バックライト装置及び映像表示装置
【課題】
バックライトのエリア制御において、ＯＳＤ等の明るい物体が出現または消失した場合にバックライトの輝度変化が追従しきれずに、表示映像にフリッカ、ちらつき、残像のような現象が発生することがある。
【解決手段】
本発明は、映像信号に応じてバックライトの光強度を制御する初期調光値を初期調光値決定回路(20)で算出し、これを時間フィルタ回路(21)により映像の変化に対するバックライトの光強度制御の応答速度を制御する。更に、出現・消失判定回路(214)で、時間的に連続する２つのフレーム間で明るい物体の出現及び／または消失を判定し、上記時間フィルタ回路(21)は、物体の出現及び／または消失が生じたと判定されたエリアについて、その光強度制御の応答速度を他のエリアよりも速くする。
バックライトのエリア制御において、ＯＳＤ等の明るい物体が出現または消失した場合にバックライトの輝度変化が追従しきれずに、表示映像にフリッカ、ちらつき、残像のような現象が発生することがある。
【解決手段】
本発明は、映像信号に応じてバックライトの光強度を制御する初期調光値を初期調光値決定回路(20)で算出し、これを時間フィルタ回路(21)により映像の変化に対するバックライトの光強度制御の応答速度を制御する。更に、出現・消失判定回路(214)で、時間的に連続する２つのフレーム間で明るい物体の出現及び／または消失を判定し、上記時間フィルタ回路(21)は、物体の出現及び／または消失が生じたと判定されたエリアについて、その光強度制御の応答速度を他のエリアよりも速くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置において、液晶パネルなどの表示デバイスに光を照射するためのバックライトを複数のエリアに分割し、各エリアの光強度を映像に応じて個別に制御可能にした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等の表示デバイスに光を照射するバックライトを使用して映像を表示する映像表示装置では、消費電力の削減のために、いわゆるエリア制御と呼ばれる技術が適用されつつある。エリア制御は、液晶パネルに光を照射するバックライトを複数のエリアに分割し、それぞれのエリアに対応して配置された光源の輝度（光源からの光の強度）を表示される映像に応じてエリア毎に独立に制御可能にした技術である。これによって、例えば映像の中の暗い部分に対応するエリアの光源の輝度を下げ、明るい部分に対応するエリアの光源の輝度を上げることができ、バックライトの電力を削減できる。
【０００３】
かかるエリア制御では、各エリアの光源の輝度は、そのエリアに対応する映像の最大輝度に応じて定められる場合が多い。この場合、例えば映像に含まれる高輝度なノイズによりバックライトの輝度が細かく変動し、フリッカやちらつき等の原因となる。これを解消すべく、例えば特許文献１では、光源制御値の時間変化を緩和するためにローパスフィルタを設け、光源制御値の時間変化の緩和率を光源制御値の減少時よりも増加時の方で低くすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-181075号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
あるエリアに明るい物体が表示される場合として、あるエリアの周囲のエリアから当該あるエリアに物体が進入する場合と、周囲のエリアから侵入することなく突然（時間的に連続する２つの隣接フレーム間で）物体が出現する場合がある。前者の場合は周囲エリアが光っているためにあるエリアは当該周囲のエリアからある程度の光が供給されるが、後者の場合は光が供給されないか、わずかな光しか供給されない。このため、前者の場合において、上記特許文献１に記載のように、明るい物体が進入したあるエリアについて光源制御値を急峻に増加させると、物体の明るさ所望の明るさよりも急激に高くなり、ちらつき等の視覚的な違和感が生じる。
【０００６】
また上記特許文献１に記載のものは、バックライトの輝度が減少するときの追従性が緩やかになるようにされているので、画面内に表示されていた例えばメニュー画面などのＯＳＤ（On Screen Display）のような明るい物体（オブジェクト）が急に消失する場合、対応するエリアの光源の輝度が緩やかに減少することになる。このため、特に背景の映像が暗い場合は明るい物体の消失後のエリアに、いわゆる残像のような現象が視認される場合がある。このような現象は液晶パネル等の表示デバイスに表示された映像の画質劣化の要因となる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、表示映像を高画質にするのに好適なエリア制御の技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明は、例えば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。すなわち、本発明は、エリア制御における明るい物体の出現や消失に相当する映像の変化が発生したエリアを検出し、そのエリア光強度制御の応答速度を制御するように構成したことを特徴とする。例えば、明るい物体が出現及び／または消失したエリアについては、他にアリアよりも光強度制御の応答速度を速くするものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明の構成によれば、通常の映像にはほとんど影響を与えることなく、例えばメニュー等のＯＳＤのような明るい物体の突然の出現または消失に伴う画質劣化を軽減または抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施例に係る映像表示装置のブロック図
【図２】第一の実施例における液晶モジュールの一構成例を示す図
【図３】第一の実施例に適用される時間フィルタ回路２１の一構成例（発明適用前）
【図４】時間フィルタ回路２００の応答特性の一例を示す図
【図５】移動する物体の例を示す図
【図６】出現する物体の例を示す図
【図７】移動する物体と出現する物体とが混在する例を示す図
【図８】第一の実施例における時間フィルタ回路２１の一構成例を示す図
【図９】初期調光値の位置関係を示した図
【図１０】本発明の第二の実施例における時間フィルタ回路２１の一構成例を示す図
【図１１】本発明の第三の実施例における時間フィルタ回路２１の一構成例を示す図
【図１２】本発明の第四の実施例に係るテレビジョン表示装置のブロック図
【図１３】本発明の第四の実施例に係る映像表示装置のブロック図
【図１４】第四の実施例における時間フィルタ回路２１の一構成例を示す図
【図１５】ＯＳＤ要素と出現・消失エリアテーブルの一例を示す図
【図１６】バックライトの一構成例を示す図
【図１７】バックライトの他の構成例を示す図
【図１８】バックライトの他の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。尚、以下の説明においては、同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して重複した説明を省略するものとする。
【実施例１】
【００１２】
本発明の第一の実施例を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第一の実施例に係る映像表示装置のブロック図を示しており、図において、エリア制御回路１は、例えばＬＳＩ等の集積回路で構成され、入力映像信号１１に基づき、バックライト３を構成する各エリアに対応する光源の輝度をバックライト駆動回路２を介して制御する。更にエリア制御回路１は、入力映像信号１１に対して、バックライトの減光分を相殺するような映像補正を行い、補正後の映像信号１６を液晶パネル駆動回路４へ出力する。この映像補正の詳細については後述するものとする。
【００１３】
液晶パネル駆動回路４は入力された補正後の映像信号１６に従って液晶パネル５の各画素を駆動し、バックライト３から照射された光に対する透過率を制御する。これにより、液晶パネル５はバックライト３からの光を映像信号に応じて画素毎に変調することにより映像を表示する。
【００１４】
バックライト３と液晶パネル５は液晶モジュール９を構成する。本実施例に適用される液晶モジュール９の一構成例を図２に示す。この図ではバックライト３は縦４個、横４個の計１６個のエリアに分割されている。各エリアには、光源として例えば１または複数（例えば３個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）が設けられており、各エリアのＬＥＤに光強度（発光輝度）が、それぞれ個別に或いは独立に制御可能にされている。ここでは、説明を簡単にするために分割数を１６個としたが、実際には分割数はこれよりも多くしてもよく、任意の数とすることができる。
【００１５】
ここで、バックライト３の一構成例を図１６を参照して説明する。バックライトは、光源としてのＬＥＤ２００と導光板２０１及び反射板２０２を備えている。ＬＥＤ２００は、各導光板２０１のそれぞれに１〜３個配置されるものとするが、これに限定されるものではない。導光板２０１は、図２に示されるに、上から（バックライト部からの光の照射方向と対向する側、すなわち映像観察側から）見たときに矩形状を為しており、また、そのバックライト部の照射面の縦方向（図２の紙面上下方向）の断面は、図１６に示されるように、光が入射される端部からそれに対向する先端部にかけて徐々に厚さが薄くなる楔状を為している。これによって、光入射端部から先端部にかけて出射光の輝度分布が均一になるようにされる。
【００１６】
またＬＥＤ２００は導光板２０１の厚さの厚い方の端部に配置されており、当該厚さの厚い方の端部から対向する端部（厚さの薄い方の端部）に向けて光を出射する。また導光板２０１の底面には光を拡散反射するための所定の光学パターンが形成されている。そしてＬＥＤ２００からの光は、厚さが厚いほうの端部に入射され、導光板２０１内で上記光学パターン等で多重反射され、その上面から液晶表示パネル方向（図中矢印方向）へ光を出射する。また、導光板２０１の底面から導光板２０１外に透過した光は、導光板２０１の底面の下部に配置された反射シート２０２により反射されて再び導光板２０１に戻り、導光板２０１の上面（光出射面）から出射される。これにより、ＬＥＤ等の点光源を面状の光源に変換して光出射面から出射する。尚、本実施例では、ＬＥＤ２００として、電極面と平行な方向に光を出射するサイドビュー型のＬＥＤを用いているが、電極面と直交する方向に光を出射するトップビュー型のＬＥＤを用いてもよい。また、ＬＥＤの光の出射方向は、下側から上側に向かうようにしてもよい。
【００１７】
また上記例のバックライトは、断面形状が光源側の端部からそれに対向する端部にかけて徐々に厚さが薄くなる楔形の導光板を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、図１７、１８に示されるような、厚さがほぼ一定な導光板５８を備えたバックライトを用いることもできる。図１７は、導光板５８の、光出射面（紙面上側の面）に直交しＬＥＤ３０の光出射方向（図１７、図１８において矢印で図示）と平行な断面、すなわち図１８のＹ−Ｙ’断面図で、図１８は、導光板５８を光出射面から見た図である。図示されるように、厚さがほぼ一定な導光板５８を用いる場合は、導光板５８の背面側に孔もしくは溝１４１を複数設け、この孔もしくは溝１４１のそれぞれにサイドビュー型のＬＥＤ３０を複数個配置する。導光板５８の背面には位置される反射シート６０には、ＬＥＤ３０と対応する位置に孔が設けられており、この孔に反射シート６０の背面側からＬＥＤ３０を挿入し溝１４１に露出させる。ＬＥＤ３０は配線基板（光源基板）１４２に実装されており、この配線基板１４２と導光板５８の背面とで反射シート６０をサンドウィッチするように保持している。配線基板１４２、反射シート６０及び導光板５８に、例えば図示しない樹脂で構成された細長いピンなどを挿入してこれらを連結するようにしてもよい。
【００１８】
導光板５８の背面には光を拡散反射するための所定の光学パターンが形成されており、ＬＥＤ３０からの光は導光板５８の内部を進行し、導光板５８の背面に形成されたパターン等で多重反射して上面（光出射面）から出射される。導光板５８の背面を透過した光は導光板５８の底面の下部に配置された反射シート６０により反射されて再び導光板５８に戻り、導光板５８の上面（光出射面）から出射される。
【００１９】
このように、図１７及び図１８に示された構成のバックライトでも本実施例が適用できる。また図示しないが、導光板５８の光出射面の孔或いは溝１４１と対応する位置に、ＬＥＤ３０から上方に向かう光を減光するための例えば着色されたフィルムなどで構成された減光部材を設けてもよい。これにより、光出射面側から視認されるＬＥＤまたはに溝１４１に対応した形状の光スポットの明るさを低減できる。
【００２０】
尚、図１６、１７、１８において、バックライトのエリアに対応する部分を点線で囲っている。図１６の例では図示された全体が１つのエリアを構成しており、図１７〜１８の例では一部が１つのエリアを構成している。例えば図１６においては、１つの導光板２０１の光出射面の大きさがエリアの大きさと実質的に等しくなる。
【００２１】
