(57)【要約】【課題】液晶表示装置における焼きつきの発生を防止する。【解決手段】焼きつき防止装置１０は、入力画像の各画素の階調値のうち、中央階調値より大きい第１閾値以上である階調値を中央階調値以下の階調値における一つの値に変換し、中央階調値より小さい第２閾値以下である階調値を中央階調値以上の階調値における一つの値に変換し、第１閾値より小さくかつ第２閾値より大きい階調値に、上記変換後の階調値を組み合わせて階調反転部出力画像信号として出力する階調反転部１２と、上記入力画像信号と上記階調反転部出力画像信号のいずれかを選択して出力する画像信号選択部１４と、を備える。【選択図】図１
2016008986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置に表示される画像の焼きつきを防止する焼きつき防止装置であって、
入力画像信号を構成する各画素信号の階調値のうち、最大階調値と最小階調値との中央となる中央階調値より大きい第１閾値以上である階調値を、上記中央階調値以下の階調値における少なくとも一つの値に変換し、
上記入力画像信号を構成する各画素信号の階調値のうち、上記中央階調値より小さい第２閾値以下である階調値を、上記中央階調値以上の階調値における少なくとも一つの値に変換し、
上記入力画像信号を構成する各画素信号の階調値のうち、上記第１閾値より小さく、かつ上記第２閾値より大きい階調値に、上記変換後の階調値を組み合わせて階調反転部出力画像信号として出力する階調反転部と、
上記入力画像信号と上記階調反転部出力画像信号のいずれかを選択して出力する画像信号選択部と、を備えることを特徴とする焼きつき防止装置。
【請求項２】
液晶表示装置に表示される画像の焼きつきを防止する焼きつき防止装置であって、
入力画像信号を構成する各画素信号の階調値を最大階調値と最小階調値との中央となる中央階調値に近づけるように変換する階調変換部を備えることを特徴とする焼きつき防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に表示される画像に生じる焼きつきを防止する焼きつき防止装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において反転という用語は、中央階調値より大きい階調値を中央階調値より小さい階調値に変換すること、およびこの変換と逆の変換を行うことを含むものとする。
【背景技術】
【０００３】
液晶パネルに長時間静止画像を表示した際、この静止画像が残像化する、いわゆる焼きつきが起こる。液晶パネルは、製造工程で生じた不純物イオンを含む。このため、液晶パネルにおいて隣接する表示セル間に電位差が発生する箇所において、不純物イオンが隣接する表示セル間で移動し局在化する。このような不純物イオンの局在化が、焼きつきの発生原因の一つとして挙げられる。焼きつきは、特に、白を表示する表示セルと黒を表示する表示セルとの間など、表示セル間の電位差が大きくなる境目で生じやすい。焼きつきが発生することで、液晶パネルの視認性の低下や、液晶寿命の短縮等の問題が起こる。
【０００４】
そこで、従来、液晶表示装置における焼きつきを防止する様々な試みがなされている。例えば、特許文献１には、液晶パネルの焼きつきを防止する液晶表示装置が特許文献１に開示されている。この液晶表示装置は、隣り合う二つの映像フレームの各フレームの少なくとも一つの同色のサブフレームに含まれる映像信号同士を比較し、同一フレーム内の隣り合うサブフレームでは互いに映像信号の極性を反転すると共に、比較結果に基づいて、１フレームの映像信号全体の極性を反転するか否かを決定し、決定した極性を有する映像信号を液晶パネルに出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２２３６４号公報（２００９年６月４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来技術は、１フレームの映像信号全体の極性を反転するのみであり、極性の反転による効果はもともとの映像信号の値に依存する。