(57)【要約】【課題】静止に近い画像おいてフリッカの発生を低減させるとともに、動きのある画像において動きボケの発生を低減させることができるようにする。【解決手段】２種類の異なる発光を行なうために第１の発光手段および第２の発光手段を有する発光装置を発光させることで画像を表示する表示装置であって、入力された画像情報に基づいて動き量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された動き量に応じて、前記第１の発光手段および第２の発光手段の発光輝度または発光時間のデューティ比とを制御する制御手段とを設け、映像の動きによって動的に短い発光と長い発光の発光強度を変えることができるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の異なる発光を行なうために第１の発光手段および第２の発光手段を有する発光装置を発光させることで画像を表示する表示装置であって、
入力された画像情報に基づいて動き量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された動き量に応じて、前記第１の発光手段および第２の発光手段の発光輝度または発光時間のデューティ比とを制御する制御手段と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出手段により検出された動き量に応じて、前記第１の発光手段の発光の発光輝度を大きくかつ発光時間のデューティ比を小さく、前記第２の発光手段の発光の発光輝度を小さくかつ発光時間のデューティ比を大きくするように制御す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】
前記制御手段は、前記検出手段により検出された動き量に応じて、前記第１の発光手段および第２の発光手段の発光輝度と発光時間とからなる積分輝度が等しくなるように前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記検出手段は、画像が表示される領域がブロック分けされた複数の領域のうち、前記入力された画像情報に基づいて、領域ごとの動き量を検出し、
前記制御手段は、領域ごとの動き量に応じて、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記検出手段は、
画像が表示される領域がブロック分けされた複数の領域ごとに、前記入力された画像情報に基づいて、前画像における注目領域に対して後画像における類似画像までの画素距離を、領域ごとに平均化した値で検出することを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
検出手段により算出された動き量が大きい場合には前記発光装置の第１の発光手段の発光輝度を大きくかつ発光時間のデューティ比を小さく制御し、
動き量が小さい場合には前記第１の発光手段の発光輝度の比率を小さくかつ発光時間のデューティ比を大きくなるように制御し、
前記発光装置の発光輝度と発光時間とからなる積分輝度が等しくなるように前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記検出手段により算出された動き量が大きくなるに応じて前記発光装置の発光輝度の比率が大きくなるように制御することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記発光装置は、液晶パネルの裏側で少なくとも一列に配置された複数のＬＥＤを有するバックライト装置であり、
前記制御手段は、前記複数のＬＥＤを配列された順番に発光させることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光装置は、液晶パネルの裏側の直下に配置された複数のＬＥＤを有するバックライト装置であり、
前記制御手段は、前記複数のＬＥＤを独立して発光させることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記発光装置は、液晶パネルの裏側で少なくとも一列に配置された複数のＬＥＤまたは液晶パネルの裏側の直下に配置された複数のＬＥＤを有するバックライト装置であり、
前記制御手段は、前記複数のＬＥＤの全部を同時に発光させることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示装置は、元画像の間に中間画像を生成する手段を有し、
前記制御手段は、元画像と中間画像で前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を変更する制御を行うことを特徴とする請求項１ないし１０の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表示装置は、液晶プロジェクタであって、
前記制御手段は、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を、絞りを介して制御することを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
発光部を発光させることで画像を表示させる発光装置であって、
入力された画像情報に基づいて動き量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された動き量に応じて、前記発光部の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御する制御手段と、を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１４】
発光装置を発光させることで画像を表示する表示装置の制御方法であって、
入力された画像情報に基づいて動き量を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された動き量に応じて、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御する制御ステップと、を有することを特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項１５】
発光装置を発光させることで画像を表示する表示装置を制御するためのプログラムであって、
入力された画像情報に基づいて動き量を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された動き量に応じて、前記発光装置の発光輝度と発光時間のデューティ比との両方を制御する制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置、発光装置および表示装置の制御方法に関する。特に、発光装置を発光させることで液晶パネル等のホールド型表示デバイスの画像を表示する表示装置等において、動画視認性とフリッカ防止を両立させるために用いて好適な技術関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から液晶パネル等を用いた表示装置では、動きのある映像を表示すると動きボケと呼ばれる残像感が発生してしまうという問題があった。そのため、６０Ｈｚや５０Ｈｚのフレーム周波数を定数倍化した表示を行うとともに、ホールド時間による動きボケの影響をなくすために、ホールド時間を短くすることが一般的に行われている。
【０００３】
