JP2016048298A - 発光制御装置、発光制御方法及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示領域の大きさによらず、フリッカ及び動画ボケの影響を軽減する。
【解決手段】表示装置１００が、表示部１０５に光を照射するバックライト部１０９と、表示部１０５に表示させる画像の表示サイズに基づいて、バックライト部１０９が表示部１０５に照射する光を点灯するタイミングである点灯タイミングを制御するバックライト制御部１０７と、を有することを特徴とする。バックライト制御部１０７は、バックライト部１０９が表示部１０５に照射する光の点灯と消灯とを、表示サイズに基づく点滅周波数で繰り返す。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に照射する光の点灯タイミングを制御する発光制御装置、発光制御方法、及び表示装置に関するものである。

近年、光源としてＬＥＤ（light-emitting diode）を用いたバックライトを有する液晶表示装置が普及してきている。液晶パネルの背面から照射する直下型バックライトにおいては、複数のＬＥＤがアレイ状に配置されており、各領域の点灯制御を独立して行うことで、高画質化と消費電力の低減が可能である。

バックライトの輝度を調整する方法として、ＰＷＭ（pulse-width modulation）制御が知られている。ＰＷＭ制御では、ＬＥＤそれぞれの発光周期に対する発光期間（デューティ比）を調整してＬＥＤを点滅させることで、所望の輝度を得ることができる。

特許文献１には、映像を表示する領域に対応するバックライトを点滅させる一方、静止画像を表示する領域に対応するバックライトを常時点灯させる技術が開示されている。また、特許文献２には、映像の動く速度に応じたタイミングでバックライトを点滅させる技術が開示されている。

特開２００５−９９３６７号公報 特開２００６−３２３３００号公報

ＰＷＭ制御では点灯期間と消灯期間とを繰り返すように制御するため、点滅周波数によっては、表示装置で画像を見るユーザが、バックライトの点滅によるちらつき（以下、「フリッカ」という）を感じることがある。ユーザがフリッカを認識しにくくするために、液晶ディスプレイの走査周波数よりも高い周波数でバックライトを点滅させることが一般的である。他方、液晶ディスプレイは、ブラウン管ディスプレイやプラズマディスプレイ等の自発光デバイスに比べると応答性が劣るため、バックライトの点滅周波数を高くし過ぎると、残像の影響による「動画ボケ」が発生してしまう。

このような問題に対して、特許文献１及び特許文献２によれば、液晶の応答速度を考慮して、映像を表示する際のバックライトの点滅周波数を決定することにより、フリッカを認識しにくくするとともに、動画ボケを軽減することができるとされている。

しかしながら、従来の技術においては、フリッカの感じやすさが表示領域の大きさによって影響され、表示領域が大きければ大きいほど、表示装置で画像を見るユーザがフリッカを認識しやすくなるという点が考慮されていない。したがって、従来の技術によれば、表示領域の大きさによらず、所定の点滅周波数でバックライトが点灯／消灯を繰り返すので、表示領域が大きい場合にフリッカを認識しやすいという問題があった。

そこで、本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、表示領域の大きさによらず、フリッカ及び動画ボケの影響を軽減することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の発光制御装置は、表示手段に光を照射する発光手段と、前記表示手段に表示させる画像の表示サイズに基づいて、前記発光手段が前記表示手段に照射する光を点灯するタイミングである点灯タイミングを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、表示領域の大きさによらず、フリッカ及び動画ボケの影響を軽減することができるという効果を奏する。

第１の実施形態に係る表示装置１００の外観を示す図である。 バックライトの点灯タイミングの説明図である。 表示装置１００の構成を示す図である。 ＬＥＤドライバ１０８及びバックライト部１０９の構成を模式的に示す図である。 ＬＥＤドライバ１０８とバックライト部１０９との接続例を示す図である。 通常時のバックライトの点灯及び消灯のタイミングを示す図である。 バックライトスキャンを行う場合のバックライトの点灯及び消灯のタイミングの一例を示す図である。 バックライトスキャンを行う場合のバックライトの点灯及び消灯のタイミングの他の例を示す図である。 第１の実施形態に係る表示装置１００の動作を説明するための図である。 バックライト部１０９の点滅パターンを示す図である。 バックライト部１０９の点滅パターンの他の例を示す図である。 光強度と臨界融合周波数との関係を示す図である。 バックライト部１０９の発光輝度と点滅周波数との関係を示すテーブルである。 表示サイズと、バックライト輝度と、点滅周波数との関係を示すテーブルである。 第３の実施形態に係る表示装置２００の構成を示す図である。 照度と点滅周波数との関係を示すテーブルである。 視聴距離と点滅周波数との関係を示すテーブルである。 表示装置２００が横向きに設置された状態と、縦向きに設置された状態とを示す図である。 設置方向と点滅周波数との関係を示すテーブルである。

＜第１の実施形態＞
［本実施形態の概要］
図１は、第１の実施形態に係る表示装置１００の外観を示す図である。表示装置１００は、表示部１０５を有している。表示部１０５は、例えばユーザにより設定された画像表示領域Ｒに画像を表示する液晶パネルである。表示装置１００は、画像表示領域Ｒのサイズに応じて、表示部１０５を照射する発光手段を点灯するタイミングを制御する。以下、発光手段として、バックライトを例に説明する。

