JP2004233949A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力画像信号のフレーム周波数を変換して、液晶表示パネルの高速駆動表示を行う際、当該フレーム周波数変換率に応じて、オーバーシュート駆動を制御することで、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】入力画像フレームに対して所定数のサブフレームを内挿することにより、入力画像信号のフレーム周波数を変換するフレーム周波数変換部７と、前記フレーム周波数変換された画像信号の少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移に応じて、液晶表示パネル５の光学応答特性を補償する強調変換信号を求める書込階調決定手段とを備え、前記書込階調決定手段は、前記フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率に応じて、ＯＳテーブルメモリ３ａ，３ｂのいずれかを参照することにより、前記液晶表示パネル５の光学応答特性を補償する強調変換信号を生成し、表示画像信号として前記液晶表示パネル５に供給するものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置に関し、特に液晶表示パネルの応答特性に起因する動画表示の際の画質劣化を改善することができる液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、パーソナルコンピュータやテレビ受信機などの軽量化、薄形化によってディスプレイ装置も軽量化、薄形化が要求されており、このような要求に従って陰極線管（ＣＲＴ）の代わりに液晶表示装置（ＬＣＤ）のようなフラットパネル型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
ＬＣＤは二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶層に電界を印加し、この電界の強さを調節して基板を透過する光の量を調節することによって所望の画像信号を得る表示装置である。このようなＬＣＤは携帯の簡便なフラットパネル型ディスプレイのうちの代表的なものであり、この中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いたＴＦＴ ＬＣＤが主に用いられている。
【０００４】
最近は、ＬＣＤがコンピュータのディスプレイ装置だけでなく、テレビ受信機のディスプレイ装置として広く用いられるため、動画像を具現する必要が増加してきた。しかしながら、従来のＬＣＤは応答速度が遅いために動画像を具現するのは難しいという短所があった。
【０００５】
このような液晶の応答速度の問題を改善するために、１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号の組み合わせに応じて、予め決められた現フレームの入力画像信号に対する階調電圧より高い（オーバーシュートされた）駆動電圧或いはより低い（アンダーシュートされた）駆動電圧を液晶表示パネルに供給する液晶駆動方法が知られている（特開平４−３６５０９４号公報、特開２００２−６２８５０号公報等）。以下、本願明細書においては、この駆動方式をオーバーシュート（ＯＳ）駆動と定義する。
【０００６】
従来のオーバーシュート駆動回路の概略構成を図１６に示す。すなわち、これから表示するＮ番目のフレームの入力画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）と、フレームメモリ１に保存されたＮ−１番目のフレームの入力画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）とを強調変換部２に読み出し、両データの階調遷移パターンとＮ番目のフレームの入力画像データとを、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３に保存されている付加電圧データ一覧表と照合し、照合して見つけ出した印加電圧データ（強調変換パラメータ）に基づいてＮ番目のフレームの画像表示に要する書込階調データ（強調変換データ）を決定し、これを表示画像データとして電極駆動部４を介して液晶表示パネル５に印加する。ここでは、強調変換部２とＯＳテーブルメモリ３とにより書込階調決定手段を構成している。
【０００７】
ここで、上述のＯＳテーブルメモリ３に格納されている印加電圧データは、液晶表示パネル５の光学応答特性の実測値から予め得られるものであり、例えば表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、２５６の全ての階調に対する印加電圧データを持っていても良いし、例えば図１７に示すように、３２階調毎の９つの代表階調についての実測値のみを記憶しておき、その他の印加電圧データについては、上記実測値から線形補完等の演算で求めるようにしても良い。
【０００８】
一般的に液晶表示パネルにおいては、ある中間調から別の中間調に変更させる時間は長く、中間調を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）内に表示することができず、残像が発生するだけでなく、中間調を正しく表示することができないという課題があったが、上述のオーバーシュート駆動回路を用いることにより、図１８に示すように、目標の中間調を短時間（１フレーム期間内）で表示することが可能となる。
【０００９】
一方、動画像を具現する用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ）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の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、いわゆる「動きぼけ」の欠点が知られている。動画表示における動きぼけが液晶の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。電子ビームを走査して蛍光体を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。
【００１０】
これに対して、ＬＣＤ表示装置においては、液晶に電界を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に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の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。
【００１１】
このような、ホールド型表示装置においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、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、例えば特開平４−３０２２８９号公報、特開２００１−４２８３１号公報には、表示画像のフレーム周波数を上げ、上記の動きぼけの原因となる空間周波数特性の低下を改善するものが提案されている。
【００１２】
これについて、図１９とともに説明する。図１９において、６は入力画像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部、７は動きベクトル検出部６で得られた動きベクトル情報を用いて、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を例えば２倍に変換するフレーム周波数変換部、４はフレーム周波数変換部７で周波数変換された画像信号に基づいて液晶表示パネル５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は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である。
【００１３】
上記構成において、動きベクトル検出部６は、例えばマッチング法や勾配法等を用いて動きベクトル情報を求めても良いし、入力画像信号に何らかの形で動きベクトル情報が含まれている場合、これをそのまま利用しても良い。例えばＭＰＥＧ方式を用いて圧縮符号化された画像データには、符号化時に算出された動画像の動きベクトル情報が含まれているため、この動きベクトル情報を取得して出力する構成としても良い。
【００１４】
また、フレーム周波数変換部７は、動きベクトル検出部６より出力された動きベクトル情報を用いた動き補間により、フレーム内挿画像（サブフレーム画像）を生成し、この生成された内挿フレーム信号を入力フレーム信号とともに順次出力することで、入力画像信号のフレーム周波数（６０Ｈｚ）を２倍の１２０Ｈｚに変換し、この２倍速に変換された画像信号を電極駆動部４を介して液晶表示パネル５に供給し、該液晶表示パネル５の２倍速駆動を行う。
【００１５】
