(57)【要約】【課題】動画及び静止画の画質を向上させる液晶表示装置を提供する。【解決手段】１フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う液晶パネル２６と、入力画像の１フレーム期間に占める黒画像表示期間を求める目標黒表示期間比率算出部１６と、目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、１つまたは複数フレーム毎の黒表示期間比率の変化量を求める黒表示期間比率変化量算出部１８と、前フレームの黒表示期間比率に黒表示期間比率変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定部２０と、黒表示期間比率に基づき、画像表示部に入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御部２２と、黒表示期間比率の変化に起因する、１フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を所定の範囲内に抑える表示輝度制御部２４とを備える。【選択図】      図１
2007206651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う画像表示部と、
前記入力画像の１フレーム期間に占める黒画像表示期間の割合である目標黒表示期間比率を求める目標黒表示期間比率算出部と、
前記目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、１つまたは複数のフレーム毎の黒表示期間比率の変化量をフリッカが抑制されるように求める黒表示期間比率変化量算出部と、
前フレームの黒表示期間比率に前記変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定部と、
前記黒表示期間比率に基づいて前記画像表示部に前記入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御部と、
を備えた
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記目標黒表示期間比率算出部は、前記目標黒表示期間比率を所定の閾値により離散化して離散目標黒表示期間比率を求める
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記閾値は、１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率と、現在の目標黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記差分の値が正のときの前記閾値と、負のときの前記閾値と異なる値にする
ことを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて小さい場合の閾値が、１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて大きい場合の閾値より大きい値である
ことを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記変化量は、前記目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記差分の値が正のときの前記変化量と、負のときの前記変化量と異なる値にする
ことを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記変化量は、前記離散目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの前記黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記変化量は、
（１）過去の所定のフレーム数における目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
（２）前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記黒表示期間比率の変化量を負値とし、
（３）それ以外を０とする
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記変化量は、
（１）過去の所定のフレーム数における離散目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
（２）前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記変化量を負値とし、
（３）それ以外を０とする
ことを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記黒表示期間比率の変化に起因する、１フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を所定の範囲内に抑える表示輝度制御部と備えた
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記黒表示期間比率変化量算出部は、
前記入力画像の動きを検出して少なくとも動きの大きさを含む動き情報を出力し、
前記動き情報における動きの大きさが大きいほど前記黒画像表示期間が長くなるように前記目標黒表示期間比率を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記画像表示部は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に設置されて前記液晶パネルを背面から照射する面光源部を少なくとも備え、
前記黒表示期間制御部は、前記黒表示期間比率に基づいて前記入力画像と前記黒画像の表示を行うように前記液晶パネルを制御し、
前記表示輝度制御部は、前記黒表示期間比率の変化に起因する、１フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を所定の範囲内に抑えるように、前記面光源部の輝度を制御する
ことを特徴とする請求項１から１４の中の少なくとも一項に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記画像表示部は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に設置されて前記液晶パネルを背面から照射する面光源部を少なくとも備え、
前記黒表示期間制御部は、前記１フレーム期間の間は前記入力画像の表示を行うように前記液晶パネルを制御し、
前記表示輝度制御部は、前記黒表示期間比率に基づいて、
（１）前記入力画像を表示すべき期間は前記面光源部を発光させ、
（２）前記黒画像を表示すべき期間は前記面光源部を消光させ、
（３）前記黒表示期間比率の変化に起因する１フレーム期間における前記画像表示部の輝度の変動を、所定の範囲内に抑えるように、前記面光源部の発光期間における輝度を制御する
ことを特徴とする請求項１から１４の中の少なくとも一項に画像表示装置。
【請求項１７】
前記面光源部は、前記液晶パネルの画面において垂直方向に複数に分割された水平発光領域毎に発光と消光のタイミングを制御できるものであり、
前記液晶パネルは、前記画面の端部より線順次で前記入力画像データが水平ライン毎に書き込まれ、
前記表示輝度制御部は、
（１）前記黒表示期間制御部によって前記分割された水平発光領域に相当する前記液晶パネルの表示領域に前記入力画像が書き込まれた後、前記水平発光領域を前記黒表示期間比率の黒表示期間に応じて消光させ、その後、前記水平発光領域を前記黒表示期間比率の黒表示期間以外の時間に応じて発光させるか、または、
（２）前記黒表示期間制御部によって前記分割された水平発光領域に相当する前記表示領域に前記入力画像が書き込まれた後、前記水平発光領域を前記黒表示期間比率の黒表示期間以外の時間に応じて発光させ、その後、前記水平発光領域を前記黒表示期間比率の黒表示期間に応じて消光させる
ことを特徴とする請求項１６記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記画像表示部は、エレクトロルミネッセンスパネルである
ことを特徴とする請求項１から１４の中の少なくとも一項に記載の画像表示装置。
【請求項１９】
１フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う画像表示部によって画像を表示する画像表示方法において、
