JP5344846B2 - 表示パネルの制御装置、液晶表示装置、電子機器、及び表示パネルの駆動制御方法 - Google Patents
表示パネルの制御装置、液晶表示装置、電子機器、及び表示パネルの駆動制御方法 Download PDFInfo
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Description
図47乃至図49に示すように、黒挿入駆動は、全白表示の場合、白表示と挿入した黒表示の平均した輝度を人間は認識するため、通常駆動に比べ白輝度は半減する。また、図50乃至図52に示すように、黒表示の場合は、通常駆動の黒表示と同じ輝度波形となるため、結果として通常駆動に比してコントラストが半減する。
すなわち、ブリンキングバックライト駆動は、ある1つの画素だけを考えると、動画尾引きが改善すると共に、白表示と同様に黒表示も輝度が減少するため、表示のコントラストは低下せず、バックライトを消灯している間の消費電力は減少するため、輝度効率も低下しない優れた手法のように思われる。
特許文献1では、図73に示すように、液晶表示部を照明する照明部1001は、走査方向に発光する複数の発光領域1002を有し、これら複数の発光領域1002を液晶表示部の垂直同期信号に同期して順次スキャン点灯させるスキャニングバックライト駆動が提案されている。
インバータ制御回路は、階調表示用画素電圧の保持期間および黒挿入用画素電圧の保持期間の比率に対応する所定デューティ比で複数のバックライト光源を順次点滅させる動作を第1スタート信号STHAに同期して開始させるようにバックライト駆動部を制御する。バックライト駆動部は、バックライト光源に対してそれぞれ駆動電圧を発生する複数(m個)のインバータから成り、インバータ制御回路は、これらインバータをそれぞれ制御するために各々(m個)のパルス幅変調信号PWM(PWM1〜PWMm)を発生する。
たとえば、図56に示すように、光源ブロック間の光漏れがなく、消灯が完全であれば、通常駆動に対し動画尾引きが改善するが、図57に示すように、光源ブロック間の光漏れにより消灯が完全でないと、動画尾引きがゴースト状に発生し通常駆動よりも動画質が悪化する。
バックライトのライトソースとしては、CCFLが主流であるが、CCFLは色波長により光学応答が異なるという特性を持つ。図66乃至図71に、CCFLのRGBの各波長の光学応答を示すが、図68、図71に示すように、青(B)の光学応答は急峻であるのに対し、図67、図70に示すように、緑(G)の波長域の光学応答は遅れるため、輝度応答中の光が色付く。この結果、図72に示すように、スキャニングバックライト駆動は安価なCCFLをライトソースに用いた場合、動画尾引きが変色してしまい画質が悪化しまうという、という不具合があった。
先ず、表示パネルの制御装置の基本的構成について説明する。本発明の表示パネルの制御装置は、表示パネルと、該表示パネルの背面にて線順次走査方向と平行な複数の各光源ブロックを構成する背面光源と、を制御するものである。この表示パネルの制御装置は、表示パネルに対して映像表示の走査開始と黒画像の表示走査開始とを特定期間に行うと共に黒画像の挿入駆動を行う黒画像挿入駆動部(例えば図1に示す符号51など)と、前記黒画像挿入駆動部での前記映像表示又は前記黒画像表示の走査開始のタイミングと同期する同期信号に基づいて、前記表示パネルの背面部にて線順次走査方向と平行な複数の各光源ブロックの各々の点灯又は消灯の各開始時期のタイミングを設定制御する点灯タイミング制御部(例えば図1に示す符号58など)と、を含む構成としている。
(液晶表示装置の全体構成)
先ず、本実施形態の特徴的構成である「スキャニングバックライト駆動」を行うための構成及び動作の説明に先立って、液晶表示装置の全体構成及び黒挿入駆動を行うための構成から説明することとする。図1は、本発明における第1実施形態の液晶表示装置の全体の概略構成の一例を示すブロック図である。
また、点灯タイミング制御部58は、前記光源ブロックの消灯開始時期が前記黒画像表示走査の開始タイミングに前記補正定数分加えた時期となるように制御する。
図2には、タイミングコントローラ50の黒挿入駆動部51、液晶表示パネル10、ゲートドライバ群44、ソースドライバ群46の詳細構成が示されている。
本第1の実施形態の液晶表示装置1は、図2に示すように、j本(jは自然数)で1つのブロックをなすゲート線群がi個(iは自然数)構成されたゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)(これらをまとめてi×j=m[mは自然数]本のゲート線V1〜Vmとしてもよい)、及びn(nは自然数)本のソース線H1〜Hnがそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)とソース線H1〜Hnとの交差部それぞれに画素42が形成された構成の液晶表示パネル10と、各ソース線H1〜Hnに接続し映像信号又は黒挿入映像信号を供給するソースドライバ46(46―1〜46−k)と、複数のゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)をi個の群に分けそのゲート線群それぞれに対して設けられ対応するゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)にゲートオン信号(Vg)を順次供給する複数のゲートドライバ44(44―1〜44―i)とを含んで構成される。
