(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示装置であって、
前記映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出手段と、
前記動き検出手段の検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生手段と、
前記調光パルス発生手段によって発生された前記調光パルスに応じて前記光源を断続的に駆動することにより前記動きの量に応じた最適なタイミングで前記光源を発光させる光源駆動手段と、
前記動き検出手段において検出された前記動きの量を所定の量と比較する比較手段を備え、
前記調光パルス発生手段は、前記比較手段における比較結果に応じて、前記動きの量が前記所定の量よりも大きいときには、垂直同期信号に同期しかつ当該垂直同期信号と同一の周波数の第１の調光パルスを出力し、前記動きの量が前記所定の量よりも小さいときには、前記第１の調光パルスよりも高い周波数の第２の調光パルスを出力することを特徴とする、画像表示装置。
【請求項２】
前記第１の調光パルスおよび前記第２の調光パルスのパルスデューティが等しいことを特徴とする、請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第２の調光パルスの周波数が、フリッカーが発生しない程度に高い周波数であ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４】
前記調光パルス発生手段は、
垂直同期信号に同期しかつ当該垂直同期信号と同一の周波数のパルスを出力する第１のパルス発生手段と、
前記第１のパルス発生手段の出力パルスよりも高い周波数のパルスを発生する第２のパルス発生手段と、
前記比較手段における比較結果に基づいて前記第１のパルス発生手段の出力パルス及び前記第２のパルス発生手段の出力パルスを選択して出力するセレクタ手段とを含む、請求項１記載の画像表示装置。
【請求項５】
光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示装置であって、
前記映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出手段と、
前記動き検出手段の検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生手段と、
前記調光パルス発生手段によって発生された前記調光パルスに応じて前記光源を断続的に駆動することにより前記動きの量に応じた最適なタイミングで前記光源を発光させる光源駆動手段とを備え、
前記動き検出手段は、前記光変調素子における全表示領域の内の複数の所定領域毎にそれぞれ前記動きの量を検出し、
前記画像表示装置は、前記動き検出手段において検出された前記複数の所定領域毎の前記動きの量を比較する比較手段をさらに備え、
前記調光パルス発生手段は、前記比較手段における比較結果に応じて異なる同期位相の前記調光パルスを発生することを特徴とする、画像表示装置。
【請求項６】
前記複数の所定領域は、少なくとも、前記映像信号に基づくデータが１フレーム内において比較的早いタイミングで書き込まれる第１の所定領域及び前記映像信号に基づくデータが１フレーム内において比較的遅いタイミングで書き込まれる第２の所定領域を含み、
前記調光パルス発生手段は、前記動き検出手段において検出された前記第１の所定領域における前記動き量が前記第２の領域における前記動き量よりも大きいときには、前記光源を比較的早いタイミングで発光させるような同期位相の第１の調光パルスを発生し、一方、前記動き検出手段において検出された前記第１の所定領域における前記動き量が前記第２の所定領域における前記動き量よりも小さいときには、前記光源を比較的遅いタイミングで発光させるような同期位相の第２の調光パルスを発生することを特徴とする、請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記調光パルス発生手段は、
前記比較手段における比較結果に応じて垂直同期信号を所定時間遅延させるカウント手段と、
前記カウント手段において遅延された前記垂直同期信号に基づいてパルスを出力するパルス出力手段とを含む、請求項６記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記調光パルス発生手段は、前記比較手段における比較結果の変化に伴って出力パルスを変更する際、前記第１の調光パルスの同期位相と前記第２の調光パルスの同期位相との間の同期位相の調光パルスを出力することにより、出力パルスの同期位相を段階的に順次シフトさせ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】
前記調光パルス発生手段は、
前記比較手段における比較結果に基づいて３以上の値をとり得る動き位置データを出力するフレーム巡回型低域通過フィルタ手段と、
前記フレーム巡回型低域通過フィルタ手段より出力された前記動き位置データに基づいて垂直同期信号を所定の時間遅延させるカウント手段と、
前記カウント手段において遅延された前記垂直同期信号に基づいてパルスを出力するパルス出力手段とを含む、請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１０】
光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示装置であって、
前記映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出手段と、
前記動き検出手段の検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生手段と、
前記調光パルス発生手段によって発生された前記調光パルスに応じて前記光源を断続的に駆動することにより前記動きの量に応じた最適なタイミングで前記光源を発光させる光源駆動手段と、
前記動き検出手段において検出された前記動きの量に基づいて、前記調光パルスのパルス幅を決定するパルス幅決定手段とを備え、
前記調光パルス発生手段は、前記パルス幅決定手段において決定されたパルス幅の前記調光パルスを発生し、
前記画像表示装置は、
前記動き検出手段において検出された前記動きの量に基づいて、前記映像信号の利得を決定する利得決定手段と、
前記利得決定手段において決定された利得に従って前記映像信号の利得を制御する利得制御手段とをさらに備える、画像表示装置。
【請求項１１】
前記利得決定手段が決定する前記利得は、前記パルス幅決定手段が決定する前記パルス幅が小さいほど大きくなり、逆に、前記パルス幅が大きいほど小さくなることを特徴とする、請求項１０記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記パルス幅決定手段及び前記利得決定手段が、ＲＯＭテーブルであることを特徴とする、請求項１０記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記動き検出手段は、連続する２フレーム間のデータ差に基づいて前記動きの量を検出することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記動き検出手段は、
前記映像信号を１フレーム遅延するフレームメモリ手段と、
前記映像信号及び前記フレームメモリ手段において遅延された映像信号の一方のデータから他方のデータを減算する減算手段と、
前記減算手段における減算結果の絶対値を算出する絶対値手段と、
