JP3495026B2 - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像表示を行う表
示装置に関し、特に動画表示を行っている場合に発生す
る画像劣化を抑制することができる表示装置及びその駆
動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像表示を行う表示装置は、１フレーム
期間において同一の映像を表示し続けるホールド型と、
１フレーム期間において映像を瞬間的に表示するインパ
ルス型とに分けられる。ホールド型の表示装置として
は、例えばアクティブマトリクス型の液晶表示装置及び
有機電界発光表示装置等が挙げられる。一方、インパル
ス型の表示装置としては、例えばＣＲＴ等が挙げられ
る。

【０００３】図１４は、表示装置が有する任意の画素に
おける１フレーム期間での輝度の変化を示す図であっ
て、（ａ）はホールド型の表示装置における前記輝度の
変化を示すグラフ、（ｂ）はインパルス型の表示装置に
おける前記輝度の変化を示すグラフである。図１４
（ａ）に示すとおり、ホールド型の表示装置の場合、各
フレーム期間に亘って一定の輝度を保持している。一
方、図１４（ｂ）に示すとおり、インパルス型の表示装
置の場合、各フレーム期間において、フレーム期間の開
始時をピークとして輝度が急速に低下する。

【０００４】このように、ホールド型の表示装置とイン
パルス型の表示装置とでは異なる表示特性を有している
が、動画表示に関してはインパルス型の表示装置の方が
ホールド型の表示装置に比して優れていると言われてい
る。以下、この点について説明する。

【０００５】図１５は、黒色の背景上を白色の表示パタ
ーンが移動した場合のホールド型の表示装置の表示特性
を示す説明図であり、（ａ）はその表示パターンが移動
する様子を示す図、（ｂ）はその表示パターンの輝度分
布を示す図である。なお、図１５（ａ）において、縦軸
は時間を、横軸は表示画面上の横方向における位置をそ
れぞれ示しており、Ｐｎ（ｎ：自然数）は各画素を示し
ている。また、Ｗは表示画面の横方向に５画素分広がっ
た白色の表示パターンを示している。

【０００６】このような表示パターンＷを所定の時間毎
に１画素ずつ表示画面の横方向に移動させた場合、観察
者は、表示パターンＷのエッジをつないだ直線（破線Ｖ
１から破線Ｖ４）に沿って視線を移動させることによっ
て表示パターンＷを追従する。これは、表示パターンＷ
のエッジ部分では画素間の輝度差が著しいために観察者
の注視対象となることに起因する。

【０００７】図１５（ａ）において、破線Ｖ１及びＶ２
は、表示パターンＷを表示している画素Ｐｎのうちもっ
ともｎの値が小さい画素を追従する場合の観察者の視線
の移動を示している。より詳細には、破線Ｖ１はその画
素についての１フレーム期間Ｔの終了時における観察者
の視線の移動を示しており、破線Ｖ２は同じく１フレー
ム期間Ｔの開始時における観察者の視線の移動を示して
いる。

【０００８】一方、破線Ｖ３及びＶ４は、表示パターン
Ｗが表示されている画素Ｐｎのうちもっともｎの値が大
きい画素を追従する場合の観察者の視線の移動を示して
いる。より詳細には、破線Ｖ３はその画素についての１
フレーム期間Ｔの終了時における観察者の視線の移動を
示しており、破線Ｖ４は同じく１フレーム期間Ｔの開始
時における観察者の視線の移動を示している。

【０００９】このように、表示パターンＷを観察する観
察者の視線は破線Ｖ１から破線Ｖ４に沿って移動する。
しかしながら、図１４（ａ）を参照して上述したとお
り、ホールド型の表示装置の場合は１フレーム期間に亘
って一定の輝度を保持するという表示特性を有している
ので、破線Ｖ１と破線Ｖ２との間及び破線Ｖ３と破線Ｖ
４との間の領域は映像がぼけたように感じられる。この
ように映像のぼけが発生する理由について、図１５
（ｂ）を参照しながらより詳しく説明する。

【００１０】図１５（ｂ）において、破線Ｖ１よりも左
側の領域及び破線Ｖ４よりも右側の領域は、背景である
黒色が表示されている。そのため、図１５（ｂ）に示す
とおり、破線Ｖ１より左側及び破線Ｖ４より右側は輝度
が０となっている。

【００１１】また、破線Ｖ１と破線Ｖ２との間の領域及
び破線Ｖ３と破線Ｖ４との間の領域は、発光している部
分と発光していない部分とが混在している。そして、破
線Ｖ１から破線Ｖ２に向かうにしたがって発光している
部分の割合が大きくなっているので、これに伴い、表示
パターンＷの輝度Ｂに達するまで、一定の割合で輝度が
上昇する。一方、破線Ｖ３から破線Ｖ４に向かうにした
がって発光していない部分の割合が大きくなっているの
で、これに伴い一定の割合で輝度が減少する。なお、破
線Ｖ２と破線Ｖ３との間は表示パターンＷの輝度Ｂが保
持される。

【００１２】このように、輝度が一定の割合で変化する
領域（破線Ｖ１とＶ２との間及び破線Ｖ３とＶ４との
間）、すなわち輝度傾斜が生じている領域が表示パター
ンＷのエッジ部分に存在するために、そのエッジ部分が
ぼけたように認識される。また、表示パターンＷの幅Ｌ
０は５画素分であるにもかかわらず、観察者はその幅Ｌ
０よりも広い幅Ｌ１を認識することになる。

【００１３】このように、動画表示を行った場合、ホー
ルド型の表示装置では画像劣化が著しい。これに対し
て、インパルス型の表示装置は、図１４（ｂ）を参照し
て上述したとおり、フレーム期間の開始時をピークとし
て輝度が急速に低下するため、ホールド型の表示装置と
比べて、図１５（ｂ）における破線Ｖ１と破線Ｖ２との
間及び破線Ｖ３と破線Ｖ４との間の距離が短くなる。そ
の結果、エッジ部分のぼける領域が小さくなる。そのた
め、インパルス型の表示装置の方がホールド型の表示装
置よりも動画表示に優れていると言われている。

【００１４】ところで、ホールド型の表示装置の表示特
性を、インパルス型の表示装置の表示特性に近づけるこ
とによって、動画表示性能を向上させる試みがなされて
いる。その試みの一つとして、１フレーム期間中に黒表
示を行う期間（以下、黒表示期間という）を設ける技術
が提案されている。

【００１５】図１６は、１フレーム期間中に黒表示期間
を設けた場合の特定の画素における輝度の変化を示す図
である。図１６に示すとおり、１フレーム期間は、映像
を表示する期間である映像表示期間と黒表示期間とで構
成されている。このように黒表示期間を設けることによ
って、図１４（ｂ）に示したインパルス型の表示装置に
おける輝度の変化に近づけることができる。

【００１６】図１７は、各フレーム期間中に黒表示期間
を設けた場合であって、黒色の背景上を白色の表示パタ
ーンが移動したときのホールド型の表示装置の表示特性
を示す説明図であり、（ａ）はその表示パターンが移動
する様子を示す図、（ｂ）はその表示パターンの輝度分
布を示す図である。

【００１７】図１７（ａ）において、破線Ｖ１及びＶ２
は、表示パターンＷが表示されている画素Ｐｎのうちも
っともｎの値が小さい画素を追従する場合の観察者の視
線の移動を示している。より詳細には、破線Ｖ１はその
画素についての１フレーム期間Ｔ内の黒表示期間Ｔｂの
開始時における観察者の視線の移動を示しており、破線
Ｖ２は同じく映像表示期間Ｔａの開始時に着目した場合
の観察者の視線の移動をそれぞれ示している。一方、破
線Ｖ３及びＶ４は、表示パターンＷが表示されている画
素Ｐｎのうちもっともｎの値が大きい画素を追従する場
合の観察者の視線の移動を示している。より詳細には、
破線Ｖ３はその画素についての１フレーム期間Ｔ内の黒
表示期間Ｔｂの開始時における観察者の視線の移動を示
しており、破線Ｖ４は同じく映像表示期間Ｔａの開始時
における観察者の視線の移動を示している。

【００１８】図１７（ｂ）と図１５（ａ）を比較すると
分かるように、各フレーム期間中に黒表示期間Ｔｂを設
けた場合、破線Ｖ１と破線Ｖ２との間及び破線Ｖ３と破
線Ｖ４との間の距離を短くすることができるため、輝度
傾斜を生じる領域を小さくすることができる。よって、
表示パターンＷのエッジ部分のぼけ領域を小さくするこ
とができる。

【００１９】なお、図１６及び図１７では１フレーム期
間内で、映像表示期間が黒表示期間に先行する場合を例
示しているが、黒表示期間が映像表示期間に先行する場
合もある。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１７
（ｂ）に示すとおり、各フレーム期間中に黒表示期間Ｔ
ｂを設けた場合、観察者が認識する表示パターンの輝度
は、Ｂ×（１００−ａ）／１００となる。ここで、ａは
１フレーム期間Ｔにおいて黒表示期間Ｔｂが占める割合
を示している。この式からも明らかなように、従来の表
示装置において各フレーム期間中に黒表示期間Ｔｂを設
けた場合、各フレーム期間において黒表示期間Ｔｂが占
める割合だけ輝度が低下するという問題があった。

