JP2007206651A - 画像表示装置及びその方法 - Google Patents
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- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
Abstract
【課題】動画及び静止画の画質を向上させる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】1フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う液晶パネル26と、入力画像の1フレーム期間に占める黒画像表示期間を求める目標黒表示期間比率算出部16と、目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、1つまたは複数フレーム毎の黒表示期間比率の変化量を求める黒表示期間比率変化量算出部18と、前フレームの黒表示期間比率に黒表示期間比率変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定部20と、黒表示期間比率に基づき、画像表示部に入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御部22と、黒表示期間比率の変化に起因する、1フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を所定の範囲内に抑える表示輝度制御部24とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】1フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う液晶パネル26と、入力画像の1フレーム期間に占める黒画像表示期間を求める目標黒表示期間比率算出部16と、目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、1つまたは複数フレーム毎の黒表示期間比率の変化量を求める黒表示期間比率変化量算出部18と、前フレームの黒表示期間比率に黒表示期間比率変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定部20と、黒表示期間比率に基づき、画像表示部に入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御部22と、黒表示期間比率の変化に起因する、1フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を所定の範囲内に抑える表示輝度制御部24とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、消費電力の増加を抑制しつつ、動画及び静止画の画質を向上させる画像表示装置に関する。
近年、液晶表示装置や有機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ等の薄型表示装置の高性能化が進み、従来、陰極線管(以下、CRT)が主流であったテレビ分野にも普及し始めてきている。
しかし、液晶表示装置や有機ELディスプレイには、動画像を表示すると画像がぼけて見えるという問題があった。この問題は、液晶表示装置や有機ELディスプレイとCRTとでは画像表示方法の時間軸特性が異なるために発生するものであった。以下、この問題の原因について簡単に説明する。
画素毎の表示・非表示の選択スイッチとしてトランジスタを用いた液晶表示装置や有機ELディスプレイは、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)を採用した表示装置である。一方、CRTは、各画素は一定時間点灯した後に暗くなる表示方法(以下、インパルス型表示という)を採用した表示装置である。
ホールド型表示の場合、動画像の各フレームを表示してから次のフレームを表示するまでの間、同じ画像が表示された状態になる。動画像中のフレームNが表示されてから次のフレームN+1が表示されるまでの間(フレーム間)は、フレームNと同じ画像が表示された状態となる。動画像中に動体が映っている場合、画面上ではフレームNが表示されてからフレームN+1が表示されるまでの間、動体は静止していることになる。フレームN+1が表示された時に動体が不連続に移動する。
一方、観察者が動体に注目していて、動体を追従して観察する場合(観察者の眼球運動が随従運動の場合)、観察者は眼球を動かして無意識のうちに連続的に滑らかに動体を追従しようとする。
すると、画面上における動体の動きと観察者が想定する動体の動きとの間に差違が生じる。この差違が原因となり、観察者の網膜上に動体の速度に応じてずれた画像が提示されることとなる。観察者はずれた画像が重ね合わされたズレ画像を知覚するため、動画像がぼけているような印象を受けることになる。
動画像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、観察者はよりぼけた印象を受けることになる。
インパルス型表示の場合はこのような「ボケ」は起こらない。インパルス型表示の場合は、動画像のフレーム間(例えば、上述のフレームNとフレームN+1との間)では黒が表示されるからである。
フレーム間で黒が表示されていることにより、観察者が眼球を動かしてなめらかに動体を追従している場合でも、画像が表示されている瞬間以外は観察者には画像が見えていない。観察者は動画像の1フレームをそれぞれ独立した画像として認識するため、網膜上に提示される画像がずれることはない。
ホールド型表示を行う表示装置における上述の問題を解決するために、フレームを表示した後に何らかの手段で「黒」を表示する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、入力画像が、動画か静止画かを判別し、動画の場合にのみ、連続するフレーム間に黒を表示する手法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開平11−109921号公報
特開2002−123223公報
特許文献1では、フレーム間で液晶の画面を意図的に「黒」にすることにより、擬似的にCRTのようなインパルス型表示を行い、動画の画質劣化を抑制している。しかし、黒表示期間中も点灯しているバックライトの消費電力が無駄になる。また、静止画においては、インパルス型表示に起因するフリッカが発生するという問題点がある。
特許文献2では、上記問題点を解決するために、静止画表示時には、ホールド型表示、動画表示時には、インパルス型表示とする制御を行っている。しかし、上記の方法では、例えば、動きの小さい動画も動きの大きい動画でも同様に黒が表示されるため、十分な消費電力効果は得られない。消費電力効果を大きくするために、例えば、動画、静止画の判定基準を動画よりにすることもできるが、その場合、動画の画質が低下する。更にインパルス表示とホールド表示の切り替えのような急激な黒表示期間比率(黒表示期間/1フレーム期間)の変化は、フリッカとして観察者に視認され、画質の低下を招くという問題点がある。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、消費電力の増加を抑制しつつ、液晶表示装置に表示される動画及び静止画の画質を向上させる画像表示装置及びその方法を提供することを目的とする。
