JP2012163762A - 画像表示装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】階調性の低下を抑制し、かつ、ぼやけの少ない高品質な動画表示を行うことのできる技術を提供する。
【解決手段】本発明の画像表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面側に設けられた光源と、複数の液晶素子を制御することにより、光源からの光の透過率を目標値に遷移させる素子制御手段と、輝度信号に対応する透過率である最終目標値が現在の透過率よりも高い液晶素子に対して、その液晶素子の透過率が所定時間で最終目標値に到達するか否かを判断する判断手段と、光源の光量を制御する光源制御手段と、を有し、透過率が所定時間で最終目標値に到達しない液晶素子が存在する場合に、素子制御手段は、液晶素子間で共通の低下率で最終目標値を低下させることにより得られる透過率の値を目標値に設定し、光源制御手段は、光源の光量を標準光量に低下率の逆数を乗算した光量に増す制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置およびその制御方法に関する。

従来、液晶パネルの動画ぼやけを軽減するために、フレーム単位で液晶素子をオーバードライブ駆動して（通常よりも高い駆動電圧を液晶素子に印加して）液晶素子の透過率の遷移速度を速くする技術が知られている。この技術を用いた液晶パネルの駆動例を図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１６（Ａ）〜（Ｃ）は、或る画素（液晶素子）の輝度値の目標値である目標輝度値、その液晶素子に印加する駆動電圧の値である電圧制御値、その液晶素子の実際の応答値である透過率をフレーム単位で示す。液晶パネル上で観察される個々の画素の輝度はそれぞれの液晶素子の透過率に比例する。目標輝度値Ｌ０に対応した透過率Ｔ０を維持するために必要な電圧制御値はＶ０である。目標輝度値Ｌ１（＞Ｌ０）に対応した透過率Ｔ１（＞Ｔ０）を維持するために必要な電圧制御値はＶ２（＞Ｖ０）である。しかし、液晶素子は応答速度が遅いので、目標輝度値がＬ０からＬ１へ変化した場合には、液晶素子はオーバードライブ駆動される。具体的には、液晶素子にＶ１（＞Ｖ２）の電圧制御値を印加する。それにより、透過率は１フレーム期間でＴ１に達する。そして、それ以降のフレームでは電圧制御値はＶ２とされ、透過率はＴ１に維持される。

しかし、この技術では目標輝度値が１００％に近い値に増加した場合に、駆動電圧が制限されることによって十分な速度で透過率を目標輝度値に対応する透過率まで遷移させることができない状況が発生する。その状況を示す表示パネルの駆動例を図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示す。目標輝度値Ｌ１’（〜１００％）に対応した透過率Ｔ２’を維持するために必要な電圧制御値はＶ２’（〜１００％）である。図１６（Ａ）の場合と同様に目標輝度値がＬ０（＜Ｌ１’）からＬ１’へ変化した場合には、液晶素子はオーバードライブ駆動される。しかしながら、駆動電圧（オーバードライブ電圧）が上限（電圧制御値Ｖ１’（＝１００％））に達してしまうため透過率は十分な速度で遷移せず、１フレーム期間ではＴ１’（＜Ｔ２’）までしか遷移することができなくなってしまう。更にもう１フレームの期間だけオーバードライブ駆動することで、ようやく透過率がＴ２’まで遷移する。このように、オーバードライブ駆動しても動画像の動きぼやけを十分に軽減できない状況（オーバードライブ駆動しても透過率を目標の値にするまでに長時間要する状況）が存在する。

そのような問題に鑑みた従来技術として、動画表示時には、目標輝度値を有効な速度で透過率を遷移できる範囲（例えば、２０〜８０％）に制限することで、オーバードライブ電圧の余裕範囲を確保しながら画像を表示する方法がある（特許文献１）。
また、正確なオーバードライブ電圧を求めるために、前フレーム（１つ前のフレーム）でどの程度まで透過率が遷移したのか、即ち図１７（Ｃ）におけるＴ１’の値、を予測して、その予測値に基づいて次フレームの電圧制御値を求める手法がある（特許文献２）。

特開２００９−０５８６８４号公報 特開２００５−３２１８１３号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では動画表示時に階調を制限する必要がある。
そのため、全駆動電圧範囲を使用して静止画像を表示する場合と比較して、動画像を表示する場合には階調性が低下するという問題点があった。

そこで本発明は、階調性の低下を抑制し、かつ、ぼやけの少ない高品質な動画表示を行うことのできる技術を提供することを目的とする。

本発明の画像表示装置は、複数の液晶素子を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に設けられた光源と、入力された輝度信号に基づいて前記複数の液晶素子を制御することにより、前記光源からの光の透過率を目標値に遷移させる素子制御手段と、前記輝度信号に対応する透過率である最終目標値が現在の透過率よりも高い液晶素子に対して、その液晶素子の透過率が所定時間で前記最終目標値に到達するか否かを判断する判断手段と、前記光源の光量を制御する光源制御手段と、を有し、前記判断手段で透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在しない場合に、前記素子制御手段は、前記最終目標値を前記目標値に設定し、前記光源制御手段は、前記光源の光量を標準光量に設定し、前記判断手段で透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合に、前記素子制御手段は、前記液晶素子間で共通の低下率で前記最終目標値を低下させることにより得られる、前記所定時間で到達可能な透過率の値を前記目標値に設定し、前記光源制御手段は、前記光源の光量を前記標準光量に前記低下率の逆数を乗算した光量に増す制御を行うことを特徴とする。

