JP5858847B2 - 液晶表示装置及びその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置及びその制御方法に関する。
液晶表示装置(液晶ディスプレイ)等のホールド型発光の表示装置では、動画を表示させた場合に、移動物体が尾引きをしたような表示となる「動画ぼけ」が生じる。
液晶表示装置の動画ぼけを改善するための技術として、バックライト(BL)をインパルス型発光させるBLスキャン(フレーム間に黒画像を表示する黒挿入)がある。例えば、マトリクス状に配置された複数のLED(光源)を有するバックライトを駆動する際に、画面の上側から下側へ向かってBLライン(複数のLEDによって形成されるマトリクスのライン)毎に、順にLEDを点灯させ、順にLEDを消灯させる技術がある。このようなBLスキャンを1フレームに一回だけしか行わないと、フリッカ妨害が発生してしまう。
このフリッカ妨害を低減するための従来技術は、例えば、特許文献1,2に開示されている。具体的には、特許文献1,2に開示の技術では、バックライトを1フレームに複数回点灯させる制御が行われる。さらに特許文献2に開示の技術では、フレーム毎に異なるタイミングで、バックライトが点灯される。
しかしながら、特許文献1,2などに開示の技術を用いた場合、物体の輪郭が多重に見える重像ぼけが生じてしまう。以下、動画ぼけと重像ぼけについて説明する。
まず、動画ぼけについて図16を用いて説明する。図16は、BLスキャンを行わずに、画面上を左から右に移動する物体の画像を表示した場合に発生する妨害(動画ぼけ)の
一例を示す模式図である。
図16(a)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)の入力画像信号(液晶表示装置に入力された画像信号)の一例を示す図である。図16(a)は、暗い背景B上を明るい物体Oが画面の側から側に向かって動く画像信号の例を示している。
図16(b)は、期間t3での液晶ラインAの液晶素子の透過率の一例を示す図である。図16(b)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16(c)は、入力画像信号の垂直同期信号の一例を示す図である。期間t1,t2,t3はそれぞれ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16(d)は、バックライト(液晶ラインAに対応するバックライト)の点灯状態の一例を示す図である。図16(d)の縦軸は時間を示し、横軸は各時刻におけるバックライトの輝度(瞬時値;瞬間輝度)を示す。図16(d)の例では、バックライトの瞬間輝度が常に1とされている。
図16(e)は、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16(e)の縦軸は時間を示し、横軸は空間位置を示す。図16(e)の例では、バックライトが常に点灯されているため(図16(d))、入力画像信号に基づく画像が常に表示されている。なお、図16(e)では、物体Oの領域のみを示し、背景Bの領域は省略している。
図16(f)は、視聴者(ユーザ)が物体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16(g)は、図16(f)の積分値の分布(輝度分布)を示す図である。図16(b)と図16(g)を比べると、図16(b)では物体Oの縁部の輝度の変化が急峻なのに対し、図16(g)では物体Oの縁部1501の輝度の変化が緩やかとなっている。これは、物体Oの縁部にぼやけ(動画ぼけ)が発生していることを意味する。
次に、重像ぼけについて図17を用いて説明する。図17は、特許文献1や特許文献2に開示のBLスキャンを行って、画面上を左から右に移動する物体の画像を表示した場合に発生する妨害(動画ぼけ、重像ぼけ)の一例を示す模式図である。
図17(a)〜17(c)は、図16(a)〜16(c)と同じである。
図17(d)は、バックライト(液晶ラインAに対応するバックライト)の点灯状態の一例を示す図である。図17(d)の縦軸は時間を示し、横軸は各時刻におけるバックライトの瞬間輝度を示す。図17(d)の例では、1フレーム内のバックライトの点灯期間として、2つの点灯期間が設定されている。なお、各点灯期間のバックライトの瞬間輝度は2とされている。これは、1フレームのバックライトの総発光量を維持するためである。
図17(e)は、期間t1,t2,t3の3つのフレームの液晶ラインAの表示画像の一例を示す図である。図17(e)の縦軸は時間を示し、横軸は空間位置を示す。図17(e)の例では、バックライトの点灯期間に入力画像信号に基づく画像(但し、画像の輝度は図16(e)よりも高い)が表示され、バックライトの非点灯期間(消灯期間)に黒画像が表示されている。即ち、入力画像信号に基づく画像と黒画像とが交互に表示されている。なお、図17(e)では、物体Oの領域のみを示し、背景Bの領域は省略している。
図17(f)は、視聴者が物体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17(g)は、図17(f)の積分値の分布(輝度分布)を示す図である。図17(g)の物体Oの縁部1601の輝度の変化は、図16(g)よりも急峻となっている。これは、物体Oの縁部のぼやけ(動画ぼけ)が改善していることを意味する。しかし、図17(g)の例では、縁部1601の輝度の変化の中に、輝度が一定の領域である平坦部1602が含まれている。平坦部1602の輝度は、背景Bの輝度と物体Oの輝度との略中間の値である。このような平坦部は、重像ぼけをもたらす。
このように、特許文献1や特許文献2に開示のBLスキャンを行うだけでは、フリッカ妨害や動画ぼけを低減することはできても、重像ぼけが発生してしまう。
このような重像ぼけを低減するための従来技術は、例えば、特許文献3に開示されている。具体的には、特許文献3に開示の技術では、1フレームに1回発せられるパルス信号とフレーム周波数より高い周波数で発せられるパルス信号との論理和が点灯信号(バックライトの駆動信号)とされる。特許文献3に開示の技術では、そのような点灯信号を用いることにより、重像ぼけを低減している。
しかしながら、上述した特許文献1〜3に開示の技術では、1フレームのバックライトの点灯回数が一定であるため、表示画像によってフリッカ妨害が視認されてしまうことがある。
特開2000−322029号公報 特開2008−65228号公報 特開2006−18200号公報
本発明は、フリッカ妨害、動きぼけ、及び、重像ぼけを低減することのできる技術を提供することを目的とする。
本発明の第1の液晶表示装置は、
バックライトと、
前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、
フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定する設定手段と、
を有し、
前記設定手段は、
前記液晶パネルの垂直駆動周波数が第1の周波数である場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記垂直駆動周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である場合よりも多い点灯期間を設定するものであり、
1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間を設定する
ことを特徴とする。
本発明の第2の液晶表示装置は、
バックライトと、
前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、
フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定する設定手段と、
を有し、
前記設定手段は、
前記液晶パネルの垂直駆動周波数が第1の周波数である場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記垂直駆動周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である場合よりも多い点灯期間を設定するものであり、
1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間を設定する
ことを特徴とする。
本発明の第の液晶表示装置は、
バックライトと、
前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、
フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定する設定手段と、
を有し、
前記設定手段は、
入力画像データのフレームレートが第1のフレームレートである場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記フレームレートが前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合よりも多い点灯期間を設定するものであり、
1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間を設定する
ことを特徴とする。
本発明の第4の液晶表示装置は、
バックライトと、
前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、
フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定する設定手段と、
を有し、
前記設定手段は、
入力画像データのフレームレートが第1のフレームレートである場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記フレームレートが前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合よりも多い点灯期間を設定するものであり、
1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間を設定する
ことを特徴とする。