本発明は、1フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う画像表示部と、前記入力画像の1フレーム期間に占める黒画像表示期間の割合である目標黒表示期間比率を求める目標黒表示期間比率算出部と、前記目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、1つまたは複数のフレーム毎の黒表示期間比率の変化量をフリッカが抑制されるように求める黒表示期間比率変化量算出部と、前フレームの黒表示期間比率に前記変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定部と、前記黒表示期間比率に基づいて前記画像表示部に前記入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御部と、を備えたことを特徴とする画像表示装置である。
本発明によれば、消費電力の増加とフリッカを抑制しつつ、画像表示装置に表示される動画、静止画の画質を可及的に向上させることができる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態による液晶表示装置10について図1〜図9に基づいて説明する。
本発明の第1の実施形態による液晶表示装置10について図1〜図9に基づいて説明する。
(1)液晶表示装置10の構成
図1に、本実施形態による液晶表示装置10の構成を示す。
図1に、本実施形態による液晶表示装置10の構成を示す。
入力映像信号は、フレームメモリ12、動画/静止画判定部14、目標黒表示期間比率算出部16に入力される。
フレームメモリ12は、入力映像信号を1フレーム期間保持し、1フレーム遅延された映像信号として動画/静止画判定部14に出力する。なお、ここで言う1フレームとは、液晶表示装置10に表示する1枚の画像のことを指しており、インターレース映像信号において一般に言われる1フィールドと、ここで言う1フレームとは同一のものを指すとする。
動画/静止画判定部14は、入力映像信号とフレームメモリ12により1フレーム期間遅延された映像信号を用いて、時間的に隣接する2フレーム間の動きの大きさを検出し、その結果を動き情報として目標黒表示期間比率算出部16に出力する。
目標黒表示期間比率算出部16では、入力された動き情報に基づき、液晶パネル26に表示する入力映像信号のフレーム間に表示する黒表示の1フレーム期間における黒表示期間比率を算出し、離散目標黒表示期間比率情報として、黒表示期間比率変化量算出部18に出力する。
黒表示期間比率変化量算出部18では、過去のフレームにおける黒表示期間比率と入力された離散目標黒表示期間比率に基づき、1フレーム当たりの、黒表示期間比率の変化量を算出し、黒表示期間比率決定部20に出力する。
黒表示期間比率決定部20では、前フレームにおける黒表示期間比率に、入力された黒表示期間比率変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を決定し、黒表示期間制御部22及びバックライト輝度制御部24に出力する。
黒表示期間制御部22では、入力された黒表示期間比率に基づき、液晶パネル26に表示する映像信号及び液晶パネル26を駆動する制御信号(水平同期信号、垂直同期信号等)を液晶パネル26に出力する。
バックライト輝度制御部24は、入力された黒表示期間比率に基づきバックライト28の輝度を決定し、バックライト28輝度制御信号としてバックライト28に出力する。
液晶パネル26は、入力された映像信号及び制御信号に基づきフレーム間に黒表示を内挿した映像信号を表示する。
バックライト28は、バックライト28輝度制御信号に基づいた輝度で発光する。
(2)各部の動作
次に各部12〜28の動作について説明する。なお、本実施形態の動画/静止画判定部14、目標黒表示期間比率算出部16、黒表示期間比率変化量算出部18、黒表示期間比率決定部20、黒表示期間制御部22、バックライト輝度制御部24は、液晶表示装置のタイミングコントローラICによって実現される。但し、これらの機構を有するプログラムをコンピュータに実行させることによって実現させても構わない。
次に各部12〜28の動作について説明する。なお、本実施形態の動画/静止画判定部14、目標黒表示期間比率算出部16、黒表示期間比率変化量算出部18、黒表示期間比率決定部20、黒表示期間制御部22、バックライト輝度制御部24は、液晶表示装置のタイミングコントローラICによって実現される。但し、これらの機構を有するプログラムをコンピュータに実行させることによって実現させても構わない。
(2−1)動画/静止画判定部14
動画/静止画判定部14は、入力映像信号の複数のフレームを用いて動画/静止画を検出し、動き情報として出力する。
動画/静止画判定部14は、入力映像信号の複数のフレームを用いて動画/静止画を検出し、動き情報として出力する。
本実施形態では、入力映像信号をフレームメモリ12で1フレーム期間保持し、1フレーム遅延された映像信号と入力映像信号、すなわち時間的に隣接する2フレームを用いて動画/静止画を検出している。但し、動画/静止画を検出するフレームは、時間的に連続する2フレームに限らず、例えば、入力映像信号がインターレースの映像信号の場合に、偶数フィールドまたは奇数フィールドのみを用いて動画/静止画検出を行っても良い。動画/静止画検出手段としては様々に考えられるが、本実施形態では、2フレーム間の絶対値差分和を動き情報とした。すなわち、水平画素数X、垂直画素数Yの第Nフレームと第N+1フレームの絶対値差分和は、数1で表される。
R(u,v,n)、G(u,v,n)、B(u,v,n)は、それぞれ、位置(u,v)における、赤、緑、青の画素値を表している。
なお、本実施形態では、Y値の絶対値差分和を求めたが、赤、緑、青の画素値の絶対値差分和を求める構成としてもよい。
また、本実施形態では、1フレームの全ての画素について絶対値差分和を求める構成としているが、処理を簡略化するために、離散的な画素に対して絶対値差分和を求める構成としても良い。
また、1フレームを縮小し、縮小画像に対して絶対値差分和を求める構成としても良い。
また、フレーム間の絶対値差分和は隣接フレーム間以外にも、2フレーム毎やその他複数フレーム毎で求める構成としてもよい。
また、より動作をロバストにするために、過去数フレームの動き情報を利用して、現フレームの動き情報を決定する手法としてもよい。例えば、過去5フレームの動き情報から中央値処理を行い、中央値の動き情報を現フレームの動き情報とする。
上記のような処理をすることで、動き検出の失敗により発生した動き情報の外れ値が、中央値処理により、除外されることとなる。数1により求められた絶対値差分和は、動き情報として目標黒表示期間比率算出部16に入力される。
(2−2)目標黒表示期間比率算出部16
目標黒表示期間比率算出部16は、入力された動き情報に基づき離散目標黒表示期間比率を算出する。
目標黒表示期間比率算出部16は、入力された動き情報に基づき離散目標黒表示期間比率を算出する。
本実施形態では、動き情報の値から連続値の目標黒表示期間比率を求める。
ここで、BD(N)は、Nフレームの離散目標黒表示期間比率を示しており、BT(N)は、Nフレームの目標黒表示期間比率を示しており、Thは、離散化に用いる閾値である。
目標黒表示期間比率と、動き情報の値の関係は、動き情報の値が大きい場合に、目標黒表示期間比率が大きい値となるような関係を予め設定しておけばよい。なお、目標黒表示期間比率は、最小の離散目標黒表示期間比率と最大の離散目標黒表示期間比率の間に収まるよう処理しておくことが望ましい。本実施形態では、離散目標黒表示期間比率は、最小値0%と最大値50%とした。
しかし、上記閾値を固定値とした場合、目標黒表示期間比率の値が、閾値近傍の値の場合、フレーム毎に離散目標黒表示期間比率が0%となったり、50%となったりする。そこで、閾値を数4のように1フレーム前の離散目標黒表示期間比率と現在のフレームの目標黒表示期間比率に応じて異なる値とする。
