WO2011129124A1 - 表示装置 - Google Patents

Abstract

　発光ダイオード（光源）を有するバックライト部（３）と、複数の画素（Ｐ）を備えるとともに、バックライト部（３）からの照明光を用いて、情報を表示する液晶パネル（表示部）（２）を備えた液晶表示装置（１）において、映像生成装置（制御部）（９）は、階調遷移が発生したフレームにおいて、時間情報生成部（２６）からの時間情報に基づいて、フレームの前半における発光ダイオードのオフ期間と、フレームの後半における発光ダイオードのオン期間との少なくとも一方の長さを決定し、かつ、光源駆動部（１４）に対して、決定したオフ期間またはオン期間に従って、発光ダイオードが駆動されるように指示信号を出力する。

Description

表示装置

　本発明は、表示装置、特に液晶表示装置などの非発光型の表示装置に関する。

　近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、光を発光する照明装置（バックライト）と、複数の画素を有するとともに、照明装置に設けられた光源からの光に対しシャッターの役割を果たすことで所望画像を表示する液晶パネルとが含まれている。

　また、上記のような液晶表示装置は、いわゆるホールド型の表示装置であり、各画素の輝度は、１表示画面分の画像を書き換える１フレーム期間（１垂直期間）の間保持される。このため、液晶表示装置では、動画を表示した場合に、動いている表示物の輪郭がぼやけた状態で視認されるという、動画ボケ（擬似輪郭）の問題を生じることがあった。

　具体的にいえば、液晶表示装置では、その液晶パネルに含まれた液晶層に対して、表示画像の階調に応じた電圧を画素単位に印加することによって、液晶分子の配向状態、ひいては画素の透過率（液晶の透過率）を変化させて、当該表示画像を表示するようになっている。ところが、液晶表示装置は、ＣＲＴなどのいわゆるインパルス型の表示装置に比べて、映像データに対する応答性が低いものであった。すなわち、液晶表示装置には、液晶の応答速度（液晶の透過率の変化速度）が、通常、遅いものが用いられている。このため、液晶表示装置では、動画表示を行った際に、連続する２つのフレーム（表示画像）において、階調が遷移（変化）した場合に、中間階調の画像が視認されて、上記動画ボケとして認識されることがあった。

　そこで、従来の液晶表示装置には、例えば下記特許文献１に記載されているように、液晶の応答速度を改善可能なオーバーシュート駆動を行うことが提案されている。つまり、この従来の液晶表示装置では、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生した場合に、階調遷移が発生したフレームの映像データに対し、所定の階調遷移強調処理（オーバーシュート駆動）を行うことが示されている。

　具体的にいえば、この従来の液晶表示装置では、連続する２つのフレームにおいて、例えば階調Ａから階調Ａよりも大きい階調Ｂに遷移する階調遷移が発生した場合、階調Ｂとするための電圧よりも大きい電圧を所定の期間、その画素に印加する。その後、目標とする階調Ｂに応じた電圧を印加する。この結果、この従来の液晶表示装置では、液晶分子の配向変化を促進して、液晶の応答速度を改善して、動画ボケを抑制可能とされていた。

特開２００１－３４３９５６号公報

　しかしながら、上記のような従来の液晶表示装置では、階調遷移の程度が大きい場合、動画ボケを抑制できないことがあった。

　具体的にいえば、この従来の液晶表示装置では、階調遷移の程度が大きい場合、上記階調遷移強調処理を実施しても、前フレームの階調から現フレームの階調への遷移の途中において、中間階調の画像が視認されるのを防げないことがあった。この結果、この従来の液晶表示装置では、階調遷移の程度が大きい場合に、動画ボケを抑制できないことがあった。

　上記の課題を鑑み、本発明は、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを抑制することができる表示装置を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するために、本発明にかかる表示装置は、光源を有するバックライト部と、複数の画素を備えるとともに、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報を表示する表示部を備えた表示装置であって、
　前記光源を駆動する光源駆動部と、
　前記表示部を画素単位に駆動する表示駆動部と、
　連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、前記複数の画素での前記階調遷移に対し応答する時間の平均時間を求めて、時間情報として生成する時間情報生成部と、
　入力された映像データと、前記時間情報生成部からの時間情報を用いて、前記光源駆動部及び前記表示駆動部の駆動制御を行う制御部を備え、
　前記制御部は、前記階調遷移が発生したフレームにおいて、前記時間情報生成部からの時間情報に基づいて、当該フレームの前半における前記光源のオフ期間と、当該フレームの後半における前記光源のオン期間との少なくとも一方の長さを決定し、かつ、前記光源駆動部に対して、決定したオフ期間またはオン期間に従って、前記光源が駆動されるように指示信号を出力することを特徴とするものである。

　上記のように構成された表示装置では、時間情報生成部が連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、複数の画素での階調遷移に対し応答する時間の平均時間を求めて、時間情報として生成している。また、制御部が、階調遷移が発生したフレームにおいて、時間情報生成部からの時間情報に基づいて、当該フレームの前半における光源のオフ期間と、当該フレームの後半における光源のオン期間との少なくとも一方の長さを決定する。また、制御部は、光源駆動部に対して、決定したオフ期間またはオン期間に従って、光源が駆動されるように指示信号を出力する。これにより、階調遷移の程度を判別しつつ、光源を適切に駆動させることが可能となる。この結果、上記従来例と異なり、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを抑制することができる表示装置を構成することができる。

　また、上記表示装置において、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、前記階調遷移が発生したフレームの映像データに対し、所定の階調遷移強調処理を行い、その階調遷移強調処理後の映像データを前記時間情報生成部に出力する階調変換部を備え、
　前記時間情報生成部は、前記階調変換部からの映像データを用いて、前記複数の画素での前記階調遷移に対し応答する時間の平均時間を求めて、時間情報として生成することが好ましい。

　この場合、時間情報生成部は階調変換部での階調遷移強調処理が施された映像データを用いて、上記時間情報を生成しているので、制御部は階調遷移の程度を判別しつつ、光源をより適切に駆動させることが可能となる。従って、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを確実に抑制することができる。また、階調遷移強調処理を実施しない場合に比べて、制御部は、光源のオン期間を長くすることが可能となり、高輝度な表示を容易に行うことができる。

　また、上記表示装置において、前記制御部は、前記時間情報生成部からの時間情報に含まれた平均時間が長いほど、前記オフ期間の長さが長くなるように決定してもよい。

　この場合、階調遷移が発生したフレームの前半における、光源のオフ期間の間に、当該階調遷移を完了させることが可能となり、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを確実に抑制することができる。

　また、上記表示装置において、前記制御部は、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生していないことを判別したときには、前記階調遷移が発生していないフレームにおいて、前記オフ期間の長さを一定値に決定してもよい。

　この場合、制御部での処理動作を簡略化することができ、当該制御部の処理負荷を軽減することができる。

　また、上記表示装置において、前記制御部には、決定したオン期間またはオフ期間に基づいて、前記光源の輝度が上昇するように、前記指示信号を補正する点灯補助部が設けられてもよい。

　この場合、表示部の各画素において、輝度不足が生じるのを防ぐことができる。

　また、上記表示装置において、前記制御部には、入力された映像データが前記表示駆動部に供給されるまでの信号処理によって生じるフレーム遅延期間を示すフレーム遅延データが設定されるとともに、設定されたフレーム遅延データに応じて、前記光源の駆動がフレーム単位に遅延されるように、前記光源駆動部に対する前記指示信号の出力タイミングを調整するタイミング調整部が設けられてもよい。

　この場合、フレーム遅延期間が発生するときでも、表示部及び光源を適切に駆動させることができ、動画ボケを確実に抑制することができる。

　また、上記表示装置において、前記制御部には、入力された映像データが前記表示駆動部に供給されるまでの信号処理によって生じる１フレーム期間に満たない位相ずれを示す位相ずれデータが設定されるとともに、設定された位相ずれデータに応じて、前記光源の駆動が遅延されるように、前記光源駆動部に対する前記指示信号の出力タイミングを調整する位相タイミング調整部が設けられてもよい。

