WO2013157453A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

簡単な構成であるとともに、画像の色調を変化させることなく、動画ぼけ、ちらつき等を原因とする表示画像の品質低下を抑制する。バックライトコントローラ（６）は、映像判別手段（４）より駆動モードの情報を受けており、駆動モードに基づいてバックライト（２）の駆動周期に対する点灯期間の割合が変化しないようにバックライト（２）の駆動周波数を変更する液晶表示装置（Ａ）。

Description

液晶表示装置

　薄型テレビジョン受像機等に用いられる液晶表示装置に関するものである。

　液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に配置されるバックライトユニットを備えており、前記液晶パネルが、前記バックライトユニットからの光の透過率（透過量）を調整し、前記液晶パネルの正面に画像を表示している。

　液晶表示装置において、動きのある画像を表示する場合、観察者に動き部分の輪郭がぼけて認識されてしまう、いわゆる、「動画ぼけ」が発生することが知られている。この動画表示おける動画ぼけは、液晶の光学応答時間の遅れが原因とされているが、これ以外にも、液晶表示装置の駆動方式にも原因があると考えられる。

　つまり、液晶表示装置では、液晶に電界を印加することにより貯えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い割合で保持される。特にＴＦＴ液晶表示装置においては、画素を構成するドットごとにＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常、画素ごとに補助容量が設けられているので蓄えられた電荷の保持能力が高くなる。このように、液晶表示装置は、画素の電荷が保持され続け、次のフレームの画像情報で書き換えられるまで光を透過し続ける。この光の透過によって、動画の動画ぼけが発生している。

　液晶表示装置において、上述のような動画ぼけを抑制するため、バックライトユニットからの光をパルス状に発光させる方法が採用されている。すなわち、表示画像の各フィールド期間の後半のみバックライトを点灯させることで、観察者に光が到達する時間を制限し、動画ぼけを抑制している。

　前記液晶表示装置において、前記バックライトからの光をパルス状に発光させる場合、点灯の時間を調整することで、前記バックライトの輝度を容易に調整することが可能となっている。しかしながら、液晶表示装置において、前記バックライトの周波数が低いと、観察者がバックライトの点滅、いわゆる、「ちらつき」が認識されることが知られている。そこで、液晶表示装置では、前記バックライトを前記液晶パネルと同期して駆動し、ちらつきを抑制している。

　また、このような動画ぼけ、ちらつきは表示する映像の性質によって発生しやすいものや、発生しにくいものがあることが知られている。

　このような動画ぼけ、ちらつきを抑制するため、特許第４５４０６０５号公報に記載の液晶表示装置は、送られてきた画像信号に含まれるモーションブラーの量を検出し、前記モーションブラー量に基づいて、１フレーム期間における画像表示期間の割合（インパルス率）を変更するとともに、そのインパルス率と同期させて光源を点灯することで、動画ぼけ等の画像の表示品質を改善している。

　前記液晶表示装置では、液晶パネルのインパルス率に合わせて、光源の点灯期間も変更されており、光源の発光輝度を調整する（インパルス率が低いとき発光輝度を上げている）ことで、液晶表示装置の輝度低下を抑制している。

日本国公開特許公報「特許第４５４０６０５号公報」

　しかしながら、近年、光源として広く用いられているＬＥＤでは、発光輝度を変更するため供給する電流値を変化させると、出射される光の色度が変化することが知られている。特許第４５４０６０５号公報に記載の液晶表示装置のように、映像の表示時間の割合（インパルス率）の変更に伴って光源の点灯期間が変更すると、そのときの光源の発光輝度が変更されるので、被液晶パネルで表示される映像の色調が変動してしまい、画像の品質低下の原因となる。

　そのため、特許第４５４０６０５号公報に記載の液晶表示装置では、入力画像信号の階調を調整することで、ガンマ補正を行い、表示画像の色調の変化を抑制している。このような構成の場合、常に入力信号の階調を変更させる処理が必要があり、液晶表示装置の構成及び制御が複雑になるとともに、短時間に複雑な処理が必要であるため、制御及び（又は）情報の処理に高速な（高級な）素子を備える必要がある。

　また、ちらつきはモーションブラー量に関係しないことが多く、モーションブラー量だけで調整インパルス率を調整すると、ちらつきを抑制できない場合もある。

　そこで本発明は、簡単な構成であるとともに、画像の色調を変化させることなく、動画ぼけ、ちらつき等を原因とする表示画像の品質低下を抑制することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために本発明は、液晶パネルと、前記液晶パネルの動作に同期して前記液晶パネルに光を供給するバックライトと、表示映像の情報に基づいて、バックライトの駆動モードを決定する映像判別手段と、前記駆動モードに基づいて前記バックライトの駆動周波数を変更するバックライト駆動手段と、を有し、 前記バックライト駆動手段は、前記バックライトの駆動周期に対する点灯期間の割合が変化しないように前記バックライトの駆動周波数を変更することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

　この構成によると、ちらつきや動画ぼけが発生しやすい映像を表示するとき、バックライトの駆動周波数を変更するので、映像が原因のちらつきや動画ぼけの発生を抑えることが可能である。

　前記バックライトがこのように制御されることで、前記バックライトが点灯したときの輝度及び色度が変化しないようにすることが可能である。これにより、液晶表示装置は、バックライトの駆動モードにかかわらず品質が低下しにくい。また、バックライトの色度の変化を調整するために液晶パネルの調整が不要であるので、制御が簡略化される。

　上記構成において、前記液晶表示装置の周囲の明るさを検出する明るさ検出手段を備えており、前記映像判別手段は、前記明るさ検出手段からの明るさの情報も加味して、前記駆動モードを決定するようにしてもよい。

　上記構成において、前記バックライト駆動手段は、前記バックライトの駆動周波数を変更するとき点灯期間を複数に分割し、各点灯期間の間の時間が徐々に変化する遷移期間を設けて変更してもよい。

