的图像和黑图像。具体地，针对显示时间不同的时间段，将基于输入图像信号的图像显示两次。在图8E中，仅示出物体O的区域并且没有示出背景B的区域。
图8F是示出在观看者的眼睛跟随物体O的运动的情况下输入至观看者的眼睛的视网膜的亮度的积分值、即观看者所感知到的图像(液晶线A上的图像)的示例的图。
图8G是示出图8F所示的积分值的分布(即，亮度分布)的图。
通过在缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔的情况下设置多个点亮时间段，与图8I所示的物体O的边缘部1084的亮度的变化相比，图8G所示的物体O的边缘部1081的亮度的变化变陡峭。由于该原因，图8G所示的示例与图8H和8I所示的示例相比在运动模糊方面得到进一步改善。
通过使多个点亮时间段分别具有不同长度，图8G所示的示例如图6G所示的示例那样展现出减轻的重像模糊。
此外，通过缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔，图8G中的各平坦部1082和1083的尺寸与熄灭时间段的长度均匀的情况(参见图8I和6G)相比变小。由于该原因，图8G所示的示例与熄灭时间段的长度均匀的情况(参见图8I和6G)相比在重像模糊方面得到进一步改善。
可以使用以下表达式(3)来计算各点亮时间段的开始时刻BLp(x)。通过向表达式2添加项“-BLd(x)/2”，可以进一步缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔。
BLp(x)=BLd(x-1)+BLp(x-1)+(Fa-BLa)/Gt-BLd(x)/2
...(表达式3)
在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，可以对这些点亮时间段进行设置，以使得关注帧内的点亮时间段之间的间隔逐渐变短。
例如，可以通过在计算开始时刻BLp(x)时逐渐增大Gt的值来简单地设置这些点亮时间段。
图9A是示出在通过将点亮次数n设置为等于3来计算BLp(x)的情况下获得的BL驱动电流的示例波形的图。在图9A中，BLe3表示第1个点亮时间段(即，长度为BLd(1)的时间段)和第2个点亮时间段(即，长度为BLd(2)的时间段)之间的间隔。BLe4表示第2个点亮时间段和第3个点亮时间段(即，长度为BLd(3)的时间段)之间的间隔。图9A示出h1:h2:h3=0.7:0.2:0.1的情况。
通过在Gt的值逐渐增大的情况下计算开始时刻BLp(x)，以一帧内的点亮时间段之间的间隔逐渐变短的方式确定这些点亮时间段。具体地，间隔BLe4的长度短于间隔BLe3的长度。
将参考图10A～10J来说明在使用图9A所示的BL驱动电流驱动背光的情况下产生的效果。
图10A～10J是示出在使用图9A所示的BL驱动电流点亮背光以在画面上显示从左侧向着右侧移动的物体的图像的情况下产生的示例效果的示意图。
图10A～10C、10H和10I分别与图6A～6C、6H和6I相同。
图10D是示出背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的示例点亮状态的图。图10D的纵轴表示时间，而图10D的横轴表示各时间点处背光的瞬时亮度。在图10D中，设置三个点亮时间段作为一帧内的背光的点亮时间段。这三个点亮时间段的长度彼此不同。此外，第1个非点亮时间段的长度(第1个点亮时间段和第2个点亮时间段之间的间隔)不同于第2个非点亮时间段的长度(第2个点亮时间段和第3个点亮时间段之间的间隔)。具体地，第2个非点亮时间段的长度被设置成短于第1个非点亮时间段的长度。此外，第1个非点亮时间段和第2个非点亮时间段的长度被设置成短于第3个非点亮时间段的长度(即，从第3个点亮时间段的结束时刻到该帧的结束时刻的时间长度)。也就是说，与图8D相同，一帧内的点亮时间段之间的间隔被设置成比熄灭时间段的长度均匀的情况短。
图10E是示出在三个帧时间段t1、t2和t3内显示在液晶线A上的示例显示图像的图。图10E的纵轴表示时间，而图10E的横轴表示空间位置。在图10E中，在背光的点亮时间段内显示基于输入图像信号的图像，而在背光的非点亮时间段(熄灭时间段)内显示黑图像。也就是说，交替显示基于输入图像信号的图像和黑图像。具体地，针对显示时间不同的时间段，将基于输入图像信号的图像显示三次。在图10E中，仅示出物体O的区域并且没有示出背景B的区域。
图10F是示出在观看者的眼睛跟随物体O的运动的情况下输入至观看者的眼睛的视网膜的亮度的积分值、即观看者所感知到的图像(液晶线A上的图像)的示例的图。
图10G是示出图10F所示的积分值的分布(即，亮度分布)的图。
