JP5778809B2 - 擬似階調の設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、擬似階調の設定方法であって、特に、階調表示に関する擬似階調の設定方法に関するものである。

近年、マトリクス型の画像表示装置（以下、単に表示装置ともいう）において、データ処理能力の向上等により入力画像信号のビット数が多くなり、データドライバＩＣから出力可能なビット数を越える場合がある。つまり、表示装置では、表現できる階調数がデータドライバＩＣの性能に依存し、データドライバＩＣから出力可能なビット数が入力画像信号のビット数よりも少ない場合には、階調つぶれや階調飛びなどの現象が発生する。表示装置に階調つぶれや階調飛びなどの現象が発生するとユーザが表示しようとする画像を表示装置に忠実に再現することができなくなる。

そのため、表示装置で画像を忠実に再現しようとすれば、入力画像信号のビット数より多いビット数の出力が可能なデータドライバＩＣに変更する必要がある。しかし、データドライバＩＣの出力可能なビット数を多くするには、データドライバＩＣのコストアップが伴う。そこで、入力画像信号のビット数より少ないビット数しか出力できないデータドライバＩＣを用いても入力画像信号のビット数の階調を表示できる方法として、例えば、ＦＲＣ（Frame Rate Control）方式を採用することが考えられる。

ＦＲＣ方式は、画素１ドットの表示に対し、ｍフレーム（１周期）のうちｎ（ｎ＜ｍ）フレームが階調Ｇｐを表示し、残りの（ｍ−ｎ）フレームがＧｑ階調を表示することで観察者の目にＧｐ階調とＧｑ階調とのフレーム比率の加重時間平均の階調（擬似階調）を視認させる方式である。なお、具体的に、ＦＲＣ方式を適用した表示装置の例は特許文献１等に記載されている。

特開平１０−４９１０８号公報

しかし、ｊビットの入力画像信号をｉビット（ｉ＜ｊ）出力可能なデータドライバＩＣで表示させる場合、ＦＲＣ方式を表示装置に用いたとしても表現できる階調数が不足する問題があった。具体的に説明すると、ｉビットの各階調間に２＾（ｊ−ｉ）フレームを１組として｛２＾（ｊ−ｉ）−１｝個の擬似階調をＦＲＣ方式で作成した場合、表示装置において出力可能な階調数は、｛２＾ｊ−２＾（ｊ−ｉ）＋１｝個となる。しかし、表示しようとする入力画像信号の階調数（２＾ｊ）に対し、２＾（ｊ−ｉ）−１階調分が不足する。不足する階調分は、表示画像として、いわゆる「階調つぶれ」となる。

階調つぶれを解消し、不足する階調分を得るためには、ある階調Ｇｒと階調Ｇｒ＋１との間においてのみ、２＾（ｊ−ｉ）フレームと異なるフレーム数でフレームレートコントロール（ＦＲＣ）を行う必要がある。具体的には、２＾（ｊ−ｉ）フレーム数と、不足している階調数と同数のフレーム数｛２＾（ｊ−ｉ）−１｝との合計である｛２＾（ｊ−ｉ＋１）−１｝個のフレーム数を１組として、｛２＾（ｊ−ｉ＋１）−１｝−１個の擬似階調を作成し、不足階調を補う方法がある。

しかし、このような従来の擬似階調の設定方法では、２＾（ｊ−ｉ）フレームを１組とする擬似階調を作成した階調間と、不足階調を補うために｛２＾（ｊ−ｉ＋１）−１｝フレームを１組とする擬似階調を作成した階調間とが存在することになる。そのため、当該２つの擬似階調の部分の間で表示が時間的に変化するような画像の場合、フレーム数が２＾（ｊ−ｉ）の擬似階調を表示するときに比べ、フレーム数が｛２＾（ｊ−ｉ＋１）−１｝の擬似階調を表示するときの方が極端に周波数が小さくなるため、人の目にちらつきが視認されやすくなる問題があった。

そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ちらつきを低減しつつ、入力される画像信号の階調を全て表示可能な擬似階調の設定方法及びこの方法を用いた表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る解決手段は、ＦＲＣ（Frame Rate Control）方式を採用した表示装置によって実行され、第１ビット数より小さい第２ビット数の階調データに基づき擬似階調を設定して、前記第２ビット数の階調データと追加した擬似階調との合計階調数を、前記第１ビット数の階調数として得る擬似階調の設定方法であって、隣接する階調間において、Ｎフレーム（Ｎは２以上の自然数）を１組としてフレームレートコントロールを行い擬似階調を追加する第１擬似階調作成ステップと、１階調分隔てた２階調間において、前記Ｎフレームを１組としてフレームレートコントロールを行い擬似階調を追加する第２擬似階調作成ステップと、前記第１または前記第２擬似階調作成ステップで追加した擬似階調と前記第２ビット数の階調数とを合わせた合計階調数が、前記第１ビット数の階調数を満たしているか否かを判断する階調数比較ステップと、前記合計階調数が、前記第１ビット数の階調数を満たしていない場合に、前記Ｎの値を順次繰り上げて前記第１擬似階調作成ステップと前記第２擬似階調作ステップとを交互に繰り返し実行し、前記第１ビット数の階調数に至るまで擬似階調を順次追加する擬似階調追加ステップとを備え、前記追加された擬似階調のうち、前記第２ビット数の階調または繰り上げ前の前記第１または第２擬似階調作成ステップで追加した擬似階調の輝度レベルと同程度の輝度レベルとなる擬似階調を除外する階調除外ステップを、さらに備える。

本発明に記載の擬似階調の設定方法は、第１擬似階調作成ステップを行った階調間の少なくとも１つに第２擬似階調作成ステップの擬似階調を追加するので、ちらつきを低減しつつ、入力される画像信号の階調を全て表示可能とすることができる。

本発明の実施の形態１に係る表示装置のブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る表示装置のＦＲＣを説明する図である。 本発明の実施の形態１に係る擬似階調の設定方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る擬似階調の設定方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る擬似階調の設定方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る階調と輝度レベルとの関係を説明する図である。 本発明の実施の形態４に係る擬似階調の設定方法のフローチャートである。

（実施の形態１）
本実施の形態に係るマトリクス型の画像表示装置（以下、単に表示装置ともいう）の回路構成を示すブロック図を図１に示す。図１に示す表示装置では、ｊビットの入力画像信号（以下、単に画像信号ともいう）が入力される信号処理回路１では、画像信号をレベルに対応したデジタル信号に変換する。さらに、信号処理回路１では、当該デジタル信号に対し、タイミング調整やレベル調整などを行い、表示データとしてデータドライバＩＣ２に出力する。

データドライバＩＣ２は、入力された表示データを所定の階調データ（ｉビット）として表示パネル３に供給する。一方、走査ドライバＩＣ４は、表示パネル３の各画素に対し走査信号を供給する。表示パネル３の各画素は、走査信号が供給されている間に、データドライバＩＣ２から供給された階調データを表示する。なお、図１には図示していないが、データドライバＩＣ２及び走査ドライバＩＣ４の駆動タイミングを制御するタイミングコントローラも表示装置には設けられている。

図１に示す表示装置では、画像信号のビット数がｊビットであるが、データドライバＩＣ２から出力される階調データのビット数はｉビットである。このとき、ｉビットがｊビットより小さい場合は、階調つぶれや階調飛びなどの現象が発生し、表示しようとする画像を忠実に再現できない。そのため、本実施の形態に係る表示装置では、表示する画像の階調数よりも少ない階調数を出力可能なデータドライバＩＣ２でも、表示する画像の階調数を表現できるようにＦＲＣ（Frame Rate Control）方式を採用する。

ＦＲＣ方式は、背景技術でも説明したように、画素１ドットの表示に対し、ｍフレーム（１周期）のうちｎ（ｎ＜ｍ）フレームが階調Ｇｐを表示し、残りの（ｍ−ｎ）フレームがＧｑ階調を表示することで観察者の目にＧｐ階調とＧｑ階調とのフレーム比率の加重時間平均の階調（擬似階調）を視認させる方式である。

図２を用いて具体的にＦＲＣ方式を説明する。まず、図２に示すＦＲＣ方式では、Ｇｐ階調（輝度レベルをＬｐとする）と、Ｇｑ階調（輝度レベルをＬｑとする）の間に、３つの擬似階調を表示する例である。この例では、４フレームを１組としてフレームレートコントロール（ＦＲＣ）を行う。つまり、図２の２段目に示すように、４フレームのうち３フレームでＧｐ階調を表示させ、残りの１フレームでＧｑ階調を表示させると、視認される輝度レベルは、Ｇｐ階調とＧｑ階調のフレーム比率の加重時間平均である［Ｌｐ×３／４＋Ｌｑ×１／４］となる。

