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図面 (20)

課題

動きぼけストロボスコーピックフリッカの各要因による画質劣化を適切に抑制して、総合的な画質改善を実現することが可能な液晶表示装置を提供する。

解決手段

表示すべき画像信号の表示期間非表示期間とを1フレーム期間内に設ける液晶表示装置であって、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を設定するためのインパルス率設定画面オンスクリーン表示する手段と、ユーザによるインパルス率の選択指示情報に基づいて、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段とを備えたものである。

概要

背景

近年、高精細低消費電力省スペースを実現できる液晶表示装置(LCD)等のフラットパネル型表示装置FPD)が盛んに開発されてきており、その中でも特にコンピュータ表示装置テレビジョン表示装置等の用途へのLCDの普及は目覚しいものがある。しかしながら、このような用途に従来から主として用いられてきた陰極線管(CRT)表示装置に対して、LCDにおいては、動きのある画像を表示した場合に、観視者には動き部分輪郭ぼけ知覚されてしまうという、いわゆる「動きぼけ」の欠点が指摘されている。

動画表示における動きぼけが液晶光学応答時間の遅れ以外に、例えば特開平9−325715号公報に記載されているように、LCDの表示方式そのものにも起因するという指摘がなされている。電子ビーム走査して蛍光体発光させて表示を行うCRT表示装置においては、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状となる、いわゆるインパルス型表示方式となっている。

これに対して、LCD表示装置においては、液晶に電界印加することにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い割合で保持されるため(特にTFT LCDにおいては、画素を構成するドット毎TFTスイッチが設けられており、さらに通常は各画素毎に補助容量が設けられているので蓄えられた電荷の保持能力がきわめて高い)、液晶画素が次のフレーム画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続けるという、いわゆるホールド型表示方式である。

このような、ホールド型表示装置においては、画像表示光インパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、観視画像のぼけが生じる。そこで、上述の特開平9−325715号公報においては、表示面に設けたシャッターもしくは光源ランプバックライト)をオンオフ制御することにより、表示画像の各フィールド期間の後半のみ表示光を観視者に提示して、インパルス応答の時間的広がりを制限することにより、観視画像の動きぼけを改善する表示装置が提案されている。

これについて、図1及び図2とともに説明する。図1において、111はストロボランプ等の高速点灯消灯が可能な光源ランプ、112は光源ランプ111に電力を供給する電源、113は電気的な画像信号を画像表示光に変換する、TFT型液晶などの透過型表示素子、116は画像信号と同期信号とにより表示素子113を駆動するための駆動信号を発生する駆動回路、117は入力された同期信号の垂直同期に同期した制御パルスを発生させ、電源112のオン/オフを制御するためのパルス発生回路である。

光源ランプ111は、電源112からのパルス状の電力供給によって、点灯率が50%の場合、フィールド期間T内の時刻t1から時刻t2までの期間だけ消灯し、時刻t2から時刻t3までの期間だけ点灯する(図2参照)。また、電源12からのパルス状の電力供給によって、点灯率が25%の場合、フィールド期間T内の時刻t1から時刻t6までの期間だけ消灯し、時刻t6から時刻t3までの期間だけ点灯する(図2参照)。

すなわち、パルス発生回路117及び電源112により光源ランプ111の発光期間が制御される。従って、画像ディスプレイとしての画像表示光の総合的な応答は、例えば、点灯率が50%である場合、時刻t2から時刻t3までの時間のパルスオン波形、時刻t4から時刻t5までの時間のパルスオン波形のみとなる。このため、ディスプレイ総合応答の時間的な広がりは減少し、その時間周波数特性もよりフラットな特性に改善されるので、動画表示時の画質劣化も改善される。

このように、表示すべき1フレーム分の画像信号を液晶表示パネルに書き込んで所定時間を経過した後に、バックライト光源全面点灯させることにより、動画表示の際に生じる動きぼけ等の画質劣化を改善する方式は全面フラッシュ型と呼ばれ、上記特開平9−325715号公報の他にも、例えば特開2001−201763号公報、特開2002−55657号公報等にて開示されている。

また、上述の全面フラッシュ型のバックライト点灯方式に対して、例えば特開平11−202286号公報、特開2000−321551号公報、特開2001−296838号公報には、液晶表示パネルの複数の分割表示領域に対応する発光分割領域毎にバックライト光源を順次スキャン点灯させることにより、動画表示の際に生じる動きぼけ等の画質劣化を改善する、所謂走査型のバックライト点灯方式が提案されている。

このようにバックライトを順次高速点滅させることで、ホールド型駆動表示状態からCRTのようなインパルス型駆動の表示に近づけるものについて、図3乃至図5とともに説明する。図3においては、液晶表示パネル202の裏面に複数(ここでは4本)の直下型蛍光灯ランプCCFT)203〜206を走査線に平行な方向に配置し、液晶表示パネル202の走査信号に同期させて各ランプ203〜206を上下方向に順次点灯させる。尚、各ランプ203〜206は液晶表示パネル202を水平方向に4分割した各表示領域に対応している。

図4は図3に対応したランプの点灯タイミングを示す図である。図4において、Highの状態がランプの点灯状態を示す。例えば、液晶表示パネル202における上側1/4の分割表示領域に対して、1フレーム期間中の(1)のタイミングで映像信号が書き込まれ、(2)(3)の液晶応答期間だけ遅延して、(4)のタイミングで蛍光灯ランプ203を点灯させる。このように、映像信号の書き込み後各分割表示領域に対して1本のランプのみを点灯させる動作を、1フレーム期間内で順次繰り返す。

これによって、液晶のホールド型駆動の表示状態からCRTのインパルス型駆動の表示状態に近づけることが可能となるため、動画表示を行った場合に1フレーム前の映像信号が認識されなくなり、エッジボケによる動画表示品位の低下を防ぐことができる。尚、図5に示すように、ランプを2本ずつ同時に点灯させることによっても、同様の効果を得ることができるばかりでなく、バックライトの点灯時間を長くすることが可能であり、バックライト輝度の低下を抑制することができる。

また、この走査型のバックライト点灯方式においては、液晶表示パネルの複数の分割表示領域毎に、液晶が光学的に十分応答したタイミングで、対応するバックライト光源の発光領域を点灯させるので、液晶への画像の書き込みからバックライト光源が点灯するまでの期間を、表示画面位置(上下位置)に関わらず均一化させることが可能であり、従って表示画面の位置によらず動画の動きぼけを十分に改善することができるという利点がある。

さらに、上述したバックライトの間欠駆動方式に対して、バックライト光源を1フレーム期間内で間欠駆動するのではなく、1フレーム期間内において映像信号と黒信号とを繰返し液晶表示パネルに書き込むことにより、ある映像信号のフレームを走査してから次のフレームを走査するまで、画素の発光時間(画像表示期間)を短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現する、所謂黒書込型の液晶表示装置が提案されている。

このような黒書込型の液晶表示装置としては、例えば図6(a)に示すように、1フレームの入力画像データを液晶表示パネルに対して順次書き込みした後、画面全体に対して一斉に黒表示データの書き込みを行うことにより、画面全体を所定期間黒表示するものや、図6(b)に示すように、走査線毎に黒表示データを順次書き込むことによって、画面の一部を所定期間黒表示し、1フレーム期間内における画像表示期間を従来のホールド型表示に比べて短時間にするものが知られている(特開平9−127917号公報、特開平11−109921号公報)。
特開平9−325715号公報
特開2001−201763号公報
特開2002−55657号公報
特開平11−202286号公報
特開2000−321551号公報
特開2001−296838号公報
特開平9−127917号公報
特開平11−109921号公報

概要

動きぼけ、ストロボスコーピックフリッカの各要因による画質劣化を適切に抑制して、総合的な画質改善を実現することが可能な液晶表示装置を提供する。 表示すべき画像信号の表示期間非表示期間とを1フレーム期間内に設ける液晶表示装置であって、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を設定するためのインパルス率設定画面をオンスクリーン表示する手段と、ユーザによるインパルス率の選択指示情報に基づいて、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段とを備えたものである。

目的

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インパルス率に関するユーザの選択指示入力に応じて、1フレーム期間内における画像表示期間の割合を可変制御することにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカなどの各要因による画質劣化を適切に抑制して、ユーザにとって総合的な画質改善を実現することが可能な液晶表示装置を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
5件

この技術が所属する分野

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請求項1

表示すべき画像信号の表示期間非表示期間とを1フレーム期間内に設ける液晶表示装置であって、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を設定するためのインパルス率設定画面オンスクリーン表示する手段と、ユーザによるインパルス率の選択指示情報に基づいて、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。

請求項2

前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段は、液晶表示パネルの裏面に配設されたバックライト光源点灯時間を可変制御するものであることを特徴とする前記請求項1に記載の液晶表示装置。

請求項3

前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段は、液晶表示パネルの裏面に配設されたバックライト光源と該液晶表示パネルとの間に設けられたシャッター手段の光透過期間を可変制御するものであることを特徴とする前記請求項1に記載の液晶表示装置。

請求項4

前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段は、前記画像信号に基づいて液晶表示パネルへ印加される電圧が保持される期間を可変制御することを特徴とする前記請求項1に記載の液晶表示装置。

請求項5

前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合に応じて、入力画像信号階調レベル可変することを特徴とする前記請求項1乃至4のいずれかに記載の液晶表示装置。

請求項6

前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合に応じて、入力画像信号に対応して前記液晶パネルに印加する階調電圧を可変することを特徴とする前記請求項1乃至4のいずれかに記載の液晶表示装置。

技術分野

0001

本発明は、バックライト光源により液晶表示パネル照明して画像を表示する液晶表示装置に関し、特にインパルス型表示に近づけることにより、動画表示の際に生じる動きぼけを防止する液晶表示装置に関するものである。

背景技術

0002

近年、高精細低消費電力省スペースを実現できる液晶表示装置(LCD)等のフラットパネル型表示装置FPD)が盛んに開発されてきており、その中でも特にコンピュータ表示装置テレビジョン表示装置等の用途へのLCDの普及は目覚しいものがある。しかしながら、このような用途に従来から主として用いられてきた陰極線管(CRT)表示装置に対して、LCDにおいては、動きのある画像を表示した場合に、観視者には動き部分輪郭ぼけ知覚されてしまうという、いわゆる「動きぼけ」の欠点が指摘されている。

0003

動画表示における動きぼけが液晶光学応答時間の遅れ以外に、例えば特開平9−325715号公報に記載されているように、LCDの表示方式そのものにも起因するという指摘がなされている。電子ビーム走査して蛍光体発光させて表示を行うCRT表示装置においては、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状となる、いわゆるインパルス型表示方式となっている。

0004

これに対して、LCD表示装置においては、液晶に電界印加することにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い割合で保持されるため(特にTFT LCDにおいては、画素を構成するドット毎TFTスイッチが設けられており、さらに通常は各画素毎に補助容量が設けられているので蓄えられた電荷の保持能力がきわめて高い)、液晶画素が次のフレーム画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続けるという、いわゆるホールド型表示方式である。

0005

このような、ホールド型表示装置においては、画像表示光インパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、観視画像のぼけが生じる。そこで、上述の特開平9−325715号公報においては、表示面に設けたシャッターもしくは光源ランプバックライト)をオンオフ制御することにより、表示画像の各フィールド期間の後半のみ表示光を観視者に提示して、インパルス応答の時間的広がりを制限することにより、観視画像の動きぼけを改善する表示装置が提案されている。

0006

これについて、図1及び図2とともに説明する。図1において、111はストロボランプ等の高速点灯消灯が可能な光源ランプ、112は光源ランプ111に電力を供給する電源、113は電気的な画像信号を画像表示光に変換する、TFT型液晶などの透過型表示素子、116は画像信号と同期信号とにより表示素子113を駆動するための駆動信号を発生する駆動回路、117は入力された同期信号の垂直同期に同期した制御パルスを発生させ、電源112のオン/オフを制御するためのパルス発生回路である。

0007

光源ランプ111は、電源112からのパルス状の電力供給によって、点灯率が50%の場合、フィールド期間T内の時刻t1から時刻t2までの期間だけ消灯し、時刻t2から時刻t3までの期間だけ点灯する(図2参照)。また、電源12からのパルス状の電力供給によって、点灯率が25%の場合、フィールド期間T内の時刻t1から時刻t6までの期間だけ消灯し、時刻t6から時刻t3までの期間だけ点灯する(図2参照)。

