JP2008262157A - 2画面表示装置 - Google Patents

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Abstract


【課題】 2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素がゲートライン方向に隣接した2
画面画像はゲートライン方向にクロストークを生じやすい。そこで、見かけ上の1階調未
満のクロストーク補正を行う
【解決手段】 補正対象のサブ画素の階調をその隣接サブ画素の階調に基づいて補正する
クロストーク補正部6とを備えた2画面表示装置1であって、
クロストーク補正部6はN(Nは2以上の正整数)フレーム中にK(Kは整数)階調の
前記加算補正データをN1(N1はN未満の正整数)フレーム行い、K+1階調の前記加
算補正データをN−N1フレーム行う。
【選択図】 図1

Description

本発明は、2つの個別画像を視方向により夫々判別可能な画面を同一画面に表示する2
画面表示装置に関し、特に1階調未満のクロストーク補正を行う2画面表示装置に関する
従来より、液晶表示装置は、テレビ受像機や情報機器等に搭載される表示装置として、
広く使用されている。その一方で、近年の情報機器等の多様化に伴い、一つの画面に複数
の画像を重ねて表示し、第1の観察領域に第1の画像を提供し、第2の観察領域に第2の
画像を提供する2画面表示装置が知られている(下記特許文献1参照)。
以下において、この従来の2画面表示装置について図面を参照して説明する。なお、図
18は従来例に係る2画面表示装置の断面図である。図18に示すように、従来例に係る
2画面表示装置50は、第1の画像を表示する第1のサブ画素列51aと第2の画像を表
示する第2のサブ画素列51bとが交互に配置されてなる液晶表示パネル52を備えてい
る。ここで、赤色・緑色・青色(以降RGBと記す。)個々の素子単位をサブ画素といい
、RGBの3つのサブ画素をまとめて画素という(カラーでなく、白黒の場合はサブ画素
=画素となる。)。また、第1及び第2のサブ画素列51a,51bは、例えば液晶表示
装置の各サブ画素からなる。また、第1及び第2のサブ画素列51a,51bの各画素間
にはブラックマトリクス53が形成されている。そして、液晶表示パネル52の上方には
、図示しない厚さGのガラス基板等の透明基板を介して、遮光機能を有した金属もしくは
樹脂等からなる遮光板54が配置されている。この遮光板54は第1の画素列51a及び
第2のサブ画素列51bに対して平行に交互に延びる遮光部55及び開口部56を備えて
いる。
次に、上記構成の2画面表示装置50により2画面表示が実現される仕組みについて説
明する。図18に示すように、遮光板54の表面から距離Dだけ離間した液晶表示パネル
52の真正面の位置Cから左方向に離れた第1の観察領域Aには、遮光板54の開口部5
6を通して第1のサブ画素列51aから第1の画像が提供される。このとき、第2のサブ
画素列51bの第2の画像は、遮光板54の遮光部55により遮られるため、第1の観察
領域Aには提供されない。
一方、液晶表示パネル52の真正面の位置Cから右方向に離れた第2の観察領域Bには
、遮光板54の開口部56を通して第2のサブ画素列51bから第2の画像が提供される
。このとき、第1のサブ画素列51aの第1の画像は、遮光板54の遮光部55により遮
られるため、第2の観察領域Bには提供されない。こうして、第1の観察領域Aに第1の
画像を提供し、第2の観察領域Bに第2の画像を提供する2画面表示が行われる。
このような2画面表示装置50は、例えば、自動車内において運転席と助手席との間に
この2画面表示装置50を配置した場合、運転席と助手席とでは2画面表示装置50の観
察方向が異なるから、運転席の者には例えばカーナビゲーション装置の映像を観察できる
ようにし、助手席の者にはその他の映像を観察できるようにすることができる。
しかしながら、一般に液晶表示パネル内の隣り合うサブ画素間に大きな電位差がある場
合、その電位差の影響によって輝度レベルに変化が現れることが知られている。2画面表
示装置においては、互いに異なる内容の画像(例えば、ナビゲーション装置の場合は運転
席方向にナビゲーション画像を表示させ、助手席方向にDVD再生画像を表示させる。)
のサブ画素が隣り合うために、画素間に大きな電位差が生じることが多い。
この電位差は2画面表示時にゲートライン方向である水平方向にクロストークとなって
表れる。図19を用いてこの現象を説明する。なお、図19(a)は左側及び右側のそれ
ぞれの入力画像と2画面表示時の画像を示す模式図であり、図19(b)は2画面表示装
置の画素毎の輝度レベルを表す図であり、図19(a)及び図19(b)においては、第
1の観察位置(左側)を三角枠で囲み、第2の観察位置(右側)を四角枠で囲んで表すこ
とによって右側及び左側を区別している。
例えば、図19(a)に示すように、左側用の入力画像が中央の黒ボックス画像とその
周囲の中間調ベタ画像からなり、右側用の入力画像が全面中間調ベタ画像からなる場合、
2画面表示時には、左側の画像は入力画像のとおりに表示されるが、右側にクロストーク
が発生して左側の黒ボックス画像に対応する位置に輝度の変化した領域が観察される。
このときの各サブ画素の輝度レベルは図19(b)に示したとおりとなる。すなわち、
2画面表示時には、左側及び右側の入力画像がともに同じ中間調ベタ領域では各サブ画素
の輝度レベルに変化はないが、左側の入力画像が黒ベタ領域となる部分では、左側に対応
する画素電極に印加される電圧と隣り合う右側に対応する画素電極に印加される電圧との
差が大きくなるため、右側のサブ画素の輝度が図19(b)に矢印で示したように中間ベ
タ画像に対応する輝度よりも押し上げられ(表示する映像によっては下がる場合もある)
、右側の表示領域において左側の黒ベタ領域に似た形状に輝度に変化が生じる。これが2
画面表示時の水平クロストークである。
発明者らはこのような2画面表示装置における水平方向クロストークを解消すべく種々
検討を重ねた結果、隣り合うサブ画素間の各階調差に起因する輝度の変化量を予め実験的
に求めて補正データテーブルを作成しておき、2画面合成時に補正対象のサブ画素データ
とその右隣のサブ画素データから補正データテーブル上の変化量を求めて補正対象のサブ
画素データを補正し、この操作を全てのサブ画素データに対して適用することによって水
