(57)【要約】  フリッカを感じにくい映像（動画）表示時とフリッカを感じやすい映像（静止画）表示時において、単位垂直同期期間内に生成する複数の調光パルスの個数を変えることなく、単位垂直同期期間内のパルスの位相を変えることでバックライトの調光パルスを制御する。動画時にはパルス間隔を狭くし複数のパルスを擬似的に１つのパルスとする。静止画時ではパルス間隔を均等にとる。これにより、動画時と静止画時では周波数の異なる調光パルスが擬似的に生成される。実際には、調光パルスの周波数を変化させていないので、動画表示時と静止画表示時の画像の色度変化及び輝度変化を抑制することができ、さらに動画の画像ボケと静止画のフリッカを抑制することもできる。
2009125600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に基づき予め定められた映像判別信号を送る映像判別手段と、
予め定められた複数個のパルスで形成されるパルス列からなる調光信号を垂直同期信号ごとに生成する調光信号生成手段と、
前記調光信号生成手段から送られる前記調光信号により駆動される発光手段と、
前記発光手段により光を照射される液晶画像表示手段
とを備え、
前記調光信号生成手段は、
前記映像判別手段から第１映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に狭くし、一方、
前記映像判別手段から第２映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に広くする
ことを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶画像表示装置において、
前記調光信号生成手段は、前記映像判別手段から前記第１映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で前記パルス列内のパルス間隔を漸次に狭くすることにより、複数個のパルスで形成される前記パルス列を擬似的に１つのパルスとみなされる状態にし、一方、
前記映像判別手段から前記第２映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で前記パルス列内のパルス間隔を漸次に広くすることにより、前記パルス列が、垂直同期周波数に前記調光信号内のパルスの個数を乗算した周波数で表されるパルス列と等価になる状態にする
液晶画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶画像表示装置において、
前記映像判別手段は、前記映像信号に基づきフリッカを感じにくい映像であるか、あるいは、フリッカを感じやすい映像であるかを判別し、
フリッカを感じにくい映像と判別したときは前記第１映像判別信号を送信し、
フリッカを感じやすい映像と判別したときは前記第２映像判別信号を送信する
ことを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１つに記載の液晶画像表示装置において、
前記調光信号生成手段は、画面明るさ調節信号を受信することで、液晶画面の明るさ調整を前記調光信号のパルスのデューティ比の調整により行う画面明るさ調節信号受信部を備えた液晶画像表示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の液晶画像表示装置において、
前記発光手段には複数の光源があり、前記光源の点灯方式が順次間欠点灯方式である液晶画像表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の液晶画像表示装置において、
前記発光手段は３相またはそれよりも多い相からなる光源を備えた液晶画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶画像表示装置、特にバックライトの点灯方式に係り、映像画像の動きに応じてバックライトの調光信号を適正に生成する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶画像表示の問題として動画の画像輪郭ボケ及び静止画のフリッカ（画像のちらつき）がある。もともと液晶画像表示装置は、ホールド型画像表示装置であるのでインパルス型画像表示装置であるＣＲＴの様に、動画の表示には向いていない。そこで従来より動画の画像輪郭ボケを改善するために、インパルス型にバックライトを点滅（以下、間欠点灯と呼ぶ）させ、動画の画像輪郭ボケの改善を図ってきた。このバックライトの間欠点灯の周波数はＴＶの垂直同期信号である６０Ｈｚに同期させている。また、この間欠点灯の方式には、バックライトを全て一括点灯させる一括間欠点灯方式と、バックライトをいくつかの相に分けて、液晶の画素書き込みに合わして各相のバックライトを順次点灯させる順次間欠点灯方式とがある。これらの点灯方式により、動画の画像輪郭ボケは大幅に改善された。【０００３】
ところが６０Ｈｚの間欠点灯をすると、動画においては感じられなかったフリッカが静止画においては感じられる。これは、人間の眼の特性上、バックライトの間欠点灯の周波数が低いと、静止画のように動きが乏しい映像ではフリッカを知覚してしまうのである。そこで、間欠点灯の周波数を高くすれば、フリッカを感じなくなる。このフリッカを全く感じない周波数は臨界融合周波数（ＣＦＦ）と呼ばれている。【０００４】
この臨界融合周波数は液晶画像表示装置を観る条件、液晶画像表示装置の大型化や高輝度化により高くなることが知られている。以前は臨界融合周波数は６０Ｈｚよりも低いといわれていたが、近年は６０Ｈｚを越えている。これより、静止画において垂直同期信号の６０Ｈｚに同期させて間欠点灯するとフリッカが感じられる。【０００５】
