JP2010091618A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動画性能を高めることができる表示装置を提供する。
【解決手段】複数の表示エリアを液晶パネル（表示部）に設けるとともに、複数の表示エリアに対して、発光ダイオード（光源）の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアをバックライト装置（バックライト部）に設定する。また、ＲＧＢ（複数色）の発光ダイオードを照明エリア毎に設ける。そして、ＲＧＢの発光ダイオードにおいて、フレーム期間の最後に点灯される発光ダイオードの点灯開始の基準点は当該発光ダイオードの点灯期間の始点に一致するように設定し、かつ、フレーム期間の最初に点灯される発光ダイオードの点灯開始の基準点は当該発光ダイオードの点灯期間の終点に一致するように設定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、表示装置、特に液晶表示装置などの非発光型の表示装置に関する。

近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、光を発光するバックライト装置と、バックライト装置に設けられた光源からの光に対しシャッターの役割を果たすことで所望画像を表示する液晶パネルとが含まれている。

また、上記のような従来の液晶表示装置には、例えば下記特許文献１に記載されているように、カラーフィルタが設けられていない液晶パネルに対して、ＲＧＢの３色のＬＥＤを光源として用い、各色ＬＥＤを順次点滅させることにより、１つのフレーム期間において赤色のみの画像、緑色のみの画像、青色のみの画像を順に表示する駆動方式（いわゆる、フィールドシーケンシャル駆動）を行うことが提案されている。そして、この従来の液晶表示装置では、液晶パネルの高密度表示画素化及び低消費電力化が可能とされていた。

具体的にいえば、上記従来の液晶表示装置では、図９に示すように、例えば任意の５つの画素ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅにおいて、液晶パネルで表示される情報のフレーム期間内にＲＧＢの各ＬＥＤが順次点灯駆動される。詳細にいえば、従来の液晶表示装置では、時点５１から時点Ｔ５２までのフレーム期間において、ＲのＬＥＤは時点Ｔ５１から時点Ｔ５３までの間で点灯駆動される。その後、従来の液晶表示装置では、ＧのＬＥＤは時点Ｔ５４から時点Ｔ５５までの間で点灯駆動され、ＢのＬＥＤは時点Ｔ５６から時点Ｔ５７までの間で点灯駆動される。また、このとき、各画素ａ〜ｅには、図示しないソースドライバから表示すべき情報に応じたソース信号（電圧信号）が供給されており、供給されたソース信号に従って、各画素ａ〜ｅは動作して、対応する色の光を外部に向かって出射することで当該色の画像を表示するようになっている。具体的には、図９において、各画素ａ〜ｅに％で示す値は、当該画素ａ〜ｅでの各透過率を示している。すなわち、最大輝度値で表示するときのソース信号の大きさを１００％とした場合において、各画素ａ〜ｅに対し、表示すべき情報に応じて、供給されるソース信号の大きさを示している。例えば画素ａでは、ＲのＬＥＤが１００％にて点灯しているときに、８０％のソース信号が与えられており、当該画素ａは最大輝度値の８０％の輝度値で赤色の情報表示を行っている。また、時点Ｔ５３から時点Ｔ５４までの期間、時点Ｔ５５から時点Ｔ５６までの期間、及び時点Ｔ５７から時点Ｔ５２までの期間の各々は、液晶へのソース信号の書き込み応答時間として設定されている。

そして、この従来の液晶表示装置では、図９に示したように、１つの画素にＲＧＢの各色を順次表示するので、液晶パネルの高密度表示画素化を行うことができるとされていた。さらに、従来の液晶表示装置では、カラーフィルタを用いた液晶パネルに比べて、ソースドライバの設置数を１／３に削減できるので、低消費電力化を行うことができるとされていた。
特開２００６−２２０６８５号公報

ところで、上記のような液晶表示装置では、動画性能を高める技術が要望されている。特に、デジタル放送が受信可能な液晶テレビ等のハイエンド製品では、ＣＲＴ並の動画性能を実現することが強く要望されており、ホールド型表示装置である液晶表示装置を、インパルス駆動型(擬似)にするために表示画面への黒挿入などが要求されている。

ところが、上記のような従来の液晶表示装置では、黒挿入については考慮されておらず、動画性能を高めることはできなかった。

上記の課題を鑑み、本発明は、動画性能を高めることができる表示装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、光源を有するバックライト部と、複数の画素を備えるとともに、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報を表示する表示部とを具備した表示装置であって、
前記表示部に設けられた複数の表示エリアと、
前記バックライト部に設定されるとともに、前記複数の表示エリアに対して、前記光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアと、
入力された画像信号を用いて、前記バックライト部及び前記表示部の駆動制御を行う制御部を備え、
前記バックライト部では、前記照明エリア毎に、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の光源が設けられ、
前記複数色の光源は、前記表示部で表示される情報のフレーム期間において、所定の順番で順次点灯され、
前記複数色の光源では、前記フレーム期間の最後に点灯される光源の点灯開始の基準点は当該光源の点灯期間の始点に一致するように設定され、かつ、前記フレーム期間の最初に点灯される光源の点灯開始の基準点は当該光源の点灯期間の終点に一致するように設定されていることを特徴とするものである。

上記のように構成された表示装置では、上記バックライト部に、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の光源が照明エリア毎に設けられている。また、これらの複数色の光源は、表示部で表示される情報のフレーム期間において、所定の順番で順次点灯される。さらに、複数色の光源では、フレーム期間の最後に点灯される光源の点灯開始の基準点は当該光源の点灯期間の始点に一致するように設定され、かつ、フレーム期間の最初に点灯される光源の点灯開始の基準点は当該光源の点灯期間の終点に一致するように設定されている。これにより、上記従来例と異なり、隣接するフレーム期間の間の期間において、光源を点灯させない期間を長くすることができ、黒挿入を行う期間を長くすることができる。従って、動画性能を高めることができる表示装置を構成することができる。

