JP2012013787A

JP2012013787A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2012013787A
Application number: JP2010147947A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Oki; 謙太郎大木; Motoyuki Oniki; 基行鬼木; Hiroshi Iwasaki; 弘治岩崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-01-19
Also published as: WO2012002411A1

Abstract

【課題】液晶表示パネルの応答時間が部分毎に異なる場合でも、疑似輪郭の発生を防止し、表示品位の向上を図ることができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】光源ユニット５ａ〜５ｈに対向する液晶表示パネルの部分において、順次的に表示される一の画像と他の画像との階調変化から遷移時間を算出し、算出した遷移時間に基づいて、前記光源ユニット５ａ〜５ｈの消灯開始時点及び消灯時間を設定し、液晶表示パネルの前記部分にて液晶素子の配列状態が変化している間は、前記光源ユニット５ａ〜５ｈを消灯させる構成とした。
【選択図】図７

Description

本発明は、液晶の配列状態及び光源の点灯時間を制御する液晶表示装置に関する。

表示画面の大きさに比べて室内の占有面積が小さい液晶表示装置は、限られた室内空間を有効に利用することができることから、一般に広く普及している。液晶表示装置は、前キャビネットの内側に配置された映像を表示する液晶表示パネルに、後キャビネットに収容してある光源ユニットからの光を照射して、入力された画像情報（画像フレーム）に基づく画像を表示するように構成されている。

液晶表示パネルは、入力された画像フレームに基づく画像を所定時間保持するため、いわゆる動画ブレを生じやすく、該動画ブレを改善するために、光源ユニットを間欠的に消灯させる技術がある（例えば特許文献１参照）。該技術においては表示品位を高めるために、液晶表示パネルにて液晶素子の配列状態が変化している間は、光源ユニットを消灯し、液晶素子の配列状態の変化がいわゆる疑似輪郭としてユーザに視認されることを防ぐ必要がある。

特開２００９−１８０９３３号公報

液晶表示パネルは、順次的に入力される画像フレームに基づいて画像を順次表示するが、一の画像と該一の画像の次に表示される他の画像との同一画素における階調変化は、画素毎に異なる。そのため画像の部分毎における階調変化に応じて、画像の各部分に対応する液晶表示パネルの各部分の応答時間も増減する。しかし特許文献１に記載の液晶表示装置は、光源ユニットの消灯開始時点及び消灯時間を示す固定値が予め設定してあり、画像の各部分における応答時間の差を考慮していない。

その結果、液晶表示パネルの位置によっては、光源ユニットの消灯開始時点よりも早い時点で応答する場合があり、また消灯終了時点よりも遅い時点で応答が終了する場合がある。このため、液晶素子の配列状態が変化している途中で光源ユニットが点灯して、疑似輪郭が発生し、表示品位の低下を招来するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、液晶表示パネルの応答時間が部分毎に異なる場合でも、疑似輪郭の発生を防止し、表示品位の向上を図ることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液晶表示装置は、順次的に入力される画像を表示する液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに対向して並設されており、前記液晶表示パネルに向けて光を出射する複数の光源とを備え、入力された画像が前記液晶表示パネルに表示される表示期間に前記複数の光源は間欠的に点灯する液晶表示装置において、前記液晶表示パネルにおける各光源との対向部分それぞれに表示される一の画像における第１部分画像及び次順の画像における第２部分画像の階調変化に基づいて、応答時間を算出する応答時間算出手段と、該応答時間算出手段にて算出された応答時間に基づいて、前記表示期間における前記光源の消灯期間を設定する消灯期間設定手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、光源に対向する液晶表示パネルの各部分において、順次的に表示される一の画像と他の画像との階調変化に応じた液晶表示パネルの応答時間を算出し、算出した応答時間に基づいて、前記光源の消灯期間を設定し、液晶表示パネルの前記部分にて液晶素子の配列状態が変化している間は、前記光源を消灯させる。

本発明に係る液晶表示装置は、前記応答時間算出手段は、前記第１部分画像及び第２部分画像の階調変化を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、第１部分画像及び第２部分画像の階調変化を求め、求めた階調変化に基づいて、第１部分画像及び第２部分画像に対応する位置における液晶表示パネルの応答時間を算出する。

