JP2002040390A

JP2002040390A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002040390A
Application number: JP2000231869A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Baba; 雅裕馬場; Takeshi Ito; 伊藤　　剛; Hitoshi Kobayashi; 等小林; Haruhiko Okumura; 治彦奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-06
Anticipated expiration: 2020-07-31
Also published as: JP3668107B2

Abstract

(57)【要約】【課題】動画表示時における画質を向上させることが
可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】映像信号に応じた画像を表示する液晶パ
ネル１１と、液晶パネルを背面側から照明する照明部１
２，１３と、映像信号の最大輝度レベルを検出する最大
輝度レベル検出回路１４と、最大輝度レベル検出回路で
検出された最大輝度レベルに応じて、照明部の照明期間
と非照明期間の比率を変更する制御回路１５とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤ
という）の高性能化が進み、従来、陰極線管（以下、Ｃ
ＲＴという）が主に用いられているテレビ分野に、ＬＣ
Ｄが普及し始めてきている。

【０００３】しかし、ＬＣＤは画像表示における時間軸
特性がＣＲＴとは異なっているため、動画像を表示した
場合に、画像がぼける等の画質劣化が生じる。画素毎に
選択スイッチとしてトランジスタを用いたＬＣＤは、表
示した画像が１フレーム期間保持される表示方法（以
下、ホールド型表示という）であるのに対し、ＣＲＴで
は、選択された画素は、その画素の選択期間直後に暗く
なるような表示方法（以下、インパルス型表示という）
である。

【０００４】観察者が動画像の動体を追従して観察する
場合（観察者の眼球運動が追従運動の場合）、画像が例
えば６０Ｈｚで書き換えられても、眼球はなめらかに動
体を追従していく。ＣＲＴのようなインパルス型表示の
場合、６０Ｈｚで書き換えられる動画の各フレーム間は
黒が表示されている。すなわち、画像が表示されている
瞬間以外は黒表示であり、動画の１フレームがそれぞれ
独立した画像として観察者に提示されるため、はっきり
とした動画となる。

【０００５】しかしながら、ホールド型表示の場合、表
示された動画の１フレームは、１フレーム期間中画像が
保持された静止画として観察者に提示される。そのた
め、図１３（ａ）に示すように、観察者の眼球がなめら
かに動体を追従しているにもかかわらず、表示されてい
る画像は１フレーム期間静止しているため、図１３
（ｂ）に示すように、観察者の網膜上には動体の速度に
応じて画像がずれて提示されることとなる。そのため、
それらのずれた画像が重ね合わされた画像を観察者は知
覚するため、観察者に対して動画がぼけている印象を与
える。つまり、動画に切れがなくなる。また、動画の動
きが高速になるほど、観察者の網膜上に提示される画像
のずれが大きくなるため、よりぼけた印象を与えること
になる。

【０００６】一方、動画の画質を決定する要因として
は、上述した要因以外に白輝度があげられる。

【０００７】ＣＲＴでは、１フレームの映像信号の平均
輝度レベル（以下、ＡＰＬという）に応じて電子銃に流
れる電流量を制御している。これは、ＡＰＬが高い画像
（画面全体が明るい画像）の場合、映像信号通りに電子
銃に高圧電流を流すと、高圧回路の負荷が大きくなりす
ぎるなどの問題が生じるためである。そのため、ＣＲＴ
では、ＡＰＬに対応して自動的に輝度を制御する回路
（以下、ＡＢＬ回路という）や自動的にコントラストを
制御する回路（以下、ＡＣＬ回路という）を備えてい
る。

【０００８】例えば、ＣＲＴにＡＰＬが高い映像信号を
表示する場合、ＡＢＬ回路が働くことにより、電子銃に
流れる電流量は制限される。そのため、画面全体の輝度
が低下してしまうことになるが、このときにＡＣＬ回路
が働き、映像信号のコントラストを増加させ、暗い部分
をより暗く表示する。このような処理により、画面全体
の輝度は低いが相対的なコントラストが高くなるため、
メリハリのある画像となる。逆に、ＡＰＬが低い映像信
号を表示する場合は、明るい画像領域の輝度が高くなる
ため、同様にコントラストの高い、メリハリのある画像
を得ることができる。