そのため、映像信号によっては極性が反転されず、不純物イオンの局在化を解消しきれないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶表示装置における焼きつきを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る焼きつき防止装置は、液晶表示装置に表示される画像の焼きつきを防止する焼きつき防止装置であって、入力画像信号を構成する各画素信号の階調値のうち、最大階調値と最小階調値との中央となる中央階調値より大きい第１閾値以上である階調値を、上記中央階調値以下の階調値における少なくとも一つの値に変換し、上記入力画像信号を構成する各画素信号の階調値のうち、上記中央階調値より小さい第２閾値以下である階調値を、上記中央階調値以上の階調値における少なくとも一つの値に変換し、上記入力画像信号を構成する各画素信号の階調値のうち、上記第１閾値より小さく、かつ上記第２閾値より大きい階調値に、上記変換後の階調値を組み合わせて階調反転部出力画像信号として出力する階調反転部と、上記入力画像信号と上記階調反転部出力画像信号のいずれかを選択して出力する画像信号選択部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成では、階調反転部により、入力画像信号に対して選択的に、入力画像信号の各画素信号について階調値の反転が行われる。具体的には、階調値が、第１閾値より小さく、かつ第２閾値より大きい場合、不純物イオンの局在化を生じさせにくいので、そのまま出力される。一方、階調値が、第１閾値以上である場合、不純物イオンの局在化を生じさせやすいので、当該階調値が中央階調値以下の階調値における少なくとも一つの値に変換されて出力される。また、階調値が、第２閾値以下である場合、不純物イオンの局在化を生じさせやすいので、当該階調値が中央階調値以上の階調値における少なくとも一つの値に変換されて出力される。そして、階調反転部からは、第１閾値より小さく、かつ第２閾値より大きい階調値に、変換後の階調値が組み合わされて階調反転部出力画像信号として出力される。この階調反転部出力画像信号と入力画像信号とは、画像信号選択部により、いずれかが選択されて出力される。これにより、入力画像信号に不純物イオンの局在化が生じやすい画素信号が含まれていても、当該画素信号との階調値の差が大きくなるように階調値が反転される。それゆえ、画素信号によって画素の階調で光を透過光する液晶表示装置の表示セルの電位差が最大になるので、不純物イオンの局在化を抑制することができる。その結果、液晶表示装置の焼きつきを防止することができる。
【００１０】
また、上記焼きつき防止装置は、上記画像信号選択部が上記階調反転部出力画像信号および上記入力画像信号を選択するフレーム数の比率を変更するように上記画像信号選択部を制御する制御部をさらに備えていてもよい。
【００１１】
上記構成では、入力画像信号を選択するフレーム数をＮとすると、Ｎが大きい場合、階調反転部出力画像信号の出力される頻度が低くなり、Ｎが小さい場合、階調反転部出力画像信号の出力される頻度が高くなる。これにより、画素信号の階調値を反転する頻度が制御されるので、当該頻度を高めることにより、すでに局在化した不純物イオンを分散させて、焼きつきを消去することも可能となる。
【００１２】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る他の焼きつき防止装置は、液晶表示装置に表示される画像の焼きつきを防止する焼きつき防止装置であって、入力画像信号を構成する各画素信号の階調値を最大階調値と最小階調値との中央となる中央階調値に近づけるように変換する階調変換部を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成では、階調変換部により、入力画像信号の各画素信号の階調値が中央階調値に近づくように変換されるので、入力画像信号による画像が表示される状態と、階調値が変換された画像が表示される状態との間で、液晶表示装置の表示セルの電位差を小さくすることができる。これにより、不純物イオンの局在化を抑制することができる。その結果、液晶表示装置の焼きつきを防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、不純物イオンの局在化を抑制することにより、液晶表示装置における焼きつきを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示システムの構成を示すブロック図である。
【図２】階調反転モードにおける上記表示システムによる画像の切り替え動作の一例を示す図である。
【図３】上記表示システムによる通常モードと階調反転モードとの切り替え動作の一例を示す図である。
