JP2004287139A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】どのような階調遷移パターンを持つ動画像に対しても正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】１フレーム期間前の画像信号を記憶する第１のフレームメモリ（ＦＭ）１と、２フレーム期間前の画像信号を記憶する第２のフレームメモリ（ＦＭ）１１と、前記第１及び第２のフレームメモリ（ＦＭ）１，１１に記憶された１フレーム期間前の画像信号及び２フレーム期間前の画像信号と、現フレーム期間の画像信号とから、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強調変換部１２とを備えたものである。
【選択図】 図１
【解決手段】１フレーム期間前の画像信号を記憶する第１のフレームメモリ（ＦＭ）１と、２フレーム期間前の画像信号を記憶する第２のフレームメモリ（ＦＭ）１１と、前記第１及び第２のフレームメモリ（ＦＭ）１，１１に記憶された１フレーム期間前の画像信号及び２フレーム期間前の画像信号と、現フレーム期間の画像信号とから、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強調変換部１２とを備えたものである。
【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光学応答特性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７に示す。すなわち、これから表示するＭ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（ＦＭ）１に保存されたＭ−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Ｍ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Ｍ番目のフレームの画像表示に要する書込階調データ（強調変換信号）を決定し、液晶コントローラ４を介して液晶表示パネル５のゲートドライバ６及びソースドライバ７に液晶駆動信号を印加する。ここでは、強調変換部２とＯＳテーブルメモリ３とにより強調変換手段を構成している。
【０００７】
尚、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８に示すように、３２階調毎の９つの代表階調についての強調変換パラメータ（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て、入力画像信号の前フレーム画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）と現フレーム画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）とから、液晶が１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に現フレーム画像データの定める透過率となる階調電圧を求め、これを現フレーム期間にて液晶表示パネル５に印加するることにより、図９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】
【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
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のオーバーシュート駆動方法を用いて、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶が現フレーム画像データの定める透過率となる強調変換信号（階調電圧データ）を求め、液晶表示パネル５に印加した場合、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に現フレーム画像データの定める透過率（目標階調輝度）に到達するものの、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によっては画素内に応答速度の異なる領域が混在する等の理由から、液晶の連続性により印加電圧が増減する前の液晶分子の状態に戻る力が働き、画素全体で見ると数フレーム期間に亘って、液晶が目標階調輝度に到達しないという問題がある。
【００１１】
例えば、図１０に示すように、０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された場合、ＯＳテーブルメモリ３を参照して、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶を目標階調輝度（６４階調）に応答させるための１１８階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給する。これによって、１フレーム期間経過後には、液晶は６４階調の目標階調輝度（透過率）に到達する。
【００１２】
また、次のフレームデータは６４階調から変化しないため、ＯＳテーブルメモリ３を参照して、６４階調の書込階調データを求め、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。ところが、上述のとおり、オーバーシュート駆動を行うと、印加電圧が増減する前の液晶分子の状態に戻る力が働いているため、６４階調の書込階調データを液晶表示パネル５に印加しても、目標階調輝度（６４階調）を維持することができず、階調輝度が低下してしまい、目標階調輝度（６４階調）に到達するために数フレーム期間を要することとなる。
【００１３】
このように、階調遷移においてオーバーシュート駆動を行った場合に、元の透過率状態に戻ろうとする液晶の応答特性を、本願明細書においては「角応答」と定義する。上述したような、オーバーシュート駆動に伴う角応答が発生した場合、尾引き等の残像を招来するため、表示画像の画質を低下させるという問題があった。尚、この角応答が生じる程度は、前フレームデータに対する現フレームデータの階調遷移パターンによって異なり、オーバーシュート駆動量（強調変換量）が大きくなる程、大きな角応答が発生することが実験等により明らかになっている。
【００１４】
さらに、上述した角応答の発生により、実際の到達階調輝度に誤差が生じているにも関わらず、液晶が現フレーム画像データの定める透過率（目標階調輝度）へ安定的に到達していることを前提として、次フレーム画像データに強調変換を施してオーバーシュート駆動を行うと、液晶が次フレーム画像データの定める目標階調輝度に到達しなかったり、過剰に応答してしまい、正しい画像表示ができなくなるばかりか、場合によっては誤差がなしくずし的に増大して、除々に画素が黒化或いは白化してしまうという問題がある。
【００１５】
また、上述のオーバーシュート駆動方法においては、入力画像信号の階調レベルがダイナミックレンジ付近（表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、０もしくは２５５階調付近）である場合には、０階調以下または２５５階調以上に強調変換を行うことが不可能であるため、液晶の応答性を補償することができず、液晶が目標階調輝度に到達しないという問題がある。
【００１６】
例えば、図１１に示すように、６４階調から０階調へと変化する画像信号が入力された場合、０階調以下に強調変換することはできないため、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶を目標階調輝度（０階調）に応答させることができない。ところが、液晶が目標階調輝度（０階調）に到達しているものとして、ＯＳテーブルメモリ３を参照し、次のフレームデータ（６４階調）に対して１１８階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給するため、液晶が過剰に応答して、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後には目標階調輝度（６４階調）以上に到達しまうこととなる。