本発明に係る液晶表示装置は、前記応答時間算出手段は、前記第１部分画像を構成する複数の画像領域それぞれと前記第１部分画像を構成する複数の画像領域に対応し、前記第２部分画像を構成する複数の画像領域それぞれとの階調変化を、対応する画像領域毎に求める手段と、該手段にて求めた複数の階調変化に基づいて応答時間の最大値を抽出する手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、液晶表示パネルの各部分にて表示される第１部分画像及び第２部分画像の階調変化を、対応する画像領域毎に求め、求めた最大の階調変化に基づいて、前記光源の消灯期間を設定し、液晶表示パネルの各部分にて液晶素子の応答が終了するまで、光源を消灯させる。

本発明に係る液晶表示装置は、前記応答時間算出手段にて算出された応答時間に基づいて、前記対向部分に対向する前記光源の駆動電流を制御する電流値制御手段を備えることを特徴とする。

本発明においては、応答時間に基づいて設定された消灯期間に対応させて、前記光源の駆動電流を制御し、液晶表示パネル全体での輝度の均一化を促進する。

本発明に係る液晶表示装置は、前記電流値制御手段は、前記消灯期間設定手段によって設定された前記消灯期間の長短に応じて、駆動電流を増減させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、液晶表示パネルの各部分において、設定された消灯期間が長い場合、点灯時における駆動電流を増加させて光源の輝度を大きくし、設定された消灯期間が短い場合、点灯時における駆動電流を減少させて光源の輝度を小さくして、液晶表示パネルに画像が保持される期間（表示期間）の輝度を均一化する。

本発明に係る液晶表示装置にあっては、光源に対向する液晶表示パネルの各部分において、順次的に表示される一の画像と次の画像との階調変化に応じた応答時間を算出する。そして算出した応答時間に基づいて、前記光源の消灯期間を設定し、液晶表示パネルの各部分にて液晶素子の配列状態が変化している間は、前記光源を消灯させるので、液晶表示パネルの応答時間が部分毎に異なる場合でも、疑似輪郭の発生を防止し、表示品位の向上を図ることができる。

液晶表示装置の外観を示す斜視図である。光源ユニットを略示する正面図である。バックライト制御部及び映像処理部付近の構成を略示するブロック図である。映像解析処理部の構成を略示するブロック図である。ＲＯＭの一の構成例を示す概念図である。ＲＯＭの他の構成例を示す概念図である。光源駆動回路を略示するブロック図である。垂直同期信号とＬＥＤドライバとの関係を示すタイミングチャートである。液晶表示パネルに表示される画像が遷移する場合において、遷移前後の応答時間が早い場合における液晶表示パネルの応答特性を示す模式図である。液晶表示パネルに表示される画像が遷移する場合において、遷移前後の応答時間が遅い場合における液晶表示パネルの応答特性を示す模式図である。

以下本発明を実施の形態に係る液晶表示装置を示す図面に基づいて詳述する。図１は液晶表示装置の外観を示す斜視図、図２は光源ユニットを略示する正面図である。

図において１は液晶及びＴＦＴ(Thin Film Transistor)を備える矩形の液晶表示パネルである。該液晶表示パネル１は、ＴＦＴの動作を制御することによって液晶への印加電圧を制御し、液晶素子の配列状態を変化させて光の透過率を調整する。光の透過率を調整することによって、液晶表示パネル１の前面に所定の映像が表示される。

液晶表示パネル１は、前保持枠体と後保持枠体と（いずれも図示せず）によって、その周縁部が挟持されており、矩形枠状の前キャビネット２に収容されている。前キャビネット２は前保持枠体及び後保持枠体の周囲に配置されている。前キャビネット２は矩形の開口を備えており、該開口の寸法は液晶表示パネル１に対応した寸法となっている。

液晶表示パネル１の後側には、矩形板状のバックライトシャーシ４が配設してある。該バックライトシャーシ４の前部にて、複数の（本実施例においては８個の）光源ユニット５ａ〜５ｈが支持されている。光源ユニット５ａ〜５ｈ及びバックライトシャーシ４は、後キャビネット３に収容されている。なお後キャビネット３の前縁部は図示しない係合凸部を備え、前キャビネット２の後縁部は図示しない係合凹部を備えており、該係合凹部及び係合凸部を係合させて、前キャビネット２と後キャビネット３とが連結してある。

