JP2007322881A - 表示装置および表示制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像のちらつきを低減させることができるようにする。
【解決手段】液晶パネル制御回路１３１は、バックライト１２の光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれが画像信号に対して最適な発光輝度となるように輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆を設定し、光源制御回路３３に供給する。光源制御回路３３は、メモリ１３２に記憶されているバックライト制御値変換テーブルを用いて、輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆をバックライト制御値BLctl₁₁乃至BLctl₅₆に変換し、バックライト１２に供給する。本発明は、例えば、液晶表示装置に適用できる。
【選択図】図１７

Description

本発明は、表示装置および表示制御方法に関し、特に、画像のちらつきを低減させることができるようにする表示装置および表示制御方法に関する。

液晶表示装置（LCD: Liqued crystal display）は、R（Red）,G（Green）、またはB（Blue）の着色がされているカラーフィルタ基板、液晶層などを有する液晶パネルと、その背面側に配置されるバックライトなどにより構成される。

液晶表示装置では、電圧を変化させることにより液晶層の液晶分子のねじれが制御され、液晶分子のねじれに応じて液晶層を透過してきたバックライトの光がR,G、またはBの着色がされているカラーフィルタ基板を通過することによりR,G、またはBの色の光となって、画像が表示される。

なお、以下では、電圧を変化させることにより液晶分子のねじれを制御して光の透過率を変更することを、開口率の制御という。また、光源であるバックライトから出射された光の輝度を「発光輝度」と称し、表示される画像を視認する視聴者が感じる光の強度である、液晶パネルの前面から出射された光の輝度を「表示輝度」と称する。

従来、液晶表示装置においては、バックライトが液晶パネルの画面全体を均一かつ最大（ほぼ最大）の明るさで照明し、液晶パネルの各画素の開口率のみを制御することによって、画面の各画素において必要な表示輝度を得るような制御が行われていた。従って、例えば、画面全体が暗い場合においても、バックライトは最大の発光輝度で発光するので、消費電力が大きいという問題があった。

この問題に対して、例えば、画面を複数の領域に分割し、その分割された領域単位でバックライトの発光輝度を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

このようなバックライト制御について、図１を参照して説明する。

図１Aは、液晶表示装置に表示させる原画像P１を示している。原画像P１は、略中央部に楕円形状の最も暗い領域R１があり、領域R１から外周側になるほど徐々に明るい画像となっている。

図１Bは、バックライトの構造を簡略化して示した図である。

図１Bに示されるバックライトでは、発光領域が、水平方向（横方向）に４分割、垂直方向（縦方向）に６分割されることにより、２４分割されている。

図１Bのバックライトが原画像P１に対応する発光を行う場合、バックライトは、図１Bにおいて網掛けされている２つの領域の発光輝度を抑制して点灯する（減光する）。

その結果、バックライト全体では、図１Aの原画像P１に対して、図１Cに示されるような発光輝度の輝度分布を得ることができ、最も暗い領域R１に対応してバックライトの一部を減光するので、消費電力が低減される。

特開２００４−２１２５０３号公報 特開２００４−２４６１１７号公報

しかしながら、例えば、図２に示される原画像P２のように、最も暗い領域R１内の一部に明るい輝度の領域R２が存在する場合もあり、この場合、領域R２の表示輝度が不足しないように、バックライトの発光輝度と画素の開口率を制御する必要がある。

即ち、原画像P１と原画像P２の領域R１は同一の表示輝度とされるが、明るい輝度の領域R２を表示させる分、バックライトの発光輝度は、原画像P２を表示するときの方が原画像P１を表示するときより明るく設定され、代わりに、領域R２周辺の領域R１の画素の開口率は、原画像P２を表示するときの方が原画像P１を表示するときより低く設定される。

液晶表示装置では、このようなバックライトの発光輝度の制御と画素の開口率の制御が、１枚の画像単位で行われる。この場合、バックライトの発光輝度と画素の開口率との関係が正しく設定されていなく、そこに誤差が含まれていると、複数枚の画像間で同一の表示輝度となるべき領域が異なる表示輝度で表示されることになり、視聴者が、それを画像のちらつきとして感じることがある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、画像のちらつきを低減させることができるようにするものである。

本発明の一側面の表示装置は、画像信号に対応する画像を、所定の表示領域に表示する表示装置において、前記表示領域を分割した複数の領域に対応して個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定するパネル制御手段と、前記光源の発光輝度を前記バックライトのための光源制御値に変換する非線形な変換テーブルを記憶する記憶手段と、前記非線形な変換テーブルに従って、前記パネル制御手段により設定された前記光源の発光輝度を前記光源制御値に変換し、前記バックライトに供給するバックライト制御手段とを備える。

前記非線形な変換テーブルは、前記光源の発光輝度が大きくなるに従って、発光輝度が所定単位増加したときの前記光源制御値の変化量が大きくなるテーブルとさせることができる。

前記非線形な変換テーブルは、発光輝度が所定単位増加したときの前記光源制御値の変化率が所定の比率以下となるテーブルとさせることができる。

前記パネル制御手段には、さらに、前記光源の発光輝度の下限値を設定させることができる。

本発明の一側面の表示制御方法は、所定の表示領域を分割した複数の領域ごとに個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルとを備え、画像信号に対応する画像を前記表示領域に表示する表示装置の表示制御方法において、前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定し、前記光源の発光輝度を前記バックライトのための光源制御値に変換する非線形な変換テーブルに従って、設定された前記光源の発光輝度を前記光源制御値に変換し、前記バックライトに供給するステップを含む。

前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定する場合、１つ前の時刻に設定した前記光源の発光輝度の１階調以内となるように、前記光源の発光輝度を設定させることができる。

本発明の一側面においては、複数の光源の発光輝度が画像信号に応じて個別に設定されるとともに、個別に設定された複数の光源の発光輝度に対応して、画素の光の透過率が設定される。また、光源の発光輝度をバックライトのための光源制御値に変換する非線形な変換テーブルに従って、設定された光源の発光輝度が光源制御値に変換され、バックライトに供給される。