平方向クロストークを解消することを考えた。
特開2005− 258016号公報(特許請求の範囲、段落[0026]〜[0036]、図1)
しかしながら、実験的に求めた補正用データは整数ではなく、これを整数に変換しなけ
れば液晶パネルのドライバーを駆動させることができず、1階調単位のクロストーク補正
になるという課題があった。
また、発明者らはメモリの容量を削減するために補正データテーブルの奇数階調を除い
た偶数階調のマトリクスで構成し、奇数階調の補正用データは偶数階調の整数の補正用デ
ータを補間で算出する方法を考えた。この場合も奇数階調の補正用データが整数にならず
、整数に変換しなければならず、1階調単位のクロストーク補正になるという課題があっ
た。
また、実験データを回帰分析して(最小二乗方法で)補正データを近似的に階調差の線
形方程式を求め、この線型方程式より補正データを算出することも可能である。回帰分析
以外の方法でも補正データを算出することは可能であるが、いずれも補正データが小数を
含むことがあるという課題があった。
このように、実験データや補正データテーブルの補間や方程式などの算出では補正デー
タが小数を含むことがあるが、小数の補正でなく、1階調単位のクロストーク補正になる
という課題があった。
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、補正用データが整数でなければ液晶
パネルのドライバーを駆動させることができないという制約があっても、見かけ上の1階
調未満のクロストーク補正を行ってクロストークを更に低減させることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の2画面表示装置は、サブ画素の輝度の階調表示が
設定され、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素がゲートライン方向に隣接した2
画面画像を出力する2画面合成部と、補正対象のサブ画素の階調をその隣接サブ画素の階
調に基づいて補正するクロストーク補正部とを備えた2画面表示装置であって、
前記クロストーク補正部はN(Nは2以上の正整数)フレーム中にK(Kは整数)階調
の前記加算補正データをN1(N1はN未満の正整数)フレーム行い、K+1階調の前記
加算補正データをN−N1フレーム行う
これにより、見かけ上の1階調未満のクロストーク補正を行うことができ、クロストー
クを更に低減させることができる。
また、ゲートライン方向の隣接サブ画素間の階調に対応した補正データが予め求められ
て格納されたデータテーブルを備え、前記クロストーク補正部は前記データテーブルに基
づいて補正する。
従来はデータテーブルに1階調未満の補正データを格納しても、1階調単位でしか補正
できなかったが、データテーブルに1階調未満の補正データを格納し、1階調未満で補正
することができる。
また、前記データテーブルは1階調置きのマトリクスで構成され且つ整数階調の補正デ
ータが格納され、前記クロストーク補正部は1階調置きに飛ばした階調の補正データを前
記データテーブルより補間計算により求める。
これにより、補間で算出した補正データが整数でなくても、見かけ上の1階調未満のク
ロストーク補正を行うことができ、クロストークを更に低減させることができる。
また、前記クロストーク補正部はN=4とする。この補間計算は2つの整数の平均か4
つの整数の平均となるので、補間算出されたデータは全て補正の最小単位になっている。
また、前記クロストーク補正部は同一視方向の画像の同一フレームに前記K階調の補正
を行うサブ画素とK+1階調の補正を行うサブ画素を混在させる。
これにより、隣接フレームの階調を1階調異ならせることによって生じるフリッカ(ち
らつき)を軽減させることができる。
また、所定数のサブ画素を1ブロックとした複数のブロックで同一視方向の画像を構成
し、1周期のNフレームにおいて前記K階調の補正と前記K+1階調の補正を行う順序を
定めた配列番号を1からNまで設定し、1ブロックのサブ画素に割り当てる前記配列番号
の1からNまでの個数が同じになるようにする。
このようにK+1階調を均等配分することにより、フリッカを軽減させることができる
また、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向
の画像且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は一方の個別の画像が
V文字となり他方の個別の画像がΛ文字となっている。
このような規則的な分配のパターンにより、フリッカを軽減させることができる。
また、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向
の画像且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は2つの個別の画像が
同じ方向の斜めになっている。
このような規則的な分配のパターンにより、フリッカを軽減させることができる。
また、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向
の画像且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は2つの個別の画像が
互いに異なる方向の斜めになっている。
このような規則的な分配のパターンにより、フリッカを軽減させることができる。
また、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向
の画像且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は1サブ画素置きの斜
めになっている。
このような規則的な分配のパターンにより、フリッカを軽減させることができる。
また、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向
の画像且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は奇数のフレームの並
び模様と偶数のフレームの並び模様を異ならせる。
このような規則的な分配のパターンにより、フリッカを軽減させることができる。
また、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向
