JP2008197425A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２−３プルダウン方式で処理された入力映像信号を表示する際、フレームの表示時間が不連続となり、動きがカタカタと不自然に見えるのを防止することを目的とする。
【解決手段】入力映像信号が２−３プルダウン処理された映像信号であるか否かを検出し、２−３プルダウン処理された映像信号である場合は、開始フレームの位置を特定し、開始フレームの期間をｈｉｇｈ、その他のフレームの期間をｌｏｗとする２−３プルダウン基準信号を出力する２−３プルダウン基準信号検出手段と、２−３プルダウン基準信号に基づき、５フレームシーケンスの開始点を示すリセットパルス信号を生成するリセットパルス発生手段と、リセットパルス信号に基づきＰＷＭパルスを発生するＰＷＭパルス発生手段と、ＰＷＭパルス手段を遅延する遅延手段と、前記遅延手段で遅延されたＰＷＭパルスに基づき点灯または消灯するバックライトを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はバックライト等の光源を有する液晶表示装置に関するものである。

フィルム映画は通常一秒間に２４コマの静止画像を連続に表示することで動画像を表現している。このような２４Ｈｚの映画ソースを、垂直同期信号が約６０Ｈｚのインタレーステレビ信号に変換する際、２−３プルダウンと呼ばれる処理が特に広く用いられている。２−３プルダウンではフィルムの２コマから５フィールドのテレビ信号が作られている。フィルムの各コマを、例えば奇数番目のコマは２フィールドに、偶数番目のコマは３フィールドに変換することにより、２コマを５フィールド、即ち２４コマを６０フィールドに変換している。このような２−３プルダウンで処理された入力映像信号を表示する際、もとのプログレッシブ映像時のフィールド組合せを再現するように前後フィールドのいずれかを選択し、現フィールドにはめ込む補間処理を行うＩＰ（インターレース・プログレッシブ）変換技術が用いられるが、この場合表示画像は同一フレームが２枚、次のフレームが３枚連続するパターンが繰返される。したがって、一枚のフレームの表示時間が異なるため、動きがカタカタと不自然に見える不具合が生じる。

この問題を解決する一方法として、以下のような液晶表示装置が用いられている。

図４は従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図である（例えば、特許文献１に記載）。

従来の液晶表示装置は、２−３プルダウン検出部１０１で入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものかどうかを判定し、テレシネ映像信号復元処理部１０２は、その判定結果に基づいて、入力信号が２−３プルダウン処理されたものである場合には、フィルムの画像を復元して２４Ｈｚ（またはその偶数倍）の垂直周波数で液晶パネル１０３を駆動するような映像信号及び同期信号を出力する。
特開２００４‐５６２８７号公報

しかしながら、従来のような構成では、液晶パネルの駆動周波数を変換するとともに、液晶パネルの駆動周波数にあわせて映像信号の垂直周波数も変換する必要があり、映像信号の変換回路を備える必要があり、回路規模が膨大になるという課題があった。

本発明の目的は、前記課題を解決するため、映像信号の垂直周波数を変換することなく、簡易な構成で、２−３プルダウンによるモーションジャダーのない映画本来の動きを再現できる液晶表示装置を提供することである。

本発明の液晶表示装置は、入力映像信号に基づいて液晶パネルに映像を表示する液晶表示装置であって、入力映像信号が２−３プルダウン処理された映像信号であるか否かを検出し、２−３プルダウン処理された映像信号である場合は、開始フレームの位置を特定し、開始フレームの期間をｈｉｇｈ、その他のフレームの期間をｌｏｗとする２−３プルダウン基準信号を出力する２−３プルダウン基準信号検出手段と、２−３プルダウン基準信号に基づき、５フレームシーケンスの開始点を示すリセットパルス信号を生成するリセットパルス発生手段と、リセットパルス信号に基づきＰＷＭパルスを発生するＰＷＭパルス発生手段と、ＰＷＭパルス手段を遅延する遅延手段と、前記遅延手段で遅延されたＰＷＭパルスに基づき点灯または消灯するバックライトを備えるものである。

このように、本構成によって映像信号のフレームレートを変更しなくても、２−３プルダウン処理された信号が入力された場合に、入力映像信号のオリジナルの周波数（２４Ｈｚ）で、各フレームの表示時間を等しくするように点灯期間／位相を制御して光源を点滅させることにより、視認される映像を２４ｆｐｓ化し、映画ソース本来のフレームレートに戻すことでモーションジャダーの発生を抑制する液晶表示装置を提供することができる。

