(57)【要約】【課題】スキャンバックライトの点灯・消灯のタイミングを最適化することにより、液晶の階調変換に伴って変化する液晶の状態に起因して発生する疑似輪郭を低減させる。【解決手段】制御ＣＰＵ８は、バックライト１０を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、液晶パネル５に対する映像信号の書き込みに同期させて各発光領域の発光を制御する。そして、発光領域の発光の制御は、バックライトの点灯と消灯とを間欠的に繰り返す制御であり、各発光領域に対応する表示領域に含まれる複数の水平ラインのうち、少なくとも一部の水平ラインにおいて、１垂直表示期間の時間的な中間点を含む期間で消灯させる。【選択図】図２
2011085917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、該光源の発光を制御する光源発光制御部とを備えた液晶表示装置において、
前記光源発光制御部は、前記光源を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、前記液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各前記発光領域の発光を制御し、各前記発光領域は、前記映像信号を書き込む水平ラインを複数含む表示領域に対応するものであり、
前記発光領域の発光の制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す制御であり、各前記発光領域に対応する前記表示領域に含まれる複数の水平ラインのうち、少なくとも一部の水平ラインにおいて、１垂直表示期間の時間的な中間点を含む期間で消灯させることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記少なくとも一部の水平ラインのうちの特定の水平ラインでは、前記中間点の前後の消灯期間が同じであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶表示装置において、前記液晶パネルの透過率を前記入力映像信号の定める透過率に到達させるための強調変換パラメータを求め、該強調変化パラメータに基づく液晶パネルへの印加電圧信号を出力する強調変換部を備え、前記液晶パネルは、前記強調変換部から出力された印加電圧信号に従って映像信号の表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の液晶表示装置を有するテレビ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びテレビ受信装置に関し、より詳細には、複数に分割した光源領域を液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて発光させる液晶表示装置、及び該液晶表示装置を有するテレビ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像を具現する用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）に対して、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）は、動きのある画像を表示した場合に、見るものに動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、所謂、動画ボヤケの欠点がある。この動画ボヤケは、ＬＣＤの表示方式そのものに起因することが知られている。
【０００３】
電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴでは、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状になる。一方、ＬＣＤでは、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が、次に電界が印加されるまで比較的高い割合で保持される。特に、ＴＦＴ方式の場合、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素に補助容量が設けられており、蓄えられた電荷の保持能力が極めて高い。このため、画素が次のフレーム（あるいはフィールド）の映像信号に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続ける。これをホールド型表示方式という。
【０００４】
上記のようなホールド型表示方式においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、動画ボヤケが生じる。すなわち、人の視線は動くものに対して滑らかに追従するため、ホールド型のように発光時間が長いと、時間積分効果により画像の動きがぎくしゃくして不自然に見えてしまう。視線追従による動画ボヤケを軽減するために、液晶パネルにおいて、バックライト光源を点滅させて擬似的なインパルス駆動を行なう手法が知られている。
【０００５】
図１３は、ホールド型表示方式における動画ボヤケを説明するための図である。視線追従による動画ボヤケをインパルス駆動で軽減できる理由は、以下のとおりである。例えば、図１３（Ａ）に示すように、背景領域の中に動きのある物体が右方向に移動する場合、観測者の視線は動きのある物体ｏに追従して右方向に移動する。この場合、物体ｏが表示されている部分の横方向の１ライン分を視線追従方向に時間積分することにより、動画ボヤケ幅を求めることができる。
【０００６】
図１３（Ｂ）は、縦軸に時間軸をとり、横軸に表示画面の画素位置をとったときの物体ｏの移動状態を示す図である。ここでは、液晶表示装置のホールド駆動を行う期間を１／１２０ｓｅｃとする。これは、６０Ｈｚの画像をフレーム補間して、１／１２０秒で１フレームを表示させるときのフレーム期間（垂直表示期間）を示している。また、図１３（Ｂ）の点線は、物体ｏに対する動きへの視線追尾（アイ・トラッキング）を示している。
【０００７】
この場合、ホールド駆動を行う液晶表示装置では、輝度は１／１２０秒の期間に亘って保持される。従って、輝度の積分値が元画像Ｔ１と同じになる領域ｔ１は、元画像Ｔの形状よりも狭くなり、輝度の積分値が中間的な値となる領域ｔ２，ｔ３が生じる。領域ｔ３は、領域ｔ２よりもさらに輝度の積分値が背景領域の輝度に近づいてくる。これらｔ２、ｔ３の領域の幅が、動画ボヤケ幅となる。
【０００８】
図１４は、擬似的インパルス駆動による動画ボヤケについて説明するための図である。図１４（Ａ）は、図１３（Ａ）と同様に背景領域の中に動きのある物体ｏが左から右方向に移動する状態を示している。そして図１４（Ｂ）に示すように、本例では、擬似的インパルス駆動によって液晶が駆動される。この場合、１フレーム期間（１／１２０秒）の輝度は１フレーム期間内で一旦ゼロになる（消灯される）ので、輝度の積分値が中間的な値となる領域ｔ４は狭く、動画ボヤケ幅は狭くなる。このように擬似的インパルス駆動によれば、輝度を時間的に集中させて動画ボヤケを軽減することができる。
【０００９】
この場合、バックライトを単純に点滅させるだけでは、液晶の遷移状態が強調され、これが画像内の移動体のゴーストとして視認されるようになる。特に線分を移動したような場合には、線分が２重、３重に見える尾引き現象として視認され、著しく表示品質を低下させる原因になっている。そこで、このようなゴースト対策として、バックライトを複数分割して映像信号の書き込みに同期させて各分割領域の光源を点滅させるスキャンバックライト方式が用いられている。
【００１０】