【００２１】また、従来では、１フレーム期間における
映像表示期間及び黒表示期間の順序が固定されていた。
そのため、映像の種類に応じて適切な順序に入れ替える
ことができないという問題があった。

【００２２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は動画表示を行っている場合に
発生する画像劣化を抑制し、良好な映像表示を実現する
ことができる表示装置及びその駆動方法を提供すること
にある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明に係る表示装置は、映像を表示するため
の複数の画素を有する表示部と、前記表示部を駆動する
駆動部と、外部から入力される映像信号を記憶する映像
信号記憶部と、前記映像信号記憶部に記憶された映像信
号に基づき各フレーム期間において前記表示部に表示さ
せる映像を示す表示信号を生成し、生成した表示信号に
よって前記駆動部の前記表示部に対する駆動動作を制御
する制御部とを備え、前記制御部は、外部から入力され
る映像信号に基づき、前記各画素について、第１フレー
ム期間にて表示する映像の輝度及び前記第１フレーム期
間の次のフレーム期間である第２フレーム期間にて表示
する映像の輝度とを算出する算出手段と、前記算出手段
により算出された第１フレーム期間にて表示する映像の
輝度と第２フレーム期間にて表示する映像の輝度とを比
較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果に基
づき、前記第１フレーム期間中に黒表示を行うための黒
表示期間を設ける必要があるか否かを判定する判定手段
と、前記判定手段により前記黒表示期間を設ける必要が
あると判定された場合、前記黒表示期間及び映像表示を
行うための映像表示期間を含む前記第１フレーム期間に
おける前記表示信号を生成する生成手段とを有してい
る。

【００２４】このように構成すると、全画素において黒
表示を行うのではなく、第１フレーム期間と第２フレー
ム期間とにおける輝度の変化に基づいて黒表示を行う必
要があると判定された画素についてのみ黒表示を行うこ
とになる。そのため、画面全体の輝度を低下させること
なく、映像のぼけを抑制することが可能となる。

【００２５】また、前記発明に係る表示装置において、
前記生成手段が、前記比較の結果に基づいて、前記映像
表示間と前記黒表示期間の順序を定めるように構成され
ていてもよい。このように構成すると、第１フレーム期
間と第２フレーム期間とにおける輝度の変化に応じて、
映像表示期間及び黒表示期間を適切な順序に並べること
ができる。よって、画像劣化の抑制をより効果的に行う
ことが可能となる。

【００２６】本発明者等は、ある画素において、第１フ
レーム期間における輝度が第２フレーム期間における輝
度よりも低い場合、すなわち輝度が高くなる場合には、
黒表示期間、映像表示期間の順となるように第１フレー
ム期間内に黒表示期間を設けることによって画像劣化を
抑制することができることを知見した。また、同様にし
て、第１フレーム期間における輝度が第２フレーム期間
における輝度よりも高い場合、すなわち輝度が低くなる
場合には、映像表示期間、黒表示期間の順となるように
第１フレーム期間内に黒表示期間を設けることによって
画像劣化を抑制することができることを知見した。

【００２７】そのため、前記発明に係る表示装置におい
て、前記生成手段が、前記第２フレーム期間にて表示す
る映像の輝度が前記第１フレーム期間にて表示する映像
の輝度よりも小さく、しかも前記第１フレーム期間にて
表示する映像の輝度と前記第２フレーム期間にて表示す
る映像の輝度との差が所定の値以上である場合、前記映
像表示期間が前記黒表示期間より先行するように前記表
示信号を生成するように構成されていてもよい。また、
前記生成手段が、前記第２フレーム期間にて表示する映
像の輝度が前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝
度よりも大きく、しかも前記第１フレーム期間にて表示
する映像の輝度と前記第２フレーム期間にて表示する映
像の輝度との差が所定の値以上である場合、前記黒表示
期間が前記映像表示期間より先行するように前記表示信
号を生成するように構成されていてもよい。

【００２８】また、前記発明に係る表示装置において、
前記表示部が表示可能な輝度の範囲内で前記所定の値を
設定するための設定部を更に備えるような構成であって
もよい。これにより、例えばユーザの好み等に応じて前
記所定の値を適切な値に設定することができる。

【００２９】また、前記発明に係る表示装置において、
前記映像信号記憶部及び前記制御部が、１フレーム分の
前記映像信号を記憶可能な記憶領域をそれぞれ有してい
てもよい。このように構成すると、第１フレーム期間に
おける映像の輝度と第２フレーム期間における映像の輝
度とを比較する場合、すなわち２フレーム分の映像信号
の比較を行う場合であっても、映像信号記憶部は１フレ
ーム分の映像信号の記憶領域を有するのみで足りる。よ
って、安価な構成とすることができる。

【００３０】また、前記発明に係る表示装置において、
前記黒表示期間の長さを設定するための設定部を更に備
えるように構成されていてもよい。これにより、例えば
ユーザの好み等に応じて黒表示期間の長さを設定するこ
とができる。

【００３１】また、前記発明に係る表示装置において、
前記外部から入力される映像信号は前記表示部にて表示
する映像の階調を示しており、階調と輝度との対応を示
す対応情報を記憶する対応情報記憶部を更に備え、前記
算出手段が、前記外部から入力される映像信号が示す階
調と前記対応情報記憶部に記憶されている前記対応情報
とに基づいて、前記第１フレーム期間にて表示する映像
の輝度及び第２フレーム期間にて表示する映像の輝度と
を算出するように構成されていてもよい。これにより効
率的なデジタル信号処理を行うことができる。

【００３２】また、前記発明に係る表示装置において、
前記制御部が、前記映像表示期間において表示する映像
の輝度が前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝度
よりも高くなるように前記生成手段により生成された表
示信号を補正する補正手段を更に有するようにしてもよ
い。これにより、動画表示を行っている場合に、表示部
に表示される映像のエッジを強調するとともに、そのエ
ッジ部分で生じるぼけを抑制することができる。

【００３３】また、前記発明に係る表示装置において、
前記外部から入力される映像信号は前記表示部にて表示
する映像の階調を示しており、階調と輝度との対応を示
す対応情報を記憶する対応情報記憶部を更に備え、前記
補正手段が、前記対応情報記憶部に記憶されている前記
対応情報に基づいて、前記映像表示期間において表示す
る映像の輝度を階調に変換するように構成されていても
よい。これにより効率的なデジタル信号処理を行うこと
ができる。

【００３４】また、前記発明に係る表示装置において、
前記補正手段が、前記映像表示期間において表示する映
像の輝度が前記対応情報に示されていない場合、前記映
像表示期間において表示する映像の輝度を、前記対応情
報に示されている輝度のうち前記映像表示期間において
表示する映像の輝度に最も近い輝度に対応する階調に変
換するように構成されていてもよい。これにより、前記
補正手段の補正により定められた映像表示期間において
表示する映像の輝度と、実際に表示部に表示される映像
の輝度との差異を最小限に抑えることができる。

【００３５】また、前記発明に係る表示装置において、
前記補正手段が、前記映像表示期間において表示する映
像の輝度が前記対応情報に示されていない場合、前記映
像表示期間において表示する映像の輝度を、前記対応情
報に示されている輝度のうち前記映像表示期間において
表示する映像の輝度を超えない範囲内で最も高い輝度に
対応する階調に変換するように構成されていてもよい。
また、前記補正手段が、前記生成手段は、前記映像表示
期間において表示する映像の輝度が前記対応情報に示さ
れていない場合、前記映像表示期間において表示する映
像の輝度を、前記対応情報に示されている輝度のうち前
記映像表示期間において表示する映像の輝度を超える範
囲内で最も低い輝度に対応する階調に変換するように構
成されていてもよい。これにより、輝度から階調への変
換をより簡易に行うことができる。

【００３６】また、本発明に係る表示装置の駆動方法
は、映像を表示するための複数の画素を有する表示部を
備える表示装置を駆動する方法であって、外部から入力
される映像信号に基づき、前記各画素について、第１フ
レーム期間にて表示する映像の輝度及び前記第１フレー
ム期間の次のフレーム期間である第２フレーム期間にて
表示する映像の輝度とを算出するステップと、前記算出
した第１フレーム期間にて表示する映像の輝度と第２フ
レーム期間にて表示する映像の輝度とを比較するステッ
プと、前記比較した結果に基づき、映像表示を行うため
の映像表示期間及び黒表示を行うための黒表示期間を含
んだ前記表示部に表示させる映像を示す表示信号を生成
するステップと、前記生成した表示信号によって、前記
第１フレーム期間において映像を表示するように前記表
示部を駆動するステップとを有する。これにより、画面
全体の輝度を低下させることなく、画像のぼけを抑制す
ることが可能となる。

【００３７】また、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記表示信号を生成するステップが、前記比
較した結果に基づいて、前記映像表示間と前記黒表示期
間の順序を定めるようにしてもよい。

