JP2011013558A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動画ぼけとフリッカを最適化して表示品位を向上させる。
【解決手段】光源発光制御部１３は、液晶パネル１５に対する映像信号の書き込みに同期させて、ＬＥＤバックライト１０の点灯パターンを制御する。ＬＥＤバックライト１０は、水平方向のユニットごとにＬＥＤの点灯制御を行うことができ、光源発光制御部１３から出力された点灯パターンの制御信号に基づいて、ＬＥＤを点灯駆動させる。光源発光制御部１３により、水平方向のユニットごとに、ＬＥＤの点灯と消灯との周期、及び１周期当たりの点灯時間と消灯時間との比（duty比）の制御が可能となっている。光源発光制御部１３は、液晶表示装置に設定されている画質モード、映像のジャンル、映像から検出した動きベクトル等に応じて、発光領域の発光の制御を変化させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、より詳細には、複数に分割した光源領域を液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて発光させる機能を備えた液晶表示装置に関する。

動画像を具現する用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）に対して、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）は、動きのある画像を表示した場合に、見るものに動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、所謂、動きぼけの欠点がある。この動きぼけは、ＬＣＤの表示方式そのものに起因することが知られている。

電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴでは、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状になる。これをインパルス型表示方式という。一方、ＬＣＤでは、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が、次に電界が印加されるまで比較的高い割合で保持される。特に、ＴＦＴ方式の場合、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素に補助容量が設けられており、蓄えられた電荷の保持能力が極めて高い。このため、画素が次のフレーム（あるいはフィールド）の映像信号に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続ける。これをホールド型表示方式という。

上記のようなホールド型表示方式においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、動きぼけが生じる。すなわち、人の視線は動くものに対して滑らかに追従するため、ホールド型のように発光時間が長いと、時間積分効果により画像の動きがぎくしゃくして不自然に見えてしまう。視線追従による動画ぼやけを軽減するために、液晶パネルにおいて、バックライト光源を点滅させて擬似的なインパルス駆動を行なう手法が知られている。

図８は、ホールド型表示方式における動画ぼけを説明するための図である。視線追従による動画ぼやけをインパルス駆動で軽減できる理由は、以下のとおりである。例えば、図８（Ａ）に示すように、背景領域の中に動きのある物体が右方向に移動する場合、観測者の視線は動きのある物体ｏに追従して右方向に移動する。この場合、物体ｏが表示されている部分の横方向の１ライン分を視線追従方向に時間積分することにより、動画ぼけ幅を求めることができる。

図８（Ｂ）は、縦軸に時間軸をとり、横軸に表示画面の画素位置をとったときの物体ｏの移動状態を示す図である。ここでは、液晶表示装置のホールド駆動を行う期間を１／１２０ｓｅｃとする。これは、６０Ｈｚの画像をフレーム補間して、１／１２０ｓｅｃで１フレームを表示させるときのホールド期間を示している。また、図８（Ｂ）の点線は、物体ｏに対する動きへの視線追尾（アイ・トラッキング）を示している。

この場合、ホールド駆動を行う液晶表示装置では、輝度は１／１２０Ｈｚの期間に亘って保持される。従って、輝度の積分値が元画像Ｔ１と同じになる領域ｔ１は、元画像Ｔの形状よりも狭くなり、輝度の積分値が中間的な値となる領域ｔ２，ｔ３が生じる。領域ｔ３は、領域ｔ２よりもさらに輝度の積分値が背景領域の輝度に近づいてくる。これらｔ２、ｔ３の領域の幅が、動画ぼけ幅となる。

図９は、擬似的インパルス駆動による動画ぼけについて説明するための図である。図９（Ａ）は、図８（Ａ）と同様に背景領域の中に動きのある物体ｏが左から右方向に移動する状態を示している。そして図９（Ｂ）に示すように、本例では、擬似的インパルス駆動によって液晶が駆動される。この場合、１フレーム期間（１／１２０ｓｅｃ）の輝度は１フレーム期間内で一旦ゼロになる（消灯される）ので、輝度の積分値が中間的な値となる領域ｔ４は狭く、動画ぼけ幅は狭くなる。このように擬似的インパルス駆動によれば、輝度を時間的に集中させて動画ぼけを軽減することができる。

この場合、バックライトを単純に点滅させるだけでは、前フレームの残像が残り、これが画像内の移動体のゴーストとして視認されるようになる。特に線分を移動したような場合には、線分が２重、３重に見える尾引き現象として視認され、著しく表示品質を低下させる原因になっている。そこで、このようなゴースト対策として、バックライトを複数分割して映像信号の書き込みに同期させて各分割領域の光源を点滅させるスキャンバックライト方式が用いられている。

例えば、特許文献１の液晶表示装置は、複数の領域に分割され、各領域に光源を有する照明装置と、照明装置の領域の走査が終了し、かつ、該領域に対応する液晶表示部の透過率が飽和状態になった後、上記領域における光源を点灯するよう照明装置を制御する制御装置とを備えている。ここでは、複数の光源ランプを有する照明装置を、例えばａ領域、ｂ領域、ｃ領域に分割し、それぞれの領域に対応する液晶表示部が応答したとき、照明ドライバによって一定時間後に当該領域に対応する照明装置の光源ランプの点灯を開始し、一定時間後に光源ランプを消灯するようにしている。