一方、液晶パネルを使用した液晶表示装置において、映像信号に対する液晶の応答速度を改善するために、オーバーシュート駆動を適用する技術が知られている。オーバーシュート駆動は、１フレーム前の入力画像信号と、現フレームの入力画像信号との組み合わせに応じて、予め決められた現フレームの入力画像信号に対する階調電圧より高い駆動電圧、もしくはより低い電圧を液晶パネルに供給するものである。
【００１１】
図１５は、オーバーシュート駆動による制御例を説明するための図で、第１フレームの第１階調から第２フレームの第２階調に表示を変更させる場合を示している。この例は、１２０Ｈｚのプログレッシブスキャンによって、１フレームを約８.３ｍｓｅｃ（１／１２０秒）間表示させる例を示している。
ここで、オーバーシュート駆動を行わない場合に、第１フレーム（Ｍ−１）と第２フレーム（Ｍ）のそれぞれの入力映像信号に従う階調を得るための液晶印加電圧をＶ１，Ｖ２とする。このとき入力映像信号に従う階調を得るための液晶の透過率は、第１フレームのときがｍ−１、第２フレームではｍであるものとする。
【００１２】
一般的に液晶パネルにおいては、ある階調から別の階調に変更させたときの液晶の応答速度は十分でなく、階調を変更したときに１フレーム内で完全に液晶の状態が切り替わらない。特に１２０Ｈｚのようなフレーム周波数の高い駆動を行うと、液晶の応答が追随できない。この例では、第１フレームの透過率ｍ−１の階調から、第２フレームで透過率ｍの階調に切り換えたときに、第２フレームの期間（８.３ｍｓｅｃ）が終了するまでに、液晶の状態が完全に切り替わらない。例えば、透過率Ｓ３のように液晶が切り替われば、第２フレームの終了までに液晶の透過率が目標値に到達するが、オーバーシュート駆動を用いない液晶パネルでは透過率Ｓ２の状態で切り替わるため、１フレーム期間中に液晶の状態が完全に切り替わらない。
【００１３】
これに対して、オーバーシュート駆動では、Ｍ番目のフレームを表示する際に、Ｍ番目（第２フレーム）のフレームの入力画像データ（Current Data）と、フレームメモリに保存されたＭ−１番目のフレーム（第１フレーム）の入力画像データ（Previous Data）とを比較し、比較結果（階調遷移）に対応する所定の強調変化パラメータをメモリから読み出して、液晶パネルに印加する。強調変化パラメータは、液晶パネルの光学応答特性の実測値から予め求めたものである。
この場合、第２フレームの印加電圧は、透過率ｍを得るための通常の印加電圧より高い値となる。この強調変化パラメータによって、液晶は、透過率Ｓ３のような挙動を示し、１フレーム期間の終了時に液晶の状態が所望の透過率ｍのレベルにまで切り替わる。このようなオーバーシュート駆動を行うことによって、目標の階調を１フレーム期間内で表示させることが可能となる。
【００１４】
液晶表示装置の画質劣化を防ぐための技術として、例えば特許文献１に記載された液晶表示装置の駆動方法がある。こ駆動方法は、入力映像信号（６０Ｈｚ）の１フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、２倍のフレームレート（１２０Ｈｚ）で画像信号を第１フィールドと第２フィールドとの２回繰り返し読み出す。そして、１／１２０秒に時間軸圧縮された垂直同期信号に同期して、１／１２０秒に時間軸圧縮された第１フィールドには奇数ラインのゲイン係数を０とすることで黒信号を挿入し、第２フィールドには偶数ラインのゲイン係数を０とすることで黒信号を挿入する。これにより、全ての画像に関して画像信号と黒信号とを切替出力する場合に比較して、画質劣化を防ぐことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−８３４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記のように、液晶パネルとバックライトとを用いた液晶表示装置において、バックライトの点灯と消灯を映像信号の書き込みに同期させて制御し、擬似的にインパルス駆動を行うことにより、動画ボヤケを改善するスキャンバックライトの技術が知られている。
しかしながら、スキャンバックライトを実行する場合、液晶の応答が理想的であれば動画ボヤケ等の画質に関して有効な効果が得られるが、上記のように階調の変更に対する液晶の応答は、理想的に行われるものではなく、液晶の応答が遅れれば、その尾引が疑似輪郭として現れることになる。この場合、１フレーム期間の間に液晶が完全に応答できなければ、疑似輪郭が増大して画質が低下することになる。
【００１７】
通常の液晶パネルでは、表示すべき映像信号に基づいて１フレーム期間毎に階調が決められるため、階調が変更されれば、その変更後の階調に応じて液晶が動き続けることになる。この場合、上記のように１２０Ｈｚのようなフレーム周波数の高い駆動を行うときには、液晶の応答が１フレーム期間内で追随できず目標階調に届かないままそのフレーム期間が終了することもある。
１フレーム期間内で液晶が動いているとき、視聴者には、連続した点灯期間における階調の平均値が階調として視認される。従って、液晶が目標階調に向かって動いている状態では、連続した点灯期間が長くなると、その部分の平均階調がスタート時の階調もしくは目標階調から乖離し、疑似輪郭が目立つようになる。
【００１８】
また目標階調への応答を確実にするために、上記のようなオーバーシュート駆動を行って１フレーム期間の間に液晶を応答させることで、オーバーシュート駆動を用いない場合よりも疑似輪郭の問題を改善させることができる。しかしながら、オーバーシュート駆動は、通常、液晶パネルの駆動周波数に依存し、１フレーム期間の間継続して動作する。つまり、液晶パネルの駆動周波数とオーバーシュート駆動の周波数は、例えば、ともに１２０Ｈｚとなる。１フレーム期間の間継続しているということは、１フレーム期間の間、オーバーシュート駆動による強調パラメータの電圧に応じた階調まで液晶が遷移し続けることになる。従ってこの場合にも、１フレーム期間の点灯期間の間、液晶の状態が変化し続けるため、疑似輪郭にとって好ましくない。
【００１９】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、スキャンバックライトの点灯・消灯のタイミングを最適化することにより、液晶の階調変換に伴って変化する液晶の状態に起因して発生する疑似輪郭を低減するようにした液晶表示装置、及びテレビ受信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】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、該光源の発光を制御する光源発光制御部とを備えた液晶表示装置において、前記光源発光制御部は、前記光源を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、前記液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各前記発光領域の発光を制御し、各前記発光領域は、前記映像信号を書き込む水平ラインを複数含む表示領域に対応するものであり、前記発光領域の発光の制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す制御であり、各前記発光領域に対応する前記表示領域に含まれる複数の水平ラインのうち、少なくとも一部の水平ラインにおいて、１垂直表示期間の時間的な中間点を含む期間で消灯させることを特徴としたものである。
【００２１】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記少なくとも一部の水平ラインのうちの特定の水平ラインでは、前記中間点の前後の消灯期間が同じであることを特徴としたものである。
【００２２】
