JP2008083457A - Liquid crystal display device and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、画質劣化を防ぐための技術に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly to a technique for preventing image quality deterioration.
LCDは、高精細な表示が得られ、かつ低消費電力、省スペースといった特徴を有しており、コンピュータモニタやテレビ表示装置といった様々な用途においてCRTからの代替が加速されている。しかし、LCDは、CRTに比べて動画表示における画質が十分でないことから、動画品質の向上が求められている。 LCDs provide high-definition display and have features such as low power consumption and space saving, and their replacement from CRTs is accelerated in various applications such as computer monitors and television display devices. However, since the image quality in moving image display is not sufficient in LCD compared with CRT, improvement in moving image quality is required.
LCDの動画表示上の問題は、一つには、LCDが、次のフレームの画像情報に書き換えられるまで表示を続けるホールド型駆動であることに起因する。LCDとして多く用いられているTFT−LCDは、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い割合で保持される。このため、LCDの各画素は次のフレームの画素情報に基づく電界印加により書き換えられるまで表示し続ける。一方、電子ビームを操作して蛍光体を発光させて表示を行うCRT表示装置においては、各画素の発光はインパルス状となる。したがって、LCDはCRTに比べて画像表示光の時間周波数特性が低く、それにともない空間周波数特性も低下して動画表示の動きぼけが生じる。 One problem with LCD moving image display is that the LCD is hold-type drive that continues to display until it is rewritten with the image information of the next frame. In a TFT-LCD that is often used as an LCD, charges stored by applying an electric field to liquid crystal are held at a relatively high rate until the next electric field is applied. Therefore, each pixel of the LCD continues to be displayed until it is rewritten by applying an electric field based on pixel information of the next frame. On the other hand, in a CRT display device that performs display by manipulating an electron beam to emit light from a phosphor, the light emission of each pixel has an impulse shape. Accordingly, the LCD has a lower time frequency characteristic of image display light than a CRT, and the spatial frequency characteristic is also lowered accordingly, resulting in motion blur of moving picture display.
この課題に対処するための従来の技術として、特許文献1に、入力映像信号のフレームレートをN倍に変換して、入力映像信号の1フレーム期間内における少なくとも一つの垂直表示期間に、黒表示信号あるいは映像信号の振幅を調整したゲイン調整信号を挿入することにより、インパルス応答に近づけ、動きぼけを改善する手段が公開されている。
As a conventional technique for dealing with this problem,
しかしながら、特許文献1においては、黒表示信号を挿入する場合には、垂直表示期間単位で画像信号と黒信号とを切り替え出力しているため、画像表示期間にある発光画素数が時間軸上で異なり、ちらつきによる画質劣化が発生する。
However, in
また、特許文献1においては、映像信号の振幅を調整したゲイン調整信号を挿入する場合には、ゲイン制御係数を小さくすると輝度は劣化し、ゲイン制御係数を大きくすると、輝度の劣化は抑えられるが、動画ぼけの改善効果は下がる。
Further, in
黒表示信号および(映像信号の振幅を調整した)ゲイン調整信号のいずれを挿入した場合においても、1フレーム期間を1/Nに時間軸短縮することにより、液晶は少なくとも時間軸短縮しない場合のN倍の応答速度が求められるが、液晶は一般的に中間階調から中間階調への変化に対する応答特性が悪く、これが達成できない場合は階調電圧に応じた液晶の変化が十分でないために、結果として動画ぼけ、コントラスト低下等の画質劣化が発生する。 Regardless of whether a black display signal or a gain adjustment signal (with the amplitude of the video signal adjusted) is inserted, by reducing the time axis by 1 frame to 1 / N, the liquid crystal is at least N in the case where the time axis is not reduced. Double response speed is required, but the liquid crystal generally has poor response characteristics with respect to the change from the intermediate gradation to the intermediate gradation, and when this cannot be achieved, the change of the liquid crystal according to the gradation voltage is not sufficient. As a result, image quality degradation such as motion blur and contrast reduction occurs.
すなわち、黒表示信号および(映像信号の振幅を調整した)ゲイン調整信号のいずれを挿入した場合においても、画質劣化が生じる場合があるという問題点があった。 That is, there is a problem that image quality degradation may occur when either a black display signal or a gain adjustment signal (with the amplitude of the video signal adjusted) is inserted.
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、画質劣化を防ぐことができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of preventing image quality deterioration and a driving method thereof.
本発明に係る液晶表示装置は、入力された第1表示周期を有する第1映像信号を1/2倍に時間軸圧縮するとともに各フレームを2回ずつ第1又は第2フィールドとして繰り返すことにより前記第1表示周期の1/2倍の第2表示周期を有する第2映像信号へ変換するフレームレート変換手段と、前記第2映像信号の表す輝度に関して、前記第1表示周期の前半に相当する前記第1フィールドでは画面中の所定の画素における輝度を選択的にM(Mは0以上で1より小さい小数)倍に下げ前記第1表示周期の後半に相当する前記第2フィールドでは前記画面中の残りの画素における輝度を選択的にM倍に下げる第1輝度制御手段とを備える。 In the liquid crystal display device according to the present invention, the input first video signal having the first display cycle is time-axis compressed by a factor of 1/2 and each frame is repeated twice as the first or second field. Frame rate conversion means for converting to a second video signal having a second display period that is ½ times the first display period, and the luminance represented by the second video signal, which corresponds to the first half of the first display period In the first field, the luminance at a predetermined pixel in the screen is selectively reduced to M (M is a decimal number greater than 0 and smaller than 1) times, and in the second field corresponding to the second half of the first display period, First luminance control means for selectively reducing the luminance of the remaining pixels by M times.