の画像且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は奇数番目・偶数番目
の一方のフレームを斜めにし他方のフレームをV文字あるいはΛ文字にする。
このような規則的な分配のパターンにより、フリッカを軽減させることができる。
また、前記K階調の補正とK+1階調の補正の領域の混在パターンを複数有し、外部入
力により前記パターンを選択させる選択部を備える。
これにより、電子機器の使用者がフリッカの軽減パターンを変更することができる。
また、前記Nの値が異なるモードを複数備え、外部入力により前記モードを選択させる
選択部を備える。
これにより、電子機器の使用者が補正の階調単位を変更することができる。
また、同一の階調において緑色のサブ画素の輝度は赤色のサブ画素と青色のサブ画素の
輝度よりも高く、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同
一視方向の画像におけるサブ画素配置は緑色のサブ画素を中心としてその左上、右上、左
下、右下、左、右の6つの同一視方向のサブ画素に緑色のサブ画素を配設しない。
このように輝度が高い緑色のサブ画素を近接しないようにすることにより、フリッカを
軽減させることができる。
また、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向
の画像におけるサブ画素配置をNフレーム中に1フレームK+1階調行うところのK+1
階調の同色の3つのサブ画素がフレーム変化によって2連続で隣接の画素へと移動するこ
とがない配置にする。
このように、K+1階調がフレームの変化により移動することを極力避けるので、フリ
ッカを軽減させることができる。
また、1画素を赤色緑色青色の3つのサブ画素で構成し、該サブ画素の輝度の階調表示
が設定され、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素がゲートライン方向に隣接した
2画面画像を出力する2画面合成部と、補正対象のサブ画素の階調をその隣接サブ画素の
階調に基づいて補正するクロストーク補正部とを備え、
前記クロストーク補正部はN(Nは2以上の正整数)フレーム中にK(Kは整数)階調
の前記補正をN1(N1はN未満の正整数)フレーム行い、K+1階調の前記補正をN−
N1フレーム行い、同一視方向の画像におけるサブ画素を1ブロックがM1個とした複数
のブロックで構成し、1周期のNフレームにおいて前記K階調の補正と前記K+1階調の
補正を行う順序を定めた配列番号を1からNまで設定し、1ブロックのサブ画素に割り当
てる前記配列番号の1からNまでの個数が同じになるようにし、同一階調において緑色の
サブ画素の輝度は赤色のサブ画素と青色のサブ画素の輝度に対して略L倍の輝度を有する
2画面表示装置であって、
緑色のサブ画素の輝度は赤色のサブ画素と青色のサブ画素の輝度のL倍として計算し、
判定対象のサブ画素とその近接サブ画素の数が合計M2となるグループを1ブロック内に
設定し、
前記1ブロックの全サブ画素の補正は前記K階調の補正をN−1フレーム行い、前記K
+1階調の補正を1フレーム行うものとしたときに、1ブロックの全サブ画素に、1グル
ープにおける1サブ画素の平均輝度がブロックにおける1サブ画素の平均輝度と略同じに
なるときがNフレーム中に少なくとも1回はある、前記配列番号の1ブロックへの割り当
てパターンである。
このようにグループの平均輝度がブロックの平均輝度に略等しくなるパターンにより、
フリッカを軽減させることができる。
また、1画素を赤色緑色青色の3つのサブ画素で構成し、該サブ画素の輝度の階調表示
が設定され、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素が市松模様に配置された2画面
画像を出力する2画面合成部と、補正対象のサブ画素の階調をその隣接サブ画素の階調に
基づいて補正するクロストーク補正部とを備え、
前記クロストーク補正部はN(Nは2以上の正整数)フレーム中にK(Kは整数)階調
の前記補正をN1(N1はN未満の正整数)フレーム行い、K+1階調の前記補正をN−
N1フレーム行い、同一視方向の画像におけるサブ画素を1ブロックがM1個とした複数
のブロックで構成し、1周期のNフレームにおいて前記K階調の補正と前記K+1階調の
補正を行う順序を定めた配列番号を1からNまで設定し、1ブロックのサブ画素に割り当
てる前記配列番号の1からNまでの個数が同じになるようにした2画面表示装置であって

前記1ブロックの全サブ画素の補正は前記K階調の補正をN−1フレーム行い、前記K
+1階調の補正を1フレーム行うものとしたときに、1ブロックの全サブ画素が、判定対
象のサブ画素の第1隣接画素の同色のサブ画素がK+1階調となるフレーム順番と、判定
対象のサブ画素がK+1階調となるフレーム順番と、判定対象のサブ画素の第2隣接画素
の同色のサブ画素がK+1階調となるフレーム順番の3つの順番が連番になっていない、
前記配列番号の1ブロックへの割り当てパターンである。
このように高輝度の移動が少ないパターンにより、フリッカを軽減させることができる
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための2画面表示装置を例示するものであって、本発
明をこれらに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の
実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
図1は実施例1の2画面表示装置の要部を示すブロック図である。図1の実線は2画面
表示装置1を示し、破線は2画面表示装置1が組み込まれるナビゲーション装置30を示
す。
2画面表示装置1は液晶パネル2と、ナビゲーション装置30からの2つのソース画像
(ナビゲーション画像、DVD画像)を2画面表示処理し液晶パネル2に出力する信号処
理回路3と、信号処理回路3の動作に必要な種々のデータ(後述の補正データテーブル、
mode、ptnなど)を記憶するEEPROM4を備える。
信号処理回路3は2つの画像を合成する2画面合成部5と、クロストーク補正を行うク
ロストーク補正部6と、クロストーク補正部6で補正された信号を液晶パネルで表示でき
るように極性やタイミングを制御する出力信号生成部7と、EEPROM4の入出力を制
