JP2011002519A - 画像表示装置、画像表示方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】映像がフレーム毎に連続して表示されることによる映像の劣化を確実に抑止する。
【解決手段】入力された映像信号のフレームレートを高めるハイフレームレート信号生成部２０と、ハイフレームレート信号生成部２０から出力されたハイフレームレート映像信号に対し、所定周期で非発光のフレームを設けてフレームレートを調整するフレームレート調整部３０と、フレームレート調整部３０から出力された映像信号に基づいて映像を表示する表示パネル４０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置、画像表示方法、及びプログラムに関する。

近時では、動画応答性を高めるために、通常の６０［Ｈｚ］等の映像信号をハイフレームレート（１２０［Ｈｚ］、２４０［Ｈｚ］等）に高めるための技術が知られている。ハイフレームレート映像では、通常の６０フレーム（６０［Ｈｚ］）の映像と比較してより多くのフレームが表示されるため、ユーザは非常に滑らかな映像を楽しむことができる。

しかしながら、ハイフレームレート表示を行う装置においては、ユーザが通常のフレームレートでの表示を望む場合がある。このような場合、フレームレートを変えずに同じフレームを続けて表示するフレームダブリング等の手法によって通常のフレームレートに戻すと、同じ映像が続けて表示されてしまうため、映像の劣化が生じる問題がある。特に動画表示時などには、同じ映像が続けて表示されてしまうと、視聴者は動きのある物体の次に位置を予測して視線を移動させるが、映像は同じ場所に止まるため、視聴者に映像が２重に認識されてしまう問題が発生する。

以上のような問題は、特に映像表示の応答速度が比較的速い有機ＥＬ表示パネル等の自発光デバイスにおいて顕著に発生することが想定される。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、映像がフレーム毎に連続して表示されることによる映像の劣化を確実に抑止することが可能な、新規かつ改良された画像表示装置、画像表示方法、及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、入力された映像信号のフレームレートを高めるハイフレームレート信号生成部と、前記ハイフレームレート信号生成部から出力されたハイフレームレート映像信号に対し、所定周期で非発光のフレームを設けてフレームレートを調整するフレームレート調整部と、前記フレームレート調整部から出力された映像信号に基づいて映像を表示する表示パネルと、を備える画像表示装置が提供される。

また、前記フレームレート調整部は、非発光としたフレームの直前のフレームの発光時間を非発光としたフレームのフィールドまで延長する発光制御部を含むものであってもよい。

また、前記フレームレート調整部は、前記ハイフレームレート信号生成部で生成されたハイフレームレート映像信号の映像同期信号を解析する同期信号解析部と、前記映像同期信号の解析結果に基づいて、非発光とするフレームの前記映像同期信号を削除する制御タイミング生成部と、を備えるものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、入力された映像信号のフレームレートを高めるステップと、前記ハイフレームレート信号生成部から出力されたハイフレームレート映像信号に対し、所定周期で非発光のフレームを設けてフレームレートを調整するステップと、前記フレームレート調整部から出力された映像信号に基づいて映像を表示するステップと、を備える画像表示方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、入力された映像信号のフレームレートを高める手段、前記ハイフレームレート信号生成部から出力された映像信号に対し、所定周期で非発光のフレームを設けてフレームレートを調整する手段、前記フレームレート調整部から出力された映像信号に基づいて映像を表示させる手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

本発明によれば、映像がフレーム毎に連続して表示されることによる映像の劣化を確実に抑止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示す模式図である。 縦軸を時間軸として、フレーム毎の映像を模式的に示す図である。 フレームレート調整部の構成を示す模式図である。 画像処理装置の動作に関係する各種信号、データを示すタイミングチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
（１）前提となる技術
（２）画像表示装置の構成例
（３）フレームレート調整部の構成例

（１）前提となる技術
動画応答性を高めるために、６０［Ｈｚ］の映像信号を１２０［Ｈｚ］や２４０［Ｈｚ］に高めるためのハイフレームレート技術が急拡大している。このため、テレビ受像機などの画像表示装置では、６０［Ｈｚ］の映像信号をフレームクリエイトしてハイフレームレートの映像信号を生成するためのＩＣ（ハイフレームレートＩＣ）を備えているものがある。