　この場合、位相ずれが生じるときでも、表示部及び光源を適切に駆動させることができ、動画ボケを確実に抑制することができる。

　また、上記表示装置において、前記表示部には、複数の表示エリアが設定され、
　前記バックライト部には、前記表示部に設けられた複数の表示エリアに対して、前記光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアが設定され、
　前記光源駆動部は、前記照明エリア単位に前記光源を駆動することが好ましい。

　この場合、表示エリア毎に、階調遷移が表示に与える悪影響を適切に低減することができ、表示品位を向上させることができる。また、照明エリア単位に、光源を駆動するので、消費電力を抑えた表示装置を容易に構成することができる。

　また、上記表示装置において、前記制御部には、決定したオン期間またはオフ期間に基づいて、前記光源の輝度が前記照明エリア単位に上昇するように、前記指示信号を補正する点灯補助部が設けられてもよい。

　この場合、上記表示エリアの各画素において、輝度不足が生じるのを確実に防ぐことができる。

　また、上記表示装置において、前記表示部として、液晶パネルが用いられてもよい。

　この場合、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを抑制することができる液晶表示装置を構成することができる。

　また、上記表示装置において、前記光源として、発光ダイオードが用いられてもよい。

　この場合、消費電力が少なく、優れた環境性をもつ表示装置を容易に構成することができる。

　また、上記表示装置において、前記光源として、発光色が互いに異なるとともに、白色光に混色可能な複数種類の発光ダイオードが用いられてもよい。

　この場合、複数種類の各発光ダイオードの発光色の色純度を向上できるとともに、優れた表示品位を有する表示装置を容易に構成することができる。

　本発明によれば、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを抑制することができる表示装置を提供することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構成を説明する図である。 図２は、図１に示したバックライト装置のＬＥＤ基板の構成を示す平面図である。 図３は、図２に示したＬＥＤ基板でのＬＥＤユニットの配置例を示す平面図である。 図４は、図３に示したＬＥＤユニットの構成例を示す平面図である。 図５は、図１に示した液晶表示装置の要部構成を説明する図である。 図６は、図５に示した映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。 図７は、図５に示したＯＳ回路の具体的な構成を示すブロック図である。 図８は、図７に示した階調変換部が階調遷移強調処理を行う際に用いられる、図７に示したＬＵＴメモリの記憶内容の具体例を説明する図である。 図９は、図１に示した液晶表示装置において、画像が表示される場合での各部の信号、液晶の透過率、点灯指示信号、及び点灯指示信号と液晶の透過率との積の関係を示すタイミングチャートである。 図１０は、本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置での映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置において、画像が表示される場合での各部の信号、液晶の透過率、点灯指示信号、及び点灯指示信号と液晶の透過率との積の関係を示すタイミングチャートである。 図１２は、本発明の第３の実施形態にかかる液晶表示装置での映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。 図１３は、本発明の第３の実施形態にかかる液晶表示装置において、画像が表示される場合での各部の信号、液晶の透過率、点灯指示信号、及び点灯指示信号と液晶の透過率との積の関係を示すタイミングチャートである。 図１４は、本発明の第４の実施形態にかかる液晶表示装置での映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。 図１５は、本発明の第４の実施形態にかかる液晶表示装置の動作時における各部のデータの関係を示すタイミングチャートである。 図１６は、本発明の第５の実施形態にかかる液晶表示装置での映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。 図１７は、本発明の第５の実施形態にかかる液晶表示装置の動作時における各部のデータの関係を示すタイミングチャートである。

　以下、本発明の表示装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態にかかる液晶表示装置の概略構成を説明する図である。図において、本実施形態の液晶表示装置１には、図の上側が視認側（表示面側）として設置される表示部としての液晶パネル（ＬＣＤ）２と、液晶パネル２の非表示面側（図の下側）に配置されて、当該液晶パネル２を照明する照明光を発生するバックライト部としてのバックライト装置３とが設けられている。また、本実施形態では、筐体４の内部に、液晶パネル２及びバックライト装置３が透過型の液晶表示装置１として一体化された状態で収容されている。さらに、本実施形態の液晶表示装置１では、外部から入力された（入力）映像データ（映像信号）を用いて、液晶パネル２及びバックライト装置３の駆動制御を行う、後述の映像生成装置（制御部）が設けられている（詳細は後述。）。

　液晶パネル２は、一対の透明基板２ａ、２ｂと、これらの透明基板２ａ、２ｂとの間に設けられた液晶層２ｃ及びカラーフィルタ（ＣＦ）２ｄとを備えている。また、液晶パネル２には、複数の画素が設けられており、バックライト装置３からの照明光を用いて、フルカラー画像にて文字や画像などの情報を表示可能に構成されている。さらには、液晶パネル２では、後に詳述するように、複数の表示エリアが表示面に設定されている。

　バックライト装置３は、光学シート群５と、拡散板６と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の三色の発光ダイオードを含んだＬＥＤユニット８を実装したＬＥＤ基板７とを備えている。光学シート群５には、例えば偏光シート７及びプリズム（集光）シート８が含まれており、これらの光学シートによって、バックライト装置３からの上記照明光の輝度上昇などが適宜行われて、液晶パネル２の表示性能を向上させるようになっている。

　バックライト装置３では、複数のＬＥＤ基板７がマトリクス状に設けられており、各ＬＥＤ基板７には複数個のＬＥＤユニット８が設置されている。また、バックライト装置３では、液晶パネル２に設けられた複数の表示エリアに対して、光源としての上記発光ダイオードの光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアが設定されており、照明エリア単位に発光ダイオードを点灯駆動させるエリアアクティブバックライト駆動が行われるようになっている。

　ここで、図２～図４を参照して、本実施形態のＬＥＤ基板７及びＬＥＤユニット８について具体的に説明する。

　図２は、図１に示したバックライト装置のＬＥＤ基板の構成を示す平面図である。図３は、図２に示したＬＥＤ基板でのＬＥＤユニットの配置例を示す平面図である。図４は、図３に示したＬＥＤユニットの構成例を示す平面図である。

　図２に例示するように、バックライト装置３には、２行、８列に設けられた合計１６個のＬＥＤ基板７（１）、７（２）、…、７（１５）、７（１６）（以下、“７”で総称する。）が設置されている。また、各ＬＥＤ基板７では、図３に例示するように、２行、１６列、合計３２個の領域に区画されており、各領域には、ＬＥＤユニット８が実装されている。また、３２個の領域は、バックライト装置３に設定された上記照明エリアＨａ１、Ｈａ２、…、Ｈａ３１、Ｈａ３２（以下、“Ｈａ”で総称する。）をそれぞれ構成している。

　尚、図３では、各照明エリアＨａを明確に図示するために、同図に縦線及び横線にて互いに区切って示しているが、実際には、各照明エリアＨａは境界線や仕切部材などによって互いに区切られていない。但し、例えばＬＥＤ基板７上に仕切部材を設けて、各照明エリアＨａを互いに区切った構成とすることもできる。

　図４に例示するように、各照明エリアＨａには、例えば２個の３ｉｎ１タイプの発光ダイオードを有する上記ＬＥＤユニット８が設けられている。この３ｉｎ１タイプの発光ダイオードは、ＲＧＢの発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂを一体化したものであり、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂから対応する赤色光、緑色光、青色光を独立して発光できるようになっている。また、この各照明エリアＨａは、液晶パネル２の表示面に設定された上記表示エリアＰａに対応するように設けられており、表示エリアＰａに含まれる複数の画素Ｐに対して、ＬＥＤユニット８からの光を入射させるようになっている。なお、上記表示面には、例えば１９２０×１０８０画素が設けられており、１つの表示エリアＰａには、４０５０個（＝１９２０×１０８０÷５１２（＝１６×３２））の画素が含まれている。

　また、各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂは光源を構成しており、これらの発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂは赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ対応する表示エリアＰａに対して照射するようになっている。

　また、上記の説明では、ＬＥＤ基板７を用いた場合について説明したが、例えば筐体４の内側表面上にＬＥＤユニットを直接的に配置することによってＬＥＤ基板７の設置を省略することもできる。また、ＬＥＤ基板７やＬＥＤユニット８の各設置数を適宜変更したり、１対１以外の比率で照明エリアＨａ及び表示エリアＰａを設定したりすることもできる。