本発明の画像表示装置の制御方法は、複数の液晶素子を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に設けられた光源と、を有する画像表示装置の制御方法であって、入力された輝度信号に基づいて前記複数の液晶素子を制御することにより、前記光源からの光の透過率を目標値に遷移させる素子制御ステップと、前記輝度信号に対応する透過率である最終目標値が現在の透過率よりも高い液晶素子に対して、その液晶素子の透過率が所定時間で前記最終目標値に到達するか否かを判断する判断ステップと、前記光源の光量を制御する光源制御ステップと、を有し、前記判断ステップで透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在しない場合に、前記素子制御ステップでは、前記最終目標値を前記目標値に設定し、前記光源制御ステップでは、前記光源の光量を標準光量に設定し、前記判断ステップで透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合に、前記素子制御ステップでは、前記液晶素子間で共通の低下率で前記最終目標値を低下させることにより得られる、前記所定時間で到達可能な透過率の値を前記目標値に設定し、前記光源制御ステップでは、前記光源の光量を前記標準光量に前記低下率の逆数を乗算した光量に増す制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、階調性の低下を抑制し、かつ、ぼやけの少ない高品質な動画表示を行うことができる。

実施例１に係る画像表示装置の構成の一例を示す模式図。 実施例１に係るバックライトモジュールの構造の一例を示す図。 駆動レベル算出部で使用する２次元ルックアップテーブルの例。 到達透過率予測部で使用する２次元ルックアップテーブルの例。 遷移不足率予測部で使用する２次元ルックアップテーブルの例。 ブロックゲイン算出部の構成の一例を示す図。 ゲイン算出部の動作の一例を示すフローチャート。 ゲイン算出部の動作の一例を示す図。 従来の画像表示装置の動作の一例を説明する図。 実施例１に係る画像表示装置の動作の一例の説明する図。 実施例１に係る画像表示装置の動作の一例の説明する図。 実施例１に係る画像表示装置の動作の一例の説明する図。 実施例２に係る画像表示装置の構成の一例を示す模式図。 実施例２に係るバックライトモジュールの構造の一例を示す図。 実施例１に係る画像表示装置の動作の一例の説明する図。 従来の画像表示装置の動作の一例を説明する図。 従来の画像表示装置の動作の一例を説明する図。

＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１に係る画像表示装置およびその制御方法について説明する。
図１は、本実施例に係る画像表示装置の構成を示す模式図である。本実施例では、輝度信号として、色成分毎（赤成分、緑成分、青成分）の信号が入力されるものとする。
液晶パネル１１は、複数の液晶素子を有するアクティブマトリクス型の液晶パネルである。本実施例では、液晶パネル１１は、複数の色成分に対応する複数の液晶素子を有する。
バックライトモジュール１２は、液晶パネル１１の背面側に配置されて、画像表示装置の光源として作用する。本実施例では、液晶パネル１１は、複数の領域（図２（Ｂ）のブロックＡ〜Ｆ）に区分されており、バックライトモジュール１２は、複数の領域に対応する複数の光源を有する。

本実施例では、赤成分駆動制御値決定部１、緑成分駆動制御値決定部２１、青成分駆動制御値決定部３１、液晶ドライバ１０、ブロックゲイン算出部３により、本発明の素子制御手段が実現される。即ち、それらの機能ブロックにより、入力された輝度信号に基づいて複数の液晶素子が制御され、バックライトモジュール１２（光源）からの光の透過率が目標値に遷移される。
ブロックゲイン算出部３とバックライトドライバ９により、本発明の光源制御手段が実現される。即ち、それらの機能ブロックにより、バックライトの光量が制御される。

赤成分駆動制御値決定部１は不図示の入力部より入力された赤成分輝度値Ｒ１を入力し、赤成分駆動制御値Ｒ６を出力する。赤成分輝度値Ｒ１は、赤成分の輝度信号であり、赤成分の輝度値の目標値である。赤成分駆動制御値Ｒ６は、駆動電圧のレベルを表す。赤成分駆動制御値決定部１は、遷移不足率予測部２、目標輝度値遅延部４、目標透過率設定部５、駆動レベル算出部６、到達透過率予測部７、到達透過率遅延部８などを有する。

