JP3962292B2 - Liquid crystal display device and liquid crystal display method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関し、より特定的には、２−３プルダウン方式で処理された入力映像信号を好適に表示することのできる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代の映画のフィルムは通常、２４フレーム毎秒で撮影されている。これをＮＴＳＣ方式のテレビジョンに映すためには２４フレームを３０フレームに変換する必要があり、その変換はテレシネ変換といわれる。テレシネ変換の方式の中でも特に２−３プルダウン方式と呼ばれる、フィルムの各フレームを交互に２フィールド、３フィールドに変換する技術が広く用いられている（図１（ｃ））。このような２−３プルダウンをはじめとするテレシネ変換により、元来映画フィルムであった映像ソースを、トータルの再生スピードを保ちつつテレビジョンで再生すること可能である。ここでインターレース方式において１フレーム期間は２フィールド期間に相当し、本明細書における液晶表示装置は１フィールドごとに液晶パネルの全画素を書き換えるものとする。
【０００３】
しかし２−３プルダウン方式は、元のフィルムの１コマを２フィールドおよび３フィールドに交互に変換している方式上、時間的に不連続な映像となる課題がある。そこで特開２０００−３２４３８７号公報に記載の発明では、フィールド枚数を増すことで時間的連続描写を実現し、この課題を解決している（図１（ｈ））。なお、図１は本発明と従来技術の違いを分かりやすく示した概念図であり、方式上必要なフィールドメモリによる遅延等は考慮していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−３２４３８７号公報に記載の方法は、以下の課題を有しているため、必ずしも最適なものとはいえない。
【０００５】
第１の課題は、液晶表示装置は、ＣＲＴにおけるインパルス型表示とは異なりホールド型表示となる（図１６）ことに起因する。なお図１６は、ＣＲＴおよび液晶表示装置（ノーマリホワイト型）のそれぞれについて、表示画像が黒から白へ変化するときの表示輝度の遷移を示している。液晶表示装置は、次の書込みが行われるまで前の表示を保つので、たとえ書込周波数（垂直周波数）を低下させたとしても表示輝度にそれほど大きな影響を与えないという特性を有する。このような特性を有する液晶表示装置において、同じ画像を多数回書込む解決法は、ドライバ駆動周波数の上昇、ひいては消費電力の増大をもたらす。
【０００６】
第２の課題は、液晶パネルがＩＰＳ液晶モードの場合に、ＩＰＳ液晶モード固有のフリッカあるいはエコー状の尾引きが発生することである。ＩＰＳ液晶モードの液晶パネルは、工法上、電極が保護絶縁膜で覆われているの構造となるのが一般的である（特許第２７０１６９８号）。ＩＰＳ液晶モードに限らず液晶表示装置は一般的に１フィールドごとに書き込み極性を反転させる交流駆動をしている。前記構造ゆえ交流駆動の正負のバランスが崩れると、事実上ＤＣ電圧を印加していることとなり、絶縁膜が分極し、この分極は液晶セルへの印加電圧を打ち消すように働くために表示に影響を及ぼす。
【０００７】
例えば図１７は、ＩＰＳ液晶パネルを用いた液晶表示装置において、白灰白のテストパターンを右方向に１フィールドあたり２画素動かした場合のある走査線上の駆動波形である。横軸は水平方向画素の位置（空間軸）であり、縦方向の並びはフィールド順（離散時間）を示している。交流駆動を行っているため、１フィールドごとに駆動電圧波形の極性が反転している。図１７において、ある画素Ａに着目して駆動電圧の時間変化を調べると図１８（ａ）となる。図１８（ａ）からわかるように、電極にかかるＤＣ成分（低周波成分）はテストパターンが通り過ぎた時にバランスが崩れる。さらに、図１８（ｂ）は、上記着目画素Ａの液晶にかかる電界を示している。電極の電圧のＤＣ成分のバランスが崩れたときに絶縁膜が分極し、その電荷がリークするまでの期間は、画素Ａの液晶にかかる電界のＤＣバランスが一時的に崩れる。このようにＩＰＳ液晶モードでは動画像表示時に交流駆動のＤＣバランスが一時的に崩れるという固有の課題がある。
【０００８】
テストパターンが移動した後の画素は交流駆動のＤＣバランスの崩れにより１フィールドおきに輝度の異なる表示を繰り返すフリッカとなる。このフリッカを単純に正面位置から見たときは単なるフリッカとして知覚されるのであるが、図１９に示すように、ＩＰＳ液晶モードの液晶パネル５０１において灰色背景５０３の中で白いテストパターン５０２を右方向に動かすと、人間の目はこの動きを追ってしまう。テストパターン５０２の動きとフリッカは同期しているので、図２０に示すように視線が時空間方向に方向性を持ち、その結果フリッカパターンは縞模様のパターンに見える。すなわち図１９のように、動くテストパターン５０２の後ろにエコー状の縞模様が尾を引くように知覚されるため（エコー状尾引き５０４）、テレビジョン受像機など動画像を表示する装置としてＩＰＳ液晶モードの液晶表示装置を用いた場合、動画画質が劣化する。これは上記特開２０００−３２４３８７号公報に記載の方法でも同様である。
【０００９】
それゆえに本発明の目的は、上記第１および第２の課題の少なくともいずれかを解決することのできる液晶表示装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
本発明の液晶表示装置（１００）は、入力映像信号に基づいて液晶パネル（１３０）に映像を表示するものであって、映画フィルムの各コマ（図１（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、・・・）を２−３プルダウン処理によって３フィールド（Ａ１、Ａ２、Ａ３等）または２フィールド（Ｂ１、Ｂ２等）に交互に変換して生成された入力映像信号（図１（ｃ））に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データ（Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・）が２４Ｈｚの周期で順次出力されるような映像信号（図１（ｄ））を生成して出力する映像信号処理部（１２０）と、前記映像信号処理部から出力された映像信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する駆動手段（１４０）とを備える。これにより、２−３プルダウン処理特有の課題である時間的な不連続を解消した元のフィルム画像を復元して表示でき、かつ２４Ｈｚという低周波駆動による低消費電力化が可能となる。その際、液晶表示装置のホールド型表示特性のため、低周波駆動をしてもＣＲＴのような輝度低下は発生しない。
【００１１】
また本発明の他の液晶表示装置（２００、３００）は、入力映像信号に基づいて液晶パネル（１３０）に映像を表示するものであって、映画フィルムの各コマ（図１（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、・・・）を２−３プルダウン処理によって３フィールド（Ａ１、Ａ２、Ａ３等）または２フィールド（Ｂ１、Ｂ２等）に交互に変換して生成された入力映像信号（図１（ｃ））に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データ（Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・）が４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の周期で２Ｎ回ずつ順次出力されるような映像信号（図１（ｅ）、図１（ｆ））を生成して出力する映像信号処理部（２２０、３２０）と、前記映像信号処理部から出力された映像信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する駆動手段（１４０）とを備える。これにより、垂直周波数を４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］として駆動し、２−３プルダウン処理特有の課題である時間的な不連続を解消して映像を表示することが可能となる。その際、液晶セルに充電された電荷が時間の経過とともに放電されてしまう特性に起因した液晶表示装置特有のフリッカは軽減されたものとなる。特に、同じ画像を偶数回表示するので、液晶パネルの駆動方法として一般的な交流駆動と組み合わせれば、液晶セルに印加される電圧の正負のバランスが崩れることはなく、液晶パネルとしてＩＰＳ液晶モードのものを使用する場合であってもＩＰＳ液晶モードに固有のフリッカ、エコー状の尾引きは発生しない。
【００１２】
また本発明の液晶表示方法は、入力映像信号に基づいて液晶パネル（１３０）に映像を表示するものであって、映画フィルムの各コマ（図１（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、・・・）を２−３プルダウン処理によって３フィールド（Ａ１、Ａ２、Ａ３等）または２フィールド（Ｂ１、Ｂ２等）に交互に変換して生成された入力映像信号（図１（ｃ））に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データ（Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・）が２４Ｈｚの周期で順次出力されるような映像信号（図１（ｄ））を生成し、生成した映像信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する。
【００１３】
また本発明の他の液晶表示方法は、入力映像信号に基づいて液晶パネル（１３０）に映像を表示するものであって、映画フィルムの各コマ（図１（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、・・・）を２−３プルダウン処理によって３フィールド（Ａ１、Ａ２、Ａ３等）または２フィールド（Ｂ１、Ｂ２等）に交互に変換して生成された入力映像信号（図１（ｃ））に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データ（Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・）が４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の周期で２Ｎ回ずつ順次出力されるような映像信号（図１（ｅ）、図１（ｆ））を生成し、生成した映像信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の種々の実施形態について図面を参照しながら説明する。
なお、各実施形態について詳細に説明する前に、図１に示す概念図を用いて各実施形態の特徴を説明する。図１では、前述したように、方式上必要なフィールドメモリによる遅延等は考慮していない。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、映画のフィルムには、１コマ当たり１／２４秒、つまり２４Ｈｚで画像が記録される。映写機は図１（ｂ）に示すように、毎秒２４フレームの映像を１コマにつき２回ずつ、つまり４８Ｈｚで再生する。その間にはバックライト光を遮断しフィルムを送るための期間が存在する。ところで、映画のフィルムに記録された映像ソースは、例えば各家庭のテレビジョンに送信する際に、図１（ｃ）に示すような２−３プルダウン処理された映像信号に変換される。
【００１６】
従来の技術では、図１（ｈ）に示すように、２−３プルダウン処理された映像信号に基づいてフィルムの各コマを３フィールドに分けて再生する。本発明の第１の実施形態では、図１（ｄ）に示すように、２−３プルダウン処理された映像信号に基づいてフィルムの各コマを１フィールドとして再生する。その結果、従来の技術に比べてドライバ駆動周波数が低下し、消費電力が低減する。本発明の第２の実施形態では、図１（ｅ）または図１（ｆ）に示すように、２−３プルダウン処理された映像信号に基づいてフィルムの各コマを２Ｎフィールド（ただしＮは１以上の整数）に分けて再生する。その結果、１つのコマを交流駆動で偶数回書き込むため、ＩＰＳ液晶モードの液晶パネルを使用する場合にもＤＣバランスが保たれ、フリッカや焼き付きが起こらない。さらに、特にＮ＝１の時には、従来の技術よりも駆動周波数が低くなるため、従来の技術に比べてドライバ駆動周波数が低下し、消費電力が低減するという効果もある。本発明の第３の実施形態では、図１（ｇ）に示すように、バックライトを映写機の再生タイミングと同様のタイミングで点滅させる。その結果、映写機での映写を前提に製作されている映画フィルムを忠実に再生することができる。