特許第３９９４９９７号公報

上記のように、液晶パネルとバックライトとを用いた液晶表示装置において、バックライトの点灯と消灯を映像信号の書き込みに同期させて制御し、擬似的にインパルス駆動を行うことにより、動画ぼけを回改善するスキャンバックライトの技術が知られている。
このような制御は、液晶等の蓄積型表示装置の動画性能を向上させるために効果的であるが、反面、バックライトの消灯期間を持つことから表示画面にフリッカが目立つという問題がある。そのため、映像信号の特性等にかかわらず一律に擬似的インパルス駆動を行った場合、例えば動きの少ない映像では、動画ぼけの改善よりもフリッカによる表示品位の劣化が目立ち、総合的な画質向上に寄与しない場合もあった。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、バックライト光源を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各発光領域の発光を制御する機能を備えた液晶表示装置において、液晶表示パネルに表示させる映像の特性や画質モード等の所定の条件に従って発光領域の発光の制御を変化させることにより、動画ぼけとフリッカを最適化して表示品位が向上した液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号を表示する液晶パネルと、液晶パネルを照射する光源と、光源の発光を制御する光源発光制御部を有する液晶表示装置において、光源発光制御部は、光源を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各発光領域の発光を制御する機能を有し、発光領域の発光の制御は、光源の点灯と消灯とを周期的に行う制御であり、点灯と消灯の周期の長さ、および１周期当たりの点灯時間と消灯時間との比を変更可能であって、所定の条件に従って発光領域の発光の制御を変化させることを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、光源発光制御部が、液晶表示装置に設定されている画質モードに応じて、発光領域の発光の制御を変化させることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第２の技術手段において、画質モードとして、液晶表示装置で設定可能な最高輝度で光源を常時発光させるモードであるダイナミックモードを有し、光源発光制御部は、ダイナミックモードが設定されているときには、光源を常時発光させておく制御を行うことを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第２または３の技術手段において、画質モードとして、パーソナルコンピュータから出力された映像を表示するＰＣモード、及びゲームコンテンツを表示するゲームモードを有し、ＰＣモードまたはゲームモードが設定されているときには、光源を常時発光させておく制御を行うことを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１〜４のいずれか１の技術手段において、光源発光制御部が、液晶パネルに表示させる映像コンテンツのジャンルに応じて、発光領域の発光の制御を変化させることを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第５の技術手段において、液晶パネルに表示させる映像コンテンツのジャンルが映画である場合、光源発光制御部は、光源の点灯と消灯の１周期当たりの消灯時間を、他のジャンルのコンテンツと比較して長くすることを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第５または６の技術手段において、光源発光制御部が、液晶パネルに表示させる映像コンテンツのジャンルがアニメであるときには、光源を常時発光させておく制御を行うことを特徴としたものである。

第８の技術手段は、第１〜７のいずれか１の技術手段において、入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有し、光源発光制御部は、動きベクトル部で検出した動きベクトルに応じて、発光領域の発光の制御を変化させることを特徴としたものである。

第９の技術手段は、第８の技術手段において、光源発光制御部が、動きベクトル検出部で検出した動きベクトルに基づいて、画面全体が一方向に移動しているか否かを判定し、画面全体が一方向に移動し、かつ画面全体の動きベクトルが所定値より大きいと判定したときには、光源の点灯と消灯との１周期当たりの消灯時間を、一方向への移動が判定されなかった場合よりも長くすることを特徴としたものである。

第１０の技術手段は、第８または９の技術手段において、光源発光制御部が、動きベクトル検出部で検出した動きベクトルに基づいて、画面全体の動きベクトルが所定値よりも小さい判定したときには、光源の点灯と消灯の周期を、所定値よりも小さいと判定されなかった場合よりも短くすることを特徴としたものである。

本発明によれば、バックライト光源を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各発光領域の発光を制御する機能を備えた液晶表示装置において、液晶表示パネルに表示させる映像の特性や画質モード等の所定の条件に従って発光領域の発光の制御を変化させることにより、動画ぼけとフリッカを最適化して表示品位が向上した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適用可能なバックライトの構成例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 映像信号処理部が備えるＦＲＣ部の構成例を示す図である。 スキャンバックライトを実行しないときの制御例を示す図である。 スキャンバックライトの制御の一例を示す図である。 スキャンバックライトの制御の他の例を示す図である。 スキャンバックライトの制御の更に他の例を示す図である。 ホールド型表示方式における動画ぼけを説明するための図である。 擬似的インパルス駆動による動画ぼけについて説明するための図である。

図１は、本発明の液晶表示装置に適用可能なバックライトの構成例を示す図である。本例のバックライトは、アレイ型のＬＥＤバックライトとして構成されている。
ＬＥＤバックライト１０は、シャーシ１０５上に、複数のＬＥＤ基板１０１が配置されている。ＬＥＤ基板１０１は、横長矩形の短冊形状を有しており、矩形の長手方向が液晶表示装置の画面の水平方向に一致するように配置されている。