【図４】上記表示システムによる通常モードと階調反転モードとの切り替え動作の他の例を示す図である。
【図５】上記表示システムの焼きつき防止装置における階調変換動作の一例を示す図である。
【図６】上記表示システムによる通常モードと階調変換モードとの切り替え動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る一実施形態について、図１〜図６に基づいて以下に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る表示システム５０の構成を示すブロック図である。まず、図１を用いて、本実施形態に係る表示システム５０の概要を説明する。
【００１８】
図１に示すように、表示システム５０は、表示信号を生成する表示信号生成装置１と、表示信号に対して焼きつき防止処理を行う焼きつき防止装置１０と、焼きつき防止装置１０から出力される表示信号に基づいて画像を表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）２と、ＬＣＤ２および焼きつき防止装置１０を制御する制御装置３とを備えている。
【００１９】
表示信号生成装置１は、ＬＣＤ２に表示する画像を表示するための表示信号を生成し、焼きつき防止装置１０に出力する。表示信号は、ＬＣＤ２に表示される画像がデータ化された画像信号と、液晶パネル２１の表示を制御するための制御信号（垂直同期信号、水平同期信号など）とを含んでいる。
【００２０】
ＬＣＤ２は、液晶パネル２１およびバックライト２２を備える。
【００２１】
液晶パネル２１は、焼きつき防止装置１０から出力される表示信号に基づいて画像を表示する。液晶パネル２１において画像を表示する表示領域は、マトリクス状に配列された微小な表示セルによって構成されている。表示セルは、画素信号が表す階調値に応じた透過率でバックライト２２からの光を透過させる。
【００２２】
なお、画像信号は、画像を構成する複数の画素の階調値（階調レベル）を表す複数の画素信号を含んでいる。カラー画像の場合、通常、画素信号は赤色、青色および緑色のそれぞれの色情報および階調情報を含んでいるが、以降の説明では、画素信号は白黒画像のものであるとして階調値の変換について説明する。なお、画素信号がカラーである場合は、各色の階調値について変換が行われるのは勿論である。
【００２３】
バックライト２２は、液晶パネル２１に背面から光を照射するための光源である。バックライト２２は、制御装置３によりオン・オフおよび輝度を制御される。
【００２４】
制御装置３は、焼きつき防止装置１０の動作モードを出力する動作モード出力部３１およびバックライト２２を制御するバックライト制御部３２を備える。上記動作モードは、焼きつき防止装置１０による動作のモードであり、焼きつき防止の動作のための階調反転モードおよび階調変換モードと、焼きつき防止を行わない通常モードとが用意されている。
【００２５】
動作モード出力部３１は、表示システム５０を含む装置に対するユーザの操作状態、ユーザからの指示、制御装置３内のタイマー（図示せず）による計時時間などに基づいて動作モードを決定して、動作モードのデータを出力する。また、動作モード出力部３１は、動作モードとして階調反転モードのデータを出力するとき、併せて出力切替カウント値を出力する。出力切替カウント値は、焼きつき防止装置１０の制御部１７（後述）が、画像信号選択部１４の出力切り替えタイミングを決定するための基準となるカウント値であり、焼きつき防止装置１０のフレームカウント部１６（後述）のカウント値と比較される。
【００２６】
バックライト制御部３２は、表示システム５０を備える装置の起動時にバックライト２２をオンさせ、当該装置の停止時にバックライト２２をオフさせるとともに、ユーザの指示（輝度調整操作）によってバックライトの輝度を制御する。また、バックライト制御部３２は、上記動作モードに基づき、バックライトのオン・オフまたはバックライト２２の輝度を制御する。
【００２７】
続いて、焼きつき防止装置１０について、詳しく説明する。
【００２８】
