JP3740085B2 - 2D monochrome bit surface display device - Google Patents

Description

次に、上記時間変調（フレームレートコントロール）方法とは、１フレームの画像を時分割して複数のサブフレームよりなる画像に変換し、これら複数のサブフレームの各画素の輝度を調整することによって輝度分解能を高める方法である。この時間変調方法はサブフレームの数を多くするとフリッカーの問題が発生するので、１フレームの画像を４つのサブフレーム程度で構成する場合が多い。４つのサブフレームで１フレームの画像を構成した場合、各サブフレームの画素の輝度を電子的にそれぞれ０から２５５までの２５６階調に亘って制御するものとすると、液晶表示装置の輝度分解能を理論的には１０２４階調（４つある輝度値０が１つになるので実際には１０２１階調）まで高めることができる。上記４サブフレーム構成の液晶表示装置の１画素の合成輝度値と各サブフレームの画素の輝度値を次の表２に示す。
【０００５】
なお、合成輝度値＝１番目のサブフレームの画素の輝度値＋２番目のサブフレームの画素の輝度値＋３番目のサブフレームの画素の輝度値＋４番目のサブフレームの画素の輝度値
となる。

【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記時間変調方法はフレーム数を４以上にすれば、先の３個のサブピクセルによって１画素を構成する空間変調ディザ方法と比較して、同じ輝度制御の条件のもとにおいて輝度分解能が高くなるが、フリッカーの問題及び動画再生が殆ど不可能であるという基本的な問題を抱えている。
ところで、ＰＡＣＳ（医用画像保管管理システム：Picture Archiving and Communication System）（Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）、磁気共鳴断層撮影装置（ＭＲＩ）等の医療画像診断装置からの検査画像や、胸部Ｘ線画像、その他の医用画像を電子的に保管すると共に、必要な画像を検索して読み出し、表示するシステム）の表示装置（モニタ）は、１０２４階調以上の輝度分解能を有さないと表示された医用画像から高精度の診断を行なうことが困難であるという報告が複数ある。このため、大型でかつ重量があるが、１０２４階調以上の輝度分解能を有し、高精度の診断が可能なＣＲＴモニタが医療画像診断装置等のモニタとして現在においても使用されているのが実情である。しかしながら、医療現場には各種の医用電子機器が設置されているために医療用のスペースは大変狭い環境にあり、従って、医療現場からはＣＲＴモニタの代わりに液晶表示装置のような小型、軽量なモニタの開発が強く要請されている。
【０００７】
上述したように、先行技術の液晶表示装置は、理論的には、空間変調ディザ方法によって７６６階調の、或いは動画の表示に難点のある時間変調方法によって１０２１階調のモノクロ画像を表示できることになる。しかしながら、液晶表示装置は輝度（上記表１及び表２における階調番号）が低くなると再現性が悪くなるという固有の性質を有しているから、その補正を行なうことにより、理論的に１０２１階調のモノクロ画像を表示することができる液晶表示装置であっても概ね１０％又はそれ以上の階調段数が失われ、黒から白まで実質的に９００階調程度しか表示することができない。換言すると、液晶表示装置は光透過量を０％の黒から１００％の白まで変化させることができれば好適であるが、現実には黒とは言っても光透過量が０％の真の黒ではなく、光透過量が１０％程度の黒しか表示できない。
【０００８】
この発明の１つの目的は、ＣＲＴモニタと同等或いはそれ以上の輝度分解能を有する２次元モノクロビット面表示装置を提供することである。
この発明の他の目的は、１０２１階調以上の高い輝度分解能を有し、かつ動画の再生が可能な２次元モノクロビット面表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の第１の実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成するｍ個のサブピクセルに、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合で光をそれぞれ透過するＮＤフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１０】
この発明の第３の実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成するｍ個のサブピクセルに、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合で光をそれぞれ通過させる開口を有するマスクフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第５の実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成するｍ個のサブピクセルの面積を、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合にそれぞれ設定し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１１】
この発明の第１の変形実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する（ｍ−１）個のサブピクセルに、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の第２項以降の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合で光をそれぞれ透過するＮＤフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第２の変形実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する（ｍ−１）個のサブピクセルに、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の第２項以降の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合で光をそれぞれ通過させる開口を有するマスクフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１２】
好ましい具体例においては、ビット面表示装置は液晶表示装置であり、かつｍ＝３である。
この発明の第６の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルに、１００％、１００％、５０％の割合で光を透過するＮＤフィルタをそれぞれ装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第８の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルに、１００％、１００％、５０％の割合で光を通過させる開口を有するマスクフィルタをそれぞれ装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１３】
この発明の第１０の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルの面積を、１００％、１００％、５０％の割合にそれぞれ設定し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第１１の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルに、１００％、５０％、５０％の割合で光を透過するＮＤフィルタをそれぞれ装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１４】
この発明の第１３の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルに、１００％、５０％、５０％の割合で光を通過させる開口を有するマスクフィルタをそれぞれ装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第３の変形実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する１個のサブピクセルに５０％の光を透過するＮＤフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１５】
この発明の第４の変形実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する２個のサブピクセルに５０％の光を透過するＮＤフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第５の変形実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する１個のサブピクセルに５０％の光を通過させる開口を有するマスクフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１６】
この発明の第６の変形実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する２個のサブピクセルに５０％の光を通過させる開口を有するマスクフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
好ましい具体例においては、ビット面表示装置は液晶表示装置である。
この発明の第２、第４、第７、第９、第１２及び第１４の実施形態においては、第１、第３、第６、第８、第１１及び第１３の実施形態においてそれぞれ各サブピクセルの輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして電子制御することにより輝度分解能を更に高めている。
【００１７】
この発明の第１５の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルの面積を、１００％：５０％：５０％の割合にそれぞれ設定し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明によれば、簡単な構成によって液晶表示装置のような２次元モノクロビット面表示装置の輝度分解能をＣＲＴモニタと同等又はそれ以上に高めることができる。よって、各種の医用電子機器のモノクロ画像表示装置としても好便に使用することができる。また、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。しかしながら、この発明は多くの異なる形態で実施可能であるから、以下に述べる実施形態にこの発明が限定されると解釈するべきではない。後述の実施形態は、以下の開示が十分で、完全なものであり、この発明の範囲をこの分野の技術者に十分に知らせるために提供されるものである。
まず、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１の実施形態について図１を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図１Ｂは図１Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００２０】
この第１実施形態の表示装置は上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、光透過率が異なるＮＤ（neutral density）フィルタを装着する。例えば、各画素のサブピクセル１に１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを、サブピクセル２に５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを、サブピクセル３に２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆをそれぞれ装着する。周知慣用のカラー液晶表示装置においてはガラス基板と透明電極との間にＲＧＢフィルタが成膜形成されるが、この第１の実施形態においてはＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆ、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆ、及び２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆを形成する。このＮＤフィルタの装着方法はＲＧＢフィルタの代わりにＮＤフィルタを形成するものであるから、最も好都合な装着方法であると言うことができる。
【００２１】
図１Ｂに示すように、制御ユニット６は、液晶パネル４の各画素のサブピクセル１の輝度を制御するサブピクセル１輝度制御回路６４１と、各画素のサブピクセル２の輝度を制御するサブピクセル２輝度制御回路６４２と、各画素のサブピクセル３の輝度を制御するサブピクセル３輝度制御回路６４３と、これら輝度制御回路６４１、６４２及び６４３の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応する輝度制御回路に与える第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３と、入力回路６２から供給される映像信号の輝度カーブを任意に変更することができる第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０と、これら４つのルックアップテーブル回路ＬＵＴ０〜ＬＵＴ３に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路（以下、ＬＵＴ制御回路と称す）６３と、サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２及びサブピクセル３輝度制御回路６４３から出力される輝度制御信号に基づいて液晶表示ユニット４０の液晶パネル４の輝度を制御する液晶表示制御回路６５とを備えている。
【００２２】
サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２、サブピクセル３輝度制御回路６４３は、この実施形態では、２５６段の階調を表示するための８ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力するように構成されており、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３はそれぞれ、１１ビット入力／８ビット出力の書き換え可能なルックアップテーブル回路である。第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０はこの発明の必須の構成要件ではないが、コンピュータその他の外部回路から送られてくるモノクロ映像信号の輝度カーブを自由に変更できる回路装置として使用されている。この実施形態では、１１ビット入力／１１ビット出力の書き換え可能なルックアップテーブル回路として説明する。
【００２３】
コンピュータその他の外部回路から送られてくるモノクロ映像信号は入力回路６２の映像入力端子ＩＭＴで受信され、この映像信号は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に入力される。また、コンピュータその他の外部回路から送られてくる制御指令は入力回路６２の制御指令入力端子ＣＭＴで受信され、ＬＵＴ制御回路６３に送られる。
ＬＵＴ制御回路６３は、輝度測定ユニット７から入力される情報を必要に応じて参照し、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３にそれぞれ最適なルックアップテーブルを書き込む。また、ＬＵＴ制御回路６３は、入力回路６２の制御指令入力端子ＣＭＴから供給される制御指令、或いは操作ボタン６１を介して入力される指令に基づいて、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０にＤＩＣＯＭスタンダードカーブ、指数カーブ、リニアカーブ、その他のデータを予め書き込む。
【００２４】
サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２、サブピクセル３輝度制御回路６４３及び液晶表示制御回路６５として、一般に使用されているカラー液晶表示装置におけるＲＧＢの各色毎の輝度制御回路及び液晶表示制御回路と同様の構成の回路を使用することができる。
コンピュータその他の外部回路からはディジタルの１１ビットのモノクロ映像信号が入力回路６２の映像入力端子ＩＭＴに入力される。この１１ビットのモノクロ映像信号は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に供給され、ここで指定された輝度カーブのデータに変換される。第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０において指定された輝度カーブのデータに変換された１１ビットのモノクロ映像信号は第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３にそれぞれ供給される。これらルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３は予め書き込まれているルックアップテーブルによって対応するサブピクセル１、２及び３の階調値を８ビットのデータとして出力する。サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２及びサブピクセル３輝度制御回路６４３のそれぞれは、対応するルックアップテーブル回路回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３から入力された８ビットのデータに従って対応するサブピクセルの輝度を２５６階調に亘って制御するための輝度制御信号を液晶表示制御回路６５へ出力する。
【００２５】
このように、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、１画素の輝度分解能は下記の表３に示すように１７８６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１７８６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをＮＤフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００２６】
上記第１の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２、２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（１）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１＋ＳＢ２＋ＳＢ３ ・・・（１）
この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．２５を最小単位として表３に示すように単調増加する。

ここで、１７８６段階の輝度値の選び方は複数存在するが、例えば次の表４の通りの増加方法を取ることができる。

次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第２の実施形態について図２を参照して詳細に説明する。この第２の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第２の実施形態では、上記第１の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１フレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
【００２７】
図２Ａに示すように、第２の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第１の実施形態と同じであるが、図２Ｂに示すように、第２の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路６６が制御ユニット６に付加されている。その他の構成は上記第１の実施形態と実質的に同じであるので、図１と対応する部分や素子には同一符号を付けて示し、必要のない限りそれらの説明を省略する。時間軸変調を行なう方法はいくつかあるが、第２の実施形態ではコンピュータ等から送られてくる映像信号のフレーム数と液晶表示装置において再生される画像のフレーム数が同じであり、かつ１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換する場合について説明する。なお、この第２の実施形態では第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３はそれぞれ、１３ビット入力／８ビット出力の書き換え可能なルックアップテーブル回路として、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０は１２ビット入力／１２ビット出力の書き換え可能なルックアップテーブル回路として使用される。
【００２８】
フレーム制御回路６６２は、コンピュータ等から送られてきた映像信号のフレームが現在何番目のフレームであるかを、映像信号の１つである垂直同期信号を監視することによって検出する。入力回路６２の映像入力端子ＩＭＴからフレーム制御回路６６２に供給された映像信号から、フレーム制御回路６６２がＮ番目のフレームの映像信号であると判断すると、フレーム制御回路６６２は制御信号をフレームメモリ６６１、マルチプレクサ６６３、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に送る。
マルチプレクサ６６３は、フレーム制御回路６６２からの制御信号によって、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に接続された入力端子をその出力端子に接続し、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０から供給される１２ビットの映像信号を第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に供給する。マルチプレクサ６６３から出力される１２ビットの映像信号は第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３の下位１２ビットの入力に与えられる。フレームメモリ６６１は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０から供給されるＮ番目のフレームの１２ビット映像信号を格納する。また、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に対してはそれらの最上位ビットに制御信号を与え、現在はＮ番目のフレームであるということを直接指示する。
【００２９】
フレーム制御回路６６２は極く僅かな時間が経過した時点で、この実施形態では次の（Ｎ＋１）番目のフレームの映像信号が入力回路６２に送られて来た時点で、制御信号をフレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３に送り、フレームメモリ６６１に対してはそこに格納されている先のＮ番目のフレームの１２ビット映像信号をマルチプレクサ６６３に出力するように指示し、マルチプレクサ６６３に対しては第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に接続された入力端子をその出力端子から切り離し、フレームメモリ６６１に接続された入力端子をその出力端子に接続するように指示する。これによってフレームメモリ６６１に格納されていたＮ番目のフレームの１２ビット映像信号がマルチプレクサ６６３から第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３の下位１２ビットの入力に供給される。
【００３０】
フレーム制御回路６６２によってフレームメモリ６６１はそこに格納されているＮ番目のフレームの映像信号を出力するように指示されているので、次の（Ｎ＋１）番目のフレームの映像信号はフレームメモリ６６１には格納されず、また、マルチプレクサ６６３の出力端子に接続されているのは第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に接続された入力端子ではないので、マルチプレクサ６６３は（Ｎ＋１）番目のフレームの映像信号を出力しない。つまり、フレーム制御回路６６２は（Ｎ＋１）番目のフレームの代わりにフレームメモリ６６１に格納されているＮ番目のフレームを第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に出力させるように制御する。ただし、フレーム制御回路６６２は第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に対して現在は（Ｎ＋１）番目のフレームであることを指示しているので、これらルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３は（Ｎ＋１）番目のフレームのサブピクセル１、２及び３の階調値を指示する８ビットのデータをそれぞれ出力する。
【００３１】
次の（Ｎ＋２）番目のフレームの映像信号が入力回路６２に送られてくると、フレーム制御回路６６２は制御信号をフレームメモリ６６１、マルチプレクサ６６３、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に送る。これによってマルチプレクサ６６３は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に接続された入力端子をその出力端子に接続し、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０から供給される（Ｎ＋２）番目のフレームの１２ビットの映像信号を第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に供給する。また、フレームメモリ６６１は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０から供給される（Ｎ＋２）番目のフレームの１２ビット映像信号を格納する。第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に対してはそれらの最上位ビットに制御信号を与え、現在は（Ｎ＋２）番目のフレームであることを直接指示する。以後、上述したのと同様の制御及び動作が繰り返される。
【００３２】
上述のフレーム制御回路６６２の制御により、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３の下位１２ビットの入力にはＮ番目のフレームの１２ビットの映像信号が連続的に２回入力され、続いて（Ｎ＋２）番目のフレームの１２ビットの映像信号が連続的に２回入力され、以下同様にして１つ置きのフレームの１２ビットの映像信号が連続的に２回入力されることになる。これらルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３は予め書き込まれているルックアップテーブルによって対応するサブピクセル１、２及び３の階調値を８ビットのデータとして出力するから、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０からマルチプレクサ６６３を通じて直接入力されたＮ番目のフレームの映像信号をフレームＮの第１の映像信号、フレームメモリ６６１からマルチプレクサ６６３を通じて入力されたＮ番目のフレームの映像信号をフレームＮの第２の映像信号と定義すると、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３は、フレームＮの第１の映像信号に関して、Ｎ番目のフレームのサブピクセル１、２及び３に対する階調値を指示する８ビットのデータを出力し、フレームＮの第２の映像信号に関して、（Ｎ＋１）番目のフレームのサブピクセル１、２及び３に対する階調値を指示する８ビットのデータを出力することになる。
【００３３】
サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２及びサブピクセル３輝度制御回路６４３のそれぞれは、対応するルックアップテーブル回路回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３から入力された８ビットのデータに従って対応するサブピクセルの輝度を２５６階調に亘って制御するための８ビットの輝度制御信号を順次に液晶表示制御回路６５へ出力する。
このように、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に順次に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。
【００３４】
液晶パネル４に極く僅かの時間差（通常、フレーム数は毎秒３０枚程度であるから、時間差は感知できない程度である）を持って表示される画像は、網膜の特性に起因して階調の差として認識される。よって、この第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１７８６階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１７８６階調の合計３５７２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には３５７１階調）の輝度制御を行なうことができる。
【００３５】
具体的に説明すると、上記第２の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、フレームＮの第１の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ１２、２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ１３とし、フレームＮの第２の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ２１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２２、２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ２３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（２）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１１＋ＳＢ１２＋ＳＢ１３＋ＳＢ２１＋ＳＢ２２＋ＳＢ２３・・・(2)この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．２５を最小単位として次の表５に示すように単調増加し、３５７１段階の輝度値になる。