このような構成のバックライト３、図２に示されるように液晶パネル５が重ね合わせられ、バックライト３から照射された光の透過量を液晶パネル５で制御することで映像が表現されることになる。液晶パネル５は複数の画素から構成されているが、図２に示すようにバックライト３のそれぞれのエリア（ここでは面状の「光源」として表している）に対応した複数の仮想的なエリア（以下、このエリアを「表示エリア」と呼ぶ場合もある。またバックライトのエリアを以下では「光源エリア」と呼ぶ場合もある）を有しているものとする。当然、これらの表示エリアはそれぞれが別体で構成されるものではない。なお、本実施例ではバックライト３と液晶パネル５はほぼ同じ大きさであることを想定しているが、かならずしも同じ大きさである必要はない。また、バックライト３の各エリアは物理的または光学的に完全に分離している必要はなく、一つのエリアを点灯させたときに、周囲のエリアへ光が広がっても構わない。
【００２２】
次にエリア制御回路１の内部動作について再び図１を参照して説明する。
【００２３】
初期調光値決定回路２０は、入力映像信号１１を解析し、各光源エリアにおける光源の光強度（光源輝度）の暫定値である初期調光値１２を算出する。初期調光値１２の算出方法には様々な方法が考えられるが、ここでは簡単に各表示エリアに属する画素の中で輝度が最大の画素値（最大輝度）を検出し、この最大輝度に対応する初期調光値を算出或いは取得するものとする。かかる初期調光値の算出或いは取得は、例えばメモリに最大輝度−調光値変換テーブルを予め記憶させておき、このテーブルから、検出した最大輝度に対応する初期調光値を引き出す（すなわち読み出す）ことで行うことができる。勿論、他の取得あるいは算出方法であっても構わない。
【００２４】
上記テーブルにおいては、最大輝度と初期調光値は、例えばほぼべき乗関係にあり、最大輝度が高くなるに従い大きい初期調光値のデータが得られるようにする。すなわち、最大輝度が高いほどその表示エリアに対応する光源エリアの輝度を高くする。また、この例では、検出した最大輝度が液晶パネルが表現できる階調の上限（例えば８ビット表現で２５５階調）と等しい場合は、光源であるＬＥＤを所定の最大光出力（ＬＥＤの最大定格または最大定格の８０〜９０％程度）の明るさで光らせる。ここで、上記所定の最大光出力を１００％の光源輝度とする。検出した最大輝度が液晶パネルの階調上限より低い場合は、最大輝度と階調上限との比率で光源の明るさを決定するものとする。例えば検出した最大輝度が１２７の場合は光源を５０％の明るさで光らせる。このように、映像信号の輝度に応じた光源の光強度は、基本的に、光源の１００％の明るさから減らす方向に制御されるので、光源の光強度（光源輝度）の制御の度合いを「減光率」と呼ぶ場合もある。
【００２５】
次に、この初期調光値１２に対して、時間フィルタ回路２１によって時間方向の応答、すなわち、ある表示エリアにおける映像信号の輝度変化に対する当該表示エリアに対応する光源エリアの光源制御（光強度制御）の応答速度（追従性）を調整もしくは制御することで最終調光値１３を算出する。すなわち、時間フィルタ回路２１は、映像の変化に対する光強度（光源輝度）制御の応答速度を制御するための応答特性制御部としての動作或いは機能を有する。最終調光値１３は、バックライト駆動回路２経由でバックライト３の各光源の輝度を制御するための値である。時間フィルタ回路２１の動作については後述する。
【００２６】
上記最終調光値１３は、映像補正処理のための補正倍率を算出するためにも使用される。映像補正処理は、バックライト３の各光源の輝度を調整することにより、液晶パネル５のある画素位置のバックライトの光源輝度が１／Ｎに下がったとき、その位置の液晶素子の透過率をＮ倍することで、見た目の明るさを維持する処理である。映像補正倍率を算出するためには、液晶パネルの表示面における各座標、すなわち液晶パネルの各画素（液晶素子）位置における光源輝度の減光率を求める必要がある。これを行うのが、バックライト輝度分布予測回路２２である。バックライト輝度分布予測回路２２では、全ての光源エリアをそれぞれの最終調光値１３に従って点灯させたときのバックライトの第１輝度分布を求め、この第１輝度分布と全光源エリアを１００％の光強度で点灯させた時のバックライトの第２輝度分布とを比較し差分を求めることで減光率の空間分布を得る。上記第１輝度分布は、例えば、各光源エリアの各々を対応する最終調光値１３に従って点灯させたときの各光源エリア単独の輝度分布を、全光源エリアに亘って畳み込み演算することにより求められる。また上記第２輝度分布は、例えば、各光源エリアの各々を１００％の光強度で点灯させたときの各光源エリア単独の輝度分布を、全光源エリアに亘って畳み込み演算することにより求められる。
【００２７】
補正倍率算出回路２３は、上記バックライト輝度分布予測回路２２で求められた各座標の減光率に応じて映像信号を補正するために必要な映像補正倍率１５を算出する回路である。かかる映像補正倍率１５を求めるために、補正倍率算出回路２３は例えば減光率−補正倍率テーブルを有し、映像補正倍率１５は、該テーブルを参照し、上記求められた減光率に対応する補正倍率を読み出すことで求めることができる。
【００２８】
映像補正回路２４は入力映像信号１１と映像補正倍率１５を画素毎に乗算することにより、補正後映像１６を算出する。これによって、映像の輝度によってバックライトの光源輝度を低下させた場合でも、各画素の映像の輝度を元の映像の輝度に維持することができる。
【００２９】
上述したバックライト輝度分布予測回路２２、補正倍率算出回路２３及び映像補正回路のより詳細な動作については、本実施例の特徴と直接的に関係がないため、ここでは省略するものとする。
【００３０】
タイミング生成回路２９は、入力映像信号１１に付随して入力される水平同期、垂直同期、ブランク等のタイミング信号１０からエリア制御回路１の各種内部回路を動作させる際に必要となる内部タイミング信号１９を生成する。
【００３１】
次に本実施例の特徴部分となる応答特性制御部としての時間フィルタ回路２１の詳細を説明する。時間フィルタ回路２１は、光源輝度の急激な変化を抑えて、フリッカーやちらつき等の弊害を軽減するための回路であり、ローパスフィルタに近い動作を行う。本実施例の特徴がより理解し易くするために、最初に、単純なＩＩＲ（Infinite Impulse Response）型フィルタを用いた時間フィルタの動作および課題を説明し、その後に本実施例に係る新しい時間フィルタについて説明する。尚、図３では、かかる単純なＩＩＲ型フィルタで構成した時間フィルタを符号２００で示すものとする
図３において、最終調光値１３は、フレームｔにおけるエリア(x,y)の最終調光値F(t,x,y)を以下の数１に従って算出する。
（数１） F(t,x,y)＝I(t,x,y)×K＋F(t-1,x,y)×(1-K)
ここで、I(t,x,y)はフレームｔにおけるある光源エリア(x,y)の初期調光値、F(t-1,x,y)はフレームｔの時間的に直前のフレームｔ−１におけるエリア(x,y)の最終調光値である。ここでフレームｔとｔ−１は時間的に連続し、互いに隣接している。Ｋはフィルタの応答速度を決めるパラメータであり、０から１の範囲の値である。ここで、初期調光値および最終調光値は０％から１００％の値で表すこととする。０％は対応する光源を完全に消灯することに相当し、１００%は対応する光源を上述した所定の最大光出力で点灯することに相当する。
【００３２】
すなわち、図３の例において、積和演算器２１０は、フィルタ係数Ｋ、初期調光値決定回路２０からのフレームｔの初期調光値I(t,x,y)、及びフレームｔ−１の最終調光値F(t-1,x,y)がそれぞれ入力され、上記数１に示された積和演算を行い、フレームｔの最終調光値F(t,x,y)を演算して出力する。フレームｔ−１の最終調光値F(t-1,x,y)は、積和演算器２１０から出力されたフレームｔの最終調光値F(t,x,y)を、例えばバッファメモリで構成される１フレーム遅延器２１１で１フレーム期間一時的に保持することにより生成される。この図では、時間フィルタ回路２００は一系統だけ示しているが、論理的には時間フィルタ回路２００はエリア数と同じ数存在することになる。ただし、例えば複数のエリアについて１つの系統を時分割で使用する等の工夫を行うことで、物理的な個数はエリア数よりも少なくすることが可能である。
【００３３】
図４にこの時間フィルタ回路２００の応答特性の例を示す。この例では、時間フィルタ回路２００に入力される初期調光値１２は、最初は０％であり、フレーム０（現フレーム）において、０％から１００％にステップ状に変化したあとこれを維持している図中の符号５００で示される）。この場合、フィルタ係数Ｋの値に応じて、最終調光値１３の値は、図中の特性５０１、特性５０２、特性５０３のように変化することになる。特性５０１はフィルタ係数Ｋが比較的小さい（Ｋ＝０．１）場合の応答特性であり、最終調光値１３は図示されるようにゆっくりと変化することになる。すなわち、応答速度が遅い特性である。この場合、最終調光値１３は入力映像信号に含まれる細かいノイズに影響されにくくなる反面、目標とするバックライト輝度（この例では１００％）に到達するまでの時間が長くなる。一方、特性５０３はフィルタ係数Ｋが比較的大きい（Ｋ＝０．５）場合であり、最終調光値１３は特性５０１に比べ速く変化することになる。すなわち、応答速度が早い特性である。この場合、最終調光値１３は入力映像信号に含まれる細かいノイズに影響されやすくなりフリッカーのような弊害が発生しやすくなるが、目標とするバックライト輝度に速く到達することが可能である。
【００３４】
特性５０２はＫ＝０．２のときの応答特性であり、応答速度、ノイズに対する影響の度合い、及び目標輝度への到達速度は特性５０１と５０３のおおよそ中間となる。
【００３５】
このようにフィルタ係数Ｋを調整することで時間フィルタ回路２００の応答特性を変えることが可能である。ただし、全ての映像に対して適用可能なＫの値は存在せず、最適なＫの値は様々な条件によって変動する。
【００３６】
例えば、図５のように暗い背景上を明るい物体が横方向に移動している場合を考える。この例ではフレームＦ〜Ｆ＋３は時間的に連続して互いに隣接しており、フレームＦ＋１にて、移動物体がエリアＡからエリアＢに進入するため、各エリアの最大画素値を用いて初期調光値１２を決定する本実施例の方式では、エリアＢの初期調光値１２が急に大きくなることになる。しかし、人間の視線は移動物体に追従して動いているため、映像自体はあまり変化していないと認識される。ここで、フィルタ係数Ｋが大きいと、映像自体があまり変化していないように見えているにもかかわらず、エリアＢの光源輝度が急激に高くなるように変化するため、ちらつきのような違和感が感じられる可能性が高い。よって、上記のように明るい物体があるエリアにその周辺エリアから進入もしくは移動してきたことにより、当該エリアの初期調光値１２が大きく変化する場合には、最終調光値１３の変化速度をあまり速くしすぎないことが必要とされる。また、この例では、フレームＦでエリアＡの光源が明るく点灯しているため、エリアＡの光源から漏れてくる光によりエリアＢがある程度明るくなっており、フレームＦ＋１におけるエリアＢの光源輝度の立ち上がりが多少遅くとも、立ち上がり時前後においては、明るい物体について大きな輝度低下が生じにくい。
【００３７】
次に、図６のように、暗い背景上に明るい物体が出現するケースについて考える。フレームＦ＋１にて、明るい物体がエリアＢに急に出現してその状態が継続した場合を考える。この場合、各エリアの最大画素値を用いて初期調光値１２を決定する本実施例の方式では、エリアＢの初期調光値１２が急に大きくなることになる。ただし、このケースでは、図５の場合と異なり、エリアＢに隣接するエリアのバックライト輝度が高くないため、周囲エリアからの漏れ光を期待することができない。このため、エリアＢの光源輝度をある程度急激に上げないと、バックライト輝度が出現した物体が必要とする輝度に到達するまでに時間がかかり、明るい物体について輝度低下が視認されやすい。また、この例では、存在していない物体が急激に出現するため、映像自体の変化が大きく、光源の輝度変化に伴う明るさの変化が映像自体の変化に隠されて人間には視認されにくい傾向にある。このため、図６のようなケースでは、フレームＦ＋１でエリアＢの光源輝度をある程度急激に上げた方が、画質的に良い結果が得られる。
【００３８】
この２つの例では、フレームＦ＋１の入力映像信号は同一であり、かつ、フレームＦとフレームＦ＋１のエリアＢの初期調光値も同じであるが、図５の様に物体が移動してエリアＢに進入してきた場合と、図６の様に物体が急にエリアＢに出現してきた場合では、最適な時間フィルタの応答特性は異なることになる。
【００３９】
図５及び図６では、明るい物体が移動するケースと突然現れるケースがそれぞれ別に生じる例を示したが、実際には同一画面内で両者のケースが同時に発生することもある。これを図７の例を用いて説明する。この例では、時間的に連続する隣接した２つのフレームであるフレームＮとＮ−１において、フレームＮ−１の映像がフレームＮの映像に変わる際に、画面右上にＯＳＤ表示が出現し、画面下部の白文字の字幕が左方向にスクロールしている。ここで、右上のＯＳＤ表示を含むエリアＣに着目すると、フレームＮ−１には存在しない明るい物体がフレームＮで急に出現したことになる。これは図６のケースに相当しており、エリアＣでは最終調光値１３が速く変化するような時間フィルタの特性とすることが好ましい。一方、エリアＤでは、フレームＮ−１ではエリアＤの右側のエリアにあった字幕が、フレームＮでは左方向へ移動してエリアＤに進入してきている。これは、先程の図５のケースに相当し、エリアＤでは、最終調光値１３が遅く変化するような時間フィルタの特性とすることが好ましい。このように、最適な時間フィルタ特性はエリア毎に異なる可能性があるため、時間フィルタのフィルタ係数Ｋの値をエリア単位で調整する仕組みがあると、より自然な映像表示が可能となる。