【００３８】また、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記表示信号を生成するステップが、前記第
２フレーム期間にて表示する映像の輝度が前記第１フレ
ーム期間にて表示する映像の輝度よりも小さく、しかも
前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝度と前記第
２フレーム期間にて表示する映像の輝度との差が所定の
値以上である場合、前記映像表示期間が前記黒表示期間
より先行するように前記表示信号を生成するようにして
もよい。

【００３９】また、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記表示信号を生成するステップが、前記第
２フレーム期間にて表示する映像の輝度が前記第１フレ
ーム期間にて表示する映像の輝度よりも大きく、しかも
前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝度と前記第
２フレーム期間にて表示する映像の輝度との差が所定の
値以上である場合、前記黒表示期間が前記映像表示期間
より先行するように前記表示信号を生成するようにして
もよい。

【００４０】また、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記外部から入力される映像信号は前記表示
部にて表示する映像の階調を示しており、前記算出する
ステップが、階調と輝度との対応を示す対応情報及び前
記外部から入力される映像信号が示す階調に基づいて、
前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝度及び第２
フレーム期間にて表示する映像の輝度とを算出するよう
にしてもよい。

【００４１】また、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記映像表示期間において表示する映像の輝
度が前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝度より
も高くなるように前記生成手段により生成された表示信
号を補正するステップを更に有するようにしてもよい。

【００４２】また、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記外部から入力される映像信号は前記表示
部にて表示する映像の階調を示しており、前記表示信号
を補正するステップが、階調と輝度との対応を示す対応
情報に基づいて、前記映像表示期間において表示する映
像の輝度を階調に変換するようにしてもよい。

【００４３】また、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記表示信号を補正するステップが、前記映
像表示期間において表示する映像の輝度が前記対応情報
に示されていない場合、前記映像表示期間において表示
する映像の輝度を、前記対応情報に示されている輝度の
うち前記映像表示期間において表示する映像の輝度に最
も近い輝度に対応する階調に変換するようにしてもよ
い。

【００４４】また、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記表示信号を生成するステップが、前記映
像表示期間において表示する映像の輝度が前記対応情報
に示されていない場合、前記映像表示期間において表示
する映像の輝度を、前記対応情報に示されている輝度の
うち前記映像表示期間において表示する映像の輝度を超
えない範囲内で最も高い輝度に対応する階調に変換する
ようにしてもよい。

【００４５】更に、前記発明に係る表示装置の駆動方法
において、前記表示信号を生成するステップは、前記映
像表示期間において表示する映像の輝度が前記対応情報
に示されていない場合、前記映像表示期間において表示
する映像の輝度を、前記対応情報に示されている輝度の
うち前記映像表示期間において表示する映像の輝度を超
える範囲内で最も低い輝度に対応する階調に変換するよ
うにしてもよい。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００４７】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１に係る表示装置の構成を示す機能ブロック図であ
る。図１に示すとおり、表示装置１は、後述するように
して映像信号に基づいて表示信号を生成する制御部１０
と、映像を表示する表示部１２と、前記制御部１０によ
って生成された表示信号に基づいて前記表示部１２の駆
動制御を行う駆動部１１と、映像信号を記憶する記憶部
１７とを備えている。

【００４８】また、表示装置１は、外部の装置、例えば
パーソナルコンピュータ等から映像信号１５の入力を受
け付けるための映像信号入力端子１３と、閾値情報１６
の入力を受け付けるための閾値情報入力端子１４と、後
述する黒表示期間情報１９の入力を受け付けるための黒
表示期間情報入力端子１８とを備えている。ここで、閾
値情報１６とは、後述するように、黒表示期間を設ける
か否かを判断するための閾値を示すデータである。ま
た、黒表示期間情報１９とは、後述するように、１フレ
ーム期間中に設ける黒表示期間の長さを示すデータであ
る。

【００４９】上述した映像信号入力端子１３を介して入
力された映像信号は一時的に記憶部１７に記憶された
後、制御部１０に与えられる。また、閾値情報入力端子
１４、黒表示期間情報入力端子１８を介してそれぞれ入
力された閾値情報１６、黒表示期間情報１９はそのまま
制御部１０に与えられる。そして、制御部１０はこれら
の映像信号１５、閾値情報１６及び黒表示期間情報１９
を用いて後述する処理を実行する。

【００５０】上述した表示部１２は、映像を表示するた
めの映像表示部１２１及びその映像表示部１２１に対し
て発光する発光部１２２を具備している。かかる発光部
１２２は、１フレーム期間において一定の輝度を保持す
るように発光する。そのため、表示装置１はいわゆるホ
ールド型に分類される。よって、ホールド型であれば、
アクティブマトリクス型の液晶表示装置又は有機電界発
光表示装置等、様々な表示装置に本実施の形態を適用す
ることができる。以下では、アクティブマトリクス型の
液晶表示装置を例として説明する。

【００５１】図２は、アクティブマトリクス型の液晶表
示装置を例とした場合の本実施の形態に係る表示装置の
構成を示すブロック図である。図２における液晶パネル
１２１ａ、バックライト１２２ａは、図１における映像
表示部１２１、発光部１２２にそれぞれ対応する。ま
た、図２におけるゲートドライバ１１ａ及びソースドラ
イバ１１ｂは図１における駆動部１１に、図２における
制御回路１０ａは図１における制御部１０に、図２にお
けるフレームメモリ１７ａは図１における記憶部１７に
それぞれ対応する。

【００５２】上述した液晶パネル１２１ａは、周知のＴ
ＦＴ（Thin Film Transistor）タイプの液晶表示素子で
ある。よって、液晶パネル１２１ａは、ゲート線及びソ
ース線がマトリクス状に配設されると共に、そのゲート
線及びソース線で区画された各画素毎に画素電極及びス
イッチング素子が形成されたＴＦＴ基板（図示せず）を
備えている。そして、この液晶パネル１２１ａのゲート
線及びソース線をゲートドライバ１１ａ及びソースドラ
イバ１１ｂによってそれぞれ駆動し、ゲートドライバ１
１ａ及びソースドライバ１１ｂを制御回路１０ａによっ
て制御するように構成されている。

【００５３】また、フレームメモリ１７ａは、映像信号
入力端子１３を介して入力された映像信号１５を一時的
に記憶するメモリであり、少なくとも１フレーム分の映
像信号１５を記憶するための記憶領域を有している。

【００５４】また、制御回路１０ａは、フレームメモリ
１７ａと同様に、少なくとも１フレーム分の映像信号１
５を記憶することができる記憶部（図示せず）を有して
いる。

【００５５】なお、本実施の形態では閾値情報１６、黒
表示期間情報１９が、閾値情報入力端子１４、黒表示期
間情報入力端子１８を介してそれぞれ外部から入力され
るように構成されているが、このような構成に限らず、
例えば制御回路１０ａが予め与えられる閾値情報１６及
び黒表示期間情報１９を記憶しているような構成であっ
てもよい。

【００５６】以上のように構成された表示装置１では、
バックライト１２２ａの発光を利用して液晶パネル１２
１ａにて表示を行うために、制御回路１０ａが、後述す
るようにして映像信号１５、閾値情報１６及び黒表示期
間情報１９に基づいて生成した表示信号に応じて、ゲー
トドライバ１１ａ及びソースドライバ１１ｂに制御信号
をそれぞれ出力する。その結果、ゲートドライバ１１ａ
がゲート線にゲート信号電圧を印加して各画素のスイッ
チング素子を順次オンさせ、一方、ソースドライバ１１
ｂがそのタイミングに合わせてソース線を通じて表示信
号電圧を各画素の画素電極に順次印加する。これによ
り、液晶パネル１２１ａが有している液晶分子が変調さ
れ、バックライト１２２ａから出射される光の透過率が
変化する。その結果、表示装置１を観察する観察者は、
表示信号に対応する映像を知覚することになる。

【００５７】ところで、人間の視覚は、輝度の等比的変
化を知覚できるようになっているため、映像表示を行う
表示装置は、階調と輝度との関係が図３に示すような曲
線（ガンマカーブと呼ばれる）になるように設定される
のが一般的である。図３において、横軸は階調を、縦軸
は輝度をそれぞれ表している。この図では、階調が２５
５である場合に輝度が５００ｃｄ／ｍ² となる例を示し
ている。このように、階調の値が比較的小さい場合には
輝度の変化が小さく、階調の値が比較的大きい場合には
輝度の変化が大きくなるような表示特性とすることによ
って、人間にとって自然な映像を表示することができる
ようになる。

【００５８】ＣＲＴは、その表示特性上、階調と輝度と
の関係が上述したガンマカーブに自動的にしたがうよう
になっているため、特別な信号処理をすることなく人間
にとって自然な映像を表示することができる。これに対
して、ＣＲＴのような表示特性を有していない表示装置
の場合、階調と輝度との関係が上述したガンマカーブに
したがうようにするために、映像信号に対して何らかの
補正処理を施した上で表示信号を生成している。本実施
の形態に係る表示装置１も、人間にとって自然な映像を
表示できるように、そのような補正処理を行う。この補
正処理はデジタル信号処理にて行うのが一般的であるた
め、本明細書においてもデジタル信号を扱う場合につい
て説明する。そのため、上述した映像信号１５がデジタ
ル信号であるとして説明する。また、このデジタル信号
の値は「階調」を示しているものとする。なお、本明細
書中で輝度に基づいた処理について説明している箇所が
あるが、実際の処理は当然のことながらデジタル信号に
て行われている。

