JP2013137417A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】残像の発生を防止しつつ、画像の表示品位が低下するのを防止する。
【解決手段】液晶表示装置は、画素を有し、フレームごとに入力される入力画像信号に基づく画像を表示する液晶表示部と、液晶表示部の画素に、入力画像信号に基づく電圧を、当該電圧の極性をフレームごとに反転させつつ印加する駆動部と、入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判別する信号判別部と、信号判別部により入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別された場合に、画素に印加される電圧の極性の位相を反転させるための位相反転許可信号を生成する信号生成部と、を備え、駆動部は、信号生成部により位相反転許可信号が生成されると、画素に印加する電圧の極性の位相を反転させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示部に映像を表示する液晶表示装置に関するものである。

液晶表示部において、液晶を含む画素を駆動するために直流の駆動電圧を画素に印加すると、液晶が劣化して寿命が短くなり、その結果、表示品位が低下することが知られている。そこで、一般に、液晶表示部では、画素に印加する電圧の極性をフレームごとに反転させる交流電圧駆動が行われている。さらに、例えばドット反転方式の交流電圧駆動では、フレームごとに、隣接する赤色（ｒ）、緑色（ｇ）、青色（ｂ）の各画素に印加する電圧の極性を、１画素ごとに交互に反転させている。

このような交流電圧駆動が行われる液晶表示部において、例えば図９に示されるように、フレームごとに白画像と黒画像とが交互に表示される場合がある。この場合には、コモン電圧Ｖｃｏｍに対して画素に印加される画素電圧が実効値として直流電圧Ｖｄｃになるため、長時間に亘ると、液晶が劣化して、表示品位が低下する。例えば図１０（ａ）に示されるように、インターレース方式の信号に基づいて、暗い背景に明るい画像１０１が液晶表示部１００に表示される場合がある。この場合には、画像１０１と背景との境界の領域Ｒ１に、ＡフィールドとＢフィールドとで、白画像と黒画像とが交互に表示されることになる。したがって、図１０（ｂ）に示されるように、境界領域Ｒ１の画素電圧に、ＡフィールドとＢフィールドとで電位差が生じるため、平均電圧Ｖａｖｅが０からずれる。その結果、図１０（ｃ）に示されるように、画像１０１と背景との境界領域に残像１０２が発生する。

画素電圧が実効値として直流電圧Ｖｄｃになるのを防止するために、例えば図１１に示されるように、画素に印加される電圧の極性の位相を、複数フレームごとに反転することが知られている。これによって、コモン電圧Ｖｃｏｍに対する画素電圧の正極側と負極側の偏りが、位相反転ごとに逆になる。したがって、画素電圧が実効値として直流電圧になるのを抑制することができる。

しかし、例えば図１２に示されるように、ほぼ一定の明るさの画像が表示されると、位相反転直後のフレームにおいて、表示画像の輝度が上昇して、フリッカが発生する。例えば図１３に示されるように、位相反転を行わない場合には、フレームごとに、常に異なる極性の電圧が画素に印加されている。これに対し、画素電圧の極性の位相を複数フレームごとに反転すると、図１２に示されるように、位相反転直前のフレームと位相反転直後のフレームとにおいて、連続して同極性の電圧が画素に印加されることになる。連続して同極性の電圧が画素に印加されると、他のフレームに比べて液晶の応答が良くなる。このため、位相反転直後のフレームでは画像の輝度が高くなる。その結果、位相反転を行う場合には、液晶に直流電圧が印加されるのを防止する効果がある一方、副作用としてフリッカが発生し、画像の表示品位が低下するという問題点がある。そこで、特許文献１に記載の技術では、位相反転直後のフレームでは画素に印加する電圧を低下させることにより、フリッカの発生を抑制して、画像の表示品位の低下を防止することが提案されている。

特開２００７−２２５８６１号公報

しかしながら、このようなフリッカによる画像の表示品位の低下は、温度や液晶表示部のバラツキの影響があり完全に無くすことは難しい。また、このフリッカによる画像の表示品位の低下は、テレビジョンに表示される画像のような動画では比較的目立ち難いが、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に表示される画像のように、静止画が多く、且つ、画面が一様な場合に目立ち易い。最近は、テレビジョンにも、このようなＰＣ信号を入力する機会が増えており、フリッカの発生を抑制して画像の表示品位の低下を防止することが必要となっている。一方、ＰＣ画面やタブレットに表示される画像は、従来、プログレッシブ方式の信号が中心であったため、このような位相反転自体を必要としなかった。しかし、インターネットを経由してインターレース方式の信号が入力される機会が増えている。このため、ＰＣ画面においても、インターレース方式の信号において直流電圧が画素に印加されることによる残像の発生を防止しつつ、画像の表示品位が低下するのを防止する必要がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、残像の発生を防止しつつ、画像の表示品位が低下するのを防止す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。

本発明の一局面に係る液晶表示装置は、画素を有し、フレームごとに入力される入力画像信号に基づく画像を表示する液晶表示部と、前記液晶表示部の前記画素に、前記入力画像信号に基づく電圧を、当該電圧の極性を前記フレームごとに反転させつつ印加する駆動部と、前記入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判別する信号判別部と、前記信号判別部により前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別された場合に、前記画素に印加される前記電圧の極性の位相を反転させるための位相反転許可信号を生成する信号生成部と、を備え、前記駆動部は、前記信号生成部により前記位相反転許可信号が生成されると、前記画素に印加する前記電圧の極性の位相を反転させる。