遷移不足率予測部２は、赤成分輝度値Ｒ１と前フレーム到達透過率Ｒ７を入力して赤成分遷移不足率Ｒ２を予測して出力する。前フレーム到達透過率Ｒ７は、対象の液晶素子（赤成分に対応する液晶素子）の、１つ前のフレーム（前フレーム）で到達した透過率である。赤成分遷移不足率Ｒ２は、赤成分の遷移不足率である。遷移不足率は、入力された輝度値（輝度信号）に対応する透過率（最終目標値）に対する、最終目標値と所定期間（本実施例では１フレーム期間）で到達する透過率との差分の割合である。遷移不足率の予測方法の詳細は後述する。

ブロックゲイン算出部３は、赤成分遷移不足率Ｒ２と緑成分遷移不足率Ｒ２２と青成分遷移不足率Ｒ３２を入力して、バックライト制御値Ｒ３００を出力する。バックライト制御値Ｒ３００は、バックライトの光量の増加率である。バックライト制御値Ｒ３００は、光源毎（即ち、液晶パネルの領域毎）のバックライト制御値を含む。ブロックゲイン算出部３はまた、目標透過率設定部５での処理の対象とする液晶素子を含む領域に対応したバ
ックライト制御値を選択し、選択バックライト制御値Ｒ３として出力する。バックライト制御値Ｒ３００および選択バックライト制御値Ｒ３の決定方法の詳細は後述する。

目標輝度値遅延部４は、入力された赤成分輝度値Ｒ１をブロックゲイン算出部３での処理時間分（本実施例では１フレーム期間）遅延して、前フレーム目標輝度値Ｒ４として出力する。
目標透過率設定部５は、選択バックライト制御値Ｒ３と前フレーム目標輝度値Ｒ４を入力して目標透過率Ｒ５（目標値）を出力する。本実施例では、前フレーム目標輝度値Ｒ４を選択バックライト制御値Ｒ３で除算した値を目標透過率Ｒ５として算出する。
駆動レベル算出部６は目標透過率Ｒ５と後述する前々フレーム到達透過率Ｒ８に基づいて赤成分駆動制御値Ｒ６を出力する。駆動レベル算出方法の詳細は後述する。
到達透過率予測部７は目標透過率Ｒ５と後述する前々フレーム到達透過率Ｒ８に基づいて前フレーム到達透過率Ｒ７を算出する。到達透過率予測方法の詳細は後述する。
到達透過率遅延部８は前フレーム到達透過率Ｒ７を１フレーム遅延して前々フレーム到達透過率Ｒ８として出力する。

緑成分駆動制御値決定部２１と青成分駆動制御値決定部３１は、赤成分駆動制御値決定部１と同様の機能を有する。具体的には、緑成分駆動制御値決定部２１は、緑成分輝度値Ｒ２１と選択バックライト制御値Ｒ３を入力して、緑成分遷移不足率Ｒ２２と緑成分駆動制御値Ｒ２６を出力する。青成分駆動制御値決定部３１は、青成分輝度値Ｒ３１と選択バックライト制御値Ｒ３を入力して、青成分遷移不足率Ｒ３２と青成分駆動制御値Ｒ３６を出力する。

バックライトドライバ９は、バックライト制御値Ｒ３００に基づいて、バックライトモジュール１２のそれぞれのブロックの光源（ＬＥＤ１２２）を駆動するＬＥＤ駆動信号Ｒ９を出力する。ＬＥＤ１２２はＬＥＤ駆動信号Ｒ９に応じた光量で発光する。具体的には、ＬＥＤ１２２は、基準の光量（標準光量）にバックライト制御値Ｒ３００を乗算した光量で発光する。ただし、バックライトの光源は、ＬＥＤ以外であってもよく、冷陰極管（ＣＣＦＬ）や熱陰極蛍光灯（ＨＣＦＬ）、電球、エレクトロルミネセンスパネル（ＥＬＰ）等であってもよい。
液晶ドライバ１０は、赤成分駆動制御値Ｒ６、緑成分駆動制御値Ｒ２６、及び、青成分駆動制御値Ｒ３６に基づいて液晶パネル１１を駆動する駆動信号Ｒ１０（駆動電圧）を出力する。液晶素子は、透過率を駆動信号Ｒ１０に応じた透過率に設定する。具体的には、液晶素子の透過率は、目標値（目標透過率Ｒ５）へ遷移する。
制御部９９は、不図示の制御線を通じて装置全体の動作の制御を行う。

バックライトモジュール１２の構造を図２（Ａ），２（Ｂ）に示す。図２（Ａ）は側面図、図２（Ｂ）は正面図である。なお、バックライトモジュール１２の位置をわかりやすくするために、図２（Ａ）には液晶パネル１１も示している。
ベース基板１２１は、後述の部材が実装される基板である。
ＬＥＤ素子１２２は、ＬＥＤ駆動信号Ｒ９に従って発光する白色発光ダイオードである。
リブ１２３は、ベース基板１２１の外周部およびブロック間を仕切る部材である。
拡散版１２４は、ＬＥＤ素子１２２からの光を均一に拡散する。
本実施例のバックライトモジュール１２は、リブ１２３により一方のブロックから他方のブロックへ光が洩れない構造になっている。そのため、それぞれのブロックの光量は独立に制御することができる。