かくして、３５７１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。このように、第２の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第１の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第１の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。なお、３５７１段階の輝度値の選び方は上記第１の実施形態と同様に複数通りある。
【００３６】
上記第１及び第２の実施形態では１つのサブピクセルに１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着したが、１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着するということはＮＤフィルタを装着しない場合と同じであるので、１つのサブピクセルにはＮＤフィルタを装着せず、残りの２つのサブピクセルに５０％の光透過率のＮＤフィルタと２５％の光透過率のＮＤフィルタをそれぞれ装着しても同じ結果が得られる。
なお、第２の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第１の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００３７】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第３の実施形態について図３を参照して詳細に説明する。
図３Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第３の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図３Ｂは図３Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００３８】
この第３実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図３Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、光が透過するサブピクセルの面積を異ならせるための開口を有するマスクフィルタ（以下、単にマスクフィルタと称す）を装着する。例えば、図３Ａに示すように、各画素のサブピクセル１にその面積の全体、即ち、面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを、サブピクセル２にその面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆを、サブピクセル３にその面積の２５％に光を透過させるマスクフィルタ１３Ｆをそれぞれ装着する。
【００３９】
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したマスクフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、５０％及び２５％のマスクフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
制御ユニット６は、図３Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図３Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第３の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、上記第１の実施形態と同様に、１画素の輝度分解能は既に記載した表３に示すように１７８６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１７８６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをマスクフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００４０】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第４の実施形態について図４を参照して詳細に説明する。この第４の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第４の実施形態では、上記第３の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
図４Ａに示すように、第４の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第３の実施形態と同じであるが、図４Ｂに示すように、第４の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図４Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
【００４１】
この第４の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１７８６階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１７８６階調の合計３５７２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には３５７１階調）の輝度制御を行なうことができる。
【００４２】
具体的に説明すると、上記第４の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、フレームＮの第１の映像信号について面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１１、面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ１２、面積の２５％に光を透過させるマスクフィルタ１３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ１３とし、フレームＮの第２の映像信号について面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ２１、面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２２、面積の２５％に光を透過させるマスクフィルタ１３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ２３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（３）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１１＋ＳＢ１２＋ＳＢ１３＋ＳＢ２１＋ＳＢ２２＋ＳＢ２３・・・(3)この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．２５を最小単位として次の表６に示すように単調増加し、３５７１段階の輝度値になる。なお、表６は表５と同じになる。

かくして、３５７１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。このように、第４の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第３の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第３の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。なお、３５７１段階の輝度値の選び方は上記第１の実施形態と同様に複数通りある。
【００４３】
上記第３及び第４の実施形態では１つのサブピクセルにその面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタを装着したが、光透過量が１００％のマスクフィルタを装着するということはマスクフィルタを装着しない場合と同じであるので、１つのサブピクセルにはマスクフィルタを装着せず、残りの２つのサブピクセルに光透過量が５０％のマスクフィルタと２５％のマスクフィルタをそれぞれ装着しても同じ結果が得られる。
なお、第４の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第３の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００４４】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第５の実施形態について図５を参照して詳細に説明する。
図５はこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第５の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。
【００４５】
この第５実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図５に模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルの面積を異ならせ、これらサブピクセルを透過する光量を相違させるものである。例えば、図５に示すように、各画素のサブピクセル１の面積は通常のサブピクセルの面積と同じに製造し、サブピクセル２の面積はサブピクセル１の面積の５０％の面積に製造し、サブピクセル３の面積はサブピクセル１の面積の２５％の面積に製造する。これによってサブピクセル１を透過する光量を１００％とすると、サブピクセル２を透過する光量は５０％となり、サブピクセル３を透過する光量は２５％となる。
【００４６】
制御ユニット６は、上記第１の実施形態と同じ構成でよいので図示しない。また、制御ユニット６の制御動作も上記第１の実施形態と同じであるのでその説明を省略する。
この第５の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、上記第１の実施形態又は第３の実施形態と同様に、１画素の輝度分解能は既に記載した表３に示すように１７８６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１７８６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００４７】
上記第５の実施形態において、上記第２の実施形態と同様に、１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成してもよい。これによって液晶表示装置の輝度分解能は、上記第２の実施形態又は第４の実施形態と同様に、３５７１階調となる。制御ユニット６は図２Ｂに示された構成のものを使用することができる。
上記第１乃至第５の各実施形態においては、液晶パネル４の各画素が３つのサブピクセルによって構成されている場合について説明したが、これは一般に使用されているカラー液晶表示装置の液晶表示ユニット及びその制御回路を若干変更するだけで利用できるためであり、１画素を４つ又はそれ以上のサブピクセルより構成してもよい。この場合には、１画素を構成するサブピクセルの個数をｍ（ただし、ｍは３以上の整数）とすると、ｍ個のサブピクセルの透過光量を、２のｎ乗分の１（１／２ⁿ）のべき級数（ただし、ｎは０からｍ−１までの整数）の各項の値をパーセントで表わした値にそれぞれ設定する。例えば、１画素を４つのサブピクセルによって構成する場合には、第１のサブピクセルの透過光量を１００％、第２のサブピクセルの透過光量を５０％、第３のサブピクセルの透過光量を２５％、第４のサブピクセルの透過光量を１２．５％の割合に設定する。これら透過光量値は正確に１００％、５０％、２５％、１２．５％に設定する必要はなく、それらの近傍の値でもよい。
【００４８】
また、上述した第１乃至第５の各実施形態においては、１画素を構成する３つ以上のサブピクセルの透過光量を２のｎ乗分の１のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値に設定したが、１画素を構成するサブピクセルの透過光量は必ずしも２のｎ乗分の１のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値に設定する必要はない。
図６Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第６の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図６Ｂは図６Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００４９】
この第６実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図６Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、濃度を異にするＮＤフィルタを装着する。例えば、各画素のサブピクセル１に１００％の透過率のＮＤフィルタ１Ｆを、サブピクセル２にも１００％の透過率のＮＤフィルタ１Ｆを、サブピクセル３に５０％の透過率のＮＤフィルタ２Ｆをそれぞれ装着する。
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したＮＤフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、１００％及び５０％のＮＤフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
【００５０】
制御ユニット６は、図６Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図６Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第６の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、１画素の輝度分解能は下記の表７に示すように１２７６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１２７６階調まで高くすることができる。
具体的に説明すると、上記第６の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（４）によって求まる。
【００５１】
Ｙ＝ＳＢ１＋ＳＢ２＋ＳＢ３ ・・・（４）
この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として次の表７に示すように単調増加し、１２７６段階の輝度値になる。

ここで、１２７６段階の輝度値の選び方は複数存在するが、例えば次の表８の通りの増加方法を取ることができる。

かくして、１２７６階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをＮＤフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００５２】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第７の実施形態について図７を参照して詳細に説明する。この第７の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第７の実施形態では、上記第６の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
図７Ａに示すように、第７の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第６の実施形態と同じであるが、図７Ｂに示すように、第７の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図７Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
【００５３】
この第７の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１２７６階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１２７６階調の合計２５５２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には２５５１階調）の輝度制御を行なうことができる。
【００５４】
具体的に説明すると、上記第７の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、フレームＮの第１の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１１、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ１２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ１３とし、フレームＮの第２の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ２１、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ２３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（５）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１１＋ＳＢ１２＋ＳＢ１３＋ＳＢ２１＋ＳＢ２２＋ＳＢ２３・・・(5)
この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として次の表９に示すように単調増加し、２５５１段階の輝度値になる。

かくして、２５５１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。このように、第７の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第６の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第６の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。なお、２５５１段階の輝度値の選び方は上記第６の実施形態と同様に複数通りある。
【００５５】
上記第６及び第７の実施形態では２つのサブピクセルに１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着したが、１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着するということはＮＤフィルタを装着しない場合と同じであるので、２つのサブピクセルにはＮＤフィルタを装着せず、残りの１つのサブピクセルに５０％の光透過率のＮＤフィルタを装着しても同じ結果が得られる。
なお、第７の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第６の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００５６】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第８の実施形態について図８を参照して詳細に説明する。
図８Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第８の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図８Ｂは図８Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００５７】
この第８実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図８Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、光が透過するサブピクセルの面積を異ならせるための開口を有するマスクフィルタ（以下、単にマスクフィルタと称す）を装着する。例えば、図８Ａに示すように、各画素のサブピクセル１にその面積の全体に、即ち、サブピクセル１の面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを、サブピクセル２にその面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを、サブピクセル３にその面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆをそれぞれ装着する。
【００５８】
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したマスクフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、１００％及び５０％のマスクフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
制御ユニット６は、図８Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図８Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第８の実施形態の液晶表示装置において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御すると、上記第６の実施形態と同様に、上記式（４）から１画素の合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として既に記載した表７に示すように単調増加し、１２７６段階の輝度値になる。即ち、１画素の輝度分解能が１２７６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１２７６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをマスクフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００５９】
ここで、１２７６段階の輝度値の選び方は上記第６の実施形態と同様に複数通りあり、既に記載した表８の通りの増加方法を使用してもよい。
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第９の実施形態について図９を参照して詳細に説明する。この第９の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第９の実施形態では、上記第８の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
【００６０】
図９Ａに示すように、第９の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第８の実施形態と同じであるが、図９Ｂに示すように、第９の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図９Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第９の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１２７６階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１２７６階調の合計２５５２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には２５５１階調）の輝度制御を行なうことができる。かくして、２５５１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。
【００６１】
なお、１画素の合成輝度値Ｙは上記式（５）によって求まる。この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として上記した表９に示すように単調増加し、２５５１段階の輝度値になる。なお、２５５１段階の輝度値の選び方は上記第６の実施形態と同様に複数通りある。
このように、第９の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第８の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第８の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。
上記第８及び第９の実施形態では２つのサブピクセルにその面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタを装着したが、光透過量が１００％のマスクフィルタを装着するということはマスクフィルタを装着しない場合と同じであるので、２つのサブピクセルにはマスクフィルタを装着せず、残りの１つのサブピクセルに光透過量が５０％のマスクフィルタを装着しても同じ結果が得られる。
【００６２】
なお、第９の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第８の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００６３】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１０の実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。
図１０はこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１０の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。
【００６４】
この第１０実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１０に模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルの面積を異ならせ、これらサブピクセルを透過する光量を相違させるものである。例えば、図１０に示すように、各画素のサブピクセル１及び２の面積はそれぞれ通常のサブピクセルの面積と同じに製造し、サブピクセル３の面積はサブピクセル１の面積の５０％の面積に製造する。これによってサブピクセル１を透過する光量を１００％とすると、サブピクセル２を透過する光量も１００％となり、サブピクセル３を透過する光量は５０％となる。
【００６５】
制御ユニット６は、上記第１の実施形態と同じ構成でよいので図示しない。また、制御ユニット６の制御動作も上記第１の実施形態と同じであるのでその説明を省略する。
この第１０の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、上記第６の実施形態又は第８の実施形態と同様に、上記式（４）から１画素の輝度分解能は既に記載した表７に示すように１２７６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１２７６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００６６】
上記第１０の実施形態において、上記第２の実施形態と同様に、１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成してもよい。これによって液晶表示装置の輝度分解能は、既に記載した表９に示すように、２５５１階調となる。制御ユニット６は図２Ｂに示された構成のものを使用することができる。なお、２５５１段階の輝度値の選び方は上記第６の実施形態と同様に複数通りある。
【００６７】
上述した第６乃至第１０の実施形態においては、１画素を構成する３つのサブピクセルの光透過量を１００％、１００％、５０％の割合としたので、その理論階調は１２７６階調或いは２５５１階調であるにも拘わらず、先行技術と同じバックライトを使用しても、輝度が僅か２５０／３００％にしか低下しない。よって、輝度の修正は３００／２５０％行なえばよいので、バックライトの寿命が長くなるという利点がさらに得られる。
図１１Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１１の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図１１Ｂは図１１Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００６８】
この第１１実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１１Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、濃度を異にするＮＤフィルタを装着する。例えば、各画素のサブピクセル１に１００％の透過率のＮＤフィルタ１Ｆを、サブピクセル２に５０％の透過率のＮＤフィルタ２Ｆを、サブピクセル３にも５０％の透過率のＮＤフィルタ２Ｆをそれぞれ装着する。
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したＮＤフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、５０％及び５０％のＮＤフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
【００６９】
制御ユニット６は、図１１Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図６Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第１１の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、１画素の輝度分解能は下記の表１０に示すように１０２１階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１０２１階調まで高くすることができる。
具体的に説明すると、上記第１１の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（６）によって求まる。
【００７０】
Ｙ＝ＳＢ１＋ＳＢ２＋ＳＢ３ ・・・（６）
この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として次の表１０に示すように単調増加し、１０２１段階の輝度値になる。