　上記構成において、前記映像判別手段は、前記表示映像の平均輝度レベル（ＡＰＬ）値に基づいて、前記駆動モードを決定してもよい。

　上記構成において、前記映像判別手段は、前記表示映像のモーションブラー量に基づいて、前記駆動モードを決定してもよい。

　上記構成において、前記駆動モードには、前記液晶パネルの動作と完全に同期した通常駆動モードと、前記通常駆動モードよりも駆動周波数が高いちらつき防止駆動モードとが含まれていてもよい。

　上記構成において、前記バックライトが前記液晶パネルの走査方向に複数個の領域に分割され、各領域が独立して点灯する照明であり、前記液晶パネルが線順次で走査し映像を書き込むものであり、前記バックライト駆動手段は、前記液晶パネルの書き込み動作に同期して対応する領域を点灯駆動するものであってもよい。

　上記構成において、前記バックライトが、全面同時に点灯するものであってもよい。

　上記構成において、前記バックライトが、前記液晶パネルと対向する面に複数個の光源を２次元配列した構成であってもよい。

　上記構成において、前記バックライトは、導光板を有する構成であってもよい。

　本発明によると、簡単な構成であるとともに、画像の色調を変化させることなく、動画ぼけ、ちらつき等を原因とする表示画像の品質低下を抑制することができる液晶表示装置を提供することができる。

本発明にかかる液晶表示装置の分解斜視図である。 本発明にかかる液晶表示装置の電気的な接続を示すブロック図である。 通常駆動モード及びちらつき防止駆動モードにおけるバックライトの駆動を示すタイミングチャートである。 通常駆動モード及びちらつき防止駆動モードにおけるバックライトの駆動波形を示す図である。 駆動モードの切り替えを示すフローチャートである。 本発明にかかる液晶表示装置の他の例の電気的な接続を示すブロック図である。 本発明にかかる液晶表示装置におけるバックライトの駆動波形を示す図である。 本発明にかかる液晶表示装置におけるバックライトの駆動波形の他の例を示す図である。 本発明にかかる液晶表示装置におけるバックライトの駆動波形のさらに他の例を示す図である。 本発明にかかる液晶表示装置のさらに他の例の分解斜視図である。 図１０に示す液晶表示装置の液晶パネルとバックライトの駆動波形を示す図である。 本発明にかかる液晶表示装置のさらに他の例の電気的な接続を示すブロック図である。

　以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

　（第１実施形態）
　図１は本発明にかかる液晶表示装置の分解斜視図である。図１に示すように、液晶表示装置Ａは、液晶パネル１と、バックライト２とを備えている。なお、以下の説明において、垂直方向又は水平方向、あるいは、上下又は左右と称する場合があるが、液晶表示装置に表示される画像を見た状態での方向を示しているものとする。

　図１に示すように、液晶パネル１は、表面に画素電極及びＴＦＴ（スイッチング素子）（いずれも不図示）がアレイ状に配列されたアレイ基板１１と、アレイ基板１１と対向して配置され、共通電極及び透過光を着色するカラーフィルタ（いずれも不図示）を備えた対向基板１２と、アレイ基板１１と対向基板１２との間の液晶層１３とを備えている。なお、液晶層１３は、流動性を有する液晶が漏れないようにシール部材でシールしている。また、アレイ基板１１の受光面側及び対向基板１２の出射面側には、不図示の偏光フィルムが取り付けられている。液晶パネル１の詳細については、後述する。

　バックライト２は、映像を表示する液晶パネル１の背面に配置され、光源として白色ＬＥＤ又はＲＧＢ３色のＬＥＤを備えたＬＥＤ２１を複数個備えた照明装置である。なお、液晶表示装置Ａでは、バックライト２は直下式であり、液晶パネル１と対向する面にＬＥＤ２１が２次元配列されている。バックライト２に配置されているＬＥＤ２１は、点灯、消灯を繰り返すように制御される。

　また、バックライト２は、光学シート２２を備えている。光学シート２２は複数枚の光学シート部材を重ねた構成である。例えば、光学シート２２では光学シート部材として、バックライト２から出射される光を拡散する拡散シート２２１と、輝度を向上する輝度向上シート（ＤＢＥＦ）２２２と、バックライト２から出射される光の方向を揃える、すなわち、斜めに進入した光を液晶パネル１に向くように方向を変えるプリズムシート２２３とを備えている。なお、これら以外の光学特性を有する光学シート部材を用いる場合もある。

　次に、液晶表示装置Ａの電気的な接続について新たな図面を参照して説明する。図２は本発明にかかる液晶表示装置の電気的な接続を示すブロック図である。図２に示すように、液晶表示装置Ａは、液晶パネル１と、バックライト２と、映像信号処理回路３と、映像判別回路（映像判別手段）４と、タイミング制御回路５と、バックライトコントローラ（バックライト駆動手段）６とを備えている。

　液晶パネル１のアレイ基板１１には、映像信号線として垂直方向に伸び水平方向に平行に並べて形成された複数本のソース線１１１（データ線ともいう）と、走査信号線として水平方向に伸び垂直方向に平行に並べて形成された複数本のゲート線１１２とを備えている。すなわち、ソース線１１１とゲート線１１２とは、格子状に並んで形成されており、ソース線１１１とゲート線１１２の交差部にＴＦＴが配置されている。そして、ソース線１１１はＴＦＴのソースに接続され、ゲート線１１２はＴＦＴのゲートの接続されている。また、ＴＦＴのドレインは画素電極に接続されている。ＴＦＴはソースに電圧が印加されている状態で、ゲートに信号（電圧）が入力されると、ソース－ドレイン間に電流が流れ、画素電極に電荷が蓄積（充電）される。