次に、駆動レベル算出部６における駆動レベル算出方法の詳細について説明する。
駆動レベル算出部６は、前々フレーム到達透過率Ｒ８と目標透過率Ｒ５をインデックス
として赤成分駆動制御値Ｒ６を検索可能な２次元ルックアップテーブルを用いて、赤成分駆動制御値Ｒ６を検索し、出力する。このテーブルの例を図３に示す。このテーブルは、例えば、図１６（Ａ）〜（Ｃ）における前フレームの透過率Ｔ０、現フレームの目標輝度値Ｌ１、現フレームの電圧制御値Ｖ１の関係を実際の液晶パネルで実測して、その結果に基づいて作成されたものである。なお、図１７（Ａ）〜（Ｃ）のように十分な速度で透過率を増加、低減することができないケースでは、電圧制御値Ｖ１は０％または１００％にクリッピングした値となる。

次に、到達透過率予測部７における到達透過率予測方法の詳細について説明する。
到達透過率予測部７は、前々フレーム到達透過率Ｒ８と目標透過率Ｒ５をインデックスとして前フレーム到達透過率Ｒ７を検索可能な２次元ルックアップテーブルを用いて、前フレーム到達透過率Ｒ７を検索し、出力する。このテーブルの例を図４に示す。このテーブルは、例えば、図１７（Ａ）〜（Ｃ）における前フレームの透過率Ｔ０、現フレームの目標輝度値Ｌ１’、現フレームの透過率Ｔ１’の関係を実際の液晶パネルで実測して、その結果に基づいて作成されたものである。

次に、遷移不足率予測部２における遷移不足率の予測方法の詳細について述べる。
遷移不足率予測部２は、前フレーム到達透過率Ｒ７と赤成分輝度値Ｒ１をインデックスとして赤成分遷移不足率Ｒ２を検索可能な２次元ルックアップテーブルを用いて、赤成分遷移不足率Ｒ２を検索し、出力する。このテーブルの例を図５に示す。このテーブルは、例えば、図１７（Ａ）〜（Ｃ）における前フレームの透過率Ｔ０、現フレームの目標輝度値Ｌ１’、１−透過率Ｔ１’／透過率Ｔ２’の関係を実際の液晶パネルで実測して、その結果に基づいて作成される。透過率Ｔ１’は現フレームの透過率であり、透過率Ｔ２’は目標輝度値Ｌ１’に対応する透過率（最終目標値）である。１フレーム期間で透過率が最終目標値に達するＴ０、Ｌ１’の組合せでは遷移不足率は０％となる。１フレーム期間で透過率が最終目標値に達しない組合せでは遷移不足率は正の値となる。なお、Ｌ１’に対応する透過率がＴ０より小さく、１フレーム期間で透過率が最終目標値に達しない場合には、遷移不足率は０％より小さくなるが、その場合は遷移不足率の値を０％としてテーブルを作成する。
即ち、遷移不足率予測部２により、輝度信号に対応する透過率である最終目標値が現在の透過率よりも高い液晶素子に対して、その液晶素子が所定時間で最終目標値に到達するか否かが判断される（到達しない場合に正の遷移不足率が出力される）。

次に、ブロックゲイン算出部３におけるバックライト制御値Ｒ３００および選択バックライト制御値Ｒ３の決定方法の詳細について述べる。
ブロックゲイン算出部３の構成を図６に示す。
一時記憶部３００は、液晶素子毎の赤成分遷移不足率Ｒ２、緑成分遷移不足率Ｒ２２、青成分遷移不足率Ｒ３２を１フレーム分記憶する。そして、ゲイン算出部Ａ３１０〜ゲイン算出部Ｆ３６０の要求に応じてブロック遷移不足率Ｒ３０１〜ブロック遷移不足率Ｒ３０６を出力する。
ゲイン算出部Ａ３１０は、一時記憶部３００からブロック遷移不足率Ｒ３０１としてブロックＡに対応する各液晶素子の遷移不足率を取得して、ブロックＡに対応するバックライト制御値Ｒ３１０を算出する。ゲイン算出部Ａ３１０の動作の詳細は後述する。ゲイン算出部Ｂ３２０〜ゲイン算出部Ｆ３６０は、ゲイン算出部Ａ３１０と同様に、ブロックＢ〜ブロックＦに対応するバックライト制御値Ｒ３２０〜バックライト制御値Ｒ３６０を算出する。
ゲイン選択部３９０は、目標透過率設定部５での処理の対象とする液晶素子に対応したバックライト制御値を、バックライト制御値Ｒ３１０〜バックライト制御値Ｒ３６０から選択して選択バックライト制御値Ｒ３として出力する。