通过在缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔的情况下设置多个点亮时间段，使图10G所示的物体O的边缘部1101的亮度的变化与图10I所示的物体O的边缘部1104的亮度的变化相比更陡峭。由于该原因，如图8G那样，图10G所示的示例与图10H和10I所示的示例相比在运动模糊方面得到进一步改善。
通过使多个点亮时间段分别具有不同长度，图10G所示的示例如图6G所示的示例那样展现出减轻的重像模糊。
通过设置三个点亮时间段(通过将一个点亮时间段分割成三个)，图10G所示的倾斜部(边缘部的除平坦部以外的部分)的尺寸与设置两个点亮时间段(通过将一个点亮时间段分割成两个)的情况相比变小。具体地，在图10G中，倾斜部的尺寸与图8G相比变小。由于该原因，图10G所示的示例与图8G所示的示例相比在运动模糊方面得到进一步改善。
通过缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔，与图8G相同，图10G所示的示例与熄灭时间段的长度均匀的情况相比在重像模糊方面得到进一步改善。
此外，通过逐渐缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔，如图10G所示，边缘部的多个平坦部的尺寸变得彼此不同。由于该原因，可以期望图10G所示的示例与一帧内的点亮时间段之间的间隔均匀的情况相比展现出进一步减轻的重像模糊。
在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，可以对这些点亮时间段进行设置，以使得关注帧内的点亮时间段之间的间隔逐渐变长。
例如，可以通过在计算开始时刻BLp(x)时逐渐减小Gt的值来简单地设置这些点亮时间段。
图9B是示出在通过将点亮次数设置为等于3来计算BLp(x)的情况下获得的BL驱动电流的示例波形的图。在图9B中，BLe3表示第1个点亮时间段(即，长度为BLd(1)的时间段)和第2个点亮时间段(即，长度为BLd(2)的时间段)之间的间隔。BLe4表示第2个点亮时间段和第3个点亮时间段(即，长度为BLd(3)的时间段)之间的间隔。图9B示出h1:h2:h3=0.1:0.7:0.2的情况。由于该原因，如图9B所示，点亮时间段被设置成使得更靠近与帧的中心一致的时刻的点亮时间段的长度较长。具体地，对三个点亮时间段进行设置，以使得长度最大的点亮时间段夹在其它点亮时间段之间。
通过在Gt的值逐渐减小的情况下计算开始时刻BLp(x)，以使得一帧内的点亮时间段之间的间隔逐渐变长的方式确定这些点亮时间段。具体地，间隔BLe4的长度长于间隔BLe3的长度。
将参考图11A～11I来说明在使用图9B所示的BL驱动电流驱动背光的情况下产生的效果。
图11A～11I是示出在使用图9B所示的BL驱动电流点亮背光以在画面上显示从左侧向着右侧移动的物体的图像的情况下产生的示例效果的示意图。
图11A～11C、11H和11I分别与图6A～6C、6H和6I相同。
图11D是示出背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的示例点亮状态的图。图11D的纵轴表示时间，而图11D的横轴表示各时间点处背光的瞬时亮度。在图11D中，设置三个点亮时间段作为一帧内的背光的点亮时间段。这三个点亮时间段的长度彼此不同。此外，第1个非点亮时间段的长度(第1个点亮时间段和第2个点亮时间段之间的间隔)不同于第2个非点亮时间段的长度(第2个点亮时间段和第3个点亮时间段之间的间隔)。具体地，第1个非点亮时间段的长度被设置成短于第2个非点亮时间段的长度。此外，第1个非点亮时间段和第2个非点亮时间段的长度被设置成短于第3个非点亮时间段的长度。也就是说，与图8D相同，一帧内的点亮时间段之间的间隔被设置成与熄灭时间段的长度均匀的情况相比变短。这三个点亮时间段中的第2个点亮时间段的长度最长。
图11E是示出在三个帧时间段t1、t2和t3内显示在液晶线A上的示例显示图像的图。图11E的纵轴表示时间，而图11E的横轴表示空间位置。在图11E中，在背光的点亮时间段内显示基于输入图像信号的图像，而在背光的非点亮时间段(熄灭时间段)内显示黑图像。也就是说，交替显示基于输入图像信号的图像和黑图像。具体地，针对显示时间不同的时间段，将基于输入图像信号的图像显示三次。在图11E中，仅示出物体O的区域并且没有示出背景B的区域。
图11F是示出在观看者的眼睛跟随物体O的运动的情况下输入至观看者的眼睛的视网膜的亮度的积分值、即观看者所感知到的图像(液晶线A上的图像)的示例的图。
图11G是示出图11F所示的积分值的分布(即，亮度分布)的图。