本発明に係る液晶表示装置によれば、入力された第1映像信号が有する第1表示周期において、前半に相当する第1フィールドでは所定の画素における輝度を後半に相当する第2フィールドでは残りの画素における輝度をそれぞれ選択的に下げるので、全ての画素に関して画像信号と黒信号とを切り替え出力する場合に比べて、画質劣化を防ぐことができる。 According to the liquid crystal display device of the present invention, in the first display cycle of the input first video signal, the luminance in a predetermined pixel is set in the first field corresponding to the first half and the remaining luminance is set in the second field corresponding to the second half. Since the luminance in each pixel is selectively lowered, image quality deterioration can be prevented as compared with the case where the image signal and the black signal are switched and output for all the pixels.
<実施の形態1>
本発明の実施の形態1について、図1から図3にて詳細に説明する。図1は本実施の形態に係る液晶表示装置における主要部ブロック図、図2は本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法における各動作を説明するタイミングチャート、図3は本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法におけるガンマ変換に対する液晶応答の一例を示す概略説明図である。
<
図1に示されるように、本実施の形態に係る液晶表示装置は、入力同期信号の周波数を検出する同期検出部1と、映像信号をフレーム単位、例えば1フレーム分記憶するフレームメモリ部2と、同期検出部1で検出した同期信号に基づいて各部の動作制御を行うCPU5と、CPU5からの制御信号に基づいて入力映像信号のフレーム周波数を2倍に変換するフレームレート変換部3と、CPU5からの制御信号に基づいてインターレース画像を生成する擬似インターレース発生部4と、CPU5からの制御信号に基づいて映像信号のガンマ曲線を変換するガンマ変換部7と、ガンマ曲線を格納するLUT(ルックアップテーブル)部8と、液晶パネル6とを備えている。
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device according to the present embodiment includes a
CPU5は、同期検出部1にて検出された垂直同期信号、水平同期信号等に基づいてフレームレート変換用制御信号を生成する。
The
フレームレート変換部3は、CPU5からの制御信号に基づいて、図2(a)に示すように、入力映像信号(60Hz)の1フレーム分の画像をフレームメモリ部2へ記憶した後、図2(b)に示すように、2倍のフレームレート(120Hz)で画像信号を第1フィールドと第2フィールドとの2回繰り返し読み出すことで、液晶パネル6に対する垂直周期が1/120秒に時間軸圧縮された画像を連続して出力する。
The frame
すなわち、フレームレート変換部3は、本発明に係るフレームレート変換手段として機能するものであり、液晶表示装置へ入力された第1表示周期(1/60秒)を有する第1映像信号(入力映像信号)を1/2倍に時間軸圧縮するとともに各フレームを2回ずつ第1又は第2フィールドとして繰り返すことにより第1表示周期の1/2倍の第2表示周期(1/120秒)を有する第2映像信号へ変換する。
That is, the frame
擬似インターレース発生部4は、図2(b)に示すように、CPU5からの制御信号に基づいて、1/120秒に時間軸圧縮された垂直同期信号に同期して、1/120秒に時間軸圧縮された第1フィールドには1、3、5・・・の奇数ラインのゲイン係数を0とすることで黒信号を挿入し、第2フィールドには2、4、6・・・の偶数ラインのゲイン係数を0とすることで黒信号を挿入し、いわゆる擬似インターレース化を行う。このような制御により、液晶画面内のある一つの画素に着目すると、1/120秒毎に映像信号と黒とが繰り返し表示される黒挿入動作となる。一方液晶画面全体に着目すると、時間軸上の画面輝度の変動が抑制されるため、ちらつきが発生しない。なお、上記のゲイン係数は、フレームレート変換部3から出力された第2映像信号を増幅するためのものであり、このゲイン係数を下げることにより輝度を下げることが可能である。
As shown in FIG. 2B, the
すなわち、擬似インターレース発生部4は、本発明に係る第1輝度制御手段として機能するものであり、第2映像信号の表す輝度に関して、第1表示周期の前半に相当する第1フィールドでは画面中の複数の表示ラインのうちの奇数ラインを構成する画素の輝度を下げ、第1表示周期の後半に相当する第2フィールドでは複数の表示ラインのうちの偶数ラインを構成する画素の輝度を下げる。
That is, the pseudo-interlace generating
ガンマ変換部7に接続しているLUT部8には映像信号の中間調を変換するガンマ曲線が格納されている。ガンマ変換部7はCPU5からの制御信号に基づいて、LUT部8よりガンマ曲線を呼び出し、中間調変換を行う。
The
ここで、図3(a)に示すように、液晶は1/60秒から1/120秒に時間軸圧縮された垂直周期内に目標階調に到達する必要があるため、通常の2倍の応答速度を必要とする。すなわちLUT部8には図3(b)に示すように、1/120秒以内に液晶が目標階調に到達するように、予め所望の階調より高い階調となる変換テーブルが格納してある。
Here, as shown in FIG. 3 (a), the liquid crystal needs to reach the target gradation within a vertical period that is time-axis compressed from 1/60 seconds to 1/120 seconds. Need response speed. That is, as shown in FIG. 3B, the
通常このようなオーバードライブ機能は前フレームの階調データと現フレームの階調データとの比較を行い階調変換する必要があり、フレームメモリを必要とするが、本実施の形態では、映像信号の間に黒信号が挿入されることになるので、映像信号は黒からの変化となるため、フレームメモリなしでLUTのみで実現できる。 Normally, such an overdrive function requires gradation conversion by comparing the gradation data of the previous frame with the gradation data of the current frame, and requires a frame memory. In this embodiment, the video signal Since a black signal is inserted between the video signals, the video signal changes from black, and can be realized only by the LUT without the frame memory.