【０００９】これに対して、ＬＣＤでは、動画の切れの
みを優先する場合には、インパルス率（１フレーム期間
中に画像が表示されている割合）を小さくすることが望
ましいが、インパルス率を小さくすると白輝度が不足す
る。そのため、ＡＰＬが高い映像を表示する場合に、白
輝度不足によってコントラストが低くなり、動画の迫力
が低下してしまう。それを補うために、例えばバックラ
イトの輝度を高くすると、逆にＡＰＬが低い暗い映像の
場合に、画面全体が白っぽくなってしまうという問題が
生じる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、動
画の画質は、表示される動画の切れと白輝度によって決
定される。しかしながら、従来の液晶表示装置では、動
画表示時において、画像がぼけて切れがなくなるという
問題があった。このような問題を解決するために、画像
が表示される期間の割合を小さくする、すなわち黒表示
期間の割合を大きくすると、白輝度不足によるダイナミ
ックレンジの減少により、動画の迫力が低下するという
問題があった。

【００１１】本発明は、上記従来の課題に対してなされ
たものであり、動画表示時における画質を向上させるこ
とが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置は、映像信号に応じた画像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルを背面側から照明する照明部と、前記映
像信号の最大輝度レベルを検出する最大輝度レベル検出
回路と、前記最大輝度レベル検出回路で検出された最大
輝度レベルに応じて、前記照明部の照明期間と非照明期
間の比率を変更する制御回路と、を備えたことを特徴と
する。

【００１３】また、本発明に係る液晶表示装置は、映像
信号に応じた画像を表示する液晶パネルと、前記映像信
号の最大輝度レベルを検出する最大輝度レベル検出回路
と、前記最大輝度レベル検出回路で検出された最大輝度
レベルに応じて、前記液晶パネルに前記映像信号に対応
した画像表示信号を供給する期間と黒表示信号を供給す
る期間の比率を変更する制御回路と、を備えたことを特
徴とする。

【００１４】前記各発明によれば、最大輝度レベルに応
じて、照明期間と非照明期間の比率或いは画像表示信号
を供給する期間と黒表示信号を供給する期間の比率を変
更するので、画像表示期間と黒表示期間の比率が最大輝
度レベルに応じて変更される。したがって、最大輝度レ
ベルが高いすなわち画像が明るい場合には、画像表示期
間を長く（黒表示期間を短く）して白輝度を高めること
ができ、逆に最大輝度レベルが低いすなわち画像が暗い
場合には、画像表示期間を短く（黒表示期間を長く）し
て、ぼけの少ない切れのある動画を観察者に視認させる
ことができる。これにより、ダイナミックレンジが広く
画質劣化の少ない切れのよい動画を観察者に提示するこ
とができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１６】（実施形態１）図１は、本発明の第１の実
施形態に係る液晶表示装置の主要部の構成例を示したブ
ロック図である。

【００１７】液晶パネル１１は、いわゆるアクティブマ
トリクス型のものであり、複数の走査線と複数の信号線
の各交点に対応してマトリクス状に画素が配置されてい
る。すなわち、各画素に対応してそれぞれトランジスタ
（スイッチング素子）が設けられ、走査線によって選択
されたトランジスタを介して対応する画素電極に信号線
から表示信号を供給することにより、各画素の液晶の透
過率を制御して画像の表示が行われる。

【００１８】液晶パネル１１の背面側には、バックライ
ト部（照明部）として、光源１２からの光を液晶パネル
１１に導くための導光体１３が配置されており、液晶パ
ネル１１が照明されるようになっている。光源１２は、
高速に点滅可能なものであり、例えば発光ダイオード
（以下、ＬＥＤという）を用いることができる。

【００１９】最大輝度レベル検出回路１４は、入力映像
信号の最大輝度レベルを検出するための回路であり、こ
の最大輝度レベル検出回路１４にはバックライト光源点
灯制御回路１５が接続されている。バックライト光源点
灯制御回路１５では、最大輝度レベル検出回路１４で検
出された１フレーム期間中の最大輝度レベルに応じて、
該１フレーム期間におけるバックライト部の光源１２の
点灯期間（照明期間）と非点灯期間（非照明期間）の比
率を変更する。

