WO2011125661A1 - 液晶表示装置及びテレビ受信装置 - Google Patents

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WO2011125661A1
WO2011125661A1 PCT/JP2011/057860 JP2011057860W WO2011125661A1 WO 2011125661 A1 WO2011125661 A1 WO 2011125661A1 JP 2011057860 W JP2011057860 W JP 2011057860W WO 2011125661 A1 WO2011125661 A1 WO 2011125661A1
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liquid crystal
area
light
light emitting
display device
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PCT/JP2011/057860
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English (en)
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Inventor
小橋川　誠司
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3406—Control of illumination source
    • G09G3/342—Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines
    • G09G3/3426—Control of illumination source using several illumination sources separately controlled corresponding to different display panel areas, e.g. along one dimension such as lines the different display panel areas being distributed in two dimensions, e.g. matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133601—Illuminating devices for spatial active dimming

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device and a television receiver, and more specifically, includes a liquid crystal display device that emits light in synchronization with writing of a video signal to a liquid crystal panel, and the liquid crystal display device.
  • the present invention relates to a television receiver.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • motion blur in which the outline of the image is blurred and perceived. It is known that this motion blur is caused by the LCD display method itself.
  • the light emission of each pixel is almost impulse-like although there is some afterglow of the phosphor.
  • the charge stored by applying an electric field to the liquid crystal is held at a relatively high rate until the next electric field is applied.
  • a TFT switch is provided for each dot constituting the pixel, and usually an auxiliary capacitor is provided for each pixel, so that the stored charge retention capability is extremely high. high. Therefore, light emission continues until the pixel is rewritten by applying an electric field based on the video signal of the next frame (or field). This is called a hold type display method.
  • the impulse response of the image display light has a temporal spread, so that the time frequency characteristic is deteriorated, the spatial frequency characteristic is also lowered accordingly, and motion blur occurs.
  • the human line of sight smoothly follows a moving object, if the light emission time is long as in the hold type, the movement of the image becomes jerky due to the time integration effect and looks unnatural.
  • a method of performing pseudo impulse driving by blinking a backlight light source in a liquid crystal panel is known.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining moving image blur in the hold-type display method.
  • the reason why moving image blur due to line-of-sight tracking can be reduced by impulse driving is as follows. For example, as shown in FIG. 9A, when a moving object moves in the right direction in the background area, the observer's line of sight moves to the right following the moving object o.
  • the moving image blur width can be obtained by time-integrating the horizontal line of the portion where the object o is displayed in the line-of-sight tracking direction.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating a moving state of the object o when the time axis is taken on the vertical axis and the pixel position on the display screen is taken on the horizontal axis.
  • the period during which the liquid crystal display device is hold-driven is 1/120 seconds. This indicates a frame period when one frame is displayed in 1/120 seconds by frame interpolation of a 60 Hz image.
  • a dotted line in FIG. 9B indicates line-of-sight tracking (eye tracking) with respect to the movement of the object o.
  • the luminance is held for a period of 1/120 seconds. Accordingly, a region t1 in which the integrated value of luminance is the same as that of the original image (T1 indicates the region) is narrower than the region T1 having the shape of the original image, and a region t2 in which the integrated value of luminance is an intermediate value. , T3. In the region t3, the integrated value of the luminance is closer to the luminance of the background region than the region t2.
  • the widths of the regions t2 and t3 are the moving image blur width.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the motion blur due to the pseudo impulse drive.
  • FIG. 10A shows a state in which an object o moving in the background area moves from left to right as in FIG. 9A.
  • the liquid crystal is driven by pseudo impulse driving.
  • the luminance in one frame period (1/120 seconds) once becomes zero (turns off) within one frame period, so the region t4 where the integrated value of luminance is an intermediate value is narrow and the moving image blur width Becomes narrower.
  • the pseudo impulse driving it is possible to reduce moving image blur by concentrating the luminance with time.
  • the transition state of the liquid crystal is emphasized, and this is visually recognized as a ghost of a moving object in the image.
  • the line segment is visually recognized as a tailing phenomenon in which the line segment appears to be double or triple, which causes a significant deterioration in display quality. Therefore, as a countermeasure against such a ghost, a backlight scanning method is used in which the backlight is divided into a plurality of parts and the light sources in the divided regions are blinked in synchronization with the writing of the video signal.
  • Patent Document 1 also discloses a technique for preventing motion blur that occurs when displaying a moving image by intermittently lighting a backlight light source within one frame period (one vertical period) to approximate it to impulse driving. Has been.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device that emits light in a light emitting region divided into a plurality of light sources in synchronization with writing of a video signal to the liquid crystal panel, and the same.
  • An object of the television receiver is to prevent the failure of the video from being emphasized by intermittent control in which the light source is turned on and off intermittently for a display region where the video is likely to be broken.
  • the first technical means of the present invention provides a liquid crystal panel for displaying an input video signal, a light source for illuminating the liquid crystal panel, and light emission control for each light emitting area obtained by dividing the light source into a plurality of parts.
  • a light source emission control unit for performing the above operation, further comprising: a region detection unit for detecting a translation region that is translated in the image indicated by the input video signal, wherein the light source emission control unit includes: The light emission control of each light emitting region is executed in synchronization with the writing of the video signal to the liquid crystal panel, and the light emission control of the light emitting region includes intermittent control that intermittently repeats turning on and off of the light source, The intermittent control is executed only for the light emitting area corresponding to the parallel movement area detected by the area detection unit, or the light emitting area has an extinguishing period compared to other light emitting areas. Is obtained is characterized in that performing the Kunar so.
  • the light source light emission control unit is configured to calculate an average light emission luminance value of the light emitting area during the intermittent control for the light emitting area to be subjected to the intermittent control.
  • the control is performed to change the current during the lighting period and / or the PWM control so as to keep the same as when the control is not executed.
  • the region detection unit includes a motion vector detection unit that detects a motion vector of the input video signal.
  • the light emission region corresponding to the parallel movement region is a light emission region in which the parallel movement region occupies all regions.
  • the light emitting area corresponding to the parallel movement area is a light emitting area in which the parallel movement area occupies a predetermined ratio. It is a thing.
  • the light emitting region corresponding to the parallel movement region is a light emitting region including at least a part of the parallel movement region. Is.
  • the eighth technical means is characterized in that the television receiver is provided with the liquid crystal display device according to any one of the first to seventh technical means.
  • the liquid crystal display device that emits light in synchronization with the writing of the video signal to the liquid crystal panel and the television receiver including the light emitting region obtained by dividing the light source into a plurality of images
  • the video is broken.
  • intermittent control in which the light source is turned on and off intermittently.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structural example of the backlight applicable to the liquid crystal display device of this invention. It is a block diagram which shows schematic structure of the liquid crystal display device which concerns on this invention. It is a figure which shows the structural example of the frame frequency conversion part in the liquid crystal display device of FIG. It is a figure which shows the example of an external appearance of the liquid crystal display device of FIG. 2, and the example of backlight arrangement
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a backlight applicable to the liquid crystal display device of the present invention.
  • the backlight of this example is configured as an array type LED backlight.
  • a plurality of LED substrates 101 are arranged on a chassis 105.
  • the LED substrate 101 has a horizontally long rectangular strip shape, and is arranged so that the longitudinal direction of the rectangle coincides with the horizontal direction of the screen of the liquid crystal display device.
  • FIG. 1 illustrates an array type LED backlight 100 applied to a 40-inch screen liquid crystal display device.
  • the LED substrate 101 is divided into two in the horizontal direction, and two LED substrates 101 in each row are arranged in 10 columns in the vertical direction.
  • the LED board 101 generally has vertical and horizontal maximum outer dimensions at the time of manufacture, that is, a standard size.