次に、黒挿入駆動部の詳細構成について説明する。
タイミングコントローラ50の黒挿入駆動部51は、入力映像信号に黒画像信号を挿入し映像信号部分と黒画像信号部分とを水平走査期間内に含む黒挿入映像信号を生成し、この黒挿入映像信号をソースドライバ16へ出力するものである。
黒挿入駆動部51が、各フレーム間のブランキング期間も黒信号の書込みを行い続けることにより、画面の全ての画素で、映像信号の保持時間と黒画像信号の保持時間とが一定となり、保持時間の差による面内輝度差をなくすことができる。
黒挿入信号変換部52は、黒表示用走査スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて設定する黒挿入率設定機能を有してよい。この場合、前記黒挿入率設定機能は、入力された前記映像信号に基づいてフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定する機能を備え、前記判定された黒画像挿入率に基づいて前記黒表示用走査スタートパルス出力のタイミングを設定することができる。
黒挿入駆動制御部54は、ソースドライバ46及びゲートドライバ44―1〜44―iの動作を制御して、黒挿入駆動の駆動制御を行う。
次に、黒挿入駆動制御部54の機能について説明する。
黒挿入駆動制御部54は、ゲートドライバ44(44―1〜44―i)におけるゲート出力の開閉を制御するための出力イネーブル信号をゲートドライバ44(44―1〜44―i)へ個別に供給する機能を有している。具体的には、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線H1〜Hnに供給されている期間のみゲートオン信号の出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号(VOE_i)、または、黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線H1〜Hnに供給されている期間のみゲートオン信号の出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号(VOE_b)をゲートドライバ14(14―1〜14―i)へ個別に供給する機能を有している。
以上のような構成からなる液晶表示装置1は、概略以下のように動作する。すなわち、タイミングコントローラ50に映像信号が入力されると、黒挿入駆動部51の黒挿入信号変換部52は、例えばフレーム毎のデータ数に応じて映像信号の黒挿入率を設定しつつ、前記黒挿入率に基づいて映像信号に一定の割合で黒画像信号もしくは暗画像信号を挿入して黒挿入映像信号を生成し、黒挿入映像信号を黒挿入駆動制御部54に入力する。
この際、黒挿入信号変換部52は、前記映像信号の書込期間に対応する映像表示部分と前記黒画像信号の書込期間に対応する黒表示部分とが特定期間内に交互に含まれた黒挿入映像信号を生成する。
例えば、黒挿入駆動制御部24は、黒挿入映像信号を、ソースドライバ46を介して液晶表示パネル10のソース線H1〜Hnに供給して、液晶表示パネル10の表示駆動制御を行う。
各ゲートドライバ44(44―1〜44―i)、ソースドライバ46は、入力された制御信号に従い液晶表示パネル10に映像信号、黒画像信号を交互に出力する。
点灯タイミング制御部58では、入力された同期信号に基づいてバックライトユニット20の各バックライトブロック22―1〜22―Nの制御信号(光源ブロック制御信号)を生成し、バックライトユニット20の各バックライトブロック22―1〜22―Nの各点灯制御回路32―1〜32―Nに入力する。
次に、上述のような構成を有する本実施形態の液晶表示装置における黒挿入駆動及びスキャニングバックライト駆動における液晶表示装置の各種の制御処理手順について、[1]「黒挿入駆動制御処理」から説明し、続いて、[2]「スキャニングバックライト駆動制御処理」の詳細処理について説明することとする。
ここで、黒挿入駆動部51において生成される制御信号による液晶表示パネルの黒挿入駆動の動作のより具体的な駆動制御手順について、「タイミングコントローラの制御処理」、「ソースドライバの黒挿入映像信号<data>の入出力制御」、「ゲートドライバでの選択制御」、「黒挿入のタイミング制御」、「走査時のドライバ側の詳細処理」の順に、図1乃至図7を参照しつつ説明する。