本発明の一側面によれば、画像を表示することができる。また、本発明の一側面によれば、画像のちらつきを低減させることができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の一側面の表示装置は、画像信号に対応する画像を、所定の表示領域に表示する表示装置（例えば、図１７の液晶表示装置１０１）において、前記表示領域を分割した複数の領域に対応して個別に配置された複数の光源を有するバックライト（例えば、図１７のバックライト１２）と、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネル（例えば、図１７の液晶パネル１１）と、前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定するパネル制御手段（例えば、図１７の液晶パネル制御回路１３１）と、前記光源の発光輝度を前記バックライトのための光源制御値に変換する非線形な変換テーブルを記憶する記憶手段（例えば、図１７のメモリ１３２）と、前記非線形な変換テーブルに従って、前記パネル制御手段により設定された前記光源の発光輝度を前記光源制御値に変換し、前記バックライトに供給するバックライト制御手段（例えば、図１７の光源制御回路３３）とを備える。

本発明の一側面の表示制御方法は、所定の表示領域を分割した複数の領域ごとに個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルとを備え、画像信号に対応する画像を前記表示領域に表示する表示装置の表示制御方法において、前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに（例えば、図２１のステップＳ２４）、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定し（例えば、図２１のステップＳ２５）、前記光源の発光輝度を前記バックライトのための光源制御値に変換する非線形な変換テーブルに従って、設定された前記光源の発光輝度を前記光源制御値に変換し、前記バックライトに供給する（例えば、図２１のステップＳ２７）ステップを含む。

以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

最初に、図３を参照して、本発明の基本となる液晶表示装置１について説明する。

図３の液晶表示装置１は、R,G、またはBの着色がされているカラーフィルタ基板、液晶層などを有する液晶パネル１１、液晶パネル１１の背面側に配置されるバックライト１２、液晶パネル１１およびバックライト１２を制御する制御部１３、およびメモリ１４により構成されている。液晶表示装置１は、入力される画像信号に対応する原画像を所定の表示領域（表示部２１）に表示する。なお、液晶表示装置１に入力される画像信号は、６０Hzのフレームレートの画像（以下、フィールド画像という）に対応する。

液晶パネル１１は、バックライト１２からの光を透過させる画素としての開口部が複数配列されている表示部２１、並びに、表示部２１を構成する各画素に１対１に対応して設けられている図示しないトランジスタ（TFT：Thin Film Transistor）に駆動信号を送出するソースドライバ２２およびゲートドライバ２３により構成されている。

バックライト１２は、表示部２１に対応する所定の点灯領域において白色の光を発する。バックライト１２の点灯領域は複数の領域に分割されており、分割された複数の領域それぞれについて個別に点灯が制御される。

図３では、バックライト１２の点灯領域が、水平方向に５分割、垂直方向に６分割の計３０分割され、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆により構成されている。バックライト１２は、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆に対応する光源BL₁₁乃至BL₅₆を有する。

領域Ａ_ij（ｉ＝１乃至５，ｊ＝１乃至６）に配置されている光源BL_ijは、例えば、所定の順序で配列された赤色の発光ダイオード、緑色の発光ダイオード、および青色の発光ダイオードにより構成される。光源BL_ijは、光源制御回路３３から供給されるバックライト制御値BLctl_ijに対応する輝度で、赤色、緑色、および青色の混合により得られる白色の光を発生させる。

なお、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆は、バックライト１２の点灯領域を、仕切り板等を用いて物理的に分割したものではなく、光源BL₁₁乃至BL₅₆に対応する領域として仮想的に分割したものである。従って、光源BL_ijから出射された光は、図示しない散乱板や散乱シートによって拡散されて、光源BL_ijに対応する領域Ａ_ijだけでなく、その領域Ａ_ijの周辺の領域に対しても照射される。

制御部１３は、液晶パネル１１を制御する液晶パネル制御回路３１、メモリ３２、および、バックライト１２を制御する光源制御回路３３により構成される。

液晶パネル制御回路３１には、フィールド画像に対応する画像信号が他の装置から供給される。液晶パネル制御回路３１は、供給された画像信号からフィールド画像の輝度分布を求める。そして、液晶パネル制御回路３１は、フィールド画像の輝度分布から、領域Ａ_ijで必要な表示輝度Ａreq_ijを算出する。

なお、上述したように、光源BL_ijから出射された光は、光源BL_ijの前方の領域Ａ_ijだけでなく、その領域Ａ_ijの周辺の領域に対しても照射される。逆に言うと、領域Ａ_ijで必要な表示輝度Ａreq_ijは、領域Ａ_ijの後方に配置されている光源BL_ijから出射された光と、領域Ａ_ijの周辺の領域にそれぞれ配置されている光源からの光との合成によって得られる。

液晶パネル制御回路３１は、光源BL_ijによる発光輝度の領域Ａ_ijに対する寄与分を光源BL₁₁乃至BL₅₆まで寄せ集めることにより領域Ａ_ijの表示輝度Ａreq_ijが得られるとする式を、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆それぞれについて立てた連立方程式（連立不等式）を解くことにより、光源BL₁₁乃至BL₅₆の発光輝度を設定する輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆を算出し、光源制御回路３３に供給する。

なお、光源BL_ijによる発光輝度の領域Ａ_ijに対する寄与分を光源BL₁₁乃至BL₅₆まで寄せ集めることにより領域Ａ_ijの表示輝度Ａreq_ijが得られるとする式は、光源BL₁₁乃至BL₅₆の輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆と、光源BL₁₁乃至BL₅₆の領域Ａ_ijに対する寄与率との積和が表示輝度Ａreq_ij（以上）であるとする式で表すことができる。ここで、光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれの領域Ａ_ijに対する寄与率は、領域Ａ_ijから照射される光に含まれる光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれの光の割合を表し、予めメモリ１４に記憶されている。

さらに、液晶パネル制御回路３１は、輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆が決定されると、メモリ１４に記憶されている設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆から、表示部２１を構成する各画素の設定階調Ｓ_data’を算出する。設定階調Ｓ_data’は、画素の開口率を決定する８ビットの値である。そして、液晶パネル制御回路３１は、算出された設定階調Ｓ_data’を駆動制御信号として、液晶パネル１１のソースドライバ２２およびゲートドライバ２３に供給する。

メモリ３２は、液晶パネル制御回路３１からの出力である、８ビット（bit）、２５６階調の輝度設定値BLsetを、バックライト１２が受け付け可能な制御信号である、１０ビット、１０２４階調のバックライト制御値BLctlに変換するバックライト制御値変換テーブルを記憶している。