また、液晶が1/120秒以内に映像信号から黒信号へ応答しきれない場合においても、LUT部8に格納する変換テーブルをグレー信号から映像信号へ変化することを前提に作成しておけば良い。
Further, even when the liquid crystal cannot fully respond from the video signal to the black signal within 1/120 seconds, the conversion table stored in the
なお、本実施の形態では、同期検出部1で検出した同期信号に基づいてCPU5が各部の動作制御を行う構成としているが、図4に示すように、同期検出部1で検出した同期信号に基づいて各部がCPU5を介さずに動作する構成としても良い。
In the present embodiment, the
また本実施の形態では、1ラインおきにゲイン係数を0とする構成としているが、Nラインおき(Nは整数)にゲイン係数を0とする構成としても良いし、ある一つの画素に着目した場合、第1フィールドと第2フィールドとの組み合わせが映像信号と黒信号との組み合わせになるのであれば、横ライン模様ではなく、縦ライン模様、千鳥模様等、何でも良い。また本実施の形態では、ゲイン係数を0とする構成としているが、上述の模様と映像信号のアルファブレンディングで実現しても良い。 In this embodiment, the gain coefficient is set to 0 every other line. However, the gain coefficient may be set to 0 every N lines (N is an integer), and attention is paid to a certain pixel. In this case, as long as the combination of the first field and the second field is a combination of a video signal and a black signal, anything such as a vertical line pattern, a staggered pattern, or the like may be used instead of a horizontal line pattern. In this embodiment, the gain coefficient is set to 0, but it may be realized by the above-described pattern and alpha blending of the video signal.
このように、本実施の形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法においては、擬似インターレース発生部4を用いて、第2映像信号の表す輝度に関して、第1表示周期の前半に相当する第1フィールドでは奇数ライン等を構成する所定の画素における輝度を選択的にM倍に下げ第1表示周期の後半に相当する第2フィールドでは残りの画素すなわち偶数ライン等を構成する画素における輝度を選択的にM倍に下げている。従って、全ての画素に関して画像信号と黒信号とを切り替え出力する特許文献1に比べて、画質劣化を防ぐことができる。
As described above, in the liquid crystal display device and the driving method thereof according to the present embodiment, the first field corresponding to the first half of the first display cycle with respect to the luminance represented by the second video signal using the
なお、上述においては、第1フィールドでは奇数ラインを構成する画素における輝度を下げ第2フィールドでは偶数ラインを構成する画素における輝度を下げる場合について説明したが、これに限らず、あるいは、第1フィールドでは偶数ラインを構成する画素における輝度を下げ第2フィールドでは奇数ラインを構成する画素における輝度を下げてもよい。 In the above description, the case where the luminance in the pixels forming the odd lines is reduced in the first field and the luminance in the pixels forming the even lines is decreased in the second field is not limited to this. Then, the luminance in the pixels constituting the even lines may be lowered, and the luminance in the pixels constituting the odd lines may be lowered in the second field.
<実施の形態2>
実施の形態1においては、ゲイン係数を0とした黒信号を映像信号に挿入する場合について説明したが、黒信号を挿入することにより映像の輝度が劣化してしまうことがある。これを防ぐためには、黒信号に代えて、映像信号の振幅を(ゲイン係数が0より大きい範囲で)調整したゲイン調整信号を映像信号に挿入すればよい。
<
In the first embodiment, the case where a black signal with a gain coefficient of 0 is inserted into the video signal has been described. However, the luminance of the video may be deteriorated by inserting the black signal. In order to prevent this, a gain adjustment signal obtained by adjusting the amplitude of the video signal (in a range where the gain coefficient is larger than 0) may be inserted into the video signal instead of the black signal.