0008

すなわち、パルス発生回路117及び電源112により光源ランプ111の発光期間が制御される。従って、画像ディスプレイとしての画像表示光の総合的な応答は、例えば、点灯率が50%である場合、時刻t2から時刻t3までの時間のパルスオン波形、時刻t4から時刻t5までの時間のパルスオン波形のみとなる。このため、ディスプレイ総合応答の時間的な広がりは減少し、その時間周波数特性もよりフラットな特性に改善されるので、動画表示時の画質劣化も改善される。

0009

このように、表示すべき1フレーム分の画像信号を液晶表示パネルに書き込んで所定時間を経過した後に、バックライト光源を全面点灯させることにより、動画表示の際に生じる動きぼけ等の画質劣化を改善する方式は全面フラッシュ型と呼ばれ、上記特開平9−325715号公報の他にも、例えば特開2001−201763号公報、特開2002−55657号公報等にて開示されている。

0010

また、上述の全面フラッシュ型のバックライト点灯方式に対して、例えば特開平11−202286号公報、特開2000−321551号公報、特開2001−296838号公報には、液晶表示パネルの複数の分割表示領域に対応する発光分割領域毎にバックライト光源を順次スキャン点灯させることにより、動画表示の際に生じる動きぼけ等の画質劣化を改善する、所謂走査型のバックライト点灯方式が提案されている。

0011

このようにバックライトを順次高速点滅させることで、ホールド型駆動表示状態からCRTのようなインパルス型駆動の表示に近づけるものについて、図3乃至図5とともに説明する。図3においては、液晶表示パネル202の裏面に複数(ここでは4本)の直下型蛍光灯ランプCCFT)203〜206を走査線に平行な方向に配置し、液晶表示パネル202の走査信号に同期させて各ランプ203〜206を上下方向に順次点灯させる。尚、各ランプ203〜206は液晶表示パネル202を水平方向に4分割した各表示領域に対応している。

0012

図4図3に対応したランプの点灯タイミングを示す図である。図4において、Highの状態がランプの点灯状態を示す。例えば、液晶表示パネル202における上側1/4の分割表示領域に対して、1フレーム期間中の(1)のタイミングで映像信号が書き込まれ、(2)(3)の液晶応答期間だけ遅延して、(4)のタイミングで蛍光灯ランプ203を点灯させる。このように、映像信号の書き込み後各分割表示領域に対して1本のランプのみを点灯させる動作を、1フレーム期間内で順次繰り返す。

0013

これによって、液晶のホールド型駆動の表示状態からCRTのインパルス型駆動の表示状態に近づけることが可能となるため、動画表示を行った場合に1フレーム前の映像信号が認識されなくなり、エッジボケによる動画表示品位の低下を防ぐことができる。尚、図5に示すように、ランプを2本ずつ同時に点灯させることによっても、同様の効果を得ることができるばかりでなく、バックライトの点灯時間を長くすることが可能であり、バックライト輝度の低下を抑制することができる。

0014

また、この走査型のバックライト点灯方式においては、液晶表示パネルの複数の分割表示領域毎に、液晶が光学的に十分応答したタイミングで、対応するバックライト光源の発光領域を点灯させるので、液晶への画像の書き込みからバックライト光源が点灯するまでの期間を、表示画面位置(上下位置)に関わらず均一化させることが可能であり、従って表示画面の位置によらず動画の動きぼけを十分に改善することができるという利点がある。

0015

さらに、上述したバックライトの間欠駆動方式に対して、バックライト光源を1フレーム期間内で間欠駆動するのではなく、1フレーム期間内において映像信号と黒信号とを繰返し液晶表示パネルに書き込むことにより、ある映像信号のフレームを走査してから次のフレームを走査するまで、画素の発光時間(画像表示期間)を短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現する、所謂黒書込型の液晶表示装置が提案されている。

0016

このような黒書込型の液晶表示装置としては、例えば図6(a)に示すように、1フレームの入力画像データを液晶表示パネルに対して順次書き込みした後、画面全体に対して一斉に黒表示データの書き込みを行うことにより、画面全体を所定期間黒表示するものや、図6(b)に示すように、走査線毎に黒表示データを順次書き込むことによって、画面の一部を所定期間黒表示し、1フレーム期間内における画像表示期間を従来のホールド型表示に比べて短時間にするものが知られている(特開平9−127917号公報、特開平11−109921号公報)。
特開平9−325715号公報
特開2001−201763号公報
特開2002−55657号公報
特開平11−202286号公報
特開2000−321551号公報
特開2001−296838号公報
特開平9−127917号公報
特開平11−109921号公報

発明が解決しようとする課題

0017

上述した従来の技術は、ホールド型表示装置において動画表示の際に生じる動きぼけによる画質劣化を改善するために、1フレーム期間(例えば60Hzのプログレッシブスキャンの場合は16.7msec)内で、バックライト間欠駆動を行ったり、画像表示信号に続いて黒表示信号を液晶表示パネルに書き込むことで画像表示期間を短縮し、擬似的にホールド型駆動の表示状態からCRTのようなインパルス型駆動の表示に近づけるものである。

0018

ここで、動きぼけによる画質劣化を改善するためには、インパルス率(1フレーム期間内における画像表示期間の割合)を小さくすることが望ましいが、インパルス率を小さくすると、以下の(1)〜(3)に示すような問題を招来する可能性がある。

0019

(1)画像によってはモーションブラー(Motion Blur)のかかり度合いが異なり、例えばCGコンピュータグラフィックス)、アニメゲーム画像などの場合、図7(a)に示すとおり、本来連続でつながっている時間のうち、描画しているのは離散的な(つまり1フレーム毎のある瞬間の)画像だけであり、フレーム間の中間時間を補間する働きとなるモーションブラーが付加されていないことがある。

0020

モーションブラーが画像処理により施されたものを用いた場合は動きが滑らかに見えるが、モーションブラーがない画像、つまり元々動きが滑らかでないコンテンツ画像を、インパルス率を小さくして表示した場合、動き像がパラパラと飛び飛びに見えるストロボスコーピック(Stroboscopic)妨害が発生し、かえって画質劣化を招来してしまう。

0021

また、テレビジョンカメラとして通常用いられる蓄積型カメラ撮影した画像は、シャッターが開いている連続時間の積分であるため、シャッタースピードによりモーションブラーの量が異なり、例えば映画スタジオなどの強い照明を伴う室内での撮影画像(例えばニュース番組水泳などの室内競技中継)はシャッタースピードが高速(シャッター開口時間が短い)であるので、図7(b)に示すように、撮影時に動体像に付加されるモーションブラーは少なく、このようなモーションブラーが少ない画像を、インパルス率を小さくして表示した場合、上述のストロボスコーピック妨害が発生する可能性が高い。

0022

一方、野球サッカーナイター中継などの暗い野外での撮影画像はシャッタースピードが低速になる(シャッター開口時間が長い)場合もあるので、図7(c)に示すように、撮影時に動体像にモーションブラーが多く付加されることとなり、このようなモーションブラーが多い画像を、インパルス率を小さくして表示しても、モーションブラーによる滑らかな動きの表現が可能であるので、上述のストロボスコーピック妨害は発生せず、動きぼけを低減してキレのある動画像表示優先するのが好ましい。

0023

(2)また、動画を観視する際の視覚特性は、眼球運動、及び視覚時間積分効果光刺激強度に対する視覚応答の非線形性にあると考えられるが、眼球運動のうち、動画像を知覚する上で最も重要な随従運動左右両眼がほぼ同様に動物体追従する動き)の特性は、動体像の動き速度などによって異なり、画像内容によってはインパルス率を小さくして表示した場合、上述のストロボスコーピック妨害が発生する可能性がある。

0024

例えば、サッカー、バレーボールなどのスポーツ中継のように水平方向に一様に全画面が動くような(パン移動)画像の場合は、動きぼけによる画質劣化が目立つためなるべくインパルス率を小さくすることにより、動きぼけを低減してキレのある動画像表示を実現するのが好ましいが、注目人物を固定して背景が動くような画像の場合は、インパルス率を小さくすると、上述のストロボスコーピック妨害の発生による画質劣化を招来する可能性が高い。

0025

(3)さらに、インパルス率を小さくすると、動画像の動きぼけ妨害を低減することができる反面、1フレーム期間内における黒表示期間(画像の非表示期間)が増大することから、特に白い画像表示部分においてフリッカが目立ち、このフリッカによる画質劣化を招来する。

0026

以上のように、画像コンテンツの種類によっては、インパルス率を小さくした場合、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生して、画質劣化を招来する可能性があり、総合的な画質向上を実現するのは困難であるという問題があった。

0027

また、画像コンテンツや画像内容等によって、最適なインパルス率が異なり、しかもユーザの個人差によって動きぼけやストロボスコーピック、フリッカに対する知覚感度(動視力)のばらつきが大きいため、各々のユーザに対して総合的な画質向上を実現するのは困難であるという問題があった。

0028

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インパルス率に関するユーザの選択指示入力に応じて、1フレーム期間内における画像表示期間の割合を可変制御することにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカなどの各要因による画質劣化を適切に抑制して、ユーザにとって総合的な画質改善を実現することが可能な液晶表示装置を提供するものである。

課題を解決するための手段

0029

本願の第1の発明は、表示すべき画像信号の表示期間と非表示期間とを1フレーム期間内に設ける液晶表示装置であって、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を設定するためのインパルス率設定画面をオンスクリーン表示する手段と、
ユーザによるインパルス率の選択指示情報に基づいて、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段とを備えたことを特徴とする。

0030

本願の第2の発明は、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段が、液晶表示パネルの裏面に配設されたバックライト光源の点灯時間を可変制御するものであることを特徴とする。

0031

本願の第3の発明は、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段が、液晶表示パネルの裏面に配設されたバックライト光源と該液晶表示パネルとの間に設けられたシャッター手段の光透過期間を可変制御するものであることを特徴とする。

0032

本願の第4の発明は、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合を可変制御する手段が、前記画像信号に基づいて液晶表示パネルへ印加される電圧が保持される期間を可変制御するものであることを特徴とする。

0033

本願の第5の発明は、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合に応じて、入力画像信号階調レベル可変することを特徴とする。

0034

本願の第6の発明は、前記1フレーム期間内における前記画像信号の表示期間の割合に応じて、入力画像信号に対応して前記液晶パネルに印加する階調電圧を可変することを特徴とする。

発明の効果

0035

本発明の液晶表示装置は、上記のような構成としているので、ユーザによるインパルス率の選択指示情報に基づいて、1フレーム期間内における画像表示期間の割合を可変制御することにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカなどの各要因による画質劣化を適切に抑制して、ユーザにとって総合的な画質改善を実現することが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0036

以下、本発明の実施の形態について説明する。

0037

まずは、表示すべきコンテンツ種別の検出結果に応じてインパルス率を自動切換えする液晶表示装置である第1〜4の実施形態について説明する。

0038

〔第1の実施形態〕
以下、本発明の第1の実施形態について、図8乃至図10とともに詳細に説明する。ここで、図8は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図9は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理の一例を説明するための説明図、図10は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理の他の例を説明するための説明図である。

0039

本実施形態の液晶表示装置は、図8に示すように、MPEG(Moving Picture Expert Group)方式等を用いて圧縮符号化された画像、音声データ、及び制御データ(コンテンツ情報等)の入力多重化データトランスポートストリーム)から、それぞれのデータを分離して、画像復号部2、音声復号部(図示せず)、制御CPU10の各々に出力する多重分離部1と、前記分離された画像データをMPEG復号する画像復号部2とを備えている。

0040

また、前記復号された入力画像信号のフレーム周波数高周波数に変換するフレーム周波数変換部3と、入力画像信号の階調レベルを変換する階調変換部4と、入力画像信号に基づいて液晶表示パネル6のデータ電極及び走査電極を駆動するための電極駆動部5と、アクティブマトリクス型の液晶表示パネル6とを備えている。

0041

さらに、前記液晶表示パネル6の裏面に配置された直下型のバックライト光源7と、該バックライト光源7を1垂直表示期間(1フレーム期間)内で消灯/点灯の間欠駆動を行う光源駆動部8と、前記画像復号部2で復号された入力画像信号から同期信号を抽出する同期信号抽出部9と、前記多重分離部1で分離された制御データからコンテンツ情報を取得・解析して、前記同期信号抽出部7で抽出された垂直同期信号に基づき、バックライト光源7を点灯/消灯するタイミングを制御する制御信号を光源駆動部8に出力する制御CPU10とを備えている。