前記入力画像の１フレーム期間に占める黒画像表示期間の割合である目標黒表示期間比率を求め、
前記目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、１つまたは複数のフレーム毎の黒表示期間比率の変化量をフリッカが抑制されるように求め、
前フレームの黒表示期間比率に前記変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出し、
前記黒表示期間比率に基づいて前記画像表示部に前記入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する
ことを特徴とする画像表示方法。
【請求項２０】
前記目標黒表示期間比率を所定の閾値により離散化して離散目標黒表示期間比率を求める
ことを特徴とする請求項１９記載の画像表示方法。
【請求項２１】
前記閾値は、１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率と、現在の目標黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項２０記載の画像表示方法。
【請求項２２】
前記差分の値が正のときの前記閾値と、負のときの前記閾値と異なる値にする
ことを特徴とする請求項２１記載の画像表示方法。
【請求項２３】
１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて小さい場合の閾値が、１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて大きい場合の閾値より大きい値である
ことを特徴とする請求項２１記載の画像表示方法。
【請求項２４】
前記変化量は、前記目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項１９記載の画像表示方法。
【請求項２５】
前記差分の値が正のときの前記変化量と、負のときの前記変化量と異なる値にする
ことを特徴とする請求項２４記載の画像表示方法。
【請求項２６】
前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項２４記載の画像表示方法。
【請求項２７】
前記変化量は、前記離散目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項２０記載の画像表示方法。
【請求項２８】
前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの前記黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項２７記載の画像表示方法。
【請求項２９】
前記変化量は、
（１）過去の所定のフレーム数における目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
（２）前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記黒表示期間比率の変化量を負値とし、
（３）それ以外を０とする
ことを特徴とする請求項１９記載の画像表示方法。
【請求項３０】
前記変化量は、
（１）過去の所定のフレーム数における離散目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
（２）前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記変化量を負値とし、
（３）それ以外を０とする
ことを特徴とする請求項２０記載の画像表示方法。
【請求項３１】
１フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う画像表示部によって画像を表示する画像表示プログラムにおいて、
前記入力画像の１フレーム期間に占める黒画像表示期間の割合である目標黒表示期間比率を求める目標黒表示期間比率算出機能と、
前記目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、１つまたは複数のフレーム毎の黒表示期間比率の変化量をフリッカが抑制されるように求める目標黒表示期間比率算出機能と、
前フレームの黒表示期間比率に前記変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定機能と、
前記黒表示期間比率に基づいて前記画像表示部に前記入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御機能と、
をコンピュータによって実現する
ことを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項３２】
前記目標黒表示期間比率算出機能は、前記目標黒表示期間比率を所定の閾値により離散化して離散目標黒表示期間比率を求める
ことを特徴とする請求項３１記載の画像表示プログラム。
【請求項３３】
前記閾値は、１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率と、現在の目標黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項３２記載の画像表示プログラム。
【請求項３４】
前記差分の値が正のときの前記閾値と、負のときの前記閾値と異なる値にする
ことを特徴とする請求項３３記載の画像表示プログラム。
【請求項３５】
１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて小さい場合の閾値が、１つまたは複数のフレーム前の離散目標黒表示期間比率が、現在の目標黒表示期間比率に比べて大きい場合の閾値より大きい値である
ことを特徴とする請求項３３記載の画像表示プログラム。
【請求項３６】
前記変化量は、前記目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項３１記載の画像表示プログラム。
【請求項３７】
前記差分の値が正のときの前記変化量と、負のときの前記変化量と異なる値にする
ことを特徴とする請求項３６載の画像表示プログラム。
【請求項３８】
前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項３６記載の画像表示プログラム。
【請求項３９】
前記変化量は、前記離散目標黒表示期間比率と前フレームの黒表示期間比率の差分に基づき決定される
ことを特徴とする請求項３２記載の画像表示プログラム。
【請求項４０】
前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの黒表示期間比率に比べて小さい場合の変化量の絶対値が、前記離散目標黒表示期間比率が前フレームの前記黒表示期間比率に比べて大きい場合の変化量の絶対値より小さい値である
ことを特徴とする請求項３９記載の画像表示プログラム。
【請求項４１】
前記変化量は、
（１）過去の所定のフレーム数における目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
（２）前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記黒表示期間比率の変化量を負値とし、
（３）それ以外を０とする
ことを特徴とする請求項３１記載の画像表示プログラム。
【請求項４２】
前記変化量は、
（１）過去の所定のフレーム数における離散目標黒表示期間比率から、過去の所定のフレーム数における黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が、過去の所定のフレーム数全てにおいて正値であれば、前記変化量を正値とし、
（２）前記差分値が過去の所定のフレーム数全てにおいて負値であれば、前記変化量を負値とし、
（３）それ以外を０とする
ことを特徴とする請求項３２記載の画像表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消費電力の増加を抑制しつつ、動画及び静止画の画質を向上させる画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等の薄型表示装置の高性能化が進み、従来、陰極線管（以下、ＣＲＴ）が主流であったテレビ分野にも普及し始めてきている。
【０００３】
