JP4085860B2

JP4085860B2 - 液晶画像表示装置

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Publication number: JP4085860B2
Application number: JP2003086503A
Authority: JP
Inventors: 豊越智
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP2004294731A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に係り、特に、投射型ディスプレイやビューファインダ、ヘッドマウントディスプレイ等の液晶画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶画像表示装置、プラズマ画像表示装置、デジタルミラー画像表示装置、エレクトロルミネセンス画像表示装置、フィールドエミッション画像表示装置等の画像表示装置では、画像信号を表示する方式としてこの画像信号をデジタル化し、このデジタル信号を各画素に印加するようにしたデジタル方式が採用される傾向にある。この場合、１テレビフィールド（フィールド）を、異なる重みを持つ複数のサブフィールドで構成し、このサブフィールドを順次時系列的に表示して画像を表示することが行われている。
【０００３】
これら各画像表示装置は構造、駆動方式は異なるが、いずれの方式においても上記したサブフィールド構造をもつために、動画表示時において、擬似輪郭が発生する。例えば１フィールドが８ビットの複数のサブフィールドを持ち、それぞれのサブフィールドの時間幅が、１（＝２⁰ ）：２（＝２¹ ）：４（＝２² ）：８（＝２³ ）：１６（＝２⁴ ）：３２（＝２⁵ ）：６４（＝２⁶ ）：１２８（＝２⁷ ）である場合を考える。これらサブフィールドの組み合わせにより、階調は０〜２５５の２５６階調レベルの表現ができる。ここで、動画における擬似輪郭は各サブフィールドの表示時における発光タイミンングの時間的ずれによると考えられる。画像の移動速度が速い場合、時間のずれが空間のずれに変換されるため、動画擬似輪郭が発生し動画質が劣化する。
【０００４】
図５は動画擬似輪郭の発生を模式的に説明するための図である。この図５においては、サブフィールドが１〜８（ＳＦ１〜ＳＦ８）からなり、隣接する画素において、階調レベルが”１２７”と”１２８”の境界を示している。図中の右方向が時間の流れを示し、この順序でサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に向かって順に表示されて行く。図中、白色の部分はオン表示（白色）を示し、梨地の部分はオフ表示（黒色）を示し、階調レベルが大きい程、白色に近づき、小さい程、黒色に近づく、図中のＳ１〜Ｓ３は視線の高さ方向の位置を示す。ここで視線が位置Ｓ２で固定された場合には、光Ｙ１に示すようにサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ７では白色（オンの画素を示す）を通ってサブフィールドＳＦ８では黒色（オフの画素を示す）を通った光が目に入るので、階調レベル”１２７”を適正に認識できる。
【０００５】
しかし、視線が位置Ｓ２から上方の位置Ｓ１へ移動すると、光Ｙ２に示すようにサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８では全て黒色を通った光（実際には光はほとんど無し）が目に入るので、階調レベル”０”（真黒）になってしまう。従って、この視線移動により黒レベルの線が擬似的に発生し、これが輪郭として見えてしまう。
これに対して、視線が位置Ｓ２から下方の位置Ｓ３へ移動すると、光Ｙ３に示すようにサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８では全て白色を通った光（実際には光はほとんど無し）が目に入るので、階調レベル”２５５”（真白）になってしまう。従って、この視線移動により白レベルの線が擬似的に発生し、これが輪郭として見えてしまう。
【０００６】