【００１７】
以下、実施形態ごとに詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２において、液晶表示装置１００は、２−３プルダウン検出部１１０と、テレシネ映像信号復元処理部１２０と、液晶パネル１３０と、コントローラ１４０と、ゲートドライバ１５０と、ソースドライバ１６０と、バックライト装置１７０とを備える。
【００１８】
液晶表示装置１００に入力された映像信号は、２−３プルダウン検出部１１０に供給される。２−３プルダウン検出部１１０は、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものか否かを判定する。入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであると判定された場合には、テレシネ映像信号復元処理部１２０は、２−３プルダウン検出部１１０の出力を受けて、時間的に連続な２４Ｈｚの元のフィルムに対応する映像信号を復元して出力する。一方、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであると判定されなかった場合には、入力映像信号に準じた垂直周波数で映像信号を出力する。コントローラ１４０は、テレシネ映像信号復元処理部１２０の出力に基づいて、液晶パネル１３０を駆動するためのゲートドライバ１５０およびソースドライバ１６０の制御信号と、ソースドライバ１６０を通じて液晶パネル１３０へ供給すべき映像信号とを出力する。液晶パネル１３０はゲートドライバ１５０およびソースドライバ１６０によって駆動され、バックライト装置１７０からの光を、液晶パネル１３０の各液晶セルに印加される電界に応じた透過率で透過することで、入力映像信号に基づく映像が液晶パネル１３０に表示される。
【００１９】
以下、液晶表示装置１００の各ブロックを詳細に説明する。
図３に、２−３プルダウン検出部１１０の構成を示す。同期分離回路１１５は、入力映像信号から水平、垂直同期信号を生成する。一方で入力映像信号は、１フィールドメモリ１１１に順次書き込まれ、書き込まれたデータは、同期分離回路１１５で生成された垂直同期信号を基準にして１フィールド時間後に順次読み出される。さらに１フィールドメモリ１１１の出力は１フィールドメモリ１１２に入力され、同様に順次書き込まれた後、書き込まれたデータは１フィールド時間後に順次読み出される。こうして１フィールドメモリ１１２の出力は、入力映像信号が２フィールド時間遅延したものとなる（図５（ｃ））。
【００２０】
差分器１１８では、１フィールドメモリ１１２の出力と入力映像信号の差分が算出され、この差分は積分器１１４にて１フィールド時間積分される。なお、積分器１１４は垂直同期信号により１フィールド時間ごとにリセットされる。積分器１１４の出力は、比較器１１６において１フィールド時間に１回、定数レジスタ１１３の値と比較され、これにより映像の動きの有無が判定され、この判定結果が比較器１１６より出力される。ここで、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合、理想的には図５（ｂ）におけるＡ１とＡ３、およびＣ１とＣ３の差分をとった場合、その差分はゼロとなるが、実際の液晶表示装置では入力映像信号にノイズが重畳していたり、水平ジッタが発生しているため、完全にゼロとなるとは限らない。したがって映像のノイズ量などを鑑みて定数レジスタ１１３の値を決定するとよい。
【００２１】
判定回路１１７は、比較器１１６の出力を１フィールドごとに順次蓄積し、こうして蓄積されたデータに基づいて入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかを判定する。２−３プルダウン処理された映像の場合、理想的には５フィールドに１回、比較器１１６の出力が「動き無し」となるはずである。したがって判定回路１１７は、少なくとも５フィールド分のデータを蓄積する必要がある。しかし偶然に２−３プルダウンを示すパターンが発生することも考えられる。このような誤検出により駆動周波数が頻繁に切り替わると表示に違和感が生じてします。そこでこれを防止するため、判定回路１１７が蓄積するデータ数を多くし、過去の履歴を含む多くのデータから結果を判定することが望ましい。判定回路からは入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかの判定結果と、２−３プルダウン処理された映像であった場合、その位相を知るための信号（図５（ｄ））が出力される。
【００２２】
図４に、テレシネ映像信号復元処理部１２０の構成を示す。制御部１２１は、前述の判定回路１１７からの出力結果に応じて、１フィールドメモリ１２３、１２４の書き込み／読み出しのタイミング、セレクタ１２２の動作を制御するとともに、これらの制御に応じた周波数で液晶パネル１３０を駆動するための新たな同期信号を発生する。図５および図６に、１フィールドメモリ１２３、１２４の制御、セレクタ１２２の制御、液晶パネルの表示状態をそれぞれ示す。ただし図５は、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合のものであり、図６は、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合のものである。このように、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合には、図５に示すように、元のフィルムコマに対応した映像信号に準じて液晶パネル１３０が２４Ｈｚで駆動される。一方、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合には、図６に示すように、入力映像信号に準じて液晶パネル１３０が６０Ｈｚで駆動される。
【００２３】
以上のように、第１の実施形態によれば、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合には、２−３プルダウン処理特有の課題である時間的な不連続を解消した元のフィルム画像を復元して表示でき、かつ２４Ｈｚという低周波駆動による低消費電力化が可能となる。その際、液晶表示装置のホールド型表示特性により、低周波駆動をしてもＣＲＴのような輝度低下は発生しない。一方、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合には、入力映像信号に準じた垂直周波数で入力映像信号を表示することができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかどうかを判定回路１１７が判定し、この判定結果に基づいて制御部１２１は図５の制御または図６の制御を行うとしたが、本発明はこれに限らず、例えば入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかどうかをユーザが判断して何らかの入力手段によって制御部１２１の動作を手動で切り替えても構わない。
【００２５】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図７において、液晶表示装置２００は、２−３プルダウン検出部１１０と、テレシネ映像信号復元処理部２２０と、液晶パネル１３０と、コントローラ１４０と、ゲートドライバ１５０と、ソースドライバ１６０と、バックライト装置１７０とを備える。図７において、図２と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
第２の実施形態は、テレシネ映像信号復元処理部２２０の動作が異なる点以外は第１の実施形態と同様である。２−３プルダウン検出部１１０によって、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであると判定された場合は、テレシネ映像信号復元処理部２２０は、垂直周波数が４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］となるように映像信号および同期信号を出力する。
【００２７】
図８に、テレシネ映像信号復元処理部２２０の構成を示す。図８において、図４と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。制御部２２１は、第１の実施形態と同様に、判定回路１１７からの出力結果に応じて、１フィールドメモリ１２３、１２４の書き込み／読み出しのタイミング、セレクタ１２２の動作を制御するとともに、これらの制御に応じた周波数で液晶パネル１３０を駆動するための新たな同期信号を発生する。ただし、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合の１フィールドメモリ１２３、１２４からのデータの読み出しタイミングが第１の実施形態と異なる。第２の実施形態では、液晶パネル１３０を４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の垂直周波数で駆動する。図９は、例えばＮ＝１の場合（つまり液晶パネル１３０を４８Ｈｚで駆動する場合）の、１フィールドメモリ１２３、１２４の制御、セレクタ１２２の制御、液晶パネルの表示状態をそれぞれ示しており、図１０は、例えばＮ＝２の場合（つまり液晶パネル１３０を９６Ｈｚで駆動する場合）の、１フィールドメモリ１２３、１２４の制御、セレクタ１２２の制御、液晶パネルの表示状態をそれぞれ示している。ただし、図９および図１０は、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合のものである。入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合のものについては図６と同一であるため図示を省略する。このように、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合には、図９および図１０に示すように、元のフィルムコマの偶数倍の周波数で液晶パネル１３０が駆動される。
【００２８】
以上のように、第２の実施形態によれば、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合には、２−３プルダウン処理特有の課題である時間的な不連続を解消した元のフィルム画像を復元して表示でき、一方、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合には、入力映像信号に準じた垂直周波数で入力映像信号を表示することができる。
【００２９】
なお、液晶表示装置は、液晶セルに充電された電荷が時間の経過とともに放電されてしまうという特性を有する。この放電の程度は液晶材料や画素トランジスタ性能などに依存するが、１フィールドの時間内で表示輝度の微小な変動をもたらす。特にその変動は、図１１に示すように垂直周波数が低いほど顕著である。なお図１１の測定条件は、ＴＮ液晶モードにおける中間調表示で、パネルはノーマリーホワイトである。したがって、垂直周波数を低下させた場合、液晶表示装置固有のフリッカが発生する場合がある。このフリッカは同じ階調の画像を続けて表示する場合に目につきやすい。そこで、前述の整数Ｎは、画面にて観察されるフリッカ、ドライバ動作速度、消費電力等を鑑み決定するとよい。特にＮ＝１の場合には、図１（ｈ）に示す従来技術に比べて垂直周波数が低減するため消費電力を低減できるとともに、前述の第１の実施形態に比べて垂直周波数が増大するためフリッカを抑圧することができる。
【００３０】
さらに本実施形態によれば、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合に、液晶パネル１３０を駆動する垂直周波数がフィルムのフレーム数（２４Ｈｚ）の偶数倍となるため、反転駆動をしつつ同じ画像を偶数回表示していることから交流駆動の正負のバランスが崩れることはなく、焼き付きが発生しない効果が得られる。特に、液晶パネル１３０がＩＰＳ液晶モードである場合には、図１９に示したようなＩＰＳ液晶モードに固有のフリッカ、エコー状の尾引きを防止できるため非常に有効である。
【００３１】
なお、本実施形態では、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかどうかを判定回路１１７が判定し、この判定結果に基づいて制御部２２１は図９、図１０の制御または図６の制御を行うとしたが、本発明はこれに限らず、例えば入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかどうかをユーザが判断して何らかの入力手段によって制御部２２１の動作を手動で切り替えても構わない。