しかし、液晶表示装置や有機ＥＬディスプレイには、動画像を表示すると画像がぼけて見えるという問題があった。この問題は、液晶表示装置や有機ＥＬディスプレイとＣＲＴとでは画像表示方法の時間軸特性が異なるために発生するものであった。以下、この問題の原因について簡単に説明する。
【０００４】
画素毎の表示・非表示の選択スイッチとしてトランジスタを用いた液晶表示装置や有機ＥＬディスプレイは、表示した画像が１フレーム期間保持される表示方法（以下、ホールド型表示という）を採用した表示装置である。一方、ＣＲＴは、各画素は一定時間点灯した後に暗くなる表示方法（以下、インパルス型表示という）を採用した表示装置である。
【０００５】
ホールド型表示の場合、動画像の各フレームを表示してから次のフレームを表示するまでの間、同じ画像が表示された状態になる。動画像中のフレームＮが表示されてから次のフレームＮ＋１が表示されるまでの間（フレーム間）は、フレームＮと同じ画像が表示された状態となる。動画像中に動体が映っている場合、画面上ではフレームＮが表示されてからフレームＮ＋１が表示されるまでの間、動体は静止していることになる。フレームＮ＋１が表示された時に動体が不連続に移動する。
【０００６】
一方、観察者が動体に注目していて、動体を追従して観察する場合（観察者の眼球運動が随従運動の場合）、観察者は眼球を動かして無意識のうちに連続的に滑らかに動体を追従しようとする。
【０００７】
すると、画面上における動体の動きと観察者が想定する動体の動きとの間に差違が生じる。この差違が原因となり、観察者の網膜上に動体の速度に応じてずれた画像が提示されることとなる。観察者はずれた画像が重ね合わされたズレ画像を知覚するため、動画像がぼけているような印象を受けることになる。
【０００８】
動画像の動きが高速になるほど、観察者の網膜上に提示される画像のずれが大きくなるため、観察者はよりぼけた印象を受けることになる。
【０００９】
インパルス型表示の場合はこのような「ボケ」は起こらない。インパルス型表示の場合は、動画像のフレーム間（例えば、上述のフレームＮとフレームＮ＋１との間）では黒が表示されるからである。
【００１０】
フレーム間で黒が表示されていることにより、観察者が眼球を動かしてなめらかに動体を追従している場合でも、画像が表示されている瞬間以外は観察者には画像が見えていない。観察者は動画像の１フレームをそれぞれ独立した画像として認識するため、網膜上に提示される画像がずれることはない。
【００１１】
ホールド型表示を行う表示装置における上述の問題を解決するために、フレームを表示した後に何らかの手段で「黒」を表示する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
また、入力画像が、動画か静止画かを判別し、動画の場合にのみ、連続するフレーム間に黒を表示する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−１０９９２１号公報
【特許文献２】特開２００２−１２３２２３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１では、フレーム間で液晶の画面を意図的に「黒」にすることにより、擬似的にＣＲＴのようなインパルス型表示を行い、動画の画質劣化を抑制している。しかし、黒表示期間中も点灯しているバックライトの消費電力が無駄になる。また、静止画においては、インパルス型表示に起因するフリッカが発生するという問題点がある。
【００１４】
特許文献２では、上記問題点を解決するために、静止画表示時には、ホールド型表示、動画表示時には、インパルス型表示とする制御を行っている。しかし、上記の方法では、例えば、動きの小さい動画も動きの大きい動画でも同様に黒が表示されるため、十分な消費電力効果は得られない。消費電力効果を大きくするために、例えば、動画、静止画の判定基準を動画よりにすることもできるが、その場合、動画の画質が低下する。更にインパルス表示とホールド表示の切り替えのような急激な黒表示期間比率（黒表示期間／１フレーム期間）の変化は、フリッカとして観察者に視認され、画質の低下を招くという問題点がある。
【００１５】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、消費電力の増加を抑制しつつ、液晶表示装置に表示される動画及び静止画の画質を向上させる画像表示装置及びその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】
【００１６】
本発明は、１フレーム期間に入力画像と黒画像の表示を行う画像表示部と、前記入力画像の１フレーム期間に占める黒画像表示期間の割合である目標黒表示期間比率を求める目標黒表示期間比率算出部と、前記目標黒表示期間比率と過去の目標黒表示期間比率に基づき、１つまたは複数のフレーム毎の黒表示期間比率の変化量をフリッカが抑制されるように求める黒表示期間比率変化量算出部と、前フレームの黒表示期間比率に前記変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を算出する黒表示期間比率決定部と、前記黒表示期間比率に基づいて前記画像表示部に前記入力画像と前記黒画像の表示を行う期間を制御する黒表示期間制御部と、を備えたことを特徴とする画像表示装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、消費電力の増加とフリッカを抑制しつつ、画像表示装置に表示される動画、静止画の画質を可及的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態による液晶表示装置１０について図１〜図９に基づいて説明する。
【００１９】
（１）液晶表示装置１０の構成
図１に、本実施形態による液晶表示装置１０の構成を示す。
【００２０】
入力映像信号は、フレームメモリ１２、動画／静止画判定部１４、目標黒表示期間比率算出部１６に入力される。
【００２１】
フレームメモリ１２は、入力映像信号を１フレーム期間保持し、１フレーム遅延された映像信号として動画／静止画判定部１４に出力する。なお、ここで言う１フレームとは、液晶表示装置１０に表示する１枚の画像のことを指しており、インターレース映像信号において一般に言われる１フィールドと、ここで言う１フレームとは同一のものを指すとする。
【００２２】
動画／静止画判定部１４は、入力映像信号とフレームメモリ１２により１フレーム期間遅延された映像信号を用いて、時間的に隣接する２フレーム間の動きの大きさを検出し、その結果を動き情報として目標黒表示期間比率算出部１６に出力する。
【００２３】
目標黒表示期間比率算出部１６では、入力された動き情報に基づき、液晶パネル２６に表示する入力映像信号のフレーム間に表示する黒表示の１フレーム期間における黒表示期間比率を算出し、離散目標黒表示期間比率情報として、黒表示期間比率変化量算出部１８に出力する。
【００２４】
黒表示期間比率変化量算出部１８では、過去のフレームにおける黒表示期間比率と入力された離散目標黒表示期間比率に基づき、１フレーム当たりの、黒表示期間比率の変化量を算出し、黒表示期間比率決定部２０に出力する。
【００２５】
黒表示期間比率決定部２０では、前フレームにおける黒表示期間比率に、入力された黒表示期間比率変化量を加算して、実際に表示を行う黒表示期間比率を決定し、黒表示期間制御部２２及びバックライト輝度制御部２４に出力する。
【００２６】
黒表示期間制御部２２では、入力された黒表示期間比率に基づき、液晶パネル２６に表示する映像信号及び液晶パネル２６を駆動する制御信号（水平同期信号、垂直同期信号等）を液晶パネル２６に出力する。
【００２７】
バックライト輝度制御部２４は、入力された黒表示期間比率に基づきバックライト２８の輝度を決定し、バックライト２８輝度制御信号としてバックライト２８に出力する。
【００２８】
液晶パネル２６は、入力された映像信号及び制御信号に基づきフレーム間に黒表示を内挿した映像信号を表示する。
【００２９】
バックライト２８は、バックライト２８輝度制御信号に基づいた輝度で発光する。
【００３０】
（２）各部の動作
次に各部１２〜２８の動作について説明する。なお、本実施形態の動画／静止画判定部１４、目標黒表示期間比率算出部１６、黒表示期間比率変化量算出部１８、黒表示期間比率決定部２０、黒表示期間制御部２２、バックライト輝度制御部２４は、液晶表示装置のタイミングコントローラＩＣによって実現される。但し、これらの機構を有するプログラムをコンピュータに実行させることによって実現させても構わない。
【００３１】
（２−１）動画／静止画判定部１４
