JP2018045140A - 表示装置及び表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＢＬの発光領域毎に輝度を変えても、フリッカや動画ぼけの低減を維持できる表示装置を提供する事を目的とする。【解決手段】本発明の表示装置は、複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能であり、各発光領域が１フレーム期間に発光期間と非発光期間を有する発光手段と、前記発光手段から照射された光を変調することにより、入力画像データに基づく画像を表示する表示手段と、前記発光手段の各発光領域の発光期間において、時間に対して発光輝度を単調増加させた後に単調減少させる制御手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は表示装置及び表示装置の制御方法に関する。

液晶ディスプレイでは応答速度向上のため、バックライト（以下ＢＬ）のＬＥＤ点灯をパネルの上から下に向けて順次走査して、ＢＬを一定期間消灯するＢＬ黒挿入（ＢＬスキャン）が行われている。
パネル駆動の垂直同期周波数が、６０Ｈｚや５０Ｈｚのように遅い場合、ＢＬスキャンを１垂直周期期間中に１回の点灯とするとフリッカが発生してしまう。このフリッカを抑えるために、１垂直周期期間中に複数回の点灯を行うと、動画ぼけ（重像）が発生することが知られている。
また、ＢＬスキャンを行う際、ＢＬが備える複数の発光領域の順次点灯を行うと、他の発光領域からの漏れ光により動画ぼけ改善効果が変化してしまうことも知られている。
従来技術として、ＢＬの各発光領域に対応する光源を順次走査しながら点灯させる場合に、点灯させる光源の位置に応じて、点灯期間中の電流値を徐々に増加あるいは減少させる制御を行う技術がある。これによって、順次点灯による漏れ光の輝度段差が低減する（特許文献１）。
また、ＢＬ光源を順次走査しながら点灯させる場合、点灯させるタイミングと点灯期間中の電流値を変えることで、順次点灯による漏れ光の輝度段差を低減する技術がある（特許文献２）。

特開２０１３−１４０１８９号公報 特開２０１２−２５２１７０号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示の技術では、発光領域毎に明るさを変えた場合、面内の漏れ光の影響が変化し、漏れ光による輝度段差が発生し、フリッカ感の変化や動画ぼけの変化も発生してしまう。つまり、従来の技術では、ＢＬの発光領域毎に輝度を変化させると、漏れ光によるフリッカや動画ぼけの状態に変化が発生し、画質の悪化が発生してしまっていた。
そこで本発明は、ＢＬの発光領域毎に輝度を変えても、フリッカや動画ぼけの低減を維持できる表示装置を提供する事を目的とする。

本発明の第１態様は、
複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて輝度を制御可能であり、各発光領域が１フレーム期間に発光期間と非発光期間を有する発光手段と、
前記発光手段から照射された光を変調することにより、入力画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
前記発光手段の各発光領域の発光期間において、時間に対して輝度を単調増加させた後に単調減少させる制御手段と、
を備えることを特徴とする表示装置である。

本発明の第２態様は、
複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて輝度を制御可能であり、各発光領域が１フレーム期間に発光期間と非発光期間を有する発光手段と、
前記発光手段から照射された光を変調することにより、入力画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
を備える表示装置の制御方法であって、
前記発光手段の各発光領域の発光期間において、時間に対して輝度を単調増加させた後に単調減少させる制御ステップを有する
ことを特徴とする表示装置の制御方法である。

本発明の第３態様は、本発明に係る表示装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明の表示装置によれば、ＢＬの発光領域毎に輝度を変えても、フリッカや動画ぼけの低減を維持できる。

実施例１で画像中の明るい物体Ｏが移動する際の重像ぼけを示した模式図。 実施例１におけるフリッカ量を示した模式図。 実施例１に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図。 実施例１に係る分割したＢＬの発光領域の模式図。 実施例１に係る光拡散分布Ｆを示す表。 実施例１に係るＢＬ発光領域の光源の駆動電流の時間変化を示した模式図。 実施例１に係る輝度傾斜制御の方法を示す表。 実施例２に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図。 実施例２に係る輝度傾斜制御の方法を示す表。 従来例で画像中の明るい物体Ｏが移動する際の重像ぼけを示す模式図。 従来例におけるフリッカ量を示した模式図。

まず、図１Ａ〜図１Ｇ、図２、図１０Ａ〜図１０Ｇ、図１１を参照して、従来例と比較した場合の、実施例１に係る表示装置における動画応答性の改善原理について説明する。なお、以下の説明では表示装置として液晶表示装置を用いるものとして説明する。

[従来のＢＬスキャン駆動方法における動画ぼけとフリッカの説明]
一般にバックライト（ＢＬ）のＬＥＤ光源から発せられた光は、ＢＬ構造内の拡散シート（不図示）や反射シート（不図示）を経由した透過あるいは反射を繰り返しながら、液晶パネルを透過してゆく。このためＢＬスキャンを行う際、ＢＬが有する複数の発光領域のそれぞれの順次点灯を行うと、他の発光領域からの漏れ光により動画ぼけ改善効果が変化してしまうことが知られている。まず、一般的な従来の方法で、ＢＬの発光領域を表示画面に対して上下２領域に分割してＢＬスキャンを行った場合の、動画ぼけとフリッカについて説明する。

最初に、動画ぼけについて説明する。図１０Ａ〜図１０Ｇは、従来のＢＬスキャンを行った場合に、ＢＬの漏れ光により発生する動画ぼけを示した模式図である。表示画面には、明るい物体Ｏが左から右に移動する動画像が表示されている。図１０Ａは期間ｔ１，ｔ２，ｔ３の３つのフレームの液晶ラインＡ（複数の液晶素子によって形成されるマトリクスのライン）の入力画像データに基づく画像の一例を示す図である。図１０Ａは、暗い背景に明るい物体Ｏが画面の左側から右側に向かって動く動画像の各フレームの液晶ラインＡの例を示している。