0042

ここで、制御データに含まれるコンテンツ情報は、CS(Communication Satellite:通信衛星)、BS(Broadcasting Satellite:放送衛星)等を利用して放送局から送信されてくるデジタル放送データに含まれる番組情報ジャンル情報など)や、DVD(Digital Versatile Disc)等のディスクメディアから読み出されるコンテンツ情報を用いることができる。制御CPU10は、これらを解析することにより、表示すべき画像のコンテンツ種別を検出・判別して、例えば予め画像コンテンツ種別毎のインパルス率情報が格納されたROMを参照することで、バックライト点灯期間(画像表示期間)を可変するための制御信号を生成する。

0043

ここで、コンテンツ種別とは、スポーツ、ドラマニュース、アニメ、ゲーム等の種類を意味するものである。尚、制御CPU10は、上述の放送データに含まれているコンテンツ情報として、番組ジャンルカテゴリーなどが記述されたEPG電子番組ガイド)情報の他、シャッター速度などの撮影条件が記述された撮影情報、モーションブラーの付加情報などがあれば、これに基づいて、表示すべき画像のコンテンツ種別を検出することが可能である。また、上述の放送データに含まれているコンテンツ情報以外にも、メニュー設定画面等からユーザが入力した映像ソース映像ポジション)選択指示情報、外部メディア媒体)から取得されるEPG(電子番組ガイド)情報、ユーザが撮影・記録した際に画像データに付加された撮影条件情報などに基づいて、表示すべき画像のコンテンツ種別を判別することも可能である(詳しくは後述)。

0044

また、バックライト光源7の点灯期間(画像表示期間)の可変制御に伴い、上記制御CPU10はバックライト光源7の発光輝度を可変するように光源駆動部8を制御する、或いは、入力画像信号の階調レベルを可変するように階調変換部4を制御している。ここでは、バックライト光源7の点灯期間(点灯率)が短縮されても、入力画像信号と表示輝度の関係が一定となるように、バックライト光源7の発光輝度(バックライト輝度)を上げるとともに、階調変換部4で入力画像信号レベルを変換している。

0045

また、階調変換部4は、インパルス率を変化させても、ガンマ特性の一致した画像表示を行わせるために、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。すなわち、各インパルス率について、ガンマが一致するように入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する変換テーブル(LUT)をROM等に格納しておき、階調変換部4は、この変換テーブルを参照して、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。こうして、ガンマ特性の変化による画質劣化の発生を抑制することができる。

0046

また、バックライト光源7の発光輝度を変化させずに、インパルス率を小さくすると、輝度の低い画素は潰れてしまうため、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換して表示輝度を大きくし、暗い階調コントラストを上げたり、或いは、インパルス率を大きくすると、輝度の高い画素は潰れてしまうため、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換して表示輝度を小さくし、明るい階調のコントラストを上げることで、メリハリのある画像表示を実現することも可能となる。

0047

さらに、上記制御CPU10は、必要に応じて液晶表示パネル6に供給する画像信号のフレーム周波数を可変するようフレーム周波数変換部3を制御している。フレーム周波数変換部3は、例えばフレームメモリを備えたものであり、入力画像信号の1フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、制御CPU10からの制御信号に基づいて、所定のフレーム周波数に変換した画像信号を出力することで、入力画像信号の時間軸圧縮を行う。

0048

尚、上記バックライト光源7としては、直下型蛍光灯ランプの他、直下型又はサイド照射型のLED光源EL光源などを用いることができる。特にLED(発光ダイオード)は応答速度が数十ns〜数百nsであり、蛍光灯ランプのmsオーダーに比べて応答性が良好なため、よりスイッチングに適した点灯/消灯状態を実現することが可能である。

0049

本実施形態の液晶表示装置は、全面フラッシュ型のバックライト点灯方式により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものである。すなわち、表示画面の全走査(画像の書き込み)が完了してから、予め決められた所定期間分だけ遅延させた後、バックライト光源7に駆動波形を印加することにより、図9中の斜線部分で示すバックライト点灯期間に、バックライト光源7を表示画面の全面に対して一斉に点灯(フラッシュ発光)させる。

0050

ここで、図9中において斜線部分で示すバックライト点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間(インパルス率)を、表示すべき画像コンテンツの種別に基づいて可変することにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化の発生を適切に抑制して、総合的な画質改善を実現している。

0051

例えば、図9(a)〜(c)においては、フレーム周波数変換部3により入力画像信号のフレーム周波数(60Hz)を常に4倍の240Hzに変換するものとし、バックライト点灯タイミングを可変制御することで、インパルス率をそれぞれ30%、40%、50%の3段階に切り換える場合の動作例を示している。

0052

すなわち、入力画像コンテンツが例えば野球やサッカーのナイター中継などの暗い野外での撮影されたもの(図7(c)参照)である場合は、低速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が多く、インパルス率を小さくしても、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性は少ない。

0053

このため、図9(a)に示すように、画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間より十分に大きい期間(ここでは、1フレーム期間の45%の期間)をおいた後、バックライト光源7を点灯させて、次のフレームの画像書込走査が始まるまで、バックライト点灯期間(画像表示期間)を保持する。これによって、インパルス率を30%として、動きぼけの発生を防止してキレのある動画像表示を実現するとともに、モーションブラーによる動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0054

また、入力画像コンテンツが例えば映画やスタジオなどの強い照明を伴う室内での撮影されたもの(例えばニュース番組、水泳などの室内競技の中継など)(図7(b)参照)である場合は、高速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が少なく、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性がある。

0055

このため、図9(b)に示すように、画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間より大きい期間(ここでは、1フレーム期間の35%の期間)をおいた後、バックライト光源7を点灯させて、バックライト点灯期間(画像表示期間)を増大させる。これによって、インパルス率を40%として、動きぼけの発生を防止しつつ、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害の発生も抑制して、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0056

さらに、入力画像コンテンツが例えばCG(コンピュータグラフィックス)、アニメやゲームなどのモーションブラーがないもの(図7(a)参照)である場合は、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性が高い。

0057

このため、図9(c)に示すように、画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間(ここでは、1フレーム期間の25%の期間)だけ遅延した後、すぐにバックライト光源7を点灯させて、次のフレームの画像書込走査が始まるまで、バックライト点灯期間(画像表示期間)を保持する。これによって、インパルス率を50%として、動きぼけの発生を抑制しつつ、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害の発生も防止して、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0058

以上のように、表示すべき画像コンテンツに応じて、バックライト点灯タイミングを遅らせるか、バックライト消灯タイミングを早めるかして、バックライト点灯期間(画像表示期間)を可変することにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、総合的な画質改善を実現することができる。

0059

尚、図9に示した一例においては、表示画像信号のフレーム周波数を一定(240Hz)としているが、例えば図10に示すように、制御CPU10によりフレーム周波数変換部3を制御して表示画像信号のフレーム周波数を可変するとともに、バックライト点灯期間を可変することによって、インパルス率を切り換えることもできる。

0060

例えば、入力画像コンテンツが例えば野球やサッカーのナイター中継などの暗い野外での撮影されたもの(図7(c)参照)である場合は、低速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が多く、インパルス率を小さくしても、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性は少ない。

0061

このため、図10(a)に示すように、入力画像信号のフレーム周波数を4倍の240Hzに変換して、画像書込走査期間を1フレーム期間の25%の期間とし、画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間(ここでは、1フレーム期間の25%の期間)をおいた後、バックライト光源7を点灯させて、次のフレームの画像書込走査が始まるまで、バックライト点灯期間(画像表示期間)を保持する。これによって、インパルス率を50%として、動きぼけの発生を防止してキレのある動画像表示を実現するとともに、モーションブラーによる動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0062

また、入力画像コンテンツが例えば映画やスタジオなどの強い照明を伴う室内での撮影されたもの(例えばニュース番組、水泳などの室内競技の中継など)(図7(b)参照)である場合は、高速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が少なく、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性がある。

0063

このため、図10(b)に示すように、入力画像信号のフレーム周波数を8倍の480Hzに変換することで、画像書込走査期間を1フレーム期間の25%の期間に短縮し、画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間(ここでは、1フレーム期間の25%の期間)をおいた後、バックライト光源7を点灯させて、バックライト点灯期間(画像表示期間)を増大させる。これによって、インパルス率を62.5%として、動きぼけの発生を抑制しつつ、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害の発生も低減して、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0064

さらに、入力画像コンテンツが例えばCG(コンピュータグラフィックス)、アニメやゲームなどのモーションブラーがないもの(図7(a)参照)である場合は、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性が高い。

0065

このため、図10(c)に示すように、入力画像信号のフレーム周波数変換は行わず、液晶応答期間を無視してバックライト光源3を常に全面点灯(連続点灯)させるように制御して、インパルス率を100%(完全なホールド型表示)に切り換えることにより、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる(動き像がぼけるとストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害は減少する)。

0066

以上のように、表示すべき画像コンテンツに応じて、1フレーム期間内におけるバックライト点灯期間(画像表示期間)を可変することにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、総合的な画質改善を実現することができる。また、図9に示した一例のものと組み合わせて、液晶表示パネル6の大きさや応答特性等に応じたインパルス率の可変自由度をさらに向上させることも可能である。

0067

尚、上述した本実施形態においては、バックライト点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間(インパルス率)を、完全なホールド型表示(インパルス率;100%)も含め、画像コンテンツの種別に応じて3段階に切り換え可能としているが、本発明はこれに限られず、予め定められた2以上のインパルス率を画像コンテンツの種別に応じて切り換え可能とすれば良いことは言うまでもない。例えば、単にインパルス型表示とホールド型表示(インパルス型表示のオフ)とを二者択一的に切り換え可能に構成しても良い。

0068

また、コンテンツ情報としては、放送局からの放送波信号や外部メディア(媒体)から取得可能なEPG(電子番組ガイド)情報を用いたり、入力画像コンテンツに関するモーションブラーの付加情報やシャッター速度などの撮影条件情報が取得可能な場合には、これを用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別することが可能である。

0069

そしてまた、この種の画像表示装置においては、「標準」「映画」「ゲーム」などの入力映像ソース毎に最適な画質(映像出力特性)調整を行わせるために、メニュー設定画面よりユーザが入力映像ソース(映像ポジション)を選択指示できるように構成されている。このユーザによる入力映像ソースの選択指示情報を用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別し、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像ソース(映像ポジション)の選択項目において、「ゲーム」が選択指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくするように切換制御することができる。このように、映像調整項目に関するユーザ指示情報を用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別し、インパルス率を可変制御する構成としても良い。

0070

以上のように、本実施形態の液晶表示装置は、全面フラッシュ型のバックライト点灯方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけるものにおいて、画像コンテンツの種別に応じてバックライトの点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間の割合(インパルス率)を適切に切り換えることにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、総合的な画質改善を実現することができる。

0071

また、1フレーム期間内におけるバックライト光源7の点灯期間(インパルス率)に応じて、バックライト光源7の発光輝度(バックライト輝度)を可変するとともに、階調変換部4で入力画像信号の階調レベルを変換しているので、インパルス率に関わらず、入力画像信号と表示輝度の関係を常に一定とすることが可能である。

0072

尚、上述した実施形態のように、バックライト光源7そのものを全面フラッシュ点灯間欠点灯)するのではなく、常灯(連続点灯)のバックライト光源と液晶表示パネルとの間に、1フレーム期間内における光透過期間(画像表示期間)を制限するLCDなどのシャッター手段を設けて、画像表示光を変調する構成としても良い。

0073

〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について、図11及び図12とともに説明するが、上記第1の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図11は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理の一例を説明するための説明図、図12は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理の他の例を説明するための説明図である。

0074

本実施形態の液晶表示装置は、走査型のバックライト点灯方式により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであるが、基本的な機能ブロック図は図1とともに上述した第1の実施形態のものと同様である。異なるのは、走査線と平行に配置された複数本の直下型蛍光灯ランプや、複数個の直下型又はサイド照射型のLED光源、EL光源などを用いて構成されたバックライト光源7のうち、所定の本数(個数)を1発光領域としてこれらを1フレーム期間内で順次スキャン点灯するよう制御している点である。制御CPU10は、同期信号抽出部9で抽出された垂直/水平同期信号(走査信号)及び多重分離部1で分離された制御データに含まれるコンテンツ情報に基づいて、バックライト光源の各発光領域を順次スキャン点灯するタイミングを制御している。