ハイフレームレート映像では、通常の６０フレーム（６０［Ｈｚ］）の映像と比較してより多くのフレームが表示されるため、ユーザは非常に滑らかな映像を楽しむことができる。一方、ハイフレームレートの映像は、元々６０［Ｈｚ］の映像信号から生成されており、６０フレームの映像の間に本来は存在していない映像を作り出している。このため、映像の質が低下してしまう場合がある。また、ハイフレームレートの映像は、映画のような映像を楽しむ時に、映像が滑らかになりすぎるために、映画が持っている本来の味が失われる場合がある。そのために、一般的にハイフレームレートによる映像表示機能を搭載しているテレビ受像機等では、その機能をオフ（ＯＦＦ）にするためのモードを備えている。

ハイフレームレートによる映像表示機能をオフにする場合、通常のハイフレームレートＩＣでは、フレームレートを６０［Ｈｚ］に低下させるのではなく、ハイフレームレートを保った状態でフレームダブリングした映像を出力することで、オフ機能を実現している。この場合、同じ映像が２回続けて表示されることになる。

液晶ディスプレイのようにホールド型でかつ応答速度の遅いデバイスではフレームダブリングは有効である。しかし、自発光型の有機ＥＬディスプレイ等では、応答速度が非常に速いため、フレームダブリングされた映像を表示すると映像が２重に見えてしまう弊害がある。

（２）画像表示装置の構成例
本実施形態では、上記の観点から、ダブリングされた映像信号を通常のフレームレートに戻して表示するための技術を提供する。まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像表示装置１０の概略構成について説明する。図１に示すように、画像表示装置１０は、ハイフレームレート信号生成部２０、フレームレート調整部３０、表示パネル４０を備える。

また、図２は、縦軸を時間軸として、フレーム毎の映像を模式的に示している。図２では、左側から順に、ハイフレームレート信号生成部２０への入力信号（６０［Ｈｚ］）による映像、ハイフレームレート信号生成部２０からの出力信号（１２０［Ｈｚ］）による映像、及びフレームレート調整部３０からの出力信号（１２０［Ｈｚ］）による映像をフレーム毎に模式的に示している。

ハイフレームレート信号生成部２０には、テレビジョン信号など６０［Ｈｚ］の映像信号が入力される。ハイフレームレート信号生成部２０は、６０［Ｈｚ］の映像信号をダブリングして、１２０［Ｈｚ］のハイフレームレート映像信号を生成する。図２に示すように、ハイフレームレート信号生成部２０は、１の映像に対応する信号から２つの映像に対応する信号を生成（ダブリング）する。これにより、単位時間当たりのフレーム数が２倍のハイフレームレート映像信号が生成される。なお、ハイフレームレートの周波数は、これに限定されるものではない。

フレームレート調整部３０は、ハイフレームレートによる映像表示機能がオフにされた場合に、ハイフレームレート信号生成部２０で生成された１２０［Ｈｚ］のハイフレームレート映像信号に対し、フレームレートを調整する処理を行う。本実施形態では、後で詳細に説明するが、１２０［Ｈｚ］のハイフレームレート映像信号に対し、１フレーム毎のフレームを非発光とするように信号を調整する。

表示パネル４０は、例えば有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）表示パネルなどの表示パネルから構成され、発光表示を行う画素がマトリクス状に配置されている。表示パネル４０は、フレームレート調整部３０から出力された信号の入力を受けて、入力信号に基づいて各画素を発光させる。

（３）フレームレート調整部の構成例
図３は、フレームレート調整部３０の構成を示す模式図である。また、図４は、画像表示装置１０の動作を示すタイミングチャートである。

図３に示すように、フレームレート調整部３０は、同期信号解析ブロック３２、パネル制御タイミング生成ブロック３６、及びＯＬＥＤパネル発光制御ブロック３８を備える。

なお、図１及び図３に示す各構成要素は、ハイフレームレートＩＣなどのハードウェア（回路）、またはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの中央処理装置とこれを機能させるためのプログラム（ソフトウェア）によって構成することができる。図１に示す各構成要素を中央処理装置とこれを機能させるためのプログラムによって構成した場合、そのプログラムは画像表示装置が備えるメモリ等に格納されることができる。また、本実施形態に係る画像表示方法の処理は、図１及び図３に示す各構成要素が順次に行う処理手順によって実現される。