　複数本のソース線１１１がソースドライバ１４に接続されており、複数本のゲート線１１２がゲートドライバ１５に接続されている。ソースドライバ１４はタイミング制御回路５から受け取った液晶駆動信号Ｌｃｓを電圧（映像電圧とする）に変換するとともに、タイミング制御回路５から受け取ったソースタイミング信号Ｓｔｓに基づいて、ソース線１１１に映像電圧を供給する。また、ゲートドライバ１５はタイミング制御回路５からのゲートタイミング信号Ｇｔｓに基づいて、複数のゲート線１１２にＴＦＴを動作させるためのパルス電圧（ゲート駆動信号）を上段から順に供給する。

　液晶パネル１では、上述したように、横方向に伸びるゲート線１１２でＴＦＴに駆動のためのパルス状のゲート駆動信号が印加されるので、横一列の全てのＴＦＴが同時にオン／オフになる。このオン／オフのタイミングに合わせて、ソース線１１１から映像電圧が印加されており、横一列、全ての画素に同時に映像が書き込まれる。そして、この動作が垂直方向の画素数に相当する回数繰り返され１フレームの映像が完成する。すなわち、液晶パネル１は線順次で駆動される。なお、画素に映像を書き込むとは、画素電極に電荷を蓄積することであり、この電荷は次の映像が書き込まれるまで保持される。また、液晶表示装置Ａは、フルＨＤ表示が可能な液晶表示装置であり、液晶パネル１の垂直方向の画素数は１０８０本である。つまり、液晶パネル１では、ゲート線１１２が１０８０本備わっている。

　液晶パネル１では、画素電極と共通電極との間で発生する電界によって液晶分子が回転する。液晶パネル１は、この液晶分子の傾きに起因する透過率の変化を利用して、映像を表示している。つまり、液晶表示装置Ａは、バックライト２から供給される光を、液晶パネル１の各画素に対応する液晶で変調することで、液晶駆動信号Ｌｃｓに基づく映像表示を行っている。

　バックライト２に備えられたＬＥＤ２１は、パルス電流が供給されることで点灯される。つまり、ＬＥＤ２１はパルス電流が供給されている間（換言すると、Ｈｉｇｈレベルのパルス電流が供給されている間）点灯する。ＬＥＤ２１にバックライトコントローラ６からパルス電流を供給することで、バックライト２の点灯制御が行われる。

　上述したように液晶パネル１は、線順次で駆動されている。そこで、バックライト２では、横方向に並んだＬＥＤ２１を一つのまとまりとして、上下方向に複数段のグループに分割し、液晶パネル１の各段に対応した部分の書き込みに同期するように、ＬＥＤ２１を点灯させている（走査点灯方式）。バックライト２を走査点灯方式とすることで、ＬＥＤ２１の点灯時間を長くすることが可能である。なお、液晶パネル１の画素数に比べて、ＬＥＤ２１の数は多くない。そのため、バックライト２の走査点灯では、液晶パネル１の複数段の書き込みが終了した時点で、それらの段に対応したＬＥＤ２１を点灯する構成となっている。このような構成であっても、ＬＥＤ２１の点灯期間を長くすることが可能である。

　バックライト２では、点灯期間の比率で輝度が決まる。なお、本実施形態において、バックライト２は、駆動周期（点灯期間と消灯期間の和）に対する点灯期間の比率（以下、オンデューティ比と称する：後述の図４参照）が一定となるように駆動されている。また、ＬＥＤ２１は供給されるパルス電流の電流値が変動すると、色度が変化することが知られている。そのため、本発明の液晶表示装置Ａでは、ＬＥＤ２１に供給されるパルス電流の電流値を一定としている。またバックライト２のオンデューティ比が一定且つＬＥＤ２１に供給されるパルス電流の電流値が一定であることから、バックライト２は色度に変化が少なく輝度一定の光を液晶パネル１に照射している。

　映像信号処理回路３は、例えば、チューナ、ＢＤ、ＤＶＤ等の外部装置からの映像信号Ｉｍｓ（例えば、トランスポートストリーム）を復合化しＭＰＥＧ等の映像データＶｉｄを生成しタイミング制御回路５に送信する。また、映像信号処理回路３は、映像データＶｉｄに含まれるコンテンツデータＣｉｄ（コンテンツ種別、撮影条件、フレームレート、モーションブラーの付加情報、映像ＡＰＬ値等）を抽出し、映像判別回路４に送信する。

　映像判別回路４は、コンテンツデータＣｉｄに基づいて、バックライト２を通常駆動モード及びちらつき防止駆動モード（いずれも、後述）のどちらで駆動するか決定する。そして、映像判別回路４は、駆動モードの情報を含む駆動情報Ｄｉｄをバックライトコントローラ６に送信する。

　タイミング制御回路５は、ＣＰＵ、マイコン等の演算処理装置を備えている。タイミング制御回路５は、映像データＶｉｄに基づいて、液晶パネル１を駆動するための電圧情報を含む液晶駆動信号Ｌｃｓを生成しソースドライバ１４に送信する。ソースドライバ１４は液晶駆動信号Ｌｃｓに基づいて各画素における液晶に印加する電圧に変換する。また、タイミング制御回路５は、液晶駆動信号Ｌｃｓと同時に、映像データＶｉｄから、ソースドライバ１４の駆動タイミングを示すソースタイミング信号Ｓｔｓと、ゲートドライバ１５の駆動タイミングを示すゲートタイミング信号Ｇｔｓとを生成し、ソースドライバ１４及びゲートドライバ１５のそれぞれに送信する。

　タイミング制御回路５は映像処理回路３から送られた映像データＶｉｄを時系列に記憶する、記憶部を備えていてもよい。そして、記憶部より時系列に映像データＶｉｄを取り出し、映像の書き込みタイミングに合わせて、液晶駆動信号Ｌｃｓに変換し、ソースタイミング信号Ｓｔｓとともにソースドライバ１４に送り、ソースタイミング信号Ｓｔｓと同期したゲートタイミング信号Ｇｔｓをゲートドライバ１５に送るようにしてもよい。