前記絶対値手段の出力を１フレーム分積算する積算手段とを含む、請求項１３記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記光源が蛍光ランプであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記受動型光変調素子が液晶ディスプレイであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記受動型光変調素子がＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）ディスプレイであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１８】
光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示方法であって、
前記映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出ステップと、
前記動き検出ステップの検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生ステップと、
前記調光パルス発生ステップにおいて発生された前記調光パルスに応じて前記光源を断続的に駆動することにより前記動きの量に応じた最適なタイミングで前記光源を発光させる光源駆動ステップとを備え、
前記調光パルス発生ステップは、前記動き検出ステップにおいて検出した前記動きの量が所定の量よりも大きいときには、垂直同期信号に同期しかつ当該垂直同期信号と同一の周波数の第１の調光パルスを出力し、前記動きの量が前記所定の量よりも小さいときには、前記第１の調光パルスよりも高い周波数の第２の調光パルスを出力することを特徴とする、画像表示方法。
【請求項１９】
前記第１の調光パルスおよび前記第２の調光パルスのパルスデューティが等しいことを特徴とする、請求項１８記載の画像表示方法。
【請求項２０】
前記第２の調光パルスの周波数が、フリッカーが発生しない程度に高い周波数であることを特徴とする、請求項１８記載の画像表示方法。
【請求項２１】
光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示方法であって、
前記映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出ステップと、
前記動き検出ステップの検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生ステップと、
前記調光パルス発生ステップにおいて発生された前記調光パルスに応じて前記光源を断続的に駆動することにより前記動きの量に応じた最適なタイミングで前記光源を発光させる光源駆動ステップとを備え、
前記動き検出ステップは、前記光変調素子における全表示領域の内の複数の所定領域毎にそれぞれ前記動きの量を検出し、
前記調光パルス発生ステップは、前記動き検出ステップにおいて検出された前記動きの量に基づいて異なる同期位相の前記調光パルスを発生することを特徴とする、画像表示方法。
【請求項２２】
前記複数の所定領域は、少なくとも、前記映像信号に基づくデータが１フレーム内において比較的早いタイミングで書き込まれる第１の所定領域及び前記映像信号に基づくデータが１フレーム内において比較的遅いタイミングで書き込まれる第２の所定領域を含み、
前記調光パルス発生ステップは、前記動き検出ステップにおいて検出された前記第１の所定領域における前記動き量が前記第２の領域における前記動き量よりも大きいときには、前記光源を比較的早いタイミングで発光させるような同期位相の第１の調光パルスを発生し、一方、前記動き検出ステップにおいて検出された前記第１の所定領域における前記動き量が前記第２の所定領域における前記動き量よりも小さいときには、前記光源を比較的遅いタイミングで発光させるような同期位相の第２の調光パルスを発生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】
前記調光パルス発生ステップは、
前記比較ステップにおける比較結果に応じて垂直同期信号を所定時間遅延させるカウントステップと、
前記カウントステップにおいて遅延された前記垂直同期信号に基づいてパルスを出力するパルス出力ステップとを含む、請求項２２記載の画像表示方法。
【請求項２４】
前記調光パルス発生ステップは、前記動き検出ステップにおいて検出された前記複数の所定領域毎の前記動きの量の変化に伴って出力パルスを変更する際、前記第１の調光パルスの同期位相と前記第２の調光パルスの同期位相との間の同期位相の調光パルスを出力することにより、出力パルスの同期位相を段階的に順次シフトさせることを特徴とする、請求項２２記載の画像表示方法。
【請求項２５】
光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示方法であって、
前記映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出ステップと、
前記動き検出ステップの検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生ステップと、
前記調光パルス発生ステップにおいて発生された前記調光パルスに応じて前記光源を断続的に駆動することにより前記動きの量に応じた最適なタイミングで前記光源を発光させる光源駆動ステップと、
前記動き検出ステップにおいて検出された前記動きの量に基づいて、前記調光パルスのパルス幅を決定するパルス幅決定ステップとを備え、
前記調光パルス発生ステップは、前記パルス幅決定ステップにおいて決定されたパルス幅の前記調光パルスを発生し、
前記画像表示方法は、
前記動き検出ステップにおいて検出された前記動きの量に基づいて、前記映像信号の利得を決定する利得決定ステップと、
前記利得決定ステップにおいて決定された利得に従って前記映像信号の利得を制御する利得制御ステップとをさらに備える、画像表示方法。
【請求項２６】
前記利得決定ステップが決定する前記利得は、前記パルス幅決定ステップが決定する前記パルス幅が小さいほど大きくなり、逆に、前記パルス幅が大きいほど小さくなることを特徴とする、請求項２５記載の画像表示方法。
【請求項２７】
前記動き検出ステップは、連続する２フレーム間のデータ差に基づいて前記動きの量を検出することを特徴とする、請求項１８〜２６のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項２８】
前記光源が蛍光ランプであることを特徴とする、請求項１８〜２６のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項２９】
前記受動型光変調素子が液晶ディスプレイであることを特徴とする、請求項１８〜２６のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項３０】
前記受動型光変調素子がＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）ディスプレイであることを特徴とする、請求項１８〜２６のいずれかに記載の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置および方法に関し、より特定的には、光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像表示装置に用いられるＣＲＴは、電子ビームを蛍光面に当てて発光させるが、微少時間で測定すると画面の各点は蛍光体残光からなる極めて短い時間でしか表示されていない。ＣＲＴでは、この点発光を順次走査させることにより、目の残像効果を利用して１フレームの映像を表示している。このような表示素子はインパルス型と呼ばれる。
【０００３】
一方、液晶ディスプレイでは、一般的にホールド型表示素子と呼ばれる光変調素子が用いられる。液晶ディスプレイでは、マトリクス状に配置した画素に対してデータ線（ソース線）及びアドレス線（ゲート線）を用いて１フレームに１回表示データを書き込む。各画素は、１フレームの間表示データを保ち（ホールド）続ける。すなわち液晶ディスプレイでは、１フレーム期間に比べ微少な時間で測定しても画面は常時表示されている。