本発明の第1の液晶表示装置の制御方法は、
バックライトと、前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定するステップ、を有し、
前記点灯期間を設定するステップは、前記液晶パネルの垂直駆動周波数が第1の周波数である場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記垂直駆動周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である場合よりも多い点灯期間設定するステップであり、
前記点灯期間を設定するステップでは、1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間が設定される
ことを特徴とする。
本発明の第2の液晶表示装置の制御方法は、
バックライトと、前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定するステップ、を有し、
前記点灯期間を設定するステップは、前記液晶パネルの垂直駆動周波数が第1の周波数である場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記垂直駆動周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である場合よりも多い点灯期間を設定するステップであり、
前記点灯期間を設定するステップでは、1フレーム内に3つ以上の点灯期間が設定される際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間が設定される
ことを特徴とする。
本発明の第の液晶表示装置の制御方法は、
バックライトと、前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定するステップ、を有し、
前記点灯期間を設定するステップは、入力画像データのフレームレートが第1のフレームレートである場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記フレームレートが前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合よりも多い点灯期間設定するステップであり、
前記点灯期間を設定するステップでは、1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間が設定される
ことを特徴とする。
本発明の第4の液晶表示装置の制御方法は、
バックライトと、前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定するステップ、を有し、
前記点灯期間を設定するステップは、入力画像データのフレームレートが第1のフレームレートである場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記フレームレートが前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合よりも多い点灯期間を設定するステップであり、
前記点灯期間を設定するステップでは、1フレーム内に3つ以上の点灯期間が設定される際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間が設定される
ことを特徴とする。
本発明によれば、フリッカ妨害、動きぼけ、及び、重像ぼけを低減することができる。
実施例1に係る液晶表示装置の構成の一例 実施例1に係る点灯期間の決定手順の一例 BL調光値と点灯回数の関係を表す関数の一例 点灯回数毎に発光輝度比を表すテーブルの一例 実施例1に係るBL駆動電流の波形の一例 図5のBL駆動電流でバックライトを点灯させた場合の効果の一例 実施例1に係るBL駆動電流の波形の一例 図7のBL駆動電流でバックライトを点灯させた場合の効果の一例 実施例1に係るBL駆動電流の波形の一例 図9(a)のBL駆動電流でバックライトを点灯させた場合の効果の一例 図9(b)のBL駆動電流でバックライトを点灯させた場合の効果の一例 図5の点灯期間の順番を逆にした場合の効果の一例 実施例2に係る液晶表示装置の構成の一例 動き判定値の算出手順の一例 実施例2に係る点灯期間の決定手順の一例 BLスキャンを行わない場合に発生する妨害の一例 従来のBLスキャンを行った場合に発生する妨害の一例
<実施例1>
以下、本発明の実施例1に係る液晶表示装置及びその制御方法について説明する。
図1は、本実施例に係る液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施例に係る液晶表示装置は、パルス変調部101、バックライト制御部102、バックライト103、液晶パネル104、表示制御部105などを有する。
液晶パネル104は、入力画像信号に基づいて透過率が制御される複数の液晶素子を有する。
表示制御部105は、入力画像信号に基づいて、液晶パネル104が有する複数の液晶素子の透過率を制御する。
バックライト103は、液晶パネル104の背面に光を照射する。本実施例では、バックライト103は、液晶パネル104の画面の領域を分割して得られるブロック毎に点灯及び消灯を制御可能な構成を有する。具体的には、バックライト103は、光源として、液晶パネル104の背面と対向するようにマトリクス状に配置された複数のLEDを有するものとする。また、本実施例では、バックライトの明るさを変更可能とする。
なお、バックライトはこれに限らない。例えば、板面が液晶パネル104の背面と対向する導光板と、該導光板の縁部に設けられた光源とを有するエッジライト型バックライトが用いられてもよい。また、光源はLEDに限らない。例えば、光源は冷陰極管であってもよい。
パルス変調部101は、バックライトの点灯期間を設定する。本実施例では、パルス変調部101は、フレーム毎に、長さが互いに異なる複数の点灯期間を設定する。点灯期間の設定方法は後述する。
バックライト制御部102は、パルス変調部101で設定されたバックライトの点灯期間にバックライト103が点灯し、それ以外の期間にバックライト103が消灯するようにバックライト103の点灯及び消灯を制御する。本実施例では、バックライト103を消灯する期間を消灯期間と呼ぶ。
本実施例では、ブロック毎に、そのブロックに属すLEDの点灯期間が設定され、該LEDの点灯及び消灯が制御される。具体的には、1つのBLライン(複数のLEDによって形成されるマトリクスのライン)上の全てのLEDが1ブロックのLEDとされる。そして、画面上側のBLラインから画面下側のBLラインに向かって、各BLラインのLEDが順番に点灯される。
なお、本実施例では、点灯期間の各時刻のバックライトの輝度(瞬時値;瞬間輝度)が予め定められた固定値であるものとするが、バックライトの瞬間輝度は入力画像信号等に基づいて表示制御部105により決定されてもよい。例えば、入力画像信号が暗い画像の信号ときにバックライトの瞬間輝度が低くされてもよい。それにより、1フレームのバックライトの総発光量が低くなり、1フレームのバックライトの明るさが暗くなる。そのような場合には、表示制御部105は、バックライトの瞬間輝度に基づいて、入力画像信号に画像処理を施し、画像処理が施された入力画像信号に基づいて液晶素子の透過率を制御してもよい。例えば、表示制御部105は、入力画像信号に基づくバックライトの明るさの変更によって画面の明るさが変化しないように、入力画像信号に画像処理を施してもよい。そのような構成にすることにより、画像のコントラストを向上したり、消費電力を低減したりすることができる。なお、入力画像信号に基づいて1フレーム内の点灯期間の総時間が決定されてもよい。
パルス変調部101によるバックライトの点灯期間の設定方法(決定方法)について、以下に説明する。
パルス変調部101は、設定されたBL調光値BLaを用いて、1フレーム内のバックライトの点灯回数n(1フレーム内の点灯期間の数)と、各点灯期間の長さBLd(x)及び開始時刻BLp(x)とを決定する。xは、1〜nの整数であり、点灯期間の順番を表す。BLaは、1フレーム内の点灯期間の総時間を示す。BLaが大きいほど、1フレ
ーム内の点灯期間の総時間が長くなり、1フレームのバックライトの明るさが明るくなる(1フレームのバックライトの総発光量が高くなる)。換言すれば、BLaが小さいほど、1フレーム内の点灯期間の総時間が短くなり、1フレームのバックライトの明るさが暗くなる(1フレームのバックライトの総発光量が低くなる)。BLd(x)は、1フレーム内の複数の点灯期間のうち、x番目の点灯期間の長さを示す。BLp(x)は、1フレーム内の複数の点灯期間のうち、x番目の点灯期間の開始時刻を示す。
図2は、点灯回数n、各点灯期間の長さBLd(x)、及び、各点灯期間の開始時刻BLp(x)の決定手順の一例を示すフローチャートである。
まず、パルス変調部101は、画面の明るさが明るいときに、暗いときよりも1フレーム内の点灯期間の数が多くなるように、点灯回数nを決定する(ステップS1021)。これは、画面の明るさが明るいときのほうが、暗いときよりもフリッカ妨害が視認されやすいためである。本実施例では、画面の明るさが明るいときに、暗いときよりも1フレーム内の点灯期間の数(点灯回数n)を多くすることにより、動画ぼけを抑制するとともにフリッカ妨害を精度良く抑制することが可能となる。一方、点灯回数nを多くすると重像ぼけが視認され易くなる。本実施例では、画面の明るさが暗いときに点灯回数nを少なくすることにより、動画ぼけ及びフリッカ妨害を抑制しつつ重像ぼけを抑制することが可能となる。
入力画像信号が一色の画像の信号である場合には、バックライトが明るいほど(BL調
光値BLaが大きいほど)画面が明るくなる。そこで、本実施例では、バックライトの明るさを画面の明るさとして、点灯回数nを決定する。上述したように、本実施例ではバックライトの瞬間輝度が固定値であるため、1フレームのバックライトの明るさは該フレーム内の点灯期間の総時間、即ちBL調光値BLaの設定値に応じて決まる。そのため、本実施例では、BL調光値BLaの設定値に応じて点灯回数nが決定される。それにより、少ない処理量でS1021の処理を実現することができる。BL調光値BLaは、ユーザ操作や、画像の表示モードまたは入力画像信号に基づいて決定(設定)される。例えば、BL調光値BLaは、入力画像信号の階調値(例えば、平均階調値)などに応じて決定される。具体的には、点灯回数nは、図3に示すBL調光値BLaと点灯回数nの関係を表す関数やテーブルを用いて決定される。図3の例では、BL調光値BLaが高いときほうが低いときよりも点灯回数nが多くされている。
ステップS1021の次に、パルス変調部101は、各点灯期間の長さBLd(x)を決定する(ステップS1022)。本実施例では、式1を用いて各点灯期間の長さBLd(x)が算出される。式1において、h(x)は、バックライトの発光輝度比(1フレームにおけるバックライトの総発光量に対する、該フレーム内のx番目の点灯期間におけるバックライトの総発光量の比)を示す。発光輝度比h(x)は、図4に示すような所定のテーブル(点灯回数n毎にxと発光輝度比h(x)の関係を表すテーブル)等を用いて決定される。図4の例では、h(1)〜h(n)は互いに異なる値が設定されている。そのため、BLd(1)〜BLd(n)は互いに異なる大きさ(長さ)となる。なお、h(1)〜h(n)の総和は1とされているため、BLd(1)〜BLd(n)の総和はBLaと一致する。