図４は、画像処理装置１０の動作に関係する各種信号、データを示すタイミングチャートである。図４に示す「映像同期信号（Ｖｓｙｎｃ）」は、ハイフレームレート信号生成部２０でハイフレームレート映像信号が生成された際に、各フレームの表示タイミングに合わせて生成される。また、図４に示す「映像データ」は、ハイフレームレート信号生成部２０から出力されたハイフレームレートの映像信号に対応する映像のデータである。また、図４に示す「パネル−映像同期信号（Ｐ＿Ｖｓｙｎｃ）」は、後述するパネル制御タイミング生成ブロック３６で偶数フレームの映像同期信号が削除された後の映像同期信号である。また、図４に示す「表示される映像」は、表示パネル４０に実際に表示される映像を示している。また、図４に示す「パネル発光制御信号（Ｅｍｉｔ−Ｃｔｒｌ）」は、表示パネル４０に表示されるフレームの発光時間を制御する信号を示している。

図３において、ＯＬＥＤパネル発光制御ブロック３８には、ハイフレームレート信号生成部２０からハイフレームレートの映像信号が入力される。また、同期信号解析ブロック３２には、ハイフレームレート信号生成部２０から映像同期信号（各フレームの同期を取るための信号）が入力される。映像同期信号の１つのパルスは、所定の１つのフレームの開始を示すパルスとされている。ここでは、映像同期信号の周波数は、通常（フレームレートである６０[Ｈｚ]）の２倍の周波数の１２０［Ｈｚ］となる。従って、通常のフレームレートである６０［Ｈｚ］の間に、同一フレームの開始を示すパルスが連続して２回出力される。

同期信号解析ブロック３２は、ハイフレームレート信号生成部２０から入力された映像同期信号に基づいて、現フレームが非発光期間を設けるフレームであるか否かを解析する。本実施形態では、図４に示すように、偶数フレームに対して非発光時間が設けられる。このため、同期信号解析ブロック３２は、映像同期信号に基づいて、現フレームが偶数フレームであるか奇数フレームであるかを解析し、解析結果をパネル制御タイミング生成ブロック３６へ出力する。

パネル制御タイミング生成ブロック３６は、同期信号解析ブロック３２の解析結果に基づいて、非発光期間を設けるフレームについて、映像同期信号（Ｖｓｙｎｃ）を削除する処理を行う。ここでは、偶数フレームを非発光期間とするため、図４に示すように、現フレームが偶数フレームの場合、偶数フレームの映像同期信号（Ｖｓｙｎｃ）を抹消する。これにより、図４に示すパネル−映像同期信号（Ｐ＿Ｖｓｙｎｃ）が得られる。パネル−映像同期信号（Ｐ＿Ｖｓｙｎｃ）は、該当するフレームの映像を表示パネル４０に表示するタイミングを示す信号であるため、偶数フレームの同期信号を削除したことにより、偶数フレームの映像は表示されない状態となる。従って、偶数フレームは非発光期間となる。

ＯＬＥＤパネル発光制御ブロック３８は、奇数フレームにおける発光期間を決定する。奇数フレームの発光期間は、図４に示すパネル発光制御信号（Ｅｍｉｔ−Ｃｔｒｌ）がハイの区間であり、ＯＬＥＤパネル発光制御ブロック３８は、パネル発光制御信号（Ｅｍｉｔ−Ｃｔｒｌ）のデューティ比を決定する。

そして、本実施形態では、ＯＬＥＤパネル発光制御ブロック３８は、奇数フレームにおける発光期間が、元の偶数フレームの発光期間のフィールドと重なるようにパネル発光制御信号（Ｅｍｉｔ−Ｃｔｒｌ）のデューティ比を設定する。より詳細には、映像同期信号が削除されていない状態では、映像同期信号がハイになるタイミング（図４中に示すｔ２，ｔ５）で偶数フレームの発光が開始されが、奇数フレームにおける発光期間の終期は、時刻ｔ２，ｔ５を過ぎたタイミング設定される。このように、奇数フレームの発光期間は、映像同期信号が削除される前の偶数フレームの発光期間のフィールドまで延長される。