ここで、１０２１段階の輝度値の選び方は複数存在するが、例えば次の表１１の通りの増加方法を取ることができる。

かくして、１０２１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをＮＤフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００７１】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１２の実施形態について図１２を参照して詳細に説明する。この第１２の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第１２の実施形態では、上記第１１の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。図１２Ａに示すように、第１２の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第１１の実施形態と同じであるが、図１２Ｂに示すように、第１２の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図１２Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
【００７２】
この第１２の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１０２１階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１０２１階調の合計２０４２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には２０４１階調）の輝度制御を行なうことができる。
【００７３】
具体的に説明すると、上記第１２の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、フレームＮの第１の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ１２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ１３とし、フレームＮの第２の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ２１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ２３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（７）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１１＋ＳＢ１２＋ＳＢ１３＋ＳＢ２１＋ＳＢ２２＋ＳＢ２３・・・(7)この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として次の表１２に示すように単調増加し、２０４１段階の輝度値になる。

かくして、２０４１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。このように、第１２の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第１１の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第１１の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。なお、２０４１段階の輝度値の選び方は上記第１１の実施形態と同様に複数通りある。
【００７４】
上記第１１及び第１２の実施形態では１つのサブピクセルに１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着したが、１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着するということはＮＤフィルタを装着しない場合と同じであるので、１つのサブピクセルにはＮＤフィルタを装着せず、残りの２つのサブピクセルにそれぞれ５０％の光透過率のＮＤフィルタを装着しても同じ結果が得られる。
なお、第１２の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第１１の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００７５】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１３の実施形態について図１３を参照して詳細に説明する。
図１３Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１３の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図１３Ｂは図１３Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００７６】
この第１３実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１３Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、光が透過するサブピクセルの面積を異ならせるための開口を有するマスクフィルタ（以下、単にマスクフィルタと称す）を装着する。例えば、図１３Ａに示すように、各画素のサブピクセル１にその面積の全体に、即ち、サブピクセル１の面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを、サブピクセル２にその面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆを、サブピクセル３にその面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆをそれぞれ装着する。
【００７７】
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したマスクフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、５０％及び５０％のマスクフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
制御ユニット６は、図１３Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図１３Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第１３の実施形態の液晶表示装置において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御すると、上記第１１の実施形態と同様に、上記式（６）から１画素の合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として既に記載した表１０に示すように単調増加し、１０２１段階の輝度値になる。即ち、１画素の輝度分解能が１０２１階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１０２１階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをマスクフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００７８】
ここで、１０２１段階の輝度値の選び方は上記第１１の実施形態と同様に複数通りあり、既に記載した表１１の通りの増加方法を使用してもよい。
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１４の実施形態について図１４を参照して詳細に説明する。この第１４の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第１４の実施形態では、上記第１３の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
【００７９】
図１４Ａに示すように、第１４の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第１３の実施形態と同じであるが、図１４Ｂに示すように、第１４の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図１４Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第１４の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１０２１階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１０２１階調の合計２０４２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には２０４１階調）の輝度制御を行なうことができる。かくして、２０４１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。
【００８０】
なお、１画素の合成輝度値Ｙは上記式（７）によって求まる。この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として上記した表１２に示すように単調増加し、２０４１段階の輝度値になる。なお、２０４１段階の輝度値の選び方は上記第１１の実施形態と同様に複数通りある。
このように、第１４の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第１３の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第１３の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。
上記第１３及び第１４の実施形態では１つのサブピクセルにその面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタを装着したが、光透過量が１００％のマスクフィルタを装着するということはマスクフィルタを装着しない場合と同じであるので、１つのサブピクセルにはマスクフィルタを装着せず、残りの２つのサブピクセルにそれぞれ光透過量が５０％のマスクフィルタを装着しても同じ結果が得られる。
【００８１】
なお、第１４の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第１３の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００８２】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１５の実施形態について図１５を参照して詳細に説明する。
図１５はこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１５の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。
【００８３】
この第１５実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１５に模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルの面積を異ならせ、これらサブピクセルを透過する光量を相違させるものである。例えば、図１５に示すように、各画素のサブピクセル１の面積は通常のサブピクセルの面積と同じに製造し、サブピクセル２及び３の面積はそれぞれサブピクセル１の面積の５０％の面積に製造する。これによってサブピクセル１を透過する光量を１００％とすると、サブピクセル２を透過する光量は５０％となり、サブピクセル３を透過する光量も５０％となる。
【００８４】
制御ユニット６は、上記第１の実施形態と同じ構成でよいので図示しない。また、制御ユニット６の制御動作も上記第１の実施形態と同じであるのでその説明を省略する。
この第１５の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、上記第１１の実施形態又は第１３の実施形態と同様に、上記式（６）から１画素の輝度分解能は既に記載した表１０に示すように１０２１階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１０２１階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００８５】
上記第１５の実施形態において、上記第２の実施形態と同様に、１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成してもよい。これによって液晶表示装置の輝度分解能は、既に記載した表１２に示すように、２０４１階調となる。制御ユニット６は図２Ｂに示された構成のものを使用することができる。なお、２０４１段階の輝度値の選び方は上記第１２の実施形態と同様に複数通りある。
【００８６】
上述した第１１乃至第１５の実施形態においては、１画素を構成する３つのサブピクセルの光透過量を１００％、５０％、５０％の割合としたので、その理論階調は１０２１階調或いは２０４１階調であるにも拘わらず、先行技術と同じバックライトを使用しても、輝度が２００／３００％にしか低下しない。よって、修正は３００／２００％行なえばよいので、バックライトの寿命が長くなるという利点がさらに得られる。
なお、上記第１乃至第１５の実施形態においてはこの発明を２次元モノクロビット面表示装置の代表例である液晶表示装置に適用した場合について説明したが、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を使用する２次元モノクロビット面表示装置にもこの発明が適用でき、同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【００８７】
また、各サブピクセルの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御したが、これに限定されるものではなく、各サブピクセルの輝度を９ビット、１０ビット等の制御信号によって２５６階調よりさらに多くの階調に亘って制御すれば、輝度分解能は更に向上する。なお、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０の動作は第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３内においても同様に実行することができるので、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０は設けなくてもよい。
以上、この発明を図示した好ましい実施形態について記載したが、この発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、上述した実施形態に関して種々の変形、変更及び改良がなし得ることはこの分野の技術者には明らかであろう。従って、この発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求の範囲によって定められるこの発明の範囲内に入る全てのそのような変形、変更及び改良をも包含するものであるということを理解すべきである。
【００８８】
【発明の効果】
以上の説明で明白なように、この発明によれば、簡単な構成によって２次元モノクロビット面表示装置の輝度分解能をＣＲＴモニタと同程度又はそれ以上に高めることができる。よって、各種の医用電子機器のモノクロ画像表示装置としても好便に使用することができる。また、今後医療器具業界において極めて重要視されるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communicating System）の表示用装置としてこの発明による高輝度、高分解能で小型、軽量の２次元モノクロビット面表示装置をＣＲＴモニタに代えて使用すれば、取り扱いが容易になるだけでなく、真の医療用のスペースを広げることができるという利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１の実施形態を示し、図１Ａは第１の実施形態の概略の構成図、図１Ｂは図１Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図２】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第２の実施形態を示し、図２Ａは第２の実施形態の概略の構成図、図２Ｂは図２Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図３】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第３の実施形態を示し、図３Ａは第３の実施形態の概略の構成図、図３Ｂは図３Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図４】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第４の実施形態を示し、図４Ａは第４の実施形態の概略の構成図、図４Ｂは図４Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図５】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第５の実施形態を示す概略の構成図である。
【図６】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第６の実施形態を示し、図６Ａは第６の実施形態の概略の構成図、図６Ｂは図６Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図７】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第７の実施形態を示し、図７Ａは第７の実施形態の概略の構成図、図７Ｂは図７Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図８】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第８の実施形態を示し、図８Ａは第８の実施形態の概略の構成図、図８Ｂは図８Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図９】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第９の実施形態を示し、図９Ａは第９の実施形態の概略の構成図、図９Ｂは図９Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１０】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１０の実施形態を示す概略の構成図である。
【図１１】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１１の実施形態を示し、図１１Ａは第１１の実施形態の概略の構成図、図１１Ｂは図１１Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１２】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１２の実施形態を示し、図１２Ａは第１２の実施形態の概略の構成図、図１２Ｂは図１２Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１３】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１３の実施形態を示し、図１３Ａは第１３の実施形態の概略の構成図、図１３Ｂは図１３Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１４】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１４の実施形態を示し、図１４Ａは第１４の実施形態の概略の構成図、図１４Ｂは図１４Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１５】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１５の実施形態を示す概略の構成図である。
【符号の説明】
１、２、３：サブピクセル ４：液晶表示面 ５：バックライト
６：制御ユニット ７：輝度測定ユニット １０：画素
４０：液晶表示ユニット ６３：ルックアップテーブル制御回路
６５：液晶表示制御回路 ６６：時間軸制御回路
ＬＵＴ０、ＬＵＴ１、ＬＵＴ２、ＬＵＴ３：ルックアップテーブル回路
１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ：ＮＤフィルタ
１１Ｆ、１２Ｆ、１３Ｆ：マスクフィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-dimensional monochrome bit plane display device that displays a monochrome image by controlling the luminance of each pixel by a digital signal of a predetermined bit, and more specifically, a monochrome image display device using a cathode ray tube (CRT). The present invention relates to a two-dimensional monochrome bit plane display device having a luminance resolution equivalent to or higher than that of the above.
[0002]
[Prior art]
A two-dimensional monochrome bit plane display device that displays a monochrome image by controlling the luminance of each pixel with a digital signal of a predetermined bit has advantages such as small size, light weight, and low power consumption. However, a monochrome image display device using a CRT ( Hereinafter, the luminance resolution is lower than that of a CRT monitor. For this reason, it is necessary to increase the luminance resolution of the two-dimensional monochrome bit plane display device, and various methods have been proposed conventionally. For example, in the case of a liquid crystal display device (LCD) which is an example of a two-dimensional monochrome bit surface display device, as a method for increasing the luminance resolution,
(1) Spatial modulation dither method
(2) Time modulation (frame rate control) method
These two are well known from the past.
[0003]
The spatial modulation dither method is a method in which each of a large number of pixels constituting the liquid crystal display surface is constituted by a plurality of subpixels, and luminance control is performed on each subpixel to increase the luminance resolution. As a specific example of this method, a method is known in which the RGB color filters attached to the three subpixels constituting each pixel of the color liquid crystal display device are removed, and the luminance value of each subpixel is individually controlled. ing. By constituting one pixel of a monochrome image with these three sub-pixels, it is possible to increase the luminance resolution when operating as a two-dimensional monochrome bit plane display device.
[0004]
In this method, if the luminance of each sub-pixel is electronically controlled over 256 gradations from 0 to 255, one pixel is constituted by three sub-pixels. Theoretically, the luminance resolution can be increased to 768 gradations (there are three luminance values 0, which is actually 766 gradations). Table 1 below shows the combined luminance value of one pixel and the luminance values of the three sub-pixels 1, 2, and 3 of the liquid crystal display device having the above configuration.
Note that the composite luminance value = the luminance value of subpixel 1 + the luminance value of subpixel 2 + the luminance value of subpixel 3
It becomes.

Next, the time modulation (frame rate control) method is a method in which an image of one frame is time-divided and converted into an image composed of a plurality of subframes, and the luminance of each pixel of the plurality of subframes is adjusted. This is a method for increasing the luminance resolution. Since this time modulation method causes a flicker problem when the number of subframes is increased, an image of one frame is often composed of about four subframes. When an image of one frame is composed of four sub-frames, the luminance resolution of the liquid crystal display device can be reduced if the luminance of the pixels of each sub-frame is electronically controlled over 256 gradations from 0 to 255, respectively. Theoretically, it can be increased to 1024 gradations (there are actually four gradation values 0, so actually 1021 gradations). Table 2 below shows the combined luminance value of one pixel and the luminance value of the pixel of each subframe of the liquid crystal display device having the four subframe configuration.
[0005]
Note that the composite luminance value = the luminance value of the pixel of the first subframe + the luminance value of the pixel of the second subframe + the luminance value of the pixel of the third subframe + the luminance value of the pixel of the fourth subframe.
It becomes.