焼きつき防止装置１０は、長時間にわたる静止画像の表示が原因となって液晶パネル２１に生じる不純物イオンの局在化を抑制することにより、液晶パネルに静止画像状の焼きつきが生成されるのを防止する装置である。図１に示すように、焼きつき防止装置１０は、表示信号が入力される入力部１１と、入力部１１からの表示信号に含まれる画像信号（入力画像信号）の階調を選択的に反転する階調反転部１２と、上記画像信号の階調を変換する階調変換部１３とを備える。また、焼きつき防止装置１０は、入力される三系統の信号から一つを選択して出力する画像信号選択部１４と、画像信号選択部１４からの画像信号を含む表示信号を出力する出力部１５と、画像信号のフレーム数をカウントするフレームカウント部１６と、画像信号選択部１４の動作を制御する制御部１７とを備える。焼きつき防止装置１０は、例えば、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）のような集積回路によって構成される。
【００２９】
入力部１１は、表示信号生成装置１からのドットクロック信号に基づいて、表示信号生成装置１からの表示信号における画像信号および制御信号を同期させて出力する。また、入力部１１は、表示信号の内、画像信号を階調反転部１２、階調変換部１３および画像信号選択部１４に出力する。
【００３０】
階調反転部１２は、液晶パネル２１の表示セルに画素信号を与えているときの当該表示セルの電位との差（電位差）を与えるように、当該画素の階調を反転するための階調反転画像信号を生成する。具体的には、最大階調値と最小階調値との中央となる中央階調値より大きい第１閾値以上である階調値を、中央階調値以下の第１階調範囲における少なくとも一つの値に変換して出力し、最大階調値と最小階調値との中央となる中央階調値より小さい第２閾値以下である階調値を、中央階調値以上の第２階調範囲における少なくとも一つの値に変換して出力する。
【００３１】
すなわち、第１閾値以上である階調値は、中央階調値以下であり最小階調値以上である第１階調範囲内におけるいずれかの階調値に変換され、第２閾値以下である階調値は、中央階調値以上であり最大階調値以下である第２階調範囲内におけるいずれかの階調値に変換される。
【００３２】
上記の記載から明らかなように、第１閾値以上の階調値は、第１階調範囲における一つの値に変換されてもよいし、第１階調範囲内の複数の値に変換されてもよい。
【００３３】
第２閾値以下の階調値の変換についても同様である。なお焼きつき防止や焼きつき除去の効果が最も大きくなるのは第１閾値以上の階調値の全てを最小階調値に、第２閾値以下の階調値の全てを最大階調値に変換したときであり、以下はこの場合について説明する。
【００３４】
なお、階調反転部１２に入力される１フレームの画像信号において、第１閾値より小さく、かつ第２閾値より大きい階調値を有する画素信号については、階調を反転させる必要がないため、そのまま階調反転部１２から出力される。したがって、１フレームの画像において、階調を反転させるべき画素と階調を反転させる必要のない画素とを含む場合、階調反転部１２からは、上述した階調反転された画像信号（階調反転画像信号）および階調反転されていない画像信号（階調非反転画像信号）の両方が出力される。以降の説明では、これらの画像信号について区別しない場合は、階調反転部出力画像信号と称する。
【００３５】
階調変換部１３は、各画素の階調が上記中央階調値に近づくように、各画素の画素信号の階調値を変換し、階調変換画像信号を生成する。
【００３６】
画像信号選択部１４は、制御部１７からの指示に基づき、入力部１１から直接入力される画像信号（以降、通常画像信号と称する）、階調反転部１２からの階調反転部出力画像信号および階調変換部１３からの階調変換画像信号のいずれか一つを選択して、具体的には次のようにして出力する。画像信号選択部１４は、通常モードにおいて通常画像信号を出力し、階調変換モードにおいて階調変換画像信号を出力する。また、画像信号選択部１４は、階調反転モードにおいて、所定の周期で階調反転部出力画像信号を出力するように、通常画像信号と階調反転部出力画像信号とを切り替えて出力する。
【００３７】
出力部１５は、ドットクロック信号に基づいて、画像信号選択部１４から出力される画像信号と、入力部１１から出力される制御信号とを併せてＬＣＤ２に出力する。
【００３８】
フレームカウント部１６は、入力部１１から供給される垂直同期信号に基づいて、入力部１１から出力される画像信号のフレーム数をカウントする。
【００３９】
