(57)【要約】【課題】光源を複数に分割した発光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において、映像が破綻している可能性の高い表示領域について、光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにする。【解決手段】液晶表示装置１は、バックライト１０の発光制御を行う光源発光制御部（制御ＣＰＵ１５及び光源駆動部１６で例示）と、入力映像信号が示す映像のうち平行移動している平行移動領域を検出する領域検出部とを備える。制御ＣＰＵ１５は、光源駆動部１６を制御することで、間欠制御を含む各発光領域の発光制御を実行する。この間欠制御は、領域検出部で検出された平行移動領域に対応する発光領域について、その発光領域のみに対して実行するか、若しくはその発光領域に対して他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように実行する。【選択図】図２
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【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、該光源を複数に分割した発光領域毎に発光制御を行う光源発光制御部とを備えた液晶表示装置であって、
前記入力映像信号が示す映像のうち平行移動している平行移動領域を検出する領域検出部をさらに備え、
前記光源発光制御部は、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制御を実行し、該発光領域の発光制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御を含み、
該間欠制御は、前記領域検出部で検出された平行移動領域に対応する発光領域について、該発光領域のみに対して実行するか、若しくは該発光領域に対して他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように実行することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光源発光制御部は、前記間欠制御の実行の対象となる発光領域について、前記間欠制御時における該発光領域の平均発光輝度値を前記間欠制御の非実行時と同じに保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記入力映像信号に対してフレーム間を補間して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記領域検出部は、前記入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が全ての領域を占める発光領域とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が所定割合の領域を占める発光領域とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域の少なくとも一部を含む発光領域とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の液晶表示装置を備えたテレビ受信装置。
【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、及びその液晶表示装置を備えた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、動きぼけの欠点がある。この動きぼけは、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（Thin Film Transistor）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（或いはフィールド）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、動きぼけが生じる。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ぼやけを軽減するために、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９は、ホールド型表示方式における動画ぼけを説明するための図である。視線追従による動画ぼやけ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９（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、動画ぼけ幅を求めることができる。
【０００６】
図９（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１／１２０秒とする。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を示している。また、図９（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でその領域を示す）と同じになる領域ｔ１は、元画像の形状の領域Ｔ１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、動画ぼけ幅となる。
【０００８】
図１０は、擬似的インパルス駆動による動画ぼけについて説明するための図である。図１０（Ａ）は、図９（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１０（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、動画ぼけ幅は狭くなる。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ぼけ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全体で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バックライトスキャン方式が用いられている。
【００１０】
このように、バックライトスキャン技術は、画像フレーム期間にバックライト消灯期間を設けることで、同じ映像を表示している期間を短くし、擬似的なインパルス駆動を実現することで、動画性能を向上するものである。例えば、特許文献１においても、１フレーム期間（１垂直期間）内でバックライト光源を間欠点灯させて擬似的にインパルス駆動に近づけることにより、動画表示の際に生じる動きぼやけを防止する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３９９４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このようなバックライトスキャン技術では、対象とする映像にぼやけ等の破綻がある場合、その破綻を強調してしまい、動画性能を低下させてしまう。