　尚、ＬＥＤユニット８の分割数は上記１６×３２個に限ることなく例えば１０×２０個であってもよい。

　次に、図５～図８も参照して、本実施形態の液晶表示装置１の要部構成について具体的に説明する。

　図５は、図１に示した液晶表示装置の要部構成を説明する図である。図６は、図５に示した映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。図７は、図５に示したＯＳ回路の具体的な構成を示すブロック図である。図８は、図７に示した階調変換部が階調遷移強調処理を行う際に用いられる、図７に示したＬＵＴメモリの記憶内容の具体例を説明する図である。

　図５に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、制御部としての上記映像生成装置９を備えている。この映像生成装置９には、ＯＳ（オーバーシュート）回路１１が設けられたＬＣＤ Ｔ－ＣＯＮ（ＬＣＤタイミング制御回路）１０と、ＬＣＤドライバー１２と、上記液晶パネル（ＬＣＤパネル）２とが順次接続されている。ＬＣＤドライバー１２は、液晶パネル（表示部）２を画素単位に駆動する表示駆動部を構成している。また、これらのＬＣＤ Ｔ－ＣＯＮ１０、ＬＣＤドライバー１２、及び液晶パネル２は、ＬＣＤモジュールを構成している。

　また、映像生成装置９には、ＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３と、ＬＥＤドライバー１４と、上記発光ダイオード（ＬＥＤ）８ｒ、８ｇ、８ｂとが順次接続されている。ＬＥＤドライバー１４は、発光ダイオード（光源）８ｒ、８ｇ、８ｂを駆動する光源駆動部を構成している。また、これらのＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３、ＬＥＤドライバー１４、及び発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂは、バックライト装置（バックライトモジュール）３を構成している。

　さらに、映像生成装置９には、液晶表示装置１の外部から入力映像データが入力されるよう構成されている。また、映像生成装置９には、ＬＣＤ Ｔ－ＣＯＮ１０内に設けられた後述の時間情報生成部からの時間情報が入力されるように構成されており、映像生成装置９は、後に詳述するように、入力された（入力）映像データと時間情報を用いて、ＬＣＤ映像データ及びＬＥＤ映像データを生成する。そして、映像生成装置９は、ＬＣＤ映像データ及びＬＥＤ映像データをそれぞれＬＣＤ Ｔ－ＣＯＮ１０及びＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３に出力することにより、ＬＣＤドライバー（表示駆動部）１２及びＬＥＤドライバー（光源駆動部）１４の駆動制御を行うようになっている。

　具体的にいえば、図６に示すように、映像生成装置９は、発光輝度算出部１５、最高輝度位置偏心量算出部１６、発光輝度補正部１７、及び表示輝度算出部１８を備えている。また、映像生成装置９には、点灯周期設定部１９、点灯時間抽出部２０、点灯時間設定部２１、及び液晶データ算出部２２が設けられており、点灯時間設定部２１及び液晶データ算出部２２がそれぞれＬＥＤ映像データ及びＬＣＤ映像データをＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３及びＬＣＤ Ｔ－ＣＯＮ１０に出力する。また、これらＬＣＤ映像データ及びＬＥＤ映像データには、入力映像データに対して、ＯＳ回路１１に設けられた上記時間情報生成部からの時間情報が反映されており、液晶表示装置１が動画の表示を行っている場合において、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときでも、動画ボケの発生が極力抑えられるようになっている（詳細は後述。）。

　ここで、図７及び図８を参照して、まずＯＳ回路１１の具体的な構成及び上記時間情報について説明する。

　図７に示すように、ＯＳ回路１１には、フレームバッファ２３、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）メモリ２４、及び階調変換部２５が設けられている。また、ＯＳ回路１１は、時間データ生成部２６、ＬＵＴメモリ２７、平均時間生成部２８、及びメモリ２９を具備している。また、ＯＳ回路１１には、映像生成装置９から入力映像データ、または入力映像データに対し時間情報を反映したＬＣＤ映像データが入力されるようになっている。さらに、ＯＳ回路１１は、入力映像データに基づき時間情報を生成して映像生成装置９に出力するとともに、時間情報を反映したＬＣＤ映像データをＬＣＤ駆動信号としてＬＣＤドライバー１２に出力するようになっている。

　フレームバッファ２３は、映像生成装置９からの１フレーム分の入力映像データを入力するとともに、当該１フレーム分の入力映像データを１フレーム期間（１垂直期間）の間保持するように構成されている。

　階調変換部２５には、映像生成装置９からの１フレーム分の入力映像データが入力されるようになっている。また、この階調変換部２５は、映像生成装置９からの現フレームの入力映像データと、フレームバッファ２３に保持されている、１フレーム前の前フレームの入力映像データとの比較を行うに構成されている。そして、階調変換部２５は、その比較結果に基づいて、液晶パネル２で表示される情報が静止画か動画であるかを判別するようになっている。すなわち、階調変換部２５は、液晶パネル２に含まれた全ての画素において、現フレームの階調と前フレームの階調が同一である場合には、静止画が液晶パネル２で表示されると判断する。一方、階調変換部２５は、液晶パネル２に含まれた全ての画素のうち、１つの画素において、現フレームの階調と前フレームの階調が異なる場合には、動画が液晶パネル２で表示されると判断する。

　また、階調変換部２５は、液晶パネル２で動画表示が行われると判断すると、ＬＵＴメモリ２４を参照して、所定の階調遷移強調処理（オーバーシュート駆動）を行う。つまり、階調変換部２５は、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、階調遷移が発生したフレームの映像データ（現フレームの入力映像データ）に対し、所定の階調遷移強調処理を行い、その階調遷移強調処理後の映像データを上記時間情報生成部に含まれた時間データ生成部２６に出力するようになっている。

　ＬＵＴメモリ２４には、階調変換部２５が所定の階調遷移強調処理を行うために、例えば図８に斜線部にて例示するように、前フレームの入力映像データの階調と現フレームの入力映像データの階調との組み合わせに対して、出力される補正階調の値が予め保持されている。そして、階調変換部２５は、画素単位に、前フレームの入力映像データの階調と現フレームの入力映像データの階調との組み合わせに対応する補正階調の値を、ＬＵＴメモリ２４から読み出して、階調遷移強調処理後の映像データに含めて時間データ生成部２６に出力するようになっている。

　このように、階調変換部２５が階調遷移強調処理（オーバーシュート駆動）を行うことにより、液晶パネル２に含まれた液晶の応答速度が改善され、ひいては動画ボケを確実に抑制することができる。

　具体的にいえば、連続する２つのフレームにおいて、例えば階調ａから階調ａよりも大きい階調ｂに遷移する階調遷移が発生した場合、階調ｂとするための電圧よりも大きい階調ｂ’（補正階調）の電圧を所定の期間、その画素に印加する。その後、目標とする階調ｂに応じた電圧を印加する。この結果、液晶パネル２では、液晶分子の配向変化が促進されて、液晶の応答速度もまた改善される。これにより、本実施形態では、動画ボケを確実に抑制することが可能となる。

　また、階調ａから階調ａよりも小さい階調ｃに遷移する階調遷移が発生した場合、階調ｃとするための電圧よりも小さい階調ｃ’（補正階調）の電圧を所定の期間、その画素に印加することにより、同様に効果を奏することができる。

　尚、上記の説明以外に、ＬＵＴメモリ２４において、例えば液晶パネル２での温度条件に応じた複数種類の上記補正階調の値（ルックアップテーブル）を保持さえる構成でもよい。このように構成した場合には、液晶パネル２での温度条件が変化した場合でも、液晶の応答速度を確実に改善可能である、適切なオーバーシュート駆動を行うことができる。

　また、階調変換部２５は、映像生成装置９から時間情報を反映したＬＣＤ映像データが入力されると、その入力されたＬＣＤ映像データを、ＬＣＤドライバー１２に対して、ＬＣＤ駆動信号として出力するようになっている。このように、映像生成装置９とＬＣＤ Ｔ－ＣＯＮ１０（ＯＳ回路１１）との間において、動画ボケを抑制するために、映像データのフィードバック制御が行われるようになっている。