通过在缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔的情况下设置多个点亮时间段，与图8G相同，图11G所示的物体O的边缘部1171的亮度的变化与图11I所示的物体O的边缘部1174的亮度的变化相比变陡峭。由于该原因，图11G所示的示例与图11I和11H所示的示例相比在运动模糊方面得到进一步改善。
通过使多个点亮时间段分别具有不同长度，图11G所示的示例如图6G所示的示例那样展现出减轻的重像模糊。
通过设置三个点亮时间段，与图10G相同，图11G所示的示例与设置两个点亮时间段的情况(参见图8G)相比在运动模糊方面得到进一步改善。
通过缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔，与图8G相同，图11G所示的示例与熄灭时间段的长度均匀的情况相比在重像模糊方面得到进一步改善。
通过逐渐延长一帧内的点亮时间段之间的间隔，如图11G所示，边缘部的多个平坦部的尺寸变得彼此不同。由于该原因，与图10G相同，可以期望图11G所示的示例与一帧内的点亮时间段之间的间隔均匀的情况相比展现出进一步减轻的重像模糊。
通过使更靠近与帧的中心一致的时刻的点亮时间段的长度较大，将边缘部的多个平坦部分离成亮度更接近背景B的亮度的平坦部和亮度更接近物体O的亮度的平坦部。这样可以使平坦部的亮度更接近背景B或物体O的亮度，由此进一步减轻重像模糊。例如，与使用长度最大的点亮时间段作为起初或最后的点亮时间段的情况(参见图10D)相比，可以使平坦部的亮度更接近背景B或物体O的亮度，由此进一步减轻重像模糊。尽管在这里所示的例子中点亮次数n为3，但即使在点亮次数n大于3的情况下，也可以通过使更靠近与帧的中心一致的时刻的点亮时间段的长度延长来获得相同的效果。在例如设置各自具有不同长度的四个点亮时间段(按从最长到最短的顺序依次为点亮时间段1、2、3和4)的情况下，将这四个点亮时间段简单设置成点亮时间段1和2夹在点亮时间段3和4之间。在设置各自具有不同长度的五个点亮时间段(按从最长到最短的顺序依次为点亮时间段1、2、3、4和5)的情况下，将这五个点亮时间段简单设置成点亮时间段1夹在点亮时间段2和3之间而点亮时间段1、2和3夹在点亮时间段4和5之间。如此，可以获得与上述效果相同的效果。
图9A和9B分别示出逐渐缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔的配置和逐渐延长一帧内的点亮时间段之间的间隔的配置。然而，并不局限于这些配置。通过对点亮时间段进行设置以使得一帧内的这些点亮时间段之间的间隔的长度不同，可以使边缘部的多个平坦部的尺寸彼此不同，由此与一帧内的点亮时间段之间的间隔均匀的情况相比，可以期望进一步减轻重像模糊。
图6G和10G各自示出一帧内的点亮时间段的长度逐渐变短的示例。然而，即使在对点亮时间段进行设置以使得一帧内的这些点亮时间段的长度逐渐变长的情况下，也可以获得相同的效果。
图12A～12G是示出在通过颠倒图5所示的点亮时间段的顺序来点亮背光以在画面上显示从左侧向着右侧移动的图像的情况下产生的示例效果的示意图。
图12A～12C分别与图6A～6C相同。
图12D是示出背光(背光的与液晶线A相对应的一部分)的示例点亮状态的图。在图12D中，第1个点亮时间段的长度等于图6D所示的第2个点亮时间段的长度，而第2个点亮时间段的长度等于图6D所示的第1个点亮时间段的长度。除了这些特征以外，图12D和6D相同。
图12E是示出在三个帧时间段t1、t2和t3内显示在液晶线A上的示例显示图像的图。在图12E中，基于输入图像信号的图像的第1个显示时间段等于图6E所示的第2个显示时间段，而第2个显示时间段等于图6E所示的第1个显示时间段。在图12E中，仅示出物体O的区域并且没有示出背景B的区域。
图12F是示出在观看者的眼睛跟随物体O的运动的情况下输入至观看者的眼睛的视网膜的亮度的积分值、即观看者所感知到的图像(液晶线A上的图像)的示例的图。
图12G是示出图12F所示的积分值的分布(即，亮度分布)的图。
与使左侧边缘部的平坦部的亮度接近背景B的亮度的图6G相对比，在图12G中使左侧边缘部1110的平坦部的亮度接近物体O的亮度。具体地，边缘部1110的平坦部的亮度等于图6G所示的右侧边缘部的平坦部的亮度。与使右侧边缘部的平坦部的亮度接近物体O的亮度的图6G相对比，在图12G中使右侧边缘部1111的平坦部的亮度接近背景B的亮度。具体地，右侧边缘部1111的平坦部的亮度等于图6G所示的左侧边缘部的平坦部的亮度。除了这些特征以外，图12G和6G相同。也就是说，图12G所示的亮度分布是图6G所示的亮度分布的横向反转分布。因此，图12G所示的示例发挥与图6G所示的示例相同的效果。