【００２０】入力映像信号は、フレーム周波数変換回路
１６にも入力しており、入力映像信号のフレーム周波数
が高周波数に変換される。フレーム周波数変換回路１６
は、例えばフレームメモリーを備えたものであり、入力
映像信号の１フレーム分の画像をフレームメモリーに記
録した後、所望のフレーム周波数に対応する同期信号に
基づいて、周波数変換された映像信号を出力する。階調
変換回路１７は、最大輝度レベル検出回路１４によって
検出された最大輝度レベル信号に対応して、映像信号の
階調を変換する、すなわち映像信号レベルを変換するも
のである。

【００２１】以下、本実施形態の動作例について、フレ
ーム周波数が６０Ｈｚの映像信号が入力される場合につ
いて説明する。なお、以下にあげる数値例は一例であ
り、それらの数値例に限定されるものではない。

【００２２】図２は、周波数変換された映像信号に対応
する画像を液晶パネル１１に表示するタイミングと、バ
ックライト部の光源１２を発光させるタイミングとを示
したものである。横軸は時間、縦軸は液晶パネルの垂直
表示位置である。

【００２３】フレーム周波数変換回路１６により、入力
映像信号のフレーム周波数を高周波数に変換する。本例
では、フレーム周波数（６０Ｈｚ）の４倍の２４０Ｈｚ
に変換を行うものとする。フレーム周波数変換回路１６
から出力された４倍速の映像信号は階調変換回路１７を
介して液晶パネル１１に入力し、１／２４０ｓの垂直走
査期間で画像が書き込まれる。液晶パネル１１の応答時
間が例えば１／２４０ｓ（約４．２ｍｓ）である場合に
は、１フレーム分の映像信号の入力開始時点から１／１
２０ｓ（１／２４０ｓ＋１／２４０ｓ）後に、液晶パネ
ル１１の全面にわたって映像信号に対応した画像が表示
される。その後、バックライト部の光源１２を１／１２
０ｓ間点灯することにより、１フレーム期間における画
像表示期間（光源１２の点灯期間）の割合を５０％、黒
表示期間（光源１２の消灯期間）の割合を５０％とする
ことができる。

【００２４】光源１２の発光タイミングを遅くする、或
いは光源１２の消光タイミングを早くすることにより、
１フレームの画像表示期間の割合は０％以上５０％以下
の範囲で任意に変えられる。ただし、液晶の応答は一般
的に中間調では遅くなるため、液晶応答期間をできるだ
け長くとるようにすることが好ましい。そのためには、
光源１２の発光開始タイミングができるだけ遅くなるよ
うにする。具体的には、後述する図４の関係に基づき、
図３に示すように、１フレーム期間の最後を基準とし
て、光源１２の発光期間すなわち画像表示期間を設定
し、１フレーム期間における画像表示期間及び黒表示期
間の割合を変えることが好ましい。

【００２５】画像表示期間及び黒表示期間の割合は、最
大輝度レベル検出回路１４によって検出される入力映像
信号の最大輝度レベルに基づいて設定される。最大輝度
レベル検出回路１４は、バックライト光源点灯制御回路
１５に接続されており、入力映像信号の最大輝度レベル
に対応して光源１２の点灯期間を制御する。例えば、入
力映像信号の最大輝度レベルが高い場合には、映像には
明るい領域が含まれているため、光源１２の点灯期間
（画像表示期間）を長くして黒表示期間を短くする。逆
に最大輝度レベルが低い場合には、暗い映像であるた
め、光源１２の点灯期間を短くして黒表示期間を長くす
る。

【００２６】バックライト部の光源の発光デューティー
（１フレーム期間における点灯期間の割合）と最大輝度
レベルとの関係は、様々な関係を取り得るが、本例では
図４に示すような関係とする。図４の縦軸は光源の発光
デューティー、横軸は最大輝度レベルを表しており、２
５６階調の液晶パネルについて示している。本例では、
光源の発光デューティーは最大で５０％であるため、最
大輝度レベルが２５５の時に発光デューティーが５０
％、最大輝度レベルが０の時（全面黒画像表示のとき）
に発光デューティーを０％としている。