  • the standard length varies depending on the material of the LED substrate 101 and the manufacturing apparatus, but for example, the vertical length is 510 mm and the horizontal length is 340 mm. For this reason, when any one of the vertical and horizontal dimensions of the LED substrate 101 exceeds the standard size, the LED substrate 101 is divided into several parts. In the present invention, such division of the LED substrate 101 in the horizontal direction is not essential, and here, only a configuration example applicable to the present invention is shown.
  • Each LED board 101 has a plurality of (eight here) LEDs 102 arranged in a straight line. That is, the array type LED backlight 100 of FIG. 1 uses a total of 160 LEDs 102 over the entire screen.
  • the LEDs 102 as a whole are arranged in a hexagonal lattice shape. In the hexagonal lattice arrangement, other LEDs 102 are arranged at the vertices of a virtual regular hexagon formed around a certain LED 102. Further, the present invention is not limited to this lattice arrangement, and may be simply a lattice shape. In any arrangement, the backlight 100 can irradiate the liquid crystal panel with uniform backlight light.
  • the LEDs 102 mounted on each LED substrate 101 are connected in series with each other by a wiring pattern (not shown) formed on each LED substrate 101.
  • a harness 103 is provided to connect the LED boards 101 divided in two in the horizontal direction
  • a harness 104 is provided to connect one LED board 101 and an external driver board.
  • a connector 106 to which the harnesses 103 and 104 are connected is installed on each LED board 101.
  • Each LED board 101 is fixed to the chassis 105 by a screw (not shown) disposed in the vicinity of each connector 106.
  • the backlight 100 includes an LED driver mounted on a driver board (drive circuit board) (not shown).
  • the LED driver supplies current to the LEDs 102 connected in series, and drives the LEDs 102 by current, PWM (pulse width modulation) control, or both.
  • PWM pulse width modulation
  • the number of LEDs usually differs depending on the size of the screen.
  • the number of units of the LED substrate 101 in which two sheets are arranged in one row is 10, for example, the number of units is 9 for 32 inches and the unit for 46 inches.
  • the number is 12, and the number of units of the LED substrate 101 (that is, the number of LEDs) is appropriately changed according to the size of the screen, the required luminance, and the like.
  • the number of LEDs and the number of LEDs per substrate are examples, and the present invention does not limit the number of LEDs or the number of units.
  • the present invention can also be applied to a backlight in which CCFLs (cold cathode fluorescent lamps) are arranged in parallel.
  • CCFLs cold cathode fluorescent lamps
  • any device having a backlight scanning function as described below may be used.
  • the following example will be described on the assumption that an array-type LED backlight is used.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device according to the present invention.
  • the liquid crystal display device 1 includes a frame frequency conversion unit 11, an electrode drive unit 12, a liquid crystal panel 13, a synchronization extraction unit 14, a control CPU 15, a light source drive unit 16, and a backlight 10.
  • the backlight 10 for example, the backlight illustrated in FIG. 1 can be applied.
  • the synchronization extraction unit 14 extracts a vertical / horizontal synchronization signal from an input video signal (for example, a 60 Hz progressive scan signal).
  • the control CPU 15 controls the operation of each unit based on the vertical / horizontal synchronization signal extracted by the synchronization extraction unit 14.
  • the frame frequency conversion unit 11 converts the frame frequency of the input video signal to n times (n is a natural number of 2 or more) based on the control signal from the control CPU 15. For example, the frame frequency conversion unit 11 performs frequency conversion based on a control signal from the control CPU 15 so that an image for one frame of a two-input video signal has a double frame frequency (120 Hz). As a result, the frame frequency conversion unit 11 continuously outputs a video signal (image signal) having a frame display period (vertical display period) of 1/120 second (about 8.3 msec) to the liquid crystal panel 13 to the electrode driving unit 12. Output.
  • the electrode driving unit 12 performs writing scanning of the video signal in one frame cycle of the input video signal.
  • the present invention can be configured as a television receiver provided with a liquid crystal display device described in FIG. 2 and described in detail later.
  • This television receiver has means for selecting and demodulating a broadcast signal received by an antenna, decoding and generating a playback video signal, and converting the playback video signal as the input video signal into a frame frequency conversion. Input to the unit 11 and the synchronization extraction unit 14. Thereby, the received broadcast signal can be finally displayed on the liquid crystal panel 13.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the frame frequency conversion unit in the liquid crystal display device of FIG.
  • the frame frequency conversion unit 11 performs frame interpolation by FRC (frame rate converter) technology to convert the frame frequency, and improves color and gradation expression by frame interpolation.
  • the frame frequency conversion unit 11 includes a motion vector detection unit 11a that detects motion vector information from the input video signal, and an interpolation frame generation unit that generates an interpolation frame based on the motion vector information obtained by the motion vector detection unit 11a. 11b.
  • motion vector detection unit 11a detects a motion vector for each pixel or small block between two consecutive frames by using these methods.
  • generation part 11b interpolates each pixel or each small block of the interpolation frame between two frames using the detected motion vector. That is, the number of frames is converted by correctly correcting and interpolating an image at an arbitrary position between two frames.
  • the interpolation frame generation unit 11b converts the frame rate of the input video signal from, for example, 60 frames per second (60 Hz) to 120 frames per second (120 Hz) by sequentially outputting the interpolation frame signal together with the input frame signal. Process.
  • the interpolation frame generation unit 11b may use this.
  • image data compression-encoded using the MPEG method includes motion vector information of a moving image calculated at the time of encoding, and the motion vector information may be acquired.
  • interpolation between frames is performed on the input video signal to increase the frame frequency by n (n is a natural number of 2 or more) before interpolation. It is preferable to provide a frame interpolation unit. This is because there is a higher possibility that the video will fail when the frame frequency is increased, so that the light emission control as described later of the present invention is useful.
  • the control CPU 15 outputs a control signal for controlling turning on / off of the backlight 10 to the light source driving unit 16 based on the vertical synchronization signal extracted by the synchronization extracting unit 14.
  • the backlight 10 is a light source that irradiates a liquid crystal panel 13 that displays an input video signal.
  • the light source driving unit 16 performs lighting control of the backlight 10 according to the control signal output from the control CPU 15.
  • the liquid crystal display device 1 includes a light source light emission control unit that performs light emission control for each light emitting area in synchronization with the writing of the video signal to the liquid crystal panel 13.
  • the light emitting area refers to an area obtained by dividing the light source exemplified by the backlight 10 into a plurality of parts.
  • the light emission control which a light source light emission control part performs includes the intermittent control which repeats lighting and extinction of the backlight 10 intermittently.
  • the light source emission control unit can be exemplified by the control CPU 15 and the light source driving unit 16.
  • the control CPU 15 performs light emission control including intermittent control on the backlight 10 by controlling the light source driving unit 16. In the following description, this intermittent control is often referred to as backlight scan control.
  • the liquid crystal display device 1 includes an area detection unit that detects a translation area that is translated from the image indicated by the input video signal.
  • the translation area refers to an area where an object or the like moves in parallel, and more specifically refers to a video pan, scroll area, telop area, and the like. Since these areas basically have motion vectors pointing in a certain direction (any direction) with a certain width, there is a high possibility that encoding / decoding can be performed without video failure.
  • the region detecting unit 11c may be provided in the frame frequency converting unit 11 as shown in FIG.
  • the area detection unit is not limited to this example, and the liquid crystal display device 1 may be provided.
  • region detection part has a motion vector detection part which detects the motion vector of an input video signal so that the motion vector detection part 11a may illustrate.
  • the frame interpolation unit such as the frame frequency conversion unit 11 is not essential in the present invention, and even in that case, the motion vector detection unit may be provided.