このように、動きベクトル情報を用いて動き適応フレーム内挿処理を行い、表示フレーム周波数を上げることによって、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ことができ、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ことが可能となる。
【００１６】
【特許文献１】
特開平４−３６５０９４号公報
【特許文献２】
特開２００２−６２８５０号公報
【特許文献３】
特開平９−３２５７１５号公報
【特許文献４】
特開平４−３０２２８９号公報
【特許文献５】
特開２００２−４２８３１号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、オーバーシュート駆動法は液晶表示パネル５の光学応答特性（応答速度）を補償して、残像、尾引き等の画質劣化を改善するものであり、倍速（高速）駆動表示は液晶表示パネル５のホールド特性に起因した動きぼけによる画質劣化を改善するものであるが、これらを組み合わせて総合的な画質改善を行おうとした場合、以下のような問題が生じる。
【００１８】
例えば図２０（ａ）に示すような、フレーム周波数６０Ｈｚ（フレーム周期１／６０秒）の入力画像信号において、ある画素の前フレームデータ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）が“０”階調で、現フレームデータ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）が“１２８”階調である場合、通常駆動（ＯＳ駆動なし）表示を行うと、図２１（ａ）の点線で示すように、液晶表示パネル５には“１２８”階調の表示画像信号（書込階調データ）が供給されるので、図２１（ｂ）の点線で示すように、１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）経過後には“７０”の階調輝度しか得られず、１フレーム期間内に正しい階調を表示することができないため、残像が発生する。
【００１９】
これに対して、オーバーシュート駆動を行った場合は、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３を参照することにより、“１９４”階調の強調変換信号を求めて、図２１（ａ）の実線で示すように、これを表示画像信号（書込階調データ）として液晶表示パネル５に供給するので、図２１（ｂ）の実線で示すように、１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）経過後には液晶が“１２８”の目標階調輝度に応答（到達）し、１フレーム期間内に正しい階調を表示することが可能となる。
【００２０】
ところが、動き適応フレーム内挿処理を行うことによって、図２０（ｂ）に示すように、入力画像信号のフレーム周波数（６０Ｈｚ）を２倍の１２０Ｈｚに変換（入力画像信号の１フレーム期間を第１、第２のサブフレーム期間に分割）した場合、上記ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３を参照してオーバーシュート駆動を行うと、“１９４”階調の強調変換信号を表示画像信号（書込階調データ）として液晶表示パネル５に供給することとなるので、第１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）内では液晶が“９６”の階調輝度にしか到達しない。
【００２１】
しかも、第１サブフレーム期間内で“９６”の階調輝度にしか到達しないにもかかわらず、第２サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）では前画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）を“１２８”階調として、上記ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３を参照し、強調変換信号を求めるため、図２１（ａ）の破線に示すように、液晶表示パネル５には“１２８”階調の表示画像信号（書込階調データ）が供給されることとなり、その結果、図２１（ｂ）の破線に示すように、第２サブフレーム期間内では液晶が“１１８”の階調輝度にしか到達せず、却って残像の発生による画質劣化を招来してしまうとともに、液晶応答誤差がなしくずし的に増大して正しい画像表示ができなくなるという問題がある。
【００２２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、入力画像信号のフレーム周波数を変換して、液晶表示パネルの高速駆動表示を行う際、当該フレーム周波数変換率に応じて、オーバーシュート駆動を制御することで、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、液晶表示パネルを用いて、画像を表示する液晶表示装置であって、入力画像フレームに対して所定数のサブフレームを内挿することにより、入力画像信号のフレーム周波数を変換するフレーム周波数変換手段と、前記フレーム周波数変換された画像信号の少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移に応じて、前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する強調変換信号を求める書込階調決定手段とを備え、前記書込階調決定手段が、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する強調変換信号を可変し、表示画像信号として前記液晶表示パネルに供給することを特徴とする。
【００２４】
本願の第２の発明は、前記書込階調決定手段が、前記強調変換信号を求めるための異なる強調変換パラメータを記憶した複数の変換テーブルメモリを備え、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記複数の変換テーブルメモリのうちの一つを選択的に切換参照することによって、前記表示画像信号を決定することを特徴とする。
【００２５】
本願の第３の発明は、前記書込階調決定手段が、前記強調変換信号を求めるための異なる強調変換パラメータを複数の参照テーブル領域毎に記憶したテーブルメモリを備え、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記複数の参照テーブル領域のうちの一つを選択的に切換参照することによって、前記表示画像信号を決定することを特徴とする。
【００２６】
本願の第４の発明は、前記書込階調決定手段が、前記強調変換信号から前記フレーム周波数が変換された画像信号を減算する減算器と、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて可変制御される重み係数ｋを、前記減算器の出力信号に積算する乗算器と、前記乗算器の出力信号を、前記フレーム周波数が変換された画像信号に加算することによって、前記表示画像信号を決定する加算器とを有することを特徴とする。
【００２７】
本願の第５の発明は、液晶表示パネルを用いて、画像を表示する液晶表示装置であって、入力画像フレームに対して所定数のサブフレームを内挿することにより、入力画像信号のフレーム周波数を変換するフレーム周波数変換手段と、前記フレーム周波数変換された画像信号の少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移に応じて、前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する強調変換信号を求める書込階調決定手段とを備え、前記書込階調決定手段が、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記強調変換信号と前記フレーム周波数が変換された画像信号とのいずれか一方を選択的に切換え、表示画像信号として前記液晶表示パネルに供給することを特徴とする。
【００２８】
本願の第６の発明は、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記フレーム周波数が変換された画像信号の階調数を変換する階調変換手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
本願の第７の発明は、前記フレーム周波数変換率が、ユーザ指示入力に基づいて切換えられることを特徴とする。
【００３０】
本願の第８の発明は、前記フレーム周波数変換率が、入力画像の動きベクトルに基づいて切換えられることを特徴とする。
【００３１】