そして、上記した動画擬似輪郭の発生を解決するために以下の方策が提案されている。例えば非特許文献１において示されているように、サブフィールド中において表示時間が長いサブフィールドはより小さな表示時間のサブフィールドに分割してビデオフィールドに分散し、かつ分割サブフィールドを並びかえる。その結果、隣接する階調レベルにおいて、オンとなるサブフィールドが移動したときに、表示素子から出射する光の時間方向のずれが小さくなり擬似輪郭は認識され難くなる。
【０００７】
また、特許文献１において開示されているように、液晶表示装置における場合においても同様の理由により、長い表示時間のサブフィールドをより小さな表示時間のサブフィールドに分割するようにしている。この時の表示態様の状態を図６を参照して説明する。図６は従来の画像表示装置の視線移動時の表示態様の一例を説明するための模式図である。ここでは１フィールドを１９のサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１９に分割しており、図中、梨地の部分はオフを示し、白色の部分はオンを示す。また白色の部分の数字は明るさのレベルを示す。この点は図７も同じである。ここでは階調レベルが１２６〜１３０の部分を示している。階調レベルが１２８において、サブフィールドＳＦ８〜ＳＦ１１はオフ、この隣のサブフィールドＳＦ１２はオンである。
【０００８】
この場合には、視線移動が位置Ｓ２から位置Ｓ１、或いは位置Ｓ３へ移動しても光Ｙ１〜Ｙ３は全て階調レベルが１２７であり動画擬似輪郭は発生しない。
また擬似輪郭を改善するその他の方法として非特許文献２において「ＣＬＥＡＲ駆動法」が提案されている。この方法は、ＰＤＰにおいて、輝度に応じて順次発光期間を積み重ねていく方式であり、擬似輪郭への改善効果は大きい。更に、擬似輪郭を改善するその他の方法として、特許文献２に開示されているように、輝度に応じて順次発光期間を積み重ねていく方式があり、この方式で擬似輪郭の発生抑制には有効である。
【０００９】
【非特許文献１】
「ＤＬＰ投射システム」ディスプレイアンドイメージング２００１，Ｖｏ１．９，ｐｐ７９−８６
【特許文献１】
米国特許第６１５１０１１号明細書
【非特許文献２】
ＮＩＫＫＥＩＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ１９９９．１０．４（ＮＯ．７５３）
【特許文献２】
特開２００１−３４３９５０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した各従来技術には以下のような問題があった。すなわち、上記非特許文献１及び特許文献１の技術において、図７に示すように階調レベル１２８において、図６に示すサブフィールドＳＦ１２がオンする替わりに、これよりも時間的に遠く離れた、例えばサブフィールドＳＦ１７がオンすると、視線が位置Ｓ２で固定された場合には階調レベルが１２７、視線が位置Ｓ２から位置Ｓ１へ移動すると階調レベルが１２７、視線が位置Ｓ２から位置Ｓ３へ移動すると階調レベルが１４３となる。従って、視線が位置Ｓ２から位置Ｓ３へ移動すると（光Ｙ１からＹ３）、階調レベルは１６（＝１４３−１２７）階調変化してしまい、ここの境界部分に動画擬似輪郭が発生する、という問題があった。
【００１１】
また上記非特許文献２で示される技術の場合には、２フィールドで２４サブフィールドにより、表現できる階調数は２４レベルのみであり、フル階調を表示するためにはディザ、誤差拡散等の信号処理が必要であるという問題があった。
更に、特許文献２で開示されている技術の場合には、アクセスする各サブフィールドと表示すべきビットプレーン対応関係が従来の単純なルックアップテーブルではあたえられず、各画素について、明るさ応じてビットプレーンからサブフィールドに演算する追加制御回路が必要となり、装置構造が複雑化する問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、サブフィールド構造を最適化することにより、動画擬似輪郭の発生を抑制した階調表現を可能にし、動画質を向上できる液晶画像表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