フレーム周波数を定数倍化するには、新規フレームで表示するための中間画像データを生成することが必要になるが、元の映像に縞模様等の画像データが含まれていると、中間画像データの生成ミスが生じ、映像の妨害感が発生してしまうという問題がある。
【０００４】
一方、フレーム周波数を６０Ｈｚや５０Ｈｚのままで、ホールド時間を常に短くして、動きボケを少なくしようとすると、フリッカが発生して、見づらくなってしまうという問題がある。
【０００５】
特に、映像チェック用に用いられるマスタモニタやピクチャモニタでは、ホールド時間を１フレーム時間中の割合（デューティ比）として５０％程度の値に固定している。固定デューティ比では、映像によっては、速い動きの部分では動きボケが発生したり、明るい画像ではフリッカが発生したりしてしまう。
【０００６】
そのため、フレーム周波数を６０Ｈｚや５０Ｈｚのままで、動きボケとフリッカとの発生を最小に抑えることが求められている。また、フレーム周波数を定数倍化した際に生成した中間画像データによる妨害感を目立たなくすることも求められている。
【０００７】
特許文献１及び２には、動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルに応じてホールド時間を制御する技術が開示されている。特許文献３には、動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルに応じてバックライトのブロック単位にホールド時間を制御する技術が開示されている。特許文献４には、表示内の部分領域の輝度レベルによってホールド時間を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１８９６５８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３５５８号公報
【特許文献３】特開２０１２−７８５９０号公報
【特許文献４】特開２００９−２５１０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、動きベクトルによって発光のホールド時間（デューティ比）を制御する場合、動きの大きい映像においてはホールド時間を短くせざるを得ない。１回の発光でホールド時間を短くしてしまうと、明るい映像の場合には、フリッカが出てしまうことになる。フリッカを防ぐためにホールド時間の短い発光を二回繰り返すと、動きのある部分が二重に見え、二重ブレと呼ばれる妨害が現れる。
【００１０】
また、表示内の部分領域の輝度レベルによってホールド時間を制御する場合、明るい領域を含む映像においては、ホールド時間を長くせざるを得ないが、それでは動きのある部分においては、動きボケが出てしまうことになる。
【００１１】
本発明は、前述の問題点に鑑みてなされたものであり、静止に近い画像においてフリッカの発生を低減させるとともに、動きのある画像において動きボケの発生を低減させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の表示装置は、２種類の異なる発光を行なうために第１の発光手段および第２の発光手段を有する発光装置を発光させることで画像を表示する表示装置であって、入力された画像情報に基づいて動き量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された動き量に応じて、前記第１の発光手段および第２の発光手段の発光輝度または発光時間のデューティ比とを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、明るく動きのある映像においても、フリッカの発生や動きボケの発生を低減させることができる。また、暗い画像から明るい画像、動きの無い映像から動きのある映像にいたるまで、全ての自然な動きのある映像をフリッカなく表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】各種映像の見え方について説明する図である。
【図２】第１実施形態の表示装置の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の発光装置の発光状態を示す図である。
【図４】ＬＥＤに流れる電流の変化を示す図である。
【図５】表示パッチの発光強度及び発光時間に対するフリッカの主観評価の関係を実験した結果を示す図である。
【図６】２種類の発光強度で繰り返し発光する表示パッチに対するフリッカの主観評価の関係を実験した結果を示す図である。
【図７】表示パッチの発光時間に対する動きボケの主観評価の関係を実験した結果を示す図である。
【図８】動き量計算回路における動画像データの動き量の検出方法について説明するための図である。
【図９】動き量に応じて短く明るい発光と長く暗い発光との発光強度を可変とした場合における特性図である。
【図１０】動き量に応じて短く明るい発光と長く暗い発光との各デューティを可変とした場合における特性を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態を示し、直下型バックライトを用いた表示装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】第２の実施形態を示し、強度および時間計算回路におけるパターンの決定方法を説明した図である。
【図１３】第３の実施形態を示し、液晶プロジェクタの概略構成例を示す図である。
【図１４】液晶プロジェクタの絞り制御を説明するための図である。
【図１５】液晶プロジェクタの内部構成例を示すブロック図である。
【図１６】第５の実施形態を示し、表示装置の内部構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
先ず、図１を参照しながら、各種映像の見え方について説明する。図１（ａ）は、インパルス発光したフレーム周波数６０Ｈｚ表示の見え方を示している。図１（ｂ）は、ホールド発光に黒挿入したフレーム周波数６０Ｈｚ表示の見え方を示している。図１（ｃ）は、フレーム周波数６０Ｈｚを２つのフィールドで構成し、インパルス的に２回発光した表示の見え方を示している。図１（ｄ）は、フレーム周波数６０Ｈｚを２つのフィールドで構成し、インパルス的な発光と暗く長い発光とを組み合わせた表示の見え方を示している。
【００１７】
図１において、表示している物体は球状であり、フレーム毎に右から左へと移動している。図１の縦軸は時間を表しており、フレーム周波数６０Ｈｚの映像である場合、１７ｍｓ毎に映像が切り替わる。図１において視線の動きを矢印で示している。また、視線の動きに沿って合成した画像データ（視聴者に見えている画像データ）を、一番下に示す。
【００１８】
図１（ａ）において、１１は、球の映像がインパルス発光により１フレーム内で見えた形状である。１２は、球の映像がインパルス発光により数フレームの合成で見えた形状である。
【００１９】
図１（ｂ）において、１３は、球の映像がホールド発光により１フレーム内で見えた形状である。１４は、球の映像がホールド発光により数フレームの合成で見えた形状である。
【００２０】
図１（ｃ）において、１５は、球の映像がインパルス発光により１フィールド内で見えた形状である。１６は、球の映像がインパルス発光により数フレームの合成で見えた形状である。
【００２１】
図１（ｄ）において、１７は、球の映像がインパルス発光により１フィールド内で見えた形状である。１８は、球の映像が暗く長い発光により１フィールド内で見えた形状である。１９は、球の映像がホールド発光により数フレームの合成で見えた形状である。
