(57)【要約】画像特徴判別回路（１３）は、入力画像データを解析し、１垂直期間内でのバックライト（１２）の輝度を示す第１輝度データと、第１輝度データに対応した画像特徴データとを求める。画像データ変換回路（１４）は、入力画像データに対して画像特徴データに応じた変換を施し、変換後の画像データを液晶パネル（１１）に出力する。期間別輝度算出回路（１７）は、第１輝度データに基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内でのバックライト（１２）の輝度を示す第２輝度データを求める。輝度設定回路（１８）は、第２輝度データを用いて、バックライト（１２）の輝度を制御する。このようにバックライト（１２）の輝度を１垂直期間内で変化させて、画面のちらつきを低減する。
2010041486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトの輝度制御を行う画像表示装置であって、
表示パネルと、
前記表示パネルの背面に光を照射するバックライトと、
入力画像データを解析し、１垂直期間内での前記バックライトの輝度を示す第１輝度データと、前記第１輝度データに対応した画像特徴データとを求める画像特徴判別部と、
前記入力画像データに対して前記画像特徴データに応じた変換を施し、変換後の画像データを前記表示パネルに出力する画像データ変換部と、
前記第１輝度データに基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内での前記バックライトの輝度を示す第２輝度データを求める期間別輝度算出部と、
前記第２輝度データを用いて、前記バックライトの輝度を制御する輝度設定部とを備えた、画像表示装置。
【請求項２】
前記期間別輝度算出部は、前フレームの入力画像データに基づく第１輝度データが示す前回の輝度と、現フレームの入力画像データに基づく第１輝度データが示す今回の輝度とに基づき、前記第２輝度データとして、１垂直期間内に前記前回の輝度から前記今回の輝度まで段階的に変化する輝度を示すデータを求めることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記期間別輝度算出部は、前記前回の輝度と前記今回の輝度に基づき、前記第２輝度データとして、前記前回の輝度と前記今回の輝度の間を線形補間した輝度を示すデータを求めることを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記期間別輝度算出部は、前記前回の輝度と前記今回の輝度に基づき、前記第２輝度データとして、前方の期間から後方の期間に向けて変化量が段階的に小さくなる輝度を示すデータを求めることを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記期間別輝度算出部は、１垂直期間を異なる長さの期間に分割して、前記第２輝度データを求めることを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記期間別輝度算出部は、前方の期間から後方の期間に向けて期間の長さが段階的に長くなるように１垂直期間を分割することを特徴とする、請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記期間別輝度算出部は、
前記第１輝度データが示す輝度に基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内での前記バックライトの輝度を求める輝度算出部と、
前記輝度算出部で求めた輝度を前記輝度設定部に出力可能な形式に変換する輝度変換部とを含む、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記期間別輝度算出部は、
前記第１輝度データが示す輝度を前記輝度設定部に出力可能な形式に変換する輝度変換部と、
前記輝度変換部で変換された輝度に基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内での前記バックライトの輝度を前記輝度設定部に出力可能な形式で求める輝度算出部とを含む、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記期間別輝度算出部は、前記第２の輝度データとして、前記第１輝度データが示す輝度よりも多段階に変化する輝度を示すデータを求めることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
表示パネルと、前記表示パネルの背面に光を照射するバックライトとを有する画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像データを解析し、１垂直期間内での前記バックライトの輝度を示す第１輝度データと、前記第１輝度データに対応した画像特徴データとを求めるステップと、
前記入力画像データに対して前記画像特徴データに応じた変換を施し、変換後の画像データを前記表示パネルに出力するステップと、