この構成によれば、液晶表示部は、画素を有し、フレームごとに入力される入力画像信号に基づく画像を表示する。駆動部は、液晶表示部の画素に、入力画像信号に基づく電圧を、当該電圧の極性をフレームごとに反転させつつ印加する。信号判別部は、入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判別する。信号生成部は、信号判別部により入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別された場合に、画素に印加される電圧の極性の位相を反転させるための位相反転許可信号を生成する。駆動部は、信号生成部により位相反転許可信号が生成されると、画素に印加する電圧の極性の位相を反転させる。

入力画像信号がインターレース方式の信号であるときは、画素に印加する電圧の極性をフレームごとに反転させると、画素に直流電圧が印加されやすくなる。画素に対する直流電圧の印加が長時間に亘ると、残像が発生し、その結果、表示品位が低下する。これに対して、上記の構成によれば、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別された場合に、画素に印加される電圧の極性の位相が反転する。したがって、画素に対する直流電圧の印加が長時間に亘ることがないため、残像の発生を抑制することができる。その結果、画像の表示品位の低下を防止することができる。

また、上記の液晶表示装置において、前記信号判別部は、前記液晶表示部の前記画像の表示領域の一部の領域の表示に用いられる前記入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判別することが好ましい。

この構成によれば、信号判別部は、液晶表示部の画像の表示領域の一部の領域の表示に用いられる入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判別する。表示画像によっては、入力画像信号がインターレース方式であるときに、液晶表示部の画像の表示領域の一部の領域において、画素に直流電圧が印加されやすくなる場合がある。そこで、そのような画像である場合に、好適に残像の発生を防止することができる。

また、上記の液晶表示装置において、前記信号判別部は、所定の複数の前記フレームの前記入力画像信号を用いて、前記液晶表示部に表示される画像が静止画であるか否かを判別する静止画判別部と、所定フレームの前記入力画像信号と前記所定フレームの１つ前に前記液晶表示部に表示される前フレームの前記入力画像信号との差分である第１差分を検出する差分検出部と、を含み、前記信号判別部は、前記静止画判別部により前記入力画像信号が静止画を表すと判別され、かつ、前記差分検出部により検出された前記第１差分が予め設定された第１閾値を超える場合に、前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別することが好ましい。

この構成によれば、静止画判別部は、所定の複数のフレームの入力画像信号を用いて、液晶表示部に表示される画像が静止画であるか否かを判別する。差分検出部は、所定フレームの入力画像信号と所定フレームの１つ前に液晶表示部に表示される前フレームの入力画像信号との差分である第１差分を検出する。信号判別部は、静止画判別部により入力画像信号が静止画を表すと判別され、かつ、差分検出部により検出された第１差分が予め設定された第１閾値を超える場合に、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別する。入力画像信号が静止画を表す場合には、通常は前後のフレーム間における入力画像信号の差分である第１差分はゼロと考えられる。しかし、第１差分が第１閾値を超えるということは、入力画像信号がインターレース方式の信号であることになる。したがって、上記構成によれば、インターレース方式の信号を好適に判別することができる。

また、上記の液晶表示装置において、前記静止画判別部は、前記所定フレームの前記入力画像信号と前記所定フレームの２つ前に前記液晶表示部に表示されるフレームの前記入力画像信号との差分である第２差分が予め設定された第２閾値以下であるか否かを判別し、前記第２閾値は、前記第２差分が前記第２閾値以下のときに、前記入力画像信号が静止画を表すと判別される値に設定されることが好ましい。

この構成によれば、静止画判別部は、所定フレームの入力画像信号と所定フレームの２つ前に液晶表示部に表示されるフレームの入力画像信号との差分である第２差分が予め設定された第２閾値以下であるか否かを判別する。第２閾値は、第２差分が第２閾値以下のときに、入力画像信号が静止画を表すと判別される値に設定される。したがって、静止画判別部により、第２差分が第２閾値以下であると判別されると、入力画像信号が静止画を表すと好適に判別することができる。

また、上記の液晶表示装置において、前記静止画判別部は、前記液晶表示部の前記画像の表示領域の一部の領域において、前記第２差分が前記第２閾値以下であるか否かを判別し、前記差分検出部は、前記画素ごとに、前記第１差分を検出し、前記静止画判別部により前記一部の領域において、前記第２差分が前記第２閾値以下であると判別され、かつ、前記一部の領域に含まれる少なくとも１つの前記画素における前記差分検出部により検出された前記第１差分が前記第１閾値を超える場合に、前記信号判別部は、前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別することが好ましい。

この構成によれば、静止画判別部は、液晶表示部の画像の表示領域の一部の領域において、第２差分が第２閾値以下であるか否かを判別する。差分検出部は、画素ごとに、第１差分を検出する。静止画判別部により一部の領域において、第２差分が第２閾値以下であると判別され、かつ、一部の領域に含まれる少なくとも１つの画素における差分検出部により検出された第１差分が第１閾値を超える場合に、信号判別部は、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別する。

表示画像によっては、液晶表示部の画像の表示領域の一部の領域においてのみ静止画が表示される場合があるため、入力画像信号がインターレース方式であるときに、その領域において、画素に直流電圧が印加されやすくなる場合がある。そこで、そのような画像である場合に、好適に残像の発生を防止することができる。