【００２７】図５に、入力映像信号レベル（階調）と表
示輝度との関係の一例を示す。本例では、発光デューテ
ィー５０％の場合の入力映像信号レベル２５５の時の表
示輝度を１として規格化したものである。ここで、図４
の関係より、最大輝度レベルが１０２であった場合、光
源の発光デューティーは２０％となる。この時の入力映
像信号レベルと表示輝度との関係は、発光デューティー
が５０％の時の入力映像信号レベルと表示輝度との関係
と大きく異なることになる。そのため、本例では、階調
変換回路１７を用い、以下のような手法で階調の変換を
行った。

【００２８】ＬＣＤのガンマがγの場合、図５に示す入
力映像信号レベルＬ及び発光デューティーＤと表示輝度
Ｉ（Ｄ）との関係は、Ｉ（Ｄ）＝（Ｄ／Ｄmax ）×（Ｌ^γ／Ｌmax^γ）（１）と表される。ここで、Ｌmax は液晶ディスプレイの階調
数（本例では２５５）を示し、Ｄmax は入力映像信号の
最大輝度レベルとＬmax が等しいときの発光デューティ
ー（本例では５０％）を示している。

【００２９】任意のＤに対するＩ（Ｄ）がＤmax に対す
るＩ（Ｄmax ）と一致するようにＬを変換すれば、それ
ぞれのガンマが一致する。よって、変換後の階調をＬou
t とすれば、（１）式より、Ｌout ＝Ｌ／（Ｄ／Ｄmax ）^1/γ （２）という関係が成り立つ。

【００３０】以上より、入力映像の最大輝度レベルに対
して図４に基づき光源の発光デューティーを決定し、
（２）式に基づいて入力映像信号レベルを変換すること
により、いかなる入力映像に対してもガンマの一致した
画像を表示することが可能となる。また、Ｌout が離散
的な値（例えば整数）をとる場合は、（２）式で求めら
れるＬout の小数点以下の切り上げ或いは切り捨てを行
えばよい。

【００３１】本例では、ＬＣＤへの入力映像信号と表示
輝度との関係がガンマの関数で表されている場合を示し
たが、関数化されないような場合においても、バックラ
イトの各発光デューティーについて、ガンマが一致する
ように入力映像信号レベルを変換する変換テーブル（Ｌ
ＵＴ）を用意し、これを参照して入力映像信号レベルを
変換することにより、同様の効果を得ることが可能とな
る。

【００３２】以上のように、本実施形態では、表示され
る画像が明るい場合には、画像表示期間を長くして白輝
度を優先し、表示される画像が暗い場合には、画像表示
期間を短くして黒表示期間を長くすることにより、画質
劣化の小さい切れのある動画を観察者に提示することが
できる。また、全面黒画像を表示する際にはバックライ
ト部の光源が消灯しているため、液晶ディスプレイのダ
イナミックレンジを拡大することが可能となる。

【００３３】（実施形態２）図６は、本発明の第２の実
施形態に係る液晶表示装置の主要部の構成例を示したブ
ロック図である。

【００３４】液晶パネル２１の基本的な構成は、図１に
示した第１の実施形態における液晶パネル１１の構成と
同様である。また、図６ではバックライト部（照明部）
については示していないが、第１の実施形態と同様、液
晶パネル２１の背面側にバックライト部を設けることが
好ましい。

【００３５】最大輝度レベル検出回路２２の基本的な構
成は、第１の実施形態における最大輝度レベル検出回路
１４と同様であり、この最大輝度レベル検出回路２２に
は液晶パネルモジュールのゲートアレイ２３が接続され
ている。ゲートアレイ２３では、最大輝度レベル検出回
路２２によって検出された１フレーム期間中の最大輝度
レベルに応じて、該１フレーム期間における画像表示期
間と黒表示期間の比率を変更するために、最大輝度レベ
ルに応じた走査線信号を走査線駆動回路２４に出力す
る。また、検出された最大輝度レベルに応じて、第１の
実施形態と同様の方法により入力映像信号レベルを変換
し、階調変換された映像信号を信号線駆動回路２５に出
力する。

【００３６】以下、本実施形態の動作例について、図７
に示したタイミングチャートを参照して説明する。図７
は、信号線駆動回路２５から出力される表示信号及び走
査線駆動回路２４から出力される走査線信号の駆動波
形、並びに液晶パネル２１における画像表示状態を示し
たものである。