ここで、Cは閾値に対する冗長性を決める値である。
例えば、閾値を0.25、Cを−0.1とし、現在の目標黒表示期間比率が0.2であった場合について、動作を説明する。
上記のような場合に、1フレーム前の離散目標黒表示期間比率が0であった場合、現在の目標黒表示期間比率は、1フレーム前の離散目標黒表示期間比率に比べ大きい値であるため、閾値は0.25となり、結果、現在のフレームの離散目標黒表示期間比率は、0と設定される。
一方、1フレーム前の離散目標黒表示期間比率が0.5の場合、現在の目標黒表示期間比率は、1フレーム前の離散目標黒表示期間比率に比べ小さいであるため、閾値は、0.25−0.1=0.15となり、その結果、現在のフレームの離散目標黒表示期間比率は、0.5と設定される。すなわち、数4のように閾値を可変とすることで、閾値近傍の目標黒表示期間比率に対して、安定して1つの離散目標黒表示期間比率が得られる。
また、Cを負値とすることで、1フレーム前の離散目標黒表示期間比率が0.5の時の閾値の値が小さい値となり、現在の離散目標黒表示期間比率が0.5と設定されやすくなる。すなわち、動画画質が良くなる目標黒表示期間比率に安定する。
なお、本実施形態では、離散目標黒表示期間比率を0%と50%の2つの値としたが、同様に、離散目標黒表示期間比率を3つ以上の複数の値とすることもできる。その場合、まず、現在の目標黒表示期間比率が何れの離散目標黒表示期間比率間の値かを調べる。例えば、離散目標黒表示期間比率を0、0.25、0.5とすれば、数5のように求められる。
ここで、BD,Hは、目標黒表示期間比率が含まれる離散目標黒表示期間比率の最大値、BD,Lは、目標黒表示期間比率が含まれる離散目標黒表示期間比率の最小値を示している。次に、数5により、目標黒表示期間比率が含まれる離散目標黒表示期間比率の範囲を決定した後、数4により閾値を設定し(なお、Thの値は、目標黒表示期間比率が含まれる離散目標黒表示期間比率の範囲毎に予め設定しておく)、最後に、数6により、離散目標黒表示期間比率を算出する。
(2−3)黒表示期間比率変化量算出部18
上記により求められた、離散目標黒表示期間比率は、黒表示期間比率変化量算出部18に入力され、1フレーム期間における黒表示期間比率の変化量を算出する。黒表示期間比率の変化量は、黒表示期間比率の急激な変化により発生するフリッカを、可及的に抑制するために設定される。
上記により求められた、離散目標黒表示期間比率は、黒表示期間比率変化量算出部18に入力され、1フレーム期間における黒表示期間比率の変化量を算出する。黒表示期間比率の変化量は、黒表示期間比率の急激な変化により発生するフリッカを、可及的に抑制するために設定される。
ここで、急激な黒表示期間比率の変化によるフリッカの発生の原理について説明する。
図2に、画像表示時間比率(=1−黒表示期間比率)がt0からt1に変化(t0<t1)したときの表示輝度の変化を模式的に示した図である。t0期間の相対表示輝度をL0、t1期間の相対表示輝度をL1とすると、1フレーム期間の平均輝度は画像表示時間比率によらず一定であるため、数7が成り立つ。
次に、画像表示時間比率がt0からt1に変化する場合の任意の1フレーム期間の相対積分輝度を考える。人間の目は、ある一定期間に網膜が受けた刺激を積分して明るさを知覚している。そこで、1フレーム期間の液晶表示装置10の輝度を積分することで知覚する明るさをモデル化した。図3に画像表示時間比率がt0からt1に変化する場合の任意の1フレーム期間における相対積分輝度の時間変化を示す。横軸が時間、縦軸が相対積分輝度を示している。画像表示時間比率がt0またはt1で一定の場合、任意の1フレーム期間における相対積分輝度は、一定値Laveとなる。しかし、画像表示時間比率がt0からt1に変化するタイミングでは、任意の1フレーム期間において、画像表示時間比率がt0の時の相対輝度L0の一部と、画像表示時間比率がt1の時の相対輝度L1の一部が積分されることとなり、相対積分輝度は、図3に示すように小さい値に変化する。この時の最小値をLminとすると、Lminは数7を利用して、数8のように表される。
ここで、αは比例定数を表している。
一方、図4に示すように、画像表示時間比率がt0からt1(t0>t1)に変化した場合についても同様に考えると、任意の1フレーム期間における相対積分輝度は、図5のようになる。すなわち、画像表示時間比率がt0からt1に変化するタイミングでは、任意の1フレーム期間において、画像表示時間比率がt0の時の相対輝度L0の一部と、画像表示時間比率がt1の時の相対輝度L1の一部が積分されることとなり、相対積分輝度は、図5に示すように大きい値に変化する。この時の最大値をLmaxとすると、Lmaxは数7を利用して、数12のように表される。
以上より、画像表示時間比率がt0からt1に変化する際に知覚されるフリッカは、数11、数15より、画像表示時間比率の変化量、すなわち黒表示期間比率の変化量に比例することとなる。よって、知覚されるフリッカが認知限以下になるような黒表示期間比率の変化量で過渡黒表示期間を設定することで、急激な黒表示期間比率の変化によるフリッカの発生を抑制することができる。
上記に示すように、1フレームまたは、複数フレーム毎の黒表示期間比率の変化を急激なものとすると、フリッカが知覚されることとなる。そこで、本実施形態では、黒表示期間比率の変化量を設定し、1フレーム毎の黒表示期間比率の変化量を3%とした。
(2−4)黒表示期間比率決定部20
上述のように設定した黒表示期間比率の変化量は、黒表示期間比率決定部20に入力され、最終的に出力する黒表示期間比率が算出される。黒表示期間比率は、数16により算出される。
上述のように設定した黒表示期間比率の変化量は、黒表示期間比率決定部20に入力され、最終的に出力する黒表示期間比率が算出される。黒表示期間比率は、数16により算出される。
ここで、Sgn(x)は、xの符号を返す関数であり、ΔBは黒表示期間比率変化量(本実施形態では、0.03)、B(N)は、Nフレームの黒表示期間比率を示している。但し、B(N)は、最小黒表示期間比率(本実施形態では0)と最大黒表示期間比率(本実施形態では0.5)の間の値であるため、数17により、黒表示期間比率を修正する。
算出された黒表示期間比率は、黒表示期間制御部22、及び、バックライト輝度制御部24に入力される。
(2−5)黒表示期間制御部22
黒表示期間制御部22は、算出された黒表示期間比率に応じた液晶パネル26を駆動するための映像信号、制御信号(水平、垂直同期信号等)を出力する。
黒表示期間制御部22は、算出された黒表示期間比率に応じた液晶パネル26を駆動するための映像信号、制御信号(水平、垂直同期信号等)を出力する。
(2−6)液晶パネル26
(2−6−1)液晶パネル26の構成
液晶パネル26は、本実施形態ではアクティブマトリクス型のものであり、図6に示すように、アレイ基板50上に複数本の信号線52及びこれと交差する複数本の走査線54が図示しない絶縁膜を介してマトリクス状に配置されており、両線の各交差部には画素58が形成されている。信号線52及び走査線54の端部は、信号線駆動回路60及び走査線駆動回路62にそれぞれ接続されている。
(2−6−1)液晶パネル26の構成
液晶パネル26は、本実施形態ではアクティブマトリクス型のものであり、図6に示すように、アレイ基板50上に複数本の信号線52及びこれと交差する複数本の走査線54が図示しない絶縁膜を介してマトリクス状に配置されており、両線の各交差部には画素58が形成されている。信号線52及び走査線54の端部は、信号線駆動回路60及び走査線駆動回路62にそれぞれ接続されている。