同様に、図２の３段目に示すように、４フレームのうち２フレームのそれぞれでＧｐ階調とＧｑ階調を表示させた場合、視認される輝度レベルは［Ｌｐ×２／４＋Ｌｑ×２／４］＝［（Ｌｐ＋Ｌｑ）／２］となる。さらに、図２の４段目に示すように、４フレームのうち１フレームでＧｐ階調を表示させ、残りの３フレームでＧｑ階調を表示させると、視認される輝度レベルは、［Ｌｐ×１／４＋Ｌｑ×３／４］となる。

しかし、ＦＲＣ方式を用いたとしても、発明が解決しようとする課題で説明したようにｉビットのデータドライバＩＣ２で、ｊビット（ｉ＜ｊ）の画像信号を表示させる場合、２＾（ｊ−ｉ）−１階調分が不足するという問題があった。

例えば、６ビット（階調０から階調６３までの６４階調数）の階調データを出力できるデータドライバＩＣ２を用いて、８ビット（２５６階調数）の画像信号を表示させようとした場合の画像信号と階調データとの対応表を表１に示す。

表１では、左側からデータドライバＩＣ２の階調、ＦＲＣによる輝度レベル、画像信号の階調が順に示されている。また、表１では、４フレームを１組としてＦＲＣを行い、６ビットの各階調間に３階調分の擬似階調を作成している。

しかし、表１では、表示される階調が０階調から２５２階調までであり、合計（６４−１）×３＋６４＝２５３階調となる。そのため、画像信号の２５６階調表示に対して、データドライバＩＣ２から出力される階調データは３階調分不足することになる。この場合、一般に表２に示す処理が行われる。

表２では、画像信号の０階調〜２５５階調のうち、２５２階調〜２５５階調までが同一の輝度レベル（データドライバＩＣ２の６３階調）として表示され、表示画像としては、いわゆる「階調つぶれ」となる。なお、表２では、低階調側からＦＲＣの擬似階調を設ける構成であるため、高階調側に「階調つぶれ」が生じているが、逆に、高階調側からＦＲＣの擬似階調を設ける構成であれば、低階調側に「階調つぶれ」が生じることになる。

この階調つぶれを解消し、且つ不足する階調分を得るために、「発明が解決しようとする課題」で説明した例では、ある階調Ｇｒと階調Ｇｒ＋１との間にのみ、他の階調と異なるフレーム数を１組として擬似階調を作成する方法が示されている。具体的に表１の場合に適用すると、表３に示すように、不足する３階調分を得るために、データドライバＩＣ２の６２階調と６３階調の間にのみ、７フレームを１単位としＦＲＣを行う。

つまり、表３では、データドライバＩＣ２の６２階調と６３階調の間に、６階調分の擬似階調を追加し、合計で（６４−２）×４＋７＋１＝２５６階調を得ている。ここで、７フレームを１単位としたが、信号処理回路１のアルゴリズムの簡便性から８フレームを１単位として作成された７階調の擬似階調うち、６階調を用いる構成でも良い。

しかし、６ビット（６４階調数）のデータドライバＩＣ２を用いて、８ビット（２５６階調数）の階調データを表示させる場合、階調データの２４７階調以下の擬似階調は、階調｛４ｎ−３｝，階調｛４ｎ−２｝，階調｛４ｎ−１｝（ｎは自然数）となり、２つの階調レベルが変化する周期が４フレーム（周波数としては一般に１５Ｈｚ）となる。一方、階調データの２４９階調以上の擬似階調では、２つの階調レベルが変化する周期が７フレーム（周波数としては約８Ｈｚ）と低周波となる。そのため、４フレームの擬似階調と７フレームの擬似階調とが時間的に変化する画像では、人の目にちらつきが視認される。