【００１７】
このように、上述したオーバーシュート駆動を用いても、ダイナミックレンジ付近における液晶応答特性を改善できず、実際の到達階調輝度に誤差が生じているにも関わらず、液晶が現フレーム画像データの定める透過率（目標階調輝度）へ到達していることを前提として、次フレーム画像データに強調変換を施してオーバーシュート駆動を行うと、液晶が次フレーム画像データの定める目標階調輝度に到達しなかったり、過剰に応答してしまい、正しい画像表示ができなくなるばかりか、場合によっては誤差がなしくずし的に増大して、除々に画素が黒化或いは白化してしまうという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、角応答の発生を抑制して、どのような階調遷移パターンを持つ動画像に対しても正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００１９】
また、ダイナミックレンジ付近で液晶の到達階調輝度に誤差が生じる場合であっても、この輝度誤差が後続の画像表示に伝播するのを防止して、中間調を正しく表示することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００２０】
【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、１垂直表示期間前の画像信号を記憶する第１の記憶手段と、２垂直表示期間前の画像信号を記憶する第２の記憶手段と、前記第１及び第２の記憶手段に記憶された１垂直表示期間前の画像信号及び２垂直表示期間前の画像信号と、現垂直表示期間の画像信号とから、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強調変換手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本願の第２の発明は、前記強調変換手段が、２垂直表示期間前の画像信号と１垂直表示期間前の画像信号と現垂直表示期間の画像信号とから指定される強調変換パラメータを格納したテーブルメモリを有することを特徴とする。
【００２２】
本願の第３の発明は、前記テーブルメモリが、２垂直表示期間前の予め決められた画像信号レベル毎に、１垂直表示期間前の画像信号と現垂直表示期間の画像信号とから指定される強調変換パラメータを格納した複数のテーブル領域を有するものであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の液晶表示装置によれば、２垂直表示期間に亘る画像信号の階調遷移に基づいて、液晶表示パネルに供給する強調変換信号を求めているので、１垂直表示期間前の画像信号に対するオーバーシュート駆動（強調変換処理）により生じる、元の透過率状態に戻ろうとする液晶の応答特性を補償することが可能となり、角応答の発生を抑制することができる。
【００２４】
また、１垂直表示期間前の画像信号がダイナミックレンジ付近であり、液晶が該画像信号により定められる透過率（目標階調輝度）へ到達せず、実際の到達階調輝度に誤差が生じる場合であっても、この輝度誤差が現垂直表示期間の画像表示に伝播するのを防止することができる。
【００２５】
従って、入力画像信号にどのような階調遷移が生じても、液晶表示パネルの光学応答特性を適切に補償して、１垂直表示期間経過後に液晶を確実に入力画像信号の定める透過率（目標階調輝度）へ到達させることができるので、常に所望の階調輝度を表示することが可能となり、高画質の画像表示を実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図６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ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の一例を示す概略説明図、図３は本実施形態の液晶表示装置において０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図である。
【００２７】
また、図４は本実施形態の液晶表示装置において６４階調から０階調へ変化した後６４階調へと戻る画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図、図５は本実施形態の液晶表示装置で用いる液晶表示パネルの光学応答特性を説明するための概略説明図、図６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（ＲＯＭ）の他の例を示す概略説明図である。尚、ここでは、画像信号として６０Ｈｚのプログレッシブスキャン信号が入力される場合について説明する。
【００２８】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、１フレーム期間前の入力画像信号を記憶する第１のフレームメモリ（ＦＭ）１と、２フレーム期間前の入力画像信号を記憶する第２のフレームメモリ（ＦＭ）１１と、前記第１及び第２のフレームメモリ（ＦＭ）１，１１に記憶された１フレーム期間前の画像信号及び２フレーム期間前の入力画像信号と、現フレームの入力画像信号とから、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、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）を求め、液晶コントローラ４に出力する強調変換部１２とを備えている。
【００２９】
ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３は、図２に示すように、第２のフレームメモリ（ＦＭ）１１からの２フレーム前データ（階調レベル）と、第１のフレームメモリ（ＦＭ）１からの１フレーム前データ（階調レベル）と、現フレームデータ（階調レベル）とから指定されるアドレスに、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶を現フレームデータの定める透過率（目標階調輝度）に到達させるための強調変換パラメータ（階調電圧データ）が格納されている。
【００３０】
ここで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３に格納されている強調変換パラメータは、２フレーム期間に亘る画像信号の階調遷移に対する液晶表示パネル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（２５６×２５６×２５６の）印加電圧データを持っていても良いが、本実施形態のように、３２階調毎の９つの代表階調についての（９×９×９の）強調変換パラメータ（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することで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の記憶容量を抑制している。
【００３１】
すなわち、１フレーム前データはそれ以前からの階調遷移に応じて強調変換処理が施され、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶が目標階調輝度に応答到達するようにオーバーシュート駆動されるが、上述したとおり、目標階調輝度に応答到達した後、元の階調輝度（透過率）状態に戻ろうとする力が発生するので、本実施形態においては、この戻ろうとする力を緩和しつつ、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶を現フレームデータに対応した目標階調輝度に到達させるための強調変換パラメータがＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３に格納されている。