【００４０】
これを可能にするために本実施例で導入した新しい時間フィルタ２１の動作を図８の構成図を用いて説明する。この図において、積和演算器２１０とフレーム遅延回路２１１は、図３に示されたものと同じ動作をするものであり、ここでは詳細な説明を省略する。積和演算器２１０での演算で使用される、時間フィルタ２１の応答特性を決めるフィルタ係数Ｋは、速い応答特性に対応したＫｆと、遅い応答特性に対応したＫｓの二種類の値が予め用意されている。ここで、両係数の関係は、Ｋｆ＞Ｋｓであるものとする。そして、セレクタ２１２により、出現・消失判定結果信号２２０の値に応じてＫｓ，Ｋｆのどちらか一方をフィルタ係数Ｋとして選択し積和演算器２１０へ入力するようになっている。すなわち、出現・消失判定結果信号２２０が真（すなわち画面上に明るい物体の出現または消失が生じた場合）であれば、セレクタ２１２はフィルタ係数Ｋｆを選択し、時間フィルタ回路２１は速めの応答特性となり、偽（すなわち画面上に明るい物体の出現または消失が生じない場合）であれば、セレクタ２１２はフィルタ係数Ｋｓを選択し、時間フィルタ２１は遅めの応答特性となる。
【００４１】
出現・消失判定回路２１４は、明るい物体の出現判定を行う回路と消失判定を行う回路から構成される。出現判定は、現在のフレームにその直前のフレームに存在しなかった物体が出現した場合、消失判定は、現在のフレームからその直前のフレームに存在していた物体が消失した場合に真となる。ただし、初期調光値１２の値に影響を与えないような物体の出現や消失は検出を行わないようになっている。
【００４２】
ここで、この出現・消失判定回路２１４の仕組みについて説明する。図９は判定対象とするエリア(x,y)とその周囲８エリアの合計９エリアの初期調光値12を示した図である。この図を用いて出現・消失判定の検出方法を説明する。この説明の中で、I(N,x,y)はフレームＮにおけるエリア(x,y)の初期調光値１２を示している。出現判定には次の式を用いる。
（数２）
max( I(N-1, x+i, y+j) ) i=-1,0,1、j=-1,0,1 ≪ I(N, x, y)
ここで左辺のｍａｘ関数は、ｉを−１，０，１、ｊを−１，０，１の範囲で独立に変化させて得られる９つの初期調光値の中の最大値を出力する関数である。すなわち、数２は、フレームＮ−１において、対象エリアを中心とした３×３のエリアにおける初期調光値の中の最大値に比べて、フレームＮの対象エリアの初期調光値が十分に大きければ、フレームＮにおいて対象エリアに明るい物体が出現したと判定する式である。
【００４３】
一方、明るい物体が移動しながら、フレームＮにおいて図９の中央のエリア(x,y)に進入するためには、直前のフレームであるフレームＮ−１において中央エリアまたはその隣接8エリアのどれかを通過する必要がある。この場合には、数２の左辺が右辺とほぼ等しくなるため、式２は成立しないことになる。明るい物体の移動速度が非常に速い場合は、直前のフレームで明るい物体が隣接８エリアの外側に位置している可能性もあるが、フレームレートが十分に高ければ、このようなケースが発生する可能性は低いと言える。
【００４４】
また、数２を実際に適用する際には、右辺が左辺に比べて十分に大きいかどうかの判定は、パラメータαを導入し、例えば次の数３の真偽を判定することで実現可能である。
（数３）
max( I(N-1, x+i, y+j) ) i=-1,0,1, j=-1,0,1 ×α ＜ I(N, x, y)
αはどの程度の差があれば非常に大きいと判定するかを指定するためのパラメータである。例えばα＝２とすると、数２の右辺が左辺の２倍以上である場合に、数３が真となる。本実施例では、αの値は２以上とする。すなわち、数２において、右辺が左辺の２倍以上であれば数２の条件を満足すると判定する。
【００４５】
同様に、消失判定には以下の式を用いる。
（数４）
I(N-1,x,y) ≪ max( I(N, x+i, y+j) )i=-1,0,1、j=-1,0,1
数４において、左辺のmax関数の定義は出現判定（数２）の場合と同じである。すなわち、数４は、フレームＮ−１の対象エリアの初期調光値に比べて、フレームＮにおいて対象エリアを中心とした３×３のエリアにおける初期調光値の中の最大値が十分に大きければ、フレームＮにおいて対象エリアから物体が消失したと判定する式である。かかる消失判定は、出現判定と同様に対象エリアに存在していた明るい物体が移動しながら対象エリア外に出るには、隣接８エリアのどれかを通過する必要があるという原理に基づいている。明るい物体の移動速度が非常に速いケースは上述の出現判定の場合と同様に発生する可能性が低いものと考える。
【００４６】
また、数４において右辺が左辺に比べて十分に大きいかどうかの判定は、パラメータβを導入し、例えば次の数５の真偽を判定することで実現可能である。
（数５）
I(N-1,x,y)×β ＜ max( I(N, x+i, y+j) )i=-1,0,1、j=-1,0,1
例としてβ＝２とすると、式４の左辺が右辺の１／２よりも小さければ式５が真となる。本実施例では、βの値は２以上とする。すなわち、数４において、右辺が左辺の２倍以上であれば数４の条件を満足すると判定する。
【００４７】
出現・消失判定回路２１４は、数３及び数５の条件式の真偽を判定し、どちらか一方でも真であれば、真を出力し、両方共に偽の場合に偽を出力する。前段の遅延回路２１３は数３や数３５で参照する１フレーム前の初期調光値１２を１フレーム期間保持して出現・消失判定回路２１４に出力するための回路である。
【００４８】
前述のように出現・消失判定回路２１４の出力２２０はセレクタ２１２に接続されている。よって、対象としているエリアで物体の出現または消失が発生した場合には、フィルタ係数Ｋｆが選択されて積和演算器２１０により数１に従い最終調整光値１３を演算して出力する。これにより時間フィルタ回路２１の応答が速くされる。それ以外の場合には、フィルタ係数Ｋｓが選択されて積和演算器２１０により数１に従い最終調整光値１３を演算して出力する。その結果、時間フィルタの応答が遅くされる。
【００４９】
上述した図４の例では、明るい物体の突然の出現を例にして図示しているが、上述のように明るい物体が突然消失した場合も同様である。上述のように出現・消失判定回路２１４は、明るい物体が突然消失した場合は消失判定結果が真となり、セレクタ２１２はフィルタ係数Ｋｆを選択し、積和演算器２１０により応答速度が速い応答特性を得る。従って、例えば図４において初期調光値が１００％から０％に急激に変化した場合（つまり明るい物体が突然消失した場合）に応答特性５０３のような最終調光値１３が得られ、明るい物体が突然消失した後のエリアの光源輝度は迅速に（例えば数〜５フレーム程度で）０、または予め定められた０よりも大きい最低値に収束する。よって、明るい物体が突然消失した後でもエリアが長時間に亘って光ることが抑制され、以って、当該エリアにおいて局部的な残像のような現象が生じることを防止することができる。
【００５０】
上述のようにして得られた最終調整光値１３は、図１の液晶パネル駆動回４に入力され、ここで最終調整光値１３に応じた例えばＰＷＭ方式のＬＥＤ駆動信号が生成されてバックライト３の各エリアの光源（ＬＥＤ）に供給される。これにより、バックライト３の各エリアは最終調整光値１３に応じた明るさを持つ光を液晶パネル５に照射する。
【００５１】
このように本実施例の構成によれば、時間的に連続する２つのフレーム間で例えばＯＳＤ画面（メニュー画面など）のような明るい物体が突然出現または消失した場合に、それに応じて光源エリア毎に光源制御の応答速度を調整または制御することができる。従って、例えば図７のように画面を明るい物体が移動するケースと明るい物体が突然出現または消失するケースの両方が同時に画面上で発生したとしても、各エリアについて適切な光源輝度の制御を行うことができる。すなわち本実施例によれば、局所的に明るい物体の出現や消失が生じても、それに対応してフリッカや画面のちらつき、更には局部的な残像のような現象を抑制でき、より高画質な映像を表示するのに好適なエリア制御の技術を提供することができる。
【００５２】
上述した例では、光源としてＬＥＤを用いたが、これに限られるものではなく、例えば半導体レーザ等のレーザ光源を用いてもよい。またバックライト３は導光板を用いたものとしたが、これに限られるものではない。例えば、液晶パネルの背面に直接的に光を照射する、いわゆる直下方式のバックライトにおいても仮想的に表示エリア及び光源エリアが定義できるものであれば、同様に本実施例を適用することができる。
【実施例２】
【００５３】
次に図１０を参照して本発明の第二の実施例を説明する。 第一の実施例では、数３及び数５では初期調光値１２を参照しているため、セレクタ２１２でフィルタ係数Ｋｆが選択されるのは物体の出現または消失が発生した瞬間の１フレームのみである。しかし、フィルタ係数Ｋｆ選択時の時間フィルタ回路２１の応答特性が十分に速くない場合には、１フレームよりも長い期間に亘って、フィルタ係数Ｋｆを選択したままとするほうが好ましい場合がある。このような場合には、時間フィルタ回路２１を図１０のような構成にするとよい。
【００５４】
この構成によれば、出現・消失判定回路２１４での出現・消失判定に使用されるのは直前のフレームの初期調光値I(N-1,x,y)ではなく、最終調光値F(N-1,x,ｙ)となる。従って、出現・消失判定回路２１４における出現・消失の判定条件は、それぞれ、数３及び数５に代えて下記数６３及び数７のようになる
（数６）
max( F(N-1, x+i, y+j) )i=-1,0,1、j=-1,0,1 ×α ＜ I(N, x, y)
（数７）
F(N-1, x, y)×β ＜ max( I(N, x+i, y+j) )i=-1,0,1、j=-1,0,1
本実施例では、第一の実施例に比べ次の効果を得ることができる。すなわち、上記構成の時間フィルタ回路２１によって、最終調光値F(N-1,x,y)は初期調光値I(N-1,x,y)よりも緩やかに変化するため、α、βを適切に選ぶことで、出現・消失判定結果信号２２０を１フレームよりも長い期間の間、真の状態で維持することができる。これにより、フィルタ係数Ｋｆを、物体が出現または消失したときの１フレームのみならず、この１フレームよりも長い期間に亘って選択し続けることが可能となり、時間フィルタ回路２１の応答速度をより速くすることができる。
【実施例３】
【００５５】
次に図１１を参照して本発明の第三の実施例を説明する。
【００５６】
第一の実施例でＫｆの値を１に設定すると、フィルタ係数Ｋｆ選択時には時間フィルタ回路２１をバイパスさせたのと同じ効果を得ることができる。これは図１１に示す構成と同じ動作となる。
【００５７】
すなわち、出現・消失判定回路２１４によって、物体の出現または消失が発生したと認識されたエリアでは、セレクタ２１２により、初期調光値１２の値が最終調光値１３の値として選択される。それ以外のエリアでは、積和演算器２１０とフレーム遅延回路２１１による上記数１に示されるような時間フィルタ処理が行われた結果が最終調光値１３の値として選択される。本実施例の方式では、１フレームの間に初期調光値１２の値がそのまま最終調光値１３に適用されるので、第二の実施例のように、出現・消失判定結果信号２２０をしばらくの間保持するための構成や処理は不要である。
【実施例４】
【００５８】
続いて図１２〜１５を参照して本発明の第四の実施例を説明する。
【００５９】
テレビジョン放送で放送される番組を表示するテレビジョン表示装置或いはそれを受信する受信装置等において、該番組の映像に重ね合わせてチャンネル番号、番組情報、或いはメニュー画面等のＯＳＤを表示する場合、かかるＯＳＤの表示位置は装置内部において予め定められている。尚、ここでは、ＯＳＤとしてユーザに提示される文字及び図形などの情報を含む部分を「ＯＳＤ要素」と呼び、このＯＳＤ要素を含む画面を「ＯＳＤ画面」と呼ぶこととする。
【００６０】
従って、装置内で明るい物体であるＯＳＤ要素の出現または消失が発生するエリアを知ることができるため、エリア制御回路１の内部で物体の出現・消失判定を行わずに、装置内部に設けられたセットマイコン等から出現・消失情報を設定することも可能である。
【００６１】
本実施例は、上記ＯＳＤの性質を利用して為されており、その構成の詳細をテレビジョン表示装置を例にして図１２等を参照して説明する。尚、ここでは、図７のフレームＮにおいて右上に出現するＯＳＤ要素６０を例に説明する。本実施例ではテレビ番組とＯＳＤ要素６０との重畳はエリア制御回路１の前段のＯＳＤ重畳回路６で行っている。
【００６２】
図１２において、ユーザがテレビジョン表示装置の操作パネルにある、例えばＯＳＤ要素を表示させるためのスイッチ５１、またはテレビジョン表示装置を遠隔操作するためのリモコン装置（図示せず）のＯＳＤ要素を表示させるためのボタン（例えば「番組表示」、「メニュー」ボタン等）を操作すると、セットマイコン５０がそれを認識し、必要な処理を行うと同時に、テレビ番組の映像に、ＯＳＤメモリ７に格納されたＯＳＤ要素の表示データを読み出してＯＳＤ要素６０を重ね合わせて表示する（図７参照）。これは、セットマイコン５０がＯＳＤメモリ７に、例えば図１５の右上にあるような、ＯＳＤ要素６０を含むＯＳＤ画面３２に相当するデータを書き込むことによって行われる。ＯＳＤ画面３２はＯＳＤ要素６０以外の領域はあらかじめ定められた透明色（この例では黒）で塗られており、ＯＳＤ要素６０の部分だけが本来の色で描画されている。ＯＳＤ重畳回路６は、ＯＳＤメモリ７からＯＳＤ画面３２のデータを読み出し、この透明色情報及びＯＳＤ要素６０を用いて、重畳前の入力映像３１とＯＳＤ画面６０重ね合わせる。