そこで、本実施の形態に係る表示装置では、ちらつきを低減しつつ、入力される画像信号の階調を全て表示可能とする以下の擬似階調の設定方法を採用している。図３に、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法のフローチャートを示す。図３に示すフローチャートでは、ｉビットの階調データを出力可能なデータドライバＩＣ２を用いて、ｊビット（ｉ＜ｊ）の画像信号の階調を表示させる擬似階調の設定方法である。まず、図３に示すフローチャートでは、２＾（ｊ−ｉ）フレームを１組としてＦＲＣを行い２＾（ｊ−ｉ）−１個の擬似階調を、ｉビットの各階調間に作成する（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１により、ＦＲＣによらない階調数２＾ｉ個に、ＦＲＣによる階調数｛２＾ｊ−２＾ｉ−２＾（ｊ−ｉ）＋１｝個を追加した階調数が表示可能となる。

次に、画像信号の階調数２＾ｊに対して、不足する階調数｛２＾（ｊ−ｉ）−１｝について、階調Ｇｐと階調Ｇｐ＋１の間に、３フレームを１組としてＦＲＣを行い擬似階調｛Ｇｐ×２／３＋（Ｇｐ＋１）×１／３｝、｛Ｇｐ×１／３＋（Ｇｐ＋１）×２／３｝を作成する（ステップＳ２）。つまり、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法では、４フレームを１組としてＦＲＣを行った擬似階調と、３フレームを１組としてＦＲＣを行った擬似階調とがある階調間に共存することになる。

なお、不足する階調数｛２＾（ｊ−ｉ）−１｝が１個の場合は、｛Ｇｐ×２／３＋（Ｇｐ＋１）×１／３｝又は、｛Ｇｐ×１／３＋（Ｇｐ＋１）×２／３｝のいずれを用いても良い。また、不足する階調数が３個の場合は、階調Ｇｐと階調Ｇｐ＋１との間にステップＳ２の擬似階調を２個用いて、別の階調Ｇｑと階調Ｇｑ＋１との間にステップＳ２の擬似階調を１個用いる。

次に、ステップＳ１及びステップＳ２で追加した擬似階調とｉビットの階調数とを合わせた合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊに至るまで、ステップＳ２による擬似階調を階調間に追加する（ステップＳ３）。

本実施の形態に係る擬似階調の設定方法の具体例を表４に示す。

表４では、６ビット（６４階調数）出力のデータドライバＩＣ２を用いて、８ビット（２５６階調数）の階調データを表示させる場合を示す。まず、６ビットの各階調間に、４（２＾（８−６））フレームを１組としてＦＲＣを行い、３個の擬似階調を作成する。これはステップＳ１に対応し、作成された擬似階調を合わせた階調数は（６４−１）×４＋１＝２５３階調数となる。この階調数は、入力された画像信号の階調数である２５６階調数に対して３階調数少ない。

そこで、階調［６２］と階調［６３］との間に、３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成された擬似階調｛［６２］×２／３＋［６３］×１／３｝及び、｛［６２］×１／３＋［６３］×２／３｝を追加する（ステップＳ２）。なお、４フレームを１単位として作成した３つの擬似階調の階調レベルと、３フレームを１単位として作成した２つの擬似階調の階調レベルとを比較し、小さい方から順に擬似階調と８ビットの階調数とを対応させる。

表４では、階調｛２５１｝に擬似階調｛［６２］×２／３＋［６３］×１／３｝、階調｛２５３｝に擬似階調｛［６２］×１／３＋［６３］×２／３｝を対応させている。さらに、階調［６１］と階調［６２］の間に、３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛［６１］×２／３＋［６２］×１／３｝を階調｛２４６｝としている。

以上のように、本実施の形態では、ｉビットの階調数を出力可能なデータドライバＩＣ２で、ｊビット（ｉ＜ｊ）の画像信号を表示をさせる場合、ｉビットの各階調間に、２＾（ｊ−ｉ）フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を追加する。さらに、不足する階調数｛２＾（ｊ−ｉ）−１｝に対して、３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を追加する。追加できる最大階調数は、２×（２＾ｉ−１）である。なお、上記の擬似階調の追加でもさらに不足している場合は、５フレームを１組としてＦＲＣを行うか、７フレームを１組としてＦＲＣを行うかによって作成された擬似階調を追加することができる。本実施の形態に係る擬似階調の設定方法及びこの擬似階調の設定方法を用いた表示装置によれば、ちらつきを低減しつつ、入力される画像信号の階調数２＾ｊの全てを表示することができる。