画素58において、薄膜トランジスタ(TFT)からなるスイッチ素子72は、映像信号書込み用のスイッチ素子72であり、そのゲートは1水平ライン毎に共通に走査線54に接続され、ソースは1垂直ライン毎に信号線52に共通に接続されている。さらに、ドレインは画素電極64に接続されると共に、この画素電極64と電気的に並列に配置された補助容量66に接続されている。
画素電極64は、アレイ基板50上に形成され、この画素電極64と電気的に相対する対向電極68は、図示しない対向基板上に形成されている。対向電極68には、図示しない対向電圧発生回路から所定の対向電圧が与えられている。
また、画素電極64と対向電極68との間には液晶層70が保持され、アレイ基板50と前記対向基板の周囲は図示しないシール材により封止されている。なお、液晶層70に用いる液晶材料は、どのようなものでも良いが、後述するように、本実施形態による液晶パネル26は、1フレーム期間に画像表示と黒表示の2つの画像信号を書き込む必要があるため、比較的高速に応答するものが望ましい。例えば、強誘電性液晶やOCB(Optically Compensated Bend)モードの液晶等が良い。
走査線駆動回路62は、図示しないシフトレジスタ、レベルシフタ及びバッファ回路等から構成されている。この走査線駆動回路62は、表示比率制御部から制御信号として出力された垂直スタート信号や垂直クロック信号に基づいて、各走査線54に行選択信号を出力する。
信号線駆動回路60は、図示しないアナログスイッチ、シフトレジスタ、サンプルホールド回路、ビデオバス等から構成されている。この信号線駆動回路60には、表示比率制御部から制御信号として出力された水平スタート信号及び水平クロック信号が入力されると共に、映像信号が入力されている。
(2−6−2)液晶パネル26の動作
次に、液晶パネル26の動作について説明する。
次に、液晶パネル26の動作について説明する。
図7に液晶パネル26のタイミングチャートを示す。
図7は、信号線駆動回路60から出力される表示信号及び走査線駆動回路62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26における画像表示状態を示したものである。なお、図7では、説明を簡単にするために、ブランキング期間を図示していないが、通常、一般的な液晶パネル26の駆動信号は、水平及び垂直ブランキング期間を有している。
信号線駆動回路60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62では、画像表示信号を供給すべき各画素58に対応する走査線を1水平走査期間の前半に選択し、黒表示信号を供給すべき各画素58に対応する走査線を1水平走査線期間の後半に選択する。
図7は、黒表示期間比率が50%の場合のタイミングチャートである。垂直走査線数をVとしたとき、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58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58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58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58に黒表示信号が供給される。
図8は、黒表示期間比率が50%の場合における液晶パネル26上の表示状態を示したものである。
図8(a)は、V/2+1ライン目までnフレーム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ライン目までnフレーム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時の表示状態を示している。
図8(c)は、Vライン目にnフレーム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時の表示状態を示している。
図8(d)は、1ライン目にn+1フレーム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時の表示状態を示している。
図8(e)は、V/2ライン目にn+1フレーム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時の表示状態を示している。
図7では、黒表示期間比率が50%の場合について示したが、同様に黒表示信号の書き込み開始タイミングを変更、すなわち、走査線信号のタイミングを変更することにより任意の黒表示期間の設定が可能である。よって、黒表示期間比率に応じた黒表示信号の書き込み開始タイミングの制御信号を黒表示期間制御部22から出力し、液晶パネル26に入力することで、任意の黒表示期間比率により液晶パネル26に画像を表示することが可能となる。
(2−7)バックライト輝度制御部24
バックライト輝度制御部24では、入力された黒表示期間比率情報を用いてバックライト28の光源を制御するバックライト28輝度制御信号を出力する。
バックライト輝度制御部24では、入力された黒表示期間比率情報を用いてバックライト28の光源を制御するバックライト28輝度制御信号を出力する。
すなわち、バックライト28の光源がアナログ変調のLEDであれば、アナログ電圧信号を、パルス幅変調(PWM)のLEDであれば、パルス幅変調信号を出力する。また、光源が冷陰極管であれば、冷陰極管点灯用のインバータに入力されるアナログ電圧を出力する。
なお、本実施形態では、比較的簡単な構成で、輝度のダイナミックレンジを大きく取ることができるパルス幅変調方式のLED光源を用いた。予め、LED光源に入力するパルス幅とバックライト28の輝度の関係を測定し、バックライト輝度制御部24に保持しておく。保持しておくデータとしては、例えば、上記関係が関数で表現できる場合は関数を保持しておけばよく、また、LUT(Look−up Table)としてROM等に保持しておいても良い。
また、LED光源が赤、緑、青の3原色のLEDを混色して白を表示する構成であれば、それぞれのLEDのデータを保持しておくのが望ましい。
更に、上記では、パルス幅とバックライト28の輝度の関係をデータとして保持していく方法を示したが、様々な黒表示期間比率で表示された液晶パネル26上で、輝度が一定となる黒表示期間比率とパルス幅の関係を保持しておいても良い。すなわち、ある黒表示期間比率で液晶パネル26に白画像を表示し、バックライト28の輝度を、液晶パネル26の透過後の輝度が所定の値となるように制御し、そのときのLED光源に入力しているパルス幅を求める。上記操作を様々な黒表示期間比率で行い、黒表示期間比率とパルス幅の関係を求め、データとして保持しておく。入力された黒表示期間比率情報で上記データを参照することにより、バックライト28の輝度は制御され、任意の黒表示期間比率に対し、液晶パネル26上の輝度を略一定に保つことが可能となる。
また、上記以外にも、バックライト28にフォトダイオード等を設置し、バックライト28の輝度をフォトダイオード等で計測しながらフィードバックを行い、LED光源の輝度を制御する方法でも良い。特にLED光源は、温度により発光特性が変化するために、上記のようにフォトダイオード等によりフィードバックを行う構成は有効である。
図9は、黒表示期間比率範囲を0%から50%と設定した場合の、黒表示期間比率と、液晶パネル相対透過率、バックライト相対輝度、液晶表示装置相対輝度との関係を示したものである。横軸が、黒表示期間比率、左側縦軸が、黒表示期間比率が0%の時の、液晶パネル26の透過率に対する相対透過率、右側縦軸が、黒表示期間比率が50%の時の、バックライト28の輝度に対する相対輝度を示している。