前記第１輝度データに基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内での前記バックライトの輝度を示す第２輝度データを求めるステップと、
前記第２輝度データを用いて、前記バックライトの輝度を制御するステップとを備えた、画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置など、バックライトを備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置など、バックライトを備えた画像表示装置については、表示すべき画像の特徴に応じてバックライトの輝度を制御することにより、バックライトの消費電力を削減する技術（アクティブバックライト技術）が知られている。例えば、液晶表示装置の画面の輝度は、バックライトの輝度と液晶の透過率の積によって定まる。そこで、表示画面内の輝度の最大値が最大輝度の５０％であるときには、バックライトの輝度を半分に制御し、液晶の透過率を２倍に制御する。これにより、画面を正しい輝度で表示しながらバックライトの輝度を半分にし、バックライトの消費電力を大幅に削減することができる。【０００３】
アクティブバックライト技術については、従来から各種の方式が知られている。例えば特許文献１には、液晶パネル近傍の温度を検知し、検知した温度に応じてバックライトの輝度の変化タイミングを前後させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００３−２５５９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アクティブバックライト技術を用いた画像表示装置には、画面にちらつきが発生するという問題がある。図８は、液晶表示装置の表示画面の例を示す図である。図８に示す表示画面において、領域Ａ（左半分）の輝度が最大輝度の５０％である間に、領域Ｂ（右半分）の輝度が最大輝度の１００％から６０％に変化したとする。表示画面内の最大輝度に応じてバックライトの輝度を制御する場合、領域Ｂの輝度変化に伴い、バックライトの輝度は最大輝度の１００％から６０％に変化する。【０００６】
バックライトの輝度が変化しても、領域Ａの輝度を以前と同じレベルに保つためには、領域Ａの液晶に印加する電圧を高くして、領域Ａの液晶の透過率を１００／６０＝５／３倍にすればよい。ところが、バックライトの輝度は短時間で変化するが、液晶の透過率は印加電圧を変化させてもすぐには変化しない。このため、バックライトの輝度と液晶の透過率の積で定まる画面の輝度は、本来は１垂直期間（１フレーム期間）内で一定であるべきにもかかわらず、実際には１垂直期間内で変化してしまう。【０００７】
図９は、アクティブバックライト技術を用いた従来の液晶表示装置における画面の輝度変化を示す図である。図９には、表示画面内の最大輝度が低くなり、これに伴いバックライトの輝度が低くなる場合に、表示画面内で輝度が変化しない部分（例えば、図８の領域Ａ）の輝度が記載されている。画面の輝度を一定に保つためには、バックライトの輝度を低くした分だけ、液晶の透過率を高くする必要がある。ところが、液晶の透過率は緩慢に変化し、画面の輝度も緩慢に変化するので、画面の輝度は１垂直期間内で大きく変化する。このため、観測者には画面がちらつくように見える。【０００８】
また、従来の液晶表示装置では、バックライトの輝度は１垂直期間に１回だけ変化する。このため、バックライトの輝度が大きく変化したときには、観測者にはその瞬間に画面がちらつくように見える。これらのちらつきは、特許文献１のように、バックライトの輝度の変化タイミングを前後させても抑えることができない。【０００９】
それ故に、本発明は、バックライトの輝度制御を行う画像表示装置について、画面のちらつきを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の局面は、バックライトの輝度制御を行う画像表示装置であって、
表示パネルと、
前記表示パネルの背面に光を照射するバックライトと、
入力画像データを解析し、１垂直期間内での前記バックライトの輝度を示す第１輝度データと、前記第１輝度データに対応した画像特徴データとを求める画像特徴判別部と、
前記入力画像データに対して前記画像特徴データに応じた変換を施し、変換後の画像データを前記表示パネルに出力する画像データ変換部と、
前記第１輝度データに基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内での前記バックライトの輝度を示す第２輝度データを求める期間別輝度算出部と、
前記第２輝度データを用いて、前記バックライトの輝度を制御する輝度設定部とを備える。【００１１】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記期間別輝度算出部は、前フレームの入力画像データに基づく第１輝度データが示す前回の輝度と、現フレームの入力画像データに基づく第１輝度データが示す今回の輝度とに基づき、前記第２輝度データとして、１垂直期間内に前記前回の輝度から前記今回の輝度まで段階的に変化する輝度を示すデータを求めることを特徴とする。【００１２】