0075

すなわち、本実施形態では、図11に示すように、ある水平ライン群表示分割領域)の走査(画像の書き込み)が完了してから、液晶の応答遅延分を考慮して、該水平ライン群に対応するバックライト光源3の発光領域(ある蛍光灯ランプ群又はLED群)を点灯させる。これを上下方向に次の領域、・・・と繰り返す。これによって、図11中の斜線部分で示すように、バックライト点灯期間を、画像信号の書込走査箇所に対応して、時間の経過に伴い発光領域単位で、順次移行させることができる。

0076

ここで、図11中における斜線部分で示す各発光領域のバックライト点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間(インパルス率)を、表示すべき画像コンテンツの種別に基づいて可変することにより、画像コンテンツに応じて発生する、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化を適切に抑制して、総合的な画質改善を実現している。

0077

尚、本実施形態においても、バックライト光源7の点灯期間(画像表示期間)の可変制御に伴い、制御CPU10はバックライト光源7の発光輝度を可変するように光源駆動部8を制御する、或いは、入力画像信号の階調レベルを可変するように階調変換部4を制御している。ここでは、バックライト光源7の点灯期間(点灯率)が短縮されても、入力画像信号と表示輝度の関係が一定となるように、バックライト光源7の発光輝度(バックライト輝度)を上げるとともに、階調変換部4で入力画像信号レベルを変換している。

0078

階調変換部4は、インパルス率を変化させても、ガンマ特性の一致した画像表示を行わせるために、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。すなわち、各インパルス率について、ガンマが一致するように入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する変換テーブル(LUT)をROM等に格納しておき、この変換テーブルを参照して、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。こうして、ガンマ特性の変化による画質劣化の発生を抑制することができる。

0079

また、上記制御CPU10は必要に応じて液晶表示パネル6に供給する画像信号のフレーム周波数を可変するようフレーム周波数変換部3を制御している。フレーム周波数変換部3は、例えばフレームメモリを備えたものであり、入力画像信号の1フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、制御CPU10からの制御信号に基づいて、所定のフレーム周波数に変換した画像信号を出力することで、入力画像信号の時間軸圧縮を行う。

0080

例えば、図11(a)〜(c)においては、入力画像信号のフレーム周波数(60Hz)に変更を加えることなく、バックライト光源7の各発光領域におけるバックライト点灯タイミングを可変制御することで、1フレーム期間内における画像表示期間をそれぞれ3/8フレーム期間、1/2フレーム期間、5/8フレーム期間の3段階に切り換える場合の動作例を示している。

0081

すなわち、入力画像コンテンツが例えば野球やサッカーのナイター中継などの暗い野外での撮影されたもの(図7(c)参照)である場合は、低速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が多く、インパルス率を小さくしても、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性は少ない。

0082

このため、図11(a)に示すように、ある水平ライン群において画像書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間より十分に大きい期間(ここでは、1/2フレーム期間)をおいた後、該水平ライン群に対応するバックライト光線7の発光領域を点灯させて、次のフレームの画像書込走査が始まるまで、バックライト点灯期間(画像表示期間)を保持する。これによって、インパルス率を37.5%として、動きぼけの発生を防止してキレのある動画像表示を実現するとともに、モーションブラーによる動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0083

また、入力画像コンテンツが例えば映画やスタジオなどの強い照明を伴う室内での撮影されたもの(例えばニュース番組、水泳などの室内競技の中継など)(図7(b)参照)である場合は、高速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が少なく、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性がある。

0084

このため、図11(b)に示すように、ある水平ライン群において画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間より大きい期間(ここでは、3/8フレーム期間)をおいた後、該水平ライン群に対応するバックライト光線7の発光領域を点灯させて、バックライト点灯期間(画像表示期間)を増大させる。これによって、インパルス率を50%として、動きぼけの発生を防止しつつ、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害の発生も抑制して、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0085

さらに、入力画像コンテンツが例えばCG(コンピュータグラフィックス)、アニメやゲームなどのモーションブラーがないもの(図7(a)参照)である場合は、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性が高い。

0086

このため、図11(c)に示すように、ある水平ライン群において画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間(ここでは、1/4フレーム期間)だけ遅延した後、すぐに該水平ライン群に対応するバックライト光源7の発光領域を点灯させて、次のフレームの画像書込走査が始まるまで、バックライト点灯期間(画像表示期間)を保持する。これによって、インパルス率を62.5%として、動きぼけの発生を抑制しつつ、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害の発生も防止して、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0087

以上のように、表示すべき画像コンテンツに応じて、各発光領域におけるバックライト点灯タイミングを遅らせるか、バックライト消灯タイミングを早めるかして、バックライト点灯期間(画像表示期間)を可変することにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、総合的な画質改善を実現することができる。

0088

尚、図11に示した一例においては、表示画像信号のフレーム周波数を一定(60Hz)としているが、例えば図12に示すように、制御CPU10によりフレーム周波数変換部3を制御して表示画像信号のフレーム周波数を可変するとともに、バックライト点灯期間を可変することによって、インパルス率を切り換えることもできる。

0089

例えば、入力画像コンテンツが例えば野球やサッカーのナイター中継などの暗い野外での撮影されたもの(図7(c)参照)である場合は、低速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が多く、インパルス率を小さくしても、ストロボスコーピック、フリッカ等の妨害が発生する可能性は少ない。

0090

このため、図12(a)に示すように、入力画像信号のフレーム周波数変換は行わず、ある水平ライン群において画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間(ここでは、1/4フレーム期間)だけ遅延した後、すぐに該水平ライン群に対応するバックライト光源7の発光領域を点灯させて、次のフレームの画像書込走査が始まるまで、バックライト点灯期間(画像表示期間)を保持する。これによって、インパルス率を62.5%として、動きぼけの発生を防止してキレのある動画像表示を実現するとともに、モーションブラーによる動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0091

また、入力画像コンテンツが例えば映画やスタジオなどの強い照明を伴う室内での撮影されたもの(例えばニュース番組、水泳などの室内競技の中継など)(図7(b)参照)である場合は、高速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が少なく、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性がある。

0092

このため、図12(b)に示すように、入力画像信号のフレーム周波数を4倍の240Hzに変換することで、画像書込走査期間を1フレームの1/4の期間に短縮し、ある水平ライン群において画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶応答期間(ここでは、1/4フレーム期間)だけ遅延した後、すぐに該水平ライン群に対応するバックライト光源7の発光領域を点灯させて、バックライト点灯期間(画像表示期間)を増大させる。これによって、インパルス率を約72%として、動きぼけの発生を抑制しつつ、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害の発生も低減して、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0093

さらに、入力画像コンテンツが例えばCG(コンピュータグラフィックス)、アニメやゲームなどのモーションブラーがないもの(図7(a)参照)である場合は、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性が高い。

0094

このため、図12(c)に示すように、入力画像信号のフレーム周波数変換は行わず、液晶応答期間を無視してバックライト光源7を常に全面点灯(連続点灯)させるように制御して、インパルス率を100%(完全なホールド型表示)に切り換えることにより、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる(動き像がぼけるとストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害は減少する)。

0095

以上のように、表示すべき画像コンテンツに応じて、1フレーム期間内におけるバックライト点灯期間(画像表示期間)を可変することにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、総合的な画質改善を実現することができる。また、図11に示した一例のものと組み合わせて、液晶表示パネル6の大きさや応答特性等に応じたインパルス率の可変自由度をさらに向上させることも可能である。

0096

尚、上述した本実施形態においては、1フレーム期間内におけるバックライト点灯期間(画像表示期間)、すなわちインパルス率を、完全なホールド型表示(インパルス率;100%)も含め、画像コンテンツの種別に応じて3段階に切り換え可能としているが、本発明はこれに限られず、予め定められた2以上のインパルス率を画像コンテンツの種別に応じて切り換え可能とすれば良いことは言うまでもない。例えば、単にインパルス型表示とホールド型表示(インパルス型表示のオフ)とを二者択一的に切り換え可能に構成しても良い。

0097

また、コンテンツ情報としては、放送局からの放送波信号や外部メディア(媒体)から取得可能なEPG(電子番組ガイド)情報を用いたり、入力画像コンテンツに関するモーションブラーの付加情報やシャッター速度などの撮影条件情報が取得可能な場合には、これを用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別することが可能である。

0098

そしてまた、この種の画像表示装置においては、「標準」「映画」「ゲーム」などの入力映像ソース毎に最適な画質(映像出力特性)調整を行わせるために、メニュー設定画面よりユーザが入力映像ソース(映像ポジション)を選択指示できるように構成されている。このユーザによる入力映像ソースの選択指示情報を用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別し、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像ソース(映像ポジション)の選択項目において、「ゲーム」が選択指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくするように切換制御することができる。このように、映像調整項目に関するユーザ指示情報を用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別し、インパルス率を可変制御する構成としても良い。

0099

そしてまた、上記実施形態のものにおいては、バックライト光源7を8つの発光領域(水平ライン群)に分割して順次スキャン点灯しているが、発光分割領域の数は2以上であればいくつでも良く、また各発光領域はバックライト光源3を水平方向(走査線と平行方向)に分割した領域に限られないことは明らかである。この点においても、バックライト光源7として直下型平面LEDを用いた場合の方が、発光分割領域の設定を自由度の高いものとすることができる。また、バックライト光源7としてLEDを用いた場合、その駆動電流量を制御することで、比較的容易にバックライト輝度を制御することも可能となる。

0100

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、走査型のバックライト点灯方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけるものにおいて、画像コンテンツの種別に応じて各発光領域のバックライト点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間の割合(インパルス率)を適切に切り換えることにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、総合的な画質改善を実現することができる。

0101

また、1フレーム期間内におけるバックライト光源7の点灯期間(インパルス率)に応じて、バックライト光源7の発光輝度(バックライト輝度)を可変するとともに、階調変換部4で入力画像信号の階調レベルを変換しているので、インパルス率に関わらず、入力画像信号と表示輝度の関係を常に一定とすることが可能である。

0102

尚、上述した実施形態のように、バックライト光源7そのものを複数の発光領域に分割して順次スキャン点灯(間欠点灯)するのではなく、常灯(連続点灯)のバックライト光源と液晶表示パネルとの間に、各分割表示領域に対する、1フレーム期間内における光透過期間(画像表示期間)を制限するLCDなどのシャッター手段を設けて、画像表示光を変調する構成としても良い。

0103

〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について、図13乃至図15とともに説明するが、上記第2の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図13は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図14は本実施形態の液晶表示装置における電極駆動動作を説明するためのタイミングチャート図15は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理の一例を説明するための説明図である。

0104

本実施形態の液晶表示装置は、図14に示すように、バックライト光源7を常に点灯状態(連続点灯)として、1フレーム期間内で液晶表示パネル16への画像表示信号の書込走査に続けて黒表示信号の書込走査(リセット走査)を行う黒書込型により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであり、画像コンテンツの種別に基づいて、制御CPU10が電極駆動部5による黒表示信号の書き込みタイミングを可変制御していることを特徴とする。

0105

すなわち、電極駆動部5では、各走査線を画像表示のために選択する以外に、黒表示のために再度選択するとともに、それに応じて入力画像信号及び黒表示信号をデータ線へ供給するという一連の動作を1フレーム周期で行う。こうして、あるフレーム画像表示と次のフレーム画像表示との間に黒信号を表示する期間(黒表示期間)を発生させている。ここで、画像信号の書き込みタイミングに対する黒表示信号の書き込みタイミング(遅延時間)を、制御CPU10で判別された画像コンテンツの種別に応じて可変する。

0106

また、黒表示期間の可変制御に伴い、制御CPU10はバックライト光源7の発光輝度を可変するように光源駆動部8を制御する、或いは、入力画像信号の階調レベルを可変するように階調変換部4を制御している。ここでは、画像表示期間が短縮されても、入力画像信号と表示輝度の関係が一定となるように、バックライト光源7の発光輝度(バックライト輝度)を上げるとともに、階調変換部4で入力画像信号レベルを変換している。