まず、図2に示す通り、入力された映像信号は、タイミングコントローラ50の黒挿入駆動部51の黒挿入信号変換部52に送られる。
図3に示すように、ソースドライバ46(46−1)には、映像信号のライン間に黒信号のラインを挿入した黒挿入映像信号(data)と、前記黒挿入映像信号(data)の映像信号のラインである映像ライン、及び黒信号のラインである黒ラインを確定させて出力させるデータラッチパルス(DLP)とを入力する。
ソースドライバ46(46―1)は、入力された黒挿入映像信号をデータラッチパルス(DLP)に従い、液晶表示パネルのソース線H1〜Hnに1H期間で映像信号、黒信号を交互に出力する。
黒挿入駆動において、図2に示すように、ゲートドライバ44は、ゲートドライバ44(44―1)、ゲートドライバ44(44―2)のように、一括してゲート出力をイネーブルできるゲートドライバ44―1〜44―iを少なくとも2個以上使用する。ゲートドライバ44―1〜44―iは、黒挿入駆動制御部54からの独立した出力イネーブル信号(VOE_i又はVOE_b)により制御される。
ゲートドライバ44―1〜44―iは、入力された制御信号に従い順次1ラインの画素を選択していき、液晶表示パネル10に映像信号又は黒画像信号を選択に応じて出力する。
図5は、図4とは逆に、ゲートドライバ44―1[ゲートドライバ(1)]に対応するゲート線V1−1〜V1−j上の画素に黒画像信号を供給し、ゲートドライバ44―2[ゲートドライバ(2)]に対応するゲート線V2−1〜V2−j上の画素にライン映像信号を供給する場合を例にしたタイミングチャートである。
次に、映像信号と黒画像信号を書き込む手法を用いた、黒挿入のタイミング制御の詳細を説明する。図6は、本第1の実施形態による液晶表示装置による黒挿入駆動の一例を説明するための説明図であり、ゲートドライバを3個使用した場合の黒挿入の詳細である。
Tp = Tv × (1−Xp)
Tv : フレーム周期 [s]
この間、各ゲートドライバには、そのゲートドライバに繋がるラインが黒表示用走査スタートパルス(VSP_b)のシフトにより選択されている期間中、黒書込み用のイネーブル信号(VOE_b)を入力する。
この黒帯の幅は、映像表示用走査スタートパルス(VSP_i)入力に対する黒表示用走査スタートパルス(VSP_b)入力のタイミングによって決定する。
次に、いま述べた黒挿入のタイミングに従い、複数のゲートドライバが順次選択していく制御は以下のようになる。
このVSP_iは、同様に入力されたクロック信号(VCK)に同期してゲートオン信号としてゲート線V1−1〜V1−jをシフトしていき、各ゲート線V1−1〜V1−j上の画素42のTFTをONにしていく。この間、ゲートドライバ44―1[ゲートドライバ(1)]には、VOE_iが入力されている。
ゲートドライバ44―2[ゲートドライバ(2)]では、VSP_iがゲートオン信号として対応するゲート線V2−1〜V2−jをシフトしていき、このシフトしていく期間は、ゲートドライバ44―2[ゲートドライバ(2)]においてもVOE_iが入力されている。
ゲートドライバ44―i[ゲートドライバ(i)]においてもVSP_iがゲートオン信号として対応するゲート線Vi―1〜Vi―jをシフトしていき、このシフトしていく期間は、VOE_iが入力されている(映像走査ステップ)。
また、この期間以外のゲートドライバ44―1〜44―iには、VOE_bが入力されている。
同じくゲートドライバ44―1[ゲートドライバ(1)]のクロック信号(VCK)によりVSP_bがゲートオン信号として対応するゲート線V1−1〜V1−jをシフトし各ゲート線V1〜Vi上の画素のTFTをONにしていく。このような黒画像表示走査の間、ゲートドライバ44―1[ゲートドライバ(1)]には、VOE_bが入力されている。
その後、同様にして、VSP_bがゲートドライバ44―i[ゲートドライバ(i)]にシフト入力され、ゲートドライバ44―i[ゲートドライバ(i)]での黒画像表示走査が開始される<黒走査ステップ>。
次に、本実施形態の特徴であるスキャニングバックライト駆動の詳細について説明するが、その前に前提となる「バックライトユニットの内部構成」について簡単に説明し、続いて「バックライトブロックの点灯制御」、「各パラメータの最適設定値」の順に説明する。
図8乃至図9に、本実施形態のバックライトユニットの内部構成を示す。バックライトユニット20は、図8に示すように、ブロック分割された複数のバックライトブロック(光源ブロック)22−1〜22−Nを有する。各バックライトブロック22−1〜22−Nは、液晶表示パネル10の線順次走査方向と平行に配列されている。
図9に示すように、液晶表示パネル10の背面側(背面部)には、液晶表示パネル本体を構成する基板部12と対向してバックライトユニット20が形成されている。基板部12は、透明基板にて形成され、バックライトユニット20からの光を透過する。基板部12は、液晶表示パネル本体側のアレイ基板又は対向基板のいずれであってもよい。