【００５９】次に、本実施の形態に係る表示装置の動作
について説明する。

【００６０】なお、本明細書では、少なくとも残像を低
減する効果を認めることができる輝度を黒表示の輝度と
する。発明者等は、そのような効果が認められる輝度を
特定すべく主観評価を行っている。そして、その主観評
価の結果、ある画素について、その画素にて表示する映
像の輝度の１０％以下の輝度の映像を１フレーム期間内
に挿入した場合、その画素において残像を低減すること
ができることが分かった。そのため、例えばある画素に
ついての輝度が５００ｃｄ／ｍ² である場合、黒表示の
輝度を５０ｃｄ／ｍ² 以下に設定すればよい。

【００６１】図４は、表示信号の生成処理に伴う本実施
の形態に係る表示装置の動作手順を示すフローチャート
である。なお、以下の処理は各画素毎に実行される。

【００６２】表示装置１は、外部の装置から映像信号の
入力を受け付けた場合、その受け付けた映像信号をフレ
ームメモリ１７ａに記憶する（Ｓ１０１）。そして、制
御回路１０ａが、映像信号の同期クロック周波数以上の
クロック周波数で、２フレーム分の映像信号を同時に読
み出す（Ｓ１０２）。

【００６３】なお、フレームメモリ１７ａが１フレーム
分の映像信号を記憶する記憶領域しか有しておらず、２
フレーム分の映像信号を記憶することができない場合
は、次のように処理すればよい。制御回路１０ａは、予
めフレームメモリ１７ａから数画素分の映像信号を読み
出し、上述したような制御回路１０ａが有している記憶
部に記憶する。ここで前記記憶部に記憶した映像信号
は、１フレーム前の映像信号である。次に、リアルタイ
ムで映像信号１５が制御回路１０ａに入力されると共
に、上述したようにして数画素分の映像信号が読み出さ
れたために生じたフレームメモリ１７ａの空き領域にそ
の映像信号１５を記憶する。また、これらと同じタイミ
ングで、制御回路１０ａは前記記憶部に記憶した映像信
号も読み出す。このような動作を行うことによって、フ
レームメモリ１７ａが１フレーム分の映像信号を記憶す
る記憶領域しか有していない場合であっても、後述する
ように制御回路１０ａにおいて２フレーム分の映像信号
の比較処理を行うことができる。

【００６４】なお、フレームメモリ１７ａの書き込み及
び読み出しのタイミングの詳細については後述する。

【００６５】次に、制御回路１０ａは、ステップＳ１０
２にて読み出した２フレーム分の映像信号が示す階調
を、図５に示すような階調と輝度との対応表を用いて輝
度に変換する（Ｓ１０３）。この対応表は制御回路１０
ａが有する不揮発性記憶手段に記憶させておく。なお、
このように対応表を用いるのではなく、式Ｂ＝Ｄ^G を用
いて輝度を求めるようにしてもよい。ここで、Ｂは輝
度、Ｄは階調をそれぞれ表している。また、Ｇは１．５
から３．５までの範囲内の値であるが、一般に２．８付
近の値にすることが望ましいとされている。

【００６６】次に、制御回路１０ａは、ステップＳ１０
３にて求めた輝度を用いて、フレーム間の輝度差を算出
する（Ｓ１０４）。そして、閾値情報入力端子１４を介
して入力された閾値情報１６が示す閾値を参照し（Ｓ１
０５）、ステップＳ１０４にて算出された輝度差がその
閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。ここ
で、輝度差が閾値以上でない場合（Ｓ１０６でＮＯ）、
映像信号１５が示している階調に応じた輝度を１フレー
ム期間に亘って保持することを示す表示信号、すなわち
映像信号表示期間のみの表示信号を生成する（Ｓ１１
０）。この場合、１フレーム期間内に黒表示期間が設け
られないことになる。このように、輝度差が閾値よりも
小さい場合には黒表示期間を設けないこととしたのは、
輝度差が比較的小さい場合にはその部分がエッジとなら
ないため、動画表示が行われた場合に、観察者がその部
分に対して視線を追従させることがないからである。観
察者が視線を追従させるためには、例えばパターンの輪
郭部分等の何らかの注視対象が必要となる。そのため、
このような注視対象が存在しない場合、観察者はぼけた
映像を知覚することがないので、黒表示期間を設ける必
要がないのである。

【００６７】なお、この閾値は、閾値情報入力端子１４
を介して新たな閾値情報を入力することによって更新す
ることができる。これにより、液晶パネル１２１ａの特
性又は観察者の好みに応じて、液晶パネル１２１ａが表
示可能な輝度の範囲内で調整することができる。ここ
で、閾値を比較的小さく設定した場合、僅かな輝度差で
あっても黒表示期間を設ける必要があると判定されるた
め、動画表示の際のぼけがより効果的に解消されるとい
う利点がある。これに対し、閾値を比較的大きく設定し
た場合、ある程度の輝度差がなければ黒表示期間を設け
る必要があると判定されることがないため、輝度の低下
を抑えることができるという利点がある。

【００６８】ステップＳ１０６において、輝度差が閾値
以上である場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、フレームｎ
（ｎ：自然数）の映像信号の輝度Ｂ_n がフレームｎ＋１
の映像信号の輝度Ｂｎ＋１よりも大きいかどうかを判定
する（Ｓ１０７）。ここで、輝度Ｂ_n が輝度Ｂ_n+1 より
も大きいと判定した場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）、映像表
示期間、黒表示期間の順となるように黒表示期間が設け
られた表示信号を生成する（Ｓ１０８）。一方、輝度Ｂ
_n が輝度Ｂ_n+1 よりも大きくないと判定した場合（Ｓ１
０７でＮＯ）、黒表示期間、映像表示期間の順となるよ
うに黒表示期間が設けられた表示信号を生成する（Ｓ１
０９）。ここで、１フレーム期間中に設けられる黒表示
期間の長さは、上述した黒表示期間情報１９に示された
長さとする。この長さは、観察者が好みに応じた黒表示
期間情報１９を表示装置に対して入力し設定することに
よって変更される。

【００６９】制御回路１０ａは、以上のようにして得ら
れた表示信号に基づいてゲートドライバ１１ａ及びソー
スドライバ１１ｂに対して制御信号を出力する。そし
て、この制御信号にしたがってゲートドライバ１１ａ及
びソースドライバ１１ｂが液晶パネル１２１ａを駆動す
ることによって、液晶パネル１２１ａに表示信号に応じ
た映像が表示される。

【００７０】次に、このように生成された表示信号につ
いての理解を容易にするために、図６を参照して表示信
号の詳細について説明する。

【００７１】図６は、本実施の形態に係る表示装置１に
おいて生成される表示信号を説明するための説明図であ
り、（ａ）は映像信号の内容を示す概念図、（ｂ）は映
像表示期間の後に黒表示期間が設けられた表示信号の内
容を示す概念図、（ｃ）は映像表示期間の前に黒表示期
間が設けられた表示信号の内容を示す概念図、（ｄ）は
黒表示期間が設けられていない表示信号の内容を示す概
念図である。図６（ａ）において、１０１,１０２は、
任意の連続するフレームｎ、フレームｎ＋１における任
意の画素についての表示信号をそれぞれ示している。ま
た、Ｂ_n 、Ｂ_{n+ 1} は輝度（より正確には映像信号１５の
振幅）を示している。これらの輝度Ｂ_n及びＢ_n+1 は、
上述した映像表示期間における輝度を表していることに
なる。

【００７２】ここで図４に示すフローチャートを併せて
参照すると、上述したステップＳ１０４では、Ｂ_n −Ｂ
ｎ＋１を実行することにより輝度差を算出し、その輝度
差の絶対値が閾値以上である場合にステップＳ１０７に
進むことになる。そして、ステップＳ１０７において
は、上述した輝度差が正の値である場合にステップＳ１
０８へ進み、図６（ｂ）に示すような表示信号が生成さ
れる。一方、その輝度差が負の値である場合にステップ
Ｓ１０９へ進み、図６（ｃ）に示すような表示信号が生
成される。また、その輝度差の絶対値が閾値よりも小さ
い場合にはステップＳ１１０へ進み、図６（ｄ）に示す
ような表示信号が生成される。

【００７３】図６（ｂ）、（ｃ）において、１０３はフ
レームｎにおいて１フレーム期間内に設けられている黒
表示期間中の表示信号を示している。図６（ｂ）に示す
とおり、上述したステップＳ１０８においては、１フレ
ーム期間において映像表示期間、黒表示期間の順となる
ように黒表示期間が設けられた表示信号が生成される。
一方、図６（ｃ）に示すとおり、上述したステップＳ１
０９においては、１フレーム期間において黒表示期間、
映像表示期間の順となるように黒表示期間が設けられた
表示信号が生成される。