また、上記表示装置において、前記制御部には、入力された画像信号を用いて、前記複数の各照明エリアから対応する表示エリアに入射される光の輝度値を決定し、かつ、前記照明エリア毎に、周囲の照明エリアの輝度値を用いて、決定した輝度値を補正して、補正後の輝度値に基づいて、前記バックライト部の駆動制御を行うバックライト制御部、及び
前記複数の各照明エリアの補正後の輝度値を用いて、前記画像信号を補正して、補正後の画像信号に基づいて、前記表示部の駆動制御を画素単位に行う表示制御部が設けられ、
前記バックライト制御部は、前記複数の各照明エリアの補正後の輝度値に基づいて、対応する光源を点灯駆動することが好ましい。

この場合、バックライト制御部及び表示制御部がそれぞれバックライト部及び表示部を適切に駆動して、高品位な表示を容易に行うことができる。

また、上記表示装置において、前記バックライト制御部には、前記照明エリア毎に、対応する表示エリアに含まれた画素の輝度情報を、入力された画像信号から取得するとともに、取得した画素の輝度情報を用いて、前記複数の各照明エリアの補正後の輝度値を演算するエリア輝度演算部、及び
前記複数の各照明エリアの補正後の輝度値に基づき、対応する光源の点灯期間を決定するとともに、決定した点灯期間に応じて、当該光源を点灯駆動する駆動制御部が設けられてもよい。

この場合、上記複数色の光源の各点灯期間が入力された画像信号に応じて、適切に決定されるとともに、当該画像信号に対応して、隣接するフレーム期間の間で黒挿入を行う期間も適切に設定することができ、動画性能を確実に高めることができる。

また、上記表示装置において、前記表示制御部には、入力された画像信号から前記複数の画素の各表示データを取得するとともに、前記画素毎に、対応する照明エリアの補正後の輝度値を用いて、取得した表示データを補正する表示データ補正演算部が設けられていることが好ましい。

この場合、表示制御部は表示データ補正演算部にて補正された表示データを用いて表示部を画素単位に駆動するので、表示装置では入力された画像信号及びバックライト部からの照明光に応じて、各画素をより適切に駆動することができ、表示品位の低下をより確実に防ぐことができる。

また、上記表示装置において、前記複数色の光源は、赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の光源であってもよい。

この場合、各照明エリアから対応する表示エリアに入射される光に含まれる赤色、緑色、青色の各色光の輝度値を適切に決定することが可能となり、これらの各色光の色純度を容易に高めることができ、優れた表示品位を有するカラー表示可能な表示装置を容易に構成することができる。

本発明によれば、動画性能を高めることができる表示装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

図１は本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図であり、図２は図１に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。図１及び図２において、本実施形態の液晶表示装置１では、バックライト部としてのバックライト装置２と、バックライト装置２からの光が照射されるとともに、情報を表示する表示部としての液晶パネル３とが設けられており、これらバックライト装置２と液晶パネル３とが透過型の液晶表示装置１として一体化されている。

バックライト装置２は、光源としての複数の発光ダイオード４と、複数の発光ダイオード４を収容した有底状の筐体５と、筐体５の開口部を塞ぐように当該筐体５に設置されるとともに、発光ダイオード４からの光を拡散する拡散板６とを備えており、拡散板６から液晶パネル３側に平面状の照明光を照射するようになっている。また、バックライト装置２では、図２に例示するように、液晶パネル３の表示面での横方向及び縦方向にそれぞれ平行に設けられる１０行及び１０列、合計１００個の発光ダイオード４が使用されている。

また、複数の各発光ダイオード４には、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂを一体的に構成した、いわゆるスリーインワン（３ｉｎ１）タイプが使用されている。そして、バックライト装置２では、後に詳述するように、発光ダイオード４毎に設定された１００個の照明エリアが定められるとともに、これらの照明エリアに対応して上記表示面に設定された１００個の表示エリアに対し、対応する発光ダイオード４からの光をそれぞれ入射させるように構成されている。また、各照明エリアでは、上記３ｉｎ１の発光ダイオード４が用いられているので、各照明エリアでは、白色に混色可能な複数色の光源が使用されている。

また、液晶表示装置１では、液晶パネル３と拡散板６との間に、例えば偏光シート７及びプリズム（集光）シート８が設置されており、これらの光学シートによって、バックライト装置２からの上記照明光の輝度上昇等が適宜行われて、液晶パネル３の表示性能を向上させるようになっている。

また、液晶表示装置１では、液晶パネル３に含まれた後述の信号線（ソースライン）及び制御線（ゲートライン）がＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）９を介在させて駆動制御回路１０に接続されている。そして、液晶表示装置１では、駆動制御回路１０が液晶パネル３に設けられた複数の画素に対し、画素単位の駆動制御を行うようになっている。また、図１に例示するように、駆動制御回路１０の近傍には、複数の発光ダイオード４を点灯駆動する点灯駆動回路１１が設置されている。この点灯駆動回路１１は、例えばＰＷＭ調光を用いて、各発光ダイオード４を点灯駆動するように構成されている。

次に、図３〜図５も参照して、本実施形態の液晶表示装置１の要部構成について具体的に説明する。

図３は、図１に示した液晶表示装置の要部構成を説明する図である。図４は図３に示したパネル制御部の構成例を示すブロック図であり、図５は図３に示したバックライト制御部の構成例を示すブロック図である。

