(57)【要約】【課題】ローカルディミングにおいて、表示装置の輝度を低下させることなく、表示装置に表示する映像のブレを軽減する。【解決手段】液晶テレビ（１）は、書き込みを制御する表示制御部（１１）と、点灯状態を制御するバックライト制御部（１２）と、バックライト（２０）の点灯を行う場合に、点灯タイミングの少なくとも一部を、書き込みタイミングに合わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査ラインを有する液晶パネルと、エリア毎に点灯状態を制御可能なバックライトとを備えた表示装置であって、
前記走査ラインにおける画像の書き込みを制御する表示制御部と、
前記走査ラインに対応する前記エリアにおける点灯状態を制御するバックライト制御部と、を備え、
前記バックライト制御部は、前記液晶パネルの書き込み周期よりも短い周期で前記バックライトの点灯を行う場合に、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、前記エリアに対応する走査ラインの書き込みタイミングに合わせることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記バックライト制御部は、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、当該エリアに対応する複数の走査ラインのうち、最後に書き込まれる走査ラインの書き込みタイミングに合わせることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記バックライト制御部は、前記書き込みタイミングに合わせた点灯タイミングから始まる点灯期間を、他の点灯期間よりも長くすることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示装置が表示する映像は、ＨＤＲ映像であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置を備えているテレビジョン受像機。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置が備える各部として機能させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項８】
複数の走査ラインを有する液晶パネルと、エリア毎に点灯状態を制御可能なバックライトとを備えた表示装置に映像を表示する表示方法であって、
前記走査ラインにおける画像の書き込みを制御する表示制御工程と、
前記走査ラインに対応する前記エリアにおける点灯状態を制御するバックライト制御工程と、を含み、
前記バックライト制御工程において、前記液晶パネルの書き込み周期よりも短い周期で前記バックライトの点灯を行う場合に、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、前記エリアに対応する走査ラインの書き込みタイミングに合わせることを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の走査ラインを有する液晶パネルと、エリア毎に点灯状態を制御可能なバックライトとを備えた表示装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルとバックライトとを有する表示装置において、バックライトの制御の仕方について様々な技術が知られている（例えば、特許文献１）。また、近年、液晶テレビの画質向上技術として、直下型バックライトを用いたローカルディミングおよびバックライトのスキャンといった技術が知られている。バックライトのスキャンでは、バックライトを順次ＯＮ／ＯＦＦすることにより、液晶テレビの動画表示性能を向上させることができるが、点灯デューティを所定の値以下にする必要があるため輝度が落ちる。
【０００３】
液晶テレビには、バックライトスキャンモードを選択できるものがある。バックライトのスキャンをＯＮにすると、入力映像によらず、バックライトを常時スキャンする。このため、バックライトのスキャンの効果がない静止画および動きの遅い動画を表示するときにも、バックライトをスキャンするため、液晶テレビに表示する映像の輝度を高めることが困難になる、つまり映像が暗くなる。
【０００４】