　また、タイミング制御回路５は、映像データＶｉｄに基づいてソースタイミング信号Ｓｔｓ及びゲートタイミング信号Ｇｔｓと同期し、バックライト２の駆動タイミングを示すバックライトタイミング信号Ｂｔｓを生成し、バックライトコントローラ６に送る。

　バックライトコントローラ６は、タイミング制御回路５から送られてくるバックライトタイミング信号Ｂｔｓに従って、バックライト２を駆動している。バックライトタイミング信号Ｂｔｓには、パルス電流を供給するタイミングの信号が付与されているとともに、液晶パネル１の駆動周波数の情報も記載されている。バックライトコントローラ６は、バックライトタイミング信号Ｂｔｓの液晶パネル１の駆動周波数の情報に基づいて、１フレーム期間でのバックライト２のオンデューティ比が一定となるように調整している。

　また、バックライトコントローラ６は、バックライトタイミング信号Ｂｔｓに基づき、液晶パネル１の駆動周波数よりも高い周波数でバックライト２を駆動することも可能である。バックライトコントローラ６は、バックライト２の駆動周波数を変更した場合であっても、バックライト２のオンデューティ比が一定となるように、パルス電流を供給する。

　これにより、バックライト２の駆動周波数が変動した場合でも、オンデューティ比が変化しないので、バックライト２の輝度は変化しない。また、ＬＥＤ２１に供給されるパルス電流の電流値も変化しないので、ＬＥＤ２１から出射される光の色度が変化しない（変化しにくい）。

　一般的に、人間の目は、極めて短い時間（例えば、１秒間に６０回以上：６０Ｈｚ以上）で光源が点灯と消灯を繰り返すと、点灯と消灯の切り替わり（光源の点滅）の認識が困難であり、連続して点灯しているように認識する。液晶表示装置Ａでは、バックライト２のオンデューティ比及びＬＥＤ２１に供給するパルス電流の電流値が一定であるので、バックライト２の駆動周波数が高いほど、ちらつきが防止される。

　一方で、バックライト２の駆動の周波数が同じであっても、明るい映像では、ちらつきが認識されやすい場合がある。これは、バックライト２の点灯時の明るさと消灯時の暗さとに大きな開きがある（コントラストが高い）ため、点灯と消灯とを認識してしまう場合があるためである。このような映像の特性に起因するちらつきを抑制するため、本発明にかかる液晶表示装置Ａは、バックライト２の駆動モードとして、通常駆動モードとちらつき防止駆動モードとを備えている。ちらつき防止駆動モードは、通常駆動モードよりも周波数が高く設定されている。

　また、液晶表示装置Ａで動画を表示する場合、動画ぼけが発生する場合がある。次に動画ぼけについて説明する。液晶表示装置Ａでは、時系列にフレームごとの映像表示することで、動きのある映像を再現している。このような動画では、映像によってはフレーム間の中間時間を補間する働きをするモーションブラー（Ｍｏｔｉｏｎ Ｂｌｕｒ）が付加されている場合がある。

　モーションブラーが付加された映像では、各フレームの映像に対し前フレームからの移動を表現する映像が付加されている。このような、モーションブラーが付加されたフレームの映像を表示する場合、各フレームにおいて映像を表示している時間の割合（インパルス率）が大きいと、人間の目が、モーションブラーを明確に認識し、動画ぼけが強い映像となってしまう。このことから、モーションブラーの量が多い映像では、インパルス率が小さいほうが好ましい。

　逆に、モーションブラーがない（少ない）映像の場合、インパルス率を小さくすると、前のフレーム映像の残像が認識されにくく、映像がパラパラと飛び飛びに見えるストロボスコーピック（Ｓｔｒｏｂｏｓｃｏｐｉｃ）が発生しやすい。このようなストロボスコーピックは、インパルス率を上げることとで解消される。本発明の液晶表示装置Ａでは、バックライト２のオンデューティ比及びパルス電流の電流値が一定であり、バックライト２で実際のインパルス率を変化させることは困難である。そこで、モーションブラーがない（少ない）映像の場合、バックライト２の駆動周波数を高めることで、バックライト２の点灯時間が長くなったように認識させ、疑似的にインパルス率を高め、動画ぼけを抑制することができる（ちらつき防止モード）。

　通常駆動モードとちらつき防止駆動モードについて図面を参照して説明する。図３は通常駆動モード及びちらつき防止駆動モードにおけるバックライトの駆動を示すタイミングチャートであり、図４は通常駆動モード及びちらつき防止駆動モードにおけるバックライトの駆動波形を示す概略図である。なお、図３において、縦軸は液晶パネル１及びバックライト２の上下方向の位置を示しており、横軸は時間を示しており、バックライト２の点灯を示す網掛けを施している。また、図中、左上から右下に記載されている斜めの矢線は、液晶パネル１の各段におけるフレーム期間の切り替わりを示している。また、便宜上、図３、図４において、バックライト２を各フレームの終了時に合わせて点灯させている。

　まず、通常駆動モードについて説明する。液晶表示装置Ａでは、液晶パネル１の駆動周波数が６０Ｈｚ以上の場合が多い。この場合、上述したような、輝度の高い映像を表示する場合を除いて（通常の映像表示において）、バックライト２を液晶パネル１に完全に同期させてもちらつきは発生しにくい。そのため、図３に示すように、通常駆動モードでは、液晶パネル１（フレーム期間）と完全に同期させてバックライト２を駆動している。つまり、液晶パネル１は上段から線順次で映像が書き込まれるので、それに合わせて、バックライトも上段のグループから順に点灯される。

　そして、この通常駆動モードにおいて、モーションブラー量が多い画像を表示する場合、動画ぼけが発生しにくく、表示される映像の色度が低下しないように、ＬＥＤ２１のオンデューティ比とパルス電流の電流値とが決定されている（図３参照）。通常駆動モードでは、バックライト２の駆動周波数は６０Ｈｚである。