  • the region detection unit 11c detects a parallel movement region based on the motion vector detected by the motion vector detection unit 11a, and outputs it to the control CPU 15 as motion area information.
  • the motion vector information at the time of encoding may be acquired in the same manner as when generating the interpolation frame, and the translation region may be detected therefrom.
  • the control CPU 15 transmits the movement area information to the light source driving unit 16 or transmits driving control information including the movement area information to the light source driving unit 16.
  • description will be made assuming that the content of the drive control is determined by the control CPU 15 as in the latter case.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an appearance example and a backlight arrangement example of the liquid crystal display device of FIG.
  • the intermittent control in the light source emission control unit is executed for only the light emitting area 10g of the light emitting area 10g corresponding to the detected parallel movement area 13T, or another light emitting area for the light emitting area 10g. It is executed so that the turn-off period is longer than that of 10a to 10f.
  • the other light emitting areas 10a to 10f have a light extinction period. Compared to this, by extending the light extinction period for the light emitting area 10g, normal motion blur is reduced for the other light emitting areas 10a to 10f. For a portion where blurring is strongly recognized, blurring can be reduced by further extending the turn-off period.
  • This control may be performed on the light source driving unit 16 by the control CPU 15 receiving the motion area information indicating the parallel movement region.
  • control may be executed for any of the parallel movement regions.
  • intermittent control is performed at least in comparison with other light emitting regions in the light emitting region corresponding to the parallel movement region that is a region where the video is not likely to fail. Since it is strongly applied, it is possible to prevent the failure of the video from being emphasized by intermittent control in the display area excluding the area where the video is not likely to fail. That is, it is possible to prevent the failure of the video from being emphasized by intermittent control in which the light source is turned on and off intermittently in a display area where the video is likely to be broken. More generally, in the present invention, the motion picture performance can be improved by analyzing the motion in the video and performing the backlight scan only on the necessary part. On the other hand, in the conventional backlight scan control, since the quality of the video is not taken into consideration, in the case of a video that has originally failed, the failure may be emphasized and the moving image performance may be degraded.
  • FIGS. 5 is a diagram illustrating a light source control example when backlight scanning control is not executed in the light source driving unit in the liquid crystal display device of FIG. 2, and FIGS. 6 and 7 are light source driving units in the liquid crystal display device of FIG. It is a figure which shows the example of the backlight scan control to perform. 6 and 7 show different examples of control.
  • FIG. 5A an example in which an image as shown in FIG. 5A is written and driven on a liquid crystal panel at 120 Hz is shown.
  • the number of pixels of the liquid crystal panel is, for example, vertical 1080 ⁇ horizontal 1920.
  • a moving image is displayed on the liquid crystal panel 13 while updating a still image of one frame made up of 1920 ⁇ 1080 ⁇ RGB ⁇ 8-bit information at a rate of 120 frames per second.
  • a still image is written on the liquid crystal panel 13 every half time (about 8.3 msec) of 60 Hz driving.
  • W indicates the video signal writing timing in the liquid crystal panel.
  • the image updated for each line is held for 1/120 second (about 8.3 msec).
  • the backlight 10 can individually control the LED units A to G (corresponding to the light emitting areas 10a to 10g in FIG. 4) each composed of two LED substrates.
  • the LED unit is composed of seven rows of LED units in the vertical direction with respect to the 1080-line liquid crystal panel, but the arrangement configuration of the LEDs is not particularly limited as described above.
  • the LED is always lit. For this reason, especially in a moving image with motion, the temporal frequency characteristic is deteriorated as described above, and the spatial frequency characteristic is also lowered accordingly, and the motion blur is easily seen due to the temporal integration effect.
  • FIG. 6 is an example in which the image as shown in FIG. 6A is written on the liquid crystal panel at 120 Hz as in the example of FIG. 5, but an example in which the translation region 13T is detected as shown in FIG. 4. It is. Even when the backlight scan is operated, as shown in FIG. 6B, the LED units A to F corresponding to the light emitting areas 10a to 10f in FIG. 4 are controlled in the same manner as in FIG. . On the other hand, for the LED unit G corresponding to the light emitting region 10g in FIG. 4, the backlight ON (lighted) / OFF (lighted off) control is performed in accordance with the writing of the video signal. The LED unit G is controlled to be turned on / off at a predetermined timing based on the writing of the video signal. Thus, pseudo impulse driving is performed to reduce motion blur.
  • the backlight ON duty is 50% and the frame period T is controlled at 1/120 second (120 Hz).
  • the ON duty of the backlight is not at least 100%, it is preferable to turn off the light in a period including a temporal intermediate point in one frame period T.
  • the turn-off period is the same period (time length) before and after the midpoint of one frame period. In other words, it is preferable that the temporal midpoint of the turn-off period coincides with the midpoint of one frame period T.
  • the extinguishing period per frame period T is 0.5 / 120 seconds.
  • the extinguishing period is set so that the extinguishing period is the same as before and after the temporal intermediate point of one frame period T. That is, the backlight is turned on for 0.25 / 120 seconds from the start of one frame period T, and then turned off for 0.5 / 120 seconds. Then, the backlight is turned on again and kept on for 0.25 / 120 seconds.
  • the lighting period of the backlight per frame period of the LED unit G becomes 50% respectively.
  • the video signal writing timing is performed by dividing the number of horizontal lines of the liquid crystal panel (1080 in this example) into seven and writing the first line in the target divided region (the region corresponding to the LED unit G and the light emitting region 10g). It can be timing. By such backlight scan control, it is possible to reduce the motion blur while suppressing the deterioration of the time-frequency characteristic.
  • FIG. 7 is an example in which the video as shown in FIG. 7A is written on the liquid crystal panel at 120 Hz, as in the example of FIG. 6, and the translational movement region 13T is detected as shown in FIG. is there.
  • intermittent control is not performed only on the light emitting region 10g as in the example of FIG. 6, but on the light emitting region 10g.
  • Intermittent control is performed so that the turn-off period is longer than that of the other light emitting regions 10a to 10f. That is, when the backlight scan is operated in accordance with the detection of the parallel movement region 13T, the LED units A to F are not always lit as shown in FIG. 6B, but as shown in FIG. 7B. The LED units A to F are also intermittently lit.
  • the LED units A to F are intermittently lit at ON duty 80%, while the LED unit G is intermittently lit at ON duty 50% as described above so as to have a longer extinction period. .
  • the LED units A to F will be described.
  • the extinguishing period per frame period T is 0.2 / 120 seconds.
  • the extinguishing period is set so that the extinguishing period is the same as before and after the temporal intermediate point of one frame period T. That is, the backlight is turned on for 0.4 / 120 seconds from the start of one frame period T, and then turned off for 0.2 / 120 seconds. Then, the backlight is turned on again and kept on for 0.4 / 120 seconds.
  • the LED units A to F can be controlled to be turned on / off at a predetermined timing based on the video signal writing, thereby performing pseudo impulse driving and reducing motion blur. it can.
  • the backlight scan control as described in FIGS. 5 to 7 and the like changes the black insertion rate in the screen.
  • the current during the lighting period of the LED unit G can be changed, or the PWM control can be performed. By doing so, it is preferable to prevent a change in luminance and suppress variation in luminance for each area. Of course, you may drive so that variation may be suppressed by both current variable and PWM control.
  • the light source light emission control unit keeps the average light emission luminance value of the light emitting region at the time of executing intermittent control the same (constant) as at the time of non-execution of intermittent control, for the light emitting region corresponding to the parallel movement region.
  • Control for changing the current during the lighting period and / or PWM control is performed. This change in current basically increases. Keeping the same as when intermittent control is not executed means increasing the current during the lighting period or increasing the lighting duty of PWM control so as to compensate for the average light emission luminance value that must be reduced by the extinguishing period. means.
