WO2012104908A1

WO2012104908A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2012104908A1
Application number: PCT/JP2011/000557
Authority: WO
Inventors: 尚弥岡
Original assignee: 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-08-09

Abstract

　液晶表示装置のバックライトの制御において、消費電力の低減及びコントラストを向上させつつ、ハローなどの画質劣化を抑えることが可能な技術を提供する。液晶表示装置のバックライト（９）は複数の領域に分割され、バックライトエリア調光部（５）は入力映像における移動物体の特徴量と動きベクトル情報に応じてバックライト（９）に対して各領域単位で独立して調光値の設定を行う。その際、移動物体が存在しない領域においても仮想的に動きベクトル情報を付加し、そのベクトル量に応じて調光値を設定する。

Description

液晶表示装置

　本発明は、映像を表示する液晶パネルを背面から照射するバックライトを備え、表示する映像信号に応じてバックライトの輝度調整を行うことが可能な液晶表示装置に関する。

　近年の液晶表示装置では、液晶パネルの背面側から液晶パネルに光を照射するバックライトの光源として、今まで主流であった冷陰極管（ＣＣＦＬ）に代えて消費電力が少なく画質向上が望める発光ダイオード（ＬＥＤ）が採用されつつある。

　ＣＣＦＬを用いたバックライトでは、通常、映像信号に係わらず一定の明るさで発光させているため、暗い映像であってもバックライト光源の電力は減少せず一定で消費されることになり、電力効率が良くない。一方、ＬＥＤはＣＣＦＬに比べ応答性が高いために映像信号に応じたバックライトの明るさ（以下、輝度とも表現する）を制御することが容易となる。かかるバックライトの明るさを制御する技術として、例えば、バックライトを複数の領域（エリア）に分割し、各領域毎に上記のバックライトの明るさを制御することでバックライトの輝度を部分的或いは局所的に制御する「エリア制御」（あるいはローカルディミング）と呼ばれるものが知られている。

　かかるエリア制御の従来技術として、例えば特許文献１の実施例１には、バックライトを複数の領域に分割し、各領域において入力映像信号のＲ，Ｇ，Ｂ毎に当該フレームにおける最も明るい階調レベルを検出し、この階調レベルが階調レベルの上限値と同一レベルになるように入力映像信号の階調レベルを変換すると共に、バックライトの点灯期間では、階調レベルの上限値に対する前記最も明るい階調レベルの割合に対応したデューティでバックライトを点滅させることが開示されている。

特開２００８－１５４３０号公報

　上記のようなエリア制御によれば、エリア毎に消費電力を最適化できるので、バックライト全体の消費電力を低減することができる。しかしながら、液晶パネルは光透過率を「０」とする電圧を印加しても若干光が透過するため、映像の内容によっては、エリア制御を施すことにより画質が劣化する場合がある。例えば、背景が全て黒で一部に白いパターンが表示される時に、パターンの周囲までバックライトの光が漏れ込むことで黒い背景が円状に光ってしまう。さらにこのパターンが移動する場合には、その後ろ側に残像のような光が残ってしまう。このような現象は「ハロー」と呼ばれ、エリア制御を行う上で大きな画質劣化の要因となる。

　本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、液晶表示装置おいて、消費電力を低減しつつ、ハローによる画質劣化を抑制するのに好適な技術を提供するものである。

　本発明は、特許請求の範囲に記載された構成を特徴とするものである。具体的には、例えば、液晶表示部と、該液晶表示部に光を照射するための、複数の領域に分割されたバックライトとを有する液晶表示装置において、入力映像の特徴量に応じて該バックライトの各領域から照射される光の輝度を個別に制御可能なバックライト制御部と、映像における物体の移動量を検出する移動量検出部とを備え、前記バックライト制御部は、前記移動量検出部により検出された前記映像の物体の移動量と前記映像の特徴量に基づき前記各領域毎に光強度を制御することを特徴とする。

　本発明によれば、バックライトの輝度を表示映像の物体の移動量に応じて最適にすることが可能となるので、消費電力を低減しつつハローなどの画質劣化を抑制することが可能となる。

