JP2005070652A

JP2005070652A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2005070652A
Application number: JP2003303208A
Authority: JP
Inventors: Mikio Miura; 幹夫三浦
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】各種条件の最適化を容易に行え、特にムービング現象を抑えて、階調表示におけるカラー画像の高品質化を実現することができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像フレームを所定の大きさのブロックに区分し点灯パターンに基づいて複数の画像フレームにわたってブロック毎に複数の階調表示を行う画像表示装置１は、ブロック毎の点灯パターンを複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定するように構成されている。これにより、各種条件の最適化を容易に行え、各色のムービング方向が一致することを防止して特にムービング現象を抑え、階調表示におけるカラー画像の高品質化を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置に関する。

画像表示装置は、ＶＲＡＭ等に格納されている画像データを順次読みだし、ＬＣＤ（液晶デバイス）やＣＲＴ（陰極線管）等の表示器に文字やパターン等の画像情報（画像データ）を表示させる装置である。例えば、グラフィックディスプレイ装置、プラズマディスプレーパネルやＥＬディスプレーパネル等が開発されている。

このような画像表示装置において擬似的に階調表示を行う方法としては、大別すると面積（空間）階調法とフレームレートコントロール（ＦＲＣ）法とがある。面積（空間）階調法は、表示画素がマトリックス状に配列された画面の単位空間に含まれる画素のオン・オフを階調データに基づいて制御し、その空間の平均の明るさを変化させることにより階調を表現するが、表示解像度の低下が生じるという問題を有している。また、ＦＲＣ法は、次々に表示される画像フレーム（以下、フレームとする）毎に対象画素（あるいは対象領域に含まれる画素群）のオン・オフを階調データに基づいて制御し、所定時間内（フレーム数）の平均の明るさを変化させることにより階調を表現するが、中間階調表示される画素で特に広い面積を同一の階調で表示する場合、フリッカと呼ばれる“ちらつき”が発生し、表示品位を劣化させるという問題を有している。一方、フリッカと同様に画質を悪化させるムービング現象（これは、例えば、１つのフレーム内に存在する同一階調のブロック全てが同一点灯パターンで表示され、それが広い領域に及ぶ場合、この領域を目視すると模様がある方向に移動していくように見える現象である）が発生するという問題もある。これらの問題を解決するため、様々な技術が公開されている（特許文献１ないし特許文献１４参照）。

特許第２７８４００５号公報特許第２７６４９２７号公報特開平５−４６１２５号公報特開平５−３３３８３１号公報特開平６−７５５４４号公報特開平６−１３８８４６号公報特開平６−２０２５８４号公報特開平７−１６０２１７号公報特開平７−２１９４９２号公報特開平７−２４４２７３号公報特開平７−２８１１５４号公報特開平７−３０２０６２号公報特開平８−２３４１６４号公報特開２００１−２１５９３８公報

しかしながら、ムービング現象の発生は、液晶表示素子に使用される液晶材料、セルの構成、偏光膜の種類、表示色や駆動条件等によって影響を受けるので、多くの場合最適化が必要となるが、従来の技術では、そのための調整が困難である。また、従来の技術では、画像をカラーで表示する場合、例えばＲＧＢの各色のムービング方向（模様が移動していく方向）が一致してしまい、画質が低下してしまう。

本発明の目的は、各種条件の最適化を容易に行え、特にムービング現象を抑えて、階調表示におけるカラー画像の高品質化を実現することができる画像表示装置を提供することである。

請求項１記載の発明は、複数の画素により構成される画像フレームを所定の大きさのブロックに区分し、複数の画素のオン・オフを制御するための点灯パターンに基づいて複数の画像フレームにわたってブロック毎に複数の階調表示を行う画像表示装置において、ブロック毎の点灯パターンを複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定するパターン設定手段を具備することを特徴とする。

したがって、ブロック毎の点灯パターンを複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定することによって、各種条件の最適化を容易に行え、各色のムービング方向が一致することを防止して特にムービング現象を抑えることが可能になる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像表示装置において、前記パターン設定手段は、各色に対応する各画像フレームのブロック毎の点灯パターンをパターン番号に対応させて格納する記憶部を有し、前記パターン番号を指定することによってブロック毎の点灯パターンを複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定することを特徴とする。

したがって、パターン番号を指定することによって、ブロック毎の点灯パターンが複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定され、簡単な構成で、各画像フレームのブロック毎の点灯パターンを容易に設定することが可能になる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像表示装置において、複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定されたブロック毎の点灯パターンは、同一フレーム及び同一ブロックにおいてそれぞれ異なるパターンであることを特徴とする。

したがって、同一ブロック内の各色相互の点灯パターンが同一にならないようして、ムービング現象等による表示の劣化を抑制することが可能であり、画像フレームにわたる同一配置のブロックに含まれる画素が異なる点灯パターンで駆動され、フレーム周波数が低い場合も局所的なフリッカを低減することが可能である。

請求項１記載の発明によれば、各種条件の最適化を容易に行え、各色のムービング方向が一致することを防止して特にムービング現象を抑えて、階調表示におけるカラー画像の高品質化を実現することができる。