一方、バックライトのスキャンをＯＦＦにすると、動きの速い動画であっても、バックライトのスキャンが働かず、液晶テレビの動画表示性能が最善とはならない。また、動画／静止画が混在した場合も同様で、液晶テレビの設定に応じてバックライトのスキャンをＯＮまたはＯＦＦする固定モードになってしまう。そこで、液晶テレビに表示する映像のフリッカを軽減しつつ、ブレを軽減する制御が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2015-49336（2015年3月16日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、液晶テレビなどの表示装置の輝度の低下を抑制しつつ、表示装置に表示する映像のブレを軽減することのできる表示装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、複数の走査ラインを有する液晶パネルと、エリア毎に点灯状態を制御可能なバックライトとを備えた表示装置であって、前記走査ラインにおける画像の書き込みを制御する表示制御部と、前記走査ラインに対応する前記エリアにおける点灯状態を制御するバックライト制御部と、を備え、前記バックライト制御部は、前記液晶パネルの書き込み周期よりも短い周期で前記バックライトの点灯を行う場合に、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、前記エリアに対応する走査ラインの書き込みタイミングに合わせる。
【０００８】
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、前記表示装置が備える各部として機能させる。
【０００９】
本発明の一態様に係る記録媒体は、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１０】
本発明の一態様に係る表示方法は、複数の走査ラインを有する液晶パネルと、エリア毎に点灯状態を制御可能なバックライトとを備えた表示装置に映像を表示する表示方法であって、前記走査ラインにおける画像の書き込みを制御する表示制御工程と、前記走査ラインに対応する前記エリアにおける点灯状態を制御するバックライト制御工程と、を含み、前記バックライト制御工程において、前記液晶パネルの書き込み周期よりも短い周期で前記バックライトの点灯を行う場合に、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、前記エリアに対応する走査ラインの書き込みタイミングに合わせる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の各態様によれば、ローカルディミングにおいて、液晶テレビなどの表示装置の輝度を低下させることなく、表示装置に表示する映像のブレを軽減することができるとの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る液晶テレビの構成を示す図である。
【図２】図１に示す液晶テレビの外観を示す図である。
【図３】図１に示す液晶テレビが備えるバックライトを構成する各エリアを示す図である。
【図４】図１に示す液晶テレビが備えるバックライト制御部の構成を示す図である。
【図５】図１に示す液晶テレビのローカルディミングモードにおけるバックライトのスキャン周期と、液晶パネルのスキャン周期との関係を示す図である。
【図６】図１に示す液晶テレビのスキャンモードにおける、バックライトのスキャン周期と、液晶パネルのスキャン周期との関係を示す図である。
【図７】図１に示す液晶テレビのローカルディミング＋スキャンモードにおける、バックライトのスキャン周期と、液晶パネルのスキャン周期との関係を示す図である。
【図８】実施形態２に係る液晶テレビのローカルディミング＋スキャンモードにおける、バックライトのスキャン周期と、液晶パネルのスキャン周期との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔実施形態１〕
（液晶テレビ１の構成）
図１は、本実施形態に係る液晶テレビ（テレビジョン受像機）１の構成を示す図である。また、図２は、図１に示す液晶テレビ１の外観を示す図である。図１に示すように、液晶テレビ１は、液晶パネル１０と、バックライト２０と、表示制御部１１と、バックライト制御部１２とを備える。
【００１４】
液晶パネル１０は、複数の走査ラインを備えている。各走査ラインは複数の画素を備えている。走査ラインの本数や各ラインにおける画素の個数は本実施形態を限定するものではないが、所謂４Ｋテレビとして液晶テレビ１を実現する場合、走査ラインの本数は２１６０本であり、各ラインにおける画素の数は、３８４０個である。
【００１５】
バックライト２０は、複数のエリアから構成され、エリア毎に点灯状態を制御可能なように構成されている。より具体的には、バックライト２０は、エリア毎に少なくとも１つの光源（例えばＬＥＤ）を備えており、各光源の点灯タイミングおよび光量は、バックライト制御部によって制御される。
【００１６】
図３は、バックライト２０を構成する各エリア１〜１６を示す図である。図３に示す例では、バックライト２０は４行４列のエリアから構成されている。なお、図３に示す例は、本実施形態を限定するものではなく、バックライト２０は一般にＭ行Ｎ列（ＭおよびＮは２以上の自然数）のエリアから構成され得る。