制御部１７は、制御装置３からの動作モードのデータに基づいて、通常モードのときに通常画像信号の出力を画像信号選択部１４に指示し、階調変換モードのときに階調変換画像信号の出力を画像信号選択部１４に指示する。また、制御部１７は、階調反転モードのときに、制御装置３からの動作モードのデータおよび出力切替カウント値と、フレームカウント部１６からのフレームカウント値とに基づいて、フレームカウント値が出力切替カウント値に達するごとに、出力切替カウント値で決まるフレーム数の比率で、通常画像信号から切り替えて階調反転部出力画像信号を出力するように画像信号選択部１４に指示する。そして、制御部１７は、フレームカウント値が出力切替カウント値に達するごとに、フレームカウント部１６をリセットするためのリセット信号を発生してフレームカウント部１６に与える。
【００４０】
上記のように構成される表示システム５０の動作の概要について説明する。
【００４１】
まず、表示信号生成装置１による表示信号の出力から、ＬＣＤ２への表示信号の出力に至る表示システム５０の動作について説明する。
【００４２】
表示信号生成装置１から出力された表示信号が入力部１１に入力されると、入力部１１は、表示信号の画像信号および制御信号をドットクロック信号により同期させる。これにより、各信号は、タイミングが揃った状態で出力される。画像信号は、画像信号を構成する画素信号単位でシリアルに入力部１１に入力され、シリアルに入力部１１から出力される。入力部１１から出力された画像信号は、階調反転部１２および階調変換部１３に入力されるとともに、通常画像信号として画像信号選択部１４に入力される。また、入力部１１から出力された制御信号は、出力部１５に入力され、制御信号の内、垂直同期信号は、フレームカウント部１６に与えられる。
【００４３】
フレームカウント部１６は、入力部１１からの垂直同期信号に基づいて、入力部１１から出力された画像信号のフレーム数をカウントし、カウントの結果得られたカウント値を制御部１７に与える。具体的には、フレームカウント部１６は、垂直同期信号の立ち下がりに同期して立ち上がり、垂直同期信号がドットクロック信号の１クロック分遅延した遅延垂直同期信号の立ち下がりに同期して立ち下がるパルスを生成し、このパルスをカウントする。
【００４４】
通常モードにおいて、制御部１７は、制御装置３の動作モード出力部３１から出力された通常モードのデータに基づいて、画像信号選択部１４に通常画像信号の出力を指示する。画像信号選択部１４は、この指示を受けて、入力部１１からの通常画像信号を出力画像信号として出力する。
【００４５】
また、階調反転モードにおいて、制御部１７は、動作モード出力部３１から出力された階調反転モードのデータおよび切替出力カウント値と、フレームカウント部１６からのフレームカウント値とに基づいて、画像信号選択部１４に通常画像信号と階調反転部出力画像信号との切替出力を指示する。画像信号選択部１４は、この指示を受けて、通常画像信号を出力している状態から、フレームカウント値が制御装置３からの出力切替カウント値に達するごとに、階調反転部１２からの階調反転部出力画像信号（１フレーム）を出力画像信号として出力する。
【００４６】
そして、階調変換モードにおいて、制御部１７は、動作モード出力部３１から出力された階調変換モードのデータに基づいて、画像信号選択部１４に階調変換画像信号の出力を指示する。画像信号選択部１４は、この指示を受けて、階調変換部１３からの階調変換画像信号を出力画像信号として出力する。
【００４７】
画像信号選択部１４から出力された出力画像信号は、入力部１１からの制御信号と共に、出力部１５に入力される。出力部１５は、出力画像信号および制御信号を併せて、表示信号としてＬＣＤ２の液晶パネル２１に入力される。液晶パネル２１は、この表示信号に基づいて画像の表示を行う。
【００４８】
続いて、階調反転モードにおける表示システム５０の動作について詳細に説明する。図２は、階調反転モードにおける表示システム５０による画像の切り替え動作の例を示す図である。
【００４９】
階調反転モードにおいて、階調反転部１２は、入力される画素信号の階調値が最大階調値の付近の値であるとき、当該階調値を最小階調値に変換する一方、入力される階調値が最小階調値の付近の値であるとき、当該階調値を最大階調値に変換する。このため、階調反転部１２は、入力された１フレームの画像信号を構成する複数の画素信号の階調値が、第１閾値以上かつ最大階調値以下である場合、当該階調値を最小階調値に変換し、階調値が第２閾値以下かつ最小階調値以上である場合、当該階調値を最大階調値に変換することで階調反転画像信号を生成する。階調反転部１２が画素に焼きつきを生じさせる画素信号についてのみ階調値を変換するように、第１閾値および第２閾値が設定される。このように設定されるのは、最大階調値を上限値とし、かつ第１閾値を下限値とする範囲、および最小階調値を下限値とし、かつ第２閾値を上限値とする範囲の階調値を有する画素信号のみが画素に焼きつきを生じさせ、上記範囲以外の階調値を有する画像信号が画素に焼きつきを生じさせないからである。