[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the time modulation method, if the number of frames is set to 4 or more, the luminance resolution becomes higher under the same luminance control conditions as compared with the spatial modulation dither method in which one pixel is constituted by the previous three subpixels. However, it has a basic problem that the flicker problem and the moving image reproduction are almost impossible.
By the way, PACS (Picture Archiving and Communication System) (X-ray computed tomography (CT), magnetic resonance tomography (MRI) and other examination images from chest radiographs and chest X-rays. The display device (monitor) of the system that stores images, other medical images electronically, and retrieves, reads, and displays necessary images is displayed as having no luminance resolution of 1024 gradations or more. There are multiple reports that it is difficult to make high-precision diagnosis from medical images. For this reason, although it is large and heavy, a CRT monitor having a luminance resolution of 1024 gradations or more and capable of high-accuracy diagnosis is still used as a monitor for a medical image diagnostic apparatus or the like. It is. However, since various medical electronic devices are installed in the medical field, the medical space is in a very narrow environment. Therefore, from the medical field, a small and light weight like a liquid crystal display device is used instead of a CRT monitor. There is a strong demand for the development of monitors.
[0007]
As described above, the prior art liquid crystal display device can theoretically display a monochrome image of 766 gradations by a spatial modulation dither method or a 1021 gradation monochrome image by a time modulation method having a difficulty in displaying a moving image. Become. However, since the liquid crystal display device has an inherent property that the reproducibility deteriorates when the luminance (gradation number in Tables 1 and 2 above) decreases, theoretically, the 1021 floor can be obtained by correcting the luminance. Even a liquid crystal display device capable of displaying a monochrome monochrome image loses approximately 10% or more gradation levels, and can display only about 900 gradations from black to white. In other words, it is preferable that the liquid crystal display device can change the light transmission amount from 0% black to 100% white. However, in reality, although it is black, it is a true black light transmission amount of 0%. Instead, only black with a light transmission amount of about 10% can be displayed.
[0008]
One object of the present invention is to provide a two-dimensional monochrome bit plane display device having a luminance resolution equal to or higher than that of a CRT monitor.
Another object of the present invention is to provide a two-dimensional monochrome bit plane display device having a high luminance resolution of 1021 gradations or more and capable of reproducing a moving image.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the first embodiment of the present invention, a two-dimensional monochrome bit plane having a bit plane in which each pixel is composed of m (m is an integer of 3 or more) sub-pixels. In a display device, the value of each term in the power series of 1 / n 2 (where n is an integer from 0 to m) or a value in the vicinity of m subpixels constituting each pixel A two-dimensional monochrome bit plane display device is provided, which is equipped with an ND filter that transmits light at a ratio of the above values and electronically controls the luminance of each sub-pixel to increase the luminance resolution.
[0010]
In the third embodiment of the present invention, each pixel is configured in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is composed of m (m is an integer of 3 or more) sub-pixels. To each of the m subpixels to which light is to be applied, the value of each term of the power series of 1 to the power of 2n (where n is an integer from 0 to m) is expressed as a percentage or a ratio of the value in the vicinity thereof. Provided is a two-dimensional monochrome bit plane display device that is equipped with a mask filter having an aperture to pass through and electronically controls the luminance of each sub-pixel to increase the luminance resolution.
In the fifth embodiment of the present invention, each pixel is configured in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is composed of m (m is an integer of 3 or more) subpixels. The area of the m sub-pixels to be expressed is expressed as a percentage of the value of each term in the power series of 1 / n 2 (where n is an integer from 0 to m) or a value in the vicinity thereof. A two-dimensional monochrome bit plane display device is provided that increases the luminance resolution by setting and electronically controlling the luminance of each sub-pixel.
[0011]
In a first modified embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is composed of m (m is an integer of 3 or more) subpixels, The (m−1) subpixels to be configured are values expressed by the percentage of the second and subsequent terms of the power series of 1 / n 2 (where n is an integer from 0 to m) or in the vicinity thereof. A two-dimensional monochrome bit plane display device is provided in which an ND filter that transmits light at a ratio of each value is attached, and the luminance resolution is increased by electronically controlling the luminance of each sub-pixel.
In a second modified embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is composed of m (m is an integer of 3 or more) subpixels, The (m−1) subpixels to be configured are values expressed by the percentage of the second and subsequent terms of the power series of 1 / n 2 (where n is an integer from 0 to m) or in the vicinity thereof. A two-dimensional monochrome bit plane display device is provided, which is equipped with a mask filter having an aperture through which light passes at a ratio of values, and electronically controls the luminance of each subpixel to increase the luminance resolution.
[0012]
In a preferred embodiment, the bit plane display device is a liquid crystal display device and m = 3.
In a sixth embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, the three subpixels constituting each pixel are Provided is a two-dimensional monochrome bit plane display device that is equipped with ND filters that transmit light at rates of 100%, 100%, and 50%, respectively, and electronically controls the luminance of each subpixel to increase the luminance resolution.
In an eighth embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, the three subpixels constituting each pixel are Provided is a two-dimensional monochrome bit plane display device that is equipped with a mask filter having an aperture that allows light to pass at a rate of 100%, 100%, and 50%, and that electronically controls the luminance of each subpixel to increase the luminance resolution. .
[0013]
In a tenth embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, the area of three subpixels constituting each pixel Is set to a ratio of 100%, 100%, and 50%, respectively, and a two-dimensional monochrome bit plane display device that increases the luminance resolution by electronically controlling the luminance of each sub-pixel is provided.
In an eleventh embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, the three subpixels constituting each pixel are There is provided a two-dimensional monochrome bit plane display device that is equipped with ND filters that transmit light at rates of 100%, 50%, and 50%, respectively, and electronically controls the luminance of each subpixel to increase the luminance resolution.
[0014]
In a thirteenth embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, the three subpixels constituting each pixel are Provided is a two-dimensional monochrome bit plane display device that is equipped with a mask filter having an aperture that allows light to pass through at a rate of 100%, 50%, and 50%, and electronically controls the luminance of each sub-pixel to increase the luminance resolution. .
According to a third modified embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, each subpixel constituting each pixel is divided into one subpixel. Provided is a two-dimensional monochrome bit plane display device that is equipped with an ND filter that transmits 50% light and electronically controls the luminance of each sub-pixel to increase the luminance resolution.
[0015]
In the fourth modified embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, the two subpixels constituting each pixel are divided into two subpixels. Provided is a two-dimensional monochrome bit plane display device that is equipped with an ND filter that transmits 50% light and electronically controls the luminance of each sub-pixel to increase the luminance resolution.
According to a fifth modified embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, each subpixel constituting each pixel is divided into one subpixel. A two-dimensional monochrome bit plane display device is provided, which is equipped with a mask filter having an aperture through which 50% of light passes, and electronically controls the luminance of each subpixel to increase the luminance resolution.
[0016]
According to a sixth modified embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, the two subpixels constituting each pixel are divided into two subpixels. A two-dimensional monochrome bit plane display device is provided, which is equipped with a mask filter having an aperture through which 50% of light passes, and electronically controls the luminance of each subpixel to increase the luminance resolution.
In a preferred embodiment, the bit surface display device is a liquid crystal display device.
In the second, fourth, seventh, ninth, twelfth and fourteenth embodiments of the present invention, each sub-section in the first, third, sixth, eighth, eleventh and thirteenth embodiments, respectively. The luminance resolution is further improved by electronically controlling the luminance of the pixel by slightly shifting it in the time axis direction.
[0017]
In the fifteenth embodiment of the present invention, in a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels, the areas of the three subpixels constituting each pixel Is set to a ratio of 100%: 50%: 50%, and a two-dimensional monochrome bit plane display device is provided in which the luminance resolution is increased by electronically controlling the luminance of each sub-pixel.
According to the present invention, the luminance resolution of a two-dimensional monochrome bit plane display device such as a liquid crystal display device can be increased to a level equal to or higher than that of a CRT monitor with a simple configuration. Therefore, it can be conveniently used as a monochrome image display device for various medical electronic devices. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, and hence the moving image can be reproduced.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since the present invention can be implemented in many different forms, it should not be construed that the present invention is limited to the embodiments described below. The following embodiments are provided so that the following disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
First, a first embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0019]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. The display device includes a liquid crystal display unit 40 that includes a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 that are configured by a large number of pixels, and a control unit 6 that controls the luminance of each pixel of the liquid crystal panel 4. The operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, the input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, and the brightness of the surface of the liquid crystal panel 4 are measured. And a luminance measuring unit 7 for inputting to the control unit 6. FIG. 1B is a block diagram showing a specific example of the control unit 6 shown in FIG. 1A together with the operation buttons 61 and the input circuit 62.
[0020]
The display device of the first embodiment employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three sub-pixels 1, 2 and 3 as schematically shown in FIG. 1A. . In this embodiment, ND (neutral density) filters having different light transmittances are attached to the three sub-pixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4. For example, an ND filter 1F having a light transmittance of 100% is assigned to the subpixel 1 of each pixel, an ND filter 2F having a light transmittance of 50% is assigned to the subpixel 2, and an ND filter having a light transmittance of 25% is assigned to the subpixel 3. Wear 3F each. In a known and common color liquid crystal display device, an RGB filter is formed between a glass substrate and a transparent electrode. In this first embodiment, instead of forming an RGB filter, 100% light transmittance is achieved. An ND filter 1F, an ND filter 2F having a light transmittance of 50%, and an ND filter 3F having a light transmittance of 25% are formed. Since this ND filter mounting method forms an ND filter instead of the RGB filter, it can be said to be the most convenient mounting method.
[0021]
As shown in FIG. 1B, the control unit 6 includes a sub-pixel 1 luminance control circuit 641 that controls the luminance of the sub-pixel 1 of each pixel of the liquid crystal panel 4, and a sub-pixel 2 that controls the luminance of the sub-pixel 2 of each pixel. A luminance control circuit 642, a sub-pixel 3 luminance control circuit 643 for controlling the luminance of the sub-pixel 3 of each pixel, and an input side of these luminance control circuits 641, 642 and 643, respectively, correspond to predetermined luminance information. First, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3 given to the luminance control circuit, and a fourth lookup that can arbitrarily change the luminance curve of the video signal supplied from the input circuit 62 The table table LUT0 and these four look-up table circuits LUT0 to LUT3 Look-up table control circuit (hereinafter referred to as an LUT control circuit) 63 that performs control such as entering, changing, and deleting, sub-pixel 1 luminance control circuit 641, sub-pixel 2 luminance control circuit 642, and sub-pixel 3 luminance control circuit And a liquid crystal display control circuit 65 for controlling the luminance of the liquid crystal panel 4 of the liquid crystal display unit 40 based on the luminance control signal output from 643.
[0022]
In this embodiment, the sub-pixel 1 luminance control circuit 641, the sub-pixel 2 luminance control circuit 642, and the sub-pixel 3 luminance control circuit 643 respectively output 8-bit luminance control signals for displaying 256 levels of gradation. The first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3 are rewritable look-up table circuits each having an 11-bit input / 8-bit output. The fourth look-up table circuit LUT0 is not an essential component of the present invention, but is used as a circuit device that can freely change the luminance curve of a monochrome video signal sent from a computer or other external circuit. This embodiment will be described as a rewritable lookup table circuit with 11-bit input / 11-bit output.
[0023]
A monochrome video signal sent from a computer or other external circuit is received by the video input terminal IMT of the input circuit 62, and this video signal is input to the fourth look-up table circuit LUT0. A control command sent from a computer or other external circuit is received at the control command input terminal CMT of the input circuit 62 and sent to the LUT control circuit 63.
The LUT control circuit 63 refers to the information input from the luminance measurement unit 7 as necessary, and the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3 configure three pixels constituting each pixel. Write an optimum lookup table to each of the subpixels 1, 2, and 3. In addition, the LUT control circuit 63 sends a DICOM standard to the fourth look-up table circuit LUT0 based on a control command supplied from the control command input terminal CMT of the input circuit 62 or a command input via the operation button 61. Curves, exponential curves, linear curves, and other data are written in advance.
[0024]
As the sub-pixel 1 luminance control circuit 641, the sub-pixel 2 luminance control circuit 642, the sub-pixel 3 luminance control circuit 643, and the liquid crystal display control circuit 65, a luminance control circuit for each color of RGB in a color liquid crystal display device generally used; A circuit having a configuration similar to that of the liquid crystal display control circuit can be used.
A digital 11-bit monochrome video signal is input to the video input terminal IMT of the input circuit 62 from a computer or other external circuit. This 11-bit monochrome video signal is supplied to the fourth look-up table circuit LUT0 and converted into data of the luminance curve designated here. The 11-bit monochrome video signal converted into the luminance curve data designated in the fourth look-up table circuit LUT0 is supplied to the first, second and third look-up table circuits LUT1, LUT2 and LUT3, respectively. . These look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3 output the gradation values of the corresponding subpixels 1, 2, and 3 as 8-bit data by using a pre-written look-up table. Each of the subpixel 1 luminance control circuit 641, the subpixel 2 luminance control circuit 642, and the subpixel 3 luminance control circuit 643 corresponds to 8-bit data input from the corresponding lookup table circuit circuits LUT1, LUT2, and LUT3. A luminance control signal for controlling the luminance of the subpixel over 256 gradations is output to the liquid crystal display control circuit 65.
[0025]
Thus, when the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, the luminance resolution of one pixel is shown in Table 3 below. Thus, since 1786 gradations are obtained, the luminance resolution of the liquid crystal display device can be increased to 1786 gradations. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Furthermore, the liquid crystal display unit can be manufactured simply by replacing the RGB filter of the liquid crystal display unit having a one-pixel and three-subpixel configuration cultivated in the color liquid crystal display device with an ND filter, and its control circuit is generally used. Since the control circuit of the color liquid crystal display device that has been used can be used almost as it is, there is an advantage that it is easy to manufacture.
[0026]
In the liquid crystal display device of the first embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is electronically divided into 256 gradations of 0 to 255 levels by an 8-bit control signal. When controlled, the luminance value of the subpixel 1 with the ND filter 1F with 100% light transmittance is SB1, the luminance value of the subpixel 2 with the ND filter 2F with 50% light transmittance is SB2, 25%. If the luminance value of the sub-pixel 3 with the ND filter 3F having the light transmittance of SB3 is SB3, the combined luminance value Y of one pixel is obtained by the following equation (1).
Y = SB1 + SB2 + SB3 (1)
The combined luminance value Y monotonously increases as shown in Table 3 with the luminance value 0.25 of the sub-pixel 3 as the minimum unit.

Here, there are a plurality of ways of selecting the luminance value in 1786 levels. For example, an increasing method as shown in Table 4 below can be adopted.