御するEEPROMコントローラ8と、ナビゲーション装置30からの信号をクロストー
ク補正部6へ伝えるi2cバスレジスタ9と、EEPROMコントローラ8の出力とi2
cバスレジスタ9の出力いずれか一方を選択する選択部10を備えている。
クロストーク補正部6は前処理部11と補正データ送出部12と演算部13を備え、前
処理部11は2画面合成部5からの画像信号より必要なデータを前処理部11と補正デー
タ送出部12に送出し、補正データ送出部12はEEPROMコントローラ8からの補正
テーブルを記憶するLUT(ルックアップテーブル)14とLUT14には無いデータを
補間するデータ補間部15を備えて補正データを求め、演算部13は前処理部11からの
画像に補正データ送出部12からの補正データを加算する。
図2は液晶パネル2の画素を示す図である。液晶パネル2はカラーのWVGAであり、
ゲートライン方向(横方向)に800画素、ソースライン方向(縦方向)に480画素あ
る。1画素はRGBの3つのサブ画素から成る。図3に示すごとく、液晶パネル2はサブ
画素の遮光パターンが市松模様(チェス盤の白黒模様)の液晶シャッターを備えている。
これにより、サブ画素の市松模様の一方が右方向(日本の運転席方向)からのみ視認する
ことができ、他方が左方向(日本の助手席方向)からのみ視認することができる(図4参
照)。サブ画素は6ビットであり、RGBの輝度は2の6乗の64階調となる。液晶パネ
ル2の輝度の駆動制御は1階調単位である。即ち、整数でない階調を指定することはでき
ない。1画面(800画素×480画素)の周期、即ちフレーム周期は60Hzである。
図5は補正データテーブルを示す。64の階調を0階調〜63階調としたとき、この補
正データテーブルは補正対象のサブ画素データ及びその右隣のサブ画素データについて夫
々偶数階調(0階調、2階調、4階調、・・・62階調の1階調置き)に対応する(64
/2)×(64/2)=32×32のマトリクスに、ダミーの補助階調(64階調)の補
正データに加えて33×33のマトリクスにしている。これは、最終の階調(63階調)
を後述の補間計算で求めるためである。
それぞれのマトリクスには、補正対象のサブ画素データと右隣のサブ画素データとから
実験的に定められた補正データが整数の階調の4ビットデータとして、例えば表1に示し
たように、ビット3を符号ビットとし、ビット2〜ビット0の3ビットを補正データとし
、−7〜0〜+7までの補正データが格納されている。液晶パネル1を駆動する階調の最
小単位は1階調であるために実験データは四捨五入で整数に換算されて格納される。
Figure 2008262157
図5において符号「0」が記入されている箇所は、補正対象のサブ画素データと右隣の
画素データとが同じ値であって水平方向クロストークは生じないために補正が不要な部分
と、補正対象のサブ画素のデータが最小値の「0」又は最大値の「63」であって右隣の
画素データの如何にかかわらず水平クロストークが生じないために補正が不要な部分であ
る。なお、図5においては、上述した水平方向クロストークが生じないために補正が不要
な部分以外の補正データは全て省略してあるが、−7〜0〜+7の何れかの整数値が入る
そして、EEPROM4には、図5において記入されている符号「0」の部分を除くデ
ータ、すなわち、(33×33−33×3+2)×4ビット=992×4ビットのデータ
が格納されている。この予め実験的に定められ、EEPROM13に格納されていたデー
タは、電源スイッチがオンにされるとEEPROM4からランダムアクセスメモリRAM
から構成されるLUT14に読み込まれて、図5に示したように展開される。
本願発明の2画面表示装置1は1階調単位クロストーク補正モード、0.5階調単位ク
ロストーク補正モードと0.25階調単位クロストーク補正モードの3つのモードを有す
る。この選択は表2の如く、2ビットのmodeデータに基づいて選択され、modeデ
ータはEEPROM4に記憶されている。また、modeデータはナビゲーション装置3
0から2画面表示装置1に入力することもでき、いずれのmodeデータを使用するかは
、ナビゲーション装置30からのi2c/EEPROM選択信号によって選択される。
Figure 2008262157
まず、0.25階調単位クロストーク補正モード(mode=LH)について説明する
図3に示す如く、2画面合成部5は、ナビゲーション装置30のナビゲーション部31
から入力される800画素×480画素のナビゲーション画像とDVD再生部32から入
力される800画素×480画素をサブ画素の市松模様に取捨選択して、1つの800画
素×480画素の画像を合成する。
クロストーク補正部6の前処理部11は2画面合成部5から入力された合成画像より補
正対象のサブ画素データを補正データ送信部12と演算部13に出力し、右隣のサブ画素
データを補正データ送信部12に出力する。
補正データ送信部12では、2画面表示装置1に電源が供給開始されると同時にEEP
ROM4に記憶されていた補正データテーブルがEEPROMコントローラ8を介してL
UT14に読み込まれる。
補正データ送信部12は、補正対象のサブ画素の階調とその右隣のサブ画素の階調から
対応する補正データをLUT14から読み出す。このとき補正データテーブルは1階調置
きであるので、間(奇数階調)の場合はデータ補間部15において補正データを補間する
この補正データ送出部12のデータ補間部15の動作は次のとおりである。すなわち、
図5のZ部分の4箇所のデータが、例えば図6に示したようにLU、RU、LD、RDで
ある場合、補正データがLUとRUとの間に該当する場合は(LU+RU)/2として、
補正データがLUとLDとの間に該当する場合は(LU+LD)/2として、補正データ
がRUとRDとの間に該当する場合は(RU+RD)/2として、補正データがLDとR
Dとの間に該当する場合は(LD+RD)/2として、更には、補正データがLUとRD
との間に該当する場合は(LU+RU+LD+RD)/4として求めることができる。L
UT14に全階調毎のデータを展開しておいても構わないが、このような構成を採用する
と、EEPROM4に記憶するデータ量を少なくでき、しかも、LUT14のサイズが小
さくなるために高速にLUT14にアクセスでき、また、補間自体は簡単かつ高速に演算
できるため、表示がスムーズで表示画質が良好な2画面表示装置が得られる。
上述の補間計算は整数のLU、RU、LD、RDの加算を2や4で余算するので、補間