0107

また、階調変換部4は、インパルス率を変化させても、ガンマ特性の一致した画像表示を行わせるために、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。すなわち、各インパルス率について、ガンマが一致するように入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する変換テーブル(LUT)をROM等に格納しておき、この変換テーブルを参照して、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。こうして、ガンマ特性の変化による画質劣化の発生を抑制することができる。

0108

図14は液晶表示パネル6の走査線(ゲート線)に関するタイミングチャートである。ゲート線Y1〜Y480は、タイミングを少しずらして、1フレーム周期中において、信号線(データ線)を介して、画像信号を画素セルに書き込むために順次立ち上げられる。480本すべてのゲート線を立ち上げて、画像信号を画素セルに書き込むことで1フレーム周期が終了する。

0109

このとき、画像信号の書き込みのための立ち上げから、画像コンテンツの種別に基づいて決定される期間だけ遅延して、ゲート線Y1〜Y480を再度立ち上げて、各画素セルにデータ線Xを介して黒を表示する電位を供給する。これにより、各画素セルは黒表示状態となる。すなわち、各ゲート線Yは、1フレーム周期において、異なるタイミングで2回高レベルとなる。1回目の選択により画素セルは一定期間画像データを表示し、それに続く2回目の選択で、画素セルは強制的に黒表示を行う。

0110

例えば、図15(a)〜(c)においては、入力画像信号のフレーム周波数(60Hz)に変更を加えることなく、黒表示信号の書き込みタイミングを可変制御することで、1フレーム期間内における画像表示期間をそれぞれ1/4フレーム期間、1/2フレーム期間、1フレーム期間の3段階に切り換える場合の動作例を示している。

0111

すなわち、入力画像コンテンツが例えば野球やサッカーのナイター中継などの暗い野外での撮影されたもの(図7(c)参照)である場合は、低速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が多く、インパルス率を小さくしても、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性は少ない。

0112

このため、図15(a)に示すように、ある画素に対して画像表示信号の書き込みが完了してから、1/4フレーム期間だけ遅延した後、黒表示信号の書き込みを開始し、次のフレームの画像書込走査が始まるまで黒表示期間(3/4フレーム期間)を保持する。これによって、インパルス率を25%として、動きぼけの発生を防止してキレのある動画像表示を実現するとともに、モーションブラーによる動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0113

また、入力画像コンテンツが例えば映画やスタジオなどの強い照明を伴う室内での撮影されたもの(例えばニュース番組、水泳などの室内競技の中継など)(図7(b)参照)である場合は、高速のシャッタースピードで撮影されている可能性が高いので、モーションブラーの量が少なく、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性がある。

0114

このため、図15(b)に示すように、ある画素に対して画像表示信号の書き込みが完了してから、1/2フレーム期間だけ遅延した後、黒表示信号の書き込みを開始し、次のフレームの画像書込走査が始まるまで黒表示期間(1/2フレーム期間)を保持する。これによって、画像表示期間を増大させて、インパルス率を50%とし、動きぼけの発生を抑制しつつ、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害の発生も低減して、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる。

0115

さらに、入力画像コンテンツが例えばCG(コンピュータグラフィックス)、アニメやゲームなどのモーションブラーがないもの(図7(a)参照)である場合は、インパルス率を小さくすると、ストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害が発生する可能性が高い。

0116

このため、図15(c)に示すように、黒表示信号の書込走査を行わず黒表示期間を無くす(画像表示期間を1フレーム期間保持する)ように制御することで、インパルス率を100%(完全なホールド型表示)に切り換えて、動体像の滑らかな動きを表現することが可能となる(動き像がぼけるとストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害は減少する)。

0117

以上のように、表示すべき画像コンテンツに応じて、黒表示信号の供給期間(画像信号の非表示期間)、すなわち画像表示期間を可変することにより、動きぼけ、ストロボスコーピックの各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、総合的な画質改善を実現することができる。

0118

尚、上述した本実施形態においては、1フレーム期間内における画像表示期間すなわちインパルス率を、完全なホールド型表示(インパルス率;100%)も含め、画像コンテンツの種別に応じて3段階に切り換え可能としているが、本発明はこれに限られず、予め定められた2以上のインパルス率を画像コンテンツの種別に応じて切り換え可能とすれば良いことは言うまでもない。例えば、単にインパルス型表示とホールド型表示(インパルス型表示のオフ)とを二者択一的に切り換え可能に構成しても良い。

0119

また、コンテンツ情報としては、放送局からの放送波信号や外部メディア(媒体)から取得可能なEPG(電子番組ガイド)情報を用いたり、入力画像コンテンツに関するモーションブラーの付加情報やシャッター速度などの撮影条件情報が取得可能な場合には、これを用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別することが可能である。

0120

そしてまた、この種の画像表示装置においては、「標準」「映画」「ゲーム」などの入力映像ソース毎に最適な画質(映像出力特性)調整を行わせるために、メニュー設定画面よりユーザが入力映像ソース(映像ポジション)を選択指示できるように構成されている。このユーザによる入力映像ソースの選択指示情報を用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別し、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像ソース(映像ポジション)の選択項目において、「ゲーム」が選択指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくするように切換制御することができる。このように、映像調整項目に関するユーザ指示情報を用いて、表示すべき画像コンテンツの種別を判別し、インパルス率を可変制御する構成としても良い。

0121

そしてまた、本実施形態においては、入力画像信号(60Hz)のフレーム周波数を変換せずにそのまま液晶表示パネル16に供給しているが、画像信号のフレーム周波数を可変しても良いことは言うまでもない。そしてまた、上記黒表示期間にはバックライト光源7を消灯することで、バックライト点灯期間を短縮して、バックライト光源7の長寿命化低消費電力化を実現することも可能である。ここで、バックライト光源7としてLEDを用いた場合、その駆動電流量を制御することで、比較的容易にバックライト輝度を制御することも可能となる。

0122

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、黒書込型の表示方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけるものにおいて、画像コンテンツの種別に応じて1フレーム期間内における画像表示期間の割合、すなわちインパルス率を適切に切り換えることにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカ等の各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、総合的な画質改善を実現することができる。

0123

また、1フレーム期間内における画像表示期間(インパルス率)に応じて、バックライト光源7の発光輝度(バックライト輝度)を可変するとともに、階調変換部4で入力画像信号の階調レベルを変換しているので、インパルス率に関わらず、入力画像信号と表示輝度の関係を常に一定とすることが可能である。

0124

〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について、図16乃至図23とともに説明するが、上記第3の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図16は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図17は本実施形態の電極駆動部を示す機能ブロック図、図18は本実施形態の液晶表示装置における基準階調電圧データ格納部の内容例を示す概略説明図、図19は液晶の印加電圧に対する透過率の関係の一例を示す説明図、図20は本実施形態の液晶表示装置における液晶の応答特性を示す概略説明、図21は本実施形態の液晶表示装置における基準階調電圧発生部の概略構成を示すブロック図、図22は本実施形態の液晶表示装置における信号線駆動回路の要部概略構成を示す回路図、図23は本実施形態の液晶表示装置におけるホールド型表示時とインパルス型表示時とのガンマ特性を示す概略説明図である。

0125

本実施形態は、基本的には第3の実施形態と同じく、バックライト光源7を常に点灯状態(連続点灯)として、1フレーム期間内で液晶表示パネル6への画像表示信号の書込走査に続けて黒表示信号の書込走査(リセット走査)を行う黒書込型により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであり、画像コンテンツの種別に基づいて、制御CPU10が電極駆動部5aによる黒表示信号の書き込みタイミングを可変制御していることを特徴とする。

0126

第3の実施形態においては、黒表示期間の可変制御によってインパルス率を変化させた場合、ガンマ特性をほぼ一致させるには、あらかじめ変換テーブルを用意し、階調変換部4が、この変換テーブルを参照して変換処理を行う。これに対して、本実施形態においては、図16に示すように、階調変換部4を備えてはおらず、階調変換部4に代わって、電極駆動部5aが各インパルス率に対応して液晶表示パネル6に印加する階調電圧を可変し、ガンマ特性をほぼ一致させる。

0127

また、黒表示期間の可変制御に伴い、制御CPU10はバックライト光源7の発光輝度を可変するように光源駆動部8を制御する、或いは、液晶表示パネル6に印加する階調電圧を可変するように電極駆動部5aを制御している。ここでは、画像表示期間が短縮されても、入力画像信号と表示輝度の関係が一定となるように、バックライト光源7の発光輝度(バックライト輝度)を上げるとともに、電極駆動部5aで液晶表示パネル6に印加する階調電圧を可変している。

0128

次に、電極駆動部5aの構成、黒表示信号によるインパルス率の可変動作及び液晶表示パネル6に印加する階調電圧の可変動作について詳しく説明する。この電極駆動部5aは、図17に示すように、基準階調電圧データ格納部31、基準階調電圧発生部32、走査線駆動回路33、信号線駆動回路34からなる構成である。

0129

インパルス型表示を行う際は、走査線駆動回路33から液晶表示パネル6の走査線(ゲート線Y)に供給される走査信号が、画像表示信号に応じた階調電圧を画素電極に書き込むための画像表示用選択期間と、黒表示信号に応じた電圧を画素電極に書き込むための黒表示用選択期間との2つの走査線選択期間を1フレーム期間内に有している。これによって、図14に示したように、各ゲート線Yが、1フレーム周期において、異なるタイミングで2回高レベルとなる。また、信号線駆動回路34は、各信号線(データ線X)から画像表示信号に対応した階調電圧と黒表示信号に対応した電圧が液晶表示パネル6に対して交互に出力される。こうして、1回目の選択により画素セルは一定期間画像表示信号を表示し、それに続く2回目の選択で、画素セルは強制的に黒表示を行う。

0130

ここで、黒表示用選択期間は、インパルス率に応じて選択され、画像表示用選択期間が選択される走査線の複数行下又は複数行上の走査線に対して黒表示を行うものとする。そして、黒表示用選択期間における信号線には黒表示信号に応じた電圧が印加され、走査線毎に黒表示を行うことが可能となっている。このような黒表示信号の書き込み行、画像表示信号の書き込み行の選択は、制御CPU10が走査線駆動回路33を適宜制御することにより実現される。これによって、画像表示信号の書き込み行と黒表示信号の書き込み行とが複数行上又下の間隔を保った状態で、それぞれ線順次走査されることとなる。

0131

また、各フレームの画像表示信号と黒表示信号との切換制御も、制御CPU10により行っている。1つの画素列に注目すると、あるライン(行)に対する画像表示選択期間で画像表示信号を、他のライン(行)に対する黒表示用選択期間で黒表示信号を、信号線駆動回路34から液晶表示パネル6へ供給している。以上により、1フレーム期間内における黒表示期間の割合を可変して、各インパルス率のインパルス型表示を実現することができる。

0132

尚、ホールド型表示(インパルス率;100%)を行う際には、入力画像信号を信号線駆動回路34に供給するとともに、1フレーム周期で線順次走査するように走査線駆動回路33を制御CPU10により制御する(黒表示信号の書き込みは行わない)。これによって、インパルス率が100%の通常のホールド型表示を実現することができる。

0133

次に、液晶表示パネル6に印加する階調電圧の可変動作について説明する。基準階調電圧発生部32は、基準階調電圧データ格納部31に格納されている基準階調電圧データに基づき、信号線駆動回路34に対して基準階調電圧を供給するものである。ここで、基準階調電圧データ格納部31には、図18に示すように、各インパルス率に対応(ここでは、インパルス率;100%のホールド型表示時と、インパルス率;50%のインパルス型表示時との各々に対応)した基準階調電圧データがROMの別領域に格納されており、これらは制御CPU10により選択指示されて、基準階調電圧発生部32に出力される。基準階調電圧データ格納部31に格納される基準階調電圧データは、以下のように設定される。

0134

まず、ホールド型表示(インパルス率;100%)時に対応した基準階調電圧データは、図19に示した印加電圧と液晶透過率との関係、いわゆるV−T曲線より、表示階調と表示輝度(液晶透過率)の関係が例えばガンマ2.2の関係となるように設定されている。ここでは、例えば表示信号レベル数すなわち表示データ数が8bitの256階調である場合、0,32,64,96,128,160,192,224,255階調に相当する電圧データV0,V32,・・・,V255が設定/格納されており、この格納された基準階調以外の階調については、上記基準階調電圧を線形抵抗分割することで、液晶表示パネル6に印加する全階調電圧が求められる。

