(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス駆動する第１の光源と、
前記第１の光源の波長範囲と異なる波長範囲で発光し、ＤＣ駆動する第２の光源と、
前記第１の光源が発する光を透過し、入力画像信号に応じて透過量を変化させて画像を表示する表示部と、
前記第２の光源が発する前記表示部を透過した光の光量を測定するために前記表示部の表示側に取り付けられた前記第２の光源が発する前記波長範囲の光を測定する測定部と、
前記測定部による測定結果に基づいて前記表示部の応答速度を算出する応答速度算出部と、
を具備したことを特徴とする表示装置の応答速度算出システム。
【請求項２】
パルス駆動する第１の光源と、
前記第１の光源の発光期間に消灯し、前記第１の光源の消灯期間に発光するように、前記第１の光源と同期してパルス駆動する第２の光源と、
前記第１の光源が発する光を透過し、入力画像信号に応じて透過量を変化させて画像を表示する表示部と、
前記第１の光源と前記第２の光源が発する前記表示部を透過した光の光量を測定するために前記表示部の表示面側に取り付けられる測定部と、
前記測定部による測定結果に基づいて前記表示部の応答速度を算出する応答速度算出部と、
を具備したことを特徴とする表示装置の応答速度算出システム。
【請求項３】
前記表示部は、実画像表示エリアと非実画像表示エリアとを有し、
前記測定部は、前記非実画像表示エリアを透過した光量を測定するためにベゼル内に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の表示装置の応答速度算出システム。
【請求項４】
前記表示部にはテストパターンが表示され、前記測定部は、前記テストパターンを透過した光量を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の表示装置の応答速度算出システム。
【請求項５】
パルス駆動する第１の光源と、
前記第１の光源の波長範囲と異なる波長範囲で発光し、ＤＣ駆動する第２の光源と、
前記第１の光源が発する光を透過し、入力画像信号に応じて透過量を変化させて画像を表示する表示部とを有する表示装置の前記表示部の応答速度を算出する方法であって、
前記表示部の透過量を変化させ、前記第２の光源が発する前記表示部を透過した光の光量を前記第２の光源が発する前記波長範囲で測定し、前記測定結果に基づいて前記表示部の応答速度を算出することを特徴とする応答速度算出方法。
【請求項６】
パルス駆動する第１の光源と、
前記第１の光源の発光期間に消灯し、前記第１の光源の消灯期間に発光するように、前記第１の光源と同期してパルス駆動する第２の光源と、
前記第１の光源が発する光を透過し、入力画像信号に応じて透過量を変化させて画像を表示する表示部と
を有する表示装置の前記表示部の応答速度を算出する方法であって、
前記表示部の透過量を変化させ、
前記第１の光源と前記第２の光源が発する前記表示部を透過した光の光量を測定し、
前記測定結果に基づいて前記表示部の応答速度を算出することを特徴とする応答速度算出方法。
【請求項７】
前記第１の光源の波長範囲と異なる波長範囲で発光する第２の光源は、不可視光であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の応答速度算出システム。
【請求項８】
前記第１の光源の波長範囲と異なる波長範囲で発光する第２の光源は、不可視光であることを特徴とする請求項５に記載の応答速度算出方法。
【請求項９】
請求項１〜４または７のいずれかに記載の応答速度算出システムを具備する画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の応答速度算出システム、および、応答速度算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型の表示パネルを有する表示装置において、表示パネルの正確な応答速度を測定することは、オーバードライブにおいて最適な強調レベルを求める場合、あるいは、表示装置の品質管理（例えば、表示パネルの劣化度合いの評価、等）の場合に重要である。
【０００３】
例えば、液晶表示装置は、液晶層を挟む電極に電圧を印加し、液晶層の分子配向を変化させることで透過するバックライトの光量を変化させている。液晶分子を配向する速度（応答速度）は、駆動する電圧差（階調差）に応じて変化し、液晶はその性質上、白（フル階調）→黒（０階調）または黒→白の階調変化に対する応答速度が速く、中間階調から中間階調（Gray to Gray、以下「ＧＴＧ」と称する）の階調変化に対する応答速度は遅い。液晶表示装置で動画を見る場合、応答速度が遅いと動画に残像感や違和感を覚える場合があり、また、目の疲労にもつながる。
【０００４】
そこで、従来、応答速度が低下するＧＴＧの変化時に、実際の階調変化量に対応する電界変化量（電圧）よりも大きな電界変化量（電圧）を液晶に一瞬与えることによって、ＧＴＧの応答速度を速くする技術（オーバードライブ技術）が採用されている。
【０００５】
図１１は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方式の液晶表示パネル１４に対し、応答性を高めたオーバードライブ駆動（以下「ＯＤ駆動」と称する）を行う回路構成を示すブロック図である。
【０００６】