本実施例に係る液晶表示装置の一実施例を示すブロック図。バックライト９における領域分割の例を示す図。表示画面の一例（動画）。実施例１における動きベクトル設定方法を示す図。実施例１に係るエリア制御によるバックライト９の発光状態の様子を示す図。１フレーム毎にウィンドウパターンが移動している表示画面。次フレームで取得されると予測される動きベクトル情報を示す図。図８の動きベクトル情報を適用した表示画面。本実施例が適用される液晶表示装置の分解斜視図。分割導光板の斜視図。本実施例が適用される液晶表示装置の分解断面図。導光板とＬＥＤとを組み合わせた構成の断面図。

　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る液晶表示装置の一実施例を示すブロック図である。
液晶表示装置は、液晶表示部７と、該液晶表示部にその背面側から光を照射する、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いたバックライト９を有し、入力した映像信号を表示する。バックライト９は、導光板を用いてＬＥＤなどの点光源を面状光源とするように構成されており、この導光板を複数に分割することでバックライトを複数の領域に分割する。領域毎に１または複数個のＬＥＤが設けられており、各領域のＬＥＤが個別に制御可能にされているものとする。このバックライト９の一具体例について図９～図１２を参照しつつ説明する。

　図９は本実施例に係るバックライト９及び液晶表示部７を含む液晶表示装置の分解斜視図である。図９において、液晶表示部７は、ＴＦＴや画素電極がマトリクス状に配置された表示領域、走査線、映像信号線等が形成されたＴＦＴ基板１１とカラーフィルタ等が形成された対向基板１２とが図示しない接着材を介して接着している。ＴＦＴ基板１１と対向基板１２との間には図示しない液晶が挟持されている。ＴＦＴ基板１１には端子等が形成されるので、対向電極１２よりも大きく作られている。

　ＴＦＴ基板１１の下側には下偏光板１４が、対向基板１２の上側には上偏光板１３が貼り付けられている。ＴＦＴ基板１１、対向基板１２、下偏光板１４、上偏光板１３が接着された状態のものを液晶表示部７と称する。液晶表示部７の背面にはバックライト９が配置されている。バックライト９は光源部と種々の光学部品とから形成されている。

　図９において、各光源部として、配線基板４０上にＬＥＤ３０が配置されている。ＬＥＤ３０は導光板ブロック５３に対応して配置されている。図９において、２個の導光板が所定の間隔を置いて並置されている。画面が大きい場合、１枚の大きな導光板を製作するよりは、複数に分けたほうが、導光板製造コストの点等から有利だからである。導光板５０を２つ使用した場合、各導光板５０が熱膨張するので、これを吸収するために、２つの導光板の間には所定の間隔が形成されている。

　図９に示されるように、各導光板５０は４個の分割導光板５１を含んでいるされている。図１０は分割導光板５１の斜視図である。分割導光板５１は溝５２によって４個の導光板ブロック５３に分けられている。溝５２によって各導光板ブロック５３は独立した導光板として機能することが出来る。すなわち、この導光板ブロック５３の１つが上述した領域（つまり明るさが制御される最小の単位）に相当する。溝の形状の例はＫ－Ｋ断面のとおりであり、断面形状は略Ｖ字型で、深さｄｄは例えば０．５ｍｍ程度である。

　図１０において、分割導光板５１は楔状であるが、入光面となる厚さが大きい部分には段部５５が形成され、この段部５５に他の分割導光板の厚さの小さい部分が重なることになる。分割導光板５１の段部にはＬＥＤ用ホール５４が形成されている。ＬＥＤ用ホール５４に配線基板に配置されているＬＥＤが挿入されることになる。また図１０に示すように、分割導光板５１の裏側には、反射シート６０が配置される。本実施例においては、反射シート６０は、配線基板と分割導光板あるいは分割導光板と他の分割導光板とによって挟持される。

　図９に戻り、長方形の分割導光板５１を４個組み合わせて１個の導光板５０が形成されている。そして、２個の導光板５０が所定の間隔を介して並置されている。導光板５０の上には３枚の拡散シート１５が配置されている。各拡散シート１５は約６０μｍ程度と、薄いので、３枚の拡散シート１５は実際には、導光板５０の上に載置される。拡散シート１５の表面には細かな凹凸が形成されており、これが、導光板５０からの光を拡散させる。また、表面の細かい凹凸は一種のプリズムの役割を有し、拡散シート１５に対して斜めに入射した光を液晶表示パネルの方向に向ける働きも有する。