で求めた補正データは0.25単位の階調となる。しかしながら、液晶パネルの駆動は整
数の階調でなければならないので、本願発明は4フレームを周期としてK階調の補正とK
+1階調の補正を混入させる。また、1フレーム中のサブ画素を全てK+1階調にすると
フリッカ(ちらつき)が生じ易くなる。そこで、表3の如く、K+1階調の補正を行うサ
ブ画素の配置を1,2,3,4の4種類に区分し、4つのフレームに分布させる。
尚、上述の実施例の補正データテーブルに格納される補正データは4ビットの整数であ
ったが、これを小数を含む値で格納することも可能である。このときは補間する奇数階調
だけでなく偶数階調も1階調未満のクロストーク補正を行うことができる。
Figure 2008262157
例えば、補間計算した補正が1.25階調の場合、4フレーム中の1フレーム目(4n
−3フレーム目)のサブ画素の配列1について2階調の補正を行い、配列2,3,4につ
いて1階調の補正を行う。4フレーム中の2フレーム目(4n−2フレーム目)のサブ画
素の配列2について2階調の補正を行い、配列1,3,4について1階調の補正を行う。
4フレーム中の3フレーム目(4n−1フレーム目)のサブ画素の配列3について2階調
の補正を行い、配列1,2,4について1階調の補正を行う。4フレーム中の4フレーム
目(4nフレーム目)のサブ画素の配列4について2階調の補正を行い、配列1,2,3
について1階調の補正を行う。
これにより、4フレームの補正順序が、配列1については1,0,0,0となり、配列
2については0,1,0,0,0となり、配列3については0,0,1,0となり、配列
4については0,0,0,1となって、いずれもK+1階調補正のタイミングが異なる。
尚、小数点以下が0.5階調の補正の場合は、配列1と配列3及び配列2と配列4のK+
1階調補正のタイミングが同じになる。
図7、図8、図9は配列1,2,3,4の配置の4つのパターンを示す。図7は視方向
が左の画面(12サブ画素×8サブ画素)であり、図8は視方向が右の画面であり、図9
は左右を一緒にした画面である。図7、図8、図9いずれも左方に0.5階調単位補正の
パターンを4種類示し、右方に0.25階調単位補正のパターンを4種類示す。0.5階
調単位補正のパターンは右方に0.25階調単位補正のパターンの配列3を配列1と同じ
にし、配列4を配列2と同じにしたものであり、パターンの設定は同一である。図7、図
8において、パターン2−1とパターン4−1は配列1と配列3のRGBのペアが1サブ
画素置きに右下がり斜めに並び、配列2と配列4のRGBのペアが1サブ画素置きに右上
がり斜めに並んでいる。また、パターン2−1は配列1,2,3,4の配置のRGBのペ
アが横向きに並んでいる。パターン2−2とパターン4−2は配列1,2,3,4の配置
のRGBのペアが右下がり斜めに並んでいる。パターン2−3とパターン4−3は配列1
と配列4のRGBのペアが右上がり斜めに並び、配列2と配列3のRGBのペアが右下が
り斜めに並んでいる。また、パターン2−3は配列1,2,3,4の配置のRGBのペア
がV文字形とΛ文字形に並んでいる。パターン2−4とパターン4−4は配列1と配列3
のRGBのペアが右上がり斜めに並び、配列2と配列4のRGBのペアがV文字形に並ん
でいる。
フレーム周期は60Hzであるので、このようにN(Nは2以上の正整数)周期のフレ
ーム中にK階調の補正とK+1階調の補正を混在させることで、網膜残像効果による見か
け上の1階調未満単位の補正を行うことができる。
また、K+1階調の補正を行うサブ画素の配置を配列1,2,3,4の4種類に区分し
、4つのフレームに分布させているので、いいかえれば、1フレーム中にK階調の補正と
K+1階調の補正を混在させているのでフリッカの発生を低減させることができる。配列
1,2,3,4の配置のパターンは図7、図8、図9に示す如く、種々の規則的なパター
ンにより、夫々均一に分布され、フリッカの発生をより低減させることができる。尚、上
述の遮光パターンは市松模様であったが、ストライブ(縦縞)模様など種々の模様に本願
発明を適用させることができる。
表4に示す如く、図7、図8、図9の4つのパターンは2ビットのptnによって選択
される。ptnはmodeと同様、ptnデータはEEPROM4に記憶されている。ま
た、ptnデータはナビゲーション装置30から2画面表示装置1に入力することもでき
、いずれのptnデータを使用するかは、ナビゲーション装置30からのi2c/EEP
ROM選択信号によって選択される。
Figure 2008262157
表5は補正対象のサブ画素を補正する補正データを示す。この補正データは4ビットの
h[3:0]であり、modeにより異なる。上述の例はmode=LHの0.25階調単位
補正であるので、補正範囲は−1.75階調から+1.75階調となり、狭い。しかしな
がら、h[3:0]のビット数を増加することで補正範囲を容易に広くすることができる。
Figure 2008262157
上述の如く、補正データ送出部12はmodeとptnで指定されたモードとパターン
に準じ、また、補正データテーブルに基づいて、フレーム毎に補正データを演算部13に
出力する。そして、演算部13では、前処理部11から送出された補正対象のサブ画素デ
ータに補正データ送出部12から送出された補正データを加算することにより補正後のサ
ブ画素データを得て、この補正後のサブ画素データを出力信号生成部7に送出する。出力
信号生成部7はクロストーク補正部6で補正された信号を液晶パネル2で表示できるよう
に極性やタイミングを制御して、液晶パネル2に出力する。このようなサブ画素のデータ
の補正は全てのサブ画素データに対して1サブ画素ずつ順次右方向に行われる。
上述の実施例は、補正データテーブルが1階調置きであったので、その補正データの単
位に合わせて0.25階調単位補正モードにした。しかしながら、0.5階調単位補正モ
ードや1階調単位補正モードはクロストークが0.25階調単位補正モードより劣るとい
う短所があるが商品化できるレベルである。そして、表5に示す如く、0.5階調単位補
正モードや1階調単位補正モードには補正範囲が広いという長所がある。したがって、本
願発明は、i2cバスレジスタを設けて使用者によりモードの選択が可能になっている。
また、フリッカ軽減のためのパターンについてもi2cバスレジスタを設けて使用者によ
り選択が可能になっている。