【０００４】
このようなホールド型画像表示装置では、動きのある映像の輪郭がボケるという現象が視覚的に発生する。「栗田泰市郎：ホールド型ディスプレイにおける動画表示の画質，信学技報，ＥＩＤ９９−１０（１９９９−０６）」では、その現象の発生原理の説明及び改善方法の提案がなされている。この報告書によれば、フレーム時間方向の表示期間を１フレームの半分以下にすることで、動画表示の品位を大幅に改善できることがわかる。
【０００５】
このようにフレーム時間方向の表示期間を１フレームの半分以下にして液晶ディスプレーをインパルス型表示に近づけることによって上記問題を解決する画像表示装置として、特表平０８−５００９１５号公報に記載される画像表示装置（以下、単に従来装置と称す）が知られている。以下、この従来装置について説明する。
【０００６】
図１４に、従来装置の構成を示す。従来装置は、映像信号時間圧縮回路１０１と、ＰＷＭ調光パルス発生回路１０２と、インバータ１０３と、バックライト１０４と、液晶（ＬＣＤ）パネル１０５と、ＬＣＤコントローラ１０６と、ソースドライバ１０７と、ゲートドライバ１０８とを備える。なお、液晶パネル１０５、ソースドライバ１０７、ゲートドライバ１０８、ＬＣＤコントローラ１０６、バックライト１０４については一般的なＴＦＴ液晶ディスプレイに用いられるものであり、これらの詳しい説明は省略する。
【０００７】
図１５は、従来装置の動作タイミングを示す図である。以下、図１５を適宜参照しながら、従来装置の動作について説明する。映像信号は、画面の上から下までを順次走査するタイミングで入力される。ＶＧＡと呼ばれる信号タイミングは、一般に、有効走査線４８０本、全走査線５２５本、垂直同期信号周波数６０Ｈｚである。ＶＧＡでは画面最上部のラインが入力されてから画面最下部のラインが入力されるまでの時間は４８０／５２５／６０［ｓ］＝１５．２［ｍｓ］である。この時間について、映像信号時間圧縮回路１０１を用いて時間圧縮する。
【０００８】
図１６に、映像信号時間圧縮回路１０１の構成を示す。映像信号時間圧縮回路１０１は、デュアルポートＲＡＭ１０９と、書き込みアドレス制御回路１１０と、読み出しアドレス制御回路１１１と、同期信号制御回路１１２とを含む。デュアルポートＲＡＭ１０９は、書き込みのアドレス／データポートと読み出しのアドレス／データポートが分離されたランダムアクセスメモリであり、書き込みと読み出しを独立に行えるものである。入力映像信号は、デュアルポートＲＡＭ１０９の書き込みポートに入力され、書き込みアドレス制御回路１１０より出力される書き込みアドレスに従ってデュアルポートＲＡＭ１０９に書き込まれる。デュアルポートＲＡＭ１０９に書き込まれた映像信号データは、読み出しアドレス制御回路１１１より出力される読み出しアドレスに従ってデュアルポートＲＡＭ１０９より読み出され、出力される。同期信号制御回路１１２は、入力垂直同期信号と入力水平同期信号と入力クロックとを受けて、書き込みアドレス制御回路１１０および読み出しアドレス制御回路１１１を制御するとともに、入力に対して高い周波数に変換された出力水平同期信号および出力クロックを出力する。
【０００９】
図１７を参照して、図１６に示す映像信号時間圧縮回路１０１の動作について説明する。書き込みアドレス制御回路１１０が出力する書き込みアドレスは、入力クロックでカウントアップし、入力垂直同期信号すなわち垂直ブランキング期間にリセットする。デュアルポートＲＡＭ１０９への書き込みデータは入力映像信号であり、この入力映像信号の１フレーム分が、デュアルポートＲＡＭ１０９に記憶される。出力クロックは、入力クロックをＰＬＬシンセサイザ等を用いて高い周波数に変換して生成される。読み出しアドレスは、出力クロックでカウントアップし、１フレーム分のデータを読み出し終えた時点でリセットされ、カウントが休止する。読み出しアドレスのカウントが再スタートされるタイミングは、書き込みアドレスのカウントのリセットタイミングに一致させる。以上の動作により、図１７に示すように、入力された映像信号の各フレームが、入力よりも短い時間で出力される。
【００１０】
実際に画面最上部のラインが入力されてから画面最下部のラインが書き込まれるまでの時間をいくらに設定するかは、ＴＦＴのＯＮ抵抗や、ゲート線及びソース線の配線抵抗や、画素容量や、浮遊容量といった液晶画素への書き込み能力を勘案せねばならない。現在、製品として発表されている液晶パネルの内で最もＴＦＴ書き込み時間が短いものは、ＵＸＧＡ解像度（水平１６００画素×垂直１２００画素）であり、有効ライン数より１２００／４８０＝２．５となり、ＶＧＡ解像度のパネルでは１／２．５の書き込み時間の圧縮が可能となる。すなわち、画面最上部のラインが入力されてから画面最下部のラインが書き込まれるまでの時間を１５．２ｍｓから６ｍｓに圧縮することが可能である。
【００１１】
液晶パネル１０５では、ＴＦＴ画素に書き込まれたデータにより液晶が駆動されるが、液晶の応答速度は有限であり一般に遅いことで知られている。ところで近年、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｓｅｌｆ−Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  ｍｏｄｅ）液晶などの高速応答液晶が注目を浴びている。このＯＣＢ液晶では、例えば中間調で約４ｍｓ（立ち下がり時間又は立ち上がり時間）の応答時間が得られている。
【００１２】
図１５に示すように、画面最上部のラインから順に書き込まれた表示データにより、画面最上部のラインから順に液晶の応答が始まる。今、１フレーム分の書き込み時間を６ｍｓ、液晶の応答時間（立ち下がり時間又は立ち上がり時間）を４ｍｓであるとすると、画面最上部のラインが書き込まれてから画面最下部のラインが応答しきるまでの時間は６＋４＝１０ｍｓとなる。
【００１３】
ＰＷＭ調光パルス発生回路１０２は、垂直同期信号に同期した６．７ｍｓの幅の調光パルスを発生する。図１８に、インバータ１０３より出力される、バックライト１０４の光源である冷陰極管を点灯させるランプ電流の波形を示す。インバータ１０３の発振周波数は、通常、５０ｋＨｚ程度に選ばれることが多い。インバータの発振を図１８に示す波形の通り間欠発振させることは一般によく行われており、ＰＷＭ調光と呼ばれている。このＰＷＭ調光では、発振を断続的にＯＮ／ＯＦＦ制御する調光パルスの幅を変えることにより、ランプの明るさを制御する。ＰＷＭ調光パルス発生回路１０２は、垂直同期信号に基づいて図１５に示す調光パルスを生成する。この調光パルスにより制御されたインバータ１０３がバックライト１０４を駆動し、６．７ｍｓの期間だけバックライト１０４が発光する。これにより、１フレーム期間中の６．７ｍｓ期間だけ画像が表示されることとなる。
【００１４】
以上の動作により、従来装置は、ホールド型表示素子である液晶の欠点である、動きのある映像の輪郭がボケるという現象を克服している。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来装置では、垂直同期信号に同期して６０Ｈｚでバックライトを点滅させるため、フリッカーが発生し、液晶ディスプレイの本来の長所、すなわちフリッカーが少なく、文字など細かい表示を注視した時の疲労感が少ないという特長を阻害するという問題がある。
【００１６】
また、従来装置では、画面の上部において動きボケの改善効果が減少し、動きのある映像の輪郭に色が付くという問題がある。以下、この動きボケの改善効果減少及び色つきの原因について説明する。
【００１７】