本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記期間別輝度算出部は、前記前回の輝度と前記今回の輝度に基づき、前記第２輝度データとして、前記前回の輝度と前記今回の輝度の間を線形補間した輝度を示すデータを求めることを特徴とする。【００１３】
本発明の第４の局面は、本発明の第２の局面において、
前記期間別輝度算出部は、前記前回の輝度と前記今回の輝度に基づき、前記第２輝度データとして、前方の期間から後方の期間に向けて変化量が段階的に小さくなる輝度を示すデータを求めることを特徴とする。【００１４】
本発明の第５の局面は、本発明の第２の局面において、
前記期間別輝度算出部は、１垂直期間を異なる長さの期間に分割して、前記第２輝度データを求めることを特徴とする。【００１５】
本発明の第６の局面は、本発明の第５の局面において、
前記期間別輝度算出部は、前方の期間から後方の期間に向けて期間の長さが段階的に長くなるように１垂直期間を分割することを特徴とする。【００１６】
本発明の第７の局面は、本発明の第１の局面において、
前記期間別輝度算出部は、
前記第１輝度データが示す輝度に基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内での前記バックライトの輝度を求める輝度算出部と、
前記輝度算出部で求めた輝度を前記輝度設定部に出力可能な形式に変換する輝度変換部とを含む。【００１７】
本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記期間別輝度算出部は、
前記第１輝度データが示す輝度を前記輝度設定部に出力可能な形式に変換する輝度変換部と、
前記輝度変換部で変換された輝度に基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内での前記バックライトの輝度を前記輝度設定部に出力可能な形式で求める輝度算出部とを含む。【００１８】
本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
前記期間別輝度算出部は、前記第２の輝度データとして、前記第１輝度データが示す輝度よりも多段階に変化する輝度を示すデータを求めることを特徴とする。【００１９】
本発明の第１０の局面は、表示パネルと、前記表示パネルの背面に光を照射するバックライトとを有する画像表示装置における画像表示方法であって、
入力画像データを解析し、１垂直期間内での前記バックライトの輝度を示す第１輝度データと、前記第１輝度データに対応した画像特徴データとを求めるステップと、
前記入力画像データに対して前記画像特徴データに応じた変換を施し、変換後の画像データを前記表示パネルに出力するステップと、
前記第１輝度データに基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内での前記バックライトの輝度を示す第２輝度データを求めるステップと、
前記第２輝度データを用いて、前記バックライトの輝度を制御するステップとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１または第１０の局面によれば、入力画像データの特徴に応じて１垂直期間内でのバックライトの輝度を求め、求めた輝度に基づきバックライトの輝度を１垂直期間内で変化させることができる。したがって、表示パネルの輝度が緩慢に変化し、画面の輝度が緩慢に変化する場合でも、１垂直期間内の画面の輝度の変化量を小さくして、画面のちらつきを低減することができる。また、バックライトの輝度の１回あたりの変化量は小さくなるので、バックライトの輝度が変化する瞬間に発生する画面のちらつきを低減することもできる。【００２１】
本発明の第２の局面によれば、バックライトの輝度を１垂直期間内で前回の輝度から今回の輝度まで段階的に変化させることにより、バックライトの輝度を入力画像データの特徴に応じたレベルに制御しながら、画面のちらつきを低減することができる。【００２２】
本発明の第３の局面によれば、バックライトの輝度を１垂直期間内で前回の輝度から今回の輝度まで直線的に変化させることにより、１垂直期間内のバックライトの輝度を簡単な計算で求めて、画面のちらつきを低減することができる。【００２３】
本発明の第４の局面によれば、バックライトの輝度を１垂直期間内で前回の輝度から今回の輝度まで変化量を段階的に小さくしながら変化させることにより、表示パネルの輝度の変化量が１垂直期間内で異なる場合に、画面のちらつきを効果的に低減することができる。【００２４】
本発明の第５の局面によれば、１垂直期間を異なる長さの期間に分割して第２輝度データを求めることにより、表示パネルの輝度の変化量が１垂直期間内で異なる場合に、画面のちらつきを効果的に低減することができる。【００２５】