Next, a second embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. The second embodiment also applies the present invention to a liquid crystal display device. However, in the second embodiment, the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel in the first embodiment are described. The luminance is shifted slightly in the time axis direction to convert an image of one frame into an image of two frames, and the luminance of one pixel is displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. This further increases the luminance resolution of the liquid crystal display device.
[0027]
As shown in FIG. 2A, the schematic configuration of the liquid crystal display device of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but as shown in FIG. 2B, the display device of the second embodiment includes A time axis control circuit 66 constituted by a frame memory 661, a frame control circuit 662 and a multiplexer 663 is added to the control unit 6. Since other configurations are substantially the same as those of the first embodiment, portions and elements corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted unless necessary. There are several methods for performing time-axis modulation. In the second embodiment, the number of frames of a video signal sent from a computer or the like is the same as the number of frames of an image reproduced on a liquid crystal display device, and one is used. A case will be described in which a frame image is converted into a two-frame image. In the second embodiment, the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3 are the fourth rewritable look-up table circuits with 13-bit input / 8-bit output, respectively. The lookup table circuit LUT0 is used as a rewritable lookup table circuit with 12-bit input / 12-bit output.
[0028]
The frame control circuit 662 detects the current frame number of the frame of the video signal sent from the computer or the like by monitoring a vertical synchronization signal which is one of the video signals. When the frame control circuit 662 determines from the video signal supplied from the video input terminal IMT of the input circuit 62 to the frame control circuit 662 that the frame control circuit 662 is the video signal of the Nth frame, the frame control circuit 662 transmits the control signal to the frame memory 661. , Multiplexer 663, first, second and third look-up table circuits LUT1, LUT2 and LUT3.
The multiplexer 663 connects the input terminal connected to the fourth look-up table circuit LUT0 to the output terminal in accordance with a control signal from the frame control circuit 662, and has 12 bits supplied from the fourth look-up table circuit LUT0. Are supplied to the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3. The 12-bit video signal output from the multiplexer 663 is applied to the lower 12-bit inputs of the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3. The frame memory 661 stores the 12-bit video signal of the Nth frame supplied from the fourth look-up table circuit LUT0. For the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3, control signals are given to the most significant bits to directly indicate that the current frame is the Nth frame.
[0029]
The frame control circuit 662 sends the control signal to the frame memory 661 when a very short time elapses, and when the video signal of the next (N + 1) th frame is sent to the input circuit 62 in this embodiment. To the multiplexer 663, instructing the frame memory 661 to output the 12-bit video signal of the previous N-th frame stored therein to the multiplexer 663, An instruction is given to disconnect the input terminal connected to the look-up table circuit LUT0 from the output terminal and to connect the input terminal connected to the frame memory 661 to the output terminal. As a result, the 12-bit video signal of the Nth frame stored in the frame memory 661 is supplied from the multiplexer 663 to the lower 12-bit inputs of the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3. The
[0030]
Since the frame control circuit 662 instructs the frame memory 661 to output the video signal of the Nth frame stored therein, the video signal of the next (N + 1) th frame is stored in the frame memory 661. Since it is not stored and the input terminal connected to the fourth look-up table circuit LUT0 is not connected to the output terminal of the multiplexer 663, the multiplexer 663 outputs the video signal of the (N + 1) th frame. do not do. That is, the frame control circuit 662 causes the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3 to output the Nth frame stored in the frame memory 661 instead of the (N + 1) th frame. To control. However, since the frame control circuit 662 instructs the first, second and third look-up table circuits LUT1, LUT2 and LUT3 to be the (N + 1) th frame at present, these look-up tables The circuits LUT1, LUT2, and LUT3 output 8-bit data indicating the gradation values of the subpixels 1, 2, and 3 of the (N + 1) th frame, respectively.
[0031]
When the video signal of the next (N + 2) th frame is sent to the input circuit 62, the frame control circuit 662 sends the control signal to the frame memory 661, the multiplexer 663, the first, second and third look-up table circuits. Send to LUT1, LUT2, and LUT3. Accordingly, the multiplexer 663 connects the input terminal connected to the fourth look-up table circuit LUT0 to the output terminal, and the 12-bit video of the (N + 2) th frame supplied from the fourth look-up table circuit LUT0. The signal is supplied to the first, second and third look-up table circuits LUT1, LUT2 and LUT3. The frame memory 661 stores the 12-bit video signal of the (N + 2) th frame supplied from the fourth look-up table circuit LUT0. For the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3, control signals are given to the most significant bits to directly indicate that the current frame is the (N + 2) th frame. Thereafter, the same control and operation as described above are repeated.
[0032]
Under the control of the frame control circuit 662, the 12-bit video signal of the Nth frame is continuously input to the lower 12 bits of the first, second and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3. Next, the 12-bit video signal of the (N + 2) -th frame is input twice continuously, and then the 12-bit video signal of every other frame is input twice continuously in the same manner. Will be. Since these look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3 output the gradation values of the corresponding subpixels 1, 2, and 3 as 8-bit data according to a pre-written look-up table, the fourth look-up table circuit The video signal of the Nth frame directly input from the LUT0 through the multiplexer 663 is the first video signal of the frame N, and the video signal of the Nth frame input from the frame memory 661 through the multiplexer 663 is the second video signal of the frame N. When defined as a video signal, the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3 are related to the subpixels 1, 2, and 3 of the Nth frame with respect to the first video signal of the frame N. Output 8-bit data that indicates the key value, With respect to the second video signal over beam N, thereby outputting 8-bit data indicating the gradation values for the (N + 1) th sub-pixels 1, 2 and 3 of the frame.
[0033]
Each of the subpixel 1 luminance control circuit 641, the subpixel 2 luminance control circuit 642, and the subpixel 3 luminance control circuit 643 corresponds to 8-bit data input from the corresponding lookup table circuit circuits LUT1, LUT2, and LUT3. An 8-bit luminance control signal for controlling the luminance of the subpixel over 256 gradations is sequentially output to the liquid crystal display control circuit 65.
Thus, two 8-bit luminance control signals based on the two video signals of the first video signal of frame N and the second video signal of frame N are supplied to the liquid crystal display unit 40 via the liquid crystal display control circuit 65. Since the signals are sequentially supplied, two video signals of the same Nth frame are sequentially displayed on the liquid crystal panel 4 of the liquid crystal display unit 40.
[0034]
An image displayed on the liquid crystal panel 4 with a very slight time difference (usually, the number of frames is about 30 frames per second, so the time difference is not perceptible) is caused by the characteristics of the retina. Recognized as a difference. Therefore, according to the second embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is set to 256 gradations by an 8-bit control signal, as in the first embodiment. If the control is performed over a total of 3572 gradations (1786 gradations for the first video signal of frame N and 1786 gradations for the second video signal of frame N (there are two luminance values 0). In practice, luminance control of 3571 gradations can be performed.
[0035]
More specifically, in the liquid crystal display device according to the second embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is electronically changed between 0 and 255 levels by an 8-bit control signal. When control is performed over 256 gradations, the luminance value of the subpixel 1 to which the ND filter 1F having 100% light transmittance is attached is SB11 for the first video signal of the frame N, and the ND filter having 50% light transmittance. The luminance value of subpixel 2 with 2F attached is SB12, the luminance value of subpixel 3 with ND filter 3F with a light transmittance of 25% is SB13, and the second video signal of frame N is 100% light transmissive. SB21 is the luminance value of the sub-pixel 1 with the ND filter 1F having the ratio of SB2, and SB2 is the luminance value of the sub-pixel 2 having the ND filter 2F with the light transmittance of 50%. When the luminance values of the sub-pixels 3 equipped with a ND filter 3F 25% light transmission and SB23, composite luminance value Y of a pixel is determined by the following equation (2).
Y = SB11 + SB12 + SB13 + SB21 + SB22 + SB23 (2) This combined luminance value Y monotonously increases as shown in the following Table 5 with the luminance value 0.25 of the subpixel 3 as the minimum unit, and becomes a luminance value in 3571 stages.

Thus, a two-dimensional monochrome liquid crystal display device having a luminance resolution of 3571 gradations can be provided. As described above, the liquid crystal display device of the second embodiment not only has a luminance resolution almost twice that of the first embodiment, but also can reproduce a moving image as in the first embodiment. There are advantages such as easy manufacture. Note that there are a plurality of ways of selecting the luminance value in 3571 stages, as in the first embodiment.
[0036]
In the first and second embodiments, an ND filter having a light transmittance of 100% is attached to one subpixel. However, attaching an ND filter having a light transmittance of 100% means that no ND filter is attached. Therefore, one subpixel is not equipped with an ND filter, and the remaining two subpixels are each equipped with an ND filter with a light transmittance of 50% and an ND filter with a light transmittance of 25%. Gives the same result.
In the second embodiment, when the video signal sent from the computer or the like is a still image, it is not necessary to output the same frame image twice, so the sent image is stored in the frame memory. Without being directly input to the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3. However, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel of the Nth frame and the (N + 1) th frame is controlled by, for example, an 8-bit control signal, and the combined luminance value of both frames is used. Control is performed to display the luminance of each pixel. Therefore, it is not necessary to provide the frame memory 661 and the multiplexer 663. Furthermore, if the LUT control circuit 63 has the function of the frame control circuit 662, it is not necessary to provide the frame control circuit 662. In other words, when the video signal sent from the computer or the like is a still image, the luminance resolution is increased to about twice the luminance resolution of the first embodiment without providing the time axis control circuit 66. be able to.
[0037]
Next, a third embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3A is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. As in the first embodiment, the display device includes a liquid crystal display unit 40 including a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 each including a plurality of pixels, and each of the liquid crystal panels 4. A control unit 6 for controlling the luminance of the pixels, an operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, an input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, A luminance measuring unit 7 that measures the luminance of the surface of the liquid crystal panel 4 and inputs the luminance to the control unit 6 is provided. FIG. 3B is a block diagram showing a specific example of the control unit 6 shown in FIG. 3A together with the operation buttons 61 and the input circuit 62.
[0038]
The display device of the third embodiment also employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three sub-pixels 1, 2 and 3 as schematically shown in FIG. 3A. . In this embodiment, each of the three subpixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4 is provided with a mask filter (hereinafter simply referred to as a mask filter) having an opening for varying the area of the subpixel through which light is transmitted. To do. For example, as shown in FIG. 3A, the sub-pixel 1 of each pixel has a mask filter 11F that transmits light to the entire area, that is, 100% of the area, and the sub-pixel 2 transmits light to 50% of the area. The mask filter 12F to be transmitted is attached to the sub-pixel 3 with a mask filter 13F that transmits light to 25% of the area.
[0039]
The operation of attaching the above-described mask filters to the sub-pixels of all the pixels of the liquid crystal panel 4 is to form 100%, 50% and 25% mask filters instead of forming RGB filters in a well-known and common color liquid crystal display device. This is easy and there are no manufacturing problems.
As shown in FIG. 3B, the control unit 6 has the same configuration as that of the first embodiment. Therefore, in FIG. 3B, parts and elements corresponding to those in FIG. To do.
In the third embodiment, when the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, the same as in the first embodiment. In addition, since the luminance resolution of one pixel is 1786 gradations as shown in Table 3 already described, the luminance resolution of the liquid crystal display device can be increased to 1786 gradations. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Furthermore, the liquid crystal display unit can be manufactured simply by replacing the RGB filter of the liquid crystal display unit having a one-pixel and three-subpixel configuration cultivated in the color liquid crystal display device with a mask filter, and its control circuit is generally used. Since the control circuit of the color liquid crystal display device that has been used can be used almost as it is, there is an advantage that it is easy to manufacture.
[0040]
Next, a fourth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the fourth embodiment, the present invention is applied to a liquid crystal display device. In the fourth embodiment, the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel in the third embodiment are used. A structure in which every other frame image is converted into a two-frame image by shifting the luminance very slightly in the time axis direction, and the luminance of one pixel is displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. It is. This further increases the luminance resolution of the liquid crystal display device.
As shown in FIG. 4A, the schematic configuration of the liquid crystal display device of the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment, but as shown in FIG. 4B, the display device of the fourth embodiment includes A time axis control circuit constituted by a frame memory 661, a frame control circuit 662 and a multiplexer 663 is added to the control unit 6. Since the circuit configuration of the control unit 6 is the same as that of the second embodiment, in FIG. 4B, parts and elements corresponding to those in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals, and description of their operations is omitted.
[0041]
Also in the fourth embodiment, two 8-bit luminance control signals based on two video signals of the first video signal of frame N and the second video signal of frame N are controlled by the frame control circuit 662. Since the signals are sequentially supplied to the liquid crystal display unit 40 via the liquid crystal display control circuit 65, two video signals of the same Nth frame are sequentially displayed on the liquid crystal panel 4 of the liquid crystal display unit 40. Therefore, if the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, 1786 gradations for the first video signal of frame N, With respect to the second video signal of the frame N, luminance control of a total of 3786 gradations of 1786 gradations (actually 3571 gradations because two luminance values 0 become one) can be performed.
[0042]
More specifically, in the liquid crystal display device of the fourth embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is electronically adjusted in 0 to 255 levels by an 8-bit control signal. When the control is performed over 256 gradations, the luminance value of the subpixel 1 on which the mask filter 11F that transmits light to 100% of the area of the first video signal of the frame N is mounted is SB11, and light is applied to 50% of the area. The luminance value of the sub-pixel 2 to which the mask filter 12F to be transmitted is SB12 is set, and the luminance value of the sub-pixel 3 to which the mask filter 13F to transmit the light is 25% of the area is set to SB13. The luminance value of the sub-pixel 1 equipped with the mask filter 11F that transmits light to 100% of the area is SB21, and light is emitted to 50% of the area. If the luminance value of the sub-pixel 2 with the mask filter 12F to be passed is SB22 and the luminance value of the sub-pixel 3 with the mask filter 13F that transmits light to 25% of the area is SB23, the combined luminance value Y of one pixel Is obtained by the following equation (3).
Y = SB11 + SB12 + SB13 + SB21 + SB22 + SB23 (3) The combined luminance value Y monotonously increases as shown in the following Table 6 with the luminance value 0.25 of the sub-pixel 3 as the minimum unit, and becomes a luminance value in 3571 stages. Table 6 is the same as Table 5.