【００３７】信号線駆動回路２５からは、１水平走査期
間の前半に画像表示信号が、後半に黒表示信号が出力さ
れる。走査線駆動回路２４では、１水平走査期間の前半
に画像表示信号を供給すべき各画素に対応する走査線を
選択し、１水平走査期間の後半に黒表示信号を供給すべ
き各画素に対応する走査線を選択する。

【００３８】例えば、画像表示期間の割合が５０％で垂
直方向の全ライン数をＶとした場合、１水平走査期間の
前半に１ライン目の走査線を選択して対応する画素に画
像表示信号を供給するときには、１水平走査期間の後半
にはＶ／２＋１ライン目の走査線を選択して対応する画
素に黒表示信号を供給する。同様に、１水平走査期間の
前半に２ライン目の走査線を選択したときには、１水平
走査期間の後半にＶ／２＋２ライン目の走査線を選択す
る。同様にして、１水平走査期間の前半と後半とでそれ
ぞれ、順次その次の走査線を選択してゆく。このように
して、１水平走査期間の前半にＶライン目の走査線が選
択されて対応する画素に画像表示信号が供給されたとき
は、１水平走査期間の後半にはＶ／２ライン目の走査線
が選択されて対応する画素に黒表示信号が供給される。

【００３９】図８は、画像表示期間の割合が５０％の場
合における液晶パネル２１上の表示状態を示したもので
ある。

【００４０】図８（ａ）は、Ｖ／２＋１ライン目までｎ
フィールド目の画像表示信号の書き込みが完了し、１ラ
イン目に黒表示信号を書き込んだときの表示状態を示し
ている。図８（ｂ）は、Ｖ／２＋２ライン目にｎフィー
ルド目の画像表示信号を書き込み、２ライン目に黒表示
信号を書き込んだときの表示状態を示している。図８
（ｃ）は、Ｖライン目にｎフィールド目の画像表示信号
を書き込み、Ｖ／２ライン目に黒表示信号を書き込んだ
ときの表示状態を示している。図８（ｄ）は、１ライン
目にｎ＋１フィールド目の画像表示信号を書き込み、Ｖ
／２＋１ライン目に黒表示信号を書き込んだときの表示
状態を示している。図８（ｅ）は、Ｖ／２ライン目にｎ
＋１フィールド目の画像表示信号を書き込み、Ｖライン
目に黒表示信号を書き込んだときの表示状態を示してい
る。

【００４１】第１の実施形態と同様に、最大輝度レベル
検出回路２２で検出された最大輝度レベルに応じて、黒
表示信号の書き込み開始タイミングを変更することによ
り、１フレーム内の画像表示期間の割合は任意に変えら
れる。

【００４２】図９は、画像表示信号の書き込みタイミン
グと黒表示信号の書き込みタイミングについて示した図
である。最大輝度レベルに応じて、黒表示信号の書き込
みタイミングを変更することにより、１フレーム期間に
おける画像表示期間及び黒表示期間の割合が変えられ
る。例えば、入力映像信号の最大輝度レベルが高い場合
には、画像表示期間を長くして黒表示期間を短くする。
逆に最大輝度レベルが低い場合には、画像表示期間を短
くして黒表示期間を長くする。

【００４３】このように本実施形態においても、表示す
べき画像の明るさに応じて画像表示期間と黒表示期間の
比率が変えられるので、第１の実施形態と同様、白輝度
が確保された画質劣化の小さい切れのある動画を観察者
に提示することができる。

【００４４】（実施形態３）図１０は、本発明の第３の
実施形態に係る液晶表示装置の主要部の構成例を示した
ブロック図である。

【００４５】液晶パネル３１の基本的な構成は、図１に
示した第１の実施形態における液晶パネル１１の構成と
ほぼ同様であるが、本実施形態では、液晶パネル３１の
背面側に設けられた照明部の構成が第１の実施形態とは
異なっている。

【００４６】すなわち、本実施形態における照明部は、
液晶パネル３１の走査線方向（水平方向）にそれぞれス
トライプ状に延びた複数の領域に分割され、各領域毎に
照明／非照明を制御できるようになっている。分割照明
方法としては、例えば、照明部を水平ストライプ状の複
数の領域に分割して各領域に光源を設置する方法、水平
ストライプ状に分割発光可能なＥＬを用いる方法等があ
げられるが、以下に述べる例では、液晶シャッタによっ
て分割照明を行う場合について説明する。