、デジタル化された画像信号を、複数の画素がマトリクス状に配置された表示手段に印加して表示するに際して、前記画像信号の１フィールドを複数の１フィールド期間より短い期間であるサブフィールドに分割し、前記サブフィールドを前記画像信号の階調レベルに応じて選択的にオン、またはオフ表示して前記画像信号に基づいた画像を表示する液晶画像表示装置において、前記デジタル化された画像信号の各フィールドを複数の階調レベルで表示するため１フィールド期間より短時間である表示期間をもつ複数のサブフィールドに変換する変換回路と、前記表示手段の画素の階調レベルそれぞれの階調レベルを与える前記複数のサブフィールドを第１のサブフィールドパターングループと第２のサブフィールドパターングループとに分割し記憶している記憶部と、前記複数のサブフィールドを前記第１及び第２のサブフィールドパターングループによりオン・オフし前記表示部の画素をそれぞれ駆動する駆動部と、を有し、前記第１のサブフィールドパターングループは、サブフィールドの表示期間が順次長くなるように順次配列され、前記第２のサブフィールドパターングループは、前記第１のサブフィールドパターングループに連続して配列されると共に、前記第１のサブフィールドパターングループより表示期間が長く、かつ、表示期間が同一のサブフィールドが複数配列されるよう構成されており、前記第１及び第２のサブフィールドパターングループは、前記画像信号の階調レベルにおいて、１階調変化する毎に、オンとなる１個又は２個のサブフィールドがサブフィールドの配列方向に沿って１サブフィールド分移動し、或いは、前記１階調変化する前のサブフィールドのオンを保持し、これらのサブフィールドより表示期間が短いサブフィールドの１個をオンとし、或いは、前記１階調変化する前のサブフィールドの内、これらのサブフィールドより表示期間が短いサブフィールドの１個をオフとすると共に、オンとなる１個のサブフィールドがサブフィールドの配列方向に沿って１サブフィールド分移動し、前記第２のサブフィールドパターンの内、配列方向の最後のサブフィールドが一旦オンになった後は、それ以上の階調レベルにおいてはオンを保持するよう構成していることを特徴とする液晶画像表示装置である。
【００１３】
この場合、例えば前記ルックアップテーブルは、前記サブフィールドがオンする順番を、階調レベルが高くなるに従って、前記表示期間が最も短いサブフィールドから最も長いサブフィールドに向かって移動させ、オフ状態のサブフィールドの内で前記表示期間が最も長いサブフィールドがオンとなった時には、該オンになったサブフィールドをその階調レベル以上においては常にオン状態を保持するように設定されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る液晶画像表示装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
＜第１実施例＞
図１は本発明に係る液晶画像表示装置の一例を示すブロック構成図、図２は入力電圧と出力光強度との関係を示すグラフ、図３はサブフィールドを形成する時に用いるルックアップテーブルの一例を示す図である。尚、ここでは画像表示装置として液晶を用いた表示装置を例にとって説明するが、本発明は、プラズマ画像表示装置、デジタルミラー画像表示装置、エレクトロルミネセンス画像表示装置、フィールドエミッション画像表示装置などにも適用できる。
【００１５】
図１に示すように、この画像表示装置２は、画像信号Ｓをデジタル化して１つのフィールドに対して所定の複数のサブフィールドを形成するためのサブフィールド制御手段４と、複数の画素がマトリクス状に配置されて上記サブフィールド制御手段４で形成されてデジタル信号を印加することによって画像を表示する表示手段６とにより主に構成される。具体的には、上記サブフィールド制御手段４は、アナログの画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部８と、このＡ／Ｄ変換部８より出力されるデジタル信号（画像信号）に基づいて１フィールドに対して複数、ここでは１９のサブフィールドを形成するサブフィールド変換回路１０と、このサブフィールドを形成する際に参照する図３に示すようなルックアップテーブルを記憶するルックアップメモリ１２と、上記サブフィールド変換回路１０で形成された信号を記憶する第１と第２の２つのフレームメモリ１４、１６とを有している。また上記第１、第２のフレームメモリ１４、１６から出力されるサブフィールドのデータを記憶する、２０個のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ２０が設けられている。