  • the frequency of PWM control here is considerably higher than the frequency of intermittent control described above.
  • the current during the lighting period is changed so that the average light emission luminance value is the same when the intermittent control is executed and when it is not executed.
  • the current during the lighting period in the example of FIG. 6, if the drive current value for the LED unit F is 100 mA, the lighting period for the LED unit G is 50%. If the relationship between the brightness of the LED and the drive current is approximately proportional, the current value during lighting is about 200 mA.
  • the light source emission control unit is configured to turn on the light emission region to be subjected to intermittent control so that the average light emission luminance value of the light emission region at the time of intermittent control is the same as that at the time of non-execution of intermittent control. It is preferable to perform control and / or PWM control to change the current inside. If the black insertion rate for each area is not constant, a luminance difference occurs for each area. By performing such control, variation in luminance for each area can be suppressed.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the appearance of the liquid crystal display device of FIG. 2 and another arrangement example of the backlight.
  • the light emitting areas 10a to 10g illustrated in FIG. 4 may be adopted, and the light emitting areas may be divided in any way.
  • the display area is divided into 7 blocks in the vertical direction and 2 blocks in the horizontal direction.
  • the light emitting areas corresponding to the parallel movement area 13T are the light emitting areas 10g and 10n.
  • the relationship between the parallel movement area and the light emission area may be determined in advance in the liquid crystal display device 1 and stored so as to be readable by the control CPU 15.
  • the boundaries between the light emitting regions may be defined in advance.
  • the light emitting region corresponding to the translation region may be a light emitting region in which the translation region occupies all the regions (a light emitting region in which all the regions are occupied by the translation region). That is, when a certain light emitting area is viewed, if it is completely filled with the parallel movement area, it may be determined that it corresponds to the parallel movement area.
  • the light emitting area corresponding to the parallel movement area may be a light emitting area in which the parallel movement area occupies a predetermined proportion of the area.
  • intermittent control is executed only in the light emitting area in which the parallel movement area occupies a predetermined proportion of the area, or intermittent control is executed so that the turn-off period is longer than that in the other light emitting areas.
  • the light emitting region corresponding to the parallel movement region may be a light emitting region including at least a part of the parallel movement region.
  • intermittent control is executed only in the light emitting region including at least a part of the parallel movement region, or intermittent control is executed so that the turn-off period is longer than that in other light emitting regions.
  • intermittent control or the like is performed when the size of the telop is large and a part of the telop enters the adjacent detection area. Then, the entire telop can be handled regardless of the size of the telop.
  • intermittent control is executed only in the light emitting area including a part of the parallel movement area, or intermittent control is executed so that the extinguishing period is longer than in other light emitting areas.
  • the parallel movement area has been described as an area detected by detecting a motion vector from an input video signal and detecting whether or not the motion vector is aligned.
  • OSD On Screen Display
  • the overlapping area may also be included. In that case, a case where an OSD image that translates from the OSD data or the original data may be detected from the motion vector in the same manner, or a command for translation may be specified. You can search for that command.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display device 10,100 ... Backlight, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10i, 10j, 10k, 10l, 10m, 10n ... Light emission area, 11 ... Frame frequency conversion part , 11a ... motion vector detection unit, 11b ... interpolation frame generation unit, 11c ... region detection unit, 12 ... electrode drive unit, 13 ... liquid crystal panel, 13T ... parallel movement region, 14 ... synchronization extraction unit, 15 ... control CPU, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Light source drive part, 101 ... LED board, 102 ... LED, 103 ... Harness, 104 ... Harness, 105 ... Chassis, 106 ... Connector.