【００４７】光源３２及び導光体３３からなるバックラ
イト部と液晶パネル３１との間に、液晶シャッタ３４が
配置されている。本例では、液晶シャッタ３４は、水平
ストライプ状に４分割されている。液晶シャッタ３４
が、電圧無印加時に不透過、電圧印加時に透過特性を示
す場合、４分割されたＩＴＯ電極領域毎に電圧印加／無
印加を制御することにより、水平ストライプ状に液晶シ
ャッタ３４のオン／オフ、すなわちバックライト部のオ
ン／オフを制御することができる。

【００４８】液晶シャッタ３４は液晶シャッタ駆動回路
３６によって駆動されるが、この液晶シャッタ駆動回路
３６には最大輝度レベル検出回路３５が接続されてい
る。最大輝度レベル検出回路３５は、液晶シャッタ３４
の各分割領域に対応する液晶パネル３１の各画像表示領
域に表示される画像のそれぞれの最大輝度レベルを検出
する。本例では、水平ストライプ状に４分割された領域
に表示される画像のそれぞれの最大輝度レベルを検出し
ているが、分割方法は、水平ストライプ状に限定される
ものではなく、垂直ストライプ状、マトリックス状、そ
の他の分割方法でもかまわない。階調変換回路３７の基
本的な機能は、第１の実施形態の階調変換回路と同様で
ある。

【００４９】図１１は、液晶パネル３１の各領域に映像
信号に対応した画像を表示するタイミングの一例を示し
たものである。横軸は時間、縦軸は液晶パネルの垂直表
示位置を示している。

【００５０】入力映像信号のフレーム周波数が６０Ｈｚ
で、そのままのフレーム周波数で液晶パネル３１に映像
信号が入力されるものとする。液晶パネル３１の液晶の
応答時間が１／２４０ｓである場合、図１１に示すよう
に、液晶シャッタ３４の分割領域毎に、液晶の応答が完
了した後で、各分割領域をオン状態（透過状態）にする
と、各分割領域それぞれの画像表示期間は５０％とな
る。最大輝度レベル検出回路３５で検出された各分割領
域の最大輝度レベルに応じて、液晶シャッタ３４の各分
割領域をオンさせるタイミングを変化させることによ
り、図１２に示すように、各分割領域毎に画像表示期間
の割合を５０％以下の範囲で任意に変えることが可能と
なる。

【００５１】なお、本例では、入力映像信号のフレーム
周波数を変えずに液晶パネル３１に入力しているが、第
１の実施形態と同様の手法により、液晶パネル３１に入
力する映像信号のフレーム周波数を高くすることによ
り、液晶シャッタ３４のオン期間を長くする、つまり画
像表示期間を長くすることが可能となる。

【００５２】本実施形態においても、表示すべき画像の
明るさに応じて画像表示期間と黒表示期間の比率が変え
られるので、第１の実施形態等と同様、白輝度が確保さ
れた画質劣化の小さい切れのある動画を観察者に提示す
ることができる。また、分割領域毎に画像表示期間と黒
表示期間の比率が変えられるので、よりきめ細かい制御
が可能となり、画質のより一層の向上をはかることがで
きる。

【００５３】（実施形態４）本実施形態の基本的な構成
は、第２の実施形態と同様である。第２の実施形態で
は、１フレーム期間の入力映像信号に対して最大輝度レ
ベルを検出し、画像表示期間及び黒表示期間を１フレー
ム毎に変化させたが、本実施形態では、１ライン若しく
は複数ラインからなる複数の領域毎に最大輝度レベルを
検出し、それぞれの領域毎に画像表示期間及び黒表示期
間を変化させるものである。すなわち、第３の実施形態
と同様にして、黒表示信号の書き込み開始タイミング
を、各領域毎に最大輝度レベルに応じて変化させる。ま
た、第１の実施形態と同様の方法により、表示画像の階
調を各領域毎に変換する。

【００５４】本実施形態においても、各分割領域毎に画
像の明るさに応じて画像表示期間と黒表示期間の比率が
変えられるので、第３の実施形態と同様の効果を得るこ
とができる。