同図で、表示すべき画像データは画像データ入力部１１からＯＤ駆動制御部１２に送出される。ＯＤ駆動制御部１２は、１フレーム前の映像データと現在の映像データとの差分に対応する強調レベルを求め、該強調レベルにしたがって現在の映像データのレベル補正を行い、それを出力信号として表示ドライバ１３に出力する。
【０００７】
表示ドライバ１３は、ＯＤ駆動制御部１２から送られてきた画像データを用いて、液晶表示パネル１４のゲート電極とソース電極とを駆動することで、液晶表示パネル１４に画像を表示させる。
【０００８】
オーバードライブは、一時的に高い電圧を与えることにより、液晶の応答を速くするものであるが、応答速度は、液晶の温度等の経時的な要因や液晶表示パネル１４の劣化等の経年的な要因によって変化する。しかし、上記のオーバードライブは、時間的に前後する２つの映像データと、所定の強調レベルとから現在の映像データのレベル補正を行うのみであるため、温度変化や液晶表示パネル１４の劣化等による応答速度の変化を現在の映像データのレベル補正に反映させることができず、表示品質の向上が望めないという問題がある。
【０００９】
そこで、従来、温度センサによって液晶表示パネルの温度を測定し、この測定値を加味して、与える電圧の最適値を求める方法が採用されている。
【００１０】
図１２は、このようなオーバードライブを行う回路構成を示すブロック図である。
【００１１】
同図で、表示すべきデータは画像データ入力部２１からＯＤ駆動制御部２２に送出される。ＯＤ駆動制御部２２には、表示対象の液晶表示パネル２４に対して取り付けられた温度センサ２５からの検出信号が入力される。ＯＤ駆動制御部２２は、１フレーム前の映像データと現在の映像データとの差分と上記温度センサ２５で検出する液晶表示パネル２４の温度とから対応する強調レベルを求め、該強調レベルにしたがって現在の映像データのレベル補正を行い、それを出力信号として表示ドライバ２３に出力する。
【００１２】
表示ドライバ２３は、ＯＤ駆動制御部２２から送られてきた画像データを用いて、液晶表示パネル２４のゲート電極とソース電極とを駆動することで、液晶表示パネル２４で画像を表示させる。
【００１３】
この方法では、液晶表示パネル２４の温度変化による液晶の応答速度の変化を加味して現在の映像データのレベル補正を行うため、表示品質を一定程度向上させることができるが、液晶表示パネル２４の劣化等の経年的な要因による応答速度の変化が反映されていないため、適切なオーバードライブ駆動を実現できない場合がある。このような場合、補正量（強調レベル）が最適値からずれることによって、階調のずれや尾引き現象等のような画質の低下を招くという不具合を生じる。
【００１４】
そこで、液晶表示パネルの表示面に輝度センサを設けて液晶表示パネルを透過する光を検出して液晶の応答速度を直接検出し、この応答速度に基づいて、与える電圧の最適値（強調レベル）を求める方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
図１３は、このようなオーバードライブを行う回路構成を示すブロック図である。
【００１６】
同図で、表示すべきデータは画像データ入力部３１からＯＤ駆動制御部３２に送出される。応答速度算出部３６には、輝度センサ３５からの検出信号が入力される。液晶表示パネル３４には、画像の表示領域以外の領域に応答速度測定領域が設けられており、この応答速度測定領域に対向するように測定部である輝度センサ３５が設けられている。
【００１７】
応答速度算出部３６は、応答速度測定領域内の液晶に対して液晶駆動電圧（測定用電圧）が印加された時点から液晶の応答遅延によってセンサ出力（輝度センサ３５の出力電圧）が徐々に増加し、センサ出力が所定の閾値を超えるまでの時間に基づいて、液晶の応答速度を算出する。
【００１８】
ＯＤ駆動制御部３２には、応答速度算出部３６で算出された応答速度が入力される。ＯＤ駆動制御部３２は、１フレーム前の映像データと現在の映像データとの差分と液晶の応答速度とに対応する強調レベルを求め、該強調レベルにしたがって現在の映像データのレベル補正を行い、それを出力信号として表示ドライバ３３に出力する。
【００１９】
表示ドライバ３３は、ＯＤ駆動制御部３２から送られてきた画像データを用いて、液晶表示パネル３４のゲート電極とソース電極とを駆動することで、液晶表示パネル３４で画像を表示させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００７−２７９３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、輝度センサ３５の測定値に基づいて液晶表示パネル３４の応答速度を算出する上記方法には、液晶表示パネル３４のバックライトがＰＷＭ調光する場合、輝度センサ３５による実測値の変化が、液晶駆動によるものか、あるいはＰＷＭ調光によるものかの区別ができず、正確な応答速度を得ることができないという問題がある。
【００２２】
この問題を、図１４を用いて説明する。図１４（ａ）に示すように、バックライト駆動では一般的に約４９kHzで発振するパルスが用いられる。また、液晶表示パネルの中間階調における応答速度は、図１４（ｂ）の実線で示した２０ms程度であり、液晶表示パネル表面からは図１４（ｃ）のようなパルスが透過することとなる。バックライトのＰＷＭ調光は、図１４（ｄ）に示すような１５０Hz程度の周波数で行われ、例えばデューティ５０％ではバックライトの駆動パルスは図１４（ａ’）のような形状となる。このＰＷＭ調光の結果、液晶表示パネル３４を透過するパルスは、図１４（ｃ’）に示すような一部が欠落したものとなり、表示面に設けた輝度センサ３５では正確な応答速度を得ることができない。