この問題を解決するために、特許文献１に開示された技術では、映像画像を動画であるか静止画であるかを動き検出回路により判断する。そして動画であると判断した時には、垂直同期信号と同一の周波数の第１の調光パルス（６０Ｈｚ）を発生する。そして、静止画であると判断した場合は、垂直同期信号よりも高い周波数の第２の調光パルス（２４０Ｈｚ）を発生させる。こうすることによって、動画においてはバックライトを間欠点灯して動画画像輪郭ボケを改善し、静止画においては臨界融合周波数を越える周波数でバックライトを点灯させフリッカを低減している。【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、以下の問題点が残っている。それは、動画判断時の調光パルス（６０Ｈｚ）から静止画判断時の調光パルス（２４０Ｈｚ）へ切り替える時、また、その逆の切り替え時に、この切り替えをセレクタ回路で瞬時に行っている。このため、瞬間的な輝度変化（フラッシング現象）を人間の眼には感じられる。これは、人間の眼の視細胞は光をある一定時間における積分量として蓄える性質から起因する。眼に蓄積される一定時間における光の積分量が調光パルスの周波数を瞬時に切り替えることで急激に変化し、これを瞬間的な明るさの変化として人間の眼には感じられる。【０００７】
さらに詳しく説明すると、人間の眼の明るさの変化に対する感知能力について、精神物理学の分野におけるウェーバー則が知られている。この法則によれば、人間の眼は明るさがある一定量変化しなければ明るさが変ったことに気付かない。図１１（ａ）において、人間の眼に光量Ｓからさらに明るさを増した光量Ｓ’を与えた時に、明るさの違いを感じることができる光量ＳとＳ’との差の最小値を、明るさに対する弁別閾ΔＳと呼んでいる。つまり、明るさの変化がΔＳ以上であれば人間は明るさの変化を認識でき、明るさの変化がΔＳ未満であれば人間はこの明るさの変化を認識できない。そして図１１（ｂ）によれば、このΔＳとＳの比、ΔＳ／Ｓが一定であるというのが明るさの弁別におけるウェーバー則である。この法則によれば、調光パルスの周波数を瞬時に切り替えると、瞬間的な輝度変化に伴って人間の眼に蓄えられる光量の変化量がΔＳ以上になるので、急激な明るさの変化として視聴者は感じられる。【０００８】
これを図１２により説明する。図１２（ｂ）において、実線は光源の発する輝度であり、破線は調光パルスの方形波である。周波数が高い調光パルスから周波数が低い調光パルスへ切り替わる際、輝度変化のパターンが大きく変化する。そして、切り替わった後は、それ以後同じ輝度変化のパターンが続く。図１２（ａ）のグラフは、図１２（ｂ）の任意の時点において、各時点からさかのぼって１６．６ｍｓの期間に画面が発した輝度を積分した積分量をその時点の輝度として示している。人間が感じる輝度も、眼が受けた過去約１６．６ｍｓ程度の期間積分した値である。これより、高周波数から低周波数へのパターンの変わり目の輝度の積分量の変化量が、ウェーバー則のΔＳ以上になるので、瞬間的な輝度変化として人間の眼には感じられる。以上の理由で、バックライトを静止画判断時から動画判断時へ切り替えた時、又はその逆の切り替え時に、フラッシング現象が生じ、液晶画像表示装置を観る者に不快感を起こす。【０００９】
そこで、特許文献２の技術では調光パルスの周波数の種類をより多くしている。動画判断時から静止画判断時へ、またその逆の切り替え時には、徐々に調光パルスの周波数を高くもしくは、低くすることによって、フラッシング現象を抑えている。つまり、人間の眼に蓄えられる一定時間における光量の積分量の変化を緩やかにすることによって、変化量をウェーバー則におけるΔＳ未満に抑え、人間の眼に瞬間的な輝度変化を感じさせていない。
【特許文献１】特開２００２−２８７７００号公報
【特許文献２】特開２００６−０１８２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている技術においても、依然、以下に示す解決できない問題点がある。この問題点は、調光パルスの周波数の種類が複数あるため、各周波数の種類において、単位垂直同期期間における調光パルスの個数が異なっている点から起因する。【００１１】
調光パルスの切り替えの前後で周波数が異なっていることから、単位垂直同期期間における調光パルスの立下がり回数が調光パルスの切り替え前後で異なる。つまり、動画判断時と静止画判断時とでは、単位垂直同期期間内の調光パルスの立下がり回数が異なる。特許文献１でいえば、動画判断時の調光パルスが６０Ｈｚの時は単位垂直同期期間の調光パルスの立下がり回数は１回であり、静止画判断時の調光パルスが２４０Ｈｚの時は単位垂直同期期間の調光パルスの立下がり回数は４回である。この調光パルスの立下がり回数が異なる結果、動画判断時と静止画判断時とを比べると、画面に色度変化と輝度変化が定常的に発生する。【００１２】
この原因は次の通りである。液晶画像表示装置のバックライトとして、通常、蛍光管が使われる。この蛍光管のガラス内面には、赤、緑、青の蛍光体が塗布されており、緑色の蛍光体は、残光時間が他の赤や青色よりも長いという残光特性がある。これより、調光パルスが一回立下がりする度ごとに、つまり、蛍光管が点灯状態から消灯状態に切り替るごとに緑色の残光が生じる。つまり、動画判断時と静止画判断時とにおいて、単位垂直同期期間内の調光パルスの立下り回数が異なることで、緑色の残光発生回数がそれぞれの画像判断時において異なり、残光回数の多い状態、つまり、調光パルスの周波数が高い静止画判断時の方が、動画判断時よりも画面全体が緑がかった色度になる。【００１３】
また、蛍光管の特性として、輝度が非線形な波形をしていることが上げられる。図１２（ｂ）に示すように、調光パルスが矩形波であっても輝度は非線形な曲線波である。これより、各周波数の単位垂直同期期間あたりのデューティ比が同じであっても輝度は一致しない。デューティ比が同じであっても輝度は単なる重ね合わせとならないので、周波数の高い画面は周波数の低い画面よりも若干輝度が下がる。つまり、パルス幅が広くパルス個数が１個の動画判断時の画面よりも、パルス幅が狭くパルス個数の多い静止画判断時の画面の方が、デューティ比が同じでも、輝度が暗くなる。これにより、動画判断時と静止画判断時と画面の輝度を比べると、静止画判断時の方が画面全体が若干暗くなる。