【００３２】
ところで、図１（ｈ）に示すような従来の技術や上述した本発明の第１または第２の実施形態のように、映像信号処理によって２−３プルダウン処理の時間的不連続性を解決したとしても、液晶表示装置のホールド型表示特性により、映写機の画面表示タイミングとは異なり、映写機での映写を前提に製作されている映画フィルムの忠実な再生をしているとは言えない。なお、ＣＲＴなどインパルス型表示のデバイスを用いた場合でも表示タイミングは映写機とは異なる。映写機は毎秒２４フレームの映像を、１コマを２回ずつ、つまり４８Ｈｚで再生している。その間にはバックライト光を遮断しフィルムを送るための期間が存在する（図１（ｂ））。このような映写機および液晶表示装置における表示タイミングの違いは、映像の見え方に差を生じさせる。そこで第３の実施形態として、このような課題を解決する液晶表示装置について説明する。
【００３３】
（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１２において、液晶表示装置３００は、２−３プルダウン検出部１１０と、テレシネ映像信号復元処理部３２０と、液晶パネル１３０と、コントローラ１４０と、ゲートドライバ１５０と、ソースドライバ１６０と、バックライト装置１７０とを備える。図１２において、図２と同様の構成には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
第３の実施形態は、テレシネ映像信号復元処理部３２０からバックライト装置１７０へ点灯または消灯の制御信号が供給される点以外は第１の実施形態と同様である。２−３プルダウン検出部１１０によって、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであると判定された場合は、テレシネ映像信号復元処理部２２０は、バックライト装置１７０を４８Ｈｚでストロボ状に点灯させるような制御信号をバックライト装置１７０に供給する。こうして映写機によるフィルムの再生を模擬することが第３の実施形態の特徴である。
【００３５】
図１３に、テレシネ映像信号復元処理部３２０の構成を示す。図１３において、図４と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。制御部３２１は、第１の実施形態と同様に、判定回路１１７からの出力結果に応じて、１フィールドメモリ１２３、１２４の書き込み／読み出しのタイミング、セレクタ１２２の動作を制御するとともに、これらの制御に応じた周波数で液晶パネル１３０を駆動するための新たな同期信号を発生する。さらに制御部３２１は、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合に、バックライト装置１７０を４８Ｈｚでストロボ状に点灯させるような制御信号を発生する。図１４および図１５に、１フィールドメモリ１２３、１２４の制御、セレクタ１２２の制御、液晶パネルの表示状態、バックライトの制御をそれぞれ示す。ただし図１４は、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合のものであり、図１５は、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合のものである。このように、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合には、図１４に示すように、元のフィルムコマに対応した映像信号に準じて液晶パネル１３０が２４Ｈｚで駆動されるとともに、その映像信号に同期してバックライト装置１７０が４８Ｈｚで間欠点灯する。一方、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合には、図１５に示すように、入力映像信号に準じて液晶パネル１３０が６０Ｈｚで駆動される。このときバックライト装置１７０は常時点灯する。
【００３６】
以上のように、第３の実施形態によれば、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合には、２−３プルダウン処理特有の課題である時間的な不連続を解消した元のフィルム画像を復元して表示でき、さらにバックライトを４８Ｈｚで間欠点灯することで、映写機によるフィルム再生と同様の表示タイミングを得ることができる。一方、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合には、入力映像信号の垂直周波数に準じた垂直周波数で入力映像信号を表示することができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様に２４Ｈｚの垂直周波数で入力映像信号を表示する場合において、バックライト装置１７０を４８Ｈｚで間欠点灯するようにしたが、第２の実施形態と同様に４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の垂直周波数で入力映像信号を表示する場合にも本実施形態を適用することができる。つまり第２の実施形態の場合にもバックライト装置１７０を４８Ｈｚで間欠点灯することにより、映写機によるフィルム再生と同様の表示タイミングを得ることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかどうかを判定回路１１７が判定し、この判定結果に基づいて制御部３２１は図１４の制御または図１５の制御を行うとしたが、本発明はこれに限らず、例えば入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかどうかをユーザが判断して何らかの入力手段によって制御部３２１の動作を手動で切り替えても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態に係る液晶表示装置の動作の特徴を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】２−３プルダウン検出部１１０の構成を示すブロック図である。
【図４】テレシネ映像信号復元処理部１２０の構成を示すブロック図である。
【図５】入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合の第１の実施形態の動作を示すタイミング図である。
【図６】入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合の第１の実施形態の動作を示すタイミング図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図８】テレシネ映像信号復元処理部２２０の構成を示すブロック図である。
【図９】入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合の第２の実施形態の動作の一例を示すタイミング図である。
【図１０】入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合の第２の実施形態の動作の他の例を示すタイミング図である。
【図１１】液晶表示装置における輝度の変動を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】テレシネ映像信号復元処理部３２０の構成を示すブロック図である。
【図１４】入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものである場合の第３の実施形態の動作を示すタイミング図である。
【図１５】入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでない場合の第３の実施形態の動作を示すタイミング図である。
【図１６】液晶およびＣＲＴの表示特性を示す図である。
【図１７】ＩＰＳ液晶パネルにおける駆動波形の変化例を示す図である。
【図１８】図１７に示す着目画素Ａについての駆動電圧および電界の変化を示す図である。
【図１９】ＩＰＳ液晶パネルにおいて発生するエコー状尾引きを示す図である。
【図２０】エコー状尾引きが発生する原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 液晶表示装置
１１０ ２−３プルダウン検出部
１１１、１１２ １フィールドメモリ
１１３ 定数レジスタ
１１４ 積分器
１１５ 同期分離回路
１１６ 比較器
１１７ 判定回路
１１８ 差分器
１２０ テレシネ映像信号復元処理部
１２１ 制御部
１２２ セレクタ
１２３、１２４ １フィールドメモリ
１３０ 液晶パネル
１５０ ゲートドライバ
１６０ ソースドライバ
１７０ バックライト装置
２００ 液晶表示装置
２２０ テレシネ映像信号復元処理部
２２１ 制御部
３００ 液晶表示装置
３２０ テレシネ映像信号復元処理部
３２１ 制御部
５０１ ＩＰＳ液晶モードの液晶パネル
５０２ テストパターン
５０３ 灰色背景
５０４ エコー状尾引き[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device capable of suitably displaying an input video signal processed by a 2-3 pull-down method.
[0002]
[Prior art]
Modern cinema films are usually filmed at 24 frames per second. In order to project this onto an NTSC television, it is necessary to convert 24 frames to 30 frames, and this conversion is called telecine conversion. Among the telecine conversion methods, a technique called “2-3 pull-down method”, in which each frame of the film is alternately converted into 2 fields and 3 fields, is widely used (FIG. 1C). By such telecine conversion including 2-3 pull-down, it is possible to reproduce a video source that was originally a movie film on a television while maintaining a total reproduction speed. Here, in the interlace method, one frame period corresponds to two field periods, and the liquid crystal display device in this specification rewrites all pixels of the liquid crystal panel for each field.
[0003]
However, the 2-3 pull-down method has a problem that a temporally discontinuous image is obtained on the method in which one frame of the original film is alternately converted into 2 fields and 3 fields. Therefore, in the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-324387, the temporal continuous depiction is realized by increasing the number of fields, and this problem is solved (FIG. 1 (h)). FIG. 1 is a conceptual diagram showing the difference between the present invention and the prior art in an easy-to-understand manner, and does not take into account delays caused by field memory necessary for the system.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method described in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-324387 has the following problems and is not necessarily optimal.