第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記液晶パネルの透過率を前記入力映像信号の定める透過率に到達させるための強調変換パラメータを求め、該強調変化パラメータに基づく液晶パネルへの印加電圧信号を出力する強調変換部を備え、前記液晶パネルは、前記強調変換部から出力された印加電圧信号に従って映像信号の表示を行うことを特徴としたものである。
【００２３】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれかの技術手段の液晶表示装置を有するテレビ受信装置である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、スキャンバックライトの点灯・消灯のタイミングを最適化することにより、液晶の階調変換に伴って変化する液晶の状態に起因して発生する疑似輪郭を低減するようにした液晶表示装置、及びテレビ受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の液晶表示装置に適用可能なバックライトの構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】メモリに格納した強調変換パラメータの一例を示す図である。
【図４】フレーム周波数変換部の構成例を示す図である
【図５】スキャンバックライトを実行しないときの制御例を示す図である。
【図６】スキャンバックライトの制御の一例を示す図である。
【図７】スキャンバックライトの制御の他の例を示す図である。
【図８】スキャンバックライトを行ったときの画像の状態を説明するための図である。
【図９】本発明に係るバックライトの点灯制御についてさらに説明するための図である。
【図１０】図９の条件でスキャンバックライトを実行したときの１フレーム期間の画面輝度変化を模式的に示す図である。
【図１１】液晶表示装置におけるバックライトの点灯・消灯制御の他の例を説明する図である。
【図１２】図１１の制御によってスキャンバックライトを行ったときの画像の状態を説明するための図である。
【図１３】ホールド型表示方式における動画ボヤケを説明するための図である。
【図１４】擬似的インパルス駆動による動画ボヤケについて説明するための図である。
【図１５】オーバーシュート駆動による制御例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、本発明の液晶表示装置に適用可能なバックライトの構成例を示す図である。本例のバックライトは、アレイ型のＬＥＤバックライトとして構成されている。
バックライト１０は、シャーシ１０５上に、複数のＬＥＤ基板１０１が配置されている。ＬＥＤ基板１０１は、横長矩形の短冊形状を有しており、矩形の長手方向が液晶表示装置の画面の水平方向に一致するように配置されている。
【００２７】
図１の例は、４０インチの画面の液晶表示装置に適用されるアレイ型ＬＥＤバックライト１０を例示している。ここでは、ＬＥＤ基板１０１が横方向に２分割され、各列２枚のＬＥＤ基板１０１が縦方向に１０列配置されている。横方向に２分割する理由として、一般に、ＬＥＤ基板１０１には、製造時における縦横の最大外形寸法、即ち定尺が存在する。定尺は、ＬＥＤ基板１０１の材料や製造装置によって異なるが、例えば縦が５１０ｍｍ、横が３４０ｍｍなどとなっている。このため、ＬＥＤ基板１０１の縦横のいずれかの寸法が定尺を超える場合は、そのＬＥＤ基板１０１を幾つかに分割して作製される。
本発明に係る実施形態では、このようなＬＥＤ基板１０１の横方向への分割は必須ではなく、ここでは本発明に適用可能な構成例を示している。
【００２８】
各ＬＥＤ基板１０１には、複数個（ここでは８個）のＬＥＤ１０２が、直線状に並んで配置されている。つまり、図１のアレイ型ＬＥＤバックライト１０には、画面全体で、合計１６０個のＬＥＤ１０２が使用されている。また、全体としてＬＥＤ１０２は、六方格子状に配置されている。六法格子配置では、あるＬＥＤ１０２を中心として形成される仮想的な正六角形の頂点に他のＬＥＤ１０２が配置されるようになっている。これにより、バックライト１０は、液晶パネルに対し、均一なバックライト光を照射することができる。
【００２９】
各ＬＥＤ基板１０１に実装されたＬＥＤ１０２は、各ＬＥＤ基板１０１に形成された配線パターン（図示せず）により、互いに直列に接続されている。また、水平方向に２分割したＬＥＤ基板１０１間を接続するためにハーネス１０３が設けられ、さらに一方のＬＥＤ基板１０１と外部のドライバ基板とを接続するためにハーネス１０４が設けられる。さらに、ハーネス１０３，１０４が接続されるコネクタ１０６が、各ＬＥＤ基板１０１に設置される。各ＬＥＤ基板１０１は、各コネクタ１０６の近傍に配置された図示しないネジにより、シャーシ１０５に固定されている。
【００３０】
バックライト１０は、図示しないドライバ基板（駆動回路基板）上に搭載されたＬＥＤドライバを備えている。ＬＥＤドライバは、直列接続されたＬＥＤ１０２に電流を供給し、電流またはＰＷＭ（パルス幅変調）制御、あるいはこの両方により、ＬＥＤ１０２を駆動する。これにより、２枚を１列として縦方向に複数列並んだＬＥＤ基板１０１の１列ごとのユニットを、それぞれ独立して駆動することができる。
【００３１】
なお、通常、ＬＥＤの数は、画面の大きさに応じて異なる。上記の例では、４０インチの画面の液晶表示装置では、２枚を１列としたＬＥＤ基板１０１のユニット数は１０であるが、例えば、３２インチではユニット数は９であり、４６インチではユニット数は１２であって、適宜、画面の大きさや必要とする輝度等に応じてＬＥＤ基板１０１のユニット数（つまりＬＥＤの数）が変更される。これらＬＥＤの数と１基板当たりのＬＥＤ数は、その例を示すものであり、本発明では、ＬＥＤの数やユニット数を限定するものではない。
【００３２】
また、本発明に係る液晶表示装置では、バックライトとして上記のようなアレイ型のＬＥＤバックライトのみならず、画面とほぼ同じ大きさの基板にＬＥＤを敷き詰めたマトリクス型のＬＥＤバックライトや、複数のＣＣＦＬ（冷陰極管）を並列させたバックライトに対しても適用できる。このときに、以下に示すようなスキャンバックライトの機能を備えるものであればよい。以下の例では、アレイ型のＬＥＤバックライトを用いるものとして説明する。
【００３３】
図２は、本発明に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。液晶表示装置は、フレーム周波数変換部１、強調変換部２、ＲＯＭ３、電極駆動部４、液晶パネル５、フレームメモリ６、同期抽出部７、制御ＣＰＵ８、光源駆動部９、及びバックライト１０を備えている。
同期抽出部７は、入力画像信号（例えば、６０Ｈｚのプログレッシブスキャン信号）から垂直／水平同期信号を抽出する。制御ＣＰＵ８は、同期抽出部７で抽出された垂直／水平同期信号等に基づいて、各部の動作制御を行う。フレーム周波数変換部１は、制御ＣＰＵ８からの制御信号に基づいて、入力画像信号のフレーム周波数を例えば２倍（１２０Ｈｚ）に変換する。
【００３４】
フレーム周波数変換部１は、制御ＣＰＵ８からの制御信号に基づいて、２入力画像信号の１フレーム分の画像を倍のフレーム周波数（１２０Ｈｚ）となるように周波数変換を行う。これにより、液晶パネル５に対するフレーム表示周期（垂直表示周期）が１／１２０秒（約８.３ｍｓｅｃ）の画像信号を連続して出力する。
【００３５】
ＲＯＭ３には、１フレーム期間（垂直表示期間＝約８.３ｍｓｅｃ）内で現垂直表示期間の画像データ（Current Data）の目標階調に液晶を応答させるための強調変換パラメータが格納されている。ここでは、図３に示すように、１垂直表示期間前後における３２階調毎の９つの代表階調についての強調変換パラメータが格納されている。なお、これらの強調変換パラメータは液晶パネル５の光学応答特性の実測値により求められるものである。
【００３６】