次に、ゲイン算出部Ａ３１０の動作の詳細を説明する。
ゲイン算出部Ａ３１０の動作のフローチャートを図７に示す。
ステップＳ３０１では、ゲインＧの初期値を１（＝１００％）に設定する。
ステップＳ３０２では、バックライトモジュール１２のブロックＡに対応する各液晶素子の遷移不足率Ｄｅを一時記憶部３００より順次取得する。具体的には、液晶素子ごとに、赤成分遷移不足率、緑成分遷移不足率、青成分遷移不足率、の順に遷移不足率Ｄｅを取得する。また、図８に示すように左上の液晶素子から右下の液晶素子へ向かうように遷移不足率Ｄｅを順に取得する。そして、ブロックＡに対応する全ての液晶素子の遷移不足率Ｄｅが取得される。
ステップＳ３０３では、遷移率Ｔｒ＝１−Ｄｅを求める。これにより、遷移率Ｔｒとして、最終目標値に対する所定時間で到達する透過率の割合が算出される。即ち、図７の例では、透過率Ｔ１’が現フレームの透過率、透過率Ｔ２’が最終目標値である場合に、透過率Ｔ１’／透過率Ｔ２’が遷移率として算出される。
ステップＳ３０４では、ゲインＧと遷移率Ｔｒの逆数を比較し、値の大きい方を新たなゲインＧとする。
ステップＳ３０５では、ブロックＡ内の全液晶素子の遷移不足率Ｄｅを取得したか否かを判定する。全て取得していればステップＳ３０６へ進む。そうでなければステップＳ３０２へ進む。
ステップＳ３０６では、ゲインＧをバックライト制御値Ｒ３１０として出力する。即ち、ステップＳ３０６では、ブロック内の各液晶素子の遷移率Ｔｒの逆数の最大値がバックライト制御値Ｒ３１０として出力される。

なお、ゲイン算出部Ａ３１０は、制御部９９により不図示の制御線を通じて制御される。また、ゲイン算出部Ｂ３２０〜ゲイン算出部Ｆ３６０におけるバックライト制御値Ｒ３２０〜バックライト制御値Ｒ３６０の算出方法は、ゲイン算出部Ａ３１０におけるバックライト制御値Ｒ３１０の算出方法と同様であるため、その説明は省略する。
なお、図７のフローチャートは、１フレーム分の全ての遷移不足率が一時記憶部３００に記憶された後の映像のブランキング期間に実行されることを想定しているが、遷移不足率の一時記憶とゲインＧの算出とを並列に行う構成であってもよい。

上述したように、本実施例では、前フレーム目標輝度値Ｒ４を選択バックライト制御値Ｒ３で除算した値が目標透過率Ｒ５とされる。
また、図７のフローチャートから、遷移不足率予測部２で透過率が所定時間で最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在しない場合には、選択バックライト制御値Ｒ３は１となる。そのため、そのような場合には、最終目標値が目標透過率Ｒ５に設定される。そして、バックライト（ＬＥＤ１２２）の光量は標準光量に設定される。
遷移不足率予測部２で透過率が所定時間で最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合には、選択バックライト制御値Ｒ３は１より大きな値となる。そのため、そのような場合には、液晶素子間で共通の低下率（選択バックライト制御値Ｒ３の逆数；遷移率）で最終目標値を低下させることにより得られる、所定時間で到達可能な透過率の値が目標値に設定される。そして、バックライトの光量は、標準光量に上記低下率の逆数（遷移不足率）を乗算した光量に増される。
なお、上述したように、本実施例では、上記制御はブロックごとに行われる。即ち、透過率が所定時間で最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合に、該液晶素子が存在する領域内の液晶素子の目標値として、最終目標値を低下率で低下させた値が設定される。そして、透過率が所定時間で目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する領域に対応する光源の光量が、標準光量に低下率の逆数を乗算した光量に増される。

以上の動作の概念図を図９（Ａ）〜（Ｅ）および図１０（Ａ）〜（Ｅ）に示す。
図９（Ａ）〜（Ｅ）および図１０（Ａ）〜（Ｅ）は、或る液晶素子に対する各制御値のプロファイルを示しており、いずれのプロファイルも横軸は時間を示す。
図９（Ａ）に示すように、目標輝度値が１００％に近い値に増加した場合、理想的なオーバードライブ電圧（電圧制御値）、即ち、１フレーム期間で透過率を目標輝度値に対応する透過率へ遷移させるための電圧制御値は液晶ドライバの動作範囲を超えてしまう。そのため、一般的なオーバードライブ駆動では、オーバードライブ電圧は液晶ドライバの印加可能な最大電圧に制限される（図９（Ｂ））。その結果、液晶素子の透過率は１フレーム期間内で目標輝度値に対応する透過率（最終目標値）まで遷移されない（図９（Ｃ））。即ち、１フレーム期間よりも長い時間をかけて最終目標値へ遷移することになる。このとき、従来の構成では、バックライトモジュールは一様に発光している（図９（Ｄ））。そのため、表示装置で観察される実際の輝度は、図９（Ｅ）の実質輝度プロファイルに示すように、透過率が最終目標値に達しないフレームで低い値となる。このような輝度の不足は、観察者に動きぼやけとして認識される。