即使在点亮次数n大于2的情况下，一帧内的点亮时间段逐渐变长的配置和一帧内的点亮时间段逐渐变短的配置在效果上也彼此相同。图10J是示出通过颠倒图9A所示的点亮时间段的顺序来点亮背光以在画面上显示从左侧向着右侧移动的物体的图像的情况下获得的示例亮度分布的示意图。图10J所示的亮度分布是图10G所示的亮度分布的横向反转分布。因此，图10J所示的示例发挥与图10G所示的效果相同的效果。
实施例2
将说明根据本发明的实施例2的液晶显示设备及其控制方法。将省略对实施例1和2所共用的组件和特征的说明。
图13是示出根据本实施例的液晶显示设备的示例配置的框图。
如图13所示，根据本实施例的液晶显示设备包括替代实施例1的脉冲调制单元101的运动检测单元201和运动适应脉冲调制单元202。
运动检测单元201计算各帧之间的图像的运动量。
运动适应脉冲调制单元202通过使用运动检测单元201所计算出的运动量来设置背光的点亮时间段。
以下的详细说明涉及运动检测单元201所执行的处理。基于输入图像信号，运动检测单元201计算表示各帧之间的图像的运动量的运动判断值Sh。
图14是用于计算运动判断值Sh的示例过程的流程图。
起初，运动检测单元201计算并存储当前帧内的输入图像信号的平均灰度值(步骤S2001)。
随后，运动检测单元201计算所存储的紧挨当前帧之前的帧的平均灰度值与当前帧的平均灰度值之间的差的绝对值(差绝对值A)(步骤S2002)。
随后，运动检测单元201根据步骤S2002中计算出的差绝对值A和预定值Uth、通过使用表达式4来计算运动判断值Sh(步骤S2003)。
Sh=A/Uth...(表达式4)
值A随着运动量的减小而减小，因而值Sh随着运动量的减小而减小。换言之，值A随着运动量的增大而增大，因而值Sh随着运动量的增大而增大。
随后，运动检测单元201将步骤S1023中计算出的运动判断值Sh输出至运动适应脉冲调制单元202(步骤S2004)。
并不局限于上述计算运动量(运动判断值Sh)的方法。可以使用任何方法，只要可以判断运动量即可。例如，如下方法是可以的：对按预定间隔输入的各帧的平均灰度值进行采样和存储，然后基于如此存储的平均灰度值的变化量来计算运动量。代替平均灰度值，可以使用最频灰度值、灰度值直方图或亮度直方图等来计算运动量。可选地，可以检测各帧之间的输入图像信号的运动矢量，然后根据该运动矢量的大小计算运动量。但是，基于平均灰度值、最频灰度值、灰度值直方图或亮度直方图的运动量的计算无需对输入图像信号进行详细分析，因而可以降低处理负荷。
以下的详细说明涉及运动适应脉冲调制单元202所执行的处理。运动适应脉冲调制单元202确定点亮次数n、各点亮时间段的长度BLd(x)和各点亮时间段的开始时刻BLp(x)。具体地，与实施例1相同地确定次数n，而使用运动检测单元201所计算出的运动判断值Sh来确定BLd(x)和BLp(x)。
图15是用于确定点亮次数n、各点亮时间段的长度BLd(x)和各点亮时间段的开始时刻BLp(x)的示例过程的流程图。
起初，运动适应脉冲调制单元202根据BL光控制值BLa的设置值来确定点亮次数n(步骤S2101)。由于确定点亮次数n的方法与实施例1相同，因此省略了针对该方法的说明。
随后，运动适应脉冲调制单元202确定各点亮时间段的长度BLd(x)(步骤S2102)。在本实施例中，对点亮时间段进行设置，以使得在运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的长度差与运动量小的情况相比变大。具体地，运动适应脉冲调制单元202通过使用以下表达式(5)来计算各点亮时间段的发光亮度比h(x)。
数学式1
h(x)=(1-Sh)/β(x)+α(x)...(表达式5)
其中，
h ( 1 ) = 1 - Σ i = 2 n h ( i ) ...(表达式6)
然后，使用如此计算出的发光亮度比h(x)和表达式1来计算各点亮时间段的长度BLd(x)。
在表达式5中，β(x)和α(x)是用于确定h(x)的常数。预先确定值β(x)和α(x)以使得在运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的长度差与运动量小的情况相比变大。例如，在点亮次数n为2的情况下，将β(1)和α(1)分别设置为等于3.5和0.2。利用这些值，在Sh=0的情况下(即，在输入图像信号是表示静止图像的信号的情况下)，h(2)和h(1)分别为0.49和0.51，因而各点亮时间段的发光亮度比大致均匀。在Sh=1的情况下(即，在输入图像信号是表示运动图像的信号的情况下)，h(2)和h(1)分别为0.2和0.8。因此，各发光时间段的发光亮度比是彼此大大不同的值。结果，在运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的长度差与运动量小的情况相比变大。