図３において、制御部１３には、ＴＶ（受像機）あるいはＰＣなどの信号源（図示せず）を介して液晶表示装置１の外部から画像信号が入力されるようになっている。また、この制御部１３は、駆動制御回路１０（図１）に設けられたものであり、入力された画像信号を用いて、液晶パネル３の駆動制御を実質的に行うようになっている。さらに、制御部１３は、入力された画像信号を用いて、バックライト装置２の駆動制御も実質的に行うように構成されている。

具体的にいえば、制御部１３には、上記画像信号を用いて、液晶パネル３を画素単位に駆動制御する表示制御部としてのパネル制御部１４、画像信号を用いて、バックライト装置２の各発光ダイオード４の駆動制御を行うバックライト制御部１５、及び画像信号に含まれたフレーム単位の表示データを記憶可能に構成されたフレームメモリ１６が設けられている。パネル制御部１４及びバックライト制御部１５には、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が各々用いられており、これらパネル制御部１４及びバックライト制御部１５が、フレームメモリ１６に逐次格納される上記表示データに対して、所定の演算処理を高速に行えるようになっている。また、このように、パネル制御部１４及びバックライト制御部１５が設けられているので、本実施形態の液晶表示装置１では、これらパネル制御部１４及びバックライト制御部１５がそれぞれ液晶パネル（表示部）３及びバックライト装置（バックライト部）２を適切に駆動することが可能となり、高品位な表示を容易に行うことができるようになっている。

また、パネル制御部１４は、ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８への各指示信号を出力するようになっている。さらに、パネル制御部１４では、バックライト制御部１５に設けられた後述のエリア輝度演算部から上記各照明エリアの輝度値が通知されるようになっており、ソースドライバ１７への指示信号は通知された各照明エリアの輝度値を反映した信号に補正された後、パネル制御部１４からソースドライバ１７に出力されるようになっている（詳細は後述。）。

ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８は、液晶パネル３に設けられた複数の画素Ｐを画素単位に駆動する駆動回路であり、ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８には、複数の信号線Ｓ１〜ＳＭ（Ｍは、２以上の整数）及び複数の制御線Ｇ１〜ＧＮ（Ｎは、２以上の整数）がそれぞれ接続されている。これらの信号線Ｓ１〜ＳＭ及び制御線Ｇ１〜ＧＮは、マトリクス状に配列されており、当該マトリクス状に区画された各領域には、上記複数の各画素Ｐの領域が形成されている。また、この液晶パネル３には、カラーフィルタが設けられておらず、バックライト装置２において、照明エリア毎に設けられたＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂが順次点灯駆動されることにより、各画素Ｐは、赤色、緑色、及び青色の画素として機能するようになっている。

また、各制御線Ｇ１〜ＧＮには、画素Ｐ毎に設けられるとともに、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）を用いたスイッチング素子１９のゲートが接続されている。一方、各信号線Ｓ１〜ＳＭには、スイッチング素子１９のソースが接続されている。また、各スイッチング素子１９のドレインには、画素Ｐ毎に設けられた画素電極２０が接続されている。また、各画素Ｐでは、共通電極２１が液晶パネル３に設けられた液晶層（図示せず）を間に挟んだ状態で画素電極２０に対向するよう構成されている。

また、パネル制御部１４には、図４も参照して、画像処理部２２及び表示データ補正演算部２３が設けられており、入力された画像信号を使用して、ソースドライバ１７及びゲートドライバ１８への各指示信号を生成するように構成されている。つまり、画像処理部２２は、フレームメモリ１６に格納された画像信号の表示データに基づいてゲートドライバ１８への指示信号を生成して当該ゲートドライバ１８に出力する。これにより、ゲートドライバ１８は、画像処理部２２からの指示信号を基に制御線Ｇ１〜ＧＮに対して、対応するスイッチング素子１７のゲートをオン状態にするゲート信号を順次出力する。また、画像処理部２２は、上記表示データに基づいてソースドライバ１７への指示信号を生成して表示データ補正演算部２３に出力する。

表示データ補正演算部２３には、画像処理部２２からのソースドライバ１７への指示信号だけでなく、上記エリア輝度演算部から各照明エリアの輝度値が入力される。これらの各照明エリアの輝度値は、周囲の照明エリアの輝度値を用いて補正された後の輝度値であり、周囲の照明エリアからの光のクロストークの影響が考慮された値である。そして、表示データ補正演算部２３は、後に詳述するように、ソースドライバ１７への指示信号について、上記の各照明エリアの輝度値を用いて画素単位に補正し、新たな指示信号を生成してソースドライバ１７に出力する。これにより、ソースドライバ１７は、表示データ補正演算部２３からの指示信号に基づいて、上記表示面に表示される情報の輝度（階調）を指定する電圧信号（階調電圧）を信号線Ｓ１〜ＳＭに対して適宜出力する。

尚、上記の説明以外に、表示データ補正演算部２３がフレームメモリ１６から直接的に画像信号の表示データを取得して、画素Ｐ毎に、対応する照明エリアの補正後の輝度値を用いて、取得した表示データを補正する構成でもよい。

バックライト制御部１５には、図５も参照して、エリア輝度演算部２４と、ＬＥＤ駆動制御部２５とが設けられている。また、このバックライト制御部１５は、図２に示した１０行×１０列の発光ダイオード４において、後に詳述するように、第１行目から第５行目までの上エリアと第６行目から第１０行目までの下エリアとの発光ダイオード４群に分け、かつ、これら上エリア及び下エリアにおいて、発光ダイオード４を行単位で点灯駆動するようになっている。