図１０Ｂは明るい物体Ｏをディスプレイに表示させた場合の液晶の透過率の一例を示す図である。図１０Ｂの縦軸は透過率を示し、横軸は空間位置（液晶素子の水平方向（左右方向）の位置）を示す。透過率は画像の輝度に対応する。
図１０Ｃは入力される画像データの垂直同期信号の一例を示す図である。期間ｔ１、ｔ２、ｔ３がそれぞれ１フレーム期間であり、垂直同期信号は１フレーム期間毎に１回入力される。

図１０ＤはＢＬ（液晶ラインＡに対応するＢＬ）の点灯状態の一例を示す図である。図１０Ｄの縦軸は時間を示し、横軸は各時刻におけるＢＬの瞬間輝度を示す。図１０Ｄの例では、画面上領域と下領域のそれぞれについて、１フレーム内のＢＬの点灯期間として、１回の点灯期間が設定されている。そして、図１０Ｄは画面上領域及び画面下領域のＢＬ各々が単体で発光した場合と、画面下領域のＢＬ輝度が上領域に漏れて拡散した場合の画面上領域の３つの状態を示す。なお、以下では上領域のＢＬを「上領域ＢＬ」、下領域のＢＬを「下領域ＢＬ」と呼ぶ。

図１０Ｅは、分割した上領域ＢＬの上述の期間ｔ１，ｔ２，ｔ３の３つのフレームの液晶ラインＡの表示画像（画面上に表示された画像）の一例を示す図である。図１０Ｅの縦軸は時間を示し、横軸は空間位置を示す。図１０Ｅの例では、ＢＬ（液晶ラインＡに対応するＢＬ）の点灯期間に入力画像データに基づく画像が表示され、ＢＬの非点灯期間（消灯期間）に黒画像が表示されている。即ち、入力画像データに基づく画像と黒画像とが交互に表示されている。具体的には、入力画像データに基づく画像が２回表示（上領域ＢＬの表示と、下領域ＢＬの漏れ輝度による表示）されており、それぞれの表示輝度は互いに異なる。なお、図１０Ｅでは、明るい物体Ｏの領域のみを示し、背景の領域は省略している。

図１０Ｆは視聴者が明るい物体Ｏの動きを目で追った場合に、視聴者の目の網膜に入力される輝度の積分値、即ち視聴者が知覚する画像（液晶ラインＡの画像）の一例を示す図である。
図１０Ｇは、図１０Ｆの積分値の分布（輝度分布）を示す図である。このように、従来の方法では、図１０Ｇに示すように、明るい物体Ｏの端部に輝度が一定の領域である重像部１２０１が発生する。またこの重像部１２０１は明るい物体Ｏの左右で非対称な明るさとなる。図１０Ｇの符号１２０２は輝度が一定な平坦部を示す。

次に、従来の方法で、フリッカ感がどの程度発生するかを説明する。図１１は、ＢＬスキャンを行った場合に、ＢＬの漏れ光により発生するフリッカ感を示した模式図である。図１１は図１０Ａ〜図１０ＧのＢＬ分割領域の画面上領域のＢＬ点灯を示している。この図１１の例では、各ＢＬ分割領域は、点灯期間が１フレーム期間の２５％で発光している。そして、それぞれの分割領域の輝度を１、下領域ＢＬの上領域ＢＬへの漏れ輝度を０．５とする。

図１１の輝度平均値ＡＶＧ（符号１３００）は、上領域ＢＬの１フレーム期間中の輝度平均値である。Ｓ１（符号１３０１）は、上領域ＢＬが点灯した時の、輝度平均値ＡＶＧよりも高い輝度面積である。
Ｓ２（符号１３０２）は、上領域ＢＬが点灯した時の、輝度平均値ＡＶＧよりも低い輝度面積である。
Ｓ３（符号１３０３）は、下領域ＢＬが点灯した時の、輝度平均値ＡＶＧよりも高い輝度面積である。
Ｓ４（符号１３０４）は、下領域ＢＬが点灯した時の、輝度平均値ＡＶＧよりも低い輝度面積である。

フリッカ量は、１フレーム期間中の輝度変化に対して、式（１）を用いて算出する事ができる。

フリッカ量＝（Ｓ１＋Ｓ２）÷（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）・・・式（１）

図１１の例に対して、式（１）を用いてフリッカ量を計算すると、０．４９となる。このフリッカ量は、表示装置におけるフリッカの度合いを示す。より具体的には、フリッカ量は、１フレーム期間中の輝度平均値ＡＶＧに対して、明るく感じる輝度の割合がどれくらいかを示した数値である。このフリッカ量は、値が大きいほどフリッカ感が大きくなり、値が小さいほどフリッカ感は小さくなる。

＜実施例１＞
[実施例１における動画ぼけとフリッカ改善効果の説明]
実施例１に係る液晶表示装置における動画ぼけとフリッカの現れ方について説明する。ＢＬの分割領域は、図１０Ａ〜図１０Ｇと同様に表示画面に対して上下２領域分割とする。

まず、動画ぼけについて説明する。図１Ａ〜図１Ｇは、本実施例を適用したＢＬスキャンを行った場合に、ＢＬの漏れ光により発生する動画ぼけを示した模式図である。表示画面には、図１０Ａ〜図１０Ｇと同様の明るい物体Ｏが左から右に移動する動画像が表示されている。図１Ａは、期間ｔ１，ｔ２，ｔ３の３つのフレームの液晶ラインＡ（複数の液晶素子によって形成されるマトリクスのライン）の入力画像の一例を示す図である。図１Ａは、暗い背景に明るい物体Ｏが画面の左側から右側に向かって動く画像の例を示している。