フレームメモリ６には、液晶パネル５に対するフレーム表示周期（垂直表示期間＝８.３ｍｓｅｃ）で画像データの書き込み／読み出しが行われ、現フレーム期間の画像データ（Current Data）が書き込まれるとともに、１フレーム期間前の画像データ（Previous Data）が読み出されて、強調変換部２に出力される。
【００３７】
強調変換部２は、１フレーム期間前後における画像データの階調遷移から、ＲＯＭ３を参照して、対応する強調変換パラメータを読み出し、この強調変換パラメータを用いて１フレーム期間の経過後に液晶が現画像データの定める透過率となる強調変換信号（書込階調データ）を求め、電極駆動部４に出力する。電極駆動部４は、入力画像信号の１フレーム周期で画像信号の書込走査を行う。
【００３８】
また、制御ＣＰＵ８は、同期抽出部７で抽出された垂直同期信号に基づいて、バックライト１０の点灯・消灯を制御する制御信号を光源駆動部９に出力する。光源駆動部９は、制御ＣＰＵから出力された制御信号に従って、バックライト１０の点灯制御を行う。本発明の光源発光制御部は、制御ＣＰＵ８と光源駆動部９とによって実現される。
【００３９】
本実施形態においては、ＲＯＭ３に強調変換パラメータを格納しているが、ＲＯＭ３を用いる代わりに、例えば遷移前の階調と遷移後の階調とを変数する２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）を用意しておき、これを用いて垂直表示周期（走査周期）に対する液晶パネル５の光学応答特性を補償する強調変換パラメータを求める構成としてもよい。
【００４０】
また、本実施形態のように、遷移前の階調と遷移後の階調とをアドレスとした２次元マトリクス状のテーブルを記憶したＲＯＭ３を設けることにより、入力画像信号のフレーム周波数を任意のＮ（Ｎ＝自然数）倍に変換し、１／Ｎに短縮された垂直表示期間前後における画像信号の階調遷移に基づいて、オーバーシュート駆動を行うことが可能である。
【００４１】
なお、発明に係る液晶表示装置においては、オーバーシュート駆動を行うための強調変換部２の機能は必須の構成ではなく、オーバーシュート駆動を行わない液晶表示装置に対しても適用可能である。また、液晶パネル５の液晶として例えば高速応答が可能なＯＣＢ（Optically Compensated Bend）液晶を用いることにより、目標階調への遷移を高速に実行できるようになり、このような場合には、オーバーシュート駆動を必ずしも必要としない。
【００４２】
図４は、フレーム周波数変換部の構成の一例を示す図である。本例では、フレーム周波数変換部１は、ＦＲＣ（frame rate control）によるフレーム補間を行ってフレーム周波数を変換するとともに、フレーム補間により色や階調表現を向上させるようにしている。フレーム周波数変換部１は、入力映像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部１１と、動きベクトル検出部１１により得られた動きベクトル情報に基づいて内挿フレームを生成する内挿フレーム生成部１２とを備える。
【００４３】
動き補償フレーム内挿処理においては、動き補償のために動きベクトルの検出が不可欠となる。この動きベクトル検出の代表的な手法として、例えば、ブロックマッチング法、勾配法などがある。動きベクトル検出部１１は、これらの手法により、連続した２つのフレーム間で各画素または小さなブロック毎に動きベクトルを検出する。そして内挿フレーム生成部１２は、検出された動きベクトルを用いて２つのフレーム間の内挿フレームの各画素または各小ブロックを内挿する。すなわち、２つのフレーム間の任意の位置の画像を正しく位置補正して内挿することにより、フレーム数の変換を行う。そして、内挿フレーム生成部１２は、内挿フレーム信号を入力フレーム信号とともに、順次出力することで、入力映像信号のフレームレートを例えば毎秒６０フレーム（６０Ｈｚ）から毎秒１２０フレーム（１２０Ｈｚ）に変換する処理を行う。
【００４４】
また、内挿フレーム生成部１２は、入力映像信号に何らかの形で動きベクトル情報が含まれている場合、これを利用してもよい。例えば、ＭＰＥＧ方式を用いて圧縮符号化された画像データには、符号化時に算出された動画像の動きベクトル情報が含まれており、この動きベクトル情報を取得する構成としてもよい。
【００４５】
（スキャンバックライトの制御例）
図５は、スキャンバックライトを実行しないときの制御例を示す図で、図５（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込み駆動するときの例を示している。この場合の液晶パネルの画素数は、例えば縦１０８０×横１９２０とする。ここでは、１９２０×１０８０×ＲＧＢ×８ビットの情報からなる１フレームの静止画像を、毎秒１２０フレームの速度で更新しながら、液晶パネル５に動画表示を行っている。従って、液晶パネル５には、６０Ｈｚ駆動の１／２の時間（約８.３ｍｓｅｃ）ごとに静止画像が書き込まれる。図５において、Ｗは液晶パネルにおける映像信号の書き込みタイミング示している。
【００４６】
図５（Ｂ）に示すように、液晶パネルでは、最上段から垂直走査により映像信号が書き込まれていく。つまり、液晶パネルの水平ラインの１ライン目（Ｎ＝１）から順に映像が更新され、徐々に書き込み開始時刻が遅れながら最終の１０８０ライン目（Ｎ＝１０８０）が更新される。ライン毎に更新された映像は、１／１２０秒（約８.３ｍｓｅｃ）ホールドされる。
【００４７】
バックライト１０は、２枚のＬＥＤ基板からなるＬＥＤユニットを個別に制御できるようになっている。この例では、簡単のため、垂直方向に７列のＬＥＤユニットにより構成されているものとするが、上記のようにＬＥＤの配置構成は、特に限定されるものではない。映像信号の書き込みタイミングは、液晶パネルの表示領域の水平ライン数Ｎを７分割し、その各分割領域の最初のラインの書き込みタイミングとする。表示領域を分割した各領域は、ＬＥＤユニットの発光領域に対応する表示領域である。
【００４８】
スキャンバックライトを行わないときのバックライト１０では、ＬＥＤが常時点灯している。このため、特に動きのある動画像において、上述したように時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、時間積分効果により動画ボヤケが見えやすくなる。
【００４９】
図６は、スキャンバックライトの制御の一例を示す図である。ここでは、図５の例と同様に、図６（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込むものとする。
図６（Ｂ）に示すように、スキャンバックライトを動作させた場合には、映像信号の書き込みに合わせてバックライトのＯＮ（点灯）／ＯＦＦ（消灯）制御が行われる。この例では、Ｎ＝１０８０の液晶パネルに対して、７つのＬＥＤユニットが個別に点灯制御される。これらＬＥＤユニットは、映像信号の書き込みに基づく所定タイミングで点灯・消灯が制御される。これにより、疑似的なインパルス駆動を行い、動画ボヤケを軽減させるようにする。
【００５０】
画面の最上段から最下段まで更新された画像の１フレーム期間（垂直表示期間；１／１２０秒＝約８.３ｍｓｅｃ）をＴとし、この１フレーム期間Ｔにおけるバックライトの点灯期間をτとするとき、ＯＮ  ｄｕｔｙ（点灯デューティ）Ｄは、Ｄ＝τ／Ｔで表すことができる。
この例では、バックライトのＯＮ  ｄｕｔｙを５０％とし、１フレーム期間Ｔを１／１２０秒（１２０Ｈｚ）で制御するものとする。そして、本発明に係る実施形態では、バックライトのＯＮ  ｄｕｔｙが少なくとも１００％ではない場合に、１フレーム期間Ｔにおける時間的な中間点を含む期間で消灯させるようにする。
【００５１】