図２は、バックライトの点灯タイミングの説明図である。図２（ａ）は、液晶の応答速度特性を示す図である。図２（ａ）における横軸は、黒表示していた画素を白表示に切り替えてからの経過時間を示しており、縦軸は当該画素の色度を示している。原点は、垂直同期信号が発生するフレーム開始タイミングに相当する。時間Ｔは、表示部１０５の走査周波数の逆数であり、垂直同期信号の時間間隔であるフレーム期間に相当する。図２（ａ）に示すように、液晶の画素の色度は、表示する画像が切り替わってから徐々に変化してから安定する。

図２（ｂ）は、バックライトの点灯タイミングのパターンを示す図である。図２（ｂ）における「オン」の期間は、バックライトを点灯している期間を示している。表示装置１００は、点灯期間の長さと消灯期間の長さとを変化させることにより、例えば図２（ｂ）に示すパターン１、パターン２、パターン３のように異なるパターンでバックライトの点灯タイミングを制御できる。本明細書において、点灯期間と消灯期間とが繰り返される場合の１回の点灯期間と少なくとも１回の消灯期間とを含む期間の長さを点滅周期という。また、点滅周期の逆数を点滅周波数という。

走査周波数が６０Ｈｚである場合に、パターン１における点滅周波数は３００Ｈｚである。パターン１においては、１つのフレーム期間内に５つの点滅周期が含まれている。本明細書において、１つのフレーム期間内に含まれる点滅周期の数を点滅周期数という。図２（ｂ）におけるパターン１の点滅周期数は５である。

パターン２においては、フレームの開始タイミングからの時間の経過とともに、点灯期間が長くなり、点滅周波数が低くなっている。パターン２における点滅周期数は３である。パターン３における点滅周波数は、走査周波数と同じく６０Ｈｚであり、点滅周期数は１である。

表示装置１００は、フレーム開始タイミングから所定の時間が経過するまでの間にバックライトの点灯期間を比較的短くして、フレームの開始タイミングからの時間の経過とともに、バックライトの点灯期間を長くするバックライトスキャンをする。表示装置１００は、バックライトスキャンをすることで、液晶の応答速度の遅さに起因する動画ボケを軽減することができる。

また、人の眼は、点滅する光源の面積が大きくなればなるほどフリッカを認識しやすくなることが知られている。例えば、バックライトの輝度を１００ｃｄ／ｍ^２、点滅周波数を６０Ｈｚとした場合、７インチのディスプレイでユーザが画像を見る場合に比べて、３０インチのディスプレイでユーザが画像を見る場合の方が、ユーザはフリッカを認識しやすい。そこで、表示装置１００は、画像を表示する領域のサイズ（以下、「表示サイズ」という）に応じて、パターン１からパターン３までの例に示すように、点滅周波数及び点滅周期数を変化させることができる。

例えば、表示装置１００は、表示サイズが比較的大きい場合にはパターン１のように点滅周波数を高くしたり、点滅周期数を大きくしたりすることで、ユーザがフリッカを認識しにくくさせる。また、表示装置１００は、表示サイズが比較的小さい場合には、パターン２又はパターン３のように点滅周波数を低くするとともに点滅周期数を小さくする。表示装置１００は、このように、表示サイズに応じてバックライトの点灯タイミングを制御することにより、表示サイズによらず、ユーザがフリッカを認識しにくくすることができる。

［表示装置１００の構成］
以下、表示装置１００の構成の詳細を説明する。
図３は、表示装置１００の構成を示す図である。表示装置１００は、ＣＰＵ１０１と、入力部１０２と、画像処理部１０３と、表示サイズ制御部１０４と、表示部１０５と、操作入力部１０６と、バックライト制御部１０７と、ＬＥＤドライバ１０８と、バックライト部１０９とを有する。バックライト制御部１０７、ＬＥＤドライバ１０８、及びバックライト部１０９は、発光制御装置１５０を構成する。

ＣＰＵ１０１は、データバスを介してＲＯＭ及びＲＡＭ（不図示）に接続されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、ＲＡＭをワークメモリとして用いて、表示装置１００の動作を制御する。
入力部１０２は、コンピュータ等の画像出力装置から入力された画像データをデコードする。入力部１０２は、デコードした後の画像データを画像処理部１０３へと出力する。

画像処理部１０３は、入力部１０２から入力された画像データに、γ補正や色補正等の信号処理を施す。画像処理部１０３は、信号処理を施した後の画像データを表示サイズ制御部１０４へと出力する。

表示サイズ制御部１０４は、表示部１０５に表示させる画像の表示サイズを制御する。表示サイズ制御部１０４は、例えば、操作入力部１０６を介してユーザにより入力された表示サイズに基づいて、表示部１０５に出力する画像データを生成する。表示サイズ制御部１０４は、表示する対象となる画像の種別、周囲の明るさ等の任意の条件に基づいて適切な表示サイズを決定し、決定した表示サイズに対応する画像データを生成してもよい。

表示部１０５は、例えば液晶パネルである。表示部１０５は、表示サイズ制御部１０４から入力された画像データに基づいて液晶を配向させることにより、画像データに基づく映像を表示する。