例えば、倍速駆動表示などのためにフレーム間を補間する場合、補間フレームとして例えば内挿画像フレームを前後する２枚の原画像のフレームなどから算出する必要があり、その補間フレームが映像によってはぼやけ等の破綻を引き起こすことがある。このような破綻した映像に対して、バックライトスキャン方式で処理を行うと、破綻が強調され動画性能が低下してしまう。無論、フレーム間補間を施さない場合にも映像処理の種類によっては破綻を引き起こすことがあり得るため、この課題はフレーム間補間を施す場合に限ったものとは言えない。
【００１３】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされてもので、その目的は、光源を複数に分割した発光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それを備えたテレビ受信装置において、映像が破綻している可能性の高い表示領域について、光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、該光源を複数に分割した発光領域毎に発光制御を行う光源発光制御部とを備えた液晶表示装置であって、前記入力映像信号が示す映像のうち平行移動している平行移動領域を検出する領域検出部をさらに備え、前記光源発光制御部は、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制御を実行し、該発光領域の発光制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御を含み、該間欠制御は、前記領域検出部で検出された平行移動領域に対応する発光領域について、該発光領域のみに対して実行するか、若しくは該発光領域に対して他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように実行することを特徴としたものである。
【００１５】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記光源発光制御部は、前記間欠制御の実行の対象となる発光領域について、前記間欠制御時における該発光領域の平均発光輝度値を前記間欠制御の非実行時と同じに保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行うことを特徴としたものである。
【００１６】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記入力映像信号に対してフレーム間を補間して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部をさらに備えたことを特徴としたものである。
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれかの技術手段において、前記領域検出部は、前記入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有することを特徴としたものである。
【００１７】
第５の技術手段は、第１〜第４のいずれかの技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が全ての領域を占める発光領域とすることを特徴としたものである。
第６の技術手段は、第１〜第４のいずれかの技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が所定割合の領域を占める発光領域とすることを特徴としたものである。
第７の技術手段は、第１〜第４のいずれかの技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域の少なくとも一部を含む発光領域とすることを特徴としたものである。
【００１８】
第８の技術手段は、テレビ受信装置において、第１〜第７のいずれかの技術手段における液晶表示装置を備えたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光源を複数に分割した発光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それを備えたテレビ受信装置において、映像が破綻している可能性の高い表示領域について、光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】図２の液晶表示装置におけるフレーム周波数変換部の構成例を示す図である。
【図４】図２の液晶表示装置の外観例及びバックライト配置例を示す図である。
【図５】図２の液晶表示装置における光源駆動部でバックライトスキャン制御を実行しないときの光源制御例を示す図である。
【図６】図２の液晶表示装置における光源駆動部で実行するバックライトスキャン制御の一例を示す図である。
【図７】図２の液晶表示装置における光源駆動部で実行するバックライトスキャン制御の他の例を示す図である。
【図８】図２の液晶表示装置の外観例及びバックライトの他の配置例を示す図である。
【図９】ホールド型表示方式における動画ぼけを説明するための図である。
【図１０】擬似的インパルス駆動による動画ぼけについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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１００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。
【００２２】
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１００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に過ぎない。
【００２３】
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１００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。また、この格子配置に限らず、単に格子状であってもよく、いずれの配置でも、バックライト１００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。
【００２４】
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。
【００２５】