本発明の第６の局面によれば、前方の期間から後方の期間に向けて期間の長さが段階的に長くなるように１垂直期間を分割することにより、表示パネルの輝度の変化量が１垂直期間内の前方の期間では大きく、後方の期間では小さい場合に、画面のちらつきを効果的に低減することができる。【００２６】
本発明の第７の局面によれば、第１輝度データに基づき１垂直期間を複数に分割した各期間内でのバックライトの輝度を求め、求めた輝度を輝度設定部に出力可能な形式に変換することにより、第２輝度データを求めることができる。【００２７】
本発明の第８の局面によれば、第１輝度データを輝度設定部に出力可能な形式に変換し、変換後の輝度に基づき、１垂直期間を複数に分割した各期間内でのバックライトの輝度を輝度設定部に出力可能な形式で求めることにより、第２輝度データを求めることができる。【００２８】
本発明の第９の局面によれば、画像特徴判別部で求めた輝度よりも多段階にバックライトの輝度を変化させることにより、バックライトの輝度が変化する瞬間に発生する画面のちらつきをさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の期間別輝度算出回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す液晶表示装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】図１に示す液晶表示装置における画面の輝度変化を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の期間別輝度算出回路の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係る液晶表示装置における画面の輝度変化を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例に係る液晶表示装置における画面の輝度変化を示す図である。
【図８】液晶表示装置の表示画面の例を示す図である。
【図９】従来の液晶表示装置における画面の輝度変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置１０は、液晶パネル１１、バックライト１２、画像特徴判別回路１３、画像データ変換回路１４、タイミング調整回路１５、分周回路１６、期間別輝度算出回路１７、および、輝度設定回路１８を備えている。このうち、タイミング調整回路１５、分周回路１６、期間別輝度算出回路１７、および、輝度設定回路１８は、バックライト制御回路を構成する。
【００３１】
液晶表示装置１０は、表示すべき画像の特徴に応じて１垂直期間内のバックライト１２の輝度を求め、求めた輝度に基づきバックライト１２の輝度を１垂直期間内で変化させる。以下、液晶表示装置１０では、１垂直期間はＭ個（Ｍは２以上の整数）の期間に分割されることとし、Ｍ個の期間を時系列順で早いほうから第１期間、第２期間、…、第Ｍ期間という。
【００３２】
図１において、液晶パネル１１は、２次元状に配置された複数の液晶表示素子（図示せず）を含んでいる。液晶パネル１１は、駆動回路（図示せず）によって駆動され、表示画像データに応じた画面を表示する。
【００３３】
バックライト１２は、液晶パネル１１の背面側に設けられ、液晶パネル１１の背面に光を照射する。バックライト１２の構成（光源の種類や個数など）は任意でよい。バックライト１２は、例えば、導光板の１つの側面に沿って複数のＬＥＤを１次元状に配置することにより構成される。バックライト１２は、バックライト駆動回路（図示せず）によって駆動され、輝度設定回路１８で設定された輝度で発光する。
【００３４】
画像特徴判別回路１３は、入力画像データを解析し、解析結果に基づき第１輝度データと画像特徴データを求める。第１輝度データは、１垂直期間内のバックライト１２の輝度を示すデータである。画像特徴データは、第１輝度データに対応し、入力画像データに施す変換の特性を示すデータである。第１輝度データと画像特徴データは、１垂直期間ごとに求められる。また、画像特徴判別回路１３は、画像の出力タイミングを示す垂直同期信号ＶＳＹＮＣと、画像の各ラインの出力タイミングを示す水平同期信号ＨＳＹＮＣとを出力する。
【００３５】
画像特徴判別回路１３は、例えば１フレーム分の入力画像データについてヒストグラムを作成し、作成したヒストグラムから各種の統計量（例えば、最大値や平均値など）を算出し、算出した統計量に基づき第１輝度データと画像特徴データを求める。第１輝度データと画像特徴データを求める方法は、任意でよい。最も簡単な方法は、表示画面内の最大輝度に応じてバックライトの輝度を決定し、バックライトの輝度変化を補償するように入力画像データに施す変換の特性を決定する方法である。この方法を用いた画像特徴判別回路１３は、例えば１フレーム分の入力画像データに含まれる最大の階調が最大階調の５０％であるときには、バックライト１２の輝度を最大輝度の５０％にすることを示す第１輝度データと、入力画像データを２倍にすることを示す画像特徴データとを出力する。これ以外にも、バックライト１２の輝度を決定する方法として、表示画面内の平均値に基づく方法や、前回に算出した統計量を考慮する方法などがある。