　拡散シート１５が３枚というのは例であり、必要に応じて１枚でも２枚でもよいし、３枚よりも多くてもよい。また、拡散シート１５に加えて、必要であればプリズムシートを配置してもよい。プリズムシートは斜め方向から入射するバックライトからの光を液晶表示部７の方向に向け、画面の輝度を向上させる働きを有する。なお、図９の例では、拡散シート１５が直接導光板５０の上に載置される構成であるが、場合によっては、導光板５０の上に拡散板を配置し、拡散板の上に拡散シート１５が載置される場合もありうる。

　図９において、最上層の拡散シート１５の上には液晶表示パネルが配置されるが、組み立てたあとも、液晶表示パネルと拡散シートとの間には、例えば、５０μｍ程度の間隔が空けられる。拡散シート１５と下偏光板１４とが擦れて傷がつくことを防止するためである。

　図１１は図１に示す液晶表示装置の断面Ａ－Ａ方向の分解断面図である。図１１において、液晶表示パネル１０および３枚の拡散シート１５は図９において説明した通りである。図１１において、拡散シート１５の下側に分割導光板５０が配置されている。導光板５０は４個の分割導光板５１から形成されている。図９で説明したように、各分割導光板５１はさらに４個の導光板ブロック５３を含んでいる。

　各分割導光板５１の断面は楔状であり、厚い部分と薄い部分を有し、厚い部分は３ｍｍ程度、薄い部分は１ｍｍ弱である。分割導光板５１の薄い部分は、前に配置されている分割導光板５１の厚い部分に形成された段部に入り込んでいるので、概観は１枚の導光板のように見える。

　分割導光板５１の段部５５にはＬＥＤ用ホール５４が形成され、このＬＥＤ用ホール５４に配線基板４０に配置されたＬＥＤ３０が挿入される。ＬＥＤ３０はサイドビュー型ＬＥＤである。分割導光板５１のＬＥＤ用ホール５４に挿入されたＬＥＤ３０からの光は、導光板５０内において、液晶表示部７側に向きを変えて出射する。

　図１２は分割導光板５１とサイドビュー型ＬＥＤ３０の関係を示す断面図である。図１２において、ＬＥＤ３０は分割導光板５１の段部５５に形成されたＬＥＤ用ホール５４に挿入されている。ＬＥＤ３０は図示しない配線基板に配置されている。分割導光板５１の下側には、反射シート６０が配置されている。反射シート６０は他の分割導光板５１の段部５５と図示しない配線基板との間で挟持されている。

　サイドビュー型ＬＥＤ３０は、分割導光板５１（または導光板ブロック５３）の厚さが薄い方の端部（先端部）の方向、すなわち紙面の左側から右側へ向けて光を出射する。ＬＥＤ３０からの光は、分割導光板５１の内部を屈折、反射、拡散しながら分割導光板５１の光出射面（紙面上側の面）から面状光として矢印の方向、すなわち液晶表示部７の方向へ向けて出射される。これにより、液晶表示部７にバックライト９からの光が照射される。

　上述のように、本実施例に係るバックライト９に用いられる導光板は、複数の導光板ブロック５３を有している。図９の例では例えば２４個有している。すなわち、本実施例に係るバックライトは、バックライト９の光照射面の全体を２４個の領域に分割し、各領域（導光板ブロック５３）に対応して設けられたＬＥＤ３０からの光強度を、当該領域に対応する映像信号に応じて個別に制御することで、上述したエリア制御を可能としている。尚、本実施例では導光板ブロック５３毎に、それぞれ、例えば３個のＬＥＤ３０が設けられており、この３個のＬＥＤ３０を一組として制御することで、上述したエリア制御を行うようにしている。映像信号に応じたＬＥＤ３０からの光強度の制御については後述する。