また、上記の液晶表示装置において、前記静止画判別部により前記一部の領域において、前記第２差分が前記第２閾値以下であると判別され、かつ、前記一部の領域に含まれる少なくとも１つの画素における前記差分検出部により検出された前記第１差分が前記第１閾値を超える状態が、所定時間続いたときに、前記信号判別部は、前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別することが好ましい。

この構成によれば、静止画判別部により一部の領域において、第２差分が第２閾値以下であると判別され、かつ、一部の領域に含まれる少なくとも１つの画素における差分検出部により検出された第１差分が第１閾値を超える状態が、所定時間続いたときに、信号判別部は、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別する。したがって、インターレース方式の入力画像信号が所定期間表示され続けた場合に、表示品位の低下をより確実に防止できる。またプログレッシブ方式の信号をインターレース方式の信号とする誤判断をより確実に防ぐことができる。

また、上記の液晶表示装置において、前記信号判別部は、前記差分検出部により検出された前記第１差分に対応して予め設定された設定値を前記フレームごとに積算する積算部をさらに含み、前記静止画判別部により前記第２差分が前記第２閾値以下であると判別された状態のままで、かつ、前記積算部により積算された前記設定値の積算値が予め設定された第３閾値以上になると、前記信号判別部は、前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別することが好ましい。

この構成によれば、積算部は、差分検出部により検出された第１差分に対応して予め設定された設定値をフレームごとに積算する。静止画判別部により第２差分が第２閾値以下であると判別された状態のままで、かつ、積算部により積算された設定値の積算値が予め設定された第３閾値以上になると、信号判別部は、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別する。インターレース方式の入力画像信号が残像を生じさせやすい場合に、表示品位の低下をより確実に防止することができる。またプログレッシブ方式の信号をインターレース方式の信号とする誤判断をより確実に防ぐことができる。

本発明によれば、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別された場合に、画素に印加される電圧の極性の位相を反転しているので、画素に直流電圧が長時間に亘って印加されて残像が発生するのを防止することができ、その結果、画像の表示品位の低下を防止することができる。

本発明の第１実施形態の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 信号判別回路の構成を示すブロック図である。 液晶表示パネルの表示画面を模式的に示す図である。 第１実施形態の液晶表示装置の動作例を模式的に示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 信号判別回路の構成を示すブロック図である。 前後のフレーム間の信号レベルの差分値に対応して予め設定された加算値の一例を示す図である。 第２実施形態における動作の一例を表形式で示す図である。 フレームごとに白画像と黒画像とが交互に表示される場合の画素極性及び画素電圧を模式的に示す図である。 （ａ）はインターレース方式の信号に基づいて、暗い背景に明るい画像が表示された液晶表示部を示す図、（ｂ）は境界領域の画素電圧を示す図、（ｃ）は画像と背景との境界領域に残像が発生した液晶表示部を示す図である。 フレームごとに白画像と黒画像とが交互に表示される場合に、位相反転を行ったときの画素極性及び画素電圧を模式的に示す図である。 フレームごとに輝度が一定の画像が表示される場合に、位相反転を行ったときの画素極性及び画素電圧を模式的に示す図である。 フレームごとに輝度が一定の画像が表示される場合に、位相反転を行わないときの画素極性及び画素電圧を模式的に示す図である。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図２は、信号判別回路の構成を示すブロック図である。図３は、液晶表示パネルの表示画面を模式的に示す図である。図１に示されるように、液晶表示装置１は、表示制御回路１１と、液晶表示パネル１２と、ゲート駆動部１３と、ソース駆動部１４とを備える。

液晶表示パネル１２は、図示を省略する複数のゲート信号線、複数のソース信号線及び複数の画素を備える。複数のゲート信号線は、それぞれ横方向（主走査方向）に延びており、縦方向（副走査方向）に並んで設けられている。複数のソース信号線は、それぞれ縦方向（副走査方向）に延びており、横方向（主走査方向）に並んで設けられている。複数のゲート信号線及び複数のソース信号線の交点に、マトリクス状に複数の画素が配置されている。

表示制御回路１１は、入力画像信号及び垂直同期信号に基づき、ゲート駆動部１３及びソース駆動部１４を制御して、液晶表示パネル１２のマトリクス状に配置された画素に対して１フレームごとに画像データを１回書き込む。ゲート駆動部１３は、走査電圧を印加してゲート信号線を上から下に向かって順番に選択する。ソース駆動部１４は、ゲート駆動部１３により選択されているゲート信号線に対応する各画素に、ソース信号線を介して画像データに対応する電圧を印加する。これによって、各画素の液晶層に画像データに対応する電圧が印加されて、各画素の透過率が制御される。ゲート駆動部１３によりゲート信号線の選択が上から下まで完了することによって、入力画像信号及び垂直同期信号に基づき画像データが１回全画素に対して書き込まれる。全画素に対する画像データの書込みによって、１フレームの画像が生成される。液晶表示パネル１２は、その書き込まれた画像データを次の画像データの書込みまで１フレーム期間、保持するホールド型の表示部である。

表示制御回路１１により、１フレームの画像生成が所定のフレーム周波数で繰り返されることによって、液晶表示パネル１２に表示される画像が視聴者によって視認される。なお、液晶表示パネル１２としては、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、その他のいずれの方式を適用してもよい。