【００２３】
この問題は、バックライトがＰＷＭ調光する場合に限らず、パルス駆動する場合には常に発生する。
【００２４】
また、上記方法では、応答速度を算出するために、表示面に測定用のパターンを表示させることになるが、バックライトが可視光であるため、測定用パターンの表示が邪魔になり、ユーザーの視認性を阻害してしまうという問題がある。
【００２５】
さらに、上記方法では、バックライトの輝度が変わる場合、入力画像信号に対応する輝度値（目標値）を再設定するか、または、バックライトの全ての輝度に応じて、入力画像信号に対応する輝度値（目標値）を予め設定しておかなければならず、応答速度測定の際の手間や液晶表示装置の設計・製造の工数が増えるという不都合が生じる。
【００２６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、バックライトがパルス駆動する場合においても正確な応答速度を算出することができる表示装置の応答速度算出システム、および応答速度算出方法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】
【００２７】
本発明による請求項１記載の表示装置の応答速度算出システムは、パルス駆動する第１の光源と、前記第１の光源の波長範囲と異なる波長範囲で発光し、ＤＣ駆動する第２の光源と、前記第１の光源が発する光を透過し、入力画像信号に応じて透過量を変化させて画像を表示する表示部と、前記第２の光源が発する前記表示部を透過した光の光量を測定するために前記表示部の表示面側に取り付けられた前記第２の光源が発する前記波長範囲の光を測定する測定部と、前記測定部による測定結果に基づいて前記表示部の応答速度を算出する応答速度算出部と、を具備したことを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、第１の光源がパルス駆動する光源であっても、第１の光源が発する光の波長範囲と異なる波長範囲の光を発し、ＤＣ駆動する第２の光源を第１の光源側に設置し、液晶層を透過した第２の光源が発する光を、表示面側に取り付けられた前記第２の光源が発する前記波長範囲の光を測定する測定部によって検出し、この測定結果に基づいて表示部の応答速度を算出することにより、パルス駆動する第１の光源の光に干渉されずに、正確に液晶表示部の応答速度を算出することができる。
【００２９】
本発明による請求項２記載の表示装置の応答速度算出システムは、パルス駆動する第１の光源と、前記第１の光源の発光期間に消灯し、前記第１の光源の消灯期間に発光するように、前記第１の光源と同期してパルス駆動する第２の光源と、前記第１の光源が発する光を透過し、入力画像信号に応じて透過量を変化させて画像を表示する表示部と、前記第１の光源と前記第２の光源が発する前記表示部を透過した光の光量を測定するために前記表示部の表示面側に取り付けられる測定部と、前記測定部による測定結果に基づいて前記表示部の応答速度を算出する応答速度算出部と、を具備したことを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、第１の光源がパルス駆動する場合であっても、第１の光源の消灯期間に発光し、発光期間に消灯する第２の光源を第１の光源側に設け、表示部を透過した第１の光源が発する光と第２の光源が発する光の光量を前記表示部の表示面側に取り付けられる測定部によって測定し、この測定結果に基づいて応答速度を算出することにより、第１の光源のパルス駆動に干渉されずに、正確に応答速度を算出することが可能となる。
【００３１】
本発明による請求項３記載の表示装置の応答速度算出システムは、上記請求項１または請求項２に記載の表示装置の応答速度算出システムにおいて、前記表示部は、実画像表示エリアと非実画像表示エリアとを有し、前記測定部は、前記非実画像表示エリアを透過した光量を測定するためにベゼル内に設けられたことを特徴とする。
【００３２】
ここで、実画像表示エリアとは、ユーザーに伝達される情報（実画像）を表示するために予め設定される領域であり、縦３：横４、縦９：横１６、縦４：横５、等のアスペクト比を有する。これに対し、非実画像表示エリアとは、何らの情報を表示しないか、または、ユーザーへの伝達が想定されていない情報を表示するために、実画像表示エリアの辺縁に予め設定される領域である。
【００３３】
この構成によれば、ベゼル内に設けられた前記測定部が、前記非実画像表示エリアを透過した光量に基づいて応答速度を算出することにより、ユーザーの視認性を阻害せずに、応答速度を算出することが可能となる。
【００３４】
本発明による請求項４記載の表示装置の応答速度算出システムは、上記請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の表示装置の応答速度算出システムにおいて、前記表示部にはテストパターンが表示され、前記測定部は、前記テストパターンを透過した光量を測定することを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、測定部がテストパターンを透過した光量を測定することにより、正確に応答速度を算出することが可能となる。
【００３６】