（実施の形態２）
図４に、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法のフローチャートを示す。図４に示すフローチャートでは、ｉビットの階調データを出力可能なデータドライバＩＣ２を用いて、ｊビット（ｉ＜ｊ）の画像信号の階調を表示させる。まず、図４に示すフローチャートでは、２フレーム及び３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を、ｉビットの各階調間に追加する（ステップＳ１）。例えば、階調Ｇｋと階調Ｇｋ＋１との間には、２フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛Ｇｋ×１／２＋（Ｇｋ＋１）×１／２｝及び、３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛Ｇｋ×２／３＋（Ｇｋ＋１）×１／３｝，｛Ｇｋ×１／３＋（Ｇｋ＋１）×２／３｝が追加される。

これらの擬似階調及び、もとのｉビットの階調数を合わせた合計階調数は、２＾ｉ＋（２＾ｉ−１）＋（２＾ｉ−１）×２＝２＾（ｉ＋２）−３となる。ここで、合計階調数は、入力された画像信号の階調数２＾ｊに対して、｛２＾ｊ−２＾（ｉ＋２）＋３｝階調数不足することになる。

次に、階調Ｇｐと階調Ｇｐ＋１との間に、４フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛Ｇｐ×１／４＋（Ｇｐ＋１）×３／４｝，｛Ｇｐ×３／４＋（Ｇｐ＋１）×１／４｝を不足する階調数に対して追加する（ステップＳ５）。このとき、不足する階調数｛２＾ｊ−２＾（ｉ＋２）＋３｝が１個の場合は、｛Ｇｐ×１／４＋（Ｇｐ＋１）×３／４｝又は、｛Ｇｐ×３／４＋（Ｇｐ＋１）×１／４｝のいずれを用いても良い。また、不足する階調数が３個の場合は、階調Ｇｐと階調Ｇｐ＋１との間にステップＳ５の擬似階調を２個追加し、別の階調Ｇｑと階調Ｇｑ＋１との間にステップＳ５の擬似階調を１個追加する。

次に、ステップＳ４及びステップＳ５で追加した擬似階調とｉビットの階調数とを合わせた合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊに至るまで、ステップＳ５による擬似階調を階調間に追加する（ステップＳ６）。

次に、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法の具体例を表５に示す。

表５では、６ビット（６４階調数）出力のデータドライバＩＣ２を用いて、８ビット（２５６階調数）の階調データを表示させる場合を示す。まず、６ビットの各階調間に、２フレーム及び３フレームを１組としてＦＲＣを行い、３個の擬似階調を作成する。これはステップＳ４に対応し、作成された擬似階調を合わせた階調数は（６４−１）×４＋１＝２５３階調数となる。この階調数は、入力された画像信号の階調数である２５６階調数に対して３階調数少ない。

そこで、階調［６２］と階調［６３］との間に、４フレームを１組としてＦＲＣを行い作成された擬似階調｛［６２］×３／４＋［６３］×１／４｝及び、｛［６２］×１／４＋［６３］×３／４｝を追加する（ステップＳ５）。なお、２フレーム及び３フレームを１単位として作成した３つの擬似階調の階調レベルと、４フレームを１単位として作成した２つの擬似階調の階調レベルとを比較し、小さい方から順に擬似階調と８ビットの階調数とを対応させる。表４では、階調｛２５０｝に擬似階調｛［６２］×３／４＋［６３］×１／４｝、階調｛２５４｝に擬似階調｛［６２］×１／４＋［６３］×３／４｝を対応させている。さらに、階調［６１］と階調［６２］の間に、４フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛［６１］×３／４＋［６２］×１／４｝を階調｛２４５｝としている。

以上のように、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法では、ｉビットの階調数を出力可能なデータドライバＩＣ２で、ｊビット（ｉ＜ｊ）の画像信号を表示をさせる場合、ｉビットの各階調間に、２フレーム及び３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を追加する。さらに、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法では、不足する階調数｛２＾（ｉ＋２）−３｝に対して、４フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調数を追加している。なお、４フレームを１組としたＦＲＣの場合、最大で２×（２＾ｉ−１）個の擬似階調を追加することが可能であるが、さらに不足する場合は、５フレームを１組としたＦＲＣや、７フレームを１組としたＦＲＣにより作成した擬似階調をさらに追加しても良い。