本実施例によれば、上述した状況（図９（Ａ）〜（Ｃ）の状況）でも動きぼやけを軽減することができる。図１０（Ａ）〜（Ｃ）は図９（Ａ）〜（Ｃ）と同様のため、その説明は省略する。本実施例では、透過率の不足分（遷移不足率）が遷移不足率予測部２で予測され、予測された透過率の不足分を補うよう、バックライトの輝度がゲインアップされる（図１０（Ｄ））。表示装置で観察される実際の輝度はバックライトの輝度と液晶素子の透過率で決まるため、図１０（Ｅ）の実線で示すように、観察者には、液晶素子の透過率が十分な速さで最終目標値まで遷移した場合と同等の輝度が観察される（破線は従来の遷移を示す）。それにより、図１０（Ａ）〜（Ｃ）（図９（Ａ）〜（Ｃ））のような状況においても、動きぼやけを軽減することができる。

ただし、本実施例で想定しているバックライトモジュールでは赤、緑、青の液晶素子の光源として共通の白色ＬＥＤ光源が用いられるため、同一のブロックに属する赤、緑、青の液晶素子間でバックライトの輝度は共通の値となる。そのため、同一のブロックに属する液晶素子で最もバックライトのゲインアップが必要な液晶素子にあわせて当該ブロックのバックライト制御値を定めることが好ましい（ブロックゲイン算出部３）。他の液晶素子では、定めたバックライト制御値によるゲインアップ分を相殺するように、それぞれの目標透過率を再設定することが好ましい（目標透過率設定部５）。本実施例では、ブロック内の各液晶素子の目標透過率として、該ブロック内の液晶素子間で共通の低下率で最終目標値を低下した値が設定される。それにより、定めたバックライト制御値によるゲインアップ分を相殺するように、バックライトのゲインアップが不要な液晶素子の目標透過率が設定される。

このときの、バックライトのゲインアップが不要な液晶素子の駆動例を図１１（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。図１１（Ａ）〜（Ｅ）には、比較のために図１０（Ａ）〜（Ｅ）の値も併せて示している。
ゲインアップが不要な液晶素子の目標輝度値が図１１（Ａ）の黒丸のように変化する場合（変化量が小さい場合）、この液晶素子では透過率の遷移不足は発生しない。しかし、ゲインアップが必要な液晶素子で発生する遷移不足を補うためにバックライトの点灯レベルが図１１（Ｄ）に示すようにゲインアップされる。そこで、ゲインアップが不要な液晶素子に対しては、該ゲインアップ分を相殺するように目標透過率設定部５にて低めの透過率が設定される。その時の電圧制御値は図１１（Ｂ）の一点鎖線で示した波形となり、また透過率は図１１（Ｃ）の一点鎖線で示した波形となる。このとき、実質輝度プロファイルは図１１（Ｅ）の一点鎖線で示したような波形となり、各色成分の色バランスは元の映像信号を反映した色バランスとなり、色ずれの発生を抑制することができる。

以上述べたように、本実施例によれば、透過率が所定時間で最終目標値に到達しないと
判断された液晶素子が存在する場合には、液晶素子間で共通の低下率で最終目標値を低下させることにより得られる、所定時間で到達可能な透過率の値が目標値に設定される。そして、バックライトの光量は、標準光量に上記低下率の逆数を乗算した光量に増される。具体的には、所定時間後の透過率の不足分がバックライトの光量を増すことで補われ、所定時間で輝度値を目標輝度値に遷移させることができる。その結果、ぼやけの少ない高品質な動画表示を行うことができる。また、本実施例では、電圧制御値の取りうる範囲は制限されないため、階調性は低下されない。

なお、本実施例はバックライトブリンキング技術と組み合わせることもできる。その場合における装置の動作の概念図を図１２（Ａ）〜（Ｃ）に示す。図１２（Ａ）は、図１０（Ｃ）と同様のため、説明は省略する。バックライトドライバ９は、図１２（Ｂ）に示すように、１フレーム期間の前半ではバックライトを消灯して（バックライト点灯レベルを０％にし）、１フレーム期間の後半でバックライト制御値Ｒ３００に基づいたＬＥＤ駆動信号Ｒ９を出力する。その他の構成および制御は本実施例と同様である。このような制御をした場合の実質輝度プロファイルは、図１２（Ｃ）の実線となる（破線は従来の遷移を示す）。は、そのようにこうすることでより動きぼやけの少ない表示が可能となる。
なお、本実施例では、バックライトが複数の光源からなる場合について説明したが、バックライトの光源は１つであってもよい。例えば、１つのＬＥＤランプを光源とする液晶プロジェクターにも本実施例を適用することが可能である。その場合は、本実施例における表示パネルの区分数を１、すなわちバックライト制御値を画面全体で共通の値とすればよい。その他の構成および制御は本実施例と同様とすればよい。
なお、本実施例では、遷移率Ｔｒの最小値を低下率とする構成とした。そのため、輝度信号に対応する透過率である最終目標値が現在の透過率よりも高い全ての液晶素子に対して、所定時間で到達可能な透過率を目標値として設定することが可能となる。但し、この構成に限らない。遷移不足率予測部２で透過率が所定時間で最終目標値に到達しないと判断された液晶素子の遷移率Ｔｒ（最小値ではない）を低下率として設定してもよい。そのような構成にすれば、輝度信号に対応する透過率である最終目標値が現在の透過率よりも高い一部の液晶素子に対して、所定時間で到達可能な透過率を目標値として設定することが可能となる。そのため、上記効果に準じた効果（動きぼやけの抑制効果）を得ることができる。また、遷移率Ｔｒとは別に低下率が設定されてもよい。所定時間で到達可能な透過率を目標値として設定することが可能な低下率であれば、上記効果に準じた効果を得ることができる。