【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、バックライトの点灯モードを、動画と静止画との切り替え時に、瞬間的な輝度変化（フラッシング現象）、及び切り替え前後の定常的な輝度変化ならびに色度変化を起こすことなく、動画時の画像輪郭ボケ、さらには静止画時のフリッカを表示させない液晶画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明の液晶画像表示装置は、映像信号に基づき予め定めされた映像判別信号を送信する映像判別手段と、予め定められた複数個のパルスで形成されるパルス列からなる調光信号を垂直同期信号ごとに生成する調光信号生成手段と、前記調光信号生成手段から送られる前記調光信号により駆動される発光手段と、前記発光手段により光を照射される液晶画像表示手段とを備え、前記調光信号生成手段は、前記映像判別手段から第１映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に狭くし、一方、前記映像判別手段から第２映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に広くすることを特徴とする。【００１６】
本発明の液晶画像表示装置によれば、映像信号を基に送られてくる映像判別信号により、バックライトの点灯方式を動画モードと静止画モードのどちらかに移行させるために、垂直同期期間ごとに複数個、同じ個数生成される各パルスの位相を変位させる。つまり、パルス列内の各パルスの間隔を調節することで動画モードと静止画モードの切り替えを行っている。この単位垂直同期期間に複数個、同じ個数生成されるパルスの間隔を調節することが本発明の特徴である。【００１７】
また、動画モードと静止画モードにおいて、どちらのモードにおいても、単位垂直同期期間のパルスの個数は同じであるので、単位垂直同期期間のパルスの立下がり回数は同じである。よって、どちらのモードにおいてもほぼ同じ量の緑色の残光特性が出るので、動画モードと静止画モードとの切り替え時の色度変化を大幅に抑制している。また、単位垂直同期期間のパルスの立下がり回数は同じであるので、バックライトの非線形な波形が同じであり、動画モードと静止画モード切り替え時の定常的な輝度変化を大幅に抑制している。これらの理由で動画モードと静止画モードの切り替え前後において、色度変化及び輝度変化を動画モードにおけるパルス間隔を適切に設定することで、人間が変化を感じない程度に軽減している。また、請求項１記載の漸次にとは、人間の眼ではモードの切り替えの変化に気付くことができない程度に段階的にパルス間隔を調節する他、人間の眼ではモードの切り替えの変化に気付くことができない程度に無段階にパルス間隔を調節することもいう。【００１８】
また、調光信号生成手段は、映像判別手段から第１映像判別信号が送られた時は、調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態でパルス列内のパルス間隔を漸次に狭くすることにより、複数個のパルスで形成されるパルス列を擬似的に１つのパルスとみなされる状態にし、一方、映像判別手段から第２映像判別信号が送られた時は、調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態でパルス列内のパルス間隔を漸次に広くすることにより、パルス列が、垂直同期周波数に調光信号内のパルスの個数を乗算した周波数で表されるパルス列と等価になる状態にするのが望ましい。【００１９】
パルス間隔の調節（位相の変位）について以下詳しく説明する。送られてくる映像判別信号により、パルス列内のパルスの間隔を徐々に狭めることで、複数のパルスから形成されるパルス列が擬似的に一つのパルスへとみなされる動画モードへ移行する。そして、上記とは別の映像判別信号が送られてくると、パルス列内のパルスの間隔を徐々に広げ、擬似的に一つのパルスとされていたものが各々独立したパルスへと移行する。そして、静止画モードでは、調光信号内でパルスの間隔が一番広くなったパルスの位相が、垂直同期周波数に単位垂直同期期間内のパルスの個数を乗算した周波数のパルスと同じ位相になる。これより、動画モードから静止画モードへの切り替え時、また逆の切り替え時において、バックライトの瞬間的な輝度変化（フラッシング現象）を無くしている。【００２０】
送られてくる映像判別信号により、パルス列内のパルス間隔が狭まることでパルス列が擬似的に１つのパルスとみなされ、蛍光管の点灯期間と消灯期間が単位垂直同期期間内でほぼ２分され、単位垂直同期期間内の連続した黒挿入期間が長くなる。これにより、動画の画像輪郭ボケを低減できる。フリッカを感じやすい映像を表示する時には、臨界融合周波数を越える周波数にてバックライトを点灯させることと同じことになるので、フリッカを感じない。【００２１】
また、映像判別手段は、映像信号に基づきフリッカを感じにくい映像であるか、あるいは、フリッカを感じやすい映像であるかを判別し、フリッカを感じにくい映像と判別したときは第１映像判別信号を送信し、フリッカを感じやすい映像と判別したときは第２映像判別信号を送信してもよい。これより、映像判別手段により映像をフリッカが感じやすい映像であるか、フリッカを感じにくい映像であるかを判別してそれぞれの映像判別信号を送るので、液晶画像表示装置に表示されている映像に適したバックライトの点灯をすることができる。【００２２】
また、調光信号生成手段は、画面明るさ調節信号を受信することで、液晶画面の明るさ調整を調光信号のパルスのデューティ比の調整により行う画面明るさ調節信号受信部を備えてもよい。これより、液晶画面の明るさの調節を調光信号を構成するパルスのデューティ比を変化させることで行うので、調光信号の動画モードと静止画モードとの切り替えと、画面の明るさの調節を、１つの調光信号生成回路で行うことができる。【００２３】
また、発光手段には複数の光源があり、光源の点灯方式が順次間欠点灯方式であってもよい。これより、光源が複数個あることで、液晶の応答速度に応じてバックライトを順次間欠点灯することができる。これにより、動画の画像輪郭ボケがより一層低減される。【００２４】