0135

一方、インパルス型表示(インパルス率;50%)を行う場合の基準階調電圧データは、図19に示したV−T曲線から即座に決定されるものではなく、図20に示すインパルス型表示時の表示輝度(透過率)の時間変化における、1フレーム期間内での輝度の積分値Iと液晶への印加電圧Tの関係を求めることにより決定される。輝度積分値Iは液晶の応答速度により変化する。また、液晶応答速度は表示階調により変化するため、インパルス型表示を行う場合には、図19に示した印加電圧と液晶透過率(輝度)の関係は成立しない。すなわち、図19のよりV−T曲線から決定されたホールド型表示を行う際の階調電圧では所望の階調表示ができない。

0136

そこで、インパルス型表示を行う場合には、新たに1フレーム期間内での輝度の積分値Iと印加電圧の関係を計測し、ホールド型表示時とは異なる基準階調電圧データを設定する。この基準階調電圧データの設定にあたっては、表示階調と表示輝度(液晶透過率)の積分値Iとの関係が例えばガンマ2.2の関係となるよう設定されている。ここでは、例えば表示信号レベル数すなわち表示データ数が8bitの256階調である場合、0,32,64,96,128,160,192,224,255階調に相当する電圧データV0,V32,・・・,V255が設定/格納されており、この格納された基準階調以外の階調については、上記基準階調電圧を線形に抵抗分割することで、液晶表示パネル6に印加する全階調電圧が求められる。

0137

基準階調電圧発生部32は、図21に示すように、基準階調電圧データ格納部31より取得したV0,V32,・・・,V255のデジタルデータを、DAコンバータ51によりD/A変換した後、アンプ部52により適宜増幅することで調整された基準階調電圧VA0,VA32,・・・,VA255を、ソースドライバ等を含む信号線駆動回路34へ供給する。信号線駆動回路34は、図22に示すように、基準階調電圧VA0,VA32・・・・VA255の各入力端子が抵抗分割接合されており、画像表示信号に対応した全階調電圧を生成することで、8bitの画像表示信号を表示することができる。

0138

尚、ここでは、0,32,64,96,128,160,192,224,255の32階調毎の9つの基準階調に対する階調電圧を発生し、これ以外の階調電圧を抵抗分割によって生成するものについて説明したが、これに限らず、例えば16階調毎の基準階調に対する階調電圧を発生するものなどに適用しても良いことは言うまでもない。

0139

以上のように、基準階調電圧データ格納部31に格納されたホールド型表示(インパルス率;100%)をする際の基準階調電圧データ、或いは、インパルス型表示(インパルス率;50%)をする際の基準階調電圧データの各々は、制御CPU10からの制御信号に基づいて、そのいずれかが基準階調電圧発生部32に読み出され、この基準階調電圧データに基づき、入力画像信号の各階調レベルに対応して液晶表示パネル6へ印加される階調電圧が決定される。

0140

これによって、図23に示すように、ホールド型表示とインパルス型表示とのいずれを行う場合であっても、黒挿入に伴って発生する表示階調毎の液晶の応答速度差に起因したガンマ特性の変化を防止して、理想的な表示状態を保持することが可能となり、ガンマ特性の変化に由来する画質劣化の発生を抑制することができる。

0141

本実施形態の液晶表示装置において、表示すべき画像コンテンツの種別に基づいて、インパルス率をどのように変化させるかについては、第3の実施形態に示したものと同様の動作を行うため、詳しい説明は省略する。

0142

第3の実施形態のように、階調変換部を設けて、入力画像信号の階調レベルを変換することにより、入力画像信号に対応して液晶表示パネル6に印加される階調電圧を可変する構成とした場合、制御CPU10へ供給される画像データは実質ビット圧縮されることとなり、階調変換によって表示能力が低下してしまう可能性もある。

0143

これに対し、本実施形態のように、信号線駆動回路34へ供給する基準階調電圧自体を調整することにより、8bitの表示能力を保持したまま、ガンマ特性変化を抑制することが可能となり、例えばグラデーションなど微妙な階調変化を表示する際にも、すじ状の不連続性が表示されることなく、高品位な表示を実現することができる。

0144

尚、上記第の4実施形態のように、入力画像信号の各階調レベルに対応して液晶表示パネルへ印加される階調電圧を、各インパルス率に応じて可変する構成を、上記第1乃至第3の実施形態に適用しても良いことは言うまでもない。

0145

次に、ユーザが任意にインパルス率を可変する液晶表示装置である第5〜8の実施形態について説明する。

0146

〔第5の実施形態〕
以下、本発明の第5の実施形態について、図24乃至図29とともに詳細に説明する。ここで、図24は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図25図27は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図、図28は本実施形態の液晶表示装置におけるインパルス率の切換動作例を示す説明図、図29は本実施形態の液晶表示装置におけるインパルス率の切換設定画面例を示す説明図である。

0147

本実施形態においては、図24に示すように、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル16と、入力画像信号に基づいて前記液晶表示パネル16のデータ電極及び走査電極を駆動するための電極駆動部15と、前記液晶表示パネル16の裏面に配置された直下型のバックライト光源17と、バックライト光源17を1垂直表示期間(1フレーム期間)内で消灯/点灯の間欠駆動を行う光源駆動部18とを備えている。

0148

さらに、入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換するフレーム周波数変換部13と、入力画像信号の階調レベルを変換する階調変換部14と、入力画像信号から同期信号を抽出する同期信号抽出部19と、図示しないリモコンリモートコントローラ)を用いてユーザが入力した指示信号を受信するリモコン受光部21と、リモコン受光部21で受信した指示信号を検出・解析して、同期信号抽出部19で抽出された垂直同期信号に基づき、バックライト光源17を点灯/消灯するタイミングを制御する制御信号を光源駆動部18に出力する制御CPU20とを備えている。

0149

また、バックライト光源17の点灯期間(画像表示期間)の可変制御に伴い、上記制御CPU20はバックライト光源17の発光輝度を可変するように光源駆動部18を制御する、或いは、入力画像信号の階調レベルを可変するように階調変換部14を制御している。ここでは、バックライト光源17の点灯期間(点灯率)が短縮されても、入力画像信号と表示輝度の関係が一定となるように、バックライト光源17の発光輝度(バックライト輝度)を上げるとともに、階調変換部14で入力画像信号レベルを変換している。

0150

また、階調変換部14は、インパルス率を変化させても、ガンマ特性の一致した画像表示を行わせるために、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。すなわち、各インパルス率について、ガンマが一致するように入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する変換テーブル(LUT)をROM等に格納しておき、階調変換部14は、この変換テーブルを参照して、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。こうして、ガンマ特性の変化による画質劣化の発生を抑制することができる。

0151

また、バックライト光源7の発光輝度を変化させずに、インパルス率を小さくすると、輝度の低い画素は潰れてしまうため、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換して表示輝度を大きくし、暗い階調のコントラストを上げたり、或いは、インパルス率を大きくすると、輝度の高い画素は潰れてしまうため、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換して表示輝度を小さくし、明るい階調のコントラストを上げることで、メリハリのある画像表示を実現することも可能となる。

0152

さらに、上記制御CPU20は、必要に応じて液晶表示パネル16に供給する画像信号のフレーム周波数を可変するようフレーム周波数変換部13を制御している。フレーム周波数変換部13は、例えばフレームメモリを備えたものであり、入力画像信号の1フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、制御CPU20からの制御信号に基づいて、所定のフレーム周波数に変換した画像信号を出力することで、入力画像信号の時間軸圧縮を行う。

0153

尚、上記バックライト光源17としては、直下型蛍光灯ランプの他、直下型又はサイド照射型のLED光源、EL光源などを用いることができる。特にLED(発光ダイオード)は応答速度が数十ns〜数百nsであり、蛍光灯ランプのmsオーダーに比べて応答性が良好なため、よりスイッチングに適した点灯/消灯状態を実現することが可能である。

0154

本実施形態の液晶表示装置は、全面フラッシュ型のバックライト点灯方式により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものである。すなわち、表示画面の全走査(画像の書き込み)が完了してから、予め決められた所定期間分だけ遅延させた後、バックライト光源17に駆動波形を印加することにより、図25図27中の斜線部分で示すバックライト点灯期間に、バックライト光源17を表示画面の全面に対して一斉に点灯(フラッシュ発光)させる。

0155

ここで、図25図27中において斜線部分で示すバックライト点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間(インパルス率)を、リモコン(図示せず)を用いてユーザが入力した指示に基づいて可変することにより、画像コンテンツや画像内容等に応じて発生する、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカなどの各要因による画質劣化を適切に抑制して、ユーザにとって総合的な画質改善を実現している。

0156

例えば、図25(a)〜(c)においては、インパルス率をそれぞれ50%、40%、30%の3段階に可変制御した場合の動作例を示している。ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害を低減したい場合は、図25(a)に示すように、画像の書込走査が完了してから、予め決められた液晶の応答期間(ここでは、1/4フレーム期間)だけ遅延した後、すぐにバックライト光源17を点灯させて、次のフレームの画像書込走査が始まるまで、バックライト点灯期間(画像表示期間)を保持する。

0157

また、ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害が発生しておらず、動きぼけによる画質妨害を低減したい場合は、図25(b)、(c)に示すように、バックライト点灯タイミングを遅らせるか、バックライト消灯タイミングを早めるかして、バックライト点灯期間(画像表示期間)を短縮することで、インパルス率を小さくしている。

0158

さらに、図25に示した例においては、1フレーム期間から液晶応答期間及びバックライト点灯期間を除いた期間内で、1フレーム分の画像信号を液晶表示パネル16の全画面にわたって書込走査する必要があるため、フレーム周波数変換部13により入力画像信号のフレーム周波数(60Hz)を4倍の240Hzに変換しているが、バックライト点灯期間を十分確保するために、制御CPU20によりフレーム周波数変換部13を制御し、例えば図26に示すように、入力画像信号のフレーム周波数を更に高周波数(480Hz)に変換することで、画像書込走査期間を短縮して、インパルス率を62.5%に増大させることができる。

0159

従って、ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害が目立つ場合、ユーザ指示に基づき、画像信号のフレーム周波数を高くするように可変制御することで、バックライト点灯期間を増大させて、動きが滑らかな表示画像を得ることが可能となる(動き像がぼけるとストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害は減少する)。このように、必要に応じて入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換することにより、バックライト点灯期間の設定自由度を向上させることができる。

0160

さらに、ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害が目立つ場合には、図27に示すように、ユーザ指示に基づいて、液晶応答期間を無視してバックライト光源17を常に全面点灯(連続点灯)させるように制御することによって、インパルス率を100%(完全なホールド型表示)に切り換え、これらの画質妨害を完全に防止することが可能となる。

0161

以上のように、本実施形態においては、完全なホールド型表示(インパルス率;100%)とインパルス型表示(インパルス率;62.5%、50%、40%、30%)とを、ユーザ指示に応じて5段階に切り換え可能としている。これは、図28に示すように、リモコン(図示せず)に設けられた切換釦押下操作する毎に順次切り換えるように構成したり、図29に示すようなインパルス率設定用の画面を表示しながら、リモコン(図示せず)に設けられた左右キーを操作することで、所望のインパルス率を選択切換可能に構成することができる。図29に示した例においては、「滑らかな動き」(ホールド型表示)と「キレのある動き」(インパルス型表示)とを5段階に切換案内すべく画面上でOSD表示している。

0162

尚、上述した本実施形態においては、1フレーム期間内におけるバックライト点灯期間(画像表示期間)、すなわちインパルス率を100%以下で5段階に切り換え可能としているが、本発明はこれに限られず、予め定められた2以上のインパルス率をユーザ指示に基づいて任意に切り換え可能とすれば良いことは言うまでもない。例えば、単にインパルス型表示とホールド型表示(インパルス型表示のオフ)とを二者択一的にユーザが切り換え可能に構成しても良い。

0163

また、この種の画像表示装置においては、「標準」「映画」「ゲーム」などの入力映像ソース毎に最適な画質(映像出力特性)調整を行わせるために、メニュー設定画面よりユーザが入力映像ソース(映像ポジション)を選択指示できるように構成されている。このユーザによる入力映像ソースの選択指示情報を用いて、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像ソース(映像ポジション)の選択項目において、「ゲーム」が選択指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくするように切換制御することができる。