Thus, a two-dimensional monochrome liquid crystal display device having a luminance resolution of 3571 gradations can be provided. As described above, the liquid crystal display device of the fourth embodiment not only has a luminance resolution almost twice that of the third embodiment, but also can reproduce a moving image as in the third embodiment. There are advantages such as easy manufacture. Note that there are a plurality of ways of selecting the luminance value in 3571 stages, as in the first embodiment.
[0043]
In the third and fourth embodiments, a mask filter that transmits light to 100% of its area is attached to one subpixel. However, a mask filter having a light transmission amount of 100% is attached. Since it is the same as the case of not mounting, a mask filter is not mounted on one subpixel, and a mask filter with a light transmission amount of 50% and a mask filter with 25% are mounted on the remaining two subpixels. The same result is obtained.
In the fourth embodiment, when the video signal sent from a computer or the like is a still image, there is no need to output the same frame image twice, so the sent image is stored in the frame memory. What is necessary is just to input directly into 1st, 2nd and 3rd look-up table circuit LUT1, LUT2, and LUT3, without storing. However, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel of the Nth frame and the (N + 1) th frame is controlled by, for example, an 8-bit control signal, and the combined luminance value of both frames is used. Control is performed to display the luminance of each pixel. Therefore, it is not necessary to provide the frame memory 661 and the multiplexer 663. Furthermore, if the LUT control circuit 63 has the function of the frame control circuit 662, it is not necessary to provide the frame control circuit 662. In other words, when the video signal sent from the computer or the like is a still image, the luminance resolution is increased to about twice the luminance resolution of the third embodiment without providing the time axis control circuit 66. be able to.
[0044]
Next, a fifth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of a two-dimensional monochrome bit surface display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. As in the first embodiment, the display device includes a liquid crystal display unit 40 including a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 each including a plurality of pixels, and each of the liquid crystal panels 4. A control unit 6 for controlling the luminance of the pixels, an operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, an input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, A luminance measuring unit 7 that measures the luminance of the surface of the liquid crystal panel 4 and inputs the luminance to the control unit 6 is provided.
[0045]
The display device of the fifth embodiment also employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three sub-pixels 1, 2 and 3 as schematically shown in FIG. . In this embodiment, the areas of the three subpixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4 are made different, and the amounts of light transmitted through these subpixels are made different. For example, as shown in FIG. 5, the area of the subpixel 1 of each pixel is manufactured to be the same as the area of the normal subpixel, the area of the subpixel 2 is manufactured to an area of 50% of the area of the subpixel 1, The area of the subpixel 3 is manufactured to be 25% of the area of the subpixel 1. As a result, assuming that the amount of light transmitted through the subpixel 1 is 100%, the amount of light transmitted through the subpixel 2 is 50%, and the amount of light transmitted through the subpixel 3 is 25%.
[0046]
Since the control unit 6 may have the same configuration as that of the first embodiment, it is not shown. Further, the control operation of the control unit 6 is also the same as that in the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
In the fifth embodiment, when the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, the first embodiment or the first embodiment Similarly to the third embodiment, since the luminance resolution of one pixel is 1786 gradations as shown in Table 3 already described, the luminance resolution of the liquid crystal display device can be increased to 1786 gradations. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Further, since the control circuit of the color liquid crystal display device which is generally used can be used almost as it is, there is an advantage that the manufacturing is easy.
[0047]
In the fifth embodiment, as in the second embodiment, every other frame in which the luminance of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is shifted slightly in the time axis direction. The image may be converted into an image of two frames, and the luminance of one pixel may be displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. As a result, the luminance resolution of the liquid crystal display device becomes 3571 gradations, as in the second or fourth embodiment. The control unit 6 having the configuration shown in FIG. 2B can be used.
In each of the first to fifth embodiments, the case where each pixel of the liquid crystal panel 4 is constituted by three subpixels has been described. This is a liquid crystal display unit of a color liquid crystal display device that is generally used. This is because it can be used by slightly changing its control circuit, and one pixel may be composed of four or more subpixels. In this case, assuming that the number of subpixels constituting one pixel is m (where m is an integer of 3 or more), the transmitted light amount of the m subpixels is 1 / (n) power of 2 (1/2 ⁿ ) Of the power series (where n is an integer from 0 to m−1), each value is set to a value expressed as a percentage. For example, when one pixel is composed of four subpixels, the transmitted light amount of the first subpixel is 100%, the transmitted light amount of the second subpixel is 50%, and the transmitted light amount of the third subpixel is 25. %, The transmitted light amount of the fourth sub-pixel is set to a ratio of 12.5%. These transmitted light quantity values do not need to be set to 100%, 50%, 25%, and 12.5% accurately, and may be values in the vicinity thereof.
[0048]
In each of the first to fifth embodiments described above, the transmitted light amount of three or more sub-pixels constituting one pixel is represented by the value of each term in a power series of 1 / n to the nth power. However, the transmitted light quantity of the sub-pixels constituting one pixel is not necessarily a value that represents the value of each term in the power series of 1 / n to the power of 2 or a value in the vicinity thereof. There is no need to set to.
FIG. 6A is a schematic configuration diagram showing a sixth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. As in the first embodiment, the display device includes a liquid crystal display unit 40 including a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 each including a plurality of pixels, and each of the liquid crystal panels 4. A control unit 6 for controlling the luminance of the pixels, an operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, an input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, A luminance measuring unit 7 that measures the luminance of the surface of the liquid crystal panel 4 and inputs the luminance to the control unit 6 is provided. FIG. 6B is a block diagram showing a specific example of the control unit 6 shown in FIG. 6A together with the operation buttons 61 and the input circuit 62.
[0049]
The display device of the sixth embodiment also employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three sub-pixels 1, 2 and 3 as schematically shown in FIG. 6A. . In this embodiment, ND filters having different densities are attached to the three sub-pixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4. For example, an ND filter 1F having a transmittance of 100% is applied to the subpixel 1 of each pixel, an ND filter 1F having a transmittance of 100% is also applied to the subpixel 2, and an ND filter 2F having a transmittance of 50% is applied to the subpixel 3. Wear each one.
The operation of attaching the above-described ND filters to the sub-pixels of all the pixels of the liquid crystal panel 4 is to form 100%, 100% and 50% ND filters instead of forming RGB filters in a well-known and common color liquid crystal display device. This is easy and there are no manufacturing problems.
[0050]
As shown in FIG. 6B, the control unit 6 has the same configuration as that of the first embodiment. Therefore, in FIG. 6B, parts and elements corresponding to those in FIG. To do.
In the sixth embodiment, if the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, the luminance resolution of one pixel is as follows. Therefore, the luminance resolution of the liquid crystal display device can be increased to 1276 gradations.
More specifically, in the liquid crystal display device of the sixth embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is electronically adjusted in 0 to 255 levels by an 8-bit control signal. When controlling over 256 gradations, the luminance value of the subpixel 1 with the ND filter 1F with 100% light transmittance is SB1, and the luminance value of the subpixel 2 with the ND filter 1F with 100% light transmittance is installed. When the value is SB2 and the luminance value of the sub-pixel 3 to which the ND filter 2F having a light transmittance of 50% is attached is SB3, the combined luminance value Y of one pixel is obtained by the following equation (4).
[0051]
Y = SB1 + SB2 + SB3 (4)
The synthesized luminance value Y monotonously increases as shown in the following Table 7 with the luminance value 0.5 of the sub-pixel 3 as the minimum unit, and becomes a luminance value of 1276 levels.

Here, there are a plurality of ways of selecting the luminance value in 1276 steps. For example, an increasing method as shown in Table 8 below can be taken.

Thus, a two-dimensional monochrome liquid crystal display device having a luminance resolution of 1276 gradations can be provided. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Furthermore, the liquid crystal display unit can be manufactured simply by replacing the RGB filter of the liquid crystal display unit having a one-pixel and three-subpixel configuration cultivated in the color liquid crystal display device with an ND filter, and its control circuit is generally used. Since the control circuit of the color liquid crystal display device that has been used can be used almost as it is, there is an advantage that it is easy to manufacture.
[0052]
Next, a seventh embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the seventh embodiment, the present invention is applied to a liquid crystal display device. In the seventh embodiment, the three subpixels 1, 2, and 3 constituting one pixel in the sixth embodiment are used. A structure in which every other frame image is converted into a two-frame image by shifting the luminance very slightly in the time axis direction, and the luminance of one pixel is displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. It is. This further increases the luminance resolution of the liquid crystal display device.
As shown in FIG. 7A, the schematic configuration of the liquid crystal display device of the seventh embodiment is the same as that of the sixth embodiment, but as shown in FIG. 7B, the display device of the seventh embodiment includes A time axis control circuit constituted by a frame memory 661, a frame control circuit 662 and a multiplexer 663 is added to the control unit 6. Since the circuit configuration of the control unit 6 is the same as that of the second embodiment, in FIG. 7B, parts and elements corresponding to those in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals, and description of their operations is omitted.
[0053]
Also in the seventh embodiment, two 8-bit luminance control signals based on two video signals of the first video signal of frame N and the second video signal of frame N are controlled by the frame control circuit 662. Since the signals are sequentially supplied to the liquid crystal display unit 40 via the liquid crystal display control circuit 65, two video signals of the same Nth frame are sequentially displayed on the liquid crystal panel 4 of the liquid crystal display unit 40. Therefore, if the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, 1276 gradations for the first video signal of frame N, With respect to the second video signal of the frame N, luminance control of a total of 2276 gradations of 1276 gradations (actually 2551 gradations because two luminance values 0 become one) can be performed.
[0054]
More specifically, in the liquid crystal display device of the seventh embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is electronically adjusted in 0 to 255 levels by an 8-bit control signal. When controlling over 256 gradations, the luminance value of the sub-pixel 1 to which the ND filter 1F having 100% light transmittance is attached is SB11 for the first video signal of the frame N, and the ND filter having 100% light transmittance. The luminance value of the sub-pixel 2 with 1F is SB12, the luminance value of the sub-pixel 3 with the ND filter 2F having a light transmittance of 50% is SB13, and the second video signal of the frame N is 100% light transmissive. SB21 is the luminance value of the sub-pixel 1 with the ND filter 1F with the rate of S, and S is the luminance value of the sub-pixel 2 with the ND filter 1F with the light transmittance of 100%. When 22, 50% of the luminance values of the sub-pixels 3 in which the ND filter 2F of the light transmittance is mounted to SB23, the synthetic luminance value Y of a pixel is determined by the following equation (5).
Y = SB11 + SB12 + SB13 + SB21 + SB22 + SB23 (5)
The combined luminance value Y monotonously increases as shown in the following Table 9 with the luminance value 0.5 of the sub-pixel 3 as the minimum unit, and becomes a luminance value of 2551 steps.

Thus, a two-dimensional monochrome liquid crystal display device having a luminance resolution of 2551 gradations can be provided. As described above, the liquid crystal display device according to the seventh embodiment not only has the luminance resolution almost twice that of the sixth embodiment, but also can reproduce a moving image as in the sixth embodiment. There are advantages such as easy manufacture. Note that there are a plurality of ways of selecting the luminance value in the 2551 stage, as in the sixth embodiment.
[0055]
In the sixth and seventh embodiments, the ND filter with 100% light transmittance is attached to the two sub-pixels, but the ND filter with 100% light transmittance is attached when the ND filter is not attached. Therefore, the same result can be obtained even if the ND filter is not attached to the two subpixels and the ND filter having a light transmittance of 50% is attached to the remaining one subpixel.
In the seventh embodiment, when a video signal sent from a computer or the like is a still image, there is no need to output the same frame image twice, so the sent image is stored in the frame memory. What is necessary is just to input directly into 1st, 2nd and 3rd look-up table circuit LUT1, LUT2, and LUT3, without storing. However, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel of the Nth frame and the (N + 1) th frame is controlled by, for example, an 8-bit control signal, and the combined luminance value of both frames is used. Control is performed to display the luminance of each pixel. Therefore, it is not necessary to provide the frame memory 661 and the multiplexer 663. Furthermore, if the LUT control circuit 63 has the function of the frame control circuit 662, it is not necessary to provide the frame control circuit 662. In other words, when the video signal sent from the computer or the like is a still image, the luminance resolution is increased to about twice the luminance resolution of the sixth embodiment without providing the time axis control circuit 66. be able to.
[0056]
Next, an eighth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 8A is a schematic configuration diagram showing an eighth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. As in the first embodiment, the display device includes a liquid crystal display unit 40 including a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 each including a plurality of pixels, and each of the liquid crystal panels 4. A control unit 6 for controlling the luminance of the pixels, an operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, an input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, A luminance measuring unit 7 that measures the luminance of the surface of the liquid crystal panel 4 and inputs the luminance to the control unit 6 is provided. FIG. 8B is a block diagram showing a specific example of the control unit 6 shown in FIG. 8A together with the operation buttons 61 and the input circuit 62.
[0057]
The display device of the eighth embodiment also employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three sub-pixels 1, 2 and 3 as schematically shown in FIG. 8A. . In this embodiment, each of the three subpixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4 is provided with a mask filter (hereinafter simply referred to as a mask filter) having an opening for varying the area of the subpixel through which light is transmitted. To do. For example, as shown in FIG. 8A, a mask filter 11F that transmits light to the entire sub-pixel 1 of each pixel, that is, 100% of the area of the sub-pixel 1, and a sub-pixel 2 of 100% of the area. A mask filter 11F that transmits light to 50% and a mask filter 12F that transmits light to 50% of the area are attached to the subpixel 3, respectively.
[0058]
The operation of mounting the above-described mask filter on each of the sub-pixels of all the pixels of the liquid crystal panel 4 is to form 100%, 100% and 50% mask filters instead of forming RGB filters in a well-known color liquid crystal display device. This is easy and there are no manufacturing problems.
As shown in FIG. 8B, the control unit 6 has the same configuration as that of the first embodiment. Therefore, in FIG. 8B, parts and elements corresponding to those in FIG. To do.
In the liquid crystal display device according to the eighth embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is electronically divided into 256 gradations of 0 to 255 levels by an 8-bit control signal. In the same manner as in the sixth embodiment, the combined luminance value Y of one pixel is calculated from the above equation (4) as shown in Table 7 already described with the luminance value 0.5 of the sub-pixel 3 as the minimum unit. It increases monotonously and becomes a luminance value of 1276 levels. That is, since the luminance resolution of one pixel is 1276 gradations, the luminance resolution of the liquid crystal display device can be increased to 1276 gradations. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Furthermore, the liquid crystal display unit can be manufactured simply by replacing the RGB filter of the liquid crystal display unit having a one-pixel and three-subpixel configuration cultivated in the color liquid crystal display device with a mask filter, and its control circuit is generally used. Since the control circuit of the color liquid crystal display device that has been used can be used almost as it is, there is an advantage that it is easy to manufacture.
[0059]
Here, there are a plurality of ways of selecting the luminance value in 1276 steps, as in the sixth embodiment, and the increasing method as shown in Table 8 may be used.
Next, a ninth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. The ninth embodiment also applies the present invention to a liquid crystal display device. However, in the ninth embodiment, the three subpixels 1, 2, and 3 constituting one pixel in the eighth embodiment are described. A structure in which every other frame image is converted into a two-frame image by shifting the luminance very slightly in the time axis direction, and the luminance of one pixel is displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. It is. This further increases the luminance resolution of the liquid crystal display device.
[0060]
As shown in FIG. 9A, the schematic configuration of the liquid crystal display device of the ninth embodiment is the same as that of the eighth embodiment, but as shown in FIG. 9B, the display device of the ninth embodiment includes A time axis control circuit constituted by a frame memory 661, a frame control circuit 662 and a multiplexer 663 is added to the control unit 6. Since the circuit configuration of the control unit 6 is the same as that of the second embodiment, portions and elements corresponding to those in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals in FIG. 9B and description of their operations is omitted.
Also in the ninth embodiment, two 8-bit luminance control signals based on two video signals of the first video signal of frame N and the second video signal of frame N are controlled by the frame control circuit 662. Since the signals are sequentially supplied to the liquid crystal display unit 40 via the liquid crystal display control circuit 65, two video signals of the same Nth frame are sequentially displayed on the liquid crystal panel 4 of the liquid crystal display unit 40. Therefore, if the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is electronically controlled over 256 gradations ranging from 0 to 255 by an 8-bit control signal, the first of the frame N The luminance control is performed for a total of 2552 gradations (1275 gradations for the second video signal of frame N) and a total of 2552 gradations (actually 2551 gradations because two luminance values 0 become one). be able to. Thus, a two-dimensional monochrome liquid crystal display device having a luminance resolution of 2551 gradations can be provided.
[0061]
Note that the combined luminance value Y of one pixel is obtained by the above equation (5). The combined luminance value Y monotonously increases as shown in Table 9 above with the luminance value 0.5 of the sub-pixel 3 as the minimum unit, and becomes a luminance value in 2551 steps. Note that there are a plurality of ways of selecting the luminance value in the 2551 stage, as in the sixth embodiment.
As described above, the liquid crystal display device of the ninth embodiment not only has a luminance resolution almost twice that of the eighth embodiment, but also can reproduce a moving image, as in the eighth embodiment. There are advantages such as easy manufacture.
In the eighth and ninth embodiments, a mask filter that transmits light to 100% of the area is attached to two subpixels. However, a mask filter having a light transmission amount of 100% is attached. Since it is the same as when not mounted, the same result can be obtained even if a mask filter having a light transmission amount of 50% is mounted on the remaining one subpixel without mounting a mask filter on the two subpixels.
[0062]
In the ninth embodiment, when a video signal sent from a computer or the like is a still image, there is no need to output the same frame image twice, so the sent image is stored in the frame memory. What is necessary is just to input directly into 1st, 2nd and 3rd look-up table circuit LUT1, LUT2, and LUT3, without storing. However, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel of the Nth frame and the (N + 1) th frame is controlled by, for example, an 8-bit control signal, and the combined luminance value of both frames is used. Control is performed to display the luminance of each pixel. Therefore, it is not necessary to provide the frame memory 661 and the multiplexer 663. Furthermore, if the LUT control circuit 63 has the function of the frame control circuit 662, it is not necessary to provide the frame control circuit 662. In other words, when the video signal sent from the computer or the like is a still image, the luminance resolution is increased to about twice the luminance resolution of the eighth embodiment without providing the time axis control circuit 66. be able to.
[0063]
Next, a tenth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a tenth embodiment of a two-dimensional monochrome bit surface display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. As in the first embodiment, the display device includes a liquid crystal display unit 40 including a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 each including a plurality of pixels, and each of the liquid crystal panels 4. A control unit 6 for controlling the luminance of the pixels, an operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, an input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, A luminance measuring unit 7 that measures the luminance of the surface of the liquid crystal panel 4 and inputs the luminance to the control unit 6 is provided.
[0064]
The display device of the tenth embodiment also employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three sub-pixels 1, 2 and 3 as schematically shown in FIG. . In this embodiment, the areas of the three subpixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4 are made different, and the amounts of light transmitted through these subpixels are made different. For example, as shown in FIG. 10, the areas of the subpixels 1 and 2 of each pixel are manufactured to be the same as the area of the normal subpixel, and the area of the subpixel 3 is 50% of the area of the subpixel 1. To manufacture. Accordingly, if the amount of light transmitted through the subpixel 1 is 100%, the amount of light transmitted through the subpixel 2 is also 100%, and the amount of light transmitted through the subpixel 3 is 50%.
[0065]
Since the control unit 6 may have the same configuration as that of the first embodiment, it is not shown. Further, the control operation of the control unit 6 is also the same as that in the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
In the tenth embodiment, when the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, the sixth embodiment or the As in the eighth embodiment, since the luminance resolution of one pixel is 1276 gradations as shown in Table 7 already described from the above equation (4), the luminance resolution of the liquid crystal display device is increased to 1276 gradations. Can do. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Further, since the control circuit of the color liquid crystal display device which is generally used can be used almost as it is, there is an advantage that the manufacturing is easy.
[0066]
In the tenth embodiment, as in the second embodiment, the luminance of the three subpixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is shifted slightly in the time axis direction, and every other frame. The image may be converted into an image of two frames, and the luminance of one pixel may be displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. As a result, the luminance resolution of the liquid crystal display device becomes 2551 gradations as shown in Table 9 already described. The control unit 6 having the configuration shown in FIG. 2B can be used. Note that there are a plurality of ways of selecting the luminance value in the 2551 stage, as in the sixth embodiment.
[0067]
In the sixth to tenth embodiments described above, the light transmission amount of the three sub-pixels constituting one pixel is set to 100%, 100%, and 50%, so that the theoretical gradation is 1276 gradations or Despite the 2551 gradations, the brightness is only reduced to 250/300% even when the same backlight as the prior art is used. Therefore, the luminance can be corrected by 300/250%, so that the advantage that the lifetime of the backlight is extended can be further obtained.
FIG. 11A is a schematic configuration diagram showing an eleventh embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. As in the first embodiment, the display device includes a liquid crystal display unit 40 including a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 each including a plurality of pixels, and each of the liquid crystal panels 4. A control unit 6 for controlling the luminance of the pixels, an operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, an input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, A luminance measuring unit 7 that measures the luminance of the surface of the liquid crystal panel 4 and inputs the luminance to the control unit 6 is provided. FIG. 11B is a block diagram showing a specific example of the control unit 6 shown in FIG. 11A together with the operation buttons 61 and the input circuit 62.
[0068]
The display device of the eleventh embodiment also employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three sub-pixels 1, 2, and 3 as schematically shown in FIG. 11A. . In this embodiment, ND filters having different densities are attached to the three sub-pixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4. For example, an ND filter 1F having a transmittance of 100% is applied to the subpixel 1 of each pixel, an ND filter 2F having a transmittance of 50% is applied to the subpixel 2, and an ND filter 2F having a transmittance of 50% is also applied to the subpixel 3. Wear each one.
The operation of attaching the above-described ND filters to the sub-pixels of all the pixels of the liquid crystal panel 4 is to form 100%, 50% and 50% ND filters instead of forming RGB filters in a well-known and common color liquid crystal display device. This is easy and there are no manufacturing problems.
[0069]
As shown in FIG. 11B, the control unit 6 has the same configuration as that of the first embodiment. Therefore, in FIG. 6B, parts and elements corresponding to those in FIG. To do.
In the eleventh embodiment, if the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, the luminance resolution of one pixel is as follows. Therefore, the luminance resolution of the liquid crystal display device can be increased to 1021 gradations.
More specifically, in the liquid crystal display device according to the eleventh embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is electronically changed between 0 and 255 levels by an 8-bit control signal. When controlling over 256 gradations, the luminance value of the subpixel 1 equipped with the ND filter 1F with 100% light transmittance is SB1, and the luminance value of the subpixel 2 with the ND filter 2F with 50% light transmittance is attached. When the value is SB2, and the luminance value of the sub-pixel 3 to which the ND filter 2F having a light transmittance of 50% is attached is SB3, the combined luminance value Y of one pixel is obtained by the following equation (6).
[0070]
Y = SB1 + SB2 + SB3 (6)
The composite luminance value Y monotonously increases as shown in the following Table 10 with the luminance value 0.5 of the sub-pixel 3 as the minimum unit, and becomes a luminance value of 1021 levels.