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Abstract

　本発明の液晶表示装置（１）は、入力映像信号を表示する液晶パネル（１３）と、液晶パネルを照射するバックライト（１０）と、バックライト（１０）の発光制御を行う光源発光制御部と、入力映像信号が示す映像のうち平行移動している平行移動領域（１３Ｔ）を検出する領域検出部（１１ｃ）とを備える。 平行移動領域（１３Ｔ）とは、例えば、映像のパン、スクロール領域、テロップ領域を指す。　光源発光制御部は、制御ＣＰＵ（１５）と光源駆動部（１６）とで例示できる。 制御ＣＰＵ（１５）は、光源駆動部（１６）を制御することで、間欠制御を含む各発光領域（１０ａ）～（１０ｇ）の発光制御を実行する。 この間欠制御は、平行移動領域（１３Ｔ）に対応する発光領域（１０ｇ）について、その発光領域（１０ｇ）のみに対して実行するか、若しくはその発光領域（１０ｇ）に対して他の発光領域（１０ａ）～（１０ｆ）に比べて消灯期間が長くなるように実行する。　本発明によると、映像が破綻している可能性の高い表示領域について、光源の間欠制御による映像の破綻を強調しないようにできる。

Description

液晶表示装置及びテレビ受信装置
　本発明は、液晶表示装置及びテレビ受信装置に関し、より詳細には、複数に分割した光源領域を液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて発光させる液晶表示装置、及びその液晶表示装置を備えたテレビ受信装置に関する。
　動画像を具現する用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）に対して、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）は、動きのある画像を表示した場合に、見るものに動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、所謂、動きぼけの欠点がある。この動きぼけは、ＬＣＤの表示方式そのものに起因することが知られている。
　電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴでは、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状になる。一方、ＬＣＤでは、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が、次に電界が印加されるまで比較的高い割合で保持される。特に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の場合、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素に補助容量が設けられており、蓄えられた電荷の保持能力が極めて高い。このため、画素が次のフレーム（或いはフィールド）の映像信号に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続ける。これをホールド型表示方式という。
　上記のようなホールド型表示方式においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、動きぼけが生じる。すなわち、人の視線は動くものに対して滑らかに追従するため、ホールド型のように発光時間が長いと、時間積分効果により画像の動きがぎくしゃくして不自然に見えてしまう。視線追従による動画ぼやけを軽減するために、液晶パネルにおいて、バックライト光源を点滅させて擬似的なインパルス駆動を行なう手法が知られている。
　図９は、ホールド型表示方式における動画ぼけを説明するための図である。視線追従による動画ぼやけをインパルス駆動で軽減できる理由は、以下のとおりである。例えば、図９（Ａ）に示すように、背景領域の中に動きのある物体が右方向に移動する場合、観測者の視線は動きのある物体ｏに追従して右方向に移動する。この場合、物体ｏが表示されている部分の横方向の１ライン分を視線追従方向に時間積分することにより、動画ぼけ幅を求めることができる。
　図９（Ｂ）は、縦軸に時間軸をとり、横軸に表示画面の画素位置をとったときの物体ｏの移動状態を示す図である。ここでは、液晶表示装置のホールド駆動を行う期間を１／１２０秒とする。これは、６０Ｈｚの画像をフレーム補間して、１／１２０秒で１フレームを表示させるときのフレーム期間を示している。また、図９（Ｂ）の点線は、物体ｏに対する動きへの視線追尾（アイ・トラッキング）を示している。
　この場合、ホールド駆動を行う液晶表示装置では、輝度は１／１２０秒の期間に亘って保持される。従って、輝度の積分値が元画像（Ｔ１でその領域を示す）と同じになる領域ｔ１は、元画像の形状の領域Ｔ１よりも狭くなり、輝度の積分値が中間的な値となる領域ｔ２，ｔ３が生じる。領域ｔ３は、領域ｔ２よりもさらに輝度の積分値が背景領域の輝度に近づいてくる。これらｔ２、ｔ３の領域の幅が、動画ぼけ幅となる。
　図１０は、擬似的インパルス駆動による動画ぼけについて説明するための図である。図１０（Ａ）は、図９（Ａ）と同様に背景領域の中に動きのある物体ｏが左から右方向に移動する状態を示している。そして図１０（Ｂ）に示すように、本例では、擬似的インパルス駆動によって液晶が駆動される。この場合、１フレーム期間（１／１２０秒）の輝度は１フレーム期間内で一旦ゼロになる（消灯される）ので、輝度の積分値が中間的な値となる領域ｔ４は狭く、動画ぼけ幅は狭くなる。このように擬似的インパルス駆動によれば、輝度を時間的に集中させて動画ぼけを軽減することができる。
　この場合、バックライトを単純に全体で点滅させるだけでは、液晶の遷移状態が強調され、これが画像内の移動体のゴーストとして視認されるようになる。特に線分を移動したような場合には、線分が２重、３重に見える尾引き現象として視認され、著しく表示品質を低下させる原因になっている。そこで、このようなゴースト対策として、バックライトを複数分割して映像信号の書き込みに同期させて各分割領域の光源を点滅させるバックライトスキャン方式が用いられている。
　このように、バックライトスキャン技術は、画像フレーム期間にバックライト消灯期間を設けることで、同じ映像を表示している期間を短くし、擬似的なインパルス駆動を実現することで、動画性能を向上するものである。例えば、特許文献１においても、１フレーム期間（１垂直期間）内でバックライト光源を間欠点灯させて擬似的にインパルス駆動に近づけることにより、動画表示の際に生じる動きぼやけを防止する手法が開示されている。
特許第３９９４９９７号公報
　しかしながら、このようなバックライトスキャン技術では、対象とする映像にぼやけ等の破綻がある場合、その破綻を強調してしまい、動画性能を低下させてしまう。
　例えば、倍速駆動表示などのためにフレーム間を補間する場合、補間フレームとして例えば内挿画像フレームを前後する２枚の原画像のフレームなどから算出する必要があり、その補間フレームが映像によってはぼやけ等の破綻を引き起こすことがある。このような破綻した映像に対して、バックライトスキャン方式で処理を行うと、破綻が強調され動画性能が低下してしまう。無論、フレーム間補間を施さない場合にも映像処理の種類によっては破綻を引き起こすことがあり得るため、この課題はフレーム間補間を施す場合に限ったものとは言えない。
　本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされてもので、その目的は、光源を複数に分割した発光領域を液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて発光させる液晶表示装置及びそれを備えたテレビ受信装置において、映像が破綻している可能性の高い表示領域について、光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにすることにある。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、該光源を複数に分割した発光領域毎に発光制御を行う光源発光制御部とを備えた液晶表示装置であって、前記入力映像信号が示す映像のうち平行移動している平行移動領域を検出する領域検出部をさらに備え、前記光源発光制御部は、前記液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各前記発光領域の発光制御を実行し、該発光領域の発光制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御を含み、該間欠制御は、前記領域検出部で検出された平行移動領域に対応する発光領域について、該発光領域のみに対して実行するか、若しくは該発光領域に対して他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように実行することを特徴としたものである。
　第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記光源発光制御部は、前記間欠制御の実行の対象となる発光領域について、前記間欠制御時における該発光領域の平均発光輝度値を前記間欠制御の非実行時と同じに保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行うことを特徴としたものである。