本発明の液晶表示装置によれば、入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換して、高速駆動表示を行う場合であっても、フレーム周波数変換率に応じて、オーバーシュート駆動量を可変制御することで、液晶の光学応答特性を適切に補償することが可能な強調変換信号を求め、画像表示信号として液晶表示パネルに供給することができる。従って、動きぼけによる画質劣化を改善するために、画像表示信号のフレーム周波数を高周波数に変換した場合であっても、残像による画質劣化を防止することができ、総合的な画質向上を実現することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を、図１乃至図７とともに詳細に説明するが、上記従来例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１は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す機能ブロック図、図２は本実施形態の液晶表示装置におけるフレーム周波数変換部の動作を示すタイミングチャート、図３は本実施形態の液晶表示装置におけるフレーム周波数変換部の動作を説明するための概略説明図である。
【００３３】
また、図４は本実施形態の液晶表示装置に用いるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図、図５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６は本実施形態の液晶表示装置における入力画像信号と２倍速駆動表示時の表示輝度との関係を示す説明図、図７は本実施形態の液晶表示装置における２倍速駆動表示時の書込階調電圧と液晶の光学応答（表示輝度）を示す説明図である。
【００３４】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、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８と、リモコン受光部８で受信した指示信号を解析して、各処理部を制御する制御ＣＰＵ９とを備えている。すなわち、ユーザはリモコンを用いてフレーム周波数変換部７におけるフレーム周波数変換率の切換えを指示することが可能であり、このフレーム周波数変換率の切換指示信号を受信したとき、制御ＣＰＵ９はフレーム周波数変換部７にフレーム周波数変換率の切換制御信号を出力する。
【００３５】
また、本実施形態においては、動きベクトル検出部６で検出された動きベクトルを用いて、制御ＣＰＵ９で入力画像の動き量（動き速度）や動き方向を判別し、この判別結果に基づいてフレーム周波数変換部７に対しフレーム周波数変換率の切換制御信号を出力することも可能である。これは、例えば静止データ画像などの動きが少ない画像を表示する際は、動きぼけ妨害が発生しないため、画像信号のフレーム周波数を高周波数化することによる負荷（消費電力）の増大などを防止するためである。
【００３６】
フレーム周波数変換部７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ＣＰＵ９からの切換制御信号に基づいて、所定のフレーム周波数で画像信号を読み出すことで時間軸圧縮するとともに、動きベクトル検出部６で得られた動きベクトル情報を用いて、動き適応フレーム内挿処理を行うことにより、サブフレーム画像（図３中網掛で示す）を生成して、表示画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換する。
【００３７】
本実施形態においては、例えば図２（ａ）に示す入力画像信号に対して、図２（ｂ）、図３（ａ）に示すように、そのままフレーム周波数を変換することなく（等倍速で）１フレーム期間だけ遅延して、画像信号を出力するモードと、図２（ｃ）、図３（ｂ）に示すように、フレーム周波数を２倍に変換した画像信号を出力するモードとを設けており、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に応じて、それぞれのモードを切り換えることが可能である。すなわち、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率を、等倍或いは２倍のいずれかに切換可変することができる。
【００３８】
ここでは、入力画像信号は６０Ｈｚのプログレッシブスキャン信号であり、従って、各モードにおいてフレーム周波数変換部７により出力されるフレーム周波数はそれぞれ６０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、液晶表示パネル５に対するフレーム表示周期（垂直表示周期）は１／６０秒（１６．７ｍｓｅｃ）、１／１２０秒（８．３ｍｓｅｃ）となる。
【００３９】
さらに、本実施形態の液晶表示装置では、書込階調決定手段として、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数の変換を行わない場合、すなわち通常（等倍速）駆動表示時に参照する強調変換パラメータを格納したＲＯＭ３ａ（図４（ａ）参照）と、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数を高周波数（ここでは２倍）に変換した場合、すなわち２倍速駆動表示時に参照する強調変換パラメータを格納したＲＯＭ３ｂ（図４（ｂ）参照）とを備えており、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に連動して、ＲＯＭ３ａ，３ｂのいずれかを切換え参照することにより、フレームメモリ１から読み出した前画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）に対する現画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）の強調変換信号（書込階調データ）を決定する強調変換部１２とを備えている。
【００４０】
すなわち、強調変換部１２は、１垂直表示期間前後における画像データの組み合わせ（階調遷移）から、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ，３ｂのいずれかを参照して、対応する強調変換パラメータを読み出し、現画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）に対して液晶表示パネル５の光学応答特性を補償する強調変換信号（書込階調データ）を決定し、電極駆動部４に出力する。
【００４１】
ここで、本実施形態におけるＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａには、１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）内で現フレームの画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）の目標階調に液晶が応答可能な強調変換パラメータが格納されており、一方、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｂには、１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）内で現サブフレームの画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）の目標階調に液晶が応答可能な強調変換パラメータが格納されている。
【００４２】
尚、本実施形態のＯＳテーブルメモリＲＯＭ３ａ，３ｂは、図４に示すように、表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合において、３２階調毎の代表階調遷移パターンについての強調変換パラメータ（実測値）を９×９のマトリクス状に記憶しているものとするが、本発明がこれに限られないことは言うまでもない。
【００４３】
次に、上記のように構成してなる液晶表示装置の動作について説明する。ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間分だけ遅延された等倍速（６０Ｈｚ）の画像信号がそのまま出力される。
【００４４】
このとき、強調変換部１２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａを参照して、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【００４５】
この場合、図５（ａ）に示すように、１フレーム分の画像を１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）に画面の上から下まで書込走査することとなるので、各フレームの画像表示期間（液晶応答期間）を１６．７ｍｓｅｃ確保することができる。また、液晶表示パネル５に書き込まれる表示画像信号は、この画像表示期間（１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶が目標階調輝度に到達（応答）するように強調変換されているため、液晶の不完全応答による尾引き等の残像の発生を防止することが可能である。
【００４６】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Ｈｚ）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【００４７】