光源制御回路３３は、液晶パネル制御回路３１から供給される輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆それぞれを、メモリ３２に記憶されているバックライト制御値変換テーブルに基づいて、バックライト制御値（光源制御値）BLctl₁₁乃至BLctl₅₆に変換し、バックライト１２に供給する。これにより、バックライト１２の領域Ａ_ijに配置されている光源BL_ijは、バックライト制御値BLctl_ijに応じた発光輝度で発光する。バックライト制御値BLctl_ijは、例えば、電流値またはPWM（Pulse Width Modulation）幅である。

メモリ１４は、上述したように、例えば、予め実験等により求められた、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆それぞれに対する光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれの寄与率を記憶する。また、メモリ１４は、輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆を設定階調Ｓ_data’に変換するための設定階調変換テーブルを記憶する。設定階調変換テーブルについては、図５を参照して後述する。

次に、図４のフローチャートを参照して、図３の液晶表示装置１の表示制御処理について説明する。

初めに、ステップＳ１において、液晶パネル制御回路３１は、他の装置から供給された画像信号を受信する。この画像信号は、１枚のフィールド画像に対応する。

ステップＳ２において、液晶パネル制御回路３１は、フィールド画像の輝度分布を求める。また、ステップＳ２において、液晶パネル制御回路３１は、フィールド画像の輝度分布から、領域Ａ_ijで必要な表示輝度Ａreq_ijを算出する。

ステップＳ３において、液晶パネル制御回路３１は、光源BL₁₁乃至BL₅₆の輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆と、光源BL₁₁乃至BL₅₆の領域Ａ_ijに対する寄与率との積和が表示輝度Ａreq_ijであるとした式を、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆それぞれについて立てた連立方程式を解くことにより、光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれの輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆を算出し、光源制御回路３３に供給する。

ステップＳ４において、液晶パネル制御回路３１は、メモリ１４に記憶されている設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆から、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を算出する。

ステップＳ５において、液晶パネル制御回路３１は、算出された設定階調Ｓ_data’を駆動制御信号として、液晶パネル１１のソースドライバ２２およびゲートドライバ２３に供給する。

ステップＳ６において、光源制御回路３３は、液晶パネル制御回路３１から供給された、８ビットの輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆それぞれを、メモリ３２に記憶されているバックライト制御値変換テーブルに基づいて、１０ビットのバックライト制御値BLctl₁₁乃至BLctl₅₆に変換し、バックライト１２に供給する。

ステップＳ７において、液晶パネル制御回路３１は、画像信号が供給されなくなったかを判定する。ステップＳ７で、画像信号が供給されたと判定された場合、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１乃至Ｓ７の処理が実行される。これにより、液晶表示装置１は、次のフィールド画像を表示する。

一方、ステップＳ７で、画像信号が供給されなくなったと判定された場合、処理は終了する。

以上のように、光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれがフィールド画像に対して最適な（最低限の）発光輝度となるようにバックライト１２を制御する方式を、以下では、バックライト部分制御という。これに対して、光源BL₁₁乃至BL₅₆がほぼ最大、かつ、同一の発光輝度となるようにバックライト１２を制御する従来の方式を、以下では、バックライト全体制御という。

具体的な数値例で、従来のバックライト全体制御と図３の液晶表示装置１によるバックライト部分制御とを簡単に説明する。なお、実際の制御は、R,G,Bそれぞれについて求められるが、簡単のため、０乃至２５５階調（８ビット）のグレイスケール（白黒）で説明する。

例えば、従来のバックライト全体制御において、供給された画像信号から、表示部２１の所定の画素PIXの表示輝度を１２８にする必要がある場合、バックライト１２は、表示部２１の全画素について均一に１００％の出力、即ち発光輝度２５５で発光させ、画素PIXについては開口率を５０％とすることによって１２８（２５５階調の５０％）の表示輝度を実現していた。

一方、図３の液晶表示装置１によるバックライト部分制御では、例えば、画素PIXが含まれる領域Ａ_ijの光源BL_ijの輝度設定値BLset_ijを１２８（即ち、光源BL_ijの５０％の出力）に設定し、画素PIXについては開口率を１００％とすることによって１２８の表示輝度を実現する。

これにより、光源BL_ijを最大の発光輝度２５５で発光させる必要がないので消費電力を低減させることが可能となる。なお、この例は、領域Ａ_ij内の画素の最大表示輝度が画素PIXの１２８である場合である。

バックライト部分制御において、画素PIXの開口率をバックライト全体制御と同様の５０％としたときの画素PIXの表示輝度は１２８の半分の６４であるが、バックライト部分制御では、液晶パネル制御回路３１が、画素PIXの開口率を５０％から１００％とすることによって、残りの６４の表示輝度を見かけ上発光させたと言える。このように、開口率をバックライト全体制御時の設定から変更することによって増大した輝度、換言すれば、開口率制御によって見かけ上発光した輝度を、本明細書では、液晶補正輝度という。

図５を参照して、従来のバックライト全体制御とバックライト部分制御についてさらに説明する。

図５は、開口率に対応する設定階調と表示輝度 [nit＝cd/m²]との関係を表す表示輝度特性を示している。

図５においては、設定階調が２５６階調とされており、例えば、設定階調を０に設定したときが開口率０％となり、設定階調を２５５に設定したときが開口率１００％となる。

図５において、実線の曲線で示される表示輝度特性ｆ₁は、バックライト全体制御における表示輝度特性を示している。即ち、表示輝度特性ｆ₁は、光源BL_ijが１００％の出力で照明されている状態において、設定階調を０乃至２５５にそれぞれ設定したときの表示輝度を表す。

一方、点線の曲線で示される表示輝度特性ｆ_LOWは、バックライト部分制御における表示輝度特性を示している。即ち、表示輝度特性ｆ_LOWは、光源BL_ijが１００％よりもε％だけ出力を抑制した輝度設定値BLset_ijで照明されている状態において、設定階調を０乃至２５５にそれぞれ設定したときの表示輝度を表す。

図３の液晶表示装置１では、上述したように、領域Ａ_ijで必要な表示輝度Ａreq_ijから光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれの輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆が求められる。

いま、画素PIXにおいて表示輝度をL_dataにすることを考えると、光源BL_ijを１００％の出力で照明するバックライト全体制御においては、表示輝度特性ｆ₁に従い、設定階調を６５（＝S_data）に設定すればよいことがわかる。