バックライト１０４に用いられる冷陰極蛍光ランプの蛍光体は、一般に、赤蛍光体はＹＯＸ、緑蛍光体はＬＡＰ、青蛍光体はＢＡＭ（又はＳＣＡ）が用いられる。図１９に、各蛍光体の残光応答特性の一例を示す。図に示すように、緑蛍光体（ＬＡＰ）の残光時間が一番長く、約６．５ｍｓである。図１５に示す調光パルス幅は、前述した現在の液晶書き込み能力および液晶の応答時間の制限を考慮すると、６．７ｍｓ程度しか取れない。これに対して現在の一般的な蛍光ランプの残光時間は約６．５ｍｓである。そのため、図１５のＡに示す約６．５ｍｓの時間ではバックライトが残光し、画面上部では次のフレ−ムの映像信号が書き込まれる。そのため、動きのあるシーンでは、画面の上部で２つのフレームが重なったように見えたり、輪郭のボケが改善されなかったりする。さらに、緑蛍光体に対して青蛍光体（ＢＡＭ）及び赤蛍光体（ＹＯＸ）の残光時間は、それぞれ約０．１ｍｓ及び約１．５ｍｓと短いため、上述の画面上部での２つのフレームの重なりや輪郭のボケは、緑色に対してのみ発生し、輪郭に緑色ないしはマゼンタ色が着色する。なお、青蛍光体（ＳＣＡ）の残光時間は青蛍光体（ＢＡＭ）とほぼ同じである。
【００１８】
それ故に、本発明の目的は、動画での動きボケを改善しつつ、フリッカの問題を改善できる画像表示装置を提供することである。また本発明の他の目的は、動画での動きボケを改善しつつ、画面の一部で発生する動きボケや輪郭の着色を最小限に抑えることができる画像表示装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示装置であって、
映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出手段と、
動き検出手段の検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生手段と、
調光パルス発生手段によって発生された調光パルスに応じて光源を断続的に駆動することにより動きの量に応じた最適なタイミングで光源を発光させる光源駆動手段と、
動き検出手段において検出された動きの量を所定の量と比較する比較手段を備え、
調光パルス発生手段は、比較手段における比較結果に応じて、動きの量が所定の量よりも大きいときには、垂直同期信号に同期しかつ垂直同期信号と同一の周波数の第１の調光パルスを出力し、動きの量が所定の量よりも小さいときには、第１の調光パルスよりも高い周波数の第２の調光パルスを出力することを特徴とする。
【００２２】
上記のように、第１の発明によれば、表示画像の動きの量が大きい場合における画像のボケの問題を改善するとともに、表示画像の動きの量が少ないときの光源の発光周期を動きの量が大きい場合に比べて大きくすることにより、動きの量が小さいときのフリッカーを軽減することができる。
【００２３】
第２の発明は、第１の発明において、第１の調光パルスおよび第２の調光パルスのパルスデューティが等しいことを特徴とする。
【００２４】
上記のように、第２の発明によれば、調光パルスの周波数の変化に伴う輝度の変化を防止することができる。
【００２５】
第３の発明は、第１の発明において、第２の調光パルスの周波数が、フリッカーが発生しない程度に高い周波数であることを特徴とする。
【００２６】
上記のように、第３の発明によれば、動きの量が小さいときのフリッカーの発生を防止することができる。
【００２７】
第４の発明は、第１の発明において、調光パルス発生手段は、
垂直同期信号に同期しかつ垂直同期信号と同一の周波数のパルスを出力する第１のパルス発生手段と、
第１のパルス発生手段の出力パルスよりも高い周波数のパルスを発生する第２のパルス発生手段と、
比較手段における比較結果に基づいて第１のパルス発生手段の出力パルス及び第２のパルス発生手段の出力パルスを選択して出力するセレクタ手段とを含む。
【００２８】
上記のように、第４の発明によれば、２つのパルス発生手段からの出力を比較結果に応じて選択して出力することにより、動きの量に応じて周波数の異なる２つの調光パルスを容易に発生させることができる。
【００２９】
第５の発明は、光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示装置であって、
映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出手段と、
動き検出手段の検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生手段と、
調光パルス発生手段によって発生された調光パルスに応じて光源を断続的に駆動することにより動きの量に応じた最適なタイミングで光源を発光させる光源駆動手段とを備え、
動き検出手段は、光変調素子における全表示領域の内の複数の所定領域毎にそれぞれ動きの量を検出し、
画像表示装置は、動き検出手段において検出された複数の所定領域毎の動きの量を比較する比較手段をさらに備え、
調光パルス発生手段は、比較手段における比較結果に応じて異なる同期位相の調光パルスを発生することを特徴とする。
【００３０】
上記のように、第５の発明によれば、画面の領域毎の動きの量に基づいて光源の発光タイミングを制御することにより、表示画面の画質を全体として最適に向上させることができる。
【００３１】
第６の発明は、第５の発明において、複数の所定領域は、少なくとも、映像信号に基づくデータが１フレーム内において比較的早いタイミングで書き込まれる第１の所定領域及び映像信号に基づくデータが１フレーム内において比較的遅いタイミングで書き込まれる第２の所定領域を含み、
調光パルス発生手段は、動き検出手段において検出された第１の所定領域における動き量が第２の領域における動き量よりも大きいときには、光源を比較的早いタイミングで発光させるような同期位相の第１の調光パルスを発生し、一方、動き検出手段において検出された第１の所定領域における動き量が第２の所定領域における動き量よりも小さいときには、光源を比較的遅いタイミングで発光させるような同期位相の第２の調光パルスを発生することを特徴とする。
【００３２】
上記のように、第６の発明によれば、早いタイミングでデータが書き込まれる領域および遅いタイミングでデータが書き込まれる領域のいずれの領域における動きの量の大小を判断し、動きの量が比較的大きい方の領域において、動画像の輪郭のボケまたは着色の影響が比較的少なくなるように調光パルスの同期位相を変更することにより、表示画面の画質を全体として最適に向上させることができる。
【００３３】
第７の発明は、第６の発明において、調光パルス発生手段は、
比較手段における比較結果に応じて垂直同期信号を所定時間遅延させるカウント手段と、
カウント手段において遅延された垂直同期信号に基づいてパルスを出力するパルス出力手段とを含む。
【００３４】
上記のように、第７の発明によれば、垂直同期信号の遅延時間を制御することにより、容易に調光パルスの同期位相を制御することができる。
【００３５】
第８の発明は、第６の発明において、調光パルス発生手段は、比較手段における比較結果の変化に伴って出力パルスを変更する際、第１の調光パルスの同期位相と第２の調光パルスの同期位相との間の同期位相の調光パルスを出力することにより、出力パルスの同期位相を段階的に順次シフトさせることを特徴とする。
【００３６】
上記のように、第８の発明によれば、調光パルスの同期位相を変化させる際に段階的にシフトさせることにより、調光パルスの同期位相を急激に変化させることによって生じる輝度の瞬間的な変化を防止することができる。
【００３７】
第９の発明は、第８の発明において、調光パルス発生手段は、
比較手段における比較結果に基づいて３以上の値をとり得る動き位置データを出力するフレーム巡回型低域通過フィルタ手段と、
フレーム巡回型低域通過フィルタ手段より出力された動き位置データに基づいて垂直同期信号を所定の時間遅延させるカウント手段と、
カウント手段において遅延された垂直同期信号に基づいてパルスを出力するパルス出力手段とを含む。
【００３８】
上記のように、第９の発明によれば、フレーム巡回型低域通過フィルタ手段を用いることにより、比較結果に基づいて調光パルスを容易に３以上の階調で段階的にシフトさせることが可能となる。
【００４３】
第１０の発明は、光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示装置であって、