【００１７】
表示制御部１１は、入力される画像信号に基づき、液晶パネル１０が有する走査ライン毎に順次画像の書き込みを行う。ここで画像の書き込みとは、各走査ラインにおける画素に対して、当該画素における画像に対応したデータ信号を供給することを指す。
【００１８】
バックライト制御部１２は、バックライト２０が有する各光源の点灯状態を制御する。より具体的には、バックライト制御部１２は、バックライト２０が有する各光源の点灯タイミングおよび点灯周期等を制御する。
【００１９】
図４は、バックライト制御部１２の構成を示す図である。図４に示すように、バックライト制御部１２は、点灯制御部５、電流算出部６、デューティ比算出部７、ＬＥＤコントローラ８、および複数のＬＥＤドライバ９を備えている。
【００２０】
点灯制御部５は、各エリアにおけるバックライト２０の点灯周期を設定する。また、点灯制御部５は、表示制御部１１から供給される各走査ラインの書き込みタイミングを示す書き込みタイミング信号を参照し、各エリアにおけるバックライト２０の点灯タイミングを設定する。点灯制御部５は、エリアごとのバックライト２０の点灯周期および点灯タイミングを示す信号を、電流算出部６、デューティ比算出部７、ＬＥＤコントローラ８に出力する。
【００２１】
電流算出部６は、点灯制御部５からエリアごとのバックライト２０の点灯周期および点灯タイミングを取得し、当該点灯周期および点灯タイミングを参照して、エリアごとのバックライト２０の電流値を算出する。ここで言う「電流値」とは、電流のパルス波形における高さのことであり、エリアごとに異なる。電流算出部６は、エリアごとのバックライト２０の電流値を、デューティ比算出部７、ＬＥＤコントローラ８に出力する。
【００２２】
デューティ比算出部７は、点灯制御部５からエリアごとのバックライト２０の点灯周期および点灯タイミングを取得し、電流算出部６からエリアごとのバックライト２０の電流値を取得し、当該点灯周期、当該点灯タイミング、および、当該電流値を参照して、エリアごとのバックライト２０のデューティ比を算出する。ここで言う「デューティ比」とは、電流のパルス波形におけるパルス幅の割合のことであり、エリアごとに異なる。１００％のパルス幅は、予め決められている。デューティ比算出部７は、エリアごとのバックライト２０のデューティ比をＬＥＤコントローラ８に出力する。
【００２３】
ＬＥＤコントローラ８は、点灯制御部５からエリアごとのバックライト２０の点灯周期、および点灯タイミングを取得し、電流算出部６からエリアごとのバックライト２０の電流値を取得し、デューティ比算出部７からエリアごとのバックライト２０のデューティ比を取得する。ＬＥＤコントローラ８は、当該点灯周期、当該点灯タイミング、当該電流値、および、当該デューティ比を参照して、ＬＥＤドライバ９に供給するための駆動信号を生成する。
【００２４】
ＬＥＤドライバ９は、バックライト２０のエリアごとにＬＥＤコントローラ８から提供された駆動信号に基づき、エリアごとのＬＥＤを駆動する。
【００２５】
液晶パネル１０は、バックライト制御部１２によるバックライト２０の制御を切り替えることにより、以下に説明する複数のモードにて映像を表示することが可能である。
【００２６】
（液晶テレビ１の動作）
＜ローカルディミングモード＞
図５は、液晶テレビ１がローカルディミングモードにて動作する場合の、バックライト２０のスキャン周期と、液晶パネル１０のスキャン周期との関係を示す図である。
【００２７】
図５に示すように、ローカルディミングモードでは、バックライト２０のエリア毎の輝度差が大きいことから、フリッカとして見えることを軽減するために、バックライト制御部１２は、液晶パネルの書き込み周波数の２倍の周波数でエリアの光源の点灯を行う。図５において、横方向は、時間の推移を示す。「1-4」と表記する段は、バックライト２０の１行目のエリアの点灯状態を示す。「5-8」「9-12」「13-16」と表記する段は、それぞれ、バックライト２０の２〜４行目のエリアの点灯状態を示す。パルスＰの幅は、各エリアが点灯される期間を意味する。タイミングラインＴは、バックライト２０の各エリアに対応する液晶パネルの走査ラインにおいて、書き込みが終わるタイミングを示す。
【００２８】
バックライト２０の１行目のエリアは、対応する液晶パネルの走査ラインにおいて書き込みが終わったタイミングで点灯する。一方、バックライト２０の２〜４行目のエリアは、対応する液晶パネルの走査ラインにおいて書き込みが終わったタイミングとは異なるタイミングで点灯する。
【００２９】
このため、ローカルディミングモードでは、液晶パネルの書き込みタイミングと、バックライトの点灯タイミングとが合わないため、液晶テレビに映像を表示するときに、映像のブレが生じ得るという課題がある。
【００３０】