光源ユニット５ａ〜５ｈは上下に並んでおり、光源ユニット５ａは最も上に位置し、光源ユニット５ｈは最も下に位置する。光源ユニット５ａ〜５ｈは、矩形横長の基板５０と、該基板５０に実装された複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)５１、５１、・・・、５１とを備えている。ＬＥＤ５１、５１、・・・、５１は、基板５０上にて等間隔を空けて横方向に並んでおり、相互に直列接続されている。なお光源ユニット５ａ〜５ｈそれぞれに対向する液晶表示パネル１の各部分を、図１において第１部分１ａ〜第８部分１ｈとして示している。

バックライトシャーシ４の後側には、ＬＥＤ５１の駆動を制御するバックライト制御部７０及び液晶表示パネル１に入力される画像フレームに種々の処理を施す映像処理部１０などが設けてある。図３はバックライト制御部７０及び映像処理部１０付近の構成を略示するブロック図である。

液晶表示パネル１には、映像処理部１０、倍速処理部２０、ＯＳ(Over Shoot)処理部３０、映像解析処理部４０及び液晶表示パネルタイミング生成部５０を経て、画像フレームが入力される。
映像処理部１０には、図示しないチューナ及びＨＤＭＩ(High Definition Multimedia Interface)などの端子から画像を示す画像フレームが入力される。映像処理部１０は、入力された画像フレームに対してコントラスト補正及び色補正処理などを実行し、倍速処理部２０に出力する。

倍速処理部２０は、入力された画像フレームに基づいて、所定時間内に送信される画像の数を倍加する処理を実行し、ＯＳ処理部３０へ画像フレームを出力する。
ＯＳ処理部３０は、入力された画像フレームに係る信号に対し、オーバーシュート又はアンダーシュートを発生させて加算する処理を実行し、映像解析処理部４０へ画像フレームを出力する。

映像解析処理部４０は、順次的に入力された画像フレームに基づいて、一の画像と、該一の画像の次に液晶表示パネル１に表示される他の画像との間の階調変化に基づく応答時間を、光源ユニット５ａ〜５ｈに対応する画像部分毎に算出し、算出した応答時間に基づいて、液晶表示パネル１に一つの画像が保持される期間（表示期間）における光源ユニット５ａ〜５ｈそれぞれの消灯開始時点及び消灯時間を求め、また光源ユニット５ａ〜５ｈそれぞれの駆動電流の大きさを求めて、求めた消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを示す情報をバックライト制御部７０に出力する。

ここで階調変化とは、変化前後の各階調値に依存する数値であって、液晶素子の遷移時間に対応する数値をいい、変化前の階調値と変化後の階調値との差（絶対値）を意味しない。例えば階調値１２８から階調値０に階調が変化する場合における液晶素子の遷移時間と、階調値２２８から階調値１００に階調値が変化する場合における液晶素子の遷移時間とが異なる場合、前者における絶対値と後者における絶対値とは等しいが、前者における階調変化と後者における階調変化とは異なる。
なお階調変化は種々の計算方法に基づいて求められる。例えば、変化前後の各階調値に所定の補正係数を乗じてそれぞれ算出し、算出した各値に基づいて階調変化を求めるか又は変化前後の各階調値を所定の関数に適用してそれぞれ算出し、算出した各値に基づいて階調変化を求めることができる。

バックライト制御部７０は、図示しないＭＰＵ(Micro Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)を備え、更に光源ユニット５ａ〜５ｈを駆動する光源駆動回路７１を備える。バックライト制御部７０のＭＰＵは、入力された消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを示す情報に基づいて、光源駆動回路７１の動作を制御し、光源ユニット５ａ〜５ｈの駆動を制御する。