【００３２】
また、１フレーム前データはそれ以前からの階調遷移に応じて強調変換処理が施されるが、上述したとおり、オーバーシュート駆動の原理上、ダイナミックレンジ付近への階調遷移に対する液晶応答特性を改善することはできず、実際の到達階調輝度に誤差が生じるが、本実施形態においては、１フレーム前データにより、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶が実際に最終到達する階調輝度（透過率）を考慮し、次の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶を現フレームデータに対応した目標階調輝度に到達させるための強調変換パラメータがＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３に格納されている。
【００３３】
従って、本実施形態の液晶表示装置においては、１フレーム前の画像データ（階調レベル）に加えて、２フレーム前の画像データ（階調レベル）も考慮して、現フレームの画像データに強調変換を施すことが可能となり、どのような階調遷移パターンを持つ動画像に対しても角応答の発生を防止して、正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能となる。
【００３４】
また、１フレーム前の画像データ（階調レベル）がダイナミックレンジ付近であり、液晶が該画像データにより定められる透過率（目標階調輝度）へ到達せず、実際の到達階調輝度に誤差が生じている場合であっても、実際の到達階調輝度（透過率）からスタートして、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶を現フレームの画像データ（階調レベル）に対応した目標階調輝度へ応答させるように、現フレームの画像データに強調変換を施すことが可能となり、１フレーム前データによる輝度誤差が現フレームの画像表示に伝播するのを防止して、表示画像の画質を向上させることができる。
【００３５】
例えば、ある画素について０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された場合について、図３とともに説明する。入力画像信号が０階調から６４階調へと変化した最初のフレーム期間においては、初期階調である０階調（２フレーム前データ）→０階調（１フレーム前データ）→６４階調（現フレームデータ）と遷移しているので、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、１１８階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを液晶に印加する。これによって、１フレーム期間経過後には目標階調輝度（６４階調）に対応する透過率に液晶を応答させることができる。
【００３６】
また、次のフレーム期間においては、０階調（２フレーム前データ）→６４階調（１フレーム前データ）→６４階調（現フレームデータ）と遷移しているので、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、８８階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを液晶に印加する。これによって、１フレーム前データに対するオーバーシュート駆動（強調変換処理）により生じる、元の透過率状態に戻ろうとする力を緩和しつつ、１フレーム期間経過後には目標階調輝度（６４階調）に対応する透過率に液晶を応答させることができる。
【００３７】
さらに、次のフレーム期間においては、６４階調（２フレーム前データ）→６４階調（１フレーム前データ）→６４階調（現フレームデータ）と遷移しているので、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、６４階調の印加電圧データ（書込階調データ）を求め、これを液晶に印加する。これによって、６４階調輝度に対応する透過率状態で安定している液晶をホールド（維持）することができる。
【００３８】
また、ある画素について６４階調→０階調→６４階調へと変化する画像信号が入力された場合について、図４とともに説明する。入力画像信号が６４階調から０階調へと変化した最初のフレーム期間においては、入力画像信号を０階調以下の表示画像信号に強調変換することはできないため、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶を目標階調輝度（０階調）に応答させることができず、実際に最終到達するのは３２階調輝度に対応する透過率状態となる。
【００３９】
そして、次のフレーム期間においては、６４階調（２フレーム前データ）→０階調（１フレーム前データ）→６４階調（現フレームデータ）と遷移しているので、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、１１２階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを液晶に印加する。これによって、１フレーム前データによる目標階調輝度へ未到達の状態が発生するが、現フレームデータに対してはこれを考慮した強調変換信号（書込階調データ）を求めることができるので、１フレーム期間経過後に液晶を目標階調輝度（６４階調）に対応する透過率へ応答させることが可能となる。
【００４０】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、２垂直表示期間に亘る画像信号の階調遷移に基づいて、液晶表示パネル５に供給する強調変換信号を求めているので、１垂直表示期間前の画像信号に対するオーバーシュート駆動（強調変換処理）により生じる、元の透過率状態に戻ろうとする液晶の応答特性を補償することが可能となり、角応答の発生を抑制することができる。
【００４１】
また、１垂直表示期間前の画像信号がダイナミックレンジ付近であり、液晶が該画像信号により定められる透過率（目標階調輝度）へ到達せず、実際の到達階調輝度に誤差が生じる場合であっても、この輝度誤差が現垂直表示期間の画像表示に伝播するのを防止することができる。
【００４２】
従って、入力画像信号にどのような階調遷移が生じても、液晶表示パネル５の光学応答特性を適切に補償して、１垂直表示期間経過後に液晶が確実に入力画像信号の定める透過率（目標階調輝度）へ到達させることができるので、常に所望の階調輝度を表示することができ、残像の発生を防止して、高画質の画像表示を実現することが可能となる。
【００４３】
尚、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）１３とで強調変換手段を構成しているが、ＯＳテーブルメモリを設ける代わりに、例えば１フレーム前の階調レベル、２フレーム前の階調レベル、現フレームの階調レベルを変数とする３次元関数ｆ（ｐｒｅ−１，ｐｒｅ−２，ｃｕｒ）を用意しておき、これを用いて液晶表示パネル５の光学応答特性を補償する強調変換信号を求める構成としても良い。
【００４４】
また、上述した角応答が発生する階調遷移パターンが一定の範囲に限られる場合、２垂直表示期間前の画像信号に対する１垂直表示期間前の画像信号の階調遷移が、上記角応答が発生する階調遷移パターンに該当しないときは、上記従来例と同様の強調変換パラメータを用いて、１垂直表示期間前後の階調遷移のみから、１垂直表示期間経過後に液晶を入力画像信号が定める透過率に応答させることが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求めることができる。