[0005]
The first problem is due to the fact that the liquid crystal display device is a hold-type display unlike the impulse-type display in the CRT (FIG. 16). Note that FIG. 16 shows transition of display luminance when the display image changes from black to white for each of the CRT and the liquid crystal display device (normally white type). Since the liquid crystal display device maintains the previous display until the next writing is performed, the liquid crystal display device has a characteristic that the display luminance is not greatly affected even if the writing frequency (vertical frequency) is lowered. In a liquid crystal display device having such characteristics, a solution for writing the same image many times results in an increase in driver driving frequency and thus an increase in power consumption.
[0006]
The second problem is that when the liquid crystal panel is in the IPS liquid crystal mode, flicker or echo-like tailing inherent to the IPS liquid crystal mode occurs. In general, an IPS liquid crystal mode liquid crystal panel has a structure in which an electrode is covered with a protective insulating film (Japanese Patent No. 2701698). The liquid crystal display device is not limited to the IPS liquid crystal mode, and is generally AC driven to reverse the writing polarity for each field. If the positive / negative balance of AC driving is lost due to the above structure, a DC voltage is effectively applied, and the insulating film is polarized, and this polarization acts to cancel the applied voltage to the liquid crystal cell, thus affecting the display. Effect.
[0007]
For example, FIG. 17 shows a driving waveform on a scanning line when a white / white test pattern is moved to the right by two pixels per field in a liquid crystal display device using an IPS liquid crystal panel. The horizontal axis is the position of the pixel in the horizontal direction (space axis), and the arrangement in the vertical direction indicates the field order (discrete time). Since AC driving is performed, the polarity of the driving voltage waveform is reversed for each field. In FIG. 17, when the temporal change of the drive voltage is examined focusing on a certain pixel A, FIG. 18A is obtained. As can be seen from FIG. 18A, the DC component (low frequency component) applied to the electrode is out of balance when the test pattern passes. Further, FIG. 18B shows an electric field applied to the liquid crystal of the pixel of interest A. When the balance of the DC component of the electrode voltage is lost, the insulating film is polarized, and the DC balance of the electric field applied to the liquid crystal of the pixel A is temporarily lost during the period until the charge leaks. As described above, in the IPS liquid crystal mode, there is an inherent problem that the DC balance of the AC drive is temporarily lost during moving image display.
[0008]
The pixel after the test pattern has moved becomes flicker that repeats display with different luminance every other field due to the collapse of the AC drive DC balance. When this flicker is simply viewed from the front position, it is perceived as a simple flicker. However, as shown in FIG. 19, in the liquid crystal panel 501 in the IPS liquid crystal mode, the white test pattern 502 in the gray background 503 is moved in the right direction. If you move it, the human eye will follow this movement. Since the movement of the test pattern 502 and the flicker are synchronized, the line of sight has directionality in the spatio-temporal direction as shown in FIG. 20, and as a result, the flicker pattern looks like a striped pattern. That is, as shown in FIG. 19, since an echo-like striped pattern is perceived to have a tail behind the moving test pattern 502 (echo-like tail 504), an IPS as a device for displaying a moving image, such as a television receiver. When a liquid crystal display device in a liquid crystal mode is used, the moving image quality deteriorates. The same applies to the method described in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-324387.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can solve at least one of the first and second problems.
[0010]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration. Note that reference numerals in parentheses are shown to help understanding of the present invention, and do not limit the present invention.
The liquid crystal display device (100) of the present invention displays an image on the liquid crystal panel (130) based on an input video signal, and each frame (A, B, C, ..) Are converted into 3 fields (A1, A2, A3, etc.) or 2 fields (B1, B2, etc.) alternately by 2-3 pull-down processing into an input video signal (FIG. 1 (c)). Based on this, a video signal (FIG. 1 (d)) is generated and output so that image data (A, B, C,...) Corresponding to each frame of the movie film is sequentially output at a cycle of 24 Hz. And a driving means (140) for driving the liquid crystal panel based on the video signal output from the video signal processing unit. Thereby, it is possible to restore and display the original film image in which the temporal discontinuity that is a problem peculiar to the 2-3 pull-down process is eliminated, and to reduce power consumption by driving at a low frequency of 24 Hz. At that time, due to the hold-type display characteristics of the liquid crystal display device, luminance reduction as in CRT does not occur even if low frequency driving is performed.