前記映像解析処理部４０は、画像フレームを液晶表示パネルタイミング生成部５０に出力する。液晶表示パネルタイミング生成部５０は、図示しないクロックを備えており、該クロックの計時結果に基づいて、液晶表示パネルタイミング生成部５０に垂直同期信号ＶＳ及び水平同期信号ＨＳを出力する。また液晶表示パネルタイミング生成部５０は、液晶表示パネル１に画像フレームを出力する。

なお垂直同期信号ＶＳ及び水平同期信号ＨＳはパルス波であり、垂直同期信号ＶＳのパルス波の周期は、液晶表示パネルタイミング生成部５０から画像フレームが出力される周期に等しい。液晶表示パネル１は、液晶表示パネルタイミング生成部５０から入力された画像フレームに基づいて画像を表示し、垂直同期信号ＶＳのパルス波が入力されてから次のパルス波が入力されるまでの間、同じ画像を保持する。

次に映像解析処理部４０の構成を説明する。図４は、映像解析処理部４０の構成を略示するブロック図、図５はＲＯＭの一の構成例を示す概念図、図６はＲＯＭの他の構成例を示す概念図である。

映像解析処理部４０は、共通バスを介して相互に接続されたＭＰＵ４１、制御プログラムを格納したＲＯＭ４２、情報を一時的に格納するＲＡＭ４３、入力Ｉ／Ｆ(InterFace)４４及び出力Ｉ／Ｆ４５を備えている。ＭＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に格納した制御プログラムをＲＡＭ４３に読出して実行する。

映像解析処理部４０には、入力Ｉ／Ｆ４４を介してＯＳ処理部３０から画像フレームが入力される。また出力Ｉ／Ｆ４５を介して液晶表示パネルタイミング生成部５０に画像フレームが出力され、バックライト制御部７０に、光源ユニット５ａ〜５ｈそれぞれの消灯開始時点及び消灯時間を示す情報、及び光源ユニット５ａ〜５ｈそれぞれの駆動電流の大きさを示す情報が出力される。

ＲＯＭ４２は、後述する階調変化と該階調変化に対応する応答時間、消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさとの関係を示すＬＵＴ(Look Up Table)４２ａを備えている。ＲＯＭ４２には、ＯＳ処理部３０から順次的に入力される画像フレーム毎に記憶領域４２０、４２１、・・・が設定される。該記憶領域４２０、４２１、・・・は、前述した第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれに対応するセグメントを含んでいる。

ＭＰＵ４１は、画像フレームを分割して記憶領域の各セグメントに記憶する。そしてＭＰＵ４１は、順次的に入力される画像フレーム間における階調変化をセグメント毎に求め、求めた階調変化に基づいて応答時間を算出し、消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを示す情報を生成してバックライト制御部７０に出力する。

例えばＭＰＵ４１は、入力された画像フレームに係る一の画像を示す情報を第１部分１ａ〜第８部分１ｈに対応させて分割し、分割した情報を記憶領域４２０の各セグメント４２０ａ〜４２０ｈに記憶する。また一の画像の次に液晶表示パネル１に表示される他の画像を示す画像フレームを第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれに対応させて分割し、分割した画像フレームを記憶領域４２１の各セグメント４２１ａ〜４２１ｈに記憶する。

ＭＰＵ４１は、各セグメント４２０ａ〜４２０ｈに記憶した画像フレームに基づいて、第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれに表示される一の画像を構成する部分的な画像（第１部分画像）の階調を、第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれについて算出する。また各セグメント４２１ａ〜４２１ｈに記憶した画像フレームに基づいて、第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれに表示される他の画像を構成する部分的な画像（第２部分画像）の階調を、第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれについて算出する。そして第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれについて、対応する第１部分画像及び第２部分画像の階調変化を求める。

次にＭＰＵ４１は、ＬＵＴ４２ａを参照し、求めた階調変化に対応する応答時間を決定し、決定した応答時間から消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを取得して、消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを示す情報をバックライト制御部７０に出力する。ＬＵＴ４２ａには、第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれについて、例えば応答時間が小さくなるに従って消灯開始時点が早くなることを示す情報が格納してあり、また応答時間が大きくなるに従って駆動電流の大きさが大きくなることを示す情報が格納してある。