動画／静止画判定部１４は、入力映像信号の複数のフレームを用いて動画／静止画を検出し、動き情報として出力する。
【００３２】
本実施形態では、入力映像信号をフレームメモリ１２で１フレーム期間保持し、１フレーム遅延された映像信号と入力映像信号、すなわち時間的に隣接する２フレームを用いて動画／静止画を検出している。但し、動画／静止画を検出するフレームは、時間的に連続する２フレームに限らず、例えば、入力映像信号がインターレースの映像信号の場合に、偶数フィールドまたは奇数フィールドのみを用いて動画／静止画検出を行っても良い。動画／静止画検出手段としては様々に考えられるが、本実施形態では、２フレーム間の絶対値差分和を動き情報とした。すなわち、水平画素数Ｘ、垂直画素数Ｙの第Ｎフレームと第Ｎ＋１フレームの絶対値差分和は、数１で表される。
【数１】
2007206651.tif 000003
【００３３】
ＳＡＤは、絶対値差分和を表し、ｆ（ｕ，ｖ，ｎ）は、第ｎフレームの位置（ｕ，ｖ）の画素のＹ値を表している。ｆ（ｕ，ｖ，ｎ）は、赤、緑、青の画素値（階調）線形和として数２のように表される。
【数２】
2007206651.tif 000004
【００３４】
Ｒ（ｕ，ｖ，ｎ）、Ｇ（ｕ，ｖ，ｎ）、Ｂ（ｕ，ｖ，ｎ）は、それぞれ、位置（ｕ，ｖ）における、赤、緑、青の画素値を表している。
【００３５】
なお、本実施形態では、Ｙ値の絶対値差分和を求めたが、赤、緑、青の画素値の絶対値差分和を求める構成としてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、１フレームの全ての画素について絶対値差分和を求める構成としているが、処理を簡略化するために、離散的な画素に対して絶対値差分和を求める構成としても良い。
【００３７】
また、１フレームを縮小し、縮小画像に対して絶対値差分和を求める構成としても良い。
【００３８】
また、フレーム間の絶対値差分和は隣接フレーム間以外にも、２フレーム毎やその他複数フレーム毎で求める構成としてもよい。
【００３９】
また、より動作をロバストにするために、過去数フレームの動き情報を利用して、現フレームの動き情報を決定する手法としてもよい。例えば、過去５フレームの動き情報から中央値処理を行い、中央値の動き情報を現フレームの動き情報とする。
【００４０】
上記のような処理をすることで、動き検出の失敗により発生した動き情報の外れ値が、中央値処理により、除外されることとなる。数１により求められた絶対値差分和は、動き情報として目標黒表示期間比率算出部１６に入力される。
【００４１】
（２−２）目標黒表示期間比率算出部１６
目標黒表示期間比率算出部１６は、入力された動き情報に基づき離散目標黒表示期間比率を算出する。
【００４２】
本実施形態では、動き情報の値から連続値の目標黒表示期間比率を求める。
【００４３】
そして、連続値の目標黒表示期間比率を閾値処理して離散化することにより、数３に示すように離散目標黒表示期間比率を求めている。
【数３】
2007206651.tif 000005
【００４４】
ここで、ＢＤ（Ｎ）は、Ｎフレームの離散目標黒表示期間比率を示しており、ＢＴ（Ｎ）は、Ｎフレームの目標黒表示期間比率を示しており、Ｔｈは、離散化に用いる閾値である。
【００４５】
目標黒表示期間比率と、動き情報の値の関係は、動き情報の値が大きい場合に、目標黒表示期間比率が大きい値となるような関係を予め設定しておけばよい。なお、目標黒表示期間比率は、最小の離散目標黒表示期間比率と最大の離散目標黒表示期間比率の間に収まるよう処理しておくことが望ましい。本実施形態では、離散目標黒表示期間比率は、最小値０％と最大値５０％とした。
【００４６】
しかし、上記閾値を固定値とした場合、目標黒表示期間比率の値が、閾値近傍の値の場合、フレーム毎に離散目標黒表示期間比率が０％となったり、５０％となったりする。そこで、閾値を数４のように１フレーム前の離散目標黒表示期間比率と現在のフレームの目標黒表示期間比率に応じて異なる値とする。
【数４】
2007206651.tif 000006
【００４７】
ここで、Ｃは閾値に対する冗長性を決める値である。
【００４８】
例えば、閾値を０．２５、Ｃを−０．１とし、現在の目標黒表示期間比率が０．２であった場合について、動作を説明する。
【００４９】
上記のような場合に、１フレーム前の離散目標黒表示期間比率が０であった場合、現在の目標黒表示期間比率は、１フレーム前の離散目標黒表示期間比率に比べ大きい値であるため、閾値は０．２５となり、結果、現在のフレームの離散目標黒表示期間比率は、０と設定される。
【００５０】
一方、１フレーム前の離散目標黒表示期間比率が０．５の場合、現在の目標黒表示期間比率は、１フレーム前の離散目標黒表示期間比率に比べ小さいであるため、閾値は、０．２５−０．１＝０．１５となり、その結果、現在のフレームの離散目標黒表示期間比率は、０．５と設定される。すなわち、数４のように閾値を可変とすることで、閾値近傍の目標黒表示期間比率に対して、安定して１つの離散目標黒表示期間比率が得られる。
【００５１】
また、Ｃを負値とすることで、１フレーム前の離散目標黒表示期間比率が０．５の時の閾値の値が小さい値となり、現在の離散目標黒表示期間比率が０．５と設定されやすくなる。すなわち、動画画質が良くなる目標黒表示期間比率に安定する。
【００５２】
なお、本実施形態では、離散目標黒表示期間比率を０％と５０％の２つの値としたが、同様に、離散目標黒表示期間比率を３つ以上の複数の値とすることもできる。その場合、まず、現在の目標黒表示期間比率が何れの離散目標黒表示期間比率間の値かを調べる。例えば、離散目標黒表示期間比率を０、０．２５、０．５とすれば、数５のように求められる。
【数５】
2007206651.tif 000007
【００５３】
ここで、ＢＤ，Ｈは、目標黒表示期間比率が含まれる離散目標黒表示期間比率の最大値、ＢＤ，Ｌは、目標黒表示期間比率が含まれる離散目標黒表示期間比率の最小値を示している。次に、数５により、目標黒表示期間比率が含まれる離散目標黒表示期間比率の範囲を決定した後、数４により閾値を設定し（なお、Ｔｈの値は、目標黒表示期間比率が含まれる離散目標黒表示期間比率の範囲毎に予め設定しておく）、最後に、数６により、離散目標黒表示期間比率を算出する。
【数６】
2007206651.tif 000008
【００５４】
（２−３）黒表示期間比率変化量算出部１８
上記により求められた、離散目標黒表示期間比率は、黒表示期間比率変化量算出部１８に入力され、１フレーム期間における黒表示期間比率の変化量を算出する。黒表示期間比率の変化量は、黒表示期間比率の急激な変化により発生するフリッカを、可及的に抑制するために設定される。
【００５５】
ここで、急激な黒表示期間比率の変化によるフリッカの発生の原理について説明する。
【００５６】
図２に、画像表示時間比率（＝１−黒表示期間比率）がｔ０からｔ１に変化（ｔ０＜ｔ１）したときの表示輝度の変化を模式的に示した図である。ｔ０期間の相対表示輝度をＬ０、ｔ１期間の相対表示輝度をＬ１とすると、１フレーム期間の平均輝度は画像表示時間比率によらず一定であるため、数７が成り立つ。
【数７】
2007206651.tif 000009
【００５７】
次に、画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化する場合の任意の１フレーム期間の相対積分輝度を考える。人間の目は、ある一定期間に網膜が受けた刺激を積分して明るさを知覚している。そこで、１フレーム期間の液晶表示装置１０の輝度を積分することで知覚する明るさをモデル化した。図３に画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化する場合の任意の１フレーム期間における相対積分輝度の時間変化を示す。横軸が時間、縦軸が相対積分輝度を示している。画像表示時間比率がｔ０またはｔ１で一定の場合、任意の１フレーム期間における相対積分輝度は、一定値Ｌａｖｅとなる。しかし、画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化するタイミングでは、任意の１フレーム期間において、画像表示時間比率がｔ０の時の相対輝度Ｌ０の一部と、画像表示時間比率がｔ１の時の相対輝度Ｌ１の一部が積分されることとなり、相対積分輝度は、図３に示すように小さい値に変化する。この時の最小値をＬｍｉｎとすると、Ｌｍｉｎは数７を利用して、数８のように表される。
【数８】
2007206651.tif 000010
【００５８】
よって、相対積分輝度の変化量ΔＬは、数９のように表される。
【数９】
2007206651.tif 000011