　時間データ生成部２６には、フレームバッファ２３に保持されている、１フレーム前の前フレームの入力映像データが入力されるようになっている。さらに、時間データ生成部２６には、階調遷移強調処理後の映像データが階調変換部２５から入力されるようになっている。そして、時間データ生成部２６は、ＬＵＴメモリ２７を参照して、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、その階調遷移に要する階調遷移時間（応答時間）を画素単位に取得するようになっている。

　ＬＵＴメモリ２７には、前フレームの入力映像データの階調と、階調変換部２５にて求められた現フレームの入力映像データの補正階調とに対応付けて、予め決定されていた階調遷移時間（応答時間）が保持されている。また、このＬＵＴメモリ２７には、液晶パネル２での温度条件に応じて、複数種類の階調遷移時間が格納されている。そして、時間データ生成部２６は、図示しない温度センサから液晶パネル２での温度のデータを取得するとともに、取得した温度のデータと、フレームバッファ２３からの前フレームの入力映像データの階調と階調変換部２５からの現フレームの入力映像データの補正階調とを用いて、ＬＵＴメモリ２７から液晶パネル２での温度条件に応じた階調遷移時間を画素単位に読み出し、平均時間生成部２８に出力するようになっている。

　なお、上記の説明以外に、例えば液晶パネル２に応答速度の速い液晶が用いられた場合などにおいて、階調変換部２５及びＬＵＴメモリ２４の設置が省略されて液晶表示装置が構成された場合、時間データ生成部２６には、階調変換部２５と同様に、映像生成装置９からの現フレームの入力映像データと、フレームバッファ２３に保持されている、１フレーム前の前フレームの入力映像データが入力されて、これらの入力映像データでの階調遷移に対応した階調遷移時間が画素単位にＬＵＴメモリ２７から取得され、平均時間生成部２８に出力される。また、階調遷移が生じていない画素では、階調遷移時間は“０”となる。

　平均時間生成部２８には、時間データ生成部２６から画素単位の階調遷移時間が入力される。そして、平均時間生成部２８は、メモリ２９に対して、入力した階調遷移時間を上記表示エリアＰａ単位に対応付けて記憶させる。さらに、平均時間生成部２８は、メモリ２９から表示エリアＰａ単位に画素の階調遷移時間を読み出して、その平均時間を求め時間情報として映像生成装置９に出力する。

　また、本実施形態の液晶表示装置１では、時間データ生成部２６及び平均時間生成部２８が連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、複数の画素での階調遷移に対し応答する時間の平均時間を求めて、時間情報として生成する上記時間情報生成部を構成している。

　図６に戻って、映像生成装置９では、外部からの入力映像データが発光輝度算出部１５に入力される。この発光輝度算出部１５は、入力された入力映像データに基づいて、上記照明エリアＨａ単位に、対応する上記ＬＥＤユニット８の輝度信号が算出される。この輝度信号は、照明エリアＨａ（ＬＥＤユニット８）毎の発光輝度を示す信号であり、この輝度信号には、対応するＬＥＤユニット８に含まれた各発光ダイオード（光源）８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度値が指示されている。そして、発光輝度算出部１５は、算出した輝度信号を最高輝度位置偏心量算出部１６に出力する。

　最高輝度位置偏心量算出部１６は、発光輝度算出部１５からの照明エリアＨａ毎の輝度信号に基づいて、各照明エリアＨａでのＲＧＢの各色の輝度値の最高値となる位置を算出する。さらに、最高輝度位置偏心量算出部１６は、算出した位置のデータに基づいて、対応する照明エリアＨａの中心位置からどの程度ずれているかを示す最高輝度位置の偏心量のデータを求める。そして、最高輝度位置偏心量算出部１６は、求めた最高輝度位置の偏心量のデータとともに、発光輝度算出部１５からの照明エリアＨａ毎の輝度信号を発光輝度補正部１７に出力する。

　発光輝度補正部１７は、最高輝度位置偏心量算出部１６からの最高輝度位置の偏心量のデータ及び輝度信号に基づいて、照明エリアＨａ毎に、輝度信号に含まれた、最高輝度位置の周囲のＲＧＢの各輝度値を補正する。そして、発光輝度補正部１７は、補正後の輝度信号（ＲＧＢの各輝度値）を表示輝度算出部１８及び液晶データ算出部２２に出力する。

　表示輝度算出部１８は、発光輝度補正部１７からの輝度信号に対して、図示しないメモリから輝度分布データを取得する。そして、表示輝度算出部１８は、輝度信号に含まれた各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度値と、取得した輝度分布データとを用いて、全ての発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ個々の輝度の重畳処理を行って、液晶パネル２の表示精度(画素数)に対応するバックライト装置３での輝度分布を算出する。言い換えれば、この輝度分布には、全ての画素に対応する各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂにおいて実際に表示させる表示輝度の輝度値を含んだ輝度信号が含まれている。そして、表示輝度算出部１８は、算出した輝度分布（輝度信号）を点灯時間設定部２１及び液晶データ算出部２２に出力する。

　尚、上記輝度分布データは、各発光ダイオード（光源）８ｒ、８ｇ、８ｂからの光が、光学シート群５などを含む液晶パネル２を通して見える光の広がりを測定若しくは計算して求められた数値であり、予め上記メモリ内に格納されている。また、この輝度分布データを用いることにより、液晶パネル（表示部）２に表示される情報をより適切な輝度で表示させることができ、表示品位を高めることができる。

　点灯周期設定部１９は、１フレームの周期の前半及び後半に、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）がそれぞれ無点灯状態（オフ期間）及び点灯状態（オン期間）となるように、バックライト装置３の点灯周期を設定して、その設定した点灯周期を指示する周期指示信号を点灯時間設定部２１に出力する。この点灯周期設定部１９により、全ての各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂは、入力映像データ（入力（映像）信号）のフレーム周期に応じて、点灯動作されるように設定されるとともに、ＬＥＤドライバー１４の仕様に関わらず、ＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３に出力されるＬＥＤ映像データに含まれる各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの点灯指示信号において、フレームの前半及び後半にそれぞれ各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂのオフ期間及びオン期間が設定される。

　点灯時間抽出部２０は、ＯＳ回路１１の平均時間生成部２８から時間情報を入力する。そして、点灯時間抽出部２０は、入力された時間情報に含まれた階調遷移時間を抽出して、点灯時間設定部２１に出力する。

　点灯時間設定部２１には、表示輝度算出部１８からの輝度分布（輝度信号）、点灯周期設定部１９からの周期指示信号、及び点灯時間抽出部２０からの階調遷移時間が入力される。そして、点灯時間設定部２１は、入力された輝度信号、周期指示信号、及び階調遷移時間に基づき、フレームの後半におけるオン期間において、階調遷移が極力視認されないように（つまり、動画ボケが極力認識されないように）、階調遷移時間を反映した輝度信号を生成する。すなわち、点灯時間設定部２１は、全ての各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂへの点灯指示信号を生成して、これら点灯指示信号を含んだＬＥＤ映像データをＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３に出力する。

　言い換えれば、映像生成装置（制御部）９は、階調遷移が発生したフレームにおいて、上記時間情報生成部からの時間情報に基づいて、当該フレームの前半における発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）のオフ期間と、当該フレームの後半における発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）のオン期間との少なくとも一方の長さを決定し、かつ、ＬＥＤドライバー（光源駆動部）１４に対して、決定したオフ期間またはオン期間に従って、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）が駆動されるように指示信号を出力するようになっている。

　また、点灯時間設定部２１は、入力された階調遷移時間が長いほど、フレームの前半におけるオフ期間の長さが長くなるように、上記ＬＥＤ映像データを定めるようになっている。言い換えれば、映像生成装置（制御部）９は、上記時間情報生成部からの時間情報に含まれた平均時間が長いほど、オフ期間の長さが長くなるように決定するように構成されている。