【００２２】
図１（ａ）では、インパルス発光により、フレーム毎に元画像データだけを表示している。その各画像データの見え方は形状１１に示すように球状に近く、数フレーム合成して見える画像データは形状１２のように球状に近い。よって、物体の動きに対する見え方は最もよいものとなる。しかしながら、フレーム周波数６０Ｈｚでインパルス発光すると、明るい画面ではフリッカがひどく、画質劣化が大きい。
【００２３】
図１（ｂ）では、ホールド発光により、フレーム毎に元画像データだけを表示している。発光している時間は形状１３に示すように長くなる（ホールド的発光表示）。これを視線の動き方向に数フレーム足し合わせると、形状１４に示すようにＸ軸方向に沿った楕円形に変形して見える。黒挿入してホールド時間を半分程度にしているので、程度は多少よくなるものの変形してしまう。黒挿入の時間を更に長くすることで変形しなくなるが、逆にインパルス発光に近づいてしまうため、図１（ａ）と同じようになり、フリッカがひどく発生してしまう。
【００２４】
以上は、１フレームで一回しか発光しない場合について説明した。次に、１フレームあたり２枚のフィールドとし、２回発光する場合について説明する。なお、ここでは、２枚のフィールドを両方とも元画像データとした場合について説明し、第１のフィールドを元画像データとし、第２のフィールドを中間画像データとした場合の見え方については、第５の実施形態において説明する。
【００２５】
図１（ｃ）では、インパルス発光を２回のフィールドで繰り返すことにより、フレーム毎に元画像データだけを表示している。２回繰り返すことで、１２０Ｈｚの周波数になり、フリッカは発生しなくなる。しかしながら、その画像データの見え方は形状１６に示すように球が二重になったように見えてしまう。これが二重ブレという妨害感である。
【００２６】
図１（ｄ）では、第１のフィールドでインパルス発光を行い、第２のフィールドで暗く長い発光を行うことにより、フレーム毎に元画像データだけを表示している。２回繰り返すことで、フィールド間の明暗はあるが１２０Ｈｚの周波数になり、フリッカは低減する。そして、画像データの見え方は形状１９に示すように、球と暗い尾引きとを合成したように見える。この見え方は、球と球の動く後方に薄い尾引きという、自然な見え方に近いので、望ましいものである。
【００２７】
さらには、画像データの動き量に応じて、球と薄い尾引きとの比率を動的に変化させれば、動きが大きいことによって尾引きが長い場合は尾引きを薄くし、動きが小さい場合は尾引きが濃くすることができるため、さらに自然な見え方に近くなる。
【００２８】
＜第１の実施形態＞
次に、本発明の第１の実施形態について説明する。先ず、第１の実施形態の説明において使用する発光の強さを表す用語を、以下のように定義する。
【００２９】
「積分輝度」とは、通常の輝度と同じであるが、本実施形態を説明する場合には、瞬間的な輝度と区別するために「積分輝度」というものとする。
【００３０】
「発光輝度」とは、瞬間的な輝度であり、「積分輝度」を発光時間の割合（デューティ比）で割ったものである。デューティ比が１のときは、「発光輝度」は「積分輝度」と等しい値となり、例えばデューティ比が０．２のときは、「発光輝度」は「積分輝度」の５倍の値になる。また、「発光強度」は割合を示す値であり、最大発光強度に対する割合を示すものとする。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の内部構成を示す図である。なお、本実施形態に係る表示装置１０は、発光装置（バックライト装置）２０を備えている。発光装置２０は、複数のＬＥＤを配列された順番に発光させるスキャン方式を採用している。
【００３２】
図２において、１１は、表示装置や視聴者設定に応じて画質を調整する画質調整回路である。１２は、画像データの動き量を検出する動き量計算回路である。１３は、動き量計算回路１２において二つのフレームを比較するために前フレームを記憶するフレームメモリである。なお、動き量計算回路１２は、入力された画像情報に基づいて動きボケの起こり易さを示す動き量を検出する。
【００３３】
１４は、パネルモジュール及びバックライトモジュールのタイミングを制御するタイミングコントローラである。１５は、液晶パネル駆動用のソースドライバである。１６は、液晶パネル駆動用のゲートドライバである。１７は、空間変調素子としての液晶パネルであり、ホールド型表示デバイスの一例である。
【００３４】
２１は、動き量に応じてＬＥＤの発光強度及び発光時間を計算する発光強度時間計算回路である。２２は、発光強度時間計算回路２１により計算された発光強度及び発光時間に応じて、ＬＥＤドライバを制御するＬＥＤコントローラである。２５は、ＬＥＤを駆動するドライバである。２６は、左側上下に一列で並ぶ発光部としてのＬＥＤである。２７は、右側上下に一列で並ぶ発光部としてのＬＥＤである。２８は、左右ＬＥＤの光を筋状に導く導光板である。
【００３５】
次に、表示装置１０の概略動作について説明する。
画質調整回路１１は、表示装置１０に入力された映像信号（ＹＰｂＰｒ信号）に対して液晶パネル１７の特性や視聴者の好みをパラメータとして画質調整を行い、最適な画像データにしてＲＧＢ信号にて出力する。画質調整回路１１から出力されたＲＧＢ信号は、動き量計算回路１２に入力される。動き量計算回路１２は、フレームメモリ１３に記憶しておいた前フレームと、現在のフレームとを比較して、画像データの動き量を検出する。
【００３６】
タイミングコントローラ１４は、液晶パネル１７のソースドライバ１５にＲＧＢ信号から電圧を指示するデジタル値に変換した階調データを送信する。また、タイミングコントローラ１４は、ゲートドライバ１６に６０Ｈｚでスキャンするようなタイミング信号を送信する。ゲートドライバ１６及びソースドライバ１５により、液晶パネル１７のソース電極とゲート電極とが駆動され、図示しない共通電極も合わせて駆動されることで、画面に画像データが表示される。
【００３７】
次に、発光装置２０の動作について説明する。
発光強度時間計算回路２１は、後述する計算式により、動き量計算回路１２で検出した動き量を用いてＬＥＤの発光強度及び発光時間を決定し、ＬＥＤコントローラ２２のレジスタに書き込む。ＬＥＤコントローラ２２は、レジスタに書き込まれた値を駆動電圧及び出力時間に変換し、ドライバ２５を駆動する。ドライバ２５は、入力された電圧に比例した電流をもって、左側ＬＥＤ２６及び右側ＬＥＤ２７を駆動する。例えば、左側ＬＥＤ２６（第１の発光手段）及び右側ＬＥＤ２７（第２の発行手段）の発光時の電流値として２０ｍＡを流すのであれば、電流設定値に相当する電圧値を２Ｖとする。また、発光時の電流値として４ｍＡを流すのであれば、電流設定値に相当する電圧値を０．４Ｖとする。
【００３８】
また、ＬＥＤコントローラ２２は、上側のドライバがＯＮにしてからＯＦＦにする動作を順番に下側のドライバにシフトさせる、いわゆるスキャン動作を制御する。各ドライバがＯＮしている時間をホールド時間として制御することで、所望のデューティ比が得られる。駆動されたＬＥＤは、電流値によって、明るく又は暗く発光する。左側ＬＥＤ２６及び右側ＬＥＤ２７の光は導光板２８によって横筋状に導光され、導光板２８の前面が帯状に発光する。このように、液晶パネル１７上に表示される画像データが発光装置２０によってスキャンされるようにして発光表示される。
【００３９】
本実施形態では、タイミングコントローラ１４がＬＥＤに流れる電流とホールド時間とを制御する。これにより、１フレーム内で明るく短い発光（短く明るい発光）と暗く長い発光（長く暗い発光）との両方、又は、単独の明るく短い発光が得られるようにするものである。