　上記した例では１つの分割導光板５１に溝５２を設けることで、１つの分割導光板５１を複数の導光板ブロック５３に分割しているが、溝５２は必ずしも設ける必要は無い。物理的な区切り或いは区分が無くとも、纏めて制御されるＬＥＤ３０の組によって主に光が照射される範囲を導光板ブロックとしてもよい。

　ここで、再び図１に戻り、本実施例に係る液晶表示装置のブロック図について説明する。

　信号入力部としての、例えば図示しないアンテナや外部ビデオ機器などから映像信号が入力され、特徴検出部１は、当該入力された映像信号から、その映像特徴量（輝度ヒストグラム、彩度ヒストグラム、色相ヒストグラム、明度ヒストグラム、平均輝度（ＡＰＬ：Average Picture Level）、最大振幅値（ＭＡＸ）及び最小振幅値（ＭＩＮ）など）を検出し、その情報をコントローラ（ＣＰＵ）３に伝達する。

　動きベクトル検出部２は、入力される映像信号内の物体の移動量を示す動きベクトルを検出し、その情報をＣＰＵ３に伝達する。ここで、映像信号の物体の動きベクトルは、例えば２つのフレーム間の相関を求める周知のブロックマッチング法などにより求められる。動きベクトルの検出自体については本実施例の特徴ではないため、ここでの詳細な説明は省略するが、必要であれば、例えば特開平7-170496号公報、特開2003-299040号公報、特開2008-301101号公報等を参照されたい。但し、本実施例では、上述した領域単位で動きベクトルを算出するものとする。１つのバックライトの領域に対応する映像領域において、複数の画素または複数の映像ブロックについて動きベクトルを検出した場合、例えばその動きベクトルの加重平均を当該領域の動きベクトルとしてもよい。

　画質補正部４では、ＣＰＵ３より伝達された映像特徴量に応じた画質補正値にて、入力した映像信号について、例えばコントラスト補正、色相調整、彩度調整等の画質を調整し、画質調整された映像信号は、映像信号補正部６に伝達される。

　バックライト制御部５は、エリア制御（ローカルディミング処理）を行うため、特徴検出部１で検出された映像特徴量と、動きベクトル検出部２で検出された動きベクトル量に基づいて、各領域の調光値を算出する。ここで調光値とは、バックライトの各領域から出射される光の強度（輝度）、すなわちバックライトの各領域に対応して設けられているＬＥＤ３０の発光輝度を決定するためのデータである。ここで、各領域の調光値を算出する方法の一例を説明する。

　上記特徴検出部１では、例えばバックライトの各領域に対応する映像領域毎に輝度ヒストグラム（１つの領域に対応する映像における所定輝度範囲毎の出現度数）を検出し、この輝度ヒストグラムから当該映像領域の最大輝度を求める。この特徴検出部１で検出された最大輝度と、液晶表示部７の表現可能な最大階調との比率から上記調光値を算出する。例えば、ある映像領域において検出された最大輝度が８ビット表現で１２７であり、液晶表示部７が同じく８ビット表現で最大２５５階調表現可能であるとすると、その比率は１２７／２５５＝１／２となる。すなわち、この１／２が、その映像領域に対応するバックライト領域の調光値となる。また、ある映像領域の最大輝度が６４の場合、その映像領域に対応するバックライト領域の調光値は１／４となる。この調光値を以下では減光率と呼ぶこともある。

　更にバックライト制御部５は、算出された調光値に対し、各領域についての調光特性を決定する。

　映像信号補正部６は、制御部５にて決定された各領域の調光特性に基づき、領域内の映像信号レベル（画素の階調値）の補正を行う。この補正は、例えば次のようにして行われる。バックライト制御部５によってＬＥＤの光強度を減少させたままでは、映像信号が本来持っている映像の明るさを表現できない。このため、本実施例では、それを補償するように、映像信号に補正データとしての増幅度を乗算する。この増幅度は減光率の逆数を求めることで算出される。例えば減光率が１／２の場合は、増幅度は２（倍）、減光率が１／４の場合は、増幅度は４（倍）となる。