【００４５】
同様に、オーバーシュート駆動を行っても、目標階調輝度に到達しない階調遷移パターンは予め分かるため、２垂直表示期間前の画像信号に対する１垂直表示期間前の画像信号の階調遷移が、上記目標階調輝度へ到達しない階調遷移パターンに該当しないときは、上記従来例と同様の強調変換パラメータを用いて、１垂直表示期間前後の階調遷移のみから、１垂直表示期間経過後に液晶を入力画像信号が定める透過率に応答させることが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求めることができる。これによって、ＯＳテーブルメモリの記憶容量をさらに低減可能とするものについて、以下詳細に説明する。
【００４６】
例えば、図５に示すように、１フレーム期間前後において、遷移前が低階調（０〜６４階調）であり、遷移後が中間階調（３２〜１６０階調）である階調遷移パターンの場合に、オーバーシュート駆動を行うと、角応答が発生するとともに、遷移前が低中間階調（０〜１２８階調）であり、遷移後が低階調（０〜３２階調）である階調遷移パターンの場合に、オーバーシュート駆動を行っても、目標階調輝度へ到達しないような光学応答特性を持つ液晶表示パネル５に対しては、図６に示すようなＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）を用いることができる。尚、視覚特性上問題となるのは低階調部分での画質劣化であるので、ここでは高階調側における目標階調の未到達は考慮しないものとする。
【００４７】
すなわち、２フレーム前データ（階調レベル）が０〜１２８階調である場合、現フレームデータの表示に影響が出るため、２フレーム前データが０〜１２８階調の範囲については、０，３２，６４，９６，１２８階調からなる５つの代表階調毎に、１フレーム前データと現フレームデータとから指定される強調変換パラメータを格納した４つのテーブル領域を設けている。また、２フレーム前データ（階調レベル）が１２８〜２２５階調である場合は、現フレームデータの表示に影響を与えないため、２フレーム前データが９６〜２５５階調であるときに参照するテーブル領域には、図８とともに上述した従来例と同一の強調変換パラメータが格納されている。
【００４８】
このように、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が、角応答が発生する階調遷移パターンに該当する部分、或いは、目標階調へ到達しないような階調遷移パターンに該当する部分のみ、到達階調輝度の誤差の発生を防止するための強調変換パラメータを格納し、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が、現フレームデータの表示に影響を与えない部分については、図８とともに上述した従来例と同様、１フレーム期間前後の階調遷移のみから決定される強調変換パラメータを格納した１つのテーブル領域を設けることで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の記憶容量を抑制することができる。
【００４９】
強調変換部は、第２のフレームメモリ（ＦＭ）１１からの２フレーム前データ（階調レベル）に応じて、５つのテーブル領域から参照するテーブル領域を決定し、第１のフレームメモリ（ＦＭ）１からの１フレーム前データ（階調レベル）と、現フレームデータ（階調レベル）とから指定される強調変換パラメータを読み出して、２フレーム前データ、１フレーム前データ、現フレームデータに基づく所定の補間演算を施すことにより、強調変換信号（書込階調データ）を求めることができる。
【００５０】
さらに、上記した例では、２フレーム前データ（階調レベル）毎に複数のテーブル領域を設けているが、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が角応答の発生する階調遷移パターンに相当する場合に参照するＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）と、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が目標階調未到達の発生する階調遷移パターンに相当する場合に参照するＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）と、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が現フレームの画像表示に影響を与えない階調遷移パターンに相当する場合に参照するＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）とを個別に設け、それらを適宜切替参照するようにしても良い。これによって、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）全体の記憶容量をさらに低減することが可能となる。
【００５１】
【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、２垂直表示期間に亘る画像信号の階調遷移に基づいて、液晶表示パネルに供給する強調変換信号を求めることで、入力画像信号にどのような階調遷移が生じても、液晶表示パネルの光学応答特性を適切に補償して、１垂直表示期間経過後に液晶を確実に入力画像信号の定める透過率（目標階調輝度）へ到達させることが可能となるため、常に所望の階調輝度を表示することができ、高画質の画像表示を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の一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一実施形態におけるＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の一例を示す概略説明図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一実施形態において０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の一実施形態において６４階調から０階調へ変化した後６４階調へと戻る画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の一実施形態で用いる液晶表示パネルの光学応答特性を説明するための概略説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の一実施形態におけるＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の他の例を示す概略説明図である。
【図７】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８】従来のオーバーシュート駆動回路に用いるＯＳテーブルメモリの一例を示す概略説明図である。
【図９】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１０】従来の液晶表示装置において０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明である。
【図１１】従来の液晶表示装置において６４階調から０階調へ変化した後６４階調へと戻る画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ 第１のフレームメモリ（ＦＭ）
４ 液晶コントローラ
５ 液晶表示パネル
６ ゲートドライバ
７ ソースドライバ
１１ 第２のフレームメモリ（ＦＭ）
１２ 強調変換部
１３ テーブルメモリ（ＲＯＭ）