図１Ｂは明るい物体Ｏを液晶表示装置に表示させた場合の液晶の透過率の一例を示す図である。図１Ｂの縦軸は透過率を示し、横軸は空間位置（液晶素子の水平方向（左右方向）の位置）を示す。透過率は画像の輝度に対応する。
図１Ｃは入力される画像データの垂直同期信号の一例を示す図である。期間ｔ１、ｔ２、ｔ３がそれぞれ１フレーム期間であり、垂直同期信号は１フレーム期間毎に１回入力される。

図１Ｄは、ＢＬ（液晶ラインＡに対応するＢＬ）の点灯状態の一例を示す図である。図１Ｄの縦軸は時間を示し、横軸は各時刻におけるＢＬの瞬間輝度を示す。図１Ｄの例では、上領域ＢＬとした領域ＢＬのそれぞれについて、１フレーム内のＢＬの点灯期間として、１つの点灯期間が設定されている。図１Ｄは、画面上領域及び画面下領域のＢＬ各々が単体で発光した場合と、画面下領域のＢＬ輝度が上領域に漏れて拡散した場合の画面上領域の３つの状態を示す。

本実施例は、ＢＬの点灯期間において、経過時間に対する輝度の変化に、減少と増加の傾斜を設けることを特徴とする。図１Ｅは、分割した上領域ＢＬの上述した期間ｔ１，ｔ２，ｔ３の３つのフレームの液晶ラインＡの表示画像（画面上に表示された画像）の一例を示す図である。図１Ｅの縦軸は時間を示し、横軸は空間位置を示す。図１Ｅの例では、ＢＬ（液晶ラインＡに対応するＢＬ）の点灯期間に入力画像データに基づく画像が表示され、ＢＬの非点灯期間（消灯期間）に黒画像が表示されている。即ち、入力画像データに基づく画像と黒画像とが交互に表示されている。具体的には、入力画像データに基づく画像が２回表示（上領域ＢＬの表示と、下領域ＢＬの漏れ輝度による表示）されており、それぞれの表示輝度は互いに異なる。なお、図１Ｅでは、明るい物体Ｏの領域のみを示し、背景の領域は省略している。

図１Ｆは視聴者が明るい物体Ｏの動きを目で追った場合に、視聴者の目の網膜に入力される輝度の積分値、即ち視聴者が知覚する画像（液晶ラインＡの画像）の一例を示す図である。
図１Ｇは、図１Ｆの積分値の分布（輝度分布）を示す図である。本実施例では図１Ｇに示すように、ＢＬの経過時間に対する輝度の変化に、減少と増加の傾斜をつけるため、明るい物体Ｏの端部に輝度が徐々に変化する傾斜領域１４０１ができる。図１Ｇの符号１４０２は輝度が一定な平坦部を示す。

次に、本実施例で、フリッカ感がどの程度発生するかを説明する。図２は、本実施例を適用したＢＬスキャンを行った場合に、ＢＬの漏れ光により発生するフリッカ感を示した模式図である。図２は、図１Ａ〜図１ＧのＢＬ分割領域の画面上領域のＢＬ点灯を示している。この図２の例では、ＢＬ分割領域それぞれについて、点灯期間が１フレーム期間の５０％である。そして、それぞれの分割領域の最大輝度を１、下領域ＢＬの上領域ＢＬへの漏れ輝度を０．５とする。

図２のＡＶＧ（符号１５００）は、上領域ＢＬの１フレーム期間中の輝度平均値である。
Ｓ１（符号１５０１）は、上領域ＢＬが点灯した時の、輝度平均値ＡＶＧよりも高い輝度面積である。
Ｓ２（符号１５０２）は、上領域ＢＬが点灯した時の、輝度平均値ＡＶＧよりも低い輝度面積である。
Ｓ３（符号１５０３）は、下領域ＢＬが点灯した時の、輝度平均値ＡＶＧよりも高い輝度面積である。
Ｓ４（符号１５０４）は、下領域ＢＬが点灯した時の、輝度平均値ＡＶＧよりも低い輝度面積である。
フリッカ量は１フレーム期間中の輝度変化に対し、上述した式（１）を用いて算出する事ができる。図２の例に対して計算すると、フリッカ量は０．３２となる。本実施例では、ＢＬの点灯制御する駆動波形は経過時間とともに減少と増加の傾斜が設けられる。本実施例では、図１Ｄや図２で示すように、ＢＬ１０２の各発光領域の発光期間において、時間に対して発光輝度が単調増加した後に、単調減少するという制御が行われる。より詳しくは、ＢＬ１０２の各発光領域の発光期間において、時間に対する発光輝度の変化の割合が略一定になるように発光輝度が増加し、同じ割合で発光輝度が減少するものとする。なお、本実施例では発光輝度の時間変化として、直線的に変化する単調増加・単調減少を例として説明したが、発光輝度が必ずしも直線的に変化しなくてもよい。例えば、発光輝度の増加・減少の過程に、短い時間、発光輝度が一定となってもよい。また、発光輝度が増加する過程に、短い時間、輝度が減少してもよいし、発光輝度の減少の過程に、短い時間、輝度が増加してもよい。上述の短い時間とは、例えば発光輝度の増加・減少の周期に対して十分短い時間とする。また、発光輝度が、曲線的に時間変化してもよい。このような輝度制御を行うと、輝度平均値ＡＶＧに対して、輝度が高くなる期間が少なくなり、フリッカ量を低減する事ができる。

動画ぼけについて、従来の例と本実施例を比較する。まず、明るい物体Ｏの端部の輝度変化を比べると、従来の例は明るい物体Ｏの端部に輝度が一定の領域（重像部１２０１）が発生するが、本実施例では輝度が一定な領域がほとんどない。つまり、本実施例を適用すると、重像を低減することができる。また、輝度が一定な平坦部を従来の例の平坦部１２０２と本実施例の平坦部１４０２で比較すると、本実施例の方が、物体端部まで輝度が高くなるような特性となる。つまり、動画ぼけが発生しない領域が広くなる為、動画ぼけが発生する領域が低減する。