【００５５】（実施形態５）本実施形態は、照明部の照
明期間と非照明期間の比率を制御（変更）するととも
に、照明光の輝度を併せて制御（変更）するものであ
る。

【００５６】例えば、図１に示した第１の実施形態の構
成において、光源１２にＬＥＤを用い、その電流量を制
御することにより、比較的容易にバックライト部の輝度
を制御することが可能となる。このとき、バックライト
光源点灯制御回路１５には、バックライト光源輝度制御
回路も組み込む。

【００５７】バックライト部の１フレームにおける平均
輝度は、バックライト部の輝度×発光デューティー（１
フレーム期間における光源の点灯期間の割合）で表され
る。図４はバックライト部の輝度を一定とした場合の、
入力映像信号の最大輝度レベルと発光デューティーの関
係を示したものであるが、発光デューティーをより小さ
くしても、バックライト部の輝度を上げることにより、
図４と同様の関係を得ることができる。つまり、最大輝
度レベルが２５５の時のバックライト部の発光デューテ
ィーを１／２（２５％）にした場合、バックライト部の
輝度を２倍にすることにより、第１の実施形態と同様の
白輝度を得ることができる。また、入力映像の最大輝度
レベルが０の場合は、バックライト部の輝度を０とする
ことにより、黒表示時の輝度を抑えることができる。

【００５８】本実施形態においても、第１の実施形態と
同様の効果を得ることができるが、照明光の輝度（バッ
クライト部の輝度）も制御するため、動画表示時におい
てインパルス率を小さくすることができ、動画の切れを
より一層向上させることが可能となり、特に最大輝度レ
ベルが高い画像が高速に動く場合において画質劣化が小
さい動画を観察者に提示することが可能となる。

【００５９】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣
旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施するこ
とが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階
の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み
合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例え
ば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除
されても、所定の効果が得られるものであれば発明とし
て抽出され得る。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、最大輝度レベルに応じ
て画像表示期間と黒表示期間の比率を変更することがで
きるので、ダイナミックレンジが広く画質劣化の少ない
動画を観察者に提示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の
構成例を示したブロック図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の
動作を説明するための図。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の
動作を説明するための図。

【図４】本発明の第１の実施形態に係り、最大輝度レベ
ルと発光デューティーとの関係を示した図。

【図５】本発明の第１の実施形態に係り、階調と表示輝
度との関係を示した図。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の
構成例を示したブロック図。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の
動作を説明するためのタイミングチャート。

【図８】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の
表示例を示した図。

【図９】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の
動作を説明するための図。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置
の構成例を示したブロック図。

【図１１】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置
の動作を説明するための図。

【図１２】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置
の動作を説明するための図。

【図１３】従来技術の問題点を説明するための図。

【符号の説明】

１１、２１、３１…液晶パネル１２、３２…光源１３、３３…導光体１４、２２、３５…最大輝度レベル検出回路１５…バックライト光源点灯制御回路１６…フレーム周波数変換回路１７、３７…階調変換回路２３…ゲートアレイ２４…走査線駆動回路２５…信号線駆動回路３４…液晶シャッタ３６…液晶シャッタ駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/34 Ｇ０９Ｇ 3/34 Ｊ 3/36 3/36 (72)発明者小林等神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者奥村治彦神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 2H093 NC44 ND04 ND07 5C006 AF54 BB15 EA01 FA11 5C080 AA10 BB05 DD01 DD08 EE19 EE29 JJ01 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 5G435 AA00 AA02 BB12 EE25 GG23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号に応じた画像を表示する液晶パネ
ルと、前記液晶パネルを背面側から照明する照明部と、前記映像信号の最大輝度レベルを検出する最大輝度レベ
ル検出回路と、前記最大輝度レベル検出回路で検出された最大輝度レベ
ルに応じて、前記照明部の照明期間と非照明期間の比率
を変更する制御回路と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】映像信号に応じた画像を表示する液晶パネ
ルと、前記映像信号の最大輝度レベルを検出する最大輝度レベ
ル検出回路と、前記最大輝度レベル検出回路で検出された最大輝度レベ
ルに応じて、前記液晶パネルに前記映像信号に対応した
画像表示信号を供給する期間と黒表示信号を供給する期
間の比率を変更する制御回路と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。