Here, there are a plurality of ways of selecting the luminance value in 1021 steps. For example, an increasing method as shown in Table 11 below can be taken.

Thus, a two-dimensional monochrome liquid crystal display device having a luminance resolution of 1021 gradations can be provided. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Furthermore, the liquid crystal display unit can be manufactured simply by replacing the RGB filter of the liquid crystal display unit having a one-pixel and three-subpixel configuration cultivated in the color liquid crystal display device with an ND filter, and its control circuit is generally used. Since the control circuit of the color liquid crystal display device that has been used can be used almost as it is, there is an advantage that it is easy to manufacture.
[0071]
Next, a twelfth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. The twelfth embodiment also applies the present invention to a liquid crystal display device. In the twelfth embodiment, the three subpixels 1, 2, and 3 constituting one pixel in the eleventh embodiment are described. A structure in which every other frame image is converted into a two-frame image by shifting the luminance very slightly in the time axis direction, and the luminance of one pixel is displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. It is. This further increases the luminance resolution of the liquid crystal display device. As shown in FIG. 12A, the schematic configuration of the liquid crystal display device of the twelfth embodiment is the same as that of the eleventh embodiment. However, as shown in FIG. 12B, the display device of the twelfth embodiment includes A time axis control circuit constituted by a frame memory 661, a frame control circuit 662 and a multiplexer 663 is added to the control unit 6. Since the circuit configuration of the control unit 6 is the same as that of the second embodiment, the parts and elements corresponding to those in FIG. 2B are denoted by the same reference numerals in FIG.
[0072]
Also in the twelfth embodiment, two 8-bit luminance control signals based on two video signals of the first video signal of frame N and the second video signal of frame N are controlled by the frame control circuit 662. Since the signals are sequentially supplied to the liquid crystal display unit 40 via the liquid crystal display control circuit 65, two video signals of the same Nth frame are sequentially displayed on the liquid crystal panel 4 of the liquid crystal display unit 40. Therefore, if the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, 1021 gradations with respect to the first video signal of frame N, With respect to the second video signal of the frame N, it is possible to perform luminance control of a total of 2041 gradations of 1021 gradations (actually 2041 gradations because two luminance values 0 become one).
[0073]
More specifically, in the liquid crystal display device of the twelfth embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is electronically adjusted in 0 to 255 levels by an 8-bit control signal. When control is performed over 256 gradations, the luminance value of the subpixel 1 to which the ND filter 1F having 100% light transmittance is attached is SB11 for the first video signal of the frame N, and the ND filter having 50% light transmittance. The luminance value of the subpixel 2 with 2F attached is SB12, the luminance value of the subpixel 3 with the ND filter 2F having a light transmittance of 50% is SB13, and the second video signal of the frame N is 100% light transmissive. SB21 is the luminance value of the sub-pixel 1 with the ND filter 1F with a rate of light, and SB is the luminance value of the sub-pixel 2 with the ND filter 2F with the light transmittance of 50%. When 2,50% of the luminance values of the sub-pixels 3 in which the ND filter 2F of the light transmittance is mounted to SB23, the synthetic luminance value Y of a pixel is determined by the following equation (7).
Y = SB11 + SB12 + SB13 + SB21 + SB22 + SB23 (7) This combined luminance value Y monotonously increases as shown in the following Table 12 with the luminance value 0.5 of the subpixel 3 as the minimum unit, and becomes a luminance value in 2041 levels.