バックライト１００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、電流又はＰＷＭ（パルス幅変調）制御、或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列毎のユニットを、それぞれ独立して駆動することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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、以下に示すようなバックライトスキャンの機能を備えるものであればよい。但し、以下の例では、アレイ型のＬＥＤバックライトを用いることを前提にして説明する。
【００２８】
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１は、フレーム周波数変換部１１、電極駆動部１２、液晶パネル１３、同期抽出部１４、制御ＣＰＵ１５、光源駆動部１６、及びバックライト１０を備えている。バックライト１０としては、例えば図１のバックライト１００で例示したものが適用できる。
【００２９】
同期抽出部１４は、入力映像信号（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ＣＰＵ１５は、同期抽出部１４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。
【００３０】
フレーム周波数変換部１１は、制御ＣＰＵ１５からの制御信号に基づいて、入力映像信号のフレーム周波数をｎ倍（ｎは２以上の自然数）に変換する。例えばフレーム周波数変換部１１は、制御ＣＰＵ１５からの制御信号に基づいて、２入力映像信号の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、フレーム周波数変換部１１は、液晶パネル１３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）の映像信号（画像信号）を、連続して電極駆動部１２に出力する。電極駆動部１２は、入力された映像信号の１フレーム周期で映像信号の書込走査を行う。
【００３１】
また、本発明は、図２で説明しその詳細を後述する液晶表示装置を備えたテレビ受信装置として、構成することができる。このテレビ受信装置は、アンテナで受信した放送信号を選局して復調し、復号して再生用映像信号を生成する手段を有し、この再生用映像信号を上記入力映像信号として、フレーム周波数変換部１１及び同期抽出部１４に入力させる。これにより、受信した放送信号を最終的に液晶パネル１３に表示させることができる。
【００３２】
図３は、図２の液晶表示装置におけるフレーム周波数変換部の構成の一例を示す図である。フレーム周波数変換部１１は、ＦＲＣ（frame rate converter）技術により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１１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１１ａと、動きベクトル検出部１１ａ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１１ｂとを備える。
【００３３】
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１１ａ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又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１１ｂ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又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１１ｂ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。
【００３４】
また、内挿フレーム生成部１１ｂ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。
【００３５】
フレーム周波数変換部１１で例示したように、入力映像信号に対してフレーム間を補間（内挿補間に限らない）して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部を備えることが好ましい。これは、フレーム周波数が大きくなったときに映像が破綻する可能性が上がるため、本発明の後述するような発光制御が有益となるためである。
【００３６】
発光制御について説明すると、まず制御ＣＰＵ１５は、同期抽出部１４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１６に出力する。バックライト１０は、入力映像信号を表示する液晶パネル１３を照射する光源である。光源駆動部１６は、制御ＣＰＵ１５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。
【００３７】
また、液晶表示装置１は、液晶パネル１３に対する映像信号の書き込みに同期させて、発光領域毎に発光制御を行う光源発光制御部を備える。ここで、発光領域とは、バックライト１０で例示した光源を、複数に分割した領域を指す。そして、光源発光制御部が実行する発光制御には、バックライト１０の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御が含まれる。上記光源発光制御部は、制御ＣＰＵ１５と光源駆動部１６とで例示できる。制御ＣＰＵ１５は、光源駆動部１６を制御することで、間欠制御を含む発光制御をバックライト１０に対して行うことになる。以下の説明では、この間欠制御をしばしばバックライトスキャン制御と呼ぶ。
【００３８】
本発明に係る液晶表示装置１では、映像が破綻している可能性がない若しくは少ない領域を抽出する。そのため、液晶表示装置１は、入力映像信号が示す映像のうち平行移動している平行移動領域を検出する領域検出部を備える。平行移動領域とは、オブジェクトなどが平行移動するような領域を指し、より具体的には映像のパン、スクロール領域、テロップ領域などを指す。これらの領域は、基本的に一定幅の一定方向（どの方向でもよい）を向いた動きベクトルをもっているため符号化・復号が映像破綻なくできる可能性が高い。
【００３９】
上記領域検出部としては、図３で示すようにフレーム周波数変換部１１に領域検出部１１ｃとして設けてもよい。また、この例に限らず領域検出部は液晶表示装置１に設けられていればよい。また、上記領域検出部は、動きベクトル検出部１１ａで例示のように、入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有することが好ましい。但し、フレーム周波数変換部１１等のフレーム補間部は本発明では必須ではなく、その場合でも無論、上記動きベクトル検出部を設けてもよい。