【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光学応答特性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７に示す。すなわち、これから表示するＭ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（ＦＭ）１に保存されたＭ−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Ｍ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Ｍ番目のフレームの画像表示に要する書込階調データ（強調変換信号）を決定し、液晶コントローラ４を介して液晶表示パネル５のゲートドライバ６及びソースドライバ７に液晶駆動信号を印加する。ここでは、強調変換部２とＯＳテーブルメモリ３とにより強調変換手段を構成している。
【０００７】
尚、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８に示すように、３２階調毎の９つの代表階調についての強調変換パラメータ（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て、入力画像信号の前フレーム画像データ（Ｐｒｅｖｉｏｕｓ Ｄａｔａ）と現フレーム画像データ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄａｔａ）とから、液晶が１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に現フレーム画像データの定める透過率となる階調電圧を求め、これを現フレーム期間にて液晶表示パネル５に印加するることにより、図９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】
【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
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のオーバーシュート駆動方法を用いて、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶が現フレーム画像データの定める透過率となる強調変換信号（階調電圧データ）を求め、液晶表示パネル５に印加した場合、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に現フレーム画像データの定める透過率（目標階調輝度）に到達するものの、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によっては画素内に応答速度の異なる領域が混在する等の理由から、液晶の連続性により印加電圧が増減する前の液晶分子の状態に戻る力が働き、画素全体で見ると数フレーム期間に亘って、液晶が目標階調輝度に到達しないという問題がある。
【００１１】
例えば、図１０に示すように、０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された場合、ＯＳテーブルメモリ３を参照して、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶を目標階調輝度（６４階調）に応答させるための１１８階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給する。これによって、１フレーム期間経過後には、液晶は６４階調の目標階調輝度（透過率）に到達する。
【００１２】
また、次のフレームデータは６４階調から変化しないため、ＯＳテーブルメモリ３を参照して、６４階調の書込階調データを求め、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。ところが、上述のとおり、オーバーシュート駆動を行うと、印加電圧が増減する前の液晶分子の状態に戻る力が働いているため、６４階調の書込階調データを液晶表示パネル５に印加しても、目標階調輝度（６４階調）を維持することができず、階調輝度が低下してしまい、目標階調輝度（６４階調）に到達するために数フレーム期間を要することとなる。
【００１３】
このように、階調遷移においてオーバーシュート駆動を行った場合に、元の透過率状態に戻ろうとする液晶の応答特性を、本願明細書においては「角応答」と定義する。上述したような、オーバーシュート駆動に伴う角応答が発生した場合、尾引き等の残像を招来するため、表示画像の画質を低下させるという問題があった。尚、この角応答が生じる程度は、前フレームデータに対する現フレームデータの階調遷移パターンによって異なり、オーバーシュート駆動量（強調変換量）が大きくなる程、大きな角応答が発生することが実験等により明らかになっている。
【００１４】
さらに、上述した角応答の発生により、実際の到達階調輝度に誤差が生じているにも関わらず、液晶が現フレーム画像データの定める透過率（目標階調輝度）へ安定的に到達していることを前提として、次フレーム画像データに強調変換を施してオーバーシュート駆動を行うと、液晶が次フレーム画像データの定める目標階調輝度に到達しなかったり、過剰に応答してしまい、正しい画像表示ができなくなるばかりか、場合によっては誤差がなしくずし的に増大して、除々に画素が黒化或いは白化してしまうという問題がある。
【００１５】
また、上述のオーバーシュート駆動方法においては、入力画像信号の階調レベルがダイナミックレンジ付近（表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、０もしくは２５５階調付近）である場合には、０階調以下または２５５階調以上に強調変換を行うことが不可能であるため、液晶の応答性を補償することができず、液晶が目標階調輝度に到達しないという問題がある。
【００１６】
例えば、図１１に示すように、６４階調から０階調へと変化する画像信号が入力された場合、０階調以下に強調変換することはできないため、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶を目標階調輝度（０階調）に応答させることができない。ところが、液晶が目標階調輝度（０階調）に到達しているものとして、ＯＳテーブルメモリ３を参照し、次のフレームデータ（６４階調）に対して１１８階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給するため、液晶が過剰に応答して、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後には目標階調輝度（６４階調）以上に到達しまうこととなる。
【００１７】
このように、上述したオーバーシュート駆動を用いても、ダイナミックレンジ付近における液晶応答特性を改善できず、実際の到達階調輝度に誤差が生じているにも関わらず、液晶が現フレーム画像データの定める透過率（目標階調輝度）へ到達していることを前提として、次フレーム画像データに強調変換を施してオーバーシュート駆動を行うと、液晶が次フレーム画像データの定める目標階調輝度に到達しなかったり、過剰に応答してしまい、正しい画像表示ができなくなるばかりか、場合によっては誤差がなしくずし的に増大して、除々に画素が黒化或いは白化してしまうという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、角応答の発生を抑制して、どのような階調遷移パターンを持つ動画像に対しても正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００１９】
また、ダイナミックレンジ付近で液晶の到達階調輝度に誤差が生じる場合であっても、この輝度誤差が後続の画像表示に伝播するのを防止して、中間調を正しく表示することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００２０】