また、発光手段は３相またはそれよりも多い層からなる光源を備えてもよい。液晶画像表示装置が大画面においても３相またはそれよりも多い層の順次間欠点灯で制御するので、効率よく動画の画像輪郭ボケを低減することができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明に係る液晶画像表示装置によれば、バックライトの動画モードと静止画モードとの切り替え時において、瞬間的な輝度変化（フラッシング現象）を起こさない。また、切り替え前後の定常的な色度変化と輝度変化を大幅に抑制した映像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１に係る液晶画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１に備わる映像判別回路の概略構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１に備わる調光信号生成回路の概略構成を示すブロック図である。
【図４】実施例１に備わるバックライトモジュールの概略構成を示すブロック図である。
【図５】実施例１の調光信号生成回路において生成された調光信号を示す模式図である。
【図６】実施例１の調光信号生成回路内に備わるパルス間隔計算部においてパルス間隔の計算過程を示すフローチャートである。
【図７】実施例１の３つの調光信号生成回路において動画モードのときに生成された調光信号を示す図である。
【図８】実施例１と従来例におけるバックライトの調光信号と液晶パネルを通して感じられる輝度を比較した図である。
【図９】実施例１の動画モードおよび静止画モードにおける輝度および色度を示す図である。
【図１０】従来例の動画モードおよび静止画モードにおける輝度および色度を示す図である。
【図１１】人間の明るさの弁別におけるウェーバー則を示す図である。
【図１２】バックライトの調光信号と液晶パネルを通して感じられる輝度を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
２  …  映像判別回路
３  …  調光信号生成回路
５  …  バックライトモジュール
７  …  液晶パネル
【実施例１】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る液晶画像表示装置の構成を示すブロック図である。この装置は、映像信号により画像がフリッカを感じにくい映像であるかフリッカを感じやすい映像であるか判別し映像判別信号を送り出す映像判別回路２と、映像判別信号により画像に応じた最適な調光信号を生成させる調光信号生成回路３と、調光信号によりバックライトを発光させるバックライトモジュール５と、バックライトモジュール５により光が照射され画像を表示する液晶パネル７により構成される。【００２９】
以下、各部の構成をより詳細に説明する。
《映像判別回路》
図２を参照して映像判別回路２の構成を説明する。映像判別回路２は、液晶パネル７へ送られる映像信号から分岐された映像信号を基に、１つ前のフレーム画像１０の信号と現在のフレーム画像８の信号との画像の差分の総和を演算器９にて求める。この演算は一般的な映像処理ＩＣに含まれる機能であり、本実施例でもこれを利用している。次に、画像信号の差分の総和を判別器１１にて予め設定された閾値と比較することで、現在のフレーム画像８がフリッカを感じにくい映像であるか、フリッカを感じやすい映像であるかの判別を行う。そして、フリッカを感じにくい映像であると判別した場合、映像判別信号として、例えば、‘１’（動画）の信号を送り、フリッカを感じやすい映像であると判別した場合、‘０’（静止画）の信号を送る。これにより、映像画像が動画であるか静止画であるかの判別が、調光信号生成回路３に指令される。既に周知されているように、映像が動画であればフリッカを感じにくく静止画であればフリッカを感じやすい。しかしながら、実際には表示画面中に動画と静止画が混在するときもあり、表示画面に動画が含まれれば、即、動画であると判別できない。そこで、フリッカを感じにくい映像とは、実質的に動きのある映像を意味する。実質的に動きのある映像とは、画面の一部に動きのない映像を含んでいても、全体として動きのある映像をいう。また同様に、フリッカを感じやすい映像とは実質的に動きのない映像を意味する。実質的に動きのない映像とは、画面の一部に動きのある映像を含んでいても、全体として動きのない映像をいう。
この映像判別方法は上記方法にとらわれず設計者により適宜選択し、動画であるか静止画であるかの判別信号を送り出せばよい。【００３０】
《調光信号生成回路》
次に、図３を参照して調光信号生成回路３の構成の説明をする。調光信号生成回路３は、映像判別信号に従い、画像に応じた最適な調光信号を生成する。ここでは、パルス間隔、デューティ比、パルス発生タイミングの３つのパラメータを演算し、調光信号を生成している。本実施例では３相の調光信号をバックライトモジュールへ送っている。調光信号の生成については、後に詳細に説明する。【００３１】
《バックライトモジュール》
次に、図４を参照してバックライトモジュール５の構成の説明をする。バックライトモジュール５は、光源２３ａ、２３ｂ、２３ｃとこれらを制御するインバータＩＣ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを備える。光源として本実施例ではＣＣＦＬ管を各光源毎に２本備わっている。すなわち、バックライトモジュール５には、合計６本のＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）管がある。これを２本ずつ、調光信号生成回路３により生成された調光信号１、調光信号２、調光信号３に従って、それぞれのインバータＩＣ２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより調光周波数の同期をとりながら独立して制御している。これにより光源２３ａ、２３ｂ、２３ｃが順次間欠点灯し、液晶パネル７を照射する。上記以外にも、蛍光管の本数や、インバータＩＣに何本の蛍光管を制御させるか等は、設計者が最適と思われる選択で決めれば良い。【００３２】
《液晶パネル》