本実施の形態に係る擬似階調の設定方法及びこの擬似階調の設定方法を用いた表示装置によれば、ｎフレーム（ｎ＝２，３，４，・・・）を１組としてＦＲＣを行い擬似階調を作成するので、擬似階調のフレーム周波数が可能な限り高くなり、ちらつきを抑制しつつも入力された画像信号の階調数を全て表示することができる。

（実施の形態３）
図５に、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法のフローチャートを示す。図５に示すフローチャートでは、ｉビットの階調データを出力可能なデータドライバＩＣ２を用いて、ｊビット（ｉ＜ｊ）の画像信号の階調を表示させる場合に、まず、２＾（ｊ−ｉ）フレームを１組としてＦＲＣを行い作成された擬似階調を、ｉビットの各階調間に作成する（ステップＳ７）。なお、ステップＳ７により、ＦＲＣによらない階調数２＾ｉ個に、ＦＲＣによる階調数｛２＾ｊ−２＾ｉ−２＾（ｊ−ｉ）＋１｝個を追加した階調数を表示することができるようになる。

次に、ステップＳ７による擬似階調の追加でも不足する階調数｛２^（ｊ−ｉ）−１｝に対し、階調Ｇｐ−１（輝度レベルをＬｐ−１とする）と階調Ｇｐ＋１（輝度レベルをＬｐ＋１とする）との間（連続する２階調間）に、２フレームを１組としてＦＲＣを行うことで作成した擬似階調Ｇｃを追加する（ステップＳ８）。ステップＳ８で作成された擬似階調Ｇｃの輝度レベルは｛（Ｌｐ−１）＋（Ｌｐ＋１）｝／２となるが、階調Ｇｐ−１と階調Ｇｐ＋１との間にはステップＳ７による擬似階調も存在するため、当該擬似階調の輝度レベルとの大小関係で階調の順序付けを行う。

例えば、図６に、階調Ｇｐ−１と階調Ｇｐ＋１との間における輝度レベルと階調との関係を示す。図６では、横軸を階調、縦軸を輝度レベルとしている。そして、図６には、階調Ｇｐ−１と階調Ｇｐとの間に４フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した３つの擬似階調Ｇａ１，Ｇａ２，Ｇａ３、階調Ｇｐと階調Ｇｐ＋１との間に４フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した３つの擬似階調Ｇｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３がそれぞれ図示されている。

さらに、図６には、階調Ｇｐ−１と階調Ｇｐ＋１との間に２フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調Ｇｃが図示されているが、その図示される位置は、擬似階調Ｇｃの輝度レベル（｛（Ｌｐ−１）＋（Ｌｐ＋１）｝／２）と、他の擬似階調Ｇａ１，Ｇａ２，Ｇａ３，Ｇｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３の輝度レベルとを比較して決められる。図６の例では、輝度レベルの大きさが階調Ｇｐ＜擬似階調Ｇｃ＜擬似階調Ｇｂ１となるため、擬似階調Ｇｃが階調Ｇｐと擬似階調Ｇｂ１との間に図示されることになる。

次に、ステップＳ７及びステップＳ８で追加した擬似階調とｉビットの階調数とを合わせた合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊに至るまで、ステップＳ８による擬似階調を連続する２階調間に追加する（ステップＳ９）。ステップＳ８では、階調Ｇｐ−１と階調Ｇｐ＋１との間において２フレームを１組としてＦＲＣを行うことで作成された擬似階調を最大で２＾ｉ−２個追加することができる。しかし、ステップＳ８で追加する擬似階調では、不足する階調数を補えない場合には、階調Ｇｐ−１と階調Ｇｐ＋１の間において３フレームや５フレームを１組としてＦＲＣを行い作成された擬似階調をさらに追加しても良い。なお、追加された擬似階調の階調順序は、輝度レベルの大小関係によって決定されることはいうまでもない。

次に、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法の具体例を表６に示す。

表６では、６ビット（６４階調数）出力のデータドライバＩＣ２を用いて、８ビット（２５６階調数）の階調データを表示させる場合を示す。まず、６ビットの各階調間に、４フレーム（２＾（８−６））フレームを１組としてＦＲＣを行い、３個の擬似階調を作成する。これはステップＳ７に対応し、作成された擬似階調を合わせた階調数は（６４−１）×４＋１＝２５３階調数となる。この階調数は、入力された画像信号の階調数である２５６階調数に対して３階調数少ない。