尽管本实施例涉及一帧内的发光时间段之间的长度差随着运动量的增大而变大的配置(即，点亮时间段的长度根据运动量而连续改变的配置)，但并不局限于该配置。例如，点亮时间段的长度可以根据运动量而逐级地改变。
随后，与实施例1相同，运动适应脉冲调制单元202通过使用表达式(2)来确定各点亮时间段的开始时刻BLp(x)(步骤S2103)。在本实施例中，确定开始时刻BLp(x)以使得在运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的间隔与运动量小的情况相比变短。此外，确定开始时刻BLp(x)以使得在运动量小的情况下，熄灭时间段的长度与运动量大的情况相比变得更加均匀。具体地，在步骤S2103中，使用表达式(7)来确定Gt的值。
Gt=n+γ×Sh...(表达式7)
其中，γ是用于确定相对于Sh值的变化量的Gt值的变化量的常数。根据表达式(7)，Gt随着运动量(Sh)的增大而增大。因此，Gt随着运动量(Sh)的减小而更接近n。结果，一帧内的点亮时间段之间的间隔随着运动量的增大而变短。熄灭时间段的长度随着运动量的减小而变得更加均匀。
尽管本实施例涉及点亮时间段之间的间隔根据运动量而连续改变的配置，但并不局限于该配置。例如，点亮时间段之间的间隔可以根据运动量而逐级地改变。
在响应于输入了表示运动大的图像的输入图像信号、根据上述方法确定BLd(x)和BLp(x)的情况下，由此产生的BL驱动波形与图8D所示的BL驱动波形相同，因而观看者所感知到的亮度分布与图8G所示的亮度分布相同。结果，在输入图像信号表示运动大的图像的情况下，运动模糊和重像模糊显著减轻。具体地，在运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的长度差增大，而一帧内的点亮时间段之间的间隔缩短。因此，与实施例1相同，减轻了运动模糊和重像模糊。
另一方面，在响应于输入了表示运动小的图像的输入图像信号、根据上述方法确定BLd(x)和BLp(x)的情况下，由此产生的BL驱动波形与图17D所示的BL驱动波形相同，因而观看者所感知到的亮度分布与图17G所示的亮度分布相同。结果，在输入图像信号表示运动小的图像的情况下，闪烁干扰显著减轻。具体地，在运动量小的情况下，点亮时间段的长度变得更加均匀，因而基于输入图像信号的图像的显示时间段各自变得更加均匀。因此，可以进一步减轻闪烁干扰。另外，在运动量小的情况下，熄灭时间段的长度变得更加均匀，因而黑图像的显示时间段各自变得均匀。因此，可以进一步减轻闪烁干扰。
在步骤S2103之后，运动适应脉冲调制单元202将步骤S2102中已计算出的n个点亮时间段长度BLd(x)和步骤S2103中已计算出的n个点亮时间段开始时刻BLp(x)输出至背光控制单元102(步骤S2104)。
如上所述，根据本实施例，利用各帧之间的图像的运动量来设置点亮时间段。如此，可以根据输入图像信号来更适当地减轻闪烁干扰、运动模糊和重像模糊。
具体地，在图像的运动量大的情况下，运动模糊和重像模糊与闪烁干扰相比使观看者感到更加不适。在图像的运动量小的情况下，闪烁干扰与运动模糊和重像模糊相比使观看者感到更加不适。如上所述，在图像的运动量大的情况下，本实施例在缩短一帧内的点亮时间段之间的间隔的同时增大一帧内的点亮时间段之间的长度差。因此，可以显著减轻运动模糊和重像模糊。在运动量小的情况下，本实施例使点亮时间段的长度更加均匀并且还使熄灭时间段的长度更加均匀。因此，可以显著减轻闪烁干扰。
尽管本实施例被配置为基于运动量来确定点亮时间段的长度和点亮时间段之间的间隔，但基于运动量可以仅确定这些因素中的一个因素。
可以针对各块计算运动量。可以通过使用关注块的运动量来针对各块设置光源的点亮时间段。这种配置使得可以更适当地减轻闪烁干扰、运动模糊和重像模糊。具体地，可以针对各块与关注块内显示的图像的特征一致地减轻闪烁干扰、运动模糊和重像模糊。
实施例3
在实施例1中，根据BL光控制值BLa的设置值来确定点亮次数n。在本实施例中，基于输入图像信号的格式(具体为帧频)来确定点亮次数(点亮次数n)。将省略对实施例1和3所共用的组件和特征的说明。
在输入图像信号的帧频低的情况下，根据本实施例的液晶显示设备使该输入图像信号的帧频变为两倍以显示基于输入图像信号的图像。具体地，在输入图像信号的帧频低的情况下，本实施例的显示控制单元105利用相当于输入图像信号的帧频两倍高的驱动频率来驱动液晶面板。因此，在输入图像信号的帧频低的情况下，利用相当于输入图像信号的帧频两倍高的频率来进行将输入图像信号的各帧连续显示两次的操作。例如，在输入图像信号的帧频为24Hz的情况下，利用48Hz的驱动频率来驱动液晶面板。