エリア輝度演算部２４は、上記照明エリア毎に、対応する表示エリアに含まれた画素Ｐの輝度情報を、入力された画像信号から取得する。また、エリア輝度演算部２４は、取得した画素Ｐの輝度情報を用いて、各照明エリアでの赤色、緑色、及び青色の各色の輝度値を演算して求める輝度演算処理を行うようになっている（詳細は後述）。さらに、エリア輝度演算部２４は、輝度演算処理を行うことによって求めた各色の輝度値に対して、後述のエリアクロストーク補正処理を施すことにより、周囲の照明エリアからの光のクロストークの影響を考慮した、補正後の各色の輝度値を求めるようになっている。そして、エリア輝度演算部２４は、求めた各照明エリアの補正後の各色の輝度値を表示データ補正演算部２３及びＬＥＤ駆動制御部２５に出力するようになっている。

ここで、図６も参照して、バックライト装置２側及び液晶パネル３側にそれぞれ設けられた照明エリア及び表示エリアと、エリア輝度演算部２４での輝度演算処理及びエリアクロストーク補正処理とについて具体的に説明する。

図６は、上記バックライト装置に設けられた複数の照明エリアと、これらの照明エリアから光が照射される複数の表示エリアの具体例を説明する図である。

まず、複数の照明エリアと複数の表示エリアについて説明する。図６に示すように、バックライト装置２では、合計１００個の照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０が液晶パネル３側に対向配置されて平面状の照明光を発光する発光面（拡散板６（図１）の液晶パネル３側の表面）上に設けられている。これらの照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０は、図２に示した１０行及び１０列、合計１００個の発光ダイオード４毎に設定されており、各１個の発光ダイオード４の直上部分の領域にて構成されている。

尚、図６では、各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０を明確に図示するために、同図に縦線及び横線にて互いに区切って示しているが、実際には、各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０は上記発光面上に設置された境界線や筐体５の内部に配設された仕切部材などによって互いに区切られていない。但し、この説明以外に、例えば上記仕切部材を用いて、筐体５の内部を照明エリアに応じて、仕切る構成でもよい。

また、照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０では、液晶パネル３の上記表示面上に設けられた１００個の表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）に対して、対応する発光ダイオード４の光をそれぞれ入射させるように構成されている。これらの各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）には、複数の画素Ｐが含まれている。具体的には、液晶パネル３において、横×縦方向に、例えば１９２０×１０８０個の画素Ｐが設けられているとき、各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）には、１９２×１０８個の画素Ｐが含まれている。そして、液晶表示装置１では、上記のように、照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０と表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）とが１対１の関係で設定されており、１つの表示エリアに対し、１つの照明エリアからの照明光が表示すべき情報に応じて適宜照射されるエリアアクティブバックライトが構成されている。

また、上記エリアアクティブバックライトでは、各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０において、対応する発光ダイオード４に含まれた発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂからのＲＧＢの各色光を液晶パネル３側に互いに独立して出射できるようになっている。これにより、液晶表示装置１では、各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）に対して、表示すべき情報に応じてＲＧＢの各色光を対応する照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０から適切に入射させることができ、ＲＧＢの各色の再現性を容易に向上できるようになっている。

続いて、エリア輝度演算部２４での輝度演算処理及びエリアクロストーク補正処理について説明する。尚、以下の説明では、９個の照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−８、２−９、３−７、３−８、３−９のうち、その中心部に位置する照明エリア２−８の輝度値を求める場合を例示して、説明する。

エリア輝度演算部２４では、上記照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−８、２−９、３−７、３−８、３−９にそれぞれ対応した９個の表示エリア（７）、（８）、（９）、（１７）、（１８）、（１９）、（２７）、（２８）、（２９）の画像信号に関して、輝度演算処理を各々行うことにより、対応する照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−８、２−９、３−７、３−８、３−９での赤色、青色、及び緑色の各色の輝度値が求められる。

具体的には、エリア輝度演算部２４は、フレームメモリ１６から表示エリア（７）に含まれた複数の画素Ｐ（例えば、１９２×１０８個の画素Ｐ）の輝度情報を取得する。そして、エリア輝度演算部２４は、取得した輝度情報に対して輝度演算処理を行うことにより、赤色、青色、及び緑色の色毎に、例えば最大輝度値のデータが抽出されて、表示エリア（７）に対応した照明エリア１−７での各色の輝度値とされる。つまり、エリア輝度演算部２４が、輝度演算処理を実行することにより、表示エリア（７）に含まれた複数の画素Ｐにおいて、最も高い輝度で、赤色に表示すべき画素Ｐの輝度値が照明エリア１−７での赤色の輝度値として選定される。

また、この輝度演算処理では、ノイズ除去を行うためのフィルタリング処理が実施されており、ノイズの悪影響を確実に排除できるようになっている。つまり、エリア輝度演算部２４では、ノイズの混入により、周りの画素Ｐに比べて異常に輝度値の高い画素Ｐがある場合などにおいて、その輝度値が最大輝度値として抽出されるのを防止できるように構成されている。

同様に、表示エリア（７）に含まれた複数の画素Ｐにおいて、最も高い輝度で、緑色に表示すべき画素Ｐの輝度値が照明エリア１−７での緑色の輝度値として選定される。同様に、表示エリア（７）に含まれた複数の画素Ｐにおいて、最も高い輝度で、青色に表示すべき画素Ｐの輝度値が照明エリア１−７での青色の輝度値として選定される。そして、エリア輝度演算部２４は、選定した赤色、青色、及び緑色の各色の輝度値を照明エリア１−７の輝度値として定める。

また、エリア輝度演算部２４は、同様に、照明エリア１−８、１−９、２−７、２−８、２−９、３−７、３−８、３−９での赤色、青色、及び緑色の各色の輝度値を求める。そして、エリア輝度演算部２４では、照明エリア２−８の輝度値について、赤色、青色、及び緑色の色毎に、その周囲の照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−９、３−７、３−８、３−９の輝度値を用いたエリアクロストーク補正処理が行われる。