液晶パネル７は本実施例では、液晶パネルの駆動回路を備え、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス型の液晶表示パネルを用いている。映像信号に適応したバックライトモジュール５の光の照射により、動画モードと静止画モードの両モード間の切り替え時に瞬間的な輝度変化を視聴者は感じなくてすむ。また切り替え前後における定常的な色度変化及び輝度変化を視聴者に感じられることなく、快適な映像を提供することができる。【００３３】
《調光信号生成回路》
以下に調光信号生成回路３の動作説明を行う。
映像判別回路２で送り出された映像判別信号は、パルス間隔計算部１３に取り込まれ、垂直同期信号と映像判別信号とにより１フレーム毎に調光信号内のパルス列のパルス間隔を計算している。ここでパルス間隔とは本実施例の図５に示すように、単位垂直同期期間内のパルス列を構成している各パルス間の間隔をいう。【００３４】
また、図５に示すように本実施例では単位垂直同期期間における調光信号のパルス列ののパルスの数は３個である。また、静止画モードにおいて、調光信号を構成しているパルス列は、周波数が１８０Ｈｚで生成されるパルス列と同じ位相になる。これにより、静止画モードにおいては、フリッカが発生しない臨界融合周波数より高い周波数であるので、快適に静止画を観ることができる。なお、垂直同期周波数はＮＴＳＣ信号規格であれば６０Ｈｚである。【００３５】
単位垂直同期期間におけるパルス列のパルスの数は３個に限らず複数個であればよい。そして静止画モードの調光信号のパルス列は、（パルスの個数）×（垂直同期周波数）の周波数で生成されるパルス列と同一になる。さらには、（パルスの個数）×（垂直同期周波数）が臨界融合周波数を越えていることが好ましい。【００３６】
そして、パルス間隔計算部１３では、パルス間隔が最も小さく動画表示に一番最適な動画モード（図５（ｂ））と、パルス間隔が最も大きく静止画表示に一番最適な静止画モード（図５（ｄ））と、静止画モードから動画モードへ移行の動画モード移行状態と、又逆に動画モードから静止画モードへ移行の静止画モード移行状態の４つの状態の調光パルスの間隔を算出する。【００３７】
このパルス間隔が最も小さい調光信号は、パルス３個で形成されているパルス列を１個のパルスで形成されていると擬似的にみなすことができる。つまり静止画モードでは１８０Ｈｚで各々独立した３個のパルスと同じ位相のパルス列が、動画モードではパルス列内のパルス間隔を小さくすることで、パルス列が６０Ｈｚの１個のパルスと擬似的にみなすことができる。これにより、動画モードでは蛍光管点灯期間と消灯期間が単位垂直同期期間内でほぼ２分されるので、動画表示に最適なバックライト照射となる。【００３８】
《パルス間隔計算》
このパルス間隔計算部１３で行われているパルス間隔の計算フローは図６に示されている。この計算フローでは、垂直同期信号が入るとパルス間隔の計算を開始する。映像判別回路２より映像判別信号が入力されると、ステップＳ１において、その信号が‘０’よりも大きいかどうかの映像判別を行う。映像判別信号が‘１’（動画）であれば、ステップＳ２へ進む。映像判別信号が‘０’（静止画）であれば、ステップＳ２´へ進む。まず、映像判別信号が動画であり、ステップＳ２へ進む場合を説明する。【００３９】
ステップＳ２では、パルスの間隔を小さくする演算が行われる。ここで、Ｓｐａｃｅはパルス間隔であり、ΔＸは単位垂直同期期間におけるパルス間隔変位量である。このΔＸは、垂直同期周波数とパルスの個数とデューティ比と動画モードから静止画モードへの移行にかけるフレーム数とによって決定される値である。【００４０】
このパルス間隔変位量ΔＸの設定量により、動画モードから静止画モードへの移行、または静止画モードから動画モードへの移行の速さが決まる。パルス間隔変位量ΔＸを大きくとると、モードの切り替えが速くなるので、瞬時の切り替えによる輝度変化が生じる。また、パルス間隔変位量ΔＸを小さくとると、モードの切り替えが遅くなるので、画像が動画から静止画に切り替わっているのにフリッカが消えるまで時間差が生じていたり、また、画像が静止画から動画に切り替わっているのに、動画の画像輪郭ボケが消えるまで時間差が生じることになる。そこで、上記モード間の移行に伴う瞬間的な輝度変化を感じないパルス間隔変位量ΔＸを模索した結果、モード間の切り替えに約１秒（約６０フレーム）程度かけることが本実施例では最適であることが判明した。このパルス間隔変位量ΔＸは種々の条件により変わる値なので最適な値を設定し、それに伴い、モード間の切り替え時間も１秒にとらわれることなく最適な時間を設定すればよい。【００４１】
そして、映像判別が動画と判別されたので、ステップＳ２では、パルス間隔変位量ΔＸ分だけ、前のパルス間隔よりも減算される。【００４２】
次に、Ｓ３ステップでは減算されたパルス間隔を予め設定されている最小値と比較する。減算されたパルス間隔が最小値よりも大きければ、そのまま減算されたパルス間隔が計算された結果として出力される。これにより、パルス間隔が１つ前のパルス列よりも小さくなり、より動画表示に適した調光信号に近づいている。【００４３】
ところが、減算されたパルス間隔が最小値以下であれば、ステップＳ４にて減算されたパルス間隔を最小値に設定し直して、最小値を計算結果として出力される。このＳ４の処理は、動画表示に一番最適なパルス間隔に到達した後は、映像判別信号が‘１’（動画）を送り続ける限り、動画表示に一番最適な最も小さいパルス間隔を出力し続ける処理である。【００４４】
この動画モードにおける最小のパルス間隔は、ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式等の垂直同期信号の周波数や、蛍光管の長さや色域により異なる。また、動画モードにおける、垂直同期期間内の連続した黒挿入時間（蛍光管消灯時間）をどれだけ確保するかによっても上限値が決まり、動画モードと静止画モードとの切り替え前後でどの程度色度変化を出さないかによって下限値が決まるので、適宜設定することが必要である。【００４５】