本発明の実施の形態2について、図1および図5にて詳細に説明する。なお、図1のうち上述した実施の形態1と同一の部分については説明は省略する。図5は本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法における各動作を説明するタイミングチャートである。 A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Note that the description of the same parts in FIG. 1 as those of the first embodiment described above is omitted. FIG. 5 is a timing chart for explaining each operation in the driving method of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
フレームレート変換部3は、CPU5からの制御信号に基づいて、図5(a)に示すように、入力映像信号(60Hz)の1フレーム分の画像をフレームメモリ部2へ記憶した後、図5(b)に示すように、2倍のフレームレート(120Hz)で画像信号を第1フィールドと第2フィールドとの2回繰り返し読み出すことで、液晶パネル6に対する垂直周期が1/120秒に時間軸圧縮された画像を連続して出力する。
The frame
擬似インターレース発生部4は、図5(b)に示すように、CPU5からの制御信号に基づいて、1/120秒に時間軸圧縮された垂直同期信号に同期して、1/120秒に時間軸圧縮された第1フィールドには奇数ラインのゲイン係数をM(0より大きく1より小さい小数)とすることでコントラストを下げた映像信号を挿入し、第2フィールドには偶数ラインのゲイン係数をMとすることでコントラストを下げた映像信号を挿入する。なお、ゲイン係数Mは外部からのゲイン調整値にて決定される。なお、実施の形態1は、本実施の形態においてM=0とした場合に相当するものである。
As shown in FIG. 5B, the
本実施の形態によると、実施の形態1にて発生する輝度劣化を防ぐことができる。但しその場合は実施の形態1に比べて動画ぼけの改善効果は下がるが、ゲイン調整値は液晶パネルの特性、入力映像種類、及びユーザの好みにより変更可能であるため、目的にあった画質を実現できる。 According to the present embodiment, it is possible to prevent luminance degradation that occurs in the first embodiment. However, in this case, the effect of improving the motion blur is lower than that in the first embodiment, but the gain adjustment value can be changed depending on the characteristics of the liquid crystal panel, the input video type, and the user's preference. realizable.
ガンマ変換部7に接続しているLUT部8には映像信号の中間調を変換するガンマ曲線が格納されている。ガンマ変換部7はCPU5からの制御信号に基づいて、LUT部8よりガンマ曲線を呼び出し、中間調変換を行う。このLUT部8にはゲイン調整値毎に最適化された変換テーブルが格納されている。すなわち、液晶の応答速度不足により1/120秒に時間軸圧縮された垂直周期内に目標階調に到達できない場合にガンマ特性が変化してしまうが、LUT部8には、この特性変化を補正する変換テーブルが格納されている。
The
なお、本実施の形態では、実施の形態1の図4と同様に、同期検出部1で検出した同期信号に基づいて各部がCPU5を介さずに動作する構成としても良い。
In the present embodiment, similarly to FIG. 4 of the first embodiment, each unit may operate without using the
また本実施の形態では、1ラインおきにゲイン係数をMとする構成としているが、Nラインおき(Nは整数)にゲイン係数をMとする構成としても良いし、ある一つの画素に着目した場合、第1フィールドと第2フィールドとの組み合わせが映像信号と黒信号との組み合わせになるのであれば、横ライン模様ではなく、縦ライン模様、千鳥模様等、何でも良い。また本実施の形態では、ゲイン係数をMとする構成としているが、上述の模様と映像信号のアルファブレンディングで実現しても良い。 In this embodiment, the gain coefficient is set to M every other line, but the gain coefficient may be set to M every N lines (N is an integer), and attention is paid to a certain pixel. In this case, as long as the combination of the first field and the second field is a combination of a video signal and a black signal, anything such as a vertical line pattern, a staggered pattern, or the like may be used instead of a horizontal line pattern. In the present embodiment, the gain coefficient is set to M, but it may be realized by the above-described pattern and alpha blending of the video signal.
また、擬似インターレース発生部4は、ゲインをRGB三色に関してそれぞれ独立に調整可能であってもよい。
Further, the pseudo
このように、本実施の形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法においては、ゲイン係数Mを0より大きく1より小さく定めている。従って、ゲイン係数M=0である実施の形態1の効果に加えて、輝度劣化を防ぐことができるという効果を奏する。 Thus, in the liquid crystal display device and the driving method thereof according to the present embodiment, the gain coefficient M is determined to be greater than 0 and less than 1. Therefore, in addition to the effect of the first embodiment in which the gain coefficient M = 0, there is an effect that luminance deterioration can be prevented.
<実施の形態3>
実施の形態1〜2では、第1フィールドおよび第2フィールドのそれぞれにおいて全てのラインの1/2の輝度を下げるような制御を行う場合について説明したが、これに限らず、あるいは、一方フィールド(例えば第1フィールド)においてはラインの輝度を全く下げずに他方フィールド(例えば第2フィールド)においては全てのラインの輝度を下げるような制御を行ってもよい。
<
In the first and second embodiments, the description has been given of the case where the control is performed to reduce the luminance of ½ of all the lines in each of the first field and the second field. However, the present invention is not limited to this. For example, control may be performed so that the brightness of all lines is reduced in the other field (for example, the second field) without reducing the brightness of the line in the first field.