図11、図12に、本実施形態のスキャニングバックライト駆動の各光源ブロックの点灯制御の詳細を示す。
バックライトの点灯制御は、図12に示すように、それぞれのバックライトブロックの前面に位置する液晶表示パネル領域に黒画像信号が走査される時間にあわせ、バックライトブロック毎に時間をずらし順次点灯、消灯を行う。
ΔTb(n) = τ + Tv × (Vdisp/N)/Vtotal × n
液晶表示パネル駆動ライン数 : Vtotal[H]
液晶表示パネル表示ライン数 : Vdisp[H]
フレーム周期 : Tv[s]
Tb = Tv × Xb
図15、図16に示すように、隣接するバックライトブロックへの光漏れにより消灯不足となるものの、バックライトブロックのブロック数(分割数)を増して細分化するにつれ、バックライトブロック間の輝度格差が緩和する。
また、前述した本実施形態のスキャニングバックライトを光源として、タイミングを合わせて黒挿入駆動を実施すると(スキャニングバックライト駆動に黒挿入駆動を組み合わせると)、本実施形態の液晶表示装置では、図18に示すような輝度分布となる。
本実施形態の構成は、関連技術のスキャニングバックライト駆動のような、動画ずれを引き起こすバックライトブロック間の輝度格差を、隣接するバックライトブロックへの光が到達するよう間隙部27を有する構造としたため緩和し、さらに黒挿入駆動の連続的な透過率波形を重ね合わせる構成とすることで、走査方向に連続的な波形になる。このため、図20に示すような関連技術のスキャニングバックライト駆動のような動画のずれは発生しない。
よって、図21に示すように、面内全体で均一に動画尾引きが改善することが可能である。
以下に、本実施形態の各パラメータの詳細について記載する。
図22に示すように、黒表示から白表示の場合において、消灯率(Xb)=0.375の場合、補正定数(τ)が最適値のときMPRTが最小となる。また、図23に示すように、白表示から黒表示の場合において、消灯率(Xb)=0.375の場合、補正定数(τ)が最適値のときMPRTが最小となる。
さらに、図24に示すように、消灯率(Xb)=0.375の場合、補正定数(τ)が最適値のとき白輝度は最大となる。また、図25に示すように、消灯率(Xb)=0.375の場合、補正定数(τ)が最適値のときホワイトバランス(x)の変化は小さくなる。さらにまた、図26に示すように、消灯率(Xb)=0.375の場合、補正定数(τ)が最適値のときホワイトバランス(y)の変化は小さくなる。
このように、補正定数(τ)が最適値のとき、動画尾引き(MPRT)が最小となり、さらに白輝度が最大、ホワイトバランスの変化も小さくなることがわかる。
入力信号は、縦帯画面を横にスクロールさせた。ここで、表示のスクロール速度は5〜20[pixel/frame]、画面水平方向を0.85〜3.3[s]で横切る速度である。
Xb ≦ Xp − (Vdisp/N)/Vtotal
図30に示すように、バックライトブロックのブロック数(分割数:N)のとき、1つのバックライトブロックは、本実施形態の黒挿入駆動の場合、以下の期間にて液晶表示パネルの線順次走査が行われる。
(1バックライトブロックの黒走査期間)
=Tv × (Vdisp/N)/Vtotal
(消灯期間Tb)=(Tv × Xb )
≦ Tv × Xp − Tv × (Vdisp/N)/Vtotal
となる。
以上のように本実施形態によれば、以下に記載するような効果を奏する。
本実施形態では、液晶表示パネルの背面に、液晶表示パネルの線順次走査方向と平行なバックライトブロックに分割し、それぞれのバックライトブロックを独立して点滅可能なバックライトを備えている。液晶表示パネルの走査タイミングにあわせ、各バックライトの光源ブロックを順次点滅させるスキャニングバックライト駆動を行う。
また、本実施形態では、IPSパネルの結果を示したが、本実施形態の一変形例では、TNパネル、VAパネル等他の表示方式のパネルでも、同様に実施可能である。
Xp’ = Tp’/Tv
すなわち、前記点灯タイミング制御部は、前記表示パネルの実質黒画像挿入期間をTp’、フレーム周期をTvとしたときの、実質黒画像挿入率をXp’=Tp’/Tvとし、前記背面光源の実質消灯期間をTb’、フレーム周期をTvとしたときの、実質消灯率をXb’=Tb’/Tvとし、前記黒画像挿入率に応じた前記消灯期間及び前記ブロック数に基づいて制御することができる。
陰極管24a、25aの長軸側は、各バックライトブロック22a―1〜22a―Nと平行となるように配置する。
陰極管24a、25aは、例えば、冷陰極管(CCFL)や熱陰極管(HCFL)、外部電極型陰極管(EEFL)、平板陰極管(FFL)等にて構成することができる。
この場合、各バックライトブロックの境界部の凸状構造物の突出端部とバックライトの液晶表示パネル側に設けたシート間に、適当な間隙部を設けていれば可能である。