動画モードにおける最小のパルス間隔の上限値を例示すると次のように求めることができる。パルス列内のパルスの個数が３個の場合、単位垂直同期期間内の連続した黒挿入時間を単位垂直同期期間の５０％とし、かつ、調光比を１０％とした場合は、残りの４０％をパルス間隔として使用することが可能なので、単位垂直同期期間の２０％をパルス列内の１個当たりのパルス間隔とすることができる。単位垂直同期期間が１６．６ｍｓｅｃであれば、３．３２ｍｓｅｃが最小のパルス間隔の上限値となる。しかし、上記のように、最小のパルス間隔の上限値は、パルス列内のパルスの個数、および黒挿入時間、並びに調光比によって定まるので、適宜設定できる。【００４６】
また、動画モードにおける最小のパルス間隔の下限値は、前述の通り、動画モードと静止画モードとの切り替え前後でどの程度色度変化を出さないかによって決まる数値であるが、本実施例において例示すると、０．１ｍｓｅｃ以上であり、さらに好ましくは０．５ｍｓｅｃ以上である。【００４７】
少し戻って、ステップＳ１に映像判別信号‘０’（静止画）が入力された場合、ステップＳ２´へ進む。ここではステップＳ２とは逆に、パルス間隔変位量ΔＸ分だけ、前のパルス間隔に加算される。これによりパルスの間隔を大きくする演算が行われる。【００４８】
次に、ステップＳ３´では、加算されたパルス間隔が予め設定された最大値と比較する。加算されたパルス間隔が最大値よりも小さければ、そのまま加算されたパルス間隔が計算された結果として出力される。これにより、パルス間隔が１つ前の調光パルス信号よりも大きくなり、より静止画表示に適した調光パルスに近づいている。【００４９】
ステップＳ３´において加算されたパルス間隔が最大値以上であれば、ステップＳ４´にて、加算されたパルス間隔を最大値に設定し直して、最大値を計算結果として出力される。このＳ４´の処理は、静止画表示に一番最適なパルス間隔に到達した後は、映像判別信号が‘０’（静止画）を送り続ける限り、静止画表示に一番最適な最も広いパルス間隔を出力し続ける処理である。【００５０】
この静止画モードにおけるパルス間隔の最大値というのは、垂直同期周波数とパルスの個数とデューティ比によって決定される値である。【００５１】
《調光信号生成》
そして、パルス間隔計算部１３よりパルス間隔がパルス発生タイミング制御部１５へ送られる。このパルス発生タイミング制御部１５にはパルス間隔以外に、垂直同期信号とデューティ比が送られてくる。このデューティ比は、ユーザーが選択した液晶画面表示装置の明るさ設定値の画面明るさ調節信号が画面明るさ調節信号受信部１７に送られることにより設定される。【００５２】
パルス発生タイミング制御部１５では、図３および図７に示すように、各調光信号生成回路１９ａ、１９ｂ、１９ｃのパルス位相が垂直同期期間内の各々１／３周期ずつずれるように、各調光信号生成の最初のパルス立ち上げ指令であるトリガー１、トリガー２、トリガー３を送り出す。各調光信号生成回路１９ａ、１９ｂ、１９ｃに送るパルス位相が１／３ずつずれているので、送られてくる調光信号に従って蛍光管を駆動するだけで、バックライトモジュール５に備わる３つの光源が３相の順次間欠点灯をする。この１／３という数字は本実施例が光源として３相の制御をしているからであって、光源をＮ相で制御をする場合は１／Ｎずつずらすことになる。【００５３】
このパルス立ち上げのタイミングは、垂直同期信号を受けた後にパルス間隔とデューティ比をパラメータとして演算し、最初のパルス立ち上げのトリガー指令位置が決められる。次に、各調光信号生成回路で生成される調光信号のパルス列の位相が各々１／３周期ずつずれるように、各調光信号生成回路１９ａ、１９ｂ、１９ｃで生成される最初のパルスの立ち上げタイミングを演算する。【００５４】
さらに、このパルス発生タイミング演算結果から、各調光信号生成回路でパルスを立ち上げる３つのタイミングデータがパルス発生タイミング制御部１５内の図示しないループカウンタへ送られる。そして、ループカウンタが決められた３つの値に達したとき、各調光信号生成回路１９ａ、１９ｂ、１９ｃにそれぞれ最初のパルス立ち上げ信号としてトリガー１、トリガー２、トリガー３が送られる。【００５５】
上記のように、各調光信号生成回路において生成されるパルス列の位相が各々ずれていることと、各パルス列が動画モードにシフトするにつれ、調光信号内の蛍光管点灯期間と消灯期間がほぼ２分されることとで、順次間欠点灯がより顕著になるので動画の画像輪郭ボケを低減する画像表示となる。【００５６】
調光信号生成回路１９ａ、１９ｂ、１９ｃでは、画面明るさ調節信号受信部１７より送られるデューティ比をもとにパルスの幅が決められ、パルス間隔計算部１３により送られたパルス間隔をもとにパルスの間隔が決められ、パルス発生タイミング制御部１５により送られてきたトリガーに従い３個のパルスを生成する。このようにして、調光信号がバックライトモジュール５へ送られる。【００５７】
《本実施例効果》
上述した液晶画像表示装置により、図８に示される輝度を液晶画像表示装置から得ることができる。図８（ａ）は本実施例より得ることができる動画モードにおける単位垂直同期期間内の光源の発する輝度（実線）および調光パルスの方形波（破線）である。図８（ｂ）は従来例より得ることができる動画モードにおける単位垂直同期期間内の光源の発する輝度（実線）および調光パルスの方形波（破線）である。図８（ｃ）は本実施例および従来例より得ることができる単位垂直同期期間内の静止画モードにおける光源の発する輝度（実線）および調光パルスの方形波（破線）である。本実施例によれば、動画モードにおいても各パルス間に間隔が空けられており、輝度はパルスの個数に応じた非線形の曲線波を生じている。これと、静止画モードにおける輝度の非線形の曲線波との立下り回数が同じであるので、定常的な輝度変化および色度変化が抑制される。【００５８】
これに対し、図８（ｂ）に示されるように、従来の動画モードにおいては、パルス列内の各パルス間に間隔が無いか、上述した最小のパルス間隔の下限値を下回るのでパルス間隔が無いとみなされる場合である。この場合、単位垂直同期期間のパルス列内の調光パルスが１つであるので、輝度の曲線波の立下り回数が静止画モードにおける輝度の曲線波の立下り回数と異なるので、定常的な輝度変化および色度変化が本実施例に比べて大きい。【００５９】