【００４０】
図３は、第１の実施形態における発光装置２０の発光状態を示す図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、時間経過に応じた発光状態の遷移を示す図である。各図の外形は、発光装置２０の発光可能領域を示しており、液晶パネル１７の表示領域と一致している。図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、中央付近のラインにおける時間と発光輝度との関係を示しており、それぞれが１フィールド分の時間経過を示している。
【００４１】
図３（ａ）は、短デューティでの画像前半表示時の発光状態３１から短デューティでの画像後半表示時の発光状態３２に遷移している場合を示している。また、図３（ａ）の３５は、明るく短い発光を示している。
【００４２】
図３（ｂ）は、長デューティでの画像前半表示時の発光状態３３から長デューティでの画像後半表示時の発光状態３４に遷移している場合を示している。また、図３（ｂ）の３６は、暗く長い発光を示している。
【００４３】
図３（ｃ）は、短デューティでの画像表示時の中央付近のラインの発光輝度変化３７を示している。図３（ｄ）は、長デューティでの画像表示時の中央付近のラインの発光輝度変化３８を示している。
【００４４】
液晶パネル１７において画像データを表示している時間は、図３（ａ）では、発光状態３１の少し前から発光状態３２の少し後までである。即ち、最上端のＬＥＤが発光を始めてから、明るく細い発光３５が上から下までスキャンし、最下端のＬＥＤが発光を終えるまでの間である。
一方、図３（ｂ）では、発光状態３３の少し前から発光状態３４の少し後まで、即ち、最上端のＬＥＤが発光を始めてから、暗くて太い発光３６が上から下までスキャンし、最下端のＬＥＤが発光を終えるまでの間である。
【００４５】
左右方向の一つのラインに注目すると、短デューティでの画像データは、図３（ｃ）に示す発光輝度変化３７のように、高い発光輝度で短時間発光する。一方、長デューティでの画像データは、図３（ｄ）に示す発光輝度変化３８のように、低い発光輝度で長時間発光する。
【００４６】
ＬＥＤコントローラ２２が、このような発光装置２０による発光パターンを、映像の動き量に応じて制御することにより、フリッカの起こりにくい範囲で、できるだけ動き応答性のよい表示を行うことが可能になる。
【００４７】
次に、図４を参照しながら、実際に各ＬＥＤに流れる電流の変化について説明する。
図４は、横軸にＬＥＤのナンバを上から下まで（１から１１まで）付している。ここでは、説明を簡略にするために、ＬＥＤの数を左右それぞれ１１個としたが、大画面の液晶パネル１７に用いられる発光装置２０では、ＬＥＤの数は更に多くなる。また、縦軸は電流値である。
【００４８】
ＬＥＤを明るく短く発光させる場合には、時間経過に従って、図４（ａ）に示すＭ１、Ｍ２〜Ｍ１１のように遷移させる。ＬＥＤを暗く長く発光させる場合には、時間経過に従って、図４（ｂ）に示すＳ１、Ｓ２〜Ｓ１４のように遷移させる。ここで、フレーム周波数６０Ｈｚの映像である場合には、１周期が約１７ｍｓに相当する。
【００４９】
図４（ａ）に示すＭ１では、最上段のＬＥＤ１が明るく点灯する。Ｍ２に遷移すると、ＬＥＤ１が消灯しＬＥＤ２が明るく点灯する。順番に下方にスキャンするように遷移を続け、Ｍ１１では最下段のＬＥＤ１１が明るく点灯する。この後の休止期間では全ＬＥＤは消灯している。
【００５０】
図４（ｂ）に示すＳ１では、最上段のＬＥＤ１が暗く点灯する。Ｓ２に遷移すると、ＬＥＤ１が点灯したままＬＥＤ２も暗く点灯する。Ｓ３、Ｓ４になるまで点灯するＬＥＤが増えながら遷移する。Ｓ５においてＬＥＤ１が消灯し、ＬＥＤ５が暗く点灯する。Ｓ６以降は同様に１個消して１個つけるように遷移して、Ｓ１４では最下段のＬＥＤ１１のみが点灯している状態になる。この後の休止期間では全ＬＥＤは消灯している。
【００５１】
このように、ＬＥＤコントローラ２２がＬＥＤの電流とホールド時間とを制御することで、図３に示したような発光装置２０の発光パターンを実現することができる。なお、発光時間の中心は、各フレーム内でほぼ同じ位相にしておく必要がある。位相がずれると低い周波数のうなりが生じ、フリッカが発生するためである。
【００５２】
次に、動き量に応じて発光輝度及び発光時間を制御するにあたり、人間の視覚特性に基づいて、実際にどのような発光輝度及び発光時間にするのが適当であるかについて説明する。
【００５３】
本実施形態では、主観評価を５段階評価とし、それぞれの評価の基準を以下のように設定する。
（１）フリッカの主観評価値
５：全くフリッカを感じない。
４：わずかにフリッカがあるのがわかる。
３：我慢できる程度のフリッカを感じる。
２：我慢できない程度のフリッカを感じる。
１：フリッカが強すぎて見ていられない。
（２）動きボケの主観評価値
５：全く動きボケが見えない。
４：わずかに動きボケがあるのがわかる。
３：我慢できる程度の動きボケがある。
２：我慢できない程度の動きボケがある。
１：動きボケがありすぎて見ていられない。
以下の説明では、評価値５を検知限、評価値４を許容限、評価値３を我慢限、とする。
【００５４】
図５乃至図７は、発光輝度及び発光時間の制御値を決定するための視覚特性を、主観評価で実験した結果を示す図である。
【００５５】
図５は、表示パッチの発光輝度及び発光時間に対するフリッカの主観評価の関係を実験した結果を示す図である。即ち、図５（ａ）は、一定階調で一定面積の表示パッチ５０を示している。図５（ｂ）は、発光時間と発光強度との関係を示しており、短時間で発光強度が高い発光状態５１と長時間で発光強度が低い発光状態５２とを示している。図５（ｃ）は、主観評価結果を示す特性曲線５３である。本実験では、十分にフリッカが起こるように表示パッチ５０の面積を３００ｃｍ2とし、且つ、積分輝度が２００Ｃｄ／ｍ2となるように表示パッチ５０の表示階調を固定した。
【００５６】
この表示条件では、表示パッチが同じ積分輝度になるように、発光強度及び発光時間を調整しながら変化させて実験を行った。即ち、短時間で発光強度が高い発光状態５１から長時間で発光強度が低い発光状態５２、具体的にはデューティ比で１０％から１００％まで遷移させた。特性曲線５３に示す主観評価を実験した結果から、６０Ｈｚのフレーム周波数において、デューティ比が７０％以上であれば、フリッカの主観評価値が許容限の４以上である。また、デューティ比が６０％以上であれば、フリッカの主観評価値が我慢限の３以上であることがわかった。
【００５７】
次に、２回発光する場合のフリッカに対する実験結果を示す。図６は、２種類の発光強度で繰り返し発光する表示パッチに対するフリッカの主観評価の関係を実験した結果を示す図である。即ち、図６（ａ）は、積分輝度一定で一定面積の表示パッチ６０を示している。図６（ｂ）は、発光時間と発光強度との関係を示しており、６０Ｈｚ中に２回発光し、２回発光における弱い方の発光強度が０の発光状態６１と、２回発光における弱い方の発光強度が０．５の発光状態６２とを示している。ここでは、発光強度の比率の合計は１．０になるように調整している。図６（ｃ）は、主観評価結果を示す特性曲線６３である。本実験では、十分にフリッカが起こるように表示パッチ６０の面積を３００ｃｍ2とし、且つ、積分輝度が２００Ｃｄ／ｍ2となるように表示パッチ６０の表示階調を固定した。
【００５８】