図36に示すように、液晶表示パネル110の背面側には、液晶表示パネル本体を構成する基板部112と対向してバックライトユニット120が形成されている。基板部112は、透明基板にて形成され、バックライトユニット120からの光を透過する。基板部112は、液晶表示パネル本体側のアレイ基板又は対向基板のいずれであってもよい。
図38に示すように、液晶表示パネル210の背面側には、液晶表示パネル本体を構成する基板部212と対向してバックライトユニット220が形成されている。基板部212は、透明基板にて形成され、バックライトユニット220からの光を透過する。基板部212は、液晶表示パネル本体側のアレイ基板又は対向基板のいずれであってもよい。
この場合、「点灯タイミング制御部」は、互いに隣接する前記各光源ブロックの境界部が間隙部を構成する場合に、一の前記光源ブロックの消灯期間が、一の前記光源ブロックに対応する前記表示パネルのブロック領域内の全ての表示ラインについての前記黒画像表示走査の終了時期から、前記ブロック領域内の最初の表示ラインについての前記映像走査の開始時期までの期間以下となる期間条件を満たすように、前記点灯開始時期及び前記消灯開始時期を制御することができる。
Xb ≦ Xp − (Vdisp/N)/Vtotal
となる前記黒画像挿入率Xpと前記消灯率Xbとの相関条件を満たすように、前記黒画像挿入率に応じた前記消灯期間及び前記ブロック数にて制御することができる。これにより、黒画像挿入駆動の連続的な透過率波形の効果を引き出すため、各分割光源ブロックにおいて、消灯するときはバックライトの輝度が高い状態で表示パネルの黒画像挿入駆動を行い、連続的に透過光を遮断したのちにバックライトを消灯し、点灯するときは、バックライトを点灯して輝度が高い状態で、表示パネルの映像表示駆動を行い、透過光を開放していくことで良好な画質となる。
すなわち、物理的構成は、例えば一又は複数のCPU(或いは一又は複数のCPUと一又は複数のメモリ)等ではあるが、各部(回路・手段)によるソフトウェア構成は、プログラムの制御によってCPUが発揮する複数の機能を、それぞれ複数の部(手段)による構成要素として表現したものである。
CPUがプログラムによって実行されている動的状態(プログラムを構成する各手順を実行している状態)を機能表現した場合、CPU内に各部(手段)が構成されることになる。プログラムが実行されていない静的状態にあっては、各手段の構成を実現するプログラム全体(或いは各手段の構成に含まれるプログラム各部)は、メモリなどの記憶領域に記憶されている。
以上に示した各部(手段)の説明は、プログラムにより機能化されたコンピュータをプログラムの機能と共に説明したものと解釈することも出来るし、また、固有のハードウェアにより恒久的に機能化された複数の電子回路ブロックからなる装置を説明したものとも解釈することが出来ることは、当然である。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現でき、いずれかに限定されるものではない。
次に、本発明にかかる第2の実施形態について、図39乃至図43に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図39は、本発明の液晶表示装置の第2の実施形態の一例を示すブロック図である。
点灯タイミング制御部358では、入力された同期信号に基づいてバックライトユニット320の各バックライトブロック322―1〜322―Nの制御信号(光源ブロック制御信号)を生成し、バックライトユニット320の各バックライトブロック322―1〜322―Nの各点灯制御回路332―1〜332―Nに入力する。
ΔTb(n)= τ + Tv × (Vdisp/2N)/Vtotal × n
液晶表示パネル駆動ライン数 : Vtotal[H]
液晶表示パネル表示ライン数 : Vdisp[H]
フレーム周期 : Tv[s]
とおく。ここで、黒信号を出力するサイクルに同期した同期信号は、黒サブフレームのスタートパルスを用いることで第1の実施形態と同様に実施でき、液晶の線順次走査の速度が倍増するため、スキャニングバックライトは第1の実施形態の半分となる。
Xb ≦ Xp − (Vdisp/2N)/Vtotal
Xb ≦ Xp − (Vdisp/kN)/Vtotal
この場合、前記点灯タイミング制御部は、前記ブロック数Nが6/k以上となるようにブロック分割して各前記光源ブロックを各々駆動制御することが好ましい。これにより、さらに良好な画質となる。
、本実施形態の倍速駆動変換部356により、本発明の「倍速変換制御部」を構成することができる。また、本実施形態の黒挿入信号変換部352により、本発明の「黒画像挿入信号変換部」を構成することができる。さらに、本実施形態の黒挿入駆動部351により、本発明の「黒画像挿入駆動部」を構成することができる。さらにまた、本実施形態の点灯タイミング制御部358により、本発明の「点灯タイミング制御部」を構成することができる。