このとき、強調変換部１２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｂを参照して、１サブフレーム前の画像データと現サブフレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【００４８】
この場合、図５（ｂ）に示すように、１サブフレーム分の画像を１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）に画面の上から下まで書込走査することとなるので、各サブフレームの画像表示期間（液晶応答期間）を８．３ｍｓｅｃ確保することができる。また、液晶表示パネル５に書き込まれる表示画像信号は、この画像表示期間（８．３ｍｓｅｃ）内に液晶が目標階調輝度に到達（応答）するように強調変換されているため、動きぼけの発生を防止するとともに、液晶の不完全応答による尾引き等の残像の発生を防止することが可能となる。
【００４９】
例えば図６（ａ）に示すような、フレーム周波数６０Ｈｚ（フレーム周期１／６０秒）の入力画像信号において、ある画素の前フレームデータ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）が“０”階調で、現フレームデータ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）が“１２８”階調である場合、通常（等倍速）駆動（ＯＳ駆動あり）表示を行うと、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａを参照することにより、“１９４”階調の強調変換信号（書込階調データ）を求めて、図７（ａ）の実線で示すように、これを表示画像信号として１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）にわたって液晶表示パネル５に供給するので、図７（ｂ）の実線で示すように、１フレーム期間経過後には液晶が“１２８”の階調輝度に応答（到達）し、１フレーム期間内に正しい階調を表示することが可能となる。
【００５０】
また、動き適応フレーム内挿処理を行うことによって、図６（ｂ）に示すように、入力画像信号のフレーム周波数（６０Ｈｚ）を２倍の１２０Ｈｚに変換（入力画像信号の１フレーム期間を第１、第２のサブフレーム期間に分割）した場合、上記ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｂを参照してオーバーシュート駆動を行うため、第１サブフレームの画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ＝“１２８”階調）に対して“２０６”階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、図７（ａ）の２点鎖線で示すように、これを表示画像信号として１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）にわたって液晶表示パネル５に供給するので、図７（ｂ）の２点鎖線で示すように、第１サブフレーム期間経過後に液晶を目標階調の輝度に到達させることが可能となる。
【００５１】
さらに、第１サブフレームの画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ＝“１２８”階調）と第２サブフレームの画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ＝“１２８”階調）とから“１２８”階調の書込階調データ（強調変換信号）を求めて、図７（ａ）の２点鎖線で示すように、これを表示画像信号として１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）にわたって液晶表示パネル５に供給するので、図７（ｂ）の２点鎖線で示すように、第２サブフレーム期間内で目標階調の輝度を維持することが可能となり、各サブフレーム期間において正しい階調を表示することができる。
【００５２】
以上のとおり、本実施形態においては、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率（等倍或いは２倍）に応じて、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ，３ｂのいずれかを切換え参照することで、それぞれの画像表示周期（垂直表示期間）に対応した適切な強調変換パラメータを用いて画像信号の強調変換処理を施すことが可能となり、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【００５３】
尚、本実施形態においては、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Ｈｚ）、２倍（１２０Ｈｚ）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。この場合、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した３つ以上のＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）を設けて、これらを適宜切換え参照するように構成すれば良い。
【００５４】
また、液晶の応答速度は環境温度によっても大きく異なり、特に低温時の入力信号に対する追従性が極端に悪くなり、応答時間が増大することから、液晶表示パネルの温度（例えば、５℃未満、５以上２５度未満以下、２５℃以上のときのそれぞれの温度）に対応したフレーム周波数変換率（画像表示周期）毎のＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）を設け、これらを適宜切換え参照するように構成しても良い。
【００５５】
さらに、本実施形態においては、強調変換部１２とＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ，３ｂとで書込階調決定手段を構成しているが、ＯＳテーブルメモリ３ａ，３ｂを設ける代わりに、例えば遷移前の階調と遷移後の階調とを変数とする２次元関数ｆ（ｐｒｅ，ｃｕｒ）を複数用意しておき、これを用いて各画像表示期間（走査周期）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号を求める構成としても良い。
【００５６】
そしてまた、上記実施形態においては、リモコンを用いてユーザが画像信号のフレーム周波数に関する指示入力を行うものについて説明したが、装置本体に設けられた操作パネル部（図示せず）にて、フレーム周波数に関するユーザ指示入力を行うようにしても良いことは言うまでもない。
【００５７】
次に、本発明の第２実施形態について、図８及び図９とともに説明するが、上述した第１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８は本実施形態の液晶表示装置における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用いるテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【００５８】
本実施形態の液晶表示装置は、図８に示すように、テーブルメモリとして、各画像表示周期（垂直表示期間）に対応した複数の強調変換パラメータを各参照テーブル領域に記憶した単一のＲＯＭ３ｃを備えており、このＲＯＭ３ｃを参照することにより、強調変換部２２は液晶表示パネル４に供給する表示画像信号（強調変換信号）を決定する構成としている。
【００５９】
ここでは、このテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃ内の参照テーブル領域を制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に基づき切換え参照することで、液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を生成して、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給する強調変換部２２とにより書込階調決定手段を構成している。
【００６０】
このテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃには、図９に示すように、図４（ａ）に示したものと同様の、通常（等倍速）駆動表示時（画像表示周期：１／６０秒）に用いる強調変換パラメータと、図４（ｂ）に示したものと同様の、２倍速駆動表示時（画像表示周期：１／１２０秒）に用いる強調変換パラメータとが、それぞれのテーブル領域Ａ，Ｂに格納されており、これらの変換テーブル領域Ａ，Ｂが、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に基づき選択的に切換えられて参照される。
【００６１】
すなわち、ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間だけ遅延された等倍速（６０Ｈｚ）の画像信号がそのまま出力される。