【００６３】
すなわち、ＯＳＤ画面３２で透明色（黒）となっている画素については、重畳前の入力映像信号３１の画素値を選択し、それ以外の部分、すなわちＯＳＤ要素６０の部分については、ＯＳＤ画面３２の画素値（ＯＳＤ要素６０の画素値）を選択して二つの映像を合成することで、ＯＳＤ重畳後の入力映像信号１１を生成する。
【００６４】
上述した第一〜第三の実施例では、エリア制御回路１の内部でＯＳＤ重畳後の入力映像信号１１を解析して、ＯＳＤ要素６０の出現・消失を検出していたが、本実施例では、ＯＳＤ要素６０を描画しているセットマイコン５０が明るい物体としてのＯＳＤ要素６０の出現・消失情報を生成し、エリア制御回路１へ通知する。
【００６５】
本実施例では、上記ＯＳＤ要素６０の出現・消失情報をエリア毎に生成するにあたり、図１５の右下に図示される、１エリアあたり１ビットの情報で表した出現・消失マップ３３のようなデータ形式を用いる。図１５の例では、エリア制御のためのエリア分割数が横６個、縦４個の例を示している。図示された出現・消失マップ３３において、値が「１」となっているエリアはＯＳＤ要素６０の出現または消失が生じたことを示しており、時間フィルタ回路２１の応答を速くさせる必要がある、または早くさせた方が好ましいエリアを示している。値が「０」となっているエリアは、ＯＳＤ要素６０の出現や消失が無く、時間フィルタ回路２１の応答を遅くさせる必要がある、または遅くさせたほうが好ましいエリアを示している。
【００６６】
本実施例では、セットマイコン５０がＯＳＤ画面３２を作成する際に、上記出現・消失マップ３３も作成する。この出現・消失マップ３３作成は、入力映像信号３１の１フレーム毎に行われる。出現・消失マップ３３の作成方法は様々な方法が考えられる。例えば、着目したエリア内で、ＯＳＤ画面３２における透明色からそれ以外の色への変化またはそれ以外の色から透明色へ変化した画素が、エリア内の全画素の５０％以上あれば、そのエリアで出現・消失があったと判定するなどの方法が考えられる。
【００６７】
また、上述のようにＯＳＤ要素６０が出現または消失する画面上の位置は予め定められている。ここでは、図１５の右下の図において右上隅部のエリア及びその左隣のエリアの２エリアが、予め定められたＯＳＤ要素６０が出現または消失する位置に対応したエリアとする。この場合において、ＯＳＤ要素６０が表示されていない状態からＯＳＤ要素６０を表示させるためのユーザ操作（例えば「メニュー」ボタンの押下げ）により発生されたＯＳＤ表示指令に応答して、当該操作のタイミングで出現・消失マップ３３の上記２エリアに対応する値を「０」から「１」に書き換える。逆に、ＯＳＤ要素６０の表示を消去する操作がなされた場合は、そのタイミングで出現・消失マップ３３の上記２エリアに対応する値を「１」から「０」に書き換える。このように、画素値を検出せずにユーザ操作に応じて出現・消失マップ３３を作成することもまた好適である。更にまた、例えば緊急地震速報等の特定の放送信号を受信したときや、表示装置内部の記録装置または外部に接続された記録装置が予約されたタイマー録画を開始するときに、セットマイコン５０によって自動的にＯＳＤが表示される場合もある。従って、特定放送信号の受信時または装置の所定イベントの開始時にセットマイコン５０で自動的に発生するＯＳＤ表示指令に応答して上記出現・消失マップ３３の書き換えを行ってもよい。
【００６８】
このようにしてセットマイコン５０で作成された出現・消失マップ３３は、ステムバス１７を介して、エリア制御回路１に書き込まれる。本実施例では、図１３の様に、セットマイコン５０によってシステムバス１７を介して書き込まれた出現・消失マップ３３のデータはマイコンＩ／Ｆ回路２８で受信され、内部システムバス１８によりエリア制御回路１内の時間フィルタ回路２１を含む各回路へ送信される。
【００６９】
本実施例における出現・消失マップ３３を用いた時間フィルタ回路２１の構成、動作について図１４を参照して説明する。図１４において、内部システムバス１８により送信された出現・消失マップ３３のデータ時間フィルタ回路２１内部の出現・消失エリアテーブル２２０へ書き込まれる。
【００７０】
エリア制御動作時には、処理対象となっているエリアに対応した出現・消失情報が出現・消失エリアテーブル２２０から読み出され、この値に応じてセレクタ２１２が選択される。この例では、出現・消失情報が「１」のエリアでは、応答速度を速くすべく、初期調光値１２がセレクタ２１２の出力となり、時間フィルタ処理がバイパスされる。一方、出現・消失情報が「０」のエリアでは、応答速度を遅くすべく、積和演算器２１０の出力がセレクタ２１２の出力となり、通常の時間フィルタ処理が行われる。このときのフィルタ係数Ｋは、上述したフィルタ係数Ｋｓに相当する値が用いられる。出現・消失情報が「１」のエリアで、上述したフィルタ係数Ｋｆで積和演算器２１０により時間フィルタ処理を行うようにしてもよい。このように、本実施例に係る出現・消失エリアテーブル２２０は、第一〜第三の実施例に示された出現・消失判定回路２１４の代わりに物体の出現・消失の判定のための判定部として用いられるものである。
【００７１】
このようにすることで、第三の実施例と同様に明るい物体であるＯＳＤ要素６０が出現・消失したエリアのみ、時間フィルタの応答を速くすることが可能となる。
【００７２】
第四の実施例の方式の利点としては、ＯＰＤ要素６０の出現の有無を映像から検出するのでなく、例えばユーザ操作に応じてセットマイコン５０から通知するため、少なくとも装置内で生成されるＯＳＤ要素６０については誤検出が発生しないことや、出現・消失を検出するための回路が不要となることがある。また、第四の実施例の方式では、入力映像信号１１が同一であっても、ＯＳＤ情報が装置外部で挿入されＯＳＤ重畳前の入力映像信号３１の段階で既に映像内に含まれている場合と、ＯＳＤ情報がセットマイコン５０で生成され、ＯＳＤ要素としてＯＳＤ重畳回路６で重畳される場合とでは、各光源の変化の仕方が異なるという特徴がある。このため、第一〜第三の実施例の方法と第四の実施例の方法を組み合わせて、ＯＳＤ要素の出現の有無を映像から検出しつつ、テレビジョン表示装置または受信装置内部で重畳したＯＳＤ要素については、出現・消失マップ３３を用いた処理を行うこともできる。このようにすることで、装置外部で重畳されたＯＳＤ要素についても検出しつつ、装置内部で重畳されたＯＳＤ要素は確実に検出可能に構成することも可能である。
【００７３】
上述した第一〜第四の実施例では、出現・消失判定回路２１４等で各エリアについて物体の出現と消失の両方を判定したが、物体の出現または消失のいずれか一方のみを判定するようにしてもよい。
【００７４】
また上述した第一〜第四の実施例については、それぞれ単独で実施できるし、またこれらを任意に組み合わせて実施できることは言うまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、液晶パネルに光を照射するためのバックライトを備えた映像表示装置において、バックライトを複数のエリアに分割して、各エリアの光強度を個別に制御する、いわゆるエリア制御に適用して好適である。
【符号の説明】
【００７６】
１：エリア制御回路、２：バックライト駆動回路、３：バックライト、４：液晶パネル駆動回路、５：液晶パネル、６：ＯＳＤ重畳回路、７：ＯＳＤメモリ、９：液晶モジュール、１０：タイミング信号、１１：入力映像信号、１２：初期調光値、１３：最終調光値、１４：バックライト輝度分布、１５：映像補正倍率、１６：補正後映像信号、１７：システムバス、１８：内部システムバス、１９：内部タイミング信号、２０：初期調光値決定回路、２１・２００：時間フィルタ回路、２２:バックライト輝度分布予測回路、２３：補正倍率算出回路、２４：映像補正回路、２８：マイコンＩ／Ｆ回路、２９：タイミング生成回路、３１：OSD重畳前の入力映像信号、３２：ＯＳＤ画面、３３：出現消失マップ、５０セットマイコン、５１：スイッチ、６０：ＯＳＤ要素、２１０：積和演算器、２１１：遅延回路、２１２：セレクタ、２１３：遅延回路、２１４：出現・消失判定回路、２２０：出現・消失判定結果信号、５００：初期調光値の時間変化、５０１〜５０３:応答特性
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示装置において、液晶パネルなどの表示デバイスに光を照射するためのバックライトを複数のエリアに分割し、各エリアの光強度を映像に応じて個別に制御可能にした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等の表示デバイスに光を照射するバックライトを使用して映像を表示する映像表示装置では、消費電力の削減のために、いわゆるエリア制御と呼ばれる技術が適用されつつある。エリア制御は、液晶パネルに光を照射するバックライトを複数のエリアに分割し、それぞれのエリアに対応して配置された光源の輝度（光源からの光の強度）を表示される映像に応じてエリア毎に独立に制御可能にした技術である。これによって、例えば映像の中の暗い部分に対応するエリアの光源の輝度を下げ、明るい部分に対応するエリアの光源の輝度を上げることができ、バックライトの電力を削減できる。
【０００３】
かかるエリア制御では、各エリアの光源の輝度は、そのエリアに対応する映像の最大輝度に応じて定められる場合が多い。この場合、例えば映像に含まれる高輝度なノイズによりバックライトの輝度が細かく変動し、フリッカやちらつき等の原因となる。これを解消すべく、例えば特許文献１では、光源制御値の時間変化を緩和するためにローパスフィルタを設け、光源制御値の時間変化の緩和率を光源制御値の減少時よりも増加時の方で低くすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-181075号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
あるエリアに明るい物体が表示される場合として、あるエリアの周囲のエリアから当該あるエリアに物体が進入する場合と、周囲のエリアから侵入することなく突然（時間的に連続する２つの隣接フレーム間で）物体が出現する場合がある。前者の場合は周囲エリアが光っているためにあるエリアは当該周囲のエリアからある程度の光が供給されるが、後者の場合は光が供給されないか、わずかな光しか供給されない。このため、前者の場合において、上記特許文献１に記載のように、明るい物体が進入したあるエリアについて光源制御値を急峻に増加させると、物体の明るさ所望の明るさよりも急激に高くなり、ちらつき等の視覚的な違和感が生じる。
【０００６】
また上記特許文献１に記載のものは、バックライトの輝度が減少するときの追従性が緩やかになるようにされているので、画面内に表示されていた例えばメニュー画面などのＯＳＤ（On Screen Display）のような明るい物体（オブジェクト）が急に消失する場合、対応するエリアの光源の輝度が緩やかに減少することになる。このため、特に背景の映像が暗い場合は明るい物体の消失後のエリアに、いわゆる残像のような現象が視認される場合がある。このような現象は液晶パネル等の表示デバイスに表示された映像の画質劣化の要因となる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、表示映像を高画質にするのに好適なエリア制御の技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明は、例えば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。すなわち、本発明は、エリア制御における明るい物体の出現や消失に相当する映像の変化が発生したエリアを検出し、そのエリア光強度制御の応答速度を制御するように構成したことを特徴とする。例えば、明るい物体が出現及び／または消失したエリアについては、他にアリアよりも光強度制御の応答速度を速くするものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明の構成によれば、通常の映像にはほとんど影響を与えることなく、例えばメニュー等のＯＳＤのような明るい物体の突然の出現または消失に伴う画質劣化を軽減または抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施例に係る映像表示装置のブロック図
【図２】第一の実施例における液晶モジュールの一構成例を示す図
【図３】第一の実施例に適用される時間フィルタ回路２１の一構成例（発明適用前）
【図４】時間フィルタ回路２００の応答特性の一例を示す図
【図５】移動する物体の例を示す図
【図６】出現する物体の例を示す図
【図７】移動する物体と出現する物体とが混在する例を示す図
【図８】第一の実施例における時間フィルタ回路２１の一構成例を示す図
【図９】初期調光値の位置関係を示した図
【図１０】本発明の第二の実施例における時間フィルタ回路２１の一構成例を示す図
【図１１】本発明の第三の実施例における時間フィルタ回路２１の一構成例を示す図
【図１２】本発明の第四の実施例に係るテレビジョン表示装置のブロック図
【図１３】本発明の第四の実施例に係る映像表示装置のブロック図
【図１４】第四の実施例における時間フィルタ回路２１の一構成例を示す図
【図１５】ＯＳＤ要素と出現・消失エリアテーブルの一例を示す図
【図１６】バックライトの一構成例を示す図
【図１７】バックライトの他の構成例を示す図
【図１８】バックライトの他の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。尚、以下の説明においては、同一の機能、構成を有する要素には同一の符号を付して重複した説明を省略するものとする。