【００３６】
画像データ変換回路１４は、入力画像データに対して、画像特徴判別回路１３で求めた画像特徴データに基づく変換を施す。画像データ変換回路１４は、画像特徴データに基づき、入力画像データを例えば２倍にする。画像データ変換回路１４は、変換後の画像データを表示画像データとして液晶パネル１１に出力する。
【００３７】
タイミング調整回路１５は、バックライト１２の輝度の変化タイミングを調整する回路である。より詳細には、タイミング調整回路１５は、画像特徴判別回路１３から出力された垂直同期信号ＶＳＹＮＣを所定時間だけ前または後に移動させて、タイミング制御信号ＴＣ１として出力する。液晶パネル１１に含まれる液晶の透過率は、液晶に対する印加電圧を変化させてもすぐには変化しない。このため、アクティブバックライト技術を用いた液晶表示装置で画像を好適に表示するためには、液晶に対する印加電圧の切り替えタイミングとバックライトの輝度変化タイミングとの間に好適な時間差を与える必要がある。タイミング調整回路１５を備えた液晶表示装置１０によれば、上記２種類のタイミングの間に好適な時間差を与えて、画像を好適に表示することができる。
【００３８】
分周回路１６は、第１〜第Ｍ期間の開始タイミングを決定する回路である。より詳細には、分周回路１６は、画像特徴判別回路１３から出力された水平同期信号ＨＳＹＮＣのＭ倍の周波数を有する信号をタイミング制御信号ＴＣ２として出力する。
【００３９】
期間別輝度算出回路１７には、画像特徴判別回路１３から出力された第１輝度データ、タイミング調整回路１５から出力されたタイミング制御信号ＴＣ１、および、分周回路１６から出力されたタイミング制御信号ＴＣ２が入力される。期間別輝度算出回路１７は、バックライト１２の輝度を１垂直期間内で段階的に変化させるために、第１輝度データに基づき、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度を示す第２輝度データを求める。
【００４０】
期間別輝度算出回路１７は、前フレームの入力画像データに基づく第１輝度データが示す輝度（以下、前回の輝度という）を記憶している。期間別輝度算出回路１７は、現フレームの入力画像データに基づく第１輝度データが入力されたときには、当該第１輝度データが示す輝度（以下、今回の輝度という）を求め、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度として、１垂直期間内に前回の輝度から今回の輝度まで段階的に変化する輝度を求める。
【００４１】
第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度を求める方法は、任意でよい。例えば、期間別輝度算出回路１７は、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度として、前回の輝度と今回の輝度の間を線形補間した輝度を求めてもよい。この場合、前回の輝度をＸｐ、今回の輝度をＸｃとしたとき、第ｉ期間（ｉは１以上Ｍ以下の整数）内のバックライト１２の輝度Ｘｉは、次式（１）で与えられる。
Ｘｉ＝｛（Ｍ−ｉ）×Ｘｐ＋ｉ×Ｘｃ｝／Ｍ    …（１）
【００４２】
この際、期間別輝度算出回路１７は、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度として、第１輝度データが示す輝度よりも多段階に変化する輝度を求めてもよい。例えば、期間別輝度算出回路１７は、８ビットの第１輝度データに基づき、１６ビットの第２輝度データを求めてもよい。
【００４３】
輝度設定回路１８は、期間別輝度算出回路１７から出力された第２輝度データに応じたバックライト制御信号を生成することにより、バックライト１２の輝度を制御する。輝度設定回路１８の構成は、任意でよい。例えば、バックライト１２の輝度をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する場合、輝度設定回路１８は、第２輝度データが示す比率で所定のレベル（例えばハイレベル）になるＰＷＭ信号をバックライト制御信号として出力する。
【００４４】
図２は、期間別輝度算出回路１７の構成を示すブロック図である。期間別輝度算出回路１７は、図２に示すように、輝度算出回路２１と輝度変換回路２２を含んでいる。輝度算出回路２１は、第１輝度データが示す輝度に基づき、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度を求める。より詳細には、輝度算出回路２１は、前回の輝度を記憶し、前回の輝度と今回の輝度とに基づき、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度を求め、求めた輝度をタイミング制御信号ＴＣ１、ＴＣ２に従って出力する。輝度変換回路２２は、輝度算出回路２１で求めた輝度を輝度設定回路１８に出力可能な形式に変換し、第２輝度データとして出力する。例えば、バックライト１２の輝度をＰＷＭ制御する場合、輝度変換回路２２は輝度算出回路２１で求めた輝度をＰＷＭ値に変換する。