また、従来例では、図８（ｂ）の動画モードと図８（ｃ）の静止画モードとの移行をセレクタ回路による切り替えでモードの切り替え行っていたので、フラッシング現象が生じていた。しかしながら、本実施例では図８（ａ）の動画モードと図８（ｃ）の静止画モードとの移行をパルス間隔を漸次に調節することでモードの切り替えを行うのでフラッシング現象を生じさせない。【００６０】
図９および図１０には上述した動画モードと静止画モードにおける輝度および色度の測定結果が示されている。図９は本実施例に係る動画モードと静止画モードの輝度および色度が示されており、図９（ａ）は単位垂直同期期間内の調光パルスの調光率と液晶画面を通して得ることができる輝度との関係が示されており、図９の（ｂ）は動画モードと静止画モードにおける色空間をＣＩＥ表色系のｘｙＹ表色系の明度成分Ｙを取り除いた色度情報だけが示されている。図９におけるパルス列内の最小パルス間隔は０．５ｍｓｅｃに設定されている。これに対し、図１０はパルス列内の最小パルス間隔が０．０５ｍｓｅｃに設定されている。【００６１】
図９（ａ）において、動画モード（丸印）と静止画モード（菱印）における輝度にほとんど差がみられないのに対し、図１０（ａ）においては、動画モード（丸印）と静止画モード（菱印）とでは輝度に差がみられる。つまり、パルス列内の最小パルス間隔が０．０５ｍｓｅｃでは、パルス間隔がほぼ無いものみなされる。また、この図から示されるように、本願の構成によれば、動画モードと静止画モードとにおいて、定常的な輝度変化を抑制することができる。【００６２】
また、図９（ｂ）と図１０（ｂ）とを比較すると、図９（ｂ）のグラフの方が、動画モードと静止画モードとのそれぞれの色度のグラフとの差が狭い。つまり、本実施例により、動画モードと静止画モードにおいて、色度の変化が抑制されていることが示されている。【００６３】
以上説明したように、本実施例によれば、以下の効果が得られる。
送られて来る映像信号をもとに映像判別回路２において、映像がフリッカを感じにくい映像であるか、フリッカを感じやすい映像であるかを判別し、動画又は静止画の映像判別信号を送り出す。この映像判別信号により、動画判別時にはパルス列内のパルス間隔を狭くしてパルス列を擬似的に１つのパルスとする。そして、静止画判別時には調光信号内のパルス間隔を広くとることで調光信号内の蛍光管の消灯期間を均等にとる。これにより、動画モードへ遷移した時には蛍光管の点灯期間と消灯期間が調光信号内でほぼ２分されるので動画の画像輪郭ボケが低減され、また、静止画モードへ遷移した時には調光信号が臨界融合周波数を越えたパルス列と同じ位相になるので液晶画面上にフリッカを感じない。そして、動画モードから静止画モードへの切り替え、また、逆の切り替えも、パルスの間隔を漸次に調節することで、ウェーバーの法則でいうΔＳ未満に輝度変化を抑える。これにより、視聴者が瞬間的な輝度変化を感じることも無く、また、切り替え前後の定常的な色度変化や輝度変化を感じることも無い。【００６４】
さらに、液晶パネルが大画面であってもＣＣＦＬ管を複数本に対し１つのインバータＩＣを対応させて光源を３相で制御することで、液晶の書き込み応答に対して順次間欠点灯を効率よく合わせこんでいる。バックライトの制御を簡素化しながらも、動画の画像輪郭ボケに対する応答性を効率よく向上させている。【００６５】
また、液晶画面の明るさ調整をパルスデューティ比の調節と、映像判別によるパルス位相調節をパルス生成時に同じパルス生成回路内で行うので、バックライト制御の構成がより簡素なものとなる。【００６６】
本発明は、上記の実施例に限らず、次のように変形実施することができる。
（１）実施例１においてはバックライトモジュールに６本のＣＣＦＬ管を用いたが、これは何本でもよく、また、調光信号生成回路３の個数に制限はない。設計者の適宜の判断で選択すればよい。さらに、ノートパソコンのように光源が1本、インバータＩＣが１個、調光パルス生成回路も1個という構成でも本願発明の効果を得ることができる。動画モードと静止画モードとの切り替え時に、瞬時の輝度差が生じることなく、モードの切り替え前後においても、定常的な色度変化や輝度変化が生じることもない。【００６７】
（２）実施例１において、順次間欠点灯をパルス発生タイミング制御部１５で制御していたが、バックライトモジュール内にて各調光信号の位相をずらして順次間欠点灯してもよい。この場合、調光信号１だけがバックライトモジュールに送られ、この信号を基に位相をずらしたパルスが生成される。また、バックライトモジュール内で位相をずらす手段として、例えばインバータＩＣがあるがこれに限らなくてもよい。また、液晶の応答速度により画素信号の書き換えの前にパルスの位相をずらしてもよいし、書き換えの後にパルスの位相をずらしてもよい。【００６８】
（３）実施例１において、映像判別回路２ではリアルタイムで送られる映像信号を基に映像判別を行い、映像判別信号を調光信号生成回路３へ送っているが、これを映像予測回路に代えてもよい。映像信号を基に、映像予測回路により、映像画像がフリッカを感じにくい映像になるか、フリッカを感じやすい映像になるかを予測し、映像予測信号を調光信号生成回路３に送ることで、より、動画、静止画への応答性のよいバックライトの点灯が実現できる。【００６９】
（４）実施例１においてはバックライトモジュールにＣＣＦＬ管を用いたが、蛍光塗料が塗られたＥＬ（エレクトロルミネセンス）を用いても良い。定常的な色度変化を抑制することができる。
【図１】
2009125600.tif 000003
【図２】
2009125600.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月3日(2009.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に基づきフリッカを感じにくい映像であるか、あるいは、フリッカを感じやすい映像であるかを判別し、フリッカを感じにくい映像と判別したときは第１映像判別信号を送信し、フリッカを感じやすい映像と判別したときは第２映像判別信号を送信する映像判別手段と、
予め定められた複数個のパルスで形成されるパルス列からなる調光信号を垂直同期信号ごとに生成する調光信号生成手段と、