【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、１垂直表示期間前の画像信号を記憶する第１の記憶手段と、２垂直表示期間前の画像信号を記憶する第２の記憶手段と、前記第１及び第２の記憶手段に記憶された１垂直表示期間前の画像信号及び２垂直表示期間前の画像信号と、現垂直表示期間の画像信号とから、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強調変換手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本願の第２の発明は、前記強調変換手段が、２垂直表示期間前の画像信号と１垂直表示期間前の画像信号と現垂直表示期間の画像信号とから指定される強調変換パラメータを格納したテーブルメモリを有することを特徴とする。
【００２２】
本願の第３の発明は、前記テーブルメモリが、２垂直表示期間前の予め決められた画像信号レベル毎に、１垂直表示期間前の画像信号と現垂直表示期間の画像信号とから指定される強調変換パラメータを格納した複数のテーブル領域を有するものであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の液晶表示装置によれば、２垂直表示期間に亘る画像信号の階調遷移に基づいて、液晶表示パネルに供給する強調変換信号を求めているので、１垂直表示期間前の画像信号に対するオーバーシュート駆動（強調変換処理）により生じる、元の透過率状態に戻ろうとする液晶の応答特性を補償することが可能となり、角応答の発生を抑制することができる。
【００２４】
また、１垂直表示期間前の画像信号がダイナミックレンジ付近であり、液晶が該画像信号により定められる透過率（目標階調輝度）へ到達せず、実際の到達階調輝度に誤差が生じる場合であっても、この輝度誤差が現垂直表示期間の画像表示に伝播するのを防止することができる。
【００２５】
従って、入力画像信号にどのような階調遷移が生じても、液晶表示パネルの光学応答特性を適切に補償して、１垂直表示期間経過後に液晶を確実に入力画像信号の定める透過率（目標階調輝度）へ到達させることができるので、常に所望の階調輝度を表示することが可能となり、高画質の画像表示を実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図６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ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の一例を示す概略説明図、図３は本実施形態の液晶表示装置において０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図である。
【００２７】
また、図４は本実施形態の液晶表示装置において６４階調から０階調へ変化した後６４階調へと戻る画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図、図５は本実施形態の液晶表示装置で用いる液晶表示パネルの光学応答特性を説明するための概略説明図、図６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（ＲＯＭ）の他の例を示す概略説明図である。尚、ここでは、画像信号として６０Ｈｚのプログレッシブスキャン信号が入力される場合について説明する。
【００２８】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、１フレーム期間前の入力画像信号を記憶する第１のフレームメモリ（ＦＭ）１と、２フレーム期間前の入力画像信号を記憶する第２のフレームメモリ（ＦＭ）１１と、前記第１及び第２のフレームメモリ（ＦＭ）１，１１に記憶された１フレーム期間前の画像信号及び２フレーム期間前の入力画像信号と、現フレームの入力画像信号とから、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、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）を求め、液晶コントローラ４に出力する強調変換部１２とを備えている。
【００２９】
ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３は、図２に示すように、第２のフレームメモリ（ＦＭ）１１からの２フレーム前データ（階調レベル）と、第１のフレームメモリ（ＦＭ）１からの１フレーム前データ（階調レベル）と、現フレームデータ（階調レベル）とから指定されるアドレスに、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶を現フレームデータの定める透過率（目標階調輝度）に到達させるための強調変換パラメータ（階調電圧データ）が格納されている。
【００３０】
ここで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３に格納されている強調変換パラメータは、２フレーム期間に亘る画像信号の階調遷移に対する液晶表示パネル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（２５６×２５６×２５６の）印加電圧データを持っていても良いが、本実施形態のように、３２階調毎の９つの代表階調についての（９×９×９の）強調変換パラメータ（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することで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の記憶容量を抑制している。
【００３１】
すなわち、１フレーム前データはそれ以前からの階調遷移に応じて強調変換処理が施され、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶が目標階調輝度に応答到達するようにオーバーシュート駆動されるが、上述したとおり、目標階調輝度に応答到達した後、元の階調輝度（透過率）状態に戻ろうとする力が発生するので、本実施形態においては、この戻ろうとする力を緩和しつつ、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶を現フレームデータに対応した目標階調輝度に到達させるための強調変換パラメータがＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３に格納されている。
【００３２】
また、１フレーム前データはそれ以前からの階調遷移に応じて強調変換処理が施されるが、上述したとおり、オーバーシュート駆動の原理上、ダイナミックレンジ付近への階調遷移に対する液晶応答特性を改善することはできず、実際の到達階調輝度に誤差が生じるが、本実施形態においては、１フレーム前データにより、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶が実際に最終到達する階調輝度（透過率）を考慮し、次の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶を現フレームデータに対応した目標階調輝度に到達させるための強調変換パラメータがＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３に格納されている。
【００３３】
従って、本実施形態の液晶表示装置においては、１フレーム前の画像データ（階調レベル）に加えて、２フレーム前の画像データ（階調レベル）も考慮して、現フレームの画像データに強調変換を施すことが可能となり、どのような階調遷移パターンを持つ動画像に対しても角応答の発生を防止して、正確に残像の発生を抑えるとともに、中間調を正しく表示することが可能となる。