操作入力部１０６は、ユーザの操作の入力を受ける。操作入力部１０６は、例えば表示部１０５に、画像の表示サイズを選択するためのメニュー画面を表示させ、ユーザによる選択を受け付ける。操作入力部１０６は、例えば、表示部１０５の大きさに対して１００％、５０％、２５％の複数の表示サイズ候補を表示し、複数の表示サイズ候補から選択された表示サイズを示す情報を、表示サイズ制御部１０４及びバックライト制御部１０７へと出力する。

バックライト制御部１０７は、バックライト部１０９を構成する発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）の点灯タイミングを制御する。具体的には、バックライト制御部１０７は、表示部１０５が表示する画像の表示サイズに基づいて、ＬＥＤの点滅周波数及び点滅周期数のいずれかを制御する。バックライト制御部１０７の動作の詳細については後述する。

ＬＥＤドライバ１０８は、バックライト制御部１０７から入力された制御情報に基づいて、バックライト部１０９が有するＬＥＤを点滅させる。ＬＥＤドライバ１０８は、駆動周期ごとに設定された点滅周波数及びデューティ比に基づいて、バックライト部１０９をＰＷＭ制御する。

バックライト部１０９は、表示部１０５の背面又は側面から表示部１０５を照射する。バックライト部１０９は、複数のＬＥＤを有しており、バックライト制御部１０７の制御に基づいて、それぞれのＬＥＤの点灯状態と消灯状態とを切り替える。

図４は、ＬＥＤドライバ１０８及びバックライト部１０９の構成を模式的に示す図である。ＬＥＤドライバ１０８は、４つのＬＥＤドライバ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄにより構成されており、バックライト部１０９は、４つの領域ａ、ｂ、ｃ、ｄに分割されている。ＬＥＤドライバ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄは、それぞれ領域ａ、ｂ、ｃ、ｄのＬＥＤを駆動する。領域ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれが１６のサブ領域（以下、「ＬＥＤブロック」という）に分割されている。図４において、ＬＥＤブロックは、ＬＢ１、ＬＢ２、・・・、ＬＢ１６と示されている。

図５は、ＬＥＤドライバ１０８とバックライト部１０９との接続例を示す図である。バックライト部１０９は、それぞれのＬＥＤブロックに、互いに直列に接続された複数のＬＥＤから構成されるＬＥＤストリング９１を有する。それぞれのＬＥＤドライバ１０８は、ＬＥＤストリング９１を制御する端子８１を複数有する。各端子８１には、１つのＬＥＤストリング９１が接続されており、１つのＬＥＤストリング９１に接続されたＬＥＤは、同時に点灯又は消灯する。ＬＥＤドライバ１０８は、端子８１のそれぞれに対して、出力する電流の大きさ、及びＰＷＭのデューティ比を設定することができる。１つのＬＥＤストリング９１は、図４に示した１つのＬＥＤブロックに対応し、バックライト部１０９は、ＬＥＤブロックごとに異なるタイミングで点灯及び消灯することができる。

なお、図４における水平方向に並んだ複数のＬＥＤブロックから構成される群を、バックライト制御ライン２０１という。以下の説明においては、同一のバックライト制御ライン２０１に含まれるＬＥＤブロックは、同一のタイミングで点灯及び消灯するものとして説明する。

［バックライトの点灯／消灯タイミングの例］
図６は、バックライトスキャンを行わない通常時のバックライトの点灯及び消灯のタイミングを示す図である。図６においては、図４に示したバックライト部１０９における、上方のバックライト制御ライン２０１から順番に、ライン１、ライン２、・・・、ライン８としている。

図６における垂直同期信号間の期間（フレーム期間）は、５つのサブフレーム期間に分割されている。バックライト部１０９は、垂直同期信号がハイレベルになるタイミングでライン１のＬＥＤを点灯状態にし、所定の点灯期間が経過した後に、ＬＥＤを消灯状態にする。そして、バックライト部１０９は、Ｎ／５フレーム（Ｎは１以上４以下の整数）の時間が経過した後に、ライン１のＬＥＤを再び点灯状態にして、点灯期間が経過した後に消灯状態にする。

バックライト部１０９は、ライン１のＬＥＤを点灯状態にするタイミングに対して所定の時間が経過した後に、ライン２のＬＥＤを点灯状態にし、所定の点灯期間が経過した後に消灯状態にする。他のラインについても同様にして、ＬＥＤの点灯状態と消灯状態とを切り替える。バックライト部１０９は、例えば、各サブフレーム期間の先頭の５０％を点灯状態として、残りの期間を消灯状態とする。

図７は、バックライトスキャンを行う場合のバックライトの点灯及び消灯のタイミングの一例を示す図である。バックライトスキャンを行う場合は、図６に示した場合よりも低い周波数でＬＥＤの点灯／消灯を繰り返す。図６の例における点滅周期数は１である。

図７に示すように、バックライトスキャンを行う場合、バックライト部１０９は、垂直同期信号がハイレベルになったタイミングから液晶の応答遅延時間Ｒｄが経過した後に、ライン１のＬＥＤを点灯状態にし、所定の点灯期間が経過した後に消灯状態にする。また、バックライト部１０９は、応答遅延時間Ｒｄに加えて、（１フレーム期間）／（バックライト制御ライン数）＝Ｌｄの時間が経過した後にライン２のＬＥＤを点灯状態にし、所定の点灯期間が経過した後に消灯状態にする。他のラインについても同様にして、ＬＥＤの点灯状態と消灯状態とを切り替える。