　なお、通常、液晶は印加される電界によって光の透過度合いを変化させる素子であり、応答速度があまり速くない。そのため、フレーム期間の最初と最後に透過度合いが変化している立ち上がり及び立ち下がり部分が存在しており、この部分でバックライト２を点灯させると、本来表示されるべき映像とは異なる映像が表示される場合がある。そのため、実際には、バックライトコントローラ６は、各段のフレーム期間の後半で立ち下がり部分に重ならないようにバックライト２（ＬＥＤ２１）を点灯させる構成となっている。

　また、図３に示すように、映像の輝度が高く、通常駆動モードで表示するとちらつきが発生する場合、或いは、ストロボスコーピックが発生する場合、通常駆動モードよりも高い周波数のちらつき防止駆動モード（ここでは、１２０Ｈｚ）で駆動される。図３に示すように、ちらつき防止駆動モードは１２０Ｈｚの駆動周波数で点灯駆動されているが、換言すると、液晶パネル１のフレーム期間を前半と後半に分け、バックライト２を前半に１回、後半に１回ずつ点灯させていることと同じである。

　ここでバックライト２の輝度と駆動周期について説明する。図４に示すように、通常駆動モード時におけるバックライト２の駆動周期をＢ１、点灯期間をＡ１とすると、通常駆動モード時のバックライト２のオンデューティ比Ｏｐ１は、Ａ１／Ｂ１である。なお、液晶パネル１とバックライト２とが同期しているので、駆動周期Ｂ１は、１フレーム期間と同じ長さである。また、図４に示すようにちらつき防止駆動モードでは、駆動周期が通常駆動モードの半分になっている。そして、ちらつき防止駆動モードの駆動周期Ｂ２、点灯期間をＡ２とすると、ちらつき防止駆動モードにおけるオンデューティ比Ｏｐ２は、Ａ２／Ｂ２となる。そして、バックライトコントローラ６は、バックライト２の駆動周波数に関係なく、オンデューティ比が一定になるように、バックライト２を駆動するので、Ｏｐ１＝Ｏｐ２となる。

　上述のように、バックライト２ではＬＥＤ２１に送るパルス電流の電流値が一定であるため、オンデューティ比で輝度が決まる。バックライトコントローラ６がこのようにバックライト２を駆動することで、バックライト２の輝度は変化しない。そして、ちらつき防止モードでは、通常駆動モードよりも高い周波数でバックライト２を駆動するので、映像の輝度が高い場合でも、人間の目が点灯と消灯を認識しにくくなり、ちらつきが抑えられる。さらに、ちらつき防止駆動モードでバックライト２を駆動することで、バックライト２の点灯と消灯とが正確に認識されないので、人間の目には、バックライト２が連続して点灯していると錯覚される。そのため、疑似的にインパルス率が高くなり、モーションブラーがない或いは少ない映像でも、ストロボスコ―ピックが発生するのを抑制することが可能である。

　なお、ここでは、ちらつき防止駆動モードとして、液晶パネル１の駆動周波数の２倍の周波数でバックライト２を駆動するものを例に説明しているが、これに限定されるものではなく、通常駆動モードよりも高い周波数で、ちらつきを確実に抑制することができる周波数を広く採用することができる。また、このような周波数は任意に設定することも可能であるが、液晶パネル１の駆動周波数の整数倍であれば、液晶パネル１との同期も容易であり、好ましい。

　本発明にかかる液晶表示装置Ａにおける、通常駆動モードとちらつき防止モードとの切り替えの手順について図面を参照して説明する。図５は駆動モードの切り替えを示すフローチャートである。液晶表示装置Ａでは、ちらつきが発生しやすい映像かどうか判断するため、平均輝度値（ＡＰＬ値）で判断している。

　まず、映像信号処理回路３に映像信号Ｉｍｓが送られてくると、映像信号処理回路３は映像信号Ｉｍｓから映像データＶｉｄを生成するとき、ＡＰＬ値及びモーションブラー量を検出し、コンテンツデータＣｉｄに格納し、映像判別回路４に送信する（ステップＳ１１）。

　なお、モーションブラー量については、映像信号Ｉｍｓに含まれている場合もあるが、含まれていない場合もある。モーションブラー量は、コンテンツの種類や内容、撮影状態によってある程度決定されるものである。

　例えばＣＧ（コンピュータグラフィックス）、アニメーションやゲーム画像などの場合、本来連続でつながっている時間のうち、描画しているのは離散的な（つまり１フレーム毎のある瞬間の）画像だけの場合が多く、モーションブラーが付加されていないことがある。

　また、テレビジョンカメラとして通常用いられる蓄積型カメラで撮影した画像は、シャッターが開いている連続時間の積分であるため、シャッタースピードによりモーションブラーの量が異なる。例えば、映画やスタジオなどの強い照明を伴う室内での撮影画像（例えば、ニュース番組、水泳などの室内競技の中継の場合）はシャッタースピードが高速である（シャッター開口時間が短い）ので、撮影時に動体像に付加されるモーションブラーは少ない。

　さらに、野球やサッカーのナイター中継などの暗い野外での撮影画像はシャッタースピードが低速になる（シャッター開口時間が長い）場合も多く、撮影時に動体像にモーションブラーが多く付加されることとなる。なお、これら以外にもモーションブラー量を正確に検出できる方法を用いても構わない。

　映像信号処理部３は、以上の内容から、映像信号に含まれるコンテンツの種別、撮影条件（撮影時間、シャッタースピード）等からモーションブラー量を検出することができる。なお、モーションブラー量の検出は、これに限定されるものではなく、映像に付加されているモーションブラー量を正確に検出することができる方法を広く採用することが可能である。