【００３４】
また、１フレーム前の画像データ（階調レベル）がダイナミックレンジ付近であり、液晶が該画像データにより定められる透過率（目標階調輝度）へ到達せず、実際の到達階調輝度に誤差が生じている場合であっても、実際の到達階調輝度（透過率）からスタートして、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）経過後に液晶を現フレームの画像データ（階調レベル）に対応した目標階調輝度へ応答させるように、現フレームの画像データに強調変換を施すことが可能となり、１フレーム前データによる輝度誤差が現フレームの画像表示に伝播するのを防止して、表示画像の画質を向上させることができる。
【００３５】
例えば、ある画素について０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された場合について、図３とともに説明する。入力画像信号が０階調から６４階調へと変化した最初のフレーム期間においては、初期階調である０階調（２フレーム前データ）→０階調（１フレーム前データ）→６４階調（現フレームデータ）と遷移しているので、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、１１８階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを液晶に印加する。これによって、１フレーム期間経過後には目標階調輝度（６４階調）に対応する透過率に液晶を応答させることができる。
【００３６】
また、次のフレーム期間においては、０階調（２フレーム前データ）→６４階調（１フレーム前データ）→６４階調（現フレームデータ）と遷移しているので、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、８８階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを液晶に印加する。これによって、１フレーム前データに対するオーバーシュート駆動（強調変換処理）により生じる、元の透過率状態に戻ろうとする力を緩和しつつ、１フレーム期間経過後には目標階調輝度（６４階調）に対応する透過率に液晶を応答させることができる。
【００３７】
さらに、次のフレーム期間においては、６４階調（２フレーム前データ）→６４階調（１フレーム前データ）→６４階調（現フレームデータ）と遷移しているので、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、６４階調の印加電圧データ（書込階調データ）を求め、これを液晶に印加する。これによって、６４階調輝度に対応する透過率状態で安定している液晶をホールド（維持）することができる。
【００３８】
また、ある画素について６４階調→０階調→６４階調へと変化する画像信号が入力された場合について、図４とともに説明する。入力画像信号が６４階調から０階調へと変化した最初のフレーム期間においては、入力画像信号を０階調以下の表示画像信号に強調変換することはできないため、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内に液晶を目標階調輝度（０階調）に応答させることができず、実際に最終到達するのは３２階調輝度に対応する透過率状態となる。
【００３９】
そして、次のフレーム期間においては、６４階調（２フレーム前データ）→０階調（１フレーム前データ）→６４階調（現フレームデータ）と遷移しているので、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）１３を参照して、１１２階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを液晶に印加する。これによって、１フレーム前データによる目標階調輝度へ未到達の状態が発生するが、現フレームデータに対してはこれを考慮した強調変換信号（書込階調データ）を求めることができるので、１フレーム期間経過後に液晶を目標階調輝度（６４階調）に対応する透過率へ応答させることが可能となる。
【００４０】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、２垂直表示期間に亘る画像信号の階調遷移に基づいて、液晶表示パネル５に供給する強調変換信号を求めているので、１垂直表示期間前の画像信号に対するオーバーシュート駆動（強調変換処理）により生じる、元の透過率状態に戻ろうとする液晶の応答特性を補償することが可能となり、角応答の発生を抑制することができる。
【００４１】
また、１垂直表示期間前の画像信号がダイナミックレンジ付近であり、液晶が該画像信号により定められる透過率（目標階調輝度）へ到達せず、実際の到達階調輝度に誤差が生じる場合であっても、この輝度誤差が現垂直表示期間の画像表示に伝播するのを防止することができる。
【００４２】
従って、入力画像信号にどのような階調遷移が生じても、液晶表示パネル５の光学応答特性を適切に補償して、１垂直表示期間経過後に液晶が確実に入力画像信号の定める透過率（目標階調輝度）へ到達させることができるので、常に所望の階調輝度を表示することができ、残像の発生を防止して、高画質の画像表示を実現することが可能となる。
【００４３】
尚、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）１３とで強調変換手段を構成しているが、ＯＳテーブルメモリを設ける代わりに、例えば１フレーム前の階調レベル、２フレーム前の階調レベル、現フレームの階調レベルを変数とする３次元関数ｆ（ｐｒｅ−１，ｐｒｅ−２，ｃｕｒ）を用意しておき、これを用いて液晶表示パネル５の光学応答特性を補償する強調変換信号を求める構成としても良い。
【００４４】
また、上述した角応答が発生する階調遷移パターンが一定の範囲に限られる場合、２垂直表示期間前の画像信号に対する１垂直表示期間前の画像信号の階調遷移が、上記角応答が発生する階調遷移パターンに該当しないときは、上記従来例と同様の強調変換パラメータを用いて、１垂直表示期間前後の階調遷移のみから、１垂直表示期間経過後に液晶を入力画像信号が定める透過率に応答させることが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求めることができる。
【００４５】
同様に、オーバーシュート駆動を行っても、目標階調輝度に到達しない階調遷移パターンは予め分かるため、２垂直表示期間前の画像信号に対する１垂直表示期間前の画像信号の階調遷移が、上記目標階調輝度へ到達しない階調遷移パターンに該当しないときは、上記従来例と同様の強調変換パラメータを用いて、１垂直表示期間前後の階調遷移のみから、１垂直表示期間経過後に液晶を入力画像信号が定める透過率に応答させることが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求めることができる。これによって、ＯＳテーブルメモリの記憶容量をさらに低減可能とするものについて、以下詳細に説明する。
【００４６】
例えば、図５に示すように、１フレーム期間前後において、遷移前が低階調（０〜６４階調）であり、遷移後が中間階調（３２〜１６０階調）である階調遷移パターンの場合に、オーバーシュート駆動を行うと、角応答が発生するとともに、遷移前が低中間階調（０〜１２８階調）であり、遷移後が低階調（０〜３２階調）である階調遷移パターンの場合に、オーバーシュート駆動を行っても、目標階調輝度へ到達しないような光学応答特性を持つ液晶表示パネル５に対しては、図６に示すようなＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）を用いることができる。尚、視覚特性上問題となるのは低階調部分での画質劣化であるので、ここでは高階調側における目標階調の未到達は考慮しないものとする。