本実施形態で用いた液晶パネル26は、黒表示期間比率が大きくなるにつれ、線形に透過率が減少するため、バックライト28の輝度を黒表示期間比率が大きくなるにつれ大きくし、液晶表示装置10の相対輝度、すなわち、液晶パネル26の透過後の輝度が一定になるようにバックライト28の輝度を制御する。図9より、黒表示期間比率とバックライト28の相対輝度の関係が求まり、更にバックライト相対輝度と、LED光源に入力するパルス幅の関係から、黒表示期間比率とパルス幅の関係を求めることができ、黒表示期間比率制御部22で求められた黒表示期間比率情報より、パルス幅で表されるバックライト28の輝度制御信号を求めることができる。
バックライト28は、上記のように、様々な光源により構成可能であるが、本実施形態では、LEDを光源とする直下型バックライト28とした。但し、バックライト28の構成は、上記に限定されるものではなく、例えば、導光板を用いたエッジライト型バックライト28でも構わない。バックライト28は、バックライト輝度制御部24から出力されたバックライト28の輝度制御信号により、輝度が制御される。
(3)効果
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
更に、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の液晶表示装置10について説明する。
次に、第2の実施形態の液晶表示装置10について説明する。
本実施形態による液晶表示装置10の基本的な構成は、第1の実施形態と同様であるが、目標黒表示期間比率算出部16と、黒表示期間比率変化量算出部18の動作が、第1の実施形態と異なる。
目標黒表示期間比率算出部16は、第1の実施形態と同様に、数3により、離散目標黒表示期間比率を算出する。但し、第1の実施形態のように、閾値に冗長性は持たせず、固定値とする。なお、本実施形態では、目標黒表示期間比率を閾値処理することにより、離散目標黒表示期間比率を算出しているが、上記離散化は必ず必要な構成ではなく、動き情報から得られた目標黒表示期間比率をそのまま黒表示期間比率変化量算出部18に入力してもよい。
ここで、ΔB1とΔB2は、それぞれ前フレームの黒表示期間比率に対して、離散目標黒表示期間比率が小さくなった場合と、大きくなった場合の1フレーム当たりの黒表示期間比率の変化量を示している。
ΔB1とΔB2は様々な値を取りえるが、第1の実施形態でも説明したように、黒表示期間の変化に伴うフリッカが視認されない変化量以下に設定することが望ましく、更に、ΔB1<ΔB2とすることが望ましい。これは、ΔB1<ΔB2とすることで、第1の実施形態と同様に、黒表示期間比率は大きい値、すなわち動画画質が良くなる状態で安定させることができるためである。
その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態の液晶表示装置10について説明する。
次に、第3の実施形態の液晶表示装置10について説明する。
本実施形態による液晶表示装置10の基本的な構成は、第1の実施形態と同様であるが、目標黒表示期間比率算出部16と、黒表示期間比率変化量算出部18の動作が、第1の実施形態と異なる。
目標黒表示期間比率算出部16は、第1の実施形態と同様に、数3により、離散目標黒表示期間比率を算出する。但し、第1の実施形態のように、閾値に冗長性は持たせず、固定値とする。なお、本実施形態では、目標黒表示期間比率を閾値処理することにより、離散目標黒表示期間比率を算出しているが、上記離散化は必ず必要な構成ではなく、動き情報から得られた目標黒表示期間比率をそのまま黒表示期間比率変化量算出部18に入力してもよい。
黒表示期間比率変化量算出部18では、過去の複数フレームにおける離散目標黒表示期間比率から、過去の複数フレームにおける黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値に基づき、黒表示期間比率の変化量を算出する。具体的には、数20に示すように、過去の複数フレームにおける離散目標黒表示期間比率から、過去の複数フレームにおける黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が全て正値または全て負値の場合に、黒表示期間比率の変化量を所定の値に設定し、それ以外は、0を設定する。
数20では、過去nフレームの離散目標黒表示期間比率と黒表示期間比率の差分に基づき、黒表示期間比率の変化量を算出している。なお、本実施形態では、n=4とした。
また、数20では、第2の実施形態の構成も含め、差分値が正値または負値により、黒表示期間比率の変化量を異なる値としたが、ΔB1とΔB2は、同じ値としても構わない。上記のように構成することにより、動き情報検出のミス等により、離散目標黒表示期間比率が多少変動しても、黒表示期間比率の変化量は、0と設定されるため、安定した黒表示期間比率を得ることができる。
その他の構成は、第1の実施形態と同様である。
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態の液晶表示装置10について図10、図11に基づいて説明する。
次に、第4の実施形態の液晶表示装置10について図10、図11に基づいて説明する。
(1)液晶表示装置10の構成
図10に、本実施形態による液晶表示装置10の構成を示す。
図10に、本実施形態による液晶表示装置10の構成を示す。
本実施形態による液晶表示装置10は、基本的な構成は、第1の実施形態と同様であるが、バックライト28の発光、消光を制御することにより液晶表示装置10に表示される入力映像の黒表示期間比率を制御することを特徴とする。
入力映像から、第1の実施形態と同様の構成により、黒表示期間比率が決定される。決定された黒表示期間比率は、黒表示期間比率情報としてバックライト輝度制御部24に入力される。バックライト輝度制御部24では、黒表示期間比率情報に基づき、バックライト28の発光期間及びバックライト28の発光輝度を決定し、バックライト28発光比率制御信号及びバックライト28の輝度制御信号として、バックライト28に入力される。バックライト28は、入力されたバックライト28の発光比率制御信号及びバックライト28の輝度制御信号に基づきバックライト28を発光する。
(2)液晶パネル26とバックライト28の動作
次に、液晶パネル26とバックライト28の動作について説明する。
次に、液晶パネル26とバックライト28の動作について説明する。
図11に、液晶パネル26とバックライト28の動作を示す。図11の横軸は時間、縦軸は、液晶パネル26の垂直表示位置を示している。
通常液晶パネル26は、画面向かって上部より線順次に映像が書き込まれる。よって、液晶パネル26への書き込みは、図11に示すように、画面向かって上部より、書き込む時間を少しずつズラしながら映像が液晶パネル26に書き込まれる。なお、後に説明するバックライト28の発光期間を確保するために、液晶パネル26への書き込みは、通常1フレーム期間(一般に1/60秒)かけて行われるが、本実施形態では、1フレーム期間よりも短い期間、1/4フレーム期間(1/240秒)で書き込まれる。液晶パネル26の最下ラインが書き込まれた後、液晶の応答が完了するまでの所定の期間後、バックライト28の発光比率制御信号に応じてバックライト28が発光する。
なお、バックライト28の発光輝度は、バックライト28の発光期間によって決まり、バックライト28の発光期間と発光輝度の積がおおよそ一定となるように制御される。