実施例1は1フレーム中のK階調とK+1階調を4種類の規則性あるパターンで混在さ
せたが、実施例2ではフリッカの要因に基づいてフリッカの判定を定量化する方法を考え
、この値に基づいてフリッカが発生しにくいパターンを生成する。
図7〜9のパターンは横方向に6つのサブ画素と縦方向に4つのサブ画素のブロックを
繰り返し配置している。このように、通常は、所定の単位ブロックのサブ画素を繰り返し
配置する。そこで、実施例2では6(横)×4(縦)のサブ画素を1つのブロックとして
配置されるものとして定量化を行う。
図10に示す如く、市松模様の2画面表示装置であり、20階調を3フレーム行い、2
1階調を1フレーム行って、見かけ上の20.25階調を行う場合の右視方向の画面を例
に説明する。図10において、右上がりの斜線はR(赤色)、約10%(薄い方)の網掛
けはG(緑色)、約20%(濃い方)の網掛けはB(青色)を示し、“20”と“21”
は階調の値を示す。また、図10のパターン番号を4−5とする。また、1画素は正方形
であるので、サブ画素は長方形となる。
表6は1周期4フレームにおいて20階調と21階調の順番を割り当てた表である。4
種類の割り当てがあり、この4種類を配列番号として番号を付す。配列番号Hは1周期の
Hフレーム目に21階調となる。例えば、配列番号2は2フレーム目に21階調となり、
1,3,4フレーム目に20階調となる。
Figure 2008262157
図11は図10の4つのフレーム別の図を“1”〜“4”の配列番号によって1つの図
で示したものである。
フリッカの要素として、フレーム内の輝度の不均一とフレーム内の輝度の変化がある。
輝度が片寄らずに均一に分散している方がフリッカを生じにくい。また、動画の如く、輝
度が高いサブ画素がフレームの変化に伴って移動するように見えない方がフリッカを生じ
にくい。
まず、輝度の均一について説明する。サブ画素数が6(横)×4(縦)の1ブロックの
右視方向の画面には20階調のサブ画素が9個、21階調のサブ画素が3個ある。また、
1ブロックには緑色が4個ある。図12の階調―輝度曲線に示す如く、同一階調において
、赤色と青色の輝度は略同一であり、緑色は赤色と青色の約4倍の輝度がある。緑色は人
が輝度を高く感じる色であることから、液晶パネルが明るく感じるように、同一階調にお
いて緑色の輝度が赤色、青色よりも高く設定される。
そこで、1階調UPによる輝度の変化を計算する。右視方向の画面の1ブロックの1フ
レームにおいて20階調よりも明るくなるものを抽出すると、21階調のRGBが夫々1
つずつある。同一階調におけるRとBの輝度は略同一であり、GはRBの約4倍の輝度で
あるので、Rの20階調と21階調の輝度差のレベルを1とすれば、1ブロックの1フレ
ームは1+4+1=6レベルのUPとなる。1ブロックの右視方向のサブ画素の数は12
であるので、平均が1サブ画素当たり0.5レベルUPとなるように21階調のサブ画素
およびGの配置をすればよいことになる。
具体的な方法を説明する。図13に示す如く、基準のサブ画素と左上、右上、左、右、
左下、右下の6つの近接サブ画素の合計7つを1グループと考える。サブ画素は長方形(
RGB3つのサブ画素で正方形)である。したがって、上下のサブ画素は基準のサブ画素
から離れるのでグループには含まない。そうすると、1グループのサブ画素の数は7つで
あるので、1グループの輝度が0.5レベル×7=3.5レベルとなるのが理想的である
。しかしながら、レベルの集計は整数であるので、四捨五入により4レベルを理想的なレ
ベルとする。
表7は図13の輝度差のレベルを計算した表である。
Figure 2008262157
その計算方法は、基準のサブ画素と6つの近接サブ画素について、その配列番号が1周
期内の現在のフレーム番号と等しくなければ、20階調であるので、輝度差がなく、レベ
ル0とする。その配列番号が1周期内の現在のフレーム番号と等しければ、赤色と青色の
ときはレベル1にし、緑色のときはレベル4にする。1フレーム目、2フレーム目、3フ
レーム目、4フレーム目毎にレベルを合計し、夫々合計が4レベルであればポイントを1
にし、4レベルでなければポイントを0にする。
1ブロックについて4フレーム×12サブ画素の48のポイント(輝度均一)を求める
。その合計のポイントが大きい程、輝度の不均一によるフリッカが生じにくいと判定する
このように、判定対象のサブ画素とその近接サブ画素を含むグループを設定し、1グル
ープにおける1サブ画素の平均輝度がブロックにおける1サブ画素の平均輝度と略同じと
きに加算のポイントとし、このポイントを1ブロック内の全サブ画素について求め、更に
ポイントを4フレームについて求めて合計する。このように平均輝度に基づいて定量化す
るので、輝度の不均一によるフリッカの判定を行うことができる。また、輝度が高い緑色
を考慮しているので精度が高い定量化を行うことができる。この定量化の判定によってフ
リッカを軽減したパターンを得ることができる。
次に輝度の変化について説明する。図14、図15は悪いパターンの例を示す図である
。図14、図15では同色のフレーム番号が下方に1ずつ増加しており、フレームの変化
に伴い下に向かって波打つように見える。
そこで、右上隣接画素の同色サブ画素と右下隣接画素の同色サブ画素(図16の位置を
参照)の配列番号が判定対象の配列番号を中央の位置にして3つの連番を形成する番号と
なればポイントを0にし、3つの連番とならなければフリッカを生じにくいものとしてポ
イントを1にする。ここで、隣接画素とは、図2の配列において、上下左右と斜めの8つ
の画素をいう。また、3つの連番は昇順と降順のいずれでもよく、1と4は連番とする。
1ブロックについて12サブ画素の12のポイント(輝度変化)を求める。その合計の
ポイントが大きい程、輝度の変化によるフリッカが生じにくいと判定する。
このように、判定対象のサブ画素の右上の画素の同色のサブ画素が21階調となるフレ
ーム順番と、判定対象のサブ画素が21階調となるフレーム順番と、判定対象のサブ画素
の右下の画素の同色のサブ画素が21階調となるフレーム順番の3つの順番が連番になっ
ていないときに加算のポイントとする。即ち、同色の高い輝度のサブ画素のフレーム変化
移動を定量化するので、輝度の変化によるフリッカを判定することができる。この定量化
の判定によってフリッカを軽減したパターンを得ることができる。尚、上述の移動方向は
昇順、降順の2種類、即ち右上隣接、判定対象、右下隣接の配列番号が1,2,3の昇順