この表示条件では、発光強度と発光時間とは表示パッチが同じ積分輝度になるように、２回発光の発光強度の比率を調整しながら変化させて実験を行った。即ち、１回目の発光のみで２回目を発光しない発光状態６１から１回目と２回目とが同じ発光強度である発光状態６２、具体的には弱い方の発光強度を０から０．５まで遷移させた。特性曲線６３に示す主観評価を実験した結果から、６０Ｈｚのフレーム周波数において、２回の発光強度の関係が０．５：０．５から０．７：０．３までであれば、主観評価値が許容限の４以上であることがわかった。また、２回の発光強度の関係が０．７：０．３から０．８：０．２までであれば、主観評価値が我慢限の３以上であることがわかった。
【００５９】
図７は、表示パッチの発光時間に対する動きボケの主観評価の関係を実験した結果を示す図である。即ち、図７（ａ）は、表示パッチ７０を移動させている様子を示している。図７（ｂ）は、発光時間と発光強度との関係を示しており、短時間で発光強度が高い発光状態７１と長時間で発光強度が低い発光状態７２とを示している。図７（ｃ）は、主観評価結果を示す特性直線７３を示している。本実験では、動きボケの評価なので、フリッカを感じないように、表示パッチ７０の積分輝度が５０Ｃｄ／ｍ2となるように階調を固定した。
【００６０】
この表示条件では、発光強度と発光時間とはパッチが同じ積分輝度になるように、発光強度と発光時間とを調整しながら変化させて実験を行った。即ち、短時間で発光強度が高い発光状態７１から長時間で発光強度が低い発光状態７２、具体的にはデューティ比で１０％から１００％まで遷移させた。主観評価を実験した結果が特性直線７３である。この結果から、６０Ｈｚのフレーム周波数において、デューティ比が３０％以下であれば主観評価値が許容限の４以上であり、動きボケを許容できることがわかった。また、デューティ比が５０％以下であれば主観評価値が我慢限の３以上であり、動きボケを我慢できることがわかった。
【００６１】
ここで、図５乃至図７に示した結果を合わせて考慮すると、フリッカの観点からは、７０％乃至６０％以上のデューティ比が望ましく、動きボケの観点からは、３０％乃至５０％以下のデューティ比が望ましいことになる。そうすると、１回の発光では許容限においては勿論のこと、我慢限においてもフリッカと動きボケとの低減を両立するようなデューティ比はないことがわかる。そこで、本実施形態においては、２回発光させることで、フリッカと動きボケとの低減を両立させるものとする。
【００６２】
先ず、本実施形態においては、図７に示す結果より、短く明るい発光のデューティ比を３０％以下とした。その上で、図６に示す結果より、動き量を検出し動き量が大きい場合には、短く明るい発光の積分輝度の割合を高くし、８０％乃至７０％程度とする。一方、動き量が小さい場合には、短く明るい発光と長く明るい発光との積分輝度の割合を近づけて、短く明るい発光の積分輝度の割合が７０％乃至５０％程度となるようにする。これにより、ほとんどの映像において、フリッカを許容できる範囲内で動きボケを許容できる範囲内まで減じさせるものである。
【００６３】
先ず、図８を用いて、動き量の検出方法の一例について説明する。図８は、動き量計算回路１２における動画像データの動き量の検出方法について説明するための図である。
【００６４】
図８（ａ）は、動画像データにおける連続した２フレームの前画像データの一部であり、いくつかの画素からなる領域ブロックを示す。領域ブロックは、一例の値として６画素ｘ６画素の画素領域を区切った領域ブロックとしてブロック分けする。図８（ｂ）は、後画像データの一部における複数の領域ブロックを示す。複数の領域ブロックの一例として、５ｘ５の領域ブロックを示す。
【００６５】
図８において、８１は、前画像データにおける１個の注目領域のブロックである。８２は、後画像データにおける２５個の領域ブロックである。中心の領域ブロックは画面内の位置が前画像データの領域ブロック８１と同じ位置である。８３は、後画像データにおいて８１と同じ位置の領域ブロックである。８４は、８３の一つ右側の領域ブロックである。８５は、８３の２つ右側の領域ブロックである。８６は、８３の右斜め上の領域ブロックである。８７は、８３の２つ右斜め上の領域ブロックである。
【００６６】
本実施形態では、動き量検出のために、前画像データに対して、後画像データの各領域ブロックにおける類似の程度（以下、類似度と称す）を調べる。前画像データの領域ブロック８１と、後画像データの２５個の領域ブロック８２の各領域ブロックとを、例えば対応する各画素について差分の２乗平均平方根値で比較することで、類似度を計算することができる。
【００６７】
２５個の領域ブロックそれぞれについて、類似度であるところの差分の２乗平均平方根値を計算し、その最小値をとった領域ブロックが２５個の領域ブロック８２中で最も類似度の高い領域ブロックとなる。類似度は、差分の２乗平均平方根値の逆数とする。階調値は０〜２５５であるため、差分の２乗平均平方根値は０〜２５５の値をとる。逆数をとるのに０で割るとエラーになるため、０を０．５と置き換えてから逆数をとる。すると、類似度は１／２５５〜２までの値になる。
【００６８】
次に、最も類似度の高い領域ブロックがどの領域ブロックであるかによって、動き量を計算する。最も類似度が高い領域ブロックが８３であった場合、前画像データと後画像データとの位置がほぼ同じであるので、動き量は０である。最も類似度が高い領域ブロックが８４であった場合、前画像データと後画像データとの位置が画素距離で約６画素離れているため、動き量は６である。最も類似度が高い領域ブロックが８５であった場合、前画像データと後画像データとの位置が約１２画素離れているため、動き量は１２である。最も類似度が高い領域ブロックが８６であった場合、前画像データと後画像データとの位置が斜め方向に約８画素離れているため、動き量は８である。最も類似度が高い領域ブロックが８７であった場合、前画像データと後画像データとの位置が斜め方向に約１７画素離れているため、動き量は１７である。
【００６９】
このように、最も類似度が高い領域ブロックが中心から離れている画素の数に基づいて動き量を算出する。この例では、動き量は、０〜１７までの値として、０、６、８、１２、１４、１７の値をとることになる。
【００７０】
領域ブロック８１に対する動き量が計算された際と同様の計算を、画像データ全体の領域ブロックに対して行う。そして、全領域ブロックの各動き量に対して、２乗平均平方根をとることによって、画像データ全体の平均的な動き量（画面平均動き量）を計算することができる。この画面平均動き量も０〜１７までの値になる。以上のようにして、前画像における注目領域に対して後画像における類似画像までの画素距離を、領域ごとに平均化した値で検出する。
【００７１】
なお、以上の説明では、前画像データの１個の領域ブロックと後画像データの２５個の領域ブロックとの類似度を比較したが、逆に前画像データの２５個の領域ブロックと後画像データの１個の領域ブロックとの類似度を比較してもかまわない。
【００７２】
次に、検出された動き量に対して発光強度及び発光時間をどのように制御するかについて述べる。先ず、動き量に対する視聴者の見え方の関係を説明しておく。
【００７３】
フルＨＤのパネルの場合を考えると、左右１９２０画素を３秒で横切る場合が非常に速いパンであるとされている。この場合に１フレームでの動き量は、約１０画素である。また、左右１９２０画素を８秒で横切るパンが非常に遅いパンであるとされており、この場合に１フレームでの動き量は、約４画素である。
【００７４】