【００１６】
また表示手段６は、例えば６４０×４８０の画素（図示せず）がマトリクス状に配置された表示部２０を有しており、この表示部２０の一側には行走査電極駆動回路２２が設けられると共に、他側には列信号電極駆動回路２４が設けられる。この列信号電極駆動回路２４には、シフトレジスタＤＳＲ１〜ＤＳＲ２０が含まれ、制御側のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ２０からのデータを受け取り保持する。
【００１７】
次に、このように構成された液晶画像表示装置２の動作について説明する。
まず、Ａ／Ｄ変換部８は、入力されたアナログの画像信号Ｓをデジタル信号に変換する。ここでは、８ビットの入力信号とする。この入力される画像信号Ｓは、通常ＣＲＴの逆ガンマ特性を前提としたものであり、一般には図２に示すような液晶を電圧駆動したときの出射光強度の関係がＳ字型となり、階調が正しく表現できなくなる。図２中、Ｖｔｈは閾値を示し、Ｖｓａｔは飽和電圧を示す。そこで、図３に示すような、本発明の特徴とする階調レベルとサブフィールドの対応するルックアップテーブルにより、正しく階調が表現できるよう、また擬似輪郭が発生しないようにサブフィールドの表示期間、及び各階調レベルにおける各サブフィールドのオン・オフ表示を設定する。この、ガンマ補正および擬似輪郭の抑制を行うためのルックアップテーブルが本発明の具体例に対応する。尚、ここでは階調レベルが０〜２５５までの２５６段階を示しており、途中の部分の記載は一部省略している。ここで記載されている階調レベル中、”１”はオン（点灯）を示し、空白はオフを示す。表示の際は、サブフィールドＳＦ１からサブフィールドＳＦ１９に向けて順に時系列的に表示される。
【００１８】
図３に示す場合は、各サブフィールドは、サブフィールドの表示期間が順次長くなるように、或いは順次短くなるように複数のサブフィールドが順次配列された第１のグループ、例えばサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ１０と（図３においては順次長くなるように配列されている）、サブフィールドの表示期間が最も長い複数のサブフィールド、例えばサブフィールドＳＦ１１〜ＳＦ１９が順次配列された第２グループとの２つのグループよりなり、両者がこの順序で連続するよう設定されている。
具体的には、第１のグループにおいては、各サブフィールドの表示期間は、ＳＦ１、ＳＦ２… ＳＦ１０の順で３０μｓｅｃ、６０μｓｅｃ、９０μｓｅｃ…２４０μｓｅｃのように順次長くなるように設定されている。また第２のグループにおいては、各サブフィールドＳＦ１１〜ＳＦ１９の表示期間は全て２６０μｓｅｃで同じとなっている。またここでは、隣接するサブフィールド同士の表示期間の差が、サブフィールドの表示期間が長くなるに従って、同一、或いは短くなるように設定されている。例えばサブフィールドの表示期間が短い場合は隣接サブフィールドの表示期間の差は３０μｓｅｃであるが、サブフィールドの表示期間が長くなるに従って、サブフィールドの表示期間の差は２０μｓｅｃ、０μｓｅｃと徐々に短くしている。
【００１９】
具体的には、隣接サブフィールドの表示期間の差は、ＳＦ１〜ＳＦ４まではそれぞれ３０μｓｅｃで同一、ＳＦ４〜ＳＦ１１まではそれぞれ２０μｓｅｃで同一、ＳＦ１１〜ＳＦ１９まではそれぞれ０μｓｅｃで同一となっている。そして、上述のように、隣接サブフィールドの表示期間の差は、サブフィールドの表示期間が長くなるに従って、３０μｓｅｃ→２０μｓｅｃ→０μｓｅｃの様に数サブフィールド毎に順次短くなっている。
【００２０】