　第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記入力映像信号に対してフレーム間を補間して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部をさらに備えたことを特徴としたものである。
　第４の技術手段は、第１～第３のいずれかの技術手段において、前記領域検出部は、前記入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有することを特徴としたものである。
　第５の技術手段は、第１～第４のいずれかの技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が全ての領域を占める発光領域とすることを特徴としたものである。
　第６の技術手段は、第１～第４のいずれかの技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が所定割合の領域を占める発光領域とすることを特徴としたものである。
　第７の技術手段は、第１～第４のいずれかの技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域の少なくとも一部を含む発光領域とすることを特徴としたものである。
　第８の技術手段は、テレビ受信装置において、第１～第７のいずれかの技術手段における液晶表示装置を備えたことを特徴としたものである。
　本発明によれば、光源を複数に分割した発光領域を液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて発光させる液晶表示装置及びそれを備えたテレビ受信装置において、映像が破綻している可能性の高い表示領域について、光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにすることが可能となる。
本発明の液晶表示装置に適用可能なバックライトの構成例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 図２の液晶表示装置におけるフレーム周波数変換部の構成例を示す図である。 図２の液晶表示装置の外観例及びバックライト配置例を示す図である。 図２の液晶表示装置における光源駆動部でバックライトスキャン制御を実行しないときの光源制御例を示す図である。 図２の液晶表示装置における光源駆動部で実行するバックライトスキャン制御の一例を示す図である。 図２の液晶表示装置における光源駆動部で実行するバックライトスキャン制御の他の例を示す図である。 図２の液晶表示装置の外観例及びバックライトの他の配置例を示す図である。 ホールド型表示方式における動画ぼけを説明するための図である。 擬似的インパルス駆動による動画ぼけについて説明するための図である。
　図１は、本発明の液晶表示装置に適用可能なバックライトの構成例を示す図である。本例のバックライトは、アレイ型のＬＥＤバックライトとして構成されている。
　バックライト１００は、シャーシ１０５上に、複数のＬＥＤ基板１０１が配置されている。ＬＥＤ基板１０１は、横長矩形の短冊形状を有しており、矩形の長手方向が液晶表示装置の画面の水平方向に一致するように配置されている。
　図１の例は、４０インチの画面の液晶表示装置に適用されるアレイ型ＬＥＤバックライト１００を例示している。ここでは、ＬＥＤ基板１０１が横方向に２分割され、各列２枚のＬＥＤ基板１０１が縦方向に１０列配置されている。横方向に２分割する理由として、一般に、ＬＥＤ基板１０１には、製造時における縦横の最大外形寸法、即ち定尺が存在する。定尺は、ＬＥＤ基板１０１の材料や製造装置によって異なるが、例えば縦が５１０ｍｍ、横が３４０ｍｍなどとなっている。このため、ＬＥＤ基板１０１の縦横のいずれかの寸法が定尺を超える場合は、そのＬＥＤ基板１０１を幾つかに分割して作製される。
　本発明では、このようなＬＥＤ基板１０１の横方向への分割は必須ではなく、ここでは本発明に適用可能な構成例を示しているに過ぎない。
　各ＬＥＤ基板１０１には、複数個（ここでは８個）のＬＥＤ１０２が、直線状に並んで配置されている。つまり、図１のアレイ型ＬＥＤバックライト１００には、画面全体で、合計１６０個のＬＥＤ１０２が使用されている。また、全体としてＬＥＤ１０２は、六方格子状に配置されている。六法格子配置では、あるＬＥＤ１０２を中心として形成される仮想的な正六角形の頂点に他のＬＥＤ１０２が配置されるようになっている。また、この格子配置に限らず、単に格子状であってもよく、いずれの配置でも、バックライト１００は、液晶パネルに対し、均一なバックライト光を照射することができる。
　各ＬＥＤ基板１０１に実装されたＬＥＤ１０２は、各ＬＥＤ基板１０１に形成された配線パターン（図示せず）により、互いに直列に接続されている。また、水平方向に２分割したＬＥＤ基板１０１間を接続するためにハーネス１０３が設けられ、さらに一方のＬＥＤ基板１０１と外部のドライバ基板とを接続するためにハーネス１０４が設けられる。さらに、ハーネス１０３，１０４が接続されるコネクタ１０６が、各ＬＥＤ基板１０１に設置される。各ＬＥＤ基板１０１は、各コネクタ１０６の近傍に配置された図示しないネジにより、シャーシ１０５に固定されている。
　バックライト１００は、図示しないドライバ基板（駆動回路基板）上に搭載されたＬＥＤドライバを備えている。ＬＥＤドライバは、直列接続されたＬＥＤ１０２に電流を供給し、電流又はＰＷＭ（パルス幅変調）制御、或いはこの両方により、ＬＥＤ１０２を駆動する。これにより、２枚を１列として縦方向に複数列並んだＬＥＤ基板１０１の１列毎のユニットを、それぞれ独立して駆動することができる。
　なお、通常、ＬＥＤの数は、画面の大きさに応じて異なる。上記の例では、４０インチの画面の液晶表示装置では、２枚を１列としたＬＥＤ基板１０１のユニット数は１０であるが、例えば、３２インチではユニット数は９であり、４６インチではユニット数は１２であって、適宜、画面の大きさや必要とする輝度等に応じてＬＥＤ基板１０１のユニット数（つまりＬＥＤの数）が変更される。これらＬＥＤの数と１基板当たりのＬＥＤ数は、その例を示すものであり、本発明では、ＬＥＤの数やユニット数を限定するものではない。
　また、本発明に係る液晶表示装置では、バックライトとして上記のようなアレイ型のＬＥＤバックライトのみならず、画面とほぼ同じ大きさの基板にＬＥＤを敷き詰めたマトリクス型のＬＥＤバックライトや、複数のＣＣＦＬ（冷陰極管）を並列させたバックライトに対しても適用できる。このときに、以下に示すようなバックライトスキャンの機能を備えるものであればよい。但し、以下の例では、アレイ型のＬＥＤバックライトを用いることを前提にして説明する。
　図２は、本発明に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。液晶表示装置１は、フレーム周波数変換部１１、電極駆動部１２、液晶パネル１３、同期抽出部１４、制御ＣＰＵ１５、光源駆動部１６、及びバックライト１０を備えている。バックライト１０としては、例えば図１のバックライト１００で例示したものが適用できる。
　同期抽出部１４は、入力映像信号（例えば、６０Ｈｚのプログレッシブスキャン信号）から垂直／水平同期信号を抽出する。制御ＣＰＵ１５は、同期抽出部１４で抽出された垂直／水平同期信号等に基づいて、各部の動作制御を行う。
　フレーム周波数変換部１１は、制御ＣＰＵ１５からの制御信号に基づいて、入力映像信号のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の自然数）に変換する。例えばフレーム周波数変換部１１は、制御ＣＰＵ１５からの制御信号に基づいて、２入力映像信号の１フレーム分の画像を倍のフレーム周波数（１２０Ｈｚ）となるように周波数変換を行う。これにより、フレーム周波数変換部１１は、液晶パネル１３に対するフレーム表示周期（垂直表示周期）が１／１２０秒（約８.３ｍｓｅｃ）の映像信号（画像信号）を、連続して電極駆動部１２に出力する。電極駆動部１２は、入力された映像信号の１フレーム周期で映像信号の書込走査を行う。
　また、本発明は、図２で説明しその詳細を後述する液晶表示装置を備えたテレビ受信装置として、構成することができる。このテレビ受信装置は、アンテナで受信した放送信号を選局して復調し、復号して再生用映像信号を生成する手段を有し、この再生用映像信号を上記入力映像信号として、フレーム周波数変換部１１及び同期抽出部１４に入力させる。これにより、受信した放送信号を最終的に液晶パネル１３に表示させることができる。
　図３は、図２の液晶表示装置におけるフレーム周波数変換部の構成の一例を示す図である。フレーム周波数変換部１１は、ＦＲＣ（frame rate converter）技術によりフレーム補間を行ってフレーム周波数を変換するとともに、フレーム補間により色や階調表現を向上させるようにしている。フレーム周波数変換部１１は、入力映像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部１１ａと、動きベクトル検出部１１ａにより得られた動きベクトル情報に基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１１ｂとを備える。
　動き補償フレーム内挿処理においては、動き補償のために動きベクトルの検出が不可欠となる。この動きベクトル検出の代表的な手法として、例えば、ブロックマッチング法、勾配法などがある。動きベクトル検出部１１ａは、これらの手法により、連続した２つのフレーム間で各画素又は小さなブロック毎に動きベクトルを検出する。そして内挿フレーム生成部１１ｂは、検出された動きベクトルを用いて２つのフレーム間の内挿フレームの各画素又は各小ブロックを内挿する。すなわち、２つのフレーム間の任意の位置の画像を正しく位置補正して内挿することにより、フレーム数の変換を行う。そして、内挿フレーム生成部１１ｂは、内挿フレーム信号を入力フレーム信号とともに、順次出力することで、入力映像信号のフレームレートを例えば毎秒６０フレーム（６０Ｈｚ）から毎秒１２０フレーム（１２０Ｈｚ）に変換する処理を行う。
　また、内挿フレーム生成部１１ｂは、入力映像信号に何らかの形で動きベクトル情報が含まれている場合、これを利用してもよい。例えば、ＭＰＥＧ方式を用いて圧縮符号化された画像データには、符号化時に算出された動画像の動きベクトル情報が含まれており、この動きベクトル情報を取得する構成としてもよい。