具体的に説明すると、それぞれのＬＥＤユニットによる発光領域は、液晶パネルで画像を書き込む複数の水平ラインを含む領域に対応している。本例では図６に示すように、各ＬＥＤユニットの点灯タイミングは、対応する表示領域の最初の水平ラインの書き込みタイミングに基づいて行われ、ＯＮ ｄｕｔｙに従って点灯・消灯の制御が行われる。
従って、表示画面の１フレーム期間Ｔの開始点は、水平ラインが下方に遷移するに従って、少しずつ画面の右側に移動していく。従って、１フレーム期間の時間的な中間点も水平ラインが下方に遷移するに従って右側に移動する。
【００５２】
本発明に係る実施形態では、１つのＬＥＤユニットに対応する表示領域では、全ての水平ラインの中間点を含む期間で消灯させるようにする。このときに、ＯＮ ｄｕｔｙが高くなって、１フレーム期間ＴにおけるＬＥＤユニットの点灯期間が短くなると、対応する表示領域の全ての水平ラインの時間的な中間点で消灯できない場合も生じる。水平ラインの時間的な中間点は、水平ラインの位置に応じて異なるからである。
この場合には、ＬＥＤユニットに対応する表示領域の水平ラインのうち、一部の水平ラインでは、１フレーム期間Ｔの中間点で消灯できなくなるが、他の多くの水平ラインでは中間点の消灯が可能となる。
【００５３】
本発明に係る実施形態では、各ＬＥＤユニット発光領域に対応する表示領域に含まれる複数の水平ラインのうち、少なくとも一部の水平ラインにおいて、１垂直表示期間の時間的な中間点を含む期間で消灯させる制御を行うものとする。
また、各ＬＥＤユニット発光領域に対応する表示領域に含まれる複数の水平ラインのうち、特定の水平ラインにて、中間点の前後が同じ期間となるように消灯させることにより、より疑似輪郭低減の効果が得られる。
【００５４】
図６の例では、ＯＮ ｄｕｔｙが５０％であることから、１フレーム期間Ｔ当たりの消灯期間は、０.５／１２０秒となる。そして、その消灯期間は、特定の水平ライン（ここでは各ＬＥＤユニットに対応する表示領域の一番上の水平ライン）の１フレーム期間Ｔの時間的な中間点から前後に同じ時間だけ消灯するように設定される。つまり、上記の特定の水平ラインの１フレーム期間Ｔの始まりから０.２５／１２０秒の間、バックライトを点灯し、その後０.５／１２０秒間消灯する。そして再度バックライトを点灯して０.２５／１２０秒間、点灯を維持する。これにより、ＬＥＤユニットごとの１フレーム期間あたりのバックライトの点灯期間がそれぞれ５０％となる。このようなスキャンバックライトにより、時間周波数特性の劣化を抑えて動画ボヤケを軽減させることができる。
【００５５】
上記のようにバックライトの消灯期間は、少なくとも一部の水平ラインにおけるフレーム周期Ｔの時間的な中間点を含む期間とする。そしてより好ましい制御として、特定の水平ラインにおけるバックライトの消灯期間が、１フレーム期間の中間点の前後で同じ期間（時間長）となるように制御する。
これにより、１フレーム期間内で液晶の状態が目標階調に向かって変位していく期間のうち、バックライトの点灯によって映像が視認できる期間を消灯期間の前後に分断することができる。
【００５６】
オーバーシュート駆動を行って液晶の応答速度を向上させている状態では、１フレーム期間の終点にて目標階調に達する。この場合、オーバーシュート駆動のスタート時の階調と目標階調のみが視認できるようにすることが望ましい。スタート時の階調とは、前フレームの終了時の階調であり、目標階調は、オーバーシュート駆動しているフレームの終了時の階調となる。ここで、オーバーシュート駆動しているフレームでは、連続した点灯期間における階調の平均値が階調として視認される。従って、液晶が目標階調に向かって動いている状態では、連続した点灯期間が長くなると、その部分の平均階調が、スタート時の階調もしくは目標階調から乖離し、疑似輪郭が目立つようになる。
【００５７】
例えば、スキャンバックライトの消灯期間を１フレーム期間の後半に設定した場合、前半の点灯部分では、前のフレームの最終階調から現在のフレームの目標階調に対して液晶の状態が遷移していく。このときに、１フレーム期間の点灯期間の間、液晶の状態が変化し続けるため、そのときの平均階調がスタート時の階調と乖離し、疑似輪郭が大きくなる要因となる。つまり、１フレーム期間内の連続した点灯期間の間、液晶の状態が変化し続けることは疑似輪郭にとって好ましくない。
【００５８】
一方、スキャンバックライトの消灯期間を１フレーム期間の前半部分に設定した場合には、フレーム期間の後半の点灯期間において液晶の状態が変化し続けるため、これも疑似輪郭にとって好ましくない。
このような問題を解消するため、本発明に係る実施形態では、バックライトの消灯期間を１フレーム期間の中間点を含むように設定し、１フレーム期間内の点灯期間を前後に分断する。これにより、１フレーム期間内のそれぞれの連続した点灯期間の時間が短くなり、疑似輪郭を改善することができる。つまり、スタート階調に近い点灯期間では、視認できる階調平均はスタート階調に近い値となり、疑似輪郭が改善される。同様に目標階調に近い点灯期間では、視認できる階調平均が目標階調に近い値となり、この場合にも疑似輪郭が改善される。そして、バックライトの消灯期間が中間点の前後で同じ期間となるようにすれば、点灯期間を消灯期間の前後に均等に配分することができ、最も短い点灯期間で疑似輪郭を最小化することができる。
【００５９】
このときに、映像信号に対して１／２のフレーム期間内に目標階調輝度を得るためのオーバーシュート駆動を施すことができるため、中間調表示を含む動画像に対する液晶の応答性、忠実性を十分に実現することが可能となる。
また、上記のように、本発明に係る実施形態では、オーバーシュート駆動は必須ではなく、オーバーシュート駆動を行わない構成においても疑似輪郭の抑制効果が得られる。このときにＯＣＢ液晶などの使用によりオーバーシュート駆動と同様の効果を得ることも可能となる。
【００６０】
なお、実際の制御においては、ＯＮ ｄｕｔｙに応じた制御信号のディレイのパラメータを液晶表示装置に保持しておき、制御ＣＰＵ８がバックライトの点灯・消灯を制御する制御信号を出力するに際して、制御ＣＰＵ８は、目的とするＯＮ ｄｕｔｙに応じて上記のパラメータを設定することで、消灯期間がフレーム期間内の中間点を含むタイミングになるようにディレイをかけて点灯・消灯の制御信号を出力させる。つまり、設定したＯＮｄｕｔｙに応じたディレイを設定することで、どのようなＯＮ ｄｕｔｙであっても、消灯期間をフレーム期間内の中間点を含むタイミングに設定することができる。
【００６１】
図７は、スキャンバックライトの制御の他の例を示す図で、スキャンバックライトによるバックライトのＯＮ  ｄｕｔｙを短くした例を示すものである。ここでは、図５及び図６の例と同様に、図７（Ａ）のような映像を１２０Ｈｚで液晶パネルに書き込むものとする。図７（Ｂ）に示すように、この例では、バックライトをＯＮ  ｄｕｔｙを２５％で制御する。つまり、１フレーム期間（１／１２０秒）Ｔあたりのバックライトの点灯期間は０.２５／１２０秒、消灯期間は、０.７５／１２０秒となる。この場合にも、バックライトの消灯時間は、少なくとも一部の水平ラインにおいて、１フレーム期間における時間的な中間点を含む期間に設定し、より好ましくは、消灯期間は、特定の水平ラインにおける１フレーム期間の中間点の前後で同じ期間なるようにする。つまり、特定の水平ラインにおける消灯期間の時間的な中間点が、１フレーム期間Ｔの中間点に一致する。
【００６２】
この例では、特定の水平ライン（ＬＥＤユニットに対応する表示領域の一番上の水平ライン）の１フレーム期間Ｔの始まりから０.１２５／１２０秒の間、バックライトを点灯し、その後０.７５／１２０秒間消灯する。そして再度バックライトを点灯して０.１２５／１２０秒間、点灯を維持する。１フレーム期間のバックライトのＯＮ  ｄｕｔｙを小さくすることにより、さらに動画ボヤケを低減させる効果が得られるが、液晶を透過する全体の光量も低下することになる。バックライトのＯＮ  ｄｕｔｙは、これらの要因を鑑みて適宜浅最適な値に設定できる。そして、バックライトのＯＮ  ｄｕｔｙが変化しても、疑似輪郭を最小化し、液晶の応答特性を向上させるという上記の例と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
