JP4595333B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶テレビなどノイズ低減回路を備えた表示装置に関するものである。

近年テレビは、画質への要求の高まりやデジタル回路の集積化の進展により、従来の２次元処理のノイズ低減回路に加え、フレーム巡回型のノイズ低減回路を搭載する事が多くなっている。一般にノイズ低減回路はそのノイズ低減効果（以下ＮＲのゲインとする）を制御可能である。

フレーム巡回型のノイズ軽減回路はフレーム相関のないノイズに対して大きなノイズ低減効果を有するものの、同じくフレーム相関のない動画部分において鮮鋭感の劣化や尾引きなどの現象を発生する要因となるため、動き検出結果に応じてＮＲのゲインが適正になるよう調整される。

同様に非巡回型の２次元処理によるノイズ低減回路においても、フィルタ特性の調整やコアリングの閾値調整にて、ＮＲのゲインを調整する事が可能であるが、ノイズ軽減効果を大きくしようとすると画像の鮮鋭感の劣化に繋がるため、設計者はノイズ軽減効果と画質への影響などを鑑みてＮＲのゲインを適正に調整している。またユーザーによる調整や映像信号のＡＧＣ回路のゲインなどの情報を用いて制御する場合もある。

また液晶パネルを用いた表示装置においては、動画の表示性能を改善するためフレーム遅延させた映像信号を用いて実際に液晶パネルに印加する電圧を決定する映像信号に変換する階調補正回路を用いて、オーバードライブ駆動をする事がある。その際、階調補正回路に数種の動作モードを持たせて、パネルの温度などに対応して動作モードを切り替えることにより、温度に対する動画表示品位の変化を抑える技術も実用化している。
特開平６−２２５１７８号公報 特開２００２−１０１０６号公報 特許第２７０８７４６号公報

しかしながら従来の技術を、温度によって表示の応答時間が変化する表示デバイスを用いた表示装置に適用した場合、表示デバイスの温度によっては、応答時間が速くなる事により、ノイズが認識されやすい表示となったり、応答時間が遅くなる事により、画像の鮮鋭感が劣化したりするなどし、最良の画質を得られないという問題があった。

また温度に応じてオーバードライブ駆動を切り替えて使用する場合において、階調補正回路の動作モードを切り替えた瞬間に入力映像信号に対する映像表示の応答が突然変化するため、ノイズの増加や鮮鋭感の劣化など画質変化が認識されるという問題があった。

この課題を解決するために
第１の発明は、
表示デバイスと、入力映像信号のノイズを外部から制御して低減するノイズ軽減回路と、前記ノイズ低減回路を制御するための第１の制御手段と、表示デバイスの温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記温度検出手段により得られる温度検出結果に応じて、前記第１の制御手段が前記ノイズ低減回路を制御することを特徴とする表示装置であり、
室温の変化や、表示装置の回路の発熱などにより表示の応答が変化しても、ＮＲのゲイン制御を行うことにより、ノイズの増加や、画像の鮮鋭感の劣化などを抑えた表示装置を実現できる。

また第２の発明は、
表示デバイスが液晶パネルである請求項１記載の表示装置であり、
液晶の応答が速くなり、ノイズが認識されやすくなる高温環境での使用や、液晶の応答が遅くなり、画像の鮮鋭感が劣化する低温環境での使用においても、ノイズの増加や画像の鮮鋭感劣化を抑えたノイズ表示装置を提供できる。

また第３の発明は、
温度検出手段が、液晶パネルの表面温度、もしくは表示装置内において液晶パネルの表面温度と相関して温度が推移する部分の温度を検出することを特徴とした請求項１または２記載の表示装置であり、液晶パネルの表面温度により変化する液晶の応答に応じて常に適切なＮＲのゲインでノイズ軽減回路を動作させることができるため、ノイズ軽減効果の不足によるノイズの増加や、過度のノイズ軽減回路の動作による画像の鮮鋭感劣化のない高画質な表示装置を提供できる。

また第４の発明は、
表示デバイスと、入力映像信号の階調と１フレーム遅延させた前記入力映像信号の階調および外部から入力される制御信号に基づき階調データを決定する階調補正回路とを備えた液晶表示装置であって、前記入力映像信号のノイズを外部から制御して低減するノイズ軽減回路と、前記ノイズ低減回路を制御するための第１の制御手段とをさらに備え、
前記階調補正回路を制御する第２の制御手段の出力に対応して、前記第１の制御手段が前記ノイズ低減回路を制御する事を特徴とした表示装置であり、
表示装置の動画表示性能の改善等のために階調補正回路の動作を切り替えた際に認識されやすいノイズ量や画像鮮鋭感の変化を抑えることの出来る表示装置を提供するものである。