つまり、前記黒画像挿入駆動部は、映像信号に従って映像表示を行う映像部分と、黒画像信号に従って黒表示を行う黒画像部分とが交互に含まれた黒画像挿入映像信号を前記表示パネルに供給する際に、前記映像信号をk倍速して1フレーム期間をk分割したサブフレーム期間に変換し、少なくとも一つの前記サブフレーム期間に前記黒画像信号を挿入するものである。
この場合、「点灯タイミング制御部」は、前記表示パネルの駆動ライン数をVtotal、前記表示パネルの表示ライン(走査線)数をVdisp、ブロック分割された前記光源ブロックのブロック数をN、前記黒画像挿入駆動部によるフレーム期間の黒画像挿入率をXp、前記フレーム期間に占める前記消灯期間の比率である消灯率をXb、前記サブフレーム期間の数をkとすると、
Xb ≦ Xp − (Vdisp/kN)/Vtotal
となる前記黒画像挿入率Xpと前記消灯率Xbとの相関条件を満たすように、前記黒画像挿入率に応じた前記消灯期間及び前記ブロック数にて制御することができる。
次に、本発明にかかる第3の実施形態について、図44に基づいて説明する。以下には、前記第1及び第2の実施形態と実質的に同様の構成ないしは処理手順に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図44は、本発明の表示パネルの制御装置を備えた液晶表示装置を放送受信装置に適用した第3の実施形態の一例を示すブロック図である。
また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容および各部をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。
次に、本発明にかかる第4の実施形態について、図45に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図45は、本発明の液晶表示装置の第4の実施形態の一例を示すブロック図である。
具体的には、本実施形態の液晶表示装置600は、図45に示すように、前記第1の実施形態と同様の構成である液晶表示パネル10、ゲートドライバ群44、ソースドライバ群46、複数(N個)のバックライトブロック22(22−1〜22−N)からなるバックライトユニット20、N個の点灯制御回路32(32−1〜32−N)と、各種パラメータを設定制御可能なタイミングコントローラ650と、各種パラメータを設定可能なパラメータ設定部670と、を含んで構成される。
これにより、ユーザ設定などにより変動するパラメータ(黒挿入率など)へ対応でき、動画尾引き改善の度合いを調整しても対応可能となる。
なお、黒挿入駆動部651、点灯タイミング制御部658は、入力映像信号に応じて変化するVtotalに対応することができる。
次に、本発明にかかる第5の実施形態について、図46に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施形態の実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図46は、本発明の第5の実施形態による液晶表示装置の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。
設定された各種パラメータに基づいて設定条件を算出し、設定条件に基づいて黒挿入駆動、点灯タイミング制御を行うように設定制御可能な最適設定値設定制御処理と(ステップS101)<設定制御処理ステップ>と、映像表示を行う映像表示走査の開始と黒画像表示を行う黒画像表示走査の開始とを特定期間に行う黒画像挿入駆動を表示パネルに対して行う制御をする黒画像挿入駆動制御処理(ステップS102)<黒画像挿入駆動ステップ>と、前記黒画像挿入駆動ステップでの前記映像表示走査又は前記黒画像表示走査の開始タイミングと同期する同期信号に基づいて、前記表示パネルの背面部にて線順次走査方向と平行な複数の各光源ブロックの各々の点灯開始時期及び消灯開始時期のタイミングの制御を行う点灯タイミング制御処理(ステップS103)<点灯タイミング制御ステップ>と、を含むことを特徴とするものである。
また、本発明にかかる装置及び方法は、そのいくつかの特定の実施形態に従って説明してきたが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく本発明の本文に記述した実施形態に対して種々の変形が可能である。
電子機器における表示部の用途としては、表示パネルによる画像をそのまま直視して用いる直視型と、表示パネルによる画像を光学的に拡大投射して用いる投射型とに大別することができるが、実施形態に係る液晶表示装置は、いずれの型にも適用可能である。
また、前述した実施形態の機能を実現する本発明のソフトウエアのプログラムは、前述した各実施形態における各種ブロック図などに示された処理部(処理手段)、機能などに対応したプログラムや、フローチャートなどに示された処理手順、処理手段、機能などに対応したプログラムなどにおいて各々処理される各処理プログラム、本明細書で全般的に記述される方法(ステップ)、説明された処理、データの全体もしくは各部を含む。