BLd(x)=h(x)×BLa ・・・(式1)
そして、パルス変調部101は、各点灯期間の開始時刻BLp(x)を決定する(ステップS1023)。本実施例では、式2を用いて各点灯期間の開始時刻BLp(x)が算出される。式2において、Faは1フレーム期間の長さを示す。

BLp(x)=BLd(x−1)+BLp(x−1)+(Fa−BLa)/Gt
・・・(式2)

但し、本実施例では、1フレーム期間の開始時刻を0とし、1番目(x=1)の点灯期間の開始時刻BLp(1)=0とする。
なお、本実施例では、Gt=nとする。そのようにすると、消灯期間の長さが均一となるように点灯期間が決定される。消灯期間の長さを均一にすることにより、消灯期間の長さが均一でない場合よりもフリッカ妨害を低減することができる。
ステップS1021〜S1023の処理により、1フレーム内の点灯期間が決定される。
次に、パルス変調部101は、ステップS1022で算出したn個のBLd(x)と、ステップS1023で算出したn個のBLp(x)とを、バックライト制御部102へ出力する(ステップS1024)。バックライト制御部102は、パルス変調部101から入力されたBLp(x)とBLd(x)をもとにバックライト103のLEDに駆動電流(BL駆動電流)を印加し、LEDを点灯させる。
図5に、本実施例に係るBL駆動電流(LEDに印加する電流)の波形の一例を示す。図5は、複数の光源(LED)により形成されるマトリクスの行数(BLライン数)が4の場合の例である。即ち、図5は、画面の領域が垂直方向に並んだ4つの領域(ブロック)に分割されている場合の例である。また、図5は、点灯回数n=2の場合の例である。
BLライン1(最も上側のBLライン)のLEDは、フレーム期間の開始時刻(図5の例では、垂直同期信号VSがOFFになったタイミング)から時間BLd(1)だけ点灯される。その後、BLライン1のLEDは、時間BLe1だけ消灯される。そして、BLライン1のLEDは、フレーム期間の開始時刻からBLd(1)+BLe1経過したタイミング(時刻BLp(2))から、時間BLd(2)だけ点灯される。このように、LEDは、1フレームに2回点灯される。BLライン2〜4のLEDの点灯及び消灯もBLライン1のLEDと同様に制御される。但し、BLライン2の点灯開始時刻及び点灯終了時刻は、BLライン1よりも遅延時間dyだけ遅延された時刻とされる。BLライン3の点灯開始時刻及び点灯終了時刻は、BLライン2よりも遅延時間dyだけ遅延された時刻とされる。BLライン4の点灯開始時刻及び点灯終了時刻は、BLライン3よりも遅延時間dyだけ遅延された時刻とされる。遅延時間dyは、例えば、式3を用いて算出される。

dy=1フレーム期間÷BLライン数 ・・・(式3)
次に、図6を用いて本実施例の効果について説明する。
図6は、図5のBL駆動電流でバックライトを点灯させ、画面上を左から右に移動する物体の画像を表示した場合の効果の一例を示す模式図である。
図6(a)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)の入力画像信号の一例を示す図である。図6(a)は、暗い背景B上を明るい物体Oが画面の側から側に向かって動く画像信号の例を示している。
図6(b)は、期間t3での液晶ラインAの液晶素子の透過率の一例を示す図である。図6(b)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6(c)は、入力画像信号の垂直同期信号の一例を示す図である。期間t1,t2,t3はそれぞれ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6(d)は、バックライト(液晶ラインAに対応するバックライト)の点灯状態の一例を示す図である。図6(d)の縦軸は時間を示し、横軸は各時刻におけるバックライトの瞬間輝度を示す。図6(d)の例では、1フレーム内のバックライトの点灯期間として、2つの点灯期間が設定されている。また、上記2つの点灯期間の長さは互いに異なる長さとされている。
図6(e)は、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6(e)の縦軸は時間を示し、横軸は空間位置を示す。図6(e)の例では、バックライト(液晶ラインAに対応するバックライト)の点灯期間に入力画像信号に基づく画像が表示され、バックライトの非点灯期間(消灯期間)に黒画像が表示されている。即ち、入力画像信号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、入力画像信号に基づく画像が2回表示されており、それぞれの表示時間は互いに異なる。なお、図6(e)では、物体Oの領域のみを示し、背景Bの領域は省略している。
図6(f)は、視聴者が物体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6(g)は、図6(f)の積分値の分布(輝度分布)を示す図である。
図6(h),6(i)は、輝度分布の従来例を示す図である。具体的には、図6(h)は、BLスキャンを行わなかった場合の輝度分布(図16(f))を示している。図6(i)は、従来のBLスキャンを行った場合の輝度分布(図17(f))を示している。
複数の点灯期間を設定したこと(1つの点灯期間を分割したこと)により、図6(g)の物体Oの縁部1061の輝度の変化は、図6(h)の物体Oの縁部1064よりも急峻となっている。そのため、本実施例(図6(g))では、図6(h)よりも動画ぼけが改善されている。
また、複数の点灯期間の長さが互いに異なることにより、図6(g)の平坦部1062(縁部内の輝度が一定の領域)の輝度は、図6(i)の平坦部1065の輝度よりも背景Bの輝度に近い値となっている。そして、図6(g)の平坦部1063の輝度は、図6(i)の平坦部1065の輝度よりも物体Oの輝度に近い値となっている。このように、平坦部の輝度を背景や物体の輝度に近づけることにより、平坦部の輝度が背景の輝度と物体の輝度の中間の輝度(平均値)である場合に比べ、重像ぼけを低減することができる。
以上述べたように、本実施例によれば、画面の明るさが明るいときに、暗いときよりも1フレーム内の点灯期間の数が多くされる。それにより、フリッカ妨害を精度良く低減することが可能となる。
また、本実施例によれば、1フレーム内の複数の点灯期間の長さが、互いに異なる長さとされる。それにより、平坦部の輝度を背景や物体の輝度に近づけることができ、重像ぼけを低減することができる。
また、本実施例によれば、消灯期間の長さが均一となるように、点灯期間が設定される。それにより、黒画像の1回の表示時間が均一となるため、フリッカ妨害をより低減することができる。
なお、点灯期間の設定方法は上述した方法に限らない。画面の明るさが明るいときに暗いときよりも1フレーム内の点灯期間の数が多くされ、1フレーム内の複数の点灯期間の長さが互いに異なっていれば、点灯期間はどのように設定されてもよい。例えば、各点灯期間の長さや開始時刻は、ユーザにより設定されてもよい。
なお、本実施例では、BLライン毎にバックライトの点灯及び消灯が制御される、即ち1つのBLライン上の全ての光源を1ブロックの光源とする場合について説明したが、これに限らない。例えば、バックライトが有する全ての光源を1ブロックの光源としてもよい。即ち、バックライト全体が同時に点灯及び消灯されてもよい。また、1つの光源を1ブロックの光源としてもよい。
なお、本実施例では、点灯回数nがブロック間で互いに等しいものとしたが、点灯回数nはブロック間で互いに異なっていてもよい。具体的には、ブロック毎に、そのブロックの画面の明るさに応じて、該ブロックのバックライトの点灯回数nが決定されてもよい。それにより、より精度良くフリッカ妨害を低減することが可能となる。具体的には、ブロック毎に、そのブロックに表示される画像の特徴に合わせてフリッカ妨害を低減することが可能となる。
なお、本実施例では、1フレームの画面の明るさとしてBL調光値(該フレームのバックライトの明るさ)を用いて、点灯回数nが決定されるものとしたが、点灯回数nの決定方法はこれに限らない。例えば、BL調光値と入力画像信号(各液晶素子の透過率)とを用いて、1フレームの画面の明るさを詳細に算出(予測)してもよい。
なお、本実施例では、フレーム毎に、複数の点灯期間が設定されるものとしたが、入力画像信号が画像の動きの少ない信号である場合には、複数フレーム毎に、複数の点灯期間が設定されてもよい。その場合、1つの点灯期間が、2フレームを跨いでいてもよい。
なお、1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間が設定されてもよい。即ち、図5の場合よりも1フレーム内の点灯期間の間隔を小さくしてもよい。それにより、動画ぼけ及び重像ぼけをさらに低減することができる。
そのような点灯期間は、例えば、式2のGtの値を点灯回数nよりも大きくすることで得ることができる。
図7は、点灯回数n=2、Gt=4としてBLp(x)を算出したときの、BL駆動電流の波形の一例を示す図である。Gtの値を点灯回数nより大きくすると、1番目の点灯期間と2番目の点灯期間との間隔BLe2が、Gtの値が点灯回数nと等しい場合の長さ(図5のBLe1)よりも短くなる。即ち、1番目の点灯期間と2番目の点灯期間との間隔が、2番目の点灯期間の終了時刻からフレームの終了時刻までの時間よりも短くなる。
図8を用いて、図7のBL駆動電流でバックライトを駆動したときの効果について説明する。
図8は、図7のBL駆動電流でバックライトを点灯させ、画面上を左から右に移動する物体の画像を表示した場合の効果の一例を示す模式図である。
図8(a)〜8(c),8(h),8(i)は、図6(a)〜6(c),6(h),6(i)と同じである。
図8(d)は、バックライト(液晶ラインAに対応するバックライト)の点灯状態の一例を示す図である。図8(d)の縦軸は時間を示し、横軸は各時刻におけるバックライトの瞬間輝度を示す。図8(d)の例では、1フレーム内のバックライトの点灯期間として、2つの点灯期間が設定されている。また、上記2つの点灯期間の長さは互いに異なる長さとされている。更に、1番目の点灯期間と2番目の点灯期間との間隔は、消灯期間の長さを均一とする場合(図6(d))よりも短くされている。
図8(e)は、期間t1,t2,t3の3つのフレームの液晶ラインAの表示画像の一例を示す図である。図8(e)の縦軸は時間を示し、横軸は空間位置を示す。図8(e)の例では、バックライトの点灯期間に入力画像信号に基づく画像が表示され、バックライトの非点灯期間(消灯期間)に黒画像が表示されている。即ち、入力画像信号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、入力画像信号に基づく画像が2回表示されており、それぞれの表示時間は互いに異なる。なお、図8(e)では、物体Oの領域のみを示し、背景Bの領域は省略している。
図8(f)は、視聴者が物体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8(g)は、図8(f)の積分値の分布(輝度分布)を示す図である。
複数の点灯期間を設定し、且つ、1フレーム内の点灯期間の間隔を小さくしたことにより、図8(g)の物体Oの縁部1081の輝度の変化は、図8(i)の物体Oの縁部1084よりも急峻となっている。そのため、図8(g)では、図8(i)や図8(h)よりも動画ぼけが改善されている。
また、複数の点灯期間の長さが互いに異なることにより、図8(g)では、図6(g)の場合と同様に重像ぼけが低減される。
更に、1フレーム内の点灯期間の間隔を小さくしたことにより、図8(g)の平坦部1082,1083のサイズは、消灯期間の長さを均一とする場合(図8(i)や図6(g))の平坦部よりも小さくされている。そのため、図8(g)では、消灯期間の長さを均一とする場合(図8(i)や図6(g))よりも重像ぼけが改善されている。
なお、点灯期間の開始時刻BLp(x)は以下の式3を用いて算出されてもよい。式2に「−BLd(x)/2」の項を更に追加することにより、1フレーム内の点灯期間の間隔をより小さくすることができる。