ときは右上隣接を基準として左下から右下へ移動し、右上隣接、判定対象、右下隣接の配
列番号が3,2,1の降順ときは右下隣接を基準として左上から右上へ移動する。しかし
ながら、移動方向は他の方向でもよい。即ち、フレーム変化によって2連続で隣接の画素
(上下左右と斜めの8画素)へ移動することがない配置のときに加算のポイントにしても
よい。
48の輝度均一のポイントと12の輝度変化のポイントを合計する。その合計のポイン
トが大きい程、総合的なフリッカが生じにくいと判定する。
図17はポイントの合計が大きいパターンの例を示す図である。このパターン番号を4
−5とする。パターン4−5では同一グループ内に緑色が1つとなるように配設され、ま
た、隣接する同色の配列番号が連番3つにならないように配設される。図17に示す如く
、各サブ画素の輝度均一のポイントは1、輝度変化はポイント1となり、ポイントの合計
は24となる。
実施例2は4フレーム中の1フレームが1輝度高い、小数0.25階調のFRCであっ
たが、これを小数0.5階調や小数0.75階調に適用することができる。小数0.5階
調は小数0.25階調の2倍と考えて配列番号4を2に、3を1に変更すればよく、小数
0.75階調は小数0.25階調の正負逆と考えてそのまま適用すればよい。
尚、上述の補正データテーブルは整数の補正データを記憶させたが、小数を含む実験値
にしてもよい。このときのフレームのサイクルがNのときは補正データが1/N階調単位
になるようにすればよい。
また、上述の実施例は液晶パネルであったが、本願発明は有機ELにも適用することが
できる。
実施例の2画面表示装置の要部を示すブロック図である。 液晶パネルの画素配列を示す図である。 2つの視方向に対する個別の画像の合成および市松模様のサブ画素配列を示す図である。 2つの視方向に対する個別の画像の表示を示す図である。 補正データテーブルを示す図である。 補正データテーブルには格納されていない階調補正データを補間計算する方法を示す図である。 フリッカを防止するための4つのパターンを示す左視方向の図である。 フリッカを防止するための4つのパターンを示す右視方向の図である。 フリッカを防止するための4つのパターンを示す左/右視方向の図である。 フリッカ判定における20階調/21階調のパターン例を示す図である。 図10をフレーム番号で示す図である。 緑色の輝度が高いことを示す階調値―輝度の線図である。 輝度の不均一によるフリッカ判定を行うときのグループを示す図である。 輝度の変化によるフリッカが生じ易い例を示す図である。 図14をフレーム番号で示す図である。 輝度の変化による判定対象の右上と右下のサブ画素の位置を示す図である。 ポイントの計算結果を示す図である。 従来例に係る液晶2画面表示装置の断面図である。 図19(a)は左側及び右側のそれぞれの入力画像と2画面表示時の画像を示す模式図であり、図19(b)は液晶2画面表示装置の画素毎の輝度レベルを表す図である。
符号の説明
1 2画面表示装置
2 液晶パネル
3 信号処理回路
4 EEPROM
5 2画面合成部
6 クロストーク補正部
9 i2cバスレジスタ
10 選択部
11 前処理部
12 補正データ送出部
13 演算部
14 LUT
15 データ補間部

Claims (18)

  1. サブ画素の輝度の階調表示が設定され、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素が
    ゲートライン方向に隣接した2画面画像を出力する2画面合成部と、補正対象のサブ画素
    の階調をその隣接サブ画素の階調に基づいて補正するクロストーク補正部とを備えた2画
    面表示装置であって、
    前記クロストーク補正部はN(Nは2以上の正整数)フレーム中にK(Kは整数)階調
    の前記補正をN1(N1はN未満の正整数)フレーム行い、K+1階調の前記補正をN−
    N1フレーム行うことを特徴とする2画面表示装置。
  2. ゲートライン方向の隣接サブ画素間の階調に対応した補正データが予め求められて格納
    されたデータテーブルを備え、前記クロストーク補正部は前記データテーブルに基づいて
    補正することを特徴とする請求項1に記載の2画面表示装置。
  3. 前記データテーブルは1階調置きのマトリクスで構成され且つ整数階調の補正データが
    格納され、前記クロストーク補正部は1階調置きに飛ばした階調の補正データを前記デー
    タテーブルより補間計算により求めることを特徴とする請求項2に記載の2画面表示装置
  4. 前記クロストーク補正部はN=4とすることを特徴とする請求項3に記載の2画面表示
    装置。
  5. 前記クロストーク補正部は同一視方向の画像の同一フレームに前記K階調の補正を行う
    サブ画素と前記K+1階調の補正を行うサブ画素を混在させることを特徴とする請求項1
    に記載の2画面表示装置。
  6. 所定数のサブ画素を1ブロックとした複数のブロックで同一視方向の画像を構成し、1
    周期のNフレームにおいて前記K階調の補正と前記K+1階調の補正を行う順序を定めた
    配列番号を1からNまで設定し、1ブロックのサブ画素に割り当てる前記配列番号の1か
    らNまでの個数が同じになるようにしたことを特徴とする請求項5に記載の2画面表示装
    置。
  7. 2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向の画像
    且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は一方の個別の画像がV文字
    となり他方の個別の画像がΛ文字となっていることを特徴とする請求項5に記載の2画面
    表示装置。
  8. 2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向の画像
    且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は2つの個別の画像が同じ方
    向の斜めになっていることを特徴とする請求項5に記載の2画面表示装置。
  9. 2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向の画像
    且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は2つの個別の画像が互いに