さらに、上記各実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。つまり、上述の各実施形態同士、あるいはそれらのいずれかと各変形例のいずれかとの組み合わせによる例をも含む。この場合において、本実施形態において特に記載しなくとも、各実施形態及びそれらの変形例に開示した各構成から自明な作用効果については、当然のことながら実施形態の作用効果として含めることができる。逆に、本実施形態に記載されたすべての作用効果を奏することのできる構成が、本発明の本質的特徴部分の必須構成要件であるとは限らない。また、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除された構成による実施形態並びにその構成に基づく技術的範囲も発明になりうる。
従って、上記に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物を含む趣旨である。
10、110、210、310 液晶表示パネル
20、320 バックライトユニット
22―1〜22―N、122―1〜122―N、322―1〜322―N
バックライトブロック(光源ブロック)
24、25、124、125、224、225 光源
24b LED
26、126 間隙部
27 ブロック境界部
28、128 天部
29、129 底部
32―1〜32―N、332―1〜332―N、 点灯制御回路(点灯制御部)
44、344 ゲートドライバ群(ゲート線駆動部)
46、346 ソースドライバ群(ソース線駆動部)
50、650 コントローラ(表示パネルの制御装置)
51、351、651 黒挿入駆動部(黒画像挿入駆動部)
58、358、658 点灯タイミング制御部
117、217 ブロック遮光構造部(凸部)
352 黒挿入信号変換部(黒画像挿入信号変換部)
356 倍速駆動変換部(倍速変換制御部)
500 放送受信装置(電子機器)
660 パラメータ設定制御部
Claims (8)
- 表示パネルと、該表示パネルの背面にて線順次走査方向と平行な複数の各光源ブロックを構成する背面光源と、を制御する表示パネルの制御装置であって、
前記表示パネルに対して映像表示の走査開始と黒もしくは暗画像の表示走査開始とを特定期間に行うと共に黒もしくは暗画像の挿入駆動を行う黒画像挿入駆動部と、
前記黒画像挿入駆動部での前記映像表示又は前記黒もしくは暗画像表示の走査開始のタイミングと同期する同期信号に基づいて、前記光源ブロックの各々の点灯又は消灯の各開始時期のタイミングを設定制御する点灯タイミング制御部と、
を含み、
前記点灯タイミング制御部は、
一の前記光源ブロックの消灯期間が、一の前記光源ブロックに対応する前記表示パネルのブロック領域内の全ての表示ラインについての前記黒もしくは暗画像表示走査の終了時期から、前記ブロック領域内の最初の表示ラインについての前記映像走査の開始時期までの期間以下となる期間条件を満たすように、前記点灯又は消灯の各開始時期を設定制御すると共に、期間条件を満たしつつ、前記黒もしくは暗画像表示走査の開始タイミングから、前記各々の光源ブロックの消灯の開始タイミングを、一定期間ずらし、
且つ、
前記表示パネルの駆動ライン数をVtotal、前記表示パネルの表示ラインである走査線数をVdisp、ブロック分割された前記光源ブロックのブロック数をN、前記黒画像挿入駆動部によるフレーム期間の黒画像挿入率をXp、前記フレーム期間に占める前記消灯期間の比率である消灯率をXbとすると、
Xb ≦ Xp − (Vdisp/N)/Vtotal
となる前記黒画像挿入率Xpと前記消灯率Xbとの相関条件を満たす範囲で、前記黒画像挿入率に応じた前記消灯期間及び前記ブロック数に基づいて前記光源ブロックの各々の点灯又は消灯の各開始時期のタイミングを制御する
ことを特徴とした表示パネルの制御装置。 - 請求項1に記載の表示パネルの制御装置において、
前記黒画像挿入駆動部は、
映像信号に従って映像表示を行う映像部分と、黒もしくは暗画像信号に従って黒もしくは暗表示を行う黒もしくは暗画像部分とが交互に含まれた黒画像挿入映像信号を前記表示パネルに供給する際に、前記映像信号をk倍速し、1フレーム期間をk分割した複数のサブフレーム期間に変換する制御を行う倍速変換制御部と、
少なくとも一つの前記サブフレーム期間に前記黒もしくは暗画像信号を挿入する黒画像挿入信号変換部と、
を含み、
前記点灯タイミング制御部は、
前記表示パネルの駆動ライン数をVtotal、前記表示パネルの表示ライン数をVdisp、ブロック分割された前記光源ブロックのブロック数をN、前記黒画像挿入駆動部によるフレーム期間の黒画像挿入率をXp、前記フレーム期間に占める前記消灯期間の比率である消灯率をXb、前記サブフレーム期間の数をkとすると、