またここでは、階調レベルが高くなるに従って、第１グループにおいて表示期間が最も短いサブフィールドから最も長いサブフィールドに向かって１サブフィールド毎に移動させ、第２グループのサブフィールドで最も第１グループに近い位置の第２グループのサブフィールドＳＦ１１をオンし、さらに階調レベルが高くなるに従って、第１グループにおいて最も短いサブフィールドから最も長いサブフィールドに向かって１サブフィールド毎に移動させると同時に第２グループにおいてサブフィールド位置が第１グループに最も近い位置から最も遠い位置に向かって１サブフィールド毎に移動させ、オフ状態のサブフィールドの内で第１グループから最も遠い前記第２グループのサブフィールドＳＦ１９がオンとなった時には、このオンになったサブフィールドをその階調レベル以上においては常にオン状態を保持するようにしている。さらに階調レベルが高くなると同様のサブフィールドの動きが順次繰り返される。
【００２１】
サブフィールド変換回路１０は、デジタル化された画像信号を入力し、各画素に対応する画素信号を予め決められたサブフィールドの表示期間をもつ、ここでは１９個のサブフィールドに変換する回路である。具体的には、入力されるデジタル画像信号の階調レベルに応じて変換すべき情報が定められた図３に示すようなルックアップテーブルを参照して、所定の数の、ここでは１９個のサブフィールドに画像信号が分割される。このサブフィールド変換回路１０は、図１に示すように、書き込み制御アドレス信号により物理アドレスが指定され、第１及び第２のフレームメモリ１４、１６にルックアップテーブルのデータが書き込まれる。
【００２２】
この第１及び第２のフレームメモリ１４、１６は、それぞれ１９個のサブフィールドに対応する１９個のサブフィールドメモリ（図示せず）を含み、このサブフィールドメモリは、各画素の６４０×４８０（個）のサブフィールドデータを記憶する。上記サブフィールドメモリに保持されたデータは、例えば２０ビットずつ読み出されてシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ２０に保持される。保持された２０ビットのデータは表示部２０のシフトレジスタＤＳＲ１〜ＤＳＲ２０に転送されて保持される。各画素には、データを保持するメモリが配置されており、シフトレジスタＤＳＲ１〜ＤＳＲ２０に保持されたデータが各画素のメモリに転送され、保持される。各画素に２０ビットずつ保持され、１列６４０ビットのデータが保持されると、２列目のデータが保持される。そして、３列、…４８０列のようにデータ転送を順次繰り返し、１サブフィールド分のデータ転送が終了し、全画素のメモリにデータが保持されたあと、全画素のメモリのデータが一括で全画素に転送され、各画素の液晶が同時に駆動される。
【００２３】
その後は同様に２サブフィールド、・・・・、１９サブフィールドにおける動作を行い、１フィールドが終了する。第１のフレームメモリ１４からデータが読み出されている時間において、同時に第２のフレームメモリ１６にサブフィールド変換回路１０からデータが書き込まれている。第１のフレームメモリ１４から１フィールド分のデータ読み出しが終了後、第２のフレームメモリ１６から１フィールド分のデータが読み出される。以後、第１及び第２のフレームメモリ１４、１６は書き込み、読み出し動作を１フィールド毎に交互に行う。
【００２４】
次に、図３に示すようにルックアップテーブルを形成することにより、動画擬似輪郭の発生が抑制される理由について説明する。
図６及び図７に戻って、図６及び図７より、擬似輪郭の発生し難いサブフィールドパターンは、隣接する階調レベルにおいて、オン（点灯）するサブフィールドの位置が近い必要がある。例えば、階調レベルが１２７から１２８に変化する場合、サブフィールドＳＦ８〜ＳＦ１１がオフとなり、サブフィールドＳＦ１７がオンになる場合（図７参照）には視線移動の速度が小さくても明るさが１２７から１４３へと変化して認識されて擬似輪郭が発生し易い。しかし、サブフィールド１７に替えてサブフィールドＳＦ１２がオンになる場合（図６参照）には光Ｙ４に示すように視線移動速度が速くならないと（位置Ｓ４）、明るさが１２７から１４３へと変化するように認識されず擬似輪郭が発生し難くなる。
【００２５】