【００５９】
また、相対積分輝度がＬａｖｅに比べ小さくなっている期間Δｔは、図３より、数１０のように表される。
【数１０】
2007206651.tif 000012
【００６０】
知覚されるフリッカは、フリッカの強度（ΔＬ）とフリッカの発生期間（Δｔ）との積に比例すると考えられるため、知覚されるフリッカＩは、数１１のように表される。
【数１１】
2007206651.tif 000013
【００６１】
ここで、αは比例定数を表している。
【００６２】
一方、図４に示すように、画像表示時間比率がｔ０からｔ１（ｔ０＞ｔ１）に変化した場合についても同様に考えると、任意の１フレーム期間における相対積分輝度は、図５のようになる。すなわち、画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化するタイミングでは、任意の１フレーム期間において、画像表示時間比率がｔ０の時の相対輝度Ｌ０の一部と、画像表示時間比率がｔ１の時の相対輝度Ｌ１の一部が積分されることとなり、相対積分輝度は、図５に示すように大きい値に変化する。この時の最大値をＬｍａｘとすると、Ｌｍａｘは数７を利用して、数１２のように表される。
【数１２】
2007206651.tif 000014
【００６３】
よって、相対積分輝度の変化量ΔＬは、数１３のように表される。
【数１３】
2007206651.tif 000015
【００６４】
また、相対積分輝度がＬａｖｅに比べ大きくなっている期間Δｔは、図５より、数１４のように表される。
【数１４】
2007206651.tif 000016
【００６５】
よって知覚されるフリッカＩは、数１５のように表される。
【数１５】
2007206651.tif 000017
【００６６】
以上より、画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化する際に知覚されるフリッカは、数１１、数１５より、画像表示時間比率の変化量、すなわち黒表示期間比率の変化量に比例することとなる。よって、知覚されるフリッカが認知限以下になるような黒表示期間比率の変化量で過渡黒表示期間を設定することで、急激な黒表示期間比率の変化によるフリッカの発生を抑制することができる。
【００６７】
上記に示すように、１フレームまたは、複数フレーム毎の黒表示期間比率の変化を急激なものとすると、フリッカが知覚されることとなる。そこで、本実施形態では、黒表示期間比率の変化量を設定し、１フレーム毎の黒表示期間比率の変化量を３％とした。
【００６８】
（２−４）黒表示期間比率決定部２０
上述のように設定した黒表示期間比率の変化量は、黒表示期間比率決定部２０に入力され、最終的に出力する黒表示期間比率が算出される。黒表示期間比率は、数１６により算出される。
【数１６】
2007206651.tif 000018
【００６９】
ここで、Ｓｇｎ（ｘ）は、ｘの符号を返す関数であり、ΔＢは黒表示期間比率変化量（本実施形態では、０．０３）、Ｂ（Ｎ）は、Ｎフレームの黒表示期間比率を示している。但し、Ｂ（Ｎ）は、最小黒表示期間比率（本実施形態では０）と最大黒表示期間比率（本実施形態では０．５）の間の値であるため、数１７により、黒表示期間比率を修正する。
【数１７】
2007206651.tif 000019
【００７０】
算出された黒表示期間比率は、黒表示期間制御部２２、及び、バックライト輝度制御部２４に入力される。
【００７１】
（２−５）黒表示期間制御部２２
黒表示期間制御部２２は、算出された黒表示期間比率に応じた液晶パネル２６を駆動するための映像信号、制御信号（水平、垂直同期信号等）を出力する。
【００７２】
（２−６）液晶パネル２６
（２−６−１）液晶パネル２６の構成
液晶パネル２６は、本実施形態ではアクティブマトリクス型のものであり、図６に示すように、アレイ基板５０上に複数本の信号線５２及びこれと交差する複数本の走査線５４が図示しない絶縁膜を介してマトリクス状に配置されており、両線の各交差部には画素５８が形成されている。信号線５２及び走査線５４の端部は、信号線駆動回路６０及び走査線駆動回路６２にそれぞれ接続されている。
【００７３】
画素５８において、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチ素子７２は、映像信号書込み用のスイッチ素子７２であり、そのゲートは１水平ライン毎に共通に走査線５４に接続され、ソースは１垂直ライン毎に信号線５２に共通に接続されている。さらに、ドレインは画素電極６４に接続されると共に、この画素電極６４と電気的に並列に配置された補助容量６６に接続されている。
【００７４】
画素電極６４は、アレイ基板５０上に形成され、この画素電極６４と電気的に相対する対向電極６８は、図示しない対向基板上に形成されている。対向電極６８には、図示しない対向電圧発生回路から所定の対向電圧が与えられている。
【００７５】
また、画素電極６４と対向電極６８との間には液晶層７０が保持され、アレイ基板５０と前記対向基板の周囲は図示しないシール材により封止されている。なお、液晶層７０に用いる液晶材料は、どのようなものでも良いが、後述するように、本実施形態による液晶パネル２６は、１フレーム期間に画像表示と黒表示の２つの画像信号を書き込む必要があるため、比較的高速に応答するものが望ましい。例えば、強誘電性液晶やＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モードの液晶等が良い。
【００７６】
走査線駆動回路６２は、図示しないシフトレジスタ、レベルシフタ及びバッファ回路等から構成されている。この走査線駆動回路６２は、表示比率制御部から制御信号として出力された垂直スタート信号や垂直クロック信号に基づいて、各走査線５４に行選択信号を出力する。
【００７７】
信号線駆動回路６０は、図示しないアナログスイッチ、シフトレジスタ、サンプルホールド回路、ビデオバス等から構成されている。この信号線駆動回路６０には、表示比率制御部から制御信号として出力された水平スタート信号及び水平クロック信号が入力されると共に、映像信号が入力されている。
【００７８】
（２−６−２）液晶パネル２６の動作
次に、液晶パネル２６の動作について説明する。
【００７９】
図７に液晶パネル２６のタイミングチャートを示す。
【００８０】
図７は、信号線駆動回路６０から出力される表示信号及び走査線駆動回路６２から出力される走査線信号の駆動波形、並びに液晶パネル２６における画像表示状態を示したものである。なお、図７では、説明を簡単にするために、ブランキング期間を図示していないが、通常、一般的な液晶パネル２６の駆動信号は、水平及び垂直ブランキング期間を有している。
【００８１】
信号線駆動回路６０からは、１水平走査期間の前半に画像表示信号が、後半に黒表示信号が出力される。走査線駆動回路６２では、画像表示信号を供給すべき各画素５８に対応する走査線を１水平走査期間の前半に選択し、黒表示信号を供給すべき各画素５８に対応する走査線を１水平走査線期間の後半に選択する。
【００８２】
図７は、黒表示期間比率が５０％の場合のタイミングチャートである。垂直走査線数をＶとしたとき、１水平走査期間の前半に１ライン目の走査線を選択して対応する画素５８に画像表示信号を供給するときには、１水平走査期間の後半にはＶ／２＋１ライン目の走査線を選択して対応する画素５８に黒表示信号を供給する。同様に、１水平走査期間の前半に２ライン目の走査線を選択したときには、１水平走査期間の後半にＶ／２＋２ライン目の走査線を選択する。同様にして、１水平走査期間の前半と後半とでそれぞれ、順次その次の走査線を選択してゆく。このようにして、１水平走査期間の前半にＶライン目の走査線が選択されて対応する画素５８に画像表示信号が供給されたときは、１水平走査期間の後半にはＶ／２ライン目の走査線が選択されて対応する画素５８に黒表示信号が供給される。
【００８３】
図８は、黒表示期間比率が５０％の場合における液晶パネル２６上の表示状態を示したものである。
【００８４】
図８（ａ）は、Ｖ／２＋１ライン目までｎフレーム目の画像表示信号の書き込みが完了し、１ライン目に黒表示信号を書き込んだときの表示状態を示している。
【００８５】
図８（ｂ）は、Ｖ／２＋２ライン目までｎフレーム目の画像表示信号を書き込み、２ライン目に黒表示信号を書き込んだ時の表示状態を示している。
【００８６】
図８（ｃ）は、Ｖライン目にｎフレーム目の画像表示信号を書き込み、Ｖ／２−１ライン目に黒表示信号を書き込んだ時の表示状態を示している。
【００８７】