＜スキャンモード＞
図６は、液晶テレビ１がスキャンモードにて動作する場合の、バックライト２０のスキャン周期と、液晶パネル１０のスキャン周期との関係を示す図である。図６においても図５と同様に、横方向は、時間の推移を示す。「1-4」と表記する段は、バックライト２０の１行目のエリアの点灯状態を示す。「5-8」「9-12」「13-16」と表記する段は、それぞれ、バックライト２０の２〜４行目のエリアの点灯状態を示す。パルスＰは、各エリアが点灯される期間を意味する。
【００３１】
タイミングラインＴは、図５と同様に、バックライト２０の行が含むエリアに対応する液晶パネル１０の走査ラインにおいて書き込みが終わるタイミングを示す。
【００３２】
バックライト制御部１２は、バックライト２０の１行目のエリアを、対応する液晶パネルの走査ラインにおいて書き込みが終わったタイミングに点灯させ、バックライト２０の２〜４行目のエリアも、対応する液晶パネルの走査ラインにおいて書き込みが終わったタイミングに点灯させる。
【００３３】
このため、スキャンモードでは、映像のブレが抑制される。
【００３４】
＜ローカルディミング＋スキャンモード＞
図７は、図１に示す液晶テレビ１のローカルディミング＋スキャンモードにおける、バックライト２０のスキャン周期と、液晶パネル１０のスキャン周期との関係を示す図である。ローカルディミング＋スキャンモードでは、バックライト２０のエリア毎の輝度差が大きいことから、フリッカとして見えることを軽減するために、バックライト制御部１２は、液晶パネル１０の書き込み周波数の２倍の周波数でエリアの光源の点灯を行う。換言すれば、ローカルディミング＋スキャンモードでは、液晶パネル１０の書き込み周期よりも短い周期でバックライトの点灯を行う。
【００３５】
例えば、表示制御部１１が、例えば１２０ｋＨｚの周波数にて液晶パネル１０に書き込みを行う場合に、バックライト制御部１２は、例えば２４０ｋＨｚの周波数にてバックライト２０を点灯する。なお、この例に限られるわけではなく、バックライト２０の点灯周波数は、液晶パネル１０の書き込み周波数の整数倍としてもよい。
【００３６】
ゆえに、図３に示すように、表示制御部１１が、バックライト２０の列に対応する液晶パネル１０の走査ラインにおいて、書き込みを１回行う間に、バックライト制御部１２は、バックライト２０の列を、２回以上点灯させることがある。
【００３７】
ローカルディミング＋スキャンモードでは、バックライト制御部１２は、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、当該エリアに対応する走査ラインの書き込みタイミングに合わせる。
【００３８】
より具体的には、バックライト制御部１２は、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、当該エリアに対応する複数の走査ラインのうち、何れかの走査ラインの書き込みタイミングに合わせる。例えば、バックライト制御部１２は、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、当該エリアに対応する複数の走査ラインのうち、最後に書き込まれる走査ラインの書き込みタイミングに合わせる。
【００３９】
（本実施形態の効果）
以上のとおり、液晶テレビ１では、液晶パネル１０の書き込みタイミングと、バックライト２０の点灯タイミングとが整合するため、液晶テレビ１に映像を表示するときに、表示する映像のフリッカを軽減しつつ、映像のブレを抑制できる。なお、液晶テレビ１が表示する映像は、ハイダイナミックレンジ（ＨＤＲ）映像であってもよい。
【００４０】
（付記事項）
液晶テレビ１は、チューナを備えている。また、液晶テレビ１は、バックライトを備えた表示装置であればよく、スマートフォンなどの携帯端末などであってもよい。液晶テレビ１の備える構成のうちチューナを除く構成を有する表示装置も本明細書に記載の発明に含まれる。また、そのような表示装置に映像を表示する表示方法も、本明細書に記載の発明に含まれる。そのような表示方法は、表示制御部１１の各動作に対応する表示制御工程と、バックライト制御部１２の各動作に対応するバックライト制御工程とを含む。
【００４１】
〔実施形態２〕
以下では、前記部材と同じ機能を有する部材に、同じ符号を付し、部材の説明を省略する。
【００４２】
（バックライト点灯期間が異なる構成および効果）
図８は、本実施形態に係る液晶テレビ１のローカルディミング＋スキャンモードにおける、バックライト２０のスキャン周期と、液晶パネル１０のスキャン周期との関係を示す図である。図８に示されるように、ローカルディミング＋スキャンモードにおいて、バックライト制御部１２は、バックライト２０の点灯タイミングの少なくとも一部を、実施形態１に係るローカルディミング＋スキャンモードと同様に、表示制御部１１のスキャンタイミングに合わせる。