本発明の液晶表示装置によれば、映像信号の垂直周波数を変更することなく、簡易な構成でモーションジャダーの低減をおこなうことができる。また、点灯位相を遅らせることでバックライトスキャンと組合せることなく２重映りを低減し、非点灯期間の黒挿入効果により動画応答性能が向上するという効果が得られる。また、映像フレームと通常のＴＶと駆動周波数がかわらないためパネルの限定がなく、安価に構成でき、映写機同様の雰囲気が味わえるという有利な効果が得られる。

以下、本発明に係る液晶表示装置の一実施例について図面を参照しながら説明する。なお、本発明が適用される液晶表示装置はこの例に特に限定されず、発明の趣旨に反さない範囲で、実施例において説明した以外の液晶表示装置に対しても容易に適用可能なことは言うまでもない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態による液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２は、２−３プルダウン処理の概念図である。図３は、本発明の一実施の形態における液晶表示装置の動作波形図である。

図１に示す液晶表示装置は、２−３プルダウン基準信号検出手段１０と、リセットパルス発生手段１１と、ＰＷＭパルス発生手段１２と、遅延手段１３と、バックライト１４と、液晶パネル１５とからなる。

２−３プルダウン基準信号検出手段１０には、映像信号が入力される。２−３プルダウン基準信号検出手段１０は、入力された映像信号が、２−３プルダウン処理された映像信号であるか否かを検出する。検出の具体的な方法の一例としては、本来２４Ｐであったフィルム映像を６０Ｉの信号に２−３プルダウン変換した映像は５フィールド毎にフレーム差分が０になるフレームが一組発生するという特徴がある為、フレーム差分を取り、５フィールド毎にフレーム差分が０となるフレームの組み合わせが発生する場合は、２−３プルダウン処理された映像信号であると判断し、それ以外の場合は２−３プルダウン処理された映像信号で無いと判断する。

また、２−３プルダウン基準信号検出手段１０は、入力された映像信号が２−３プルダウン処理された映像信号であると判断した場合は、図２に示すように２−３プルダウンされた信号の５フレームないしは５フィールドで構成される一連のシーケンスの開始フレームを検出する。このタイミングの検出方法は、２−３プルダウン処理された映像信号において、フレーム差分が０となるフレームの組み合わせが発生する位置は、５フレームないしは５フィールドで構成される一連のシーケンスの３フレーム目と５フレーム目である。したがって、フレーム差分が０となるフレームの組み合わせから、３フレーム目と５フレーム目を検知することにより、開始フレームを決定することができる。

２−３プルダウン基準信号検出手段１０は、開始フレームの位置を特定すると、図２に示すように、開始フレームの期間をｈｉｇｈ、その他のフレームの期間をｌｏｗとする２−３プルダウン基準信号を出力する。

リセットパルス発生手段１１は、２−３プルダウン基準信号検出手段１０の出力である２−３プルダウン基準信号を元に、５フレームシーケンスの開始点を示す図２に記載のリセットパルス信号を生成する。

ＰＷＭパルス発生手段１２は、リセットパルス信号を基準とし任意のデューティ比で２４ＨｚのＰＷＭパルスを発生する。

遅延手段１３は、入力された映像信号とＰＷＭパルスが所定の位相関係になるようにＰＷＭパルスを遅延させ、遅延ＰＷＭパルスを出力する。映像信号とＰＷＭパルスが所定の位相関係については後述する。

バックライト１４は遅延ＰＷＭパルスに基づき調光を制御される。具体的には、バックライト１４に入力される遅延ＰＷＭパルスがｈｉｇｈの場合にはバックライト１４は点灯し、バックライト１４に入力される遅延ＰＷＭパルスがｌｏｗの場合にはバックライト１４は消灯する。

液晶パネル１５は、映像信号が入力され、図示しないドライバによって各液晶セルに電界を印加することで映像を表示する。

図３を用いて、本実施の形態による液晶表示装置の動作を説明する。基本原理としては２−３プルダウン処理された映像信号のオリジナルの周波数（２４Ｈｚ）で、各フレームの表示時間を等しく、且つ、映像の変化期間に発光させないように点灯期間／位相を制御してバックライトを点滅させるものである。

図３のＰＷＭパルスがＨＩＧＨ期間に光源であるバックライトは点灯する。この際、入力映像信号の垂直周期（６０Ｈｚ）をＶｔとすると、ＰＷＭの周期（２４Ｈｚ）は２．５Ｖｔであり、この内バックライトの点灯期間は２Ｖｔとし、点灯後０．５Ｖｔ期間は消灯する。このように点灯周期を制御することでフレーム２ｎとフレーム（２ｎ＋１）との間の表示期間を同じにすることが可能となる。