図１の例は、４０インチの画面の液晶表示装置に適用されるアレイ型ＬＥＤバックライト１０を例示している。ここでは、ＬＥＤ基板１０１が横方向に２分割され、各列２枚のＬＥＤ基板１０１が縦方向に１０列配置されている。横方向に２分割する理由として、一般に、ＬＥＤ基板１０１には、製造時における縦横の最大外形寸法、即ち定尺が存在する。定尺は、ＬＥＤ基板１０１の材料や製造装置によって異なるが、例えば縦が５１０ｍｍ、横が３４０ｍｍなどとなっている。このため、ＬＥＤ基板１０１の縦横のいずれかの寸法が定尺を超える場合は、そのＬＥＤ基板１０１を幾つかに分割して作製される。
本発明に係る実施形態では、このようなＬＥＤ基板１０１の横方向への分割は必須ではなく、ここでは本発明に適用可能な構成例を示している。

各ＬＥＤ基板１０１には、複数個（ここでは８個）のＬＥＤ１０２が、直線状に並んで配置されている。つまり、図１のアレイ型ＬＥＤバックライト１０には、画面全体で、合計１６０個のＬＥＤ１０２が使用されている。また、全体としてＬＥＤ１０２は、六方格子状に配置されている。六方格子配置では、あるＬＥＤ１０２を中心として形成される仮想的な正六角形の頂点に他のＬＥＤ１０２が配置されるようになっている。これにより、ＬＥＤバックライト１０は、液晶パネルに対し、均一なバックライト光を照射することができる。

各ＬＥＤ基板１０１に実装されたＬＥＤ１０２は、各ＬＥＤ基板１０１に形成された配線パターン（図示せず）により、互いに直列に接続されている。また、水平方向に２分割したＬＥＤ基板１０１間を接続するためにハーネス１０３が設けられ、さらに一方のＬＥＤ基板１０１と外部のドライバ基板とを接続するためにハーネス１０４が設けられる。さらに、ハーネス１０３，１０４が接続されるコネクタ１０６が、各ＬＥＤ基板１０１に設置される。各ＬＥＤ基板１０１は、各コネクタ１０６の近傍に配置された図示しないネジにより、シャーシ１０５に固定されている。

ＬＥＤバックライト１０は、図示しないドライバ基板（駆動回路基板）上に搭載されたＬＥＤドライバを備えている。ＬＥＤドライバは、直列接続されたＬＥＤ１０２に電流を供給し、電流またはＰＷＭ（パルス幅変調）制御、あるいはこの両方により、ＬＥＤ１０２を駆動する。これにより、２枚を１列として縦方向に複数列並んだＬＥＤ基板１０１の１列ごとのユニットを、それぞれ独立して駆動することができる。

なお、通常、ＬＥＤの数は、画面の大きさに応じて異なる。上記の例では、４０インチの画面の液晶表示装置では、２枚を１列としたＬＥＤ基板１０１のユニット数は１０であるが、例えば、３２インチではユニット数は９であり、４６インチではユニット数は１２であって、適宜、画面の大きさや必要とする輝度等に応じてＬＥＤ基板１０１のユニット数（つまりＬＥＤの数）が変更される。これらＬＥＤの数と１基板当たりのＬＥＤ数は、その例を示すものであり、本発明では、ＬＥＤの数やユニット数を限定するものではない。

また、本発明に係る液晶表示装置では、バックライトとして上記のようなアレイ型のＬＥＤバックライトのみならず、画面とほぼ同じ大きさの基板にＬＥＤを敷き詰めたマトリクス型のＬＥＤバックライトや、複数のＣＣＦＬ（冷陰極管）を並列させたバックライトに対しても適用できる。このときに、以下に示すようなスキャンバックライトの機能を備えるものであればよい。以下の例では、アレイ型のＬＥＤバックライトを用いるものとして説明する。

図２は、本発明に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。液晶表示装置１は、外部入力端子１１、映像信号処理部１２、光源発光制御部１３、ＬＥＤバックライト１０、及び液晶パネル１４を備えている。
映像信号処理部１２は、外部入力端子１１から入力された映像信号を液晶パネル１４に表示するための各種の信号変換処理を行う。映像信号処理部１２から出力された映像信号は、液晶パネル１４の最上部ラインより順に書き込まれる。液晶パネル１４では、順次走査映像信号を書込み更新していく垂直走査が行われる。書き込まれた映像信号は、１フレーム分保持される。

光源発光制御部１３は、映像信号処理部１２で信号変換処理された映像信号に基づいてＬＥＤバックライト１０の発光を制御するもので、液晶パネル１４に対する映像信号の書き込みに同期させて、ＬＥＤバックライト１０の点灯パターンを制御する。ＬＥＤバックライト１０は、水平方向のユニットごとにＬＥＤの点灯制御を行うことができる図示しないＬＥＤドライバを備え、光源発光制御部１３から出力された点灯パターンの制御信号に基づいて、ＬＥＤを点灯駆動させる。光源発光制御部１３により、水平方向のユニットごとに、ＬＥＤの点灯と消灯の周期、及び１周期当たりの点灯時間と消灯時間との比（ｄｕｔｙ比）の制御が可能となっている。つまり、水平方向に２枚のＬＥＤ基板１０１からなる各ＬＥＤユニットは、バックライト光源を複数の分割した発光領域に相当するものであり、光源発光制御部１３は、発光領域ごとに発光制御を行うことが可能となっている。