【００７４】また、図６（ｄ）に示すとおり、上述した
ステップＳ１１０においては、黒表示期間を設けず、映
像信号１５と同様の表示信号が生成される。

【００７５】図７は、本実施の形態に係る表示装置１に
おける動作のタイミングの一例を示すタイミングチャー
トであり、（ａ）は映像信号１５が入力されるタイミン
グを、（ｂ）はフレームメモリへの書き込みのタイミン
グを、（ｃ）はフレームメモリからの読み出しのタイミ
ングを、（ｄ）は液晶パネル１２１ａに映像を表示する
タイミングをそれぞれ示している。なお、ここではフレ
ームメモリ１７ａが２フレーム分の映像信号を記憶する
記憶領域を有しているものとして説明する。また、理解
を容易にするために、２フレーム分のうち１フレーム分
の映像信号を記憶するフレームメモリを第１フレームメ
モリと、残りの１フレーム分の映像信号を記憶するフレ
ームメモリを第２フレームメモリと呼ぶことにする。

【００７６】また、ここでは書き込み動作及び読み出し
動作を同時に行うことができるフレームメモリを使用す
る場合について説明するが、書き込み動作及び読み出し
動作を同時に行うことができないフレームメモリを使用
する場合であっても、書き込み動作と読み出し動作との
タイミングを重ならないようにすることによって同様に
処理することが可能である。

【００７７】なお、表示装置１の動作のタイミングを正
確に把握するために、図７においては、１フレーム期間
を垂直帰線期間と映像信号期間とから構成される期間と
していることを注記しておく。ここで映像信号期間と
は、上述した映像表示期間、又は映像表示期間及び黒表
示期間から構成される期間である。

【００７８】図７において、Ｄ_n （ｎ：自然数）からＤ
_n+3 は、フレームｎからフレームｎ＋３における任意の
画素についての映像信号をそれぞれ示している。

【００７９】また、図７（ａ）において、符号５１から
５４までは、フレームｎからフレームｎ＋１までの映像
信号が入力されるタイミングをそれぞれ示している。ま
た、図７（ｂ）において、符号５５から５８までは、フ
レームｎからフレームｎ＋３までの映像信号が第１フレ
ームメモリ又は第２フレームメモリへ書き込むタイミン
グをそれぞれ示している。図７（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、外部から映像信号が入力された場合、その入力
されたタイミングと略同時に、第１フレームメモリ及び
第２フレームメモリへ交互に映像信号の書き込みを行
う。

【００８０】また、図７（ｃ）において、符号５０９か
ら５１４までは第１フレームメモリから映像信号を読み
出すタイミングを、符号５１５から５２０までは第２フ
レームメモリから映像信号を読み出すタイミングをそれ
ぞれ示している。上述したように、１フレーム期間が開
始するとき又は終了するときに黒表示期間を設ける可能
性があるため、１フレーム期間内に少なくとも２回の走
査が必要になる。そのため、フレームメモリからの読み
出しは、１フレーム期間につき少なくとも２回必要とな
る。

【００８１】図７（ｃ）におけるタイミング５０９及び
５１５並びにタイミング５１０及び５１６が示すとお
り、フレームｎの映像信号を第１フレームメモリから読
み出すタイミングと、フレームｎ＋１の映像信号を第２
フレームメモリから読み出すタイミングとが略同時とな
る。そのため、フレームｎとフレームｎ＋１とにおける
映像信号の輝度を比較し、それらの輝度差を算出するこ
とが可能となる。そして、その輝度差に基づいて表示信
号を生成する。その生成された表示信号に応じた映像は
符号５２１,５２２に示すタイミングで表示される。こ
れ以降についても同様のタイミングでフレームメモリか
ら映像信号が読み出され、上述したようにして表示信号
を生成した後、その表示信号に応じた映像を液晶パネル
１２１ａ上に表示する。

【００８２】次に、本実施の形態に係る表示装置の表示
特性について説明する。

【００８３】図８は、黒色の背景上を白色の表示パター
ンが移動した場合の本実施の形態に係る表示装置の表示
特性を示す説明図であり、（ａ）はその表示パターンが
移動する様子を示す図、（ｂ）はその表示パターンの輝
度分布を示す図である。なお、図８（ａ）において、縦
軸は時間を、横軸は表示画面上の横方向における位置を
それぞれ示しており、Ｐｎ（ｎ：自然数）は各画素を示
している。

【００８４】また、破線Ｖ１からＶ４まで並びに破線Ｖ
５及びＶ８は、観察者が移動する表示パターンＷを追従
する場合のその観察者の視線の移動を示している。ここ
で、破線Ｖ１、Ｖ２及びＶ５は、表示パターンＷが表示
されている画素Ｐｎのうちもっともｎの値が小さい画素
を追従する場合の観察者の視線の移動を示している。よ
り詳細には、破線Ｖ１及びＶ５は１フレーム期間Ｔ内の
黒表示期間Ｔｂの開始時における観察者の視線の移動を
示しており、破線Ｖ２は同じく映像表示期間Ｔａの開始
時における観察者の視線の移動を示している。

【００８５】一方、破線Ｖ３、Ｖ４及びＶ８は、表示パ
ターンＷが表示されている画素Ｐｎのうちもっともｎの
値が大きい画素を追従する場合の観察者の視線の移動を
示している。より詳細には、破線Ｖ３は１フレーム期間
Ｔ内の黒表示期間Ｔｂの開始時における観察者の視線の
移動を示しており、破線Ｖ４及びＶ８は同じく映像表示
期間Ｔａの開始時における観察者の視線の移動を示して
いる。

【００８６】図８（ｂ）に示すように、破線Ｖ１から左
の領域では輝度が０であるが、破線Ｖ１から破線Ｖ２ま
での領域では一定の割合で輝度が上昇し、破線Ｖ２上で
その輝度は、表示パターンＷの輝度Ｂ×（１００−ａ）
／１００となる。ここで、ａは１フレーム期間Ｔにおい
て黒表示期間Ｔｂが占める割合を示している。また、破
線Ｖ２から破線Ｖ５までの領域では同じ割合で輝度が上
昇し、破線Ｖ５上で最大の輝度Ｂとなる。そして、破線
Ｖ５と破線Ｖ８との間の領域では輝度Ｂが保たれる。

【００８７】一方、破線Ｖ８から破線Ｖ３までの領域で
は一定の割合で輝度が低下し、破線Ｖ３上でその輝度が
再びＢ×（１００−ａ）／１００となる。そして、破線
Ｖ３から破線Ｖ４までの領域では同じ割合で輝度が低下
し、破線Ｖ４上で輝度が０となる。

【００８８】ここで、比較例として従来の表示装置の表
示特性を示した図１５及び図１７を併せて参照すること
にする。図８（ｂ）に示すぼけ領域、すなわち破線Ｖ１
と破線Ｖ５との間の領域の大きさは、図１５（ｂ）に示
すぼけ領域と同じである。しかしながら、図８（ｂ）に
示す観察者が知覚する表示パターンの幅Ｌ３は、図１５
（ｂ）に示す同様の表示パターンの幅Ｌ１よりも狭くな
っている。そのため、従来の表示装置と比べて、本実施
の形態に係る表示装置の場合の方が、元の表示パターン
Ｗの幅に近い幅を知覚することになる。よって、従来の
表示装置よりも画像劣化を抑制することができると言え
る。

【００８９】また、黒表示期間Ｔｂを設けているが、図
１７（ｂ）に示すような輝度の低下は発生しない。よっ
て、明るく良好な表示を実現することができる。

【００９０】（実施の形態２）実施の形態２は、表示パ
ターンの輪郭部分の画素について、黒表示期間を設ける
と共に、映像表示期間中の輝度を補正することによっ
て、映像がぼける領域を小さくすることができる表示装
置の例である。

【００９１】なお、本実施の形態に係る表示装置の構成
は、実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略す
る。以下、本実施の形態に係る表示装置の動作について
説明する。

【００９２】図９は、表示信号の生成処理に伴う本実施
の形態に係る表示装置の動作手順を示すフローチャート
である。なお、実施の形態１の場合と同様の処理につい
ては図４と同一のステップ番号を付して説明を省略す
る。

【００９３】本実施の形態に係る表示装置が備える制御
回路は、ステップＳ１０６にて輝度差が閾値以上である
と判定した場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、後述する表示信
号の生成及び補正処理を実行する（Ｓ２０１）。

【００９４】図１０は、本実施の形態に係る表示装置が
実行する表示信号の生成及び補正処理の手順を示すフロ
ーチャートである。なお、以下では、１フレーム期間に
おいて黒表示期間が占める割合をａ％とし、表示装置が
備える液晶パネルが表示可能な最大輝度をＢ_max とす
る。

【００９５】前記制御回路は、フレームｎの映像信号の
輝度Ｂ_n がフレームｎ＋１の映像信号の輝度Ｂ_n+1 より
も大きいかどうかを判定する（Ｓ３０１）。ここで、輝
度Ｂ _n が輝度Ｂ_n+1 よりも大きいと判定した場合（Ｓ３
０１でＹＥＳ）、映像表示期間、黒表示期間の順となる
ように黒表示期間が設けられた表示信号を生成する（Ｓ
３０２）。一方、輝度Ｂ_n が輝度Ｂ_n+1 よりも大きくな
いと判定した場合（Ｓ３０１でＮＯ）、黒表示期間、映
像表示期間の順となるように黒表示期間が設けられた表
示信号を生成する（Ｓ３０３）。