　フレーム周波数変換部１１で例示したように、入力映像信号に対してフレーム間を補間（内挿補間に限らない）して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部を備えることが好ましい。これは、フレーム周波数が大きくなったときに映像が破綻する可能性が上がるため、本発明の後述するような発光制御が有益となるためである。
　発光制御について説明すると、まず制御ＣＰＵ１５は、同期抽出部１４で抽出された垂直同期信号に基づいて、バックライト１０の点灯・消灯を制御する制御信号を光源駆動部１６に出力する。バックライト１０は、入力映像信号を表示する液晶パネル１３を照射する光源である。光源駆動部１６は、制御ＣＰＵ１５から出力された制御信号に従って、バックライト１０の点灯制御を行う。
　また、液晶表示装置１は、液晶パネル１３に対する映像信号の書き込みに同期させて、発光領域毎に発光制御を行う光源発光制御部を備える。ここで、発光領域とは、バックライト１０で例示した光源を、複数に分割した領域を指す。そして、光源発光制御部が実行する発光制御には、バックライト１０の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御が含まれる。上記光源発光制御部は、制御ＣＰＵ１５と光源駆動部１６とで例示できる。制御ＣＰＵ１５は、光源駆動部１６を制御することで、間欠制御を含む発光制御をバックライト１０に対して行うことになる。以下の説明では、この間欠制御をしばしばバックライトスキャン制御と呼ぶ。
　本発明に係る液晶表示装置１では、映像が破綻している可能性がない若しくは少ない領域を抽出する。そのため、液晶表示装置１は、入力映像信号が示す映像のうち平行移動している平行移動領域を検出する領域検出部を備える。平行移動領域とは、オブジェクトなどが平行移動するような領域を指し、より具体的には映像のパン、スクロール領域、テロップ領域などを指す。これらの領域は、基本的に一定幅の一定方向（どの方向でもよい）を向いた動きベクトルをもっているため符号化・復号が映像破綻なくできる可能性が高い。
　上記領域検出部としては、図３で示すようにフレーム周波数変換部１１に領域検出部１１ｃとして設けてもよい。また、この例に限らず領域検出部は液晶表示装置１に設けられていればよい。また、上記領域検出部は、動きベクトル検出部１１ａで例示のように、入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有することが好ましい。但し、フレーム周波数変換部１１等のフレーム補間部は本発明では必須ではなく、その場合でも無論、上記動きベクトル検出部を設けてもよい。
　この例では、領域検出部１１ｃが、動きベクトル検出部１１ａで検出した動きベクトルに基づき平行移動領域を検出し、動きエリア情報として制御ＣＰＵ１５に出力する。また、内挿フレームの生成時と同様に符号化時の動きベクトル情報を取得し、そこから平行移動領域を検出するようにしてもよい。制御ＣＰＵ１５はこの動きエリア情報を光源駆動部１６に伝送するか、若しくはこの動きエリア情報を加味した駆動制御の情報を光源駆動部１６に伝送する。以下、後者のように駆動制御の内容は制御ＣＰＵ１５で決定されるものとして説明する。
　図４は、図２の液晶表示装置の外観例及びバックライト配置例を示す図である。
　上記光源発光制御部における上記間欠制御は、検出された平行移動領域１３Ｔに対応する発光領域１０ｇについて、その発光領域１０ｇのみに対して実行するか、若しくはその発光領域１０ｇに対して他の発光領域１０ａ～１０ｆに比べて消灯期間が長くなるように実行する。他の発光領域１０ａ～１０ｆについて消灯期間があり、それに比べて発光領域１０ｇについての消灯期間を長くすることによって、他の発光領域１０ａ～１０ｆについては、通常の動きぼやけを軽減し、テロップ等のぼやけが強く認識される部分については、より消灯期間を長くすることによって、ぼやけを軽減することができる。
　この制御は、制御ＣＰＵ１５が、平行移動領域を示す動きエリア情報を受けて、光源駆動部１６に対して行えばよい。また、無論、平行移動領域が２つ以上あった場合、いずれの平行移動領域に対してもこのような制御を実行すればよい。本発明では、平行移動領域を求め、その対象エリアのみバックライトスキャン制御を行うか、若しくは強くかければよい。
　このように、本発明に係る液晶表示装置１によれば、映像が破綻していない可能性の高い領域である平行移動領域に対応する発光領域について、間欠制御を少なくとも他の発光領域に比べて強く施しているため、映像が破綻していない可能性の高い領域を除く表示領域について、間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにすることができる。つまり、映像が破綻している可能性の高い表示領域について、光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにすることができる。より概略的には本発明では、映像内の動きを解析し、必要な部分のみバックライトスキャンをすることにより、動画性能を向上することができる。それに対し、従来のバックライトスキャン制御では、映像の品位を考慮していないため、もともと破綻している映像の場合、その破綻を強調してしまい動画性能を低下させることがある。
　ここで、本発明によるバックライトスキャン制御について、図５～図７を参照しながら説明する。図５は、図２の液晶表示装置における光源駆動部でバックライトスキャン制御を実行しないときの光源制御例を示す図で、図６、図７は、図２の液晶表示装置における光源駆動部で実行するバックライトスキャン制御の例を示す図である。図６、図７はそれぞれ異なる制御の例を示している。
　ここでは、図５（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込み駆動するときの例を示している。この場合の液晶パネルの画素数は、例えば縦１０８０×横１９２０とする。ここでは、１９２０×１０８０×ＲＧＢ×８ビットの情報からなる１フレームの静止画像を、毎秒１２０フレームの速度で更新しながら、液晶パネル１３に動画表示を行っている。従って、液晶パネル１３には、６０Ｈｚ駆動の１／２の時間（約８.３ｍｓｅｃ）毎に静止画像が書き込まれる。図５において、Ｗは液晶パネルにおける映像信号の書き込みタイミング示している。
　図５（Ｂ）に示すように、液晶パネルでは、最上段から垂直走査により映像信号が書き込まれていく。つまり、液晶パネルの１ライン目（Ｎ＝１）から順に映像が更新され、徐々に書き込み開始時刻が遅れながら最終の１０８０ライン目（Ｎ＝１０８０）が更新される。ライン毎に更新された映像は、１／１２０秒（約８.３ｍｓｅｃ）ホールドされる。
　バックライト１０は、２枚のＬＥＤ基板からなるＬＥＤユニットＡ～Ｇ（それぞれ図４の発光領域１０ａ～１０ｇに対応）を個別に制御できるようになっている。この例では、簡単のため、１０８０ラインの液晶パネルに対して垂直方向に７行のＬＥＤユニットにより構成されているものとするが、上記のようにＬＥＤの配置構成は、特に限定されるものではなく、上記発光領域毎の制御が可能であればよい。バックライトスキャン制御を行わないときのバックライト１０では、ＬＥＤが常時点灯している。このため、特に動きのある動画像において、上述したように時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、時間積分効果により動きぼけが見えやすくなる。
　図６の例は、図５の例と同様に、図６（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込む例であるが、図４のように平行移動領域１３Ｔを検出した場合の例である。バックライトスキャンを動作させた場合でも、図６（Ｂ）に示すように、図４の発光領域１０ａ～１０ｆに対応するＬＥＤユニットＡ～Ｆについては図５と同様の制御、つまり常時点灯を行う。一方で、図４の発光領域１０ｇに対応するＬＥＤユニットＧについては、映像信号の書き込みに合わせてバックライトのＯＮ（点灯）／ＯＦＦ（消灯）制御が行われる。ＬＥＤユニットＧは、映像信号の書き込みに基づく所定タイミングで点灯・消灯が制御される。これにより、疑似的なインパルス駆動を行い、動きぼけを軽減させるようにする。
　画面の最上段から最下段まで更新された画像のフレーム期間（１／１２０秒＝約８.３ｍｓｅｃ）をＴとし、このフレーム期間Ｔにおけるバックライトの点灯期間をτとするとき、ＯＮ　ｄｕｔｙ（点灯デューティ）Ｄは、Ｄ＝τ／Ｔで表すことができる。
　この例では、バックライトのＯＮ　ｄｕｔｙを５０％とし、フレーム期間Ｔを１／１２０秒（１２０Ｈｚ）で制御するものとする。
　そして、バックライトのＯＮ　ｄｕｔｙが少なくとも１００％ではない場合に、１フレーム期間Ｔにおける時間的な中間点を含む期間で消灯させるようにすることが好ましい。これにより、１フレーム期間内で液晶の状態が目標階調に向かって変位していく期間のうち、バックライトの点灯によって映像が視認できる期間を消灯期間の前後に分断することができる。より好ましくは、この消灯期間は、１フレーム期間の中間点の前後で同じ期間（時間長）となるようにする。つまり、消灯期間の時間的な中間点が、１フレーム期間Ｔの中間点に一致するようにすることが好ましい。
　この例では、ＯＮ　ｄｕｔｙが５０％であることから、１フレーム期間Ｔ当たりの消灯期間は、０.５／１２０秒となる。そして、その消灯期間は、１フレーム期間Ｔの時間的な中間点から前後に同じ時間だけ消灯するように設定される。つまり、１フレーム期間Ｔの始まりから０.２５／１２０秒の間、バックライトを点灯し、その後０.５／１２０秒間消灯する。そして再度バックライトを点灯して０.２５／１２０秒間、点灯を維持する。
　これにより、ＬＥＤユニットＧの１フレーム期間あたりのバックライトの点灯期間がそれぞれ５０％となる。また、映像信号の書き込みタイミングは、液晶パネルの水平ライン数（この例では１０８０）を７分割して、対象の分割領域（ＬＥＤユニットＧ、発光領域１０ｇに対応する領域）の最初のラインの書き込みタイミングとすることができる。このようなバックライトスキャン制御により、時間周波数特性の劣化を抑えて動きぼけを軽減させることができる。