　このようにして補正された映像信号は液晶表示部７に供給され、液晶表示部７は、補正された映像信号レベルに従い映像を表示する。

　ＬＥＤ駆動部８は、バックライト制御部５にて決定された各領域の調光特性に従い、バックライト９内の各導光板ブロック５３に対応するＬＥＤ３０の光強度を調整することでバックライトの明るさを制御する。

　このように本実施例の液晶表示装置においては、表示する映像の特徴量と動きベクトル量に応じて各領域のバックライト調光値を最適な輝度に設定するとともに、領域間の調光値の差分値を縮小し、これに起因するハローなどの画質劣化を抑えることができる。

　図２は、バックライト９においてエリア制御を行うための領域の分割例を示す。図１０とは異なり、図示と説明の簡略化のため、この例では領域Ａ０１～Ａ２０までの２０分割としている。すなわち、この例では２０個の導光板ブロック５３を有することとなる。それぞれの領域には光源としてのＬＥＤ３０が例えば３個ずつ設けられている。そして、領域単位で独立してバックライトの調光値を設定し、光強度を制御可能としている。領域分割数を増やすことで、より細かなエリア制御を行い、より大きな電力低減効果を得ることができる。

　以下、映像の特徴量と動きベクトル量に応じたバックライト制御（エリア制御）の構成について説明する。

　まず、本発明に係る動きベクトルを用いたエリア制御の第１実施例を図３～図５を参照しつつ説明する。

　図３は、図２に示された分割領域において、領域Ａ０８に表示されている白のウィンドウパターン２０１が右方向に動く動画を示している。領域Ａ０８以外の領域は黒の映像が表示されているものとする。矢印２０２は移動方向を示す。この場合には、その移動方向とは逆側のＡ０７領域に尾を引いたような光の残像２０３が発生し、映像の品質を劣化させてしまう、「ハロー」と呼ばれる現象が発生する。このハローは、ある領域とそれに隣接する領域との輝度の差（バックライトの調光値の差）が原因で発生し、特に移動物体の後端側の領域（この例では領域Ａ０７）に発生しやすい。そのためこのハローを回避するために、例えば、領域Ａ０８を除いた領域Ａ０１～Ａ２０の領域の調光値を、Ａ０１～Ａ２０の領域が黒の映像であってもある程度大きく（例えばＬＥＤの最大輝度の１０～２０％程度）とすることで全体的に明るくすることが考えられる。しかしながら、この場合は、実際は映像表示がない領域（黒映像の領域）まで調光値を上げているため消費電力が上がることと、調光値が０或いは０近傍の値の時に比べ、黒い領域が少し白く光ったようになり、コントラストの面で不利になる場合がある。

　そこで本実施例では、映像における移動物体の動きベクトルを用いて次のような各領域の調光値を制御することにより消費電力増加とコントラスト低下を抑制している。これを図４及び図５を参照しつつ説明する。

　図４は、図３と同様に領域Ａ０８に表示されている白のウィンドウパターンが右方向に動く動画を示しているが、矢印３０１はその白のウィンドウパターンの動き量を表した動きベクトル情報を示しており、上記動きベクトル検出部２により検出される。Ａ０８以外の領域は、動く物体が無いため、動きベクトル情報は無く静止画の状態となる。しかしながら、本実施例では、図１に示したＣＰＵ３によって、動きベクトル検出部２により検出された矢印３０１の動きベクトルに基づいて、実際に物体の動きが検出された領域Ａ０８の上下左右を囲んでいる移動物体が無い周囲領域Ａ０２、Ａ０３、Ａ０４、Ａ０７、Ａ０９、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４に対して仮想的な動きベクトル情報を付加する。ここでは、周囲領域に対して、物体が動いている方向（移動物体の動きベクトルの方向）と並行して隣接する位置の領域（この例では領域Ａ０３とＡ１３）及び後方に位置する領域（この例では領域Ａ０２，Ａ０７，Ａ１２）に対する動きベクトル（以下、この動きベクトルを「パターン１」と呼ぶ）と、前方に位置する領域（この例では領域Ａ０４，Ａ０９，Ａ１）に対する動きベクトル（以下、この動きベクトルを「パターン２」と呼ぶ）の、２種類の動きベクトル情報を付加する。上記物体が動いている方向と並行して隣接する位置の領域は、移動物体の動きベクトルと直交する方向の領域と言うこともできる。