【００９６】次に、前記制御回路は、次の式１を満足す
るか否かを判定する（Ｓ３０４）。

【００９７】 Ｂ_n ＞Ｂ_max ×（１００−ａ）／１００ … 式１ ここでこの式１を満足すると判定した場合（Ｓ３０４で
ＹＥＳ）、映像表示期間中の輝度がＢ_max となるよう
に、ステップＳ３０２又はＳ３０３にて生成された映像
信号を補正する（Ｓ３０５）。

【００９８】一方、ステップＳ３０４にて式１を満足し
ないと判定した場合（Ｓ３０４でＮＯ）、映像表示期間
中の輝度を次の式２により算出した値となるようにステ
ップＳ３０２又はＳ３０３にて生成された映像信号を補
正する（Ｓ３０６）。

【００９９】 Ｂ_n ×｛１００／（１００−ａ）｝ … 式２ 図９に戻り、前記制御回路は、上述したようにして表示
信号の生成及び補正処理を実行した後、図５に示すよう
な対応表を用いて輝度から階調への置き換え処理を実行
する（Ｓ２０２）。ここで、上述したようにして補正さ
れた後の映像表示期間中の輝度に対応する階調が前記対
応表に示されている場合は、前記輝度をその階調へ置き
換える。例えば、その輝度が４０２．６４ｃｄ／ｍ² で
ある場合、図５に示すとおりこれに対応する階調として
２３２が示されているので、この階調へ置き換える。こ
の場合は、前記補正された後の映像表示期間中の輝度が
そのまま表示されることになる。

【０１００】これに対して、前期補正された後の映像表
示期間中の輝度に対応する階調が前記対応表に示されて
いない場合、以下に示す３通りの置き換え処理の何れか
を実行する。

【０１０１】第１の置き換え処理では、対応表に示され
ている輝度のうち前記補正された後の映像表示期間中の
輝度に最も近い輝度を検索し、その検索した輝度に対応
する階調へ置き換える。例えば、前記補正された後の映
像表示期間中の輝度が４００．００ｃｄ／ｍ² である場
合、図５に示すとおりこの輝度に最も近い輝度は３９
８．８３ｃｄ／ｍ² であるため、これに対応する階調で
ある２３１へ置き換える。この第１の置き換え処理の場
合、前記補正された後の映像表示期間中の輝度と、実際
に表示画面上に表示される映像の輝度との差異を最小限
に抑えることができる。

【０１０２】また、第２の置き換え処理では、対応表に
示されている輝度のうち前記補正された後の映像表示期
間中の輝度を超えない範囲内で最も高い輝度を検索し、
その検索した輝度に対応する階調へ置き換える。例え
ば、前記補正された後の映像表示期間中の輝度が４０
０．００ｃｄ／ｍ² である場合、図５に示すとおりこの
輝度を超えない範囲内で最も高い輝度は３９８．８３ｃ
ｄ／ｍ² であるため、これに対応する階調である２３１
へ置き換える。この第２の置き換え処理の場合、第１の
置き換え処理と比べて簡易な演算で求めることができ
る。

【０１０３】更に、第３の置き換え処理では、対応表に
示されている輝度のうち前記補正された後の映像表示期
間中の輝度を超える範囲内で最も低い輝度を検索し、そ
の検索した輝度に対応する階調へ置き換える。例えば、
前記補正された後の映像表示期間中の輝度が４００．０
０ｃｄ／ｍ² である場合、図５に示すとおりこの輝度を
超える範囲内で最も低い輝度は４０２．６４ｃｄ／ｍ²
であるため、これに対応する階調である２３２へ置き換
える。この第３の置き換え処理の場合も第２の置き換え
処理の場合と同様に、第１の置き換え処理と比べて簡易
な演算で求めることができる。

【０１０４】制御回路は、以上のようにして得られた表
示信号に基づいて、実施の形態１の場合と同様にゲート
ドライバ及びソースドライバに対して制御信号を出力す
る。そして、この制御信号にしたがってこれらのゲート
ドライバ及びソースドライバが液晶パネルを駆動するこ
とによって、液晶パネルに表示信号に応じた映像が表示
される。

【０１０５】次に、このように生成された表示信号につ
いての理解を容易にするために、図１１及び図１２を参
照して表示信号の詳細について説明する。

【０１０６】図１１は、本実施の形態に係る表示装置に
おいて生成された映像表示期間の後に黒表示期間が設け
られた表示信号を説明するための説明図であって、
（ａ）は映像表示期間中の輝度がＢ_n´に補正された表
示信号の内容を示す概念図、（ｂ）は同じくＢ_max に補
正された表示信号の内容を示す概念図である。また、図
１２は、本実施の形態に係る表示装置において生成され
た映像表示期間の前に黒表示期間が設けられた表示信号
を説明するための説明図であって、（ａ）は映像表示期
間中の輝度がＢ_n´に補正された表示信号の内容を示す
概念図、（ｂ）は同じくＢ_max に補正された表示信号の
内容を示す概念図である。ここで、Ｂ_n´は上述した式
２により算出された輝度である。なお、図中のａは１フ
レーム期間において黒表示期間Ｔｂが占める割合を示し
ている。

【０１０７】これらの図１１及び図１２において、２０
１は映像表示期間中の表示信号を、２０２は黒表示期間
中の表示信号をそれぞれ示している。また、２０３は補
正処理後の映像表示期間中の表示信号を、２０４は黒表
示期間中の表示信号をそれぞれ示している。

【０１０８】ここで図１０に示すフローチャートを併せ
て参照すると、上述したステップＳ３０２でＢ_n がＢ
_n+1 よりも大きいと判定された後、ステップＳ３０６に
進んだ場合には図１１（ａ）に示すような表示信号が生
成され、ステップＳ３０５に進んだ場合には図１１
（ｂ）に示すような表示信号が生成される。一方、上述
したステップＳ３０２でＢ_n がＢ_n+1 以下であると判定
された後、ステップＳ３０５に進んだ場合には図１２
（ａ）に示すような表示信号が生成され、ステップＳ３
０６に進んだ場合には図１２（ｂ）に示すような表示信
号が生成される。

【０１０９】このように、１フレーム期間において黒表
示期間Ｔｂが占める割合をａ％とした場合、フレームｎ
にて表示画面上に実際に表示される映像の輝度は、フレ
ームｎにて表示すべき映像の輝度Ｂ_n の｛（１００−
ａ）／１００｝倍に低下する。しかしながら、この輝度
Ｂ_n が表示装置が表示可能な最大輝度Ｂ_max の｛（１０
０−ａ）／１００｝倍以下である場合は、輝度Ｂ_n を
｛１００／（１００−ａ）｝倍に補正することによっ
て、観察者は１フレーム期間全体で輝度Ｂ_n を表示した
場合と同様に感じられる。

【０１１０】次に、本実施の形態に係る表示装置の表示
特性について説明する。

【０１１１】図１３は、黒色の背景上を白色の表示パタ
ーンが移動した場合の本実施の形態に係る表示装置の表
示特性を示す説明図であり、（ａ）はその表示パターン
が移動する様子を示す図、（ｂ）はその表示パターンの
輝度分布を示す図である。なお、図１３は、図１０を参
照して上述したステップＳ３０６によって補正された表
示信号によって表示パターンＷのエッジ部分の画素での
表示が行われる場合を例示している。

【０１１２】また、破線Ｖ１からＶ８は、観察者が移動
する表示パターンＷを追従する場合のその観察者の視線
の移動を示している。ここで、破線Ｖ１及びＶ２並びに
破線Ｖ５及びＶ６は、表示パターンＷが表示されている
画素Ｐｎのうちもっともｎの値が小さい画素を追従する
場合の観察者の視線の移動を示している。より詳細に
は、破線Ｖ１及びＶ５は１フレーム期間Ｔ内の黒表示期
間Ｔｂの開始時における観察者の視線の移動を示してお
り、破線Ｖ２及びＶ６は同じく映像表示期間Ｔａの開始
時における観察者の視線の移動を示している。

【０１１３】一方、破線Ｖ３及びＶ４並びに破線Ｖ７及
びＶ８は、表示パターンＷが表示されている画素Ｐｎの
うちもっともｎの値が大きい画素を追従する場合の観察
者の視線の移動を示している。より詳細には、破線Ｖ３
は１フレーム期間Ｔ内の黒表示期間Ｔｂの開始時におけ
る観察者の視線の移動を示しており、破線Ｖ４及びＶ８
は同じく映像表示期間Ｔａの開始時における観察者の視
線の移動を示している。また、破線Ｖ７は１フレーム期
間Ｔ内の映像表示期間Ｔａの終了時における観察者の視
線の移動を示している。