【実施例１】
【００１２】
本発明の第一の実施例を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第一の実施例に係る映像表示装置のブロック図を示しており、図において、エリア制御回路１は、例えばＬＳＩ等の集積回路で構成され、入力映像信号１１に基づき、バックライト３を構成する各エリアに対応する光源の輝度をバックライト駆動回路２を介して制御する。更にエリア制御回路１は、入力映像信号１１に対して、バックライトの減光分を相殺するような映像補正を行い、補正後の映像信号１６を液晶パネル駆動回路４へ出力する。この映像補正の詳細については後述するものとする。
【００１３】
液晶パネル駆動回路４は入力された補正後の映像信号１６に従って液晶パネル５の各画素を駆動し、バックライト３から照射された光に対する透過率を制御する。これにより、液晶パネル５はバックライト３からの光を映像信号に応じて画素毎に変調することにより映像を表示する。
【００１４】
バックライト３と液晶パネル５は液晶モジュール９を構成する。本実施例に適用される液晶モジュール９の一構成例を図２に示す。この図ではバックライト３は縦４個、横４個の計１６個のエリアに分割されている。各エリアには、光源として例えば１または複数（例えば３個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）が設けられており、各エリアのＬＥＤに光強度（発光輝度）が、それぞれ個別に或いは独立に制御可能にされている。ここでは、説明を簡単にするために分割数を１６個としたが、実際には分割数はこれよりも多くしてもよく、任意の数とすることができる。
【００１５】
ここで、バックライト３の一構成例を図１６を参照して説明する。バックライトは、光源としてのＬＥＤ２００と導光板２０１及び反射板２０２を備えている。ＬＥＤ２００は、各導光板２０１のそれぞれに１〜３個配置されるものとするが、これに限定されるものではない。導光板２０１は、図２に示されるに、上から（バックライト部からの光の照射方向と対向する側、すなわち映像観察側から）見たときに矩形状を為しており、また、そのバックライト部の照射面の縦方向（図２の紙面上下方向）の断面は、図１６に示されるように、光が入射される端部からそれに対向する先端部にかけて徐々に厚さが薄くなる楔状を為している。これによって、光入射端部から先端部にかけて出射光の輝度分布が均一になるようにされる。
【００１６】
またＬＥＤ２００は導光板２０１の厚さの厚い方の端部に配置されており、当該厚さの厚い方の端部から対向する端部（厚さの薄い方の端部）に向けて光を出射する。また導光板２０１の底面には光を拡散反射するための所定の光学パターンが形成されている。そしてＬＥＤ２００からの光は、厚さが厚いほうの端部に入射され、導光板２０１内で上記光学パターン等で多重反射され、その上面から液晶表示パネル方向（図中矢印方向）へ光を出射する。また、導光板２０１の底面から導光板２０１外に透過した光は、導光板２０１の底面の下部に配置された反射シート２０２により反射されて再び導光板２０１に戻り、導光板２０１の上面（光出射面）から出射される。これにより、ＬＥＤ等の点光源を面状の光源に変換して光出射面から出射する。尚、本実施例では、ＬＥＤ２００として、電極面と平行な方向に光を出射するサイドビュー型のＬＥＤを用いているが、電極面と直交する方向に光を出射するトップビュー型のＬＥＤを用いてもよい。また、ＬＥＤの光の出射方向は、下側から上側に向かうようにしてもよい。
【００１７】
また上記例のバックライトは、断面形状が光源側の端部からそれに対向する端部にかけて徐々に厚さが薄くなる楔形の導光板を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、図１７、１８に示されるような、厚さがほぼ一定な導光板５８を備えたバックライトを用いることもできる。図１７は、導光板５８の、光出射面（紙面上側の面）に直交しＬＥＤ３０の光出射方向（図１７、図１８において矢印で図示）と平行な断面、すなわち図１８のＹ−Ｙ’断面図で、図１８は、導光板５８を光出射面から見た図である。図示されるように、厚さがほぼ一定な導光板５８を用いる場合は、導光板５８の背面側に孔もしくは溝１４１を複数設け、この孔もしくは溝１４１のそれぞれにサイドビュー型のＬＥＤ３０を複数個配置する。導光板５８の背面には位置される反射シート６０には、ＬＥＤ３０と対応する位置に孔が設けられており、この孔に反射シート６０の背面側からＬＥＤ３０を挿入し溝１４１に露出させる。ＬＥＤ３０は配線基板（光源基板）１４２に実装されており、この配線基板１４２と導光板５８の背面とで反射シート６０をサンドウィッチするように保持している。配線基板１４２、反射シート６０及び導光板５８に、例えば図示しない樹脂で構成された細長いピンなどを挿入してこれらを連結するようにしてもよい。
【００１８】
導光板５８の背面には光を拡散反射するための所定の光学パターンが形成されており、ＬＥＤ３０からの光は導光板５８の内部を進行し、導光板５８の背面に形成されたパターン等で多重反射して上面（光出射面）から出射される。導光板５８の背面を透過した光は導光板５８の底面の下部に配置された反射シート６０により反射されて再び導光板５８に戻り、導光板５８の上面（光出射面）から出射される。
【００１９】
このように、図１７及び図１８に示された構成のバックライトでも本実施例が適用できる。また図示しないが、導光板５８の光出射面の孔或いは溝１４１と対応する位置に、ＬＥＤ３０から上方に向かう光を減光するための例えば着色されたフィルムなどで構成された減光部材を設けてもよい。これにより、光出射面側から視認されるＬＥＤまたはに溝１４１に対応した形状の光スポットの明るさを低減できる。
【００２０】
尚、図１６、１７、１８において、バックライトのエリアに対応する部分を点線で囲っている。図１６の例では図示された全体が１つのエリアを構成しており、図１７〜１８の例では一部が１つのエリアを構成している。例えば図１６においては、１つの導光板２０１の光出射面の大きさがエリアの大きさと実質的に等しくなる。
【００２１】
このような構成のバックライト３、図２に示されるように液晶パネル５が重ね合わせられ、バックライト３から照射された光の透過量を液晶パネル５で制御することで映像が表現されることになる。液晶パネル５は複数の画素から構成されているが、図２に示すようにバックライト３のそれぞれのエリア（ここでは面状の「光源」として表している）に対応した複数の仮想的なエリア（以下、このエリアを「表示エリア」と呼ぶ場合もある。またバックライトのエリアを以下では「光源エリア」と呼ぶ場合もある）を有しているものとする。当然、これらの表示エリアはそれぞれが別体で構成されるものではない。なお、本実施例ではバックライト３と液晶パネル５はほぼ同じ大きさであることを想定しているが、かならずしも同じ大きさである必要はない。また、バックライト３の各エリアは物理的または光学的に完全に分離している必要はなく、一つのエリアを点灯させたときに、周囲のエリアへ光が広がっても構わない。
【００２２】
次にエリア制御回路１の内部動作について再び図１を参照して説明する。
【００２３】
初期調光値決定回路２０は、入力映像信号１１を解析し、各光源エリアにおける光源の光強度（光源輝度）の暫定値である初期調光値１２を算出する。初期調光値１２の算出方法には様々な方法が考えられるが、ここでは簡単に各表示エリアに属する画素の中で輝度が最大の画素値（最大輝度）を検出し、この最大輝度に対応する初期調光値を算出或いは取得するものとする。かかる初期調光値の算出或いは取得は、例えばメモリに最大輝度−調光値変換テーブルを予め記憶させておき、このテーブルから、検出した最大輝度に対応する初期調光値を引き出す（すなわち読み出す）ことで行うことができる。勿論、他の取得あるいは算出方法であっても構わない。
【００２４】
上記テーブルにおいては、最大輝度と初期調光値は、例えばほぼべき乗関係にあり、最大輝度が高くなるに従い大きい初期調光値のデータが得られるようにする。すなわち、最大輝度が高いほどその表示エリアに対応する光源エリアの輝度を高くする。また、この例では、検出した最大輝度が液晶パネルが表現できる階調の上限（例えば８ビット表現で２５５階調）と等しい場合は、光源であるＬＥＤを所定の最大光出力（ＬＥＤの最大定格または最大定格の８０〜９０％程度）の明るさで光らせる。ここで、上記所定の最大光出力を１００％の光源輝度とする。検出した最大輝度が液晶パネルの階調上限より低い場合は、最大輝度と階調上限との比率で光源の明るさを決定するものとする。例えば検出した最大輝度が１２７の場合は光源を５０％の明るさで光らせる。このように、映像信号の輝度に応じた光源の光強度は、基本的に、光源の１００％の明るさから減らす方向に制御されるので、光源の光強度（光源輝度）の制御の度合いを「減光率」と呼ぶ場合もある。
【００２５】
次に、この初期調光値１２に対して、時間フィルタ回路２１によって時間方向の応答、すなわち、ある表示エリアにおける映像信号の輝度変化に対する当該表示エリアに対応する光源エリアの光源制御（光強度制御）の応答速度（追従性）を調整もしくは制御することで最終調光値１３を算出する。すなわち、時間フィルタ回路２１は、映像の変化に対する光強度（光源輝度）制御の応答速度を制御するための応答特性制御部としての動作或いは機能を有する。最終調光値１３は、バックライト駆動回路２経由でバックライト３の各光源の輝度を制御するための値である。時間フィルタ回路２１の動作については後述する。
【００２６】
上記最終調光値１３は、映像補正処理のための補正倍率を算出するためにも使用される。映像補正処理は、バックライト３の各光源の輝度を調整することにより、液晶パネル５のある画素位置のバックライトの光源輝度が１／Ｎに下がったとき、その位置の液晶素子の透過率をＮ倍することで、見た目の明るさを維持する処理である。映像補正倍率を算出するためには、液晶パネルの表示面における各座標、すなわち液晶パネルの各画素（液晶素子）位置における光源輝度の減光率を求める必要がある。これを行うのが、バックライト輝度分布予測回路２２である。バックライト輝度分布予測回路２２では、全ての光源エリアをそれぞれの最終調光値１３に従って点灯させたときのバックライトの第１輝度分布を求め、この第１輝度分布と全光源エリアを１００％の光強度で点灯させた時のバックライトの第２輝度分布とを比較し差分を求めることで減光率の空間分布を得る。上記第１輝度分布は、例えば、各光源エリアの各々を対応する最終調光値１３に従って点灯させたときの各光源エリア単独の輝度分布を、全光源エリアに亘って畳み込み演算することにより求められる。また上記第２輝度分布は、例えば、各光源エリアの各々を１００％の光強度で点灯させたときの各光源エリア単独の輝度分布を、全光源エリアに亘って畳み込み演算することにより求められる。
【００２７】
補正倍率算出回路２３は、上記バックライト輝度分布予測回路２２で求められた各座標の減光率に応じて映像信号を補正するために必要な映像補正倍率１５を算出する回路である。かかる映像補正倍率１５を求めるために、補正倍率算出回路２３は例えば減光率−補正倍率テーブルを有し、映像補正倍率１５は、該テーブルを参照し、上記求められた減光率に対応する補正倍率を読み出すことで求めることができる。
【００２８】
映像補正回路２４は入力映像信号１１と映像補正倍率１５を画素毎に乗算することにより、補正後映像１６を算出する。これによって、映像の輝度によってバックライトの光源輝度を低下させた場合でも、各画素の映像の輝度を元の映像の輝度に維持することができる。
【００２９】
上述したバックライト輝度分布予測回路２２、補正倍率算出回路２３及び映像補正回路のより詳細な動作については、本実施例の特徴と直接的に関係がないため、ここでは省略するものとする。
【００３０】
タイミング生成回路２９は、入力映像信号１１に付随して入力される水平同期、垂直同期、ブランク等のタイミング信号１０からエリア制御回路１の各種内部回路を動作させる際に必要となる内部タイミング信号１９を生成する。
【００３１】
次に本実施例の特徴部分となる応答特性制御部としての時間フィルタ回路２１の詳細を説明する。時間フィルタ回路２１は、光源輝度の急激な変化を抑えて、フリッカーやちらつき等の弊害を軽減するための回路であり、ローパスフィルタに近い動作を行う。本実施例の特徴がより理解し易くするために、最初に、単純なＩＩＲ（Infinite Impulse Response）型フィルタを用いた時間フィルタの動作および課題を説明し、その後に本実施例に係る新しい時間フィルタについて説明する。尚、図３では、かかる単純なＩＩＲ型フィルタで構成した時間フィルタを符号２００で示すものとする
図３において、最終調光値１３は、フレームｔにおけるエリア(x,y)の最終調光値F(t,x,y)を以下の数１に従って算出する。
（数１） F(t,x,y)＝I(t,x,y)×K＋F(t-1,x,y)×(1-K)
ここで、I(t,x,y)はフレームｔにおけるある光源エリア(x,y)の初期調光値、F(t-1,x,y)はフレームｔの時間的に直前のフレームｔ−１におけるエリア(x,y)の最終調光値である。ここでフレームｔとｔ−１は時間的に連続し、互いに隣接している。Ｋはフィルタの応答速度を決めるパラメータであり、０から１の範囲の値である。ここで、初期調光値および最終調光値は０％から１００％の値で表すこととする。０％は対応する光源を完全に消灯することに相当し、１００%は対応する光源を上述した所定の最大光出力で点灯することに相当する。