[0011]
The other liquid crystal display device (200, 300) of the present invention displays video on the liquid crystal panel (130) based on the input video signal, and each frame of the movie film (A in FIG. 1 (a)). , B, C,...) Are alternately converted into 3 fields (A1, A2, A3, etc.) or 2 fields (B1, B2, etc.) by 2-3 pulldown processing (FIG. 1). (C)), the image data (A, B, C,...) Corresponding to each frame of the motion picture film is 2N times in a cycle of 48 × N (N is an integer of 1 or more) [Hz]. Video signal processing units (220, 320) that generate and output video signals (FIG. 1 (e), FIG. 1 (f)) that are sequentially output one by one, and video signals output from the video signal processing unit And a driving means (140) for driving the liquid crystal panel based on That. As a result, the vertical frequency is driven as 48 × N (N is an integer of 1 or more) [Hz], and it is possible to display the video by eliminating the temporal discontinuity that is a problem peculiar to 2-3 pull-down processing. It becomes. At that time, the flicker peculiar to the liquid crystal display device due to the characteristic that the electric charge charged in the liquid crystal cell is discharged with the passage of time is reduced. In particular, since the same image is displayed an even number of times, when combined with general AC driving as a driving method of the liquid crystal panel, the positive / negative balance of the voltage applied to the liquid crystal cell is not lost, and the IPS liquid crystal mode as the liquid crystal panel Flicker and echo-like tailing inherent to the IPS liquid crystal mode do not occur even when using the above.
[0012]
The liquid crystal display method of the present invention displays an image on the liquid crystal panel (130) based on an input video signal, and each frame of the movie film (A, B, C,. .) Based on an input video signal (FIG. 1 (c)) generated by alternately converting into 3 fields (A1, A2, A3, etc.) or 2 fields (B1, B2, etc.) by 2-3 pulldown processing. A video signal (FIG. 1 (d)) is generated so that image data (A, B, C,...) Corresponding to each frame of the movie film is sequentially output at a cycle of 24 Hz. The liquid crystal panel is driven based on the signal.
[0013]
Another liquid crystal display method of the present invention is to display an image on the liquid crystal panel (130) based on an input video signal, and each frame of the movie film (A, B, C, ..) Are converted into 3 fields (A1, A2, A3, etc.) or 2 fields (B1, B2, etc.) alternately by 2-3 pull-down processing into an input video signal (FIG. 1 (c)). Based on this, image data (A, B, C,...) Corresponding to each frame of the movie film is sequentially output 2N times at a cycle of 48 × N (N is an integer of 1 or more) [Hz]. Such video signals (FIGS. 1E and 1F) are generated, and the liquid crystal panel is driven based on the generated video signals.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, before describing each embodiment in detail, the feature of each embodiment is demonstrated using the conceptual diagram shown in FIG. In FIG. 1, as described above, the delay due to the field memory necessary in the system is not considered.
[0015]
As shown in FIG. 1A, an image is recorded on a movie film at 1/24 seconds per frame, that is, at 24 Hz. As shown in FIG. 1B, the projector reproduces 24 frames of video per second twice, that is, at 48 Hz. In the meantime, there is a period for blocking the backlight and sending the film. By the way, a video source recorded on a movie film is converted into a video signal subjected to 2-3 pull-down processing as shown in FIG.
[0016]
In the conventional technique, as shown in FIG. 1 (h), each frame of the film is reproduced in three fields based on the video signal subjected to 2-3 pull-down processing. In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1D, each frame of the film is reproduced as one field based on the video signal subjected to 2-3 pull-down processing. As a result, the driver driving frequency is reduced and power consumption is reduced as compared with the conventional technique. In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1 (e) or FIG. 1 (f), each frame of the film is set to 2N fields (where N is 1) based on the video signal subjected to 2-3 pulldown processing. Divide into the above integers). As a result, since one frame is written an even number of times by AC driving, DC balance is maintained even when an IPS liquid crystal mode liquid crystal panel is used, and flicker and burn-in do not occur. Further, particularly when N = 1, the driving frequency is lower than that of the conventional technique, so that the driver driving frequency is lowered and the power consumption is reduced as compared with the conventional technique. In the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1 (g), the backlight blinks at the same timing as the playback timing of the projector. As a result, it is possible to faithfully reproduce a movie film that is produced on the assumption that the movie is projected on a projector.
[0017]
Hereinafter, each embodiment will be described in detail.
(First embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. 2, the liquid crystal display device 100 includes a 2-3 pull-down detection unit 110, a telecine video signal restoration processing unit 120, a liquid crystal panel 130, a controller 140, a gate driver 150, a source driver 160, and a backlight device. 170.
[0018]
The video signal input to the liquid crystal display device 100 is supplied to the 2-3 pull-down detection unit 110. The 2-3 pull-down detection unit 110 determines whether or not the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing. When it is determined that the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, the telecine video signal restoration processing unit 120 receives the output of the 2-3 pull-down detection unit 110, and is temporally continuous 24 Hz. The video signal corresponding to the original film is restored and output. On the other hand, if it is not determined that the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, the video signal is output at a vertical frequency in accordance with the input video signal. Based on the output of the telecine video signal restoration processing unit 120, the controller 140 controls the gate driver 150 and the source driver 160 for driving the liquid crystal panel 130 and the video signal to be supplied to the liquid crystal panel 130 through the source driver 160. Is output. The liquid crystal panel 130 is driven by a gate driver 150 and a source driver 160, and transmits light from the backlight device 170 with a transmittance corresponding to an electric field applied to each liquid crystal cell of the liquid crystal panel 130. An image based on the above is displayed on the liquid crystal panel 130.
[0019]
Hereinafter, each block of the liquid crystal display device 100 will be described in detail.
FIG. 3 shows a configuration of the 2-3 pull-down detection unit 110. The sync separation circuit 115 generates a horizontal and vertical sync signal from the input video signal. On the other hand, the input video signal is sequentially written in the one-field memory 111, and the written data is sequentially read out after one field time with reference to the vertical synchronization signal generated by the synchronization separation circuit 115. Further, the output of the one-field memory 111 is input to the one-field memory 112 and similarly written sequentially, and the written data is sequentially read after one field time. Thus, the output of the 1-field memory 112 is the input video signal delayed by 2 field times (FIG. 5C).
[0020]
The difference unit 118 calculates the difference between the output of the one-field memory 112 and the input video signal, and this difference is integrated by the integrator 114 for one field time. The integrator 114 is reset every field time by the vertical synchronizing signal. The output of the integrator 114 is compared with the value of the constant register 113 once per field time in the comparator 116, thereby determining the presence or absence of motion of the video, and the determination result is output from the comparator 116. Here, when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, ideally, when the difference between A1 and A3 and C1 and C3 in FIG. 5B is taken, the difference is zero. However, in an actual liquid crystal display device, noise is superimposed on the input video signal or horizontal jitter is generated, so that it is not always completely zero. Therefore, the value of the constant register 113 may be determined in consideration of the amount of noise in the video.
[0021]
The determination circuit 117 sequentially accumulates the output of the comparator 116 for each field, and determines whether the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing based on the accumulated data. In the case of an image subjected to 2-3 pull down processing, the output of the comparator 116 should ideally be “no motion” once every five fields. Therefore, the determination circuit 117 needs to accumulate data for at least five fields. However, it is also conceivable that a pattern indicating 2-3 pull-down occurs by chance. If the drive frequency is frequently switched due to such erroneous detection, the display will be uncomfortable. In order to prevent this, it is desirable to increase the number of data stored in the determination circuit 117 and determine the result from a large amount of data including past history. From the determination circuit, a determination result as to whether the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, and a signal for knowing the phase when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing (FIG. 5D) ) Is output.