表示制御回路１１は、図１に示されるように、信号判別回路２１、交流信号発生回路２２、反転許可信号発生回路２３、及び合成回路２４を含む。信号判別回路２１は、入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判別する。図２に示されるように、信号判別回路２１は、フレームメモリ３１，３２、静止画判別回路３３、差分検出回路３４、及びレベル判定回路３５を含む。

フレームメモリ３１は、１フレーム期間入力画像信号を遅延する。フレームメモリ３１は、１フレーム期間遅延した入力画像信号をフレームメモリ３２及び差分検出回路３４に出力する。フレームメモリ３２は、フレームメモリ３１からの入力画像信号を１フレーム期間遅延する。フレームメモリ３２は、１フレーム期間遅延した入力画像信号を静止画判別回路３３に出力する。つまり、フレームメモリ３２から静止画判別回路３３に、入力画像信号が２フレーム期間遅延された信号が出力される。

静止画判別回路３３は、現フレームの入力画像信号の信号レベルと、フレームメモリ３２から出力される２フレーム期間遅延された入力画像信号の信号レベルとの差分値（第２差分）を求める。静止画判別回路３３は、図３に示されるように、液晶表示パネル１２の表示画面１２１を複数（図３では８×８＝６４個）の所定領域１５に分けて、所定領域１５ごとに、上記差分値を求める。静止画判別回路３３は、求めた差分値が予め設定された静止画基準値以下であれば、入力画像信号が静止画を表すと判別する。静止画判別回路３３は、算出した差分値が上記静止画基準値を超えていれば、入力画像信号が静止画でなくて動画であると判別する。静止画判別回路３３は、入力画像信号が静止画を表すか否かの判別を上記所定領域１５ごとに行う。静止画判別回路３３は、判別結果をレベル判定回路３５に出力する。上記静止画基準値は、静止画判別回路３３により求められた上記差分値が上記静止画基準値以下のときに入力画像信号が静止画を表すと判別される値に設定すればよい。上記静止画基準値は、入力画像信号が８ビット（０〜２５５）で表される場合には、例えば０〜５の範囲の値、つまり信号レベルの最大値の約２％未満の値に設定してもよい。また、入力画像信号が静止画を表すと確実に判別するために、例えば０を超える最小値である１に設定してもよい。

静止画判別回路３３は、同じ画素の入力画像信号の信号レベルを比較して、上記差分値を算出する。この場合において、静止画判別回路３３は、液晶表示パネル１２の表示画面１２１の各所定領域１５において、全ての画素の信号レベルを比較してもよい。代替的に、静止画判別回路３３は、液晶表示パネル１２の表示画面１２１の各所定領域１５において、予め設定された一部の画素の信号レベルを比較してもよい。なお、この実施形態では、静止画判別回路３３は、現フレームと２フレーム前のフレームとの間の入力画像信号の信号レベルの差分値に基づき静止画か否かを判別しているが、静止画判別の手法は、これに限られない。例えば、静止画判別回路３３は、連続する２フレームの間の入力画像信号の信号レベルの差分値に基づき静止画か否かを判別するようにしてもよい。

差分検出回路３４は、現フレームの入力画像信号の信号レベルと、フレームメモリ３１から出力される１フレーム期間遅延された入力画像信号の信号レベルとの差分値（第１差分）を、上記所定領域１５ごとに求める。差分検出回路３４は、例えば、１フレーム期間遅延された入力画像信号の信号レベルが最大値の画素を検出する。差分検出回路３４は、検出した最大値の画素と同じ画素の現フレームの入力画像信号の信号レベルを求める。差分検出回路３４は、１フレーム期間遅延された入力画像信号の信号レベルの最大値と、当該最大値の画素と同じ画素の現フレームの入力画像信号の信号レベルとを比較して、上記差分値を求める。差分検出回路３４は、上記所定領域１５ごとに求めた上記差分値をレベル判定回路３５に出力する。

レベル判定回路３５は、差分検出回路３４により求められた上記差分値が予め設定された差分基準値を超えるか否かを上記所定領域１５ごとに判定する。また、レベル判定回路３５は、差分検出回路３４により求められた上記差分値が上記差分基準値を超えると判定し、かつ、入力画像信号が静止画を表すと静止画判別回路３３により判別された場合に、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定し、残像発生信号を反転許可信号発生回路２３に出力する。入力画像信号が静止画を表すのに、前後のフレーム間における入力画像信号の信号レベルの差分値がゼロでない（つまり差分基準値を超える）ということは、インターレース方式の信号であることを意味する。したがって、レベル判定回路３５によって、入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを好適に判定することができる。上記差分基準値は、差分検出回路３４により求められた上記差分値が差分基準値を超えるときに、例えば残像が発生しやすいと判別される値に設定すればよい。上記差分基準値は、入力画像信号が８ビット（０〜２５５）で表される場合には、例えば８０〜１２８の範囲の値、つまり信号レベルの最大値の約３０〜５０％の範囲の値に設定してもよい。また、残像の発生を確実に防止するために、例えば８０（つまり信号レベルの最大値の約３０％の値）に設定してもよい。このように、差分基準値を残像が発生しやすいと判別される値に設定することにより、レベル判定回路３５は、残像が発生しやすい場合に、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別することができる。

なお、入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判定する構成は、上記に限られない。代替的に、例えば、入力画像信号がコンポジット信号の場合に、輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とを分離するＹ／Ｃ分離を行って、その分離した信号を用いて、インターレース方式の信号であるか否かを判定してもよい。さらに代替的に、他の信号処理回路を用いて、インターレース方式の信号であるか否かを判定してもよい。