また第５の発明は、
表示デバイスと、入力映像信号の階調と１フレーム遅延させた前記入力映像信号の階調および外部から入力される制御信号に基づき階調データを決定する階調補正回路とを備えた液晶表示装置であって、前記入力映像信号のノイズを外部から制御して低減するノイズ軽減回路と、前記ノイズ低減回路を制御するための第１の制御手段と、表示デバイスの温度を検出する温度検出手段とをさらに備え、
前記階調補正回路を制御する第２の制御手段の出力および温度検出手段により得られる温度検出結果に応じて、前記第１の制御手段が前記ノイズ低減回路を制御する事を特徴とした表示装置であり、
液晶パネルの表面温度に対応して変化する液晶の応答に応じて常に適切なＮＲのゲインでノイズ軽減回路を動作させることができ、また表示装置の動画表示性能の改善等のために階調補正回路の動作を切り替えた際にもノイズ量や画像鮮鋭感の変化を抑えることの出来る表示装置を提供するものである。

本発明によれば、温度により表示の応答が変化する表示デバイスを使用した表示装置において、表示デバイスの温度変化による応答特性の変化に伴うノイズの増加や鮮鋭感の劣化を抑え、また表示の応答を改善するためにオーバードライブ回路の動作を切り替えた際の、画質変化を抑えることが可能である。

本発明の請求項１、請求項２および請求項３に記載の発明は、
表示デバイスと、入力映像信号のノイズを外部から制御して低減するノイズ軽減回路と、前記ノイズ低減回路を制御するための第１の制御手段と、表示デバイスの温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記温度検出手段により得られる温度検出結果に応じて、前記第１の制御手段が前記ノイズ低減回路を制御することを特徴とする表示装置である。

本発明の請求項４に記載の発明は、
表示デバイスと、入力映像信号の階調と１フレーム遅延させた前記入力映像信号の階調および外部から入力される制御信号に基づき階調データを決定する階調補正回路とを備えた液晶表示装置であって、前記入力映像信号のノイズを外部から制御して低減するノイズ軽減回路と、前記ノイズ低減回路を制御するための第１の制御手段とをさらに備え、
前記階調補正回路を制御する第２の制御手段の出力に対応して、前記第１の制御手段が前記ノイズ低減回路を制御する事を特徴とした表示装置である。

本発明の請求項５に記載の発明は、
表示デバイスと、入力映像信号の階調と１フレーム遅延させた前記入力映像信号の階調および外部から入力される制御信号に基づき階調データを決定する階調補正回路とを備えた液晶表示装置であって、前記入力映像信号のノイズを外部から制御して低減するノイズ軽減回路と、前記ノイズ低減回路を制御するための第１の制御手段と、表示デバイスの温度を検出する温度検出手段とをさらに備え、
前記階調補正回路を制御する第２の制御手段の出力および温度検出手段により得られる温度検出結果に応じて、前記第１の制御手段が前記ノイズ低減回路を制御する事を特徴とした表示装置である。

以下に、本発明の請求項１、請求項２および請求項３に記載された発明の実施の形態について、図１、図２および図３を用いて説明する。

図１において、１１は入力された映像信号に対し、制御信号に基づいてノイズを低減した映像信号を出力するノイズ低減回路である。１２は温度検出手段１３から得られる温度検出結果に対応して前記ノイズ低減回路の制御信号を発生する第１の制御手段である。ノイズ低減回路１１の出力は、映像処理回路１４にて、ＲＧＢ信号へ変換やガンマ補正され、液晶パネル１５に出力される。

ノイズ低減回路１１は、効果を大きくしようとすると、画像の鮮鋭感に低下や動画の尾引きやぼやけなどを伴うため、ノイズ低減の効果と画質への影響を鑑みてそのゲインが設定されている。一方で液晶パネルは、その表面温度によって表示に対する応答特性が変化する。図２に液晶の応答特性の例を示す。液晶は、図２（ａ）に示すように温度が高い場合応答が速くなり、温度が低くなると遅くなるので、動画の鮮鋭感に大きく影響する。また図２（ｂ）は１フレーム期間だけ表示階調が変化するような映像信号を入力した際の液晶の表示応答特性を示すものである。このようにフレーム間に相関のないノイズや動画に関しては、液晶の応答特性が表示画像に大きく影響する。すなわちノイズ低減回路の調整を行う際に設計者が意図した温度より温度が高い場合にはノイズが目立つようになり、温度が低くなるとノイズは目立たなくなるものの動画領域に対する鮮鋭感が劣化しボケた映像となる。図３（ａ）はそれを模式的に示したものである。

そこで温度検出手段１３による温度検出結果に応じて、第１の制御回路１２が、ノイズ低減回路に設定するＮＲのゲインを調整する事で画質の最適化が図れる。具体的には温度が高くなった場合にＮＲのゲインを上げノイズの増加を抑え、温度が低くなりノイズが目立たなくなった場合にはＮＲのゲインを下げ鮮鋭感を向上させる。

なお温度によるノイズ低減回路の制御は、表示装置内の温度や、室温などの検出でも当然効果は期待できるが、請求項３記載の発明のように液晶パネルの温度に対応して制御するものであれば、図３（ｂ）に示すように広範囲な温度に対し安定した画質を得る事が出来る表示装置を提供できる。