そこで、階調［０］と階調［２］との間において、２フレームを１組としてＦＲＣを行い｛［０］×１／２＋［２］×１／２｝の輝度レベルを有する擬似階調を作成する（ステップＳ８）。この擬似階調の輝度レベルと、階調［０］と階調［２］との間においてステップＳ７で追加された擬似階調を含む７つの階調の輝度レベルとを比較し、小さい方から順に８ビットの階調数を対応させる。表６の例では、｛［０］×１／２＋［２］×１／２｝の輝度レベルを有する擬似階調を、８ビットの階調表現での｛５｝と設定した。

同様に、階調［１］と階調［３］との間において、２フレームを１組としてＦＲＣを行い｛［１］×１／２＋［３］×１／２｝の輝度レベルを有する擬似階調を作成し、８ビットの階調表現での｛１０｝と設定した。さらに、階調［２］と階調［４］との間において、２フレームを１組としてＦＲＣを行い｛［２］×１／２＋［４］×１／２｝の輝度レベルを有する擬似階調を作成し、８ビットの階調表現での｛１５｝と設定した。

なお、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法では、不足する階調に対し、連続する２階調間において２フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を追加している。しかし、表示装置の階調−輝度（レベル）特性が線形となる領域の階調に対して本実施の形態に係る擬似階調の設定方法を用いた場合、擬似階調と通常の階調との輝度レベルの差異がなくなることが考えられる。そのため、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法では、特にステップＳ８の擬似階調を適用する階調が表示装置の階調−輝度（レベル）特性が非線形となる領域であることが望ましい。

以上のように、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法及びこの擬似階調の設定方法を用いた表示装置では、連続する２階調間に、２フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を追加するので、実施の形態１のように３フレームを１組としてＦＲＣを行い擬似階調を作成する場合に比べて、ＦＲＣの周波数が高くなり、階調間の輝度差が比較的小さい場合にちらつきを軽減することができる。

（実施の形態４）
図７に、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法のフローチャートを示す。図７に示すフローチャートでは、ｉビットの階調データを出力可能なデータドライバＩＣ２を用いて、ｊビット（ｉ＜ｊ）の画像信号の階調を表示させる場合の擬似階調の設定方法である。まず、２フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を、ｉビットの各階調間に作成する（ステップＳ１０）。例えば、階調Ｇｐと階調Ｇｐ＋１との間には、２フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛Ｇｐ×１／２＋（Ｇｐ＋１）×１／２｝を追加する。なお、ステップＳ１０により追加される階調数は［２＾ｉ−１］個となる。

次に、ｉビットの各階調間において１階調分隔てた２階調間（連続する２階調間）に対し、２フレームを１組としてＦＲＣを行い作成される擬似階調を追加する（ステップＳ１１）。例えば、階調Ｇｐ−１と階調Ｇｐ＋１との間に、２フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛（Ｇｐ−１）×１／２＋（Ｇｐ＋１）×１／２｝を追加する。なお、ステップＳ１１により追加される階調数は［２＾ｉ−２］個となる。また、ステップＳ１１で作成した擬似階調のうち、ｉビットの階調又はステップＳ１０で作成した擬似階調の輝度レベルと同程度の輝度レベルとなる擬似階調は除外する。

次に、ステップＳ１２では、ステップＳ１０及びステップＳ１１で追加した擬似階調とｉビットの階調数とを合わせた合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊを満たしているか否かを判断する。そして、ステップＳ１２において、合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊを満たしている場合は擬似階調の設定を終了し、満たしていない場合はステップＳ１３に進む。

次に、ステップＳ１３では、３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を、ｉビットの各階調間に作成する。例えば、階調Ｇｐと階調Ｇｐ＋１との間には、３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛Ｇｐ×２／３＋（Ｇｐ＋１）×１／３｝，｛Ｇｐ×１／３＋（Ｇｐ＋１）×２／３｝を追加する。なお、ステップＳ１３により追加される階調数は｛２×（２＾ｉ−１）｝個となる。また、ステップＳ１３で作成した擬似階調のうち、ｉビットの階調又はステップＳ１０，１１で作成した擬似階調の輝度レベルと同程度の輝度レベルとなる擬似階調は除外する。