図８は、バックライトスキャンを行う場合のバックライトの点灯及び消灯のタイミングの他の例を示す図である。ここでは、動画ボケを抑制するために必要なＬＥＤの点滅周波数が６０Ｈｚであり、必要な輝度を得るためのデューティ比が５０％であるものとしている。ＬＥＤドライバ１０８は、１フレーム期間（１／６０Ｈｚ）を５つのサブフレーム期間に分割して、バックライト部１０９のＬＥＤの点灯期間及び消灯期間をＰＷＭ制御する。

図８に示す例において、ＬＥＤドライバ１０８は、サブフレームごとにデューティ比を切り替える。具体的には、ＬＥＤドライバ１０８は、サブフレーム１及びサブフレーム２の期間ではデューティ比を０％とすることで、サブフレーム１及びサブフレーム２の期間はＬＥＤを消灯状態としている。ＬＥＤドライバ１０８は、サブフレーム３の期間では、サブフレーム期間に対する点灯時間の比であるデューティ比を５０％とすることで、サブフレーム３の期間の前半は消灯状態とし、後半を点灯状態としている。ＬＥＤドライバ１０８は、サブフレーム４及びサブフレーム５の期間ではデューティ比を１００％とすることで、サブフレーム４及びサブフレーム５の期間はＬＥＤを点灯状態としている。ＬＥＤドライバ１０８は、このように点灯状態と消灯状態とを切り替えることで、デューティ比が５０％のＰＷＭ信号で発光させた場合と同じ状態で、バックライト部１０９のＬＥＤを点滅させることができる。

［画像の表示サイズに基づく点灯タイミングの制御］
図９は、第１の実施形態に係る表示装置１００の動作を説明するための図である。図９（ａ）は、本実施形態に係る表示装置１００の動作フローチャートである。図９（ｂ）は、本実施形態において使用される点滅周波数テーブルの一例である。図９（ｂ）に示すように、表示サイズが大きければ大きいほど点滅周波数が高くなるように、点滅周波数テーブルが設定されている。点滅周波数テーブルは、例えば、バックライト制御部１０７が有するメモリに格納されている。

以下、図９（ａ）を参照して、表示装置１００の動作について説明する。
ＣＰＵ１０１は、操作入力部１０６を介してユーザによる画像の表示サイズの変更操作があったかどうかを監視する（Ｓ１０１）。ＣＰＵ１０１は、表示サイズの変更があったと判定すると、操作入力部１０６から、変更後の表示サイズを示すサイズ情報を取得する（Ｓ１０２）。

続いて、ＣＰＵ１０１は、変更後の表示サイズを表示サイズ制御部１０４及びバックライト制御部１０７に通知する。表示サイズ制御部１０４は、変更後の表示サイズに基づいて、表示部１０５に表示させる画像データを変換する（Ｓ１０３）。表示部１０５は、変換後の画像データに基づく画像を、変更後の表示サイズで表示する（Ｓ１０４）。

また、バックライト制御部１０７は、Ｓ１０３及びＳ１０４の画像表示処理と並行して、ＬＥＤドライバ１０８を介してバックライト部１０９を制御する。具体的には、バックライト制御部１０７は、ＣＰＵ１０１から表示サイズの通知を受けると点滅周波数テーブルを参照し、表示サイズに対応する点滅周波数を特定する（Ｓ１０５）。バックライト制御部１０７は、ＬＥＤドライバ１０８を介して、特定した点滅周波数でＬＥＤが点滅するように、バックライト部１０９の点灯タイミングを制御する（Ｓ１０６）。

ＣＰＵ１０１は、表示サイズを変更した後の画像の表示を表示部１０５が開始するタイミングと、バックライト制御部１０７がバックライトの点滅周波数を変更するタイミングとを同期させるために、垂直同期信号に同期したタイミングで、変更後の表示サイズを表示部１０５及びバックライト制御部１０７に通知してもよい。例えば、ＣＰＵ１０１は、垂直同期信号が発生したタイミングで、表示部１０５及びバックライト制御部１０７に表示サイズを通知する。このようにすることで、次の垂直同期信号が発生するタイミングから、表示部１０５は、変更後の表示サイズに対応した画像の表示を開始し、バックライト制御部１０７は、変更後の表示サイズに対応した点滅周波数でバックライト部１０９を点滅させることができる。

［点滅パターンの詳細］
図１０は、バックライト部１０９の点滅パターンを示す図である。図１０（ａ）は、ＬＥＤドライバ１０８の駆動周波数を３００Ｈｚとして、バックライト部１０９の点滅周波数を１８０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、６０Ｈｚに変化させた場合の点滅パターンを示している。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）と同一の駆動周波数及び点滅周波数であって、点灯期間が異なる場合の点滅パターンを示している。図１０において、フレーム期間に含まれる点滅周期の数である点滅周期数Ｎ（Ｎは１以上の整数）は、点滅周波数が１８０Ｈｚの場合にＮ＝３であり、点滅周波数が１２０Ｈｚの場合にＮ＝２であり、点滅周波数が６０Ｈｚの場合にＮ＝１である。