また、階調レベル１２７で、サブフィールドＳＦ８〜ＳＦ１１のオンにより明るさ１５を発生するが、この場合、サブフィールドＳＦ８〜ＳＦ１１の発光重心はサブフィールドＳＦ９とＳＦ１０の中間にあり、階調レベルが１２８でサブフィールドＳＦ１２がオンになっても発光重心の移動は最小にできない。尚、発光重心とは、あるサブフィールドの集合の明るさの平均位置（ＳＦ）を示す。いま、仮にサブフィールドＳＦ１１に単独で明るさ１５が配置されると、階調レベルが１２７から１２８に変化する場合、発光重心はサブフィールドＳＦ１１からサブフィールドＳＦ１２となり、発光重心の移動は最小の１サブフィールドにできる。従って、隣接する階調レベルにおいて、サブフィールドの表示期間の差が小さいほどサブフィールドの移動を小さくすることができるが、、各サブフィールドの表示期間は表現される階調レベルにより決定される。
【００２６】
従って、擬似輪郭の低減と階調表現を両立するためには、次の２つの条件が必要となる。
（１）各サブフィールドの表示期間の差は小さいほどよくなる。
（２）隣接する階調レベルにおいては、サブフィールドの発光重心の位置の移動は小さいほどよくなる。
【００２７】
この方針に従う一例が図３に示すルックアップテーブルである。前述したように、図３のルックアップテーブルでは、サブフィールドの表示期間は、サブフィールド数が大きくなるほど徐々に長くなる。サブフィールドの表示期間が短い場合には、隣接するサブフィールドの表示時間の差は３０μｓｅｃであるが（ＳＦ１〜ＳＦ４）、サブフィールドの表示期間が長くなるにしたがって、隣接するサブフィールドの表示期間の差は２０μｓｅｃ、０μｓｅｃ（第２のグループの場合）と短くなる。これは、図２に示すように液晶に加わる入力電圧（実効電圧値）と出力光強度との関係は直線的に変化せず、Ｓ字型に変化するため、複数サブフィールドの表示期間の合計がある１サブフィールドの表示期間に等しくても、明るさは複数サブフィールドの明るさより１サブフィールドの明るさのほうが明るい。従って、正確な階調表現を行うためには、このようにサブフィールド数が大きくなるほど隣接するサブフィールドの表示期間の差を小さくする必要がある。
【００２８】
次に階調レベルが０から大きくなるときのサブフィールドの変化を説明する。階調レベルが０のときには、例えば全サブフィールドをオフにする。これは液晶画像表示装置の黒レベルをきめるものであり、必要な黒レベルにより各サブフィールドのオン状態が設定される。
階調レベルが１、２、・・・と変化すると、オンとなるサブフィールドの移動量は１サブフィールド毎になり、サブフィールドＳＦ１１がオンとなったあとにはサブフィールドの表示期間は全て２６０μｓｅｃとなって同じであり、更にオンするサブフィールドは、サブフィールドＳＦ１２、ＳＦ１３、・・・ＳＦ１９のようにに１サブフィールド毎に移動する。そして、サブフィールドＳＦ１２がオンとなる場合、サブフィールドＳＦ１も同時にオンとなり、それ以上の階調においてサブフィールドＳＦ２とサブフィールドＳＦ１３、サブフィールドＳＦ３とサブフィールドＳＦ１４、・・・・・のように２つのサブフィールドが同時にオンとなる。
【００２９】
階調レベルが２９以下においては、階調レベルのオンとなるサブフィールドの移動量は１サブフィールド毎になり擬似輪郭の発生は抑制される。階調レベルが２９と３０の間においては、オンするサブフィールドＳＦ７は移動せずにサブフィールドＳＦ１がオンとなるがサブフィールドＳＦ１は表示期間が短いため、擬似輪郭として認識されない。この点は階調レベル３１と３２の間においても同様である。隣接する階調レベルにおいて、オンするサブフィールドは移動しないが表示期間が短いサブフィールドがオンする場合は他の階調レベル間においても存在し、その場合、同時にオンするサブフィールドは表示期間が短いサブフィールドであればよく、サブフィールドＳＦ１に限らない。
【００３０】