【００５０】
階調反転部１２は、第１閾値より小さく、かつ第２閾値より大きい階調値を有する画素信号については、階調レベルを反転させずにそのまま出力する。
【００５１】
ここで例えば、入力部１１から入力される各画素信号の階調値が８ビットであり、第１閾値が８’ｈＣ０であり、第２閾値が８’ｈ３Ｆであるとする。この場合、階調反転部１２は、階調値の上位２ビットが“１１”であるとき、階調値が８’ｈＣ０以上かつ８’ＦＦ以下であると判断して、当該階調値を８’ｈ００（黒）に変換する。また、階調反転部１２は、階調値の上位２ビットが“００”であるとき、階調値が８’ｈ３Ｆ以下かつ８’ｈ００以上であると判断して、当該階調値を８’ｈＦＦ（白）に変換する。なお、第１閾値および第２閾値は上記の値に限定されず適宜設定できる。
【００５２】
出力切替カウント値がＮである場合、制御部１７は、フレームカウント値がＮに達すると、通常画像信号が出力されている状態から、階調反転部出力画像信号を出力するように、画像信号選択部１４に指示する。これにより、画像信号選択部１４は、次のフレームで階調反転部出力画像信号を出力し、さらに次のフレームから再び通常画像信号を出力する。また、制御部１７は、フレームカウント値がＮ＋１に達するとリセット信号を発生して、フレームカウント部１６をリセットする。あるいは、フレームカウント部１６は、Ｎ＋１をカウントしたときにリセット信号を発生することにより、自身をリセットしてもよい。これにより、フレームカウント部１６は、再びフレーム数を１からカウントする。このような処理が繰り返されることにより、一定の周期で階調反転部出力画像信号が出力される。
【００５３】
ＬＣＤ２において、液晶パネル２１は、上記のように切り替えて出力された通常画像信号と階調反転部出力画像信号とが与えられ、図２に示すように、Ｎフレームの通常画像を通常画像信号によって表示した後、１フレームの階調反転画像を階調反転部出力画像信号によって表示する。液晶パネル２１において、通常画像の矢印の部分（白）を表示する表示セルと、通常画像の背景の部分（濃いグレー）を表示する表示セルとの電位差が大きい場合、このような通常画像の連続表示によって不純物イオンが矢印の部分に局在化しやすくなる。これに対し、矢印の部分が黒であり、背景の部分が白または薄いグレーである階調反転画像を表示することにより、不純物イオンの局在化を抑えることができる。この結果、表示画像の焼きつきを防止することができる。特に背景の部分に白の階調反転画像を表示することにより表示画像の焼きつきを有効に防止することができる。
【００５４】
階調反転モードでは、上述のように階調反転画像を、Ｎフレームの通常画像に対して１フレームだけ表示するために、表示画像がちらついて見える。このちらつきの影響を軽減するために、バックライト２２の輝度をバックライト制御部３２によって適宜制御することが好ましい。次に、動作モードの切り替えの制御およびバックライト２２の輝度の制御について説明する。図３は、表示システム５０による通常モードと階調反転モードとの切り替え動作の一例を示す図である。図４は、表示システム５０による通常モードと階調反転モードとの切り替え動作の他の例を示す図である。
【００５５】
階調反転画像を表示する頻度が低い場合、図３に示すように、バックライト２２の輝度を低下させることにより、画面は暗くしてちらつきをめだたなくすることが好ましい。この場合、ユーザが表示画像を見ていない可能性が高いのは操作が行われていないときであることから、表示システム５０を備えた装置に対する操作の有無により、通常モードと階調反転モードとを切り替える。
【００５６】
具体的には、装置が操作されたときに、バックライト制御部３２は、バックライト２２の輝度を通常にし、動作モード出力部３１は、制御部１７に通常モードのデータを出力する。一方、装置が操作されてから、一定時間操作が無かったときに、バックライト制御部３２は、バックライト２２の輝度を低下させ、動作モード出力部３１は、制御部１７に階調反転モードのデータおよび出力切替カウント値を制御部１７に出力する。このとき出力される出力切替カウント値は、階調反転画像を表示する頻度に応じた大きい値である。