0164

さらに、ユーザによる表示輝度やコントラストなどに関する調整指示情報を用いて、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像調整項目において、コントラストを大きくするよう調整指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくして、表示輝度を向上するように切換制御することもできる。

0165

このように、ユーザが直接的にインパルス率を切換操作するものに限らず、各種映像調整項目に関するユーザ指示に連動させて、間接的にインパルス率を可変制御する構成としても良い。

0166

以上のように、本実施形態の液晶表示装置は、全面フラッシュ型のバックライト点灯方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけるものにおいて、ユーザ指示に応じてバックライトの点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間の割合(インパルス率)を適切に切り換えることにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカなどの各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、ユーザにとって総合的な画質改善を実現することができる。

0167

また、1フレーム期間内におけるバックライト光源17の点灯期間(インパルス率)に応じて、バックライト光源17の発光輝度(バックライト輝度)を可変するとともに、階調変換部14で入力画像信号の階調レベルを変換しているので、インパルス率に関わらず、入力画像信号と表示輝度の関係を常に一定とすることが可能である。

0168

尚、上述した実施形態のように、バックライト光源17そのものを全面フラッシュ点灯(間欠点灯)するのではなく、常灯(連続点灯)のバックライト光源と液晶表示パネルとの間に、1フレーム期間内における光透過期間(画像表示期間)を制限するLCDなどのシャッター手段を設けて、画像表示光を変調する構成としても良い。

0169

〔第6の実施形態〕
次に、本発明の第6の実施形態について、図30乃至図32とともに説明するが、上記第5の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図30図32は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。

0170

本実施形態の液晶表示装置は、走査型のバックライト点灯方式により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであるが、基本的な機能ブロック図は17とともに上述した第5の実施形態のものと同様である。異なるのは、走査線平行に配置された複数本の直下型蛍光灯ランプや、複数個の直下型又はサイド照射型のLED光源、EL光源などを用いて構成されたバックライト光源17のうち、所定の本数(個数)を1発光領域としてこれらを1フレーム期間内で順次スキャン点灯するよう制御している点である。制御CPU20は、同期信号抽出部19で抽出された垂直/水平同期信号(走査信号)及びリモコン受光部21で受信されたユーザ指示信号に基づいて、バックライト光源の各発光領域を順次スキャン点灯するタイミングを制御している。

0171

すなわち、本実施形態では、図30に示すように、ある水平ライン群(表示分割領域)の走査(画像の書き込み)が完了してから、液晶の応答遅延分を考慮して、該水平ライン群に対応するバックライト光源17の発光領域(ある蛍光灯ランプ群又はLED群)を点灯させる。これを上下方向に次の領域、・・・と繰り返す。これによって、図30図32中の斜線部分で示すように、バックライト点灯期間を、画像信号の書込走査箇所に対応して、時間の経過に伴い発光領域単位で、順次移行させることができる。

0172

ここで、図30図32中において斜線部分で示す各発光領域のバックライト点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間(インパルス率)を、リモコン(図示せず)を用いてユーザが入力した指示に応じて可変することにより、画像コンテンツや画像内容等に応じて発生する、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカなどの各要因による画質劣化を適切に抑制して、ユーザにとって総合的な画質改善を実現している。

0173

尚、本実施形態においても、バックライト光源17の点灯期間(画像表示期間)の可変制御に伴い、制御CPU20はバックライト光源17の発光輝度を可変するように光源駆動部18を制御する、或いは、入力画像信号の階調レベルを可変するように階調変換部14を制御している。ここでは、バックライト光源17の点灯期間(点灯率)が短縮されても、入力画像信号と表示輝度の関係が一定となるように、バックライト光源17の発光輝度(バックライト輝度)を上げるとともに、階調変換部14で入力画像信号レベルを変換している。

0174

階調変換部14は、インパルス率を変化させても、ガンマ特性の一致した画像表示を行わせるために、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。すなわち、各インパルス率について、ガンマが一致するように入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する変換テーブル(LUT)をROM等に格納しておき、この変換テーブルを参照して、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。こうして、ガンマ特性の変化による画質劣化の発生を抑制することができる。

0175

また、上記制御CPU20は必要に応じて液晶表示パネル16に供給する画像信号のフレーム周波数を可変するようフレーム周波数変換部13を制御している。フレーム周波数変換部13は、例えばフレームメモリを備えたものであり、入力画像信号の1フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、制御CPU20からの制御信号に基づいて、所定のフレーム周波数に変換した画像信号を出力することで、入力画像信号の時間軸圧縮を行う。

0176

例えば、図30(a)〜(c)においては、1フレーム期間内における画像表示期間をそれぞれ5/8フレーム期間、1/2フレーム期間、3/8フレーム期間の3段階に可変制御した場合の動作例を示している。ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害を低減したい場合は、図30(a)に示すように、ある水平ライン群において画像書込走査が完了してから、予め決められた液晶の応答期間(ここでは1/4フレーム期間)だけ遅延した後、すぐに該水平ライン群に対応するバックライト光線3の発光領域を点灯させて、次のフレームの画像書込走査が始まるまで、バックライト点灯期間を保持する。

0177

また、動きぼけによる画質妨害を低減したい場合は、図30(b)、(c)に示すように、バックライト点灯タイミングを遅らせるか、バックライト消灯タイミングを早めるかして、バックライト点灯期間を短縮することで、インパルス率を小さくしている。ここで、画面位置による輝度ムラの発生を防止するため、各発光領域のバックライト点灯期間は、1フレーム毎に決定され、1フレーム内では変化させないこととする。

0178

また、図30に示した例においては、1フレーム期間内で1フレーム分の画像信号を液晶表示パネル16の全画面にわたって書込走査しているため、入力画像信号のフレーム周波数(60Hz)に変更を加えていないが、各発光領域のバックライト点灯期間を十分確保するために、制御CPU20によりフレーム周波数変換部13を制御し、例えば図31に示すように、入力画像信号のフレーム周波数を高周波数(240Hz)に変換することで、画像書込走査期間を短縮して、インパルス率を約72%に増大させることができる。

0179

従って、ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害が目立つ場合、ユーザ指示に基づき、画像信号のフレーム周波数を高くするように可変制御することで、バックライト点灯期間を増大させて、動きが滑らかな表示画像を得ることが可能となる(動き像がぼけるとストロボスコーピック、フリッカ等の画質妨害は減少する)。このように、必要に応じて入力画像信号のフレーム周波数を変換することにより、バックライト点灯期間の設定自由度を向上させることができる。

0180

さらに、ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害が目立つ場合には、図32に示すように、ユーザ指示に基づいて、液晶応答期間を無視してバックライト光源17を常に全面点灯(連続点灯)させるように制御し、インパルス率を100%(完全なホールド型表示)に切り換えることにより、これらの画質妨害を完全に防止することが可能となる。

0181

以上のように、本実施形態においては、完全なホールド型表示(インパルス率;100%)とインパルス型表示(インパルス率;約72%、62.5%、50%、37.5%)とを、ユーザ指示に応じて5段階に切り換え可能としている。これは、上記第5の実施形態と同様、図28に示すように、リモコン(図示せず)に設けられた切換釦を押下操作する毎に順次切り換えるように構成したり、図29に示すようなインパルス率設定用の画面を表示しながら、リモコン(図示せず)に設けられた左右キーを操作することで、所望のインパルス率を選択切換可能に構成することができる。

0182

尚、上述した本実施形態においては、1フレーム期間内におけるバックライト点灯期間(画像表示期間)、すなわちインパルス率を100%以下で5段階に切り換え可能としているが、本発明はこれに限られず、予め設定された2以上のインパルス率をユーザ指示に基づいて任意に切り換え可能とすれば良いことは言うまでもない。例えば、単にインパルス型表示とホールド型表示(インパルス型表示のオフ)とを二者択一的にユーザが切り換え可能に構成しても良い。

0183

また、この種の画像表示装置においては、「標準」「映画」「ゲーム」などの入力映像ソース毎に最適な画質(映像出力特性)調整を行わせるために、メニュー設定画面よりユーザが入力映像ソース(映像ポジション)を選択指示できるように構成されている。このユーザによる入力映像ソースの選択指示情報を用いて、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像ソース(映像ポジション)の選択項目において、「ゲーム」が選択指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくするように切換制御することができる。

0184

さらに、ユーザによる表示輝度やコントラストなどに関する調整指示情報を用いて、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像調整項目において、コントラストを大きくするよう調整指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくして、表示輝度を向上するように切換制御することもできる。

0185

このように、ユーザが直接的にインパルス率を切換操作するものに限らず、各種映像調整項目に関するユーザ指示に連動させて、間接的にインパルス率を可変制御する構成としても良い。

0186

さらに、上記実施形態のものにおいては、バックライト光源17を8つの発光領域(水平ライン群)に分割して順次スキャン点灯しているが、発光分割領域の数は2以上であればいくつでも良く、また各発光領域はバックライト光源17を水平方向(走査線と平行方向)に分割した領域に限られないことは明らかである。この点においても、バックライト光源17として直下型平面LEDを用いた場合の方が、発光分割領域の設定を自由度の高いものとすることができる。また、バックライト光源17としてLEDを用いた場合、その駆動電流量を制御することで、比較的容易にバックライト輝度を制御することも可能となる。

0187

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、走査型のバックライト点灯方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけるものにおいて、ユーザ指示に応じて各発光領域のバックライト点灯期間、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間の割合(インパルス率)を適切に切り換えることにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカなどの各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、ユーザにとって総合的な画質改善を実現することができる。

0188

また、1フレーム期間内におけるバックライト光源17の点灯期間(インパルス率)に応じて、バックライト光源17の発光輝度(バックライト輝度)を可変するとともに、階調変換部14で入力画像信号の階調レベルを変換しているので、インパルス率に関わらず、入力画像信号と表示輝度の関係を常に一定とすることが可能である。

0189

尚、上述した実施形態のように、バックライト光源17そのものを複数の発光領域に分割して順次スキャン点灯(間欠点灯)するのではなく、常灯(連続点灯)のバックライト光源と液晶表示パネルとの間に、各分割表示領域に対する、1フレーム期間内における光透過期間(画像表示期間)を制限するLCDなどのシャッター手段を設けて、画像表示光を変調する構成としても良い。

0190

〔第7の実施形態〕
次に、本発明の第7の実施形態について、図33乃至図35とともに説明するが、上記第6の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図33は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図34は本実施形態の液晶表示装置における電極駆動動作を説明するためのタイミングチャート、図35は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。

0191

本実施形態の液晶表示装置は、図33に示すように、バックライト光源17を常に点灯状態(連続点灯)として、1フレーム期間内で液晶表示パネル16への画像表示信号の書込走査に続けて黒表示信号の書込走査(リセット走査)を行う黒書込型により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであり、ユーザの指示入力に基づいて、制御CPU20が電極駆動部15による黒表示信号の書き込みタイミングを可変制御していることを特徴とする。

0192

すなわち、電極駆動部15では、各走査線を画像表示のために選択する以外に、黒表示のために再度選択するとともに、それに応じて入力画像信号及び黒表示信号をデータ線へ供給するという一連の動作を1フレーム周期で行う。こうして、あるフレーム画像表示と次のフレーム画像表示との間に黒信号を表示する期間(黒表示期間)を発生させている。ここで、画像信号の書き込みタイミングに対する黒表示信号の書き込みタイミング(遅延時間)を、ユーザ指示に応じて可変する。

0193

また、黒表示期間の可変制御に伴い、制御CPU20はバックライト光源17の発光輝度を可変するように光源駆動部18を制御する、或いは、入力画像信号の階調レベルを可変するように階調変換部14を制御している。ここでは、画像表示期間が短縮されても、入力画像信号と表示輝度の関係が一定となるように、バックライト光源17の発光輝度(バックライト輝度)を上げるとともに、階調変換部14で入力画像信号レベルを変換している。

0194

また、階調変換部14は、インパルス率を変化させても、ガンマ特性の一致した画像表示を行わせるために、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。すなわち、各インパルス率について、ガンマが一致するように入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する変換テーブル(LUT)をROM等に格納しておき、この変換テーブルを参照して、入力画像信号レベル(階調レベル)を変換する。こうして、ガンマ特性の変化による画質劣化の発生を抑制することができる。