なお階調変化に基づいて応答時間を算出し、消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを示す情報をバックライト制御部７０に出力する上記処理は、消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを示す情報をバックライト制御部７０に出力する処理の一例であって、これに限定されるものではない。

例えば図６の破線にて示すように、ＲＯＭ４２の各セグメントを、後述する画像領域に対応する単位Ｓに分割して、画像フレームを区別することができるように構成し、ＬＵＴ４２ａに、後述する抽出した最大の階調変化とその応答時間、消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさとの関係を示す情報を格納して、以下に示すような処理を行ってもよい。

ＭＰＵ４１は、各セグメント４２０ａ〜４２０ｈに記憶した画像フレームを単位Ｓ毎に区別して認識し、単位Ｓに係る画像の階調を算出する。なお単位Ｓは、所定数の画素からなる画像領域に対応している。

ＭＰＵ４１は、セグメント４２０ａに含まれる単位Ｓに係る画像領域と、セグメント４２０ａに含まれる単位Ｓに対応しており、セグメント４２１ａに含まれる単位Ｓに係る画像領域との階調変化を、対応する単位Ｓ毎に算出し、液晶素子の遷移に最も時間を要する階調変化、すなわち応答時間が最長の階調変化を抽出する。例えば階調変化の大小が応答時間の長短に対応する場合、最大の階調変化を抽出する。なお抽出する階調変化は、応答時間が最長となる階調変化であればよい。ＭＰＵ４１は、このような抽出処理を他のセグメント４２０ｂ〜４２０ｈ、４２１ｂ〜４２１ｈに対しても同様に実行する。なお単位Ｓが単一の画素からなる画像領域に対応している場合、画素毎に階調変化を算出する。

そしてＭＰＵ４１は、ＬＵＴ４２ａを参照し、抽出した階調変化に対応する応答時間を決定し、決定した応答時間から消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを取得して、消灯開始時点、消灯時間及び駆動電流の大きさを示す情報をバックライト制御部７０に出力する。

次に光源駆動回路７１の構成について説明する。図７は光源駆動回路７１を略示するブロック図である。光源駆動回路７１は、光源ユニット５ａ〜５ｈに対応するカウンタ７５ａ〜７５ｈ、パルス発生回路７６ａ〜７６ｈ、及び定電流回路を有するＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈを備えている。カウンタ７５ａ〜７５ｈ、パルス発生回路７６ａ〜７６ｈ及びＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈはこの順に直列に接続してある。

ＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈは、Ｉ²Ｃ(Inter-Integrated Circuit)バス等を介して入力される制御信号に基づいて、光源ユニット５ａ〜５ｈのオン／オフ、駆動電流の変更を行うことができる。またＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈは、光源ユニット５ａ〜５ｈに接続してあり、光源ユニット５ａ〜５ｈには電源８０が接続されている。

映像解析処理部４０から取得した各光源ユニット５ａ〜５ｈに対応する駆動電流の大きさを示す情報が、Ｉ²Ｃバス等を介して入力される制御信号によって、ＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈの定電流回路に設定され、例えば後述するＥ１又はＥ２の大きさ（図８参照）の駆動電流が設定される。またパルス発生回路７６ａ〜７６ｈから出力されるＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号によって、点灯期間及び消灯期間が決定され、各光源ユニット５ａ〜５ｈが点灯又は消灯する。

カウンタ７５ａ〜７５ｈには、液晶表示パネルタイミング生成部５０から水平同期信号ＨＳが入力されており、また液晶表示パネルタイミング生成部５０から図示しない分周器を介して垂直同期信号ＶＳが入力されている。またカウンタ７５ａ〜７５ｈには、映像解析処理部４０から取得した消灯開始時点及び消灯時間を示す情報に基づいて、カウンタ７５ａ〜７５ｈについて、垂直同期信号ＶＳが入力されてから消灯を開始するまでに数えるべき水平同期信号ＨＳのパルス数のカウント数（以下第１カウント数という）と、消灯を開始してから消灯を終了するまでに数えるべき水平同期信号ＨＳのパルス数のカウント数（以下第２カウント数という）とが設定される。