BLp(x)
=BLd(x−1)+BLp(x−1)+(Fa−BLa)/Gt−BLd(x)/2
・・・(式3)
なお、1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレーム内の点灯期間の間隔が徐々に短くなるように、点灯期間が設定されてもよい。
そのような点灯期間は、例えば、開始時刻BLp(x)を算出する際に、使用するGtの値を徐々に大きくすればよい。
図9(a)は、点灯回数n=3としてBLp(x)を算出したときの、BL駆動電流の波形の一例を示す図である。図9(a)に示すように、1番目の点灯期間(長さBLd(1)の期間)と2番目の点灯期間(長さBLd(2)の期間)との間隔をBLe3とする。2番目の点灯期間と3番目の点灯期間(長さBLd(3)の期間)との間隔をBLe4とする。図9(a)は、h1:h2:h3が0.7:0.2:0.1の場合の例である。
Gtの値を徐々に大きくして開始時刻BLp(x)を算出すると、1フレーム内の点灯期間の間隔が徐々に短くなるように点灯期間が決定される。具体的には、長さBLe4は長さBLe3より短くなる。
図10を用いて、図9(a)のBL駆動電流でバックライトを駆動したときの効果について説明する。
図10は、図9(a)のBL駆動電流でバックライトを点灯させ、画面上を左から右に移動する物体の画像を表示した場合の効果の一例を示す模式図である。
図10(a)〜10(c),10(h),10(i)は、図6(a)〜6(c),6(h),6(i)と同じである。
図10(d)は、バックライト(液晶ラインAに対応するバックライト)の点灯状態の一例を示す図である。図10(d)の縦軸は時間を示し、横軸は各時刻におけるバックライトの瞬間輝度を示す。図10(d)の例では、1フレーム内のバックライトの点灯期間として、3つの点灯期間が設定されている。また、上記3つの点灯期間の長さは互いに異なる長さとされている。更に、1番目の非点灯期間の長さ(1番目の点灯期間と2番目の点灯期間との間隔)と、2番目の非点灯期間の長さ(2番目の点灯期間と3番目の点灯期間との間隔)とは、互いに異なる長さとされている。具体的には、1番目の非点灯期間の長さが、2番目の非点灯期間の長さよりも短くされている。また、1番目の非点灯期間の長さ、及び、2番目の非点灯期間の長さが、3番目の非点灯期間の長さ(3番目の点灯期間の終了時刻からフレームの終了時刻までの時間)よりも短くされている。即ち、図8と同様に、1フレーム内の点灯期間の間隔は、消灯期間の長さを均一とする場合よりも短く
されている。
図10(e)は、期間t1,t2,t3の3つのフレームの液晶ラインAの表示画像の一例を示す図である。図10(e)の縦軸は時間を示し、横軸は空間位置を示す。図10(e)の例では、バックライトの点灯期間に入力画像信号に基づく画像が表示され、バックライトの非点灯期間(消灯期間)に黒画像が表示されている。即ち、入力画像信号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、入力画像信号に基づく画像が3回表示されており、それぞれの表示時間は互いに異なる。なお、図10(e)では、物体Oの領域のみを示し、背景Bの領域は省略している。
図10(f)は、視聴者が物体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10(g)は、図10(f)の積分値の分布(輝度分布)を示す図である。
複数の点灯期間を設定し、且つ、1フレーム内の点灯期間の間隔を小さくしたことにより、図8(g)の場合と同様に、図10(g)の物体Oの縁部1101の輝度の変化は、図10(i)の物体Oの縁部1104よりも急峻となっている。そのため、図10(g)では、図10(i)や図10(h)よりも動画ぼけが改善されている。
また、複数の点灯期間の長さが互いに異なることにより、図10(g)では、図6(g)の場合と同様に重像ぼけが低減される。
また、3つの点灯期間を設定したこと(点灯期間を3つに分割したこと)により、図10(g)では、2つの点灯期間を設定する場合(点灯期間を2つに分割する場合)よりも、傾斜部(縁部のうち平坦部以外の部分)のサイズが小さくされている。具体的には、図10(g)では、図8(g)よりも傾斜部のサイズが小さくされている。そのため、図10(g)では、図8(g)よりも動画ぼけが改善されている。
また、1フレーム内の点灯期間の間隔を小さくしたことにより、図10(g)では、図8(g)の場合と同様に、消灯期間の長さを均一とする場合よりも重像ぼけが改善されている。
また、1フレーム内の点灯期間の間隔を徐々に短くしたことにより、図10(g)では、縁部内の複数の平坦部のサイズが互いに異なるサイズとされている。それにより、1フレーム内の点灯期間の間隔を均一とする場合よりも、重像ぼけの低減が期待できる。
なお、1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレーム内の点灯期間の間隔が徐々に長くなるように、点灯期間が設定されてもよい。
そのような点灯期間は、例えば、開始時刻BLp(x)を算出する際に、使用するGtの値を徐々に小さくすればよい。
図9(b)は、点灯回数n=3としてBLp(x)を算出したときの、BL駆動電流の波形の一例を示す図である。図9(b)に示すように、1番目の点灯期間(長さBLd(1)の期間)と2番目の点灯期間(長さBLd(2)の期間)との間隔をBLe3とする。2番目の点灯期間と3番目の点灯期間(長さBLd(3)の期間)との間隔をBLe4とする。図9(b)は、h1:h2:h3が0.1:0.7:0.2の場合の例である。そのため、図9(b)では、フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間が設定されている。具体的には、長さが最も長い点灯期間が間にくるように、3つの点灯期間が設定されている。
Gtの値を徐々に小さくして開始時刻BLp(x)を算出すると、1フレーム内の点灯期間の間隔が徐々に長くなるように点灯期間が決定される。具体的には、長さBLe4は長さBLe3より長くなる。
図11を用いて、図9(b)のBL駆動電流でバックライトを駆動したときの効果について説明する。
図11は、図9(b)のBL駆動電流でバックライトを点灯させ、画面上を左から右に
移動する物体の画像を表示した場合の効果の一例を示す模式図である。
図11(a)〜11(c),11(h),11(i)は、図6(a)〜6(c),6(h),6(i)と同じである。
図11(d)は、バックライト(液晶ラインAに対応するバックライト)の点灯状態の一例を示す図である。図11(d)の縦軸は時間を示し、横軸は各時刻におけるバックライトの瞬間輝度を示す。図11(d)の例では、1フレーム内のバックライトの点灯期間として、3つの点灯期間が設定されている。また、上記3つの点灯期間の長さは互いに異なる長さとされている。更に、1番目の非点灯期間の長さ(1番目の点灯期間と2番目の点灯期間との間隔)と、2番目の非点灯期間の長さ(2番目の点灯期間と3番目の点灯期間との間隔)とは、互いに異なる長さとされている。具体的には、1番目の非点灯期間の長さが、2番目の非点灯期間の長さよりも長くされている。また、1番目の非点灯期間の長さ、及び、2番目の非点灯期間の長さが、3番目の非点灯期間の長さよりも短くされている。即ち、図8と同様に、1フレーム内の点灯期間の間隔が、消灯期間の長さを均一とする場合よりも短くされている。また、3つの点灯期間のうち、2番目の点灯期間の長さが最も長くされている。