[0022]
FIG. 4 shows the configuration of the telecine video signal restoration processing unit 120. The control unit 121 controls the writing / reading timing of the one-field memories 123 and 124 and the operation of the selector 122 according to the output result from the determination circuit 117 described above, and the liquid crystal panel at a frequency according to these controls. A new synchronization signal for driving 130 is generated. 5 and 6 show the control of the one-field memories 123 and 124, the control of the selector 122, and the display state of the liquid crystal panel, respectively. However, FIG. 5 shows a case where the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing, and FIG. 6 shows a case where the input video signal has not undergone 2-3 pulldown processing. As described above, when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, the liquid crystal panel 130 is driven at 24 Hz according to the video signal corresponding to the original film frame, as shown in FIG. . On the other hand, when the input video signal is not subjected to 2-3 pull-down processing, the liquid crystal panel 130 is driven at 60 Hz according to the input video signal as shown in FIG.
[0023]
As described above, according to the first embodiment, when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, the temporal discontinuity that is a problem peculiar to 2-3 pull-down processing has been eliminated. The original film image can be restored and displayed, and power consumption can be reduced by driving at a low frequency of 24 Hz. At this time, due to the hold-type display characteristics of the liquid crystal display device, luminance reduction as in CRT does not occur even when low frequency driving is performed. On the other hand, when the input video signal is not subjected to 2-3 pulldown processing, the input video signal can be displayed at a vertical frequency according to the input video signal.
[0024]
In the present embodiment, the determination circuit 117 determines whether or not the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, and the control unit 121 performs the control in FIG. 5 or the control in FIG. 6 based on the determination result. However, the present invention is not limited to this. For example, the user determines whether the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing, and manually switches the operation of the control unit 121 by some input means. It doesn't matter.
[0025]
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, a liquid crystal display device 200 includes a 2-3 pull-down detection unit 110, a telecine video signal restoration processing unit 220, a liquid crystal panel 130, a controller 140, a gate driver 150, a source driver 160, and a backlight device. 170. 7, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0026]
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the operation of the telecine video signal restoration processing unit 220 is different. When the 2-3 pulldown detection unit 110 determines that the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing, the telecine video signal restoration processing unit 220 has a vertical frequency of 48 × N (N is 1 or more). The video signal and the synchronization signal are output so that the frequency becomes [Hz].
[0027]
FIG. 8 shows the configuration of the telecine video signal restoration processing unit 220. 8, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. As in the first embodiment, the control unit 221 controls the write / read timing of the one-field memories 123 and 124 and the operation of the selector 122 according to the output result from the determination circuit 117, and controls these A new synchronization signal for driving the liquid crystal panel 130 is generated at a frequency according to the above. However, the timing of reading data from the one-field memories 123 and 124 when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing is different from that of the first embodiment. In the second embodiment, the liquid crystal panel 130 is driven at a vertical frequency of 48 × N (N is an integer of 1 or more) [Hz]. FIG. 9 shows the control of the one-field memories 123 and 124, the control of the selector 122, and the display state of the liquid crystal panel, for example, when N = 1 (that is, when the liquid crystal panel 130 is driven at 48 Hz). 10 indicates, for example, the control of the one-field memories 123 and 124, the control of the selector 122, and the display state of the liquid crystal panel when N = 2 (that is, when the liquid crystal panel 130 is driven at 96 Hz). However, FIGS. 9 and 10 are for the case where the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing. The case where the input video signal is not subjected to 2-3 pull-down processing is the same as that in FIG. As described above, when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, as shown in FIGS. 9 and 10, the liquid crystal panel 130 is driven at a frequency that is an even multiple of the original film frame.
[0028]
As described above, according to the second embodiment, when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, the temporal discontinuity that is a problem peculiar to 2-3 pull-down processing has been eliminated. The original film image can be restored and displayed. On the other hand, if the input video signal is not the one that has undergone 2-3 pulldown processing, the input video signal can be displayed at a vertical frequency in accordance with the input video signal.
[0029]
Note that the liquid crystal display device has a characteristic that the charge charged in the liquid crystal cell is discharged over time. The degree of this discharge depends on the liquid crystal material, the pixel transistor performance, and the like, but causes a minute change in display luminance within one field time. In particular, the fluctuation is more remarkable as the vertical frequency is lower as shown in FIG. The measurement conditions in FIG. 11 are halftone display in the TN liquid crystal mode, and the panel is normally white. Therefore, when the vertical frequency is lowered, flicker unique to the liquid crystal display device may occur. This flicker is easily noticeable when images of the same gradation are continuously displayed. Therefore, the integer N described above may be determined in view of flicker, driver operation speed, power consumption, and the like observed on the screen. In particular, in the case of N = 1, the vertical frequency is reduced as compared with the prior art shown in FIG. 1H, so that power consumption can be reduced and the vertical frequency is increased as compared with the first embodiment. Flicker can be suppressed.
[0030]
Furthermore, according to the present embodiment, when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, the vertical frequency for driving the liquid crystal panel 130 is an even multiple of the number of frames (24 Hz) of the film. Since the same image is displayed an even number of times while the image is displayed, the positive / negative balance of the AC drive is not lost, and an effect that burn-in does not occur is obtained. In particular, when the liquid crystal panel 130 is in the IPS liquid crystal mode, flicker and echo-like tailing inherent to the IPS liquid crystal mode as shown in FIG. 19 can be prevented, which is very effective.
[0031]
In the present embodiment, the determination circuit 117 determines whether or not the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing. Based on the determination result, the control unit 221 performs the control of FIG. 9 and FIG. However, the present invention is not limited to this. For example, the user determines whether the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, and controls the operation of the control unit 221 by some input means. You may switch manually.
[0032]
By the way, the temporal discontinuity of the 2-3 pull-down processing is solved by the video signal processing as in the conventional technique as shown in FIG. 1 (h) or the first or second embodiment of the present invention described above. However, due to the hold-type display characteristics of the liquid crystal display device, unlike the screen display timing of the projector, it cannot be said that the movie film produced on the premise of projection by the projector is faithfully reproduced. Even when an impulse display device such as a CRT is used, the display timing is different from that of the projector. The projector plays back 24 frames of video per second twice, that is, at 48 Hz. In the meantime, there is a period for blocking the backlight and sending the film (FIG. 1B). Such a difference in display timing between the projector and the liquid crystal display device causes a difference in the appearance of the video. Therefore, a liquid crystal display device that solves such a problem will be described as a third embodiment.
[0033]
(Third embodiment)
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 12, a liquid crystal display device 300 includes a 2-3 pull-down detection unit 110, a telecine video signal restoration processing unit 320, a liquid crystal panel 130, a controller 140, a gate driver 150, a source driver 160, and a backlight device. 170. 12, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0034]
The third embodiment is the same as the first embodiment except that a control signal for turning on or off is supplied from the telecine video signal restoration processing unit 320 to the backlight device 170. If the 2-3 pulldown detection unit 110 determines that the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing, the telecine video signal restoration processing unit 220 lights the backlight device 170 in a strobe pattern at 48 Hz. Such a control signal is supplied to the backlight device 170. Thus, the feature of the third embodiment is that the film reproduction by the projector is simulated.