映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出手段と、
動き検出手段の検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生手段と、
調光パルス発生手段によって発生された調光パルスに応じて光源を断続的に駆動することにより動きの量に応じた最適なタイミングで光源を発光させる光源駆動手段と、
動き検出手段において検出された動きの量に基づいて、調光パルスのパルス幅を決定するパルス幅決定手段とを備え、
調光パルス発生手段は、パルス幅決定手段において決定されたパルス幅の調光パルスを発生し、
画像表示装置は、
動き検出手段において検出された動きの量に基づいて、映像信号の利得を決定する利得決定手段と、
利得決定手段において決定された利得に従って映像信号の利得を制御する利得制御手段とをさらに備える。
【００４４】
上記のように、第１０の発明によれば、調光パルスのパルス幅の変更に伴う輝度の変化を、映像信号の補正によって補償することができる。
【００４５】
第１１の発明は、第１０の発明において、利得決定手段が決定する利得は、パルス幅決定手段が決定するパルス幅が小さいほど大きくなり、逆に、パルス幅が大きいほど小さくなることを特徴とする。
【００４６】
上記のように、第１１の発明によれば、調光パルスのパルス幅を小さくするほど、映像信号の利得を大きくし、逆に調光パルスの幅を大きくするほど、映像信号の利得を小さくすることにより、輝度の変化を抑えることが可能となる。
【００４７】
第１２の発明は、第１０の発明において、パルス幅決定手段及び利得決定手段が、ＲＯＭテーブルであることを特徴とする。
【００４８】
上記のように、第１２の発明によれば、ＲＯＭテーブルによって、動き量に応じた最適なパルス幅および利得を容易に決定することが可能である。
【００４９】
第１３の発明は、第１〜１２のいずれかの発明において、動き検出手段は、連続する２フレーム間のデータ差に基づいて動きの量を検出することを特徴とする。
【００５０】
上記のように、第１３の発明によれば、連続する２フレーム間のデータ差分に基づいて、映像信号から表示画像の動きの量を容易に検出することができる。
【００５１】
第１４の発明は、第１３の発明において、動き検出手段は、
映像信号を１フレーム遅延するフレームメモリ手段と、
映像信号及びフレームメモリ手段において遅延された映像信号の一方のデータから他方のデータを減算する減算手段と、
減算手段における減算結果の絶対値を算出する絶対値手段と、
絶対値手段の出力を１フレーム分積算する積算手段とを含む。
【００５２】
上記のように、第１４の発明によれば、フレームメモリで１フレーム遅延させた映像信号と入力映像信号との各画素毎の差分を求めて積算することにより、映像信号から表示画像の動きの量を容易に検出することができる。
【００５３】
第１５の発明は、第１〜１２のいずれかの発明において、光源が蛍光ランプであることを特徴とする。
【００５４】
上記のように、第１５の発明によれば、光源に蛍光ランプを用いることにより安価な装置が実現できるとともに、蛍光ランプの残光応答特性に基づく動画像表示時の画質劣化の問題を改善して、より高品質の画像表示が可能となる。
【００５５】
第１６の発明は、第１〜１２のいずれかの発明において、受動型光変調素子が液晶ディスプレイであることを特徴とする。
【００５６】
上記のように、第１６の発明によれば、受動型光変調素子に液晶ディスプレイを用いることにより安価な装置が実現できるとともに、動画像における画像の輪郭ボケを低減し、より高品位の画像表示を行うことが可能となる。
【００５７】
第１７の発明は、第１〜１２のいずれかの発明において、受動型光変調素子がＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）ディスプレイであることを特徴とする。
【００５８】
上記のように、第１７の発明によれば、受動型光変調素子にＤＭＤディスプレイを用いることにより高品位な画像表示装置が実現できるとともに、動画像における画像の輪郭ボケを低減し、さらに高品位の画像表示を行うことが可能となる。
【００６１】
第１８の発明は、光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示方法であって、
映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出ステップと、
動き検出ステップの検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生ステップと、
調光パルス発生ステップにおいて発生された調光パルスに応じて光源を断続的に駆動することにより動きの量に応じた最適なタイミングで光源を発光させる光源駆動ステップとを備え、
調光パルス発生ステップは、動き検出ステップにおいて検出した動きの量が所定の量よりも大きいときには、垂直同期信号に同期しかつ垂直同期信号と同一の周波数の第１の調光パルスを出力し、動きの量が所定の量よりも小さいときには、第１の調光パルスよりも高い周波数の第２の調光パルスを出力することを特徴とする。
【００６２】
上記のように、第１８の発明によれば、表示画像の動きの量が大きい場合における画像のボケの問題を改善するとともに、表示画像の動きの量が少ないときの光源の発光周期を動きの量が大きい場合に比べて大きくすることにより、動きの量が小さいときのフリッカーを軽減することができる。
【００６３】
第１９の発明は、第１８の発明において、第１の調光パルスおよび第２の調光パルスのパルスデューティが等しいことを特徴とする。
【００６４】
上記のように、第１９の発明によれば、調光パルスの周波数の変化に伴う輝度の変化を防止することができる。
【００６５】
第２０の発明は、第１８の発明において、第２の調光パルスの周波数が、フリッカーが発生しない程度に高い周波数であることを特徴とする。
【００６６】
上記のように、第２０の発明によれば、動きの量が小さいときのフリッカーの発生を防止することができる。
【００６７】
第２１の発明は、光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示方法であって、
映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出ステップと、
動き検出ステップの検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生ステップと、
調光パルス発生ステップにおいて発生された調光パルスに応じて光源を断続的に駆動することにより動きの量に応じた最適なタイミングで光源を発光させる光源駆動ステップとを備え、
動き検出ステップは、光変調素子における全表示領域の内の複数の所定領域毎にそれぞれ動きの量を検出し、
調光パルス発生ステップは、動き検出ステップにおいて検出された動きの量に基づいて異なる同期位相の調光パルスを発生することを特徴とする。
【００６８】
上記のように、第２１の発明によれば、画面の領域毎の動きの量に基づいて光源の発光タイミングを制御することにより、表示画面の画質を全体として最適に向上させることができる。
【００６９】
第２２の発明は、第２１の発明において、複数の所定領域は、少なくとも、映像信号に基づくデータが１フレーム内において比較的早いタイミングで書き込まれる第１の所定領域及び映像信号に基づくデータが１フレーム内において比較的遅いタイミングで書き込まれる第２の所定領域を含み、
調光パルス発生ステップは、動き検出ステップにおいて検出された第１の所定領域における動き量が第２の領域における動き量よりも大きいときには、光源を比較的早いタイミングで発光させるような同期位相の第１の調光パルスを発生し、一方、動き検出ステップにおいて検出された第１の所定領域における動き量が第２の所定領域における動き量よりも小さいときには、光源を比較的遅いタイミングで発光させるような同期位相の第２の調光パルスを発生することを特徴とする。
【００７０】