【００３２】
すなわち、図３の例において、積和演算器２１０は、フィルタ係数Ｋ、初期調光値決定回路２０からのフレームｔの初期調光値I(t,x,y)、及びフレームｔ−１の最終調光値F(t-1,x,y)がそれぞれ入力され、上記数１に示された積和演算を行い、フレームｔの最終調光値F(t,x,y)を演算して出力する。フレームｔ−１の最終調光値F(t-1,x,y)は、積和演算器２１０から出力されたフレームｔの最終調光値F(t,x,y)を、例えばバッファメモリで構成される１フレーム遅延器２１１で１フレーム期間一時的に保持することにより生成される。この図では、時間フィルタ回路２００は一系統だけ示しているが、論理的には時間フィルタ回路２００はエリア数と同じ数存在することになる。ただし、例えば複数のエリアについて１つの系統を時分割で使用する等の工夫を行うことで、物理的な個数はエリア数よりも少なくすることが可能である。
【００３３】
図４にこの時間フィルタ回路２００の応答特性の例を示す。この例では、時間フィルタ回路２００に入力される初期調光値１２は、最初は０％であり、フレーム０（現フレーム）において、０％から１００％にステップ状に変化したあとこれを維持している図中の符号５００で示される）。この場合、フィルタ係数Ｋの値に応じて、最終調光値１３の値は、図中の特性５０１、特性５０２、特性５０３のように変化することになる。特性５０１はフィルタ係数Ｋが比較的小さい（Ｋ＝０．１）場合の応答特性であり、最終調光値１３は図示されるようにゆっくりと変化することになる。すなわち、応答速度が遅い特性である。この場合、最終調光値１３は入力映像信号に含まれる細かいノイズに影響されにくくなる反面、目標とするバックライト輝度（この例では１００％）に到達するまでの時間が長くなる。一方、特性５０３はフィルタ係数Ｋが比較的大きい（Ｋ＝０．５）場合であり、最終調光値１３は特性５０１に比べ速く変化することになる。すなわち、応答速度が早い特性である。この場合、最終調光値１３は入力映像信号に含まれる細かいノイズに影響されやすくなりフリッカーのような弊害が発生しやすくなるが、目標とするバックライト輝度に速く到達することが可能である。
【００３４】
特性５０２はＫ＝０．２のときの応答特性であり、応答速度、ノイズに対する影響の度合い、及び目標輝度への到達速度は特性５０１と５０３のおおよそ中間となる。
【００３５】
このようにフィルタ係数Ｋを調整することで時間フィルタ回路２００の応答特性を変えることが可能である。ただし、全ての映像に対して適用可能なＫの値は存在せず、最適なＫの値は様々な条件によって変動する。
【００３６】
例えば、図５のように暗い背景上を明るい物体が横方向に移動している場合を考える。この例ではフレームＦ〜Ｆ＋３は時間的に連続して互いに隣接しており、フレームＦ＋１にて、移動物体がエリアＡからエリアＢに進入するため、各エリアの最大画素値を用いて初期調光値１２を決定する本実施例の方式では、エリアＢの初期調光値１２が急に大きくなることになる。しかし、人間の視線は移動物体に追従して動いているため、映像自体はあまり変化していないと認識される。ここで、フィルタ係数Ｋが大きいと、映像自体があまり変化していないように見えているにもかかわらず、エリアＢの光源輝度が急激に高くなるように変化するため、ちらつきのような違和感が感じられる可能性が高い。よって、上記のように明るい物体があるエリアにその周辺エリアから進入もしくは移動してきたことにより、当該エリアの初期調光値１２が大きく変化する場合には、最終調光値１３の変化速度をあまり速くしすぎないことが必要とされる。また、この例では、フレームＦでエリアＡの光源が明るく点灯しているため、エリアＡの光源から漏れてくる光によりエリアＢがある程度明るくなっており、フレームＦ＋１におけるエリアＢの光源輝度の立ち上がりが多少遅くとも、立ち上がり時前後においては、明るい物体について大きな輝度低下が生じにくい。
【００３７】
次に、図６のように、暗い背景上に明るい物体が出現するケースについて考える。フレームＦ＋１にて、明るい物体がエリアＢに急に出現してその状態が継続した場合を考える。この場合、各エリアの最大画素値を用いて初期調光値１２を決定する本実施例の方式では、エリアＢの初期調光値１２が急に大きくなることになる。ただし、このケースでは、図５の場合と異なり、エリアＢに隣接するエリアのバックライト輝度が高くないため、周囲エリアからの漏れ光を期待することができない。このため、エリアＢの光源輝度をある程度急激に上げないと、バックライト輝度が出現した物体が必要とする輝度に到達するまでに時間がかかり、明るい物体について輝度低下が視認されやすい。また、この例では、存在していない物体が急激に出現するため、映像自体の変化が大きく、光源の輝度変化に伴う明るさの変化が映像自体の変化に隠されて人間には視認されにくい傾向にある。このため、図６のようなケースでは、フレームＦ＋１でエリアＢの光源輝度をある程度急激に上げた方が、画質的に良い結果が得られる。
【００３８】
この２つの例では、フレームＦ＋１の入力映像信号は同一であり、かつ、フレームＦとフレームＦ＋１のエリアＢの初期調光値も同じであるが、図５の様に物体が移動してエリアＢに進入してきた場合と、図６の様に物体が急にエリアＢに出現してきた場合では、最適な時間フィルタの応答特性は異なることになる。
【００３９】
図５及び図６では、明るい物体が移動するケースと突然現れるケースがそれぞれ別に生じる例を示したが、実際には同一画面内で両者のケースが同時に発生することもある。これを図７の例を用いて説明する。この例では、時間的に連続する隣接した２つのフレームであるフレームＮとＮ−１において、フレームＮ−１の映像がフレームＮの映像に変わる際に、画面右上にＯＳＤ表示が出現し、画面下部の白文字の字幕が左方向にスクロールしている。ここで、右上のＯＳＤ表示を含むエリアＣに着目すると、フレームＮ−１には存在しない明るい物体がフレームＮで急に出現したことになる。これは図６のケースに相当しており、エリアＣでは最終調光値１３が速く変化するような時間フィルタの特性とすることが好ましい。一方、エリアＤでは、フレームＮ−１ではエリアＤの右側のエリアにあった字幕が、フレームＮでは左方向へ移動してエリアＤに進入してきている。これは、先程の図５のケースに相当し、エリアＤでは、最終調光値１３が遅く変化するような時間フィルタの特性とすることが好ましい。このように、最適な時間フィルタ特性はエリア毎に異なる可能性があるため、時間フィルタのフィルタ係数Ｋの値をエリア単位で調整する仕組みがあると、より自然な映像表示が可能となる。
【００４０】
これを可能にするために本実施例で導入した新しい時間フィルタ２１の動作を図８の構成図を用いて説明する。この図において、積和演算器２１０とフレーム遅延回路２１１は、図３に示されたものと同じ動作をするものであり、ここでは詳細な説明を省略する。積和演算器２１０での演算で使用される、時間フィルタ２１の応答特性を決めるフィルタ係数Ｋは、速い応答特性に対応したＫｆと、遅い応答特性に対応したＫｓの二種類の値が予め用意されている。ここで、両係数の関係は、Ｋｆ＞Ｋｓであるものとする。そして、セレクタ２１２により、出現・消失判定結果信号２２０の値に応じてＫｓ，Ｋｆのどちらか一方をフィルタ係数Ｋとして選択し積和演算器２１０へ入力するようになっている。すなわち、出現・消失判定結果信号２２０が真（すなわち画面上に明るい物体の出現または消失が生じた場合）であれば、セレクタ２１２はフィルタ係数Ｋｆを選択し、時間フィルタ回路２１は速めの応答特性となり、偽（すなわち画面上に明るい物体の出現または消失が生じない場合）であれば、セレクタ２１２はフィルタ係数Ｋｓを選択し、時間フィルタ２１は遅めの応答特性となる。
【００４１】
出現・消失判定回路２１４は、明るい物体の出現判定を行う回路と消失判定を行う回路から構成される。出現判定は、現在のフレームにその直前のフレームに存在しなかった物体が出現した場合、消失判定は、現在のフレームからその直前のフレームに存在していた物体が消失した場合に真となる。ただし、初期調光値１２の値に影響を与えないような物体の出現や消失は検出を行わないようになっている。
【００４２】
ここで、この出現・消失判定回路２１４の仕組みについて説明する。図９は判定対象とするエリア(x,y)とその周囲８エリアの合計９エリアの初期調光値12を示した図である。この図を用いて出現・消失判定の検出方法を説明する。この説明の中で、I(N,x,y)はフレームＮにおけるエリア(x,y)の初期調光値１２を示している。出現判定には次の式を用いる。
（数２）
max( I(N-1, x+i, y+j) ) i=-1,0,1、j=-1,0,1 ≪ I(N, x, y)
ここで左辺のｍａｘ関数は、ｉを−１，０，１、ｊを−１，０，１の範囲で独立に変化させて得られる９つの初期調光値の中の最大値を出力する関数である。すなわち、数２は、フレームＮ−１において、対象エリアを中心とした３×３のエリアにおける初期調光値の中の最大値に比べて、フレームＮの対象エリアの初期調光値が十分に大きければ、フレームＮにおいて対象エリアに明るい物体が出現したと判定する式である。
【００４３】
一方、明るい物体が移動しながら、フレームＮにおいて図９の中央のエリア(x,y)に進入するためには、直前のフレームであるフレームＮ−１において中央エリアまたはその隣接8エリアのどれかを通過する必要がある。この場合には、数２の左辺が右辺とほぼ等しくなるため、式２は成立しないことになる。明るい物体の移動速度が非常に速い場合は、直前のフレームで明るい物体が隣接８エリアの外側に位置している可能性もあるが、フレームレートが十分に高ければ、このようなケースが発生する可能性は低いと言える。
【００４４】
また、数２を実際に適用する際には、右辺が左辺に比べて十分に大きいかどうかの判定は、パラメータαを導入し、例えば次の数３の真偽を判定することで実現可能である。
（数３）
max( I(N-1, x+i, y+j) ) i=-1,0,1, j=-1,0,1 ×α ＜ I(N, x, y)
αはどの程度の差があれば非常に大きいと判定するかを指定するためのパラメータである。例えばα＝２とすると、数２の右辺が左辺の２倍以上である場合に、数３が真となる。本実施例では、αの値は２以上とする。すなわち、数２において、右辺が左辺の２倍以上であれば数２の条件を満足すると判定する。
【００４５】
同様に、消失判定には以下の式を用いる。
（数４）
I(N-1,x,y) ≪ max( I(N, x+i, y+j) )i=-1,0,1、j=-1,0,1
数４において、左辺のmax関数の定義は出現判定（数２）の場合と同じである。すなわち、数４は、フレームＮ−１の対象エリアの初期調光値に比べて、フレームＮにおいて対象エリアを中心とした３×３のエリアにおける初期調光値の中の最大値が十分に大きければ、フレームＮにおいて対象エリアから物体が消失したと判定する式である。かかる消失判定は、出現判定と同様に対象エリアに存在していた明るい物体が移動しながら対象エリア外に出るには、隣接８エリアのどれかを通過する必要があるという原理に基づいている。明るい物体の移動速度が非常に速いケースは上述の出現判定の場合と同様に発生する可能性が低いものと考える。
【００４６】
また、数４において右辺が左辺に比べて十分に大きいかどうかの判定は、パラメータβを導入し、例えば次の数５の真偽を判定することで実現可能である。
（数５）
I(N-1,x,y)×β ＜ max( I(N, x+i, y+j) )i=-1,0,1、j=-1,0,1
例としてβ＝２とすると、式４の左辺が右辺の１／２よりも小さければ式５が真となる。本実施例では、βの値は２以上とする。すなわち、数４において、右辺が左辺の２倍以上であれば数４の条件を満足すると判定する。
【００４７】
出現・消失判定回路２１４は、数３及び数５の条件式の真偽を判定し、どちらか一方でも真であれば、真を出力し、両方共に偽の場合に偽を出力する。前段の遅延回路２１３は数３や数３５で参照する１フレーム前の初期調光値１２を１フレーム期間保持して出現・消失判定回路２１４に出力するための回路である。
【００４８】
前述のように出現・消失判定回路２１４の出力２２０はセレクタ２１２に接続されている。よって、対象としているエリアで物体の出現または消失が発生した場合には、フィルタ係数Ｋｆが選択されて積和演算器２１０により数１に従い最終調整光値１３を演算して出力する。これにより時間フィルタ回路２１の応答が速くされる。それ以外の場合には、フィルタ係数Ｋｓが選択されて積和演算器２１０により数１に従い最終調整光値１３を演算して出力する。その結果、時間フィルタの応答が遅くされる。
【００４９】
上述した図４の例では、明るい物体の突然の出現を例にして図示しているが、上述のように明るい物体が突然消失した場合も同様である。上述のように出現・消失判定回路２１４は、明るい物体が突然消失した場合は消失判定結果が真となり、セレクタ２１２はフィルタ係数Ｋｆを選択し、積和演算器２１０により応答速度が速い応答特性を得る。従って、例えば図４において初期調光値が１００％から０％に急激に変化した場合（つまり明るい物体が突然消失した場合）に応答特性５０３のような最終調光値１３が得られ、明るい物体が突然消失した後のエリアの光源輝度は迅速に（例えば数〜５フレーム程度で）０、または予め定められた０よりも大きい最低値に収束する。よって、明るい物体が突然消失した後でもエリアが長時間に亘って光ることが抑制され、以って、当該エリアにおいて局部的な残像のような現象が生じることを防止することができる。
【００５０】