図３は、映像信号処理部が備えるＦＲＣ部の構成例を示す図である。本実施形態では、映像信号処理部１２の一部として、ＦＲＣ部２０を備え、ＦＲＣ（frame rate control）によるフレーム補間を行って色や階調表現を向上させるようにしている。
ＦＲＣ部２０は、入力映像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部２１と、動きベクトル検出部２１により得られた動きベクトル情報に基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部２２とを備える。

動き補償フレーム内挿処理においては、動き補償のために動きベクトルの検出が不可欠となる。この動きベクトル検出の代表的な手法として、例えば、ブロックマッチング法、勾配法などがある。動きベクトル検出部２１は、これらの手法により、連続した２つのフレーム間で各画素または小さなブロック毎に動きベクトルを検出する。そして内挿フレーム生成部２２は、検出された動きベクトルを用いて２つのフレーム間の内挿フレームの各画素または各小ブロックを内挿する。すなわち、２つのフレーム間の任意の位置の画像を正しく位置補正して内挿することにより、フレーム数の変換を行う。そして、内挿フレーム生成部２２は、内挿フレーム信号を入力フレーム信号とともに、順次出力することで、入力映像信号のフレームレートを例えば毎秒６０フレーム（６０Ｈｚ）から毎秒１２０フレーム（１２０Ｈｚ）に変換する処理を行う。

また、内挿フレーム生成部２２は、入力映像信号に何らかの形で動きベクトル情報が含まれている場合、これを利用してもよい。例えば、ＭＰＥＧ方式を用いて圧縮符号化された画像データには、符号化時に算出された動画像の動きベクトル情報が含まれており、この動きベクトル情報を取得する構成としてもよい。

本発明に係る液晶表示装置の一実施例においては、ＦＲＣ部２０の動きベクトル検出部２１で検出された動きベクトルを使用して、所定の条件に従ってスキャンバックライトの制御を行うようにしている。また、本発明に係る液晶表示装置の他の実施例では、ＦＲＣ部２０は必須の構成ではなく、内挿フレーム補間を行わないフレームレート（例えば６０Ｈｚ）の映像信号の表示に対して、本発明に係るスキャンバックライト制御を適用することもできる。以下の制御例では、内挿フレーム補間により１２０Ｈｚに変換された映像信号を例として説明する。

（スキャンバックライトの制御例）
図４は、スキャンバックライトを実行しないときの制御例を示す図である。ここでは図４（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込み駆動するときの例を示している。この場合の液晶パネルの画素数は、例えば縦１０８０×横１９２０とする。ここでは、１９２０×１０８０×ＲＧＢ×８ビットの情報からなる１フレームの静止画像を、毎秒１２０フレームの速度で更新しながら、液晶パネル１４に動画表示を行っている。従って、液晶パネル１４には、６０Ｈｚ駆動の１／２の時間（約８ｍｓｅｃ）ごとに静止画像が書き込まれる。図４において、Ｗは液晶パネルにおける映像信号の書き込みタイミング示している。

図４（Ｂ）に示すように、液晶パネルでは、最上段から垂直走査により映像信号が書き込まれていく。つまり、液晶パネルの１ライン目（Ｎ＝１）から順に映像が更新され、徐々に書き込み開始時刻が遅れながら最終の１０８０ライン目（Ｎ＝１０８０）が更新される。ライン毎に更新された映像は、１／１２０秒（約８ｍｓｅｃ）ホールドされる。

ＬＥＤバックライト１０は、２枚のＬＥＤ基板からなるＬＥＤユニットを個別に制御できるようになっている。この例では、簡単のため、垂直方向に７列のＬＥＤユニットにより構成されているものとするが、上記のようにＬＥＤの配置構成は、特に限定されるものではない。
スキャンバックライトを行わないときのＬＥＤバックライト１０では、ＬＥＤが常時点灯している。このため、特に動きのある動画像において、上述したように時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、時間積分効果により動きぼけが見えやすくなる。しかしながら、ＬＥＤの消灯時間がないため、輝度レベルが高く維持されるとともに、フリッカの問題も生じにくくなる。

図５は、スキャンバックライトの制御の一例を示す図である。ここでは、図４の例と同様に、図５（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込むものとする。
図５（Ｂ）に示すように、スキャンバックライトを動作させた場合には、映像信号の書き込みに合わせてバックライトのＯＮ（点灯）／ＯＦＦ（消灯）制御が行われる。この例では、Ｎ＝１０８０の液晶パネルに対して、７つのＬＥＤユニットが個別に点灯制御される。これらＬＥＤユニットは、映像信号の書き込みに基づく所定タイミングで点灯・消灯が制御される。これにより、疑似的なインパルス駆動を行い、動きぼけを軽減させるようにする。