　ここで、パターン１は、矢印３０２に示すように、矢印３０１（つまり移動物体そのものの動きベクトル）より小さい動きベクトル情報が付加され、パターン２は、矢印３０３に示すように矢印３０１及び矢印３０２よりも小さい動きベクトル情報が付加されるものとする。つまり、この場合の動きベクトル情報の大小関係は、矢印３０１＞矢印３０２＞矢印３０３の関係となっているものとする。

　この周囲領域に対して付加される動きベクトル情報の量については、任意に設定できるものとし、図４に示しているパターン１（矢印３０２）とパターン２（矢印３０３）の２種類だけではなく、例えばＡ０８を囲む８つの対象領域それぞれに別々の動きベクトル情報を付加することも可能であり、それによりパターン１からパターン８の８種類の動きベクトル情報を付加することも可能としている。但し、この場合においても、少なくとも、映像中の移動物体の動きベクトルが示す方向に位置する、当該移動物体が存在する領域と隣接する領域に付加される動きベクトルよりも、移動物体の動きベクトルが示す方向の反対側（後方）に位置する領域への動きベクトルを大きくする。

　上記周囲領域に付加或いは設定される仮想的な動きベクトルの大きさは、特徴検出部１で検出された移動物体の映像信号の輝度によってＣＰＵ３において変化される。すなわち、移動物体の映像信号の輝度が高いほど仮想的な動きベクトルの大きさも大きくする。ここで、移動物体の映像信号の輝度は、その移動物体の最大輝度であるものとする。しかしながら、最大輝度に代えて移動物体の平均輝度としてもよい。

　上記図４に示した各領域に対する動きベクトルの設定に基づいて、バックライト制御部５は、各領域の光強度（すなわち各導光板ブロック５３に設けられているＬＥＤ３０の発光強度）を、例えば図５に示されるように制御してエリア制御を行う。図５は、図４にて矢印３０１の動きベクトル情報より、仮想的に付加された矢印３０２と矢印３０３の動きベクトル情報を用いた本実施例に係るエリア制御によるバックライトの発光の様子を示している。すなわちバックライト制御部５は、動きベクトル情報が最も大きい矢印３０１がある領域Ａ０８については、もっとも明るい白のウィンドウパターンが表示されているため、領域Ａ０８の光強度を強くするよう、当該領域Ａ０８に対応するＬＥＤの調光値３０４が最も高い値となるように制御を行う。領域Ａ０２、Ａ０３、Ａ０７、Ａ１２、Ａ１３については、付加されている矢印３０２の動きベクトル情報の量に従って、矢印３０１：矢印３０２と同等の比率で調光値３０４：調光値３０５となるように調光値３０５を調整し、それぞれの領域の光強度を制御する。また領域Ａ０４、Ａ０９、Ａ１４では、付加されている矢印３０３の動きベクトル量に従って、矢印３０１：矢印３０３と同等の比率で調光値３０４：調光値３０６となるように調光値３０６を調整し、それぞれの領域の光強度を制御する。その他領域のＡ０１、Ａ０５、Ａ０６、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１５、Ａ１６～Ａ２０については、白のウィンドウパターンと隣接していない領域のため、動きベクトル情報も付加されておらず、調光値３０７は０もしくはエリア毎に定められている（０よりも大きい）下限値に設定する。

　つまり、本実施例における各領域の調光値（各領域の明るさ）の大小関係は、調光値３０４＞調光値３０５＞調光値３０６＞調光値３０７、となる。これら調光値の大きさは、移動物体以外が一定の輝度を持つ映像の場合、移動物体の輝度（最大輝度または平均輝度）が高いほど大きくなっている。

　このように本実施例では、移動物体が存在する周囲の領域に対して、当該移動物体の動きベクトルとその動きベクトルと周囲領域との位置的な関係に基づき仮想的な動きベクトルを付加し、この付加された仮想的な動きベクトルが大きさに従って周囲領域の調光値を設定している。ここでは、移動物体の動きベクトルの後方に位置する周囲領域への仮想的な動きベクトルを前方に位置する周囲領域への仮想的な動きベクトルよりも大きくし、かつ動きベクトルの大きさが大きくなるに従い調光値を大きくしている。