【００４７】
すなわち、２フレーム前データ（階調レベル）が０〜１２８階調である場合、現フレームデータの表示に影響が出るため、２フレーム前データが０〜１２８階調の範囲については、０，３２，６４，９６，１２８階調からなる５つの代表階調毎に、１フレーム前データと現フレームデータとから指定される強調変換パラメータを格納した４つのテーブル領域を設けている。また、２フレーム前データ（階調レベル）が１２８〜２２５階調である場合は、現フレームデータの表示に影響を与えないため、２フレーム前データが９６〜２５５階調であるときに参照するテーブル領域には、図８とともに上述した従来例と同一の強調変換パラメータが格納されている。
【００４８】
このように、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が、角応答が発生する階調遷移パターンに該当する部分、或いは、目標階調へ到達しないような階調遷移パターンに該当する部分のみ、到達階調輝度の誤差の発生を防止するための強調変換パラメータを格納し、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が、現フレームデータの表示に影響を与えない部分については、図８とともに上述した従来例と同様、１フレーム期間前後の階調遷移のみから決定される強調変換パラメータを格納した１つのテーブル領域を設けることで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の記憶容量を抑制することができる。
【００４９】
強調変換部は、第２のフレームメモリ（ＦＭ）１１からの２フレーム前データ（階調レベル）に応じて、５つのテーブル領域から参照するテーブル領域を決定し、第１のフレームメモリ（ＦＭ）１からの１フレーム前データ（階調レベル）と、現フレームデータ（階調レベル）とから指定される強調変換パラメータを読み出して、２フレーム前データ、１フレーム前データ、現フレームデータに基づく所定の補間演算を施すことにより、強調変換信号（書込階調データ）を求めることができる。
【００５０】
さらに、上記した例では、２フレーム前データ（階調レベル）毎に複数のテーブル領域を設けているが、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が角応答の発生する階調遷移パターンに相当する場合に参照するＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）と、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が目標階調未到達の発生する階調遷移パターンに相当する場合に参照するＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）と、２フレーム前データに対する１フレーム前データの階調遷移が現フレームの画像表示に影響を与えない階調遷移パターンに相当する場合に参照するＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）とを個別に設け、それらを適宜切替参照するようにしても良い。これによって、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）全体の記憶容量をさらに低減することが可能となる。
【００５１】
【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、２垂直表示期間に亘る画像信号の階調遷移に基づいて、液晶表示パネルに供給する強調変換信号を求めることで、入力画像信号にどのような階調遷移が生じても、液晶表示パネルの光学応答特性を適切に補償して、１垂直表示期間経過後に液晶を確実に入力画像信号の定める透過率（目標階調輝度）へ到達させることが可能となるため、常に所望の階調輝度を表示することができ、高画質の画像表示を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の一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一実施形態におけるＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の一例を示す概略説明図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一実施形態において０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の一実施形態において６４階調から０階調へ変化した後６４階調へと戻る画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の一実施形態で用いる液晶表示パネルの光学応答特性を説明するための概略説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の一実施形態におけるＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）の他の例を示す概略説明図である。
【図７】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８】従来のオーバーシュート駆動回路に用いるＯＳテーブルメモリの一例を示す概略説明図である。
【図９】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１０】従来の液晶表示装置において０階調から６４階調へと変化する画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明である。
【図１１】従来の液晶表示装置において６４階調から０階調へ変化した後６４階調へと戻る画像信号が入力された時の表示階調輝度を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ 第１のフレームメモリ（ＦＭ）
４ 液晶コントローラ
５ 液晶表示パネル
６ ゲートドライバ
７ ソースドライバ
１１ 第２のフレームメモリ（ＦＭ）
１２ 強調変換部
１３ テーブルメモリ（ＲＯＭ）
Claims (3)
- 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、
１垂直表示期間前の画像信号を記憶する第１の記憶手段と、
２垂直表示期間前の画像信号を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１及び第２の記憶手段に記憶された１垂直表示期間前の画像信号及び２垂直表示期間前の画像信号と、現垂直表示期間の画像信号とから、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強調変換手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記強調変換手段は、２垂直表示期間前の画像信号と１垂直表示期間前の画像信号と現垂直表示期間の画像信号とから指定される強調変換パラメータを格納したテーブルメモリを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記請求項２に記載の液晶表示装置において、
前記テーブルメモリは、２垂直表示期間前の予め決められた画像信号レベル毎に、１垂直表示期間前の画像信号と現垂直表示期間の画像信号とから指定される強調変換パラメータを格納した複数のテーブル領域を有するものであることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
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