本発明の実施の形態3について、図6から図10にて詳細に説明する。図6は本実施の形態に係る液晶表示装置における主要部ブロック図、図7は本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法における各動作を説明するタイミングチャート、図8は本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法における各動作を説明するタイミングチャート、図9は本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法におけるPWM波形に対する交流電流波形の一例を示す概略説明図である。 The third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 6 is a block diagram of the main part of the liquid crystal display device according to the present embodiment, FIG. 7 is a timing chart for explaining each operation in the driving method of the liquid crystal display device according to the present embodiment, and FIG. FIG. 9 is a schematic explanatory diagram showing an example of an alternating current waveform with respect to the PWM waveform in the driving method of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
図6に示されるように、本実施の形態に係る液晶表示装置は、実施の形態1に係る図1の液晶表示装置において、CPU5からの制御信号に基づいてインターレース画像を生成する擬似インターレース発生部4に代えて、CPU5からの制御信号に基づいて映像信号のゲイン値を変換するゲイン制御部4aを設けるとともに、CPU5からの制御信号に基づいてバックライト駆動信号のPWMデューティを調整するバックライト制御部9とPWMデューティにより輝度を制御されるバックライト10とを設けたものである。なお、図6のうち上述した実施の形態1に係る図1と同一の部分については説明は省略する。
As shown in FIG. 6, the liquid crystal display device according to the present embodiment is a pseudo interlace generation unit that generates an interlaced image based on a control signal from
フレームレート変換部3は、CPU5からの制御信号に基づいて、図7(a)に示すように、入力映像信号(60Hz)の1フレーム分の画像をフレームメモリ部2へ記憶した後、図7(b)に示すように、2倍のフレームレート(120Hz)で画像信号を第1フィールドと第2フィールドとの2回繰り返し読み出すことで、液晶パネル6に対する垂直周期が1/120秒に時間軸圧縮された画像を連続して出力する。
The frame
ゲイン制御部4aは、図7(b)に示すように、CPU5からの制御信号に基づいて、1/120秒に時間軸圧縮された垂直同期信号に同期して、1/120秒に時間軸圧縮された第1フィールドもしくは第2フィールドのどちらか一方の映像信号のゲイン係数を0とすることにより、入力映像信号の1フレーム期間内(1/60秒)で1/120秒に時間軸圧縮された映像信号に続けて黒信号を挿入して出力することが可能となっている。
As shown in FIG. 7 (b), the gain control unit 4a is synchronized with the vertical synchronization signal time-compressed to 1/120 seconds based on the control signal from the
バックライト制御部9は、図7(c)に示すように、CPU5からの制御信号に基づいて、1/120秒に時間軸圧縮された垂直同期信号に同期して、映像信号フィールドのPWMデューティを100%、黒信号フィールドのPWMデューティを0%とする。ここで、図8に示すように、ゲイン未調整時のPWMデューティ、すなわち初期設定値は、フィールドによらずいつでも50%とする。
As shown in FIG. 7C, the backlight control unit 9 synchronizes with the vertical synchronization signal that is time-axis-compressed in 1/120 seconds based on the control signal from the
通常、バックライト10に使用される冷陰極管の管電流値は実効値で制限される。すなわち、管電流値の上限値とPWMデューティとが図9(a)に示されるような関係であった場合、図9(b)に示すように、PWMデューティを半分に小さくすると、管電流値のピーク値も半分に減少するため、図9(c)に示すように、管電流値を2倍に増加させることが可能となる(言い換えれば、管電流値を2倍に増加させても上限値を超えることはない)。
Usually, the tube current value of the cold cathode tube used for the
従って、上述のように、初期状態においては黒信号挿入時に比較してPWMデューティを50%に且つ管電流値のピーク値を2倍にしておき、黒信号挿入時は映像信号フィールドのPWMデューティを100%、黒信号フィールドのPWMデューティを0%とすれば、冷陰極管の管電流値が上限値を超えることなく、黒信号挿入による輝度劣化をバックライト制御により相殺できる。 Therefore, as described above, in the initial state, the PWM duty is set to 50% and the peak value of the tube current value is doubled compared with the time when the black signal is inserted, and the PWM duty of the video signal field is set when the black signal is inserted. If the PWM duty of the black signal field is set to 100% and the black signal field to 0%, the luminance deterioration due to the black signal insertion can be canceled by the backlight control without the tube current value of the cold cathode tube exceeding the upper limit value.
すなわち、図7では、黒信号が挿入されていない期間における輝値度は図8のほぼ2倍であるが、黒信号が挿入されている期間を含めた輝度値の時間平均は図8とほぼ同じである。 That is, in FIG. 7, the brightness value in the period in which the black signal is not inserted is almost twice that in FIG. 8, but the time average of the luminance value including the period in which the black signal is inserted is almost the same as that in FIG. The same.
加えて、上述のように映像信号から黒信号への変化が液晶の応答速度特性により十分ではない場合においても、このようなバックライト制御を組み合わせることで、黒信号フィールドのバックライトが消灯するため、動画ぼけの改善効果が低減しない。 In addition, even when the change from the video signal to the black signal is not sufficient due to the response speed characteristics of the liquid crystal as described above, the backlight of the black signal field is turned off by combining such backlight control. , The effect of improving video blur does not decrease.