【００４０】
この例では、領域検出部１１ｃが、動きベクトル検出部１１ａで検出した動きベクトルに基づき平行移動領域を検出し、動きエリア情報として制御ＣＰＵ１５に出力する。また、内挿フレームの生成時と同様に符号化時の動きベクトル情報を取得し、そこから平行移動領域を検出するようにしてもよい。制御ＣＰＵ１５はこの動きエリア情報を光源駆動部１６に伝送するか、若しくはこの動きエリア情報を加味した駆動制御の情報を光源駆動部１６に伝送する。以下、後者のように駆動制御の内容は制御ＣＰＵ１５で決定されるものとして説明する。
【００４１】
図４は、図２の液晶表示装置の外観例及びバックライト配置例を示す図である。
上記光源発光制御部における上記間欠制御は、検出された平行移動領域１３Ｔに対応する発光領域１０ｇについて、その発光領域１０ｇのみに対して実行するか、若しくはその発光領域１０ｇに対して他の発光領域１０ａ〜１０ｆに比べて消灯期間が長くなるように実行する。他の発光領域１０ａ〜１０ｆについて消灯期間があり、それに比べて発光領域１０ｇについての消灯期間を長くすることによって、他の発光領域１０ａ〜１０ｆについては、通常の動きぼやけを軽減し、テロップ等のぼやけが強く認識される部分については、より消灯期間を長くすることによって、ぼやけを軽減することができる。
【００４２】
この制御は、制御ＣＰＵ１５が、平行移動領域を示す動きエリア情報を受けて、光源駆動部１６に対して行えばよい。また、無論、平行移動領域が２つ以上あった場合、いずれの平行移動領域に対してもこのような制御を実行すればよい。本発明では、平行移動領域を求め、その対象エリアのみバックライトスキャン制御を行うか、若しくは強くかければよい。
【００４３】
このように、本発明に係る液晶表示装置１によれば、映像が破綻していない可能性の高い領域である平行移動領域に対応する発光領域について、間欠制御を少なくとも他の発光領域に比べて強く施しているため、映像が破綻していない可能性の高い領域を除く表示領域について、間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにすることができる。つまり、映像が破綻している可能性の高い表示領域について、光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御によって映像の破綻を強調しないようにすることができる。より概略的には本発明では、映像内の動きを解析し、必要な部分のみバックライトスキャンをすることにより、動画性能を向上することができる。それに対し、従来のバックライトスキャン制御では、映像の品位を考慮していないため、もともと破綻している映像の場合、その破綻を強調してしまい動画性能を低下させることがある。
【００４４】
ここで、本発明によるバックライトスキャン制御について、図５〜図７を参照しながら説明する。図５は、図２の液晶表示装置における光源駆動部でバックライトスキャン制御を実行しないときの光源制御例を示す図で、図６、図７は、図２の液晶表示装置における光源駆動部で実行するバックライトスキャン制御の例を示す図である。図６、図７はそれぞれ異なる制御の例を示している。
【００４５】
ここでは、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１３に動画表示を行っている。従って、液晶パネル１３には、６０Ｈｚ駆動の１／２の時間（約８.３ｍｓｅｃ）毎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Ａ〜Ｇ（それぞれ図４の発光領域１０ａ〜１０ｇに対応）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、１０８０ラインの液晶パネルに対して垂直方向に７行の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く、上記発光領域毎の制御が可能であればよい。バックライトスキャン制御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きぼけが見えやすくなる。
【００４８】
図６の例は、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例であるが、図４のように平行移動領域１３Ｔを検出した場合の例である。バックライトスキャンを動作させた場合でも、図６（Ｂ）に示すように、図４の発光領域１０ａ〜１０ｆに対応するＬＥＤユニットＡ〜Ｆについては図５と同様の制御、つまり常時点灯を行う。一方で、図４の発光領域１０ｇに対応するＬＥＤユニットＧについては、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。ＬＥＤユニットＧ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、動きぼけを軽減させるようにする。
【００４９】
画面の最上段から最下段まで更新された画像のフレーム期間（１／１２０秒＝約８.３ｍｓｅｃ）をＴとし、このフレーム期間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、フレーム期間Ｔを１／１２０秒（１２０Ｈｚ）で制御するものとする。
【００５０】
そして、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ことが好ましい。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。より好ましくは、この消灯期間は、１フレーム期間の中間点の前後で同じ期間（時間長）となるようにする。つまり、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ようにすることが好ましい。
【００５１】
この例では、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、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、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。
【００５２】
これにより、ＬＥＤユニットＧ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。また、映像信号の書き込みタイミングは、液晶パネルの水平ライン数（この例では１０８０）を７分割して、対象の分割領域（ＬＥＤユニットＧ、発光領域１０ｇに対応する領域）の最初のラインの書き込みタイミングとすることができる。このようなバックライトスキャン制御により、時間周波数特性の劣化を抑えて動きぼけを軽減させることができる。
【００５３】