このエリアクロストーク補正処理では、エリア輝度演算部２４が、図示を省略したメモリ内に格納された補正係数を用いて、求めた輝度値を補正することにより、赤色、青色、及び緑色の色毎に、各照明エリアの補正後の輝度値を算出するようになっている。

つまり、例えば照明エリア２−８では、その周囲の照明エリア１−７、１−８、１−９、２−７、２−９、３−７、３−８、３−９からの光によって、赤色、青色、及び緑色の色毎に、各色光の輝度が上昇する。そこで、実製品を用いた試験またはシミュレーションの結果などを行うことにより、赤色、青色、及び緑色の各色での輝度上昇分を相殺するような補正係数を予め求めて、上記メモリに保持させる。そして、エリア輝度演算部２４は、輝度演算処理で求めた照明エリア２−８の各色の輝度値と、メモリに保持されている補正係数とを用いることにより、照明エリア２−８の各色の補正後の輝度値が算出される。そして、エリア輝度演算部２４は、求めた各照明エリアの補正後の各色の輝度値を表示データ補正演算部２３及びＬＥＤ駆動制御部２５に出力する。

また、上述の補正係数は、実製品を用いた試験またはシミュレーションの結果などから定められているので、液晶パネル３の内部構造や偏光シート７及びプリズムシート８などの光学シートによる輝度変化を考慮したものであり、液晶表示装置１でのクロストークの影響をより確実に排除して、表示品位の向上をより容易に行えるようになっている。

図５に戻って、ＬＥＤ駆動制御部２５は、光源を点灯駆動する駆動制御部を構成しており、エリア輝度演算部２４からの複数の各照明エリアの補正後の輝度値に基づき、対応する発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂの点灯期間を決定するとともに、決定した点灯期間に応じて、当該発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂをＰＷＭ調光にて点灯駆動するようになっている。つまり、ＬＥＤ駆動制御部２５では、エリア輝度演算部２４にて定められた輝度値に応じて、ＰＷＭ調光でのオン／オフデューティが決定されて、その決定されたオン／オフデューティを指示する信号が指示信号として点灯駆動回路１１（図１）に出力される。

また、ＬＥＤ駆動制御部２５は、後に詳述するように、各照明エリアにおいて、ＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂのうち、フレーム期間の最後に点灯される発光ダイオード４ｂの点灯開始の基準点を、当該発光ダイオード４ｂの点灯期間の始点に一致するように設定する。さらに、ＬＥＤ駆動制御部２５は、フレーム期間の最初に点灯される発光ダイオード４ｒの点灯開始の基準点を、当該発光ダイオード４ｒの点灯期間の終点に一致するように設定して、ＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂを点灯駆動するように構成されている。

一方、表示データ補正演算部２３では、エリア輝度演算部２４から各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０での赤色、緑色、及び青色の各色の輝度値が伝えられると、これらの輝度値を用いて、画像処理部２２から入力されたソースドライバ１７への指示信号を補正して、新たな指示信号としてソースドライバ１７に出力する。すなわち、表示データ補正演算部２３は、画像処理部２２が上記画像信号に応じて定めた赤色、緑色、及び青色の画素単位の階調電圧に対して、エリア輝度演算部２４からの対応する色の輝度値を基に補正して、新たな階調電圧とする。そして、表示データ補正演算部２３は、赤色、緑色、及び青色の画素単位の新たな階調電圧を指示する指示信号を生成して、ソースドライバ１７に出力する。

この結果、液晶パネル３では、表示データ補正演算部２３からの新たな階調電圧に応じて、バックライト装置２の対応する照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０からの照明光の透過率が赤色、緑色、及び青色の画素単位に変更される。このように、本実施形態の液晶表示装置１では、パネル制御部１４が複数の各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０の補正後の輝度値を用いて画像信号を補正し、補正後の画像信号に基づいて、液晶パネル３の駆動制御が画素単位に行われる。これにより、本実施形態の液晶表示装置１では、入力された画像信号及びバックライト装置２からの照明光に応じて、各画素Ｐをより適切に駆動することができ、表示品位の低下をより確実に防ぐことができる。

以下、図７及び図８も参照して、本実施形態の液晶表示装置１の動作について具体的に説明する。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、上記各照明エリアでのＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂの点灯動作について主に説明する。

図７は上記バックライト装置及び液晶表示装置の動作を説明する図である。図８は、図２に示したＲＧＢの発光ダイオードの各点灯動作を説明する図であり、図８（ａ）は任意の画素Ａ〜Ｃでの動作例を説明する図であり、図８（ｂ）は任意の画素Ｄ〜Ｅでの動作例を説明する図である。尚、図７に示す行は、液晶パネル３の表示面の横方向に平行に配設された１０個の発光ダイオード４からなる１０行の各発光ダイオード４群を、当該表示面の上方から下方に向かう方向で番号を順次付与して示している。

図７において、ＲＧＢの文字は、それぞれＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂを示している。また、図７では、ハッチ部が図示された枠で示される期間は、その内部に示したいずれかの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂが点灯駆動される点灯期間を示しており、さらには図７の太線の点線は、点灯期間での点灯開始の基準点を示している。つまり、ＬＥＤ駆動制御部２５が、エリア輝度演算部２４にて定められた輝度値に応じて、ＰＷＭ調光でのオン時間の大きさ（つまり、点灯期間）を決定したときに、その点灯期間の開始時点を太線の点線にて示している。尚、ハッチ部で示す点灯期間は、ＰＷＭ調光でのオン／オフデューティでオン時間が１００％である場合の期間を示しており、オン時間に応じて、上記開始時点からの点灯期間が変更されるようになっている。