このように、サブフィールドの表示期間を途中までは次第に順次長くなるように設定（第１のグループ）し、その後は表示期間が一定となるように設定（第２のグループ）した理由は次の理由による。すなわち、液晶画像表示装置では、サブフィールドの表示期間が長くなるとその階調レベルを制御するのがかなり難しくなるので、配列されるサブフィールドの途中でその表示期間がそれ以上長くなるのを停止している。この場合、表示期間が長い方のサブフィールドの表示期間の増加を抑制した分だけ明るさが減少するので、これを補償するためにこの表示期間が長い部分のサブフィールドをオンすると同時に、表示期間の短いサブフィールドも順にオンするように設定している。これにより、階調レベルが高くなっても、階調レベルの細かな制御が可能にできることになる。
【００３１】
また液晶を用いた画像表示装置において、仮に隣接サブフィールド間の表示期間の差を変化させることなく一定とした場合には、隣接階調レベル間においてオンするサブフィールドの移動量が常に１サブフィールドとなるように設定すると（例えば階調レベル１〜１９を参照）、階調レベルと出力光強度との関係が、液晶の特性に起因して図４中に示す特性Ｂ１のように２次曲線的に上方へ跳ね上がった特性を示すので好ましくない。そこで、サブフィールドの表示期間が長くなるに従って、上述のように隣接サブフィールド間の表示期間の差を、例えば複数サブフィールド毎に次第に短くすることにより、図４中の特性Ｂ２のように直線的に大きくなる良好な特性とすることができる。
【００３２】
このように、図３に示すようなルックアップテーブル構造を採用することにより階調レベルが変化してもその時の発光重心の移動量は小さくしているので、擬似輪郭の発生を大幅に抑制することが可能となる。
また、サブフィールドの表示の順序に従って、その表示期間が順次長くなるように設定しているので、いわゆる動きぼけの発生を抑制することができる。尚、動きぼけとは、静止画では解像度がよい場合でも画像が動くことによりその画像自体の解像度が劣化してぼけて見える現象をいう。この動きぼけについて説明すると、一般的には画像表示装置の中では動きぼけの少ないのはＣＲＴ（陰極線管）であり、液晶画像表示装置では動きぼけが多い。これは、ＣＲＴの発光パターンがインパルス発光であるのに対して液晶画像表示装置の発光パターンが保持型発光であるのに起因している。このような状況下において、サブフィールド番号が増加するに従って、表示期間が次第に増加して１つのピークを形成して終了するようなパターン、いわゆる１山パターンとなる場合には、上記した動きぼけの発生を大幅に抑制することができる。
【００３３】
尚、図３に示す各ルックアップテーブルでは、サブフィールドを表示する順番に、途中まではその表示期間が次第に長くなるようにし、その後は表示期間が一定となるように配列したが、これに限定されず、これを逆に、すなわち、サブフィールドの表示期間が最も長い第１のグループのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ９とし、最も短いものをサブフィールドＳＦ１９とするようにしてもよい。この場合、各階調レベルのオン・オフのパターンは、完全に逆になり、例えば図３中にて左上方向から右下方向へ斜めに進行する”１”の配列が、右上方向から左下方向へ斜めに進行する”１”の配列となり、この場合にも、前述したと全く同様な効果を得ることができる。
また上記各実施例ではフィールドを１９個のサブフィールドに分割した場合を例にとって説明したが、このサブフィールドの数に限定されないのは勿論である。
【００３４】
また、図３に示すルックアップテーブルは、第１グループにおいて隣接するサブフィールド同士の表示期間の差がサブフィールドの表示期間が長くなるに従って複数のサブフィールド毎に短くなるように設定されているが、第１グループにおいて隣接するサブフィールド同士の表示期間の差がサブフィールドの表示期間が長くなるに従って１サブフィールド毎に短くなるように設定されてもよい。例えばＳＦ１の表示期間が３０μｓｅｃとし、隣接するサブフィールド同士の表示期間の差が１サブフィールド毎に１μｓｅｃずつ短くなる場合、それぞれＳＦ２、ＳＦ３、…ＳＦ１１、…ＳＦ１９の表示期間は５９μｓｅｃ、８７μｓｅｃ、…２７５μｓｅｃ、…２７５μｓｅｃとなる。この場合も、図３と同様のルックアップテーブルを適用できる。