一方、バックライト部分制御では、光源BL_ijは、ε％だけ出力を抑制した輝度設定値BLset_ijで照明しているので、画素PIXにおいて表示輝度をL_dataにするためには、図５に示されるように、設定階調を１６５（＝S_data'）とする必要がある。

実際には、液晶表示装置１では、表示輝度特性ｆ₁に対応する設定階調変換テーブルのみがメモリ１４に記憶されており、液晶パネル制御回路３１は、その表示輝度特性ｆ₁に対応する設定階調変換テーブルから、以下のようにして、設定階調Ｓ_data’を算出する。

まず、液晶パネル制御回路３１は、光源BL_ijの出力の比率を算出する。即ち、液晶パネル制御回路３１は、開口率についてはともに１００％の同一条件とし、光源BL_ijを１００％の出力で照明したときの表示輝度L_peakと、光源BL_ijをε％だけ出力を抑制した輝度設定値BLset_ijで照明したときの表示輝度Ｌ_set_ijとの比γ_ijを、式（１）により求める。

γ_ij＝Ｌ_peak/Ｌ_set_ij・・・・・（１）

次に、液晶パネル制御回路３１は、画素PIXの設定階調Ｓ_data’を、表示輝度L_peakと表示輝度Ｌ_set_ijとの比γ_ij及び表示輝度L_dataに基づいて、式（２）により算出する。

Ｓ_data’=ｆ^-1（γ_ij×Ｌ_data）・・・・・（２）

式（２）は、バックライト部分制御において、ε％だけ抑制して出力している光源BL_ijによって表示輝度L_dataとするためには、光源BL_ijが１００％で出力したときに表示輝度を（γ_ij×Ｌ_data）にするときと同一の設定階調S_data'（＝１６５）にする必要があることを表している。

次に、図６と図７を参照して、メモリ３２に記憶されているバックライト制御値変換テーブルについて説明する。

バックライト制御値変換テーブルは、上述したように、液晶パネル制御回路３１から供給される８ビットの輝度設定値BLset_ijを、バックライト１２が受け付け可能な制御信号である、１０ビットのバックライト制御値BLctl_ijに変換するテーブルである。

バックライト制御値変換テーブルは、図６に示すように、液晶パネル制御回路３１から供給される輝度設定値BLset_ijをバックライト制御値BLctl_ijに線形変換する。

換言すれば、バックライト制御値変換テーブルによれば、液晶パネル制御回路３１から供給される輝度設定値BLset_ijを４倍した値が、バックライト制御値BLctl_ijとされる。

図７は、図６のバックライト制御値変換テーブルに従って輝度設定値BLset_ijをバックライト制御値BLctl_ijに変換した場合の、発光輝度の輝度変化率ηを示している。

発光輝度の輝度変化率ηは、輝度設定値BLset_ijが１増加したときのバックライト制御値BLctl_ijの変化率を表し、輝度設定値BLset_ijがBLset_n-1からBLset_nに変化したときの発光輝度の輝度変化率η_n（１≦ｎ≦２５５）は、次式（３）で表すことができる。

η_n＝BLctl_n／BLctl_n-1・・・・・・・（３）

式（１）において、バックライト制御値BLctl_nは、図６に示したバックライト制御値変換テーブルによって得られる輝度設定値BLset_nのときのバックライト制御値BLctl_ijであり、同様に、バックライト制御値BLctl_n-1は、輝度設定値BLset_n-1のときのバックライト制御値BLctl_ijである。

図７に示されるように、発光輝度の輝度変化率ηは、輝度設定値BLset_ijが小さい値のときほど大きく、輝度設定値BLset_ijが大きくなるに従い、輝度変化率ηは小さくなる。

以上のように、液晶表示装置１においては、表示輝度は、バックライト１２を構成する光源BL₁₁乃至BL₅₆の発光輝度と、設定階調に対応する各画素の開口率によって決定される。このバックライト１２を構成する光源BL₁₁乃至BL₅₆の発光輝度と各画素の開口率を決定する処理は、図４を参照して説明したように、フィールド画像単位で繰り返し実行される。

従って、原画像の所定の画素または複数の画素からなる領域（以下、所定領域と称する）において、原画像自体の輝度は複数枚のフィールド画像間で変わらない場合であっても、所定領域の周辺の輝度の影響により、複数枚のフィールド画像それぞれの所定領域の表示輝度が、異なる光源BL₁₁乃至BL₅₆の発光輝度と各画素の開口率の組み合わせによって実現されることが多い。

図８Ａに示される原画像Ｐ３と図８Ｂに示される原画像Ｐ３’は、いずれも輝度の高い明部Ｒ３と、輝度の低い暗部Ｒ４とにより構成されている。但し、原画像Ｐ３とＰ３’は、明部Ｒ３の位置だけが異なる。原画像Ｐ３の明部Ｒ３は、原画像Ｐ３の中央上部に配置されているのに対し、原画像Ｐ３’の明部Ｒ３は、原画像Ｐ３’の右側上部に配置されている。

ここで、原画像Ｐ３およびＰ３’における、暗部R４内の所定領域Ｑに注目する。

図８Ｃは、原画像Ｐ３（図８Ａ）を表示するときのバックライト１２による発光輝度の分布を示している。一方、図８Ｄは、原画像Ｐ３’（図８Ｂ）を表示するときのバックライト１２による発光輝度の分布を示している。

原画像Ｐ３では、明部Ｒ３が所定領域Ｑの近傍にあるため、所定領域Ｑの発光輝度は、図８Ｃに示されるように明るくなっており、明部Ｒ３を表示するための強い発光輝度の影響を受けている。

一方、原画像Ｐ３’では、明部Ｒ３は所定領域Ｑから離れているため、明部Ｒ３を表示するための強い発光輝度の影響を受けない。

従って、原画像Ｐ３における所定領域Ｑの表示輝度Panel_Vが、バックライト１２による発光輝度BL_V1と、画素の開口率LC_V1とから決定され、原画像Ｐ３’における所定領域Ｑの表示輝度Panel_Vが、バックライト１２による発光輝度BL_V２と、画素の開口率LC_V２とから決定されるとすると、発光輝度BL_V1とBL_V２、および画素の開口率LC_V1とLC_V２との間には、発光輝度BL_V１はBL_V2より明るく（BL_V1＞BL_V２）、開口率LC_V1はLC_V2よりも低い（LC_V1＜LC_V2）という関係が成り立つ。