以下に、本発明の請求項４に記載された発明の実施の形態について、図４、図５、図６および図７を用いて説明する。

図４において１１は入力された映像信号に対し、制御信号に基づいてノイズを低減した映像信号を出力するノイズ低減回路である。ノイズ低減回路１１の出力は、映像処理回路１４にて、ＲＧＢ信号へ変換やガンマ補正などの信号処理がなされ、階調補正回路３１に入力される。階調補正回路４１は応答速度の改善のため導入されており、俗にオーバードライブ回路と言われているものである。図５に階調補正回路４１の構成例を示す。入力された映像信号（第１の階調データ）と前記第１の階調データを１フレーム遅延した第２の階調データから液晶に印加される電圧に対応する第３の階調データに変換する。図６（ａ）に示す応答特性に対し、階調補正回路４１の動作により、図６（ｂ）の様に階調データを変換して液晶パネルに出力する事により、それぞれの温度における応答時間の最適化を図るものである。ＲＡＭ等により構成されるルックアップテーブル５１の回路規模の問題から、第２の制御回路４２により切り替えられるオーバードライブのモード数は通常数種類である。本実施の形態では３０℃における応答を最適化したモードと４０℃における応答を最適化したモードを３５℃にて切り替えている。図７（ａ）は、画面で認識されるノイズの量を模式的に示したものであり、高温においてノイズ量が多くなり、かつ階調補正回路４１の動作モードを切り替える温度の前後でノイズ量が大きく変わる。そこで第２の制御回路４２の出力により、低温用の動作モード時にＮＲのゲインを大きめに、もしくは、高温用の動作モード時にＮＲのゲインが小さめになるように、第１の制御回路を１２がノイズ低減回路１１を制御する事により、図７（ｂ）に示すように階調補正回路４１の動作切り替え時のノイズ量の変化や画像鮮鋭感の変化を抑え、それがユーザーに認識されにくくする事が可能となる。

以下に、本発明の請求項５に記載された発明の実施の形態について、図７および図６を用いて説明する。

図７に本実施の形態のブロック図を示す。実施の形態２と比較し、第１の制御回路１２は階調補正回路４１の切り替え信号である第２の制御回路出力に加え、温度検出手段１３により得られる温度検出データからノイズ低減回路１１を制御する。

この構成により、液晶の応答時間の改善のため補正回路４１の動作モードを切り替えた際のノイズ量や画像の鮮鋭感の変化および
液晶パネルの温度変化による応答特性変化に伴うノイズ量の増加や鮮鋭感の劣化を無くし、７（ｃ）に示すように広範囲な温度条件において高画質な液晶表示装置を提供できる。

なお本実施の形態では第１の制御手段は、第２の制御手段の出力を入力とするものとしているが、階調補正回路の制御と連動すれば、制御手段は１つにまとめるなどしても良い。

本発明のノイズ低減回路は、
温度により表示の応答が変化する表示デバイスを使用した表示装置において、表示デバイスの温度変化による応答特性の変化に伴うノイズの増加や鮮鋭感の劣化を抑え、また表示の応答を改善するためにオーバードライブ回路の動作を切り替えた際の、画質変化を抑えることが可能であり、液晶テレビをはじめとする表示装置全般に有用である。

本発明の実施の形態１を示すブロック図 温度に対する液晶の応答を示す図 従来技術と本発明における、温度に対するノイズ量を示す図 本発明の実施の形態２を示すブロック図 階調補正回路４１を示すブロック図 階調補正回路４１の動作を示す図 従来技術と本発明における、温度に対するノイズ量を示す図 本発明の実施の形態３を示すブロック図

符号の説明

１１ ノイズ低減回路
１２ 第１の制御回手段
１３ 温度検出手段
１４ 映像処理回路
１５ 液晶パネル
４１ 階調補正回路
４２ 第２の制御手段
５１ ルックアップテーブル
５２ フレームメモリ

Claims (1)

1. 表面温度により表示に対する応答速度が変化する表示デバイスと、
   入力映像信号のノイズを低減するノイズ低減手段と、
   前記表示デバイスの応答速度を制御するための少なくとも低温時用および高温時用に最適化されたオーバードライブモードを保持し、該階調補正制御手段からの出力に基づき前記オーバードライブモードを切り替えて前記表示デバイスの応答速度を制御する階調補正手段と、
   前記表示デバイスの温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出結果に応じて前記オーバードライブモードを低温時用または高温時用に切り替えるよう前記階調補正手段を制御する階調補正制御手段と、
   前記階調補正制御手段の出力に応じて、前記低温時用のオーバードライブモード時にはノイズ低減効果を強め、前記高温時用のオードドライブモード時にはノイズ低減効果を弱めるように前記ノイズ低減手段を制御する制御手段と、
   を備える液晶表示装置。

Images