【００５７】
階調反転画像を表示する頻度が高い場合、表示画像のちらつきが上述の場合よりも増すので、図４に示すように、バックライト２２をオフ（消灯）させることにより、画面を見えなくすることでちらつきを見えなくする。この場合、階調反転画像が頻繁に表示されることにより、不純物イオンの局在化を抑制できるだけでなく、すでに局在化した不純物イオンの拡散を促すことにより、表示画像の焼きつきを消去することができる。したがって、上述のような装置に対する操作の有無によらず、ユーザによる指示を受けたとき、または装置の起動時から所定時間が経過したときに、通常モードから階調反転モードへ切り替えるとよい。
【００５８】
具体的には、バックライト制御部３２は、通常モード時に、バックライト２２の輝度を通常にし、動作モード出力部３１は、制御部１７に通常モードのデータを出力する。一方、ユーザの指示を受けたとき、または制御装置３のタイマーによる計時で上記所定時間が経過したときに、バックライト制御部３２は、バックライト２２を一定時間オフさせ、動作モード出力部３１は、制御部１７に階調反転モードのデータおよび出力切替カウント値を制御部１７に上記一定時間出力する。当該一定時間は、１秒程度が好ましいが、これには限定されない。
【００５９】
このとき出力される出力切替カウント値は、階調反転画像を表示する頻度に応じた小さい値（単位時間当たりの画像切り替えの回数が多くなる値）である。例えば、出力切替カウント値を１に設定すると単位時間当たりの画像切り替えの回数は最も多くなり、通常画像と階調反転画像とが１フレームごとに交互に表示され、焼きつき消去の効果が最も高い。しかしながら、この場合は、ＬＣＤ２に内蔵されている電圧制御回路が誤作動する可能性がある。これは電圧制御回路がフリッカー式である場合に特に顕著である。そこで、出力切替カウント値の最小値が２であることが好ましい。すなわち、通常画像を２フレーム表示した後、階調反転画像を１フレーム表示することにより、フリッカー電圧制御回路の誤動作を抑えつつ、焼きつき消去の効果を得ることができる。また、階調反転画像を連続して２フレーム表示した後、通常画像を１フレーム表示しても同様の効果が期待できる。
【００６０】
なお、上述の例では、階調反転画像を表示する頻度が低い場合（単位時間当たりの画像切り替えの回数が少ない場合）と高い場合（単位時間当たりの画像切り替えの回数が多く焼きつきを消去できる効果が高くなる場合）とを説明したが、これらは出力切替カウント値の設定で区別することができる。つまり、出力切替カウント値が所定値以上である場合は、焼きつきを消去する焼きつき消去モードとし、出力切替カウント値がある所定値より小さい場合は、焼きつき防止モードとすることができる。
【００６１】
上記実施形態の階調反転モードの動作においては、第１閾値以上の階調値を最小階調値に変換しているが、変換後の値は必ずしも最小階調値に限られない。第１閾値以上の階調値を所定の範囲（上述の第１階調範囲）の階調値に変換してもよい。例えば、第２閾値と最小階調値との間における一つの値または第２閾値より小さい階調値と最小階調値との間における一つの値に第１閾値以上の階調値を変換してもよい。また、中央階調値を対称点として第１閾値以上の階調値を反転してもよい。なお、第２閾値以下の階調値についても変換後の値が最大階調値に限られないのは勿論である。
【００６２】
引き続いて、階調変換モードにおける表示システム５０の動作について説明する。図５は、表示システム５０の焼きつき防止装置１０における階調変換動作の一例を示す図である。図６は、表示システム５０による通常モードと階調変換モードとの切り替え動作の一例を示す図である。
【００６３】
階調変換モードにおいて、階調変換部１３は、図５に示すように、画素信号の階調値を中央階調値に近づけるように、階調値（階調レベル）を変換する。すなわち、階調変換部１３は階調の圧縮を行う。このため、例えば、階調変換部１３は、ビットシフタおよび加算器を備え、ビットシフタにより画素信号の各ビットをシフトすることでシフト値を生成し、加算器により当該シフト値に補正値を加算する。補正値は、シフト値の下限値が０となるために、階調変換画像信号の最大階調値（変換後最大階調値）と最小階調値（変換後最小階調値）の中央値（変換後中央値）が上記中央階調値と一致するように補正するための値である。
【００６４】