バックライトの点灯・消灯の周期をＴ、１周期の間の点灯期間をτとするとき、ＯＮ ｄｕｔｙ（点灯デューティ）Ｄは、Ｄ＝τ／Ｔで表すことができる。
この例では、バックライトのＯＮ ｄｕｔｙを６０％とし、点灯・消灯の周期Ｔを１／１２０秒（１２０Ｈｚ）で制御するものとする。つまりここでは、映像信号の書き込みタイミングに合わせてバックライトを消灯し、０.４／１２０秒経過後、バックライトを点灯し、０.６／１２０秒点灯を維持する。これにより、ＬＥＤユニットごとの１フレーム当たりのバックライトの点灯時間が６０％、消灯時間が４０％となる。また、映像信号の書き込みタイミングは、液晶パネルの水平ライン数Ｎを７分割し、その各分割領域の最初のラインの書き込みタイミングとすることができる。以下の例でも同様である。
このようなスキャンバックライトにより、時間周波数特性の劣化を抑えて動きぼけを軽減させることができる。

図６は、スキャンバックライトの制御の他の例を示す図で、スキャンバックライトによるバックライト点灯・消灯の周期Ｔを短くした例を示すものである。ここでは、図４及び図５の例と同様に、図６（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込むものとする。図６（Ｂ）に示すように、この例では、バックライトをＯＮ ｄｕｔｙを６０％で制御するが、その点灯・消灯の周期Ｔを図６の例の１／２、つまり１／２４０秒（２４０Ｈｚ）にしている。つまりＬＥＤの１周期あたりの点灯時間と消灯時間とを、図５の例の半分にして、１フレームごとに、この点灯・消灯の周期Ｔを２回ずつ繰り返す。

ここでは、映像信号の書き込みタイミングに合わせてバックライトを消灯し、０.２／１２０秒経過後、バックライトを点灯し、０.３／１２０秒点灯を維持する。その後再度バックライトを消灯し、０.２／１２０秒経過後、バックライトを点灯し、０.３／１２０秒点灯を維持する。

このように、スキャンバックライトによるバックライトの点灯・消灯の周期Ｔを短くすることにより、図５の例よりも更に動きぼけを改善させることができる。ただし、このようなスキャンバックライトの制御が行われると、１／１２０秒間の１フレームで、消灯と点灯がそれぞれ２回行われるため、目線が移動しているときに網膜の違う位置で同じ画像が２回認識されることになり、２重画像が見えてしまう。このような２重画像は、目線が移動しない静止画像ではほとんど見えることはなく、動きのある画像、特に映像がパンされ、目線が画面上を横方向に移動する場合に顕著になる。また、このときに、画面全体が速く動いている場合には動きぼけが特に顕著となり、これに対して画面全体の動きが少ない場合、あるいは、画面上の一部が動いている場合には、相対的に動きぼけは目立ちにくくなる。

図７は、スキャンバックライトの制御の更に他の例を示す図で、スキャンバックライトによるバックライトの点灯・消灯の周期Ｔをさらに短くした例を示すものである。ここでは、図４〜図６の例と同様に、図７（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込むものとする。図７（Ｂ）に示すように、この例では、バックライトのＯＮ ｄｕｔｙを６０％で制御するが、その点灯・消灯の周期Ｔを図６の例のさらに１／２、つまり１／４８０秒（４８０Ｈｚ）にしている。つまりバックライトの１周期あたりの点灯時間と消灯時間とを、図６の例の半分にして、１フレームごとに、この点灯・消灯の周期Ｔを４回繰り返す。

ここでは、映像信号の書き込みタイミングに合わせてバックライトを消灯し、０.１／１２０秒経過後、バックライトを点灯し、０.１５／１２０秒点灯を維持する。その後再度バックライトを消灯して、同様に点灯する制御を２回行う。この時点で書き込みから１フレーム（１／１２０秒）分経過する。
このようにスキャンバックライトによるバックライトの点灯・消灯の周期Ｔを短くすることにより、図６の例よりも更に動きぼけを改善させることができる。

この例では、１／１２０秒間の１フレームで、消灯と点灯がそれぞれ４回行われるため、目線が移動しているときに網膜の違う位置で同じ画像が４回認識されることになり、４重画像が見えてしまう。４重画像は、２重画像と同様に、目線が移動しない静止画像ではほとんど見えることはなく、動きのある画像、特に映像がパンされ、目線が画面上を横方向に移動する場合に顕著になる。また、このときに、画面全体が速く動いている場合には動きぼけが特に顕著となり、これに対して画面全体の動きが少ない場合、あるいは、画面上の一部が動いている場合には、相対的に動きぼけは目立ちにくくなる。

（本発明に係るバックライトの動作制御例）
上記のようなスキャンバックライトを使用して、本発明に係る映像表示装置では、映像信号の特性に応じてスキャンバックライトの動作自体のＯＮ／ＯＦＦ、あるいはスキャンバックライトの点灯・消灯周期Ｔの長さ、もしくは１周期当たりの点灯時間と消灯時間の比（ｄｕｔｙ比）を制御することで、動画ぼけとフリッカを最適化して表示品位を向上させるようにしている。