フリッカについて、従来の例と本実施例を比較する。まず、従来の例のフリッカ量が０．４９に対して、本実施例では０．３２となった。つまり、本実施例は従来の例に比べてフリッカ量を低減する事ができる。上述したように本実施例を適用すると、従来の技術に比べ、フリッカ量を低減しつつ、動画ぼけ改善効果の変化を低減することが可能である。

これまで説明を行ったように、動画ぼけとフリッカを低減可能な原理を用いた、本実施例に係る表示装置の動作について詳細な動作を説明する。以下では、実施例１に係る表示装置及びその制御方法について説明する。図３は、本実施例に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、本実施例に係る表示装置は、液晶パネル１０１、ＢＬ（バックライト）１０２を備える。本実施例に係る表示装置は、さらに制御値計算部１０３、輝度拡散プロファイルテーブル１０４、輝度変化推測部１０５、フリッカ量計算部１０６、動画応答性計算部１０７、発光制御部１０８を備える。

液晶パネル１０１は、ＢＬ１０２から照射された光を変調することにより、入力画像データに基づく画像を表示する。より具体的には、液晶パネル１０１は入力された画像データに応じて液晶の透過率を変化させる液晶パネルである。例えば、液晶パネル１０１に含まれる１つの画素が３つのＲＧＢ色に対応したサブ画素を有する。入力された画像データに応じて、液晶パネル１０１はＢＬ１０２から出た光の透過率を変えて、画像表示を行う。なお、本実施例では液晶パネルを用いたが他の方式の透過パネルを用いても構わない。具体的には、表示素子としてＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）シャッターを用いたＭＥＭＳシャッター方式の透過パネルが使用されてもよい。

ＢＬ１０２は、複数の発光領域を有し、複数の発光領域のそれぞれは発光輝度を制御可能である。各発光領域は、ＢＬスキャンのために１フレーム期間に発光期間と非発光期間を有する。ＢＬ１０２は、液晶パネル１０１の背面に設けられる。各発光領域は複数の光源から構成されてもよい。本実施例では、光源としてＬＥＤを用いるものとする。発光領域の発光期間は、対応する光源の点灯期間に相当する。また、非発光期間の光源の点灯状態には、光源が完全に消灯する状態だけでなく、光源が非常に暗く点灯する状態も含まれる。非常に暗い点灯状態とは、例えば発光期間中の光源の平均輝度に対して、十分暗い点灯状態である。本実施例では、説明を簡単にするため、１つの発光領域には１つの電流値が対応し、各発光領域の輝度が制御されるものとして説明する。各発光領域は発光制御部１０８から出力された電流値Ｐ＿ＤＣと、発光期間Ｐ＿ＰＷＭに応じて駆動され、各発光領域に対応するＬＥＤが独立に輝度制御される。なお、本実施例では光源としてＬＥＤを用いるものとしたが、これに限らない。発光領域毎に輝度を制御可能であれば、例えば光源として冷陰極管などを用いても構わない。図４にＢＬ１０２を発光領域毎に分割した模式図を示す。本実施例では、ＢＬ１０２を発光領域に分割する場合、ｍ行、ｎ列に分割するものとする。図４は、ＢＬ１０２を縦方向に４分割、横方向に５分割した例である。正面左上の発光領域は符号１０２０１で示され、ｍ＝０,ｎ＝０に相当する。符号１０２１
５で示される右下の発光領域は、ｍ＝３,ｎ＝４とする。

制御値計算部１０３は、入力画像データに基づいて、発光手段の各発光領域の輝度制御値を算出する。輝度制御値とは、発光領域毎の輝度を制御する値である。
輝度拡散プロファイルテーブル１０４は、光拡散分布Ｆを保存したテーブルデータである。光拡散分布Ｆの詳細については後述する。
輝度変化推測部１０５は、輝度制御値と、各発光領域が発光した場合に該発光領域以外の発光領域に拡散する光の分布を示す光拡散分布と、に基づいて、各発光領域の発光輝度と周囲の発光領域からの漏れ光強度を算出する。輝度の時間変化量やその算出方法については後述する。
フリッカ量計算部１０６は、ＢＬ１０２の発光領域毎に、入力画像データに基づいて該
発光領域以外の発光領域からの漏れ光の影響を反映して、フリッカ量を算出する。より具体的には、フリッカ量計算部１０６は、各発光領域の発光輝度と周囲の発光領域からの漏れ光強度に基づいてフリッカ量を算出する。
動画応答性計算部１０７は、発光領域毎に、入力画像データに基づいて該発光領域以外の発光領域からの漏れ光の影響を反映して、動画ぼけ量を算出する。より具体的には、動画応答性計算部１０７は、各発光領域の発光輝度と周囲の発光領域からの漏れ光強度に基づいて動画ぼけ量を算出する。なお、動画ぼけ量とは表示装置における動画ぼけの度合いを示す値である。動画ぼけ量の詳細は後述する。

発光制御部１０８は、ＢＬ１０２の各発光領域の発光輝度を制御する。本実施例では上述したように、各発光領域の発光期間において、時間に対して発光輝度を単調増加させた後に単調減少させる。電流値Ｐ＿ＤＣは、発光領域に流す最大電流量を制御する電流制御値である。ＢＬ１０２を縦方向にｍ行、横方向にｎ列の発光領域に分割した場合の、ｍ行、ｎ列目の発光領域の電流値はＰ＿ＤＣ_ｍｎとする。発光期間Ｐ＿ＰＷＭは発光領域に電流を流す時間を制御する発光期間制御値であり、ｍ行、ｎ列目の発光領域の発光期間をＰ＿ＰＷＭ_ｍｎとする。