【００６２】
このとき、強調変換部２２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃの変換テーブル領域Ａを参照して、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【００６３】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Ｈｚ）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【００６４】
このとき、強調変換部２２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃの変換テーブル領域Ｂを参照して、１サブフレーム前の画像データと現サブフレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１サブフレーム（＝８．３ｍｓｅｃ）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【００６５】
これによって、本実施形態においては、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率（等倍或いは２倍）に応じて、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃの参照テーブル領域Ａ，Ｂのいずれかを切換え参照することで、上記第１実施形態と同様、それぞれの画像表示周期（垂直表示期間）に対応した適切な強調変換パラメータを用いて画像信号の強調変換処理を施すことが可能となり、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【００６６】
尚、本実施形態においても、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Ｈｚ）、２倍（１２０Ｈｚ）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。この場合、テーブルメモリ（ＲＯＭ）内にそれぞれのフレーム周波数変換率に対応した３つ以上の参照テーブル領域を設けて、これらを適宜切換え参照するように構成すれば良い。
【００６７】
次に、本発明の第３実施形態について、図１０とともに説明するが、上記第１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１０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ブロック図である。
【００６８】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０に示すように、書込階調決定手段として、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａから読み出した強調変換パラメータに基づいて強調変換信号を求める強調変換部２と、該強調変換部２で求めた強調変換信号からフレーム周波数変換部７でフレーム周波数が変換された画像信号を減算する減算器３１と、該減算器３１の出力信号に重み係数ｋ（ｋ≧１）を積算する乗算器３２と、この乗算器３２の出力信号を上記フレーム周波数が変換された画像信号に加算することにより、液晶表示パネル５に供給する表示画像信号を得る加算器３３とを設けた構成としている。
【００６９】
ここで、上記重み係数ｋの値は、フレーム周波数変換部２によるフレーム周波数変換率に応じて、制御ＣＰＵ９から出力される切換制御信号に基づき可変制御される。すなわち、液晶表示パネル５に対する画像表示周期（垂直表示期間）に連動して、強調変換部２で生成された強調変換信号（書込階調データ）を可変し、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給する構成としている。
【００７０】
すなわち、ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間だけ遅延された等倍速（６０Ｈｚ）の画像信号がそのまま出力される。
【００７１】
このとき、制御ＣＰＵ９が乗算器３２の重み係数をｋ＝１に制御することによって、強調変換部２により生成された、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換信号を、表示画像信号として電極駆動部４に出力する。これにより、１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶が所望の階調輝度を表示可能な強調変換信号（書込階調データ）を得ることができる。
【００７２】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Ｈｚ）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【００７３】
このとき、制御ＣＰＵ９が乗算器３２の重み係数をｋ＞１に制御することによって、強調変換部２により生成された、１サブフレーム期間前後の階調遷移に対応した強調変換信号を更に強調して、表示画像信号として電極駆動部４に出力する。これによって、入力画像信号の１フレーム期間が第１、第２のサブフレーム期間に分割されて、各サブフレームの画像表示周期（垂直表示期間）が短縮されても、１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）内に液晶が所望の階調輝度を表示可能な強調変換信号（書込階調データ）を得ることが可能となる。
【００７４】
以上のように、本実施形態においては、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率（等倍或いは２倍）に応じて、乗算器３２における重み係数ｋ（ｋ≧１）を切換え制御することで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａを参照して得られた強調変換信号に対して、それぞれの画像表示周期（垂直表示期間）に対応した適切な補正を施すことが可能となり、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【００７５】
尚、本実施形態においても、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Ｈｚ）、２倍（１２０Ｈｚ）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。この場合、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した３つ以上の重み係数ｋを適宜切換え制御するように構成すれば良い。
【００７６】
さらに、上述した第１〜第３実施形態においては、入力画像信号の１フレーム（垂直表示期間）前後における階調遷移パターンによっては１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶が応答しない（目標階調輝度に到達しない）液晶表示パネルを用いることを前提に説明したが、全ての階調遷移パターンに対して１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）内に応答可能な液晶表示パネルを用いる場合、通常（等倍速）駆動表示時（画像表示周期：１／６０秒）においては強調変換処理（オーバーシュート駆動）が不要となる。
【００７７】
しかしながら、入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換して、高速駆動表示時を行う際には、液晶表示パネル５に対する画像表示周期（垂直表示期間）が短縮されるため、全ての階調遷移パターンに対して１サブフレーム期間内に液晶の応答を可能とする強調変換処理（オーバーシュート駆動）が必要である。このような課題を解決するものを、本発明の第４実施形態として図１１とともに説明するが、上記第１〜第３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概略構成を示す機能ブロック図である。
【００７８】
本実施形態の液晶表示装置は、図１１に示すように、書込階調決定手段として、フレームメモリ１に格納されている１垂直表示期間前の画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）と現垂直表示期間の画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）とを入力し、これらの組み合わせ（階調遷移）からＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｄを参照して、対応する強調変換パラメータを読み出し、現垂直表示期間の画像信号に対して液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号を決定するための強調変換部２に加え、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率に応じて、フレーム（画面）単位で上記強調変換信号とフレーム周波数変換部７でフレーム周波数変換された画像信号とを選択的に切換え、表示画像信号として液晶表示パネル５に供給するセレクタ４１を備えている。