上記のように、第２２の発明によれば、早いタイミングでデータが書き込まれる領域および遅いタイミングでデータが書き込まれる領域のいずれの領域における動きの量の大小を判断し、動きの量が比較的大きい方の領域において、動画像の輪郭のボケまたは着色の影響が比較的少なくなるように調光パルスの同期位相を変更することにより、表示画面の画質を全体として最適に向上させることができる。
【００７１】
第２３の発明は、第２２の発明において、調光パルス発生ステップは、
比較ステップにおける比較結果に応じて垂直同期信号を所定時間遅延させるカウントステップと、
カウントステップにおいて遅延された垂直同期信号に基づいてパルスを出力するパルス出力ステップとを含む。
【００７２】
上記のように、第２３の発明によれば、垂直同期信号の遅延時間を制御することにより、容易に調光パルスの同期位相を制御することができる。
【００７３】
第２４の発明は、第２２の発明において、調光パルス発生ステップは、動き検出ステップにおいて検出された複数の所定領域毎の動きの量の変化に伴って出力パルスを変更する際、第１の調光パルスの同期位相と第２の調光パルスの同期位相との間の同期位相の調光パルスを出力することにより、出力パルスの同期位相を段階的に順次シフトさせることを特徴とする。
【００７４】
上記のように、第２４の発明によれば、調光パルスの同期位相を変化させる際に段階的にシフトさせることにより、調光パルスの同期位相を急激に変化させることによって生じる輝度の瞬間的な変化を防止することができる。
【００７９】
第２５の発明は、光源からの光を電気信号に基づいて画素毎に変調する受動型光変調素子を時間軸方向に圧縮した映像信号に基づいて駆動することによって画像を表示する画像表示方法であって、
映像信号に基づいて表示画像の動きの量を検出する動き検出ステップと、
動き検出ステップの検出結果に応じて周期、位相またはパルス幅の異なる調光パルスを発生する調光パルス発生ステップと、
調光パルス発生ステップにおいて発生された調光パルスに応じて光源を断続的に駆動することにより動きの量に応じた最適なタイミングで光源を発光させる光源駆動ステップと、
動き検出ステップにおいて検出された動きの量に基づいて、調光パルスのパルス幅を決定するパルス幅決定ステップとを備え、
調光パルス発生ステップは、パルス幅決定ステップにおいて決定されたパルス幅の調光パルスを発生し、
画像表示方法は、
動き検出ステップにおいて検出された動きの量に基づいて、映像信号の利得を決定する利得決定ステップと、
利得決定ステップにおいて決定された利得に従って映像信号の利得を制御する利得制御ステップとをさらに備える。
【００８０】
上記のように、第２５の発明によれば、調光パルスのパルス幅の変更に伴う輝度の変化を、映像信号の補正によって補償することができる。
【００８１】
第２６の発明は、第２５の発明において、利得決定ステップが決定する利得は、パルス幅決定ステップが決定するパルス幅が小さいほど大きくなり、逆に、パルス幅が大きいほど小さくなることを特徴とする。
【００８２】
上記のように、第２６の発明によれば、調光パルスのパルス幅を小さくするほど、映像信号の利得を大きくし、逆に調光パルスの幅を大きくするほど、映像信号の利得を小さくすることにより、輝度の変化を抑えることが可能となる。
【００８３】
第２７の発明は、第１８〜２６のいずれかの発明において、動き検出ステップは、連続する２フレーム間のデータ差に基づいて動きの量を検出することを特徴とする。
【００８４】
上記のように、第２７の発明によれば、連続する２フレーム間のデータ差分に基づいて、映像信号から表示画像の動きの量を容易に検出することができる。
【００８５】
第２８の発明は、第１８〜２６のいずれかの発明において、光源が蛍光ランプであることを特徴とする。
【００８６】
上記のように、第２８の発明によれば、光源に蛍光ランプを用いることにより安価な装置が実現できるとともに、蛍光ランプの残光応答特性に基づく動画像表示時の画質劣化の問題を改善して、より高品質の画像表示が可能となる。
【００８７】
第２９の発明は、第１８〜２６のいずれかの発明において、受動型光変調素子が液晶ディスプレイであることを特徴とする。
【００８８】
上記のように、第２９の発明によれば、受動型光変調素子に液晶ディスプレイを用いることにより安価な装置が実現できるとともに、動画像における画像の輪郭ボケを低減し、より高品位の画像表示を行うことが可能となる。
【００８９】
第３０の発明は、第１８〜２６の発明において、受動型光変調素子がＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）ディスプレイであることを特徴とする。
【００９０】
上記のように、第３０の発明によれば、受動型光変調素子にＤＭＤディスプレイを用いることにより高品位な画像表示装置が実現できるとともに、動画像における画像の輪郭ボケを低減し、さらに高品位の画像表示を行うことが可能となる。
【００９１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の種々の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成を示す。画像表示装置は、映像信号時間圧縮回路１０１と、動き検出回路２と、ＰＷＭ調光パルス発生回路４と、インバータ１０３と、バックライト１０４と、液晶パネル１０５と、ＬＣＤコントローラ１０６と、ソースドライバ１０７と、ゲートドライバ１０８とを備える。なお、図１において、図１４に示す従来装置と同一の構成には同一の参照符号を付し、それらの詳しい説明を省略する。
【００９２】
図２に、動き検出回路２の構成を示す。動き検出回路２には映像信号及び同期信号が供給される。動き検出回路２は、映像信号を１フレーム分遅延させるフレームメモリ６と、映像信号及びフレームメモリ６の出力に基づいて１フレーム差分を演算する減算回路８と、減算回路８の出力の絶対値を求める絶対値回路（ＡＢＳ）１０と、絶対値回路１０の出力を垂直同期信号に基づいて１フレーム分積算する積算回路１２と、積算回路１２の出力である表示画像の動きの量をある一定のしきい値と比較し、その比較結果を動き検出信号として出力する比較回路１４とを含む。
【００９３】
動き検出回路２では、各画素における連続する２フレーム間の差分に基づいて動きの量を算出する。具体的には、減算回路８において、各画素について１つ前のフレームの同じ位置の画素との差分を出力し、絶対値回路１０において差分の絶対値を出力する。これにより、フレーム間の相関の度合が各画素について求まる。積算回路１２は、この画素毎の相関を１フレーム分積算することで、全画面についての平均としてフレーム間相関の度合を求める。この積算回路１２からの出力が所定のしきい値に比べて大きいか小さいかによって、表示画像が動きの多い画像（以下、単に動画と称す）であるか、動きの少ない画像（以下、単に静止画と称す）であるかを判断し、その結果を動き検出信号として、例えば動画の場合は“０”、静止画の場合は“１”を出力する。
【００９４】
図３に、ＰＷＭ調光パルス発生回路４の構成を示す。ＰＷＭ調光パルス発生回路４には動き検出回路２からの動き検出信号及び垂直同期信号が供給される。ＰＷＭ調光パルス発生回路４は、垂直同期信号に同期した２４０ＨｚのＰＷＭ調光パルスを発生する２４０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１６と、垂直同期信号に同期した６０ＨｚのＰＷＭ調光パルスを発生する６０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１８と、動き検出回路２による動き検出結果に基づいて２４０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１６及び６０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１８の出力を切り替えて調光パルスとして出力するセレクタ回路２０とを含む。