0195

図34は液晶表示パネル16の走査線(ゲート線)に関するタイミングチャートである。ゲート線Y1〜Y480は、タイミングを少しずらして、1フレーム周期中において、信号線(データ線)を介して画像信号を画素セルに書き込むために順次立ち上げられる。480本すべてのゲート線を立ち上げて、画像信号を画素セルに書き込むことで1フレーム周期が終了する。

0196

このとき、画像信号の書き込みのための立ち上げから、ユーザ指示に基づいて決定される期間だけ遅延して、ゲート線Y1〜Y480を再度立ち上げて、各画素セルにデータ線Xを介して黒を表示する電位を供給する。これにより、各画素セルは黒表示状態となる。すなわち、各ゲート線Yは、1フレーム周期において、異なるタイミングで2回高レベルとなる。1回目の選択により画素セルは一定期間画像データを表示し、それに続く2回目の選択で、画素セルは強制的に黒表示を行う。

0197

例えば、図35(a)〜(c)においては、1フレーム期間内における画像表示期間をそれぞれ3/4フレーム期間、1/2フレーム期間、1/4フレーム期間の3段階に可変制御した場合の動作例を示している。ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害を低減したい場合は、図35(a)に示すように、ある画素に対して画像表示信号の書き込みが完了してから、3/4フレーム期間だけ遅延した後、黒表示信号の書き込みを開始し、次のフレームの画像書込走査が始まるまで黒表示期間(1/4フレーム期間)を保持する。

0198

また、動きぼけによる画質妨害を低減したい場合は、図35(b)、(c)に示すように、黒表示信号の書込開始タイミングを早めることで、黒表示信号の供給期間(画像信号の非表示期間)を増大させて、画像表示期間を短縮することにより、インパルス率を小さくしている。ここで、画面位置による輝度ムラの発生を防止するため、各水平ライン画像書き込みタイミングに対する黒書き込みタイミング(遅延時間)は、1フレーム毎に決定され、1フレーム内では変化させないこととする。

0199

さらに、ストロボスコーピック、フリッカによる画質妨害が目立つ場合には、図32に示すように、ユーザ指示に基づいて、黒表示信号の書込走査を行わず黒表示期間を無くすように制御し、インパルス率を100%(完全なホールド型表示)に切り換えることにより、これらの画質妨害を完全に防止することが可能となる。

0200

以上のように、本実施形態においては、完全なホールド型表示(インパルス率;100%)とインパルス型表示(インパルス率;約75%、50%、25%)とを、ユーザ指示に応じて4段階に切り換え可能としている。これは、上記第5の実施形態と同様、図28に示すように、リモコン(図示せず)に設けられた切換釦を押下操作する毎に順次切り換えるように構成したり、図29に示すようなインパルス率設定用の画面を表示しながら、リモコン(図示せず)に設けられた左右キーを操作することで、所望のインパルス率を選択切換可能に構成することができる。

0201

尚、上述した本実施形態においては、1フレーム期間内における画像表示期間(インパルス率)を100%以下で4段階に切り換え可能としているが、本発明はこれに限られず、予め設定された2以上のインパルス率をユーザ指示に基づいて任意に切り換え可能とすれば良いことは言うまでもない。例えば、単にインパルス型表示とホールド型表示(インパルス型表示のオフ)とを二者択一的にユーザが切り換え可能に構成しても良い。

0202

また、この種の画像表示装置においては、「標準」「映画」「ゲーム」などの入力映像ソース毎に最適な画質(映像出力特性)調整を行わせるために、メニュー設定画面よりユーザが入力映像ソース(映像ポジション)を選択指示できるように構成されている。このユーザによる入力映像ソースの選択指示情報を用いて、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像ソース(映像ポジション)の選択項目において、「ゲーム」が選択指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくするように切換制御することができる。

0203

さらに、ユーザによる表示輝度やコントラストなどに関する調整指示情報を用いて、インパルス率を可変制御するようにしても良い。例えば、メニュー設定画面の映像調整項目において、コントラストを大きくするよう調整指示された場合、これに連動してインパルス率を大きくして、表示輝度を向上するように切換制御することもできる。

0204

このように、ユーザが直接的にインパルス率を切換操作するものに限らず、各種映像調整項目に関するユーザ指示に連動させて、間接的にインパルス率を可変制御する構成としても良い。

0205

さらに、本実施形態においては、入力画像信号(60Hz)のフレーム周波数を変換せずにそのまま液晶表示パネル16に供給しているが、画像信号のフレーム周波数を可変しても良いことは言うまでもない。そしてまた、上記黒表示期間にはバックライト光源17を消灯することで、バックライト点灯期間を短縮して、バックライト光源17の長寿命化、低消費電力化を実現することも可能である。ここで、バックライト光源17としてLEDを用いた場合、その駆動電流量を制御することで、比較的容易にバックライト輝度を制御することも可能となる。

0206

以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、黒書込型の表示方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけるものにおいて、ユーザ指示に応じて黒表示期間(画像非表示期間)、すなわち1フレーム期間内における画像表示期間の割合(インパルス率)を適切に切り換えることにより、動きぼけ、ストロボスコーピック、フリッカなどの各要因による画質劣化を適切に抑制することが可能となり、ユーザにとって総合的な画質改善を実現することができる。

0207

また、1フレーム期間内における画像表示期間の割合(インパルス率)に応じて、バックライト光源17の発光輝度(バックライト輝度)を可変するとともに、階調変換部14で入力画像信号の階調レベルを変換しているので、インパルス率に関わらず、入力画像信号と表示輝度の関係を常に一定とすることが可能である。

0208

〔第8の実施形態〕
次に、本発明の第8の実施形態について、図36図37、第4の実施形態で用いた図18乃至図23とともに説明するが、上記第7の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図36は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図37は本実施形態の電極駆動部を示す機能ブロック図である。

0209

本実施形態は、基本的には第7の実施形態と同じく、バックライト光源17を常に点灯状態(連続点灯)として、1フレーム期間内で液晶表示パネル16への画像表示信号の書込走査に続けて黒表示信号の書込走査(リセット走査)を行う黒書込型により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであり、ユーザの指示入力に基づいて、制御CPU20が電極駆動部15aによる黒表示信号の書き込みタイミングを可変制御していることを特徴とする。

0210

第7の実施形態においては、黒表示期間の可変制御によってインパルス率を変化させた場合、ガンマ特性をほぼ一致させるには、あらかじめ変換テーブルを用意し、階調変換部14が、この変換テーブルを参照して変換処理を行う。これに対して、本実施形態においては、図36に示すように、本実施形態は、階調変換部14を備えてはおらず、階調変換部14に代わって、電極駆動部15aが各インパルス率に対応して液晶表示パネル16に印加する階調電圧を可変し、ガンマ特性をほぼ一致させる。

0211

また、黒表示期間の可変制御に伴い、制御CPU20はバックライト光源17の発光輝度を可変するように光源駆動部18を制御する、或いは、液晶表示パネル16に印加する階調電圧を可変するように電極駆動部15aを制御している。ここでは、画像表示期間が短縮されても、入力画像信号と表示輝度の関係が一定となるように、バックライト光源17の発光輝度(バックライト輝度)を上げるとともに、電極駆動部15aで液晶表示パネル16に印加する階調電圧を可変している。

0212

次に電極駆動部15aの構成、黒表示信号によるインパルス率の可変動作及び液晶表示パネル16に印加する階調電圧の可変動作について詳しく説明する。
この電極駆動部15aは、図37に示すように、基準階調電圧データ格納部131、基準階調電圧発生部132、走査線駆動回路133、信号線駆動回路134からなる構成である。

0213

インパルス型表示を行う際は、走査線駆動回路133から液晶表示パネル16の走査線(ゲート線Y)に供給される走査信号が、画像データに応じた階調電圧を画素電極に書き込むための画像表示用選択期間と、黒表示するための電圧を画素電極に書き込むための黒表示用選択期間との2つの走査線選択期間を1フレーム期間内に有している。これによって、図34に示したように、各ゲート線Yが、1フレーム周期において、異なるタイミングで2回高レベルとなる。また、信号線駆動回路134は、各信号線(データ線X)から画像表示信号に対応した階調電圧と黒表示信号に対応した電圧が液晶表示パネル16に対して交互に出力される。こうして、1回目の選択により画素セルは一定期間画像表示信号を表示し、それに続く2回目の選択で、画素セルは強制的に黒表示を行う。

0214

ここで、黒表示用選択期間は、インパルス率に応じて選択され、画像表示用選択期間が選択される走査線の複数行下又は複数行上の走査線に対して黒表示を行うものとする。そして、黒表示用選択期間における信号線には黒表示信号に応じた電圧が印加され、走査線毎に黒表示を行うことが可能となっている。このような黒表示信号の書き込み行、画像表示信号の書き込み行の選択は、制御CPU20が走査線駆動回路133を適宜制御することにより実現される。これによって、画像表示信号の書き込み行と黒表示信号の書き込み行とが複数行上又下の間隔を保った状態で、それぞれ線順次走査されることとなる。

0215

また、各フレームの画像表示信号と黒表示信号との切換制御も、制御CPU20により行っている。1つの画素列に注目すると、あるライン(行)に対する画像表示用選択期間で画像表示信号を、他のライン(行)に対する黒表示用選択期間で黒表示信号を、信号線駆動回路134から液晶表示パネル16へ供給している。以上により、1フレーム期間内における黒表示期間の割合を可変して、各インパルス率のインパルス型表示を実現することができる。

0216

尚、ホールド型表示(インパルス率;100%)を行う際には、入力画像信号を信号線駆動回路134に供給するとともに、1フレーム周期で線順次走査するように走査線駆動回路133を制御CPU20により制御する(黒表示信号の書き込みは行わない)。これによって、インパルス率が100%の通常のホールド型表示を実現することができる。

0217

次に、液晶表示パネル6に印加する階調電圧の可変動作について説明する。基準階調電圧発生部132は、基準階調電圧データ格納部131に格納されている基準階調電圧データに基づき、信号線駆動回路134に対して基準階調電圧を供給するものである。ここで、基準階調電圧データ格納部131には、図18に示すように、各インパルス率に対応(ここでは、インパルス率;100%のホールド型表示時と、インパルス率;50%のインパルス型表示時との各々に対応)した基準階調電圧データがROMの別領域に格納されており、これらは制御CPU20により選択指示されて、基準階調電圧発生部132に出力される。基準階調電圧データ格納部131に格納される基準階調電圧データは、以下のように設定される。

0218

まず、ホールド型表示(インパルス率;100%)時に対応した基準階調電圧データは、図19に示した印加電圧と液晶透過率との関係、いわゆるV−T曲線より、表示階調と表示輝度(液晶透過率)の関係が例えばガンマ2.2の関係となるように設定されている。ここでは、例えば表示信号レベル数すなわち表示データ数が8bitの256階調である場合、0,32,64,96,128,160,192,224,255階調に相当する電圧データV0,V32,・・・,V255が設定/格納されており、この格納された基準階調以外の階調については、上記基準階調電圧を線形に抵抗分割することで、液晶表示パネル16に印加する全階調電圧が求められる。

0219

一方、インパルス型表示(インパルス率;50%)を行う場合の基準階調電圧データは、図19に示したV−T曲線から即座に決定されるものではなく、図20に示すインパルス型表示時の表示輝度(透過率)の時間変化における、1フレーム期間内での輝度の積分値Iと液晶への印加電圧Tの関係を求めることにより決定される。輝度積分値Iは液晶の応答速度により変化する。また、液晶応答速度は表示階調により変化するため、インパルス型表示を行う場合には、図19に示した印加電圧と液晶透過率(輝度)の関係は成立しない。すなわち、図19のよりV−T曲線から決定されたホールド型表示を行う際の階調電圧では所望の階調表示ができない。

0220

そこで、インパルス型表示を行う場合には、新たに1フレーム期間内での輝度の積分値Iと印加電圧の関係を計測し、ホールド型表示時とは異なる基準階調電圧データを設定する。この基準階調電圧データの設定にあたっては、表示階調と表示輝度(液晶透過率)の積分値Iとの関係が例えばガンマ2.2の関係となるよう設定されている。ここでは、例えば表示信号レベル数すなわち表示データ数が8bitの256階調である場合、0,32,64,96,128,160,192,224,255階調に相当する電圧データV0,V32,・・・,V255が設定/格納されており、この格納された基準階調以外の階調については、上記基準階調電圧を線形に抵抗分割することで、液晶表示パネル16に印加する全階調電圧が求められる。

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