なお、図１０において、斜線で示す期間が点灯期間である。また、図１０において、バックライト部１０９の点滅周期は、ＬＥＤドライバ１０８の駆動周期の整数倍である。駆動周期は、図１０においてＳＦ１〜ＳＦ５と示されているサブフレーム期間と等しい。したがって、バックライト制御部１０７は、サブフレーム期間ごとにデューティ比を調整することで、それぞれの点滅周期における点灯タイミングを制御することができる。

バックライト制御部１０７は、フレーム期間に含まれるサブフレーム期間の数ｎ（ｎは１以上の整数）と点滅周期数Ｎとの関係を表示サイズに関連付けて記憶しておくことにより、表示サイズに応じて、さまざまな点灯パターンでバックライト部１０９を制御することができる。例えば、バックライト制御部１０７は、走査周波数が６０Ｈｚであるとすると、表示サイズが表示部１０５の画面サイズの１００％である場合に、ｎ＝５、Ｎ＝３とすることにより、点滅周波数が１８０Ｈｚで点滅周期数が３となる点灯パターンでバックライト部１０９を制御することができる。また、バックライト制御部１０７は、表示サイズが画面サイズの５０％である場合に、ｎ＝５、Ｎ＝２とすることにより、点滅周波数が１２０Ｈｚで点滅周期数が２となる点灯パターンでバックライト部１０９を制御することができる。

バックライト制御部１０７は、以下の手順により、それぞれの点滅周期においてバックライト部１０９を点灯するタイミングを決定する。
まず、バックライト制御部１０７は、１つのフレーム期間に含まれるＮ個の点滅周期のそれぞれに割り当てられた発光比率に基づいて、フレーム期間に対するそれぞれの点滅周期における点灯期間の比である、各点滅周期のデューティ比を決定する。具体的には、バックライト制御部１０７は、点滅周期Ｎｉ（ｉは１以上の整数）の発光比率をＲｉとすると、点滅周期Ｎｉのデューティ比Ｄｉを、Ｄｉ＝Ｄ×Ｒｉと算出する。ここで、Ｄは、Ｎ＝１の場合に要求される発光輝度に対応するデューティ比である。また、発光比率は、例えば、表示部１０５の液晶の応答特性に基づいて定められ、バックライト制御部１０７は、フレーム開始タイミングからの経過時間が長いほど発光比率を大きくすることができる。

続いて、バックライト制御部１０７は、それぞれの点滅周期に含まれるサブフレームごとに、バックライト部１０９を点灯するタイミングを決定する。ここで、フレーム期間に対する点滅周期Ｎｉにおける点灯期間の比を、点滅周期Ｎｉのデューティ比Ｄｉという。

バックライト制御部１０７は、点滅周期Ｎｉに１個のサブフレームが含まれる場合、当該サブフレームにおける点灯期間を、点滅周期Ｎｉのデューティ比Ｄｉに対応する期間とする。具体的には、バックライト制御部１０７は、点滅周期Ｎｉに含まれるサブフレームにおいて、フレーム期間に対してＤｉに相当する期間だけバックライト部１０９を点灯するように制御する。

バックライト制御部１０７は、点滅周期Ｎｉに複数個のサブフレームが含まれる場合、点滅周期Ｎｉのデューティ比Ｄｉが、１個のサブフレームに割り当て可能な最大デューティ比ｄ＝１／ｎより小さいか否かを判定する。バックライト制御部１０７は、点滅周期Ｎｉのデューティ比Ｄｉが、最大デューティ比ｄ＝１／ｎよりも小さい場合、点滅周期Ｎｉに含まれる一のサブフレームのデューティ比をＤｉとして、残りのサブフレームのデューティ比を０％（消灯）とする。

バックライト制御部１０７は、点滅周期Ｎｉのデューティ比Ｄｉが、最大デューティ比ｄ＝１／ｎ以上である場合、点滅周期Ｎｉに含まれる一のサブフレームのデューティ比をｄ＝１／ｎとして、当該サブフレームの期間はバックライト部１０９を点灯するものとする。続いて、バックライト制御部１０７は、Ｄｉ−ｄが、最大デューティ比ｄ＝１／ｎより小さいか否かを判定する。バックライト制御部１０７は、Ｄｉ−ｄがｄよりも小さい場合、２個目のサブフレームのデューティ比をＤｉ−ｄとして、残りのサブフレームのデューティ比を０％とする。バックライト制御部１０７は、このような手順を繰り返すことで、全てのサブフレームのデューティ比を算出して、点灯タイミングを決定する。

例えば、図１０（ａ）に示す、点滅周波数が１８０Ｈｚのパターンの場合、Ｎ＝３、ｎ＝５、Ｄ＝０．６、Ｒ１＝０．１、Ｒ２＝０．３、Ｒ３＝０．６とすると、Ｄ１＝０．０６、Ｄ２＝０．１８、Ｄ３＝０．３６となる。この場合、バックライト制御部１０７は、点滅周期１に対応するサブフレームＳＦ１におけるデューティ比を０．０６と算出する。ＬＥＤドライバ１０８は、点滅周期１に対応するサブフレームＳＦ１における０．０６×５＝０．３の期間はバックライト部１０９を点灯させ、０．７の期間はバックライト部１０９を消灯させる。