本発明による請求項５記載の応答速度算出方法は、パルス駆動する第１の光源と、前記第１の光源の波長範囲と異なる波長範囲で発光し、ＤＣ駆動する第２の光源と、前記第１の光源が発する光を透過し、入力画像信号に応じて透過量を変化させて画像を表示する表示部とを有する表示装置の前記表示部の応答速度を算出する方法であって、前記表示部の透過量を変化させ、前記第２の光源が発する前記表示部を透過した光の光量を前記第２の光源が発する前記波長範囲で測定し、前記測定結果に基づいて前記表示部の応答速度を算出することを特徴とする。
【００３７】
本発明による請求項６記載の応答速度算出方法は、パルス駆動する第１の光源と、前記第１の光源の発光期間に消灯し、前記第１の光源の消灯期間に発光するように、前記第１の光源と同期してパルス駆動する第２の光源と、前記第１の光源が発する光を透過し、入力画像信号に応じて透過量を変化させて画像を表示する表示部とを有する表示装置の前記表示部の応答速度を算出する方法であって、前記表示部の透過量を変化させ、前記第１の光源と前記第２の光源が発する前記表示部を透過した光の光量を測定し、前記測定結果に基づいて前記表示部の応答速度を算出することを特徴とする。
【００３８】
本発明による請求項７記載の表示装置の応答速度算出システムは、上記請求項１に記載の表示装置の応答速度算出システムにおいて、前記第１の光源の波長範囲と異なる波長範囲で発光する第２の光源は、不可視光であることを特徴とする。
【００３９】
本発明による請求項８記載の応答速度算出方法は、上記請求項５に記載の応答速度算出方法において、前記第１の光源の波長範囲と異なる波長範囲で発光する第２の光源は、不可視光であることを特徴とする。
【００４０】
本発明による請求項９記載の画像表示装置は、請求項１〜４または７のいずれかに記載の応答速度算出システムを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、第１の光源がパルス駆動する光源であっても、正確な応答速度を算出することが可能となる。
【００４２】
また、第２の光源が発する光を不可視光（例えば、赤外線光）にすることにより、ユーザーの視認性を阻害せずに、応答速度を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る表示装置の応答速度算出システムの機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成を示す概略図である。
【図３】実画像表示エリアの一部に応答速度測定のためのテストパターンを表示させた図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図５】応答速度の測定ポイントを示す図である。
【図６】本発明の実施形態１によって算出された応答速度を用いたオーバードライブ補正に係る液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態１によって算出された応答速度を用いたオーバードライブ補正の制御フローである。
【図８】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態２におけるバックライト６７と第２バックライト８８の発光関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の一般的なオーバードライブ駆動の液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】従来の温度センサを使用したオーバードライブ駆動の液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１３】従来の輝度センサを使用したオーバードライブ駆動の液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１４】従来のバックライト駆動パルスと液晶表示パネルからの透過光の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００４５】
図１は、本発明に係る表示装置の応答速度算出システム５０の機能ブロック図である。応答速度算出システム５０は、第１の光源５７と、第２の光源５８と、表示部５４と、測定部５５と、応答速度算出部５６とを具備する。応答速度算出システム５０の応答速度算出部５６は、図１（Ａ）に示すように、表示装置４０に接続されたコンピュータ４１に搭載される場合と、図１（Ｂ）に示すように、表示装置４０に搭載される場合がある。  
【００４６】
ここで、請求項に記載されている要素と、後述する実施形態における要素との対応関係を示す。第１の光源５７はバックライト６７に、第２の光源５８は、実施形態１においては赤外線光源６８、実施形態２においては第２バックライト８８に、表示部５４は液晶表示部６４に、測定部５５は、実施形態１においては赤外線センサ６５に、実施形態２においては輝度センサ８５に、応答速度算出部５６は、実施形態１においては応答速度算出部６６に、実施形態２においては応答速度算出部８６に、それぞれ該当する。
【００４７】
（実施形態１）
実施形態１は、請求項１、請求項３ないし請求項５、請求項７、および請求項８に記載の発明に係る表示装置の応答速度算出システムを、カラーＴＦＴ液晶パネルを用いた液晶表示装置に適用した場合の実施形態である。
【００４８】
図２は、本実施形態１に係る液晶表示装置の構成を示す概略図であり、図２（Ａ）は、液晶表示部６４と赤外線センサ６５との間を空けて示した斜視図、図２（Ｂ）は側面図である。液晶表示装置６０は、液晶表示部６４とバックライト６７と赤外線センサ６５と赤外線光源６８と図示しないベゼルを有するフロントカバー、および、これらを制御する回路等とから構成される。