図８（ｄ）は、１ライン目にｎ＋１フレーム目の画像表示信号を書き込み、Ｖ／２ライン目に黒表示信号を書き込んだ時の表示状態を示している。
【００８８】
図８（ｅ）は、Ｖ／２ライン目にｎ＋１フレーム目の画像表示信号を書き込み、Ｖライン目に黒表示信号を書き込んだ時の表示状態を示している。
【００８９】
図７では、黒表示期間比率が５０％の場合について示したが、同様に黒表示信号の書き込み開始タイミングを変更、すなわち、走査線信号のタイミングを変更することにより任意の黒表示期間の設定が可能である。よって、黒表示期間比率に応じた黒表示信号の書き込み開始タイミングの制御信号を黒表示期間制御部２２から出力し、液晶パネル２６に入力することで、任意の黒表示期間比率により液晶パネル２６に画像を表示することが可能となる。
【００９０】
（２−７）バックライト輝度制御部２４
バックライト輝度制御部２４では、入力された黒表示期間比率情報を用いてバックライト２８の光源を制御するバックライト２８輝度制御信号を出力する。
【００９１】
すなわち、バックライト２８の光源がアナログ変調のＬＥＤであれば、アナログ電圧信号を、パルス幅変調（ＰＷＭ）のＬＥＤであれば、パルス幅変調信号を出力する。また、光源が冷陰極管であれば、冷陰極管点灯用のインバータに入力されるアナログ電圧を出力する。
【００９２】
なお、本実施形態では、比較的簡単な構成で、輝度のダイナミックレンジを大きく取ることができるパルス幅変調方式のＬＥＤ光源を用いた。予め、ＬＥＤ光源に入力するパルス幅とバックライト２８の輝度の関係を測定し、バックライト輝度制御部２４に保持しておく。保持しておくデータとしては、例えば、上記関係が関数で表現できる場合は関数を保持しておけばよく、また、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ−ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）としてＲＯＭ等に保持しておいても良い。
【００９３】
また、ＬＥＤ光源が赤、緑、青の３原色のＬＥＤを混色して白を表示する構成であれば、それぞれのＬＥＤのデータを保持しておくのが望ましい。
【００９４】
更に、上記では、パルス幅とバックライト２８の輝度の関係をデータとして保持していく方法を示したが、様々な黒表示期間比率で表示された液晶パネル２６上で、輝度が一定となる黒表示期間比率とパルス幅の関係を保持しておいても良い。すなわち、ある黒表示期間比率で液晶パネル２６に白画像を表示し、バックライト２８の輝度を、液晶パネル２６の透過後の輝度が所定の値となるように制御し、そのときのＬＥＤ光源に入力しているパルス幅を求める。上記操作を様々な黒表示期間比率で行い、黒表示期間比率とパルス幅の関係を求め、データとして保持しておく。入力された黒表示期間比率情報で上記データを参照することにより、バックライト２８の輝度は制御され、任意の黒表示期間比率に対し、液晶パネル２６上の輝度を略一定に保つことが可能となる。
【００９５】
また、上記以外にも、バックライト２８にフォトダイオード等を設置し、バックライト２８の輝度をフォトダイオード等で計測しながらフィードバックを行い、ＬＥＤ光源の輝度を制御する方法でも良い。特にＬＥＤ光源は、温度により発光特性が変化するために、上記のようにフォトダイオード等によりフィードバックを行う構成は有効である。
【００９６】
図９は、黒表示期間比率範囲を０％から５０％と設定した場合の、黒表示期間比率と、液晶パネル相対透過率、バックライト相対輝度、液晶表示装置相対輝度との関係を示したものである。横軸が、黒表示期間比率、左側縦軸が、黒表示期間比率が０％の時の、液晶パネル２６の透過率に対する相対透過率、右側縦軸が、黒表示期間比率が５０％の時の、バックライト２８の輝度に対する相対輝度を示している。
【００９７】
本実施形態で用いた液晶パネル２６は、黒表示期間比率が大きくなるにつれ、線形に透過率が減少するため、バックライト２８の輝度を黒表示期間比率が大きくなるにつれ大きくし、液晶表示装置１０の相対輝度、すなわち、液晶パネル２６の透過後の輝度が一定になるようにバックライト２８の輝度を制御する。図９より、黒表示期間比率とバックライト２８の相対輝度の関係が求まり、更にバックライト相対輝度と、ＬＥＤ光源に入力するパルス幅の関係から、黒表示期間比率とパルス幅の関係を求めることができ、黒表示期間比率制御部２２で求められた黒表示期間比率情報より、パルス幅で表されるバックライト２８の輝度制御信号を求めることができる。
【００９８】
バックライト２８は、上記のように、様々な光源により構成可能であるが、本実施形態では、ＬＥＤを光源とする直下型バックライト２８とした。但し、バックライト２８の構成は、上記に限定されるものではなく、例えば、導光板を用いたエッジライト型バックライト２８でも構わない。バックライト２８は、バックライト輝度制御部２４から出力されたバックライト２８の輝度制御信号により、輝度が制御される。
【００９９】
（３）効果
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置１０によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
【０１００】
更に、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
【０１０１】
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
【０１０２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の液晶表示装置１０について説明する。
【０１０３】
本実施形態による液晶表示装置１０の基本的な構成は、第１の実施形態と同様であるが、目標黒表示期間比率算出部１６と、黒表示期間比率変化量算出部１８の動作が、第１の実施形態と異なる。
【０１０４】
目標黒表示期間比率算出部１６は、第１の実施形態と同様に、数３により、離散目標黒表示期間比率を算出する。但し、第１の実施形態のように、閾値に冗長性は持たせず、固定値とする。なお、本実施形態では、目標黒表示期間比率を閾値処理することにより、離散目標黒表示期間比率を算出しているが、上記離散化は必ず必要な構成ではなく、動き情報から得られた目標黒表示期間比率をそのまま黒表示期間比率変化量算出部１８に入力してもよい。
【０１０５】
黒表示期間比率変化量算出部１８では、前フレームの黒表示期間比率と入力された離散目標黒表示期間比率の差分に応じて、１フレーム当たりの黒表示期間比率の変化量を、数１８を用いて算出する。
【数１８】
2007206651.tif 000020
【０１０６】
ここで、ΔＢ１とΔＢ２は、それぞれ前フレームの黒表示期間比率に対して、離散目標黒表示期間比率が小さくなった場合と、大きくなった場合の１フレーム当たりの黒表示期間比率の変化量を示している。
【０１０７】
ΔＢ１とΔＢ２は様々な値を取りえるが、第１の実施形態でも説明したように、黒表示期間の変化に伴うフリッカが視認されない変化量以下に設定することが望ましく、更に、ΔＢ１＜ΔＢ２とすることが望ましい。これは、ΔＢ１＜ΔＢ２とすることで、第１の実施形態と同様に、黒表示期間比率は大きい値、すなわち動画画質が良くなる状態で安定させることができるためである。
【０１０８】
数１８は、離散目標黒表示期間比率を入力として黒表示間比率の変化量を算出しているが、離散化されていない、目標黒表示期間比率を入力する構成とすることもできる。この場合、数１８は、数１９のように表される。
【数１９】
2007206651.tif 000021
【０１０９】
その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１１０】
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置１０によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
【０１１１】
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
【０１１２】
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
【０１１３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の液晶表示装置１０について説明する。
【０１１４】
本実施形態による液晶表示装置１０の基本的な構成は、第１の実施形態と同様であるが、目標黒表示期間比率算出部１６と、黒表示期間比率変化量算出部１８の動作が、第１の実施形態と異なる。