在输入图像信号的帧频高的情况下，根据本实施例的液晶显示设备在显示基于输入图像信号的图像时不改变帧频。例如，在输入图像信号的帧频为60Hz的情况下，利用60Hz的驱动频率来驱动液晶面板。
例如，可以通过将输入图像信号的帧频与预定帧频进行比较来判断输入图像信号的帧频是高还是低。具体地，在输入图像信号的帧频低于预定帧频(例如，30Hz)的情况下，可以判断为输入图像信号的帧频低。在输入图像信号的帧频高于预定帧频的情况下，可以判断为输入图像信号的帧频高。
液晶显示设备并非必须配备这种帧频改变功能。
利用这种配置，在输入图像信号的帧频低的情况下，显示图像的切换频率低，因而液晶元件的差的应答性难于反映到画面上(即，难以出现运动模糊和重像模糊)。另一方面，闪烁干扰使观看者感到不适。例如，在输入图像信号的帧频为24Hz的情况下，液晶面板的驱动频率为48Hz。然而，将各帧连续显示两次，因而利用低至24Hz的频率来进行显示图像的切换。
在这种情况下，与运动模糊和重像模糊相比，减轻闪烁干扰更加重要。
由于该目的，在输入图像信号的帧频低的情况下，与输入图像信号的帧频高的情况相比，本实施例更优先减轻闪烁干扰。具体地，在输入图像信号的帧频低的情况下，使一帧内的点亮时间段的数量与输入图像信号的帧频高的情况相比变大。
以下的说明涉及具体示例。
在本实施例中，脉冲调制单元101确定点亮次数n，以使得“液晶面板驱动频率×n≥闪烁下限频率”。该闪烁下限频率是用于判断闪烁干扰是否使观看者感到不适的阈值。在本实施例中，闪烁下限频率是通过主观评价所确定的值。在不执行上述帧频改变的情况下，可以将用于计算点亮次数n的上述表达式重写为“输入图像信号的帧频×n≥闪烁下限频率”。
在输入图像信号的帧频低的情况下，脉冲调制单元101确定点亮时间段，以使得熄灭时间段的长度(从紧挨当前点亮时间段之前的点亮时间段的结束时刻到当前点亮时间段的开始时刻的时间长度)变得均匀。脉冲调制单元101可以从显示控制单元105获取关于输入图像信号的帧频是否低的判断结果，或者与显示控制单元105所进行的判断分开进行这种判断。
以下是输入图像信号、帧频、点亮次数n、Gt和闪烁下限频率之间的示例关系。
输入图像信号  帧频  点亮次数 Gt 闪烁下限频率
图像信号1     24Hz  4        4  150
图像信号2     60Hz  3        4  180
如通过上述关系可以看出，通过基于判断为24Hz的帧频为低来增加点亮次数，可以精确地减轻闪烁干扰。此外，通过基于判断为帧频低来使熄灭时间段之间的间隔均匀，可以显著减轻闪烁干扰。
另一方面，通过基于判断为60Hz的帧频为高来设置Gt>n，与实施例1相同，可以显著减轻运动模糊和重像模糊。
图像信号1和2的闪烁下限频率彼此不同，这是因为各信号的图像源彼此不同。例如，主观偏好的闪烁感在图像源是电影源的情况与图像源是TV源或类似源的情况之间不同。
根据上述的本实施例，在输入图像信号的帧频低的情况下，一帧内的点亮时间段的数量与输入图像信号的帧频高的情况相比变大。如此，在输入图像信号的帧频低的情况下，与输入图像信号的帧频高的情况相比更优先减轻闪烁干扰。
闪烁下限频率的值不限于上述值。可以根据用途等来适当地设置闪烁下限频率的值。
并不局限于上述确定点亮次数n的方法。例如，可以预先设置表示针对各帧频或各帧频范围的点亮次数n的表，然后通过使用该表来确定点亮次数n。
实施例4
本实施例涉及基于液晶面板的驱动频率来确定点亮次数(点亮次数n)的情况。将省略对实施例1和4所共用的组件和特征的说明。
在液晶面板的驱动频率低的情况下，显示图像的切换频率低，因而液晶元件的差的应答性难于反映到画面上(即，难以出现运动模糊和重像模糊)。另一方面，闪烁干扰使观看者感到更加不适。
在这种情况下，与运动模糊和重像模糊相比，减轻闪烁干扰更加重要。
由于该目的，在液晶面板的驱动频率低的情况下，与液晶面板的驱动频率高的情况相比，本实施例更优先减轻闪烁干扰。具体地，在液晶面板的驱动频率低的情况下，一帧内的点亮时间段的数量与液晶面板的驱动频率高的情况相比变大。
以下的说明涉及具体示例。
在本实施例中，脉冲调制单元101确定点亮次数n，以使得“液晶面板的驱动频率×n≥闪烁下限频率”。
在液晶面板的驱动频率低的情况下，脉冲调制单元101还以使得熄灭时间段的长度变得均匀的方式确定点亮时间段。
例如，可以通过将液晶面板的驱动频率与预定驱动频率进行比较来判断液晶面板的驱动频率是否低。具体地，在液晶面板的驱动频率低于预定频率(例如，60Hz)的情况下，可以将液晶面板的驱动频率判断为低。在液晶面板的驱动频率等于或高于预定频率的情况下，可以将液晶面板的驱动频率判断为高。
以下是输入图像信号、液晶面板的驱动频率、点亮次数n、Gt和闪烁下限频率之间的示例关系。