　映像判別回路４は、送られてきたコンテンツデータＣｉｄより、映像のＡＰＬ値のデータを読み出し、予め決められている規定値よりも大きいかどうか判断する（ステップＳ１２）。この規定値は、バックライト２を決められたオンデューティ比及びパルス電流の電流値で駆動したとき、ちらつきが発生しやすいＡＰＬ値の下限値である。映像のＡＰＬ値が規定値と同じかそれよりも大きい場合（ステップＳ１２でＹＥＳの場合）、映像判別回路４はちらつきが発生しやすい映像と判断し、バックライトコントローラ６に駆動データＤｉｄとして、ちらつき防止駆動モードで駆動する旨の情報を送信する（ステップＳ１３）。

　バックライトコントローラ６は、駆動データＤｉｄを受け取ると、バックライト２をちらつき防止駆動モード（駆動周波数１２０Ｈｚ）で駆動する（ステップＳ１４）。また、ＡＰＬ値が規定値よりも小さい場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）、映像判別回路４は、ちらつきが発生しやすい映像ではないと判断し、モーションブラー量が規定値よりも多いかどうか判断する（ステップＳ１５）。モーションブラー量が規定値よりも少ない場合（ステップＳ１５でＮｏの場合）、映像判別回路４はストロボスコ―ピックが発生しやすい映像と判断し、バックライトコントローラ６に駆動データＤｉｄとして、ちらつき防止駆動モードで駆動する旨の情報を送信する（ステップＳ１３）。

　また、モーションブラー量が規定値よりも多い場合（ステップＳ１５でＹｅｓの場合）、映像判別回路４はストロボスコ―ピックが発生しにくい映像と判断し、バックライトコントローラ６に駆動データＤｉｄとして、通常駆動モードで駆動する旨の情報を送信する（ステップＳ１６）する。　バックライトコントローラ６は、駆動データＤｉｄを受け取ると、バックライト２を通常駆動モード（駆動周波数６０Ｈｚ）で駆動する（ステップＳ１７）。

　以上のようにして、本発明にかかる液晶表示装置Ａでは、ちらつき、動画ぼけの発生を抑制している。また、バックライト２のオンデューティ比及びＬＥＤ２１に供給するパルス電流の電流値を一定としているので、バックライト２の輝度が一定であるとともに、色度が変化しない。このことから、本発明にかかる液晶表示装置Ａでは、動画ぼけを抑えた表示でも、ちらつきを抑えた表示でも表示品質が変化しにくい。さらに、色度の変化を抑制するための補正が不要であるので、構成を簡単にすることができるとともに、液晶表示装置Ａでの制御が簡略化される。

　なお、上述の実施形態では、ＡＰＬ値とモーションブラー量とで、バックライト２のモード切り替えを行っているが、これに限定されるものではなく、これら以外にも、ちらつき、動画ぼけの原因となる数値を検出し、その数値をもとにモード切り替えを行ってもよい。また、本実施形態では、ＡＰＬ値による判別が先（優先的）に行われているが、モーションブラー量による判別を先に行うようにしてもよい。しかしながら、ちらつきが激しいと、気分が悪くなる観察者がいるため、ＡＰＬ値による判別が先の方が好ましい。

　さらに、上述の実施形態において、通常駆動モードにおける、バックライト２のオンデューティ比及びＬＥＤ２１に供給するパルス電流の電流値が、モーションブラー量に関係なく、動画ぼけ、ストロボスコ―ピックの発生を抑制可能な値の場合、モーションブラー量による判別は省略してもよい。

　以上示したように、動画はその内容、撮影条件等で、特性（輝度、モーションブラーの量等）が異なっている。そして、本発明にかかる液晶表示装置Ａは、このような動きのある映像を表示するとき、その特性に合わせてＬＥＤ２１の点灯タイミング及び供給電流値（点灯時のＬＥＤの明るさ）を適切に調整することで、ちらつきや動画ぼけの発生を抑えている。

　（第２実施形態）
　本発明にかかる液晶表示装置の他の例について図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる液晶表示装置の他の例の電気的な接続を示すブロック図である。図６に示す液晶表示装置Ｂは、図２等に示す液晶表示装置Ａに対し、照度センサ７をさらに備えている。それ以外の部分については、液晶表示装置Ａと同じ構成を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

　液晶表示装置Ｂで表示される画像で感じるちらつきは、表示される映像の輝度に関係することは、上述のとおりである。しかしながら、液晶表示装置Ｂで同じ輝度の映像を表示した場合でも、環境の照度が異なると、輝度を高く感じる場合と低く感じる場合がある。そのため、液晶表示装置Ｂでは、液晶表示装置Ｂが配置されている周囲の明るさを検出する照度センサ７を備えている。

　液晶表示装置Ｂにおいて、映像判別回路４に照度センサ７からの照度情報Ｌｍｄが入力されている。映像判別回路４は、ＡＰＬ値を比較し、駆動モードを判別するとき（例えば、図５のステップＳ１２）、照度センサ７からの照度情報Ｌｍｄを参照し、映像のＡＰＬ値と比較する規定値を輝度センサ７からの照度情報Ｌｍｄに基づいて修正する。

　例えば、周囲の環境が明るい場合、ＡＰＬ値が高めの映像を表示したとしても、ちらつきを認識されにくい。そこで、映像判別回路４は、規定値として高めの値を採用する。逆に、周囲の環境が暗い場合、ＡＰＬ値が低い映像であってもちらつきが認識される場合が高くなる。そのため、映像判別回路４は、規定値として低めの値を採用する。

　映像判別回路４による規定値の調整は、予め与えられている演算式を利用し、照度情報Ｌｍｄに基づいて、算出するものであってもよいし、予め備えられているテーブル或いはデータベースを参照し、照度情報Ｌｍｄごとに細かく設定するようにしてもよい。このように、映像判別回路４が、周囲の明るさで規定値を変動させることで、ちらつきの抑制効果を更に高めることが可能である。

　なお、ストロボスコ―ピックも周囲の明るさによって認識されやすかったり、認識されにくかったりする。そのため、映像判別回路４は、駆動モードの決定時において、モーションブラー量の比較を行うとき（図５のステップＳ１５）の規定値を、照度情報Ｌｍｄに基づいて修正するようにしてもよい。モーションブラー量の規定値の修正も、予め与えられた演算式を利用して算出する構成であってもよいし、データベースやテーブルを用いて決定する構成であってもよい。