例えば、第０フィールド時刻乃至第１０フィールド時刻の１１フィールド時間（１フィールド時間は、1/60秒＝約16.7ミリ秒）の間に、図９に示されるように、明部Ｒ３が、図８Ａの原画像Ｐ３と同様の位置（中央上部）を開始位置として、図８Ｂの原画像Ｐ３’と同様の位置（右側上部）に移動し、再び図８Ａの原画像Ｐ３と同様の位置に戻るような動きをする動画像について、所定領域Ｑの発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係をグラフにすると、図１０に示すようになる。

なお、図１０では、第０フィールド時刻乃至第１０フィールド時刻のフィールド画像の発光輝度BL＿V、画素の開口率LC_V、および表示輝度Panel_Vを、第５フィールド時刻のフィールド画像の発光輝度BL_V、画素の開口率LC_V、および表示輝度Panel_Vを基準とする相対値で表している。

図１０において、菱型印の実線で示されるバックライト１２による発光輝度BL＿Vは、明部Ｒ３が図８Ａの原画像Ｐ３と同様の位置（中央上部）にいるとき、即ち、第０フィールド時刻と第１１フィールド時刻が最も高く、図８Ｂの原画像Ｐ３’と同様の位置（右側上部）にいるとき、即ち、第５フィールド時刻が最も低くなる。

これに対して、三角印の実線で示される画素の開口率LC_Vは、明部Ｒ３が図８Ａの原画像Ｐ３と同様の位置（中央上部）にいるとき、即ち、第０フィールド時刻と第１１フィールド時刻が最も低く、図８Ｂの原画像Ｐ３’と同様の位置（右側上部）にいるとき、即ち、第５フィールド時刻が最も高くなる。

丸印の実線で示される所定領域Ｑの表示輝度Panel_Vは、当然ながら、１１フィールド時間の間、一定である。

ところで、これまで、表示輝度は、バックライト１２の発光輝度と画素の開口率によって決定され、バックライト１２の発光輝度が変化した場合であっても、図１０に示したように、画素の開口率を対応して変更することによって、同一の表示輝度を継続的に表示することができると説明したが、実は、図１０に示したバックライト１２による発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係は、その理想状態を示したものであり、実際の制御では、図１０に示したようにはならない。

その理由として、２点挙げられる。１点は、液晶制御の応答の遅れであり、もう１点は、メモリ１４に記憶されている設定階調変換テーブルの設定誤差である。

最初に、前者の理由である液晶制御の応答の遅れについて説明する。

１フィールド時間ごとに、画素の開口率LC_V、即ち、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’が算出され、設定階調Ｓ_data’に対応する駆動制御信号が液晶パネル１１に供給されるが、液晶パネル１１において、開口率の変更動作が１フィールド時間内に１００％の完了度で完了していれば図１０の理想状態を実現できるが、実験的なデータによれば、実際の開口率の変更動作は、１フィールド時間内に７０％程度の完了度となることがある。

図１１は、開口率の変更動作が１フィールド時間内に７０％程度の完了度で実行される場合の、所定領域Ｑの発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係を示している。

図１１において、菱型印の実線で示されるバックライト１２による発光輝度BL_Vは、図１０における場合と同一である。

一方、液晶制御の応答の遅れにより、三角印の実線で示される画素の開口率LC_Vは、発光輝度BL_Vが暗くなる傾向の第５フィールド時刻までは、図１０に示される理想の状態よりも低い値となっており、その結果、丸印の実線で示される所定領域Ｑの表示輝度Panel_Vも、図１０に示される理想の状態よりも低い値となっている。また、画素の開口率LC_Vは、発光輝度BL_Vが明るくなる傾向の第６フィールド時刻以降は、図１０に示される理想の状態よりも高い値となっており、その結果、丸印の実線で示される所定領域Ｑの表示輝度Panel_Vも、図１０に示される理想の状態よりも高い値となっている。

図１２は、図１１の各フィールド時刻における所定領域Ｑの表示輝度の輝度変化率を示している。

１フィールド時刻前と現フィールド時刻との表示輝度の変化率を表す、表示輝度の輝度変化率は、図１２に示されるように、バックライト１２による発光輝度BL_Vの傾向が変化したフィールド時刻、即ち、バックライト１２による発光輝度BL_Vが暗くなる傾向から明るくなる傾向に変化した第６フィールド時刻に、最も大きくなる。

環境や個人差もあるが、実験または経験的に、表示輝度の輝度変化率が５％以上であると、人間にとって、その表示輝度の変化を、画像のちらつきとして感じるとされており、図１２の第６フィールド時刻の表示輝度の輝度変化率は約１２％（１．１２）となっているので、液晶制御の応答の遅れにより、人間が画像のちらつきと感じてしまう状態であることを示している。

次に、後者の理由である設定階調変換テーブルの設定誤差について説明する。

上述したように、液晶パネル制御回路３１は、図５の表示輝度特性ｆ₁に対応する設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆から、各画素の設定階調Ｓ_data’を算出するが、設定階調変換テーブルの設定誤差とは、メモリ１４に記憶させた設定階調変換テーブルの、表示輝度特性ｆ₁の真値からのずれのことである。

図１３は、バックライト１２の輝度変化１０％あたりに設定階調変換テーブルの設定誤差が３％あるとした場合の、所定領域Ｑの発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係を示している。また、図１４は、図１３の各フィールド時刻における表示輝度の輝度変化率を示している。

図１４に示されるように、設定階調変換テーブルの設定誤差によっても、バックライト１２による発光輝度BL_Vの傾向が変化したフィールド時刻、即ち、発光輝度BL_Vが暗くなる傾向から明るくなる傾向に変化した第６フィールド時刻に表示輝度の輝度変化率が最も大きくなり、第６フィールド時刻の表示輝度の輝度変化率は、約２．５％（１．０２５）である。

図１５は、液晶制御の応答の遅れと設定階調変換テーブルの設定誤差の両方が含まれる場合の、所定領域Ｑの発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係を示している。図１６は、図１５の各フィールド時刻における表示輝度の輝度変化率を示している。

図１５では、液晶制御の応答の遅れと設定階調変換テーブルの設定誤差の両方が含まれるため、所定領域Ｑの表示輝度Panel_Vの誤差、即ち、図１０に示した理想状態との差は、さらに大きくなっている。同様に、図１６の表示輝度の輝度変化率も、図１２と図１４の輝度変化率よりさらに大きくなっており、最大の輝度変化率は、第６フィールド時刻の１１．４％である。