【００７９】
すなわち、ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間分だけ遅延された等倍速（６０Ｈｚ）の画像信号がそのまま出力される。
【００８０】
このとき、制御ＣＰＵ９がセレクタ４１を切換制御することにより、強調変換処理が施されない等倍速（６０Ｈｚ）の画像信号を、そのまま表示画像信号（書込階調データ）として電極駆動部４に出力する。これによって、液晶は１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）内に所望の階調輝度を表示することが可能である。
【００８１】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Ｈｚ）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【００８２】
このとき、制御ＣＰＵ９がセレクタ４１を切換制御することによって、強調変換部２により強調変換処理が施された２倍速（１２０Ｈｚ）の画像信号を、表示画像信号（書込階調データ）として電極駆動部４に出力する。これにより、１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）内に液晶が所望の階調輝度を表示可能な強調変換信号を得ることができる。
【００８３】
このように、通常（等倍速）駆動表示を行う際は、１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）内で液晶の応答が可能であるので、強調変換処理（オーバーシュート駆動）を行わず、フレーム周波数が等倍に変換された画像信号をそのまま表示画像信号として液晶表示パネル５に供給し、一方、入力画像信号の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して、高速駆動表示を行う場合には、１サブフレーム期間内で液晶が目標階調輝度に応答するように、所定の強調変換処理（オーバーシュート駆動）を行って強調変換信号を生成し、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給することにより、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【００８４】
尚、本実施形態においても、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Ｈｚ）、２倍（１２０Ｈｚ）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。
【００８５】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、フレーム周波数変換された画像信号を、そのまま表示画像信号として液晶表示パネルに供給し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した強調変換信号を求め、表示画像信号として液晶表示パネルに供給するように構成すれば良い。
【００８６】
また、本実施形態においては、セレクタ４１（スイッチング手段）によって、液晶表示パネル５に供給する表示画像信号を切換出力するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば以下のような手段を講じることによっても、画像表示周期（垂直表示期間）に応じた適切な強調変換処理が施された画像信号と、強調変換処理が施されない画像信号との切換出力を実現することが可能である。
【００８７】
すなわち、書込階調決定手段として、フレーム周波数変換率（画像表示周期）に応じた強調変換処理を行うための強調変換パラメータを格納した変換テーブルメモリと、フレーム周波数変換された画像信号をそのままスルー出力するための無変換パラメータを記憶した無変換テーブルメモリとを備え、フレーム周波数変換率に応じて、前記変換テーブルメモリと前記無変換テーブルメモリとを選択的に切換え参照することにより、液晶表示パネルに供給する表示画像信号を決定するように構成しても良い。
【００８８】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、無変換テーブルメモリを参照することで、強調変換処理を施さない画像信号を、そのまま表示画像信号として液晶表示パネルに供給し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、対応する変換テーブルメモリを参照することで、それぞれのフレーム周波数変換率（垂直表示期間）に対応した強調変換処理が施された強調変換信号を、表示画像信号として液晶表示パネルに供給すれば良い。
【００８９】
また、書込階調決定手段として、フレーム周波数変換率（画像表示周期）に応じた強調変換処理を行うための強調変換パラメータと、フレーム周波数変換された画像信号をそのままスルー出力するための無変換パラメータとを記憶したテーブルメモリを備え、フレーム周波数変換率に応じて、前記強調変換パラメータが記憶された参照テーブル領域と、前記無変換パラメータが記憶された参照テーブル領域とを選択的に切換え参照することにより、液晶表示パネルに供給する表示画像信号を決定するように構成しても良い。
【００９０】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、無変換パラメータが記憶されたテーブル領域を参照することで、強調変換処理を施さない画像信号を、そのまま表示画像信号として液晶表示パネルに供給し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、対応する強調変換パラメータが記憶されたテーブル領域を参照することで、それぞれのフレーム周波数変換率（垂直表示期間）に対応した強調変換処理が施された強調変換信号を、表示画像信号として液晶表示パネルに供給すれば良い。
【００９１】
さらに、前記書込階調決定手段として、強調変換部にて求めた強調変換信号からフレーム周波数変換された画像信号を減算する減算器と、フレーム周波数変換率に応じて切換制御される重み係数ｋを、前記減算器の出力信号に積算する乗算器と、前記乗算器の出力信号を、前記フレーム周波数変換された画像信号に加算することによって、液晶表示パネルに供給する表示画像信号を決定するように構成しても良い。
【００９２】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、重み係数ｋ＝０として、強調変換が施されない画像信号を、そのまま表示画像信号として液晶表示パネルに供給し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した重み係数ｋ（≧１）に切換制御することで、強調変換が施された強調変換信号を表示画像信号として液晶表示パネルに供給すれば良い。
【００９３】
また、上述のオーバーシュート駆動（強調変換処理）においては、遷移後データが最上位データまたは最下位データ付近である場合、オーバーシュート駆動が適切に動作しないため、液晶表示パネルの光学応答特性を補償することができず、液晶の応答速度を改善することができないという問題がある。例えば、表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、最大階調である“２５５”以上の階調データや最小階調である“０”以下の階調データを液晶表示パネルに書き込むことはできず、最大階調データまたは最小階調データ付近に階調遷移したとき、応答速度が遅い液晶表示パネルにおいては、残像や尾引きの発生を招来する。
【００９４】
すなわち、遷移前データが“１２８”階調で遷移後データが“０”階調であるとき、図１２に示すように、入力画像信号の１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）経過後には目標到達階調である“０”階調輝度に到達する場合であっても、入力画像信号の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して、高速駆動表示を行う場合には、上述のオーバーシュート駆動を行っても、１サブフレーム期間内で液晶が目標階調輝度である“０”階調輝度に応答させることができない事態が発生する。
【００９５】
このように、フレーム周波数変換率を大きくして、サブフレーム期間を短縮した場合、中間調に遷移する画像信号に対しては、オーバーシュート駆動による強調変換処理を行うことで、液晶表示パネルの光学応答特性を補償して、残像や尾引きの発生を抑制することが可能であるが、低階調または高階調付近に遷移する画像信号については、オーバーシュート駆動による強調変換処理を行うことができず、残像や尾引きが発生して、表示画像の画質を劣化させてしまう。