また、バックライト28は、液晶パネル26への書き込み期間及び液晶の応答期間は、消光していることが望ましい。これは、液晶パネル26への書き込み期間及び液晶の応答期間では、前フレームの一部の映像が液晶パネル26に表示されているために、その期間にバックライト28が発光すると、前フレームと現フレームが混合されて観察者に提示されることになるためである。
上記のようにバックライト28の発光期間を制御することにより、第1の実施形態と同様に、液晶表示装置10の黒表示期間比率を制御することが可能となる。
(3)効果
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
(第5の実施形態)
次に、第2の実施形態の液晶表示装置10について図12〜図14に基づいて説明する。
次に、第2の実施形態の液晶表示装置10について図12〜図14に基づいて説明する。
(1)液晶表示装置10の構成
図12に、本実施形態による液晶表示装置10の構成を示す。
図12に、本実施形態による液晶表示装置10の構成を示す。
第5の実施形態による液晶表示装置10は、基本的な構成は第4の実施形態と同様であるが、バックライト28の発光領域が分割されており、異なるタイミングでバックライト28を発光させることが可能となっている。
バックライト28の構造の一例を図13に示す。
図13は、直下型バックライト28と呼ばれる構造であり、光源として冷陰極管80が並び、各冷陰極管80は反射板82により囲まれている。冷陰極管80の上部には、拡散板84が設置されており、冷陰極管80からの光を拡散して均一な面光源としている。本実施形態では、各冷陰極管80の発光タイミングを異なるものとしている。
(2)液晶パネル26とバックライト28の動作
次に、液晶パネル26とバックライト28の動作について説明する。
次に、液晶パネル26とバックライト28の動作について説明する。
図14に液晶パネル26とバックライト28の動作を示す。
図14では、バックライト28は水平方向に4分割されており、各領域がそれぞれバックライト28の発光及び消光のタイミングを制御することができる。第4の実施形態では、バックライト28の発光のタイミングは、液晶パネル26の最下ラインが書き込まれた後、一定期間後であったが、本実施形態では、各分割された領域に相当する液晶パネル26の最下ラインが書き込まれた後、液晶の応答期間後、バックライト28の発光比率制御信号に応じてバックライト28が発光する。上記のようにバックライト28の発光領域を分割した場合、第4の実施形態に比べ、バックライト28の発光期間を長くすることが可能となり、より大きい範囲で黒表示期間比率の制御が可能となる。
なお、その他の構成は第1の実施形態と同様である。
(3)効果
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
(第6の実施形態)
次に、第6の実施形態の画像表示装置である有機ELディスプレイ100について図15、図16に基づいて説明する。
次に、第6の実施形態の画像表示装置である有機ELディスプレイ100について図15、図16に基づいて説明する。
(1)有機ELディスプレイ100の構成
図15に、本実施形態による有機ELディスプレイ100の構成を示す。
図15に、本実施形態による有機ELディスプレイ100の構成を示す。
有機ELディスプレイ100は、基本的な構成は、第1の実施形態と同様であるが、画像表示部が有機ELパネル102により構成されている。
図16に、有機ELパネル102の構成の一例を示す。有機ELパネル102は、2つの薄膜トランジスタよりなる第1スイッチ素子104及び第2スイッチ素子106、信号線52から供給される電圧を保持するための電圧保持容量108、有機EL素子110より画素112が構成され、信号線114、電源線116の端部は信号線駆動回路118に接続され、信号線114、電源線116と直行する方向の走査線120は、走査線駆動回路122に接続される。
(2)有機ELディスプレイ100の動作
次に、有機ELディスプレイ100の動作を説明する。
次に、有機ELディスプレイ100の動作を説明する。
走査線駆動回路122より走査線120を介してON状態の走査線駆動信号が第1スイッチ素子104に印加され、第1スイッチ素子104が導通状態となり、その時に信号線駆動回路118から出力されている信号線駆動信号が信号線を介して電圧保持容量108に書き込まれる。電圧保持容量108に蓄積された電荷量に応じて第2スイッチ素子106の導通状態が決定され、電源線116より有機EL素子110に電流が供給され、有機EL素子110が発光する。なお、走査線駆動信号がOFF状態となっても、第2スイッチ素子106の導通状態を決定する電圧は、電圧保持容量108に蓄積されているため、電源線116より有機EL素子110には電流が供給され続けることとなる。
よって、第1の実施形態の図7と同様に、1水平走査期間の前半に映像信号、1水平走査期間の後半に黒映像信号を信号線駆動回路118より出力し、映像信号を書き込む走査線120には、1水平走査期間の前半に同期したON状態の走査線駆動信号を印加し、黒映像信号を書き込む走査線120には、1水平走査期間の後半に同期したON状態の走査線駆動信号を印加することで、第1の実施形態と同様に、有機ELパネル102の映像表示期間と黒映像表示期間を制御可能となる。
すなわち、表示比率制御部により決定された黒表示期間比率に基づき、走査線駆動回路122を第1の実施形態と同様に制御する。但し、有機ELパネル102は、自発光の素子であるため、黒表示期間比率に応じて、映像が表示される期間における映像の明るさを制御して、1フレーム期間の輝度を略一定に制御する必要がある。
そこで、本実施形態では、10ビットの出力精度を備えた信号線駆動回路118を用いて、デジタル的に映像の明るさの制御を行った。映像の明るさが最も必要な状態は、黒表示期間比率が予め定められた制御範囲において最大になる状態である。つまり、黒表示期間比率が大きいために、映像を表示する期間は短くなり、1フレーム期間の輝度を略一定にするためには、映像の明るさを大きくする必要がある。
そこで、予め定められた黒表示期間比率制御範囲において、最大となる黒表示期間比率時の映像の最大表示階調を1020階調として設定し、黒表示期間比率が小さくなるにつれ、映像の最大表示階調を小さい値とすることで、映像表示期間の最大輝度を制御した。すなわち、入力映像のガンマ値をγ、入力映像の最大階調を8ビット(255階調)、黒表示期間比率制御範囲における最大黒表示期間比率時の映像表示期間の輝度に対する、設定したい黒表示期間比率時の映像表示期間の輝度の比率をIとすると、輝度の比率I時に設定される最大階調Lmaxは、数22により表される。
数22により、黒表示期間比率に応じた最大階調を求めた後、映像の全ての階調を再量子化することにより、映像表示期間の明るさを制御することができる。
また、有機ELパネル102は、電源線116より供給される電流値を制御することによっても、明るさを制御することができる。よって、黒表示期間比率に応じて、1フレーム期間の輝度が略一定となるように、電源線116より供給する電流値を制御する構成としても良い。
なお、その他の構成、動作は、第1の実施形態と同様である。
(3)効果
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置10によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
10 液晶表示装置
12 フレームメモリ
14 動画/静止画判定部
16 目標黒表示期間比率算出部
18 黒表示期間比率変化量算出部
20 黒表示期間比率決定部
22 黒表示期間制御部
24 バックライト輝度制御部
26 液晶パネル
28 バックライト
12 フレームメモリ
14 動画/静止画判定部