カウンタ７５ａ〜７５ｈは、垂直同期信号ＶＳの入力をトリガとして、水平同期信号ＨＳのパルス数をカウントする。カウンタ７５ａ〜７５ｈは、垂直同期信号ＶＳが入力されてから第１カウント数を数え終わった場合、パルス発生回路７６ａ〜７６ｈに第１信号を出力する。またカウンタ７５ａ〜７５ｈは、第１カウント数を数え終わってから第２カウント数を数え終わった場合、パルス発生回路７６ａ〜７６ｈに第２信号を出力する。

パルス発生回路７６ａ〜７６ｈは、カウンタ７５ａ〜７５ｈから第１信号が入力された場合に、Ｌｏｗレベルの信号をＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈに出力する。ＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈは、Ｌｏｗレベルの信号が入力された時点からオフ状態となり、電流が遮断され、光源ユニット５ａ〜５ｈが消灯する。

一方パルス発生回路７６ａ〜７６ｈは、カウンタ７５ａ〜７５ｈから第２信号が入力された場合に、Ｈｉｇｈレベルの信号をＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈに出力する。ＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈは、Ｈｉｇｈレベルの信号が入力された時点からオン状態となり、ＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈの定電流回路に設定された電流が光源ユニット５ａ〜５ｈに流れて、光源ユニット５ａ〜５ｈが点灯する。

図８は垂直同期信号ＶＳとＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈとの関係を示すタイミングチャートである。図８Ａは垂直同期信号ＶＳのパルス波を示しており、図８Ａにて示されたＶはパルス波の周期を表している。図８ＢはＬＥＤドライバ７７ａ〜７７ｈのオン状態及びオフ状態を示しており、図８Ｂにて示されたＨはオン状態を表し、Ｌはオフ状態を表している。また図８Ｂにおける波形の高さは、電源８０から光源ユニット５ａ〜５ｈに供給される電流の大きさを示している。なお図８Ｂには一例として、ＬＥＤドライバ７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｈのオン状態又はオフ状態が示されている。

図８Ｂにおいて、７７ａ、７７ｈのオン状態及びオフ状態を示す波形２００は、液晶表示パネル１に表示される画像が遷移する場合において、遷移前後の応答時間が早いときの波形を示している。破線１５０は、応答時間が中程度の場合におけるオン状態のタイミング及びオフ状態のタイミングを示しており、応答時間が早い場合には、応答時間が中程度の場合に比べて、光源ユニット５ａ、５ｈが消灯を開始する時点が所定時間早くなり、消灯後、光源ユニット５ａ、５ｈが点灯する時点も同じ時間だけ早くなる。なおＰａは波形２００におけるオフ状態の時間を示し、Ｐｂは波形２００におけるオン状態の時間を示しており、この例ではＰａ及びＰｂは略同じ時間を示している。またＥ１は波形２００にて示すタイミングで光源ユニット５ａ、５ｈを駆動する場合の駆動電流の大きさを示している。また画像の遷移時間と液晶素子の遷移時間とは対応する。

図８Ｂにおいて、７７ｂ、７７ｃのオン状態及びオフ状態を示す波形２０１は、液晶表示パネル１に表示される画像が遷移する場合において、遷移前後の応答時間が遅いときの波形を示している。なおＱａは波形２０１におけるオフ状態の時間を示し、Ｑｂは波形２０１におけるオン状態の時間を示しており、ＱａはＱｂよりも長くなっている。すなわち遷移前後の応答時間が遅い場合、光源ユニット５ｂ、５ｃの消灯時間は点灯時間よりも長くなる。

またＥ２は波形２０１にて示すタイミングで光源ユニット５ｂ、５ｃを駆動する場合の駆動電流の大きさを示しており、Ｅ１よりも大きい。点灯時における光源ユニット５ｂ、５ｃの輝度は、通常、消灯時間が長くなるに従って暗くなるが、駆動電流Ｅ２がＥ１よりも大きいため、光源ユニット５ｂ、５ｃに対応する第２部分１ｂ及び第３部分１ｃの輝度は、光源ユニット５ａ、５ｈに対応する第１部分１ａ及び第８部分１ｈの輝度と比べて低下せず、液晶表示パネル１全体の輝度の均一化を図ることができる。