【００４５】
図３は、液晶表示装置１０の動作を示すタイミングチャートである。図３に示すように、１垂直期間はデータ入力期間と垂直帰線期間とからなる。ここではＭ＝４とし、１垂直期間は第１〜第４期間に分割されるとする。第Ｎフレームのデータ入力期間では、第Ｎフレームの画像データが入力される。第Ｎフレームのデータ入力期間では、画像特徴判別回路１３は、第Ｎフレームの入力画像データについてヒストグラムを作成し、各種の統計量を算出する。次に第Ｎフレームの垂直帰線期間では、画像特徴判別回路１３は、第Ｎフレームのデータ入力期間で算出した統計量に基づき、第１輝度データと画像特徴データを求める。
【００４６】
画像データ変換回路１４は、第（Ｎ＋１）フレームのデータ入力期間では、第（Ｎ＋１）フレームの入力画像データに対して、第Ｎフレームの入力画像データに基づき求めた画像特徴データに基づく変換を施す。この変換で得られた表示画像データは、液晶パネル１１に対して出力される。
【００４７】
期間別輝度算出回路１７は、第Ｎフレームの垂直帰線期間の終了時点で、第（Ｎ−１）フレームの垂直帰線期間で求めた第１輝度データが示す輝度（前回の輝度Ｑという）を記憶している。期間別輝度算出回路１７は、画像特徴判別回路１３から第Ｎフレームの垂直帰線期間で求めた第１輝度データを受け取ると、当該第１輝度データが示す輝度（今回の輝度Ｒという）を求め、前回の輝度Ｑと今回の輝度Ｒに基づき、第１〜第４期間内のバックライト１２の輝度を求める。例えば、式（１）に基づき第１〜第４期間内のバックライト１２の輝度を求めると、第１期間内の輝度は（３Ｑ＋Ｒ）／４、第２期間内の輝度は（Ｑ＋Ｒ）／２、第３期間内の輝度は（Ｑ＋３Ｒ）／４、第４期間内の輝度はＲとなる。
【００４８】
期間別輝度算出回路１７は、タイミング制御信号ＴＣ１、ＴＣ２に従って第２輝度データを出力する。また、タイミング制御信号ＴＣ１は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣを所定時間だけ前または後に移動させた信号である。したがって、液晶表示装置１０では、画像データを入力するときの１垂直期間と、バックライト１２の輝度制御を行うときの１垂直期間は所定時間だけずれている。図３に示す例では、バックライト１２の輝度制御を行うときの１垂直期間は、画像データを入力するときの１垂直期間よりもΔＴだけ遅れている。
【００４９】
以下、本実施形態に係る液晶表示装置１０の効果を説明する。図４は、本実施形態に係る液晶表示装置１０における画面の輝度変化を示す図である。図４には、図９と同様に、表示画面内の最大輝度が低くなり、バックライト１２の輝度が低くなる場合について、表示画面内で輝度が変化しない部分の輝度が記載されている。画面の輝度を一定に保つためには、バックライトの輝度を低くした分だけ、液晶の透過率を高くする必要がある。図４に示す液晶の透過率の変化は、図９と同じである。
【００５０】
液晶表示装置１０では、バックライト１２の輝度は１垂直期間にＭ回（ここでは４回）段階的に変化する。このため、図９の場合と同様に、液晶の透過率が緩慢に変化し、画面の輝度も緩慢に変化するとしても、１垂直期間内の画面の輝度の変化量は図９の場合よりも小さくなる（図４を参照）。このように１垂直期間内での画面の輝度変化を小さくすることにより、画面のちらつきを低減することができる。また、液晶表示装置１０では、バックライト１２の輝度の１回あたりの変化量も小さくなる。このため、バックライト１２の輝度が変化する瞬間に発生する画面のちらつきを低減することもできる。
【００５１】
また、バックライト１２の輝度を１垂直期間内で前回の輝度から今回の輝度まで段階的に変化させることにより、バックライト１２の輝度を入力画像データの特徴に応じたレベルに制御しながら、画面のちらつきを低減することができる。特に、バックライト１２の輝度を１垂直期間内で前回の輝度から今回の輝度まで直線的に変化させることにより、１垂直期間内のバックライトの輝度を簡単な計算で求めて、画面のちらつきを低減することができる。
【００５２】
また、画像特徴判別回路１３で求めた輝度よりも多段階にバックライト１２の輝度を変化させることにより、画面のちらつきをさらに低減することができる。例えば、第１輝度データが８ビットのデータである場合、従来の液晶表示装置では、バックライト１２の輝度は２５６段階にしか切り替えることができない。これに対して、液晶表示装置１０では、第１〜第Ｍ期間内におけるバックライト１２の輝度を前回の輝度と今回の輝度の間で段階的に切り替えることにより、バックライト１２の輝度を２５６段階よりもさらに細かく制御することができる。これにより、バックライト１２の輝度が変化する瞬間に発生する画面のちらつきを低減することができる。