【００４９】
液晶表示部６４は、ゲート電極とソース電極とにより制御される複数の画素をマトリクス状に配置した実画像表示エリア６９と非実画像表示エリア１００とを有する。実画像表示エリア６９は、ユーザーに伝達される情報（実画像）を表示するために予め設定される領域であり、縦３：横４、縦９：横１６、縦４：横５、等のアスペクト比を有する。これに対し、非実画像表示エリア１００は、何らの情報を表示しないか、または、ユーザーへの伝達が想定されていない情報、とりわけ、応答速度測定のためのテストパターンＴＰを表示するために、実画像表示エリア６９の辺縁に予め設定される領域である。
【００５０】
バックライト６７は、可視光を発する光源であり、ＰＷＭ調光する光源である。赤外線光源６８は、赤外線光を発するＤＣ駆動する光源であり、バックライト６７の波長範囲とは異なる波長範囲で発光する。赤外線光源６８は、バックライト６７の背面に設けられた採光穴に赤外線光を入射させることができる位置に設置される。本実施形態では、赤外線光源６８は、液晶表示部６４の表示面に向って右下側に設置される。
【００５１】
赤外線センサ６５は、液晶表示部６４の表示面に向かって右下側の図示しないベゼル内に配設され、赤外線光源６８が発する赤外線光を検出する。
【００５２】
非実画像表示エリア１００は、液晶表示装置６０を構成する図示しないフロントカバーのベゼルによって、外観からは認識できないように赤外線センサ６５とともにカバーされる。
【００５３】
本実施形態では、液晶表示部６４の応答速度を測定する際、液晶表示部６４の非実画像表示エリア１００の一部（非実画像表示エリア１００に向って右側）には、応答速度測定のためのテストパターンＴＰが表示される。
【００５４】
図４は、本実施形態１に係る液晶表示装置６０の回路構成を示すブロック図である。
【００５５】
同図で、表示すべきデータは画像データ入力部６１から表示ドライバ６３に送出される。液晶表示部６４は、赤外線光源６８が発する赤外線光およびバックライト６７が発する可視光を透過する。赤外線センサ６５は、液晶表示部６４を透過した赤外線光源６８が発する赤外線光およびバックライト６７が発する可視光のうち、赤外線光源６８が発する赤外線光のみを検出する。
【００５６】
なお、バックライト６７が発する赤外線成分の量は、赤外線光源６８が発する赤外線光の検出にあたっては誤差レベルであると考えられるため、赤外線センサ６５は、赤外線光源６８が発する赤外線光のみを検出することができる。なお、誤差レベルを超える量の赤外線をバックライト６７が放出する場合は、赤外線光源６８の出力レベルを上げて、バックライト６７が発する赤外線成分を誤差レベルにする方法や、赤外線光源６８および赤外線センサ６５の検出波長をバックライト６７が発する赤外線波長からずらす方法等により、赤外線センサ６５に、赤外線光源６８が発する赤外線光のみを検出させることができる。
【００５７】
応答速度算出部６６には、赤外線センサ６５からの検出信号が入力される。応答速度算出部６６は、赤外線センサ６５で検出する光量を用いて、液晶表示部６４の液晶の応答速度を算出する。
【００５８】
次に、応答速度算出部６６における応答速度算出方法について説明する。
【００５９】
赤外線センサ６５の出力から液晶表示部６４の応答速度を算出する方法には、コンパレータを使用する方法もあるが、本実施形態では、精度の高いＡＤコンバータを使用する方法を採用する。
【００６０】
図５は、応答速度の測定ポイントを示す図である。図５（Ａ）は、オーバードライブがかかっていない場合またはオーバードライブ不足の場合の応答速度の測定ポイントを示す図であり、図５（Ｂ）は、オーバードライブ過剰の場合の応答速度の測定ポイントを示す図である。
【００６１】
サンプリング間隔は、１ms程度で十分である。液晶の応答速度は一般に５〜３０ms程度であるので、応答速度が約１５usの赤外線センサと、応答速度がmax.６６．６us程度のＡＤコンバータとを使用することにより、液晶の応答速度を十分に細かくサンプリングすることができる。
【００６２】
液晶表示部６４に応答速度測定用のテストパターンＴＰが入力されると、階調の変化に伴って、ある時点から赤外線センサ６５の出力値が変化し始め、応答速度以上の時間が経過すると、センサ出力値は安定する。その期間において、赤外線センサ６５が出力する初期値ＰＳと終了時の値ＰＥの間隔を１００％とし、出力値が初期値ＰＳから±１０％以上に達した時間（開始時測定ポイントＰ１）と出力値が終了時の値ＰＥから±１０％以内に達した時間（終了時測定ポイントＰ２）を求めることにより、応答速度を算出することができる。
なお、上記テストパターンＴＰは、液晶表示部６４のうち少なくとも赤外線センサ６５が測定する領域に含まれる全ての画素を、予め決められた２つ以上の階調値で交互に表示させたものである。また、階調差が小さく出力が小さい場合は、赤外線センサ６５の出力側にアンプを追加して、ゲインを調整してもよい。
【００６３】
本実施形態の実施によって算出された応答速度を、液晶表示装置６０の品質管理（例えば、液晶パネルの劣化度合いの評価、等）に用いることができる。また、以下に述べるように、液晶表示装置６０のオーバードライブ補正に用いることができる。
【００６４】
次に、本実施形態によって算出された応答速度を用いたオーバードライブ補正について説明する。
【００６５】
図６は、本実施形態１によって算出された応答速度を用いたオーバードライブ補正に係る液晶表示装置７０の回路構成を示すブロック図である。なお、図６に記載する各ブロックが、図４記載の各ブロックと実質的に同一の場合は、該ブロックに同一の符号を付す。