図９は、液晶表示パネル１に表示される画像が遷移する場合において、遷移前後の応答時間が早い場合における液晶表示パネル１の応答特性を示す模式図である。横軸は、液晶表示パネル１に画像が保持される保持時間を示す軸であり、縦軸は階調を示す軸である。

図９Ａは、遷移後に画像の階調が高くなる場合の液晶表示パネル１の応答特性を示しており、３００は応答特性を示す特性曲線である。図９Ｂは、遷移後に画像の階調が低くなる場合の液晶表示パネル１の応答特性を示しており、３０１は応答特性を示す特性曲線である。また図９Ａ及び図９Ｂに、波形２００を示してある。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、遷移前後の応答時間が早い場合、特性曲線３００、３０１は現在階調から目標階調に向けて急激に上昇又は下降しており、目標階調に短時間で到達する。前述の図８Ｂにて示したように、遷移前後の応答時間が早い場合には、光源ユニット５ａ〜５ｈが消灯を開始する時点が所定時間早くなる。そのため波形２００にて示すように、第１部分１ａ〜第８部分１ｈにて現在階調から目標階調に向けて階調の変化が開始した直後に、光源ユニット５ａ〜５ｈは消灯し、目標階調に到達した後に点灯する。このため第１部分１ａ〜第８部分１ｈにて画像が遷移している間、ユーザは画像を視認することはなく、疑似輪郭の発生を防止することができる。

図１０は、液晶表示パネル１に表示される画像が遷移する場合において、遷移前後の応答時間が遅い場合における液晶表示パネル１の応答特性を示す模式図である。横軸は、液晶表示パネル１に画像が保持される保持時間を示す軸であり、縦軸は階調を示す軸である。

図１０Ａは、遷移後に画像の階調が高くなる場合の液晶表示パネル１の応答特性を示しており、３０２は応答特性を示す特性曲線である。図１０Ｂは、遷移後に画像の階調が低くなる場合の液晶表示パネル１の応答特性を示しており、３０３は応答特性を示す特性曲線である。また図１０Ａ及び図１０Ｂに、波形２０１を示してある。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、遷移前後の応答時間が遅い場合、特性曲線３０２、３０３は現在階調から目標階調に向けて緩やかに上昇又は下降しており、目標階調に到達するまで長時間を要する。前述の図８Ｂにて示したように、遷移前後の応答時間が遅い場合には、光源ユニット５ａ〜５ｈの消灯時間Ｑａは、点灯時間Ｑｂよりも長くなる。そのため波形２０１にて示すように、第１部分１ａ〜第８部分１ｈにて現在階調から目標階調に向けて階調の変化が開始した直後に、光源ユニット５ａ〜５ｈは消灯し、消灯時間Ｑａが経過した後に点灯する。このため第１部分１ａ〜第８部分１ｈにて画像の遷移が略終了するまで、ユーザは画像を視認することはなく、疑似輪郭の発生を抑制することができる。

実施の形態に係る液晶表示装置にあっては、光源ユニット５ａ〜５ｈに対向する第１部分１ａ〜第８部分１ｈにおいて、順次的に表示される一の画像と他の画像との階調変化に対応した応答時間を算出する。そして、算出した応答時間に基づいて前記光源ユニット５ａ〜５ｈの消灯開始時点及び消灯時間を設定し、第１部分１ａ〜第８部分１ｈにて液晶素子の配列状態が変化している間は、前記光源ユニット５ａ〜５ｈを消灯させるので、液晶表示パネル１の応答時間が部分毎に異なる場合でも、疑似輪郭の発生を防止し、表示品位の向上を図ることができる。

また階調変化に基づいて応答時間を算出し、算出した応答時間に対応させて消灯時間を決定し、決定した消灯時間に対応させて、前記光源ユニット５ａ〜５ｈの駆動電流を制御し、液晶表示パネル１全体での輝度の均一化を促進することができる。

また第１部分１ａ〜第８部分１ｈそれぞれにおいて、設定された消灯時間が長い場合、点灯時における駆動電流を増加させて光源ユニットの輝度を大きくし、設定された消灯時間が短い場合、点灯時における駆動電流を減少させて光源ユニットの輝度を小さくして、液晶表示パネル１に一つの画像が保持されている間の輝度を均一化する。