図７の例は、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例であって図４のように平行移動領域１３Ｔを検出した場合の例である。しかし、図７の例では、平行移動領域１３Ｔの検出に対応して、図６の例のようにその発光領域１０ｇのみに対して間欠制御を実行するのではなく、その発光領域１０ｇに対して他の発光領域１０ａ〜１０ｆに比べて消灯期間が長くなるように間欠制御を実行している。つまり、平行移動領域１３Ｔの検出に伴いバックライトスキャンを動作させた場合、図６（Ｂ）に示すようにＬＥＤユニットＡ〜Ｆについては常時点灯させるのではなく、図７（Ｂ）に示すようにＬＥＤユニットＡ〜Ｆについても間欠点灯させている。
【００５４】
この例では、ＬＥＤユニットＡ〜ＦについてＯＮ  ｄｕｔｙ８０％で間欠点灯させているのに対し、ＬＥＤユニットＧについてはこれより長い消灯期間になるよう、上述のようにＯＮ  ｄｕｔｙ５０％で間欠点灯させている。ＬＥＤユニットＡ〜Ｆについて説明すると、１フレーム期間Ｔ当たりの消灯期間は、０.２／１２０秒となる。そして、その消灯期間は、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、１フレーム期間Ｔの始まりから０.４／１２０秒の間、バックライトを点灯し、その後０.２／１２０秒間消灯する。そして再度バックライトを点灯して０.４／１２０秒間、点灯を維持する。このように、ＬＥＤユニットＧだけでなくＬＥＤユニットＡ〜Ｆについても映像信号の書き込みに基づく所定タイミングで点灯・消灯を制御することで、疑似的なインパルス駆動を行い、動きぼけを軽減させることができる。
【００５５】
また、図５〜図７等で説明したようなバックライトスキャン制御により、画面内で黒の挿入率が変わってしまうが、ＬＥＤユニットＧについて点灯期間中の電流を可変するか、若しくはＰＷＭ制御を行うことで、輝度の変化を防ぎエリア毎の輝度のバラツキを抑えることが好ましい。無論、電流可変及びＰＷＭ制御の双方でバラツキを抑えるように駆動してもよい。
【００５６】
すなわち、上記光源発光制御部は、平行移動領域に対応する発光領域について、間欠制御の実行時におけるその発光領域の平均発光輝度値を間欠制御の非実行時と同じ（一定）に保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行う。この電流の変更は基本的に増加となる。間欠制御の非実行時と同じに保つとは、消灯期間により減少せざるを得ない平均発光輝度値を補償するように、点灯期間中の電流を上げることやＰＷＭ制御の点灯デューティを上げることを意味する。なお、ここでのＰＷＭ制御の周波数は上述した間欠制御の周波数よりかなり高いものとなる。無論、他の発光領域であっても間欠制御を行っているのであれば、間欠制御の実行時と非実行時とで平均発光輝度値が同じになるように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行う。点灯期間中の電流を変更する例としては、図６の例で説明すると、ＬＥＤユニットＦについての駆動電流値が１００ｍＡであるとすれば、ＬＥＤユニットＧについては、点灯期間が５０％であり、ＬＥＤの輝度と駆動電流の関係はほぼ比例であれば点灯時の電流値は２００ｍＡ程度となる。
【００５７】
このように、光源発光制御部は、間欠制御の実行の対象となる発光領域について、間欠制御時におけるその発光領域の平均発光輝度値を間欠制御の非実行時と同じに保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行うことが好ましい。エリア毎の黒の挿入率は一定にしないとエリア毎に輝度差が発生してしまうが、このような制御を行うことで、エリア毎の輝度のバラツキを抑えることができる。
【００５８】
図８は、図２の液晶表示装置の外観例及びバックライトの他の配置例を示す図である。図４で例示した発光領域１０ａ〜１０ｇの代わりに、例えば図８で例示する発光領域１０ａ〜１０ｎを採用するなど、発光領域はどのように分割されたものであってもよい。図８の発光領域１０ａ〜１０ｎは、表示領域を縦方向に７ブロックに分け、横方向に２ブロックに分けたものである。図８の例では、平行移動領域１３Ｔに対応する発光領域は発光領域１０ｇ，１０ｎとなる。
【００５９】
また、平行移動領域と発光領域との関係は、液晶表示装置１において予め決め、制御ＣＰＵ１５で読み出し可能なように格納しておけばよい。なお、各発光領域間の境界などは事前に定義しておけばよい。例えば、平行移動領域に対応する発光領域は、平行移動領域が全ての領域を占めるような発光領域（領域の全てが平行移動領域で占められている発光領域）としてもよい。つまり、ある発光領域を見たとき、平行移動領域で全て埋め尽くされる場合には、平行移動領域に対応すると判定すればよい。このような判定方法とすることによって、テロップスクロールであれば、検出領域の全面がテロップの領域に入った場合、つまり、図４の例のようにテロップスクロールが画面の右端から左端まですべて表示されている場合に間欠制御等を行うことになる。すると、効果の最も大きな領域について改善することができる。これにより、平行移動領域が全ての領域を占める発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。
【００６０】
また、平行移動領域に対応する発光領域は、平行移動領域が所定割合の領域を占めるような発光領域としてもよい。これにより、平行移動領域が所定割合の領域を占める発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。このような判定方法とすることによって、テロップスクロールであれば、検出領域の一部がテロップ領域に入った場合、つまり、テロップが開始した際、テロップが終了する最後であっても間欠制御等を行うことになる。すると、テロップの表示に素早く対応することができる。これにより、平行移動領域の一部を含む発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。
【００６１】
また、平行移動領域に対応する発光領域は、平行移動領域の少なくとも一部を含む発光領域としてもよい。これにより、平行移動領域が少なくとも一部を含む発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。このような判定方法とすることによって、テロップスクロールであれば、テロップの大きさが大きく隣の検出領域にテロップの一部が入った場合に間欠制御等を行うことになる。すると、テロップのサイズにかかわらずテロップ全体について対応することができる。これにより、平行移動領域の一部を含む発光領域のみで、間欠制御が実行されるか、若しくは他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように間欠制御が実行される。
【００６２】