　すなわち、本実施例では、ハロー、つまり図３に示された光の残像２０３が生じ易い移動体の進行方向の後方部分を、移動体が存在する領域以外の領域に比べ局所的に明るくしているため、移動物体が存在する領域以外の領域を全て光らせる場合にに比べて、消費電力の低減とコントラストを改善しながらもハローの発生を抑えることが可能となる。従って本実施例によれば、高画質で、かつ低消費電力のエリア制御を実現することが可能となる。

　次に、本発明に係る動きベクトルを用いたエリア制御の第２実施例を図６～図８を参照しつつ説明する。

　図６は、領域Ａ０８に表示されている白のウィンドウパターンがフレーム毎に右方向に動く動画を示している。Ｎ－１フレーム時には領域Ａ０８にある白のウィンドウパターンが、Ｎフレーム時には領域Ａ０９、Ｎ＋１フレーム時には領域Ａ１０に移動している。つまり、１フレーム毎に白のウィンドウパターンが右隣りの領域へ移動しており、この移動量が動きベクトル量となる。

　ここで、移動物体（ここでは白のウィンドウパターン）の動きベクトルとして、例えば図６に示す矢印で示される動きベクトルがＮ－１フレームにおいて動きベクトル検出部２で検出されると、その移動物体の方向と動き量を知ることができる。このため、次に（Ｎフレームの）移動物体が動く領域が予測できる。ここでは、次のフレームにて検出されるであろう動きベクトル情報は図８に示す矢印４０１となる。ここで、実施例１と同様に、Ａ０９の上下左右を囲んでいる周囲領域Ａ０３、Ａ０４、Ａ０５、Ａ０８、Ａ１０、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５に対して仮想的な動きベクトル情報である矢印４０２と矢印４０３を付加する。これにより、次のフレームにて付加されるであろう仮想的な動きベクトル情報が予測されたことになる。ここでも、実施例１と同様に、移動物体の動きベクトル（矢印４０１）が示す方向の前方に位置する領域（領域Ａ０５，Ａ１０，Ａ１５）に付加される仮想的な動きベクトル（矢印４０３）よりも、矢印４０１の動きベクトルが示す方向の後方に位置する領域（領域Ａ０３，Ａ８，Ａ１３）に付加される仮想的な動きベクトル（矢印４０２）のほうが大きくなっている。また、矢印４０１の動きベクトルに並行に隣接する領域（領域Ａ０４，Ａ１４）に付加される仮想的な動きベクトル（矢印４０２）も、実施例１と同様に、前方領域の動きベクトル（矢印４０３）の動きベクトルよりも大きく後方領域の動きベクトル（矢印４０２）と同じ大きさとなっている。

　図８は、図７によって予測された矢印４０１～矢印４０３の動きベクトル情報に従ってエリア制御を行った場合のバックライトの発光の様子を示している。。図８から明らかなように、白のウィンドウパターンが移動するであろうと予測される領域Ａ０９の光強度が最も高く（すなわち最も明るい）、次に予測された仮想的な動きベクトル（矢印４０２）が付された周囲領域（後方領域及び並行隣接領域）Ａ０３，Ａ０４，Ａ０８，Ａ１３，Ａ１４の光強度が強くなる。予測された仮想的な動きベクトル（矢印４０３）が付された周囲領域（前方領域）Ａ０５，Ａ１０，Ａ１５の光強度は周囲領域Ａ０３，Ａ０４，Ａ０８，Ａ１３，Ａ１４よりも弱く、それ以外の領域（Ａ０１，Ａ０２３，Ａ０６，Ａ０７，Ａ１１，Ａ１２，Ａ１６～Ａ２０）の光強度は０或いはその近傍で最も低く（すなわち最も暗い）なっている。