　さらに、点灯時間設定部２１は、入力された階調遷移時間の値が全ての画素において、“０”である場合、つまり連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生していない場合では、階調遷移が発生していないフレームにおいて、そのオフ期間の長さが一定値となるように、上記ＬＥＤ映像データを定めるようになっている。言い換えれば、映像生成装置（制御部）９は、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生していないことを判別したときには、階調遷移が発生していないフレームにおいて、オフ期間の長さを一定値に決定するように構成されている。

　液晶データ算出部２２には、発光輝度補正部１７からの補正後の輝度信号と、表示輝度算出部１８からの輝度分布と、ＯＳ回路１１の平均時間生成部２８から時間情報が入力される。そして、液晶データ算出部２２は、入力された時間情報から各画素での階調遷移時間を求めるとともに、求めた階調遷移時間と上記輝度分布及び輝度信号に基づいて、各画素の透過率を算出する。その後、液晶データ算出部２２は、算出した各画素の透過率をＬＣＤ映像データに含めて、ＬＣＤ Ｔ－ＣＯＮ１０に出力する。これにより、入力映像データに対し時間情報を反映したＬＣＤ映像データが、ＯＳ回路１１にフィードバックされて、上述したように、階調変換部２５からＬＣＤ駆動信号としてＬＣＤドライバー１２に付与される。

　以下、上記のように構成された本実施形態の液晶表示装置１での動作について、図９も参照して具体的に説明する。

　図９は、図１に示した液晶表示装置において、画像が表示される場合での各部の信号、液晶の透過率、点灯指示信号、及び点灯指示信号と液晶の透過率との積の関係を示すタイミングチャートである。

　図９（ａ）に例示するように、映像生成装置９に対し、フレーム番号３（図９（ｇ））において、階調遷移が発生している映像信号（入力映像データ）が入力されると、ＯＳ回路１１では、図９（ｂ）に示すように、階調遷移強調処理が施されたＬＣＤ駆動信号が生成される。すなわち、同図９（ｂ）に示すように、フレーム番号３の階調が強調されたＬＣＤ駆動信号が生成される。

　また、時間データ生成部２６は、階調変換部２５から入力された階調遷移強調処理後の映像データを用いて、表示エリアＰａ単位にフレーム番号３での階調遷移に応じた階調遷移時間をＬＵＴメモリ２７から取得し、平均時間生成部２８に出力する。その後、平均時間生成部２８は、メモリ２９に対して、時間データ生成部２６からの階調遷移時間を表示エリアＰａ単位に対応付けて記憶させる。さらに、平均時間生成部２８は、メモリ２９から表示エリアＰａ単位に画素の階調遷移時間を読み出して、その平均時間を求める。これにより、液晶パネル２では、対応する表示エリアＰａにおいて、画素の透過率が図９（ｃ）に示すように変化する。すなわち、画素の透過率は、同図９（ｃ）に示すように、階調遷移強調処理を実施しない場合に比べ、急速に上昇し、かつ、山型のピークが現れている。

　また、映像生成装置９では、点灯時間設定部２１に対して、表示輝度算出部１８からの輝度分布（輝度信号）、点灯周期設定部１９からの周期指示信号、及び点灯時間抽出部２０からの階調遷移時間が入力されている。そして、点灯時間設定部２１は、これら入力された輝度信号、周期指示信号、及び階調遷移時間に基づいて、対応する照明エリアＨａに含まれた各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂへの点灯指示信号を生成する。これらの点灯指示信号は、図９（ｄ）に示すように、フレームの前半において、オフ期間が設定されるとともに、当該フレームの後半において、オン期間が設定されている。

　また、フレーム番号３では、図９（ｅ）に示すように、点灯指示信号と液晶の透過率との積（つまり、画素での輝度）は、階調遷移強調処理を実施しない場合に比べ、著しく増大するので、ユーザには、図９（ｆ）に示すように、階調遷移が急峻に立ち上がって見える。つまり、ユーザは、画像の輪郭が鮮明な動画表示を視認することができる。

　以上のように構成された本実施形態の液晶表示装置１では、時間データ生成部（時間情報生成部）２６及び平均時間生成部（時間情報生成部）２８が連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、複数の画素での階調遷移に対し応答する時間の平均時間を求めて、時間情報として生成している。また、映像生成装置（制御部）９が、階調遷移が発生したフレームにおいて、上記時間情報生成部からの時間情報に基づいて、当該フレームの前半における発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）のオフ期間と、当該フレームの後半における発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂのオン期間との少なくとも一方の長さを決定する。また、映像生成装置９は、ＬＥＤドライバー（光源駆動部）１４に対して、決定したオフ期間またはオン期間に従って、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂが駆動されるように点灯指示信号（指示信号）を出力する。これにより、本実施形態の液晶表示装置１では、階調遷移の程度を判別しつつ、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂを適切に駆動させることが可能となる。この結果、本実施形態では、上記従来例と異なり、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを抑制することができる液晶表示装置１を構成することができる。

　また、本実施形態の映像生成装置９は、上記時間情報生成部からの時間情報に含まれた平均時間が長いほど、上記オフ期間の長さが長くなるように決定している。これにより、本実施形態では、階調遷移が発生したフレームの前半における、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂのオフ期間の間に、当該階調遷移を完了させることが可能となり、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを確実に抑制することができる。

　また、本実施形態の映像生成装置９は、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生していないことを判別したときには、階調遷移が発生していないフレームにおいて、上記オフ期間の長さを一定値に決定している。これにより、映像生成装置９での処理動作を簡略化することができ、当該映像生成装置９の処理負荷を軽減することができる。

　尚、上記の説明以外に、階調遷移が発生したフレームにおいて、時間情報生成部からの時間情報に基づいて、当該フレームの前半における光源（発光ダイオード）のオフ期間と、当該フレームの後半における光源のオン期間との少なくとも一方の長さを決定し、かつ、光源駆動部（ＬＥＤドライバー）に対して、決定したオフ期間またはオン期間に従って、光源が駆動されるように指示信号を出力する機能を、制御部（映像生成装置）以外の構成要素、例えば光源駆動部内に設けることも可能である。しかしながら、このように光源駆動部内に上述の機能を設置した場合では、バックライト装置毎に光源駆動部の仕様を変更する必要がある。

　これに対して、本実施形態のように、上記機能を制御部内に付与することにより、光源駆動部として汎用のＬＥＤドライバーを使用することができ、液晶表示装置のコストアップを大幅に抑えることができる（後掲の第２～第５の各実施形態においても、同様。）。

　［第２の実施形態］
　図１０は、本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置での映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、映像生成装置に、決定したオン期間またはオフ期間に基づいて、発光ダイオードの輝度が上昇するように、指示信号を補正する点灯補助部を設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

　つまり、図１０に示すように、本実施形態の映像生成装置３０には、点灯補助部３１が点灯時間設定部２１に接続されている。この点灯補助部３１は、点灯時間設定部２１にて設定されたＬＥＤ映像データを基に、各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度を上昇させるか否かについて決定するようになっている。

　具体的にいえば、点灯補助部３１は、点灯時間設定部２１にて設定されたオン期間またはオフ期間に基づいて、対応する画素で輝度不足を生じるか否かについて判別する。そして、輝度不足を生じると判別したときに、点灯補助部３１は、対応する発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度が上昇するように、点灯指示信号（指示信号）を補正するよう構成されている。

　以下、上記のように構成された本実施形態の液晶表示装置１での動作について、図１１も参照して具体的に説明する。

　図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる液晶表示装置において、画像が表示される場合での各部の信号、液晶の透過率、点灯指示信号、及び点灯指示信号と液晶の透過率との積の関係を示すタイミングチャートである。

　図１１（ａ）に例示するように、映像生成装置３０に対し、フレーム番号３（図１１（ｇ））において、階調遷移が発生している映像信号（入力映像データ）が入力されると、ＯＳ回路１１では、図１１（ｂ）に示すように、階調遷移強調処理が施されたＬＣＤ駆動信号が生成される。すなわち、同図１１（ｂ）に示すように、フレーム番号３の階調が強調されたＬＣＤ駆動信号が生成される。