[0035]
FIG. 13 shows the configuration of the telecine video signal restoration processing unit 320. In FIG. 13, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. As in the first embodiment, the control unit 321 controls the write / read timing of the 1-field memories 123 and 124 and the operation of the selector 122 according to the output result from the determination circuit 117, and controls these A new synchronization signal for driving the liquid crystal panel 130 is generated at a frequency according to the above. Further, the control unit 321 generates a control signal for lighting the backlight device 170 in a strobe shape at 48 Hz when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing. 14 and 15 show the control of the one-field memories 123 and 124, the control of the selector 122, the display state of the liquid crystal panel, and the control of the backlight, respectively. However, FIG. 14 shows the case where the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing, and FIG. 15 shows the case where the input video signal has not undergone 2-3 pulldown processing. Thus, when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, the liquid crystal panel 130 is driven at 24 Hz in accordance with the video signal corresponding to the original film frame, as shown in FIG. At the same time, the backlight device 170 is intermittently lit at 48 Hz in synchronization with the video signal. On the other hand, when the input video signal is not subjected to 2-3 pull-down processing, the liquid crystal panel 130 is driven at 60 Hz according to the input video signal as shown in FIG. At this time, the backlight device 170 is always lit.
[0036]
As described above, according to the third embodiment, when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, the temporal discontinuity that is a problem specific to 2-3 pull-down processing has been eliminated. The original film image can be restored and displayed, and the backlight can be intermittently lit at 48 Hz to obtain the same display timing as film playback by a projector. On the other hand, when the input video signal is not subjected to 2-3 pull-down processing, the input video signal can be displayed at a vertical frequency according to the vertical frequency of the input video signal.
[0037]
In the present embodiment, when the input video signal is displayed at a vertical frequency of 24 Hz as in the first embodiment, the backlight device 170 is intermittently lit at 48 Hz. However, in the second embodiment, Similarly, the present embodiment can be applied to a case where an input video signal is displayed at a vertical frequency of 48 × N (N is an integer equal to or greater than 1) [Hz]. That is, also in the case of the second embodiment, the backlight device 170 is intermittently lit at 48 Hz, so that the same display timing as film playback by the projector can be obtained.
[0038]
In the present embodiment, the determination circuit 117 determines whether the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing, and the control unit 321 controls the control in FIG. 14 or the control in FIG. 15 based on the determination result. However, the present invention is not limited to this. For example, the user determines whether the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing, and manually switches the operation of the control unit 321 by some input means. It doesn't matter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing characteristics of operation of a liquid crystal display device according to each embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a 2-3 pull-down detection unit 110. FIG.
4 is a block diagram illustrating a configuration of a telecine video signal restoration processing unit 120. FIG.
FIG. 5 is a timing diagram showing an operation of the first exemplary embodiment when an input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing.
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the first embodiment when the input video signal is not subjected to 2-3 pull-down processing.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
8 is a block diagram showing a configuration of a telecine video signal restoration processing unit 220. FIG.
FIG. 9 is a timing chart showing an example of the operation of the second embodiment when an input video signal is a signal that has undergone 2-3 pull-down processing.
FIG. 10 is a timing diagram showing another example of the operation of the second exemplary embodiment when the input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing.
FIG. 11 is a diagram showing a variation in luminance in a liquid crystal display device.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
13 is a block diagram showing a configuration of a telecine video signal restoration processing unit 320. FIG.
FIG. 14 is a timing chart showing an operation of the third exemplary embodiment when an input video signal has been subjected to 2-3 pull-down processing.
FIG. 15 is a timing chart showing the operation of the third embodiment when the input video signal is not subjected to 2-3 pull-down processing.
FIG. 16 is a diagram showing display characteristics of a liquid crystal and a CRT.
FIG. 17 is a diagram illustrating a change example of a driving waveform in an IPS liquid crystal panel.
18 is a diagram showing changes in drive voltage and electric field for the pixel of interest A shown in FIG.
FIG. 19 is a diagram showing echo-like tailing that occurs in an IPS liquid crystal panel.
FIG. 20 is a diagram for explaining the principle of occurrence of echo-like tailing.
[Explanation of symbols]
100 Liquid crystal display device
110 2-3 pull-down detection unit
111, 112 1 field memory
113 Constant register
114 integrator
115 Sync separation circuit
116 Comparator
117 judgment circuit
118 Differencer
120 Telecine video signal restoration processing unit
121 Control unit
122 Selector
123, 124 1 field memory
130 LCD panel
150 Gate driver
160 Source Driver
170 Backlight device
200 Liquid crystal display device
220 Telecine video signal restoration processing unit
221 control unit
300 Liquid crystal display device
320 Telecine video signal restoration processing unit
321 Control unit
501 IPS LCD mode LCD panel
502 Test pattern
503 gray background
504 Echo tail

Claims (17)

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、
映画フィルムの各コマを２−３プルダウン処理によって３フィールドまたは２フィールドに交互に変換して生成された入力映像信号に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データが２４Ｈｚの周期で順次出力されるような映像信号を生成して出力する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部から出力された映像信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する駆動手段と、
前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを備え、
前記映画フィルムが映写機で再生される場合と同じタイミングで前記バックライト装置が４８Ｈｚで間欠点灯することを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal display device that displays an image on a liquid crystal panel based on an input video signal,
Based on the input video signal generated by alternately converting each frame of the movie film into 3 fields or 2 fields by 2-3 pull-down processing, the image data corresponding to each frame of the movie film is sequentially in a cycle of 24 Hz. A video signal processing unit that generates and outputs a video signal to be output;
Driving means for driving the liquid crystal panel based on the video signal outputted from the image signal processing unit,
A backlight device for irradiating the liquid crystal panel with light;
A liquid crystal display device , wherein the backlight device is intermittently lit at 48 Hz at the same timing as when the movie film is reproduced by a projector . 前記映像信号処理部は、画像データを一時的に記憶する記憶手段と、前記入力映像信号から前記映画フィルムの各コマに対応する画像データを取り出して前記記憶手段に順次書き込み、かつ当該記憶手段に書き込まれた画像データを２４Ｈｚの周期で順次読み出す制御部とを含む、請求項１記載の液晶表示装置。  The video signal processing unit temporarily stores image data, takes out image data corresponding to each frame of the movie film from the input video signal, writes the image data to the storage unit sequentially, and stores the image data in the storage unit. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a controller that sequentially reads the written image data at a cycle of 24 Hz. 前記記憶手段が２つの１フィールドメモリであり、前記制御部は、前記入力映像信号から前記映画フィルムの各コマに対応する画像データを取り出して前記２つの１フィールドメモリに交互に順次書き込み、かつ当該２つの１フィールドメモリに書き込まれた画像データを２４Ｈｚの周期で交互に順次読み出すことを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装置。  The storage means is two one-field memories, and the control unit takes out image data corresponding to each frame of the movie film from the input video signal, writes the image data alternately in the two one-field memories, and 3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the image data written in the two one-field memories are alternately read sequentially at a cycle of 24 Hz. 前記入力映像信号に基づいて２−３プルダウン処理された当該入力映像信号の位相を検出する位相検出手段をさらに備え、前記制御部は、前記位相検出手段が検出した位相に基づいて、前記入力映像信号から前記映画フィルムの各コマに対応する画像データを順次取り出すことを特徴とする、請求項２記載の液晶表示装置。  Phase detection means for detecting the phase of the input video signal that has been subjected to 2-3 pulldown processing based on the input video signal is further provided, and the control unit is configured to detect the input video based on the phase detected by the phase detection means. 3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein image data corresponding to each frame of the motion picture film is sequentially extracted from the signal. 前記位相検出手段は、入力映像信号におけるあるフィールドの画像データと、当該フィールドの２フィールド前の画像データとの同一性を比較することによって前記位相を検出することを特徴とする、請求項４記載の液晶表示装置。  5. The phase detection unit detects the phase by comparing the identity of image data of a certain field in the input video signal with image data of two fields before the field. Liquid crystal display device. 入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかを判定する判定手段をさらに備え、前記映像信号処理部は、
Ａ）前記判定手段によって入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであると判定された場合には、映画フィルムの各コマを２−３プルダウン処理によって３フィールドまたは２フィールドに交互に変換して生成された入力映像信号に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データが２４Ｈｚの周期で順次出力されるような映像信号を生成して出力し、
Ｂ）前記判定手段によって入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでないと判定された場合には、当該入力映像信号に準じた映像信号を出力することを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。The video signal processing unit further includes a determination unit that determines whether the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing.