図１において、交流信号発生回路２２は、液晶表示パネル１２の画素を交流電圧駆動するために、印加電圧の極性がフレームごとに反転する交流信号を出力する。反転許可信号発生回路２３は、信号判別回路２１のレベル判定回路３５から上記残像発生信号が連続して出力される時間をカウントし、カウントした時間が予め設定された値に達すると、位相反転許可信号を出力する。反転許可信号発生回路２３は、上記時間をフレーム数としてカウントし、カウントしたフレーム数がＮ（この第１実施形態では例えばＮ＝６）に達すると、位相反転許可信号を出力する。位相反転許可信号は、フレームごとに反転させている画素への印加電圧の極性における、位相を反転させるための信号である。合成回路２４は、交流信号発生回路２２から出力される交流信号と、反転許可信号発生回路２３から出力される位相反転許可信号とを合成して、交流駆動信号を生成し、生成した交流駆動信号をソース駆動部１４に出力する。

なお、フレーム数Ｎは、この第１実施形態ではＮ＝６に設定しているが、これに限られない。フレーム数Ｎは、誤動作による影響防止と、残像による焼きつきが発生するまでの時間とを考慮して設定すればよい。本実施形態において、液晶表示パネル１２は、液晶表示部の一例に対応し、信号判別回路２１は、信号判別部の一例に対応し、反転許可信号発生回路２３は、信号生成部の一例に対応し、ソース駆動部１４は、駆動部の一例に対応する。また、本実施形態において、静止画判別回路３３は、静止画判別部の一例に対応し、差分検出回路３４は、差分検出部の一例に対応する。また、本実施形態において、差分検出回路３４により求められる差分値が第１差分の一例に対応し、差分基準値が第１閾値の一例に対応する。また、本実施形態において、静止画判別回路３３により求められる差分値が第２差分の一例に対応し、静止画基準値が第２閾値の一例に対応する。また、本実施形態において、所定領域１５が一部の領域の一例に対応する。

図４は、第１実施形態の液晶表示装置１の動作例を模式的に示すタイミングチャートである。時刻ｔ０に液晶表示装置１の動作が開始される。時刻ｔ０から入力画像信号としてプログレッシブ方式の信号が入力される。したがって、信号判別回路２１のレベル判定回路３５は、入力画像信号がインターレース方式の信号ではないと判定し、上記残像発生信号を出力しない。その結果、反転許可信号発生回路２３は、位相反転許可信号を出力しない。よって、合成回路２４は、交流信号発生回路２２から出力される交流信号を、そのまま交流駆動信号としてソース駆動部１４に出力する。ソース駆動部１４は、交流駆動信号に基づき、液晶表示パネル１２の各画素に対する印加電圧の極性をフレームごとに反転して駆動する。

時刻ｔ１において、入力画像信号がプログレッシブ方式の信号からインターレース方式の信号に切り替えられると、信号判別回路２１は、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別する。また、ここでは、レベル判定回路３５は、差分検出回路３４により求められた上記差分値が上記差分基準値を超えると判別したものとする。その結果、反転許可信号発生回路２３は、入力画像信号がインターレース方式の信号であり、かつ、差分検出回路３４により求められた上記差分値が上記差分基準値を超える状態（位相反転許可状態）が継続するフレーム数のカウントを開始する。反転許可信号発生回路２３は、カウントするフレーム数が６に達すると（時刻ｔ２）、位相反転許可信号を出力する。この第１実施形態では、図４に示されるように、ローレベル信号とハイレベル信号との間における信号レベルの反転を位相反転許可信号としている。

時刻ｔ２に、反転許可信号発生回路２３から位相反転許可信号が出力されると、合成回路２４は、交流信号発生回路２２から出力される交流信号を反転した信号を交流駆動信号として出力する。その結果、時刻ｔ２において交流駆動信号の極性の位相が反転する。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの６フレームにおける交流駆動信号の極性は、「＋」、「−」、「＋」、「−」、「＋」、「−」になっているのに対して、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの６フレームにおける交流駆動信号の極性は、「−」、「＋」、「−」、「＋」、「−」、「＋」になる。また、時刻ｔ２において、反転許可信号発生回路２３は、上記位相反転許可状態が継続するフレーム数のカウント値を０にリセットして、カウントを再開する。

時刻ｔ３において、位相反転許可状態が継続するフレーム数のカウント値が６に達すると、反転許可信号発生回路２３は、位相反転許可信号を出力する。同様にして、時刻ｔ４において、位相反転許可状態が継続するフレーム数のカウント値が６に達すると、反転許可信号発生回路２３は、位相反転許可信号を出力する。その結果、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの６フレームにおける交流駆動信号の極性は、「＋」、「−」、「＋」、「−」、「＋」、「−」になり、時刻ｔ４から交流駆動信号の極性は、「−」、「＋」、「−」、「＋」になる。

時刻ｔ４から４フレームが経過した時刻ｔ５において、入力画像信号がインターレース方式の信号からプログレッシブ方式の信号に切り替えられると、信号判別回路２１は、入力画像信号がインターレース方式の信号でないと判別する。その結果、反転許可信号発生回路２３は、上記位相反転許可状態が継続するフレーム数のカウント値を０にリセットして、カウントを停止する。