なお、本実施例に係る表示装置は不図示のＣＰＵやＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのワークメモリ、またＣＰＵを動作させるためのプログラムを保存する不揮発性メモリ等を備えてもよい。その場合、表示装置の各機能は、不揮発性メモリに格納されたプログラムがワークメモリに展開され、これをＣＰＵが実行することによって実現される。

[各ＢＬ発光領域の輝度制御値計算]
制御値計算部１０３は、各発光領域の輝度制御値ｂｄを計算する。以下に、計算手順を示す。
（ステップ１）
まず入力された画像データを輝度値に変換する。例えば、ＲＧＢ信号が入力された場合、下記の式（２）を用いて輝度値Ｙに変換する。

Ｙ＝αＲ＋βＧ＋γＢ・・・・・式（２）

α、β、γはＲＧＢそれぞれの信号値を輝度に変換する際の輝度換算係数である。

（ステップ２）
次に発光領域毎にＢＬの明るさを決定する。各発光領域に対応する画素について、ステップ１で計算したＹの平均値ＹＡＧを算出し、該発光領域の明るさとする。ｍ行、ｎ列目の発光領域のＢＬの明るさはＹＡＧ_ｍｎとする。

（ステップ３）
ステップ３では、発光領域毎にＢＬの明るさを輝度制御値に変換する。各発光領域の輝度制御値ｂｄとは発光領域の明るさを制御する情報である。またＢＬの輝度制御単位を縦方向にｍ行、横方向にｎ列に分割した場合、ｍ行、ｎ列目の発光領域の輝度制御値はｂｄ_ｍｎとする。ｂｄ_ｍｎはｍ行×ｎ列の大きさをもつ行列とする。また、この輝度制御値ｂｄは０〜２５５までを範囲とする整数とし、値が大きいほどＢＬ発光領域が明るく発光する。ステップ２で決定した発光領域毎の明るさＹＡＧ_ｍｎ、最大輝度値Ｙ_ｍａｘとした場合、下記の式（３）を用いて各発光領域の輝度制御値ｂｄを計算する。

ｂｄ_ｍｎ＝ＹＡＧ_ｍｎ÷Ｙ_ｍａｘ・・・・・式（３）

[拡散プロファイルデータ]
輝度拡散プロファイルテーブル１０４は、光拡散分布Ｆを保存したテーブルデータである。この光拡散分布ＦはＢＬ発光領域毎に自己エリアが発光した場合にｍ行×ｎ列の発光領域に対して、各発光領域に拡散する光の発光強度を示した分布である。光拡散分布Ｆは、発光する発光領域の位置を示す行番号, 列番号をｍ,ｎ、拡散して行く先のエリア（発
光領域に対応）の行番号, 列番号をｍ’,ｎ’としてＦ_{ｍｎｍ’ｎ’}で表示される４次元
行列である。光拡散分布Ｆの各エリアには０から１までを範囲とする数値が記述されている。ｍ,ｎ＝ｍ’,ｎ’のエリアの値を１として、値が大きいほど拡散される光の強度が強いということを示す。図５に例として、０行、０列目の発光領域が発光したときの光拡散分布Ｆを示す。発光している０行、０列目の発光領域の値は１とし、０行、０列の発光領域から遠ざかると拡散する光が暗くなるために値は小さくなる。

[拡散プロファイルによるＢＬ輝度時間変化推移の計算詳細]
輝度変化推測部１０５は、制御値計算部１０３から出力された各発光領域の輝度制御値ｂｄに応じて輝度の時間変化量を算出する。輝度の時間変化量は、発光領域毎に、当該発光領域の発光がその直上を照明する発光領域別輝度成分ＢＤと、発光タイミング（時刻）が異なる周辺発光領域から漏れてくる光束による拡散光成分Ｋであらわされる。以下に、輝度の時間変化量の計算手順を示す。

（ステップ１）
まずステップ１では、発光領域毎に、該発光領域だけを発光させた場合に、全発光領域に拡散する光の発光強度を示す拡散光成分Ｋを計算する。ｍ行、ｎ列目の発光領域の拡散光成分はＫ_ｍｎとする。Ｋ_ｍｎはｍ×ｎ行の大きさをもつ行列とする。
各発光領域の輝度の直上成分ＢＤは、輝度制御値ｂｄ_ｍｎで当該発光領域のみを単独で発光させた場合の、その直上のＢＬ表面の輝度を示す。ｍ行、ｎ列目の発光領域の直上輝度成分はＢＤ_ｍｎとする。ＢＤ_ｍｎはｍ×ｎ行の大きさをもつ行列とする。
この拡散光成分Ｋは、各発光領域の輝度成分ＢＤと、あらかじめ用意されている光拡散分布Ｆを掛け合わせて求められ、算出式は式（４）となる。

Ｋ_{ｍｎｍ’ｎ’}＝Ｆ_{ｍｎｍ’ｎ’}・ＢＤ_ｍ’ｎ’・・・式（４）

ＢＤ_ｍ’ｎ’は、ｍ’行、ｎ’列目の発光領域が発光した時のＢＬ表面の輝度を示す。Ｆ_{ｍｎｍ’ｎ’}は、ｍ’行、ｎ’列目の発光領域が発光した時のｍ行、ｎ列目の発光領域に拡散する光のプロファイルを示す。Ｋ_{ｍｎｍ’ｎ’}は、ｍ’行、ｎ’列目の発光領域が発光した時のｍ行、ｎ列目の発光領域の拡散光成分を示す。つまり、上記式（３）を用いて算出した拡散光成分Ｋは、ある一つの発光領域（ｍ’行、ｎ’列目の発光領域）が輝度制御値ｂｄで発光した場合に、各発光領域に拡散する輝度を示した値となる。ｍ×ｎ個ある発光領域毎に拡散光成分Ｋ_ｍｎを算出した後に、ステップ２へ進む。