　また、時間データ生成部２６は、階調変換部２５から入力された階調遷移強調処理後の映像データを用いて、表示エリアＰａ単位にフレーム番号３での階調遷移に応じた階調遷移時間をＬＵＴメモリ２７から取得し、平均時間生成部２８に出力する。その後、平均時間生成部２８は、メモリ２９に対して、時間データ生成部２６からの階調遷移時間を表示エリアＰａ単位に対応付けて記憶させる。さらに、平均時間生成部２８は、メモリ２９から表示エリアＰａ単位に画素の階調遷移時間を読み出して、その平均時間を求める。これにより、液晶パネル２では、対応する表示エリアＰａにおいて、画素の透過率が図１１（ｃ）に示すように変化する。すなわち、画素の透過率は、同図１１（ｃ）に示すように、階調遷移強調処理を実施しない場合に比べ、急速に上昇し、かつ、山型のピークが現れている。

　また、映像生成装置３０では、点灯時間設定部２１に対して、表示輝度算出部１８からの輝度分布（輝度信号）、点灯周期設定部１９からの周期指示信号、及び点灯時間抽出部２０からの階調遷移時間が入力されている。そして、点灯時間設定部２１は、これら入力された輝度信号、周期指示信号、及び階調遷移時間に基づいて、対応する照明エリアＨａに含まれた各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂへの点灯指示信号を生成する。

　また、本実施形態の映像生成装置３０では、点灯補助部３１が点灯時間設定部２１にて設定された、例えばオフ期間に基づいて、対応する画素で輝度不足を生じるか否かについて判別する。そして、輝度不足を生じると判別したときに、点灯補助部３１は、対応する発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度が上昇するように、点灯指示信号を補正する。これにより、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂへの点灯指示信号は、図１１（ｄ）に示すように、フレームの前半において、図９（ｄ）に示したオフ期間よりも長い期間のオフ期間が設定されるとともに、当該フレームの後半において、図９（ｄ）に示したオン期間よりも短い期間のオン期間が設定されている。さらには、オン期間では、点灯補助部３１による補正処理により、点灯指示信号の振幅が大きくされており、オフ期間を長くした（オン期間を短くした）ことによる輝度不足の発生が防がれている。

　以下、上記オフ期間の具体的な時間について、さらに説明する。階調遷移時間（液晶の応答速度）とは、一般的に、階調差のある連続する２つのフレーム間の輝度差を１００％とした場合に、輝度が、その輝度差の１０％から９０％まで変化するのに要する時間と決められている。

　ここで、フレーム周波数を１２０Ｈｚ、すなわち液晶パネル２が倍速で駆動されているとすると、１フレーム周期は約８．３ｍｓとなる。このとき、上記階調遷移強調処理を実施せず、かつ、最も悪い条件として、液晶の応答速度が１フレーム周期に等しく８．３ｍｓになることを想定して、オフ期間を１フレーム周期の９０％に決定する。すなわち、階調遷移が発生するフレームでは、点灯時間設定部２１は、階調遷移時間の大きさに関わらず、フレームの前半に７．５ｍｓ（＝８．３ｍｓ×０．９）のオフ期間を設定する。そして、このように設定されたオフ期間に対して、点灯補助部３１が、輝度不足を補うように、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂへの点灯指示信号の振幅を増大するように、補正している。以上のように、本実施形態では、点灯時間設定部２１がオフ期間（オン期間）を一定にして、点灯補助部３１の補正処理によって輝度不足を解消しているので、点灯時間設定部２１での処理を簡略化して、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂのオンオフ制御を簡単なものとすることができる。尚、液晶の応答速度に応じて、オフ期間の長さを変化する場合の方が好ましい。具体的には、液晶の応答速度が例えば４ｍｓであれば、オフ期間は１フレーム周期の５０％でよい。

　また、フレーム番号３では、図１１（ｅ）に示すように、点灯指示信号と液晶の透過率との積（つまり、画素での輝度）は、階調遷移強調処理を実施しない場合に比べ、著しく増大するので、ユーザには、図１１（ｆ）に示すように、階調遷移が急峻に立ち上がって見える。つまり、ユーザは、第１の実施形態のものと同様に、画像の輪郭が鮮明な動画表示を視認することができる。

　以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態の映像生成装置（制御部）３０には、決定したオン期間またはオフ期間に基づいて、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）の輝度が上昇するように、点灯指示信号（指示信号）を補正する点灯補助部３１が設けられている。これにより、液晶パネル（表示部）２の各画素において、輝度不足が生じるのを防ぐことができる。

　［第３の実施形態］
　図１２は、本発明の第３の実施形態にかかる液晶表示装置での映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。図において、本実施形態と上記第２の実施形態との主な相違点は、映像生成装置に、決定したオン期間またはオフ期間に基づいて、発光ダイオードの輝度が照明エリア単位に上昇するように、指示信号を補正する点灯補助部を設けた点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

　つまり、図１２に示すように、本実施形態の映像生成装置３０’には、点灯補助部３１’が点灯時間設定部２１に接続されている。この点灯補助部３１’は、点灯時間設定部２１にて設定されたＬＥＤ映像データを基に、各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度を上記照明エリアＨａ単位で上昇させるか否かについて決定するようになっている。

　具体的にいえば、点灯補助部３１’は、点灯時間設定部２１にて設定されたオン期間またはオフ期間に基づいて、対応する画素で輝度不足を生じるか否かについて判別する。そして、輝度不足を生じると判別したときに、点灯補助部３１’は、対応する発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度が照明エリアＨａ単位で上昇するように、点灯指示信号（指示信号）を補正するよう構成されている。

　以下、上記のように構成された本実施形態の液晶表示装置１での動作について、図１３も参照して具体的に説明する。

　図１３は、本発明の第３の実施形態にかかる液晶表示装置において、画像が表示される場合での各部の信号、液晶の透過率、点灯指示信号、及び点灯指示信号と液晶の透過率との積の関係を示すタイミングチャートである。

　図１３（ａ）に例示するように、映像生成装置３０’に対し、フレーム番号３（図１３（ｇ））において、階調遷移が発生している映像信号（入力映像データ）が入力されると、ＯＳ回路１１では、図１３（ｂ）に示すように、階調遷移強調処理が施されたＬＣＤ駆動信号が生成される。すなわち、同図１３（ｂ）に示すように、フレーム番号３の階調が強調されたＬＣＤ駆動信号が生成される。

　また、時間データ生成部２６は、階調変換部２５から入力された階調遷移強調処理後の映像データを用いて、表示エリアＰａ単位にフレーム番号３での階調遷移に応じた階調遷移時間をＬＵＴメモリ２７から取得し、平均時間生成部２８に出力する。その後、平均時間生成部２８は、メモリ２９に対して、時間データ生成部２６からの階調遷移時間を表示エリアＰａ単位に対応付けて記憶させる。さらに、平均時間生成部２８は、メモリ２９から表示エリアＰａ単位に画素の階調遷移時間を読み出して、その平均時間を求める。これにより、液晶パネル２では、対応する表示エリアＰａにおいて、画素の透過率が図１３（ｃ）に示すように変化する。すなわち、画素の透過率は、同図１３（ｃ）に示すように、階調遷移強調処理を実施しない場合に比べ、急速に上昇し、かつ、山型のピークが現れている。

　また、映像生成装置３０’では、点灯時間設定部２１に対して、表示輝度算出部１８からの輝度分布（輝度信号）、点灯周期設定部１９からの周期指示信号、及び点灯時間抽出部２０からの階調遷移時間が入力されている。そして、点灯時間設定部２１は、これら入力された輝度信号、周期指示信号、及び階調遷移時間に基づいて、対応する照明エリアＨａに含まれた各発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂへの点灯指示信号を生成する。