以上のように、所定領域Ｑでは、液晶制御の応答の遅れと設定階調変換テーブルの設定誤差により、発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係が、図１０に示したようにはならず、その結果、表示輝度の輝度変化率が５％以上となり、画像のちらつきが発生する。

以下では、上述した液晶制御の応答の遅れと設定階調変換テーブルの設定誤差は避けられないという前提の上で、表示輝度の輝度変化率を５％以下に抑えることで、画像のちらつきを低減させる。

図１７は、表示輝度の輝度変化率を５％以下に抑えるようにして、画像のちらつきを低減させるようにした液晶表示装置１０１の構成例を示している。

即ち、図１７の液晶表示装置１０１は、本発明を適用した液晶表示装置の一実施の形態の構成例を示している。なお、図１７において、図３と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。

液晶表示装置１０１は、図３の液晶表示装置１と同様に、液晶パネル１１、バックライト１２、制御部１３、およびメモリ１４により構成されている。

制御部１３は、液晶パネル制御回路１３１、光源制御回路３２、およびメモリ１３２により構成されている。制御部１３は、液晶パネル制御回路３１に代えて液晶パネル制御回路１３１が設けられている点と、図６に示したバックライト制御値変換テーブルと異なるバックライト制御値変換テーブルを記憶したメモリ１３２とが設けられている点において、図３の液晶表示装置１と相違する。

液晶パネル制御回路１３１は、液晶パネル制御回路３１と同様に、光源BL₁₁乃至BL₅₆の輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆と、光源BL₁₁乃至BL₅₆の領域Ａ_ijに対する寄与率との積和が表示輝度Ａreq_ijであるとした式を、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆それぞれについて立てた連立方程式を解くことにより、光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれの輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆を算出する。

そして、液晶パネル制御回路１３１は、算出された輝度設定値BLset_ijを、１フィールド時間前に光源制御回路３３に供給した輝度設定値^*BLset_ij’と比較して、現在のフィールド時刻（以下、現フィールド時刻という）の輝度設定値BLset_ij’を決定する。

より具体的には、算出された輝度設定値BLset_ijが１フィールド時間前の輝度設定値BLset^* _ij’より大きい（BLset_ij＞^*BLset_ij’）場合には、液晶パネル制御回路１３１は、現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’を、１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’に１を加算した値とする（BLset_ij’＝^*BLset_ij’＋１）。

一方、算出された輝度設定値BLset_ijが１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’より小さい（BLset_ij＜^*BLset_ij’）場合には、液晶パネル制御回路１３１は、現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’を、１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’に１を減算した値とする（BLset_ij’＝^*BLset_ij’−１）。

即ち、液晶パネル制御回路１３１は、光源制御回路３３に供給する現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’を、１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’の１階調以内となるように決定する。なお、算出された輝度設定値BLset_ijが１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’と同一である場合には、算出された輝度設定値BLset_ijが、そのまま現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’（＝^*BLset_ij）となる。

決定された現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’は、光源制御回路３３に供給されるとともに、メモリ１４にも供給され、メモリ１４では、輝度設定値BLset_ij’が１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’に上書きして、記憶される。

また、液晶パネル制御回路１３１は、光源制御回路３３に供給する輝度設定値BLset_ij’に対して下限値を設定する。本実施の形態では、図１９を参照して後述するが、発光輝度の輝度変化率ηが約４％を超えないように下限値を１０とすることとし、液晶パネル制御回路１３１は、決定された現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’が１０より小さい値である場合、算出された輝度設定値BLset_ij’ではなく、下限値である１０を輝度設定値BLset_ij’として光源制御回路３３に供給する。

図３に示した液晶表示装置１の光源制御回路３３では、図６のバックライト制御値変換テーブルを用いて、液晶パネル制御回路３１から供給される８ビットの輝度設定値BLset_ijが、１０ビットのバックライト制御値BLctl_ijに線形変換される。その結果、図７を参照して説明したように、液晶パネル制御回路１３１から供給された輝度設定値BLset_ijが小さいとき、即ち、バックライト１２の発光輝度BL_Vが低い（暗い）ときに、輝度変化率η_nが大きくなる制御となっていた。

図１７に示す液晶表示装置１０１の光源制御回路３３は、図６のバックライト制御値変換テーブルとは異なる、図１８に示すバックライト制御値変換テーブルを用いて、液晶パネル制御回路１３１から供給される８ビットの輝度設定値BLset_ij’を、１０ビットのバックライト制御値BLctl_ijに変換し、バックライト１２に供給する。

図１８は、メモリ１３２に記憶されているバックライト制御値変換テーブルを示している。このバックライト制御値変換テーブルを、図６のバックライト制御値変換テーブルと区別して、以下では、バックライト制御値非線形変換テーブルという。

このバックライト制御値非線形変換テーブルは、液晶パネル制御回路１３１から供給される８ビットの輝度設定値BLset_ij’を、１０ビットのバックライト制御値BLctl_ijに、非線形に変換する。

より具体的には、図１８のバックライト制御値非線形変換テーブルによれば、輝度設定値BLset_ij’が０乃至１５５のうちの小さいところでは、輝度設定値BLset_ij’が１増加したときのバックライト制御値BLctl_ijの変化量が小さく、輝度設定値BLset_ij’が大きくなるに従い、バックライト制御値BLctl_ijの変化量も大きくなるような変換がなされる。

図１８のバックライト制御値非線形変換テーブルは、例えば、次の式（４）により決定することができる。

式（４）において、λ、ｒは所定の定数であり、Roundは、カッコ内の値を四捨五入する関数である。また、Ｘ_aおよびＸ_bは、１より大きく２５５より小さい整数である。

なお、バックライト制御値非線形変換テーブルは、式（４）に限定されるものではなく、輝度設定値BLset_ijが大きくなるに従い、輝度設定値BLset_ij’が１増加したときのバックライト制御値BLctlの変化量も大きくなるような変換がなされるものであればよい。