前記調光信号生成手段から送られる前記調光信号により駆動される発光手段と、
前記発光手段により光を照射される液晶画像表示手段
とを備え、
前記調光信号生成手段は、
前記映像判別手段から第１映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に狭くし、一方、
前記映像判別手段から第２映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に広くする
ことを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶画像表示装置において、
前記調光信号生成手段は、前記映像判別手段から前記第１映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で前記パルス列内のパルス間隔を漸次に狭くすることにより、複数個のパルスで形成される前記パルス列を擬似的に１つのパルスとみなされる状態にし、一方、
前記映像判別手段から前記第２映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で前記パルス列内のパルス間隔を漸次に広くすることにより、前記パルス列が、垂直同期周波数に前記調光信号内のパルスの個数を乗算した周波数で表されるパルス列と等価になる状態にする
液晶画像表示装置。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
請求項１または２に記載の液晶画像表示装置において、
前記調光信号生成手段は、画面明るさ調節信号を受信することで、液晶画面の明るさ調整を前記調光信号のパルスのデューティ比の調整により行う画面明るさ調節信号受信部を備えた液晶画像表示装置。
【請求項５】
請求項１、２、４のいずれか１つに記載の液晶画像表示装置において、
前記発光手段には複数の光源があり、前記光源の点灯方式が順次間欠点灯方式である液晶画像表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の液晶画像表示装置において、
前記発光手段は３相またはそれよりも多い相からなる光源を備えた液晶画像表示装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月6日(2010.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に基づき動画であるか、あるいは、静止画であるかを判別し、動画と判別したときは第１映像判別信号を送信し、静止画と判別したときは第２映像判別信号を送信する映像判別手段と、
予め定められた複数個のパルスで形成されるパルス列からなる調光信号を垂直同期信号ごとに生成する調光信号生成手段と、
前記調光信号生成手段から送られる前記調光信号により駆動される発光手段と、
前記発光手段により光を照射される液晶画像表示手段とを備え、
前記調光信号生成手段は、前記映像判別手段から前記第１映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に狭くし、一方、
前記映像判別手段から前記第２映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に広くする
ことを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の液晶画像表示装置において、
前記調光信号生成手段は、前記映像判別手段から前記第１映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で前記パルス列内のパルス間隔を漸次に狭くすることにより、複数個のパルスで形成される前記パルス列を擬似的に１つのパルスとみなされる状態にし、一方、
前記映像判別手段から前記第２映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で前記パルス列内のパルス間隔を漸次に広くすることにより、前記パルス列が、垂直同期周波数に前記調光信号内のパルスの個数を乗算した周波数で表されるパルス列と等価になる状態にする
液晶画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶画像表示装置において、
前記調光信号生成手段は、画面明るさ調節信号を受信することで、液晶画面の明るさ調整を前記調光信号のパルスのデューティ比の調整により行う画面明るさ調節信号受信部を備えた液晶画像表示装置。
【請求項４】
請求項１、２、３のいずれか１つに記載の液晶画像表示装置において、
前記発光手段には複数の光源があり、前記光源の点灯方式が順次間欠点灯方式である液晶画像表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の液晶画像表示装置において、
前記発光手段は３相またはそれよりも多い相からなる光源を備えた液晶画像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明の液晶画像表示装置は、映像信号に基づき動画であるか、あるいは、静止画であるかを判別し、動画と判別したときは第１映像判別信号を送信し、静止画と判別したときは第２映像判別信号を送信する映像判別手段と、予め定められた複数個のパルスで形成されるパルス列からなる調光信号を垂直同期信号ごとに生成する調光信号生成手段と、前記調光信号生成手段から送られる前記調光信号により駆動される発光手段と、前記発光手段により光を照射される液晶画像表示手段とを備え、前記調光信号生成手段は、前記映像判別手段から前記第１映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に狭くし、一方、前記映像判別手段から前記第２映像判別信号が送られた時は、前記調光信号を構成しているパルスの個数を維持した状態で、前記パルス列内のパルス間隔を漸次に広くすることを特徴とする。
【国際調査報告】
2009125600.tif 000015
2009125600.tif 000016