請求項２記載の発明によれば、簡単な構成で、各画像フレームのブロック毎の点灯パターンを容易に設定することができる。

請求項３記載の発明によれば、ムービング現象等による表示の劣化を抑制することができ、さらに、フレーム周波数が低い場合も局所的なフリッカを低減することができる。

本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。図１は本実施の形態の画像表示装置の構成を概略的に示すブロック図、図２は４／１６階調でのブロック毎の点灯パターンを示す説明図、図３はフレーム０でのブロック毎の点灯パターン配置を示す説明図である。なお、本実施の形態の画像表示装置は、画像データとしてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のデータに基づいてカラー画像を表示する装置である。

図１に示すように、画像表示装置１は、画像を表示する表示器２やこの表示器２を駆動制御する表示制御回路３等を備えている。表示制御回路３は、ＶＲＡＭ４、タイミングコントローラ５、ＶＲＡＭコントローラ６、ドットカウンタ７、ラインカウンタ８、フレームカウンタ９、Ｒデータセレクタ１０、Ｇデータセレクタ１１、Ｂデータセレクタ１２、アドレス変換器１３、記憶部である階調パターンレジスタ１４、Ｒ階調パターン順序レジスタ１５、Ｇ階調パターン順序レジスタ１６、Ｂ階調パターン順序レジスタ１７及びフォーマット変換器１８等から構成されている。

表示器２にカラー表示される画像データ（階調データ）は、Ｒデータ、Ｇデータ及びＢデータとしてＶＲＡＭ４に格納されている。また、タイミングコントローラ５は、表示動作のタイミング制御のための信号を出力する。そして、ＶＲＡＭコントローラ６は、タイミングコントローラ５からの同期信号に従って、ＶＲＡＭ４に順次画像データ（階調データ）を読み込む制御を行う。

ドットカウンタ７は、タイミングコントローラ５からの同期信号をカウントして、水平方向（主走査方向）の水平画素アドレスをアドレス変換器１３に出力する。また、ラインカウンタ８は、タイミングコントローラ５からの同期信号をカウントして、垂直方向（副走査方向）の垂直画素アドレスをアドレス変換器１３に出力する。そして、フレームカウンタ９は、タイミングコントローラ５からの同期信号をカウントして、フレーム周期をＲデータセレクタ１０、Ｇデータセレクタ１１及びＢデータセレクタ１２に出力する。

アドレス変換器１３は、ドットカウンタ７から入力された水平画素アドレス及びラインカウンタ８から入力された垂直画素アドレスから、ブロックアドレス、ブロック内水平画素アドレス及びブロック内垂直画素アドレスをＲデータセレクタ１０、Ｇデータセレクタ１１及びＢデータセレクタ１２に出力する。

階調パターンレジスタ１４には、ＲＧＢ共通の１４種類の階調パターン（点灯パターン）が制御回路（図示せず）から書き込まれている。本実施の形態では、例えば、１４種類の階調パターンが階調パターンレジスタ１４に書き込まれており、それぞれ１階調につき１６フレーム分の階調パターン（点灯パターン）が、それぞれパターン番号（パターンＮｏ．）に対応して設けられている。どのフレームのどのブロックでどのパターンを表示するかは、それらに対応するパターンＮｏをフレーム毎に設定することで、ＲＧＢの各階調パターン順序レジスタ１５，１６，１７にそれぞれ設定されている。ここに、パターン設定手段としての機能が実行される。

すなわち、Ｒ階調パターン順序レジスタ１５には、Ｒ用に設定する各フレームのブロックアドレス毎（ブロック毎）のパターン番号が制御回路から書き込まれており、同様に、Ｇ階調パターン順序レジスタ１６には、Ｇ用に設定する各フレームのブロックアドレス毎のパターン番号が制御回路から書き込まれており、Ｂ階調パターン順序レジスタ１７には、Ｂ用に設定する各フレームのブロックアドレス毎のパターン番号が制御回路から書き込まれている。

ここで、各色の各フレームのブロック毎の点灯パターンは、時間的及び空間的な階調が均一に、すなわち空間的にも濃淡の特徴が観測者により認識されないように、ＲＧＢの各階調パターン順序レジスタ１５，１６，１７に各フレームのブロックアドレス毎のパターン番号が設定される。例えば、各色の各フレームのブロック毎の点灯パターンは、同一フレーム及び同一ブロックにおいてそれぞれ異なるパターンになるように設定される。

Ｒデータセレクタ１０は、ＶＲＡＭ４から入力されたＲデータ（Ｒ階調データ）、フレームカウンタ９から入力されたフレーム周期、アドレス変換器１３から入力されたブロックアドレス（垂直・水平）、ブロック内水平画素アドレス、ブロック内垂直画素アドレス及びＲ階調パターン順序レジスタ１５に格納されている各フレームのブロックアドレス毎のパターン番号から、階調パターンレジスタ１４の点灯パターンを選択し、フォーマット変換器１８に出力する。ここまでの動作は、画素単位で処理される。