以上説明されたように、この第１実施形態では、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別されると、位相反転許可信号が出力されて、交流駆動信号の極性の位相が反転される。したがって、残像の発生及び画像の焼きつきを防止することができる。その結果、画像の表示品位の低下を防止することができる。また、この第１実施形態では、差分基準値を残像が発生しやすいと判別される値に設定している。このため、レベル判定回路３５は、残像が発生しやすい場合に、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別することができる。したがって、フリッカの発生頻度を低下させつつ、残像の発生及び画像の焼きつきを好適に防止することができる。

また、この第１実施形態では、反転許可信号発生回路２３は、入力画像信号が、インターレース方式の信号である状態が、複数のフレーム数Ｎ（第１実施形態ではＮ＝６）だけ継続したときに、位相反転許可信号を出力している。フレーム数をカウントせず、入力画像信号が、インターレース方式の信号であると判別されたときに、直ぐに位相反転許可信号を出力すると、信号判別回路２１の誤動作により不要な位相反転許可信号を出力する虞がある。これに対して、この第１実施形態によれば、フレーム数Ｎ（第１実施形態ではＮ＝６）だけ継続したときに、位相反転許可信号を出力している。したがって、信号判別回路２１の誤動作による影響を防止することができ、確実に、入力画像信号が、インターレース方式の信号である場合に、位相反転許可信号を出力することができる。なお、入力画像信号がインターレース方式の信号に切り替えられても、画素は、即座に残像となって焼きつきが発生することはないので、複数のフレーム数Ｎをカウントしても、支障はない。

また、この第１実施形態では、所定領域１５に分けて、一つの所定領域１５のみにおいて、残像が発生しやすい（前後のフレーム間の信号レベルの差分値が差分基準値を超える）状態になると、インターレース方式の信号であると判別して、位相反転許可信号を出力している。したがって、例えば図３に示されるように、一つの所定領域１５において、静止画である文字１６（図３ではＡ）が表示されており、他の所定領域１５には動画が表示されている場合でも、確実に、当該所定領域１５における残像の発生及び焼きつきを防止することができる。

なお、上記第１実施形態では、レベル判定回路３５は、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定すると、残像発生信号を反転許可信号発生回路２３に出力し、反転許可信号発生回路２３は、残像発生信号が継続して出力される時間をカウントし、カウントした時間が予め設定された値に達すると、位相反転許可信号を出力しているが、本発明は、これに限られない。例えば、レベル判定回路３５は、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定した状態の継続時間をカウントし、カウントした時間が予め設定された値に達すると、残像発生信号を反転許可信号発生回路２３に出力し、反転許可信号発生回路２３は、残像発生信号がレベル判定回路３５から出力されると、直ぐに位相反転許可信号を出力するようにしてもよい。言い換えると、レベル判定回路３５は、カウントした時間が予め設定された値に達したときに、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別するようにしてもよい。この形態でも、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態の液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。図６は、信号判別回路２１ａの構成を示すブロック図である。図７は、前後のフレーム間の信号レベルの差分値に対応して予め設定された加算値の一例を示す図である。第２実施形態では、第１実施形態と同様の要素に対して、同様の符号が割り当てられている。以下、第１実施形態との相違点を中心に第２実施形態が説明される。

図５に示される第２実施形態の液晶表示装置１０は、図１に示される第１実施形態の液晶表示装置１において、表示制御回路１１に代えて、表示制御回路１１ａを備える。表示制御回路１１ａは、図１に示される表示制御回路１１において、信号判別回路２１に代えて信号判別回路２１ａを備え、反転許可信号発生回路２３に代えて反転許可信号発生回路２３ａを備える。信号判別回路２１ａは、図２に示される信号判別回路２１において、積算回路３６をさらに含み、レベル判定回路３５に代えて、レベル判定回路３５ａを含む。

レベル判定回路３５ａは、差分検出回路３４により求められた上記差分値がゼロであるか否かを上記所定領域１５ごとに判定する。また、レベル判定回路３５ａは、差分検出回路３４により求められた上記差分値がゼロでないと判定し、かつ、入力画像信号が静止画を表すと静止画判別回路３３により判別された場合に、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定し、インターレース判定信号を積算回路３６に出力する。入力画像信号が静止画を表すのに、前後のフレーム間の信号レベルに差分がある（つまり差分値がゼロでない）ということは、インターレース方式の信号であることを意味する。したがって、レベル判定回路３５ａによって、入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを好適に判定することができる。

なお、レベル判定回路３５ａは、差分検出回路３４により求められた上記差分値がゼロであるか否かを判定しているが、これに限られない。入力画像信号が８ビット（０〜２５５）で表される場合には、レベル判定回路３５ａは、例えば上記差分値が１以下であるか否かを判定するようにしてもよい。すなわち、レベル判定回路３５ａは、差分検出回路３４により求められた上記差分値が１を超えると判定し、かつ、入力画像信号が静止画を表すと静止画判別回路３３により判別された場合に、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定するようにしてもよい。

積算回路３６は、インターレース判定信号がレベル判定回路３５ａから出力されると、差分検出回路３４により求められた差分値に対応して予め設定された加算値を積算する。積算回路３６は、加算値を積算した積算値を反転許可信号発生回路２３ａに出力する。なお、積算回路３６は、インターレース判定信号がレベル判定回路３５ａから出力されないときは、積算値をゼロとする。