【００６６】
同図で、ＯＤ駆動制御部７２は、応答速度算出部６６で算出された応答速度と、１フレーム前の映像データと現在の映像データの差分に対応する強調レベルとに基づいて、該強調レベルの補正レベルを算出し、該補正レベルにしたがって現在の映像データのレベル補正を行い、それを出力信号として表示ドライバ６３に出力する。表示ドライバ６３は、ＯＤ駆動制御部７２から送られてきた画像データを用いて、ＴＦＴ液晶パネルで構成される液晶表示部６４のゲート電極とソース電極とを駆動することで、液晶表示部６４で画像を表示させる。
【００６７】
次に、図７を参照して、本実施形態によって算出された応答速度を用いたオーバードライブ補正の制御フローについて説明する。なお、以下では、液晶表示部６４は、０階調から２５５階調の範囲で駆動可能なものとして説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、駆動範囲は２５５階調以上であっても以下であってもよい。
【００６８】
液晶の応答速度は、一般に、黒（０階調）→白（２５５階調）および白（２５５階調）→黒（０階調）が最も速い。そこで、最初に黒（０階調）→白（２５５階調）に要する応答速度Ｖ１および白（２５５階調）→黒（０階調）に要する応答速度Ｖ２を測定し、グレイ（中間階調）を含めた応答速度Ｖ３〜ＶnをＶ１、Ｖ２に近づけるように補正する。
【００６９】
制御フローは以下のとおりである。黒（０階調）→白（２５５階調）の応答速度Ｖ１および白（２５５階調）→黒（０階調）の応答速度Ｖ２を測定する（ステップＳＴ１）。次に黒（０階調）→グレイ（中間階調）、グレイ（中間階調）→黒（０階調）、白（２５５階調）→グレイ（中間階調）、グレイ（中間階調）→白（２５５階調）、グレイ（中間階調）→グレイ（中間階調）の各階調間の応答速度Ｖ３〜Ｖnを測定する（ステップＳＴ２）。上記ステップＳＴ２で測定した応答速度Ｖ３〜Ｖnと、上記ステップＳＴ１の二つの応答速度Ｖ１、Ｖ２とを比較する（ステップＳＴ３）。Ｖ１、Ｖ２とＶ３〜Ｖnの応答速度の差分が所定値（±３ms程度）を超えるものがあれば、オーバードライブを調整し（ステップＳＴ４）、再度応答速度Ｖ３〜Ｖnを測定する（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ３では、応答速度の差分が上記所定値を下回るまで上記ステップＳＴ４およびＳＴ２を繰り返す。ステップＳＴ３で所定値内にあれば補正を終了とする（ステップＳＴ５）。
【００７０】
次に、ステップＳＴ４におけるオーバードライブの調整について、さらに詳しく説明する。ここでは、赤外線センサ７５で検出した応答速度をフィードバックすることにより、Ｖ３〜ＶnとＶ１、Ｖ２のずれを小さくするようにオーバードライブ量を調整する。
【００７１】
オーバードライブの強弱の調整は、応答速度Ｖ３〜Ｖnの終了時測定ポイントＰ２（図５参照）と応答速度Ｖ１、Ｖ２との比較から以下のように決定される。
【００７２】
（Ａ）終了時測定ポイントが９０％から１００％の点にあり（図５（Ａ）のＰ２）、かつ、Ｖ３〜ＶnがＶ１、Ｖ２よりも長い場合には、オーバードライブを強くする。
（Ｂ）終了時測定ポイントが９０％から１００％の点にあり（図５（Ａ）のＰ２）、かつ、Ｖ３〜ＶnがＶ１、Ｖ２よりも短い場合には、オーバードライブを弱くする。
（Ｃ）終了時測定ポイントが１１０％から１００％の点にあり（図５（Ｂ）のＰ２）、かつ、Ｖ３〜ＶnがＶ１、Ｖ２よりも長い場合には、オーバードライブを弱くする。
（Ｄ）終了時測定ポイントが１１０％から１００％の点にあり（図５（Ｂ）のＰ２）、かつ、Ｖ３〜ＶnがＶ１、Ｖ２よりも短い場合には、オーバードライブを弱くする。
【００７３】
通常、応答速度は、到達すべき光量に対し１０％から９０％の光量に達するまでの時間を計測する。つまり、上記（Ａ）（Ｂ）がそれに該当する。上記（Ｃ）（Ｄ）については、オーバードライブが過剰にかかり、図５（Ｂ）に示すようなオーバーシュートが発生している場合を想定している。オーバーシュートは画質の劣化を招くため、応答速度Ｖ３〜Ｖnと応答速度Ｖ１、Ｖ２との比較結果にかかわらず、常にオーバードライブを弱くするように調整する。
【００７４】
以上に述べた如く、本実施形態によれば、ＤＣ駆動する赤外線光源が発する赤外線光に基づいて液晶の応答速度を測定するので、バックライトがＰＷＭ調光する場合であっても、該ＰＷＭ調光に干渉されずに正確な応答速度を算出することができる。
【００７５】
そして、本実施形態によって算出された応答速度を用いて、オーバードライブの強調レベルを補正したり、ディスプレイの品質管理をしたりすることができる。
【００７６】
加えて、本実施形態では、応答速度測定のためのテストパターンＴＰを赤外線光によって表示するので、テストパターンＴＰを可視光によって表示する場合に比し、ユーザーの視認性を阻害せずに応答速度を測定することができる。
【００７７】