（ステップ２）
次に、発光領域毎に周辺の発光領域から漏れてくる漏れ光強度ＳＤ_ｍｎｔが、拡散光成分Ｋを用いて算出される。漏れ光強度ＳＤ_ｍｎｔは、発光領域毎に、ステップ１で計算した拡散輝度情報Ｋ_{ｍｎｍ’ｎ’}を加算することで計算される。漏れ光強度ＳＤ_ｍｎｔの算出式は式（５）となる。ｍ行、ｎ列目の発光領域で、時刻ｔにおける漏れ光強度はＳＤ_ｍｎｔとする。ＳＤ_ｍｎｔはｍ×ｎ×t行の大きさをもつ行列とする。時刻ｔは１フレーム
期間に各発光領域が順次点灯制御される時刻を表し、１フレーム期間の始まりを０とし、１フレーム期間の最後をＴとする。

ただし、時刻tに発光しない発光領域の拡散輝度情報Ｋ_{ｍｎｍ’ｎ’}は０として計算さ
れる。つまりｍ×ｎ個あるＢＬ発光領域毎に、各時刻の漏れ光強度ＳＤ_ｍｎｔが算出される。このように輝度変化推測部１０５では発光領域毎に、全発光領域が発光することにより直上を照明する発光領域別輝度成分ＢＤと、発光時刻が異なる周辺発光領域から漏れてくる光束ＳＤ_ｍｎｔが算出される。

[フリッカ量計算詳細]
フリッカ量計算部１０６は、輝度変化推測部１０５から出力された発光領域別輝度成分ＢＤと漏れ光強度ＳＤ_ｍｎｔに応じてフリッカ量ＦＬを算出する。フリッカ量ＦＬは、発光領域毎に当該発光領域の時間に対する輝度変化からフリッカの程度を表した数値である。算出式は式（６）、式（７）となる。

ｍ行、ｎ列目の発光領域のフリッカ量はＦＬ_ｍｎとする。ＦＬ_ｍｎはｍ×ｎ行の大きさをもつ行列とする。ＬＡＶＧは、ｍ行、ｎ列目の発光領域の発光領域別輝度成分ＢＤと、漏れ光強度ＳＤ_ｍｎｔの時刻０〜Ｔの総強度を時間Ｔで割った平均強度である。ＦＬは、発光領域毎に、時間変化する輝度の強度変化において、１フレーム期間Ｔの総強度に対する平均強度ＬＡＶＧを越えた強度の割合である。フリッカ量ＦＬは値が大きくなればフリッカ量が大きい事を示し、逆に値が小さくなればフリッカ量が小さいことを示す。

[動画応答性計算詳細]
動画応答性計算部１０７は、輝度変化推測部１０５から出力された発光領域別輝度成分ＢＤと漏れ光強度ＳＤ_ｍｎｔに応じて動画ぼけ量ＧＬを算出する。動画ぼけ量ＧＬは発光領域毎に当該発光領域の時間に対する輝度変化から動画ぼけの程度を表した数値である。動画ぼけ量ＧＬは式（８）を用いて算出される。

ｍ行、ｎ列目の発光領域の動画ぼけ量はＧＬ_ｍｎで表される。ＧＬ_ｍｎはｍ×ｎ行の大きさをもつ行列とする。ＢＬスキャン時は、発光領域別輝度成分ＢＤと、発光領域別拡散光成分Ｋの発光タイミングが異なるため、動画ぼけが原理的に発生してしまう。式（６）では、この発光タイミングが異なる事による動画ぼけ量ＧＬを、発光領域別輝度成分ＢＤ
に対する、ＢＬエリア別拡散光成分ＳＤの割合を計算する事で算出できる。つまり、動画ぼけ量ＧＬは値が大きくなれば、動画ぼけが小さい事が示され、逆に値が小さくなれば動画ぼけが大きいことが示される。

[ＢＬ点灯制御の計算詳細]
発光制御部１０８は、フリッカ量計算部１０６からのフリッカ量ＦＬと、動画応答性計算部１０７からの動画ぼけ量ＧＬに応じて、ＢＬ１０２の各発光領域の駆動電流の時間変化を表す駆動電流波形を制御する。より具体的には、発光制御部１０８は、フリッカ量ＦＬと、動画ぼけ量ＧＬに応じて、各発光領域の発光期間と最大発光輝度を変化させる。まず、基準となる駆動電流波形（以下、「基準電流波形」という）について説明する。図６は、基準電流波形を示した模式図である。基準電流波形１０８０１は各ＢＬ制御領域に流す電流値の時間変化を示す。ｂ＿ｄｃは基準電流波形のピーク電流値、ｂ＿ｐｗｍは基準電流波形の最大発光期間である。このように、ｂ＿ｐｗｍ／２の時間をかけて、徐々に電流値がピーク電流ｂ＿ｄｃ値まで上昇した後、ｂ＿ｐｗｍ／２の時間をかけて電流値が０になる駆動電流波形を基準とする。発光制御部１０８では、発光領域毎に輝度制御値ｂｄに応じた基準電流波形を、相似形で変化させるためのピーク電流値Ｐ＿ＤＣや、発光期間Ｐ＿ＰＷＭを用いて決定する。

次にピーク電流値Ｐ＿ＤＣと、発光期間Ｐ＿ＰＷＭの計算手順を示す。
（ステップ１）
まず、電流波形の形状を決定する。図７に、フリッカ量計算部１０６からのフリッカ量ＦＬと、動画応答性計算部１０７からの動画ぼけ量ＧＬを用いて電流波形形状を補正するマトリクス表を示す。フリッカ量ＦＬと動画ぼけ量ＧＬに応じて、基準電流波形のピーク電流値ｂ＿ｄｃに対する補正後のピーク電流値ｂ＿ｄｃ’の変化比率Ａと、最大発光期間ｂ＿ｐｗｍに対する補正後の最大発光期間ｂ＿ｐｗｍ’の変化比率Ｂが決定される。図７の例では、ＧＬ／ＦＬで表される比が大きいほど、変化比率Ａが大きく、かつ変化比率Ｂが小さくなっている。すなわち、ＧＬ／ＦＬが大きいほど、発光領域の駆動電流波形は、最大電流量が大きくなり（最大輝度が高くなり）、発光期間が短くなるように制御される。