例えば、入力部１１から階調変換部１３へ入力される各画素信号の階調値が８ビットであるとする。階調値を１／２に減少させるように変換する場合、階調変換部１３は、画素信号の第２位ビットから最上ビットをそれぞれ一つ下位のビットにシフトし、補正値として６３（０ｘ３Ｆ）を加算する。また、階調値を１／４に減少させるように変換する場合、階調変換部１３は、画素信号の第３位ビットから最上ビットをそれぞれ二つ下位のビットにシフトし、補正値として、各画素に９５（０ｘ５Ｆ）を加算する。このような処理により、階調変換画像信号の変換後最大階調値と変換後最小階調値の中央値が、階調変換前の画像信号の中央階調値（１２７）と一致する。
【００６５】
ＬＣＤ２において、液晶パネル２１は、上記のように階調値が中央階調値に近づいた階調変換画像信号が与えられると、階調変換画像を階調変換画像信号によって表示する。図６に示すように、液晶パネル２１において、通常画像の矢印の部分（白）を表示する表示セルと、通常画像の背景の部分（濃いグレー）を表示する表示セルとの境界で電位差が大きい場合、このような通常画像の連続表示によって不純物イオンが矢印の部分に局在化しやすくなる。これに対し、矢印の部分がグレー味を帯びた白であり、背景の部分が薄いグレーである階調変換画像を表示することにより、上記電位差が小さくなる。したがって、不純物イオンの局在化が抑えられる結果、表示画像の焼きつきを防止することができる。
【００６６】
階調変換モードでは、上述のように階調変換画像を表示するために、表示画像が全体的に白っぽく見える。この見え方の影響を軽減するために、バックライト２２の輝度を低下させる。この場合、ユーザは、表示システム５０を備えた装置を操作していないときに表示画像を見ていない可能性が高いことから、装置に対する操作の有無により、通常モードと階調変換モードとを切り替える。
【００６７】
具体的には、装置が操作されたときに、バックライト制御部３２は、バックライト２２の輝度を通常にし、動作モード出力部３１は、制御部１７に通常モードのデータを出力する。一方、装置が操作されてから、一定時間操作が無かったときに、バックライト制御部３２は、バックライト２２の輝度を低下させ、動作モード出力部３１は、制御部１７に階調変換モードのデータを制御部１７に出力する。
【００６８】
以上のように、本実施形態に係る表示システム５０は、階調反転モードおよび階調変換モードで動作する焼きつき防止装置１０を備えている。焼きつき防止装置１０は、階調反転モードにおいて、画素信号の階調値が第１閾値以上または第２閾値以下であるとき、液晶パネル２１が通常画像を表示している状態で、液晶パネル２１の表示セルに通常画像の画素の階調で光が透過しているときの電位と、当該表示セルに階調反転画像の画素の階調で光が透過しているときの電位との差を最大にする階調反転画像を所定の周期でＬＣＤ２に表示させる。これにより、液晶パネル２１において液晶に逆電圧を与えるので、不純物イオンの局在化を抑制することができる。また、正逆の電圧差が大きいほど、不純物イオンの局在化を抑制する効果が大きい。その結果、ＬＣＤ２の焼きつきを防止することができる。また、階調反転画像を表示する周期を短くする、すなわち階調反転画像を表示する頻度を高くして単位時間当たりの切り替え回数を多くすることにより、すでに局在化している不純物イオンを拡散させることができる。その結果、電位差が大きくなる隣接する表示セル間で生じる表示画像の焼きつきを消去することができる。
【００６９】
焼きつき防止装置１０は、階調変換モードにおいては、液晶パネル２１の表示セル間の電位差を小さくする階調変換画像をＬＣＤ２に表示させる。これにより、不純物イオンの局在化を抑制することができる。その結果、電位差が大きくなる隣接する表示セル間で生じる表示画像の焼きつきを防止できる。
【００７０】
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、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、一般の液晶表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
２  ＬＣＤ（液晶表示装置）
１０  焼きつき防止装置
１２  階調反転部
１３  階調変換部
１４  画像信号選択部
１７  制御部
【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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