図８は、スキャンバックライトを行ったときの画像の状態を説明するための図である。図８（Ａ）は、内挿フレーム補間を行っていない元映像を示している。この場合、１コマ目の表示開始から２コマ目への切替までの期間、つまり各コマの画像のフレーム期間を１／６０秒とする。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の画像に対してフレーム周波数変換を行い、１／１２０秒ごとに各コマの画像を表示してホールドさせるようにしたものである。
【００６４】
図８（Ｃ）は、１フレーム期間Ｔ（１／１２０秒）におけるバックライトのＯＮ  ｄｕｔｙを５０％にしたときの画面の状態を説明するための図である。ここでは、簡単のため、垂直方向に４列のＬＥＤユニットによってバックライトが構成されているものとする。
各ＬＥＤユニットは、スキャンバックライトの機能を実現すべく、映像信号の書き込みに合わせて点灯制御が行われる。この場合、第１列（最上段）に相当する画面領域の１フレーム期間の開始点をａ、第２列に相当する画面領域の１フレーム期間の開始点をｂ、第３列に相当する画面領域の１フレーム期間の開始点をｃ、第４列（最下段）に相当する画面領域の１フレーム期間の開始点をｄとする。以下、ｅ、ｆ、ｇ、ｈは、それぞれ１コマ目と２コマ目に内挿した内挿フレームの第１〜第４列に相当する画面領域の１フレーム期間の開始点である。同様に、ｉ，ｊ・・は、２コマ目における１フレーム期間の開始点を示す。この場合、開始点ａ，ｂ，ｃ・・の間隔は、０.２５／１２０秒である。また、１コマ目の前のコマ（フレーム）の画像をＡ−，Ｂ−，Ｃ−，Ｄ−とする。
【００６５】
図８（Ｃ）のａでは、第１列目のバックライトユニットに対応する表示領域の一ライン目の書き込みが開始される。このタイミングに合わせて第１列目のバックライトユニットの１フレーム期間が開始する。第１列目は、ａ〜ｂまで点灯され、ｂ〜ｄまで消灯され、再度ｄ〜ｅまで点灯されて１フレーム期間が終了する。これにより、１フレーム期間のＯＮ  ｄｕｔｙが５０％となる。ここで分かるように、バックライトユニットの消灯期間は、対応する表示領域の一ライン目の１フレーム期間の時間的な中間点を含む期間として設定され、その消灯期間は上記の中間点の前後で同じ期間（時間長）となっている。
【００６６】
図８（Ｃ）において、第２列の１フレーム期間（ｂ〜ｆ）、第３列の１フレーム期間（ｃ〜ｇ）、第４列の１フレーム期間（ｄ〜ｈ）についても、同様にそれぞれ１フレーム期間のＯＮ  ｄｕｔｙが５０％となるよう制御される。このときバックライトユニットの消灯期間は、対応する表示領域の一ライン目における１フレーム期間の時間的な中間点を含む期間として設定され、その消灯期間はその中間点の前後で同じ期間（時間長）となっている。
【００６７】
図８（Ｄ）は、１フレーム期間Ｔ（１／１２０秒）におけるバックライトのＯＮ  ｄｕｔｙを２５％にしたときの画面の状態を説明するための図である。ここでも同様に、１コマ目の前のコマ（フレーム）の画像をＡ−，Ｂ−，Ｃ−，Ｄ−とする。
この場合、バックライトのＬＥＤユニットの第１列目は、ａから、ａとｂとの中間点まで点灯され、ａとｂの中間点からｄとｅの中間点まで消灯される。そして再度ｄとｅの中間点からｅまで点灯されて１フレーム期間が終了する。ｅ以後は次のフレームの点灯期間となる。第２〜第４列目についても、それぞれの開始点に合わせて同様の制御が行われる。これにより、１フレーム期間のＯＮ  ｄｕｔｙが２５％となる。ここで分かるように、
バックライトユニットの消灯期間は、対応する表示領域の一ライン目の１フレーム期間の時間的な中間点を含む期間として設定され、その消灯期間は上記の中間点の前後で同じ期間（時間長）となっている。
【００６８】
図９は、本発明に係るバックライトの点灯制御についてさらに説明するための図で、バックライト点灯制御とこのときの液晶の階調変化を示している。図９において、Ｔは１フレーム期間を示している。この例では、１フレーム期間は、約８.３ｍｓｅｃ（１／１２０秒）である。また、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、それぞれ異なるＯＮ  ｄｕｔｙ時のバックライトの消灯期間を示している。ここではｒ１のときのＯＮ  ｄｕｔｙが最も大きく、ｒ３のときのＯＮ  ｄｕｔｙが最も小さい。図から分かるように、いずれのＯＮ  ｄｕｔｙの場合にも、バックライトの消灯期間は、１フレーム期間Ｔの時間的な中間点を含む期間に設定される。そしてこのときに、消灯期間は、１フレーム期間Ｔの中間点ｍの前後で同じ長さとなっている。つまり、消灯期間の中間点と、１フレーム期間Ｔの中間点とが一致している。
【００６９】
このとき、ＬＣＤの特定の画素の映像信号（入力データ）の階調が０階調から１２８階調に変化したものとする。ここでは、８ビットによる階調表現（０〜２５５）の表示装置を考える。映像信号の階調変化に応答する液晶の状態に応じた輝度変化をＬに示す。
最初のフレームＦ１の前フレームでは、０階調が表示され、最初のフレームＦ１で目標階調（入力映像信号が示す階調）として１２８階調を表示するものとする。この場合、フレームＦ１では、オーバーシュート駆動によって、１２８階調よりも階調が高く（液晶透過率が高く）なるように液晶が駆動される。あるいはＯＣＢなどの高速液晶によって１２８階調に向けて液晶が駆動される。
【００７０】
フレームＦ１では、開始点ｐから１２８階調の表示状態に向かって液晶が変位し、フレームＦ１の終了点で１２８階調の状態に到達する。そして、２番目のフレームで１２８階調が書き込まれることで、１２８階調の状態が維持される。このように、オーバーシュート駆動等により、最初のフレームＦ１で１２８階調まで液晶を応答させることができる。そして、スキャンバックライトの消灯期間は、１フレーム期間あたりのＯＮ  ｄｕｔｙに係わらず、１フレーム期間の中間点を含む領域に設定される。これにより、点灯期間は、目標階調付近と、スタート階調付近に前後に分断され、連続した点灯期間内に大きな階調変化ができるだけ生じないようにすることで、疑似輪郭を最小化することができる。つまり、連続した点灯期間が長くなれば、その期間で視認される平均階調がフレームＦ１のスタート階調もしくは目標階調から乖離し、疑似輪郭が目立つ要因となる。これを回避するために、本発明に係る実施形態では、消灯期間を１フレーム期間の中間点を含む領域に設定し、連続した点灯期間の平均階調をスタート階調と目標階調とに近づけて疑似輪郭を低減させる。
【００７１】
スキャンバックライトを行う個々のバックライトユニットは、液晶パネルの表示画面における複数の水平ラインに対応している。水平ラインへの映像の書き込みタイミングは徐々にずれていくため、対応する水平ラインの全てに対して図９のような制御を同時に行うことはできない。従って、バックライトの発光の制御は、各バックライトユニットに対応する表示領域に含まれる複数の水平ラインのうち、少なくとも一部の水平ラインにおいて、１垂直表示期間の時間的な中間点を含む期間で消灯させるものとし、より好ましくは、少なくとも一部の水平ラインのうちの特定の水平ラインにおいて、上記中間点の前後の消灯期間が同じになるように制御する。
【００７２】