　（第３実施形態）
　本発明にかかる液晶表示装置の他の例について図面を参照して説明する。図７は本発明にかかる液晶表示装置におけるバックライトの駆動波形を示す図である。本実施形態では、第１実施形態と同じ液晶表示装置Ａでのバックライトの駆動を示しているが、第２実施形態の液晶表示装置Ｂでも同じ動作が可能である。また、以下の全ての実施形態においても同様である。

　液晶表示装置Ａにおいて、バックライト２を通常駆動モードとちらつき防止駆動モードとの２つの駆動モードで駆動する構成となっている。図７に示すように、通常駆動モードではバックライト２は６０Ｈｚで駆動されており、駆動周期がＢ１でバックライト２の点灯期間がＡ１である。また、ちらつき防止駆動モードではバックライト２は１２０Ｈｚで駆動されており、駆動周期がＢ２、点灯期間がＡ２である。駆動周期Ｂ２は駆動期間Ｂの半分であり、点灯期間Ａ２が、点灯期間Ａの半分である。これらの駆動モードでバックライト２を駆動すると、表示される映像の雰囲気が大きく異なる。そして、バックライト２の駆動モードが瞬時に切り替わると、映像に違和感を覚えることが多い。

　そこで、本実施形態の液晶表示装置では、通常駆動モードとちらつき防止駆動モードとのモードの切り替えを徐々に行う（遷移期間を設けた）構成としている。バックライトコントローラ６がバックライト２を通常駆動モードからちらつき防止駆動モードへと切り替える場合について説明する。

　通常駆動モードでバックライト２を駆動している場合、点灯期間はＡ１であり、ちらつき防止駆動モードの駆動周波数は通常駆動モードの倍であるので、ちらつき防止駆動モードの点灯期間Ａ２は、点灯期間Ａ１の半分となる。つまり、ちらつき防止駆動モードのとき、点灯期間Ａ１の間にバックライト２を２回に分けて点灯する構成と同じである。

　バックライトコントローラ６は、駆動情報Ｄｉｄにより、通常駆動モードからちらつき防止駆動モードに切り替える指示を受けると、バックライト２を２回に分割して点灯させる。まず、切替られた後１回目のフレーム期間ｔ１では、通常駆動モードの点灯と同じタイミングで１回目の点灯を開始する。切替え後の点灯期間Ａ２は点灯期間Ａ１の半分なので半分の期間で消灯する。そして、２回目のフレーム期間ｔ１では、駆動期間Ｂ２よりも短い時間Ｂｔ１の後に、２回目の点灯を行う。このとき、１回目と２回目の点灯の間隔が短いので、人間の目には、１回目と２回目の点灯の間点灯し続けいているものと認識される。

　そして、切り替え後２回目のフレーム期間ｔ２では、１回目のバックライト２の点灯開始は通常駆動モードと同じタイミングで行い、２回目のバックライトの点灯をｂｔ１よりも長い時間Ｂｔ２あけて点灯させる。以下同様に、１回目の点灯と２回目の点灯の時間Ｂｔｍを徐々に伸ばしていく。そして、最終的に、ちらつき防止駆動モードの駆動周期Ｂ２と同じになるようにする。このように点灯までの間隔を徐々に長くすることで、人間の目には、徐々に点灯期間が長くなっていると認識される。

　なお、本発明にかかる液晶表示装置Ａにおいて、バックライトコントローラ６はオンデューティ比が同じになるようバックライト２を点灯制御している。そのため、２回の点灯期間の総和が、通常防止モード時の点灯期間と同じになるように、また、ちらつき防止駆動モードで駆動したとき、オンデューティ比が通常駆動モードと同じとするため、２回の点灯期間は、同じである。

　このように、２回目のバックライトの点灯を徐々にずらしていくことで、通常駆動モードからちらつき防止駆動モードへの移行するときの違和感を抑制することが可能である。なお、逆の手順でちらつき防止駆動モードから通常駆動モードに違和感を抑制して切り替えることができる。

　本発明にかかる液晶表示装置Ａのバックライト２の駆動モードの切り替えの他の例について図面を参照して説明する。図８は本発明にかかる液晶表示装置におけるバックライトの駆動波形の他の例を示す図であり、図９は本発明にかかる液晶表示装置におけるバックライトの駆動波形のさらに他の例を示す図である。

　図８に示すように、２回目のバックライト２の点灯の終了のタイミングを、通常駆動モードにおけるバックライト２の点灯の終了タイミングと合わせ、１回目の点灯のタイミングを前にずらしても違和感なく駆動モードの切り替えを行うことができる。

　また、図９に示すように、２回のバックライト２の点灯を、通常駆動モードにおけるバックライト２の点灯期間の中心を挟んで、１回目の点灯タイミングを前に、２回目の点灯タイミングを後にずらしても違和感なく駆動モードの切り替えを行うことができる。

　（第４の実施形態）
　本発明にかかる液晶表示装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１０は本発明にかかる液晶表示装置のさらに他の例の分解斜視図であり、図１１は図１０に示す液晶表示装置の液晶パネルとバックライトの駆動波形を示す図である。図１０に示す液晶表示装置Ｃは、バックライト２の代わりにエッジライト方式のバックライト８を備えている。これ以外の部分は、液晶表示装置Ａと同じであり、実質上同じ部分には同じ符号を付すと共に、同じ部分の詳細な説明は省略する。

　図１０に示すように、バックライト８は、導光板８１と、導光板８１の側面に対向して配置されたＬＥＤ８２とを備えている。導光板８１は透明な板状の部材であり、１つの主面が出光面８１１、側面が受光面８１２に形成されており、ＬＥＤ８２からの光が受光面８１２から入射される。なお、エッジライト方式のバックライトは従来よく知られた構成であるので、詳細は省略する。また、エッジライト式のバックライト８では、導光板８１の一部が光学シート２２と同等の効果を有しているので、光学シート２２を省略することが可能である。