なお、本実施の形態では、同期検出部1で検出した同期信号に基づいてCPU5が各部の動作制御を行う構成としているが、図10に示すように、同期検出部1で検出した同期信号に基づいて各部がCPU5を介さずに動作する構成としても良い。
In the present embodiment, the
このように、本実施の形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法においては、第1フィールドもしくは第2フィールドのどちらか一方のフィールドで、ゲイン制御部4aを用いて輝度を下げるとともにバックライト制御部9を用いてPWMデューティを下げる。そして、他方のフィールドでは、輝度を下げることなくPWMデューティを上げる。従って、時間平均輝度値を劣化することなく、実施の形態1と同様に、画質劣化を防ぐことができる。 As described above, in the liquid crystal display device and the driving method thereof according to the present embodiment, the luminance control unit 4a is used to lower the luminance and the backlight control unit in either the first field or the second field. 9 is used to lower the PWM duty. In the other field, the PWM duty is increased without decreasing the luminance. Accordingly, it is possible to prevent image quality degradation without degrading the time average luminance value, as in the first embodiment.
なお、上述においては、第1フィールドにおけるゲイン係数を選択的に0とする場合について説明したが、これに限らず、あるいは第2フィールドにおけるゲイン係数を選択的に0としてもよい。 In the above description, the case where the gain coefficient in the first field is selectively set to 0 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the gain coefficient in the second field may be set to 0 selectively.
<実施の形態4>
実施の形態3においては、実施の形態1と同様に、ゲイン係数を0とした黒信号を映像信号に挿入する場合について説明したが、黒信号を挿入することにより時間軸上で輝度が大きく異なるためちらつきが発生してしまうことがある。これを防ぐためには、黒信号に代えて、実施の形態2と同様に、映像信号の振幅を(ゲイン係数が0より大きい範囲で)調整したゲイン調整信号を映像信号に挿入すればよい。
<
In the third embodiment, as in the first embodiment, the case where a black signal with a gain coefficient of 0 is inserted into the video signal has been described. However, the luminance varies greatly on the time axis by inserting the black signal. Therefore, flickering may occur. In order to prevent this, a gain adjustment signal obtained by adjusting the amplitude of the video signal (in a range where the gain coefficient is larger than 0) may be inserted into the video signal instead of the black signal as in the second embodiment.
本発明の実施の形態4について、図11および図6にて詳細に説明する。なお、図6のうち上述した実施の形態3と同一の部分については説明は省略する。図11は本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法における各動作を説明するタイミングチャートである。
フレームレート変換部3は、CPU5からの制御信号に基づいて、図11(a)に示すように、入力映像信号(60Hz)の1フレーム分の画像をフレームメモリ部2へ記憶した後、図11(b)に示すように、2倍のフレームレート(120Hz)で画像信号を第1フィールドと第2フィールドとの2回繰り返し読み出すことで、液晶パネル6に対する垂直周期が1/120秒に時間圧縮された画像を連続して出力する。
The frame
ゲイン制御部4aは、図11(b)に示すように、CPU5からの制御信号に基づいて、1/120秒に時間軸圧縮された垂直同期信号に同期して、1/120秒に時間軸圧縮された第1フィールドもしくは第2フィールドのどちらか一方の映像信号のゲイン係数をM(0より大きく1より小さい小数)とすることにより、入力映像信号の1フレーム期間内(1/60秒)で1/120秒に時間軸圧縮された映像信号に続けて、映像信号のコントラストを下げたゲイン調整信号を挿入して出力することが可能となっている。なお、ゲイン係数Mは外部からのゲイン調整値にて決定される。
As shown in FIG. 11 (b), the gain control unit 4a is synchronized with the vertical synchronization signal time-compressed to 1/120 seconds based on the control signal from the
バックライト制御部9は、図11(c)に示すように、CPU5からの制御信号に基づいて、1/120秒に時間軸圧縮された垂直同期信号に同期して、映像信号フィールドのPWMデューティを50×(2−M)%、ゲイン調整信号フィールドのPWMデューティを50×M%とする。なお、実施の形態3は、本実施の形態においてM=0とした場合に相当するものである。
As shown in FIG. 11 (c), the backlight control unit 9 synchronizes with the vertical synchronization signal that is time-axis-compressed in 1/120 seconds based on the control signal from the
言い換えれば、バックライト制御部9は、ゲイン調整値に基づいて、輝度の重み付けを調整し、ゲイン調整信号挿入による輝度劣化を極力抑え且つ時間軸上の輝度変化を極力抑えている。但しその場合は実施の形態3に比べて動画ぼけの改善効果は下がるが、ゲイン調整値は液晶パネルの特性、入力映像種類、及びユーザの好みにより変更可能であるため、目的にあった画質を実現できる。 In other words, the backlight control unit 9 adjusts the weighting of the luminance based on the gain adjustment value, suppresses the luminance deterioration due to the insertion of the gain adjustment signal as much as possible, and suppresses the luminance change on the time axis as much as possible. However, in this case, the effect of improving the motion blur is lower than that in the third embodiment, but the gain adjustment value can be changed according to the characteristics of the liquid crystal panel, the input video type, and the user's preference. realizable.