A) If it is determined by the determination means that the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing, each frame of the movie film is alternately converted into 3 fields or 2 fields by 2-3 pulldown processing. Based on the input video signal generated in this manner, a video signal is generated and output such that image data corresponding to each frame of the movie film is sequentially output in a cycle of 24 Hz,
B) When the determination means determines that the input video signal has not been subjected to 2-3 pull-down processing, the video signal according to the input video signal is output. Liquid crystal display device. 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、
映画フィルムの各コマを２−３プルダウン処理によって３フィールドまたは２フィールドに交互に変換して生成された入力映像信号に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データが４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の周期で２Ｎ回ずつ順次出力されるような映像信号を生成して出力する映像信号処理部と、
前記映像信号処理部から出力された映像信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する駆動手段と、
前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置とを備え、
前記映画フィルムが映写機で再生される場合と同じタイミングで前記バックライト装置が４８Ｈｚで間欠点灯することを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal display device that displays an image on a liquid crystal panel based on an input video signal,
Based on the input video signal generated by alternately converting each frame of the movie film into 3 fields or 2 fields by 2-3 pull-down processing, image data corresponding to each frame of the movie film is 48 × N (N Is a video signal processing unit that generates and outputs a video signal that is sequentially output 2N times at a period of [Hz].
Driving means for driving the liquid crystal panel based on the video signal outputted from the image signal processing unit,
A backlight device for irradiating the liquid crystal panel with light;
A liquid crystal display device , wherein the backlight device is intermittently lit at 48 Hz at the same timing as when the movie film is reproduced by a projector . 前記映像信号処理部は、画像データを一時的に記憶する記憶手段と、前記入力映像信号から前記映画フィルムの各コマに対応する画像データを取り出して前記記憶手段に順次書き込み、かつ当該記憶手段に書き込まれた画像データを４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の周期で２Ｎ回ずつ順次読み出す制御部とを含む、請求項７記載の液晶表示装置。  The video signal processing unit temporarily stores image data, takes out image data corresponding to each frame of the movie film from the input video signal, writes the image data to the storage unit sequentially, and stores the image data in the storage unit. The liquid crystal display device according to claim 7, further comprising a control unit that sequentially reads the written image data 2N times at a cycle of 48 × N (N is an integer of 1 or more) [Hz]. 前記記憶手段が２つの１フィールドメモリであり、前記制御部は、前記入力映像信号から前記映画フィルムの各コマに対応する画像データを取り出して前記２つの１フィールドメモリに交互に順次書き込み、かつ当該２つの１フィールドメモリに書き込まれた画像データを４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の周期で２Ｎ回ずつ交互に順次読み出すことを特徴とする、請求項８記載の液晶表示装置。  The storage means is two one-field memories, and the control unit takes out image data corresponding to each frame of the movie film from the input video signal, writes the image data alternately in the two one-field memories, and 9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the image data written in the two one-field memories are alternately read out 2N times in a cycle of 48 × N (N is an integer of 1 or more) [Hz]. . 前記入力映像信号に基づいて２−３プルダウン処理された当該入力映像信号の位相を検出する位相検出手段をさらに備え、前記制御部は、前記位相検出手段が検出した位相に基づいて、前記入力映像信号から前記映画フィルムの各コマに対応する画像データを順次取り出すことを特徴とする、請求項８記載の液晶表示装置。  Phase detection means for detecting the phase of the input video signal that has been subjected to 2-3 pulldown processing based on the input video signal is further provided, and the control unit is configured to detect the input video based on the phase detected by the phase detection means. 9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein image data corresponding to each frame of the motion picture film is sequentially extracted from the signal. 前記位相検出手段は、入力映像信号におけるあるフィールドの画像データと、当該フィールドの２フィールド前の画像データとの同一性を比較することによって前記位相を検出することを特徴とする、請求項１０記載の液晶表示装置。  11. The phase detection unit detects the phase by comparing the identity of image data of a certain field in the input video signal with image data of two fields before the field. Liquid crystal display device. 入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであるかを判定する判定手段をさらに備え、前記映像信号処理部は、
Ａ）前記判定手段によって入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものであると判定された場合には、映画フィルムの各コマを２−３プルダウン処理によって３フィールドまたは２フィールドに交互に変換して生成された入力映像信号に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データが４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の周期で２Ｎ回ずつ順次出力されるような映像信号を生成して出力し、
Ｂ）前記判定手段によって入力映像信号が２−３プルダウン処理されたものでないと判定された場合には、当該入力映像信号に準じた映像信号を出力することを特徴とする、請求項７記載の液晶表示装置。The video signal processing unit further includes a determination unit that determines whether the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing.
A) If it is determined by the determination means that the input video signal has been subjected to 2-3 pulldown processing, each frame of the movie film is alternately converted into 3 fields or 2 fields by 2-3 pulldown processing. The image data corresponding to each frame of the motion picture film is sequentially output 2N times in a cycle of 48 × N (N is an integer of 1 or more) [Hz] based on the input video signal generated Generate and output a signal,
8. The video signal according to claim 7, wherein when the determination means determines that the input video signal has not been subjected to 2-3 pull-down processing, a video signal according to the input video signal is output. Liquid crystal display device. 前記駆動手段が前記液晶パネルを反転駆動することを特徴とする、請求項７記載の液晶表示装置。  8. The liquid crystal display device according to claim 7, wherein the driving means reversely drives the liquid crystal panel. 前記液晶パネルがＩＰＳ液晶モードであることを特徴とする、請求項１３記載の液晶表示装置。  The liquid crystal display device according to claim 13, wherein the liquid crystal panel is in an IPS liquid crystal mode. 前記Ｎが１であることを特徴とする、請求項７記載の液晶表示装置。  The liquid crystal display device according to claim 7, wherein N is one. 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方法であって、A liquid crystal display method for displaying an image on a liquid crystal panel based on an input video signal,
映画フィルムの各コマを２−３プルダウン処理によって３フィールドまたは２フィールドに交互に変換して生成された入力映像信号に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データが２４Ｈｚの周期で順次出力されるような映像信号を生成し、生成した映像信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する工程と、Based on the input video signal generated by alternately converting each frame of the movie film into 3 fields or 2 fields by 2-3 pull-down processing, the image data corresponding to each frame of the movie film is sequentially in a cycle of 24 Hz. Generating a video signal to be output, and driving the liquid crystal panel based on the generated video signal;
前記映画フィルムが映写機で再生される場合と同じタイミングで前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置が４８Ｈｚで間欠点灯する工程とを備えた液晶表示方法。A liquid crystal display method comprising a step of intermittently lighting a backlight device that irradiates light to the liquid crystal panel at the same timing as when the movie film is reproduced by a projector. 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方法であって、A liquid crystal display method for displaying an image on a liquid crystal panel based on an input video signal,
映画フィルムの各コマを２−３プルダウン処理によって３フィールドまたは２フィールドに交互に変換して生成された入力映像信号に基づいて、前記映画フィルムの各コマに対応する画像データが４８×Ｎ（Ｎは１以上の整数）［Ｈｚ］の周期で２Ｎ回ずつ順次出力されるような映像信号を生成し、生成した映像信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する工程と、Based on the input video signal generated by alternately converting each frame of the movie film into 3 fields or 2 fields by 2-3 pull-down processing, the image data corresponding to each frame of the movie film is 48 × N (N Is an integer greater than or equal to 1) generating a video signal that is sequentially output 2N times at a period of [Hz], and driving the liquid crystal panel based on the generated video signal;
前記映画フィルムが映写機で再生される場合と同じタイミングで前記液晶パネルに光を照射するバックライト装置が４８Ｈｚで間欠点灯する工程とを備えた液晶表示方法。A liquid crystal display method comprising a step of intermittently lighting a backlight device that irradiates light to the liquid crystal panel at the same timing as when the movie film is reproduced by a projector.
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