Xb ≦ Xp − (Vdisp/kN)/Vtotal
となる前記黒画像挿入率Xpと前記消灯率Xbとの相関条件を満たす範囲で、前記黒画像挿入率に応じた前記消灯期間及び前記ブロック数に基づいて前記光源ブロックの各々の点灯又は消灯の各開始時期のタイミングを制御することを特徴とする表示パネルの制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の表示パネルの制御装置において、
前記点灯タイミング制御部は、
前記表示パネルの実質黒画像挿入期間をTp、フレーム周期をTvとしたときの、透過率0.5を閾値とした実質黒画像挿入率をXp’=Tp’/Tvとし、
前記背面光源の実質消灯期間をTb’、フレーム周期をTvとしたときの、実質消灯率をXb’=Tb’/Tvとし、
前記実質黒画像挿入率に応じた前記消灯期間及び前記ブロック数に基づいて前記光源ブロックの各々の点灯又は消灯の各開始時期のタイミングを制御することを特徴とする表示パネルの制御装置。 - 請求項1に記載の表示パネルの制御装置において、
前記点灯タイミング制御部は、
前記ブロック数Nが6以上となるようにブロック分割して各前記光源ブロックを各々駆動制御することを特徴とする表示パネルの制御装置。 - 請求項2に記載の表示パネルの制御装置において、
前記点灯タイミング制御部は、
前記ブロック数Nが6/k以上となるようにブロック分割して各前記光源ブロックを各々駆動制御することを特徴とする表示パネルの制御装置。 - マトリクス状に配置された複数のゲート線及び複数のソース線の各交差部に各々画素が形成された構成の表示パネルと、
映像信号に従って映像表示を行う映像部分と、黒もしくは暗画像信号に従って黒もしくは暗表示を行う黒もしくは暗画像部分とが交互に含まれた黒画像挿入映像信号を前記各ソース線に供給するソース線駆動部と、
前記複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ対応する各ゲート線にゲート駆動信号を順次供給する複数のゲート線駆動部と、
前記表示パネルの背面部にて線順次走査方向と平行な複数の光源ブロックをブロック単位にて点灯消灯する制御を行う点灯制御部と、
前記表示パネルの背面部に配設され、複数の前記光源ブロックを含むバックライトユニットと、
前記点灯制御部、前記ゲート線駆動部、及び前記ソース線駆動部を制御する、請求項1乃至請求項5のうちいずれか一項に記載の表示パネルの制御装置と、
を含み、
前記バックライトユニットは、
隣接する各前記光源ブロックのブロック境界部に形成され該バックライトユニットの底部より突出する凸部を有し、
前記凸部の突出端部と該バックライトユニットの天部との間で、隣接する各前記光源ブロックのブロック境界部を、該ブロック境界部に亘って間隙部として構成することを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項6に記載の液晶表示装置を表示パネルとして装備したことを特徴とする電子機器。
- 表示パネルに対して映像表示の走査開始と黒もしくは暗画像の表示走査開始とを特定期間に行うと共に黒もしくは暗画像の挿入駆動を行う黒画像挿入駆動ステップと、
前記黒画像挿入駆動ステップでの前記映像表示又は前記黒もしくは暗画像表示の走査開始のタイミングと同期する同期信号に基づいて、前記表示パネルの背面部にて線順次走査方向と平行な複数の各光源ブロックの各々の点灯又は消灯の各開始時期のタイミングを設定制御する点灯タイミング制御ステップと、
を含み、
前記点灯タイミング制御ステップでは、
一の前記光源ブロックの消灯期間が、一の前記光源ブロックに対応する前記表示パネルのブロック領域内の全ての表示ラインについての前記黒もしくは暗画像表示走査の終了時期から、前記ブロック領域内の最初の表示ラインについての前記映像走査の開始時期までの期間以下となる期間条件を満たすように、前記点灯又は消灯の各開始時期を設定制御すると共に、期間条件を満たしつつ、前記黒もしくは暗画像表示走査の開始タイミングから、前記各々の光源ブロックの消灯の開始タイミングを、一定期間ずらし、
且つ、
前記表示パネルの駆動ライン数をVtotal、前記表示パネルの表示ラインである走査線数をVdisp、ブロック分割された前記光源ブロックのブロック数をN、前記黒画像挿入駆動ステップによるフレーム期間の黒画像挿入率をXp、前記フレーム期間に占める前記消灯期間の比率である消灯率をXbとすると、
Xb ≦ Xp − (Vdisp/N)/Vtotal
となる前記黒画像挿入率Xpと前記消灯率Xbとの相関条件を満たす範囲で、前記黒画像挿入率に応じた前記消灯期間及び前記ブロック数に基づいて前記光源ブロックの各々の点灯又は消灯の各開始時期のタイミングを制御する
ことを特徴とする表示パネルの駆動制御方法。
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