図11(e)は、期間t1,t2,t3の3つのフレームの液晶ラインAの表示画像の一例を示す図である。図11(e)の縦軸は時間を示し、横軸は空間位置を示す。図11(e)の例では、バックライトの点灯期間に入力画像信号に基づく画像が表示され、バックライトの非点灯期間(消灯期間)に黒画像が表示されている。即ち、入力画像信号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、入力画像信号に基づく画像が3回表示されており、それぞれの表示時間は互いに異なる。なお、図11(e)では、物体Oの領域のみを示し、背景Bの領域は省略している。
図11(f)は、視聴者が物体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11(g)は、図11(f)の積分値の分布(輝度分布)を示す図である。
複数の点灯期間を設定し、且つ、1フレーム内の点灯期間の間隔を小さくしたことにより、図8(g)の場合と同様に、図11(g)の物体Oの縁部1171の輝度の変化は、図11(i)の物体Oの縁部1174よりも急峻となっている。そのため、図11(g)では、図11(i)や図11(h)よりも動画ぼけが改善されている。
また、複数の点灯期間の長さが互いに異なることにより、図11(g)では、図6(g)の場合と同様に重像ぼけが低減される。
また、3つの点灯期間を設定したことにより、図11(g)では、図10(g)と同様に、2つの点灯期間を設定する場合(図8(g))よりも動画ぼけが改善されている。
また、1フレーム内の点灯期間の間隔を小さくしたことにより、図11(g)では、図8(g)の場合と同様に、消灯期間の長さを均一とする場合よりも重像ぼけが改善されている。
また、1フレーム内の点灯期間の間隔を徐々に長くしたことにより、図11(g)では、縁部内の複数の平坦部のサイズが互いに異なるサイズとされている。それにより、図10(g)と同様に、1フレーム内の点灯期間の間隔を均一とする場合よりも、重像ぼけの低減が期待できる。
また、フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さを長くしたことにより、図11(g)では、縁部内の複数の平坦部が、背景Bの輝度に近い輝度の平坦部と、物体Oの輝度に近い輝度の平坦部とに分けられている。それにより、平坦部の輝度を背景Bまたは物体Oの輝度により近づけることができ、重像ぼけをより低減することができる。例えば、長さが最も長い点灯期間を最初または最後の点灯期間とする場合(図10(d))よりも、平坦部の輝度を背景Bまたは物体Oの輝度に近づけることができ、重像ぼけをより低減することができる。なお、ここでは、点灯回数nが3の場合の例を示したが、点灯回数nが3より多い場合にも、フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さを長くすることで同
様の効果が得られる。例えば、長さが互いに異なる4つの点灯期間(長さが長い順に、点灯期間1,2,3,4)を設定する場合には、点灯期間1と点灯期間2が、点灯期間3,4に挟まれるように、4つの点灯期間を設定すればよい。また、長さが互いに異なる5つの点灯期間(長さが長い順に、点灯期間1,2,3,4,5)を設定する場合には、点灯期間1が点灯期間2,3に挟まれ、点灯期間1,2,3が点灯期間4,5に挟まれるように、5つの点灯期間を設定すればよい。それにより、上記効果と同様の効果を得ることができる。
なお、図9(a),9(b)では、1フレーム内の点灯期間の間隔を徐々に短くする場合と、1フレーム内の点灯期間の間隔を徐々に長くする場合を示したが、これに限らない。1フレーム内の点灯期間の間隔が互いに異なる長さとなるように、点灯期間を設定すれば、縁部内の複数の平坦部のサイズを互いに異なるサイズとすることができ、1フレーム内の点灯期間の間隔を均一とする場合よりも、重像ぼけの低減が期待できる。
なお、図6(g),10(g)では、1フレーム内の点灯期間の長さが徐々に短くなる場合の例を示しているが、1フレーム内の点灯期間の長さが徐々に長くなるように、点灯期間を設定しても同様の効果を得ることができる。
図12は、図5の点灯期間の順番を逆にしてバックライトを点灯させ、画面上を左から右に移動する物体の画像を表示した場合の効果の一例を示す模式図である。
図12(a)〜12(c)は、図6(a)〜6(c)と同じである。
図12(d)は、バックライト(液晶ラインAに対応するバックライト)の点灯状態の一例を示す図である。図12(d)では、1番目の点灯期間の長さが図6(d)の2番目の点灯期間と同じとされており、2番目の点灯期間の長さは6(d)の2番目の点灯期間と同じとされている。それ以外は、図12(d)と図6(d)は同じである。
図12(e)は、期間t1,t2,t3の3つのフレームの液晶ラインAの表示画像の一例を示す図である。図12(e)では、入力画像信号に基づく画像の1番目の表示時間は図6(e)の2番目の表示時間と同じであり、2番目の表示時間は図6(e)の1番目の表示時間と同じである。なお、図12(e)では、物体Oの領域のみを示し、背景Bの領域は省略している。
図12(f)は、視聴者が物体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12(g)は、図12(f)の積分値の分布(輝度分布)を示す図である。
図6(g)では、左側の縁部の平坦部の輝度が背景Bの輝度に近づけられているのに対し、図12(g)では、左側の縁部1110の平坦部の輝度が物体Oの輝度に近づけられている。具体的には、縁部1110の平坦部の輝度は、図6(g)の右側の縁部の平坦部の輝度と同じとされている。また、図6(g)では、右側の縁部の平坦部の輝度が物体Oの輝度に近づけられているのに対し、図12(g)では、右側の縁部1111の平坦部の輝度が背景Bの輝度に近づけられている。具体的には、縁部1111の平坦部の輝度は、図6(g)の左側の縁部の平坦部の輝度と同じとされている。それ以外は、図12(g)と図6(g)は同じである。即ち、図12(g)の輝度分布は、図6(g)の輝度分布を左右反転させた分布となっている。そのため、図12(g)の例では、図6(g)と同様の効果が得られる。
なお、点灯回数nが2より大きい場合であっても、1フレーム内の点灯期間の長さが徐々に長くなる場合と、1フレーム内の点灯期間の長さが徐々に短くなる場合とで、同様の効果が得られる。図10(j)は、図9(a)の点灯期間の順番を逆にしてバックライトを点灯させ、画面上を左から右に移動する物体の画像を表示した場合の輝度分布の一例を示す模式図である。図10(j)の輝度分布は、図10(g)の輝度分布を左右反転させ
た分布となっている。そのため、図10(j)の例では、図10(g)と同様の効果が得られる。
<実施例2>
以下、本発明の実施例2に係る液晶表示装置及びその制御方法について説明する。なお、実施例1と同様の構成等については、その説明を省略する。
図13は、本実施例に係る液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
図13に示すように、本実施例に係る液晶表示装置は、実施例1のパルス変調部101の代わりに、動き検出部201と動き適応パルス変調部202を有する。
動き検出部201は、フレーム間の画像の動き量を算出する。
動き適応パルス変調部202は、動き検出部201で算出された動き量を用いて、バックライトの点灯期間を設定する。
動き検出部201の処理について詳しく説明する。動き検出部201は、入力画像信号からフレーム間の画像の動き量を表す動き判定値Shを算出する。
図14は、動き判定値Shの算出手順の一例を示すフローチャートである。
まず、動き検出部201は、現フレームの入力画像信号の平均階調値を算出して保存する(ステップS2001)。
次に、動き検出部201は、保存された前フレームの平均階調値と現フレームの平均階調値との差分の絶対値(差分絶対値A)を算出する(ステップS2002)。
そして、動き検出部201は、式4を用いて、ステップS2002で算出した差分絶対値Aと、所定値Uthとから動き判定値Shを算出する(ステップS2003)。