＜実施例２＞
本実施例では、バックライトモジュールが、複数の色成分（輝度信号の色成分）に対応する複数の光源を有する場合について説明する。なお、複数の色成分の複数の光源を１つの光源として実施例１と同様の構成とすることも可能であるが、本実施例では、液晶素子および光源を色成分毎に独立して制御する。実施例２に係る画像表示装置の構成を図１３に示す。

ブロックゲイン算出部（赤）１３１は、赤成分遷移不足率Ｒ２を入力して、バックライト制御値（赤）Ｒ１３１１および選択バックライト制御値（赤）Ｒ１３１２を出力する。ブロックゲイン算出部（赤）１３１の動作はブロックゲイン算出部３とほぼ同様であるが、ゲインを決めるために参照する液晶素子は赤成分に対応する液晶素子のみである。
ブロックゲイン算出部（緑）１３２、も同様に緑成分遷移不足率Ｒ２２を入力して、バックライト制御値(緑)Ｒ１３２１と選択バックライト制御値（緑）Ｒ１３２２を出力する。
ブロックゲイン算出部（青）１３３、も同様に青成分遷移不足率Ｒ３２を入力して、バックライト制御値(青)Ｒ１３３１と選択バックライト制御値（青）Ｒ１３３２を出力する。

バックライトドライバ（赤）１９１はバックライト制御値Ｒ１３１１に基づいて、バックライトモジュール１１２の赤色ＬＥＤ１２２１を駆動するＬＥＤ駆動信号（赤）Ｒ１９１を出力する。
バックライトドライバ（緑）１９２も同様にバックライト制御値Ｒ１３２１に基づいて、バックライトモジュール１１２の緑色ＬＥＤ１２２２を駆動するＬＥＤ駆動信号（緑）Ｒ１９２を出力する。
バックライトドライバ（青）１９３も同様にバックライト制御値Ｒ１３３１に基づいて、バックライトモジュール１１２の青色ＬＥＤ１２２３を駆動するＬＥＤ駆動信号（青）Ｒ１９３を出力する。

ＲＧＢバックライトモジュール１１２の構造の俯瞰図を図１４に示す。バックライトモジュール１２の構造とほぼ同一であるが、光源としてそれぞれのブロックに赤緑青３種の発光ダイオードが配置されている。赤色ＬＥＤ１２２１は、ＬＥＤ駆動信号（赤）Ｒ１９１に従って発光する。緑色ＬＥＤ１２２２は、ＬＥＤ駆動信号（緑）Ｒ１９２に従って発光する。青色ＬＥＤ１２２３は、ＬＥＤ駆動信号（青）Ｒ１９２に従って発光する。
その他の構成部材、制御等は実施例１に示した画像表示装置と同様である。

なお、他の構成は、実施例１と同様とする。

上記構成により、本実施例では、透過率が所定時間で最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合に、該液晶素子の色成分に対応する液晶素子の目標値として、最終目標値を低下率で低下させた値が設定される。そして、透過率が所定の時間で目標値に到達しないと判断された液晶素子の色成分に対応する光源の光量が、標準光量に低下率の逆数を乗算した光量に増される。

実施例２に係る画像表示装置の動作の概念図を図１５（Ａ）〜（Ｅ）に示す。
図１５（Ａ）の白丸は、遷移不足が発生する目標輝度値の変化を示す。図１５（Ａ）の黒丸は、遷移不足が発生しない目標輝度値の変化であって、白丸の液晶素子とは色成分が異なる液晶素子の目標輝度値の変化を示す。図１５（Ｂ）〜（Ｅ）の破線、一点鎖線は、それぞれ、図１５（Ａ）の白丸の液晶素子の値、黒丸の液晶素子の値である。本実施例では、図１５（Ｄ）に示すように、或る色成分の液晶素子で遷移不足が発生しても、その色成分に対応するバックライトの制御は、他の色成分に対応するバックライトの制御に影響しない。また、各液晶素子の電圧制御値は図１５（Ｂ）に示すように制御され、液晶透過率は図１５（Ｃ）に示すように制御される。そして、実質輝度プロファイルは、図１５（Ｅ）に示したように変化する。即ち、実施例１における動作概念図の図１１と比較すると、実施例２の場合は黒丸で示した色成分の輝度プロファイルが滑らかに変化していることがわかる。すなわち、遷移不足が発生する色成分の実際の輝度値は、実施例１と同様となり、遷移不足が発生しない色成分の実際の輝度値は、実施例１よりも滑らかに変化させることができる。
なお、実施例２の構成は、実施例１の構成に比べ必要なコストが高くなるので、特に高品位な装置を構成する必要がある場合に用いると良い。
なお、実施例１，２では、透過型液晶の場合を例に挙げて説明したが、反射型液晶（太陽光など自然の光を反射するもの、画面前面に光源を配置するフロントライト型、画面横に光源を配置するサイドライト型等）であっても適用可能である。実施例１，２において記載した「透過率」を「反射率」に置き換えると、反射型液晶でも実現可能である。また、半透過型液晶（透過型液晶と反射型液晶の特長を併せ持ったもの）であってもよく、その場合は、透過率と反射率の合計値を用いればよい。また、液晶に限定されるものではなく、ブラウン管やＤＬＰ（Digital Light Processing：デジタルミラーデバイスを用いた映像表示システム）であってもよい。