上述のようにして得られた最終調整光値１３は、図１の液晶パネル駆動回４に入力され、ここで最終調整光値１３に応じた例えばＰＷＭ方式のＬＥＤ駆動信号が生成されてバックライト３の各エリアの光源（ＬＥＤ）に供給される。これにより、バックライト３の各エリアは最終調整光値１３に応じた明るさを持つ光を液晶パネル５に照射する。
【００５１】
このように本実施例の構成によれば、時間的に連続する２つのフレーム間で例えばＯＳＤ画面（メニュー画面など）のような明るい物体が突然出現または消失した場合に、それに応じて光源エリア毎に光源制御の応答速度を調整または制御することができる。従って、例えば図７のように画面を明るい物体が移動するケースと明るい物体が突然出現または消失するケースの両方が同時に画面上で発生したとしても、各エリアについて適切な光源輝度の制御を行うことができる。すなわち本実施例によれば、局所的に明るい物体の出現や消失が生じても、それに対応してフリッカや画面のちらつき、更には局部的な残像のような現象を抑制でき、より高画質な映像を表示するのに好適なエリア制御の技術を提供することができる。
【００５２】
上述した例では、光源としてＬＥＤを用いたが、これに限られるものではなく、例えば半導体レーザ等のレーザ光源を用いてもよい。またバックライト３は導光板を用いたものとしたが、これに限られるものではない。例えば、液晶パネルの背面に直接的に光を照射する、いわゆる直下方式のバックライトにおいても仮想的に表示エリア及び光源エリアが定義できるものであれば、同様に本実施例を適用することができる。
【実施例２】
【００５３】
次に図１０を参照して本発明の第二の実施例を説明する。 第一の実施例では、数３及び数５では初期調光値１２を参照しているため、セレクタ２１２でフィルタ係数Ｋｆが選択されるのは物体の出現または消失が発生した瞬間の１フレームのみである。しかし、フィルタ係数Ｋｆ選択時の時間フィルタ回路２１の応答特性が十分に速くない場合には、１フレームよりも長い期間に亘って、フィルタ係数Ｋｆを選択したままとするほうが好ましい場合がある。このような場合には、時間フィルタ回路２１を図１０のような構成にするとよい。
【００５４】
この構成によれば、出現・消失判定回路２１４での出現・消失判定に使用されるのは直前のフレームの初期調光値I(N-1,x,y)ではなく、最終調光値F(N-1,x,ｙ)となる。従って、出現・消失判定回路２１４における出現・消失の判定条件は、それぞれ、数３及び数５に代えて下記数６３及び数７のようになる
（数６）
max( F(N-1, x+i, y+j) )i=-1,0,1、j=-1,0,1 ×α ＜ I(N, x, y)
（数７）
F(N-1, x, y)×β ＜ max( I(N, x+i, y+j) )i=-1,0,1、j=-1,0,1
本実施例では、第一の実施例に比べ次の効果を得ることができる。すなわち、上記構成の時間フィルタ回路２１によって、最終調光値F(N-1,x,y)は初期調光値I(N-1,x,y)よりも緩やかに変化するため、α、βを適切に選ぶことで、出現・消失判定結果信号２２０を１フレームよりも長い期間の間、真の状態で維持することができる。これにより、フィルタ係数Ｋｆを、物体が出現または消失したときの１フレームのみならず、この１フレームよりも長い期間に亘って選択し続けることが可能となり、時間フィルタ回路２１の応答速度をより速くすることができる。
【実施例３】
【００５５】
次に図１１を参照して本発明の第三の実施例を説明する。
【００５６】
第一の実施例でＫｆの値を１に設定すると、フィルタ係数Ｋｆ選択時には時間フィルタ回路２１をバイパスさせたのと同じ効果を得ることができる。これは図１１に示す構成と同じ動作となる。
【００５７】
すなわち、出現・消失判定回路２１４によって、物体の出現または消失が発生したと認識されたエリアでは、セレクタ２１２により、初期調光値１２の値が最終調光値１３の値として選択される。それ以外のエリアでは、積和演算器２１０とフレーム遅延回路２１１による上記数１に示されるような時間フィルタ処理が行われた結果が最終調光値１３の値として選択される。本実施例の方式では、１フレームの間に初期調光値１２の値がそのまま最終調光値１３に適用されるので、第二の実施例のように、出現・消失判定結果信号２２０をしばらくの間保持するための構成や処理は不要である。
【実施例４】
【００５８】
続いて図１２〜１５を参照して本発明の第四の実施例を説明する。
【００５９】
テレビジョン放送で放送される番組を表示するテレビジョン表示装置或いはそれを受信する受信装置等において、該番組の映像に重ね合わせてチャンネル番号、番組情報、或いはメニュー画面等のＯＳＤを表示する場合、かかるＯＳＤの表示位置は装置内部において予め定められている。尚、ここでは、ＯＳＤとしてユーザに提示される文字及び図形などの情報を含む部分を「ＯＳＤ要素」と呼び、このＯＳＤ要素を含む画面を「ＯＳＤ画面」と呼ぶこととする。
【００６０】
従って、装置内で明るい物体であるＯＳＤ要素の出現または消失が発生するエリアを知ることができるため、エリア制御回路１の内部で物体の出現・消失判定を行わずに、装置内部に設けられたセットマイコン等から出現・消失情報を設定することも可能である。
【００６１】
本実施例は、上記ＯＳＤの性質を利用して為されており、その構成の詳細をテレビジョン表示装置を例にして図１２等を参照して説明する。尚、ここでは、図７のフレームＮにおいて右上に出現するＯＳＤ要素６０を例に説明する。本実施例ではテレビ番組とＯＳＤ要素６０との重畳はエリア制御回路１の前段のＯＳＤ重畳回路６で行っている。
【００６２】
図１２において、ユーザがテレビジョン表示装置の操作パネルにある、例えばＯＳＤ要素を表示させるためのスイッチ５１、またはテレビジョン表示装置を遠隔操作するためのリモコン装置（図示せず）のＯＳＤ要素を表示させるためのボタン（例えば「番組表示」、「メニュー」ボタン等）を操作すると、セットマイコン５０がそれを認識し、必要な処理を行うと同時に、テレビ番組の映像に、ＯＳＤメモリ７に格納されたＯＳＤ要素の表示データを読み出してＯＳＤ要素６０を重ね合わせて表示する（図７参照）。これは、セットマイコン５０がＯＳＤメモリ７に、例えば図１５の右上にあるような、ＯＳＤ要素６０を含むＯＳＤ画面３２に相当するデータを書き込むことによって行われる。ＯＳＤ画面３２はＯＳＤ要素６０以外の領域はあらかじめ定められた透明色（この例では黒）で塗られており、ＯＳＤ要素６０の部分だけが本来の色で描画されている。ＯＳＤ重畳回路６は、ＯＳＤメモリ７からＯＳＤ画面３２のデータを読み出し、この透明色情報及びＯＳＤ要素６０を用いて、重畳前の入力映像３１とＯＳＤ画面６０重ね合わせる。
【００６３】
すなわち、ＯＳＤ画面３２で透明色（黒）となっている画素については、重畳前の入力映像信号３１の画素値を選択し、それ以外の部分、すなわちＯＳＤ要素６０の部分については、ＯＳＤ画面３２の画素値（ＯＳＤ要素６０の画素値）を選択して二つの映像を合成することで、ＯＳＤ重畳後の入力映像信号１１を生成する。
【００６４】
上述した第一〜第三の実施例では、エリア制御回路１の内部でＯＳＤ重畳後の入力映像信号１１を解析して、ＯＳＤ要素６０の出現・消失を検出していたが、本実施例では、ＯＳＤ要素６０を描画しているセットマイコン５０が明るい物体としてのＯＳＤ要素６０の出現・消失情報を生成し、エリア制御回路１へ通知する。
【００６５】
本実施例では、上記ＯＳＤ要素６０の出現・消失情報をエリア毎に生成するにあたり、図１５の右下に図示される、１エリアあたり１ビットの情報で表した出現・消失マップ３３のようなデータ形式を用いる。図１５の例では、エリア制御のためのエリア分割数が横６個、縦４個の例を示している。図示された出現・消失マップ３３において、値が「１」となっているエリアはＯＳＤ要素６０の出現または消失が生じたことを示しており、時間フィルタ回路２１の応答を速くさせる必要がある、または早くさせた方が好ましいエリアを示している。値が「０」となっているエリアは、ＯＳＤ要素６０の出現や消失が無く、時間フィルタ回路２１の応答を遅くさせる必要がある、または遅くさせたほうが好ましいエリアを示している。
【００６６】
本実施例では、セットマイコン５０がＯＳＤ画面３２を作成する際に、上記出現・消失マップ３３も作成する。この出現・消失マップ３３作成は、入力映像信号３１の１フレーム毎に行われる。出現・消失マップ３３の作成方法は様々な方法が考えられる。例えば、着目したエリア内で、ＯＳＤ画面３２における透明色からそれ以外の色への変化またはそれ以外の色から透明色へ変化した画素が、エリア内の全画素の５０％以上あれば、そのエリアで出現・消失があったと判定するなどの方法が考えられる。
【００６７】
また、上述のようにＯＳＤ要素６０が出現または消失する画面上の位置は予め定められている。ここでは、図１５の右下の図において右上隅部のエリア及びその左隣のエリアの２エリアが、予め定められたＯＳＤ要素６０が出現または消失する位置に対応したエリアとする。この場合において、ＯＳＤ要素６０が表示されていない状態からＯＳＤ要素６０を表示させるためのユーザ操作（例えば「メニュー」ボタンの押下げ）により発生されたＯＳＤ表示指令に応答して、当該操作のタイミングで出現・消失マップ３３の上記２エリアに対応する値を「０」から「１」に書き換える。逆に、ＯＳＤ要素６０の表示を消去する操作がなされた場合は、そのタイミングで出現・消失マップ３３の上記２エリアに対応する値を「１」から「０」に書き換える。このように、画素値を検出せずにユーザ操作に応じて出現・消失マップ３３を作成することもまた好適である。更にまた、例えば緊急地震速報等の特定の放送信号を受信したときや、表示装置内部の記録装置または外部に接続された記録装置が予約されたタイマー録画を開始するときに、セットマイコン５０によって自動的にＯＳＤが表示される場合もある。従って、特定放送信号の受信時または装置の所定イベントの開始時にセットマイコン５０で自動的に発生するＯＳＤ表示指令に応答して上記出現・消失マップ３３の書き換えを行ってもよい。
【００６８】
このようにしてセットマイコン５０で作成された出現・消失マップ３３は、ステムバス１７を介して、エリア制御回路１に書き込まれる。本実施例では、図１３の様に、セットマイコン５０によってシステムバス１７を介して書き込まれた出現・消失マップ３３のデータはマイコンＩ／Ｆ回路２８で受信され、内部システムバス１８によりエリア制御回路１内の時間フィルタ回路２１を含む各回路へ送信される。
【００６９】
本実施例における出現・消失マップ３３を用いた時間フィルタ回路２１の構成、動作について図１４を参照して説明する。図１４において、内部システムバス１８により送信された出現・消失マップ３３のデータ時間フィルタ回路２１内部の出現・消失エリアテーブル２２０へ書き込まれる。
【００７０】
エリア制御動作時には、処理対象となっているエリアに対応した出現・消失情報が出現・消失エリアテーブル２２０から読み出され、この値に応じてセレクタ２１２が選択される。この例では、出現・消失情報が「１」のエリアでは、応答速度を速くすべく、初期調光値１２がセレクタ２１２の出力となり、時間フィルタ処理がバイパスされる。一方、出現・消失情報が「０」のエリアでは、応答速度を遅くすべく、積和演算器２１０の出力がセレクタ２１２の出力となり、通常の時間フィルタ処理が行われる。このときのフィルタ係数Ｋは、上述したフィルタ係数Ｋｓに相当する値が用いられる。出現・消失情報が「１」のエリアで、上述したフィルタ係数Ｋｆで積和演算器２１０により時間フィルタ処理を行うようにしてもよい。このように、本実施例に係る出現・消失エリアテーブル２２０は、第一〜第三の実施例に示された出現・消失判定回路２１４の代わりに物体の出現・消失の判定のための判定部として用いられるものである。
【００７１】
このようにすることで、第三の実施例と同様に明るい物体であるＯＳＤ要素６０が出現・消失したエリアのみ、時間フィルタの応答を速くすることが可能となる。
【００７２】
第四の実施例の方式の利点としては、ＯＰＤ要素６０の出現の有無を映像から検出するのでなく、例えばユーザ操作に応じてセットマイコン５０から通知するため、少なくとも装置内で生成されるＯＳＤ要素６０については誤検出が発生しないことや、出現・消失を検出するための回路が不要となることがある。また、第四の実施例の方式では、入力映像信号１１が同一であっても、ＯＳＤ情報が装置外部で挿入されＯＳＤ重畳前の入力映像信号３１の段階で既に映像内に含まれている場合と、ＯＳＤ情報がセットマイコン５０で生成され、ＯＳＤ要素としてＯＳＤ重畳回路６で重畳される場合とでは、各光源の変化の仕方が異なるという特徴がある。このため、第一〜第三の実施例の方法と第四の実施例の方法を組み合わせて、ＯＳＤ要素の出現の有無を映像から検出しつつ、テレビジョン表示装置または受信装置内部で重畳したＯＳＤ要素については、出現・消失マップ３３を用いた処理を行うこともできる。このようにすることで、装置外部で重畳されたＯＳＤ要素についても検出しつつ、装置内部で重畳されたＯＳＤ要素は確実に検出可能に構成することも可能である。
【００７３】
上述した第一〜第四の実施例では、出現・消失判定回路２１４等で各エリアについて物体の出現と消失の両方を判定したが、物体の出現または消失のいずれか一方のみを判定するようにしてもよい。
【００７４】
また上述した第一〜第四の実施例については、それぞれ単独で実施できるし、またこれらを任意に組み合わせて実施できることは言うまでも無い。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、液晶パネルに光を照射するためのバックライトを備えた映像表示装置において、バックライトを複数のエリアに分割して、各エリアの光強度を個別に制御する、いわゆるエリア制御に適用して好適である。