Sh=A÷Uth ・・・(式4)

動きが小さいほど、Aの値は小さくなるため、Shの値も小さくなる。換言すれば、動きが大きいほど、Aの値は大きくなるため、Shの値も大きくなる。
次に、動き検出部201は、ステップS1023で算出した動き判定値Shを動き適応パルス変調部202に出力する(ステップS2004)。
なお、動き量(動き判定値Sh)の算出方法は上記方法に限らない。動きの大きさが判断できれば、どのような方法を用いてもよい。例えば、所定の時間間隔で入力されたフレームの平均階調値をサンプリングして保存しておき、当該保存された平均階調値の変化量に基づいて動き量を算出してもよい。平均階調値の代わりに、最頻階調値、階調値ヒストグラム、輝度ヒストグラムなどを用いて動き量を算出してもよい。フレーム間の入力画像信号の動きベクトルを検出し、動きベクトルの大きさから動き量を算出してもよい。しかし、平均階調値、最頻階調値、階調値ヒストグラム、輝度ヒストグラムの変化量に基づいて動き量を算出すれば、入力画像信号を細かく解析する必要が無いため、処理負荷を低減できる。
動き適応パルス変調部202の処理について詳しく説明する。動き適応パルス変調部202は、点灯回数n、各点灯期間の長さBLd(x)、及び、各点灯期間の開始時刻BLp(x)を決定する。具体的には、実施例1と同様にnが決定され、動き検出部201で算出された動き判定値Shを用いて、BLd(x)とBLp(x)が決定される。
図15は、点灯回数n、点灯期間の長さBLd(x)、及び、点灯期間の開始時刻BLp(x)の決定手順の一例を示すフローチャートである。
まず、動き適応パルス変調部202は、BL調光値BLaの設定値に応じて点灯回数nを決定する(ステップS2101)。点灯回数nの決定方法は実施例1と同様のため、その説明は省略する。
次に、動き適応パルス変調部202は、各点灯期間の長さBLd(x)を決定する(ステップS2102)。本実施例では、動き量が大きいときに、小さいときよりも、1フレーム内の点灯期間の長さの差がより大きくなるように、点灯期間を設定する。具体的には、動き適応パルス変調部202は、以下の式5を用いて、各点灯期間の発光輝度比h(x)を算出する。
Figure 0005858847

そして、算出したh(x)と式1とを用いて各点灯期間の長さBLd(x)を算出する。
なお、式5において、β(x)、α(x)は、h(x)の大きさを決定する定数である。β(x)、α(x)の値は、動き量が大きいときに、小さいときよりも、1フレーム内の点灯期間の長さの差がより大きくなるように、予め決定されている。例えば、点灯回数n=2のとき、β(1)=3.5、α(1)=0.2とする。そのような値とすれば、Sh=0の場合(即ち、入力画像信号が静止画の信号である場合)、h(2)=0.49、h(1)=0.51となり、各点灯期間の発光輝度比が略均一とされる。また、Sh=1の場合(即ち、入力画像信号が動画像の信号である場合)、h(2)=0.2、h(1)=0.8となり、各点灯期間の発光輝度比が互いに大きく異なる値とされる。その結果、動き量が大きいときに、小さいときよりも、1フレーム内の点灯期間の長さの差がより大きくなる。
なお、本実施例では、動き量が大きいほど、1フレーム内の点灯期間の長さの差を大きくする場合(即ち、動き量に応じて点灯期間の長さを連続的に変化させる場合)を示したが、これに限らない。例えば、動き量に応じて点灯期間の長さを段階的に変化させてもよい。
そして、動き適応パルス変調部202は、実施例1と同様に、式2を用いて各点灯期間の開始時刻BLp(x)を決定する(ステップS2103)。但し、本実施例では、動き量が大きいときに、小さいときよりも、1フレーム内の点灯期間の間隔が短くなるように、BLp(x)が決定される。また、動き量が小さいときに、大きいときよりも、消灯期間の長さがより均一になるように、BLp(x)が決定される。具体的には、ステップS2103では、式7によりGt値が決定される。

Gt=n+γ×Sh ・・・(式7)