動き量が大きい基準として、全体の半分の面積以上が１０画素以上で動いている状態とする。その代表値として、画面平均動き量が１０の半分の５以上であれば、動き量が非常に大きいとする。
【００７５】
また反対に、動き量が小さい基準として、全体の４分の１の面積以下で４画素以下で動いている状態とする。その代表値として、画面平均動き量が４の４分の１の１以下であれば、動き量が非常に小さいといえる。
【００７６】
よって、本実施形態では、画面平均動き量が５以上である場合には、動き重視の発光強度及び発光時間になるように制御する。また、画面平均動き量が１以下である場合には、静止重視の発光強度及び発光時間になるように制御する。さらに、画面平均動き量が１から５までの値である場合には、動きと静止を両立するような、静止重視の発光強度及び発光時間になるように制御する。
【００７７】
なお、前述した値はあくまでも一例であり、ディスプレイの画素数や大きさによって変わるので、ディスプレイ毎に最適な値を使用する必要がある。
【００７８】
それでは、発光強度時間計算回路２１の計算動作について説明する。
先ず、計算式で使用する値を下記のように定義する。以下の説明において、ＭＱは画面平均動き量であり、ＬＭＡＸはＬＥＤ発光強度の最大値であり、ＬＬＭはデューティ比２０％におけるＬＭＡＸ発光時の積分輝度である。
【００７９】
先ず、デューティ比固定で発光強度だけを制御する場合、一例として以下のようにすればよい。
・条件処理例１：ＭＱ＞５（動き重視の場合）
短く明るい発光：デューティ比＝２０％  ＬＥＤ発光強度＝０．８ＬＭＡＸ  積分輝度＝０．８ＬＬＭ
長く暗い発光：デューティ比＝４０％  ＬＥＤ発光強度＝０．１ＬＭＡＸ  積分輝度＝０．２ＬＬＭ
・条件処理例２： １＜ＭＱ＜５（動きと静止とを両立させる場合）
短く明るい発光：デューティ比＝２０％  ＬＥＤ発光強度＝（ＭＱ＊０．０５＋０．５５）ＬＭＡＸ  積分輝度＝(ＭＱ＊０．０５＋０．５５)ＬＬＭ
長く暗い発光：デューティ比＝４０％  ＬＥＤ発光強度＝（０．３５−ＭＱ＊０．０５）ＬＭＡＸ／２  積分輝度＝（０．３５−ＭＱ＊０．０５）ＬＬＭ
・条件処理例３：ＭＱ＜１（静止重視の場合）
短く明るい発光：デューティ比＝２０％  ＬＥＤ発光強度＝０．６ＬＭＡＸ  積分輝度＝０．６ＬＬＭ
長く暗い発光：デューティ比＝４０％  ＬＥＤ発光強度＝０．２ＬＭＡＸ  積分輝度＝０．４ＬＬＭ
【００８０】
前述の式で計算された結果を、図９を用いて説明する。
図９は、第１の実施形態において、動き量に応じて短く明るい発光と長く暗い発光との発光強度を可変とした場合における特性図であり、動き量と積分輝度との関係を示す図である。即ち、図９において、横軸は画面平均動き量を示し、縦軸は各発光の積分輝度を比率で示している。
【００８１】
図９において、９１は、短く明るい発光の積分輝度を示す特性線である。９２は、長く暗い発光の積分輝度を示す特性線である。画面平均動き量が多い場合には、短く明るい発光が支配的になり、動きボケの少ない映像を表示するようになる。動いている部分が多いと静止画に比べてフリッカを感じにくいし、長く暗い発光が積分輝度で２０％はあるので、フリッカを我慢できるレベルである。一方、画面平均動き量が少ない場合には、長く暗い発光の積分輝度に対する短く明るい発光の積分輝度の割合が１．５倍程度まで近づき、フリッカを防止した安定した映像になる。
【００８２】
次に、発光強度時間計算回路２１の計算動作の別の例として、発光強度を一定として、デューティ比を変化させる場合について説明する。
【００８３】
発光強度の比率としては、短く明るい発光に対応する発光強度の比率を０．８とし、長く暗い発光に対応する発光強度の比率を０．２に固定する。デューティ比としては、短く明るい発光に対応するデューティ比を０．１〜０．２とし、長く暗い発光に対応するデューティ比を０．２〜０．６に変化させるものとする。
【００８４】
・条件処理例４：ＭＱ＞５（動き重視の場合）
短く明るい発光：デューティ比＝０．２  ＬＥＤ発光強度＝０．８ＬＭＡＸ  積分輝度＝０．８ＬＬＭ
長く暗い発光：デューティ比＝０．２  ＬＥＤ発光強度＝０．２ＬＭＡＸ  積分輝度＝０．２ＬＬＭ
・条件処理例５：１＜ＭＱ＜５（動きと静止とを両立させる場合）
短く明るい発光：デューティ比＝（（ＭＱ−１）＊０．０２５＋０．１）  ＬＥＤ発光強度＝０．８ＬＭＡＸ  積分輝度＝４（（ＭＱ−１）＊０．０２５＋０．１）ＬＬＭ
長く暗い発光：デューティ比＝（０．６−（ＭＱ−１）＊０．１）  ＬＥＤ発光強度＝０．２ ＬＭＡＸ  積分輝度＝（０．６−（ＭＱ−１）＊０．１）ＬＬＭ
・条件処理例６：ＭＱ＜１（静止重視の場合）
短く明るい発光：デューティ比＝０．１  ＬＥＤ発光強度＝０．８ＬＭＡＸ  積分輝度＝０．４ＬＬＭ
長く暗い発光：デューティ比＝０．６  ＬＥＤ発光強度＝０．２ＬＭＡＸ  積分輝度＝０．６ＬＬＭ
【００８５】
前述の式で計算された結果を、図１０を用いて説明する。
図１０は、本発明の第１の実施形態において、動き量に応じて短く明るい発光と長く暗い発光との各デューティを可変とした場合における特性を示す図であり、画面平均動き量と積分輝度との関係を示している。即ち、図１０において、横軸は画面平均動き量を示し、縦軸は各発光の積分輝度（比率）で示している。
【００８６】
図１０において、１０１は、短く明るい発光の積分輝度を示す特性線である。１０２は、長く暗い発光の積分輝度を示す特性線である。この例でも、画面平均動き量が多い場合には、短く明るい発光が支配的になり、動きボケの少ない映像を表示するようになる。一方、画面平均動き量が少ない場合には、長い発光の積分輝度を大きくしたので、発光している時間が長くなり、よりフリッカを防止した安定した映像になる。
【００８７】
また、発光強度時間計算回路２１において、発光強度と発光時間との両方を変えてもよい。その場合の積分輝度の比率も前述した例と同様に制御すればいいので、詳細な説明は省く。
【００８８】
次に、計算結果による発光強度時間計算回路２１の出力について述べる。ここで、動き量に対する、発光強度及び発光時間のパターンは、あまり多いと煩雑なので、例えば１０通り程度にしておくのが妥当である。本実施形態では、その１０通りのパターンのいずれかをＬＥＤコントローラ２２に書き込み、ＬＥＤコントローラ２２はドライバ２５を制御するものとする。
【００８９】
画面平均動き量とパターンとの関係を以下のように定める。以下の説明において、ＭＱＡは画面平均動き量であり、Ｐｘはパターンｘである。
ＭＱＡ＜１→Ｐ１
１＜ＭＱＡ≦１．５→Ｐ２
１．５＜ＭＱＡ≦２→Ｐ３
２＜ＭＱＡ≦２．５→Ｐ４
２．５＜ＭＱＡ≦３→Ｐ５
３＜ＭＱＡ≦３．５→Ｐ６
３．５＜ＭＱＡ≦４→Ｐ７
４＜ＭＱＡ≦４．５→Ｐ８
４．５＜ＭＱＡ≦５→Ｐ９
５＜ＭＱＡ→Ｐ１０
【００９０】
一例として、前述した条件処理例１、２、３の場合には、以下のような値になる。
短く明るい発光のデューティ比：０．２固定
長く暗い発光のデューティ比：０．４固定
Ｐ１：短く明るい発光の発光強度＝０．６、長く暗い発光の発光強度＝０．２
Ｐ２：短く明るい発光の発光強度＝０．６２５、長く暗い発光の発光強度＝０．１８７５
Ｐ３：短く明るい発光の発光強度＝０．６５、長く暗い発光の発光強度＝０．１７５
Ｐ４：短く明るい発光の発光強度＝０．６７５、長く暗い発光の発光強度＝０．１６２５
Ｐ５：短く明るい発光の発光強度＝０．７、長く暗い発光の発光強度＝０．１５
Ｐ６：短く明るい発光の発光強度＝０．７２５、長く暗い発光の発光強度＝０．１３７５
Ｐ７：短く明るい発光の発光強度＝０．７５、長く暗い発光の発光強度＝０．１２５
Ｐ８：短く明るい発光の発光強度＝０．７７５、長く暗い発光の発光強度＝０．１１２５