また、図３に示すルックアップテーブルは、第１グループにおいて隣接するサブフィールド同士の表示期間の差がサブフィールドの表示期間が長くなるに従って複数のサブフィールド毎に短くなるように設定されているが、第１グループにおいて隣接するサブフィールド同士の表示期間の差が常に同一であってもよい。例えばＳＦ１の表示期間が３０μｓｅｃとし、隣接するサブフィールド同士の表示期間の差が３０μｓｅｃとすると、それぞれＳＦ２、ＳＦ３、…ＳＦ１１、…ＳＦ１９の表示期間は６０μｓｅｃ、９０μｓｅｃ、…３３０μｓｅｃ、…３３０μｓｅｃとなる。この場合も、図３と同様のルックアップテーブルを適用できる。また、サブフィールドの表示期間と表示装置の明るさが比例関係にある、プラズマ画像表示装置、デジタルミラー画像表示装置、エレクトロルミネセンス画像表示装置、フィールドエミッション画像表示装置等の画像表示装置に適応でき、擬似輪郭の発生を大幅に抑制することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶画像表示装置によれば、擬似輪郭の発生を抑制し、階調性に優れ、動きぼけの少ない動画質を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像表示装置の一例を示すブロック構成図である。
【図２】入力電圧と出力光強度との関係を示すグラフである。
【図３】サブフィールドを形成する時に用いるルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図４】階調レベルと出力光強度との関係を示すグラフである。
【図５】動画擬似輪郭の発生を模式的に説明するための図である。
【図６】従来の画像表示装置の視線移動時の表示態様の一例を説明するための模式図である。
【図７】従来の画像表示装置の視線移動時の表示態様の一例を説明するための他の模式図である。
【符号の説明】
２…画像表示装置、４…サブフィールド制御手段、６…表示手段、８…Ａ／Ｄ変換部、１０…サブフィールド変換回路、１２…ルックアップメモリ、１４…第１のフレームメモリ、１６…第２のフレームメモリ、２０…表示部。

Claims

デジタル化された画像信号を、複数の画素がマトリクス状に配置された表示手段に印加して表示するに際して、前記画像信号の１フィールドを複数の１フィールド期間より短い期間であるサブフィールドに分割し、前記サブフィールドを前記画像信号の階調レベルに応じて選択的にオン、またはオフ表示して前記画像信号に基づいた画像を表示する液晶画像表示装置において、
前記デジタル化された画像信号の各フィールドを複数の階調レベルで表示するため１フィールド期間より短時間である表示期間をもつ複数のサブフィールドに変換する変換回路と、
前記表示手段の画素の階調レベルそれぞれの階調レベルを与える前記複数のサブフィールドを第１のサブフィールドパターングループと第２のサブフィールドパターングループとに分割し記憶している記憶部と、
前記複数のサブフィールドを前記第１及び第２のサブフィールドパターングループによりオン・オフし前記表示部の画素をそれぞれ駆動する駆動部と、
を有し、
前記第１のサブフィールドパターングループは、サブフィールドの表示期間が順次長くなるように順次配列され、前記第２のサブフィールドパターングループは、前記第１のサブフィールドパターングループに連続して配列されると共に、前記第１のサブフィールドパターングループより表示期間が長く、かつ、表示期間が同一のサブフィールドが複数配列されるよう構成されており、
前記第１及び第２のサブフィールドパターングループは、
前記画像信号の階調レベルにおいて、１階調変化する毎に、
オンとなる１個又は２個のサブフィールドがサブフィールドの配列方向に沿って１サブフィールド分移動し、
或いは、前記１階調変化する前のサブフィールドのオンを保持し、これらのサブフィールドより表示期間が短いサブフィールドの１個をオンとし、
或いは、前記１階調変化する前のサブフィールドの内、これらのサブフィールドより表示期間が短いサブフィールドの１個をオフとすると共に、オンとなる１個のサブフィールドがサブフィールドの配列方向に沿って１サブフィールド分移動し、
前記第２のサブフィールドパターンの内、配列方向の最後のサブフィールドが一旦オンになった後は、それ以上の階調レベルにおいてはオンを保持するよう構成していることを特徴とする液晶画像表示装置。