γは、Shの変化量に対するGtの変化量を決定する定数である。式7によれば、動き量(Sh)が大きいほどGtが大きくなる。動き量(Sh)が小さいほどGtがnに近づけられる。その結果、動き量が大きいほど、1フレーム内の点灯期間の間隔が短くされる。動き量が小さいほど、消灯期間の長さがより均一にされる。
なお、本実施例では、動き量に応じて点灯期間の間隔を連続的に変化させる場合を示したが、これに限らない。例えば、動き量に応じて点灯期間の間隔を段階的に変化させてもよい。
動きの大きい入力画像信号が入力された場合に、上記方法でBLd(x)とBLp(x)を決定すると、BL駆動波形は図8(d)と同様の波形となり、視聴者が知覚する輝度分布は図8(g)と同様の分布となる。その結果、動きの大きい入力画像信号が入力された場合には、動きぼけと重像ぼけが重点的に低減される。具体的には、動き量が大きいと
きには、1フレーム内の点灯期間の長さの差が大きくされ、且つ、1フレーム内の点灯期間の間隔が小さくされるため、実施例1と同様に動きぼけと重像ぼけが低減される。
一方、動きの小さい入力画像信号が入力された場合に、上記方法でBLd(x)とBLp(x)を決定すると、BL駆動波形は図17(d)と同様の波形となり、視聴者が知覚する輝度分布は図17(g)と同様の分布となる。その結果、動きの小さい入力画像信号が入力された場合には、フリッカ妨害が重点的に抑制される。具体的には、動き量が小さいときには、点灯期間の長さがより均一にされるため、入力画像信号に基づく画像の1回の表示時間がより均一となり、フリッカ妨害をより低減することができる。また、動き量が小さいときには、消灯期間の長さがより均一にされるため、黒画像の1回の表示時間が均一となり、フリッカ妨害をより低減することができる。
ステップS210の次に、動き適応パルス変調部202は、ステップS2102で算出したn個のBLd(x)と、ステップS2103で算出したn個のBLp(x)とを、バックライト制御部102へ出力する(ステップS2104)。
以上述べたように、本実施例によれば、フレーム間の画像の動き量を用いて点灯期間が設定される。それにより、入力画像信号に応じて、より適切にフリッカ妨害、動画ぼけ、重像ぼけを低減することが可能となる。
具体的には、画像の動き量が大きい場合には、フリッカ妨害よりも動きぼけや重像ぼけのほうが視聴者に妨害感を与える。画像の動き量が小さい場合には、動きぼけや重像ぼけよりもフリッカ妨害のほうが視聴者に妨害感を与える。本実施例では、上述したように、画像の動き量が大きい場合には、1フレーム内の点灯期間の長さの差が大きくされ、且つ、1フレーム内の点灯期間の間隔が小さくされるため、動きぼけや重像ぼけを重点的に低減することができる。また、画像の動き量が小さい場合には、点灯期間の長さがより均一にされ、且つ、消灯期間の長さがより均一にされるため、フリッカ妨害を重点的に低減することができる。
なお、本実施例では、動き量に基づいて、点灯期間の長さと、点灯期間の間隔とを決定する構成としたが、いずれか一方のみを動き量に基づいて決定してもよい。
なお、動き量はブロック毎に算出されてもよい。そして、ブロック毎に、そのブロックの動き量を用いて、該ブロックの光源の点灯期間が設定されてもよい。そのような構成とすることにより、より適切にフリッカ妨害、動画ぼけ、重像ぼけを低減することが可能となる。具体的には、ブロック毎に、そのブロックに表示される画像の特徴に合わせてフリッカ妨害、動画ぼけ、重像ぼけを低減することが可能となる。
<実施例3>
実施例1では、BL調光値BLaの設定値に応じて点灯回数nが決定されるものとした。本実施例では、入力画像信号のフォーマット(具体的にはフレームレート)に基づいて点灯回数の数(点灯回数n)を決定する場合について説明する。なお、実施例1と同様の構成等については、その説明を省略する。
本実施例に係る液晶表示装置は、入力画像信号のフレームレートが低い場合に、入力画像信号のフレームレートを2倍に高め、入力画像信号に基づく画像を表示する。具体的には、本実施例の表示制御部105は、入力画像信号のフレームレートが低い場合に、入力画像信号のフレームレートの2倍の駆動周波数で液晶パネルを駆動する。そのため、入力画像信号のフレームレートが低い場合には、入力画像信号の各フレームを2回続けて表示する動作が、入力画像信号のフレームレートの2倍の周波数で行われることとなる。例えば、入力画像信号のフレームレートが24Hzの場合、48Hzの駆動周波数で液晶パネルが駆動される。
また、本実施例に係る液晶表示装置は、入力画像信号のフレームレートが高い場合には
、フレームレートを変更せずに、入力画像信号に基づく画像を表示する。例えば、入力画像信号のフレームレートが60Hzの場合、60Hzの駆動周波数で液晶パネルが駆動される。
入力画像信号のフレームレートが高いか低いかは、例えば、入力画像信号のフレームレートと、所定のフレームレートとを比較することにより判断することができる。具体的には、入力画像信号のフレームレートが所定のフレームレート(例えば30Hz)より低い場合に、入力画像信号のフレームレートが低いと判断することができる。そして、入力画像信号のフレームレートが所定のフレームレート以上の場合に、入力画像信号のフレームレートが高いと判断することができる。
なお、液晶表示装置はこのようなフレームレート変換機能を有していなくてもよい。
このような構成において、入力画像信号のフレームレートが低い場合、表示画像の切り替わりの頻度が少ないため、液晶素子の応答性の悪さが画面上に現れ難い(動画ぼけや重像ぼけが現れ難い)。一方、フリッカ妨害の妨害感は大きくなる。例えば、入力画像信号のフレームレートが24Hzである場合、液晶パネルの駆動周波数は48Hzであるが、各フレームが2回続けて表示されるため、表示画像は24Hzの周波数でしか切り替わらない。
そのため、そのような場合には、動画ぼけや重像ぼけを低減するよりも、フリッカ妨害を低減する方が重要である。
そこで、本実施例では、入力画像信号のフレームレートが低いときに、高いときよりもフリッカ妨害を優先して低減する。具体的には、入力画像信号のフレームレートが低いときに、高いときよりも1フレーム内の点灯期間の数を多くする。
以下、具体例について説明する。
本実施例では、パルス変調部101が、「液晶パネルの駆動周波数×n≧フリッカ下限周波数」となるような点灯回数nを決定する。フリッカ下限周波数は、フリッカ妨害が視聴者に妨害感を与えるか否かを判定するための閾値であり、本実施例では主観評価にて決定された値であるとする。なお、上述したフレームレート変換処理を行わない場合、点灯回数nを算出するための上記式は、「入力画像信号のフレームレート×n≧フリッカ下限周波数」と書くこともできる。
また、パルス変調部101は、入力画像信号のフレームレートが低いときに、消灯期間の長さ(1つ前の点灯期間の終了時刻から現点灯期間の開始時刻までの長さ)が均一となるように点灯期間を決定する。パルス変調部101は、表示制御部105から入力画像信号のフレームレートが低いか否かの判断結果を取得してもよいし、そのような判断を、表示制御部105で行われる判断とは別に行ってもよい。
以下に、入力画像信号、フレームレート、点灯回数n、Gt、フリッカ下限周波数の関係の一例を示す。