Ｐ９：短く明るい発光の発光強度＝０．８、長く暗い発光の発光強度＝０．１
Ｐ１０：短く明るい発光の発光強度＝０．８、長く暗い発光の発光強度＝０．１
【００９１】
条件処理例４、５、６の場合も前述した計算式よりパターン毎のデューティ比を決められるので説明を省略する。発光強度とデューティ比との両方を変化させる場合も同様なので、説明を省略する。
【００９２】
これらの各パターンを、フレーム毎にＬＥＤコントローラ２２に書き込むことで、前述したようにドライバを制御し、ＬＥＤの発光強度及び発光時間を制御することができる。
【００９３】
本発明は、前述した第１の実施形態に限らず、構成要件を同様とする異なる実施形態にも適用することができる。例えば、第１の実施形態の発光装置２０は、導光板２８の左右にＬＥＤ２６、２７を配置させたスキャン方式について説明したが、この場合に限らず、全部のＬＥＤを同時に発光させる場合でも同様に実現することができる。
【００９４】
また、パネルの裏側の直下にＬＥＤの多数のブロックを配置し、ＬＥＤブロック毎に発光強度及び発光時間を制御する構成においても、同様に実現することができる。
【００９５】
＜第２の実施形態＞
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る、直下型バックライトを用いた表示装置の構成例を示すブロック図である。
図１１において、３０は表示装置であり、発光装置（直下型バックライト装置）４０を備えている。発光装置４０は、複数のＬＥＤブロックを液晶パネルの直下に配置し、それぞれのＬＥＤブロックが独立に発光するローカルデミング方式である。
【００９６】
図１１において、１１〜１７に示す構成は図２と同じ構成である。１６１は、各ＬＥＤブロックの動き量に応じてＬＥＤの発光強度及び発光時間を計算する発光強度時間計算回路である。１６２は、発光強度時間計算回路１６１により計算された発光強度及び発光時間に応じて、ＬＥＤブロック単位のＬＥＤドライバを制御するＬＥＤコントローラである。
【００９７】
１６３は、ＬＥＤブロック単位のＬＥＤを駆動するドライバである。１６４は、ＬＥＤブロック群であり、図１１では４０個のＬＥＤブロックの場合を示している。各ＬＥＤブロックは例えば白色又はＲＧＢ３色からなるＬＥＤと拡散板等で構成される。
【００９８】
なお、以下の表示装置３０の概略動作に関する説明において、図２の表示装置１０と同じところは省略する。動き量計算回路１２は、前面にある液晶パネルに表示する映像の動き量を、ＬＥＤブロック１６４のそれぞれが相当する領域に分けて計算する。液晶パネルがフルＨＤの場合、１９２０ｘ１０８０であるので、横５ブロック縦８ブロックに分割した場合、１個のＬＥＤブロックのサイズは３８４ｘ１３５画素である。本実施形態では、動き量計算回路１２において図８を用いて説明した手法により、１個のＬＥＤブロック内の６ｘ６画素毎に動き量を計算する。そして、１個のＬＥＤブロック内の６ｘ６画素毎の動き量を、２乗平均平方根することで、ＬＥＤブロック内の平均動き量が得られる。
【００９９】
次に、発光強度時間計算回路１６１は、ＬＥＤブロック毎の平均動き量によって、ＬＥＤブロック毎の発光強度及び発光時間を暫定的に決める。
【０１００】
この暫定的な決め方は、図９及び図１０を用いて説明した通りである。但し、暫定的に決めたＬＥＤブロック毎の発光強度及び発光時間に基づいて発光を制御し、隣接するＬＥＤブロックの発光パターンが大きく異なった場合、境界部分において違和感のある画像になる。例えば、パターン２の静止画寄りの発光パターンの隣にパターン１０の動画向けのパターンがあると、動画ボケの出方がＬＥＤブロック単位で異なるので、違和感のある画像になる。
【０１０１】
そこで、本実施形態では、隣接するＬＥＤブロックの値と近くなるように、例えばローパスフィルタを用いて平均化処理を行う。なお、隣接するＬＥＤブロック間の値の差を小さくするような処理であれば、ローパスフィルタ以外の処理を適用してもよい。
【０１０２】
図１２は、発光強度時間計算回路１６１におけるパターン決定方法を説明するための図である。
図１２において、１２１は、暫定的に決定したＬＥＤブロック毎のパターン値の例を示している。１２２は、ローパスフィルタを用いて平均化処理を行った後のＬＥＤブロック毎のパターン値を示している。１２３は、中央部のブロック用ローパスフィルタの係数である。１２４は、辺端部のブロック用ローパスフィルタの係数である。１２５は、角部のブロック用ローパスフィルタの係数である。
【０１０３】
なお、図１２の１２１に示した暫定的に決定したパターン値は一例である。図１２の１２１の例では、隣接したＬＥＤブロック間の差分が大きい部分が多々あり、最大で差分が９になっている。差分の大きいところは、前述したように動きボケの出方が境界で大きく変わるので、違和感を与えるので少なくする必要がある。
【０１０４】
そこで、発光強度時間計算回路１６１は、このパターン値１２１に対し、各ＬＥＤブロック毎の位置に応じて、ローパスフィルタ１２３、１２４、１２５の何れかをかけることによって平均化を行う。これにより、パターン値１２２が得られる。隣接したブロック間の差分は、全体的に減少し、最大の差分も６まで減少している。
【０１０５】
次に、発光強度時間計算回路１６１は、決定したＬＥＤの発光強度及び発光時間をＬＥＤコントローラ１６２のレジスタに書き込む。ＬＥＤコントローラ２２は、レジスタに書き込まれた値を駆動電圧及び出力時間に変換し、ドライバ１６３を駆動する。ドライバ１６３の数は、ＬＥＤブロックと同じだけあり、この例では４０個必要とする。ドライバ１６３は、入力された電圧に比例した電流をもって、ＬＥＤブロック１６４を駆動する。
【０１０６】
直下型バックライトにおいても、ＬＥＤコントローラ１６２は、スキャン動作を制御する。スキャン動作とは、ドライバをＯＮにしてからＯＦＦにする動作を上側のドライバから下側のドライバに順番にシフトさせる制御である。各ドライバがＯＮしている時間をホールド時間として制御することで、所望のデューティ比が得られる。駆動されたＬＥＤブロックは、電流値によって、明るく又は暗く発光する。ＬＥＤブロック１６４の光は、不図示の拡散板を通り、液晶パネル１７に与えられる。
【０１０７】
以上説明したように、第２の実施形態においては、動きの大きなＬＥＤブロックでは短く明るい発光を強くし、動きの小さなＬＥＤブロックでは長く暗い発光を強くする。これにより、映像の動きによる尾引きの見え方は、動きのある長い尾引きが薄く表示され、動きの少ない短い尾引きが濃く表示されることになり、自然に近い好ましい見え方となる。
【０１０８】
また、本実施形態の発光装置４０は、最大階調値の小さいＬＥＤブロックにおいては、元画像に対して短く明るい発光の強度を引き下げることができる。これにより、暗部が黒くしまった画像データを表示することも可能である。
【０１０９】
また、第１及び第２の実施形態では、液晶パネルを有する表示装置について説明したが、この場合に限らず、液晶プロジェクタ等の表示装置や有機ＥＬパネル等のホールド型表示デバイスを有する表示装置にも適用することができる。
【０１１０】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、ランプを用いた液晶プロジェクタにおいて、発光輝度及び発光時間を制御する場合について説明する。発光輝度を制御するために、ランプの発光強度をＬＥＤのように小刻みに電流値で制御することは応答性の観点で難しい。従って、第３の実施形態では、絞りを用いて発光輝度及び発光時間を制御するものとする。