本発明に係る第１の動作制御例では、スキャンバックライトの制御を液晶表示装置が備える画質モードに応じて変更する。液晶表示装置には、映像や音声の状態をユーザ所望の状態に設定することができる出力モード（画質モード、あるいはＡＶポジションなどとも呼ばれる）を備えているものがある。例えば、テレビジョン装置がその一例である。

上記の出力モードとして、例えば、“ダイナミックモード”、“標準モード”、“ゲームモード”、“ＰＣモード”、“ＡＶメモリーモード”、などが設定される。
“ダイナミックモード”は、くっきり色鮮やかな映像でスポーツ番組などを迫力あふれたものとして視聴できるようにしている。ダイナミックモードは、例えば販売店の店頭において、その装置の特徴をピーアールするためのデモモード（店頭モードとも呼ばれる）として用いることができる。通常、ダイナミックモードは、映像表示装置に用意された最良の画質、明るさによって実行される。
また、“標準モード”は画質・音声の設定が標準値であること示すモードである。

また、“ゲーム”モードは、テレビゲームなどの映像を、明るさを抑えて目に優しく表示させるようにしたモードである。また、“ＰＣモード”は、ＰＣ用の画面モードである。また“ＡＶメモリーモード”は、入力ごとに任意の調整内容を記憶させることができるモードである。

液晶表示装置では、上記のような複数の出力モードが用意され、ユーザが任意にモード選択することができる。例えば、リモコン装置に用意されたモード選択ボタンを操作することにより、液晶表示装置の所定位置に現在の出力モードを表示させることができる。そしてモード選択ボタンに対するユーザ操作に従って、順次出力モードを切り替えて設定することができる。もちろんこれらのモード設定機能は一例であって、用意する出力モードとその選択手段は、適宜最適な形態とすることができる。

本発明に係る第１の動作制御例では、スキャンバックライトの制御を液晶表示装置が備える画質モードに応じて変更するが、その制御例として、ダイナミックモードのときに、スキャンバックライトの動作自体をＯＦＦにし、バックライトを常時点灯させるものとする。
上述のようにダイナミックモードは、店頭モードなどに使用される最大輝度の表示モードであり、最大輝度により特に明るい画面で映像表示を行うことを重視する。スキャンバックライトを動作させるとき、バックライトの消灯時間が生じるため、少なくとも液晶表示装置で設定可能な最大輝度よりは暗くなる。従って、ダイナミックモードでは、スキャンバックライトの動作自体をＯＦＦにし、最大輝度の表示を維持させて明るい画面で表示させるようにする。

また、ゲームモード及びＰＣモードにおいても、スキャンバックライトの動作自体をＯＦＦにし、バックライトを常時点灯させるものとする。これらゲームモード及びＰＣモードにおいては、通常、その表示映像にカメラぼけがない。つまり、映像をカメラで撮影したときに焦点が合っていない部分のぼけがない。従って、ゲームモードやＰＣモードで表示させる映像は、スキャンバックライトを使用しなくても、動きぼけがそれほど目立たない。これにより、ゲームモードやＰＣモードでは、明るい輝度を維持しつつ、動きぼけが目立たない映像を表示させることができる。

このように、本発明に係る液晶表示装置の第１の動作制御例では、液晶表示装置が備える画質モードに応じて、スキャンバックライトの制御を変更するものであるが、上記の制御例に限ることなく、他の特定の画質モードでスキャンバックライトの動作をＯＦＦとなるように設定してもよい。また、スキャンバックライトの動作のＯＮ／ＯＦＦのみならず、画質モードに応じて、スキャンバックライトの点灯・消灯の周期Ｔや、１周期当たりの点灯時間と消灯時間の比（ｄｕｔｙ比）を変化させるものであってもよい。
例えば、ダイナミックモードでは、ＯＮ ｄｕｔｙを他のモードに比して最も長くし、ゲームモードやＰＣモードではＯＮ ｄｕｔｙを短くし、標準モードでは、スキャンバックライトの効果を十分に発揮させるために、さらにＯＮ ｄｕｔｙを短くする、などの制御を行わせるようにしてもよい。

次に、本発明に係る液晶表示装置の第２の動作制御例では、スキャンバックライトの制御を放送番組のジャンルに応じて変更する。この場合、液晶表示装置は、例えば、テレビジョン装置のように放送信号を受信する手段と、放送信号に含まれるジャンル情報を検出する手段とを有している。また、ジャンル情報は、放送信号のみならず、下記に示す手段によって取得したものであってもよい。

放送番組のジャンル情報は、例えば、デジタル放送の放送信号に重畳して送信されてくる電子番組情報（ＥＰＧ情報）の一部にジャンルコードとして含まれている。
テレビジョン装置の場合、放送信号はチューナで受信され、デコーダでデコード処理される。この放送信号の中からジャンル情報としてジャンルコードが抽出される。また、ジャンル情報は、チューナで選局された放送信号から抽出する場合に限られず、例えば、液晶表示装置にＤＶＤ再生機やブルーレイディスク再生機などの外部機器を接続し、その外部機器で再生した映像情報を液晶表示装置で表示するときに、ＤＶＤ等のメディア媒体内に付加されたコンテンツ内容を表すフラグ（例えば「映画」を示す識別コード）を検出することにより取得するものであってもよい。
また、ジャンル情報は、入力映像信号と同時に入力される他、映像信号とは別のサブ情報として入力されるものであってもよい。このとき、映像信号とジャンル情報が別々に入力されても、ジャンル情報がどの映像情報を示すのかが対応付けられ入力されていれば、そのジャンル情報を用いることができる。