また、以上の例では、上記平行移動領域は、入力映像信号から動きベクトルを検出し、その動きベクトルの揃い具合などにより検出される領域として説明したが、その他に、ＯＳＤ（On  Screen Display）データとして重畳する領域も含めてもよい。その場合、ＯＳＤデータやその元となるデータから平行移動するようなＯＳＤ画像となる場合を、動きベクトルから同様に検出してもよいし、若しくは平行移動のためのコマンドが規定されているのであればそのコマンドを検索すればよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…液晶表示装置、１０，１００…バックライト、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌ，１０ｍ，１０ｎ…発光領域、１１…フレーム周波数変換部、１１ａ…動きベクトル検出部、１１ｂ…内挿フレーム生成部、１１ｃ…領域検出部、１２…電極駆動部、１３…液晶パネル、１３Ｔ…平行移動領域、１４…同期抽出部、１５…制御ＣＰＵ、１６…光源駆動部、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】
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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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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月26日(2011.8.26)
【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、該光源を複数に分割した発光領域毎に発光制御を行う光源発光制御部とを備えた液晶表示装置であって、
前記入力映像信号が示す映像のうち、平行移動している平行移動領域として、映像がパンする領域、テロップ領域、スクロール領域のいずれかを検出する領域検出部と、
前記入力映像信号に対してフレーム間を補間して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部とをさらに備え、
前記光源発光制御部は、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制御を実行し、該発光領域の発光制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御を含み、該間欠制御の実行の対象となる発光領域について、前記間欠制御時における該発光領域の平均発光輝度値を前記間欠制御の非実行時と同じに保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行い、
前記間欠制御は、前記領域検出部で検出された平行移動領域に対応する発光領域について、該発光領域のみに対して実行するか、若しくは該発光領域に対して他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように実行することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記領域検出部は、前記入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が全ての領域を占める発光領域とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が所定割合の領域を占める発光領域とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域の少なくとも一部を含む発光領域とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載の液晶表示装置を備えたテレビ受信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
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、該光源を複数に分割した発光領域毎に発光制御を行う光源発光制御部とを備えた液晶表示装置であって、前記入力映像信号が示す映像のうち、平行移動している平行移動領域として、映像がパンする領域、テロップ領域、スクロール領域のいずれかを検出する領域検出部と、前記入力映像信号に対してフレーム間を補間して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部とをさらに備え、前記光源発光制御部は、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制御を実行し、該発光領域の発光制御は、前記光源の点灯と消灯とを間欠的に繰り返す間欠制御を含み、該間欠制御の実行の対象となる発光領域について、前記間欠制御時における該発光領域の平均発光輝度値を前記間欠制御の非実行時と同じに保つように、点灯期間中の電流を変更する制御及び／又はＰＷＭ制御を行い、前記間欠制御は、前記領域検出部で検出された平行移動領域に対応する発光領域について、該発光領域のみに対して実行するか、若しくは該発光領域に対して他の発光領域に比べて消灯期間が長くなるように実行する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】００１５
【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】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記領域検出部は、前記入力映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を有する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】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が全ての領域を占める発光領域とすることを特徴としたものである。
第４の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域が所定割合の領域を占める発光領域とすることを特徴としたものである。
第５の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記平行移動領域に対応する発光領域は、前記平行移動領域の少なくとも一部を含む発光領域とすることを特徴としたものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第６の技術手段は、テレビ受信装置において、第１〜第５のいずれかの技術手段における液晶表示装置を備えたことを特徴としたものである。