【符号の説明】
【００７６】
１：エリア制御回路、２：バックライト駆動回路、３：バックライト、４：液晶パネル駆動回路、５：液晶パネル、６：ＯＳＤ重畳回路、７：ＯＳＤメモリ、９：液晶モジュール、１０：タイミング信号、１１：入力映像信号、１２：初期調光値、１３：最終調光値、１４：バックライト輝度分布、１５：映像補正倍率、１６：補正後映像信号、１７：システムバス、１８：内部システムバス、１９：内部タイミング信号、２０：初期調光値決定回路、２１・２００：時間フィルタ回路、２２:バックライト輝度分布予測回路、２３：補正倍率算出回路、２４：映像補正回路、２８：マイコンＩ／Ｆ回路、２９：タイミング生成回路、３１：OSD重畳前の入力映像信号、３２：ＯＳＤ画面、３３：出現消失マップ、５０セットマイコン、５１：スイッチ、６０：ＯＳＤ要素、２１０：積和演算器、２１１：遅延回路、２１２：セレクタ、２１３：遅延回路、２１４：出現・消失判定回路、２２０：出現・消失判定結果信号、５００：初期調光値の時間変化、５０１〜５０３:応答特性
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度を独立に制御可能な複数のエリアに分割されたバックライトと、該バックライトからの光を入力映像信号に応じて画素毎に変調することにより映像を表示する液晶パネルとを有し、入力映像信号に応じて前記バックライトの各エリアの光強度を制御するように構成された映像表示装置において、
時間的に連続する２つのフレーム間で物体が出現及び／または消失したか否かを前記エリア毎に判定する判定部と、
前記判定部により前記物体の出現及び／または消失が判定されたエリアの光強度制御の応答速度を、前記物体の出現及び／または消失が判定されなかったエリアよりも速くするための応答特性制御部と、
を備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記応答特性制御部は、前記入力映像信号に応じて得られた前記エリアの光強度を制御するための調光値に対し、時間的なフィルタ処理を行う時間フィルタ回路であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の映像表示装置において、前記時間フィルタ回路に用いられるフィルタ係数が前記判定部による前記物体の出現及び／または消失の判定結果に応じて制御されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の映像表示装置において、前記物体の出現及び／または消失が判定されたときは、当該エリアについて、前記物体の出現及び／または消失が判定されないときよりも前記応答速度を速くするためのフィルタ係数が前記時間フィルタ回路に設定されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の映像表示装置において、前記物体の出現及び／または消失が判定されたエリアのフィルタ係数により、１フレームよりも長い期間、前記時間フィルタ回路により時間的なフィルタ処理が行われることを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
請求項２に記載の映像表示装置において、前記判定部によって前記物体の出現及び／または消失が判定された場合は、前記フィルタ回路による時間的なフィルタ処理が行われないことを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記バックライトの各エリアが、光を放出する光源と、該光源を面状光にして前記液晶パネルへ照射するための導光板とを含むことを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記物体はＯＳＤであり、前記判定部は、前記ＯＳＤを表示するための操作がなされた場合に、前記物体の出現及び／または消失を判定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】
輝度を独立に制御可能な複数のエリアに分割されたバックライトと、該バックライトからの光を入力映像信号に応じて画素毎に変調することにより映像を表示する液晶パネルとをを有し、入力映像信号に応じて前記バックライトの各エリアの光強度を制御しするように構成された映像表示装置において、
時間的に連続する前記入力映像信号の２つのフレームのうち時間的に前のフレームを第１フレーム、後のフレームを第２フレームとしたとき、
前記複数のエリアのうち第１エリア及び該第１エリアに隣接する第２エリアに前記第１フレームには存在していなかった物体が前記第１エリア内に出現したとき、または前記第１フレームにおいて前記第１エリアに存在していた物体が前記第２フレームで第１及び第２エリアから消失したときの、前記第１エリアに対する光強度制御の応答速度が、前記物体が前記第２エリアから前記第１エリアに移動してきたときの前記応答速度よりも速いことを特徴とする映像表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の映像表示装置において、前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接するエリアの全てであることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１１】
輝度を独立に制御可能な複数のエリアに分割されたバックライトと、該バックライトからの光を入力映像信号に応じて画素毎に変調することにより映像を表示する液晶パネルとをを有し、入力映像信号に応じて前記バックライトの各エリアの光強度を制御しするように構成された映像表示装置において、
前記複数のエリアのうち所定エリアに前記入力映像信号にＯＳＤを重ね合わせて表示、または表示されたＯＳＤを消去するためのＯＳＤ重畳部と、
前記ＯＳＤ重畳部によって前記所定エリアに前記ＯＳＤの表示または消去がされた時に、当該所定エリアの光強度制御の応答速度を他のエリアの光強度制御の応答速度よりも速くするための応答特性制御部と、
を備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の映像表示装置において、前記ＯＳＤ重畳部はＯＳＤの表示指令によりＯＳＤの表示または消去を行い、
前記応答特性制御部は、前記ＯＳＤの表示または消去の操作のタイミングで、所定エリアの光強度制御の応答速度を他のエリアの光強度制御の応答速度よりも速くする処理を行うことを特徴とする映像表示装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の映像表示装置において、前記ＯＳＤの表示指令は、ユーザによるＯＳＤの表示により発生されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の映像表示装置において、前記ＯＳＤの表示指令は、特定の放送信号を受信時、または所定イベント開始時に自動的に発生されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１】
輝度を独立に制御可能な複数のエリアに分割されたバックライトと、該バックライトからの光を入力映像信号に応じて画素毎に変調することにより映像を表示する液晶パネルとを有し、入力映像信号に応じて前記バックライトの各エリアの光強度を制御するように構成された映像表示装置において、
時間的に連続する２つのフレーム間で物体が出現及び／または消失したか否かを前記エリア毎に判定する判定部と、
前記判定部により前記物体の出現及び／または消失が判定されたエリアの光強度制御の応答速度を、前記物体の出現及び／または消失が判定されなかったエリアよりも速くするための応答特性制御部と、
を備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記応答特性制御部は、前記入力映像信号に応じて得られた前記エリアの光強度を制御するための調光値に対し、時間的なフィルタ処理を行う時間フィルタ回路であることを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の映像表示装置において、前記時間フィルタ回路に用いられるフィルタ係数が前記判定部による前記物体の出現及び／または消失の判定結果に応じて制御されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項４】
請求項３に記載の映像表示装置において、前記物体の出現及び／または消失が判定されたときは、当該エリアについて、前記物体の出現及び／または消失が判定されないときよりも前記応答速度を速くするためのフィルタ係数が前記時間フィルタ回路に設定されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の映像表示装置において、前記物体の出現及び／または消失が判定されたエリアのフィルタ係数により、１フレームよりも長い期間、前記時間フィルタ回路により時間的なフィルタ処理が行われることを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
請求項２に記載の映像表示装置において、前記判定部によって前記物体の出現及び／または消失が判定された場合は、前記フィルタ回路による時間的なフィルタ処理が行われないことを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記バックライトの各エリアが、光を放出する光源と、該光源を面状光にして前記液晶パネルへ照射するための導光板とを含むことを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の映像表示装置において、前記物体はＯＳＤであり、前記判定部は、前記ＯＳＤを表示するための操作がなされた場合に、前記物体の出現及び／または消失を判定することを特徴とする映像表示装置。
【請求項９】
輝度を独立に制御可能な複数のエリアに分割されたバックライトと、該バックライトからの光を入力映像信号に応じて画素毎に変調することにより映像を表示する液晶パネルとをを有し、入力映像信号に応じて前記バックライトの各エリアの光強度を制御しするように構成された映像表示装置において、
時間的に連続する前記入力映像信号の２つのフレームのうち時間的に前のフレームを第１フレーム、後のフレームを第２フレームとしたとき、
前記複数のエリアのうち第１エリア及び該第１エリアに隣接する第２エリアに前記第１フレームには存在していなかった物体が前記第１エリア内に出現したとき、または前記第１フレームにおいて前記第１エリアに存在していた物体が前記第２フレームで第１及び第２エリアから消失したときの、前記第１エリアに対する光強度制御の応答速度が、前記物体が前記第２エリアから前記第１エリアに移動してきたときの前記応答速度よりも速いことを特徴とする映像表示装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の映像表示装置において、前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接するエリアの全てであることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１１】
輝度を独立に制御可能な複数のエリアに分割されたバックライトと、該バックライトからの光を入力映像信号に応じて画素毎に変調することにより映像を表示する液晶パネルとをを有し、入力映像信号に応じて前記バックライトの各エリアの光強度を制御しするように構成された映像表示装置において、
前記複数のエリアのうち所定エリアに前記入力映像信号にＯＳＤを重ね合わせて表示、または表示されたＯＳＤを消去するためのＯＳＤ重畳部と、
前記ＯＳＤ重畳部によって前記所定エリアに前記ＯＳＤの表示または消去がされた時に、当該所定エリアの光強度制御の応答速度を他のエリアの光強度制御の応答速度よりも速くするための応答特性制御部と、
を備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の映像表示装置において、前記ＯＳＤ重畳部はＯＳＤの表示指令によりＯＳＤの表示または消去を行い、
前記応答特性制御部は、前記ＯＳＤの表示または消去の操作のタイミングで、所定エリアの光強度制御の応答速度を他のエリアの光強度制御の応答速度よりも速くする処理を行うことを特徴とする映像表示装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の映像表示装置において、前記ＯＳＤの表示指令は、ユーザによるＯＳＤの表示により発生されることを特徴とする映像表示装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の映像表示装置において、前記ＯＳＤの表示指令は、特定の放送信号を受信時、または所定イベント開始時に自動的に発生されることを特徴とする映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２２６２３０（Ｐ２０１２−２２６２３０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５６７０（Ｐ２０１１−９５６７０）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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