図１０は、図９の条件でスキャンバックライトを実行したときの１フレーム期間の画面輝度変化を模式的に示す図で、図１０（Ａ）は図９のｒ１でバックライトを消灯したときの図、図１０（Ｂ）は図９のｒ２でバックライトを消灯したときの図、図１０（Ｃ）は図９のｒ３でバックライトを消灯したときの図である。各図では、時間軸（横軸）に沿った画面輝度（縦軸）の状態が示されている。いずれの場合にも、０階調の状態から１２８階調の状態に向けて１フレーム期間Ｔ内で液晶が変位し、これに応じて画面輝度が上昇していく。そして、１フレーム期間の中央でバックライトが消灯されるため、その部分では画面輝度は０階調（あるいはほぼ０階調）に落ちる。このような動作によって、液晶の応答性を上げ、このときに疑似輪郭を最小化することができる。
【００７３】
図１１は、液晶表示装置におけるバックライトの点灯・消灯制御の他の例を説明する図である。液晶表示装置では、用途等に応じてバックライトの点灯・消灯を制御する制御回路を簡略化して簡易な構成とすることでコストの低減化等を図ることができる。このような場合、簡略化した制御回路の制約によって、上記の例のようにバックライトの点灯・消灯を自由に制御することが困難となることもある。例えば、１フレーム期間におけるバックライトの点灯タイミング（オンタイミング）については適切に制御できるものの、１フレーム期間における消灯タイミング（オフタイミング）については、固定の場合もあるし、フレームの切換に追随した高速な制御を行うことができず、ユーザによるバックライト輝度調整等の低速な設定変更にのみ追従できる場合もある。
【００７４】
図１１に示すバックライトの制御例では、上記のようなシステム上の制約を有する液晶表示装置において、バックライトの１フレーム期間における消灯タイミングは、デューティが変化しても常に一定とすることを特徴とする。ここで１フレーム期間Ｔは、約８.３ｍｓｅｃ（１／１２０秒）である。また、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、それぞれ異なるＯＮ  ｄｕｔｙ時のバックライトの消灯期間を示している。この場合、ｒ１のときのＯＮ  ｄｕｔｙが最も大きく、ｒ３のときのＯＮ ｄｕｔｙが最も小さい。
【００７５】
図から分かるように、いずれのＯＮ ｄｕｔｙの場合にも、１フレーム期間Ｔにおけるバックライトの消灯タイミングは同じ位置とされる。そしてＯＮ ｄｕｔｙに応じて点灯開始タイミングを変化させる。
【００７６】
このとき、ＬＣＤの特定の画素の映像信号（入力データ）の階調が０階調から１２８階調に変化したものとする。映像信号の階調変化に応答する液晶の状態に応じた輝度変化をＬに示す。フレームＦ１では、開始点ｐから１２８階調の表示状態に向かって液晶が変位し、フレームＦ１の終了点で１２８階調の状態に到達する。
このとき、スキャンバックライトの消灯期間の開始タイミングは、１フレーム期間あたりのＯＮ  ｄｕｔｙに係わらず一定のタイミングに設定される。
【００７７】
図１２は、図１１の制御によってスキャンバックライトを行ったときの画像の状態を説明するための図である。図１２（Ａ）は、内挿フレーム補間を行っていない元映像を示し、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の画像に対してフレーム周波数変換を行い、１／１２０秒ごとに各コマの画像を表示してホールドさせるようにした状態を示している。
【００７８】
図１２（Ｃ）は、１フレーム期間Ｔ（１／１２０秒）におけるバックライトのＯＮ  ｄｕｔｙを５０％にしたときの画面の状態を示す。ＯＮ  ｄｕｔｙが５０％の場合、図８に示すＯＮ ｄｕｔｙ５０％と同様の制御が行われる。ここでは、バックライトユニットの消灯期間は、対応する表示領域の一ライン目における１フレーム期間の時間的な中間点を含む期間として設定され、その消灯期間はその中間点の前後で同じ期間（時間長）となっている。
【００７９】
図１２（Ｄ）は、１フレーム期間Ｔ（１／１２０秒）におけるバックライトのＯＮ  ｄｕｔｙを２５％にしたときの画面の状態を説明するための図である。本例の場合、ＯＮ  ｄｕｔｙが変化してもバックライトの消灯タイミングは一定である。つまり、バックライトのＬＥＤユニットの第１列目は、ａからｂまで点灯され、ｂからｅまで消灯される。ｅ以後は次のフレームの点灯期間となる。第２〜第４列目についても、それぞれの開始点に合わせて同様の制御が行われる。これにより、１フレーム期間のＯＮ  ｄｕｔｙが２５％となる。
【００８０】
本例の場合、点灯デューティにかかわらず消灯タイミングが一定であるため、ＯＮ ｄｕｔｙが小さくなっていくと目的のデューティ制御ができなくなることがある。従って、消灯タイミングの設定としては、液晶パネルで取り得る全てのデューティが制御可能なように消灯タイミングを設定するとよい。また、このときに全てのデューティにおいて中間点ｍで消灯されるように消灯タイミングを設定することが好適である。さらに、消灯タイミングの設定変更が低速で可能な場合には、ユーザ設定等によってバックライト輝度を調整する際、設定されたバックライト輝度に応じて、より多くのデューティにおいて中間点ｍでの消灯が可能な消灯タイミングを設定してもよい。
これにより、点灯期間は所定の位置で一旦終了して消灯されるため、一定範囲のｄｕｔｙであれば、点灯期間は目標階調付近とスタート階調付近に前後に分断される。これにより、連続した点灯期間内に大きな階調変化ができるだけ生じないようにすることで、疑似輪郭を最小化することができる。
【００８１】
また、液晶表示装置では、映像信号のフレーム毎の特徴量に基づいてバックライトの発光輝度をフレーム毎に制御する技術がある。この技術はアクティブバックライトとも呼ばれ、映像表現の品位を低下させることなくバックライトの消費電力を抑えることを目的として行われる。アクティブバックライトでは、映像信号の特徴量として平均輝度レベル（ＡＰＬ）、輝度のピークや最小値、輝度の分布の特徴などを用い、この特徴量に基づいてバックライトの発光輝度を制御する。例えば、ＡＰＬが低くなるほどバックライトの発光輝度を低下させる。このときバックライトの低下に応じて映像信号を伸張させ、表示画面の輝度レベルをできるだけ変化させないようにする。このような特徴量に応じたバックライトの制御は、通常、精度よく発光輝度レベルを設定できる点灯デューティによって制御される。
【００８２】
さらに上記のような液晶表示装置では、例えばユーザ操作等によって設定された調光値に応じてバックライトの発光輝度を制御するものがある。ユーザ操作によって調光値を設定する場合、ユーザは調光設定のためのメニューから任意の調光値を選択することができる。調光値は、例えば、バックライトの調光可能範囲を複数段階に区分した値として示される。この他、調光値は、液晶表示装置がその周囲の照度に応じてＬＥＤの発光輝度を制御する機能を有する場合に、その周囲の照度の検出結果に応じて設定される。ここでは、調光値が高くなるほどバックライトの発光輝度レベルが高くなる。
【００８３】
アクティブバックライトと上記の調光値に応じた輝度制御とを併用する場合、最大発光輝度レベルを調光値に応じて予め定め、アクティブバックライトにより特徴量に応じてバックライトの発光輝度を低下させるように制御する。
例えば、調光値が最大値のときのバックライトの最大発光輝度レベルは、ＯＮ  ｄｕｔｙが５０％のときに得られるものとする。この場合、その調光値では、アクティブバックライトによりＯＮ  ｄｕｔｙが低下し、２５％や１２．５％のＯＮ  ｄｕｔｙを取り得る。また、調光値が中間レベルのときのバックライトの最大発光輝度レベルが、ＯＮ  ｄｕｔｙ２５％で得られるものとすると、その調光値では、アクティブバックライトによりＯＮ  ｄｕｔｙが低下し、１２．５％などのＯＮ  ｄｕｔｙを取り得る。
【００８４】
この動作を行う液晶表示装置に図１１の制御を適用する場合、調光値が最大であれば、ＯＮ  ｄｕｔｙが５０％のときに、１フレーム期間の中間点ｍでバックライトが消灯するように消灯タイミングを設定する。また、上記の中間レベルの調光値のときには、ＯＮ  ｄｕｔｙが２５％のときに、中間点ｍでバックライトが消灯するように消灯タイミングを設定する。このように消灯タイミングを調光値に応じて調整することで、疑似輪郭を抑えるための適切な制御を行うことができる。