输入图像信号  驱动频率  点亮次数  Gt  闪烁下限频率
图像信号1     48Hz      4         4   150
图像信号2     50Hz      4         4   180
图像信号3     60Hz      3         4   180
如通过上述关系可以看出，通过基于判断为48Hz和50Hz的驱动频率为低来增加点亮次数，可以精确地减轻闪烁干扰。此外，通过基于判断为驱动频率低来使熄灭时间段之间的间隔均匀，可以显著减轻闪烁干扰。
另一方面，通过基于在驱动频率为60Hz的情况下判断为帧频高来设置Gt>n，与实施例1相同，可以显著减轻运动模糊和重像模糊。
根据上述的本实施例，在显示面板的驱动频率低的情况下，一帧内的点亮时间段的数量与显示面板的驱动频率高的情况相比变大。如此，在显示面板的驱动频率低的情况下，与显示面板的驱动频率高的情况相比，更优先减轻闪烁干扰。
并不局限于上述确定点亮次数n的方法。例如，可以预先设置表示针对显示面板的各驱动频率或各驱动频率范围的点亮次数n的表，然后通过使用该表来确定点亮次数n。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同配置和功能。

Claims (24)

1.一种图像显示设备，包括：
发光单元，用于发出光；
显示面板，用于通过使来自所述发光单元的光以基于输入图像信号的透过率透过来显示图像；以及
控制单元，用于针对各帧设置多个点亮时间段，并且，每一帧内的多个点亮时间段的长度彼此不同，并且对所述发光单元的点亮和熄灭进行控制，以使得所述发光单元在点亮时间段内点亮并且在除所述点亮时间段以外的时间段内熄灭，
所述图像显示设备的特征在于，在所述图像的亮度亮的情况下，所述控制单元使一帧内的点亮时间段的数量与所述图像的亮度暗的情况相比变大,
在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，所述控制单元对点亮时间段进行设置，以使得越靠近与帧的中心一致的时刻的点亮时间段的长度越长。
2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述控制单元对点亮时间段进行设置，以使得一帧内的点亮时间段之间的间隔短于从该帧内的最后的点亮时间段的结束时刻到该帧的结束时刻的时间长度。
3.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，所述控制单元对点亮时间段进行设置，以使得该帧内的点亮时间段之间的间隔的长度彼此不同。
4.根据权利要求3所述的图像显示设备，其中，在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，所述控制单元对点亮时间段进行设置，以使得该帧内的点亮时间段之间的间隔逐渐变短。
5.根据权利要求3所述的图像显示设备，其中，在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，所述控制单元对点亮时间段进行设置，以使得该帧内的点亮时间段之间的间隔逐渐变长。
6.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述控制单元对点亮时间段进行设置，以使得所述发光单元熄灭的熄灭时间段的长度均匀。
7.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述控制单元对点亮时间段进行设置，以使得：
在帧之间的图像的运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的间隔与帧之间的图像的运动量小的情况相比变短；以及
在帧之间的图像的运动量小的情况下，所述发光单元熄灭的熄灭时间段的长度与帧之间的图像的运动量大的情况相比变得更加均匀。
8.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，所述控制单元对点亮时间段进行设置，以使得在帧之间的图像的运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的长度差与帧之间的图像的运动量小的情况相比变大。
9.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，
所述发光单元具有能够针对通过分割所述图像所获得的各块来控制该块的点亮和熄灭的配置，以及
所述控制单元针对各块设置点亮时间段。
10.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，
所述发光单元的亮度是能够改变的，以及