【００９５】
ＰＷＭ調光パルス発生回路４では、動き検出回路２の動き検出結果に基づいて所定の周期の調光パルスを発生する。動き検出回路２において、表示画像が動画であると判断されたときは、セレクタ回路２０によって６０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１８からの調光パルスが選択されて出力される。一方、動き検出回路２において、表示画像が静止画であると判断されたときは、セレクタ回路２０によって２４０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１６からの調光パルスが選択されて出力される。これら出力される調光パルスは、それぞれ図４に示す波形を有する。なお、６０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１８のパルス幅及びパルス位相は、図１５に示す従来装置のものと同一である。
【００９６】
２４０ＨｚのＰＷＭ調光によれば、人間の目にはフリッカーと知覚されない。したがって、静止画の表示時においてはフリッカーが発生しない。
【００９７】
２４０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１６及び６０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１８のＰＷＭパルスデューティは共に３９％である。なお、２４０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１６及び６０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１８のＰＷＭパルスデューティを必ずしも同一にする必要はないが、同一にすることにより、動画と静止画の切り替わり時に画面輝度が変化することがないため好ましい。ただし、インバータや冷陰極管の特性により同一の明るさになるそれぞれのＰＷＭパルスデューティが若干異なる場合もある。
【００９８】
なお、本実施形態では、静止画表示時の調光パルスを２４０Ｈｚとしたが、これに限らず、フリッカーが目立たない程度に高い周波数であればよいことは言うまでもない。
【００９９】
以上のように、第１の実施形態によれば、動画の表示時において動きボケを改善することができるとともに、静止画の表示時にはフリッカーを低減できる。
【０１００】
（第２の実施形態）
図５に、本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置の構成を示す。画像表示装置は、映像信号時間圧縮回路１０１と、動き検出回路２２と、ＰＷＭ調光パルス発生回路２４と、インバータ１０３と、バックライト１０４と、液晶パネル１０５と、ＬＣＤコントローラ１０６と、ソースドライバ１０７と、ゲートドライバ１０８とを備える。なお、図５において、図１４に示す従来装置の構成と同一の構成には同一の参照符号を付し、それらの詳しい説明を省略する。
【０１０１】
図６に、動き検出回路２２の構成を示す。動き検出回路２２には映像信号及び同期信号が供給される。動き検出回路２２は、フレームメモリ６と、減算回路８と、絶対値回路１０と、同期信号に基づいてイネーブルパルスＥＮＡＢＬＥ＿ａ、ＥＮＡＢＬＥ＿ｂを出力するカウンタデコーダ３０と、絶対値回路１０の出力を１フレーム毎にイネーブルパルスＥＮＡＢＬＥ＿ａが真である期間のみ積算する積算回路２６と、絶対値回路１０の出力を１フレーム毎にイネーブルパルスＥＮＡＢＬＥ＿ｂが真である期間のみ積算する積算回路２８と、積算回路２６及び積算回路２８の出力を比較して動き検出信号として出力する比較回路１４とを含む。なお、図６において、図２に示す構成と同一の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１０２】
図７を参照して、カウンタデコーダ３０の動作について説明する。イネーブルパルスＥＮＡＢＬＥ＿ａ、ＥＮＡＢＬＥ＿ｂは、カウンタデコーダ３０において垂直同期信号と水平同期信号に基づいて作成される。ＥＮＡＢＬＥ＿ａは画面上部、ＥＮＡＢＬＥ＿ｂは画面下部の領域に対応するパルスである。これにより、積算回路２６は画面上部の映像信号に基づいて動きの量を検出し、積算回路３１は画面下部の映像信号に基づいて動きの量を検出する。比較回路１４は、積算回路２６及び積算回路２８の出力に基づいて、画面上部における動きの量と画面下部における動きの量とを大小比較し、その結果を動き検出信号として出力する。
【０１０３】
図８に、ＰＷＭ調光パルス発生回路２４の構成を示す。ＰＷＭ調光パルス発生回路２４には動き検出回路２２からの動き検出信号及び同期信号が供給される。ＰＷＭ調光パルス発生回路２４は、動き検出信号に基づいて動き位置データを出力するフレーム巡回型低域通過フィルタ３２と、垂直同期信号を動き位置データに基づく所定の時間だけ遅延させたパルスを出力するカウンタ３４と、カウンタ３４の出力パルスをトリガとして垂直同期信号に同期した調光パルスを出力する６０ＨｚＰＷＭパルス発生回路１８とを含む。図８において、図３と同一の構成には同一の参照符号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１０４】
ＰＷＭ調光パルス発生回路２４は、動き検出信号に基づいて、バックライト１０４の点灯タイミングを制御する。具体的には、図９に示すように、画面上部の動きが少ない場合には、図１５に示す従来装置と同様のタイミングでバックライト１０４を点灯させ、一方、画面下部の動きが少ない場合には、画面上部の動きが少ない場合に比べてより早いタイミングでバックライト１０４を点灯させる。このようなバックライト１０４の点灯タイミングの制御は、動き検出信号に基づいて垂直同期信号をカウンタ３４によって所定の時間遅延させることによりなされる。
【０１０５】
図９に示すように画面上部の動きが少ない場合は、カウンタ３５における遅延は約７ｍｓとなり、バックライトの残光応答が、画面の上部の液晶パネルへの書き込み及び液晶の応答と重なる。しかしながら、画面上部では動きが少ないため、輪郭のボケや着色といった不具合が少ない。一方、画面下部の動きが少ない場合は、カウンタ３５における遅延は約０ｍｓとなり、バックライトの残光応答が、画面の下部の液晶の応答と重なる。しかしながら、画面下部では動きが少ないため、輪郭のボケや着色といった不具合が少ない。
【０１０６】
なお、本実施形態では、必須ではないが、カウンタ３４による遅延量は、１ｂｉｔの動き検出信号に基づいてフレーム巡回型低域通過フィルタ３２から出力される８ｂｉｔの動き位置データに対応して、２５６の階調で段階的に制御される。つまり、例えば水平同期信号周波数が３１．５ｋＨｚの場合、垂直同期信号の遅延量は、０ｍｓから８ｍｓまでの範囲を３２μｓのステップで段階的に制御される。動き位置データは、動き検出信号の値に応じて１フレーム毎に１づつ増加または減少する。調光パルスの位相が急激に変化すると調光パルスが瞬間的に密または疎になる部分が生じ、これが輝度の瞬間的な変化として知覚されるという不具合が生じる。よって、この不具合を生じさせないためには、本実施形態のように調光パルスの位相を徐々に変化させるのが好ましい。
【０１０７】
なお、本実施形態では、画面上部から画面下部に向かって走査する場合について説明したが、それ以外の走査の場合、例えば画面下部から画面上部に向かって走査する場合にも容易に適用できることはいうまでもない。
【０１０８】
以上のように、本実施形態によれば、表示画面中の動きの少ない部分にバックライトの応答が対応するようにバックライト点灯タイミングを適宜変化させることにより、動きのある輪郭のボケや着色といった不具合の発生を抑えることができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、画面の上部及び下部の２つの領域についてのみ動き検出を行ったが、これに限らず、領域の分割数を増やして検出の精度を上げても良い。さらには、画面中央部も検出する共にカウンタ３４による遅延時間の制御範囲を増やして、画面中央部の動きが少ない場合に対応するようにしてもよい。