【０１１４】図１３（ｂ）に示すように、破線Ｖ１から
左の領域では輝度が０であるが、破線Ｖ１から破線Ｖ２
までの領域では一定の割合で輝度が上昇し、破線Ｖ２上
でその輝度は、表示パターンＷの輝度Ｂとなる。これ
は、上述したステップＳ３０６にて、映像表示期間Ｔａ
中の輝度が上述した式２により補正されているからであ
る。

【０１１５】そして、破線Ｖ２から破線Ｖ５までの領域
では更に輝度が上昇し、破線Ｖ５上で輝度はＢ＋Ｂ×
（ａ／１００）となる。ここで、ａは１フレーム期間Ｔ
において黒表示期間Ｔｂが占める割合を示している。以
下、破線Ｖ５上での輝度がこのような値となる理由につ
いて説明する。

【０１１６】図１３（ａ）において、ｎフレームにおけ
る画素Ｐ１に注目すると、映像表示期間Ｔａ中の輝度は
上述した式２により補正されている。この補正後の輝度
は、観察者が映像表示期間Ｔａのみ観察した場合に表示
パターンＷの輝度Ｂと同等に知覚される輝度となってい
る。よって、破線Ｖ２上では、上述したように輝度がＢ
となる。

【０１１７】一方、ｎフレームにおいて画素Ｐ２からＰ
４までの画素の輝度は表示パターンＷの輝度Ｂである。
これは観察者が１フレーム期間観察し続けた場合に知覚
される輝度である。したがって、破線Ｖ５のように、画
素Ｐ１における黒表示期間Ｔｂの間しか観察しない場
合、観察者が知覚する輝度はＢ×｛Ｔｂ／（Ｔａ＋Ｔ
ｂ）｝、即ちＢ×（ａ／１００）となる。

【０１１８】したがって、破線Ｖ５上での輝度は、映像
表示期間Ｔａのみ観察した場合の輝度Ｂと上述した輝度
Ｂ×（ａ／１００）との和であるＢ＋Ｂ×（ａ／１０
０）となる。

【０１１９】このように、破線Ｖ２から破線Ｖ５までの
領域において輝度が上昇した後、破線Ｖ５から破線Ｖ６
までの領域では輝度が一定の割合で減少し、破線Ｖ６上
で輝度がＢとなる。破線Ｖ６と破線Ｖ７との間では輝度
Ｂが保たれる。

【０１２０】そして、破線Ｖ７から破線Ｖ８までの領域
では一定の割合で輝度が上昇し、破線Ｖ８上で再び輝度
がＢ＋Ｂ´となる。また、破線Ｖ８から破線Ｖ３までの
領域では一定の割合で輝度が減少し、破線Ｖ３上で再び
輝度がＢとなる。そして、破線Ｖ３から破線Ｖ４までの
領域では輝度が更に減少し、破線Ｖ４上でゼロとなる。

【０１２１】ここで、比較例として実施の形態１に係る
表示装置の表示特性を示した図８を併せて参照すること
にする。図８（ｂ）の場合と比べて、図１３（ｂ）に示
す場合の方が表示パターンのエッジ部分の輝度変化が急
峻である。そのため、このエッジ部分における映像のぼ
けを低減することができる。また、このエッジ部分の内
側に表示パターンの輝度よりも高い輝度となる領域がで
きるため、エッジが強調され、より一層映像のぼけを低
減する効果が生じる。また、実施の形態１の場合と同
様、輝度を低下させることがないため、明るく良好な表
示を実現することができる。

【０１２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
各画素毎に黒表示期間を設けるか否かを判定するために
画面全体の輝度を低下させることなく画像劣化を抑制す
ることができる。

【０１２３】また、黒表示期間、映像表示期間を適切な
順とすることによって、効果的に画像劣化を抑制するこ
とができる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成を
示す機能ブロック図である。

【図２】アクティブマトリクス型の液晶表示装置を例と
した場合の本発明の実施の形態１に係る表示装置の構成
を示すブロック図である。

【図３】階調と輝度との関係を示すグラフである。

【図４】表示信号の生成処理に伴う本発明の実施の形態
１に係る表示装置の動作手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の実施の形態１に係る表示装置が記憶し
ている階調と輝度との対応表の一例を示す概念図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態１に係る表示装置において
生成される表示信号を説明するための説明図であり、
（ａ）は映像信号の内容を示す概念図、（ｂ）は映像表
示期間の後に黒表示期間が設けられた表示信号の内容を
示す概念図、（ｃ）は映像表示期間の前に黒表示期間が
設けられた表示信号の内容を示す概念図、（ｄ）は黒表
示期間が設けられていない表示信号の内容を示す概念図
である。

【図７】本発明の実施の形態１に係る表示装置における
動作のタイミングの一例を示すタイミングチャートであ
り、（ａ）は映像信号が入力されるタイミングを、
（ｂ）はフレームメモリへの書き込みのタイミングを、
（ｃ）はフレームメモリからの読み出しのタイミング
を、（ｄ）は液晶パネルに映像を表示するタイミングを
それぞれ示している。

【図８】黒色の背景上を白色の表示パターンが移動した
場合の本発明の実施の形態１に係る表示装置の表示特性
を示す説明図であり、（ａ）はその表示パターンが移動
する様子を示す図、（ｂ）はその表示パターンの輝度分
布を示す図である。

【図９】表示信号の生成処理に伴う本発明の実施の形態
２に係る表示装置の動作手順を示すフローチャートであ
る。

【図１０】本発明の実施の形態２に係る表示装置が実行
する表示信号の生成及び補正処理の手順を示すフローチ
ャートである。

【図１１】本発明の実施の形態２に係る表示装置におい
て生成された映像表示期間の後に黒表示期間が設けられ
た表示信号を説明するための説明図であって、（ａ）は
映像表示期間中の輝度がＢ_n´に補正された表示信号の
内容を示す概念図、（ｂ）は同じくＢ_max に補正された
表示信号の内容を示す概念図である。

【図１２】本発明の実施の形態２に係る表示装置におい
て生成された映像表示期間の前に黒表示期間が設けられ
た表示信号を説明するための説明図であって、（ａ）は
映像表示期間中の輝度がＢ_n´に補正された表示信号の
内容を示す概念図、（ｂ）は同じくＢ_max に補正された
表示信号の内容を示す概念図である。ここで、Ｂ_n´は
上述した式２により算出された輝度である。

【図１３】黒色の背景上を白色の表示パターンが移動し
た場合の本実施の形態に係る表示装置の表示特性を示す
説明図であり、（ａ）はその表示パターンが移動する様
子を示す図、（ｂ）はその表示パターンの輝度分布を示
す図である。

【図１４】表示装置が有する任意の画素における１フレ
ーム期間での輝度の変化を示す図であって、（ａ）はホ
ールド型の表示装置における前記輝度の変化を示すグラ
フ、（ｂ）はインパルス型の表示装置における前記輝度
の変化を示すグラフである。

【図１５】黒色の背景上を白色の表示パターンが移動し
た場合のホールド型の表示装置の表示特性を示す説明図
であり、（ａ）はその表示パターンが移動する様子を示
す図、（ｂ）はその表示パターンの輝度分布を示す図で
ある。

【図１６】１フレーム期間中に黒表示期間を設けた場合
の特定の画素における輝度の変化を示す図である。

【図１７】各フレーム期間中に黒表示期間を設けた場合
であって、黒色の背景上を白色の表示パターンが移動し
たときのホールド型の表示装置の表示特性を示す説明図
であり、（ａ）はその表示パターンが移動する様子を示
す図、（ｂ）はその表示パターンの輝度分布を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 表示装置 １０ 制御部 １０ａ 制御回路 １１ 駆動部 １１ａ ゲートドライバ １１ｂ ソースドライバ １２ 表示部 １３ 映像信号入力端子 １４ 閾値情報入力端子 １５ 映像信号 １６ 閾値情報 １７ 記憶部 １７ａ フレームメモリ １８ 黒表示期間情報入力端子 １９ 黒表示期間情報 １２１ 映像表示部 １２１ａ 液晶パネル １２２ 発光部 １２２ａ バックライト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｐ ６４１Ｒ ６６０ ６６０Ｖ Ｈ０４Ｎ 5/66 Ｈ０４Ｎ 5/66 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580 H04N 5/66 - 5/74