16 目標黒表示期間比率算出部
18 黒表示期間比率変化量算出部
20 黒表示期間比率決定部
22 黒表示期間制御部
24 バックライト輝度制御部
26 液晶パネル
28 バックライト
Claims (42)
- 1フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う画像表示部と、
前記入力画像の1フレーム期間に占める黒画像表示期間の割合である目標黒表示期間比率を求める目標黒表示期間比率算出部と、
前記目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、1つまたは複数のフレーム毎の黒表示期間比率の変化量をフリッカが抑制されるように求める黒表示期間比率変化量算出部と、
前フレームの黒表示期間比率に前記変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定部と、
前記黒表示期間比率に基づいて前記画像表示部に前記入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御部と、
を備えた
ことを特徴とする画像表示装置。 - 前記目標黒表示期間比率算出部は、前記目標黒表示期間比率を所定の閾値により離散化して離散目標黒表示期間比率を求める
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記閾値は、1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率と、現在の目標黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。 - 前記差分の値が正のときの前記閾値と、負のときの前記閾値と異なる値にする
ことを特徴とする請求項3記載の画像表示装置。 - 1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて小さい場合の閾値が、1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて大きい場合の閾値より大きい値である
ことを特徴とする請求項3記載の画像表示装置。 - 前記変化量は、前記目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記差分の値が正のときの前記変化量と、負のときの前記変化量と異なる値にする
ことを特徴とする請求項6記載の画像表示装置。 - 前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項6記載の画像表示装置。 - 前記変化量は、前記離散目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。 - 前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの前記黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項9記載の画像表示装置。 - 前記変化量は、
(1)過去の所定のフレーム数における目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
(2)前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記黒表示期間比率の変化量を負値とし、
(3)それ以外を0とする
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記変化量は、
(1)過去の所定のフレーム数における離散目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
(2)前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記変化量を負値とし、
(3)それ以外を0とする
ことを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。 - 前記黒表示期間比率の変化に起因する、1フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を所定の範囲内に抑える表示輝度制御部と備えた
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記黒表示期間比率変化量算出部は、
前記入力画像の動きを検出して少なくとも動きの大きさを含む動き情報を出力し、
前記動き情報における動きの大きさが大きいほど前記黒画像表示期間が長くなるように前記目標黒表示期間比率を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。 - 前記画像表示部は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に設置されて前記液晶パネルを背面から照射する面光源部を少なくとも備え、
前記黒表示期間制御部は、前記黒表示期間比率に基づいて前記入力画像と前記黒画像の表示を行うように前記液晶パネルを制御し、
前記表示輝度制御部は、前記黒表示期間比率の変化に起因する、1フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を所定の範囲内に抑えるように、前記面光源部の輝度を制御する
ことを特徴とする請求項1から14の中の少なくとも一項に記載の画像表示装置。 - 前記画像表示部は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に設置されて前記液晶パネルを背面から照射する面光源部を少なくとも備え、
前記黒表示期間制御部は、前記1フレーム期間の間は前記入力画像の表示を行うように前記液晶パネルを制御し、
前記表示輝度制御部は、前記黒表示期間比率に基づいて、
(1)前記入力画像を表示すべき期間は前記面光源部を発光させ、
(2)前記黒画像を表示すべき期間は前記面光源部を消光させ、
(3)前記黒表示期間比率の変化に起因する1フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を、所定の範囲内に抑えるように、前記面光源部の発光期間における輝度を制御する
ことを特徴とする請求項1から14の中の少なくとも一項に画像表示装置。 - 前記面光源部は、前記液晶パネルの画面において垂直方向に複数に分割された水平発光領域毎に発光と消光のタイミングを制御できるものであり、
前記液晶パネルは、前記画面の端部より線順次で前記入力画像データが水平ライン毎に書き込まれ、
前記表示輝度制御部は、
(1)前記黒表示期間制御部によって前記分割された水平発光領域に相当する前記液晶パネルの表示領域に前記入力画像が書き込まれた後、前記水平発光領域を前記黒表示期間比率の黒表示期間に応じて消光させ、その後、前記水平発光領域を前記黒表示期間比率の黒表示期間以外の時間に応じて発光させるか、または、
(2)前記黒表示期間制御部によって前記分割された水平発光領域に相当する前記表示領域に前記入力画像が書き込まれた後、前記水平発光領域を前記黒表示期間比率の黒表示期間以外の時間に応じて発光させ、その後、前記水平発光領域を前記黒表示期間比率の黒表示期間に応じて消光させる
ことを特徴とする請求項16記載の画像表示装置。 - 前記画像表示部は、エレクトロルミネッセンスパネルである
ことを特徴とする請求項1から14の中の少なくとも一項に記載の画像表示装置。 - 1フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う画像表示部によって画像を表示する画像表示方法において、