入力画像信号 フレームレート 点灯回数 Gt フリッカ下限周波数
画像信号1 24Hz 4 4 150
画像信号2 60Hz 3 4 180

このように、フレームレートが24Hzのときに、フレームレートが低いと判断して点灯回数を多くすることにより、フリッカ妨害を精度良く低減することができる。また、フレームレートが低いと判断した場合に、消灯期間の間隔を均一にしたことにより、フリッカ妨害を重点的に低減することができる。
また、フレームレートが60Hzのときに、フレームレートが高いと判断してGt>nとしたことにより、実施例1と同様に、動画ぼけ及び重像ぼけを重点的に低減することができる。
なお、画像信号1と画像信号2とでフリッカ下限周波数が異なるのは、画像信号1と画像信号2とで映像ソースが異なるためである。例えば、映像ソースがフィルムソースである場合と、TV系ソースである場合とでは、主観的に好ましいフリッカ感が異なる。
以上述べたように、本実施例によれば、入力画像信号のフレームレートが低いときに、高いときよりも1フレーム内の点灯期間の数が多くされる。それにより、入力画像信号のフレームレートが低いときに、高いときよりもフリッカ妨害を優先して低減することができる。
なお、フリッカ下限周波数の値は、上述した値に限らない。フリッカ下限周波数の値は目的等に応じて適宜設定すればよい。
なお、点灯回数nの決定方法は上記方法に限らない。例えば、フレームレート毎やフレームレートの範囲毎の点灯回数nを表すテーブルを予め用意し、そのテーブルを用いて点灯回数nが決定されてもよい。
<実施例4>
本実施例では、液晶パネルの駆動周波数に基づいて点灯回数の数(点灯回数n)を決定する場合について説明する。なお、実施例1と同様の構成等については、その説明を省略する。
液晶パネルの駆動周波数が低い場合、表示画像の切り替わりの頻度が少ないため、液晶素子の応答性の悪さが画面上に現れ難い(動画ぼけや重像ぼけが現れ難い)。一方、フリッカ妨害の妨害感は大きくなる。
そのため、そのような場合には、動画ぼけや重像ぼけを低減するよりも、フリッカ妨害を低減する方が重要である。
そこで、本実施例では、液晶パネルの駆動周波数が低いときに、高いときよりもフリッカ妨害を優先して低減する。具体的には、液晶パネルの駆動周波数が低いときに、高いときよりも1フレーム内の点灯期間の数を多くする。
以下、具体例について説明する。
本実施例では、パルス変調部101が、「液晶パネルの駆動周波数×n≧フリッカ下限周波数」となるような点灯回数nを決定する。
また、パルス変調部101は、液晶パネルの駆動周波数が低いときに、消灯期間の長さが均一となるように点灯期間を決定する。
液晶パネルの駆動周波数が低いか否かは、例えば、液晶パネルの駆動周波数と、所定の駆動周波数とを比較することにより判断することができる。具体的には、液晶パネルの駆動周波数が所定の周波数(例えば60Hz)より低い場合に、液晶パネルの駆動周波数が低いと判断することができる。そして、液晶パネルの駆動周波数が所定の周波数以上の場合に、液晶パネルの駆動周波数が高いと判断することができる。
以下に、入力画像信号、液晶パネルの駆動周波数、点灯回数n、Gt、フリッカ下限周波数の関係の一例を示す。
入力画像信号 駆動周波数 点灯回数 Gt フリッカ下限周波数
画像信号1 48Hz 4 4 150
画像信号2 50Hz 4 4 180
画像信号3 60Hz 3 4 180
このように、駆動周波数が48Hz、50Hzのときに、駆動周波数が低いと判断して点灯回数を多くすることにより、フリッカ妨害を精度良く低減することができる。また、駆動周波数が低いと判断した場合に、消灯期間の間隔を均一にしたことにより、フリッカ妨害を重点的に低減することができる。
また、駆動周波数が60Hzのときに、駆動周波数が高いと判断してGt>nとしたことにより、実施例1と同様に、動画ぼけ及び重像ぼけを重点的に低減することができる。
以上述べたように、本実施例によれば、表示パネルの駆動周波数が低いときに、高いときよりも1フレーム内の点灯期間の数が多くされる。それにより、表示パネルの駆動周波数が低いときに、高いときよりもフリッカ妨害を優先して低減することができる。
なお、点灯回数nの決定方法は上記方法に限らない。例えば、駆動周波数毎や駆動周波数の範囲毎の点灯回数nを表すテーブルを予め用意し、そのテーブルを用いて点灯回数nが決定されてもよい。
101 パルス変調部
102 バックライト制御部
103 バックライト
104 液晶パネル

Claims (21)

  1. バックライトと、
    前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、
    フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定する設定手段と、
    を有し、
    前記設定手段は、
    前記液晶パネルの垂直駆動周波数が第1の周波数である場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記垂直駆動周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である場合よりも多い点灯期間を設定するものであり、
    1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. バックライトと、
    前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、
    フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定する設定手段と、
    を有し、
    前記設定手段は、
    前記液晶パネルの垂直駆動周波数が第1の周波数である場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記垂直駆動周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である場合よりも多い点灯期間を設定するものであり、
    1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  3. バックライトと、
    前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、
    フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定する設定手段と、
    を有し、
    前記設定手段は、
    入力画像データのフレームレートが第1のフレームレートである場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記フレームレートが前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合よりも多い点灯期間を設定するものであり、
    1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. バックライトと、
    前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、
    フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定する設定手段と、
    を有し、
    前記設定手段は、
    入力画像データのフレームレートが第1のフレームレートである場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記フレームレートが前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合よりも多い点灯期間を設定するものであり、
    1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 前記設定手段は、1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  6. 前記設定手段は、1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第2の周波数は、60Hzである
    ことを特徴とする請求項1、2、または、5に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第1の周波数は、48Hz50Hzを含む
    ことを特徴とする請求項1、2、5、または、7に記載の液晶表示装置。
  9. 前記第2のフレームレートは、60Hzである
    ことを特徴とする請求項3、4、または、6に記載の液晶表示装置。
  10. 前記設定手段は、1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレーム内の点灯期間の間隔が互いに異なる長さとなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  11. 前記設定手段は、前記液晶パネルに表示される画像の明るさが明るい場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記明るさが暗い場合よりも多い点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  12. 前記バックライトの明るさは変更可能であり、
    前記設定手段は、前記バックライトの明るさを前記液晶パネルに表示される画像の明るさとして用いて、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項11に記載の液晶表示装置。
  13. 前記設定手段は、1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレーム内の点灯期間の間隔が徐々に短くなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  14. 前記設定手段は、1フレーム内に3つ以上の点灯期間を設定する際に、該フレーム内の点灯期間の間隔が徐々に長くなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  15. 前記設定手段は、
    フレーム間の画像の動き量が大きい場合に、前記動き量が小さい場合よりも、1フレーム内の点灯期間の間隔が短くなり、
    前記動き量が小さい場合に、前記動き量が大きい場合よりも、前記バックライトを消灯する期間である消灯期間の長さがより均一になるように、
    点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  16. 前記設定手段は、フレーム間の画像の動き量が大きい場合に、前記動き量が小さい場合よりも、1フレーム内の点灯期間の長さの差がより大きくなるように、点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  17. 前記バックライトは、画面の領域を構成する複数の分割領域のそれぞれについて点灯及び消灯を個別に制御可能な構成を有し、
    前記設定手段は、前記分割領域毎に点灯期間を設定する
    ことを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  18. バックライトと、前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
    フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定するステップ、を有し、
    前記点灯期間を設定するステップは、前記液晶パネルの垂直駆動周波数が第1の周波数である場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記垂直駆動周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である場合よりも多い点灯期間設定するステップであり、
    前記点灯期間を設定するステップでは、1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間が設定される
    ことを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
  19. バックライトと、前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
    フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定するステップ、を有し、
    前記点灯期間を設定するステップは、前記液晶パネルの垂直駆動周波数が第1の周波数である場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記垂直駆動周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である場合よりも多い点灯期間を設定するステップであり、
    前記点灯期間を設定するステップでは、1フレーム内に3つ以上の点灯期間が設定される際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間が設定される
    ことを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
  20. バックライトと、前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
    フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定するステップ、を有し、
    前記点灯期間を設定するステップは、入力画像データのフレームレートが第1のフレームレートである場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記フレームレートが前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合よりも多い点灯期間設定するステップであり、
    前記点灯期間を設定するステップでは、1フレーム内の点灯期間の間隔が、該フレーム内の最後の点灯期間の終了時刻から、該フレームの終了時刻までの時間よりも短くなるように、点灯期間が設定される
    ことを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
  21. バックライトと、前記バックライトから照射される光を透過することにより、画像を表示する液晶パネルと、を有する液晶表示装置の制御方法であって、
    フレーム毎に、前記バックライトの点灯期間として、長さが2種類以上ある複数の期間を設定するステップ、を有し、
    前記点灯期間を設定するステップは、入力画像データのフレームレートが第1のフレームレートである場合に、1フレーム内の複数の点灯期間として、前記フレームレートが前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合よりも多い点灯期間を設定するステップであり、
    前記点灯期間を設定するステップでは、1フレーム内に3つ以上の点灯期間が設定される際に、該フレームの中心時刻に近いほど点灯期間の長さが長くなるように、点灯期間が設定される
    ことを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
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