【０１１５】
目標黒表示期間比率算出部１６は、第１の実施形態と同様に、数３により、離散目標黒表示期間比率を算出する。但し、第１の実施形態のように、閾値に冗長性は持たせず、固定値とする。なお、本実施形態では、目標黒表示期間比率を閾値処理することにより、離散目標黒表示期間比率を算出しているが、上記離散化は必ず必要な構成ではなく、動き情報から得られた目標黒表示期間比率をそのまま黒表示期間比率変化量算出部１８に入力してもよい。
【０１１６】
黒表示期間比率変化量算出部１８では、過去の複数フレームにおける離散目標黒表示期間比率から、過去の複数フレームにおける黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値に基づき、黒表示期間比率の変化量を算出する。具体的には、数２０に示すように、過去の複数フレームにおける離散目標黒表示期間比率から、過去の複数フレームにおける黒表示期間比率をそれぞれ引いた差分値が全て正値または全て負値の場合に、黒表示期間比率の変化量を所定の値に設定し、それ以外は、０を設定する。
【数２０】
2007206651.tif 000022
【０１１７】
数２０では、過去ｎフレームの離散目標黒表示期間比率と黒表示期間比率の差分に基づき、黒表示期間比率の変化量を算出している。なお、本実施形態では、ｎ＝４とした。
【０１１８】
また、数２０では、第２の実施形態の構成も含め、差分値が正値または負値により、黒表示期間比率の変化量を異なる値としたが、ΔＢ１とΔＢ２は、同じ値としても構わない。上記のように構成することにより、動き情報検出のミス等により、離散目標黒表示期間比率が多少変動しても、黒表示期間比率の変化量は、０と設定されるため、安定した黒表示期間比率を得ることができる。
【０１１９】
なお、数２０では、離散目標黒表示期間比率を入力としたが、数２１に示すように目標黒表示期間比率を入力とする構成も可能である。
【数２１】
2007206651.tif 000023
【０１２０】
その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１２１】
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置１０によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
【０１２２】
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
【０１２３】
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
【０１２４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態の液晶表示装置１０について図１０、図１１に基づいて説明する。
【０１２５】
（１）液晶表示装置１０の構成
図１０に、本実施形態による液晶表示装置１０の構成を示す。
【０１２６】
本実施形態による液晶表示装置１０は、基本的な構成は、第１の実施形態と同様であるが、バックライト２８の発光、消光を制御することにより液晶表示装置１０に表示される入力映像の黒表示期間比率を制御することを特徴とする。
【０１２７】
入力映像から、第１の実施形態と同様の構成により、黒表示期間比率が決定される。決定された黒表示期間比率は、黒表示期間比率情報としてバックライト輝度制御部２４に入力される。バックライト輝度制御部２４では、黒表示期間比率情報に基づき、バックライト２８の発光期間及びバックライト２８の発光輝度を決定し、バックライト２８発光比率制御信号及びバックライト２８の輝度制御信号として、バックライト２８に入力される。バックライト２８は、入力されたバックライト２８の発光比率制御信号及びバックライト２８の輝度制御信号に基づきバックライト２８を発光する。
【０１２８】
（２）液晶パネル２６とバックライト２８の動作
次に、液晶パネル２６とバックライト２８の動作について説明する。
【０１２９】
図１１に、液晶パネル２６とバックライト２８の動作を示す。図１１の横軸は時間、縦軸は、液晶パネル２６の垂直表示位置を示している。
【０１３０】
通常液晶パネル２６は、画面向かって上部より線順次に映像が書き込まれる。よって、液晶パネル２６への書き込みは、図１１に示すように、画面向かって上部より、書き込む時間を少しずつズラしながら映像が液晶パネル２６に書き込まれる。なお、後に説明するバックライト２８の発光期間を確保するために、液晶パネル２６への書き込みは、通常１フレーム期間（一般に１／６０秒）かけて行われるが、本実施形態では、１フレーム期間よりも短い期間、１／４フレーム期間（１／２４０秒）で書き込まれる。液晶パネル２６の最下ラインが書き込まれた後、液晶の応答が完了するまでの所定の期間後、バックライト２８の発光比率制御信号に応じてバックライト２８が発光する。
【０１３１】
なお、バックライト２８の発光輝度は、バックライト２８の発光期間によって決まり、バックライト２８の発光期間と発光輝度の積がおおよそ一定となるように制御される。
【０１３２】
また、バックライト２８は、液晶パネル２６への書き込み期間及び液晶の応答期間は、消光していることが望ましい。これは、液晶パネル２６への書き込み期間及び液晶の応答期間では、前フレームの一部の映像が液晶パネル２６に表示されているために、その期間にバックライト２８が発光すると、前フレームと現フレームが混合されて観察者に提示されることになるためである。
【０１３３】
上記のようにバックライト２８の発光期間を制御することにより、第１の実施形態と同様に、液晶表示装置１０の黒表示期間比率を制御することが可能となる。
【０１３４】
（３）効果
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置１０によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
【０１３５】
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
【０１３６】
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
【０１３７】
（第５の実施形態）
次に、第２の実施形態の液晶表示装置１０について図１２〜図１４に基づいて説明する。
【０１３８】
（１）液晶表示装置１０の構成
図１２に、本実施形態による液晶表示装置１０の構成を示す。
【０１３９】
第５の実施形態による液晶表示装置１０は、基本的な構成は第４の実施形態と同様であるが、バックライト２８の発光領域が分割されており、異なるタイミングでバックライト２８を発光させることが可能となっている。
【０１４０】
バックライト２８の構造の一例を図１３に示す。
【０１４１】
図１３は、直下型バックライト２８と呼ばれる構造であり、光源として冷陰極管８０が並び、各冷陰極管８０は反射板８２により囲まれている。冷陰極管８０の上部には、拡散板８４が設置されており、冷陰極管８０からの光を拡散して均一な面光源としている。本実施形態では、各冷陰極管８０の発光タイミングを異なるものとしている。
【０１４２】
（２）液晶パネル２６とバックライト２８の動作
次に、液晶パネル２６とバックライト２８の動作について説明する。
【０１４３】
図１４に液晶パネル２６とバックライト２８の動作を示す。
【０１４４】
図１４では、バックライト２８は水平方向に４分割されており、各領域がそれぞれバックライト２８の発光及び消光のタイミングを制御することができる。第４の実施形態では、バックライト２８の発光のタイミングは、液晶パネル２６の最下ラインが書き込まれた後、一定期間後であったが、本実施形態では、各分割された領域に相当する液晶パネル２６の最下ラインが書き込まれた後、液晶の応答期間後、バックライト２８の発光比率制御信号に応じてバックライト２８が発光する。上記のようにバックライト２８の発光領域を分割した場合、第４の実施形態に比べ、バックライト２８の発光期間を長くすることが可能となり、より大きい範囲で黒表示期間比率の制御が可能となる。
【０１４５】
なお、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【０１４６】
（３）効果
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置１０によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
【０１４７】