同様に、Ｇデータセレクタ１１は、ＶＲＡＭ４から入力されたＧデータ（Ｇ階調データ）、フレームカウンタ９から入力されたフレーム周期、アドレス変換器１３から入力されたブロックアドレス（垂直・水平）、ブロック内水平画素アドレス、ブロック内垂直画素アドレス及びＧ階調パターン順序レジスタ１６に格納されている各フレームのブロックアドレス毎のパターン番号から、階調パターンレジスタ１４の点灯パターンを選択し、フォーマット変換器１８に出力する。

同様に、Ｂデータセレクタ１２は、ＶＲＡＭ４から入力されたＢデータ（Ｂ階調データ）、フレームカウンタ９から入力されたフレーム周期、アドレス変換器１３から入力されたブロックアドレス（垂直・水平）、ブロック内水平画素アドレス、ブロック内垂直画素アドレス及びＢ階調パターン順序レジスタ１７に格納されている各フレームのブロックアドレス毎のパターン番号から、階調パターンレジスタ１４の点灯パターンを選択し、フォーマット変換器１８に出力する。

フォーマット変換器１８では、点灯パターン（点灯データ）をＬＣＤ等の表示器２に対応するインターフェースフォーマットに変換し、表示器２に表示データを出力する。表示器２は、入力された表示データに基づいて画像を表示する。

ここで、本実施の形態では、例えば、４×４画素を１つのブロックとしている（図２参照）。さらに、４×４ブロックを１単位として、その表示パターン（図２の並び）の繰り返しによって、画面全体を表示している（図３参照）。図２では、例えばＲ色の４／１６階調のフレーム周期０において、ブロック毎の点灯パターンが表示された場合を示し、１６ブロックの状態を示している。

図２に示すように、フレーム周期０においては、Ｒ階調パターン順序レジスタ１５に設定されたフレーム周期０用のブロック毎の点灯パターンが各ブロック（Ｂ０〜ＢＦ）に表示される。他のＧ及びＢの２色は、同じフレーム周期０で、Ｒ色とは異なる点灯パターンの配置に設定される。フレーム周期１においては、Ｒ階調パターン順序レジスタ１５に設定されたフレーム周期１用のブロック毎の点灯パターンが各ブロック（Ｂ０〜ＢＦ）に表示される。同様に、フレーム周期２からフレーム周期１５における各ブロックには、Ｒ階調パターン順序レジスタ１５に設定された各フレーム周期のブロック毎の点灯パターンが表示される。

上述したような表示制御を行うことによって、ＲＧＢの各画素は１６フレームで等しく所望の階調表示を行うフレームレートコントロールを行い、あるフレームに着目しても４×４画素の１ブロック内で所望の階調表示を行う空間変調を行うことができる。さらに、各フレームのブロック毎の点灯パターンは、ＲＧＢの各階調パターン順序レジスタ１５，１６，１７にパターン番号を指定することで、規則的な模様が移動（ムービング）して目立たないように各ブロックの点灯パターンを変更することができる。すなわち、各種条件の最適化を容易に行うことができる。しかも、ＲＧＢ毎に別々に各フレームのブロック毎の点灯パターンを選択することができる。

このように本実施の形態の画像表示装置１によれば、同一ブロック内のＲＧＢ相互の点灯パターンが同一にならないようにすることができ、ムービング現象等の表示の劣化を抑制することができる。しかも、空間変調とフレームレートコントロールとを組み合わせているので、フレーム周波数が低い場合も局所的なフリッカを低減することができる。そして、各種条件の最適化を容易に行え、ＲＧＢのムービング方向が一致することを防止してムービング現象を抑え、階調表示におけるカラー画像の高品質化を実現することができる。

なお、本実施の形態では、ＶＲＡＭ４が出力する画像データ（階調データ）をＲＧＢの各データセレクタ１０、１１、１２に直接接続しているが、ＶＲＡＭ４と各データセレクタ１０、１１、１２の間に色変換のためのＬＵＴ（Look Up Table）を設けても良い。

本発明の実施の形態の画像表示装置の構成を概略的に示すブロック図である。４／１６階調でのブロック毎の点灯パターンを示す説明図である。フレーム０でのブロック毎の点灯パターンの配置を示す説明図である。

符号の説明

１画像表示装置
１４記憶部（階調パターンレジスタ）

Claims

複数の画素により構成される画像フレームを所定の大きさのブロックに区分し、複数の画素のオン・オフを制御するための点灯パターンに基づいて複数の画像フレームにわたってブロック毎に複数の階調表示を行う画像表示装置において、
ブロック毎の点灯パターンを複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定するパターン設定手段を具備することを特徴とする画像表示装置。
前記パターン設定手段は、各色に対応する各画像フレームのブロック毎の点灯パターンをパターン番号に対応させて格納する記憶部を有し、前記パターン番号を指定することによってブロック毎の点灯パターンを複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
複数の画像フレーム毎に各色に対応させて設定されたブロック毎の点灯パターンは、同一フレーム及び同一ブロックにおいてそれぞれ異なるパターンであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像表示装置。