液晶パネルに映像を表示する場合、通常、水平・垂直同期信号に同期したイネーブルパルス、あるいは水平・垂直同期信号そのものに応じて上側のラインから順に映像信号を液晶パネルへ書込んでいく。Ｓ１に示す書換えイメージに示す様に、この垂直同期信号の周期をＶｔとするとすべての映像の書換えに要する時間はＶｔから垂直ブランキング期間を除いた時間となる。このように液晶パネルの場合、書込みに要する時間はブランキング期間が十分短いと仮定するとほぼＶｔ必要となる。更に、映像書換え後に生じる液晶の応答時間を考慮し、一例として、応答時間をＶｔ／２とすると、実際に映像の書換えはＳ２に示す応答時間考慮したイメージに示す様になる。

ここで、遅延手段１３を備えず、ＰＷＭパルス発生手段１２の出力であって、図３のＳ３に示すＰＷＭパルスでバックライト１４を点灯した場合は、Ｓ４に示すのＳ３時視認される映像が表示される。

本実施の形態では、図３のＳ５に示すように遅延手段１３においてＰＷＭパルスを遅延させ、遅延ＰＷＭパルスとして出力する。遅延ＰＷＭパルスはＰＷＭパルスと比較してＰＷＭパルスの位相を映像書込みに要するＶｔと応答時間のＶｔ／２を合わせた期間遅らせている。ＰＷＭパルスを上述の期間遅延させることによって、Ｓ６のＳ５時視認される映像の様に、ＰＷＭリセット時のバックライトが点灯した瞬間は画面全面に当該垂直周期の映像が表示するように変わる（書換え終了後の状態からスタートする）。この状態で１垂直周期期間表示後、１垂直周期期間をかけて、次の映像に変化する状態が表示される。次の点灯した瞬間も画面全面に当該垂直周期の映像が表示され、１．５垂直周期期間この状態で表示し、その後０．５垂直周期期間画面の上半分の映像が書換えされる期間が表示される。以下このサイクルを繰返す。このようにＰＷＭパルスの位相を遅らせることで、遅延手段１３を備えなかった場合のＳ３と比較しても明らかなように、映像の重なり期間が短くなり、人間の目に見える映像の重なり度合が小さくなる。又、非点灯期間の黒挿入効果により、ホールド型表示の液晶パネルの動画応答性が向上し、動きぼけが減少するという付帯効果が得られる。

又、本実施例ではバックライトの点灯期間を２Ｖｔとしたが、画面の明るさに余裕があり点灯期間を短くすることが可能であれば、更に映像の重なり期間を短くして、２重映りの発生を抑えることが可能である。

上記のように本実施の形態では、２−３プルダウン処理された信号が入力された場合に、入力映像信号のオリジナルの周波数（２４Ｈｚ）で、各フレームの表示時間を等しくするように点灯期間／位相を制御して光源を点滅させることにより、映像信号のフレームレートを変更せずに、視認される映像を２４ｆｐｓ化し、映画ソース本来のフレームレートに戻すことでモーションジャダーの発生を抑制する液晶表示装置を提供することができる。また、点灯位相を遅らせることでバックライトスキャンと組合せることなく２重映りを低減し、非点灯期間の黒挿入効果により動画応答性が向上する。また、映像フレームと通常のＴＶと駆動周波数がかわらないためパネルの限定がなく、安価に構成でき、映写機同様の雰囲気が味わえるという有利な効果が得られる。

本発明にかかる液晶表示装置は、簡易な構成で２−３プルダウンに起因するモーションジャダーの低減をおこなうことができるものであり、バックライトを有する液晶テレビや光源を有するプロジェクタ等の液晶表示装置として有用である。

本発明の一実施の形態における液晶表示装置の構成を示すブロック図 ２−３プルダウン処理概念図 本発明の一実施の形態における液晶表示装置の動作波形図 従来技術の構成ブロック図

符号の説明

１０ ２−３プルダウン基準信号検出手段
１１ リセットパルス発生手段
１２ ＰＷＭパルス発生手段
１３ 遅延手段
１４ バックライト
１５ 液晶パネル

Claims (1)

1. 入力映像信号に基づいて液晶パネルに映像を表示する液晶表示装置であって、
   入力映像信号が２−３プルダウン処理された映像信号であるか否かを検出し、２−３プルダウン処理された映像信号である場合は、開始フレームの位置を特定し、開始フレームの期間をｈｉｇｈ、その他のフレームの期間をｌｏｗとする２−３プルダウン基準信号を出力する２−３プルダウン基準信号検出手段と、
   ２−３プルダウン基準信号に基づき、５フレームシーケンスの開始点を示すリセットパルス信号を生成するリセットパルス発生手段と、
   リセットパルス信号に基づきＰＷＭパルスを発生するＰＷＭパルス発生手段と、
   ＰＷＭパルス手段を遅延する遅延手段と、
   前記遅延手段で遅延されたＰＷＭパルスに基づき点灯または消灯するバックライトを備えた液晶表示装置。

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