図１９は、図１８のバックライト制御値非線形変換テーブルにおける発光輝度の輝度変化率ηを示している。

図１８に示したバックライト制御値非線形変換テーブルを使用して、輝度設定値BLset_ij’をバックライト制御値BLctl_ijに変換した場合であっても、発光輝度の輝度変化率ηの抑制には限界がある。そこで、液晶パネル制御回路１３１では、発光輝度の輝度変化率ηが所定の値以上となる輝度設定値BLset’については光源制御回路３３に供給しないように、上述した下限値が設けられている。本実施の形態では、上述したように、発光輝度の輝度変化率ηが約４％（１．０４）を超えないように、下限値が１０に設定される。

図２０は、図７の輝度変化率ηと図１９の輝度変化率ηを比較するための図である。

図２０によれば、図１８のバックライト制御値非線形変換テーブルを使用したことにより、輝度設定値BLset_ij’が０乃至１５５のうちの小さい範囲で、発光輝度の輝度変化率ηが抑制されていることが分かる。

換言すれば、図１８のバックライト制御値非線形変換テーブルは、発光輝度の輝度変化率ηが所定の比率以下（図２０では、約５％（１．０５））となるテーブルであるということができる。

また、発光輝度の輝度変化率ηが約４％（１．０４）を超える１０より小さい輝度設定値BLset_ij’については、液晶パネル制御回路１３１は光源制御回路３３に供給しないようにするので、発光輝度の輝度変化率ηが約４％（１．０４）以下となるテーブルであるということもできる。

なお、液晶表示装置１において、液晶表示装置１０１と同様に、発光輝度の輝度変化率ηが約４％を超える輝度設定値BLset_ijについては光源制御回路３３に供給しないようにした場合、図２０に示されるように、輝度設定値BLset_ijが２５より小さいところで使用できなくなる。

輝度設定値BLset_ijが２５のとき、バックライト制御値BLctl_ijは１００（図６参照）となり、輝度設定値BLset_ij’が１０のとき、バックライト制御値BLctl_ijは２５（図１８参照）となるので、図６のバックライト制御値変換テーブルを用いた液晶表示装置１よりも、図１８のバックライト制御値非線形変換テーブルを用いた液晶表示装置１０１の方が、原画像輝度の低い（暗い）部分を表示するときに、バックライト１２の発光輝度をより落とすことができる。これにより、低消費電力を実現し、かつ、画像のコントラストを向上させることができる。

次に、図２１のフローチャートを参照して、図１７の液晶表示装置１０１の表示制御処理について説明する。

初めに、ステップＳ２１において、液晶パネル制御回路１３１は、他の装置から供給された画像信号を受信する。この画像信号は、１枚のフィールド画像に対応する。

ステップＳ２２において、液晶パネル制御回路１３１は、フィールド画像の輝度分布を求める。また、ステップＳ２２において、液晶パネル制御回路１３１は、フィールド画像の輝度分布から、領域Ａ_ijで必要な表示輝度Ａreq_ijを算出する。

ステップＳ２３において、液晶パネル制御回路１３１は、光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれの輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆と、光源BL₁₁乃至BL₅₆の領域Ａ_ijに対する寄与率との積和が表示輝度Ａreq_ijであるとした式を、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆それぞれについて立てた連立方程式を解くことにより、光源BL₁₁乃至BL₅₆それぞれの輝度設定値BLset₁₁乃至BLset₅₆を算出する。

ステップＳ２４において、液晶パネル制御回路１３１は、算出された輝度設定値BLset_ijを、１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’と比較して、現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’を決定する。

即ち、算出された輝度設定値BLset_ijが１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’より大きい（BLset_ij＞^*BLset_ij’）場合、液晶パネル制御回路１３１は、現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’を、１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’に１を加算した値とする（BLset_ij’＝^*BLset_ij’＋１）。

一方、算出された輝度設定値BLset_ijが１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’より小さい（BLset_ij＜^*BLset_ij’）場合、液晶パネル制御回路１３１は、現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’を、１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’に１を減算した値とする（BLset_ij’＝^*BLset_ij’−１）。

また、算出された輝度設定値BLset_ijが１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’と同一である場合、液晶パネル制御回路１３１は、算出された輝度設定値BLset_ijを、そのまま現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’（＝^*BLset_ij）とする。

決定された現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’は、光源制御回路３３に供給されるとともに、メモリ１４にも供給され、記憶される。メモリ１４は、供給された輝度設定値BLset_ij’を、１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’として上書き記憶する。

なお、決定された現フィールド時刻の輝度設定値BLset_ij’が１０より小さい値である場合には、決定された輝度設定値BLset_ij’ではなく、下限値である１０が輝度設定値BLset_ij’として光源制御回路３３に供給される。また、１フィールド時間前の輝度設定値^*BLset_ij’がメモリ１４にまだ記憶されていない最初のフィールド画像の処理では、算出された輝度設定値BLset_ijがそのまま輝度設定値BLset_ij’として光源制御回路３３およびメモリ１４に供給される。

ステップＳ２５において、液晶パネル制御回路１３１は、メモリ１４に記憶されている設定階調変換テーブルに基づいて、輝度設定値BLset₁₁’乃至BLset₅₆’から、表示部２１の各画素の設定階調Ｓ_data’を算出する。

ステップＳ２６において、液晶パネル制御回路１３１は、算出された設定階調Ｓ_data’を駆動制御信号として、液晶パネル１１のソースドライバ２２およびゲートドライバ２３に供給する。

ステップＳ２７において、光源制御回路３３は、液晶パネル制御回路１３１から供給された、８ビットの輝度設定値BLset₁₁’乃至BLset₅₆’それぞれを、メモリ１３２に記憶されているバックライト制御値非線形変換テーブルに基づいて、１０ビットのバックライト制御値BLctl₁₁乃至BLctl₅₆に変換し、バックライト１２に供給する。

ステップＳ２８において、液晶パネル制御回路１３１は、画像信号が供給されなくなったかを判定する。ステップＳ２８で、画像信号が供給されたと判定された場合、処理はステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１乃至Ｓ２８の処理が実行される。これにより、液晶表示装置１０１は、次のフィールド画像を表示する。

一方、ステップＳ２８で、画像信号が供給されなくなったと判定された場合、処理は終了する。

図２２と図２３は、図９を参照して説明した動画像を、液晶表示装置１０１が表示したときの図１５と図１６と同様の結果を示す図である。

図２２は、図１５と同様の、所定領域Ｑの発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係を示しており、図２３は、図２２の各フィールド時刻における表示輝度の輝度変化率を示している。なお、液晶制御の応答の遅れと設定階調変換テーブルの設定誤差の条件は、図１５および図１６における場合と同様である。