【００８５】
この場合、各調光値において、最高ｄｕｔｙのときの消灯期間が中間点ｍの前後で均等になるように設定するとよい。あるいは、各調光値でアクティブバックライトにより取り得る全てのＯＮ  ｄｕｔｙの範囲において消灯期間が中間点ｍを含むように設定するようにしてもよい。
【００８６】
上記の液晶表示装置は、テレビ受信装置として構成することができる。本発明に係る実施形態のテレビ受信装置は、上述した液晶表示装置の実施形態の構成を備え、アンテナで受信した放送信号や有線で入力された放送信号を選局して復調し、液晶パネルに表示させるテレビ受信装置として構成される。放送信号を液晶パネルに表示させる際に、上述したごとくのバックライトの間欠的点灯制御を行うことで、疑似輪郭を抑えた品位の高い映像表示を行うことができる。
【符号の説明】
【００８７】
１…フレーム周波数変換部、２…強調変換部、４…電極駆動部、５…液晶パネル、６…フレームメモリ、７…同期抽出部、８…制御ＣＰＵ、９…光源駆動部、１０…バックライト、１１…ベクトル検出部、１２…内挿フレーム生成部、１０１…ＬＥＤ基板、１０２…ＬＥＤ、１０３…ハーネス、１０４…ハーネス、１０５…シャーシ、１０６…コネクタ。
【図１】
2011085917.tif 000003
【図２】
2011085917.tif 000004
【図３】
2011085917.tif 000005
【図４】
2011085917.tif 000006
【図５】
2011085917.tif 000007
【図６】
2011085917.tif 000008
【図７】
2011085917.tif 000009
【図８】
2011085917.tif 000010
【図９】
2011085917.tif 000011
【図１０】
2011085917.tif 000012
【図１１】
2011085917.tif 000013
【図１２】
2011085917.tif 000014
【図１３】
2011085917.tif 000015
【図１４】
2011085917.tif 000016
【図１５】
2011085917.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月22日(2010.12.22)
【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】
入力映像信号を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、該光源の発光を制御する光源発光制御部とを備えた液晶表示装置において、
前記光源発光制御部は、前記光源を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、前記液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各前記発光領域の発光を制御し、各前記発光領域は、前記映像信号を書き込む水平ラインを複数含む表示領域に対応するものであり、
前記発光領域の発光の制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す制御であり、各前記発光領域に対応する前記表示領域に含まれる複数の水平ラインのうち、１ライン目の水平ラインにおいて、１垂直表示期間の時間的な中間点を含む期間で消灯させ、前記１ライン目の消灯期間は、前記中間点の前後の消灯時間が同じであって、前記表示領域の下方に水平ラインが遷移するに従って、水平ラインの１垂直表示期間の中間点が前記消灯期間に対して時間的に遅れていくことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記液晶パネルの透過率を前記入力映像信号の定める透過率に到達させるための強調変換パラメータを求め、該強調変化パラメータに基づく液晶パネルへの印加電圧信号を出力する強調変換部を備え、前記液晶パネルは、前記強調変換部から出力された印加電圧信号に従って映像信号の表示を行うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶表示装置を有するテレビ受信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、入力映像信号を表示する液晶パネルと、該液晶パネルを照射する光源と、該光源の発光を制御する光源発光制御部とを備えた液晶表示装置において、前記光源発光制御部は、前記光源を複数に分割した発光領域ごとに発光制御が可能であり、前記液晶パネルに対する映像信号の書き込みに同期させて各前記発光領域の発光を制御し、各前記発光領域は、前記映像信号を書き込む水平ラインを複数含む表示領域に対応するものであり、前記発光領域の発光の制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す制御であり、各前記発光領域に対応する前記表示領域に含まれる複数の水平ラインのうち、１ライン目の水平ラインにおいて、１垂直表示期間の時間的な中間点を含む期間で消灯させ、前記１ライン目の消灯期間は、前記中間点の前後の消灯時間が同じであって、前記表示領域の下方に水平ラインが遷移するに従って、水平ラインの１垂直表示期間の中間点が前記消灯期間に対して時間的に遅れていくことを特徴としたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記液晶パネルの透過率を前記入力映像信号の定める透過率に到達させるための強調変換パラメータを求め、該強調変化パラメータに基づく液晶パネルへの印加電圧信号を出力する強調変換部を備え、前記液晶パネルは、前記強調変換部から出力された印加電圧信号に従って映像信号の表示を行うことを特徴としたものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
第３の技術手段は、第１または第２の技術手段の液晶表示装置を有するテレビ受信装置である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
本発明に係る実施形態では、１つのＬＥＤユニットに対応する表示領域では、全ての水平ラインの中間点を含む期間で消灯させるようにする。このときに、ＯＮ ｄｕｔｙが高くなって、１フレーム期間ＴにおけるＬＥＤユニットの消灯期間が短くなると、対応する表示領域の全ての水平ラインの時間的な中間点で消灯できない場合も生じる。水平ラインの時間的な中間点は、水平ラインの位置に応じて異なるからである。
この場合には、ＬＥＤユニットに対応する表示領域の水平ラインのうち、一部の水平ラインでは、１フレーム期間Ｔの中間点で消灯できなくなるが、他の多くの水平ラインでは中間点の消灯が可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
この例では、特定の水平ライン（ＬＥＤユニットに対応する表示領域の一番上の水平ライン）の１フレーム期間Ｔの始まりから０.１２５／１２０秒の間、バックライトを点灯し、その後０.７５／１２０秒間消灯する。そして再度バックライトを点灯して０.１２５／１２０秒間、点灯を維持する。１フレーム期間のバックライトのＯＮ  ｄｕｔｙを小さくすることにより、さらに動画ボヤケを低減させる効果が得られるが、液晶を透過する全体の光量も低下することになる。バックライトのＯＮ  ｄｕｔｙは、これらの要因を鑑みて適宜最適な値に設定できる。そして、バックライトのＯＮ  ｄｕｔｙが変化しても、疑似輪郭を最小化し、液晶の応答特性を向上させるという上記の例と同様の効果を得ることができる。