　また、本実施形態の映像生成装置３０’では、点灯補助部３１’が点灯時間設定部２１にて設定された、例えばオフ期間に基づいて、対応する画素で輝度不足を生じるか否かについて判別する。そして、輝度不足を生じると判別したときに、点灯補助部３１’は、対応する発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの輝度が照明エリアＨａ単位に上昇するように、点灯指示信号を補正する。これにより、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂへの点灯指示信号は、図１３（ｄ）に示すように、フレームの前半において、図９（ｄ）に示したオフ期間よりも長い期間のオフ期間が設定されるとともに、当該フレームの後半において、図９（ｄ）に示したオン期間よりも短い期間のオン期間が設定されている。さらには、オン期間では、点灯補助部３１’による補正処理により、点灯指示信号の振幅が大きくされており、オフ期間を長くした（オン期間を短くした）ことによる輝度不足の発生が防がれている。すなわち、本実施形態の映像生成装置３０’では、第２の実施形態のものと同様に、点灯時間設定部２１がオフ期間（オン期間）を一定にして、点灯補助部３１’の補正処理によって輝度不足を解消しているので、点灯時間設定部２１での処理を簡略化して、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂのオンオフ制御を簡単なものとすることができる。

　また、フレーム番号３では、図１３（ｅ）に示すように、点灯指示信号と液晶の透過率との積（つまり、画素での輝度）は、階調遷移強調処理を実施しない場合に比べ、著しく増大するので、ユーザには、図１３（ｆ）に示すように、階調遷移が急峻に立ち上がって見える。つまり、ユーザは、第１の実施形態のものと同様に、画像の輪郭が鮮明な動画表示を視認することができる。

　以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態の映像生成装置（制御部）３０’には、決定したオン期間またはオフ期間に基づいて、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）の輝度が照明エリアＨａ単位に上昇するように、点灯指示信号（指示信号）を補正する点灯補助部３１’が設けられている。これにより、液晶パネル（表示部）２の上記表示エリアＰａの各画素において、輝度不足が生じるのを確実に防ぐことができる。

　［第４の実施形態］
　図１４は、本発明の第４の実施形態にかかる液晶表示装置での映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、映像生成装置に、設定されたフレーム遅延データに応じて、発光ダイオードの駆動が遅延されるように、ＬＥＤドライバーに対する指示信号の出力タイミングを調整するタイミング調整部を設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

　つまり、図１４に示すように、本実施形態の映像生成装置３２には、タイミング調整部３３が発光輝度補正部１７と点灯周期設定部１９との間に設けられている。このタイミング調整部３３には、入力映像データ（入力された映像データ）がＬＣＤドライバー（表示駆動部）１２に供給されるまでの信号処理によって生じるフレーム遅延期間を示すフレーム遅延データが設定される。そして、タイミング調整部３３は、設定されたフレーム遅延データに応じて、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）の駆動がフレーム単位に遅延されるように、ＬＥＤドライバー（光源駆動部）１４に対する点灯指示信号（指示信号）の出力タイミングを調整する。

　具体的には、タイミング調整部３３は、設定されたフレーム遅延データに基づいて、タイミング調整信号を生成して、点灯周期設定部１９に出力する。そして、点灯周期設定部１９は、タイミング調整部３３からのタイミング調整信号に基づき、点灯時間設定部２１への周期指示信号を生成する。その後、点灯時間設定部２１は、ＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３へのＬＥＤ映像データを生成して出力する。これにより、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの駆動が、設定されたフレーム遅延データに応じて、フレーム単位に遅延される。

　以下、上記のように構成された本実施形態の液晶表示装置１での動作について、図１５も参照して具体的に説明する。

　図１５は、本発明の第４の実施形態にかかる液晶表示装置の動作時における各部のデータの関係を示すタイミングチャートである。なお、図１５（ａ）～図１５（ｅ）において、０～３の数字はフレーム番号を示している。

　図１５に示すように、入力映像データが、映像生成装置３２に入力されると、タイミング調整部３３は、設定されたフレーム遅延データに基づいて、タイミング調整信号を生成して、点灯周期設定部１９に出力する。そして、点灯周期設定部１９は、タイミング調整部３３からのタイミング調整信号に基づいて、周期指示信号を生成して、点灯時間設定部２１に出力する。これにより、点灯時間設定部２１は、上記ＬＥＤ映像データとして、ＬＣＤ映像データが遅延しているフレーム数だけ、遅延させたＬＥＤ映像フレームシフトデータを生成して、ＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３に出力する。この結果、図１５（ｅ）に示すように、ＬＣＤ映像データとＬＥＤ映像フレームシフトデータには、フレーム遅延が生じずに、液晶表示装置１では、齟齬のない画像表示を行うことができる。

　以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態の映像生成装置（制御部）３２には、設定されたフレーム遅延データに応じて、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）の駆動が遅延されるように、ＬＥＤドライバー（光源駆動部）１４に対する点灯指示信号（指示信号）の出力タイミングを調整するタイミング調整部３３が設けられている。これにより、本実施形態では、フレーム遅延期間が発生するときでも、液晶パネル（表示部）２及び発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂを適切に駆動させることができ、動画ボケを確実に抑制することができる。

　［第５の実施形態］
　図１６は、本発明の第５の実施形態にかかる液晶表示装置での映像生成装置の具体的な構成を示すブロック図である。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、映像生成装置に、設定された位相ずれデータに応じて、発光ダイオードの駆動が遅延されるように、ＬＥＤドライバーに対する指示信号の出力タイミングを調整する位相タイミング調整部を設けた点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。

　つまり、図１６に示すように、本実施形態の映像生成装置３４には、位相タイミング調整部３５が発光輝度補正部１７と点灯周期設定部１９との間に設けられている。この位相タイミング調整部３５には、入力映像データ（入力された映像データ）がＬＣＤドライバー（表示駆動部）１２に供給されるまでの信号処理によって生じる１フレーム期間に満たない位相ずれを示す位相ずれデータが設定される。そして、位相タイミング調整部３５は、設定された位相ずれデータに応じて、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）の駆動が遅延されるように、ＬＥＤドライバー（光源駆動部）１４に対する点灯指示信号（指示信号）の出力タイミングを調整する。

　具体的には、位相タイミング調整部３５は、設定された位相ずれデータに基づいて、位相タイミング調整信号を生成して、点灯周期設定部１９に出力する。そして、点灯周期設定部１９は、位相タイミング調整部３５からの位相タイミング調整信号に基づき、点灯時間設定部２１への周期指示信号を生成する。その後、点灯時間設定部２１は、ＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３へのＬＥＤ映像データを生成して出力する。これにより、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂの駆動が、設定された位相ずれデータに応じて、遅延される。

　以下、上記のように構成された本実施形態の液晶表示装置１での動作について、図１７も参照して具体的に説明する。

　図１７は、本発明の第５の実施形態にかかる液晶表示装置の動作時における各部のデータの関係を示すタイミングチャートである。なお、図１７（ａ）～図１７（ｅ）において、０～３の数字はフレーム番号を示している。

　図１７に示すように、入力映像データが、映像生成装置３４に入力されると、位相タイミング調整部３５は、設定された位相ずれデータに基づいて、位相タイミング調整信号を生成して、点灯周期設定部１９に出力する。そして、点灯周期設定部１９は、位相タイミング調整部３５からの位相タイミング調整信号に基づいて、周期指示信号を生成して、点灯時間設定部２１に出力する。これにより、点灯時間設定部２１は、上記ＬＥＤ映像データとして、ＬＣＤ映像データが遅延している位相ずれだけ、遅延させたＬＥＤ映像フレームシフトデータを生成して、ＬＥＤ Ｔ－ＣＯＮ１３に出力する。この結果、図１７（ｅ）に示すように、ＬＣＤ映像データとＬＥＤ映像フレームシフトデータには、位相ずれが生じずに、液晶表示装置１では、齟齬のない画像表示を行うことができる。

　以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態の映像生成装置（制御部）３４には、設定された位相ずれデータに応じて、発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂ（光源）の駆動が遅延されるように、ＬＥＤドライバー（光源駆動部）１４に対する点灯指示信号（指示信号）の出力タイミングを調整する位相タイミング調整部３５が設けられている。これにより、本実施形態では、位相ずれが発生するときでも、液晶パネル（表示部）２及び発光ダイオード８ｒ、８ｇ、８ｂを適切に駆動させることができ、動画ボケを確実に抑制することができる。

　尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。

　例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の表示装置はこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、情報を表示する非発光型の各種表示装置に適用することができる。具体的にいえば、半透過型の液晶表示装置、あるいは上記液晶パネルをライトバルブに用いたリアプロジェクションなどの投写型表示装置に本発明の表示装置を好適に用いることができる。