加算値は、図７に示されるように、例えば差分値が６４未満では負の値に設定され、差分値が６４以上になると急激に増大した後、緩やかに増大し、差分値２５５では加算値が７０に設定されている。なお、この第２実施形態では、入力画像信号は８ビット（０〜２５５）で表されているものとする。

反転許可信号発生回路２３ａは、積算回路３６から出力される積算値が予め設定された積算上限値ＴＨ１（この第２実施形態では例えばＴＨ１＝１６０）以上になると、位相反転許可状態として、所定フレーム数Ｎ（この第２実施形態では例えばＮ＝６）ごとに位相反転許可信号を出力する。反転許可信号発生回路２３ａは、積算回路３６から出力される積算値が予め設定された積算下限値ＴＨ２（この第２実施形態では例えばＴＨ２＝１２８）未満になると、位相反転許可状態でないとして、位相反転許可信号の出力を停止する。

なお、この第２実施形態では、積算上限値ＴＨ１＝１６０としているが、これに限られない。積算上限値ＴＨ１は、上記図７に示される差分値に対応して設定される加算値に応じて、適切な値、例えば、第１実施形態の所定フレーム数Ｎに対応するような値に設定すればよい。すなわち、積算上限値ＴＨ１は、信号判別回路２１の誤動作による影響防止と、残像による焼きつきが発生するまでの時間とを考慮して設定すればよい。本実施形態において、液晶表示パネル１２は、液晶表示部の一例に対応し、信号判別回路２１ａは、信号判別部の一例に対応し、反転許可信号発生回路２３ａは、信号生成部の一例に対応し、ソース駆動部１４は、駆動部の一例に対応する。また、本実施形態において、静止画判別回路３３は、静止画判別部の一例に対応し、差分検出回路３４は、差分検出部の一例に対応し、積算回路３６は、積算部の一例に対応し、加算値は、設定値の一例に対応し、積算上限値は、第３閾値の一例に対応する。また、本実施形態において、所定領域１５が一部の領域の一例に対応する。

図８は、第２実施形態における動作の一例を表形式で示す図である。図８において、フレームＦ１，Ｆ２では、いずれも、前フレームとの差分値が２５５になっており、積算回路３６における加算値「＋７０」に設定されている。このため、積算回路３６による積算値は、７０，１４０になる。続くフレームＦ３〜Ｆ５では、差分値が４，８，６４に低下しており、加算値「−１０」、「−１０」、「０」に設定されている。このため、積算回路３６による積算値は、１３０，１２０，１２０になる。

続くフレームＦ６では、差分値が２５５になっており、加算値「＋７０」に設定されているため、積算回路３６による積算値は１９０になる。したがって、積算値が積算上限値ＴＨ１＝１６０以上になったため、反転許可信号発生回路２３ａは、位相反転許可状態と判定して、位相反転許可信号を出力する。

続くフレームＦ７〜Ｆ９では、差分値が１，６４，６４になっており、加算値「−４０」、「０」、「０」に設定されているため、積算回路３６による積算値は１５０，１５０，１５０になる。したがって、積算値が積算下限値ＴＨ２＝１２８以上に維持されているため、反転許可信号発生回路２３ａは、位相反転許可状態のままと判定する。

続くフレームＦ１０では、差分値が１になっており、加算値「−４０」に設定されているため、積算回路３６による積算値は１１０になる。したがって、積算値が積算下限値ＴＨ２＝１２８未満になったため、反転許可信号発生回路２３ａは、位相反転許可状態でないと判定して、位相反転許可信号の出力を停止する。なお、位相反転許可状態がフレームＦ６〜Ｆ９の４フレームで終了し、まだフレーム数のカウント値が６に達していないため、位相反転許可信号は、フレームＦ６以降は出力されていない。

続くフレームＦ１１，Ｆ１２では、差分値が１，１になっており、加算値「−４０」、「−４０」に設定されているため、積算回路３６による積算値は７０，３０になる。したがって、積算値が積算下限値ＴＨ２＝１２８未満に維持されているため、反転許可信号発生回路２３ａは、位相反転停止状態のままと判定する。

以上説明されたように、この第２実施形態では、前後のフレーム間の信号レベルの差分値に対応して予め設定された加算値が積算され、入力画像信号がインターレース方式の信号であって、かつ、積算値が積算上限値ＴＨ１以上になると位相反転許可状態と判定されて位相反転許可信号が出力されている。したがって、入力画像信号がインターレース方式の信号であって、かつ、残像が発生しやすい状態に確実になったときに、画素に印加される電圧の極性の位相を反転している。このように、必要な場合にのみ、画素への印加電圧の極性の位相を反転しているため、フリッカの発生を可能な限り避けつつ、残像の発生及び画像の焼きつきを好適に防止することができる。その結果、画像の表示品位の低下を防止することができる。

なお、上記第２実施形態では、レベル判定回路３５ａは、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定すると、インターレース判定信号を積算回路３６に出力し、積算回路３６は、インターレース判定信号がレベル判定回路３５ａから出力されると、予め設定された加算値を積算して、積算値を反転許可信号発生回路２３ａに出力し、反転許可信号発生回路２３ａは、積算回路３６から出力された積算値が積算上限値ＴＨ１以上になると、位相反転許可信号を出力しているが、本発明は、これに限られず、例えば以下のように構成してもよい。すなわち、積算回路３６は、差分検出回路３４により求められた差分値に対応して予め設定された加算値を積算する。信号判別回路２１ａは、入力画像信号が静止画を表すと静止画判別回路３３により判別された状態のままで、積算回路３６により積算された積算値が積算上限値ＴＨ１以上になると、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判別して、インターレース判定信号を反転許可信号発生回路２３ａに出力する。反転許可信号発生回路２３ａは、インターレース判定信号が信号判別回路２１ａから出力されると、直ぐに位相反転許可信号を出力する。この形態でも、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