点滅周期２のデューティ比Ｄ２＝０．１８は、サブフレームの最大デューティ比ｄ＝１／５＝０．２０よりも小さい。したがって、バックライト制御部１０７は、点滅周期２に含まれる１つのサブフレームＳＦ３のデューティ比を０．１８と算出し、残りのサブフレームＳＦ２のデューティ比を０と算出する。ＬＥＤドライバ１０８は、サブフレームＳＦ２の期間はバックライト部１０９を消灯させる。また、ＬＥＤドライバ１０８は、サブフレームＳＦ３の期間における０．１８×５＝０．９の期間はバックライト部１０９を点灯させ、０．１の期間はバックライト部１０９を消灯させる。

点滅周期３のデューティ比Ｄ３＝０．３６は、サブフレームの最大デューティ比ｄ＝１／５＝０．２０以上である。したがって、バックライト制御部１０７は、点滅周期３に含まれる１つのサブフレームＳＦ５のデューティ比を０．２０と算出し、残りのサブフレームＳＦ４のデューティ比を０．１６と算出する。ＬＥＤドライバ１０８は、サブフレームＳＦ４の期間における０．１６×５＝０．８の期間はバックライト部１０９を点灯させ、０．２の期間はバックライト部１０９を消灯させる。また、ＬＥＤドライバ１０８は、サブフレームＳＦ５の期間はバックライト部１０９を点灯させる。

図１０（ａ）において、各点滅周期は消灯期間から開始しているが、バックライト制御部１０７は、各点滅周期内の任意の期間に点灯期間を設けることができる。具体的には、バックライト制御部１０７は、点滅周期を点灯期間から開始し、点灯期間が終了した後に消灯期間を設けることができる。バックライト制御部１０７は、図１０（ｂ）に示すように、点滅周期の途中に点灯期間を設けることもできる。

図１１は、バックライト部１０９の点滅パターンの他の例を示す図である。具体的には、図１１は、ＬＥＤドライバ１０８の駆動周波数を１８０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、６０Ｈｚとして、バックライト部１０９の点滅周波数を１８０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、６０Ｈｚに変化させた場合の点滅パターンを示している。図１１においては、バックライト部１０９の点滅周期がＬＥＤドライバ１０８の駆動周期に等しい。点滅周波数が１８０Ｈｚの場合の点滅周期数は３であり、点滅周波数が１２０Ｈｚの場合の点滅周期数は２であり、点滅周波数が６０Ｈｚの場合の点滅周期数は１である。

バックライト制御部１０７は、図１１に示すように、駆動周波数と点滅周波数とが等しい場合、１つのフレーム期間に含まれるＮ個の点滅周期のそれぞれに割り当てられた発光比率に基づいて、それぞれの駆動周期に対応するサブフレームごとに、デューティ比を算出する。

バックライト制御部１０７は、図１０の場合においても、図１１の場合においても、１つのフレーム期間内で、後方のサブフレームほどデューティ比を大きくしてもよい。このようにすることで、フレーム期間が開始してから液晶の特性が安定するまでの間のバックライトの点灯期間を短くして、液晶の特性が安定した後のバックライトの点灯期間を長くすることができるので、動画ボケを軽減することができる。

［第１の実施形態における効果］
以上説明したとおり、第１の実施形態に係る表示装置１００は、画像の表示サイズに基づいてバックライトの点灯タイミングを制御する。具体的には、表示装置１００は、フリッカを認識しやすい大きな表示サイズにおいては、点滅周波数を高くしたり点滅周期数を大きくしたりすることにより、フリッカを認識しにくくする。また、表示装置１００は、フレーム期間が開始してから所定の期間におけるバックライト部１０９の点灯期間を短くすることで、動画ボケを軽減する。他方、表示装置１００は、フリッカを認識しにくい小さな表示サイズにおいては、点滅周波数を低くしたり点滅周期数を小さくしたりして、液晶の特性が安定する前の画像をユーザが見えないようにすることで、動画ボケを軽減することができる。

＜第２の実施形態＞
［設定輝度に基づいて制御する］
第２の実施形態に係る表示装置１００は、バックライト部１０９の発光輝度に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する点で、第１の実施形態に係る表示装置１００と異なり、他の点で同じである。

図１２は、光強度と臨界融合周波数との関係を示す図である。臨界融合周波数は、フリッカを認識することができる最低周波数である。図１２から、光強度が大きくなるにつれて、フリッカを認識することができる最低周波数が高くなるので、同一の周波数においては、光強度が大きければ大きいほどフリッカを認識しやすくなることがわかる。そこで、第２の実施形態に係るバックライト制御部１０７は、バックライト部１０９の発光輝度が高くなればなるほど点滅周波数が高くなるように、バックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。

図１３は、バックライト部１０９の発光輝度と点滅周波数との関係を示すテーブルである。バックライト制御部１０７は、ＣＰＵ１０１から、バックライト部１０９の発光輝度の設定値を取得すると、図１３に示すテーブルを参照して、点滅周波数を決定する。具体的には、バックライト制御部１０７は、デューティ比又はＬＥＤに流す電流値が大きくなればなるほど、点滅周波数が高くなるようにＬＥＤドライバ１０８を制御する。