さらに、本実施形態では、赤外線光源６８の輝度を一定にする。このため、バックライト６７の輝度が変化する場合であっても、入力画像信号と輝度値（目標値）の対応テーブルを一つ持てばよく、簡易迅速に応答速度を算出することができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、赤外線光源６８は、バックライト６７の背面側の、液晶表示部６４の表示面に向って右下側に設置されるものとして説明したが、これに限らず、赤外線光源６８は、液晶表示部６４の表示面に向って左上側、右上側、左下側、中央等、バックライト６７の背面側の任意の位置に設置することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、赤外線光源６８は、バックライト６７の背面側に設置されるものとして説明したが、これに限らず、バックライト６７の内部に設置してもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、赤外線センサ６５は、液晶表示部６４の表示面に向って右下側のベゼル内部に配設されるものとして説明したが、これに限らず、赤外線センサ６５は、液晶表示部６４の表示面に向って左上側、右上側、左下側、中央等、液晶表示部６４を透過した赤外線光源６８が発する赤外線光を検出できる位置であれば、ベゼル内の任意の位置に設置することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、非実画像表示エリア１００は、実画像表示エリア６９の下端に設定されるものとして説明したが、これに限らず、非実画像表示エリア１００は、実画像表示エリア６９の上端、または左右いずれかの側端に設定されてもよい。該エリアは、カラーフィルタがあえて形成されず、モノクロの画像が表示されるようにしてもよい。カラーフィルタを形成しないことで、これに遮断された一部赤外線領域の透過光も検出することが可能となり、より高精度の応答速度測定が可能となる。
【００８２】
また、本実施形態では、液晶表示部６４の応答速度測定のためのテストパターンＴＰを、非実画像表示エリア１００上に表示させるものとして説明したが、これに限らず、図３に示すように、実画像表示エリア６９に、応答速度測定のためのテストパターンＴＰを表示させるようにしてもよい。
【００８３】
この場合、赤外線センサ６５は、ベゼル内部ではなく、実画像表示エリア６９上に、実画像表示エリア６９に対向するように設置されてもよい。赤外線センサ６５は、液晶表示部６４を透過した赤外線光源６８が発する赤外線光を検出できる位置であれば、実画像表示エリア上の任意の位置に設置することができる。赤外線センサ６５を、液晶表示装置６０に接着させず、液晶表示装置６０と距離を置いて設置してもよい。
【００８４】
また、実画像表示エリア６９にテストパターンＴＰを表示させる場合、赤外線センサ６５を、液晶表示部６４の応答速度を測定するときだけ、実画像表示エリア上の測定領域に移動させ、それ以外のときはベゼル内に退避させるスイングアーム式の検出機構としてもよい。
【００８５】
また、実画像表示エリア６９にテストパターンＴＰを表示させる場合、応答速度測定のためのテストパターンＴＰを表示させず、実画像の表示に基づいて応答速度を算出するようにしてもよい。
【００８６】
また、本実施形態では、液晶表示部６４の表示面側の任意の一箇所で応答速度を測定するようにしたが、テストパターンＴＰを液晶表示部６４の表示面上の複数個所に表示させ、これに応じて複数の赤外線光源６８と赤外線センサ６５を設置することにより、複数個所の応答速度を測定するようにしてもよい。この測定結果を用いて、液晶表示部６４全面における応答速度の均一性を保持するオーバードライブ補正が可能となる。
【００８７】
また、本実施形態では、バックライト６７がＰＷＭ調光することを前提としたが、ＰＷＭ調光しなくても、パルス駆動する光源であればよい。
【００８８】
(実施形態２)
実施形態２は、請求項２ないし請求項４、請求項６に記載の発明に係る表示装置の応答速度算出システムを、カラーＴＦＴ液晶パネルを用いた液晶表示装置に適用した場合の実施形態である。
【００８９】
図８は、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成を示す概略図であり、図２（Ａ）は、液晶表示部６４と輝度センサ８５との間を空けて示した斜視図、図２（Ｂ）は側面図である。液晶表示装置６０は、液晶表示部６４とバックライト６７と第２のバックライト８８と輝度センサ８５と図示しないベゼルを有するフロントカバー、および、これらを制御する回路等とから構成される。
【００９０】
以下、実施形態１と実質的に同一のものには同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【００９１】
図９は、バックライト６７と第２バックライト８８の発光関係を示す図である。バックライト６７は、可視光を発する光源であり、図９（ｂ）に示すようにＰＷＭ調光する光源である。第２バックライト８８は、図９（ｃ）に示すようにバックライト６７の発光期間には消灯し、バックライト６７の消灯期間には発光するように、バックライト６７と同期してＰＷＭ調光する光源であり、バックライト６７と同一の可視光を発する光源である。第２バックライト８８は、バックライト６７の背面に設けられた採光穴に可視光を入射させることができる位置に設置される。輝度センサ８５は、液晶表示部６４に向かって右下側のフロントカバーのベゼル内に配設され、バックライト６７と第２バックライト８８が発する可視光の合計の光量を検出する。
【００９２】
なお、バックライト６７と第２バックライト８８は、輝度センサ８５において同一の光量を検出するように調整される。
【００９３】
図１０は、本実施形態２に係る液晶表示装置８０の回路構成を示すブロック図である。
【００９４】