【０１１１】
図１３は、液晶プロジェクタの概略構成を示す図である。
図１３において、１３１は光源となるランプである。１３２は集光調整光学系である。１３３は透過型の液晶パネルである。１３４はレンズである。１３５は絞りである。１３６は投射レンズである。
【０１１２】
ランプ１３１から照射された光は、集光調整光学系１３２で集光され、平行光として液晶パネル１３３に導かれる。液晶パネル１３３で画像化された光は、レンズ１３４により絞り１３５に導かれ、絞り１３５の開度に応じて減光される。減光された光は投射レンズ１３６により、図示していないスクリーンに投影される。
【０１１３】
図１４は、液晶プロジェクタの絞り制御を説明するための図である。即ち、図１４（ａ）は、短時間絞り開度を大きく開ける場合の状態１４１を示している。図１４（ｃ）は、絞り開度が大きい状態１４３を示している。図１４（ｂ）は、長時間絞り開度を小さく開ける場合の状態１４２を示している。図１４（ｄ）は、絞り開度の小さい状態１４４を示している。このように、絞り１３５の開度及び開放時間を変化させることで、ランプでありながら、ＬＥＤと同様に、発光輝度及び発光時間の両方を同時に制御することが可能となる。
【０１１４】
図１５は、本発明の第３の実施形態に係る液晶プロジェクタの内部構成を示す図である。なお、図２に示した第１の実施形態に係る表示装置１０と同様の構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１５】
図１５において、１５１は絞り１３５を駆動する絞りドライバである。１５２は絞り用インダクタである。１５３は絞り開度調整機構である。動きボケの起こり易さは、第１の実施形態と同様に、動き量計算回路１２により検出される。その結果によって、絞り開度調整機構１５３は、第１の実施形態と同様に、発光輝度及び発光時間の両方を制御する。即ち、本実施形態では、絞り１３５を用いているため、絞り開度調整機構１５３を用いてランプの発光輝度を制御する。また、本実施形態では、絞りドライバ１５１及び絞りインダクタ１５２を用いて絞り１３５を開けてから閉じるまでの時間を調整することにより、ランプの発光時間を制御する。
【０１１６】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、ＬＥＤを用いた液晶プロジェクタにおいて、発光輝度及び発光時間を制御する場合について説明する。液晶プロジェクタでは、光源をＬＥＤ素子とすることで、第１の実施形態とほぼ同じ構成とすることができる。第１の実施形態との相違は、図１における上下に一列で並ぶＬＥＤが、白色の１個のＬＥＤ又はＲＧＢのＬＥＤに置換される点にある。
【０１１７】
なお、前述した第１の実施形態から第４の実施形態においては、フレームレートを映像入力のフレームレートと同じ、例えば６０Ｈｚとして説明した。元画像データの間に挿入する中間画像データを生成し、フレーム周波数を定数倍化とすることで、動きボケを改善する技術があるが、この技術では、中間画像データのフレームは、元画像データのフレームよりも画質が劣化してしまう。そこで、本実施形態においては、中間画像データ込みの映像を入力映像とする際には、元画像データに対して短く明るい発光を使用し、中間画像データに対して長く暗い発光を使用する。これにより、劣化した中間画像データが目立たなくなるので、良好な結果が得られる。
【０１１８】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、複数のＬＥＤブロックからなる発光装置を有する表示装置において、元画像データの間に挿入する中間画像データを生成し、フレーム周波数を定数倍化する例について説明する。
【０１１９】
図１６は、第５の実施形態に係る表示装置の内部構成例を示すブロック図である。第５の実施形態に係る表示装置５０は、発光装置（バックライト装置）４０を備えている。発光装置４０は、複数のＬＥＤブロックを配列し、ＬＥＤブロック毎に異なる発光をしながら上から順番に発光させるローカルデミング方式である。
【０１２０】
表示装置５０における、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７及び１６１、１６２、１６３、１６４は、図１１と同様の構成であるため、説明を省略する。１８１は、元画像データから中間画像データを生成する中間画像生成回路である。１８２は、中間画像生成回路１８１に接続したメモリであるところのフレームメモリである。
【０１２１】
中間画像生成回路１８１は、６０Ｈｚの元画像データの前後２枚からその中間にあたる中間画像データを生成して、１２０Ｈｚの画像データとして出力する。中間画像生成回路１８１は、２枚の元画像データを使用するために、フレームメモリ１８２に古い画像データを蓄積させておき、新しい画像データとフレームメモリ１８２から読み出した古い画像データとから中間画像データを生成する。ここで中間画像データを生成する技術は一般的な技術であるため、詳細は省略する。
【０１２２】
中間画像データは、動き量等を計算して生成された画像データであるため、元画像データに比べると、特に動き部分において画質が劣化している。それをそのまま元画像データの間に表示してしまうと、違和感のある動きボケ等が表示され、視聴者に妨害感を感じさせてしまう。
【０１２３】
そこで、第５の実施形態においては、中間画像データを用いたフレーム周波数１２０Ｈｚの表示を行いながら、発光装置４０において、中間画像データに対して長く暗い発光を与える。そうすれば、動きのあるところで発生する中間画像データの劣化部分がぼけるので妨害感を感じにくくなる。このように、第５の実施形態によれば、フリッカを防止しながらも、動き部分における違和感のある動きボケによる妨害感をなくすことが可能となる。
【０１２４】
また、第５の実施形態においては、最大階調値の小さいブロックにおいては、元画像データに対しての短く明るい発光の発光強度を引き下げることができる。これにより、暗部が黒くしまった画像データを表示することも可能となる。
【０１２５】
従って、第５の実施形態においては、中間画像データを用いたフレーム周波数１２０Ｈｚの表示において、明るい部分のフリッカのみを削減し、画像黒部は黒浮きの少ない表示としながら、動いている部分は劣化の少ない画像データを表示することができる。
【０１２６】
以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。例えば、発光装置２０乃至４０は、画質調整回路１１、動き量計算回路１２及びタイミングコントローラ１４等を備えていてもよい。
【０１２７】
本発明は、液晶パネルや有機ＥＬパネル等のホールド型表示デバイスを有するＴＶ受像機、デューナ別体型モニタおよびＰＣ用モニタ等の表示装置あるいは表示装置に用いられるバックライトとして幅広く使用することができる。
【０１２８】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０：表示装置
１１：画質調整回路
１２：動き量計算回路
１４：タイミングコントローラ
１５：ソースドライバ
１６：ゲートドライバ
１７：液晶パネル
２０：発光装置
２１：発光強度と時間計算回路
２２：ＬＥＤコントローラ
２５：ドライバ
２６、２７：ＬＥＤ
２８：導光板
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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