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像を表示するための複数の画素を有す
   る表示部と、 前記表示部を駆動する駆動部と、 外部から入力される映像信号を記憶する映像信号記憶部
   と、 前記映像信号記憶部に記憶された映像信号に基づき各フ
   レーム期間において前記表示部に表示させる映像を示す
   表示信号を生成し、生成した表示信号によって前記駆動
   部の前記表示部に対する駆動動作を制御する制御部とを
   備え、 前記制御部は、 外部から入力される映像信号に基づき、前記各画素につ
   いて、第１フレーム期間にて表示する映像の輝度及び前
   記第１フレーム期間の次のフレーム期間である第２フレ
   ーム期間にて表示する映像の輝度とを算出する算出手段
   と、 前記算出手段により算出された第１フレーム期間にて表
   示する映像の輝度と第２フレーム期間にて表示する映像
   の輝度とを画素ごとに比較する比較手段と、 前記比較手段による比較の結果に基づき、前記第１フレ
   ーム期間中に黒表示を行うための黒表示期間を設ける必
   要があるか否かを画素ごとに判定する判定手段と、 前記判定手段により前記黒表示期間を設ける必要がある
   と判定された場合、前記黒表示期間及び映像表示を行う
   ための映像表示期間を含む前記第１フレーム期間におけ
   る前記表示信号を画素ごとに生成する生成手段とを有す
   る表示装置。
2. 【請求項２】 前記生成手段は、前記比較の結果に基づ
   いて、前記映像表示期間と前記黒表示期間の順序を定め
   るように構成されている請求項１に記載の表示装置。
3. 【請求項３】 前記生成手段は、前記第２フレーム期間
   にて表示する映像の輝度が前記第１フレーム期間にて表
   示する映像の輝度よりも小さく、しかも前記第１フレー
   ム期間にて表示する映像の輝度と前記第２フレーム期間
   にて表示する映像の輝度との差が所定の値以上である場
   合、前記映像表示期間が前記黒表示期間より先行するよ
   うに前記表示信号を生成するように構成されている請求
   項２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】 前記生成手段は、前記第２フレーム期間
   にて表示する映像の輝度が前記第１フレーム期間にて表
   示する映像の輝度よりも大きく、しかも前記第１フレー
   ム期間にて表示する映像の輝度と前記第２フレーム期間
   にて表示する映像の輝度との差が所定の値以上である場
   合、前記黒表示期間が前記映像表示期間より先行するよ
   うに前記表示信号を生成するように構成されている請求
   項２に記載の表示装置。
5. 【請求項５】 前記表示部が表示可能な輝度の範囲内で
   前記所定の値を設定するための設定部を更に備える請求
   項３又は４に記載の表示装置。
6. 【請求項６】 前記映像信号記憶部及び前記制御部は、
   １フレーム分の前記映像信号を記憶可能な記憶領域をそ
   れぞれ有している請求項１に記載の表示装置。
7. 【請求項７】 前記黒表示期間の長さを設定するための
   設定部を更に備える請求項１に記載の表示装置。
8. 【請求項８】 前記外部から入力される映像信号は前記
   表示部にて表示する映像の階調を示しており、 階調と輝度との対応を示す対応情報を記憶する対応情報
   記憶部を更に備え、 前記算出手段は、前記外部から入力される映像信号が示
   す階調と前記対応情報記憶部に記憶されている前記対応
   情報とに基づいて、前記第１フレーム期間にて表示する
   映像の輝度及び第２フレーム期間にて表示する映像の輝
   度とを算出するように構成されている請求項１に記載の
   表示装置。
9. 【請求項９】 前記制御部は、前記映像表示期間におい
   て表示する映像の輝度が前記第１フレーム期間にて表示
   する映像の輝度よりも高くなるように前記生成手段によ
   り生成された表示信号を補正する補正手段を更に有する
   請求項１に記載の表示装置。
10. 【請求項１０】 前記外部から入力される映像信号は前
    記表示部にて表示する映像の階調を示しており、 階調と輝度との対応を示す対応情報を記憶する対応情報
    記憶部を更に備え、 前記補正手段は、前記対応情報記憶部に記憶されている
    前記対応情報に基づいて、前記映像表示期間において表
    示する映像の輝度を階調に変換するように構成されてい
    る請求項９に記載の表示装置。
11. 【請求項１１】 前記補正手段は、前記映像表示期間に
    おいて表示する映像の輝度が前記対応情報に示されてい
    ない場合、前記映像表示期間において表示する映像の輝
    度を、前記対応情報に示されている輝度のうち前記映像
    表示期間において表示する映像の輝度に最も近い輝度に
    対応する階調に変換するように構成されている請求項１
    ０に記載の表示装置。
12. 【請求項１２】 前記補正手段は、前記映像表示期間に
    おいて表示する映像の輝度が前記対応情報に示されてい
    ない場合、前記映像表示期間において表示する映像の輝
    度を、前記対応情報に示されている輝度のうち前記映像
    表示期間において表示する映像の輝度を超えない範囲内
    で最も高い輝度に対応する階調に変換するように構成さ
    れている請求項１０に記載の表示装置。
13. 【請求項１３】 前記補正手段は、前記映像表示期間に
    おいて表示する映像の輝度が前記対応情報に示されてい
    ない場合、前記映像表示期間において表示する映像の輝
    度を、前記対応情報に示されている輝度のうち前記映像
    表示期間において表示する映像の輝度を超える範囲内で
    最も低い輝度に対応する階調に変換するように構成され
    ている請求項１０に記載の表示装置。
14. 【請求項１４】 映像を表示するための複数の画素を有
    する表示部を備える表示装置を駆動する方法であって、 外部から入力される映像信号に基づき、前記各画素につ
    いて、第１フレーム期間にて表示する映像の輝度及び前
    記第１フレーム期間の次のフレーム期間である第２フレ
    ーム期間にて表示する映像の輝度とを算出するステップ
    と、 前記算出した第１フレーム期間にて表示する映像の輝度
    と第２フレーム期間にて表示する映像の輝度とを画素ご
    とに比較するステップと、 前記比較した結果に基づき、前記第１フレーム期間中に
    黒表示を行うための黒表示期間を設ける必要があるか否
    かを画素ごとに判定するステップと、 前記黒表示期間を設ける必要があると判定した場合、前
    記黒表示期間及び映像表示を行うための映像表示期間を
    含んだ前記表示部に表示させる映像を示す表示信号を画
    素ごとに生成するステップと、 前記生成した表示信号によって、前記第１フレーム期間
    において映像を表示するように前記表示部を駆動するス
    テップとを有することを特徴とする表示装置の駆動方
    法。
15. 【請求項１５】 前記表示信号を生成するステップは、
    前記比較した結果に基づいて、前記映像表示間と前記黒
    表示期間の順序を定める請求項１４に記載の表示装置の
    駆動方法。
16. 【請求項１６】 前記表示信号を生成するステップは、
    前記第２フレーム期間にて表示する映像の輝度が前記第
    １フレーム期間にて表示する映像の輝度よりも小さく、
    しかも前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝度と
    前記第２フレーム期間にて表示する映像の輝度との差が
    所定の値以上である場合、前記映像表示期間が前記黒表
    示期間より先行するように前記表示信号を生成する請求
    項１５に記載の表示装置の駆動方法。
17. 【請求項１７】 前記表示信号を生成するステップは、
    前記第２フレーム期間にて表示する映像の輝度が前記第
    １フレーム期間にて表示する映像の輝度よりも大きく、
    しかも前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝度と
    前記第２フレーム期間にて表示する映像の輝度との差が
    所定の値以上である場合、前記黒表示期間が前記映像表
    示期間より先行するように前記表示信号を生成する請求
    項１５に記載の表示装置の駆動方法。
18. 【請求項１８】 前記外部から入力される映像信号は前
    記表示部にて表示する映像の階調を示しており、 前記算出するステップは、階調と輝度との対応を示す対
    応情報及び前記外部から入力される映像信号が示す階調
    に基づいて、前記第１フレーム期間にて表示する映像の
    輝度及び第２フレーム期間にて表示する映像の輝度とを
    算出する請求項１４に記載の表示装置の駆動方法。
19. 【請求項１９】 前記映像表示期間において表示する映
    像の輝度が前記第１フレーム期間にて表示する映像の輝
    度よりも高くなるように前記生成手段により生成された
    表示信号を補正するステップを更に有する請求項１４に
    記載の表示装置の駆動方法。
20. 【請求項２０】 前記外部から入力される映像信号は前
    記表示部にて表示する映像の階調を示しており、 前記表示信号を補正するステップは、階調と輝度との対
    応を示す対応情報に基づいて、前記映像表示期間におい
    て表示する映像の輝度を階調に変換する請求項１９に記
    載の表示装置の駆動方法。
21. 【請求項２１】 前記表示信号を補正するステップは、
    前記映像表示期間において表示する映像の輝度が前記対
    応情報に示されていない場合、前記映像表示期間におい
    て表示する映像の輝度を、前記対応情報に示されている
    輝度のうち前記映像表示期間において表示する映像の輝
    度に最も近い輝度に対応する階調に変換する請求項２０
    に記載の表示装置の駆動方法。
22. 【請求項２２】 前記表示信号を補正するステップは、
    前記映像表示期間において表示する映像の輝度が前記対
    応情報に示されていない場合、前記映像表示期間におい
    て表示する映像の輝度を、前記対応情報に示されている
    輝度のうち前記映像表示期間において表示する映像の輝
    度を超えない範囲内で最も高い輝度に対応する階調に変
    換する請求項２０に記載の表示装置の駆動方法。
23. 【請求項２３】 前記表示信号を補正するステップは、
    前記映像表示期間において表示する映像の輝度が前記対
    応情報に示されていない場合、前記映像表示期間におい
    て表示する映像の輝度を、前記対応情報に示されている
    輝度のうち前記映像表示期間において表示する映像の輝
    度を超える範囲内で最も低い輝度に対応する階調に変換
    する請求項２０に記載の表示装置の駆動方法。