次に、ステップＳ１４では、ステップＳ１０，ステップＳ１１及びステップＳ１３で追加した擬似階調とｉビットの階調数とを合わせた合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊを満たしているか否かを判断する。そして、ステップＳ１４において、合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊを満たしている場合は擬似階調の設定を終了し、満たしていない場合はステップＳ１５に進む。

次に、ステップＳ１５では、ｉビットの各階調間において１階調分隔てた２階調間（連続する２階調間）に対し、３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調を追加する。例えば、階調Ｇｐ−１と階調Ｇｐ＋１との間に、３フレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調｛（Ｇｐ−１）×２／３＋（Ｇｐ＋１）×１／３｝，｛（Ｇｐ−１）×１／３＋（Ｇｐ＋１）×２／３｝を追加する。なお、ステップＳ１５により追加される階調数は｛２×（２＾ｉ−２）｝個となる。また、ステップＳ１５で作成した擬似階調のうち、ｉビットの階調又はステップＳ１０，１１，１３で作成した擬似階調の輝度レベルと同程度の輝度レベルとなる擬似階調は除外する。

次に、ステップＳ１６では、ステップＳ１０，ステップＳ１１，ステップＳ１３及びステップＳ１５で追加した擬似階調とｉビットの階調数とを合わせた合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊを満たしているか否かを判断する。そして、ステップＳ１６において、合計階調数が、画像信号の階調数２＾ｊを満たしている場合は擬似階調の設定を終了し、満たしていない場合は次ステップに進む。

次ステップ以降は、ステップＳ１３からステップＳ１６と同様の処理においてフレーム数を４，５，６・・・と順に繰り上げる。つまり、各階調間に、Ｎフレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調と、連続する２階調間に、Ｎフレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調とを順次追加していき、合計階調数が画像信号の階調数２＾ｊとなるまで行う。

以上のように、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法では、各階調間に、Ｎフレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調と、連続する２階調間に、Ｎフレームを１組としてＦＲＣを行い作成した擬似階調とを順次追加していき、Ｎの値（２以上の自然数）を順次繰り上げ画像信号の階調数まで追加する。そのため、本実施の形態に係る擬似階調の設定方法及びこの擬似階調の設定方法を用いた表示装置では、ＦＲＣの周波数の高い順に擬似階調を作成していくので、周波数の高い擬似階調の数が多くなり、階調間の輝度差が比較的小さい場合にちらつきを軽減することができる。

１ 信号処理回路、２ データドライバＩＣ、３ 表示パネル、４ 走査ドライバＩＣ。

Claims (2)

1. ＦＲＣ（Frame Rate Control）方式を採用した表示装置によって実行され、第１ビット数より小さい第２ビット数の階調データに基づき擬似階調を設定して、前記第２ビット数の階調データと追加した擬似階調との合計階調数を、前記第１ビット数の階調数として得る擬似階調の設定方法であって、
   隣接する階調間において、Ｎフレーム（Ｎは２以上の自然数）を１組としてフレームレートコントロールを行い擬似階調を追加する第１擬似階調作成ステップと、
   １階調分隔てた２階調間において、前記Ｎフレームを１組としてフレームレートコントロールを行い擬似階調を追加する第２擬似階調作成ステップと、
   前記第１または前記第２擬似階調作成ステップで追加した擬似階調と前記第２ビット数の階調数とを合わせた合計階調数が、前記第１ビット数の階調数を満たしているか否かを判断する階調数比較ステップと、
   前記合計階調数が、前記第１ビット数の階調数を満たしていない場合に、前記Ｎの値を順次繰り上げて前記第１擬似階調作成ステップと前記第２擬似階調作ステップとを交互に繰り返し実行し、前記第１ビット数の階調数に至るまで擬似階調を順次追加する擬似階調追加ステップとを備え、
   前記追加された擬似階調のうち、前記第２ビット数の階調または繰り上げ前の前記第１または第２擬似階調作成ステップで追加した擬似階調の輝度レベルと同程度の輝度レベルとなる擬似階調を除外する階調除外ステップを、
   さらに備えることを特徴とする擬似階調の設定方法。
2. 請求項１に記載の擬似階調の設定方法であって、
   前記第２擬似階調作成ステップは、階調−輝度特性曲線が非線形となる階調領域に適用することを特徴とする擬似階調の設定方法。

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