所述控制单元通过将所述发光单元的亮度视为所述图像的亮度来设置一帧内的点亮时间段的数量。
11.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，在所述输入图像信号具有低帧频的情况下，所述控制单元使一帧内的点亮时间段的数量与所述输入图像信号具有高帧频的情况相比变大。
12.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中，在所述显示面板的驱动频率低的情况下，所述控制单元使一帧内的点亮时间段的数量与所述驱动频率高的情况相比变大。
13.一种图像显示设备的控制方法，所述图像显示设备具有：发光单元，用于发出光；以及显示面板，用于通过使来自所述发光单元的光以基于输入图像信号的透过率透过来显示图像，所述控制方法包括以下步骤：
设置步骤，用于针对各帧设置多个点亮时间段，并且，每一帧内的多个点亮时间段的长度彼此不同；以及
控制步骤，用于对所述发光单元的点亮和熄灭进行控制，以使得所述发光单元在点亮时间段内点亮并且在除所述点亮时间段以外的时间段内熄灭，
所述控制方法的特征在于，在所述设置步骤中，在所述图像的亮度亮的情况下，使一帧内的点亮时间段的数量与所述图像的亮度暗的情况相比变大，
在所述设置步骤中，在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，对点亮时间段进行设置，以使得越靠近与帧的中心一致的时刻的点亮时间段的长度越长。
14.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，对点亮时间段进行设置，以使得一帧内的点亮时间段之间的间隔短于从该帧内的最后的点亮时间段的结束时刻到该帧的结束时刻的时间长度。
15.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，对点亮时间段进行设置，以使得该帧内的点亮时间段之间的间隔的长度彼此不同。
16.根据权利要求15所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，对点亮时间段进行设置，以使得该帧内的点亮时间段之间的间隔逐渐变短。
17.根据权利要求15所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，在一帧内设置三个以上的点亮时间段的情况下，对点亮时间段进行设置，以使得该帧内的点亮时间段之间的间隔逐渐变长。
18.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，对点亮时间段进行设置，以使得所述发光单元熄灭的熄灭时间段的长度均匀。
19.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，对点亮时间段进行设置以使得：
在帧之间的图像的运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的间隔与帧之间的图像的运动量小的情况相比变短；以及
在帧之间的图像的运动量小的情况下，所述发光单元熄灭的熄灭时间段的长度与帧之间的图像的运动量大的情况相比变得更加均匀。
20.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，对点亮时间段进行设置，以使得在帧之间的图像的运动量大的情况下，一帧内的点亮时间段之间的长度差与帧之间的图像的运动量小的情况相比变大。
21.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，
所述发光单元具有能够针对通过分割所述图像所获得的各块来控制该块的点亮和熄灭的配置，以及
在所述设置步骤中，针对各块设置点亮时间段。
22.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，
所述发光单元的亮度是能够改变的，以及
在所述设置步骤中，通过将所述发光单元的亮度视为所述图像的亮度来设置一帧内的点亮时间段的数量。
23.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，在所述输入图像信号具有低帧频的情况下，使一帧内的点亮时间段的数量与所述输入图像信号具有高帧频的情况相比变大。
24.根据权利要求13所述的图像显示设备的控制方法，其中，在所述设置步骤中，在所述显示面板的驱动频率低的情况下，使一帧内的点亮时间段的数量与所述驱动频率高的情况相比变大。
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