また、ＬＥＤ駆動制御部２５は、上述したように、第１行目から第５行目までの上エリアと第６行目から第１０行目までの下エリアとの発光ダイオード４群において、発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂを行単位で点灯駆動するようになっている。具体的にいえば、ＬＥＤ駆動制御部２５は、例えば時間軸“０”の期間において、第１行目及び第６行目の全ての発光ダイオード４ｒを同時に点灯させる。その後、ＬＥＤ駆動制御部２５は、図７のハッチ部にて示すように、第２行目及び第７行目の全ての発光ダイオード４ｒを同時に点灯させる。以下同様に、第３行目及び第８行目の全ての発光ダイオード４ｒ、第４行目及び第９行目の全ての発光ダイオード４ｒ、及び第５行目及び第１０行目の全ての発光ダイオード４ｒを順次点灯駆動する。

また、図７において、＊が表示された枠及びハッチなしの枠で示される期間は、その内部に示したいずれかの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂからの光で表示される色の画素に対する、ソース信号（データ）の書込み及び液晶応答期間を示している。具体的にいえば、例えば時間軸“２”〜“４”の期間では、時間軸“５”〜“６”の期間で点灯駆動される、第１行目の発光ダイオード４ｇに対応した画素に対して、ソース信号が出力され、当該画素での液晶応答期間とされている。また、このソース信号の書込み及び液晶応答期間では、対応する行の全ての発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂは消灯されている不点灯期間である。

また、図８（ａ）に例示するように、任意の画素Ａ、Ｂ、及びＣにおいて、液晶パネル３で表示される情報のフレーム期間Ｔ１〜Ｔ２の間にＲＧＢの各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂが順次点灯駆動される。このとき、ＬＥＤ駆動制御部２５が、エリア輝度演算部２４からの各色の補正後の輝度値に基づき、各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂの点灯期間（オン時間）を、例えば８０％と定めたとする。この場合、フレーム期間Ｔ１〜Ｔ２の最初に点灯駆動される発光ダイオード４ｒでは、その点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｒの点灯期間の終点である時点Ｔ３に一致するように設定される。そして、ＬＥＤ駆動制御部２５は、時点Ｔ３から上記８０％の時間に応じた時点Ｔ４を求めて、この時点Ｔ４を点灯期間の始点として時点Ｔ４から時点Ｔ３の間で発光ダイオード４ｒを点灯駆動する。

また、発光ダイオード４ｇでは、その点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｇの点灯期間の始点である時点Ｔ５に一致するように設定される。そして、ＬＥＤ駆動制御部２５は、時点Ｔ５から上記８０％の時間に応じた時点Ｔ６を求めて、時点Ｔ５から時点Ｔ６の間で発光ダイオード４ｇを点灯駆動する。

また、フレーム期間Ｔ１〜Ｔ２の最後に点灯駆動される発光ダイオード４ｂでは、その点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｂの点灯期間の始点である時点Ｔ７に一致するように設定される。そして、ＬＥＤ駆動制御部２５は、時点Ｔ７から上記８０％の時間に応じた時点Ｔ８を求めて、時点Ｔ７から時点Ｔ８の間で発光ダイオード４ｂを点灯駆動する。

その後、ＬＥＤ駆動制御部２５は、次のフレーム期間の最初に点灯駆動される発光ダイオード４ｒにおいて、その点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｒの点灯期間の終点である時点Ｔ９に一致するように設定し、この設定した時点Ｔ９から上記８０％の時間に応じた時点Ｔ１０を求め、この時点Ｔ１０を点灯期間の始点として時点Ｔ１０から時点Ｔ９の間で発光ダイオード４ｒを点灯駆動する。これにより、隣接するフレーム期間の間において、時点Ｔ８から時点Ｔ１０までの間を発光ダイオード４の不点灯期間として、黒挿入を行うことができる。

また、各画素Ａ〜Ｃでは、図８（ａ）に１００％、２５％、及び１２．５％にて例示するように、この数値に対応した大きさのソース信号が供給されており、供給されたソース信号に従って、各画素Ａ〜Ｃは動作して、対応する色の光を外部に向かって出射することで当該色の画像を表示するようになっている。また、各画素Ａ〜Ｃの輝度値は、上記オン時間の大きさ（８０％）と、ソース信号の大きさ（１００％、２５％、及び１２．５％）を乗算した値で求められる。具体的には、例えば画素Ｃでは、最大輝度値の１０％（＝０．８×０．１２５）の輝度値で表示を行う。

また、図８（ｂ）に例示するように、画素Ｄ及びＥにおいて、ＬＥＤ駆動制御部２５が、エリア輝度演算部２４からの各色の補正後の輝度値に基づき、各発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂの点灯期間（オン時間）を、例えば４０％と定めたとする。この場合、フレーム期間Ｔ１１〜Ｔ１２の最初に点灯駆動される発光ダイオード４ｒでは、その点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｒの点灯期間の終点である時点Ｔ１３に一致するように設定される。そして、ＬＥＤ駆動制御部２５は、時点Ｔ１３から上記４０％の時間に応じた時点Ｔ１４を求めて、この時点Ｔ１４を点灯期間の始点として時点Ｔ１４から時点Ｔ１３の間で発光ダイオード４ｒを点灯駆動する。

また、発光ダイオード４ｇでは、その点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｇの点灯期間の始点である時点Ｔ１５に一致するように設定される。そして、ＬＥＤ駆動制御部２５は、時点Ｔ１５から上記４０％の時間に応じた時点Ｔ１６を求めて、時点Ｔ１５から時点Ｔ１６の間で発光ダイオード４ｇを点灯駆動する。

また、フレーム期間Ｔ１１〜Ｔ１２の最後に点灯駆動される発光ダイオード４ｂでは、その点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｂの点灯期間の始点である時点Ｔ１７に一致するように設定される。そして、ＬＥＤ駆動制御部２５は、時点Ｔ１７から上記４０％の時間に応じた時点Ｔ１８を求めて、時点Ｔ１７から時点Ｔ１８の間で発光ダイオード４ｂを点灯駆動する。