    異なる方向の斜めになっていることを特徴とする請求項5に記載の2画面表示装置。
  10. 2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向の画像
    且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は1サブ画素置きの斜めにな
    っていることを特徴とする請求項5に記載の2画面表示装置。
  11. 2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向の画像
    且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は奇数番目のフレームの並び
    模様と偶数番目のフレームの並び模様を異ならせたことを特徴とする請求項5に記載の2
    画面表示装置。
  12. 2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向の画像
    且つ同一階調補正の一対の赤色・緑色・青色のサブ画素配置は奇数番目・偶数番目の一方
    のフレームを斜めにし他方のフレームをV文字あるいはΛ文字にしたことを特徴とする請
    求項5に記載の2画面表示装置。
  13. 前記K階調の補正とK+1階調の補正の領域の混在パターンを複数有し、外部入力によ
    り前記パターンを選択させる選択部を備えたことを特徴とする請求項5に記載の2画面表
    示装置。
  14. 前記Nの値が異なるモードを複数備え、外部入力により前記モードを選択させる選択部
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載の2画面表示装置。
  15. 同一の階調において緑色のサブ画素の輝度は赤色のサブ画素と青色のサブ画素の輝度よ
    りも高く、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方
    向の画像におけるサブ画素配置は緑色のサブ画素を中心としてその左上、右上、左下、右
    下、左、右の6つの同一視方向のサブ画素に緑色のサブ画素を配設しないことを特徴とす
    る請求項5に記載の2画面表示装置。
  16. 2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素は市松模様に配置され、同一視方向の画像
    におけるサブ画素配置をNフレーム中に1フレームK+1階調行うところのK+1階調の
    同色の3つのサブ画素がフレーム変化によって2連続で隣接の画素へ移動することがない
    配置にすることを特徴とする請求項5に記載の2画面表示装置。
  17. 1画素を赤色緑色青色の3つのサブ画素で構成し、該サブ画素の輝度の階調表示が設定
    され、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素がゲートライン方向に隣接した2画面
    画像を出力する2画面合成部と、補正対象のサブ画素の階調をその隣接サブ画素の階調に
    基づいて補正するクロストーク補正部とを備え、
    前記クロストーク補正部はN(Nは2以上の正整数)フレーム中にK(Kは整数)階調
    の前記補正をN1(N1はN未満の正整数)フレーム行い、K+1階調の前記補正をN−
    N1フレーム行い、同一視方向の画像におけるサブ画素を1ブロックがM1個とした複数
    のブロックで構成し、1周期のNフレームにおいて前記K階調の補正と前記K+1階調の
    補正を行う順序を定めた配列番号を1からNまで設定し、1ブロックのサブ画素に割り当
    てる前記配列番号の1からNまでの個数が同じになるようにし、同一階調において緑色の
    サブ画素の輝度は赤色のサブ画素と青色のサブ画素の輝度に対して略L倍の輝度を有する
    2画面表示装置であって、
    緑色のサブ画素の輝度は赤色のサブ画素と青色のサブ画素の輝度のL倍として計算し、
    判定対象のサブ画素とその近接サブ画素の数が合計M2となるグループを1ブロック内に
    設定し、
    前記1ブロックの全サブ画素の補正は前記K階調の補正をN−1フレーム行い、前記K
    +1階調の補正を1フレーム行うものとしたときに、1ブロックの全サブ画素に、1グル
    ープにおける1サブ画素の平均輝度がブロックにおける1サブ画素の平均輝度と略同じに
    なるときがNフレーム中に少なくとも1回はある、前記配列番号の1ブロックへの割り当
    てパターンであることを特徴とする2画面表示装置。
  18. 1画素を赤色緑色青色の3つのサブ画素で構成し、該サブ画素の輝度の階調表示が設定
    され、2つの視方向に対する個別の画像のサブ画素が市松模様に配置された2画面画像を
    出力する2画面合成部と、補正対象のサブ画素の階調をその隣接サブ画素の階調に基づい
    て補正するクロストーク補正部とを備え、
    前記クロストーク補正部はN(Nは2以上の正整数)フレーム中にK(Kは整数)階調
    の前記補正をN1(N1はN未満の正整数)フレーム行い、K+1階調の前記補正をN−
    N1フレーム行い、同一視方向の画像におけるサブ画素を1ブロックがM1個とした複数
    のブロックで構成し、1周期のNフレームにおいて前記K階調の補正と前記K+1階調の
    補正を行う順序を定めた配列番号を1からNまで設定し、1ブロックのサブ画素に割り当
    てる前記配列番号の1からNまでの個数が同じになるようにした2画面表示装置であって

    前記1ブロックの全サブ画素の補正は前記K階調の補正をN−1フレーム行い、前記K
    +1階調の補正を1フレーム行うものとしたときに、1ブロックの全サブ画素が、判定対
    象のサブ画素の第1隣接画素の同色のサブ画素がK+1階調となるフレーム順番と、判定
    対象のサブ画素がK+1階調となるフレーム順番と、判定対象のサブ画素の第2隣接画素
    の同色のサブ画素がK+1階調となるフレーム順番の3つの順番が連番になっていない、
    前記配列番号の1ブロックへの割り当てパターンであることを特徴とする2画面表示装置
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