（ステップ２）
ステップ２では、輝度係数Ｃが算出される。輝度係数Ｃは、制御値計算部１０３から入力された輝度制御値ｂｄに、ステップ１で算出した変化比率Ａ、Ｂを適用した場合に輝度が変化しないようにする係数である。下記に示す算出式（９）を用いて、輝度係数Ｃが算出される。

Ｃ_ｍｎ＝（Ａ_ｍｎ×ｂ＿ｄｃ×Ｂ_ｍｎ×ｂ＿ｐｗｍ÷２）÷ＢＤ_ｍｎ・・・式（９）

Ｃ_ｍｎは、ｍ行、ｎ列目の発光領域の輝度係数Ｃを表す。Ｃ_ｍｎはｍ×ｎ行の大きさをもつ行列とする。

（ステップ３）
発光領域毎にピーク電流値Ｐ＿ＤＣは式（１０）を用い、発光期間Ｐ＿ＰＷＭは式（１１）を用いて計算される。

Ｐ＿ＤＣ_ｍｎ＝Ａ_ｍｎ×ｂ＿ｄｃ×Ｃ_ｍｎ・・・式（１０）

Ｐ＿ＰＷＭ_ｍｎ＝Ｂ_ｍｎ×ｂ＿ｐｗｍ×Ｃ_ｍｎ・・・式（１１）

算出したピーク電流値Ｐ＿ＤＣと発光期間Ｐ＿ＰＷＭはＢＬ１０２へ出力される。この
ように、ＢＬの漏れ光によるフリッカ量と動画ぼけ量を検出し、ＢＬ発光領域の発光形状を制御することで、フリッカ量を低減した動画ぼけ改善効果の変化を低減することが可能となる。

本実施例では、図７に示すマトリクス表のように、フリッカ量と動画ぼけ量を、それぞれ「大きい」、「小さい」とのその中間の３通りに分類し３×３のマトリクス表を使用した。しかし、フリッカ量と動画ぼけ量は、より多段階に分類されてもよい。あるいは、フリッカ量及び動画ぼけ量と変化比率Ａ、Ｂが数式によって対応付けられてもよい。これによって、より精度よくフリッカ、動画ぼけを低減することが可能となる。

＜実施例２＞
実施例２では、外光の明るさに応じて、ＢＬスキャンの効果を変化させる制御を行う場合について説明を行う。図８は実施例２に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。実施例１との違いは、発光制御部１０８が制御部２０１に置き換わったことである。以下では、実施例１との差異についてのみ説明する。

[ＢＬ点灯制御の計算詳細]
制御部２０１は、フリッカ量計算部１０６からのフリッカ量ＦＬと、動画応答性計算部１０７からの動画ぼけ量ＧＬ、外光の明るさに応じて、ＢＬ１０２の発光領域の駆動電流波形を制御する。そして、制御部２０１は、本実施例に係る表示装置を照らす外光の明るさを判断する。例えば、制御部２０１は、外光の明るさに関する情報を取得するものとする。明るさに関する情報を得る方法は、例えば表示装置が照度計などのセンサーを備えてもよいし、外部から明るさに関する情報が入力されてもよい。本実施例では、制御部２０１は、外光の明るさに関する情報に基づいて、外光が明るい、または暗いという２通りの判断を下すものとする。また、実施例１の発光制御部１０８と同様に、制御部２０１は、発光領域毎に輝度制御値ｂｄに応じた基準電流波形を相似形で変化させるピーク電流値Ｐ＿ＤＣや、発光期間Ｐ＿ＰＷＭを算出する。以下では、実施例１の発光制御部１０８で行う計算手順との違いについてのみ説明する。

図９Ａ、図９Ｂは、フリッカ量計算部１０６からのフリッカ量ＦＬと、動画応答性計算部１０７からの動画ぼけ量ＧＬを用いて駆動電流波形の形状を決定するためのマトリクス表である。図９Ａは、制御部２０１が外光は暗いと判断した場合に参照されるマトリクス表である。図９Ｂは、制御部２０１が外光は明るいと判断した場合に参照されるマトリクス表である。

図９Ａと図９Ｂのマトリクス表を比較すると、図９Ｂの方が図９Ａよりも、変化比率Ａが小さく、かつ変化比率Ｂが大きくなっている。すなわち、制御部２０１が外光は明るいと判断した場合に、外光は暗いと判断した場合よりも、最大発光輝度が小さく、かつ発光期間が長くなるように駆動電流波形が制御される。このようにマトリクス表を使い分けることで、図９Ｂのマトリクス表は、図９Ａに対して、フリッカ量が小さくなるような駆動電流波形を実現する。一般的に、外光が明るいと視覚特性としてフリッカが視認されやすくなることが知られている。つまり、図９Ｂに示したマトリクス表を用いることで、外光が明るい場合、フリッカ量が小さくなるような制御が可能となり、フリッカ感を低減する事ができる。このように、外光に応じて電流波形を制御する事で、よりフリッカ感を低減することが可能となる。

本実施例では、外光の明るさを２通りに分類し、マトリクス表についても分類に対応する２種類を使用した。しかし、外光の明るさは、より多段階に分類されてもよい。あるいは、外光の明るさを数値化し、明るさ、フリッカ量と動画ぼけ量を数式によって変化比率Ａ、Ｂと対応付けてもよい。これによって、より精密に外光の明るさの影響を反映したフ
リッカ低減が実現される。

なお、実施例１〜２はあくまで一例であり、本発明の要旨の範囲内で実施例１〜２の構成を適宜変形したり変更したりすることにより得られる構成も、本発明に含まれる。実施例１〜２の構成を適宜組み合わせて得られる構成も、本発明に含まれる。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