ジャンル情報としてのジャンルコードは、地上デジタル放送の規格により定められている。例えば、「ニュース／報道」、「スポーツ」、「情報／ワイドショー」、「ドラマ」、「音楽」、「バラエティ」、「映画」、「アニメ／特撮」、「ドキュメンタリー／教養」、「演劇／公演」、「趣味／教育」、「その他」のジャンルが予め大分類として規定される。
また、大分類ごとに複数の中分類が規定されている。例えば、「スポーツ」の大分類においては、「スポーツニュース」、「野球」、「サッカー」、「ゴルフ」、「その他の球技」、「相撲・格闘技」、「オリンピック・国際大会」、「マラソン・陸上・水泳」、「モータースポーツ」、「マリン・ウィンタースポーツ」、「競馬・公営競技」、「その他」が中分類として規定されている。また「映画」の大分類には、「洋画」、「邦画」、「アニメ」などが中分類として規定されている。

本発明に係る第２の動作制御例では、スキャンバックライトの制御を放送番組のジャンル情報に応じて変更するが、その制御例として、ジャンル情報が「映画」であるときには、１周期Ｔ当たりのバックライトの消灯時間（ＯＦＦの時間）を長くし、点灯時間（ＯＮの時間）を短くする。つまりＯＮ ｄｕｔｙを小さくする。
これにより、動画ぼけを改善させることができる。また、消灯時間を長くするとフリッカが目立つことがあるが、映画のコンテンツは、本来、フリッカが存在し、それが逆に映画感を伴う映像となっている。従って、消灯時間を長くしてある程度のフリッカが生じたとしても、違和感なく映画のコンテンツを視聴することができる。

また、ジャンル情報が「アニメ」であるときには、スキャンバックライトの動作をＯＦＦにし、バックライトを常時点灯させるものとする。ジャンルが「アニメ」のコンテンツは、通常、その表示映像にカメラぼけがない。つまり、映像をカメラで撮影したときに焦点が合っていない部分のぼけがない。従って、ジャンルが「アニメ」の映像は、スキャンバックライトを使用しなくても、動きぼけがそれほど目立たない。これにより、「アニメ」の映像では、明るい輝度を維持しつつ、動きぼけが目立たない映像を表示させることができる。

このように、本発明に係る液晶表示装置の第２の動作制御例では、液晶表示装置で表示させる番組のジャンルに応じて、スキャンバックライトの制御を変更するものであるが、上記の制御例に限ることなく、他の特定のジャンルでスキャンバックライトの動作をＯＦＦとなるように設定してもよい。また、スキャンバックライトの動作のＯＮ／ＯＦＦのみならず、ジャンルに応じて、スキャンバックライトの点灯・消灯の周期Ｔや、１周期当たりの点灯時間と消灯時間の比（ｄｕｔｙ比）を変化させるものであってもよい。

次に、本発明に係る液晶表示装置の第３の動作制御例では、スキャンバックライトの制御を映像の動きベクトルに応じて変更する。動きベクトルは、映像信号処理部１０２の動きベクトル検出部１０１にて検出する。光源発光制御部１３は、動きベクトル検出部１０１で検出した動きベクトルに従って、スキャンバックライトの制御を行う。

制御例として、画面全体の動きベクトルが１方向に揃っていて、その動きベクトルが大きいときに、スキャンバックライトの点灯・消灯の周期Ｔを長くする。画面全体の動きベクトルが１方向に揃っている場合は、パン映像のような映像であり、画面全体が１方向に動いているものと推定される。このような映像に対してスキャンバックライトを実行すると、２重像のような複数像が見えやすくなる。従って、このような映像のときには、スキャンバックライトの点灯・消灯の周期Ｔを長くし、例えば、１／１２０秒の１フレームにおいてバックライトの点灯と消灯をそれぞれ１回とすることによって、複数像が見えることを防止する。

画面全体の動きベクトルが１方向に揃っているとは、１画面から検出される画素ごとまたは小ブロックごとの動きベクトルが全て１方向に揃っている場合であるが、この他、所定の割合で１方向に動きベクトルが揃っているときにも、画面全体の動きベクトルが１方向に揃っているものと判定してもよい。例えばパン映像の中に、パン方向とは異なる方向に動く物体等があった場合にも、パン映像として制御することが適切であるからである。
また、１方向に揃っているかどうかの判断についても、例えば画面内の動きベクトルの方向が所定の角度範囲で揃っている場合に、動きベクトルが１方向に揃っていると判定するようにしてもよい。このとき、この角度範囲に入る動きベクトルの所定の割合を閾値として判定してもよい。