すなわち、ゲイン制御部4aは、本発明に係る第2輝度制御手段として機能するものであり、第2映像信号の表す輝度に関して、第1フィールドでは輝度を下げず第2フィールドでは輝度をM倍に下げる。また、バックライト制御部9は、本発明に係るバックライト制御手段として機能するものであり、バックライト駆動信号のPWMデューティを第1フィールドでは50×(2−M)%として第2フィールドでは(50×M)%とし制御する。なお、あるいは、上記とは順序を逆にして、第1フィールドでは輝度をM倍に下げ第2フィールドでは輝度を下げないようにするとともにPWMデューティを第1フィールドでは(50×M)%として第2フィールドでは50×(2−M)%としてもよい。 That is, the gain control unit 4a functions as a second luminance control unit according to the present invention, and with respect to the luminance represented by the second video signal, the luminance is decreased M times in the second field without decreasing the luminance in the first field. Lower. The backlight control unit 9 functions as the backlight control means according to the present invention, and the PWM duty of the backlight drive signal is set to 50 × (2-M)% in the first field ( 50 × M)% and control. Alternatively, the order is reversed from the above, and the luminance is decreased M times in the first field so that the luminance is not decreased in the second field, and the PWM duty is set to (50 × M)% in the first field. In 2 fields, it may be 50 × (2-M)%.
なお、本実施の形態では、実施の形態3の図10と同様に、同期検出部1で検出した同期信号に基づいて各部がCPU5を介さずに動作する構成としても良い。
In the present embodiment, similarly to FIG. 10 of the third embodiment, each unit may operate without using the
また、ゲイン制御部4aは、ゲインをRGB三色に関してそれぞれ独立に調整可能であってもよい。 Further, the gain control unit 4a may be capable of adjusting the gains independently for the three colors of RGB.
また、本実施の形態では、PWMデューティ設定値において、ゲイン調整値と同一係数Mを用いることによりゲイン調整値に関連づけているが、これに限らず、あるいは、PWMデューティ設定値をゲイン調整値とは独立して設定してもよい。 In this embodiment, the PWM duty setting value is related to the gain adjustment value by using the same coefficient M as that of the gain adjustment value. However, the present invention is not limited to this, or the PWM duty setting value is used as the gain adjustment value. May be set independently.
このように、本実施の形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法においては、ゲイン係数Mを0より大きく1より小さく定めている。従って、ゲイン係数M=0である実施の形態3の効果に加えて、ちらつきを防ぐことができるという効果を奏する。 Thus, in the liquid crystal display device and the driving method thereof according to the present embodiment, the gain coefficient M is determined to be greater than 0 and less than 1. Therefore, in addition to the effect of the third embodiment in which the gain coefficient M = 0, there is an effect that flicker can be prevented.
1 同期検出部、2 フレームメモリ部、3 フレームレート変換部、4 擬似インターレース発生部、4a ゲイン制御部、5 CPU、6 液晶パネル、7 ガンマ変換部、8 LUT部、9 バックライト制御部、10 バックライト。 1 synchronization detection unit, 2 frame memory unit, 3 frame rate conversion unit, 4 pseudo-interlace generation unit, 4a gain control unit, 5 CPU, 6 liquid crystal panel, 7 gamma conversion unit, 8 LUT unit, 9 backlight control unit, 10 Backlight.
Claims (11)
前記第2映像信号の表す輝度に関して、前記第1表示周期の前半に相当する前記第1フィールドでは画面中の所定の画素における輝度を選択的にM(Mは0以上で1より小さい小数)倍に下げ前記第1表示周期の後半に相当する前記第2フィールドでは前記画面中の残りの画素における輝度を選択的にM倍に下げる第1輝度制御手段と
を備える液晶表示装置。 The input first video signal having the first display cycle is time-axis compressed by a factor of 1/2, and each frame is repeated twice as the first or second field to halve the first display cycle. Frame rate conversion means for converting to a second video signal having a second display period of
With respect to the luminance represented by the second video signal, the luminance at a predetermined pixel in the screen is selectively multiplied by M (M is a decimal number less than 1) in the first field corresponding to the first half of the first display period. And a first luminance control means for selectively reducing the luminance of the remaining pixels in the screen to M times in the second field corresponding to the second half of the first display period.
前記所定の画素は、複数の表示ラインのうちの奇数ラインを構成し、
前記残りの画素は、複数の表示ラインのうちの偶数ラインを構成する
液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The predetermined pixel constitutes an odd line of a plurality of display lines,
The remaining pixels are liquid crystal display devices that constitute even lines of a plurality of display lines.
前記所定の画素は、複数の表示ラインのうちの偶数ラインを構成し、
前記残りの画素は、複数の表示ラインのうちの奇数ラインを構成する
液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The predetermined pixel constitutes an even line of a plurality of display lines,
The remaining pixels are liquid crystal display devices constituting odd lines of a plurality of display lines.
前記第2映像信号の表す輝度に関して、前記第1表示周期の前半に相当する前記第1フィールドでは輝度を下げず前記第1表示周期の後半に相当する前記第2フィールドでは輝度をM(Mは0以上で1より小さい小数)倍に下げる第2輝度制御手段と、
バックライト駆動信号のPWMデューティを前記第1フィールドでは50×(2−M)%とし前記第2フィールドでは(50×M)%とし制御するバックライト制御手段と
を備える液晶表示装置。 The input first video signal having the first display cycle is time-axis compressed by a factor of 1/2, and each frame is repeated twice as the first or second field to halve the first display cycle. Frame rate conversion means for converting to a second video signal having a second display period of
With respect to the luminance represented by the second video signal, the luminance does not decrease in the first field corresponding to the first half of the first display cycle, and the luminance in the second field corresponding to the second half of the first display cycle is M (M is A second luminance control means for lowering by a factor of 0 or more and less than 1),
A liquid crystal display device comprising backlight control means for controlling the PWM duty of the backlight drive signal to be 50 × (2-M)% in the first field and (50 × M)% in the second field.