液晶表示装置１０１では、輝度設定値BLset_ij’が１階調ずつ変更されるので、発光輝度の輝度変化率η_nは、図２０を参照して説明したように、必ず４％（１．０４）以下となり、図２２に示すように、菱型印の実線で示される発光輝度BL_Vの変化率が抑制される。その結果、図２３に示すように、各フィールド時刻の表示輝度の輝度変化率も抑制され、表示輝度の輝度変化率が最大となっている第６フィールド時刻でも４．５％（１．０４５）となっている。

従って、図１７の液晶表示装置１０１によれば、表示輝度の輝度変化率を５％以下に抑えることができるので、画像のちらつきを低減させることができる。

なお、図１９を参照して説明したように、輝度設定値BLset_ij’が下限の１０としたときに、輝度変化率ηが最も大きく４％となるので、図２２において菱型印の実線で示される発光輝度BL_Vの輝度変化率は最大で４％である。

これに対して、液晶表示装置１では、図２０に示されるように、輝度設定値BLsetが１０である場合の輝度変化率ηは１０％であるので、図１５を参照して説明した発光輝度BL_Vの輝度変化率は最大で１０％である。

なお、輝度設定値BLset_ijのビット数を増やし、階調数を増大させることにより、輝度設定値BLset_ijが１増加したときのバックライト制御値BLctl_ijの変化量を小さくすることもできるが、その場合、発光輝度の変化量に対する追従が遅くなり効率が悪くなる。上述した例は、輝度設定値BLset_ijの階調数を変えなくて良いという点にもメリットがある。

上述した例では、液晶表示装置１０１は６０Hzのフレームレートで画像を表示したが、液晶表示装置１０１が表示する画像のフレームレート（表示レート）は、６０Hzに限らず、６０Hzより小さい、または、６０Hzより大きくてもよい。

また、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆は、バックライト１２の点灯領域を仮想的に分割した領域としたが、領域Ａ₁₁乃至Ａ₅₆それぞれの間に仕切り板等を設け、物理的に分割したものとしてもよい。

本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

本発明は、分割された複数の領域個別に点灯が制御可能なバックライト１２が、液晶パネル１１の背面側に配置され、バックライト１２のバックライト部分制御と、液晶パネル１１の画素の開口率の制御により、画像を表示する液晶表示装置に適用することができる。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

従来のバックライトの制御について説明する図である。 従来のバックライトの制御について説明する図である。 本発明の基本となる液晶表示装置の構成例を示す図である。 図３の液晶表示装置の表示制御処理を説明するフローチャートである。 バックライト全体制御とバックライト部分制御について説明する図である。 バックライト制御値変換テーブルについて説明する図である。 図３の液晶表示装置の発光輝度の輝度変化率ηを示す図である。 光源BL₁₁乃至BL₅₆の発光輝度と各画素の開口率を決定する処理について説明する図である。 液晶表示装置で表示する動画像を説明する図である。 発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの理想的な関係を示す図である。 液晶制御の応答の遅れが生じている場合の、発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係を示す図である。 図１１の各フィールド時刻における表示輝度の輝度変化率を示す図である。 設定階調変換テーブルに設定誤差が生じている場合の、発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係を示す図である。 図１３の各フィールド時刻における表示輝度の輝度変化率を示す図である。 液晶制御の応答の遅れと設定階調変換テーブルの設定誤差の両方が含まれる場合の、発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係を示す図である。 図１５の各フィールド時刻における表示輝度の輝度変化率を示す図である。 本発明を適用した液晶表示装置の一実施の形態の構成例を示す図である。 バックライト制御値非線形変換テーブルについて説明する図である。 図１７の液晶表示装置の発光輝度の輝度変化率ηを示す図である。 図７と図１９の輝度変化率ηを比較するための図である。 図１７の液晶表示装置の表示制御処理を説明するフローチャートである。 図１７の液晶表示装置の発光輝度BL_Vと画素の開口率LC_Vとの関係を示す図である。 図２２の各フィールド時刻における表示輝度の輝度変化率を示す図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置， １１ 液晶パネル， １２ バックライト， １３ 制御部， １４ メモリ， ２１ 表示部， ３１ 液晶パネル制御回路， ３２ メモリ， ３３ 光源制御回路， １０１ 液晶表示装置， １３１ 液晶パネル制御回路， １３２ メモリ

Claims (6)

1. 画像信号に対応する画像を、所定の表示領域に表示する表示装置において、
   前記表示領域を分割した複数の領域に対応して個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、
   前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルと、
   前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定するパネル制御手段と、
   前記光源の発光輝度を前記バックライトのための光源制御値に変換する非線形な変換テーブルを記憶する記憶手段と、
   前記非線形な変換テーブルに従って、前記パネル制御手段により設定された前記光源の発光輝度を前記光源制御値に変換し、前記バックライトに供給するバックライト制御手段と
   を備える表示装置。
2. 前記非線形な変換テーブルは、前記光源の発光輝度が大きくなるに従って、発光輝度が所定単位増加したときの前記光源制御値の変化量が大きくなるテーブルである
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記非線形な変換テーブルは、発光輝度が所定単位増加したときの前記光源制御値の変化率が所定の比率以下となるテーブルである
   請求項１に記載の表示装置。
4. 前記パネル制御手段は、さらに、前記光源の発光輝度の下限値を設定する
   請求項３に記載の表示装置。
5. 所定の表示領域を分割した複数の領域ごとに個別に配置された複数の光源を有するバックライトと、前記表示領域に対応する複数の画素を有し、画素単位で前記光源からの光の透過率を変更するパネルとを備え、画像信号に対応する画像を前記表示領域に表示する表示装置の表示制御方法において、
   前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定するとともに、個別に設定された前記複数の光源の発光輝度に対応して、前記画素の光の透過率を設定し、
   前記光源の発光輝度を前記バックライトのための光源制御値に変換する非線形な変換テーブルに従って、設定された前記光源の発光輝度を前記光源制御値に変換し、前記バックライトに供給する
   ステップを含む表示制御方法。
6. 前記複数の光源の発光輝度を前記画像信号に応じて個別に設定する場合、１つ前の時刻に設定した前記光源の発光輝度の１階調以内となるように、前記光源の発光輝度を設定する
   請求項５に記載の表示制御方法。

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