【０１１０】
（実施の形態３）
図１０に、本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置の構成を示す。画像表示装置は、映像信号利得制御データに基づいて映像信号の利得を制御する利得制御回路３６と、映像信号時間圧縮回路１０１と、映像信号に基づいて映像信号利得制御データ及び調光パルス幅制御データを出力する動き検出回路３８と、調光パルス幅制御データに基づいて兆候パルスを出力するＰＷＭ調光パルス発生回路４０と、インバータ１０３と、バックライト１０４と、液晶パネル１０５と、ＬＣＤコントローラ１０６と、ソースドライバ１０７と、ゲートドライバ１０８とを備える。なお、図１０において、図１４に示す従来装置の構成と同一の構成には同一の参照符号を付し、それらの詳しい説明を省略する。
【０１１１】
図１１に、動き検出回路３８の構成を示す。動き検出回路３８には映像信号及び同期信号が供給される。動き検出回路３８は、フレームメモリ６と、減算回路８と、絶対値回路１０と、積算回路１２と、積算回路１２の出力に基づいて映像信号利得制御データ及び調光パルス幅制御データを出力するＲＯＭテーブル４２とを含む。なお、図１１において、図２に示す構成と同一の構成には同一の参照符号を付し、詳しい説明を省略する。
【０１１２】
図１２を参照して、ＲＯＭテーブル４２の入出力特性について説明する。ＲＯＭテーブル４２には、積算回路１２の出力が入力データとして入力される。前述したように、積算回路１２の出力は、画像の動きの多さを示している。ＲＯＭテーブル４２は、この入力データの値に応じて、映像信号利得制御データ及び調光パルス幅制御データを出力データとしてそれぞれ出力する。入力データとそれら出力データとの関係は、図１２に示す関係となる。すなわち、入力データの値が大きくなる、すなわち動きが多くなるにつれて、調光パルス幅制御データは小さくなり、映像信号利得制御データは大きくなる。
【０１１３】
ＰＷＭ調光パルス発生回路４０は調光パルス幅制御データに基づいて、バックライト１０４の点灯を制御する。具体的には、図１３に示すように、表示画像の動きが多くなるほど、残光期間も含めたバックライトの点灯期間と画面の応答期間との重なりが小さくなるようにバックライト１０４を点灯させる。これにより、動きの多い画像を表示する際の輪郭のボケや着色が改善される。
【０１１４】
なお、調光パルス幅を小さく、つまりバックライト１０４の点灯期間を短くすれば輝度が低下し、十分な明るさが得られないことになる。そこで、本実施形態では、輝度の低下を補償するために、調光パルス幅が小さくなるにつれて映像信号利得制御データを大きくし、映像信号の輝度レベルを上げるように補正を行う。この時、映像信号の白ピーク部分で信号飽和による画質劣化が発生する場合がある。また、実際に使用されている液晶パネルにはガンマ特性があり、通常γ＝２程度であるため、バックライト輝度の低下分に対する映像信号利得の補正を、すべての階調において正確に行うことはできない。しかしながら、これらの影響は、動きの大きい画面では視覚的に目立ちにくいため大きな問題とはならない。
【０１１５】
なお、図１３に示すように、表示画像の動きが少ない時には、バックライトの残光応答と画面の上部及び下部の液晶パネル書き込み／液晶応答との重なりは大きくなる。しかしながら、表示画像の動きが少ないため、輪郭のボケや着色は生じない。なお、調光パルス幅が広いときは、輝度の低下がないため映像信号利得制御データは標準の値となり、映像信号の白ピーク部分で信号飽和による画質劣化が発生することはない。
【０１１６】
以上のように、第３の実施形態によれば、表示画像の動きが多くなるほど、残光期間も含めたバックライトの点灯期間と画面の応答期間との重なりが小さくなるようにバックライトを点灯させることにより、動きのある輪郭のボケや着色といった不具合の発生を抑えることができる。
【０１１７】
なお、以上の説明では、表示素子として、液晶ディスプレイを用いる場合について説明したが、これに限らず、受動型光変調素子（ライトバルブ型素子）、すなわち光源からの光を制御することにより画像表示する素子一般に対して有効に適用することが出きる。液晶ディスプレイ以外の受光型光変調素子としては、例えばＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）ディスプレイがあるが、このＤＭＤディスプレイを用いれば、より高品位な画像表示装置を実現することができる。
【０１１８】
なお、以上の説明では、蛍光ランプの蛍光体として一般的な蛍光体を使用する場合について説明したが、短残光の蛍光体を使用すれば、一般的な蛍光体を使用する場合に比べて、動く輪郭がボケて着色するという問題は改善される。しかしながら、短残光の蛍光体を使用する場合であっても、フリッカーが生じるという問題が発生し、また、画素への書き込み時間と液晶の応答時間とバックライトの点灯時間の総和が垂直周期時間よりも大きい場合には、画面の上部または下部において、動きのある輪郭がボケて着色するという問題が発生する。したがって、上述の第１〜第３の実施形態は、短残光の蛍光体を使用する場合であっても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】動き検出回路２の構成を示すブロック図である。
【図３】ＰＷＭ調光パルス発生回路４の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態の動作タイミングを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図６】動き検出回路２２の構成を示すブロック図である。
【図７】カウンタデコーダ３０の動作タイミングを示す図である。
【図８】ＰＷＭ調光パルス発生回路２４の構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態の動作タイミングを示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】動き検出回路３８の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＲＯＭテーブル４２の入出力特性を示す図である。
【図１３】第３の実施形態の動作タイミングを示す図である。
【図１４】従来の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の画像表示装置の動作タイミングを示す図である。
【図１６】映像信号時間圧縮回路１０１の構成を示すブロック図である。
【図１７】映像信号時間圧縮回路１０１の動作タイミングを示す図である。
【図１８】インバータ１０３の発振波形を示す図である。
【図１９】蛍光体の残光応答特性を示す図である。
【符号の説明】
２  動き検出回路
４  ＰＷＭ調光パルス発生回路
６  フレームメモリ
８  減算回路
１０  絶対値回路
１２  積算回路
１４  比較回路
１６  ２４０ＨｚＰＷＭパルス発生回路
１８  ６０ＨｚＰＷＭパルス発生回路
２０  セレクタ
２２  動き検出回路
２４  ＰＷＭ調光パルス発生回路
２６  積算回路
２８  積算回路
３０  カウンタデコーダ
３２  フレーム巡回型ＬＰＦ
３４  カウンタ
３６  利得制御回路
３８  動き検出回路
４０  ＰＷＭ調光パルス発生回路
４２  ＲＯＭテーブル
１０１  映像信号時間圧縮回路
１０３  インバータ
１０４  バックライト
１０５  ＬＣＤパネル
１０６  ＬＣＤコントローラ
１０７  ソースドライバ
１０８  ゲートドライバ
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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