　また、上記の説明では、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、階調遷移が発生したフレームの映像データに対し、所定の階調遷移強調処理を行い、その階調遷移強調処理後の映像データを時間情報生成部に出力する階調変換部を設けるとともに、時間情報生成部は、階調変換部からの映像データを用いて、複数の画素での階調遷移に対し応答する時間の平均時間を求めて、時間情報として生成する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上記表示部（液晶パネル）に応答速度の速い液晶が用いられた場合などの上述の階調遷移強調処理の実施を省略できる場合においては、階調変換部の設置を割愛することもできる。

　但し、上記の各実施形態のように、階調変換部を設ける場合の方が、制御部（映像生成装置）は階調遷移の程度を判別しつつ、光源をより適切に駆動させることが可能となって、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを確実に抑制することができる点で好ましい。また、階調遷移強調処理を実施しない場合に比べて、制御部は、光源のオン期間を長くすることが可能となり、高輝度な表示を容易に行うことができる点でも好ましい。

　また、上記の説明では、表示部（液晶パネル）に、複数の表示エリアが設定され、バックライト部（バックライト装置）に、表示部に設けられた複数の表示エリアに対して、光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアが設定され、光源駆動部が照明エリア単位に光源を駆動する、いわゆるエリアアクティブバックライト駆動を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば表示部の表示画面全体を１表示エリアとしてもよい。

　但し、上記の各実施形態のようにエリアアクティブバックライト駆動を用いる場合の方が、表示エリア毎に、階調遷移が表示に与える悪影響を適切に低減することができ、表示品位を向上させることができる点で好ましい。また、照明エリア単位に、光源を駆動するので、消費電力を抑えた表示装置を容易に構成することができる点で好ましい。

　また、上記の説明では、光源としてＲＧＢの発光ダイオードを一体化した３ｉｎ１タイプの発光ダイオードを使用した場合について説明したが、本発明の光源はこれに限定されるものではなく、例えば冷陰極蛍光管や熱陰極蛍光管等の放電管、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）や無機ＥＬ素子等の発光素子、あるいはＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の発光装置を光源に使用することもできる。

　但し、上記の各実施形態のように、光源に発光ダイオードを使用する場合の方が、消費電力が少なく、優れた環境性をもつ表示装置を容易に構成することができる点で好ましい。

　また、本発明の発光ダイオードは上記３ｉｎ１タイプの発光ダイオードに限定されるものではなく、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ単色個別の発光ダイオードを用いたり、白色光の発する白色（Ｗ）の発光ダイオードを用いたり、ＲＧＢＷや、ＧＲＧＢなど４つの発光ダイオードを一体化した、いわゆるフォーインワン（４ｉｎ１）タイプの発光ダイオードを適用したりすることもできる。また、ＲＧＢＷ以外の色の発光ダイオードを追加することもできる。この場合には、液晶パネルの画素構成にも色の追加が必要となるが、より広範囲の色を再現できるようになる。具体的な追加する色としては、例えばイエロー、マゼンダ等がある。

　但し、上記の各実施形態のように、発光色が互いに異なるとともに、白色光に混色可能な複数種類（例えば、ＲＧＢ）の発光ダイオードを用いる場合の方が、白色の発光ダイオードのみで構成する場合に比べて、複数種類の各発光ダイオードの発光色に対応した色純度を向上できる点で好ましい。さらには、優れた発光品位を有する照明装置、ひいては優れた表示品位を有する表示装置を容易に構成することができる点でも好ましい。

　また、上記の説明以外に、第１～第５の各実施形態を適宜組み合わせたものでもよい。

　本発明は、階調遷移の程度が大きい場合でも、動画ボケを抑制することができる表示装置に対して有用である。

　１　液晶表示装置
　２　液晶パネル（表示部）
　３　バックライト装置（バックライト部）
　８　ＬＥＤユニット（光源）
　８ｒ　赤色の発光ダイオード（光源）
　８ｇ　緑色の発光ダイオード（光源）
　８ｂ　青色の発光ダイオード（光源）
　９、３０、３０’、３２、３４　映像生成装置（制御部）
　１２　ＬＣＤドライバー（表示駆動部）
　１４　ＬＥＤドライバー（光源駆動部）
　２５　階調変換部
　２６　時間データ生成部（時間情報生成部）
　２８　平均時間生成部（時間情報生成部）
　３１、３１’　点灯補助部
　３３　タイミング調整部
　３５　位相タイミング調整部
　Ｈａ、Ｈａ１～Ｈａ３２　照明エリア
　Ｐａ　表示エリア
　Ｐ　画素

Claims (12)

1. 光源を有するバックライト部と、複数の画素を備えるとともに、前記バックライト部からの照明光を用いて、情報を表示する表示部を備えた表示装置であって、
   　前記光源を駆動する光源駆動部と、
   　前記表示部を画素単位に駆動する表示駆動部と、
   　連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、前記複数の画素での前記階調遷移に対し応答する時間の平均時間を求めて、時間情報として生成する時間情報生成部と、
   　入力された映像データと、前記時間情報生成部からの時間情報を用いて、前記光源駆動部及び前記表示駆動部の駆動制御を行う制御部を備え、
   　前記制御部は、前記階調遷移が発生したフレームにおいて、前記時間情報生成部からの時間情報に基づいて、当該フレームの前半における前記光源のオフ期間と、当該フレームの後半における前記光源のオン期間との少なくとも一方の長さを決定し、かつ、前記光源駆動部に対して、決定したオフ期間またはオン期間に従って、前記光源が駆動されるように指示信号を出力する、
   　ことを特徴とする表示装置。
2. 連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生したときに、前記階調遷移が発生したフレームの映像データに対し、所定の階調遷移強調処理を行い、その階調遷移強調処理後の映像データを前記時間情報生成部に出力する階調変換部を備え、
   　前記時間情報生成部は、前記階調変換部からの映像データを用いて、前記複数の画素での前記階調遷移に対し応答する時間の平均時間を求めて、時間情報として生成する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記制御部は、前記時間情報生成部からの時間情報に含まれた平均時間が長いほど、前記オフ期間の長さが長くなるように決定する請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記制御部は、連続する２つのフレーム間で階調遷移が発生していないことを判別したときには、前記階調遷移が発生していないフレームにおいて、前記オフ期間の長さを一定値に決定する請求項１～３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記制御部には、決定したオン期間またはオフ期間に基づいて、前記光源の輝度が上昇するように、前記指示信号を補正する点灯補助部が設けられている請求項１～４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記制御部には、入力された映像データが前記表示駆動部に供給されるまでの信号処理によって生じるフレーム遅延期間を示すフレーム遅延データが設定されるとともに、設定されたフレーム遅延データに応じて、前記光源の駆動がフレーム単位に遅延されるように、前記光源駆動部に対する前記指示信号の出力タイミングを調整するタイミング調整部が設けられている請求項１～５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記制御部には、入力された映像データが前記表示駆動部に供給されるまでの信号処理によって生じる１フレーム期間に満たない位相ずれを示す位相ずれデータが設定されるとともに、設定された位相ずれデータに応じて、前記光源の駆動が遅延されるように、前記光源駆動部に対する前記指示信号の出力タイミングを調整する位相タイミング調整部が設けられている請求項１～６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記表示部には、複数の表示エリアが設定され、
   　前記バックライト部には、前記表示部に設けられた複数の表示エリアに対して、前記光源の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアが設定され、
   　前記光源駆動部は、前記照明エリア単位に前記光源を駆動する請求項１～７のいずれか１項に記載の表示装置。
9. 前記制御部には、決定したオン期間またはオフ期間に基づいて、前記光源の輝度が前記照明エリア単位に上昇するように、前記指示信号を補正する点灯補助部が設けられている請求項８に記載の表示装置。
10. 前記表示部として、液晶パネルが用いられている請求項１～９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記光源として、発光ダイオードが用いられている請求項１～１０のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記光源として、発光色が互いに異なるとともに、白色光に混色可能な複数種類の発光ダイオードが用いられている請求項１～１０のいずれか１項に記載の表示装置。

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