表示装置１００は、第１の実施形態において説明した画像の表示サイズとバックライト部１０９の発光輝度とに基づいて、バックライト部１０９の点灯タイミングを制御してもよい。図１４は、表示サイズと、バックライトの発光輝度と、点滅周波数との関係を示すテーブルである。図１４に示すテーブルにおいては、それぞれの表示サイズに関連付けて、バックライトの発光輝度ごとに複数の点滅周波数が設定されている。バックライト制御部１０７は、ＣＰＵ１０１から画像の表示サイズの変更に関する通知を受けると、バックライト部１０９の発光輝度の設定値をＣＰＵ１０１から取得し、図１４に示すテーブルを参照して点滅周波数を決定する。なお、バックライト制御部１０７は、バックライト部１０９の発光輝度に基づいて、点滅周波数の代わりに、点滅周期数を制御してもよい。

［第２の実施形態における効果］
第２の実施形態に係る表示装置１００は、バックライト部１０９の発光輝度に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。このようにすることで、表示装置１００は、発光輝度が高い場合にもフリッカを認識しにくくすることができる。さらに、表示装置１００は、画像の表示サイズとバックライト部１０９の発光輝度とに基づいて点滅周波数を制御することで、画像コンテンツによって表示サイズや発光輝度を変化させるような場合においても、ユーザがフリッカを認識しにくくするとともに、動画ボケを軽減することができる。

＜第３の実施形態＞
［外光量に基づいて点灯タイミングを制御する］
図１５は、第３の実施形態に係る表示装置２００の構成を示す図である。図１５に示す表示装置２００は、センサ１１１及びセンサ制御部１１２をさらに有する点で、図３に示した表示装置１００と異なり、他の点で同じである。バックライト制御部１０７、ＬＥＤドライバ１０８、バックライト部１０９、センサ１１１及びセンサ制御部１１２は、発光制御装置２５０を構成する。第３の実施形態に係る表示装置２００は、外光の強度に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する点で、第１の実施形態に係る表示装置１００と異なる。

人の眼は、表示装置１００を見る環境が明るければ明るいほどフリッカを認識しやすくなることが知られている。そこで、第３の実施形態に係るバックライト制御部１０７は、外光量が大きければ大きいほど点滅周波数が高くなるように、バックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。

本実施形態におけるセンサ１１１は、表示装置２００の周囲の外光の量を検出する。センサ制御部１１２は、センサ１１１が検出した外光量を示す照度［ｌｘ］をバックライト制御部１０７に通知する。バックライト制御部１０７は、センサ制御部１１２から通知を受けた照度に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。

図１６は、照度と点滅周波数との関係を示すテーブルである。バックライト制御部１０７は、センサ制御部１１２から照度を取得すると、図１６に示すテーブルを参照して、バックライト部１０９の点滅周波数を制御する。バックライト制御部１０７は、表示サイズと照度とに基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御してもよい。この場合、バックライト制御部１０７は、表示サイズと、照度と、点滅周波数とを関連付けたテーブルに基づいて、バックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。なお、バックライト制御部１０７は、点滅周波数の代わりに点滅周期数を制御してもよい。

［第３の実施形態における効果］
第３の実施形態に係る表示装置２００は、外光量に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。このようにすることで、表示装置２００は、周囲の環境によらず、フリッカを認識しにくくすることができる。

＜第４の実施形態＞
［視聴距離に基づいて点灯タイミングを制御する］
第４の実施形態は、ユーザと表示装置２００との距離に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する点で、第３の実施形態に係る表示装置２００と異なり、他の点で同じである。第４の実施形態におけるセンサ１１１は、ユーザとの間の距離を検出する。センサ１１１は、光源及び受光素子を有する。センサ１１１は、内部の光源から光を照射し、測定対象物としてのユーザにより反射された光を受光素子が受光するタイミングに基づいて、距離を検出する。

ユーザの視聴距離が小さければ小さいほど、ユーザの眼に入る光量が増加するので、フリッカを認識しやすくなる。そこで、第４の実施形態に係るバックライト制御部１０７は、視聴距離が小さければ小さいほど点滅周波数が高くなるように、バックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。

図１７は、視聴距離と点滅周波数との関係を示すテーブルである。図１７に示すテーブルにおいては、視聴距離が０．８ｍ未満の場合の点滅周波数を１８０Ｈｚとして、視聴距離が０．８ｍ以上の場合の点滅周波数を６０Ｈｚとしている。バックライト制御部１０７は、センサ制御部１１２から視聴距離を示す情報を取得すると、図１７に示すテーブルを参照して、バックライト部１０９の点滅周波数を制御する。

バックライト制御部１０７は、表示サイズと視聴距離とに基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御してもよい。この場合、バックライト制御部１０７は、表示サイズと、視聴距離と、点滅周波数とを関連付けたテーブルに基づいて、バックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。なお、バックライト制御部１０７は、点滅周波数の代わりに点滅周期数を制御してもよい。

［第４の実施形態における効果］
第４の実施形態に係る表示装置２００は、視聴距離に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。このようにすることで、表示装置２００は、ユーザの視聴位置によらず、フリッカを認識しにくくすることができる。

＜第５の実施形態＞
［設置方向に基づいて点灯タイミングを制御する］
第５の実施形態は、表示装置２００が設置された方向に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する点で、第３の実施形態に係る表示装置２００と異なり、他の点で同じである。第５の実施形態におけるセンサ１１１は、表示装置２００が横向きに設置されているか縦向きに設置されているかを検出する。