　図７の例は、図６の例と同様に、図７（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込む例であって図４のように平行移動領域１３Ｔを検出した場合の例である。しかし、図７の例では、平行移動領域１３Ｔの検出に対応して、図６の例のようにその発光領域１０ｇのみに対して間欠制御を実行するのではなく、その発光領域１０ｇに対して他の発光領域１０ａ～１０ｆに比べて消灯期間が長くなるように間欠制御を実行している。つまり、平行移動領域１３Ｔの検出に伴いバックライトスキャンを動作させた場合、図６（Ｂ）に示すようにＬＥＤユニットＡ～Ｆについては常時点灯させるのではなく、図７（Ｂ）に示すようにＬＥＤユニットＡ～Ｆについても間欠点灯させている。
　この例では、ＬＥＤユニットＡ～ＦについてＯＮ　ｄｕｔｙ８０％で間欠点灯させているのに対し、ＬＥＤユニットＧについてはこれより長い消灯期間になるよう、上述のようにＯＮ　ｄｕｔｙ５０％で間欠点灯させている。ＬＥＤユニットＡ～Ｆについて説明すると、１フレーム期間Ｔ当たりの消灯期間は、０.２／１２０秒となる。そして、その消灯期間は、１フレーム期間Ｔの時間的な中間点から前後に同じ時間だけ消灯するように設定される。つまり、１フレーム期間Ｔの始まりから０.４／１２０秒の間、バックライトを点灯し、その後０.２／１２０秒間消灯する。そして再度バックライトを点灯して０.４／１２０秒間、点灯を維持する。このように、ＬＥＤユニットＧだけでなくＬＥＤユニットＡ～Ｆについても映像信号の書き込みに基づく所定タイミングで点灯・消灯を制御することで、疑似的なインパルス駆動を行い、動きぼけを軽減させることができる。
　また、図５～図７等で説明したようなバックライトスキャン制御により、画面内で黒の挿入率が変わってしまうが、ＬＥＤユニットＧについて点灯期間中の電流を可変するか、若しくはＰＷＭ制御を行うことで、輝度の変化を防ぎエリア毎の輝度のバラツキを抑えることが好ましい。無論、電流可変及びＰＷＭ制御の双方でバラツキを抑えるように駆動してもよい。
　すなわち、上記光源発光制御部は、平行移動領域に対応する発光領域について、間欠制御の実行時におけるその発光領域の平均発光輝度値を間欠制御の非実行時と同じ（一定）に保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行う。この電流の変更は基本的に増加となる。間欠制御の非実行時と同じに保つとは、消灯期間により減少せざるを得ない平均発光輝度値を補償するように、点灯期間中の電流を上げることやＰＷＭ制御の点灯デューティを上げることを意味する。なお、ここでのＰＷＭ制御の周波数は上述した間欠制御の周波数よりかなり高いものとなる。無論、他の発光領域であっても間欠制御を行っているのであれば、間欠制御の実行時と非実行時とで平均発光輝度値が同じになるように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行う。点灯期間中の電流を変更する例としては、図６の例で説明すると、ＬＥＤユニットＦについての駆動電流値が１００ｍＡであるとすれば、ＬＥＤユニットＧについては、点灯期間が５０％であり、ＬＥＤの輝度と駆動電流の関係はほぼ比例であれば点灯時の電流値は２００ｍＡ程度となる。
　このように、光源発光制御部は、間欠制御の実行の対象となる発光領域について、間欠制御時におけるその発光領域の平均発光輝度値を間欠制御の非実行時と同じに保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行うことが好ましい。エリア毎の黒の挿入率は一定にしないとエリア毎に輝度差が発生してしまうが、このような制御を行うことで、エリア毎の輝度のバラツキを抑えることができる。
　図８は、図２の液晶表示装置の外観例及びバックライトの他の配置例を示す図である。図４で例示した発光領域１０ａ～１０ｇの代わりに、例えば図８で例示する発光領域１０ａ～１０ｎを採用するなど、発光領域はどのように分割されたものであってもよい。図８の発光領域１０ａ～１０ｎは、表示領域を縦方向に７ブロックに分け、横方向に２ブロックに分けたものである。図８の例では、平行移動領域１３Ｔに対応する発光領域は発光領域１０ｇ，１０ｎとなる。
　また、平行移動領域と発光領域との関係は、液晶表示装置１において予め決め、制御ＣＰＵ１５で読み出し可能なように格納しておけばよい。なお、各発光領域間の境界などは事前に定義しておけばよい。例えば、平行移動領域に対応する発光領域は、平行移動領域が全ての領域を占めるような発光領域（領域の全てが平行移動領域で占められている発光領域）としてもよい。つまり、ある発光領域を見たとき、平行移動領域で全て埋め尽くされる場合には、平行移動領域に対応すると判定すればよい。このような判定方法とすることによって、テロップスクロールであれば、検出領域の全面がテロップの領域に入った場合、つまり、図４の例のようにテロップスクロールが画面の右端から左端まですべて表示されている場合に間欠制御等を行うことになる。すると、効果の最も大きな領域について改善することができる。これにより、平行移動領域が全ての領域を占める発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。
　また、平行移動領域に対応する発光領域は、平行移動領域が所定割合の領域を占めるような発光領域としてもよい。これにより、平行移動領域が所定割合の領域を占める発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。このような判定方法とすることによって、テロップスクロールであれば、検出領域の一部がテロップ領域に入った場合、つまり、テロップが開始した際、テロップが終了する最後であっても間欠制御等を行うことになる。すると、テロップの表示に素早く対応することができる。これにより、平行移動領域の一部を含む発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。
　また、平行移動領域に対応する発光領域は、平行移動領域の少なくとも一部を含む発光領域としてもよい。これにより、平行移動領域が少なくとも一部を含む発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。このような判定方法とすることによって、テロップスクロールであれば、テロップの大きさが大きく隣の検出領域にテロップの一部が入った場合に間欠制御等を行うことになる。すると、テロップのサイズにかかわらずテロップ全体について対応することができる。これにより、平行移動領域の一部を含む発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。
　また、以上の例では、上記平行移動領域は、入力映像信号から動きベクトルを検出し、その動きベクトルの揃い具合などにより検出される領域として説明したが、その他に、ＯＳＤ（On  Screen Display）データとして重畳する領域も含めてもよい。その場合、ＯＳＤデータやその元となるデータから平行移動するようなＯＳＤ画像となる場合を、動きベクトルから同様に検出してもよいし、若しくは平行移動のためのコマンドが規定されているのであればそのコマンドを検索すればよい。
１…液晶表示装置、１０，１００…バックライト、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌ，１０ｍ，１０ｎ…発光領域、１１…フレーム周波数変換部、１１ａ…動きベクトル検出部、１１ｂ…内挿フレーム生成部、１１ｃ…領域検出部、１２…電極駆動部、１３…液晶パネル、１３Ｔ…平行移動領域、１４…同期抽出部、１５…制御ＣＰＵ、１６…光源駆動部、１０１…ＬＥＤ基板、１０２…ＬＥＤ、１０３…ハーネス、１０４…ハーネス、１０５…シャーシ、１０６…コネクタ。

Claims (8)

  1. 　入力映像信号を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、該光源を複数に分割した発光領域毎に発光制御を行う光源発光制御部とを備えた液晶表示装置であって、
    　前記入力映像信号が示す映像のうち平行移動している平行移動領域を検出する領域検出部をさらに備え、
    　前記光源発光制御部は、前記液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各前記発光領域の発光制御を実行し、該発光領域の発光制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御を含み、
    　該間欠制御は、前記領域検出部で検出された平行移動領域に対応する発光領域について、該発光領域のみに対して実行するか、若しくは該発光領域に対して他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように実行することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 　前記光源発光制御部は、前記間欠制御の実行の対象となる発光領域について、前記間欠制御時における該発光領域の平均発光輝度値を前記間欠制御の非実行時と同じに保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記入力映像信号に対してフレーム間を補間して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記領域検出部は、前記入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が全ての領域を占める発光領域とすることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  6. 　前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が所定割合の領域を占める発光領域とすることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  7. 　前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域の少なくとも一部を含む発光領域とすることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか１に記載の液晶表示装置を備えたテレビ受信装置。
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