これにより、ＯＬＥＤパネル発光制御ブロック３８からは、偶数フレームの映像同期信号が削除された状態（図４に示すパネル−映像同期信号（Ｐ＿Ｖｓｙｎｃ））で映像信号（１２０［Ｈｚ］）が出力されるとともに、パネル発光制御信号（Ｅｍｉｔ−Ｃｔｒｌ）が出力される。上述したように、映像信号は１２０［Ｈｚ］であるが、偶数フレームの映像同期信号（Ｖｓｙｎｃ）が削除されているため、偶数フレームの映像信号による映像は表示パネル４０には表示されない。また、パネル発光制御信号（Ｅｍｉｔ−Ｃｔｒｌ）は、図４に示すように、奇数フレームの映像の発光時間を制御するため、その周期は６０［Ｈｚ］である。

このように、本実施形態では、偶数フレームの映像同期信号を削除したことにより、偶数フレームの映像は非発光となり、表示パネル４０に表示されないことになる。このため、フレームダブリングによるハイフレームレート映像表示のオフ機能と比較すると、特に応答速度の速い有機ＥＬディスプレイ等においても、映像が２重に見えてしまうことがない。従って、ハイフレームレート映像表示機能のオフ時において、劣化のない良好な映像を表示することが可能となる。

また、本実施形態では、図４に示すように、奇数フレームの発光時間が表示を行わない偶数フレームのフィールドまで延長される。これにより、偶数フレームを表示しない場合においても、輝度の低下を確実に補償することができる。

フレームの発光期間の延長は、図４に示すように、例えばｔ２−ｔ３間の時間が偶数フレームのフィールドの期間（ｔ２−ｔ４間）の４０％程度とする。これにより、偶数フレームのフィールドの期間（ｔ２−ｔ４間）の４０％で奇数フレームが発光するため、輝度の低下を確実に抑えることが可能である。

なお、奇数フレームにおける発光期間の終期を偶数フレームのフィールドの開始時刻ｔ２，ｔ５以前に設定しても良い。この場合においても、発光期間の終期を時刻ｔ２，ｔ５に近づけることにより、通常の奇数フレームの発光期間よりも発光期間を延ばすことができ、映像の劣化の抑止とともに輝度の低下を抑えることが可能となる。

以上説明したように本実施形態によれば、ハイフレームレートの映像表示機能をオフした際に、映像を表示しないフレームを設けたことにより、映像を劣化させることなく、ハイフレームレートのオフ機能を実現することが可能となる。また、映像を表示するフレームの発光期間を、映像を表示しないフレームの区間まで延長したことにより、映像を表示しないフレームを設けたことによる輝度の低下を確実に補償することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ 画像表示装置
２０ ハイフレームレート信号生成部
３０ フレームレート調整部
３２ 同期信号解析ブロック
３６ パネル制御タイミング生成ブロック
３８ ＯＬＥＤパネル発光制御ブロック
４０ 表示パネル

Claims (5)

1. 入力された映像信号のフレームレートを高めるハイフレームレート信号生成部と、
   前記ハイフレームレート信号生成部から出力されたハイフレームレート映像信号に対し、所定周期で非発光のフレームを設けてフレームレートを調整するフレームレート調整部と、
   前記フレームレート調整部から出力された映像信号に基づいて映像を表示する表示パネルと、
   を備える画像表示装置。
2. 前記フレームレート調整部は、非発光としたフレームの直前のフレームの発光時間を非発光としたフレームのフィールドまで延長する発光制御部を含む、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記フレームレート調整部は、
   前記ハイフレームレート信号生成部で生成されたハイフレームレート映像信号の映像同期信号を解析する同期信号解析部と、
   前記映像同期信号の解析結果に基づいて、非発光とするフレームの前記映像同期信号を削除する制御タイミング生成部と、
   を備える、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 入力された映像信号のフレームレートを高めるステップと、
   前記ハイフレームレート信号生成部から出力されたハイフレームレート映像信号に対し、所定周期で非発光のフレームを設けてフレームレートを調整するステップと、
   前記フレームレート調整部から出力された映像信号に基づいて映像を表示するステップと、
   を備える画像表示方法。
5. 入力された映像信号のフレームレートを高める手段、
   前記ハイフレームレート信号生成部から出力されたハイフレームレート映像信号に対し、所定周期で非発光のフレームを設けてフレームレートを調整する手段、
   前記フレームレート調整部から出力された映像信号に基づいて映像を表示させる手段、
   としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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