【００９６】
以上のような問題を解決するものを、本発明の第５実施形態として図１３乃至図１５とともに説明するが、上記第１〜第４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階調変換部の変換特性（入出力特性）の一例を示す説明図、図１５は本実施形態の液晶表示装置におけるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【００９７】
本実施形態の液晶表示装置は、図１３に示すように、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数変換された画像信号の階調数（表示信号レベル数＝Ｐ）を、液晶表示パネル５の表示階調数（表示データ数＝Ｑ）より小さくするように変換する階調変換部５１と、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率に応じて、フレーム（画面）単位で上記階調変換部５１により階調変換された画像信号とフレーム周波数変換部７でフレーム周波数変換された画像信号とを選択的に切換え、フレームメモリ１及び強調変換部１２に出力するセレクタ５２とを備えている。
【００９８】
ここで、階調変換部５１は、例えば図１４に示すような入出力特性（階調変換特性）を持つ演算器、ＬＵＴテーブルなどによって構成することができる。ここでは、表示信号レベル数が８ビットの２５６階調（０〜２５５）である画像信号を、液晶表示パネル５の表示データ数（＝２５６階調）より小さな２２４階調（１６〜２３９）に変換しており、すなわち、入力画像信号のダイナミックレンジを狭くする処理を行っている。
【００９９】
また、本実施形態の液晶表示装置では、書込階調決定手段として、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数の変換を行わない場合、すなわち通常（等倍速）駆動表示時に参照する強調変換パラメータを格納したＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａと、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数を高周波数（ここでは２倍）に変換した場合、すなわち２倍速駆動表示時に参照する強調変換パラメータを格納したＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅ（図１５参照）とを備えており、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に連動して、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ，３ｅのいずれかを切換え参照することにより、フレームメモリ１から読み出した前画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）に対する現画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）の強調変換信号（書込階調データ）を決定する強調変換部２とを備えている。
【０１００】
ここで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅは、１サブフレーム前後の画像信号の階調遷移に対応した強調変換パラメータを格納したテーブルが記憶されており、階調変換後の表示信号レベル数がＰ階調である場合、Ｐ×Ｐの全ての階調遷移パターンに対する強調変換パラメータを持っていても良いが、ここではＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅのメモリ容量を低減するために、例えば図１５に示すような、２８階調毎の９つの代表階調についての９×９の強調変換パラメータ（実測値）のみを記憶したテーブルを用いて構成している。
【０１０１】
また、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅは、図１４に示した階調変換部５１の入出力特性に合わせるため、１サブフレーム前後の１６、４４、７２、１００、１２８、１５６、１８４、２１２、２３９階調に対する強調変換パラメータを格納している。この強調変換パラメータは、図４（ｂ）に示した変換テーブルにおける０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５階調に対するものと同じであり、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅのデータ内容は第１実施形態のものと実質変更されていない。
【０１０２】
次に、上記のように構成してなる液晶表示装置の動作について説明する。ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間分だけ遅延された等倍速（６０Ｈｚ）の画像信号がそのまま出力される。
【０１０３】
このとき、セレクタ５２は等倍速（６０Ｈｚ）の画像信号をそのまま（階調変換をしないで）強調変換部１２に出力し、強調変換部１２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａを参照して、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【０１０４】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Ｈｚ）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【０１０５】
このとき、セレクタ５２は階調変換部５１により階調変換がされた画像信号を強調変換部１２に出力し、強調変換部１２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅを参照して、１サブフレーム前の画像データと現サブフレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【０１０６】
ここで、例えば前画像データが“１２８”階調で現画像データが“０”階調である場合、階調変換部５１により現画像データを“１６”階調に変換した上でオーバーシュート駆動（強調変換処理）を行って、“０”階調の強調変換信号（書込階調データ）を、表示画像信号として液晶表示パネル５へ供給する。従って、強調変換信号（書込階調データ）は階調変換前と同じであるが、目標到達階調が“１６”階調に変わるため、１サブフレーム期間（＝８．３ｍｓｅｃ）内で液晶を目標階調輝度へ応答させることが可能となり、残像や尾引きが発生しない高品位の画像表示を実現することができる。
【０１０７】
以上のように、画像信号の階調数を液晶表示パネル５の表示階調数より小さくするように変換（ダイナミックレンジ変換）することによって、階調表現数が減少することになり、表示画像のコントラストは低下することとなるが、低階調または高階調付近に遷移する画像信号に対しても、オーバーシュート駆動による強調変換が可能となるので、サブフレーム期間を短縮した場合であっても、残像や尾引きの発生を抑制することができ、総合的な画質を向上させることが可能である。
【０１０８】
このように、通常（等倍速）駆動表示を行う際は、全ての階調遷移に対して、強調変換処理（オーバーシュート駆動）を行うことで１フレーム期間（＝１６．７ｍｓｅｃ）内で液晶を目標階調輝度へ応答させることが可能であるので、階調変換処理を行うことなく、フレーム周波数が等倍に変換された画像信号をそのまま強調変換部１２に供給し、一方、入力画像信号の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して、高速駆動表示を行う場合には、画像信号に所定の階調変換処理を行った上で、強調変換処理（オーバーシュート駆動）を行うことにより、コントラストは低下するものの、１サブフレーム期間内で液晶が目標階調輝度に応答することが可能となり、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【０１０９】
尚、本実施形態においても、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Ｈｚ）、２倍（１２０Ｈｚ）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。
【０１１０】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、画像信号に対し階調変換処理を行うことなく、オーバーシュート駆動（強調変換処理）を施し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した階調変換処理を行った上で、オーバーシュート駆動（強調変換処理）を施すように構成すれば良い。
【０１１１】