図１８は、表示装置２００が横向きに設置された状態と、縦向きに設置された状態とを示す図である。表示装置２００が横向きに設置された状態において、表示部１０５のうちユーザの視野に含まれる領域の視野面積Ｈは、縦向きに設置された状態において、表示部１０５のうちユーザの視野に含まれる領域の視野面積Ｖよりも大きい。視野面積が大きければ大きいほど、ユーザの眼に入る光量が大きくなるので、フリッカを認識しやすくなる。そこで、第５の実施形態に係るバックライト制御部１０７は、表示装置２００が横向きに設置されている場合の点滅周波数を、縦向きに設定されている場合の点滅周波数よりも大きくなるようにバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。

図１９は、設置方向と点滅周波数との関係を示すテーブルである。図１９に示すテーブルにおいては、横向きに設置されている状態における点滅周波数を１８０Ｈｚとして、縦向きに設置されている状態における点滅周波数を６０Ｈｚとしている。バックライト制御部１０７は、センサ制御部１１２から設置方向を示す情報を取得すると、図１９に示すテーブルを参照して、バックライト部１０９の点滅周波数を制御する。

バックライト制御部１０７は、表示サイズと設置方向とに基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御してもよい。この場合、バックライト制御部１０７は、表示サイズと、設置方向と、点滅周波数とを関連付けたテーブルに基づいて、バックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。なお、バックライト制御部１０７は、点滅周波数の代わりに点滅周期数を制御してもよい。

［第５の実施形態における効果］
第５の実施形態に係る表示装置２００は、設置方向に基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御する。このようにすることで、表示装置２００は、設置方向によらず、フリッカを認識しにくくすることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、表示部１０５が液晶パネルである例について説明したが、これに限らない。例えば、液晶パネルの代わりに、発光手段からの光を透過する表示素子として液晶素子以外の表示素子を有する表示パネルが用いられてもよい。

また、上記の実施形態においては、表示装置１００及び表示装置２００に、画像の表示サイズに基づいてバックライト部１０９の点灯タイミングを制御するバックライト制御部１０７が内蔵されている構成について説明したが、表示装置１００の一部が別ユニットとして提供されてもよい。例えば、バックライト制御部１０７、ＬＥＤドライバ１０８及びバックライト部１０９を備える発光制御装置１５０と、表示部１０５を備える液晶表示ユニットとを組み合わせて表示装置１００を構成してもよい。

１００ 表示装置
１０５ 表示部
１０７ バックライト制御部
１０９ バックライト部
１５０ 発光制御装置

Claims (12)

1. 表示手段に光を照射する発光手段と、
   前記表示手段に表示される画像の表示サイズに基づいて、前記発光手段が前記表示手段に照射する光を点灯するタイミングである点灯タイミングを制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする発光制御装置。
2. 前記制御手段は、前記発光手段が前記表示手段に照射する光の点灯と消灯とを、前記表示サイズに基づく点滅周波数で繰り返すことを特徴とする、
   請求項１に記載の発光制御装置。
3. 前記制御手段は、前記表示サイズが大きければ大きいほど、前記点滅周波数を高くすることを特徴とする、
   請求項２に記載の発光制御装置。
4. 前記制御手段は、前記表示サイズが大きければ大きいほど、所定期間内における、前記発光手段が前記表示手段に照射する光の１回の点灯期間と少なくとも１回の消灯期間とからなる点滅周期の数を増加させることを特徴とする、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の発光制御装置。
5. 前記制御手段は、前記表示手段におけるフレームの切り替えタイミングから時間が経過するにつれて、前記発光手段が前記表示手段に照射する光の点灯期間を長くすることを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の発光制御装置。
6. 前記制御手段は、前記発光手段が照射する光の輝度に基づいて、前記点灯タイミングを制御することを特徴とする、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の発光制御装置。
7. 前記表示手段の周囲の外光の強さを示す外光量を検出する光検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記外光量に基づいて前記点灯タイミングを制御することを特徴とする、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の発光制御装置。
8. 前記表示手段と前記表示手段を視認するユーザとの間の距離を検出する距離検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記距離に基づいて前記点灯タイミングを制御することを特徴とする、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の発光制御装置。
9. 前記表示手段の向きを検出する向き検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記表示手段の向きに基づいて前記点灯タイミングを制御することを特徴とする、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の発光制御装置。
10. 画像を表示する表示手段に光を照射する発光手段と、
    前記発光手段が照射する光の輝度に基づいて、前記発光手段が前記表示手段に照射する光を点灯するタイミングを制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする発光制御装置。
11. 画像を表示する表示手段と、
    前記表示手段に表示させる画像の表示サイズを示すサイズ情報を取得する取得手段と、
    前記表示手段に光を照射する発光手段と、
    前記サイズ情報に基づいて、前記発光手段が前記表示手段に照射する光を点灯するタイミングである点灯タイミングを制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする表示装置。
12. 表示手段に表示させる画像の表示サイズを示すサイズ情報を取得する手順と、
    前記サイズ情報に基づいて、前記表示手段に照射する光を点灯するタイミングである点灯タイミングを制御する手順と、
    を有することを特徴とする発光制御方法。