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
【０１４８】
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
【０１４９】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態の画像表示装置である有機ＥＬディスプレイ１００について図１５、図１６に基づいて説明する。
【０１５０】
（１）有機ＥＬディスプレイ１００の構成
図１５に、本実施形態による有機ＥＬディスプレイ１００の構成を示す。
【０１５１】
有機ＥＬディスプレイ１００は、基本的な構成は、第１の実施形態と同様であるが、画像表示部が有機ＥＬパネル１０２により構成されている。
【０１５２】
図１６に、有機ＥＬパネル１０２の構成の一例を示す。有機ＥＬパネル１０２は、２つの薄膜トランジスタよりなる第１スイッチ素子１０４及び第２スイッチ素子１０６、信号線５２から供給される電圧を保持するための電圧保持容量１０８、有機ＥＬ素子１１０より画素１１２が構成され、信号線１１４、電源線１１６の端部は信号線駆動回路１１８に接続され、信号線１１４、電源線１１６と直行する方向の走査線１２０は、走査線駆動回路１２２に接続される。
【０１５３】
（２）有機ＥＬディスプレイ１００の動作
次に、有機ＥＬディスプレイ１００の動作を説明する。
【０１５４】
走査線駆動回路１２２より走査線１２０を介してＯＮ状態の走査線駆動信号が第１スイッチ素子１０４に印加され、第１スイッチ素子１０４が導通状態となり、その時に信号線駆動回路１１８から出力されている信号線駆動信号が信号線を介して電圧保持容量１０８に書き込まれる。電圧保持容量１０８に蓄積された電荷量に応じて第２スイッチ素子１０６の導通状態が決定され、電源線１１６より有機ＥＬ素子１１０に電流が供給され、有機ＥＬ素子１１０が発光する。なお、走査線駆動信号がＯＦＦ状態となっても、第２スイッチ素子１０６の導通状態を決定する電圧は、電圧保持容量１０８に蓄積されているため、電源線１１６より有機ＥＬ素子１１０には電流が供給され続けることとなる。
【０１５５】
よって、第１の実施形態の図７と同様に、１水平走査期間の前半に映像信号、１水平走査期間の後半に黒映像信号を信号線駆動回路１１８より出力し、映像信号を書き込む走査線１２０には、１水平走査期間の前半に同期したＯＮ状態の走査線駆動信号を印加し、黒映像信号を書き込む走査線１２０には、１水平走査期間の後半に同期したＯＮ状態の走査線駆動信号を印加することで、第１の実施形態と同様に、有機ＥＬパネル１０２の映像表示期間と黒映像表示期間を制御可能となる。
【０１５６】
すなわち、表示比率制御部により決定された黒表示期間比率に基づき、走査線駆動回路１２２を第１の実施形態と同様に制御する。但し、有機ＥＬパネル１０２は、自発光の素子であるため、黒表示期間比率に応じて、映像が表示される期間における映像の明るさを制御して、１フレーム期間の輝度を略一定に制御する必要がある。
【０１５７】
そこで、本実施形態では、１０ビットの出力精度を備えた信号線駆動回路１１８を用いて、デジタル的に映像の明るさの制御を行った。映像の明るさが最も必要な状態は、黒表示期間比率が予め定められた制御範囲において最大になる状態である。つまり、黒表示期間比率が大きいために、映像を表示する期間は短くなり、１フレーム期間の輝度を略一定にするためには、映像の明るさを大きくする必要がある。
【０１５８】
そこで、予め定められた黒表示期間比率制御範囲において、最大となる黒表示期間比率時の映像の最大表示階調を１０２０階調として設定し、黒表示期間比率が小さくなるにつれ、映像の最大表示階調を小さい値とすることで、映像表示期間の最大輝度を制御した。すなわち、入力映像のガンマ値をγ、入力映像の最大階調を８ビット（２５５階調）、黒表示期間比率制御範囲における最大黒表示期間比率時の映像表示期間の輝度に対する、設定したい黒表示期間比率時の映像表示期間の輝度の比率をＩとすると、輝度の比率Ｉ時に設定される最大階調Ｌｍａｘは、数２２により表される。
【数２２】
2007206651.tif 000024
【０１５９】
数２２により、黒表示期間比率に応じた最大階調を求めた後、映像の全ての階調を再量子化することにより、映像表示期間の明るさを制御することができる。
【０１６０】
また、有機ＥＬパネル１０２は、電源線１１６より供給される電流値を制御することによっても、明るさを制御することができる。よって、黒表示期間比率に応じて、１フレーム期間の輝度が略一定となるように、電源線１１６より供給する電流値を制御する構成としても良い。
【０１６１】
なお、その他の構成、動作は、第１の実施形態と同様である。
【０１６２】
（３）効果
以上説明したように、本実施形態による液晶表示装置１０によれば、入力映像が動画、静止画により黒表示期間比率を変化させることにより、消費電力の増加を抑制しつつ、表示される入力映像の画質を向上させることが可能となる。
【０１６３】
また、急激な黒表示期間比率の変化により発生するフリッカも、可及的に抑制することが可能となる。
【０１６４】
また、様々な映像に対して、安定した黒表示期間比率を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の第１の実施形態の液晶表示装置のブロック図である。
【図２】画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化（ｔ０＜ｔ１）したときの相対輝度と時間との関係を示したグラフの図である。
【図３】画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化（ｔ０＜ｔ１）したときの相対積分輝度と時間との関係を示したグラフの図である。
【図４】画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化（ｔ０＞ｔ１）したときの相対輝度と時間との関係を示したグラフの図である。
【図５】画像表示時間比率がｔ０からｔ１に変化（ｔ０＞ｔ１）したときの相対積分輝度と時間との関係を示したグラフの図である。
【図６】液晶表示装置のアレイ基板の説明図である。
【図７】信号線駆動回路から出力される表示信号及び走査線駆動回路から出力される走査線信号の駆動波形、並びに液晶パネルにおける画像表示状態を示したものである。
【図８】黒表示期間比率が５０％の場合における液晶パネル上の表示状態を示したものである。
【図９】黒表示期間比率範囲を０％から５０％と設定した場合の、黒表示期間比率と、液晶パネル２６相対透過率、バックライト相対輝度、液晶表示装置相対輝度との関係を示したものである。
【図１０】第４の実施形態の液晶表示装置のブロック図である。
【図１１】液晶パネルとバックライトの動作図である。
【図１２】第５の実施形態の液晶表示装置のブロック図である。
【図１３】バックライトの構造の図である。
【図１４】液晶パネルとバックライトの動作図である。
【図１５】第６の実施形態の有機ＥＬディスプレイの構成図である。
【図１６】有機ＥＬパネルの説明図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１０      液晶表示装置
１２      フレームメモリ
１４      動画／静止画判定部
１６      目標黒表示期間比率算出部
１８      黒表示期間比率変化量算出部
２０      黒表示期間比率決定部
２２      黒表示期間制御部
２４      バックライト輝度制御部
２６      液晶パネル
２８      バックライト
【図１】
2007206651.tif 000025
【図２】
2007206651.tif 000026
【図３】
2007206651.tif 000027
【図４】
2007206651.tif 000028
【図５】
2007206651.tif 000029
【図６】
2007206651.tif 000030
【図７】
2007206651.tif 000031
【図８】
2007206651.tif 000032
【図９】
2007206651.tif 000033
【図１０】
2007206651.tif 000034
【図１１】
2007206651.tif 000035
【図１２】
2007206651.tif 000036
【図１３】
2007206651.tif 000037
【図１４】
2007206651.tif 000038
【図１５】
2007206651.tif 000039
【図１６】
2007206651.tif 000040