【００４３】
また、図８に示すように、バックライト制御部１２は、バックライト２０の各エリアにおける点灯タイミングを、当該エリアに対応する走査ラインにおける画像の書き込みタイミングに合わせるものであり、当該画像の書き込みタイミングに合わせた点灯タイミングから始まる点灯期間を、他の点灯期間よりも長くする。
【００４４】
より具体的には、バックライト制御部１２は、画像の書き込みタイミングに合わせた点灯タイミングから始まる点灯期間を、画像の書き込みタイミングに合わせない点灯タイミングから始まる点灯期間よりも長くする。例えば、バックライト制御部１２は、図８に示すように、画像の書き込みタイミングに合わせた点灯タイミング（ｔ１）から始まる点灯期間（ＰＷ１）を、画像の書き込みタイミングに合わせない点灯タイミング（ｔ２）から始まる点灯期間ＰＷ２よりも長くする。
【００４５】
以上により、バックライト制御部１２は、バックライト２０の光源の光量（ブレを軽減する方の点灯量）を増やすことができるため、液晶テレビ１が表示する映像のブレをさらに抑制できる。
【００４６】
〔ソフトウェアによる実現例〕
液晶テレビ１の制御ブロック（表示制御部１１およびバックライト制御部１２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００４７】
なお、例えば図４に示すバックライト制御部１２のＬＥＤドライバ９のように、制御ブロックにおいて、ソフトウェアによって実現することが困難であるブロックをハードウェアによって実現しつつ、他のブロックをソフトウェアによって実現してもよい、つまり制御ブロックを部分的にソフトウェアによって実現してもよい。
【００４８】
制御ブロックの少なくとも一部をソフトウェアによって実現する場合、制御ブロックは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００４９】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る表示装置（液晶テレビ１）は、複数の走査ラインを有する液晶パネル１０と、エリア毎に点灯状態を制御可能なバックライト２０とを備えた表示装置であって、前記走査ラインにおける画像の書き込みを制御する表示制御部１１と、前記走査ラインに対応する前記エリアにおける点灯状態を制御するバックライト制御部１２と、を備え、前記バックライト制御部は、前記液晶パネルの書き込み周期よりも短い周期で前記バックライトの点灯を行う場合に、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、前記エリアに対応する走査ラインの書き込みタイミングに合わせる。
【００５０】
上記構成によれば、走査ラインにおける書き込みタイミングと、各エリアにおけるの点灯タイミングとが整合するため、表示装置に映像を表示するときに、映像のブレを抑制できる。
【００５１】
本発明の態様２に係る表示装置では、態様１において、前記バックライト制御部は、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、当該エリアに対応する複数の走査ラインのうち、最後に書き込まれる走査ラインの書き込みタイミングに合わせることが好ましい。
【００５２】
本発明の態様３に係る表示装置では、態様１または２において、前記バックライト制御部は、前記書き込みタイミングに合わせた点灯タイミングから始まる点灯期間を、他の点灯期間よりも長くすることが好ましい。
【００５３】
本発明の態様４に係る表示装置では、態様１から３のいずれかにおいて、前記表示装置が表示する映像は、ＨＤＲ映像であることが好ましい。
【００５４】
本発明の態様５に係る表示装置は、態様１から４において、液晶テレビであってもよい。
【００５５】
本発明の態様６に係る表示方法は、複数の走査ラインを有する液晶パネルと、エリア毎に点灯状態を制御可能なバックライトとを備えた表示装置に映像を表示する表示方法であって、
前記走査ラインにおける画像の書き込みを制御する表示制御工程と、前記走査ラインに対応する前記エリアにおける点灯状態を制御するバックライト制御工程と、を含み、前記バックライト制御工程において、前記液晶パネルの書き込み周期よりも短い周期で前記バックライトの点灯を行う場合に、各エリアにおける点灯タイミングの少なくとも一部を、前記エリアに対応する走査ラインの書き込みタイミングに合わせる。
【符号の説明】
【００５６】
１  液晶テレビ（表示装置）
１０  液晶パネル
１１  表示制御部
１２  バックライト制御部
２０  バックライト
【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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