１ 赤成分駆動制御値決定部
２ 遷移不足率予測部
３ ブロックゲイン算出部
９ バックライトドライバ
１０ 液晶ドライバ
１１ 液晶パネル
１２ バックライトモジュール
２１ 緑成分駆動制御値決定部
３１ 青成分駆動制御値決定部

Claims (6)

1. 複数の液晶素子を有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルの背面側に設けられた光源と、
   入力された輝度信号に基づいて前記複数の液晶素子を制御することにより、前記光源からの光の透過率を目標値に遷移させる素子制御手段と、
   前記輝度信号に対応する透過率である最終目標値が現在の透過率よりも高い液晶素子に対して、その液晶素子の透過率が所定時間で前記最終目標値に到達するか否かを判断する判断手段と、
   前記光源の光量を制御する光源制御手段と、
   を有し、
   前記判断手段で透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在しない場合に、前記素子制御手段は、前記最終目標値を前記目標値に設定し、前記光源制御手段は、前記光源の光量を標準光量に設定し、
   前記判断手段で透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合に、前記素子制御手段は、前記液晶素子間で共通の低下率で前記最終目標値を低下させることにより得られる、前記所定時間で到達可能な透過率の値を前記目標値に設定し、前記光源制御手段は、前記光源の光量を前記標準光量に前記低下率の逆数を乗算した光量に増す制御を行う
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記低下率は、前記判断手段で透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子の、該最終目標値に対する前記所定時間で到達する透過率の割合である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記低下率は、前記判断手段で透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された複数の液晶素子の前記割合の最小値である
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記液晶パネルは複数の領域に区分されており、
   前記光源は、前記複数の領域に対応する複数の光源であり、
   前記判断手段で透過率が前記所定時間で最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合に、前記素子制御手段は、該液晶素子が存在する領域内の液晶素子の目標値として、前記最終目標値を前記低下率で低下させた値を設定し、前記光源制御手段は、前記判断手段で透過率が前記所定時間で目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する領域に対応する光源の光量を、前記標準光量に前記低下率の逆数を乗算した光量に増す制御を行う
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記輝度信号は、色成分毎の信号であり、
   前記液晶パネルは、複数の色成分に対応する複数の液晶素子を有しており、
   前記光源は、前記複数の色成分に対応する複数の光源であり、
   前記判断手段で透過率が前記所定時間で最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合に、前記素子制御手段は、該液晶素子の色成分に対応する液晶素子の目標値として、前記最終目標値を前記低下率で低下させた値を設定し、前記光源制御手段は、前記透過率が前記所定の時間で前記目標値に到達しないと判断された液晶素子の色成分に対応する光源の光量を、前記標準光量に前記低下率の逆数を乗算した光量に増す制御を行う
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 複数の液晶素子を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面側に設けられた光源と、を有する画像表示装置の制御方法であって、
   入力された輝度信号に基づいて前記複数の液晶素子を制御することにより、前記光源からの光の透過率を目標値に遷移させる素子制御ステップと、
   前記輝度信号に対応する透過率である最終目標値が現在の透過率よりも高い液晶素子に対して、その液晶素子の透過率が所定時間で前記最終目標値に到達するか否かを判断する判断ステップと、
   前記光源の光量を制御する光源制御ステップと、
   を有し、
   前記判断ステップで透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在しない場合に、前記素子制御ステップでは、前記最終目標値を前記目標値に設定し、前記光源制御ステップでは、前記光源の光量を標準光量に設定し、
   前記判断ステップで透過率が前記所定時間で前記最終目標値に到達しないと判断された液晶素子が存在する場合に、前記素子制御ステップでは、前記液晶素子間で共通の低下率で前記最終目標値を低下させることにより得られる、前記所定時間で到達可能な透過率の値を前記目標値に設定し、前記光源制御ステップでは、前記光源の光量を前記標準光量に前記低下率の逆数を乗算した光量に増す制御を行う
   ことを特徴とする画像表示装置の制御方法。

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