前記入力画像の1フレーム期間に占める黒画像表示期間の割合である目標黒表示期間比率を求め、
前記目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、1つまたは複数のフレーム毎の黒表示期間比率の変化量をフリッカが抑制されるように求め、
前フレームの黒表示期間比率に前記変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出し、
前記黒表示期間比率に基づいて前記画像表示部に前記入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する
ことを特徴とする画像表示方法。 - 前記目標黒表示期間比率を所定の閾値により離散化して離散目標黒表示期間比率を求める
ことを特徴とする請求項19記載の画像表示方法。 - 前記閾値は、1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率と、現在の目標黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項20記載の画像表示方法。 - 前記差分の値が正のときの前記閾値と、負のときの前記閾値と異なる値にする
ことを特徴とする請求項21記載の画像表示方法。 - 1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて小さい場合の閾値が、1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて大きい場合の閾値より大きい値である
ことを特徴とする請求項21記載の画像表示方法。 - 前記変化量は、前記目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項19記載の画像表示方法。 - 前記差分の値が正のときの前記変化量と、負のときの前記変化量と異なる値にする
ことを特徴とする請求項24記載の画像表示方法。 - 前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項24記載の画像表示方法。 - 前記変化量は、前記離散目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項20記載の画像表示方法。 - 前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの前記黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項27記載の画像表示方法。 - 前記変化量は、
(1)過去の所定のフレーム数における目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
(2)前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記黒表示期間比率の変化量を負値とし、
(3)それ以外を0とする
ことを特徴とする請求項19記載の画像表示方法。 - 前記変化量は、
(1)過去の所定のフレーム数における離散目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
(2)前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記変化量を負値とし、
(3)それ以外を0とする
ことを特徴とする請求項20記載の画像表示方法。 - 1フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う画像表示部によって画像を表示する画像表示プログラムにおいて、
前記入力画像の1フレーム期間に占める黒画像表示期間の割合である目標黒表示期間比率を求める目標黒表示期間比率算出機能と、
前記目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、1つまたは複数のフレーム毎の黒表示期間比率の変化量をフリッカが抑制されるように求める目標黒表示期間比率算出機能と、
前フレームの黒表示期間比率に前記変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定機能と、
前記黒表示期間比率に基づいて前記画像表示部に前記入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御機能と、
をコンピュータによって実現する
ことを特徴とする画像表示プログラム。 - 前記目標黒表示期間比率算出機能は、前記目標黒表示期間比率を所定の閾値により離散化して離散目標黒表示期間比率を求める
ことを特徴とする請求項31記載の画像表示プログラム。 - 前記閾値は、1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率と、現在の目標黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項32記載の画像表示プログラム。 - 前記差分の値が正のときの前記閾値と、負のときの前記閾値と異なる値にする
ことを特徴とする請求項33記載の画像表示プログラム。 - 1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて小さい場合の閾値が、1つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて大きい場合の閾値より大きい値である
ことを特徴とする請求項33記載の画像表示プログラム。 - 前記変化量は、前記目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項31記載の画像表示プログラム。 - 前記差分の値が正のときの前記変化量と、負のときの前記変化量と異なる値にする
ことを特徴とする請求項36載の画像表示プログラム。 - 前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項36記載の画像表示プログラム。 - 前記変化量は、前記離散目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項32記載の画像表示プログラム。 - 前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの前記黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項39記載の画像表示プログラム。 - 前記変化量は、
(1)過去の所定のフレーム数における目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
(2)前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記黒表示期間比率の変化量を負値とし、
(3)それ以外を0とする
ことを特徴とする請求項31記載の画像表示プログラム。 - 前記変化量は、
(1)過去の所定のフレーム数における離散目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
(2)前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記変化量を負値とし、
(3)それ以外を0とする
ことを特徴とする請求項32記載の画像表示プログラム。
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