その後、ＬＥＤ駆動制御部２５は、次のフレーム期間の最初に点灯駆動される発光ダイオード４ｒにおいて、その点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｒの点灯期間の終点である時点Ｔ１９に一致するように設定し、この設定した時点Ｔ１９から上記４０％の時間に応じた時点Ｔ２０を求め、この時点Ｔ２０を点灯期間の始点として時点Ｔ２０から時点Ｔ１９の間で発光ダイオード４ｒを点灯駆動する。これにより、隣接するフレーム期間の間において、時点Ｔ１８から時点Ｔ２０までの間を発光ダイオード４の不点灯期間として、黒挿入を行うことができる。また、図８（ａ）に例示した場合に比べて、画像信号に応じて、黒挿入の期間を長くすることができる。

また、各画素Ｄ〜Ｅでは、図８（ｂ）に１００％及び５０％にて例示するように、この数値に対応した大きさのソース信号が供給されており、供給されたソース信号に従って、各画素Ｄ〜Ｅは動作して、対応する色の光を外部に向かって出射することで当該色の画像を表示するようになっている。また、各画素Ｄ〜Ｅの輝度値は、上記オン時間の大きさ（４０％）と、ソース信号の大きさ（１００％及び５０％）を乗算した値で求められる。具体的には、例えば画素Ｅでは、最大輝度値の２０％（＝０．４×０．５）の輝度値で表示を行う。

以上のように構成された本実施形態では、バックライト装置（バックライト部）２に、白色に混色可能なＲＧＢの光をそれぞれ発光するＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂ（光源）が照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０毎に設けられている。また、これらのＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂは、液晶パネル（表示部）３で表示される情報のフレーム期間において、所定の順番で順次点灯される。さらに、ＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂでは、図８に示したように、フレーム期間の最後に点灯される発光ダイオード４ｂの点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｂの点灯期間の始点に一致するように設定され、かつ、フレーム期間の最初に点灯される発光ダイオード４ｒの点灯開始の基準点は当該発光ダイオード４ｒの点灯期間の終点に一致するように設定されている。これにより、本実施形態では、上記従来例と異なり、隣接するフレーム期間の間の期間において、発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂを点灯させない期間を長くすることができ、黒挿入を行う期間を長くすることができる。従って、本実施形態では、動画性能を高めることができる液晶表示装置１を構成することができる。

また、本実施形態のバックライト制御部１５には、エリア輝度演算部２４及びＬＥＤ駆動制御部（駆動制御部）２５が設けられているので、ＲＧＢの発光ダイオード４ｒ、４ｇ、４ｂ（複数色の光源）の各点灯期間が入力された画像信号に応じて、適切に決定することができる。さらに、ＬＥＤ駆動制御部２５は、入力された画像信号に対応して、隣接するフレーム期間の間で黒挿入を行う期間をも適切に設定することができる。この結果、本実施形態の液晶表示装置１では、動画性能を確実に高めることができる。

尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の表示装置はこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、情報を表示する非発光型の各種表示装置に適用することができる。具体的にいえば、半透過型の液晶表示装置、あるいは上記液晶パネルをライトバルブに用いたリアプロジェクションなどの投写型表示装置に本発明の表示装置を好適に用いることができる。

また、上記の説明では、バックライト部に発光ダイオードからなる光源を複数用いた場合について説明したが、本発明のバックライト部は、表示部に設定された複数の表示エリアに対して、光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアが設けられたものであればよい。具体的には、例えば、表示用の上記液晶パネルと同一の液晶パネルを、表示用の液晶パネルと光源との間に設けて当該液晶パネルに照明エリアを設定することにより、バックライト部に用いることができる。

但し、上記実施形態のように、照明エリアに応じて複数の光源を設けるとともに、バックライト制御部が各照明エリアの補正後の輝度値に基づいて、対応する光源を駆動する場合の方が、複数の光源を適切に駆動して高品位な表示を容易に行うことができる点で好ましい。しかも、照明エリアを設定するための液晶パネルを設けていないので、構造簡単でコスト安価な表示装置を容易に構成することができる点でも好ましい。

また、上記の説明では、直下型のバックライト装置をバックライト部に用いた場合について説明したが、複数の各照明エリアの輝度値（光量）を互いに独立して制御可能に構成されたエッジライト型のバックライト装置をバックライト部に適用することもできる。

また、上記の説明では、複数の各照明エリアにおいて、ＲＧＢの発光ダイオードを一体化した１個の３ｉｎ１タイプを用いた場合について説明したが、本発明は白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の光源を用いたものであれば何等限定されない。具体的には、ＲＧＢＷの発光ダイオードを一体化した、いわゆるフォーインワン（４ｉｎ１）タイプの発光ダイオードを適用したり、黄色の光及び青色の光を発光する２種類の発光ダイオードを使用したりすることもできる。また、ＲＧＢの発光ダイオードが互いに別個に構成された３つの発光ダイオードを用いたり、１つの照明エリアに、ＲＧＧＢなどの４個の発光ダイオードを設けたりすることもできる。

但し、上記実施形態のように、各照明エリアに、ＲＧＢの発光ダイオード（光源）を設ける場合の方が、各照明エリアから対応する表示エリアに入射される光に含まれる赤色、緑色、青色の各色光の輝度値を適切に決定することが可能となり、これらの各色光の色純度を容易に高めることができ、優れた表示品位を有するカラー表示可能な表示装置を容易に構成することができる点で好ましい。