【００５３】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置については、各種の変形例を構成することができる。例えば、本発明の液晶表示装置は、図２に示す期間別輝度算出回路１７に代えて、図５に示す期間別輝度算出回路１９を備えていてもよい。期間別輝度算出回路１９は、期間別輝度算出回路１７とは逆の順序で接続された輝度変換回路２３と輝度算出回路２４を含んでいる。輝度変換回路２３は、第１輝度データが示す輝度を輝度設定回路１８に出力可能な形式に変換する。輝度算出回路２４は、前回の輝度を輝度設定回路１８に出力可能な形式で記憶している。輝度算出回路２４は、記憶した輝度と輝度設定回路１８に出力可能な形式に変換された今回の輝度とに基づき、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度を輝度設定回路１８に出力可能な形式で求めて、第２輝度データとして出力する。
【００５４】
例えば、バックライト１２の輝度をＰＷＭ制御する場合、輝度変換回路２３は、第１輝度データが示す輝度をＰＷＭ値に変換する。輝度算出回路２４は、前回の輝度に対応したＰＷＭ値を記憶し、記憶したＰＷＭ値と今回の輝度に対応したＰＷＭ値とに基づき、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度に対応したＰＷＭ値を求める。期間別輝度算出回路１９を備えた液晶表示装置によれば、期間別輝度算出回路１７を備えた液晶表示装置１０と同じ効果が得られる。
【００５５】
また、本発明の液晶表示装置では、第１〜第Ｍ期間内のバックライト１２の輝度を求めるときに、図６に示すように、前方の期間から後方の期間に向けて変化量が段階的に小さくなる輝度を求めてもよい。これにより、液晶の透過率の変化量が１垂直期間内で異なる場合に、画面のちらつきを効果的に低減することができる。また、１垂直期間を複数の期間に分割するときの分割数Ｍは、２以上であれば任意でよい。また、１垂直期間を複数の期間に分割するときに、異なる長さの期間に分割してもよい。これにより、液晶の透過率の変化量が１垂直期間内で異なる場合に、画面のちらつきを効果的に低減することができる。特に、図７に示すように、前方の期間から後方の期間に向けて期間の長さが段階的に長くなるように分割してもよい。これにより、液晶の透過率の変化量が１垂直期間内の前方の期間では大きく、後方の期間では小さい場合に、画面のちらつきを効果的に低減することができる。
【００５６】
また、液晶表示装置１０は、第Ｎフレームの入力画像データに基づく第１輝度データと画像特徴データを、第（Ｎ＋１）フレームの入力画像データに適用することとした。これに代えて、本発明の液晶表示装置は、第Ｎフレームの入力画像データに基づく第１輝度データと画像特徴データを、第Ｎフレームの入力画像データに適用してもよい。このような液晶表示装置は、液晶表示装置１０に１フレーム分の画像データを記憶するバッファメモリを追加することにより構成することができる。
【００５７】
また、本発明は、液晶表示装置以外にも、バックライトを備えた各種の画像表示装置に適用できる。また、アクティブバックライト技術の１つとして、表示すべき画像を複数のエリアに分割し、各エリア内の画像の特徴に応じて、各エリアに対応したバックライト光源の輝度を制御する技術（エリアアクティブバックライト技術）も知られている。本発明は、エリアアクティブバックライト技術を用いた画像表示装置にも適用できる。
【００５８】
以上に示すように、本発明の画像表示装置によれば、バックライトの輝度を１垂直期間内で変化させることにより、画面のちらつきを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の画像表示装置装置は、バックライトの輝度を１垂直期間内で変化させることにより画面のちらつきを低減できるという特徴を有するので、液晶表示装置など、バックライトの輝度制御を行う各種の画像表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０…液晶表示装置
１１…液晶パネル
１２…バックライト
１３…画像特徴判別回路
１４…画像データ変換回路
１５…タイミング調整回路
１６…分周回路
１７、１９…期間別輝度算出回路
１８…輝度設定回路
２１、２４…輝度算出回路
２２、２３…輝度変換回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年3月15日(2011.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
本発明の画像表示装置は、バックライトの輝度を１垂直期間内で変化させることにより画面のちらつきを低減できるという特徴を有するので、液晶表示装置など、バックライトの輝度制御を行う各種の画像表示装置に利用することができる。
【国際調査報告】
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2010041486.tif 000014
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