また、液晶表示パネルの光学応答特性（速度）は、液晶の配向モードや液晶材料に電界を印加するための電極構造などによって変化するので、この液晶表示パネルの光学応答特性に応じて、階調変換部５１の変換特性を適宜設定することで、より有効な画質改善が可能となる。
【０１１２】
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、入力画像信号のフレーム周波数を１倍以上に切換変換し、高速駆動表示を行う場合であっても、フレーム周波数変換率に応じてオーバーシュート駆動量（強調変換量）を可変制御することにより、最適な表示画像信号（書込階調データ）を液晶表示パネルに供給することができるので、動きぼけ妨害による画質劣化を防止することが可能であるとともに、残像による画質劣化も確実に防止することが可能となり、総合的な画質を向上させることができる。
【０１１３】
【発明の効果】
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、フレーム周波数変換率に応じて、オーバーシュート駆動量を可変制御することが可能であり、動きぼけによる画質劣化を改善するために、画像表示信号のフレーム周波数を高周波数に変換した場合であっても、液晶の光学応答特性を補償することが可能な適切な画像表示信号を液晶表示パネルに供給することができるので、残像による画質劣化を防止することが可能となり、総合的な画質向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の第１実施形態におけるフレーム周波数変換部の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の液晶表示装置の第１実施形態におけるフレーム周波数変換部の動作を説明するための概略説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第１実施形態に用いるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における入力画像信号と２倍速駆動表示時の表示輝度との関係を示す説明図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における２倍速駆動表示時の書込階調電圧と液晶の光学応答（表示輝度）を示す説明図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の液晶表示装置の第２実施形態に用いるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における要部概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置の第４実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】１２８階調から０階調へ変化する画像信号を表示する際の液晶表示階調輝度を示す概略説明図である。
【図１３】本発明の液晶表示装置の第５実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置の第５実施形態における階調変換部の変換特性（入出力特性）の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明の液晶表示装置の第５実施形態におけるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【図１６】従来の液晶表示装置におけるオーバーシュート駆動回路の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１７】オーバーシュート駆動回路に用いるＯＳテーブルメモリにおけるテーブル内容の一例を示す概略説明図である。
【図１８】液晶に加える電圧と液晶の応答との関係を示す説明図である。
【図１９】従来の液晶表示装置における２倍速駆動表示回路の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２０】従来の液晶表示装置における入力画像信号と２倍速駆動表示時の表示輝度との関係を示す説明図である。
【図２１】従来の液晶表示装置における２倍速駆動表示時の書込階調電圧と液晶の光学応答（表示輝度）を示す説明図である。
【符号の説明】
１ フレームメモリ
２、１２、２２ 強調変換部
３、３ａ〜３ｅ テーブルメモリ（ＲＯＭ）
４ 電極駆動部
５ 液晶表示パネル
６ 動きベクトル検出部
７ フレーム周波数変換部
８ リモコン受光部
９ 制御ＣＰＵ
３１ 減算器
３２ 乗算器
３３ 加算器
４１ セレクタ
５１ 階調変換部
５２ セレクタ

Claims (8)

1. 液晶表示パネルを用いて、画像を表示する液晶表示装置であって、
   入力画像フレームに対して所定数のサブフレームを内挿することにより、入力画像信号のフレーム周波数を変換するフレーム周波数変換手段と、
   前記フレーム周波数変換された画像信号の少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移に応じて、前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する強調変換信号を求める書込階調決定手段とを備え、
   前記書込階調決定手段は、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する強調変換信号を可変し、表示画像信号として前記液晶表示パネルに供給することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記書込階調決定手段は、前記強調変換信号を求めるための異なる強調変換パラメータを記憶した複数の変換テーブルメモリを備え、
   前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記複数の変換テーブルメモリのうちの一つを選択的に切換参照することによって、前記表示画像信号を決定することを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記書込階調決定手段は、前記強調変換信号を求めるための異なる強調変換パラメータを複数の参照テーブル領域毎に記憶したテーブルメモリを備え、
   前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記複数の参照テーブル領域のうちの一つを選択的に切換参照することによって、前記表示画像信号を決定することを特徴とする液晶表示装置。
4. 前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
   前記書込階調決定手段は、前記強調変換信号から前記フレーム周波数が変換された画像信号を減算する減算器と、
   前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて可変制御される重み係数ｋを、前記減算器の出力信号に積算する乗算器と、
   前記乗算器の出力信号を、前記フレーム周波数が変換された画像信号に加算することによって、前記表示画像信号を決定する加算器とを有することを特徴とする液晶表示装置。
5. 液晶表示パネルを用いて、画像を表示する液晶表示装置であって、
   入力画像フレームに対して所定数のサブフレームを内挿することにより、入力画像信号のフレーム周波数を変換するフレーム周波数変換手段と、
   前記フレーム周波数変換された画像信号の少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移に応じて、前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する強調変換信号を求める書込階調決定手段とを備え、
   前記書込階調決定手段は、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記強調変換信号と前記フレーム周波数が変換された画像信号とのいずれか一方を選択的に切換え、表示画像信号として前記液晶表示パネルに供給することを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置において、
   前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記フレーム周波数が変換された画像信号の階調数を変換する階調変換手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
7. 前記フレーム周波数変換率は、ユーザ指示入力に基づいて切換えられることを特徴とする前記請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記フレーム周波数変換率は、入力画像の動きベクトルに基づいて切換えられることを特徴とする前記請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。

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