Thus, a two-dimensional monochrome liquid crystal display device having a luminance resolution of 2041 gradations can be provided. As described above, the liquid crystal display device of the twelfth embodiment not only has a luminance resolution almost twice that of the eleventh embodiment, but also can reproduce a moving image as in the eleventh embodiment. There are advantages such as easy manufacture. Note that there are a plurality of ways of selecting the luminance value in 2041 as in the eleventh embodiment.
[0074]
In the eleventh and twelfth embodiments, an ND filter having a light transmittance of 100% is attached to one subpixel. However, attaching an ND filter having a light transmittance of 100% means that no ND filter is attached. Therefore, the same result can be obtained even if the ND filter is not attached to one subpixel and the ND filter having a light transmittance of 50% is attached to each of the remaining two subpixels.
In the twelfth embodiment, when the video signal sent from a computer or the like is a still image, there is no need to output the same frame image twice, so the sent image is stored in the frame memory. What is necessary is just to input directly into 1st, 2nd and 3rd look-up table circuit LUT1, LUT2, and LUT3, without storing. However, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel of the Nth frame and the (N + 1) th frame is controlled by, for example, an 8-bit control signal, and the combined luminance value of both frames is used. Control is performed to display the luminance of each pixel. Therefore, it is not necessary to provide the frame memory 661 and the multiplexer 663. Furthermore, if the LUT control circuit 63 has the function of the frame control circuit 662, it is not necessary to provide the frame control circuit 662. In other words, when the video signal sent from the computer or the like is a still image, the luminance resolution is increased to about twice the luminance resolution of the eleventh embodiment without providing the time axis control circuit 66. be able to.
[0075]
Next, a thirteenth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 13A is a schematic configuration diagram showing a thirteenth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. As in the first embodiment, the display device includes a liquid crystal display unit 40 including a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 each including a plurality of pixels, and each of the liquid crystal panels 4. A control unit 6 for controlling the luminance of the pixels, an operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, an input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, A luminance measuring unit 7 that measures the luminance of the surface of the liquid crystal panel 4 and inputs the luminance to the control unit 6 is provided. FIG. 13B is a block diagram showing a specific example of the control unit 6 shown in FIG. 13A together with the operation buttons 61 and the input circuit 62.
[0076]
The display device of the thirteenth embodiment also employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three subpixels 1, 2 and 3 as schematically shown in FIG. 13A. . In this embodiment, each of the three subpixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4 is provided with a mask filter (hereinafter simply referred to as a mask filter) having an opening for varying the area of the subpixel through which light is transmitted. To do. For example, as shown in FIG. 13A, the sub-pixel 1 of each pixel has a mask filter 11F that transmits light over the entire area, that is, 100% of the area of the sub-pixel 1, and the sub-pixel 2 has a 50-area area. %, A mask filter 12F that transmits light to 50%, and a mask filter 12F that transmits light to 50% of the area of the subpixel 3 are mounted.
[0077]
The operation of attaching the above-described mask filters to the sub-pixels of all the pixels of the liquid crystal panel 4 is to form 100%, 50% and 50% mask filters instead of forming RGB filters in a well-known and common color liquid crystal display device. This is easy and there are no manufacturing problems.
As shown in FIG. 13B, the control unit 6 has the same configuration as that of the first embodiment. Therefore, in FIG. 13B, parts and elements corresponding to those in FIG. To do.
In the liquid crystal display device of the thirteenth embodiment, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is electronically divided into 256 gradations of 0 to 255 levels by an 8-bit control signal. In the same manner as in the eleventh embodiment, the combined luminance value Y of one pixel is calculated from the equation (6) as shown in Table 10 already described with the luminance value 0.5 of the subpixel 3 as the minimum unit. It increases monotonously and becomes a luminance value in 1021 steps. That is, since the luminance resolution of one pixel is 1021 gradations, the luminance resolution of the liquid crystal display device can be increased to 1021 gradations. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Furthermore, the liquid crystal display unit can be manufactured simply by replacing the RGB filter of the liquid crystal display unit having a one-pixel and three-subpixel configuration cultivated in the color liquid crystal display device with a mask filter, and its control circuit is generally used. Since the control circuit of the color liquid crystal display device that has been used can be used almost as it is, there is an advantage that it is easy to manufacture.
[0078]
Here, there are a plurality of ways of selecting the brightness value in 1021 steps, as in the eleventh embodiment, and the increase method as shown in Table 11 may be used.
Next, a fourteenth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. In the fourteenth embodiment, the present invention is applied to a liquid crystal display device. In the fourteenth embodiment, three subpixels 1, 2, and 3 constituting one pixel in the thirteenth embodiment are used. A structure in which every other frame image is converted into a two-frame image by shifting the luminance very slightly in the time axis direction, and the luminance of one pixel is displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. It is. This further increases the luminance resolution of the liquid crystal display device.
[0079]
As shown in FIG. 14A, the schematic configuration of the liquid crystal display device of the fourteenth embodiment is the same as that of the thirteenth embodiment. However, as shown in FIG. 14B, the display device of the fourteenth embodiment includes A time axis control circuit constituted by a frame memory 661, a frame control circuit 662 and a multiplexer 663 is added to the control unit 6. Since the circuit configuration of the control unit 6 is the same as that of the second embodiment, the same reference numerals are given to the portions and elements corresponding to those in FIG. 2B in FIG. 14B, and description of their operations is omitted.
Also in the fourteenth embodiment, two 8-bit luminance control signals based on the two video signals of the first video signal of frame N and the second video signal of frame N are controlled by the frame control circuit 662. Since the signals are sequentially supplied to the liquid crystal display unit 40 via the liquid crystal display control circuit 65, two video signals of the same Nth frame are sequentially displayed on the liquid crystal panel 4 of the liquid crystal display unit 40. Therefore, if the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is electronically controlled over 256 gradations ranging from 0 to 255 by an 8-bit control signal, the first of the frame N The luminance control is performed for a total of 2042 gradations (1021 gradations for the second video signal of frame N), and a total of 2042 gradations (actually 2041 gradations because two luminance values 0 become one). be able to. Thus, a two-dimensional monochrome liquid crystal display device having a luminance resolution of 2041 gradations can be provided.
[0080]
Note that the combined luminance value Y of one pixel is obtained by the above equation (7). The combined luminance value Y monotonously increases as shown in Table 12 above with the luminance value 0.5 of the sub-pixel 3 as the minimum unit, and becomes a luminance value in 2041 levels. Note that there are a plurality of ways of selecting the luminance value in 2041 as in the eleventh embodiment.
As described above, the liquid crystal display device according to the fourteenth embodiment not only has a luminance resolution almost twice that of the thirteenth embodiment, but can reproduce a moving image as in the thirteenth embodiment. There are advantages such as easy manufacture.
In the thirteenth and fourteenth embodiments, a mask filter that transmits light to 100% of its area is attached to one subpixel. However, a mask filter having a light transmission amount of 100% is attached. Since this is the same as the case where no mask is mounted, the same result can be obtained even if a mask filter having a light transmission amount of 50% is mounted on each of the remaining two subpixels without mounting a mask filter on one subpixel.
[0081]
In the fourteenth embodiment, when the video signal sent from a computer or the like is a still image, there is no need to output the same frame image twice, so the sent image is stored in the frame memory. What is necessary is just to input directly into the 1st, 2nd and 3rd look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3, without storing. However, the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel of the Nth frame and the (N + 1) th frame is controlled by, for example, an 8-bit control signal, and the combined luminance value of both frames is used. Control is performed to display the luminance of each pixel. Therefore, it is not necessary to provide the frame memory 661 and the multiplexer 663. Furthermore, if the LUT control circuit 63 has the function of the frame control circuit 662, it is not necessary to provide the frame control circuit 662. In other words, when the video signal sent from the computer or the like is a still image, the luminance resolution is increased to about twice the luminance resolution of the thirteenth embodiment without providing the time axis control circuit 66. be able to.
[0082]
Next, a fifteenth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a fifteenth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device in which the present invention is applied to a liquid crystal display device. As in the first embodiment, the display device includes a liquid crystal display unit 40 including a liquid crystal display surface (liquid crystal panel) 4 and a backlight 5 each including a plurality of pixels, and each of the liquid crystal panels 4. A control unit 6 for controlling the luminance of the pixels, an operation button 61 for inputting various commands (commands) to the control unit 6, an input circuit 62 for receiving video signals and control commands sent from the outside, A luminance measuring unit 7 that measures the luminance of the surface of the liquid crystal panel 4 and inputs the luminance to the control unit 6 is provided.
[0083]
The display device of the fifteenth embodiment also employs the spatial modulation dither method described above, and one pixel 10 is composed of three sub-pixels 1, 2 and 3 as schematically shown in FIG. . In this embodiment, the areas of the three subpixels constituting each pixel of the liquid crystal panel 4 are made different, and the amounts of light transmitted through these subpixels are made different. For example, as shown in FIG. 15, the area of the subpixel 1 of each pixel is manufactured to be the same as the area of the normal subpixel, and the areas of the subpixels 2 and 3 are 50% of the area of the subpixel 1, respectively. To manufacture. As a result, assuming that the amount of light transmitted through the subpixel 1 is 100%, the amount of light transmitted through the subpixel 2 is 50%, and the amount of light transmitted through the subpixel 3 is also 50%.
[0084]
Since the control unit 6 may have the same configuration as that of the first embodiment, it is not shown. Further, the control operation of the control unit 6 is also the same as that in the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
In the fifteenth embodiment, when the luminance of each of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting each pixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, the eleventh embodiment or the Similarly to the thirteenth embodiment, the luminance resolution of one pixel from the above formula (6) becomes 1021 gradations as shown in Table 10 already described, so the luminance resolution of the liquid crystal display device is increased to 1021 gradations. Can do. In addition, since only the spatial modulation dither method is employed, the problem of flicker does not occur, so that it is possible to reproduce a moving image. Further, since the control circuit of the color liquid crystal display device which is generally used can be used almost as it is, there is an advantage that the manufacturing is easy.
[0085]
In the fifteenth embodiment, as in the second embodiment, the luminance of the three sub-pixels 1, 2, and 3 constituting one pixel is shifted slightly in the time axis direction every other frame. The image may be converted into an image of two frames, and the luminance of one pixel may be displayed by the combined luminance value of the pixels of these two frames. As a result, the luminance resolution of the liquid crystal display device becomes 2041 gradations as shown in Table 12 already described. The control unit 6 having the configuration shown in FIG. 2B can be used. Note that there are a plurality of methods for selecting the luminance value in 2041 steps, as in the twelfth embodiment.
[0086]
In the eleventh to fifteenth embodiments described above, the light transmission amount of the three sub-pixels constituting one pixel is set to 100%, 50%, and 50%, so that the theoretical gradation is 1021 gradations or In spite of the 2041 gradation, even when the same backlight as the prior art is used, the luminance is reduced only to 200/300%. Therefore, since the correction may be performed 300/200%, the advantage that the lifetime of the backlight is extended can be further obtained.
In the first to fifteenth embodiments, the case where the present invention is applied to a liquid crystal display device which is a representative example of a two-dimensional monochrome bit plane display device has been described. However, a PDP (Plasma Display Panel), DMD (Digital Needless to say, the present invention can also be applied to a two-dimensional monochrome bit plane display device using a micromirror device or the like, and the same operation and effect can be obtained.
[0087]
Further, although the luminance of each subpixel is controlled over 256 gradations by an 8-bit control signal, the present invention is not limited to this, and the luminance of each subpixel is 256 by a control signal such as 9 bits or 10 bits. If the control is performed over more gradations than gradations, the luminance resolution is further improved. The operation of the fourth look-up table circuit LUT0 can be similarly executed in the first, second, and third look-up table circuits LUT1, LUT2, and LUT3, so that the fourth look-up table circuit The LUT0 may not be provided.
Although the invention has been described with reference to the preferred embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications, changes and improvements can be made to the above-described embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. It will be obvious. Accordingly, the invention is not limited to the illustrated embodiments, but also encompasses all such variations, modifications, and improvements that fall within the scope of the invention as defined by the appended claims. You should understand that.
[0088]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, the luminance resolution of the two-dimensional monochrome bit plane display device can be increased to the same level or higher than that of the CRT monitor with a simple configuration. Therefore, it can be conveniently used as a monochrome image display device for various medical electronic devices. In addition, as a display device for PACS (Picture Archiving and Communicating System) which will be extremely important in the medical instrument industry in the future, the high-brightness, high-resolution, small, and light-weight two-dimensional monochrome bit plane display device is replaced with a CRT monitor. In addition to being easy to handle, there is also the advantage that a true medical space can be expanded.
[Brief description of the drawings]
1 shows a first embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 1A is a schematic configuration diagram of the first embodiment, and FIG. 1B is a specific example of a control unit shown in FIG. 1A; FIG.
2 shows a second embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 2A is a schematic configuration diagram of the second embodiment, and FIG. 2B is a specific example of the control unit shown in FIG. 2A; FIG.
3 shows a third embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 3A is a schematic configuration diagram of the third embodiment, and FIG. 3B is a specific example of the control unit shown in FIG. 3A. FIG.
4A and 4B show a fourth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 4A is a schematic configuration diagram of the fourth embodiment, and FIG. 4B is a specific example of the control unit shown in FIG. 4A. FIG.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention;
6 shows a sixth embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 6A is a schematic configuration diagram of the sixth embodiment, and FIG. 6B is a specific example of the control unit shown in FIG. 6A. FIG.
7 shows a seventh embodiment of the two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 7A is a schematic configuration diagram of the seventh embodiment, and FIG. 7B is a specific example of the control unit shown in FIG. 7A; FIG.
8 shows an eighth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 8A is a schematic configuration diagram of the eighth embodiment, and FIG. 8B is a specific example of the control unit shown in FIG. 8A; FIG.
9 shows a ninth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 9A is a schematic configuration diagram of the ninth embodiment, and FIG. 9B is a specific example of the control unit shown in FIG. 9A; FIG.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a tenth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention.
11 shows an eleventh embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 11A is a schematic configuration diagram of the eleventh embodiment, and FIG. 11B is a specific example of the control unit shown in FIG. 11A; FIG.
12 shows a twelfth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 12A is a schematic configuration diagram of the twelfth embodiment, and FIG. 12B is a specific example of the control unit shown in FIG. 12A; FIG.
13 shows a thirteenth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 13A is a schematic configuration diagram of the thirteenth embodiment, and FIG. 13B is a specific example of the control unit shown in FIG. 13A; FIG.
14 shows a fourteenth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention, FIG. 14A is a schematic configuration diagram of the fourteenth embodiment, and FIG. 14B is a specific example of the control unit shown in FIG. 14A. FIG.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a fifteenth embodiment of a two-dimensional monochrome bit plane display device according to the present invention;
[Explanation of symbols]
1, 2, 3: Subpixel 4: Liquid crystal display surface 5: Backlight
6: Control unit 7: Luminance measurement unit 10: Pixel
40: Liquid crystal display unit 63: Look-up table control circuit
65: Liquid crystal display control circuit 66: Time axis control circuit
LUT0, LUT1, LUT2, LUT3: Look-up table circuit
1F, 2F, 3F: ND filter
11F, 12F, 13F: Mask filter

Claims (12)

In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by m (m is an integer of 3 or more) subpixels,
M ND filters with different light transmittances attached to m sub-pixels constituting each pixel, each having a power series of 1 / n 2 (n is an integer from 0 to m). M ND filters that respectively transmit light at a ratio of the value of each term in percentage;
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
M sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the m sub-pixels;
M rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of the m sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A look-up table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the look-up table for these m look-up table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the m sub-pixel brightness control circuits. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by m (m is an integer of 3 or more) subpixels,
M mask filters mounted on m sub-pixels constituting each pixel, each having an opening for differentiating the area of the sub-pixel through which light is transmitted, Is an integer from 0 to m) m mask filters each having an aperture through which light passes at a ratio of the value of each term of the power series expressed as a percentage.
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
M sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the m sub-pixels;
M rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of the m sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A look-up table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the look-up table for these m look-up table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the m sub-pixel brightness control circuits. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by m (m is an integer of 3 or more) subpixels,
The area of the m sub-pixels constituting each pixel is set to a ratio of the value of each term in the power series of 1 / n 2 (n is an integer from 0 to m) as a percentage. M sub-pixels, and
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
M sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the m sub-pixels;
M rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of the m sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A look-up table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the look-up table for these m look-up table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the m sub-pixel brightness control circuits. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by m (m is an integer of 3 or more) subpixels,
(M-1) ND filters having different light transmittances respectively attached to (m-1) subpixels of m subpixels constituting each pixel, each having a power of 2 (M-1) ND filters that respectively transmit light at a ratio of the value of the second term of the power series of 1 (n is an integer from 0 to m) of
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
M sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the m sub-pixels;
M rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of the m sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A look-up table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the look-up table for these m look-up table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the m sub-pixel brightness control circuits. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by m (m is an integer of 3 or more) subpixels,
(M-1) apertures that are respectively attached to (m-1) subpixels out of m subpixels constituting each pixel and have openings for varying the areas of the subpixels through which light is transmitted. And apertures that allow light to pass through at a ratio of the second and subsequent values of the power series of 1 / n 2 (where n is an integer from 0 to m) as a percentage. (M-1) mask filters having
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
M sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the m sub-pixels;
M rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of the m sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A look-up table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the look-up table for these m look-up table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the m sub-pixel brightness control circuits. The two-dimensional monochrome bit surface display device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the bit surface display device is a liquid crystal display device and m = 3. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels,
Three that are attached to the three sub-pixels constituting each pixel and transmit light at a rate of 100%, 100%, 50%, or transmit light at a rate of 100%, 50%, 50% ND filters of
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
Three sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the three sub-pixels;
Three rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of these three sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A lookup table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the lookup table with respect to these three lookup table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the three sub-pixel brightness control circuits. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels,
Apertures that are attached to the three sub-pixels that constitute each pixel and transmit light at a rate of 100%, 100%, and 50%, or that transmit light at a rate of 100%, 50%, and 50%, respectively. Having three mask filters;
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
Three sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the three sub-pixels;
Three rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of these three sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A lookup table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the lookup table with respect to these three lookup table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the three sub-pixel brightness control circuits. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels,
Three subpixels in which the area of the three subpixels constituting each pixel is set to a ratio of 100%, 100%, 50%, or a ratio of 100%: 50%: 50%,
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
Three sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the three sub-pixels;
Three rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of these three sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A lookup table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the lookup table with respect to these three lookup table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the three sub-pixel brightness control circuits. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels,
One or two ND filters that transmit 50% of light and are attached to one or two of the three sub-pixels constituting each pixel;
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
Three sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the three sub-pixels;
Three rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of these three sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A lookup table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the lookup table with respect to these three lookup table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the three sub-pixel brightness control circuits. In a two-dimensional monochrome bit plane display device having a bit plane in which each pixel is constituted by three subpixels,
1 or 2 mask filters having openings that allow 50% of light to pass through, which are attached to one or two of the three sub-pixels constituting each pixel;
An input circuit for receiving a video signal and a control command sent from the outside;
Three sub-pixel luminance control circuits that respectively output a plurality of bits of luminance control signals for controlling the luminance of the three sub-pixels;
Three rewritable look-up table circuits which are respectively provided on the input side of these three sub-pixel luminance control circuits and give predetermined luminance information to the corresponding sub-pixel luminance control circuits,
A lookup table control circuit for controlling writing, changing, deleting, etc. of the lookup table with respect to these three lookup table circuits;
And a control circuit for controlling the brightness of the bit plane based on a plurality of brightness control signals output from the three sub-pixel brightness control circuits. 2D monochrome bit plane display device according to any one of claims 7 to 11 bit face display device characterized in that it is a liquid crystal display device.

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