同図で、液晶表示部６４は、第２バックライト８８が発する可視光およびバックライト６７が発する可視光を透過する。輝度センサ８５は、液晶表示部６４を透過したバックライト６７および第２バックライト８８が発する可視光の合計の光量（図９（ｄ））を検出する。応答速度算出部８６には、輝度センサ８５からの検出信号が入力される。応答速度算出部８６は、輝度センサ８５で検出する液晶表示部６４の所定階調の画素に対する光量を用いて、実施形態１に記載した方法と同一の方法により、液晶の応答速度を算出する。
【００９５】
以上に述べた如く、本実施形態によれば、バックライト６７と第２バックライト８８の相互補完により常時点灯の状態にすることができるので、バックライト６７がＰＷＭ調光する場合であっても、該ＰＷＭ調光に干渉されずに正確な応答速度を算出することができる。そして、上記実施形態によって算出された応答速度を用いて、オーバードライブの強調レベルを正確に補正したり、液晶表示装置８０の品質管理をしたりすることができる。
【００９６】
なお、上述した各実施形態は、テストパターンＴＰを液晶表示部６４の一部に表示させ、該テストパターンＴＰを輝度センサ８５によって測定するものとしたが、テストパターンＴＰを液晶表示部６４の全体に表示させ、該テストパターンＴＰを輝度センサ８５によって測定するようにしてもよい。これにより、液晶表示部上の任意の領域の応答速度を算出することができ、応答速度のムラを補正することが可能となる。
【００９７】
この場合、テストパターンＴＰを表示させずに、実画像に基づいて、液晶表示部上の任意の領域の応答速度を算出するようにしてもよい。
【００９８】
なお、上述した各実施形態は、本発明をカラーＴＦＴ液晶パネルを用いた液晶表示装置に適用した場合について説明したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＭＥＭＳディスプレイ等の透過型の表示装置に同様に適用することができる。
【００９９】
その他、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の表示装置の応答速度算出システムおよび応答速度算出方法は、パーソナルコンピュータで使用される表示装置やテレビ受信機などの電子機器への適用が可能である。
【０１０１】
（他の発明としての開示）
本件明細書に開示したシステムまたは方法の一部を、下記に述べるシステムまたは方法として把握することもできる。
【０１０２】
（１）請求項１記載の発明に関し、第１の光源をＤＣ駆動し、かつ、可視光を発する光源とし、第２の光源を不可視光を発する光源とする発明として把握してもよい。これにより、ユーザーの視認性を阻害せずに応答速度を算出することができる。
【０１０３】
（２）また、請求項１記載の発明に関し、第１の光源および第２の光源を、ＤＣ駆動し、かつ、可視光を発する光源とし、第２の光源の輝度を一定とし、かつ、常に第１の光源の輝度よりも高く設定することを特徴とする発明として把握することもできる。これにより、入力画像信号に対応する輝度値（目標値）を第２の光源に基づいて設定することで、第１の光源の輝度が変化する場合であっても、第２の光源が発する光に基づいて応答速度を正確かつ迅速に算出することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１１・・・・・画像データ入力部
１２・・・・・ＯＤ駆動制御部
１３・・・・・表示ドライバ
１４・・・・・液晶表示パネル
２１・・・・・画像データ入力部
２２・・・・・ＯＤ駆動制御部
２３・・・・・表示ドライバ
２４・・・・・液晶表示パネル
２５・・・・・温度センサ
３１・・・・・画像データ入力部
３２・・・・・ＯＤ駆動制御部
３３・・・・・表示ドライバ
３４・・・・・液晶表示パネル
３５・・・・・輝度センサ
３６・・・・・応答速度算出部
４０・・・・・表示装置
４１・・・・・コンピュータ
５０・・・・・応答速度算出システム
５４・・・・・表示部
５５・・・・・測定部
５６・・・・・応答速度算出部（算出部）
５７・・・・・第１の光源
５８・・・・・第２の光源
６０・・・・・液晶表示装置
６１・・・・・画像データ入力部
６３・・・・・表示ドライバ
６４・・・・・液晶表示部（表示部）
６５・・・・・赤外線センサ（測定部）
６６・・・・・応答速度算出部（算出部）
６７・・・・・バックライト（第１の光源）
６８・・・・・赤外線光源（第２の光源）
６９・・・・・実画像表示エリア
７２・・・・・ＯＤ駆動制御部
７０・・・・・液晶表示装置
８０・・・・・液晶表示装置
８５・・・・・輝度センサ（測定部）
８６・・・・・応答速度算出部
８８・・・・・第２バックライト（第２の光源）
１００・・・・非実画像表示エリア
ＴＰ・・・・・テストパターン
【図１】
0005129868.tif 000002
【図２】
0005129868.tif 000003
【図３】
0005129868.tif 000004
【図４】
0005129868.tif 000005
【図５】
0005129868.tif 000006
【図６】
0005129868.tif 000007
【図７】
0005129868.tif 000008
【図８】
0005129868.tif 000009
【図９】
0005129868.tif 000010
【図１０】
0005129868.tif 000011
【図１１】
0005129868.tif 000012
【図１２】
0005129868.tif 000013
【図１３】
0005129868.tif 000014
【図１４】
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