　このような導光板８１を採用したバックライト８では、一般的に全面同時点灯である。
そのため、バックライト８は、液晶パネル１の全面の書き換えが完了し、次の映像の書き込み開始までの間にバックライト８を全面点灯させる（図１１参照）。

　このような構成の液晶表示装置Ｃの場合、液晶パネル１の全体に同じフレーム映像が書き込まれている時間は短くなる。そのため、バックライトの点灯期間が短くなる。通常駆動モードのとき、液晶パネル１の全ての段に同じフレーム映像が書き込まれているときに点灯するので、駆動周波数が倍になったちらつき防止駆動モードのときは、映像の書き込み状態に関係なくバックライト８を点灯させ、疑似的にバックライト８を常時点灯しているようにしている。

　このような構成であっても、バックライト８を適切に駆動することで、液晶表示装置Ｃで表示される映像の動画ぼけやちらつきを抑制することが可能である。そして、通常駆動モードとちらつき防止駆動モードとの切り替えは、瞬時に切り替わってもよいし、第３の実施形態に示したように、徐々に遷移するようにしてもよい。

　なお、本実施形態において、全面同時点灯のバックライトの例として、導光板を備えたエッジライト式のバックライトを示しているが、これに限定されるものではなく、図１等に示す直下型のバックライトでもよい。また、エッジライト式のバックライトにおいて、受光面８１２と対向するＬＥＤ８２を順次点灯させることで、液晶パネル１の書き込みに合わせて走査点灯させることも可能である。

　（第５の実施形態）
　本発明にかかる液晶表示装置のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１２は本発明にかかる液晶表示装置のさらに他の例の電気的な接続を示すブロック図である。図１２に示すように、液晶表示装置Ｄは、映像判別回路４に受信部４１を備えている以外は、第１の実施形態に示した液晶表示装置Ａと同じ構成を有しており、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

　上述したような、映像のちらつきは、観察者によって感じやすかったり、感じにくかったりする。また、同じ観察者であっても、観察時の体調によって変化する場合もある。そのため、液晶表示装置Ｄでは、受信部４１を備えており、受信部４１は外部からの使用者の指示を受信している。

　使用者から特別な指示がない場合、映像判別回路４は液晶表示装置Ａと同じ手順で、表示する映像のちらつきを抑制するように、バックライトコントローラ６に駆動情報Ｄｉｄを送信する（図５参照）。

　使用者から、ちらつき防止機能を弱める指示を受信部４１が受けると、図５のステップＳ１２において、ＡＰＬ値の規定値を大きくし、ちらつき防止駆動モードで駆動されにくくする。逆に、使用者がちらつき防止機能を強める指示があった場合、図５のステップＳ１２のＡＰＬ値の規定値を小さくし、ちらつき防止駆動モードで駆動されやすくする。

　このようにして、使用者の好みに合わせて、駆動モードを切り替えることができるので、映像の表示品質を高めることが可能である。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

　本発明の液晶表示装置は、薄型テレビジョン装置、薄型ディスプレイ装置、携帯電話等の３次元映像を表示する機器の表示装置として利用することができる。

１　液晶パネル
１１　アレイ基板
１１１　ソース電極
１１２　ゲート電極
１２　対向基板
１３　液晶層
１４　ソースドライバ
１５　ゲートドライバ
２　バックライト
２１　ＬＥＤ
３　映像信号処理回路
４　映像判別回路
５　タイミング制御回路
６　バックライトコントローラ
７　照度センサ
８　バックライト
８１　導光板
８２　ＬＥＤ

Claims (10)

1. 　液晶パネルと、
   　前記液晶パネルの動作に同期して前記液晶パネルに光を供給するバックライトと、
   　表示映像の情報に基づいて、バックライトの駆動モードを決定する映像判別手段と、
   　前記駆動モードに基づいて前記バックライトの駆動周波数を変更するバックライト駆動手段と、を有し,
   前記バックライト駆動手段は、前記バックライトの駆動周期に対する点灯期間の割合が
   変化しないように前記バックライトの駆動周波数を変更することを特徴とする液晶表示装置。
2. 　前記液晶表示装置の周囲の明るさを検出する明るさ検出手段を備えており、
   　前記映像判別手段は、前記明るさ検出手段からの明るさの情報を加味して、前記駆動モードを決定する請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 　前記バックライト駆動手段は、前記バックライトの駆動周波数を変更するとき周波数が徐々に変化する遷移期間を設けて変更する請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 　前記映像判別手段は、前記表示映像の平均輝度レベル（ＡＰＬ）値に基づいて、前記駆動モードを決定している請求項１から請求項３のいずれかに記載の映像表示装置。
5. 　前記映像判別手段は、前記表示映像のモーションブラー量に基づいて、前記駆動モードを決定している請求項１から請求項４のいずれかに記載の映像表示装置。
6. 　前記駆動モードには、前記液晶パネルの動作と完全に同期した通常駆動モードと、
   　前記通常駆動モードよりも駆動周波数が高いちらつき防止駆動モードとが含まれている請求項１から請求項５のいずれかに記載の映像表示装置。
7. 　前記バックライトが前記液晶パネルの走査方向に複数個の領域に分割され、各領域が独立して点灯する照明であり、
   　前記液晶パネルが線順次で走査し映像を書き込むものであり、
   　前記バックライト駆動手段は、前記液晶パネルの書き込み動作に同期して対応する領域を点灯駆動する請求項１から請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 　前記バックライトが、全面同時に点灯する請求項１から請求項６のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. 　前記バックライトは、前記液晶パネルと対向する面に複数個の光源を２次元配列した構成である請求項７又は請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 　前記バックライトは、導光板を有する構成である請求項７又は請求項８に記載の液晶表示装置。

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