なお、実施例１〜２の装置の各機能部は、個別のハードウェアであってもよいし、そうでなくてもよい。２つ以上の機能部の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の複数の機能のそれぞれが、個別のハードウェアによって実現されてもよい。１つの機能部の２つ以上の機能が、共通のハードウェアによって実現されてもよい。また、各機能部は、ハードウェアによって実現されてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、装置が、プロセッサと、制御プログラムが格納されたメモリとを有していてもよい。そして、装置が有する少なくとも一部の機能部の機能が、プロセッサがメモリから制御プログラムを読み出して実行することにより実現されてもよい。

１０１ 液晶パネル
１０２ バックライト
１０８ 発光制御部

Claims (15)

1. 複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能であり、各発光領域が１フレーム期間に発光期間と非発光期間を有する発光手段と、
   前記発光手段から照射された光を変調することにより、入力画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
   前記発光手段の各発光領域の発光期間において、時間に対して発光輝度を単調増加させた後に単調減少させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする表示装置。
2. 前記制御手段は、前記発光手段の各発光領域の発光期間において、時間に対する発光輝度の変化の割合が略一定になるように前記発光輝度を増加させ、前記割合で前記発光輝度を減少させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記発光手段の発光領域毎に、前記入力画像データに基づいて該発光領域以外の発光領域からの漏れ光の影響を反映して、前記表示手段におけるフリッカの度合いを示すフリッカ量を算出する第１の算出手段と、
   前記発光領域毎に、前記入力画像データに基づいて該発光領域以外の発光領域からの漏れ光の影響を反映して、前記表示手段における動画ぼけの度合いを示す動画ぼけ量を算出する第２の算出手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記フリッカ量と前記動画ぼけ量とに基づいて、各発光領域の発光期間と最大発光輝度を変化させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記制御手段は、前記動画ぼけ量に対する前記フリッカ量の比が大きいほど、前記最大発光輝度を大きく、かつ前記発光期間を短くする
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記入力画像データに基づいて、前記発光手段の各発光領域の輝度制御値を算出する第３の算出手段と、
   前記輝度制御値と、各発光領域が発光した場合に該発光領域以外の発光領域に拡散する光の分布を示す光拡散分布と、に基づいて、各発光領域の発光輝度と周囲の発光領域からの漏れ光強度を算出する第４の算出手段と、
   を更に備え、
   前記第１の算出手段は、各発光領域の発光輝度と前記漏れ光強度に基づいて前記フリッカ量を算出し、
   前記第２の算出手段は、各発光領域の発光輝度と前記漏れ光強度に基づいて前記動画ぼけ量を算出する
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の表示装置。
6. 前記制御手段は、前記表示装置を照らす外光の明るさを取得し、前記外光の明るさに応じて前記発光手段の各発光領域の発光輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記制御手段は、前記外光が明るいと判断した場合に、前記外光が暗いと判断した場合よりも、前記最大発光輝度を小さく、かつ前記発光期間を長くする
   ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 複数の発光領域を有し、前記複数の発光領域のそれぞれについて発光輝度を制御可能であり、各発光領域が１フレーム期間に発光期間と非発光期間を有する発光手段と、
   前記発光手段から照射された光を変調することにより、入力画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
   を備える表示装置の制御方法であって、
   前記発光手段の各発光領域の発光期間において、時間に対して発光輝度を単調増加させた後に単調減少させる制御ステップを有する
   ことを特徴とする表示装置の制御方法。
9. 前記制御ステップでは、前記発光手段の各発光領域の発光期間において、時間に対する発光輝度の変化の割合が略一定になるように前記発光輝度が増加し、前記割合で前記発光輝度が減少する
   ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置の制御方法。
10. 前記発光手段の発光領域毎に、前記入力画像データに基づいて該発光領域以外の発光領域からの漏れ光の影響を反映して、前記表示手段におけるフリッカの度合いを示すフリッカ量を算出する第１の算出ステップと、
    前記発光領域毎に、前記入力画像データに基づいて該発光領域以外の発光領域からの漏れ光の影響を反映して、前記表示手段における動画ぼけの度合いを示す動画ぼけ量を算出する第２の算出ステップと、
    を有し、
    前記制御ステップでは、前記フリッカ量と前記動画ぼけ量とに基づいて、各発光領域の発光期間と最大発光輝度が変化する
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の表示装置の制御方法。
11. 前記制御ステップでは、前記動画ぼけ量に対する前記フリッカ量の比が大きいほど、前記最大輝度が大きく、かつ前記発光期間が短くなるように制御される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置の制御方法。
12. 前記入力画像データに基づいて、前記発光手段の各発光領域の輝度制御値を算出する第３の算出ステップと、
    前記輝度制御値と、各発光領域が発光した場合に該発光領域以外の発光領域に拡散する光の分布を示す光拡散分布と、に基づいて、各発光領域の発光輝度と周囲の発光領域からの漏れ光強度を算出する第４の算出ステップと、
    を更に有し、
    前記第１の算出ステップでは、各発光領域の発光輝度と前記漏れ光強度に基づいて前記フリッカ量が算出され、
    前記第２の算出ステップでは、各発光領域の発光輝度と前記漏れ光強度に基づいて前記動画ぼけ量が算出される
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の表示装置の制御方法。
13. 前記制御ステップでは、前記表示装置を照らす外光の明るさが取得され、前記外光の明るさに応じて前記発光手段の各発光領域の発光輝度が制御される
    ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法。
14. 前記制御ステップでは、前記外光が明るいと判断された場合に、前記外光が暗いと判断された場合よりも、前記最大発光輝度が小さく、かつ前記発光期間が長くなるように制御される
    ことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の制御方法。
15. 請求項８〜１４のいずれか１項に記載の表示装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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