１方向に揃った動きベクトルが大きいか否かの判定は、所定の閾値を使用して、閾値より大きい動きベクトルについては、その動きベクトルが大きいものと判定することができる。画面全体の動きベクトルが大きいか否かの判定は、個々の動きベクトルを閾値と比較して、閾値より大きい動きベクトルが所定割合以上あったときに画面全体の動きベクトルが大きい判定してもよく、あるいは画面全体の動きベクトルの平均値や最小値を所定の閾値を比較するような手法であってもよい。

また、他の制御例として、画面全体の動きベクトルが小さいときには、スキャンバックライトの点灯・消灯の周期Ｔを短くし、動画ぼけを抑えるようにする。動きベクトルが小さいか否かは、所定の閾値を用いて判断することができる。また、この場合は、動きベクトルが１方向に揃っていなくてもよい。画面全体の動きベクトルが小さいか否かの判定は、上記と同様に、所定の閾値と動きベクトルとを比較することで判定することができる。
画面全体の動きベクトルが小さい映像では、複数像が比較的目立ちにくいため、スキャンバックライトの点灯・消灯の周期Ｔを短くして動画応答性を上げることで、動画ぼけのない映像を見ることができるようになる。

このように、本発明に係る液晶表示装置の第３の動作制御例では、液晶表示装置で表示させる映像の動きベクトルに応じて、スキャンバックライトの制御を変更するものであるが、上記の制御例に限ることなく、例えば、動きベクトルが１方向に揃っていて、その大きさが所定値より大きいと判定したときには、スキャンバックライトの１周期当たりの消灯時間を長くする（ＯＮ ｄｕｔｙを小さくする）、等の制御を行うようにしてもよい。これにより、動きぼけを極力抑えた表示を行わせることができる。

１０…ＬＥＤバックライト、１１…外部入力端子、１２…映像信号処理部、１３…光源発光制御部、１４…液晶パネル、２０…ＦＲＣ部、２１…ベクトル検出部、２２…内挿フレーム生成部、１０１…ＬＥＤ基板、１０２…ＬＥＤ、１０３，１０４…ハーネス、１０５…シャーシ、１０６…コネクタ。

Claims (10)

1. 入力映像信号を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、該光源の発光を制御する光源発光制御部を有する液晶表示装置において、
   前記光源発光制御部は、前記光源を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、前記液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各前記発光領域の発光を制御する機能を有し、
   前記発光領域の発光の制御は、前記光源の点灯と消灯とを周期的に行う制御であり、前記点灯と消灯の周期の長さ、および１周期当たりの点灯時間と消灯時間との比を変更可能であって、
   所定の条件に従って前記発光領域の発光の制御を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記光源発光制御部は、前記液晶表示装置に設定されている画質モードに応じて、前記発光領域の発光の制御を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項２に記載の液晶表示装置において、
   前記画質モードとして、前記液晶表示装置で設定可能な最高輝度で前記光源を常時発光させるモードであるダイナミックモードを有し、
   前記光源発光制御部は、前記ダイナミックモードが設定されているときには、前記光源を常時発光させておく制御を行うことを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項２または３に記載の液晶表示装置において、
   前記画質モードとして、パーソナルコンピュータから出力された映像を表示するＰＣモード、及びゲームコンテンツを表示するゲームモードを有し、
   前記ＰＣモードまたは前記ゲームモードが設定されているときには、前記光源を常時発光させておく制御を行うことを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１に記載の液晶表示装置において、
   前記光源発光制御部は、前記液晶パネルに表示させる映像コンテンツのジャンルに応じて、前記発光領域の発光の制御を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項５に記載の液晶表示装置において、
   前記液晶パネルに表示させる映像コンテンツのジャンルが映画である場合、前記光源発光制御部は、前記光源の点灯と消灯の１周期当たりの消灯時間を、他のジャンルのコンテンツと比較して長くすることを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項５または６に記載の液晶表示装置において、
   前記光源発光制御部は、前記液晶パネルに表示させる映像コンテンツのジャンルがアニメであるときには、前記光源を常時発光させておく制御を行うことを特徴とする液晶表示装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１に記載の液晶表示装置において、
   入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有し、
   前記光源発光制御部は、前記動きベクトル部で検出した動きベクトルに応じて、前記発光領域の発光の制御を変化させることを特徴とする液晶表示装置。
9. 請求項８に記載の液晶表示装置において、
   前記光源発光制御部は、前記動きベクトル検出部で検出した動きベクトルに基づいて、画面全体が一方向に移動しているか否かを判定し、前記画面全体が一方向に移動し、かつ画面全体の動きベクトルが所定値より大きいと判定したときには、前記光源の点灯と消灯との１周期当たりの消灯時間を、前記一方向への移動が判定されなかった場合よりも長くすることを特徴とする液晶表示装置。
10. 請求項８または９に記載の液晶表示装置において、
    前記光源発光制御部は、前記動きベクトル検出部で検出した動きベクトルに基づいて、画面全体の動きベクトルが所定値よりも小さい判定したときには、前記光源の点灯と消灯の周期を、前記所定値よりも小さいと判定されなかった場合よりも短くすることを特徴とする液晶表示装置。

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