また、上記の説明では、フレーム期間内においてＲＧＢの発光ダイオードをこの順番で順次点灯駆動する構成について説明したが、本発明は複数色の光源において、フレーム期間の最後に点灯される光源の点灯開始の基準点は当該光源の点灯期間の始点に一致するように設定され、かつ、フレーム期間の最初に点灯される光源の点灯開始の基準点は当該光源の点灯期間の終点に一致するように設定されて、これらの複数色の光源がフレーム期間で所定の順番で順次点灯されるものであれば何等限定されない。つまり、上記の説明では、フレーム期間内において２番目に点灯駆動されるＧの発光ダイオードについては、図８に例示したように、その点灯開始の基準点が当該Ｇの発光ダイオードの点灯期間の始点に一致するように設定していた。しかしながら、この２番目に点灯駆動されるＧの発光ダイオードでは、点灯開始の基準点が当該Ｇの発光ダイオードの点灯期間の終点に一致するように設定してもよい。

また、上記の説明では、複数色の光源にＲＧＢの発光ダイオードを用いた場合について説明したが、本発明の光源はこれに限定されるものではなく、冷陰極管、熱陰極管、キセノン管などの放電管を使用したり、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）などの他の発光素子を用いたりすることもできる。

また、上記の説明では、カラーフィルタが設けられていないモノクロ用の液晶パネルを用いた場合について説明したが、本発明の表示部はこれに限定されるものではなく、例えばＲＧＢのカラーフィルタが設置されて、ＲＧＢの画素が構成された液晶パネルを表示部に使用することもできる。

本発明は、動画性能を高めることができる表示装置に対して有用である。

本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置を説明する図である。 図１に示したバックライト装置の要部構成を示す平面図である。 図１に示した液晶表示装置の要部構成を説明する図である。 図３に示したパネル制御部の構成例を示すブロック図である。 図３に示したバックライト制御部の構成例を示すブロック図である。 上記バックライト装置に設けられた複数の照明エリアと、これらの照明エリアから光が照射される複数の表示エリアの具体例を説明する図である。 上記バックライト装置及び液晶表示装置の動作を説明する図である。 図２に示したＲＧＢの発光ダイオードの各点灯動作を説明する図であり、（ａ）は任意の画素Ａ〜Ｃでの動作例を説明する図であり、（ｂ）は任意の画素Ｄ〜Ｅでの動作例を説明する図である。 従来の液晶表示装置に含まれたＲＧＢの発光ダイオードの各点灯動作を説明する図である。

符号の説明

１ 液晶表示装置（表示装置）
２ バックライト装置（バックライト部）
３ 液晶パネル（表示部）
４ 発光ダイオード（光源）
４ｒ 赤色の発光ダイオード
４ｇ 緑色の発光ダイオード
４ｂ 青色の発光ダイオード
１３ 制御部
１４ パネル制御部（表示制御部）
１５ バックライト制御部
２３ 表示データ補正演算部
２４ エリア輝度演算部
２５ ＬＥＤ駆動制御部（駆動制御部）
１−１〜１−１０、２−１〜２−１０、３−１〜３−１０、４−１〜４−１０、５−１〜５−１０、６−１〜６−１０、７−１〜７−１０、８−１〜８−１０、９−１〜９−１０、１０−１〜１０−１０ 照明エリア
（１）〜（１００） 表示エリア
Ｐ 画素

Claims (5)

1. 光源を有するバックライト部と、複数の画素を備えるとともに、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報を表示する表示部とを具備した表示装置であって、
   前記表示部に設けられた複数の表示エリアと、
   前記バックライト部に設定されるとともに、前記複数の表示エリアに対して、前記光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアと、
   入力された画像信号を用いて、前記バックライト部及び前記表示部の駆動制御を行う制御部を備え、
   前記バックライト部では、前記照明エリア毎に、白色に混色可能な複数色の光をそれぞれ発光する複数色の光源が設けられ、
   前記複数色の光源は、前記表示部で表示される情報のフレーム期間において、所定の順番で順次点灯され、
   前記複数色の光源では、前記フレーム期間の最後に点灯される光源の点灯開始の基準点は当該光源の点灯期間の始点に一致するように設定され、かつ、前記フレーム期間の最初に点灯される光源の点灯開始の基準点は当該光源の点灯期間の終点に一致するように設定されている、
   ことを特徴とする表示装置。
2. 前記制御部には、入力された画像信号を用いて、前記複数の各照明エリアから対応する表示エリアに入射される光の輝度値を決定し、かつ、前記照明エリア毎に、周囲の照明エリアの輝度値を用いて、決定した輝度値を補正して、補正後の輝度値に基づいて、前記バックライト部の駆動制御を行うバックライト制御部、及び
   前記複数の各照明エリアの補正後の輝度値を用いて、前記画像信号を補正して、補正後の画像信号に基づいて、前記表示部の駆動制御を画素単位に行う表示制御部が設けられ、
   前記バックライト制御部は、前記複数の各照明エリアの補正後の輝度値に基づいて、対応する光源を点灯駆動する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記バックライト制御部には、前記照明エリア毎に、対応する表示エリアに含まれた画素の輝度情報を、入力された画像信号から取得するとともに、取得した画素の輝度情報を用いて、前記複数の各照明エリアの補正後の輝度値を演算するエリア輝度演算部、及び
   前記複数の各照明エリアの補正後の輝度値に基づき、対応する光源の点灯期間を決定するとともに、決定した点灯期間に応じて、当該光源を点灯駆動する駆動制御部が設けられている請求項２に記載の表示装置。
4. 前記表示制御部には、入力された画像信号から前記複数の画素の各表示データを取得するとともに、前記画素毎に、対応する照明エリアの補正後の輝度値を用いて、取得した表示データを補正する表示データ補正演算部が設けられている請求項２または３に記載の表示装置。
5. 前記複数色の光源は、赤色、緑色、及び青色の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の光源である請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。

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