また第１部分１ａ〜第８部分１ｈにて表示される第１部分画像及び第２部分画像それぞれの階調を求め、求めた各階調変化に応じた応答時間に基づいて、前記光源ユニット５ａ〜５ｈの消灯開始時点及び消灯時間を設定し、液晶表示パネル１全体の輝度を均一化する。

また第１部分１ａ〜第８部分１ｈにて表示される第１部分画像及び第２部分画像の階調変化を、対応する画像領域毎に求め、求めた各階調変化の内、所定の大きさの階調変化を抽出する。例えば階調変化の大小が応答時間の長短に対応する場合、最大の階調変化を抽出し、抽出した階調変化に対応する応答時間（最長の応答時間）に基づいて、前記光源ユニット５ａ〜５ｈの消灯開始時点及び消灯時間を設定し、第１部分１ａ〜第８部分１ｈにて液晶素子の応答が終了するまで、光源ユニット５ａ〜５ｈを消灯させる。なお抽出する階調変化は、応答時間が最長となる階調変化であればよい。

以上説明した実施の形態は本発明の例示であり、本発明は特許請求の範囲の記載に基づいて定められる範囲内において種々変更した形態で実施することができる。

１液晶表示パネル
１ａ〜１ｈ第１部分〜第８部分
５ａ〜５ｈ光源ユニット（光源）
１０映像処理部
２０倍速処理部
３０ＯＳ処理部
４０映像解析処理部
５０液晶表示パネルタイミング生成部
７０バックライト制御部
７１光源駆動回路

本発明に係る液晶表示装置は、順次的に入力される画像を表示する液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに対向して並設されており、前記液晶表示パネルに向けて光を出射する複数の光源とを備え、入力された画像が前記液晶表示パネルに表示される表示期間に前記複数の光源は間欠的に点灯する液晶表示装置において、前記液晶表示パネルにおける各光源との対向部分それぞれに表示される一の画像における第１部分画像及び次順の画像における第２部分画像の階調変化に基づいて、応答時間を算出する応答時間算出手段と、該応答時間算出手段にて算出された応答時間の遅／早に応じて、前記光源の消灯開始時点を遅くする／早くするように前記表示期間における前記光源の消灯期間を設定する消灯期間設定手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、光源に対向する液晶表示パネルの各部分において、順次的に表示される一の画像と他の画像との階調変化に応じた液晶表示パネルの応答時間を算出し、算出した応答時間に基づいて、前記光源の消灯期間を設定し、液晶表示パネルの前記部分にて液晶素子の配列状態が変化している間は、前記光源を消灯させる。また応答時間の遅／早に応じて、光源の消灯開始時点を遅らせる／早める。

Claims

順次的に入力される画像を表示する液晶表示パネルと、該液晶表示パネルに対向して並設されており、前記液晶表示パネルに向けて光を出射する複数の光源とを備え、入力された画像が前記液晶表示パネルに表示される表示期間に前記複数の光源は間欠的に点灯する液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルにおける各光源との対向部分それぞれに表示される一の画像における第１部分画像及び次順の画像における第２部分画像の階調変化に基づいて、応答時間を算出する応答時間算出手段と、
該応答時間算出手段にて算出された応答時間に基づいて、前記表示期間における前記光源の消灯期間を設定する消灯期間設定手段と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
前記応答時間算出手段は、前記第１部分画像及び第２部分画像の階調変化を算出するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記応答時間算出手段は、
前記第１部分画像を構成する複数の画像領域それぞれと前記第１部分画像を構成する複数の画像領域に対応し、前記第２部分画像を構成する複数の画像領域それぞれとの階調変化を、対応する画像領域毎に求める手段と、
該手段にて求めた複数の階調変化に基づいて応答時間の最大値を抽出する手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記応答時間算出手段にて算出された応答時間に基づいて、前記対向部分に対向する前記光源の駆動電流を制御する電流値制御手段を備えること
を特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
前記電流値制御手段は、前記消灯期間設定手段によって設定された前記消灯期間の長短に応じて、駆動電流を増減させるようにしてあること
を特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。