（その他）
上記第１実施形態では、反転許可信号発生回路２３は、差分検出回路３４により求められた差分値が差分基準値を超えるときに、位相反転許可信号を出力しているが、この場合において、差分基準値をゼロとしてもよい。すなわち、反転許可信号発生回路２３は、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定されると、位相反転許可信号を出力するようにしてもよい。この形態では、レベル判定回路３５は、差分基準値をゼロとして、差分検出回路３４により求められた上記差分値がゼロを超えるか否かを判定する。また、レベル判定回路３５は、差分検出回路３４により求められた差分値がゼロを超えると判定し、かつ、入力画像信号が静止画を表すと静止画判別回路３３により判別された場合に、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定する。レベル判定回路３５は、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定すると、インターレース判定信号を反転許可信号発生回路２３に出力する。反転許可信号発生回路２３は、インターレース判定信号がレベル判定回路３５から出力されると、位相反転許可信号を出力する。この形態では、入力画像信号がインターレース方式の信号であると判定されると、位相反転許可信号が出力されて、画素への印加電圧の極性の位相が反転されるため、残像の発生を未然に防止することができる。

上記第１実施形態では、液晶表示パネル１２の表示画面１２１を複数の所定領域１５に分けて、所定領域１５ごとに入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かが判定されているが、これに限られない。代替的に、例えば、液晶表示パネル１２の表示画面１２１全体で、入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かが判定されるようにしてもよい。

入力画像信号に対応する画像を液晶表示部に表示する液晶表示装置において、残像の発生を防止しつつ、画像の表示品位の低下を防止することができる液晶表示装置として有用である。

１２ 液晶表示パネル
１４ ソース駆動部
２１，２１ａ 信号判別回路
２３，２３ａ 反転許可信号発生回路
３３ 静止画判別回路
３４ 差分検出回路
３５，３５ａ レベル判定回路
３６ 積算回路

Claims (7)

1. 画素を有し、フレームごとに入力される入力画像信号に基づく画像を表示する液晶表示部と、
   前記液晶表示部の前記画素に、前記入力画像信号に基づく電圧を、当該電圧の極性を前記フレームごとに反転させつつ印加する駆動部と、
   前記入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判別する信号判別部と、
   前記信号判別部により前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別された場合に、前記画素に印加される前記電圧の極性の位相を反転させるための位相反転許可信号を生成する信号生成部と、
   を備え、
   前記駆動部は、前記信号生成部により前記位相反転許可信号が生成されると、前記画素に印加する前記電圧の極性の位相を反転させることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記信号判別部は、前記液晶表示部の前記画像の表示領域の一部の領域の表示に用いられる前記入力画像信号がインターレース方式の信号であるか否かを判別することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記信号判別部は、
   所定の複数の前記フレームの前記入力画像信号を用いて、前記液晶表示部に表示される画像が静止画であるか否かを判別する静止画判別部と、
   所定フレームの前記入力画像信号と前記所定フレームの１つ前に前記液晶表示部に表示される前フレームの前記入力画像信号との差分である第１差分を検出する差分検出部と、
   を含み、
   前記信号判別部は、前記静止画判別部により前記入力画像信号が静止画を表すと判別され、かつ、前記差分検出部により検出された前記第１差分が予め設定された第１閾値を超える場合に、前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別することを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
4. 前記静止画判別部は、前記所定フレームの前記入力画像信号と前記所定フレームの２つ前に前記液晶表示部に表示されるフレームの前記入力画像信号との差分である第２差分が予め設定された第２閾値以下であるか否かを判別し、
   前記第２閾値は、前記第２差分が前記第２閾値以下のときに、前記入力画像信号が静止画を表すと判別される値に設定されることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記静止画判別部は、前記液晶表示部の前記画像の表示領域の一部の領域において、前記第２差分が前記第２閾値以下であるか否かを判別し、
   前記差分検出部は、前記画素ごとに、前記第１差分を検出し、
   前記静止画判別部により前記一部の領域において、前記第２差分が前記第２閾値以下であると判別され、かつ、前記一部の領域に含まれる少なくとも１つの前記画素における前記差分検出部により検出された前記第１差分が前記第１閾値を超える場合に、前記信号判別部は、前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別することを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
6. 前記静止画判別部により前記一部の領域において、前記第２差分が前記第２閾値以下であると判別され、かつ、前記一部の領域に含まれる少なくとも１つの画素における前記差分検出部により検出された前記第１差分が前記第１閾値を超える状態が、所定時間続いたときに、前記信号判別部は、前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別することを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記信号判別部は、前記差分検出部により検出された前記第１差分に対応して予め設定された設定値を前記フレームごとに積算する積算部をさらに含み、
   前記静止画判別部により前記第２差分が前記第２閾値以下であると判別された状態のままで、かつ、前記積算部により積算された前記設定値の積算値が予め設定された第３閾値以上になると、前記信号判別部は、前記入力画像信号が前記インターレース方式の信号であると判別することを特徴とする請求項４または５記載の液晶表示装置。