前記第2映像信号の表す輝度に関して、前記第1表示周期の前半に相当する前記第1フィールドでは輝度をM(Mは0以上で1より小さい小数)倍に下げ前記第1表示周期の後半に相当する前記第2フィールドでは輝度を下げない第2輝度制御手段と、
バックライト駆動信号のPWMデューティを前記第1フィールドでは(50×M)%とし前記第2フィールドでは50×(2−M)%とし制御するバックライト制御手段と
を備える液晶表示装置。 The input first video signal having the first display cycle is time-axis compressed by a factor of 1/2, and each frame is repeated twice as the first or second field to halve the first display cycle. Frame rate conversion means for converting to a second video signal having a second display period of
With respect to the luminance represented by the second video signal, the luminance is reduced to M (M is a decimal number greater than 0 and smaller than 1) times in the first field corresponding to the first half of the first display cycle. Second luminance control means for reducing the luminance in the corresponding second field;
A liquid crystal display device comprising backlight control means for controlling the PWM duty of the backlight drive signal to be (50 × M)% in the first field and 50 × (2-M)% in the second field.
前記第1又は第2輝度制御手段は、前記第2映像信号を増幅するゲインを下げることにより前記輝度を下げる
液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5,
The liquid crystal display device, wherein the first or second luminance control means lowers the luminance by lowering a gain for amplifying the second video signal.
前記第1又は第2輝度制御手段は、前記ゲインをRGB三色に関してそれぞれ独立に調整可能である
液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 6,
The liquid crystal display device in which the first or second luminance control means can adjust the gain independently for three colors of RGB.
前記第2映像信号の中間調を変換するガンマ曲線を格納するルックアップテーブル部
をさらに備える液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7,
A liquid crystal display device further comprising a lookup table unit storing a gamma curve for converting a halftone of the second video signal.
前記第2映像信号の表す輝度に関して、前記第1表示周期の前半に相当する前記第1フィールドでは画面中の所定の画素における輝度を選択的にM(Mは0以上で1より小さい小数)倍に下げ前記第1表示周期の後半に相当する前記第2フィールドでは前記画面中の残りの画素における輝度を選択的にM倍に下げる第1輝度制御工程と
を備える液晶表示装置の駆動方法。 The input first video signal having the first display cycle is time-axis compressed by a factor of 1/2, and each frame is repeated twice as the first or second field to halve the first display cycle. A frame rate conversion step of converting into a second video signal having the second display period of
With respect to the luminance represented by the second video signal, the luminance at a predetermined pixel in the screen is selectively multiplied by M (M is a decimal number less than 1) in the first field corresponding to the first half of the first display period. And a first luminance control step of selectively reducing the luminance of the remaining pixels in the screen by a factor of M in the second field corresponding to the second half of the first display period.
前記第2映像信号の表す輝度に関して、前記第1表示周期の前半に相当する前記第1フィールドでは輝度を下げず前記第1表示周期の後半に相当する前記第2フィールドでは輝度をM(Mは0以上で1より小さい小数)倍に下げる第2輝度制御工程と、
バックライト駆動信号のPWMデューティを前記第1フィールドでは50×(2−M)%とし前記第2フィールドでは(50×M)%とし制御するバックライト制御工程と
を備える液晶表示装置の駆動方法。 The input first video signal having the first display cycle is time-axis compressed by a factor of 1/2, and each frame is repeated twice as the first or second field to halve the first display cycle. A frame rate conversion step of converting into a second video signal having the second display period of
With respect to the luminance represented by the second video signal, the luminance does not decrease in the first field corresponding to the first half of the first display cycle, and the luminance in the second field corresponding to the second half of the first display cycle is M (M is A second luminance control step of decreasing the number by a factor of 0 or more and smaller than 1;
And a backlight control step for controlling the PWM duty of the backlight drive signal to be 50 × (2-M)% in the first field and (50 × M)% in the second field.
前記第2映像信号の表す輝度に関して、前記第1表示周期の前半に相当する前記第1フィールドでは輝度をM(Mは0以上で1より小さい小数)倍に下げ前記第1表示周期の後半に相当する前記第2フィールドでは輝度を下げない第2輝度制御工程と、
バックライト駆動信号のPWMデューティを前記第1フィールドでは(50×M)%とし前記第2フィールドでは50×(2−M)%とし制御するバックライト制御工程と
を備える液晶表示装置の駆動方法。 The input first video signal having the first display cycle is time-axis compressed by a factor of 1/2, and each frame is repeated twice as the first or second field to halve the first display cycle. A frame rate conversion step of converting into a second video signal having the second display period of
With respect to the luminance represented by the second video signal, the luminance is reduced to M (M is a decimal number greater than 0 and smaller than 1) times in the first field corresponding to the first half of the first display cycle. A second luminance control step that does not lower the luminance in the corresponding second field;
And a backlight control step for controlling the PWM duty of the backlight drive signal to be (50 × M)% in the first field and 50 × (2-M)% in the second field.
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