　このように、本実施例では、検出した動きベクトル情報に従って、次以降のフレームにてその調整された調光値を設定する場合に比べ、その動きを予測し実際に表示されるウィンドウパターンと調光制御するエリアにずれがなく、設定してから調光制御がなされるまでの遅延が無く制御が実現できる。この場合、映像と調光制御が遅延無く動作しており、ハロー発生の抑制により有効である。このため、矢印４０２をより小さい動きベクトル量とし、矢印４０３と同等とすることにより、さらなる低消費電力化が可能となる。

　１…特徴検出部、
　２…動きベクトル検出部、
　３…コントローラ（ＣＰＵ）、
　４…画質補正部、
　５…バックライト制御部、
　６…映像信号補正部、
　７…液晶表示部、
　８…ＬＥＤ駆動部、
　９…バックライト。

Claims

　液晶表示部と、該液晶表示部に光を照射するバックライトとを有する液晶表示装置において、
　該バックライトは複数の領域に分割されており、
　入力映像の特徴量を検出する特徴検出部と、入力映像における移動物体の動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部と、該バックライトの各領域の光強度を個別に制御するバックライト制御部とを備え、
　前記バックライト制御部は、前記特徴検出部で検出した入力映像の特徴量と動きベクトル検出部からで検出した入力映像の動きベクトル情報に基づいて、前記各領域の光強度を制御することを特徴とする液晶表示装置。
　請求項１に記載の液晶表示装置において、
　前記移動物体が存在する領域の周囲の領域に黒映像が表示されている場合であって、前記検出された前記移動物体の動きベクトルが示す方向の前方に位置する周囲領域の光強度よりも、前記動きベクトルが示す方向の後方に位置する周囲領域の光強度を強くすることを特徴とする液晶表示装置。
　請求項２に記載の液晶表示装置において、
　前記移動物体が存在する領域の周囲の領域に黒映像が表示されている場合、前記検出された前記移動物体の動きベクトルが示す方向の前方に位置する周囲領域の光強度よりも、前記動きベクトルと並行して隣接する周囲領域の強度を強くすることを特徴とする液晶表示装置。
　請求項１に記載の液晶表示装置において、
　前記特徴検出部は、前記入力映像の特徴量として、映像の最大輝度または平均輝度を検出することを特徴とする液晶表示装置。
　請求項３または４に記載の液晶表示装置において、
　前記移動物体が存在する領域の周囲の領域に黒映像が表示されている場合であって、前記検出された前記移動物体の動きベクトルが示す方向の前方に位置する周囲領域、後方に位置する周囲領域の光強度が、前記移動物体の輝度に応じて制御されることを特徴とする液晶表示装置。
　請求項１に記載の液晶表示装置において、
　ある映像のフレームで検出された動きベクトルに基づいて、次のフレームにおける移動物体が存在する領域とその周囲の領域の光強度を予測して制御することを特徴とする液晶表示装置。
　請求項１に記載の液晶表示装置において、
　前記バックライトは、サイドビュー型の発光ダイオードと、該発光ダイオードからの光を面状光として液晶表示部に照射するための導光板とを備え、
　前記導光板が複数の導光板ブロックに分割されており、前記各領域が前記複数の導光板ブロックのそれぞれに対応することを特徴とする液晶表示装置。
　液晶表示部と、該液晶表示部に光を照射するバックライトとを有する液晶表示装置において、
　該バックライトは、個別に光強度が制御可能な複数の領域に分割されており、
　入力映像における移動物体の動き方向に応じて、該移動物体が存在する領域の周囲の領域の光強度を個別に制御するバックライト制御部を備えることを特徴とする液晶表示装置。
　請求項８に記載の液晶表示装置において、
　前記バックライト制御部は、前記移動物体が存在する領域の周囲の領域に黒映像が表示されている場合、前記移動物体の動き方向の前方に位置する領域の光強度よりも、前記移動物体の動き方向の後方に位置する領域の光強度を強くすることを特徴とする液晶表示装置。
　請求項８に記載の液晶表示装置において、
　前記バックライト制御部は、前記移動物体が存在する領域の周囲の領域に黒映像が表示されている場合、前記移動物体の動き方向の前方に位置する領域の光強度よりも、前記移動物体の動き方向の後方に位置する領域、及び前記動き方向に直交する方向の位置する領域の光強度を強くすることを特徴とする液晶表示装置。